DK176366B1 - Smöreapparat til et doseringssystem for cylindersmöreolie samt fremgangsmåde til dosering af cylindersmöreolie - Google Patents

Description

DK 176366 B1 i

Smøreapparat til et doseringssystem for cylindersmøreolie samt fremgangsmåde til dosering af cylindersmøreolie

Opfindelsens område

Den foreliggende opfindelse angår et hydraulisk smøreapparat til et doseringssystem , 5 for cylindersmøreolie, for eksempel i skibsmotorer, hvilket doseringssystem omfatter - en forsyningsledning samt en returledning, der er forbundet med smøreapparatet via hver sin ventil for levering af hydraulikolie, - en central hydraulikol ieforsyningspumpe, der er forbundet med smøreapparatet samt - et antal indsprøjtningsenlieder, der modsvarer et multiplum af cylinderantallet i mo-10 toren, og som er forbundet med hver sin doseringsenhed i smøreapparatet, - en forsyningsledning for cylindersmøreolie.

Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til dosering af cylindersmøreolie, for eksempel i skibsmotorer, hvilket fremgangsmåde omfatter 15 - en forsyning af hydraulikolietryk via en fremførsel samt en returnering af hydraulik olie til og fra et smøreapparat ved anvendelse af et hydraulikolieforsyningssystem, der er forbundet med smøreapparatet samt - forsyning og indsprøjtning af cylindersmøreolie via et antal indsprøjtningsenheder, der modsvarer et multiplum af cylinderantallet i motoren, og som forbindes med hver 20 sin doseringsenhed i smøreapparatet,

Opfindelsens baggrund

Smøreapparateme er traditionelt udformet som pumpeenheder, der er monteret i nær tilslutning til deres respektive cylindre, og som er foxbundet med et fødereservoir for 25 smøreolie og med smøresteder i form af olieinjiceringsdyser på forskellige steder af cylindervæggen. Hver pumpeehhed omfatter flere stempelpumper, der forsyner forskellige smøresteder med olie, og som drives af en fælles, roterende styreaksel med påsatte knaster. Ved akslens rotation samvirker knasterne med trykhoveder på respektive aksialt forskydelige stempler, der er fj ederbelastede i retning mod styreakslen, 30 således at stemplerne ved akslens rotation vil udføre frem- og tilbagegående bevægelser for aktivering af stempelpumpemes stempler.

DK 176366 B1 2

Smøreapparater har i en lang årrække arbejdet under den driftsbetingelse, at afgangstrykket fra stempelpumpeme ikke har skullet være særligt stort, idet det er en fast standard, at olien skal injiceres i cylinderen under det opadgående returslag af motorstemplet, dvs. under kompressionsforløbet, men dog inden det efterfølgende arbejds-5 slag ved den antændte forbrænding. Det har herved været aktuelt at arbejde med injektions- eller pumpetryk af størrelsesordenen 10 bar.

Indenfor de sidste år er det bragt i forslag at effektivisere smøringen ved at injicere olien gennem trykforstøvningsdyser for opnåelse af en olietågesmøring under stem-10 plets opadgående bevægelse. Herved tilføres olien dog ved et langt højere tryk til sikring af en fin forstøvning gennem trykforstøvningsdyser, f.eks. et tryk på op til 100 bar eller mere.

Endvidere er der igennem de seneste år en tendens til at der - i højere grad - produce-15 res elektronisk baserede diesel motorer og på disse motorer har man fjernet det mekaniske træk, der traditionelt anvendes til at drive mekaniske smøreapparater.

Smøresteder vil således som omtalt i nærværende ansøgning omfatte olieinjicerings-dyser og/eller trykforstøvningsdyser.

20 I begge systemer er styreakslen drevet gennem en direkte eller indirekte mekanisk kobling med motorens krumtapaksel, hvorved det er muligt at etablere drivkraft til pumpeaktiveringen og samtidig opnå en synkronisering mellem motorens krumtapaksel og smøreapparatets styreaksel.

25

En pumpeenhed kan for eksempel omfatte et kasseformet apparathus, hvorfra der udgår forbindelsesrør til smørestedeme på den tilhørende motorcylinder, f„eks. i et antal på 6-24.

30 Stemplerne betjenes traditionelt ved hjælp af aktiveringsknaster/vippearme på en gennemgående styreaksel, der roteres synkront med motorens krumtapaksel. Stemplerne er § ederpåvirkede i retning mod aktiveringsknasteme. Der er tilvejebragt en stille-skrue, som definerer yderpositionen for en tilknyttet aktiveringsknast. Stilleskrueme 3 DK 176366 B1 kan betjenes til fastlæggelse af individuelle operative slaglængder af stemplerne og dermed de tilhørende ydelser af de enkelte stempelpumper.

Ved smøring ifølge opfindelsen er det muligt for brugeren at operere med styring af 5 indsprøjtningstidspunkt til en synkroniseret smøring, der er tiraet efter krumtappens rotation eller en ikke-synkroniseret cylindersnwing, det vil sige en cylmdersraøring, der ikke afhænger af krumtappens rotation og vinkelstilling.

Der er endvidere et voksende behov for en fleksibel og let tilpasning af den doserede 10 cylindersmøreoliemængde til motorens aktuelle øjeblikkelige behov afhængig af diverse målbare motorparametre. Det er også ønskeligt løbende at kunne tilpasse ti-mingstidspunktet til motorens aktuelle driftssituation på en fleksibel måde. Alle disse tilpasninger skal helst kunne styres centralt.

15 Drev af smøreapparateme synkront med motoromdrejningstallet lader sig gøre elektronisk, men det er omfattende og kostbart. Timingstidspunktet kan med et sådant system umiddelbart ændres. En ændring af den doserede cylindersmøreoliemængde er imidlertid vanskeligere at styre.

