CN211649766U - 柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，包括电动定量泵、递进式分配块和监控组件；所述电动定量泵和所述递进式分配块分别与监控组件连接，用于控制电动定量泵的启停状态和递进式分配块的工作情况；所述电动定量泵通过滑油管路与递进式分配块的进口连接，所述递进式分配块的出口通过滑油管路与柴油机的进气道连通。本气阀和阀座之间加油润滑装置可以实现加油系统根据柴油机工况自动启停和工作状态显示，可靠性高，能对气阀和阀座实现均匀加油，能有效解决气阀‑阀座磨损问题，延长气阀和阀座使用寿命，实用价值较高。

Description

柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置

技术领域

本实用新型涉及柴油机技术领域，具体地，涉及一种柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置。

背景技术

气阀和气阀座是组成柴油机进排气通道、控制进排气的重要零件，柴油机在工作中，在配气机构的驱动下，气阀会不断开启和关闭。气阀关闭时，气阀密封环带和阀座密封环带相互接触，切断气流的吸入和排出。气阀开启后，气阀和阀座密封环带分离，柴油机工作所需新鲜空气可进入燃烧室、燃烧后的排气可排出燃烧室。气阀和阀座工作时会与燃烧室内的高温燃气直接接触，因此会承受高温、高压载荷的作用。在气阀关闭过程中，气阀和阀座的密封环带会产生剧烈的撞击，在气阀关闭后，在燃气爆发压力作用下，气阀和阀座的密封环带之间接触压强会高达上百兆帕，且在燃气载荷作用下气阀会变形，导致气阀和阀座的密封环带产生轻微的相对滑移。柴油机在运行过程中，气阀和阀座在上述高频反复冲击、高温、接触滑移载荷作用下，极易发生磨损。

为减小气阀和阀座磨损，通常需要采取多种措施，如控制气阀关闭速度，减小与阀座的撞击；气阀和阀座密封环带区域通过表面淬火或堆焊硬质合金提高硬度；保证进气阀有足够的刚度减小滑移。但随着柴油机设计指标的不断提高，气阀和阀座承受的爆压和热负荷越来越高，即使采取上述措施仍难以将磨损控制在允许的程度。而采取在柴油机进气管路中滴注微量润滑油来润滑气阀和阀座密封环带可显著减轻磨损。目前常用的气阀加油润滑装置通常是采用由柴油机凸轮轴通过齿轮驱动的柱塞式电动定量泵将润滑油吸入并供至进气道的技术方案。

气阀加油润滑装置主要是解决气阀和阀座磨损的问题，但气阀磨损和负荷、转速等多种因素相关，在柴油机中高负荷运行时，由于柴油机转速高、气阀落座冲击大、所受燃气爆压力高，气阀和阀座容易磨损，需要采取加油润滑的措施控制磨损；而柴油机在怠速或低负荷、低转速运行时，气阀落座冲击小、所受燃气爆压力和热负荷低，气阀和阀座即使不采取加油润滑措施也不易磨损。如果气阀加油润滑装置始终与柴油机同步运行，则会造成润滑油的浪费,也会增加碳氢污染物的排放。因此，气阀加油润滑装置需具备根据负荷和转速自动启停的功能，减小润滑油消耗率，减少碳氢排放，提高柴油机经济性。

经过对现有技术的检索，申请公布号为CN108916622 A的实用新型公开了一种起重机钢丝绳的润滑油加油装置，包括连接板，所述连接板底部开设有加油槽，所述加油槽内部设有加油管，所述加油管上设有喷头，所述加油管顶部设有连接管，所述连接管上设有电磁阀，所述连接板顶部设有储油箱，所述储油箱内部设有电子液位计，所述储油箱顶部设有进油管，所述储油箱一侧设有控制装置。该装置无法实现多组气阀和阀座之间的均匀加油。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置。

