DK177746B1 - Fremgangsmåde til cylindersmøring af store dieselmotorer såsom skibsmotorer - Google Patents

Abstract

Der beskrives en fremgangsmåde til cylindersmøring af store dieselmotorer såsom skibsmotorer. Injektion af smøreolie udføres via et antal indsprøjtningsenheder, der modsvarer et multiplum af cylinderantallet i motoren. Der ønskes en effektiv fordeling af smøreolien ikke alene over cylinderens periferi men også over stemplets vandring i cylinderen for derved at mindske smøreolieforbruget. Dette opnås idet smøreolie leveres med en kombination af injektion af en første andel af smøreolien direkte på et ringområde af cylinderens væg inden stemplets passage og en injektion af en anden andel af smørolien direkte ind på stemplet under dets passage.

Description

i DK 177746 B1

Fremgangsmåde til cylindersmøring af store dieselmotorer såsom skibsmotorer Opfindelsens område

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til cylindersmøring af store dieselmotorer såsom skibsmotorer, og hvor injektion af smøreolie udføres via et antal 5 indsprøjtningsenheder, der modsvarer et multiplum af cylinderantallet i motoren, hvor smøreolien leveres som en kombination af injektion af mindst to andele af smøreolien, hvor disse mindst to andele af smøreolien leveres ved mindst to forskellige stempelpositioner, hvor de mindst to forskellige stempelpositioner vælges blandt stempelposition for indsprøjtning før, medens og efter stemplets passage forbi indsprøjtningsenhe-10 den og hvor i det mindste en andel af smøreolien leveres med en injektion direkte på et ringområde af cylinderens væg, hvor smøreolien leveres med en kombination af injektion af en første andel af smøreolien over stemplet direkte på et ringområde af cylinderens væg inden stemplets passage og en injektion af en anden og/eller en tredje andel af smøreolien, idet den anden andel af smøreolien indsprøjtes direkte ind på stemplet 15 under dets passage, og idet den tredje andel af smøreolien indsprøjtes direkte på et ringområde af cylinderens væg under stemplet efter stemplets passage.

Opfindelsens baggrund

Baggrunden for denne ansøgning, er at der i dag groft formuleret anvendes tre forskel-20 lige fremgangsmåder for cylindersmøring.

En første fremgangsmåde omfatter konventionel cylindersmøring.

Hertil anvendes et system med mekaniske smøreapparater, der drives direkte via moto-25 rens kædetræk. Herved opnås en synkron drift af smøreapparat og motor. Et sådant system består typisk af et mekanisk smøreapparat med en stempel-pumpe og dertil hørende kontraventiler. Ved smøreapparatets afgang er der placeret en kontraventil, der igennem et smøreolieforsyningsrør tilkobles en indsprøjtningsenhed (injek-tor/kontraventil). I denne type system leveres olien til cylinderen umiddelbart inden at 30 stemplets øverste stempelring passerer indsprøjtningsenheden. Typisk leveres der smøreolie ind i cylinderen i hvert motorslag.

DK 177746 B1 2 I disse konventionelle cylindersmørings systemer, hovedsageligt til store 2-takts dieselmotorer, anvendes der to eller flere centrale smøreapparater, der hver sørger for smøring af steder på en enkelt eller flere cylindere, dvs. ved tilførsel af mængder af olie under tryk gennem respektive forbindelsesledninger til de forskellige steder, der 5 skal smøres, med relevante tidsintervaller. Disse relevante intervaller kan typisk være, når stempelringene er ud for det relevante smøringssted i løbet af kompressionsslaget, når stemplet bevæger sig opad.

En anden fremgangsmåde til cylindersmøring ses på nyere motorer og omtales som en 10 højhastigheds cylindersmøring.

Her benyttes hydraulisk drevne smøreapparater, hvor det mekaniske kædetræk er erstattet af et hydrauliksystem, der times via timingsensorer monteret direkte på skibsmotorens svinghjul. Ved denne form for cylindersmøring anvendes typisk også en 15 stempelpumpe. I denne type system leveres smøreolien ind i cylinderen samtidig med at stemplet passerer således at stort set al smøreolien leveres direkte ind på stemplet, typisk imellem den øverste og nederste stempelring. Ved tilførsel af smøreolien mellem stempelringene forventes det at disse holder bedre på smøreolien og at stemplet efterfølgende fordeler olien over stemplets løbebane. Der findes også systemer, som 20 for eksempel er beskrevet i WO 2008/009291, hvor der anvendes hydraulisk drevne apparater, hvor både injektionsmængden og tidspunktet for leveringen af samme, kan justeres.

Smøreolien leveres intermitterende således at mængden justeres ud fra hyppigheden af 25 stempelpumpens aktivering idet stempelpumpens slaglængde er konstant. Smøreolien tilføres i disse systemer via en indsprøjtningsenhed, der omfatter en traditionel kontraventil, injektor eller en forstøvningsventil. Eksempler på denne teknik kendes for eksempel fra DK 173 512 eller DE 101 49 125.

30 Der findes varianter af denne højhastighedssmøring. Der findes således et system, hvor man ikke anvender stempelpumpe-princippet. I stedet styres den indsprøjtede mængde smøreolie ud fra en tids styring af åbne- og lukketidspunktet. Et eksempel på denne teknik kendes for eksempel fra EP 1 426 571.

DK 177746 B1 3

Injektionen kan ske ved stemplets passage i opadrettet eller nedadrettet retning. Hvis dette sker under den nedadrettede bevægelse, fordeles olien på cylinderfladen fra stedet, der skal smøres, og nedefter i cylinderforingen. Det foretrækkes imidlertid at foretage injektionen under stemplets opadrettede passage mod den varme ende af cylinde-5 ren, hvor der er størst behov for smøring.

Den traditionelle måde, hvorpå olie fordeles over cylinderfladen, er at etablere to skrå slidser pr. sted, der skal smøres, på cylinderfladen, der begge går ud fra smøringsstedet og i retning væk fra toppen af cylinderen. Når en stempelring passerer en sådan slids, 10 sker der et fald i trykket i slidsen henover stempelringen, der presser olien væk fra smøringsstedet. Denne og andre fremgangsmåder har imidlertid vist sig at være utilstrækkelige ved, at der i praksis kan konstateres en væsentlig variation i det slid, der sker langs omkredsen af cylinderen.

15 Udviklingen mod stadig større udnyttelse af motorerne har resulteret i en stigende mekanisk og termisk belastning på cylinderforinger og stempelringe, hvilket traditionelt er muliggjort med en stigning i doseringen af smøreolie. Det har imidlertid vist sig, at såfremt doseringen øges over en vis grænse, der ikke er entydigt defineret, så er farten på olien, når den indføres i cylinderen med den omtalte traditionelle smøring, så høj, at 20 i stedet for at forblive på cylinderfladen danner den en stråle ind i cylinderens hulrum og forsvinder herved. Hvis doseringen udføres som ønsket, mens stempelringene er anbragt overfor smøreenhederne, er det ikke så kritisk, men hvis doseringen finder sted udenfor denne periode så er der ingen fordele ved en del af olien, der er doseret.

25 De to overfor omtalte fremgangsmåder kan også siges at vedrøre et system hvor der etableres en smøring med stempel-fordeling af smøreolien.

En tredje fremgangsmåde til cylindersmøring anvender systemer, der leverer smøreolien ind i cylinderen, direkte ind på cylindervæggen og før stemplet passerer.

I disse systemer anvendes en injektor, der enten leverer smøreolien i forstøvet form eller i form af en eller flere kompakte jets. Til at levere smøreolien til injektoren anvendes enten et traditionelt mekanisk drevet smøreapparat eller et hydraulisk apparat.