20 Da cylindersmøreolien typisk skal doseres med én portion pr. motoromdrejning, er den eneste mulighed for at afpasse doseringen at ændre på pumpernes slaglængde. Et system hertil er for eksempel beskrevet i dansk patentansøgning 4998/85. Dette system betjener sig af en kurveskivemekani sme til afpasning af pumpeslaglængden i afhængighed af motorbelastningen. Ændring i denne afhængighed kan kun ske ved at 25 udskifte kurveskiveme til nye, med en anden overføringsfunktion.

Det har også været foreslået at justere pumpeslaglængden ved hjælp af en styrbar motor, f.eks. en stepmotor. Dette har været anvendt til punktsmøring, men denne lader sig vanskeligt etablere i forbindelse med konventionelle smøreapparater. Et sådant system 30 er for eksempel beskrevet i international patentansøgning nr. WO 02/35068 Al.

Endvidere kendes der også fra tysk offentliggørelsesskrift DE 28 27 626 et smøresystem, der er baseret på, at smøreolie tilføres i afmålte kvantiteter til forudbestemte tidsintervaller gennem åbninger i cylindervæggen. Der er ikke her anvist nogen mu- DK 176366 B1 4 lighed for en trinløs styring af den dosering, der skal foretages på de enkelte smøresteder.

Endvidere kendes der også fra WO 92/20909 Al et smøresystem af den indledningsvis 5 nævnte type. Heri anvendes volumetriske måle- og doseringsenheder, som fyldes med olie mellem smøreslagene.

I forbindelse med traditionel cylindervægsmøring har det hidtil været praksis at anvende simple fjed erbelastede kontraventiler, som kan modstå det interne tryk i cylin-10 deren, men som giver efter for et blot lidt højere, eksternt injiceringstryk. I forbindelse med trykforstøvningsindsprøj tning er det dog ønskeligt og nødvendigt, at ventilsystemet kun åbner ved et meget højere olietryk, for at olieinjiceringen straks fra begyndelsen kan antage karakter af en trykforstøvningsindsprøjtning. Det drejer sig herved om en trykforskelsfaktor på indtil flere hundrede procent.

15 Opfindelsens formål

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise en fremgangsmåde og et hydraulisk drevet smøreapparat hvormed det er muligt at etablere cylindersmøringen på en måde, hvorved det er muligt at opnå en fleksibel, elektronisk styret, central, trinløs styring af doseringen til smørestedeme samt præcis en enkel styring af timing.

20 Beskrivelse af opfindelsen

Smøreapparatet ifølge opfindelsen er særpræget ved, at det omfatter - en indstillingsenhed med et indstillingsorgan, der er i indgreb med doseringsenheden for derved at kunne justere volumen af indsprøjtet cylindersmøreolie i hvert smøreslag - en styrbar aktuator/motor, der er i indgreb med indstillingsorganet for at indstille 25 dette, - en cylinderblok med et antal doseringsenheder, der hver omfatter et doseringsstempel, dør er monteret i et pumpekammer, samt en hydraulisk glider, der samvirker med indstillingsorganet og pumpestemplet og som er placeret i et gliderkammer, der forløber stort set koaksialt med pumpekammeret og som kan sættes under tryk med hydrau- 30 likolie via forsyningsledningen, - en overvågningssensor der er tilknyttet hvo: doseringsenhed for sikring af slaglasng-de/dosering af cylindersmøreoliemængde, DK 176366 B1 5 - et computersystem til styring, overvågning og registrering af smøreapparatets funktioner.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særpræget ved, at 5 - et indstillingsorgan, bringes i indgreb med doseringsenheden for derved at kunne justere volumen af indsprøjtet cylindersmøreolie ved et smøreslag, - indstillingsorganet indstilles af en styrbar aktuator/motor(23), der er i indgreb med indstillingsorganet, - en aktivering af ventiler for fremførslen og returneringen af hydraulikolien for tryk-10 sætning af et pumpekammer til aktivering af en glider, som samvirker med indstil- lingsorganet og et pumpestempel for indpumpning af en smøreolietnængdedosering ved et indsprøjtningssted, og - en computerstyring, -overvågning og -registrering af fremgangsmådens funktioner.

15 Overordnet fungerer smøreapparatet og fremgangsmåden ved at man til hvert timing-tidspunkt/smøretidspunkt kan styre et sæt ventiler og således også leveringen af sy-stem/hydraulikolie for at afvikle slaglængden af doseringsstemplet på et forud bestemt tidspunkt idet man således kan til- og frakoble et systemtryk på den hydrauliske glider - eller på en gruppe af hydrauliske glidere samtidigt — med et eller flere sæt ventiler, 20 der fortrinsvis er tilvejebragt i from af magnetventiler.

En udførelsesform for smøreapparat ifølge opfindelsen er særpræget ved, en overvågningssensor der er tilknyttet smøreapparatet, fortrinsvis hver doseringsenhed for registrering af gennemført slaglængde og/eller gennemført dosering af cylindersmøre-25 oliemængde. Overvågningssensoren kan omfatte overvågningsorganer, der er baseret på en flowmåling, for eksempel ved anvendelse af en rotor i flowet eller en kugle, der løftes af flowet eller overvågningsorganer der er baseret på en måling af dosermgs-stemplets bevægelse. Overvågningen kan også være baseret på en kombination af disse målinger.

30

Ifølge en yderligere udførelsesform for smøreapparatet ifølge opfindelsen omfatter computersystemet - en decentral computer til styring af timingtidspunkt og slaglængdeindstilling for doseringsenhederne i en tilknyttet cylinderblok samt 6 DK 176366 B1 -en central computer, der fortrinsvis omfatter en hovedcomputer og en backupcompu-ter, til ændring af relevante driftsdata, overvågning, logning med videre.

