CN1977092B - 用于润滑大型柴油机的气缸内表面的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于润滑大型柴油机的气缸内表面(6)的方法和设备。该设备包括具有多个活塞泵(4)的润滑装置(3)，这些活塞泵通过连接管(5)与气缸壁(7)中的润滑点(6)相连。为了能够对润滑油部分进行电子控制调节，设置了与流量调节器(8)相连的电子控制单元(9)。该流量调节器包括被插入在润滑装置(3)和润滑点(6)之间的连接管(5)中的改向阀(12)。

Description

用于润滑大型柴油机的气缸内表面的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种润滑系统，包括用于润滑大型柴油机，特别是船用发动机的气缸内表面的方法和设备，包括至少一个具有多个活塞泵的润滑装置，这些活塞泵通过连接管与设置在气缸壁中的不同润滑点连接在一起并且向其供给润滑油。

背景技术

润滑装置通常被设计成泵装置，它们与相应的气缸紧密结合地安装，并且与润滑油的储油箱和气缸壁上的不同点处的喷油嘴形式的润滑点相连。每一个泵装置包括多个向不同的润滑点供给润滑油的活塞泵，并且它们由共同的在其上施加有凸轮的旋转控制轴驱动。在该轴旋转时，具有挤压头的凸轮作用在相应的轴向移位的活塞上，其中这些活塞受朝向控制轴方向的弹簧偏压，因此，活塞在轴旋转时将执行往复移动以用于触发活塞泵的活塞。

多少年来，润滑装置是在活塞泵的排出压力不是太大的条件下进行操作的，由于这是固定的标准，即润滑油在发动机活塞的向上返回冲程过程，也即压缩作用过程中，但是在点火燃烧之后的动力冲程之前被喷射至气缸内。因此，在喷射或泵压力为10bar的状态下进行操作是必要的。

近年来，已经提出了通过加压雾化喷嘴来喷射润滑油以增加润滑效率，以便在活塞的向上移动过程中实现油雾润滑的思路。但是，润滑油被施加更高的压力以确保通过雾化喷嘴得到更精细的雾化，例如被加压至100bar或更高。因此，在本申请中提及的润滑点包括润滑油喷嘴和/或加压雾化喷嘴。

在上述两个系统中，控制轴通过与发动机的曲柄轴直接或间接地机械连接而被驱动，从而有可能提供用于泵的触发动力，并且同时实现发动机的曲柄轴和润滑装置的控制轴之间的同步。

泵装置可以例如包括盒状的装置外壳，连接管可从该外壳延伸至发动机气缸上的例如6-24个润滑点。

这些活塞通常通过贯穿的控制轴上的触发凸轮/摇杆而被操作，其中控制轴与发动机的曲柄轴同步旋转。这些活塞受到向触发凸轮的弹簧偏压。设置了一个用于限定触发凸轮极限位置的调节螺钉。该调节螺钉可被操作，以用于确定活塞的各个操作冲程以及各个活塞泵的容量。

通过根据本发明的润滑，用户操作根据曲柄的旋转而定时地控制喷射定时以用于同步润滑，或者非同步的气缸润滑，即气缸润滑与曲柄的旋转和角位置无关是可能的。

而且，对于灵活和容易地调节受控的供给气缸润滑油部分以用于根据不同的可测量的发动机参数的发动机的即刻需要有越来越多的需求。以灵活的方式调节与发动机的实际操作状态同时的定时也是所需的。所有这些调节优选地是可中央控制的。

使用电子控制方法而与发动机转速同步地驱动润滑装置是可行的，但是润滑油的用量大并且昂贵。通过这种系统，定时可被立即改变。但是，改变供给气缸润滑油部分更难以控制。

由于气缸润滑油在发动机每转动一圈时被供给一定剂量，因此调节该剂量的唯一可能性是改变泵的冲程。用于该目的的一个系统例如公开在DK专利申请4998/85中。该系统通过凸轮盘机构来操作，以便根据发动机负载来调节泵的冲程。改变这种依赖性仅可通过以具有不同传递函数的凸轮盘来替换该凸轮盘而实现。

还提出了通过可控马达，例如步进马达来调节泵的冲程的思路。这已被用于点润滑，但是很难建立起与传统润滑装置的连接。这种系统例如公开在国际专利申请WO 02/35068A1中。

