DK173288B1 - Cylindersmøreenhed til en flercylindret forbrændingsmotor, og fremgangsmåde til styring af leveringsmængden fra en cylinder - Google Patents

Description

DK 173288 B1 i

Opfindelsen angår en cylindersmøreenhed til en flercylindret forbrændingsmotor, der i hver cylinder har et frem- og tilbagegående stempel, hvis stempelringe glider på indersiden af cylunderforingen, hvilken 5 smøreenhed forsyner flere smøresteder på foringens inderside med afmålte doseringer af smøreolie ved hjælp af et antal doseringsstempler, der er længdeforskydelige i tilhørende doseringscylindre.

En sådan cylindersmøringsenhed kendes fra DE-A1-28 10 27 626, hvor doseringsstemplerne er placeret i en række ved bunden af en smøreoliebeholder, der indeholder en aksel, der ud for hvert stempel bærer en drejearm, hvis nedre ende ligger ud for det tilhørende stempel. Ud for den øvre ende af hver drejearm er der en stilleskrue, 15 der begrænser drejningen af drejearmen. Ved at indstille stilleskruen fastlægges udgangsstillingen for det tilhørende stempel og dermed slaglængden for stemplet. Stemplerne drives i en frem- og tilbagegående bevægelse ved hjælp af en roterende kamaksel, der er 20 således lejret i smøreoliebeholderen, at kammen påvirker den bort fra doseringsstemplet vendende side af drejearmens nedre ende. Kamakslen roterer synkront med motorens krumtapaksel og frembringer et doseringsslag for hver motorcyklus, dvs. et slag per omdrejning af 25 motorens krumtapaksel. Hvis der i en driftstilstand for motoren ikke er behov for den maksimale smøreoliemængde, der leveres ved hvert slag af doseringsstemplet, kan et drejeligt anslag bringes til anlæg mod den øvre ende af drejearmen, så doseringsstemplet ikke føres 30 tilbage til udgangsstillingen og dermed er forhindret i at levere olie ved den efterfølgende påvirkning fra kammen på kamakslen.

Smøreapparatet af denne type er opbygget af mange mekaniske dele og er langsomtvirkende, fordi dosering-35 stemplerne kun kan aktiveres en gang for hver passage 2 DK 173288 B1 af kammen på kamakslen, der roterer synkront med motorens krumtapaksel. Det er desuden en ulempe, at der skal være en mekanisk drivforbindelse mellem krumtapakslen og kamakslen i smøreapparatet. En yderligere 5 ulempe er, at doseringscylindrene fyldes med smøreolie via en kontraventil, hvilket betyder, at smøreoliens viskocitet indvirker på fyldningsgraden i doseringscylindrene. Det er derfor normalt blevet anset for påkrævet at anvende opvarmning af smøreolien i smøreap-10 paratet for at opnå, at den ønskede leveringsmængde så vidt muligt er uafhængig af oliens tilgangstemperatur og af oliens kvalitet.

Der kendes endvidere en cylindersmøreenhed af det tyske fabrikat Vogele, hvor en trykkilde via en om-15 skifterventil med to stillinger og fire porte er forbundet med en doseringsenhed med to stempler, der har forskelligt tværsnitsareal i de tilhørende cylindre . Den ene ende af enten det ene eller det andet af stemplerne påføres et højt hydrauliktryk på ca. 70 bar, 20 der aktiverer enten det ene eller det andet af stemplerne, idet stemplet med mindst areal aktiveres ved normal drift, mens det andet stempel aktiveres i stedet for det første, når der ønskes en større leveringsmængde af smøreolie. De to ender af det aktive stempel 25 forbindes alternerende til enten en trykkilde eller et dræn for at udføre et leveringsslag. Leveringstrykket svarer til forsyningstrykket, og der sker en omskiftning fra det ene stempel til det andet, når leveringsmængden skal ændres. Det er en ulempe, at der anvendes 30 to doseringsstempler per smøringssted, og at forsyningstrykket til smøreenheden skal svare til leveringstrykket . Vandringen af doseringsstemplerne kan varieres for at ændre smøreenhedens leveringsmængde, men kun når motoren er ude af drift.

35 Den foreliggende opfindelse har til formål at DK 173288 B1 3 anvise en meget driftssikker cylindersmøreenhed, der giver en hurtig og præcis dosering af den ønskede smøreoliemængde og er drevet på en måde, der er mekanisk uafhængig af motorens krumtapaksel.

5 Med henblik herpå er cylindersmøreenheden ejen dommelig ved, at der på et aktuatorstempel er monteret flere doseringsstempler, at aktuatorstemplet er indsat i en hydraulikcylinder med et hydraulikkammer, som ved hjælp af en styreventil kan forbindes med en trykkilde 10 eller et dræn for hydraulikvæske for derved at længdeforskyde aktuatorstemplet med de tilhørende doserings-stempler, så disse udfører et leveringsslag, der tilfører smørestederne smøreolie.

Med denne udformning af cylindersmøreenheden er 15 anvendelsen af drejelige aksler med tilhørende akseltræk mv. undgået, hvilket giver en væsentlig forenkling af enheden, og samtidig er doseringsstemplernes drev i mekanisk henseende helt uafhængig af motorens krumtapaksel. Det er en betydelig fordel, at doserings-20 stemplerne er monteret på aktuatorstemplet og kan bevæges frem og tilbage af dette. I forhold til de tidligere anvendte cylindersmøreapparater er driftssikkerheden forbedret i og med, at der ikke anvendes en drejelig kam for hvert doseringsstempel, men i stedet 25 et enkelt aktuatorstempel, der bevæger alle doseringsstemplerne i enheden uden indbyrdes drejende dele. På drivsiden er der således kun et fælles element, i stedet for et element for hvert doseringsstempel. I forhold til en smøreenhed af typen Vdgele er smøreen-30 heden ifølge opfindelsen forenklet i betydelig grad, ved at der kun anvendes et doseringsstempel per smøre-sted, og ved at et fælles aktuatorstempel driver alle enhedens doseringsstempler.