根据本实用新型提供的一种柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，包括电动定量泵、递进式分配块和监控组件；所述电动定量泵和所述递进式分配块分别与监控组件连接，所述监控组件根据柴油机工况控制电动定量泵的启停状态、显示电动定量泵和递进式分配块的工作情况；所述电动定量泵通过滑油管路与递进式分配块的进口连接，所述递进式分配块的出口通过滑油管路与柴油机的进气道连通，通过递进式分配器保证各用油口油量的均匀,通常有一个进口和多个出口，其工作原理和结构可以实现各出口流量的均匀一致。

进一步地，所述监控组件包括压力开关、压力表和动作指示器，所述电动定量泵通过电源线与压力开关连接，所述电动定量泵的出油口设有压力表，可以实时显示电动定量泵出油口压力，进而反映显示电动定量泵工作状态；所述递进式分配块上安装有动作指示器，动作指示器与递进式分配块内的柱塞连接，可以与柱塞同步往复运动，进而可以显示分配块工作情况。因此可以通过压力表和动作指示器检查电动定量泵和分配块工作是否正常，若出现异常可及时发现。

所述压力开关为压力驱动开关，与电源连接和柴油机增压系统连接。柴油机在不同工况下增压压力不同，低负荷时增压压力低，增压系统压力无法驱动压力开关闭合，电动定量泵不运行；高负荷时增压压力高，增压系统压力压力开关闭合，电动定量泵运行。

进一步地，所述监控组件包括监控系统、压力传感器和动作传感器，所述监控系统通过电源线与电动定量泵连接，用于控制电动定量泵的启停状态；所述电动定量泵的出油口设有压力传感器，所述递进式分配块上安装有动作传感器，所述压力传感器和动作传感器均与监控系统连接。

进一步地，所述电动定量泵的进油管路上设有滤器。

进一步地，所述递进式分配块包括一级分配器和二级分配器，所述一级分配器将经电动定量泵加压后的润滑油均匀分为两路，两路润滑油再分别通过滑油管路经二级分配器对各气缸进气道用油点均匀供油。

进一步地，所述一级分配器的出油口和所述二级分配器的出油口均安装有弹簧预紧式单向阀。可以防止润滑油回流，避免进气道进气对加油系统的干扰。

进一步地，润滑油进油口可根据需要设置在合理区域，从而能对气阀和阀座密封面用油点实现更精准的润滑减磨效果，优选的，所述柴油机的缸盖进油口设置在进气道下部。

进一步地，所述监控系统包括中央处理模块、电源模块、模拟信号处理模块、I/O信号处理模块、显示控制模块、RS485通讯模块和功率驱动模块；

电源模块，与所述中央处理模块连接，将外部交流电转换为满足监控系统各模块电压、电流要求的直流电；

模拟信号处理模块，与所述中央处理模块连接，对压力传感器信号进行采集、滤波；

I/O信号处理模块，与所述中央处理模块连接，对分配块动作传感器的脉冲信号进行干扰隔断和采集；

显示控制模块，与所述中央处理模块连接，当中央处理模块输出电动定量泵或分配块故障信号时，则进行声光报警；同时对电动润滑泵的启停状态直接进行控制；

RS485通讯模块，与所述中央处理模块连接，将监控系统测试信号和状态信号发送至遥控系统，实现遥控系统对监控系统的通讯处理；

功率驱动模块，分别与所述中央处理模块和电源模块连接，根据电动定量泵对驱动电压、电流的要求进行功率放大，并根据中央处理模块的控制信号对电动定量泵供电；

中央处理模块，用于判断处理电动定量泵启停信号、电动定量泵和分配块故障。中央处理模块根据接收的显示控制模块及遥控系统的控制信号、柴油机转速和扭矩信号和设定的控制逻辑，对电动定量泵的启停状态进行判断，并输出启停信号至功率驱动模块。中央处理模块还根据接收的电动定量泵油压信号、分配块动作传感器信号和设定的分析逻辑，判断电动定量和分配块工作是否正常，若出现异常则输出声光报警信号至显示控制模块。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：本实用新型柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置可以根据柴油机负荷实现加油系统的自动启停，可以通过压力表和动作指示器实时显示系统运行状态；可靠性高，能对气阀和阀座实现均匀加油，能有效解决气阀-阀座磨损问题，延长气阀和阀座使用寿命，实用价值较高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型实施例2控制系统的原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