30 DK 177746 B1 4

Fordelen ved denne fremgangsmåde er at smøreolien hovedsagelig allerede er fordelt på cylindervæggen inden stemplet passerer. Ifølge denne fremgangsmåde fordeles olien i toppen af cylinderen før stemplets ankomst og det forventes at stemplet under ekspansionsslaget bringer smøreolie med ned i cylinderen. Eksempler på denne teknik 5 kendes for eksempel fra WO 0028194, EP 1 350 929 eller DK 176 129.

I EP 1 350 929 beskrives en metode hvor smøroliestråler, hvor forstøvning af smørolien i videst muligt omfang undgås, kan leveres til cylinderfladen ved indsprøjtning før, under og/eller efter stemplets passage. Dette betyder at den totale mængde smøreolie 10 indsprøjtes på cylinderfladen i mindst to andele således som anført indledningsvis.

Eftersom cylindervæggen forsynes med olie før stemplets passage, er timingen ikke så vigtig ved denne tredje fremgangsmåde som ved de to førstnævnte systemer, hvor olien skal tilføres præcist i løbet af det meget korte interval, når stempelringene ligger ud 15 for smøringsenheden.

Undersøgelser har vist, at cylindersmøring ifølge WO 0028194, såkaldt SIP smøring giver den største oliefilmstykkelse øverst i cylinderen, hvor sliddet er størst, svarende til at stemplet er i topstilling og i området omkring den øverste stempelring. I modsæt-20 ning hertil har det vist sig at konventionel smøring eller højhastighedssmøring har en tykkere oliefilm på resten af løbefladen.

Det tryk, der eksisterer ved SIP smøring, er nødvendigt i smøreledningeme mellem pumper og dyser for at sikre, at den tilsigtede forstøvning er betragteligt højere end 25 trykket ved de konventionelle smøringer, der arbejder med tryk på nogle få bar. Der arbejdes med SIP ventiler, der har et forud indstillet tryk på 35-40 bar.

Tilførslen af smøreolie har yderligere det formål at neutralisere syre-nedslag på cylindervæggen. Disse syrenedslag dannes ved forbrænding af svovlholdige brændstoffer 30 og de imødegås bedst ved at tilføre smøreolien direkte til toppen af cylinderen. Målinger viser at SIP smøringen giver mindst slid. Det viser sig i praksis at det er korrosivt slid som er mest kritisk for en cylinders levetid.

DK 177746 B1 5

En ulempe med konventionel smøring eller højhastighedssmøring, der begge er systemer, der hovedsagelig bruger stemplet til fordeling af smøreolien, er at de behøver en vis oversmøring for at sikre tilstrækkelig smøreolie til toppen af cylinderen. Specielt smøring på stemplet kræver forøgelse af smøreoliemængden i forhold til brændstoffets 5 svovlindhold for at opnå tilfredsstillende cylinderforhold.

Tilsvarende kan det for smøring med systemer hvor smøreolien leveres direkte på cylinderens væg være en ulempe, at der ikke kommer tilstrækkeligt med olie til bunden af cylinderen når der anvendes en mængde smøreolie, som er tilstrækkelig for at undgå 10 korrosivt slid. Dette skyldes at stempelringene ud over den overfor omtalte fordelende funktion også har en vis afskrabende virkning. Målinger viser også at SIP smøring giver mindre nedskrab af smøreolie end smøring med stempel-fordelt smøreolie.

En anden forskel på smøring med systemer hvor smøreolien leveres direkte på cylin-15 derens væg og stempel-fordelt smøring er en følgevirkning af at der ikke kommer ligeså meget smøreolie ned i cylinderen. Således er dræn-oliemængden (scavenge drain) målbart mindre ved SIP smøring (ifølge WO 0028194) end for systemer med stempelfordelt smøring, hvor det udelukkende er stemplet, der fordeler smøreolien. Dette betyder at en af de parametre man bruger for at vurdere cylindertilstanden med - nemlig 20 måling af Fe - indhold i dræn-oliemængden - ikke kan anvendes direkte ved sammenligning af cylindertilstand, idet samme Fe - indhold vil give anledning til en koncentration, der varierer afhængig af smøringsmetode.

Skylleluftåbningeme i længdeskyllede 2-takts dieselmotorer er anbragt på en sådan 25 måde, at der under skylningen startes en rotationsbevægelse af gasblandingen samtidig med, at gassen forskydes opad i cylinderen og forlader denne gennem udblæsningsventilen i toppen af cylinderen. Gassen i cylinderen følger således en skrueformet linie eller hvirvel på sin vej fra skylleluftåbningeme til udblæsningsventilen. På gmnd af centrifugalkraften vil en tilstrækkelig lille oliepartikel, der findes i denne tvunget ud 30 mod cylindervæggen, og vil til slut blive aflejret på væggen. Denne effekt udnyttes ved at indføre olieportionerne i cylinderen som en ’’tåge” af oliepartikler af passende størrelse, forstøvet igennem dyser. Ved at justere dysemes omfang, oliens udblæsningshastighed og trykket før dyserne, er det muligt at kontrollere den gennemsnitlige DK 177746 B1 6 størrelse af oliedråberne i olietågen. Hvis en oliepartikel eller oliedråbe er for lille, vil den ’’flyde” for længe i gasstrømmen og vil efterhånden blive ført væk med skylleluf-ten uden at slå imod cylinderens væg. Hvis den er for stor, på grund af sin inerti, vil den fortsætte for langt i sin første bane og ikke nå cylindervæggen, hvilket skyldes at 5 den overtages af stemplet og anbringes på stemplets top.

Dysernes retning i forhold til strømmen i cylinderen kan arrangeres således, at interak-tionen mellem de individuelle dråber og gasstrømmen i cylinderen sikrer, at oliedråberne slår imod cylindervæggen over et område, der stort set svarer til den perifere 10 afstand mellem to smørings steder. På denne måde fordeles olien allerede mere eller mindre ensartet over cylinderfladen, før stempelringene passerer. Derudover vil dysen kunne justeres, således at olien slår imod cylindervæggen højere oppe end dyserne. Således vil olien, allerede efter den er indført i cylinderen, ikke blot blive fordelt bedre over cylinderfladen, men vil også blive fordelt på cylinderfladen tættere på cylinderens 15 top, hvor behovet for smøring er størst. Begge disse forhold vil resultere i en bedre udnyttelse af olien med en forventet forbedring af forholdet mellem cylinderens leve-tid/forbruget af olie.

Leveringen af olie til cylinderfladen skal effektueres i afmålte portioner, som det næ-20 sten er tilfældet med de to tidligere nævnte traditionelle systemer. Leveringsorganeme kan være traditionelle smøreanlæg, men man kan også forestille sig andre tilførselsorganer med tilsvarende egenskaber.

For at sikre at trykket i cylinderen ikke føres bagud i olieledningen, er der arrangeret 25 en kontraventil på normal måde i enden af smøreledningen umiddelbart foran den indre cylinderflades foring. Kontraventilen lader olie passere fra olieledningen til cylinderens foring, men lader ikke gas passere i den modsatte retning. Disse kontraventiler har som regel et beskedent åbningstryk (nogle få bar).

30 Karakteristika, der kendetegner de tre ovenfor omtalte fremgangsmåder til cylinder-smøring er: - Smøringstidspunkt, hvornår leveres smøreolien i motorens cyklus? - Leveringsmængde, hvordan justeres den relative indsprøjtningsmængde? DK 177746 B1 7 - Pumpekarakteristik, hvordan og hvor hurtigt leveres smøreolien?

Det er relevant at søge fremgangsmåder til at minimere smøreolieforbruget ved at skabe en forbedring af cylindersmøringen af store dieselmotorer såsom skibsmotorer.