Det foretrækkes, at aktuatorstemplets tværsnits-35 areal i hydraulikcylinderen er væsentligt større end 4 DK 173288 B1 summen af de tilhørende doseringsstemplers tværsnitsarealer i doseringscylindrene. Aktuatorstemplets relativt store areal på drivsiden gør det muligt at frembringe et leveringstryk, der er større end cylin-5 dertrykket ved smørestedet på tidspunktet for smøreoliens indtræden i cylinderen, ved hjælp af et fordelagtigt lavt tryk i den drivende hydraulikvæske. I en særlig foretrukken udførelsesform er aktuatorstemplets tværsnitsareal mindst 4 gange, fortrinsvis fra 6 til 15 10 gange, større end summen af doseringsstemplernes arealer. Med disse arealforhold kan leveringstrykket være på eksempelvis 80 bar eller større med et drivtryk i hydraulikvæsken på eksempelvis 10 bar eller mindre.

Dette lave drivtryk kan tilvejebringes ved hjælp af 15 helt sædvanlige fødepumper, der har et fordelagtigt lille energiforbrug. Det lave hydrauliktryk tillader også, at ledningsnettet på leveringssiden ikke behøver at være dimensioneret og samlet som et højtrykssystem.

Styreventilen kan være elektronisk aktiverbar ved 20 hjælp af styresignaler modtaget fra en motor- eller cylinderstyreenhed. Elektronisk aktiverbare ventiler er hurtigtvirkende standardkomponenter, såsom solenoide-ventiler, der uden videre kan styres af en elektronisk controller, der også kan styre andre cylinderelementer.

25 Når aktuatorstemplet er påvirket af en fjeder, hvis fjederkraft på aktuatorstemplet er rettet hen mod stemplets udgangsstilling, foretrækkes, at ventilen har tre porte og to stillinger. Hvis aktuatorstemplet i stedet føres tilbage til udgangsstillingen ved hjælp af 30 hydraulisk trykpåvirkning på en stempelflade, der vender bort fra udgangsstillingen, kan ventilen have fire porte og to stillinger.

Det er ønskeligt, at cylindersmøreenheden kan omstilles til at levere en større mængde smøreolie ved 35 visse driftsforhold for motoren. En udførelsesform, der DK 173288 B1 5 er videreudviklet specielt med henblik på at muliggøre omstilling mellem forskellige leveringsmængder på simpel vis, er ejendommelig ved, at aktuatorstemplet er opdelt i et primært stempel og et sekundært stempel, at 5 det primære og det sekundære stempel mellem sig afgrænser et sekundært hydraulikkammer, at doserings-stemplerne er monteret på det sekundære stempel, at det sekundære stempel er forskydeligt sammen med det primære stempel fra en udgangsstilling til en mellem-10 stilling, hvori yderligere fremadgående forskydning af det primære stempel er blokeret af et stopelement, og at det sekundære stempel er forskydeligt fremad fra mellemstillingen, når trykket i det sekundære hydraulikkammer overstiger et forudbestemt aktiveringstryk.

15 Når cylindersmøreenheden skal give en relativt lav leveringsmængde, holdes hydrauliktrykket lavere end aktiveringstrykket for det sekundære stempel. I denne driftstilstand forskyder aktuatorstemplet doseringsstemplerne en afstand svarende til afstanden fra 20 udgangsstillingen til mellemstillingen ved hver aktivering. Når motorens driftsforhold fører til, at cylinderforingen skal tilføres mere smøreolie, såsom ved ændring af motorens belastning, øges hydrauliktrykket til at være større end nævnte aktiveringstryk. Når 25 smøreenheden aktiveres, og det primære stempels bevægelse standses af stopelementet, er hydrauliktrykket ved smøreenhedens tilgang for hydraulikvæske og dermed også hydrauliktrykket i det sekundære hydraulikkammer større end aktiveringstrykket for det sekundære stem-3 0 pel, og dette vil derfor fortsætte med at drive doseringsstemplerne fremad, hvilket øger den doserede smøreoliemængde ved hver aktivering af smøreenheden.

Cylindersmøreenheden kan have et indre kammer, der står i forbindelse med en smøreoliekilde, og hver 35 doseringscylinder kan have en tilgangskanal, der ligger DK 173288 B1 6 foran stemplets forreste endeflade og forbinder doseringscylinderen med det indre kammer, når aktuator-stemplet står i sin udgangsstilling, og smøreolieleveringen fra doseringscylinderen begynder så, når dose-5 ringsstemplet passerer forbi tilgangskanalen og af-spaerrer denne. Med denne udformning af smøreenheden styrer doseringsstemplet åbningen og lukningen af tilgangskanalen, så denne kan udformes som en simpel, åben boring uden nogen kontraventil. Dette giver den 10 fordel, at leveringsmængden fra doseringscylinderen er uafhængig af smøreoliens viskocitet, fordi olievolumenet foran doseringsstemplet i det øjeblik, hvor tilgangskanalen afspærres helt af doseringsstemplet, er fuldstændig konstant og uafhængig af viskocitetsfor-15 hold. Doseringsstemplet skal før hvert leveringsslag være placeret i en udgangsstilling, hvor tilgangs-kanalen er i det mindste delvis blotlagt. Efter afslutningen af et leveringsslag trækkes doseringsstemplet tilbage til udgangsstillingen, og i løbet af 20 den tilbagegående bevægelse skabes der vakuum i doseringscylinderen foran doseringsstemplet. Når tilgangskanalen blotlægges, fyldes doseringscylinderen hurtigt med smøreolie, der strømmer fra det indre kammer via tilgangskanalen ind i doseringscylinderen 25 under samtidig udligning af vakuummet. Vakuummet fremskynder cylinderfyldningen, og dette er også en fordel ved udførelsesformen.

