专利名称：大型柴油机润滑油定量供给系统及定量供给润滑油的方法
技术领域：
本发明涉及一种汽缸润滑油定量供给系统，其用于柴油发动机的大型汽缸，所述柴油发动机例如船用发动机，该定量供给系统包括:-中央润滑油供给系统，其由中央泵站或中央蓄能器组成；-位于所述润滑油供给系统下游的供给管线；-多个喷油器，其数量与所述发动机汽缸的数量或其倍数相对应，所述多个喷油器通过一个或多个喷嘴孔，将汽缸润滑油注入相关汽缸，所述多个喷油器通过支管线与所述供给管线相连；-开/闭阀装置，其设于支管线内，所述支管线介于所述喷油器和所述供给管线之间；以及-控制单元，其控制各个开/闭阀装置。本发明还包括一种定量供给汽缸润滑油的方法，其用于大型柴油发动机汽缸，所述大型柴油发动机例如船用发动机，该方法包括以下步骤:对中央润滑油供给系统内的润滑油进行增压，该中央润滑油供给系统由中央泵站或中央蓄能器构成的；通过供给管线供给所述润滑油；通过多个喷油器，将汽缸润滑油喷射入相关的汽缸，所述喷油器的数量与所述发动机汽缸的数量或其倍数相对应，每个所述喷油器设有一个或多个喷嘴孔；通过打开和关闭设于所述支管线内的所述开/闭阀装置，使所述喷油器经支管线与所述供给管线相连；通过控制单元控制每个所述开/闭阀装置。
背景技术：
当需要对发动机进行润滑时，通常使用润滑装置，其与发动机的曲轴机械连接，并由曲轴驱动。这些系统在改变所供给的润滑油部分时，灵活性有限，尤其是在发动机运行时需要进行改变。已知许多不依赖于发动机曲轴的汽缸润滑系统，其可实现汽缸润滑的灵活的、准确的定时和定量。EP1426571公开了一种引言部分所提及的汽缸润滑系统，该系统可简单地安装于具有多个汽缸的大型柴油发动机内。该系统能够随着预定操作情形下不断增加的需油量，电子化控制喷油量。该系统对气密性提出了极高的要求，这是由于设在喷油器和供给管线之间的支管线内的开/闭阀要求压力源提供很高的关闭压力。在那些高油压润滑油喷射的汽缸润滑中，例如40巴或更高压力，这种情况尤其如此。此外，该公开的系统对均匀粘度、均匀压力条件、均匀温度、统一管道长度等要求很高，以便准确控制单元时间内输送的润滑油量。这也导致对喷油定时的准确控制难以确定。本发明的系统在较低压力下进行操作时是具备优势的，例如在25至70巴之间，通常是40巴及以上。发明目的本发明的目的是提供一种技术简单的系统，其用于对大型柴油发动机润滑的电子化控制，从而可实现对喷油量的灵活的中央控制和对定时的准确控制。本发明的目的尤其是提供一种润滑油喷射系统，以在高润滑油压力下润滑汽缸，例如在40巴及40巴以上。本发明的目的还尤其在于提供一种系统，其与现有技术中的系统相比，供给管线内的润滑油粘度和压力条件更加稳定。
发明内容
根据本发明，以上目的可通过引言所详述的类型的系统来实现，其特征在于，喷油器通过第二支管线与润滑油供给系统上游的回流管线相连，以使所述润滑油循环，所述开/闭阀装置与回流管线相连，并设在喷油器和回流管线之间的第二支管线上，所述开/闭阀装置具有第一入口和第一出口，所述第一入口将喷油器内位于弹簧加载关闭件后方的第一室与供给管线相连，第一出口将所述第一室与回流管线相连，喷油器在喷油器的关闭件前方具有第二室，第二室与第三支管线相连，所述第三支管线将所述喷油器的第二室与供给管线相连，控制单元至少与开/闭阀装置相连。根据本发明的方法，其特征在于:所述喷油器通过第二支管线与润滑油供给系统上游的回流管线相连，以使所述润滑油循环，所述开/闭阀装置与所述回流管线相连，且设于所述第二支管线上，所述第二支管线介于所述喷油器和所述回流管线之间，所述开/闭阀装置具有第一入口和第一出口，所述第一入口将喷油器内位于弹簧加载关闭件后方的第一室与所述供给管线相连，第一出口将所述第一室与所述回流管线相连，所述喷油器在所述关闭件前方具有第二室，所述第二室与第三支管线相连，所述第三支管线将所述喷油器的所述第二室和所述供给管线相连，通过打开和关闭位于喷油器和回流管线之间的支管线上的所述开/闭阀装置，控制润滑油的定量供应。