5

Opfindelsens formål

Det er derfor formålet med den foreliggende opfindelse at anvise en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte type hvor der opnås en effektiv fordeling af smøreolien ikke alene over cylinderens periferi men også over stemplets vandring i cylinderen for 10 derved at mindske smøreolieforbruget og/eller reducere sliddet i hele cylinderen.

Beskrivelse af opfindelsen

Dette opnås ifølge den foreliggende opfindelse med en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte type, der er særpræget ved, at der foretages en registrering af en indi-15 rekte eller direkte parameter for aktuel cylinderbelastning og at der laves en fordeling mellem den første og anden og/eller tredje andel af smøreolien således at den anden og/eller tredje andel øges proportionalt med mindsket cylinderbelastning.

Det skal bemærkes at der ved højt menes tryk som eksisterer i forudindstillede SIP 20 ventiler, for eksempel på 35 -40 bar således som omtalt ovenfor. Højere tryk kan dog også anvendes.

Alternativt kan smøreolien leveres ved lavt tryk for etablering af en kompakt jet af smøreolien.

25

Der er flere mulige alternativer for at foretage en sådan styring af olieinjektionen afhængig af driftsparametre.

Der kan anvendes et system, der via sensorer i cylindervæggen måler slid (f.eks. indi-30 rekte i form af temperatur-målinger) og ud fra dette varierer på fordelingen mellem smøreolie, der leveres som den første eller den anden andel (eller eventuelt også som en tredje andel til levering efter stemplets passage). Den først andel kan leveres som DK 177746 B1 8 SIP smøring og den anden andel kan leveres efter de traditionelle timede systemer. Dette betyder at man udover at kunne justere på mængden af smøreolie også ville kunne bruge en parameter til forholdsmæssig fordeling af smøreolien efter det ene eller andet princip, for eksempel som følge af en registrering af øget slid.

5

Alternativt kan der anvendes et system, hvor justering sker efter en fordeling mellem første, anden og tredje andel (og dermed smøreoliefordelingen), der via en eller flere sensorer anvender en direkte eller indirekte måling af cylindertilstand som parameter.

For eksempel omdrejninger, cylinderliner temperatur, belastning, indsprøjtet brænd-10 stofmængde, smøreoliekvalitet, smøreolieviskositet, smøreoliens TBN-indhold, analyseresultater for scavenge drain oil (rest TBN, Fe-indhold osv.). Der kan anvendes et system, der for eksempel anvender svovl-målinger i fuelolien. Et øget svovl-indhold medfører behov for øget smøreolie til at neutralisere svovlen. Derfor kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilpasses således, at der opnås et forbedret neutraliserings-15 forhold længere nede i cylinderen i en position under indsprøjtningsenhedemes smøreolieinjektorer, ved at skifte mellem de to smøreprincipper. Der kan her henvises til princippet, som er illustreret i Fig. 11. På denne måde bliver neutraliseringsforholdene over og under indsprøjtningsenhedeme mere ensartede.

20 Alternativt er det muligt at anvende areal-forholdet over og under indsprøjtningsenhederne til at beregne en minimal mængde leveret på stemplerne. Det er her vigtigt at notere at belastning, herunder stempelhastighed, temperatur, kompressions- og forbrændingstryk typisk er størst øverst i cylinderen. Dette betyder, at det ikke er muligt alene at bruge areal-forholdet som parameter. Fordelingen, samt udgangspunktet for 25 samme, findes altså blandt andet som funktion af areal-forholdene i cylinderen.

Alternativt kan man fastsætte minimumsmængden af smøreolie, der skal leveres på stemplet ud fra enten hele cylinderlinerens areal eller udelukkende tage udgangspunkt i arealet under indsprøjtningsenhederne. Fordelingen, samt udgangspunktet for sam-30 me, findes altså blandt andet som funktion af areal-forholdene i cylinderen og eventuelt kombineret med nogle af de øvrige parametre.

DK 177746 B1 9

Alternativt kan man anvende analyse af scavenge drain-olie/drænolie som en aktiv styringsparameter. Analysen af drænolien kan enten foretages online eller manuelt.

Der kan laves enten en lukket sløjfe-regulering, hvor styringen automatisk i første omgang prøver at reducere slidpartikler. Slidpartikler kan for eksempel være repræsente-5 ret ved antallet af Fe-partikler. Hvis dette ikke forbedrer målingerne inden for en given tid kan man i stedet enten øge smøreoliemængden eller øge mængde og fordelingsnøglen.

Alternativt kan man anvende analyse af online målinger af restindhold af TBN enten 10 direkte til at justere fordelingen eller som en kombination af øget smøreolie-mængde og en ændring af fordelingen.

Som nævnt tidligere vil man typisk anvende en fordeling for at levere ind på stemplet eller over stemplet, men som alternativ hertil kan man også kombinere ovennævnte 15 udførelsesformer med et system, hvor man leverer noget af smøreolien under stemplet. Derved vil man kunne øge den andel af olien, der ’’kommer ned” i cylinderen.

De mindst to andele af smøreolien leveres fortrinsvis efter et princip hvor der kun leveres smøreolie én gang i hver motorcyklus. Det vil sige at den første andel af smøre-20 olien leveres i en motorcyklus og at den anden andel af smøreolien leveres i en anden motorcyklus og så videre. Alternativt vil det dog også være muligt at alle andele af smøreolien leveres i en og samme motorcyklus.

Når der anvendes en kombination af flere andele af smøreolien, skal der ske en juste-25 ring i styringen, således at der opbygges algoritmer, som baseres på injektion af tre delmængder af smøreolien på forskellige smøringstidspunkter.

Med den foreliggende opfindelse anvendes således en kombination af kendte fremgangsmåder til cylindersmøring således at det bliver muligt at opnå fordelene fra hvert 30 princip og samtidig kan undgå ulemperne.

Levering direkte på et ringområde kan ske i form af en forstøvning eller i form af en kompakt oliestråle.

10 DK 177746 B1

Leveringen af smøreolien sker via smøreolieinjektorer, der udgør en del af indsprøjtning senhederne og som er placeret i cylinderens væg.

5 Grundlæggende anvendes der således en kombination af injektion af en første andel af smøreolien ind i cylinderen, direkte ind på cylindervæggen og før stemplet passerer således at denne første andel af smøreolien hovedsagelig allerede er fordelt på cylindervæggen inden stemplet passerer således at der opnås en bedre cylindertilstand over indsprøjtningsenhedeme, samt en injektion af en anden andel af smøreolien ved kon-10 ventionel smøring med stempelfordeling af smøreolien således at der opnås en øget gennemsnitlig oliefilmtykkelse under indsprøjtningsenhedeme.

Herved bliver cylindertilstandene bedre såvel i området ved cylinderens top som i området under indsprøjtningsenhedeme.

15

Fordelen ved denne kombination er at sliddet minimeres og samtidig minimeres smøreolieforbruget idet man kan køre med mindst mulig feed rate. Totalt set opnås en bedre fungerende fremgangsmåde, hvor man tager det bedste fra alle systemer og kombinerer til et nyt system.

20

Fordelingen mellem smøreoliemængde for den første og anden og/eller tredje andel af smøreolien samt timing af injektion på stemplet henholdsvis over/under stemplet vil fortrinsvis være parameter-styret. Således kan de aktuelle driftsforhold i cylinderen være bestemmende for fordeling og timing.

25

Man kan sige at der opnås en multi-timing cylindersmøring i kombination med en funktionsbestemt cylindersmøring. Dette kan anvendes i forskellige situationer, for eksempel ved svovlafhængig fordeling af de forskellige andele af smøreolien således som omtalt senere.

Ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er der mulighed for flere principielle udførelsesformer for anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen: 30 DK 177746 B1 11 a) at der tilvejebringes en elektronisk styring, at olieindsprøjtningstidspunktet anvendes som en parameter til at justere smøreolie-fordelingen i cylinderens længderetning, og at styringen automatisk fordeler de forskellige andele af smøreolien på de mindst to forskellige stempelpositioner. Disse kan være anbragt i samme højde i cylinderen eller 5 i forskellige højder i cylinderen, dvs. at der kan arbejdes med samme indsprøjtningsenhed eller forskellige indsprøjtningsenheder for indsprøjtning af de forskellige smøreolieandele.

b) Det system som er omtalt under a) og som er særpræget ved, at en fast procentvis 10 andel af smøreolien leveres: • På cylinderstemplet under dets passage forbi smøreolieinjektorer - under enten den opadgående eller nedadgående stempelpassage.

• Direkte på cylindervæggen under stemplet efter stemplet har passeret smøreolieinjek-toreme under stemplets opadgående bevægelse.

15 · Direkte på cylindervæggen før cylinderstemplet passerer smøreolieinjektorerne under cylinderstemplets nedadgående bevægelse.

I disse situationer vil resten af smøreolien (den første andel) leveres direkte på cylinderens væg over stemplet under dets opadgående bevægelse.

20 c) Et system som er omtalt under a), og som er særpræget ved, at en fast mængde af smøreolien leveres: • På cylinderstemplet under dets passage forbi smøreolieinjektorer - under enten den opadgående eller nedadgående stempelpassage.

25 · Direkte på cylindervæggen under stemplet efter stemplet har passeret smøreolieinjek- toreme under stemplets opadgående bevægelse.

• Direkte på cylindervæggen før cylinderstemplet passerer smøreolieinjektorerne under cylinderstemplets nedadgående bevægelse.

30 I disse situationer vil resten af smøreolien (den første andel) leveres direkte på cylindervæggen over cylinderstemplet under dets opadgående bevægelse.

DK 177746 B1 12

Dette betyder at en anvendelse af en anden form for reguleret fordeling af smøreoliemængden, enten ved belastningsregulering eller ved MEP-regulering vil blive proportional med f.eks. aktuel belastning, omdrejninger mm.

5 d) Et system som er omtalt under a), b) eller c) og hvor der foretages offline eller online slidmålinger på cylinderens væg og som er særpræget ved, at disse slidmålinger anvendes til at korrigere fordelingen mellem første, anden og tredje andel (og dermed smøreoliefordelingen).

10 e) Et system som er omtalt under ethvert af ovennævnte a) - d) og hvor der foretages offline eller online målinger af oliefilmstykkelse på cylinderens væg og som er særpræget ved, at disse målinger af oliefilmtykkelsen anvendes til at korrigere fordelingen mellem første, anden og tredje andel (og dermed smøreoliefordelingen).

15 f) Et system som er omtalt under a) og som er særpræget ved, at fordelingen mellem de mindst to andele af smøreolien gøres direkte eller indirekte afhængig af det aktuelle svovl-indhold i det tilførte brændstof til cylinderen.

De ovenfor nævnte principielle udførelsesformer a) - f) kan kombineres med frem-20 gangsmådetrin der omfatter: I) Reguleret fordeling af smøreolie.

Der kan arbejdes med belastningsreguleret smøreoliefordeling. Der kan her anvendes en fordelingsalgoritme, hvor man tager udgangspunkt i at en fast mængde af den totale 25 mængde smøreolie leveres enten på eller under stemplet. Disse algoritmer kan være baseret på forskellige fordelingsprocenter mellem den første andel og den anden andel af smøreolien som ønskes ved 100 % belastning. På samme måde vil det være muligt at ændre smøreoliefordelingen mellem første og tredje andel. Endvidere vil det være muligt at etablere en smøreoliefordeling, hvor der opereres med en smøreoliefordeling 30 mellem første, anden og tredje andel.

Disse algoritmer kan være baseret på at man ikke har nogen form for reduktion af den totale smøreoliemængde (udover reduktionen baseret på ændring i omdrejninger) og DK 177746 B1 13 derfor definerer fordelingen som et fast forhold mellem den første og anden andel af smøreoliemængden.

Ved reduktion af den totale smøreoliemængde anvendes en fordelingsalgoritme, der 5 giver et varieret forhold mellem den første og anden andel af smøreoliemængden. Der kan tages udgangspunkt i et givet forhold f.eks. 1/10 ved 100% belastning, hvor 10% af den totale smøreoliemængde leveres på stemplet og 90 % leveres på cylinderens væg over stemplet. Fordelingen mellem første og anden del ændres således at der altid sikres at en vis mængde (svarende til 1/10 af slaglængden for doseringspumpens 10 stempel ved 100%) leveres på stemplet. Dette betyder, at det ved brug af en smøre-oliereguleringsalgoritme, hvor slaglængden på pumpestemplet for smøreolien ændres, kræves at der kompenseres herfor. Således kan en regulering af pumpestemplets slaglængde reguleres til 25% af slaglængden ved 25% belastning. Eksempler er vist i Fig.

9.

15

Der kan alternativt arbejdes med MEP-reguleret smøreoliefordeling. Der kan også her anvendes en fordelingsalgoritme, hvor man tager udgangspunkt i at en fast mængde af den totale mængde smøreolie leveres enten på eller under stemplet. Disse algoritmer kan være baseret på forskellige fordelingsprocenter mellem den første andel og den 20 anden andel af smøreolien som ønskes ved 100 % belastning.

Ved reduktion af den totale smøreoliemængde anvendes der ved MEP-regulering en fordelingsalgoritme, der giver et varieret forhold mellem den første og anden andel af smøreoliemængden. Regulering kan ske på tilsvarende måde som for belastningsregu-25 lering ved at ændre slaglængde på pumpestemplet for smøreolien. Men der vil typisk arbejdes med en mindre ændring af fordelingsprocenten. Der kan tages udgangspunkt i et givet forhold 1/10 ved 100% belastning, hvor 10% af den totale smøreoliemængde leveres på stemplet og 90 % leveres på cylinderens væg over stemplet. Således kan fordelingsprocenten ved RPM på 60% medføre en fordelingsprocent på 15%. Eksem-30 pier er vist i Fig. 10.

II) Tilsvarende udførelsesformer for fast eller reguleret fordeling af smøreolien -ved intermitterende smøring. Ovennævnte udførelsesform I forudsætter at man leve- DK 177746 B1 14 rer smøreolie i hvert motorslag. Det er dog muligt at anvende en tilsvarende løsning i smøresystemer med intermitterende smøring. Det vil sige hvor man ikke leverer smøreolie i hvert motorslag.

5 ΠΙ) Svovl-afhængig fordeling. Afhængig af svovlindholdet i det tilførte brændstof i cylinderen kan man variere den første andel af smøreolien, der leveres direkte på cylinderens væg over stemplet under dets opadgående bevægelse. Således vil man ved et højere svovl-indhold øge den første andel af smøreolien, der leveres direkte på cylinderens væg over stemplet under dets opadgående bevægelse.

10

Herved øges mængden af smøreolie øverst i cylinderen til at neutralisere den relativt større mængde syre, der dannes på grund af det højere svovlindhold i det tilførte brændstof.

15 Niveauet for parametre vil blive bestemt empirisk. Imidlertid er der i Fig. 11 vist et eksempel på hvordan en fordeling ville kunne se ud.