Den decentrale computer benyttes således til styring af timingtidspunkt og slaglæng-5 deindstilling for doseringsenhedeme - i en tilknyttet cylinderblok. Styringen af slaglængdeindstilling etableres således via en styring via den styrbare motor som regulerer vinkelstillingen for den excentriske aksel og derved indstiller en ønsket cylindersmør-otievolumen. Styringen af timingtidspunktet sker via ventilerne idet disse kan åb-nes/lukkes og daved etablere en til- og frakobling af et systemtryk af systemolien på 10 de hydrauliske glidere til hvert smøretidspunkt.

Ved denne løsning med et hydraulisk smøreapparat kan man således elektronisk justere slaglængden og timingtidspunkt og det er derfor muligt at anvende vilkårlige slag-længder/timingtidspunkter. Dette er muligt da det hydrauliske smøreapparat bruger 15 hydraulik-/systemolien, der via ventilerne afvikler slaglængden på et forudbestemt tidspunkt der styres elektronisk således at der på elektronisk styret måde kan opnås en stort set trinløs justering af den smøreoliemængde, der gives til hver cylinder i et enkelt pumpeslag for smøreapparatet.

20 Således er det muligt, at have flere sæt ventiler og lade flere grupper af smøresteder have deres eget timingtidspunkt i alle cylindre eller en del af cylindrene. Ved udførel-sesformer, der er vist i de vedlagte tegninger beskrives en løsning hvor man samlet kan regulere slaglængden, men en alternativ udførelsesform kan omfatte, at man til hver af de førnævnte grupper af smøresteder muliggør, at justeres på højden af indstil-25 lingsorganet. Dette kan for eksempel ske ved brug af et afstandsstykke eller pladean-ordnrng, der via et konisk skrue han lave en højde forskydning af indstillingsorganet.

Således vil der over en cyklus kunne foretages en cyklisk afspærring af en gruppe smøresteder for en cylinder og/eller en cyklisk afspærring af et sæt ventiler.

30 Apparatet ifølge opfindelsen kan anvendes til traditionel smøring ved anvendelse af kontraventil og akkumulator ved indsprøjtningsstedet og til for eksempel SIP-smøring.

Fordelen ved opfindelsen og muligheder for besparelse vil være lige attraktive uanset smøreprincippet 7 DK 176366 B1

Med indstilling af ønsket cylindersmørolievolumen samt til- og frakobling af et sy-stemtryk på de hydrauliske glidere til hvert smøretidspunkt opnås en regulering af smøreoliemængden således at det er muligt at regulere smøreoliemængden på et givet antal smøresteder. Antallet af smøresteder med mulighed for smøreoliemængderegule-5 ring afhænger af, hvor fleksibel en bruger ønsker sin regulering.

Med apparatet ifølge opfindelsen sikres et automatisk skift mellem de smøresteder, hvor der foretages regulering ved anvendelse af et passende antal ventiler til valgfri afspærring af systemolie til en doseringsenhed. Typisk vil man dog anvende en ventil 10 for systemolietilførsel til alle doseringsenheder i et smøreapparat; men det er også muligt at anvende flere ventiler eller endda en ventil pr doseringsenhed hvis man ønsker mulighed for en særlig fleksibel regulering.

Den regulering, der anvendes, kan være monteret som en separat enhed, der kan erstat-15 te eksisterende smøreapparater eller kan leveres som en ny enhed. Smøreapparatet ifølge opfindelsen er således fordelagtigt ved, at det kan anvendes i anlæg, uanset om disse er baseret på olieinjektion eller trykforstøvning. I visse situationer vil anvendelsen af apparatet ifølge opfindelsen nødvendiggøre installation af et separat hydrauliksystem hvis en motor ikke har tilstrækkelig hydraulikkapacitet. Et hydrauliksystem til 20 levering af hydraulikolie til et smøreapparat ifølge Opfindelsen kan opbygges på en hvilken som helst hensigtsmæssig måde, der gør det muligt at levere systemolietrykket til aktivering af doseringsenhedeme for etablering af smøreolieinjicering.

S møreol i emængdereguieri ngen styres af computersystemets decentrale computeres 25 elektroniske styring af motoren og ventilerne, således at mængden af hydraulisk olie til en glider ved de enkelte smøresteder afbrydes afhængigt af det aktuelle behov og belastningsniveau. I princippet kan man sige, at reguleringen ved at lukke en ventil for glideren til en doseringsenhed for et smørested virker ved, at et af smøreapparatets smøresteder ’’springes over” i et smøreslag, og derved kan den smøring, der etableres 30 over en periode, muliggøre en tilnærmelsesvis trinløs mængdejustering til en cylinder.

Denne tilnærmelsesvise trinløse mængdejustering til cylinderen sker uafhængigt af muligheden for mængdejustering fra doseringsenhedeme; men kan kombineres med mængdejustering ved indstilling af stempelpumpemes slaglængde via drejning af den excentriske aksel.

8 DK 176366 B1

Med en smøreoliemængderegulermg med et apparat ifølge opfindelsen kan der foretages en programmering af computersystemets decentrale computeres og centrale computers elektroniske styring. Med et smøreapparat, der er beregnet til forsyning af ti 5 smøresteder, kan en 10 % reduktion således ske ved, at et smørested springes over i hver efterfølgende cyklus. Således vil hvert af smørestedeme efter 10 cykler være sprunget over. Uanset denne overspringning vil der ved anvendelse af systemet ifølge opfindelsen i hver cyklus foretages en smøring af hver cylinder. Denne smøring vil dog ikke nødvendigvis ske ved alle cylinderens smøresteder.

10

Smøreapparatet ifølge opfindelsen er således opbygget af følgende komponenter: - En basisenhed, der forsyner apparater med system-tryk og smøreolie. Derudover er der mulighed for at opvarme smøreolien ved hjælp af et varmelegeme, der er monteret i basisenheden.

15 - En indstillingsenhed og en styrbar motor, fortrinsvis en DC motor, der anvendes til at ’’dreje” en excentrisk aksel, hvorved slaglængden for pumpestemplet kan justeres.

ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge opfindelsen særpræget 20 ved, at der etableres en skylning via en forbindelseskanal mellem i det mindste to sidestillede gliderkamre for derved at opnå køling.

- Cylinderblokkene hvor selve pumpe- og overvågningssektionen er integreret. En cylinderblok kan være indrettet med gliderstempel og pumpestempel for ét eller flere 25 smøresteder. En cylinderblok skal dog være indrettet med gliderstempel og pumpestempel for 2 eller flere smøresteder hvis man ønsker at forbinde gliderkamre med henblik på at kunne gennemskylle med olie og derved etablere en køling af cylinder-blokken. Blokken kan nemt monteres/afmonteres, da enheden kun kræver at der løsnes to skruer(udover rørene til de enkelte smøresteder).

30

Til aktivering og timing af smøreslag anvendes et hydraulisk tryk, der tilføres appara-tet ved at åbne og lukke to ventiler en på indgangssiden(tryk - ind) og en på udgangssiden (tryk - retur).

a 9 DK 176366 B1

Typisk vil der være et smøreapparat per cylinder. Det er dog muligt at sektionere et smøreapparat således, at der bliver mulighed for at montere flere sæt magnet-ventiler og på den måde få mulighed for forskellige aktiveringstidspunkter. Dette muliggør at et smøreapparat kam forsyne flere cylindre.

5

Man kan have forskellige systemer til at justere slaglængden med. Der kan således være en overordnet slaglængdejustering med et indstillingsorgan, der omfatter en excentrisk aksel, hvormed slaglængden kan justeres fælles for alle doseringsenhedeme i en cylinderblok. Derudover er det også muligt at nulstille slaglængden ligesom det 10 også er muligt at foretage den ovenfor omtalte justering af højden på indstillingsorga-net.

Typisk vil et hydraulisk smøreapparat have op til 12 smøresteder, der er sektioneret i f.eks. grupper af 2 eller 3 således at man nemt og hurtigt kan udskifte eventuel fejlen-15 de blokke. Principielt kan alle smørestedeme samles i en sektion. Smøreapparater med flere end 12 smøresteder, vil også være mulige. I disse tilfælde foretrækkes det at montere flere akkumulatorer eller eventuel større akkumulatorer for smøreolie.

For at den centrale computer kan overvåge smøreapparat funktion er der mulighed for 20 dels at overvåge at de enkelte smøresteder ’’slår” korrekt og dels at overvåge at der er tilstrækkelig smøreolie tilstede. Ifølge en foretrukket udførelsesform vil der på hvert smørested være monteret en sensor, der giver signal når det hydrauliske stempel og/eller glideren er i bund-position og på denne måde sikres at slaglængden er afviklet.

25

Endvidere er der samtidig mulighed for på selve smøreapparatet at montere en niveaualarm. Niveau-alarmen kan enten monteres direkte i apparatet eller på forsyningstanken til samme.

30 Alternativt til den beskrevne flow-overvågning er det muligt at overføre det fra mekaniske smøreapparater kendte flow-overvågning princip. Således vil man ved hjælp af en induktiv sensor aflaste en stålkugle - når der ingen flow er ’’falder” kuglen ”til bunds” og aktivere alarmen.

10 DK 176366 B1

Slaglængden justeres fælles for alle smøresteder samtidigt, dog eventuel med individuel justering af de enkelte smøresteder. Den fælles ændring af slaglængden foretages elektronisk styret fra den centrale computer, der er forbundet med og styrer en eller flere motorer, for eksempel DC motorer, der drejer den excentrisk aksel og herved 5 ændrer slaglængden for pumpestempleme.

Denne løsning har den ulempe at vinkeldrejning og slaglængde ikke er ligefrem proportionale, men vælges i stedet en lineær forskydning af en tandstang og få en ligefrem proportionalitet.

10

Endvidere er smøreapparatet ifølge en særlig udførelsesform særpræget ved, at indstil-lingsorganet omfatter en excentrisk aksel der er i indgreb med en kontaktplade, der er placeret forskydeligt i en udsparing imellem den excentriske aksel og smøreapparatets hydrauliske glidere. Ved at tilvejebringe en kontaktplade med stor bredde i forhold til 15 gliderens kontaktflade opnås altid en kontakt mellem en flade og den excentriske aksel samt en fordeling af trykket.

Smøreapparatet er fremstillet med et gliderstempel med en diameter svarende til gliderkammerets diameter og med en gliderstang, der har mindre diameter og som er i 20 kontakt med indstillingsorganet. Denne opbygning muliggør at et alternativ systemtryk relativt nemt ville kunne implementeres, da man blot kan ændre diameteren af gliderstangen i den hydrauliske glider.

Endvidere er konstruktionen opbygget således, at der ingen mekanisk samling er mel-25 lem den hydrauliske glider og pumpestemplet til smøreolien. Denne opbygning medfører at kravene til indbygningstolerancer for de to komponenter imellem bliver reduceret betragtelig.

Typisk fødes apparatet med én slags cylindersmøreolie, men principielt vil man kunne 30 lave olie-tilførslen således, at man enten manuelt eller automatisk kan skifte mellem en eller flere slags cylindersmøreolier. Dette kan gøres enten for et tilsluttet apparat eller for en gruppe af smøresteder. I praksis kan dette gøres manuelt med en hane eller automatisk ved hjælp af en elektrisk styret magnet-ventil, der eventuel også kan styres via computersystemet.

11 DK 176366 B1

Computersystemets centrale computer etablerer en styring for smøreapparatet ifølge opfindelsen. Ifølge en særlig udførelsesform omfatter den centrale computer to PC’er.

En hoved-pc og en backup-pc. Derudover er der en lokal styringsenhed, der er tilknyt-5 tet og styrer et eller to smøreapparater. Den lokale styringsenhed styrer slaglængde og timingtidspunkt for det eller de tilknyttede smøreapparater.