根据本发明的系统，其特征在于，关闭件前方的喷油器室一直与供给管线相连，从而由润滑油泵提供恒定的供给压力。该润滑油泵可以由电力驱动或者机械驱动。关闭件后方的喷油器室与供给管线相连，从而当喷油器关闭时，其压力与关闭件前方的室的压力相同，而弹簧推动关闭件对着喷嘴孔。通过消除关闭件后方的室内的压力，使喷油器打开。这通过重新设定开/闭阀装置，连接关闭件后方的室和回流管线来实现。关闭件前方的室内的润滑油压力克服来自弹簧的力，使关闭件远离喷嘴孔。由此，喷射直接受到与润滑油压力相对应的喷射开始时的压力的影响。供给管线压力通常为70巴或更高。通过重建关闭件后方的室内的压力，使喷油器关闭。这通过重新设定开/闭阀装置，连接关闭件后方的室和供给管线来实现。此处，关闭件后方室内的润滑油压力和弹簧一起克服关闭件前方室内的润滑油压力，使关闭件移位至与喷嘴孔相邻。从而立即阻断喷射。可以通过控制喷油器的打开时间，即通过控制关闭件后方的室内压力被移除的时间，来控制喷油量。由于在打开和关闭喷油器时，喷油器和回流管线之间的支管线内几乎没有消耗量，这可以非常准确地加以控制。喷油器的打开时间可来自实验数值。这些实验数值可以包括油、压力、流量、润滑油需求量等数据，并可储存于控制单元内。这些数据用于控制开/启阀装置的运动，从而控制喷油器的打开时间。 基于来自油流量测量的数据，可以对应用的实验数值进行修正。该系 统可通过一个或多个简单的润滑油泵运作。由于泵容量只比发动机的最大润滑油消耗量略大一些，这些泵可具有相对低的容量。同时，泵的能量转化为润滑油和开/闭阀装置的热量。该系统用于各种类型的汽缸润滑，例如SIP润滑(例如WO 0028194所描述的)、喷雾润滑、每个喷油器带一个或多个喷嘴的喷射润滑(例如EP 1350929所描述的)、脉冲喷射润滑(例如WSrtsiIi手册所描述的)或者以上各种类型润滑的组合。当基于具体的应用领域，例如SIP润滑，对该系统进行说明时，并不认为是对该系统的限制，而只是作为该系统尤其具有优势的例子。所有易损的功能，例如行程设定、用于带监视和功能传感器的SIP阀的超压阀都是多余的。剩下的元件只有两个相连的电磁阀和可能的简单容积式流量计，例如椭圆轮式流量计。需要注意的是，根据一个可替换实施例的系统，也可以不设有流量计。通过实证工作(或者安装的具体构建工作)，可以确定“打开时间”和系统的润滑油输送量之间的关系。从而并不需要流量计或对流量进行测定。在这样一个不带流量计的系统中，优选对管道、阀门、泵等进行设计，以确保润滑油/管道的温度恒定。同时，假设只有当阀门打开时，才存在针导向器的压差，SIP阀门对润滑油内微粒的敏感度下降。由于关闭压力总是高得多，任何一个向汽缸压力开放的阀门都是没有危险的。由于关闭件·/针和室/导向器之间的公差和配合对润滑油输送量的影响可大体忽略不计，可降低对这两者的要求，从而可以简化喷油器。根据本发明的另一个实施例，所述定量供给系统的特征在于，在连接所述喷油器第二室和所述供给管线的支管线中，设有容积式流量计，所述容积式流量计用于测量每个汽缸所添加的润滑油容积，所述控制单元与所述容积式流量计相连。根据本发明的另一个实施例，该方法的特征在于，在支管线内测定每个汽缸所供给的润滑油部分的容积，所述支管线连接喷油器内位于关闭件前方的第二室和所述供给管线。通过容积式流量计向进行喷射的喷油器室提供润滑油，该容积式流量计嵌在将其与供给管线相连的公共管道中。这能够测量每个汽缸的供油量，从而确定预定油耗的喷射时间。优选地，每个汽缸的供油量可通过容积式流量计测量，例如以椭圆型轮式流量计。可通过PID (比例-积分-微分)调节回路对喷射时间进行调节。这是一个闭环调节，可对测量的可能偏差进行补