Det bemærkes at der ved en fast procentvis mængde smøreolie i nogle situationer kan suppleres med en variabel parameter-afhængig mængde. For eksempel kan en 10 % 20 fast mængde smøreolie under stemplet suppleres med en yderligere belastningsproportional mængde, som i nogen grad ændres proportionalt med belastningen og som også indsprøjtes under stemplet.

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfin-25 delse særpræget ved, at injektionen af den første andel af smøreolien sker i tilknytning til en opadgående stempelpassage og på et tidspunkt umiddelbart før ringområdets opadgående stempelpassage. Idet den smøreolie der leveres fra hver indsprøjtningsenhed rettes mod et op til hver indsprøjtningsenhed nært beliggende område af cylindervæggen i et ringområde, hvori indsprøjtningsenhedeme er monteret, så vil den ind-30 sprøjtede smøreolie inden den aktuelle stempelpassage nå at danne en i hovedsagen sammenhængende, rundtgående smøreoliefilm på cylinderfladen. Fordelene er beskrevet mere detaljeret i WO 0028194 samt i EP 1 350 929.

DK 177746 B1 15

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse særpræget ved, at injektionen af den anden andel af smøreolien sker i tilknytning til en opadgående stempelpassage og i et område mellem stemplets øverste og nederste stempelring. Herved smøres stemplet under dets opadgående bevægelse. Det optimale 5 er at starte leveringen af smøreolie, når den øverste stempelring er foran indsprøjtningsenheden og afslutte, når den sidste stempelring passerer (de fleste stempler har 4 stempelringe).

I visse situationer kan man dog blive nødt til at gå på kompromis med fordelingen 10 mellem stempelringene, da indsprøjtningstiden er volumenafhængig og da stempelhastigheden også varierer.

Alternativt vil man typisk på konventionelle mekanisk drevne smøreapparater med kontra-ventiler starte injektionen af smøreolie tidligere end tidspunktet for den første 15 stempelrings passage således at der er sikkerhed for at smøreolien er fremme når stemplet passerer.

Alternativt kan injektionen af smøreolie foretages under stemplets nedadgående bevægelse såfremt det viser sig, at der er et større behov end man forventer for smøreolie på 20 den nedre del af cylinderens væg under stemplet.

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse særpræget ved, at der anvendes samme indsprøjtningsenheder til injektionen af hver af de indsprøjtede andele af smøreolien.

25

Det er muligt at anvende de samme indsprøjtningsenheder som anvendes i kendte systemer. Principielt skal det blot sikres at indsprøjtningsenheden kan levere smøreolien: før under og eventuelt også efter stempelpassage. Det vil ikke være nødvendigt at ændre på dyser/ventiler i indsprøjtningsenheden, men blot i styringer, der er indlagt i kon-30 trolenheder således, at der opbygges algoritmer, der etablerer forskellige smøringstidspunkter og indsprøjtningsmænger/-karakteristik afhængig af driftsparametre, f.eks. cylinderbelastning.

DK 177746 B1 16

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse særpræget ved, at injektion af den første andel af smøreolien sker ved et højt tryk gennem indsprøjtningsenhederne for etablering af en hel eller delvis forstøvning af smøreolien og på et tidspunkt umiddelbart før ringområdets opadgående stempelpas-5 sage. Herved opnås fordelene ved SIP smøring hvor smøreolien forstøves og hvor den forstøvede smøreolie inden den aktuelle stempelpassage når at danne en i hovedsagen sammenhængende, rundtgående smøreoliefilm på cylinderfladen. Fordelene er beskrevet mere detaljeret i WO 0028194.

10 Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse særpræget ved, at injektion af den anden og/eller tredje andel af smøreolien sker ved et højt tryk gennem indsprøjtningsenhedeme for etablering af en hel eller delvis forstøvning af smøreolien. Herved placeres olie i udsparinger i cylindervæggen for efterfølgende at medrives at stempelringene eller alternativt dannes en forstøvet olie-15 spray, der indsprøjtes på og som fordeles af stemplet.

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse særpræget ved, at den anden og/eller tredje andel af smøreolien udgør minimum 10 % af den totale mængde smøreolie.

20

Der er behov for at definere en vis minimumsmængde af smøreolien, der skal leveres ind på stemplet. Denne minimumsmængde vil fastsættes ud fra tests, men det antages at man altid minimum leverer 10% af smøreolien direkte på stemplerne. Det vil sige som den anden andel af smøreolien.

25

Det er således muligt, at der, således som allerede omtalt ovenfor, laves en fordeling, der baseres på aktuel belastning og/eller en anden form for direkte/indirekte målparameter for cylinderbelastning og/eller tilstand. Denne fordeling kan indebære at en levering af smøreolie direkte på stemplet altid udgør en mindste procentdel af den totale 30 leverede mængde smøreolie. Ligeledes kan denne fordeling indebære at en levering af smøreolie over stemplet altid udgør en mindste procentdel af den totale leverede mængde smøreolie.

DK 177746 B1 17

En fordeling kan foretages proportionalt med aktuel belastning. Som eksempel kan der således ved 90% belastning foretages en 90% levering af smøreolie over stemplet, ved 60% belastning foretages en 60% levering af smøreolie over stemplet, samt ved 40% belastning foretages en 40% levering af smøreolie over stempel og så videre.

5

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse særpræget ved, at stemplets position og bevægelse registreres direkte eller indirekte og at der foretages en timing af smøreoliens levering, en justering af smøreoliemængde og en bestemmelse af injektionskarakteristik.

10

Der kan for eksempel anvendes referenceorganer, der er forbundet med hovedakslen og direkte eller indirekte angiver hovedakslens position og dermed også stemplets position. Disse kan samvirke med sensororganeme, der registrerer position for refe-renceorganeme, og en kontrolenhed, der er forbundet med og modtager signaler fra 15 sensororganeme, og omfatter midler til registrering af både vinkelstilling og vinkelhastighed for referenceorganeme og dermed for hovedakslen, og er forbundet med og styrer aktiveringen af stempelpumper til brug for dosering af smøreolien.

Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfin-20 delse særpræget ved, at den omfatter en computerstyring, -overvågning og/eller -registrering af fremgangsmådens funktioner. En sådan computerstyring kan anvendes som kontrolenhed til regulering af parametrene for smøreolieindsprøjtning afhængigt af brugerbestemte algoritmer.

25 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen vil uden videre kunne implementeres i et system som beskrevet i EP 2 044 300 eller alternativt i et system som beskrevet i WO 2008/141650.

I sidstnævnte system er det muligt at apparatet kan have forskellige slaglængder. Disse 30 slaglængder styres af magnetventiler som leverer hydraulisk olietryk til en fordelerplade. Principielt vil man kunne lave indsprøjtning ind på stemplet med en magnet-ventil og til indsprøjtning over stemplet med en anden magnetventil.

DK 177746 B1 18

Alternativt vil det være muligt at samme magnet-ventil ud fra styringen kan lave to forskellige timingtidspunkter og derved benyttes både til indsprøjtning ind på stemplet og til indsprøjtning over stemplet.