I en særlig enkel udførelsesform er hydraulikvæsken smøreolie, det indre kammer er tilsluttet 30 drænporten for hydraulikvæske, og smøreolietrykket ved drænporten er større end det omgivende lufttryk uden for smøreenheden. Ved at anvende smøreolien som hydraulikvæske skal cylindersmøreenheden kun tilsluttes ét ledningssystem. Det indre kammer holdes fyldt med 35 smøreolie ved det forholdsvist lave tryk, der hersker DK 173288 Bl 7 ved drænporten, og aktuatorstemplet behøver ikke at være afskærmet over for dette tryk, der er væsentligt lavere end smøreoliens leveringstryk til smøreenheden.

Det er også en fordel, at en del af den smøreolie, der 5 har været anvendt til fremdrivning af aktuatorstemplet ledes ind i det indre kammer og forbruges i doserings-cylindrene, idet returoliemængden fra smøreenheden derved bliver mindst mulig.

Det kan være ønskeligt, at de doserede smøreolie-10 mængder til de smøresteder, der betjenes af én smøreenhed, er individuelt indstillelige, så smøreolieforbruget kan finindstilles og derved minimeres. For at opnå dette kan doseringscylindrene være monteret i smøreenheden med mulighed for individuel længdeindstilling af 15 monteringspositionen og/eller doseringsstemplerne kan være monteret på aktuatorstemplet med mulighed for individuel indstilling af afstanden mellem doserings-stemplets forende og aktuatorstemplet.

Den foreliggende opfindelse angår endvidere en 20 fremgangsmåde til styring af smøreolieleveringsmængden fra en cylindersmøreenhed. Fremgangsmåden er ejendommelig ved, at et hydraulisk drevet aktuatorstempel anvendes til samtidig længdeforskydning af flere doseringsstempler, der er monteret på aktuatorstemplet, 25 at smøreenheden aktiveres ved mindst et forudbestemt tidspunkt i løbet af en motorcyklus i den tilhørende cylinder, så at aktuatorstemplet bevæges i det mindste en forudbestemt afstand i doseringsstemplernes længderetning, hvorved en grunddosis af smøreolie leveres fra 30 hvert doseringsstempel til dettes tilhørende smørested ved cylinderen, og at smøreenheden valgfrit kan styres således, mens motoren kører, at der til hvert smørested afgives en smøreoliemængde, der er større end grunddosisen.

35 Anvendelsen at et aktuatorstempel til at forskyde DK 173288 B1 8 flere doseringsstempler giver de ovennævnte fordele i form af en hurtigtvirkende, enkel og meget driftssikker smøreenhed. Aktiveringen af smøreenheden ved et forudbestemt tidspunkt af motorcyklussen muliggør, at 5 smøreolien tilføres, når stemplet i cylinderen befinder sig i en passende stilling ud for smørestederne, eksempelvis i en stilling, hvor stemplets afsnit med stempelringene befinder sig ud for de smøresteder, der tilføres smøreolie. Afgivelsen af en forudbestemt 10 grunddosis af smøreolie til hvert smørested ved den fremadgående bevægelse af aktuatorstemplet og muligheden for valgfrit at styre smøreenheden til at afgive en større smøreoliemængde opfylder de smørebehov, som forekommer ved cylindersmøring i en forbrændingsmotor, 15 nemlig at cylindersmøringen ved normal kørsel med konstant motorbelastning bør ske med en forholdsvis lav, veldefineret mængde, der typisk kan være proportional med motorbelastningen, mens der ved belastningsændringer eller ved konstaterede unormale cylin-20 derforhold kan afgives en større smøreoliemængde.

Det foretrækkes, at grunddosisen af smøreolie svarer til leveringsmængden til smørestedet i løbet af én motorcyklus ved en driftstilstand, hvor motoren har lavt smøringsbehov, og at den større smøreoliemængde 25 afgives fra smøreenheden ved driftstilstande, hvor motoren har større smøringsbehov, ved at doseringsstemplerne bevæges et længere stykke end den forudbestemte afstand, fortrinsvis som følge af at hydrauliktrykket i en trykkilde, der er tilsluttet aktuator-30 stemplets hydraulikkammer, øges til at være større end et forudbestemt aktiveringstryk. Når smøreenheden drives ved hjælp af denne fremgangsmåde, leveres den ønskede smøreoliemængde ved en enkelt aktivering af aktuatorstemplet, både når der skal doseres en lille og 35 en større smøreoliemængde. Dette giver en fordelagtig DK 173288 Bl 9 enkel styring af smøreenheden. Endvidere opnås med denne fremgangsmåde mulighed for at én enkelt smøreenhed kan anvendes til smøring på flere cylindre eller til smøring på samme cylinder ved flere smøresteder end 5 smøreenheden har doseringsstempler ved at der på smøreenhedens afgangsside er et antal omskiftningsventiler, der forbinder smøreenheden til de smøre-steder, hvortil smøreolien skal føres ved den aktuelle aktivering af aktuatorstemplet. Den hurtigtvirkende 10 smøreenhed kan i løbet af en brøkdel af en motorcyklus levere smøreolien til et første sæt af tilkoblede smøresteder, hvorefter omskiftningsventilen (-ventilerne) kan koble smøreenheden til et andet sæt af smøre-steder, hvorefter aktuatorstemplet aktiveres, osv.