Styringen er lavet så fleksibel at alle gængse operation modes kan anvendes: -rpm-afhængig regulering, det vil sige ureguleret drift, 10 -bhp-afhængig regulering, det vil sige last-afhængig regulering af smøreolie mængden, -mep-afhængig regulering, det vil sige cylinder-tryk afhængig regulering af smøreolie, eller -load change - afhængig regulering, det vil sige ekstra smøring i forbindelse med last-15 ændringer.

Derudover er det muligt at etablere et fleksibelt styresystem, der i høj grad muliggør bruger-specificerede reguleringsalgoritmer, herunder: -varianter af standard operation modes.

20 -mulighed for reguleringsalgoritmer, der helt eller delvis baseres på kundespecificerede data-input, f.eks. diverse sensor-baserede data-input (FE-indhold, cylin der-tryk, cylinder-temperatur osv..) inputtene kan både anvendes på hele motoren samlet eller per cylinder.

- mulighed for ”overlay”-modes, hvor brugeren selv definerer og beskriver reduktions-25 og/eller forøgelsesprocenter.

Ifølge en særlig udførelsesform er fremgangsmåden ifølge opfindelsen særpræget ved, at computerstyringen foretages med en lokal styring med mulighed for at foretage en lokal dataopsamling i/ved den enkelte cylinder samt en overordnet styring med mulig-30 hed for at kontrollere at de leverede smøreoliemængder svarer til de forvente-de/planlagte smøreoliemængder.

Den decentrale computer etablerer en lokal styring hvorved brugeren endvidere har mulighed for at foretage en lokal dataopsamling i/ved den enkelte cylinder og bruge 12 DK 176366 B1 disse online data input til at justere leveringsmængder og eventuel timingtidspunkt, F.eks. kunne man montere temperatur-følere i cylinderen, flowmålere på brændstoftilførslen til de enkelte cylindre og efterfølgende definerede, hvorledes den decentrale computers lokale styring skal regulere timing og mængder i forhold hertil.

5

Hertil kommer at den decentrale computer kan bruges til at indsamle lokale tilstandsoplysninger for de enkelte cylindre, f.eks. vil det være muligt at montere flowmålere og/eller temperatur følere i de enkelte smøreapparater og via netværket levere disse tilstandsoplysninger til den centrale computers overordnede styring, hvor man på den 10 måde, f.eks. far mulighed for at kontrollere at de leverede smøreoliemængder svarer til de forventede/planlagte smøreoliemængder.

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge opfindelsen særpræget ved at der etableres et skift mellem dublerede ventiler i tilfælde af svigt i en ventil.

15

Som en del af den lokale styring er der indbygget mulighed for dublerer ventilerne til styring af timingen. Dette kan f.eks. bruges i tilfælde af at et smøreapparat ikke ’’slår” som følge af en fejlende ventil og herefter kobler over på den anden ventil. Sidstnævnte fejlstatus kunne f.eks. identificeres ved at ingen af smøreapparaters stempler ”slå” 20 på trods af at motoren stadig kører.

Den decentrale computer kan være anbragt i en lokal styringsenhed, som kan udføres med en lokal betjening således at man skifter fra ’’Automatisk” til "Manuel Drift”.

Ved ’’manuel drift” kan systemet - enten køre timet eller utimet - og direkte på enhe-25 den kan slaglængden enten øges eller reduceres. På denne måde har man altid indbygget et ekstra niveau af redundans.

Opfindelsen vil herefter blive forklaret nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, hvor 30 T egningsbeskrivelse

Fig. 1 viser en skematisk oversigt over et system med flere smøreapparater ifølge opfindelsen, fig. 2 viser to perspektiviske billeder af smøreapparatet ifølge opfindelsen, 13 DK 176366 B1 fig. 3 viser et snit til et plan vinkelret på længderetningen for et smøreapparat ifølge opfindelsen, fig. 4 viser et snit igennem længderetningen for et smøreapparat ifølge opfindelsen, 5 fig. 5 viser en oversigt over det hydrauliske system til brug for et smøreapparat ifølge opfindelsen, fig. 6 viser en detailtegning til illustration af flow for hydraulisk systemolie i et smøreapparat ifølge opfindelsen, fig. 7-9 viser en variant, der giver mulighed for at tiWfrakoble smøre- og systemolie 10 under drift, og fig. 10-11 viser partielle snit gennem yderligere udførelsesformer for smøreapparatet ifølge opfindelsen hvori der er mulighed for at justere slaglængden til nul.

Detaljeret beskrivelse af opfindelsen 15 Fig. 1 viser skematisk fire cylindre 50, og på hver cylinder er vist otte indsprøjtnings- dyser 51. Smøreapparateme 52 er forbundet med en central computer 53 med lokale styreenheder 54 typisk for hvert smøreapparat 52. Den centrale computer 53 er koblet parallelt med en yderligere styreenhed 55, der udgør en backup for den centrale computer. Udover dette er der etableret en overvågningsenhed 56, der overvåger pumpen, 20 en overvågningsenhed 57, der overvåger belastningen og en overvågningsenhed 58, der overvåger krumtapakslens position.

I den øvre del af fig. 1 er der vist en hydraulikstation 59, der omfatter en motor 60, der driver en pumpe 61 i en tank 62 for hydraulisk olie. Den hydrauliske station 59 omfat-25 ter endvidere en køler 63 og et filter 64. Systemolie pumpes via forsyningsledning 65 frem til smøreapparatet via en ventil 20. Den hydrauliske station er endvidere forbundet med en returledning 66, der ligeledes er forbundet med smøreapparatet via en ventil 24 (se for eksempel fig. 2).

30 Smøreolie fremsendes til smøreapparat 52 via en ledning 61 fra en smøreolieforsy-ningstank (ikke vist). Smøreolien fremsendes fra smøreapparatet via ledninger 110 til indsprøjtningsdyseme 51.