5 Tegningsbeskrivelse

Opfindelsen vil herefter blive forklaret nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, hvor fig. 1 viser et skematisk snitbillede gennem en cylinder hvor en første andel smøreolie sprøjtes ind i cylinderen, 10 fig. 2 viser et snitbillede svarende til det i fig. 1 viste, men hvor en anden andel smøreolie sprøjtes ind i cylinderen, fig. 3 viser et snitbillede svarende til det i fig. 1 viste, men hvor en tredje andel smøreolie sprøjtes ind i cylinderen, fig. 4 viser tidspunkt for injektion efter to forskellige principper for injektion af den 15 første og anden andel af smøreolien, fig. 5a+5b viser to mulige principper for reguleret eller fast fordeling af injektionen af den første og anden andel af smøreolien, fig. 6 viser et eksempel på oliefilmtykkelsens ændring i cylinderens længderetning, fig. 7 viser eksempler på reduktion af scavenge drain oil ved injektion af smøreolie 20 som den første andel af smøreolien (SIP princip), fig. 8 viser eksempler på slidforløb ved injektion af smøreolie enten som den første andel af smøreolien (SIP princip) eller som den anden andel af smøreolien (traditionelt), fig. 9 viser en fordelingsalgoritme med fast mængde af smøreolie leveret som an-25 den eller tredje andel af smøreolien (på eller under stemplet), sammenholdt med en belastnings-reguleret smøreoliemængde, fig. 10 viser en alternativ fordelingsalgoritme med fast mængde af smøreolie leveret som anden eller tredje andel af smøreolien (på eller under stemplet), sammenholdt med en såkaldt MEP-reguleret smøreoliemængde, 30 fig. 11 viser et eksempel på fordelingsalgoritme ved forskelligt svovlindhold i det brændstof der tilføres motoren, DK 177746 B1 19 fig. 12 viser en skematisk oversigt over et system med flere smøreapparater til brug ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen, og fig. 13 viser et snitbillede gennem en udførelsesform for et smøreapparat til brug ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen.

5

Detaljeret beskrivelse af opfindelsen I fig. 1 - fig. 3 vises et snitbillede gennem en cylinder 51 med et stempel 52 samt en række indsprøjtningsenheder 53, der er placeret i et ringområde 54 af cylinderens væg 55 og som er forbundet med et ikke vist smøreapparat.

10 I fig. 1 ses stemplet 52 i en nedre stilling. Der foretages injektion af olie 58 fra hver indsprøjtningsenhed direkte på ringområdet 54 af cylinderens væg 55. Injektionen sker i en position over stemplet 52 umiddelbart før stemplet under sin opadgående bevægelse passerer ringområdet 54.

15 I fig. 2 ses stemplet 52 i en midterstilling hvor indsprøjtningsenhederne 53 befinder sig i en stilling mellem en øverste stempelring 56 og en nederste stempelring 57. Der foretages injektion af olie 58 fra hver indsprøjtningsenhed direkte ind på stemplet 52 imellem den øverste stempelring 56 og den nederste stempelring 57 under stemplets 20 opadgående bevægelse gennem ringområdet 54.

I fig. 3 ses stemplet 52 i en øvre stilling. Der foretages injektion af olie 59 fra hver indsprøjtningsenhed direkte på ringområdet 54 af cylinderens væg 55. Injektionen sker i en position under stemplet 52 umiddelbart før stemplet under sin nedadgående bevæ-25 gelse passerer ringområdet 54.

I fig. 4 vises de to forskellige smøringstidspunkter afhængig af om det er SIP smøring eller traditionel smøring.

30 I begge tilfælde leveres smøreolien ind i cylinderen under stemplets opadgående bevægelse. Det vil sige fra Bottom Dead Center (BDC) til Top Dead Center (TDC).

DK 177746 B1 20

Det ’’vindue” vi skal time i ved SIP ligger før stemplet passerer smørolieinjektoren.

Det ’’vindue” der anvendes for traditionel smøring er smallere og ligger forenklet sagt efter at stempeltoppen har passeret smøreolieinjektoren.

5 Fig. 5a viser en belastningsafhængig smøringsfordeling, hvor fordelingen mellem SIP og traditionel smøring ændres således at der ved lavere belastning i højere grad leveres smøreolie længere nede på cylinderens væg.

Fig. 5b viser en konstant smøringsfordeling. Det vil sige, at fordelingen mellem SIP og 10 traditionel smøring ikke gøres afhængig af driftsparametre. I stedet fastsættes i styringen en fast fordelingsnøgle. Det er muligt løbende at vurdere om der ønskes at tilføre yderligere smøreolie længere nede på cylinderens væg. Dette vil i givet fald være noget der vurderes ud fra målinger af sliddet eller ud fra en visuel inspektion af cylinderens væg.

15 I fig. 6 er der vist et eksempel på, hvordan oliefilmtykkelsen ændres i cylinderens længderetning afhængig af om der anvendes SIP eller traditionel smøring. Det vil sige afhængig af om der anvendes smøring med injektion af den første andel smøreolie eller med injektion af den anden andel smøreolie.

20 I figuren vises hullet 60 for indsprøjtningsenhedeme 3 uden bearbejdning for SIP ventil. Når stemplet i en driftssituation er i topposition, dvs. nærmest cylindertoppen 61, kaldes punktet Top Dead Center. Nederst i cylinderen er det modsvarende Bottom Dead Center-position 63 defineret og i denne position er scanvenge air portene 62 25 blotlagt.

I denne figur vises en øvre og en nedre oliefilmstykkelse ved forskellige belastninger og afhængig af om det er SIP eller traditionel smøring. Der er lavet oliefilmstykkel-sesmålinger ved forskellige belastninger. Bredden af ’’båndet” er et udtryk for, at olie-30 filmen i et vist omfang varierer ved forskellige belastninger. Figuren viser principielt oliefilmen ved både den største og den mindste belastning.

DK 177746 B1 21 I figuren er SIP ventilen (også benævnt smøreolieinjektor) vist. Når der ses på området mellem cylindertoppen og smørolieinjektoren ses at oliefilmen i dette område er tykkere for SIP smøringen end for den traditionelle smøring.

5 Dette skal sammenholdes med at feedraten (mængden af tilført olie per effekt-enhed) er 25% lavere i det viste eksempel. Så tendensen er tydelig.

Ses der på området under smøreolieinjektoreme så ses endvidere, at der for traditionel smøring optræder en markant tykkere oliefilm.

10 I fig. 7 er der vist et sæt eksempler på at mængden af drain oil reduceres ved injektion af smøreolie som den første andel af smøreolien (SIP princip). Værdierne er indekseret og de stammer fra samme tests som de tal, der er brugt som udgangspunkt i fig. 6. Figuren viser 6 forskellige cylindre, hvor de 3 første kolonner viser cylindre kørt med 15 traditionel timing og hvor de 3 sidste har kørt med SIP timing. Af figuren ses en markant forskel på drain oil - mængderne mellem de 3 første og 3 sidste cylindre, hvilket igen viser at smøreolie leveret som den første andel (SIP princip) giver mindre drain oil.

20 I fig. 8 vises hvordan en cylinder slides anderledes i den langsgående retning når der anvendes SIP smøring. I denne figur er der foretaget en kombination med en gennemsnitlig oliefilmstykkelse for at give en indikation af sammenhæng mellem oliefilmstykkelsen og sliddet.

25 I figuren viser de stiplede linjer traditionel smøring og de fuldt optrukne linier viser SIP smøringen. De to øverste kurver A og B angiver slidrater per 1000 timer og de to nederste kurver C og D angiver et gennemsnit af de i fig. 6 viste værdier. Figuren er samtidig en indikation på at SIP smøring generelt reducerer slid-niveauet.

30 Fig. 9 viser en fordelingsalgoritme, hvor man tager udgangspunkt i at en fast mængde af olien leveres enten på eller under stemplet. De forskellige linier nummeret 1 til 10 viser hvilken fordelingsprocent der ønskes ved 100% belastning.