\-ZX o同时，使用容积式流量计对定量供给系统的功能进行监控。如果未显示消耗，则发生错误。如果显示超过预期值的消耗偏差，则可预料到是喷油器漏油或者堵塞了。其他可通过检测器监测并由控制单元检测到的报警功能为油压故障、滤清器交叉压力过高、油温过高或过低、或者与计算机相关的错误。控制单元包括基于计算机的电子控制系统，该计算机具有扩充卡片，该扩充卡片用于有八个汽缸以上的发动机。还可设置备用系统，该备用系统包括预设的可交换单元、喷油器、开/关阀装置、计算机打印机等，或者重复功能。例如，可以将大型发动机拆分为具有两部计算机、两个开/关阀装置、两个转换器和两个网络。一个系统控制汽缸内每隔一个喷油器，另一个系统则控制余下的喷油器。发生错误时，出错的系统停止，而另一个系统翻倍继续，直至错误被修正。根据一个可替代的实施例，该方法的特征在于，建立对该系统中开放时间与润滑油输送量之间关联的经验确定，这些数据储存于所述控制单元，并用于控制所述润滑油定
量供给。本系统可设为不带有容积式流量计/容积测量装置。通过实证工作(或者安装的具体构建工作)，可以确定“打开时间”和系统的润滑油输送量之间的关系。从而并不需要流量计或对流量进行测定。在不带容积式流量计的系统中，优选对管道、阀门、泵等进行设计，以确保润滑油/管道的温度恒定。根据本发明 的另一个实施例，所述定量供给系统的特征在于，连接开/闭阀装置，以使在喷油器关闭状态下，喷油器的第一室和第二室与供给管线相连；在喷油器打开状态下，喷油器的第一室与回流管线相连。通过每个发动机汽缸的管道系统，从而将多个喷油器连接至开/闭阀装置，该开/闭阀装置通过普通管道连接至喷油器的回流油一侧。根据本发明的另一个实施例，该方法的特征在于，在喷油器关闭状态下，分别形成于喷油器关闭件后方和前方的第一室和第二室和供给管线相连，在喷油器打开状态下，喷油器的第一室和回流管线相连。根据本发明的另一个实施例，所述定量供给系统的特征在于，安装在一个汽缸内的全部喷油器共用一个开/闭阀装置和一个容积式流量计(如果使用容积式流量计)。这简化了定量供给系统的设计，同时与每个喷油器都安装开/闭阀装置和容积式流量计的系统相比，也简化了控制。根据本发明的另一个实施例，所述定量供给系统的特征在于，所述开/闭阀装置通过长度相等的连接管，经由开口与每个所述喷油器相连。由于所有喷油器回流侧的单个管道部分长度都尽可能的相同，确保单个喷油器的响应时间一致。根据本发明的另一个实施例，所述定量供给系统的特征在于，供给管线和回流管线在其远离所述润滑油供给系统的末端包括油压阀，所述油压阀确保了所述润滑油的受控循环。带滤清器和电动机配电盘以及其他元件的润滑油泵可安装于发动机的末端或者其他合适的位置。所述润滑油管道系统优选包括用于在压力下引导润滑油的供给管线，和用于使过量润滑油回流至润滑油泵的回流管线，这些都沿发动机的纵轴安装。润滑油系统的油压阀安装在与润滑油泵相对的发动机末端，以使油在整个管道系统内连续循环。从而将泵的能量转化为管道内润滑油的热量，确保温度均匀。这将防止油的局部过热，且不需要冷却润滑油。根据另一个实施例，本发明所述定量供给系统的特征在于，开/闭阀装置包括至少两个相互连接的阀门。所述开/闭阀装置控制与回流管线相连的支管线内的压力，该开/闭阀装置可从而包括两个相互连接的电磁阀，以使这两个电磁阀分别单独控制打开时间和关闭时间。如果开/闭阀装置多余的话，则设为与每个汽缸相对，否则则设在两个汽缸之间。