15 I en alternativ fremgangsmåde er grunddosisen af smøreolie mindre end leveringsmængden til smørestedet i løbet af én motorcyklus, aktuatorstemplet aktiveres til at foretage flere frem- og tilbagegående slag i løbet af en motorcyklus, og den større smøreoliemængde 20 afgives ved at aktuatorstemplet aktiveres et større antal gange i løbet af én motorcyklus. Den hurtigtvirkende smøreenhed kan aktiveres mange gange i løbet af en enkelt motorcyklus, og dette giver mulighed for at vælge grunddosisen per aktivering til at være mindre 25 end den mindste smøreoliemængde, der skal leveres i løbet af ét op- og nedadgående stempelslag i motorcylinderen og så aktivere aktuatorstemplet det antal gange, der giver en samlet levering, der svarer til smørebehovet. Når smørebehovet midlertidigt ændres som 30 følge af ændrede driftsforhold for motoren, kan cylindersmøringen tilpasses det aktuelle behov i små trin, der svarer til grunddosisen. Dette giver en meget præcis smøring ved alle driftsforhold og er let at styre ved hjælp af en elektronisk styreenhed, der 35 aktiverer smøreenheden det antal gange, der passer til DK 173288 B1 10 behovet.

Det foretrækkes, at et frem- og tilbagegående slag med maksimal slaglængde af aktuatorstemplet udføres på mindre end 60 ms, fortrinsvis mindre end 4 0 ms. Da en 5 fuld motorcyklus i en stor totakts krydshovedmotor typisk tager fra 0,25 til l s, kan cylindersmøreenheden i det mindste aktiveres fra 3 til 16 gange, fortrinsvis fra 6 til 25 gange, i løbet af en motorcyklus. Der kan med en sådan hurtigtvirkende smøreenhed foretages 10 smøring med meget præcise mængder og med meget præcis timing i forhold til stemplets position i cylinderen.

Det er også muligt at smøre i flere niveauer på en cylinder og/eller at smøre flere cylindre med samme smøreenhed. Det ses også umiddelbart, at smøreenheden 15 er tilstrækkeligt hurtigtvirkende til at foretage præcis smøring af cylindre i en firtaktsmotor, der eksempelvis kan udføre en fuld motorcyklus i løbet af fra 0,6 til 0,1 s.

Eksempler på opfindelsen forklares herefter 20 nærmere med henvisning til den skematiske tegning, hvorpå fig. 1 viser et diagram over et cylindersmøreolie-system til en forbrændingsmotor, fig. 2 i længdesnit en skitse af en trykstyrings-25 enhed i smøreoliesystemet i fig. 1, fig. 3 et længdesnit gennem en første udførelses-form for en cylindersmøreenhed ifølge opfindelsen, fig. 4 og 5 et længdesnit gennem henholdsvis en anden og en tredie udførelsesform for en cylindersmøre-30 enhed ifølge opfindelsen, og fig. 6 et planbillede af et stempelbærende åg set fra snitlinien VI-VI i fig. 4.

I fig. 1 ses et cylindersmøreoliesystem til en totakts krydshovedmotor, der kan være en fremdrivnings-35 motor i et skib eller en stationær elkraftproducerende DK 173288 B1 11 motor. Motoren er flercylindret, og for overskueligheds skyld er der i figuren kun vist to af motorens cylindre l. Cylinderforingens indre diameter kan typisk være beliggende i intervallet fra 25 til 100 cm, og det i 5 foringen op- og nedgående stempel kan typisk bevæges med en slaglængde beliggende i intervallet fra 90 til 300 cm og kan typisk være forsynet med fra tre til fem tryktætnende stempelringe, der glider på foringens inderside. Cylindersmøringen har til formål at op-10 retholde en smøreoliefilm på cylinderforingens inderside, så friktionen mellem stempelringene og foringens inderside holdes passende lav.

Hver cylinderforing har flere smøresteder 2, hvor der doseres smøreolie til foringens inderside ved hjælp 15 af en eller flere cylindersmøreenheder 3. En tilgangsledning 4 til hvert smørested har nær sin udmunding i foringen en kontraventil 5, der forhindrer cylindertrykket i at slå tilbage i ledningen, når der ikke leveres smøreolie. Af hensyn til fordelingen af smøre-20 olien i foringens omkredsretning er flere smøresteder, såsom fra to til fem eller flere, jævnt fordelt i en række i foringens omkredsretning. Foringen kan have flere sådanne rækker af smøresteder beliggende i forskellige niveauer i foringens længderetning. Smøre-25 enheden 3 kan forsyne samtlige smøresteder på den tilhørende cylinder med smøreolie, der kan for hver cylinder være to eller flere smøreenheder, der forsyner hver sin række af smøresteder, eller en smøreenhed kan forsyne smøresteder på flere cylindre, hvis der på 30 smøreenhedens afgangsside er en omskifteventil, der skiftevis forbinder smøreenheden med smørestederne på hver af de tilhørende cylindre.

Ved normal motordrift ligger forbruget af smøreolie til cylindersmøring i intervallet fra 0,4 til 0,9 35 g/kWh, typisk omkring 0,6 g/kWh. Cylinderydelsen kan DK 173288 B1 12 eksempelvis ligge i intervallet fra 400 kW til 5800 kW, hvilket kræver en typisk smøreoliemængde per cylinder på fra 240 til 3480 g/h.