而且，DE 2827626也公开了一种润滑系统，其根据以预定时间间隔通过气缸壁中的孔并以测定量来供给润滑油。这里不存在在各个润滑点处执行连续控制剂量的迹象。

关于传统的气缸壁润滑，迄今的实践是使用简单的可抵抗气缸内压力的弹簧偏压止回阀，但是它受到较高的外部喷射压力。但是，在加压雾化喷射中，阀系统仅在较高的油压下才打开是所需并且必需的，这是因为油的喷射可使加压雾化喷射的特性正好从开始时呈现。这里我们说到的压差因子可达百分之几百。

发明内容

本发明的目的是提供一种可能以一种方式实现气缸润滑的设备和方法，从而有可能实现供给至单个润滑点的灵活、电子控制和中央连续控制以及定时的精确控制。

根据本发明，这可通过一种用于润滑大型柴油机的气缸内表面的方法来实现，该方法包括至少一个具有多个活塞泵的润滑装置，这些活塞泵通过连接管与设置在气缸壁中的各润滑点连接在一起并且向其供给润滑油，该方法的独特之处在于，当润滑装置和润滑点之间建立起了润滑油部分的电子控制改向时，来自特定泵冲程以及流向特定润滑点的润滑油部分返回至润滑装置。

本发明还提供一种用于润滑大型柴油机的气缸内表面的设备，包括至少一个具有多个活塞泵的润滑装置，这些活塞泵通过连接管与设置在气缸壁中的各润滑点连接在一起并且向其供给润滑油，其特征在于，它包括与流量调节器相连的电子控制单元，该流量调节器包括被插入在润滑装置和润滑点之间的连接管中的改向阀。

根据本发明的设备的独特之处在于，它包括与流量调节器相连的电子控制单元，该流量调节器包括插入在润滑装置和润滑点之间的连接管中的改向阀。

根据本发明的方法和设备，根据由电子控制确定的不同调节原理来减少润滑油部分是可能的。由于电子控制被用于润滑油部分在润滑装置和一个或多个气缸内的润滑点之一之间的改向，因此提供了相对简单的解决办法。通过该解决办法，在用于润滑装置的一个泵冲程中连续调节供给至每一个气缸的润滑油的量可以采用电子控制方法实现。

因此，在润滑装置随后的泵冲程中，执行所有气缸或部分气缸的润滑点的阻塞，并且在润滑装置随后的泵冲程中，执行气缸内的其它润滑点的阻塞是可能的。因此，气缸不同润滑点的循环阻塞可在一个循环中被执行。

根据本发明的系统可被用于传统的润滑并且用于例如SIP润滑。不管润滑原理如何，本发明的优点和节省性将是有吸引力的。

通过流量调节器，在给定数量的润滑点处调节流量是可能的。具有流量调节可能性的润滑点的数量取决于用户怎样灵活的调节。通过本发明的系统，可确保在那里执行流量调节的润滑点之间的自动移动。

运用的流量调节器可与润滑装置集成在一起，或安装成与已经存在的或新的润滑装置相连的单独单元体。因此，根据本发明的系统的优点在于，可对已经存在的设备进行改型，而不管这些现有技术的装置是基于油的喷射还是基于加压喷雾。

流量调节器由电子控制来控制，从而在单个润滑点之间并且根据实际需要和负载水平，润滑油向润滑装置或用于润滑油的储槽改向。大体上，可以这样说，调节是通过在润滑冲程中“绕道”的润滑装置的一个或多个润滑点执行的，并且因此在一段时间内建立起来的润滑作用将能够连续调节润滑油部分或它的量。该连续定量调节可独立于量的可调性发生，并且可通过调节活塞泵的冲程而与调节该量结合起来。

通过根据本发明的流量调节器，可执行电子控制的编程。对于试图向十个润滑点供给润滑油的润滑装置来说，通过在每一个接连的循环中绕过一个润滑点可实现10％的降低。在10个循环后，所有的润滑点将被绕过。不考虑这些绕过，通过在每一个循环中使用根据本发明的系统，可执行每一个气缸的润滑。但是，该润滑作用未必会在气缸的每一个润滑点处发生。

根据另一个实施例，根据本发明的方法的独特之处在于，润滑油部分向润滑装置或润滑油储槽改向。因此，实现了非常简单的系统，这是因为无需单独的容器用于接收改向后的润滑油部分。