对于船用柴油机，气缸数通常较多，对直列机，气缸数通常5-9个，对V型机，气缸数通常12-20个，气阀加油装置用油点多，管路细长，可能存在用油点由于长期使用脏污堵塞的情况，加油润滑泵也可能出现故障。因此需要具备能够显示加油装置工作是否正常的监控功能，否则，若加油装置出现故障不能及时发现，会导致气阀严重磨损。

以V型20缸柴油机为例

实施例1

本实用新型通过递进式分配器保证各用油口油量的均匀。对本实施例V型20缸柴油机，采用二级递进式分配器串联的形式来实现。首先通过递进式分配器(一级)将经电动定量泵加压后的润滑油均匀分为2路，分别为柴油机A\B两列气缸盖供油，A\B二路润滑油再分别通过管路经递进式分配器(二级)实现对各用油点的均匀供油。

接下来对本实施例方案进行详细描述。

一种柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，包括电动定量泵2、一级分配器4和二级分配器6和压力开关8；

压力开关8通过电源线9与电动定量泵2连接，用于自动控制电动定量泵2的启停状态。电动定量泵2在压力开关8的控制下进行供电，压力开关与柴油机增压系统增压后的进气通道连接，低负荷时增压压力低，增压系统压力无法驱动压力开关闭合，电动定量泵不运行；高负荷时增压压力高，增压系统压力压力开关闭合，电动定量泵运行；因此，压力开关可以根据柴油机负荷(由柴油机增压压力表征)对电动定量泵的启停进行自动控制。

电动定量泵2通过滑油管路与一级分配器4的进口连接，经电动定量泵2加压后的润滑油由滑油管路供至一级分配器4，一级分配器4将润滑油均匀分为两路，两路润滑油再分别通过滑油管路供至二级分配器6，二级分配器6再次将润滑油均匀分为10路，分别为各缸盖进气道用油点供油。

电动定量泵的进油管路上设有柴油机滤器1。

一级分配器的出油口和二级分配器的出油口均安装有弹簧预紧式单向阀7。单向阀只允许润滑油从分配器向缸盖的方向流动，不允许反向流动，因此可以避免出现进气道空气窜入进气阀加油系统中和润滑油回流的问题。

电动定量泵的出油口设有压力表3，可以实时显示电动定量泵出油口压力，进而反映显示电动定量泵工作状态；一级分配器4上安装有动作指示器5，检测分配器柱塞的运动，动作指示器可以探测分配块柱塞的运动。因此可以通过压力表和动作指示器检查电动定量泵和分配块工作是否正常，若出现异常可及时发现。

对于船用柴油机目前常用的串联式气道，进油口若布置在气道上方，润滑油会在进气气流的高速冲刷下附着分布在气道壁上部，在气流冲刷下润滑油会更多的进入到长进气道，短进气道的进油量会少于长进气道，造成短进气道润滑油量不足，由此会导致两气道的气阀和阀座磨损不均匀。因此，在本实施例中，柴油机的缸盖进油口设置在进气道下部，润滑油进入气道后，在进气的冲刷作用下，能更均匀的分布在长、短气道壁及进气阀和阀座密封面上，实现对摩擦副的润滑减磨作用。

工作过程：

气阀加油润滑控制系统供电启动后，压力开关实时感受柴油机增压系统的压力，柴油机低负荷时增压压力低，增压系统压力无法驱动压力开关闭合，电动定量泵不运行；柴油机高负荷时增压压力高，增压系统压力驱动压力开关闭合，电动定量泵运行；

电动定量泵工作时，将经滤器过滤后的清洁润滑油吸入，润滑油电动定量泵加压后由滑油管路供至一级分配器，一级分配器将润滑油均匀分为2路，通过润滑油管路分别为柴油机A\B两列的气缸盖供油，A\B列的润滑油经滑油管路供至二级分配器，二级分配器再次将润滑油均匀分为10路，分别为各缸盖进气道用油点供油。