DK 177746 B1 22

Af figuren fremgår f.eks. at man ved linien markeret ”2” i figuren har en fast andel (ved 100% motorbelastning) på 20% af den totale slaglængde, der leveres enten som anden eller tredje andel. Samtidig forudsætter figuren at der anvendes en belastningsregulering af smøreoliemængden. Dette betyder at den totale slaglængde reduceres, når 5 der opereres med motor-belastninger under 100 %. For eksempel vil der ved 50 % motorbelastning kun anvendes 50 % af smøreoliemængden ved fuld last). En belastning sreguleret smøreoliemængde betyder altså, at ved en defineret fast mængde, som skal leveres som en anden eller tredje andel, vil smøreoliefordelingen skulle tage højde for dette. I eksemplet med en fast andel på 20 % af den totale slaglængde ved 100% 10 motorbelastning, betyder det at smøreoliefordelingen ændres således at helt op til 50% af smøreolien leveres som en anden eller tredje andel.

Såfremt man kører uden nogen former for reduktioner af smøreoliemængden (udover reduktionen i omdrejninger) kan man definere den faste mængde af olien der leveres 15 enten på eller under stemplet som en fast andel angivet i en konstant procent-værdi.

Fig. 10 viser en anden fordelingsalgoritme. Her tages der udgangspunkt i at man fastholder den faste andel af smøreolien, der leveres enten på eller under stemplet og der korrigeres efter at smøreoliemængden reduceres proportionalt med en såkaldt MEP 20 regulering.

Det ses at MEP reguleringen ifølge de i fig. 10 viste kurver medfører mindre ændringer af den procentvise fordeling.

25 Fig. 11 viser et eksempel på fordelingsalgoritme med forskelligt svovlindhold i det brændstof der tilføres motoren. Afhængigt af svovlindholdet i det tilførte brændstof kan man variere den første andel af smøreolien, altså den andel af smøreolien, der leveres direkte på cylinderens væg over stemplet under dets opadgående bevægelse. Variationen kan udføres således at man ved et højere svovlindhold øger andelen af 30 smøreolie, der leveres direkte på cylinderens væg over stemplet under dets opadgående bevægelse. På denne måde øges mængden af smøreolie øverst i cylinderen således at der opnås en bedre neutralisering af den relativt større mængde syre, der dannes på grund af det højere svovlindhold i det tilførte brændstof. I figuren er der vist to for- DK 177746 B1 23 skellige smøreolie-feed rates, men ændringen af smøreoliefordelingen kan både ske afhængig af smøreolie feed raten og uafhængig af samme.

Fig. 12 og fig. 13 beskriver konstruktioner der i sig selv er kendt fra ovenfor omtalte 5 EP 2 044 300.

Fig. 12 viser skematisk fire cylindre 250, og på hver cylinder er vist otte indsprøjtningsdyser 251. Smøreapparateme 252 er forbundet med en central computer 253 med lokale styreenheder 254 typisk for hvert smøreapparat 252. Den centrale computer 253 10 er koblet parallelt med en yderligere styreenhed 255, der udgør en backup for den centrale computer. Udover dette er der etableret en overvågningsenhed 256, der overvåger pumpen, en overvågningsenhed 257, der overvåger belastningen og en overvågningsenhed 258, der overvåger krumtapakslens position.

15 I den øvre del af fig. 1 er der vist en hydraulikstation 259, der omfatter en motor 260, der driver en pumpe 261 i en tank 262 for hydraulisk olie. Den hydrauliske station 259 omfatter endvidere en køler 263 og et filter 264. Systemolie pumpes via forsyningsledning 265 frem til smøreapparatet via en ventil 220. Den hydrauliske station er endvidere forbundet med en returledning 266, der ligeledes er forbundet med smøreappa-20 ratet via en ventil.

Smøreolie fremsendes til smøreapparat 252 via en ledning 267 fra en smøreolieforsyningstank (ikke vist). Smøreolien fremsendes fra smøreapparatet via ledninger 110 til indsprøjtningsdyserne 251.

25

Via de lokale styreenheder kan man regulere både smøreoliemængden (i form af frekvens og slaglængde) og tidspunktet for indsprøjtningen. Ud fra forskellige smøreoliereguleringsalgoritmer (f.eks. load afhængig smøreoliereduktion) og fordelingsnøgler for indsprøjtningstidspunkter (og dermed variere på forholdet mellem levering af før-30 ste, anden og tredje andel) kan man ved ændrede driftsforhold automatisk foretage reguleringen af indsprøjtningstidspunkt og mængde. Disse ændringer kan foretages ud fra motorens belastning og tilstand, samt enten direkte eller indirekte ud fra de for cylindertilstanden centrale parametre (f.eks. motoromdrejninger, cylinderliner tempera- DK 177746 B1 24 tur, motorbelastning, indsprøjtet brændstofmængde, smøreoliekvalitet, smøreolieviskositet, smøreoliens TBN-indhold, analyseresultater for scavenge drain oil (rest TBN, Fe-indhold osv.).

5 Fig. 13 viser en udførelsesform for et smøreapparat til brug ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen.

Smøreapparatet er opbygget af en bundpart 110, hvor magnetventileme 115 og 116 til aktivering af apparatet sidder monteret. På siden af bundparten 110 er der tilvejebragt 10 forskruninger til henholdsvis systemolietryk tilførsel 142 og systemolietryk retur til tank 143.

Drivolien kan tilføres igennem to magnetventiler, hvoraf den ene er en primær magnetventil 116 og den anden er en sekundær magnetventil 115.

15 I udgangspositionen er det den primære magnetventil 116, der er aktiv. Herved ledes drivolien fra den tilhørende forsyningsforskruning 142, til den primære magnetventil 116 og via en omskifterventil 117 ind i apparatet gennem en fordelingskanal 145 til gruppen af tilhørende hydraulikstempler.

20 I tilfælde af at den primære magnetventil 116 fejler, er det muligt automatisk at tilkoble den sekundære magnetventil 115. Denne ventil tilkobles ved at aktivere den sekundære magnetventil 115.

25 Herved sættes den tilhørende fordelingskanal 146 under tryk. Dette tryk medfører at omskifterventilen 117 forskydes mod højre, hvorved forbindelsen mellem den primære magnetventil 116 og den tilhørende fordelingskanal 145 afbrydes. Herved bliver trykket fjernet fra de hydraulikstempler, der er tilknyttet denne magnetventil 116.

30 Ved aktiveringen af den sekundære magnetventil 115 bliver den tilhørende fordelingskanal 146 og de hertil hørende hydraulikstempler sat under tryk. Dette bevirker at fordelingspladen 7 herefter drives af olien der ledes ind i apparatet via den sekundære magnetventil 115.

DK 177746 B1 25

Omskifterventilen 117 kan være udstyret med en fjeder 119. Således vil fjederen ved manglende forsyningstryk gennem den sekundære magnetventil, automatisk sende omskifterventilen 117 retur til ovennævnte udgangsposition.

5 Omskifterventilen kan udstyres med en drøvling således, at denne returnering af omskifterventilen kan forsinkes. På denne måde undgår/begrænser man at omskifterventilen 117 kører frem og tilbage imellem aktiveringerne. På figur 12 er drøvlingen bestemt af en spalte, der er dannet mellem en ”drain-pin” 118 og omskifte ventilen 117.

10 Når hver af magnetventilerne er forbundet med en separat gruppe hydraulikstempler sikres en uafhængighed mellem magnetventilerne. Når der skiftes mellem den primære magnetventil 116 og den sekundære magnetventil 115 vil omskifterventilen 117 sikre at trykket fjernes fra den primære gruppe af hydraulikstempler og derved muliggøre en drift af den sekundære magnetventil 115 - selv i de tilfælde hvor den primære mag-15 netventil er stoppet.

Pos. 121 viser en blændskrue.

Pos. 122 viser en kombineret blændskrue/endestop, der dels virker som endestop for 20 omskifterventilen 117’s pal 120 og dels via en pakning (ikke vist) også har en tætnen-de funktion.