根据另一个实施例，根据本发明的方法的独特之处在于，润滑油部分在不同气缸内的不同润滑点之间交替改向，其中这些气缸通过使用一个或多个润滑装置来润滑。根据特定的实施例，使用流量调节器来控制一个或多个润滑装置是可能的，并且这些润滑装置中的每一个可被用于向一个或多个气缸内的多个润滑点供给润滑油。因此，本发明不限于在每一个气缸中使用一个润滑装置以及流量调节仅可调节一个润滑装置。

根据另一个实施例，根据本发明的方法的独特之处在于，来自润滑装置的润滑油的受控供给被调节，从而在任何润滑油部分不改向的情况下的润滑作用将导致气缸不会产生非充分的润滑。大体上，这与气缸的过度润滑相对应。通过该实施例，执行调节以便大体上人们可以过度供给润滑油，以使得在一些操作状态下有可能对气缸提供润滑，例如在临界时间发动机转速降低时，例如在港口操纵时。通过设置润滑油的剂量，过度润滑可在润滑油部分不改向的前提下被执行，通过相对于最大可能的剂量减少润滑油部分的剂量，大体上人们所说的“正常操作状态”将总是可被执行。

但是，与不使用本发明对发动机进行润滑的情形相比，本发明在以非常低的发动机负载范围下运转是特别有利的，相对于传统的仅根据发动机转速来对气缸进行润滑，将可以实现润滑油部分的节省。

通过使用根据本发明的系统，例如将有可能在相应于最大可能润滑油剂量的80％的正常润滑压力下操作。因此，有可能提供高达约20％的过度润滑。

根据另一个实施例，根据本发明的方法的独特之处在于，电子控制改向包括电磁阀的触发，该电磁阀具有初始设定，在那里润滑油被引导至润滑点，并且其通过触发而被移位，以使得润滑油返回至润滑装置或润滑油储槽。通过使用电磁阀，可实现油流的特别简单及可靠的调节。在通常情况下，所有的阀门都被供以润滑油并将该润滑油引导至润滑点，但是除了该系统尺寸过大的情况之外。因此，总是存在着供给至阀门的油流，并且这种流动被引导至润滑点。当执行调节时，电子控制将使电磁阀触发，以提供移位，从而使润滑油将通过阀门改向并且返回至润滑装置或储槽。如果电子控制失败，将不会出现发动机损坏的风险，但是与所需的润滑相比随后可发生过度润滑。对于改向来说，电磁阀不是必需的。能够执行油流移动的任何控制阀都可被使用。

如果需要的话，流量调节器可配备一个用于电磁阀精度的指示器。因此，有可能得到对电磁阀/润滑点的可能故障位置的指示。该电磁阀被设计成使得移动在流量以及润滑装置和润滑点之间的压力条件产生最小可能的扰动时发生。

根据另一个实施例，根据本发明的方法的独特之处在于，润滑油部分的改向每次都在润滑装置的润滑冲程之间执行，并且该改向优选地通过来自润滑装置的润滑油的完全受控供给时的指示信号而被触发。因此，可实现非常简单的结构，而对电磁阀的速度没有特别的要求。通过使用用于润滑油的完全供给的指示信号，将仅需在接连的润滑冲程之间执行电磁阀的复位。例如，在每分钟100转的情况下，在润滑冲程之间可能为600毫秒。这对于复位电磁阀来说是很充足的时间，即使是在减去用于触发控制阀的时间后也是如此。

根据另一个实施例，根据本发明的方法的独特之处在于，控制是根据包含在电子控制单元中的定制的调节算法来执行的。标准程序设计可通过编程写入到电子控制单元，或者用户设计的调节选择可被输入到该控制程序中。

因此，无论发动机的转速如何，例如可根据来自润滑装置的指示信号实现调节。为了控制流量调节器，可能会用到不同的参数，例如实际的发动机负载，来自润滑装置的信号，压力状态，负载状态，用户特定参数，例如刮擦分析结果，或其它参数。因此，流量调节器可根据调节原理受到控制，例如发动机转速(RPM)，平均有效压力(MEP)，发动机功率(BHP)，或相关的负载变化(LCD)。

根据另一个实施例，根据本发明的设备的独特之处在于，改向阀与连接至润滑装置或润滑油储槽的回流管相连。通过使改向阀与返回管相连，可实现上述的简单结构，从而使得润滑油部分存在向润滑装置或润滑油储槽改向的可能性。