14 DK 176366 B1

Fig. 2 viser et perspektivisk billeder af et smøreapparat 52 set forfra og bagfra. Smøre-apparatet har magnetventiler 20,24, der kobles med en forsyningsledning og en retur-ledning for hydraulisk olie. Smøreapparatet 52 omfatter en cylinderblok 68 og en basisplade 69, der er forbundet med hinanden. I den viste udførelsesform er cylinder-5 blokken 68 opdelt i fem separate blokke 70, der hver er beregnet til at betjene to smøresteder. Hver separat blok 70 indeholder to pumpestempler, således som det vil blive forklaret senere.

Basispladen 69 indeholder kanaler og tilslutninger. Der er således tilvejebragt en til-10 slutning 31 og 32 for aftapning af eventuelt lækkende hydraulisk olie og en aftapning 32 for eventuelt lækkende smøreolie. Der er endvidere tilvejebragt en åbning 33 for tilførsel af smøreolie. Der er endvidere en tilslutning 34 for tilførsel af hydraulisk olie. Tilslutningen 31 anvendes til lækkende hydraulisk olie fra excentriske hus 73 og tilslutningen 32 anvendes til lækkende system/hydraulikolie og lækkende smøreolie fra 15 cylinderblokken via kanalen 7 i fig. 3. Basispladen 69 er lukket med et låg 71, og under låget 71 er der tilvejebragt et varmelegeme 10 for smøreolien.

Smøreapparatet omfattet endvidere en indstillingsenhed, der drives af en DC motor 23, Alternativt kan der anvendes en anden egnet motor/aktuatør. Som det tydeligere 20 fremgår af fig. 3, driver DC motoren en excentrisk aksel 22, der er i kontakt med en kontaktplade 21, der er placeret forskydeligt i en udsparing 72 i en blok 73, der huser en excentrisk aksel 22, og som er fastgjort til basispladen, der også understøtter cylinderblokken 68. Kontaktpladen 21 er placeret mellem den excentriske aksel 22 og hydrauliske glidere 3, der er tilvejebragt i et gliderkammer 2, og som er i kontakt med et 25 pumpestempel 4, der er placeret i et pumpekammer 111. Ovenover pumpestemplet 4 er der dannet et rum 11 for smøreolien. I tilknytning til dette rum er der tilvejebragt en ^ederbelastet dobbelt kontraventil 13, der omfatter en kugle i anlæg mod et sædel2 og som er forbundet med en indsprøjtningsdyse 51. Kontraventilen 13 er tilvejebragt med en tilslutning 78(se fig. 4), der er indskruet i cylinderblokken 68 og som tjener til for-30 bindelse af en ledning 110 til indsprøjtningsdysen 51 ved et smørested. I cylinderblokken er der endvidere tilvejebragt en induktiv positionssensor 5 i en skrå position for aflastning af glideren 3, når dette er i en bundstilling.

15 DK 176366 B1 I fig. 3 og 4 ses endvidere en forbindelseskanal 77, som benyttes til at forbinde to efter hinanden følgende hydrauliske gliderkamre 2 under glideren 3, når der sker en tryksætning af kanalerne 1 og 6 samt gtiderkamrene 2, der også kan betegnes som hydrauliske pumperum, med henblik på at forskyde glideren 3 til sin bundstilling, hvorved 5 pumpestemplet 4 pumper den smøreoliemængde ud, der befind«· sig i rummet 11. Forbindelseskanalen 77 muliggør en skylning og dermed en køling af cylinderblokken. Kanalen 7 tjener til at fjerne lækage af smøreolie og/eller hydraulikolie fra pumpekammeret 111. En kanal 8 er tilvejebragt for at suge smøreolie gennem en dobbelt sugeventil 9 ind i pumpekammeret 111, når pumpestemplet 4 og glideren 3 returneres 10 til en tilbagetrukket stilling ved virkningen fra fiedre 101 omkring pumpestemplet 4 og i anlæg mod en foring 102 omkring pumpestemplet 4.1 fig. 3 ses endvidere en skrå kanal 100 til forbindelse af kanalerne 1 og 6 via forbindelseskanalen 77.

Fig. 4 viser et længdesnit, som er taget gennem cylinderblokken 68. Det ses, at det er 15 opdelt i fem delblokke 70, der hver omfatter to pumpestempler 4, således som beskre vet ovenfor. Som der fremgår af fig. 4, driver motoren 23 via en forbindelsestap 74 den excentriske aksel 22, der kan være massiv eller hul, i en roterende bevægelse, idet akslen 22 er understøttet excentrisk på lejer 75 via excentriske akseltappe 76.1 den viste position er akslen placeret med position længst nedefter væk fra pumpeenheder-20 ne, der er placeret ovenover. Derved vil også kontaktpladen 21 være placeret i en ne-derst stilling, hvilket bevirker, at gliderne 3 og pumpestempleme 4 i denne position har den længste vandring og dermed kan give størst smøreoliemængde pr. pumpeslag.

Såfremt den excentriske aksel roteres 180°, vil den excentriske aksel 22 skubbe kontaktpladen 21 til en øverst position, hvorved pumpestempleme 3 vil afgive den mind-25 ste dosering pr. pumpeslag.

Som det ses af fig. 4, vil kontaktpi aden 21 være i kontakt med excenterakslen 22 over en lang udstrækning i sammenligning med de enkelte konktaktpunkter fra glidertappe 15, der også kaldes setpins. På baggrand heraf opnås en stor fordeling af belastningen 30 og dermed en forøgelse af levetiden.