电动定量泵的出油口压力表可以实时显示电动定量泵出油口压力，进而反映显示电动定量泵工作状态；一级分配器4上安装有动作指示器5，可以显示分配块柱塞的运动。因此可以通过压力表和动作指示器检查电动定量泵和分配块工作是否正常，若出现异常可及时发现。

本实用新型提供的可故障监控的柴油机气阀和阀座之间加油润滑控制装置，可以对电动定量泵的启停状态进行自动控制、对各用油点实现润滑油的均匀精准加注、可以实时显示加油系统工作是否正常，可以避免出现空气窜入气阀加油系统中及润滑油回流等问题，对进气阀和阀座的润滑减磨效果更高效可靠。

实施例2

一种柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，包括电动定量泵2、一级分配器4和二级分配器6和监控系统10；

监控系统10通过电源线9与电动定量泵2连接，用于实时控制电动定量泵2的启停状态。电动定量泵2在监控系统10的控制下进行供电，监控系统与柴油机扭矩等信号连接，监控系统可以根据柴油机负荷(可由柴油机扭矩信号表征)、转速等参数根据设定的程序对电动定量泵的启停进行控制，在低负荷、低转速下不开启电动定量泵，在中高负荷和转速时开启电动定量泵。监控系统与外部遥控系统连接，因此本加油润滑控制系统可以经外部遥控系统进行控制。

电动定量泵2通过滑油管路与一级分配器4的进口连接，经电动定量泵2加压后的润滑油由滑油管路供至一级分配器4，一级分配器4将润滑油均匀分为两路，两路润滑油再分别通过滑油管路供至二级分配器6，二级分配器6再次将润滑油均匀分为10路，分别为各缸盖进气道用油点供油。

电动定量泵的进油管路上设有柴油机滤器1。

一级分配器的出油口和二级分配器的出油口均安装有弹簧预紧式单向阀7。单向阀只允许润滑油从分配器向缸盖的方向流动，不允许反向流动，因此可以避免出现进气道空气窜入进气阀加油系统中和润滑油回流的问题。

电动定量泵的出油口设有压力传感器11，能够输出润滑油压力信号，一级分配器4上安装有动作传感器12，检测分配器柱塞的运动，能够输出分配器工作过程柱塞运动的动作信号给柴油机监控系统10，压力传感器和动作传感器均与柴油机监控系统连接，柴油机监控系统根据实时测量的电动定量泵后润滑油压力和一级分配器动作传感器信号经程序判断电动定量泵和分配器工作是否正常，若出现异常可及时报警。

对于船用柴油机目前常用的串联式气道，进油口若布置在气道上方，润滑油会在进气气流的高速冲刷下附着分布在气道壁上部，在气流冲刷下润滑油会更多的进入到长进气道，短进气道的进油量会少于长进气道，造成短进气道润滑油量不足，由此会导致两气道的气阀和阀座磨损不均匀。因此，在本实施例中，柴油机的缸盖进油口设置在进气道下部，润滑油进入气道后，在进气的冲刷作用下，能更均匀的分布在长、短气道壁及进气阀和阀座密封面上，实现对摩擦副的润滑减磨作用。