如果汽缸上设有预先安装的喷油器和用于连接这些喷油器的管道，可通过两个短管将其连接至汽缸上的管道系统。为了便于分离，这两个连接管可用软管和连接器替换。所述开/闭阀装置通常由两个三通电磁阀组成，这两个三通电磁阀以下述方式连接，一个阀门通过降低喷油器回流管线内的压力为喷油器打开，另一个阀门通过再次增加喷油器回流管线内的压力使喷油器关闭。使用两个阀门的原因在于，喷油器的打开时间只有几毫秒，这取决于喷油器所需输送的油量。与喷射少量润滑油所需时间相比，正常商购可得的电磁阀的反应时间要长得多。通过在两个电磁阀上应用交叠运动，可使喷油器的打开时间非常短，并从而也能够通过使用那些响应时间长的、简单而便宜的阀门，来准确输送小部分润滑油。或者，也可在两个阀门的运动之间采用固定交叠，并改变供给管线内的压力，从而调节润滑油喷射量。对于喷射少量润滑油，这尤其是个优势。优选地，每个开/闭阀装置和容积式流量计通过屏蔽电缆与电脑相连，例如八极屏蔽电缆(每个电磁阀对应两个极，容积式流量计对应四个极)。为了减少接入电脑的导体数量，最好使用一条供电电缆和一条信号传输电缆。从而使系统的管道和布线极其简化。可将显示器配置于发动机上或邻近发动机。可在该显示器上设定简单的功能并进行读取。通用功能和设置通常基于控制房内的计算机。可通过测量实际的消耗量来控制每个单个汽缸的润滑油部分，并且通过调节回路，可调节开/闭阀装置的打开时间，以获得所需量的润滑油。通过控制单元，控制润滑时间和润滑油量，控制单元基于已有的数据和测量结果，控制每个开/闭阀装置，这些数据和测量结果存储在控制单元中，或通过传感器测量并传送至控制单元内。因此容积式流量计起到监控单个汽缸单元内的喷油器的功能，控制单元在预定油压和油温下将实际消耗量和期望消耗量进行比较，当喷嘴漏油或堵塞时，油压和油温都会发生变化。 根据本发明的另一个实施例，所述方法的特征在于，润滑油定量供给控制包括控制所述开/闭阀装置内的至少两个阀芯的打开时间和保持时间。如上所述，即使对小部分润滑油来说，这也可以实现简单和准确的调节。所述控制单元可作为具有中央计算机的计算机系统的一部分，实现对本发明系统的控制。根据具体实施例，中央计算机包括两部PC:主PC和备用PC。控制是如此的灵活，以致所有现有的可操作的模式均可得到应用:-取决于rpm的调节，即未调节的操作；-取决于bhp的调节，即随载荷而变的润滑油调节；-取决于mep的调节，即随汽缸压力而变的润滑油调节；或-取决于载荷变化的调节，即与载荷变化有关的附加润滑。除此之外，可建立灵活的控制系统，该控制系统能够实现高度用户指定调节算法，其包括:-标准操作模式的变形；-完全或部分基于用户-指定数据输入调节算法的可能性，例如基于各种传感器的数据输入(FE含量、汽缸压力、汽缸温度等)，该输入可应用于整个发动机或单个汽缸；-用户自行定义并描述减少和/或增加百分比的覆盖模式的可能性。
通过可能采集单个汽缸中/处的局部数据，实现控制，通过可能控制与期望的/计划的润滑油量相对应的润滑油输送量，实现高级控制。用户可能在单个汽缸中/处采集局部数据，并使用这些在线数据输入来调节供给量和可能的定时，从而建立局部控制。例如，可以在汽缸内安装温度传感器，在单个汽缸燃料供给系统上安装流量计，从而确定控制是如何调控与其相关的定时和油量的。需要补充的一点是，可收集关于单个汽缸状态的局部信息；例如，可以在单个喷油器旁边安装流量计和/或温度传感器，并通过网络将与状态相关的信息传送至高级控制，通过这种方式可能，例如，检查出润滑油供给量是否与润滑油的预期量/计划量相对应。此外，可通过替代方法进行流量测量。可以结合对两阀门滑块位置改变的监控，而不是通过流量计来控制功能。