根据另一个实施例，根据本发明的设备的独特之处在于，改向阀被设置为电磁阀，该电磁阀可被设置为初始设定，在那里润滑油被引导至润滑点，和触发设定，在那里润滑油返回至润滑装置或润滑油储槽。作为用于改向的有利元件的电磁阀的使用已在上面进行了描述。电磁阀的优点在于，当处于非触发位置时，它总是可以确保润滑被执行。通过使用改向阀，润滑油向其改向的储槽将优选地被加压，从而在油流中将产生最小可能的扰动。

但是，操作未被加压的槽将是可能的，但在那种情况下，最好提供质量好的阀门，以实现完全紧固。因此，将不会出现在润滑后发生扰动的风险，而这是在阀门中存在压差和不充分紧密性时的可能情况。

因此，直至润滑点的管中的压力(至少从改向阀开始)被保持为尽可能地不受影响是重要的。因此，可以确保随后的泵冲程将总是尽可能的精确。这意味着该系统将被设置成能避免连接管中的压力损失，因此可以尽可能准确和确定地实现润滑。如果发生压力损失，则存在着影响润滑油喷射聚集的风险。

对这些问题的实际解决办法可以是，在电磁阀和润滑点之间的连接管中插入止回阀。

尽管上面描述了电磁阀的实施例，可替换地是使用截止阀也是可能的。但是，可以确保润滑油返回至润滑装置或润滑油槽，这意味着改向可通过使用不同于改向阀本身的其它方法来实现。

为了实现本发明的优点，管线至润滑点的连接/改向被切断是重要的。

根据另一个实施例，根据本发明的设备的独特之处在于，改向阀设置有泵壳和通道阻块，它们连接在一起以形成包括滑阀的单一机组，该滑阀具有初始设定，在那里润滑油被引导至润滑点，和触发设定，在那里润滑油通过空气或弹簧的触发而返回至润滑装置或润滑油储槽。通过电磁阀的构造获得触发也是可能的，该电磁阀在初始设定时关闭，并且通过触发打开，从而使润滑油返回。这种阀门可与已经存在的润滑装置的泵单元集成在一起，并且因此将容易地适应。使用电磁阀构造也是可能的，其中电磁线圈通过触发将开启阀门。由于这种集成结构，有可能消除连接管中的波动。

正如所述的，根据本发明的系统可以与各种传统润滑原理结合起来使用。因此，可与传统的润滑装置或与所谓的SIP润滑结合起来使用。

根据本发明的系统和所谓的负载变化促动器一起使用也是可能的。对于所有的润滑装置，例如在需要同时增加润滑量的情况下，可以使用机械负载变化促动器，这是因为通过额外的电磁阀，人们可触发调节以使其终止。实际上，可在给定的时间期间内提供额外的润滑。

结合定时润滑或不定时润滑来使用根据本发明的系统也是可能的。

附图说明

本发明现在将通过参照附图被更详细地描述。

图1是根据本发明设备的一个实施例的示意图；

图2是根据本发明设备中的改向阀的一个实施例的示意图；

图3是根据本发明设备中的改向阀的另一实施例的断面图。

在附图中，相同或相应的元件具有相同的附图标记。因此不会在每一幅附图中都给出这些细节的说明。

具体实施方式

图1示出了用于润滑大型柴油机的气缸2的气缸内表面1的设备。所示的设备包括两个润滑装置3，每一个润滑装置具有一系列的由4指示的活塞泵。通过连接管5(对于每一个润滑装置仅示出了一个连接管)，每一个活塞泵与设置在气缸壁7内的润滑点6相连，用于润滑气缸壁的气缸内表面1。该设备还包括流量调节器8，其将参照图2进行详细描述。

而且，该设备包括与流量调节器8和润滑装置3相连的电子控制单元9。如10表示的，流量调节器可从润滑装置3接收指示信号。

图2是流量调节器8的示意图。图2示出了三个润滑点6和一润滑装置3。因此该状态示出了在气缸内具有三个润滑点。

流量调节器8包括电磁阀11形式的改向阀。电磁阀被插入到润滑装置3和相关的润滑点6之间的连接管5中。在所示的状态下，电磁阀11被设定在初始位置，其中弹簧12被挤压在极限位置，因此阀部件13建立了润滑装置3和润滑点6之间的直接连接。每一个阀11具有受电子控制单元控制的触发单元14。通过阀的触发，抵抗弹簧12的作用移位，因此，阀部件15向下移位并且被设置在由图2的阀部件13呈现的位置。在该状态下，阀部件15中的连接管16将使润滑装置中的连接管5与回流管17相连。回流管17与入口18相连，从而使润滑油回流至润滑装置3。在回流管17中，设置有调节阀/过压阀19。