监控系统包括中央处理模块(ECU)、电源模块、模拟信号处理模块、I/O信号处理模块、显示控制模块、RS485通讯模块和功率驱动模块；

电源模块，与所述中央处理模块连接，将外部交流电转换为满足监控系统各模块电压、电流要求的直流电；

模拟信号处理模块，与所述中央处理模块连接，对压力传感器信号(柴油机扭矩、电动定量泵油压等信号)进行采集、滤波；

I/O信号处理模块，与所述中央处理模块连接，对分配块动作传感器的脉冲信号进行干扰隔断和采集；

显示控制模块，与所述中央处理模块连接，当中央处理模块输出电动定量泵或分配块故障信号时，则进行声光报警；还可直接对电动润滑泵的启停状态直接进行控制；

RS485通讯模块，与所述中央处理模块连接，将监控系统测试信号和状态信号发送至遥控系统，实现遥控系统对监控系统的通讯处理；

功率驱动模块，分别与所述中央处理模块和电源模块连接，根据电动定量泵对驱动电压、电流的要求进行功率放大，并根据中央处理模块的控制信号对电动定量泵供电；

中央处理模块，用于判断处理电动定量泵启停信号、电动定量泵和分配块故障。中央处理模块根据接收的显示控制模块及遥控系统的控制信号、柴油机转速和扭矩信号和设定的控制逻辑，对电动定量泵的启停状态进行判断，并输出启停信号至功率驱动模块。中央处理模块还根据接收的电动定量泵油压信号、分配块动作传感器信号和设定的分析逻辑，判断电动定量和分配块工作是否正常，若出现异常则输出声光报警信号至显示控制模块。

工作过程：

气阀加油润滑控制系统供电启动后，监控系统实时采集显示控制模块和遥控系统控制信号、柴油机转速和扭矩信号、电动定量泵油压信号和分配块动作传感器信号，根据设定的电动定量泵控制逻辑，中央处理模块判断电动定量泵工作启停状态，并输出控制信号至功率驱动模块，功率驱动模块根据控制信号对电动定量泵进行供电或断电。

若功率驱动模块供电，则电动定量泵开始工作，将经滤器过滤后的清洁润滑油吸入，润滑油电动定量泵加压后由滑油管路供至一级分配器，一级分配器将润滑油均匀分为2路，通过润滑油管路分别为柴油机A\B两列的气缸盖供油，A\B列的润滑油经滑油管路供至二级分配器，二级分配器再次将润滑油均匀分为10路，分别为各缸盖进气道用油点供油。

若电动定量泵或分配块工作异常，则根据接收到的油压信号或动作传感器，中央处理模块经分析会对故障进行判断识别，并向显示控制模块输出报警信号，显示报警模块根据报警信号进行声光报警。

本实用新型提供的可故障监控的柴油机气阀和阀座之间加油润滑控制装置，可以对电动定量泵的启停状态进行实时控制、对各用油点实现润滑油的均匀精准加注、可以实时监控加油系统工作是否正常、可以经外部遥控系统控制等功能，可以避免出现空气窜入气阀加油系统中及润滑油回流等问题，对进气阀和阀座的润滑减磨效果更高效可靠。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，其特征在于，包括电动定量泵、递进式分配块和监控组件；

所述电动定量泵和所述递进式分配块分别与监控组件连接，所述监控组件根据柴油机工况控制电动定量泵的启停状态、显示电动定量泵和递进式分配块的工作情况；

所述电动定量泵通过滑油管路与递进式分配块的进口连接，所述递进式分配块的出口通过滑油管路与柴油机的进气道连通。

2.根据权利要求1所述的柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，其特征在于，所述监控组件包括压力开关、压力表和动作指示器，所述电动定量泵通过电源线与压力开关连接，所述电动定量泵的出油口设有压力表，可以实时显示电动定量泵出油口压力；所述递进式分配块上安装有动作指示器，动作指示器与递进式分配块内的柱塞连接，与柱塞同步往复运动，显示分配块工作情况。

3.根据权利要求1或2所述的柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，其特征在于，所述电动定量泵的进油管路上设有滤器。

4.根据权利要求1或2所述的柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，其特征在于，所述递进式分配块包括一级分配器和二级分配器，所述一级分配器将经电动定量泵加压后的润滑油均匀分为两路，两路润滑油再分别通过滑油管路经二级分配器对各气缸进气道用油点均匀供油。

5.根据权利要求4所述的柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，其特征在于，所述一级分配器的出油口和所述二级分配器的出油口均安装有弹簧预紧式单向阀。

6.根据权利要求4所述的柴油机气阀和阀座之间加油润滑装置，其特征在于，所述气缸进气道下部设置柴油机的缸盖进油口。

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