例如，每个阀门可装有一个或两个感应编码器。当阀门滑块到达相关极限位置时，这些编码器能够检测到。这一替代方案可以选择性地与分别将两个流量计安装于供给管线和回流管线相结合，作为泵站的直接延续。由此可以控制整个系统的总消耗。根据另一种替代方式，所述流量计可从每个定量供给系统的局部元件，变为分别在供给管线和回流管线上使用两个流量计的系统，作为泵站的直接延续。由此可控制整个系统的全部消耗。在上述实施例中，假设喷油器的供给压力是恒定的。然而，也可能存在这样的实施例，其润滑油供给管线内运行的工作压力是变化的。因此可随着现有的条件(定量供给部分、温度、汽缸内压力、汽缸/发动机载荷等等)，改变工作压力。根据另一个实施例，通过减少定量供给部分，供给管线内可使用更高的供给压力，从而使定量供给润滑油的量得到更好地分配。该技术方案要求压力调节阀门围绕泵站设置，以便通过控制单 元，依靠之前注册的数据，实现供给压力的无级调节。由此可使定量供给的油以最佳方式输送。作为另一个替代实施例，采用技术上简单的解决方案，其中，可采用能够自动提高或降低压力水平的开/关电磁阀来代替无级压力调节阀。
参考附图，以下将对本发明进行更详细的描述，其中:图1显示了在带有五个汽缸和泵站式中央润滑供给系统的发动机内，构建本发明定量供给系统的示意图；图2显示了构建用于图1所示定量供给系统的具有两个三通阀的阀装置的示意图，结合阀装置处于关闭和打开状态下的三个不同运行位置A、B和C来进行说明；图3显示了用于说明随时间而变的喷射周期过程的简图，其中图2所示阀装置用于图1所示的定量供给系统中；图4显示了阀装置的侧视图；图5显示了图4所示阀装置沿着箭头V-V方向的侧视图；图6显示了与图1相对应的视图，但所示的系统中，使用中央蓄能器式的中央润滑油供给系统；图7显示了与图1相对应的视图，但所示的系统中，分别在供给管线和回流管线上使用了流量计；图8显示了与图1相对应的视图，但所示的系统中，分别在供给管线和回流管线上使用了流量计，并结合了对阀门滑块位置的检测；图9显示了与图1相对应的视图，但所示的系统中，润滑油的工作压力是变化的；以及图10显示了与图1相对应的视图，但所示的另一种系统中，润滑油的工作压力是变化的。
具体实施例方式本发明的系统包括泵站I。汽缸润滑油由压力引导，从泵站I经过供给管线31，流经发动机32中的五个汽缸5，到达发动机5末端的油压阀2。过量的润滑油经由平行的回流管线33流回到泵站。泵的能量由此转化为供给管线31和回流管线33内的润滑油的热量，合理地确保供给管线和回流管线内润滑油温度的恒定，防止润滑油局部过热。通过供给管线34，向泵站I供给润滑油。泵站I包括两个泵11、两个滤清器12和两个止回阀13，所述止回阀13可防止润滑油回流至静置泵11。泵站还包括两个断流阀14，该断流阀14嵌入在供给管线24内，以便能够在操作中清洁滤清器12。两个泵11彼此相邻，并且当油压下降时自动启动。供给管线31、回流管线33和每个发动机汽缸5都连接至开/闭阀装置3，该开/闭阀装置3具有开口 P和开口 R，开口 P通过第一支管线15与供给管线31相连、开口 R通过第二支管线16与回流管线33相连。每个开/闭阀装置3具有开口 A，该开口 A通过普通管道8连接至安装于发动机汽缸5内的多个润滑油喷油器6。所述公共管道8与喷油器的回流管线17 (见图2)相连。润滑油通过第三支管线7，从供给管线31输送至喷油器6，以便喷射入发动机汽缸5，在所述第三支 管线7内安装有容积式流量计4。如上所述，系统可选择性地设计为不带有容积式流量计。通过实证工作(或者安装的具体构建工作)，得以确定“打开时间”和系统的润滑油输送量之间的关系。所述开/闭阀装置3由两个三通阀Vl和V2 (通常为电磁阀)组成，这两个三通阀Vl和V2的连接如图2所示。