图3是断面图，示出了也可被用作流量开关的改向阀20的另一个实施例。该改向阀20将同样与未在图3中示出的电子控制单元相连。在该实施例中，改向阀20与泵4’集成在一起。由于该集成结构，有可能消除长连接管中的波动，该波动可在断开润滑点时发生。

改向阀20包括连接在一起以形成单一机组的开关外壳21和泵座22。泵室23与吸水道24相连，回流通道25与回流管(未示出)相连，并且出口通道31与润滑点(未示出)相连。通气口26通向活塞28之后的室27，该活塞与滑阀29相连并且借助弹簧30抵抗图示的情形加载，以使得润滑油通过出口通道31排出。

当加压空气通过通气口26供给时，滑阀29被推向图3的左手侧，从而润滑油可通过回流通道25。当断开空气供给时，弹簧30可确保滑阀再次靠近，从而润滑油将通过出口通道31流向润滑点。因此，改向阀20具有初始设定，在那里润滑油被引向润滑点；和触发设定，在那里润滑油返回至润滑装置或润滑油储槽。

加压空气的供给由电子控制单元经由适当的阀门装置来控制。

从上述具有单一机组的设备得到的优点在于，润滑油回流至润滑装置或润滑油储槽可通过这样一种方式进行，即作用在润滑装置的出口上的压力基本上不受流量开关/改向阀触发的影响。这是由于例如这样的事实，即流量开关/改向阀设置在润滑装置可能处于的位置，通过该控制，获得通常在0和2.5bar之间的非常低压力的流量调节。

上述实施例不过是本发明的一个非限制性的例子。因此，本发明不限于所示的实施例，而是仅由后面的专利权利要求书来限定。

Claims (11)

1.一种用于润滑大型柴油机的气缸内表面的方法，包括至少一个具有多个活塞泵的润滑装置，这些活塞泵通过连接管与设置在气缸壁中的各润滑点连接在一起并且向其供给润滑油，其特征在于，当润滑装置和润滑点之间建立起了润滑油部分的电子控制改向时，来自特定泵冲程并且流向特定润滑点的润滑油部分返回至润滑装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，润滑油部分改向至润滑装置或润滑油储槽。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，润滑油可在不同气缸的各润滑点之间交替改向，上述不同气缸通过使用一个或多个润滑装置来润滑。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，来自润滑装置的润滑油的受控供给被调节，从而在任何润滑油部分不改向的前提下的润滑作用将导致气缸不会产生非充分的润滑。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，电子控制改向包括电磁阀的触发，该电磁阀其具有初始设定，在那里润滑油被引导至润滑点，并且该电磁阀通过触发而移位，以使得润滑油返回至润滑装置或润滑油储槽。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，润滑油部分的改向每次都在润滑装置的润滑冲程之间执行，并且该改向通过来自润滑装置的润滑油的完全受控供给的指示信号而被触发。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制是根据包含在电子控制单元中的定制的调节算法来执行的。

8.用于润滑大型柴油机的气缸内表面的设备，包括至少一个具有多个活塞泵的润滑装置，这些活塞泵通过连接管与设置在气缸壁中的各润滑点连接在一起并且向其供给润滑油，其特征在于，它包括与流量调节器相连的电子控制单元，该流量调节器包括被插入在润滑装置和润滑点之间的连接管中的改向阀。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，改向阀与连接至润滑装置或润滑油储槽的回流管相连。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，改向阀被设置为电磁阀，所述电磁阀可被设置在初始设定，在那里润滑油被引导至润滑点，和被设置在触发设定，在那里润滑油返回至润滑装置或润滑油储槽。

11.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，改向阀设置有泵壳和通道阻块，它们连接在一起以形成包括滑阀的单一组件，该滑阀具有初始设定，在那里润滑油被引导至润滑点，和触发设定，在那里润滑油通过空气或弹簧触发而返回至润滑装置或润滑油储槽。

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