Cylindersmøreenhederne 3 er tilsluttet en trykkil-5 de for hydraulikvæske i form af en trykledning 6, der er forbundet med en afgangsledning 7 fra to motordrevne trykpumper 8, hvoraf den ene er aktiv og den anden er en reservepumpe, og et dræn for hydraulikvæske i form af en returledning 9, der leder overskydende olie til 10 en tank 10. Tanken 10 har en udluftning 11 og en påfyldningsledning 12. De to pumper 8 er på tilgangssiden parallelforbundne til en fødeledning 13 fra tanken 10, og i fødeledningen er der før hver pumpe en af spær rings vent il 14 og et grovfilter 15, det typisk 15 kan have en maskestørrelse på fra 100 til 200 μτη. På afgangssiden er trykpumperne 8 via hver sin kontraventil 16 parallelforbundne til trykledningen 6, og et finfilter 17 med en typisk maskestørrelse på fra 10 til 50 μτη sikrer olien passaende renhed. Pumperne 8 og de 20 tilhørende ventiler 14 styres af en elektronisk styreenhed 18, der ved hjælp af et antal ikke viste strømningsindikatorer indsat i ledningerne, eller som det beskrives nedenfor ved hjælp af trykket i ledningen 6, kan overvåge pumpernes driftstilstand. Hvis den aktive 25 pumpe svigter, omskifter styreenheden de to ventiler 14 og igangsætter reservepumpen. En akkumulator 19 udjævner eventuelle trykstød, som måtte forekomme i ledningen 6 ved aktiveringen af smøreenhederne 3.

Den aktive pumpe 8 leverer en konstant mængdestrøm 30 af smøreolie ved et tryk, der er større end det højest ønskelige tryk ved tilgangen til smøreenhederne 3. Trykket i trykledning 6 nedreguleres til den øjeblikkeligt ønskede størrelse ved hjælp af en trykstyringsenhed 20, der i afhængighed af det ønskede tryk bort-35 dræner en større eller mindre del af smøreolien til DK 173288 B1 13 returledningen 9.

Trykstyringsenheden er vist mere detaljeret i fig.

2 og er ved to porte 21 og 22 forbundet med henholdsvis trykledningen 6 og returledningen 9. En tryktransducer 5 23 måler løbende trykket i ledningen 6 og signaler herom afleveres til styreenheden 18 via en signalledning 24. En styreventil 25 med tre porte og to stillinger, såsom en magnetventil af solenoidetypen, kan forbinde porten 21 med enten en modtryksventil 26, der 10 åbner ved et indstilleligt, forudbestemt maksimumtryk, eller en modtryksventil 27, der åbner ved et indstilleligt, forudbestemt minimumstryk. Disse tryk indstilles til at svare til det højst ønskede og det lavest ønskede driftstryk i trykledningen 6. Som eksempler på 15 anvendelige tryk kan nævnes, at ventilen 26 kan åbne ved et tryk på 20 bar, og ventilen 27 kan åbne ved et tryk på 5 bar. Afstrømssiden af begge ventilerne 26, 27 er forbundet med porten 22. Styreventilen 25 modtager fra styreenheden 18 styresignaler via en ledning 28.

20 Trykket i ledningen 6 kan styres til at antage ethvert ønsket niveau mellem maksimum- og minimumstrykkene ved at omskifte styreventilen 25 mellem dennes to stillinger med en passende skiftefrekvens. Hver gang ventilen 26 er forbundet med trykledningen 6, bringes 25 trykket heri nærmere til maksimumtrykket, og hver gang ventilen 27 er forbundet med trykledningen 6, bringes trykket heri nærmere minimumstrykket. Der er således tale om en af styreenheden 18 frekvensstyret trykregulering ved hjælp af styreventilen 25. Det foretrækkes 30 af hensyn til forbrændingsmotorens sikkerhed, at styreventilen 25 står i den stilling, hvor porten 21 er forbundet til ventilen 26, når der ikke løber en magnetiseringsstrøm i ledningen 28. Ved svigt i et element i den elektroniske trykstyring fører dette til, 35 at trykket i ledningen 6 indstiller sig på maksimum- 14 DK 173288 B1 trykket.

Som alternativ til anvendelsen af pumper med fast leveringsmængde og trykstyring med en enhed af nævnte art kan pumperne styre trykket i ledningen 6 ved hjælp 5 af leveringsmængden. Trykstyringsenheden kan alternativt være en proportionalventil, der indstiller trykket i afhængighed af et spændingsniveau modtaget fra styreenheden.

Styreenheden 18 er tilsluttet en spændingsfor-10 syning indikeret ved en ledning 29, og den modtager via et antal ledninger 30-32 oplysning om motorens øjeblikkelige driftstilstand. Der kan eksempelvis være tale om, at ledningen 30 tilfører signaler for motorens belastning, eksempelvis et signal fra motorens regula-15 tor, at ledningen 31 tilfører signaler for krumtapakslens drejningsbevægelse, der eksempelvis kan stamme fra en såkaldt incremental encoder og kan indeholde information om krumtapakslens øjeblikkelige drejestil-ling, og at ledningen 32 tilfører signaler om eventuel-20 le specielle driftsforhold, der kan nødvendiggøre smøring med forhøjet oliemængde for en eller flere af motorens cylindre.

Styreenheden kan endvidere fra tryktransduceren 24 modtage oplysning om det øjeblikkelige tryk i ledningen 25 6. Via ledninger 33, 34 og ikke viste ledninger til ventilerne 14 kan styreenheden 18 styre drivmotorerne for og tilkoblingen af trykpumperne 8. Styreventilen 25 styres som nævnt via ledningen 28 af styreenheden 18.

Via ledninger 35, 36 er styreenheden forbundet med en 30 styreventil 37 i hver smøreenhed 3. Hvis styreenheden detekterer unormale driftsforhold kan et alarmsignal afgives via en ledning 38. Af sikkerhedsmæssige grunde kan tryktransduceren 25 og eventuelt også andre komponenter i smøresystemet være dubleret ved hjælp af en 35 eller flere reservekomponenter af samme type, der kan DK 173288 B1 15 tage over i tilfælde af svigt i en komponent.