I fig. 5 og 6 vises med henvisningsbetegnelser 81 -88 hvorledes vandringen vil være for det hydrauliske olieflow gennem cylinderhuset og basispladen. Den hydrauliske olie føres med flow 81 ind via tilførslen 34 når ventilen 20 åbnes. Flow 82 passerer 16 DK 176366 B1 gennem kanal 1, Dette flow dels i flow 83a,b fører olien ind i cylinderblokken. Flow 84a,b er flow i boringer i cylinderblokken som fører olien frem til kanalen 77. Flow 85a,b føres gennem kanalen 77 og flow 87a,b passerer gennem kanalerne 100. Flow 88 passerer gennem kanalen 6 til udløb gennem tilslutning 30 via ventilen 24. Ved 5 hjælp af denne ’’sløjfe” er det muligt, at man via det hydrauliske system kan køle sraø-reapparatet ved at ’’skylle”. Dette sker ved en proces hvor begge magnetventiler holdes åbne samtidigt således at man undgår stillestående olie. I den viste ’’sløjfe” har man en j i kanal til hver magnetventil og disse to kanaler er forbundet via cylinderblokkens boringer. Det ses at cylinderblokkens boringer er rette men i basispladen er boringerne 10 lidt forskellige idet man har en skråt forløbende første boring, der er forbundet med kanalen 6 og en skråt forløbende anden boring, der er forbundet med kanalen 1. Såfremt at smøreapparatet bliver for varmt under normal drift er der mulighed for at ’’skylle” det hydrauliske system idet magnetventileme 20 og 24 holdes åbne samtidigt.

15 Fig. 7-9 viser en konstruktion, hvorved det er muligt at til- og frakoble smøre- og systemolie med et apparat, der er i drift. Dette sket ved, at alle boringerne i basispladen 69 ud mod cylinderblokken 68 ’’lukkes” ved at der fra bagsiden af basispladen via en pinol lukkeskrue 41, der skrues i bund og på denne måde lukker for passagen af system/hydraulikolie fra kanalerne 1 og 6, samt for smøreolien ved kanalen 45. Luk-20 keskruen kan udformes på flere måder og i figur 9 er der vist en udførelsesform, hvor der monteret en O-ring 42 omkring lukkeskruen 41. O-ringene glider på tætnende måde indvendig i cylinderen 40 og på denne måde sikres det, at der ikke kommer olie ud forbi lukkeskruen 41. Udvendig sidder en holder 44 og 47, der sikrer at cylinderen 40 bliver på plads. Holderen 44 og 47 er fastgjort med skruerne 43.

25

Fig. 10 og 11 viser udførelsesformer hvormed det er muligt at nulstille slaglængden.

Fig. 10 viser en udformning hvor en glider 91 kan justeres i højden ved hjælp at et gevind. Glideren 91 vil herefter være fastgjort til en kontaktplade 93. For at sikre den indbyrdes position er der tilvejebragt en kontramøtrik 92. Denne udførelsesform kan 30 implementeres ved at lave en udfræsning i cylinderblokkens front og herefter lukke hullet med en dækplade. I Fig. 11 ses en lidt enklere udførelsesform idet man har ændret udformningen af kontaktpladen 21 så den har en nulstilling for slaglængden ved hvert smørested. Kontaktpladen 106 er fremstillet med en udboring ved hvert smøre-sted til en setpin 15. Setpin’en 15 støtter på en plade 108, de er skrå således at en stil- 17 DK 176366 B1 leskrue 105 har et konisk stykke, der kan højdeforskydes på pladen 108. Endvidere er der tilvejebragt en kontramøtrik, som låser stilleskruen 105.

Sraøreapparatet har følgende funktionsmåde: 5 Smøreapparatet har som nævnt to indbyggede magnetventiler 20,24, Når en pumpecyklus starter åbnes magnetventil 20 og system-trykket (typisk mellem 40 og 120 Bar) sendes ind i apparatet og sætter kanalerne 1 og 6 og gliderens hydrauliske pumpe rum 2 under tryk, 10 Ved tilførsel af tryk bevæges den hydrauliske glider 3 i bund og sammen med dette stempel ’tvinges” pumpestemplet 4 til smøreolie også i bund og smøreolien i rummet 11 foran pumpestemplet presses ud igennem den dobbelte kontra-ventil 13 med fjederbelastning.

15 Efter at pumpestemplet 4 har nået bundposition og aktiveret den induktive positionssensor 5 kan den overordnede styring ’’aftaste” sensoren og kontrollere om slaglængden er udført.

Herefter lukker magnetventilen 20 på indgangssiden og efter en defineret tid åbnes 20 magnetventilen 24 på udgangssiden og trykket fjernes fra kanalerne 1 og 6. Fjedrene omkring pumpestempleme 4 returnerer stemplet 4 og glideren 3 til udgangsposition, samtidig hermed suges nyt smøreolie ind igennem kanalen 8 op igennem den dobbelte sugeventil 9 og ind i pumpekammeret 11.

25 Slaglængden for pumpestempleme 4 kan justeres elektronisk ved at dreje en excentrisk aksel 22. For at sikre en jævn belastning af den excentriske aksel 22 placeres en kontaktplade 21 imellem denne og setpins 15 for gliderne 3 til de enkelte smøresteder.

Hvert smørested har en udluftningsskrue 14(se fig. 1) således at eventuel luft i pumpe-30 kammeret kan fjernes hermed.

Såfremt der skulle lække noget system- eller smøreolie forbi de respektive stempler samles denne ’’lækolie” i kanalen 7 og kan aftappes samlet fra smøreapparatet.