为了便于说明，图2只显示了与开/闭阀装置3相关的一个喷油器6。每个阀装置具有与供给管线31相连的两个开口 P，以及与回流管线33相连的开口R0此外，两个阀门Vl和V2通过开口 B和C相互连接。此外，可见控制单元25通过接线26与开/闭阀装置3相连，开/闭阀装置3接收来自控制单元的信号，并将反馈信息传输至控制单元25。通过接线27，控制单元25接收来自容积式流量计4的反馈信息。这些接线的数量与发动机汽缸的数量相对应。所述控制单元还具有多个用于正常操作反馈信号和控制信号的其他接线，例如来自曲轴、发动机载荷、压力状态、润滑油温度、预编程数据等的反馈信号，例如报警、连续数据采集及类似的控制信号。图2A中可见喷油器6带有关闭件18，关闭件18具有尖端19，该尖端19使喷油器6的喷嘴开口 20封闭。通过喷嘴开口 20，润滑油喷雾21 (见图2B)被喷入汽缸5内。在所述关闭件18的后端，形成第一室22，其中设有弹簧23，该弹簧23将关闭件压至关闭并紧邻喷嘴孔20。在关闭件18前方，围绕尖端处形成第二室24，该第二室24具有润滑油，该润滑油通过支管线7从供给管线31喷射入发动机汽缸5。当喷油器关闭时，喷油器的回流管线17处于通过开口 A和普通管道8的完全供给压力下。通过降低喷油器的回流管线17内的压力，从而一个阀门Vl使喷油器打开；通过增加回流管线17内的压力，另一个阀门V2使喷油器6关闭。图2B显示，启动VI，关闭件后方的喷油器的第一室22内的压力可通过Vl和V2释放，回到开口 R，开口 R的压力比供给开口 P的压力低得多。来自支管线7的润滑油的供给压力超过弹簧压力，并将关闭件18推离与喷嘴孔20紧邻的位置，以将润滑油21喷射入汽缸5。这通过喷射起始时在第二室24内获得的高供给压力而实现。图2C显示，Vl和V2均启动。由此，V2打开连接至供给管线31的开口 P，油通过Vl被压入第一室22，并作用于关闭件18的后侧。因此，关闭件18两侧的压力相同，以致弹簧23将推动关闭件向前并关闭喷嘴孔20。随后在V2停用并重新开始一个新的循环之前，Vl停用，以便维持喷油器后侧的压力。通过使用两个阀门Vl和V2，可使喷油器6的开放时间仅有几毫秒，这取决于喷油器所需的油输送量。图3显示了随时间变化的喷射过程。在时间Tl，向控制单元25提供关于曲轴转角、进而汽缸5内活塞位置的位置信号28，在时间T2，向控制单元25发出启动阀门Vl的信号。在时间T3，阀门Vl启动汽缸润滑油喷射，具有由T3-T2所示的延时29。控制单元25也向阀门V2发送启动信号T4 ，以便停止喷射润滑油。在时间T5，阀门V2启动，并使润滑油停止喷射，具有时间间隔T5-T4所示的延时30。在时间T6，阀门Vl停用，在时间T7，阀门V2停用。通过用容积式流量计4测量实际消耗，并反馈至控制单元25，来控制单个汽缸5的润滑油部分，如果喷油器6的开放时间与控制单元25内储存的预定值发生偏差，则可调节喷油器6的开放时间。通过控制单元25，控制润滑时间和润滑油量，控制单元25基于储存于控制单元25内的数据和测量结果，控制每个汽缸5的开/闭阀装置3。为了确保单个喷油器6的响应时间一致，将普通管道8在喷油器的回流侧分为单片油管，以使各个喷油器6和相关的开/闭阀门3之间的管道8的长度相同。同时,容积式流量计4具有由控制元件25操作的监视功能。当控制单元25启动容积式流量计4时，容积式流量计4可检测到消耗量。每个汽缸5的单个喷油器6也受到控制，控制单元25将实际消耗量与在预定油压和油温时的期望值进行比较。例如如果喷油器6泄漏或堵塞，就会出现偏差。控制单元25从而发出警报。