Styreenhedens driftsovervågning af cylindersmør ingen kan eksempelvis omfatte en kontrol af, at der med tryktransduceren 25 detekteres en tryksvingning i 5 trykledningen 6 umiddelbart efter, at et aktiverings-signal er afgivet til en styreventil 37. Denne tryksvingning viser, at den tilhørende smøreenhed udfører et doseringsslag, som forbruger smøreolie fra ledningen 6. Hvis den forventede tryksvingning udebliver, kan 10 styreenheden afgive alarmsignal om en mulig defekt i en bestemt cylindersmøreenhed.

Et eksempel på udformningen af cylindersmøreenheden 3 er vist i fig. 3. Styreventilen 37 er monteret i et hus 39, der omfatter en første part 39a med en 15 tilslutning 40 for trykledningen 6 og en tilslutning 41 for retur ledningen 9 og en anden part 39b med doseringscylindre 42 samt en dæksel- eller endepart 39c med en tilslutning 43 for hver af tilgangsledningerne 4 til de smøresteder, der samtidig tilføres olie fra do-20 seringscylindrene. Husparterne er boltet sammen ved hjælp af ikke viste bolte, der er isat fra dækselsiden og er skruet fast i gevindbundhuller i den første part 39a.

Et aktuatorstempel 44 er indsat i en som hydrau-25 likcylinder virkende udboring i den første part 39a, så stemplets endeflade og udboringen afgrænser et hydraulikkammer 45, der via en kanal 46 står i forbindelse med en afgangsport 47 i styreventilen. Stemplets symmetriakse forløber parallelt med længdeakserne i 30 doseringscylindrene. Styreventilen 37 har endvidere en tilgangsport 48, der står i vedvarende forbindelse med trykledningen 6, og en drænport 49, der står i vedvarende forbindelse med returledningen 9. En ventilglider 50 kan indtage to stillinger, nemlig den i figuren 3 5 viste, hvor afgangsporten 47 er i forbindelse med DK 173288 B1 16 drænporten 49, og en stilling, hvor afgangsporten er i forbindelse med tilgangsporten 48. Ventilglideren er af en trykfjeder 51 forbelastet til at indtage den førstnævnte stilling. Når en spole 52' magnetiseres, for-5 skydes ventilglideren hen til afspærring af porten 49.

Stemplet 44 har i området uden for hydraulikcylinderen en radialt udragende krave, der virker som et åg 52, hvorpå doseringsstempler 53 er monteret. Doseringsstemplerne har i deres bagender to udragende kraver, 10 der griber fat på begge sider af stemplets krave 52, når doseringsstemplerne ved monteringen skubbes på plads i udefter åbne recesser 54 i stemplets krave 52, se i fig. 6, hvor det ene stempel 53 er fjernet for at vise den tilhørende recess 54. Denne monteringsmåde 15 fikserer doseringsstemplerne længdeuforskydeligt på aktuatorstemplet, men tillader løbende finindstilling af doseringstemplerne i radial- og omkredsretningen, så de opretholder fuld koaksialitet med doseringscylindrene 42 .

20 Huset 39 har et indre kammer 55, der via åbninger 56 i aktuatorstemplet og en kanal 57 er i vedvarende strømningsforbindelse med tilslutningen 41 til returledningen, så trykket heri, der eksempelvis kan være beliggende i intervallet fra 1 til 3 bar, holder det 25 indre kammer fyldt med smøreolie. Kammeret 55 har en rundtgående not 58, der skærer doseringscylindrene, hvorved der på enkel vis til hver cylinder er frembragt en tilgangskanal, der forbinder doseringscylinderen med kammeret 55, når doseringsstemplerne står i den i 30 figuren viste udgangsstilling. Alternativt kan der til hver doseringscylinder være en udboring, som udgør nævnte kanal.

Hver doseringscylinder har ved sin afgangsende en kontraventil i form af en fjederbelastet kugle 59, der 35 sikrer, at smøreolien kun kan løbe ud af cylinderen.

DK 173288 Bl 17

Et stopelement 60 fastlægger aktuatorstemplets slaglængde ved hver aktivering ved at stemplets forende støder an mod stopelementets endeflade. En trykfjeder 61 forbelaster aktuatorstemplet i retning af udgangs-5 stillingen og holder stopelementet i anlæg mod en stilleskrue 62, der er indskruet i et gevind i endeparten 39c, så en yderligere indskruning af stilleskruen begrænser aktuatorstemplets slaglængde og dermed den af doseringsstemplerne leverede smøreoliemængde per 10 aktivering. Stilleskruen kan være forsynet med en skala, der viser sammenhængen mellem skruens indstilling og den leverede smøreoliemængde.

Når styreenheden afgiver signal om aktivering af smøreenheden magnetiseres spolen 52', og ventilglideren 15 50 sætter hydraulikkammeret i forbindelse med trykledningen 6, så tryksat smøreolie strømmer ind i kammeret 45 og længdeforskyder aktuatorstemplet og de herpå monterede doseringsstempler mod venstre i figuren. Ved den indledende bevægelse passerer doseringsstemplernes 20 forreste endeflader forbi tilgangskanalerne og af-spærrer disse, hvorefter leveringen af smøreolie til smørestederne begynder. Når aktuatorstemplet støder an mod stopelementet 60 standser leveringen. Derefter omstilles ventilglideren 50 til at forbinde returled-25 ningen 41 med trykkammeret 45, så olien heri presses ud og aktuatorstemplet tilbageføres til udgangsstillingen af fjederen 61. Ved den tilbagegående bevægelse af doseringsstemplerne opstår der vakuum i doserings-cylindrene 42, indtil stempelendeme blotter tilgangs-30 kanalerne, og smøreolie fra det indre kammer strømmer ind i cylindrene.