Claims (17)

18 DK 176366 B1

1. Hydraulisk smøreapparat(52) til et doseringssystem for cylindersmøreolie, for eksempel i skibsmotorer, hvilket doseringssystem omfatter - en forsyningsledning(65) samt en returledning(66), der er forbundet med srøøreappa-5 ratet via hver sin ventil (20,24) for levering af hydraulikolie, - en central hydraulikolieforsyningspumpe(61), der er forbundet med smøreapparatet samt - et antal indsprøjtningsenheder(51), der modsvarer et multiplum af cylinderantallet i motoren, og som er forbundet med hver sin doseringsenhed i smøreapparatet, 10. en forsyningsledning^ 10) for cylindersmøreolie, kendetegnet ved, at det hydrauliske smøreapparat omfatter - en indstillingsenhed(21,22) med et indstillingsorgan(21), der er i indgreb med doseringsenheden for derved at kunne justere volumen af indsprøjtet cylindersmøreolie i hvert smøreslag - en styrbar aktuator/motor(23), der er i indgreb med indstillingsorga- 15 net for at indstille dette, - en cylinderblok(68) med et antal doseringsenheder, der hver omfatter et doserings-stempel^), der er monteret i et pumpekammer(l 11), samt en hydraulisk glider(3), der samvirker med indstillingsorganet(21,22) og pumpestemplet(4) og som er placeret i et gliderkammer(2), der forløber stort set koaksialt med pumpekammeret(l 11) og som 20 kan sættes under tryk med hydraulikohe via forsyningsledningen(65), - et computersystem(53) til styring, overvågning og registrering af smøreapparatets funktioner.

2. Smøreapparat ifølge krav 1,kendetegnet ved, en overvågningssensor(5) der ear 25 tilknyttet smøreapparatet, fortrinsvis hver doseringsenhed for registrering af gennemført slaglængde og/eller gennemført dosering af cylindersmøreoliemængde.

3. Smøreapparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at computersystemet(53) omfatter 30. en decentral computer til styring af timingtidspunkt og slaglængdeindstilling for do- seringsenhedeme i en tilknyttet cylindetblok(68) samt -en central computer(53), der fortrinsvis omfatter en hovedcomputer og en backup-computer(55), til ændring af relevante driftsdata, overvågning, logning med videre. 19 DK 176366 B1

4. Smøreapparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at indstillingsorganet(21,22) omfatter en excentrisk aksel(22) der er i indgreb med en kontaktplade(21), der er placeret forskydeligt i en udspa-ring(72) imellem den excentriske aksel(22) og smøreapparatets hydrauliske glidere(3). 5

5. Smøreapparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den hydrauliske glider(3) er fremstillet af et gliderstempel med en diameter svarende til gliderkammerets(2) diameter og med en glidertap (15), der har mindre diameter og som er i kontakt med indstil li ngsorganet(21,22). 10

6. Smøreapparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at ind-sprøjtningsenheden er dannet af en cylinderblok(68,70) hvor pumpe- og overvågningssektioner er integreret for 2 eller flere smøresteder.

7. Smøreapparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at det er sektioneret, for eksempel i grupper af 2- 4 blokke, som kan udskiftes individuelt og at der er monteret flere sæt ventiler(20,24) hvorved der skabes mulighed for forskellige aktiveringstidspunkter af hver sektion.

8. Smøreapparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kend et egnet ved, at der er tilvejebragt forbindelseskanaler(77) mellem i det mindste to sidestillede gliderkamxe(2).

9. Smøreapparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, 25 kendetegnet ved, at slaglængden af den længdeforskydelige glider (3) er bestemt af den excentriske aksels(22) excentricitet og rotationen af den styrbare motor (37).

10. Smøreapparat ifølge et hvilket som helst af kravene 2-9, kendetegnet ved, at overvågning5sensoren(5) omfatter en induktiv sensor der er placeret i en skrå flade i 30 bunden af gliderkammeret(2) for at registrere når glideren(3) er i en bundstilling.

11. Smøreapparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kend e t egnet ved, at ventileme(20,24) er tilvejebragt som magnetventiler. 20 DK 176366 B1

12. Smøreapparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at pumpestemplet(4) og den hydrauliske glider(3) er presset i kontakt med hinanden uden en mekanisk samling for derved at reducere krav til ind* bygningstolerancer, 5

13. Fremgangsmåde til dosering af cylindersmøreolie, for eksempel i skibsmotorer, hvilket fremgangsmåde omfatter - en forsyning af hydraulikolietryk via en fremførsel(65) samt en retumering(66) af hydraulikolie til og fra et smøreapparat ved anvendelse af et hydraulikolieforsynings- 10 system, der er forbundet med smøreapparatet samt - forsyning og indsprøjtning af cylindersmøreolie via et antal indsprøjtningsenhe-der(51), der modsvarer et multiplum af cylinderantallet i motoren, og som forbindes med hver sin doseringsenhed i smøreapparatet, kendetegnet ved, at 15. et indstillingsorgan(21,22), bringes i indgreb med doseringsenheden for daved at kunne justere volumen af indsprøjtet cylindersmøreolie ved et smøreslag, - indstillingsorganet indstilles af en styrbar aktuator/motor(23), der er i indgreb med indstillingsorganet, - en aktivering af ventiler(20,24) for fremførslen og returneringen af hydraulikolien 20 for tryksætning af et pumpekammer(ll 1) til aktivering af en glider(3), som samvirker med indstillingsorganet(21>22) og et pumpestempel(4) for indpumpning af en smøre-oliemængdedosering ved et indsprøjtaingssted, og * en computerstyring, -overvågning og -registrermg(53) af fremgangsmådens funktioner. 25

14. Fremgangsmåde ifølge krav 13, kendete g n e t ved, at computerstyringen foretages med en lokal styring med mulighed for at foretage en lokal dataopsamling i/ved den enkelte cylinder samt en overordnet styring(53) med mulighed for at kontrollere at de leverede smøreoliemængder svarer til de forventede/pl anlagte smøreoliemængder. 30

15. Fremgangsmåde ifølge krav 13 eller 14, k e n d e t e g n e t ved, at der etableres et skift mellem dublerede ventiler i tilfælde af svigt i en ventil. DK 176366 B1 21

16. Fremgangsmåde ifølge krav 13, 14 eller 15, kendetegnet ved, at der etableres en skylning via en forbindelseskanal(77) mellem i det mindste to sidestillede gli-derkamre(2) for derved at opnå køling.

17. Fremgangsmåde ifølge krav 13,14,15 eller 16, kendetegnet ved, at pumpe- stemplet^) og den hydrauliske glider(3) presses i kontakt med hinanden uden en mekanisk samling.