为了实现额外的可靠性，可使系统加倍，以便由独立润滑系统向汽缸5内的每隔一个喷油器6提供所有功能，另一半由对应单元提供所有功能，彼此监控，如果出错，则通过使由半数的喷嘴输送的润滑油量翻倍，正常运作系统接管整个汽缸润滑。图4和图5显示了两个汽缸5的开/闭阀装置3的设置。所示设置通过两汽缸5之间的配件35和固定螺钉36提供。所示单元由两个相同的开/闭阀装置3构成，以获得冗余。两个开/闭阀装置3都具有阀块37，阀块37具有转换阀28，转换阀38可设定在打开位置和关闭位置。该设置还包括流量控制块39和接线盒45和阀门控制块43，接线盒45具有用于电磁阀的流量指示器40和电磁阀开/关指示器41、42，两个电磁阀44固定于阀门控制块43上。连接管线8、15、16和开口 A、P、R和图1所示系统相关描述中的附图标记相同。图6显示了图1所示系统的可替代实施例。相同和相应的元件用相同的附图标记表示。在图6所示的系统中，采用中央蓄能器100，而不是直接从中央泵装置I来输送油。通过使用中央蓄能器100，可使可能的压力偏差以非常安全的方式平均分布。从而使压力变得更均匀，同时更易于控制润滑油的输送量。在图6中，用虚线标记出本发明系统的另一种实施方式，此处显示了局部蓄能器101。在该实施例中，中央蓄能器100通常不存在，但仍然会有中央润滑油供给系统I。局部蓄能器101设在供给管线31和喷油器6之间的支管线7中。局部蓄能器101在容积式流量计4的正前方，但也可以设在容积式流量计4的正后方。每个汽缸都有局部蓄能器101。图6中，显示了由控制单元25接收到的反馈信号的例子，以及传输来自控制单元25的信号和数据的例子。在图7中，显示了一种实施方式，其中，两个流量计110和111分别安装于供给管线31和回流管线33上，且与泵站I直接相连。从而能够控制整个系统的总消耗量。在图8中，显示了一种实施方式，其中安装有对两个阀门滑块位置改变的监控。例如，每个阀门可结合一个或两个感应编码器。当阀门滑块到达相对极限的位置时，这些编码器检测到信号109并将其传送到控制单元25。如图8所示，该替代方案可选择性地与安装两个流量计110和111相结合。从而能够控制整个系统的总消耗量。在某些情况下 ，最好是适应通过喷油器所输送的润滑油的输送特性。这可以通过改变供给管线31和支管线15内的压力来达到。由此增加其他控制参数，使得能够改变所输送润滑油的传送、成分(例如液滴大小、油量和密度)和速度。压力的变化可以取决于定量供给的油量、温度、汽缸内的压力、汽缸/发动机载荷等等，以及例如:在供给管线31内以更高的压力更快地输送油；在供给管线31内以更高的压力实现更细的喷雾/喷射流。在图9中，出现了一种润滑油工作压力可变的系统。油压阀2由两个均设定压力的油压阀112和113代替，其中油压阀112设定为压力高于油压阀113。通过电磁阀114，可阻断油压阀112的入口，从而可将压力调节至油压阀113的水平。附图标记116表示控制单元25和油压阀114之间的连接。在图10中，示出了一种替代实施方式，其中使用无级的、电调节的油压阀115来替代油压阀2，以实现最灵活的控制。看起来油压阀115通过连接线116连接至控制单元25，从控制单元25，随着条件对压力进行控制。作为另一种可替代的实施方式，可采用技术上简单的方案，可以使用开/关电磁阀，来取代无级压力调节阀，开/关电磁阀可自动地提高或降低压力水平。
权利要求