Ovenover de hydrauliske stempler 6 er der en fordelerplade 7. Pladen er her vist som en todelt konstruktion med en øvre fordelerpladedel 125 og en nedre fordelerpladedel 25 123. Doseringsstemplerne 21 er monteret i/på den øvre fordelerpladedel 125.1 appara ter, hvor der anvendes forskellige olier til at drive og til at smøre med, er der en stempel-pakning 124 mellem den øvre og nedre fordelerpladedel. Principielt kan man også nøjes med at bruge en slags olie både til drivolie og til smøreolie.

30 Omkring doseringsstempleme 21 er der en fælles returfjeder 9, der returnerer stemplerne 21 efter frakobling af forsyningstrykket på hydraulikstempleme 6. Omkring returfjederen 9 er der et lille smøreoliereservoir 147, der udvendigt er begrænset af en baseblok 111. Smøreolien forsynes igennem separat forskruning med pakninger 138 DK 177746 B1 26 og 139. Apparatet kan valgfrit udstyres med en udluftning s skrue med pakning 15 og 16.

Ovenover baseblokken 111 sidder cylinderblokken 112, hvor doseringsstemplerne 21 5 er anbragt for deres reciprokerende bevægelse. Ovenover doseringsstempleme 21 er der et pumpekammer 148. I dette kammer er der et udløb med en kontraventilkugle 13, der påvirkes af en fjeder 14. Endvidere er der placeret en forskruning 128, der er forbundet direkte til kontraventiler/SIP ventiler i cylindervæggen.

10 Til justering af slaglængden er der i denne udførelsesform vist et arrangement med en motor 132, der er tilkoblet en snekke 131, der via et snekkehjul 130 justerer slaglængden ved at ændre positionen på setpin/stilleskrue 66.

I denne udførelsesform er det således muligt at justere slaglængden ved at ændre posi-15 tionen på slaglængde-stoppet. Dette er forskelligt fra tidligere udførelsesform, hvor der blev anvendt et fast nulpunkt og efterfølgende hvor man indstillede slaglængden.

For at kontrollere den faktiske slaglængde er der i forlængelse af setpin/stilleskrue 66 monteret en sensor/pickup enhed 114 til registrering af slaglængden, f.eks. i form af en 20 enkoder eller et potentiometer.

Pos. 113 viser et hus for setpin/stilleskrue arrangement.

Pos. 124 viser en stempelpakning, der tætner mellem de to rum 149 og 147 med ”læk” 25 olie, der passerer forbi de hydrauliske stempler 6 på henholdsvis drivolie-siden nederst og smøreolien øverst.

Pos. 127 viser en O-ring, der er tætning mellem baseblokken 111 og cylinderblokken 112.

30

Pos. 133 viser en fastgøringsskrue for fastgørelse af et lejehus for snekkehjulet 130.

Pos. 134 viser en O-ring, der er tætning mellem bundpladen 110 og baseblokken 111.

Claims (15)

1. Fremgangsmåde til cylindersmøring af store dieselmotorer såsom skibsmotorer, og hvor injektion af smøreolie (58,59) udføres via et antal indsprøjtningsenheder (53), der 5 modsvarer et multiplum af cylinderantallet i motoren, hvor smøreolien leveres som en kombination af injektion af mindst to andele af smøreolien (58,59), hvor disse mindst to andele af smøreolien leveres ved mindst to forskellige stempelpositioner, hvor de mindst to forskellige stempelpositioner vælges blandt stempelposition for indsprøjtning før, medens og efter stemplets (52) passage forbi indsprøjtningsenheden (53) og 10 hvor smøreolien leveres med en injektion direkte på et ringområde (54) af cylinderens (51) væg (55), hvor smøreolien leveres med en kombination af injektion af en første andel af smøreolien (58) over stemplet (52) direkte på et ringområde af cylinderens (51) væg (55) inden stemplets passage og en injektion af en anden (58) og/eller en tredje andel af smøreolien (59), idet den anden andel af smøreolien indsprøjtes direkte 15 ind på stemplet (52) under dets passage, og idet den tredje andel af smøreolien (59) indsprøjtes direkte på et ringområde (54) af cylinderens væg (55) under stemplet (52) efter stemplets passage, kendetegnet ved, at der foretages en registrering af en indirekte eller direkte parameter for aktuel cylinderbelastning og at der laves en fordeling mellem den første og anden (58) og/eller tredje andel af smøreolien (59) således at den 20 anden og/eller tredje andel øges proportionalt med mindsket cylinderbelastning.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at injektionen af den første andel (58) af smøreolien sker i tilknytning til en opadgående stempelpassage og på et tidspunkt umiddelbart før ringområdets (54) opadgående stempelpassage. 25

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at injektionen af den anden andel af smøreolien (58) sker i tilknytning til en opadgående stempelpassage og i et område mellem stemplets øverste og nederste stempelring (56, 7).

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der an vendes samme indsprøjtningsenheder (53) til injektionen af hver af de indsprøjtede andele af smøreolien. DK 177746 B1 28

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at injektion af den første andel af smøreolien (58) sker ved et højt tryk gennem indsprøjtningsen-hedeme (53) for etablering af en hel eller delvis forstøvning af smøreolien og på et tidspunkt umiddelbart før ringområdets opadgående stempelpassage. 5

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at injektion af den anden (58) og/eller tredje andel af smøreolien sker ved et højt tryk gennem ind-sprøjtningsenhedeme for etablering af en hel eller delvis forstøvning af smøreolien.

7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den an den og/eller tredje andel af smøreolien udgør minimum 10 % af den totale mængde smøreolie.

8. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at stemplets 15 (52) position og bevægelse registreres direkte eller indirekte og at der foretages en timing af smøreoliens levering, en justering af smøreoliemængde og en bestemmelse af injektionskarakteristik.

9. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den om-20 fatter en computerstyring (253), -overvågning og/eller -registrering af fremgangsmådens funktioner.

10. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der tilvejebringes en elektronisk styring, at der anvendes olieindsprøjtningstidspunktet som 25 en parameter til at justere smøreoliefordelingen i cylinderens (51) længderetning og at styringen automatisk fordeler de forskellige andele af smøreolien (58,59) på de mindst to forskellige stempelpositioner.

11. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at en fast 30 procentvis andel af smøreolien leveres enten • på cylinderstemplet (52) under dets passage forbi smøreolieinjektorer (53) - under enten den opadgående eller nedadgående stempelpassage, eller DK 177746 B1 29 • direkte på cylindervæggen (55) under stemplet efter stemplet har passeret smøreolie-injektorerne under stemplets opadgående bevægelse, eller • direkte på cylindervæggen (55) før cylinderstemplet.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at en fast mængde af smøreoli en leveres enten • på cylinderstemplet (52) under dets passage forbi smøreolieinjektorer (53)- under enten den opadgående eller nedadgående stempelpassage, eller • direkte på cylindervæggen (55) under stemplet efter stemplet har passeret smøreolie-10 injektorerne under stemplets opadgående bevægelse, eller • direkte på cylindervæggen (55) før cylinderstemplet passerer smøreolieinjektorerne under cylinderstemplets nedadgående bevægelse.

13. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 10-12, kendetegnet ved, at der foretages 15 offline eller online slidmålinger på cylinderens væg (55) og at disse slidmålinger anvendes til at korrigere fordelingen.

14. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 10-12, kendetegnet ved, at der foretages offline eller online målinger af oliefilmstykkelse på cylinderens væg (55) og at disse 20 målinger af oliefilmtykkelsen anvendes til at korrigere fordelingen.

15. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at fordelingen mellem de mindst to andele af smøreolien (58,59) gøres direkte eller indirekte afhængig af det aktuelle svovl-indhold i det tilførte brændstof til cylinderen (51). 25