Ved den efterfølgende beskrivelse af alternative udførelsesformer anvendes samme henvisningstal som overfor for elementer med samme funktion, og kun 35 forskellene i forhold til den første udførelsesform DK 173288 B1 18 beskrives.

I fig. 4 ses en udførelsesform, hvor aktuator-stemplet er opdelt i et primært stempel 44a og et sekundært stempel 44b. Det primære stempel er indsat i 5 en udboring i det sekundære stempel, så der mellem disse er afgrænset et ringformet sekundært hydraulikkammer 63, der via en langsgående kanal 64 i det primære stempel står i vedvarende forbindelse med hydraulikkammeret 45. Det primære stempel 44a har et 10 centralt element 65, der passerer gennem endevæggen i det sekundære stempel. Aktuatorstemplets rundtgående krave 52 er beliggende på det sekundære stempel 44b, hvorved doseringsstemplerne følger bevægelsen af dette.

Når styreventilen 37 aktiveres, strømmer tryksat 15 smøreolie ind i begge hydraulikkamrene 45 og 63 og de to stempler længdeforskydes i en i det væsentlige fælles bevægelse mod venstre i figuren. Når endefladen på den centrale element 65 støder an mod stopelementet 60 blokeres den fremadgående bevægelse af det primære 20 stempel 44a. Det sekundære stempel befinder sig samtidig i en mellemstilling, i hvilken det er påvirket af trykkraften fra fjederen 61 og af en modsatrettet kraft, der fremkommer ved, at differenstrykket mellem olietrykkene i trykledningen 6 og i returledningen 9 25 indvirker på det ringformede areal, der udgør endevæggen i hydraulikkammeret 63.

Hvis trykket i ledningen 6 er lavere end et forudbestemt aktiveringstryk, der netop får kraften på det ringformede areal til at udbalancere fjederkraften 30 med det sekundære stempel i mellemstillingen, vil det sekundære stempel ikke bevæge sig længere frem end til mellemstillingen.

Hvis trykket i ledningen 6 er større end aktiveringstrykket, vil trykkraften på endefladen overvinde 35 fjederkraften, og den fremadgående bevægelse af det DK 173288 B1 19 sekundære stempel vil fortsætte efter blokeringen af det primære stempel. Trykkraften fra fjederen 61 vokser med fjederens sammentrykning. Der kræves derfor i kammeret 63 et højere tryk, kaldet sluttrykket, end 5 aktiveringstrykket for at forskyde det sekundære stempel helt hen til anlæg mod en skulder 66 på den anden part 39b. Ved at styre trykket i ledningen 6 til at antage værdier mellem nævnte aktiveringstryk og sluttrykket kan doseringen af smøreolie reguleres 10 trinløst mellem den grunddosis, der er leveret ved en forskydning til mellemstillingen, og den maksimale dosis, der opnås ved forskydningen af det sekundære stempel helt hen til anlæg mod skulderen 66.

Da aktuatorstemplet 44 i den første udførelsesform 15 vist i fig. 3 også forskydes mod fjederkraften kan der naturligvis også i denne udførelsesform foretages regulering af doseringsmxngden ved hjælp af styring af trykket i ledningen 6. Udførelsesformen i fig. 4 giver dog den fordel, at det ringformede areal på det sekun-20 dære stempel er væsentligt mindre end det fulde areal af aktuatorstemplet, hvilket medfører, at trykændringerne skal være større for at variere doseringsmængderne, og at styringen dermed bliver mere præcis.

Mellem de to husparter 39b og 39c er der i den 25 anden udførelsesform indsat en huspart 39d, der indeholder en strømningsdetektor ud for afgangsåbningen fra hver doseringscylinder. Strømningsdetektoren omfatter en fjederbelastet kugle 67, der forskydes bort fra den viste udgangsstilling, når smøreolie strømmer ud fra 30 cylinderen. Forskydningen af kuglen aktiverer en signalgiver, der afleverer aktiveringssignalet til styreenheden 18. Strømningsdetektoren giver verifikation af olieleveringen til de enkelte smøresteder.

Udførelsesformen vist i fig. 5 adskiller sig fra 35 de ovennævnte derved, at olietilførslen til doserings- DK 173288 B1 20 cylindrene 42 sker via tilgangskanaler 68, der fødes fra et kammer 69, der omgiver husparten 39b. Tilgangs-kanalerne er forsynet med kontraventiler 70. Denne udførelsesform er særlig anvendelig, hvis der som 5 hydraulikvæske bruges en anden væske end smøreolie, såsom en tyndere hydraulikolie.

Detaljer fra de ovennævnte udførelsesformer kan kombineres til frembringelse af nye udførelsesformer. Således kan strømningsdetektoren valgfrit anvendes på 10 de tre viste grundudformninger. Der kan også inden for opfindelsens rammer foretages variationer af de elementer, der er vist på tegningen. Eksempelvis kan der i stedet for den mekaniske fjeder 61 anvendes en luftfjeder eller hydraulisk tilbageføring. Styreventilen 15 kan endvidere være mekanisk eller pneumatisk drevet i stedet for den viste elektroniske udførelse. Hvis hydraulikvæsken ikke er smøreolie kan der stadigvæk anvendes et indre oliefyldt kammer, men dette må så forbindes til en selvstændig kilde for smøremiddel, og 20 der skal ikke være nogen kanal 57 til hydrauliksystemet .

Claims (12)

1. Cy 1 i rider smør eenhed (3) til en flercylindret forbrændingsmotor, der i hver cylinder (1) har et frem-og tilbagegående stempel, hvis stempelringe glider på 5 indersiden af cylinderforingen, hvilken smøreenhed forsyner flere smøresteder (2) på foringens inderside med afmålte doseringer af smøreolie ved hjælp af et antal doseringsstempler, der er længdeforskydelige i tilhørende doseringscylindre (42), kendeteg-10 n e t ved, at der på et aktuatorstempel (44; 44a, 44b) er monteret flere doseringsstempler (53), at aktuator-stemplet er indsat i en hydraulikcylinder med et hydraulikkammer (45), som ved hjælp af en styreventil (37) kan forbindes med en trykkilde eller et dræn for 15 hydraulikvæske for derved at længdeforskyde aktuator-stemplet med de tilhørende doseringsstempler, så disse udfører et leveringsslag, der tilfører smørestederne smøreolie.

2. Cylindersmøreenhed ifølge krav 1, kende- 20 tegnet ved, at aktuatorstemplets (44; 44a) tværsnitsareal i hydraulikcylinderen er væsentligt større end summen af de tilhørende doseringsstemplers (53) tværsnitsarealer i doseringscylindrene (42).

3. Cylindersmøreenhed ifølge krav 2, kende-25 tegnet ved, at aktuatorstemplets tværsnitsareal er mindst 4 gange, fortrinsvis fra 6 til 15 gange, større end summen af doseringsstemplernes arealer.

4. Cylindersmøreenhed ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at styreventilen (37), der 30 hensigtsmæssigt er en ventil med tre porte og to stillinger, er elektronisk aktiverbar ved hjælp af styresignaler modtaget fra en motor- eller cylinderstyreenhed (18) .

5. Cylindersmøreenhed ifølge et af kravene 1-4, 35 kendetegnet ved, at aktuatorstemplet er i DK 173288 B1 ί 22 opdelt i et primært stempel {44a) og et sekundært , stempel (44b), at det primære og det sekundære stempel mellem sig afgrænser et sekundært hydraulikkammer (63) , at doseringsstemplerne er monteret på det sekundære 5 stempel, at det sekundære stempel er forskydeligt sammen med det primære stempel fra en udgangsstilling til en mellemstilling, hvori yderligere fremadgående forskydning af det primære stempel er blokeret af et stopelement (60), og at det sekundære stempel er 10 forskydeligt fremad fra mellemstillingen, når trykket i det sekundære hydraulikkammer overstiger et forudbestemt aktiveringstryk.

6. Cylindersmøreenhed ifølge et af kravene 1-5, kendetegnet ved, at enheden (3) har et indre , 15 kammer (55) , der står i forbindelse med en smøreolie kilde, at hver doseringscylinder har en tilgangskanal (58), der ligger foran stemplets (53) forreste endeflade og forbinder doseringscylinderen med det indre • kammer, når aktuatorstemplet står i sin udgangsstil-20 ling, og at smøreolieleveringen fra doseringscylinderen begynder, når doseringsstemplet passerer forbi tilgangskanalen og afspærrer denne.

7. Cylindersmøreenhed ifølge krav 6, kendetegnet ved, at hydraulikvæsken er smøreolie, at 25 det indre kammer (55) er tilsluttet drænporten (49) for hydraulikvæske, og at smøreolietrykket ved drænporten er større end det omgivende lufttryk uden for smøreenheden (3) .

8. Cylindersmøreenhed ifølge et af kravene 1-7, 30 kendetegnet ved, at doseringscylindrene er monteret i smøreenheden med mulighed for individuel • længdeindstilling af monteringspositionen og/eller doseringsstemplerne er monteret på aktuatorstemplet (44; 44a, 44b) med mulighed for individuel indstilling 35 af afstanden mellem doseringsstemplets forende og f DK 173288 B1 23 aktuatorstemplet.

9. Fremgangsmåde til styring af smøreo lie leve-ringsmængden fra en cylindersmøreenhed (3), kende -tegnet ved, at et hydraulisk drevet aktuator- 5 stempel (44; 44a, 44b) anvendes til samtidig læng deforskydning af flere doseringsstempler (53), der er monteret på aktuatorstemplet, at smøreenheden aktiveres ved mindst et forudbestemt tidspunkt i løbet af en motorcyklus i den tilhørende cylinder (1), så at 10 aktuatorstemplet bevæges i det mindste en forudbestemt afstand i doseringsstemplernes længderetning, hvorved en grunddosis af smøreolie leveres fra hvert doserings-stempel (53) til dettes tilhørende smørested (2) ved cylinderen, og at smøreenheden valgfrit kan styres 15 således, mens motoren kører, at der til hvert smørested afgives en smøreoliemængde, der er større end grunddosisen.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9,kendetegne t ved, at grunddosisen af smøreolie svarer til 20 leveringsmængden til smørestedet i løbet af én motorcyklus ved en driftstilstand, hvor motoren har lavt smøringsbehov, og at den større smøreoliemængde afgives fra smøreenheden ved driftstilstande, hvor motoren har større smøringsbehov, ved at doseringsstemplerne (53) 25 bevæges et længere stykke end den forudbestemte afstand, fortrinsvis som følge af at hydrauliktrykket i en trykkilde, der er tilsluttet aktuatorstemplets hydraulikkammer (45; 45, 63), øges til at være større end et forudbestemt aktiveringstryk. 3 0

11. Fremgangsmåde ifølge krav 9,kendeteg- n e t ved, at grunddosisen af smøreolie er mindre end leveringsmængden til smørestedet i løbet af én motorcyklus, at aktuatorstemplet (44; 44a, 44b) aktiveres til at foretage flere frem- og tilbagegående slag i 35 løbet af en motorcyklus, og at den større smøreolie- DK 173288 B1 24 mængde afgives ved at aktuatorstemplet aktiveres et større antal gange i løbet af én motorcyklus.

12. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 9-11, kendetegnet ved, at et frem- og tilbagegåen-5 de slag med maksimal slaglængde af aktuatorstemplet (44; 44a, 44b) udføres på mindre end 60 ms, fortrinsvis mindre end 40 ms. 10