1.一种汽缸润滑油定量供给系统，其用于柴油发动机的大型汽缸(5)，所述柴油发动机例如船用发动机，该定量供给系统包括:_中央润滑油供给系统，其由中央泵站(I)或中央蓄能器组成； -位于所述润滑油供给系统下游的供给管线(31)； -多个喷油器(6)，所述多个喷油器(6)的数量与所述发动机(32)汽缸(5)数量或其倍数相对应，所述多个喷油器(6)通过一个或多个喷嘴孔(20)，将汽缸润滑油(21)注入相关汽缸(5)，所述多个喷油器(6)通过支管线(15)与所述供给管线(31)相连； -开/闭阀装置(3)，其设于支管线(15)内，所述支管线(15)内位于所述喷油器(6)和所述供给管线(31)之间；以及 -控制单元(25)，其控制各个开/闭阀装置(3)，其特征在于:所述喷油器(6)通过第二支管线(16)与回流管线(33)相连，所述回流管线(33)用于为循环润滑油而供给润滑油，所述开/闭阀装置(3 )与所述回流管线(33 )相连，且两者设于所述第二支管线(16 )上，所述第二支管线(16)位于所述喷油器(6)和所述回流管线(33)之间，所述开/闭阀装置(3)具有第一入口(P)和第一出口(R),所述第一入口(P)将喷油器内位于弹簧加载关闭件(18)后方的第一室(22)与所述供给管线(31)相连，所述第一出口(R)将所述第一室(22)与所述回流管线(33)相连，所述喷油器(6)在所述关闭件(18)前方具有第二室(24)，所述第二室(24)与第三支管线(7)相连，所述第三支管线(7)连接所述喷油器的所述第二室(24)和所述供给管线(31)，所述控制单元(25)至少与所述开/闭阀装置(3)相连。
2.根据权利要求1所述的定量供给系统，其特征在于:在连接所述喷油器的所述第二室(24)和所述供给管线的所述第三支管线(7)中，设有容积式流量计(4)，所述容积式流量计(4)用于测量每个汽缸所添加的润滑油的容积，所述控制单元(25)与所述容积式流量计 (4)相连。
3.根据权利要求1或2所述的定量供给系统，其特征在于:连接所述开/闭阀装置(3)，以使在所述喷油器关闭状态下，所述喷油器的所述第一室(22)和所述第二室(24)与所述供给管线(31)相连；在所述喷油器打开状态下，所述喷油器的所述第一室(22)与所述回流管线(33)相连。
4.根据前述任一项权利要求所述的定量供给系统，其特征在于:安装在一个汽缸(5)内的全部喷油器(6)共用一个开/闭阀装置(3)。
5.根据权利要求2或3所述的定量供给系统，其特征在于:安装在一个汽缸(5)内的全部喷油器(6 )共用一个开/闭阀装置(3 )和一个容积式流量计(4)。
6.根据权利要求4或5所述的定量供给系统，其特征在于:所述开/闭阀装置(3)通过等长的连接管(8)，经由开口(A)与每个所述喷油器(6)相连。
7.根据前述任一项权利要求所述的定量供给系统，其特征在于:所述供给管线(31)和所述回流管线(33)在其远离所述润滑油供给系统的末端包括油压阀(2)，所述油压阀(2)确保所述润滑油的受控循环。
8.根据前述任一项权利要求所述的定量供给系统，其特征在于:所述开/闭阀装置(3)包括至少两个相互连接的阀门(V1、V2)。
9.用于向柴油发动机大型汽缸(32)定量供给汽缸润滑油的方法，所述柴油发动机(32)例如船用发动机，所述方法包括以下步骤:对中央润滑油供给系统内的润滑油进行增压，该中央润滑油供给系统由中央泵站(I)或中央蓄能器构成的；通过供给管线(31)供给所述润滑油；通过多个喷油器(6)，将汽缸润滑油喷射入相关的汽缸(5)，所述喷油器(6)的数量与所述发动机汽缸的数量及其倍数相对应，每个所述喷油器(6)设有一个或多个喷嘴孔(20);通过打开和关闭设于所述支管线(15)内的所述开/闭阀装置(3)，使所述喷油器(6)经支管线(7、15)与所述供给管线(31)相连；通过控制单元(25)控制每个所述开/闭阀装置(3)，其特征在于，所述喷油器(6)通过第二支管线(16)与润滑油供给系统上游的回流管线(33)相连，以使所述润滑油循环，所述开/闭阀装置(3)与所述回流管线(33)相连，两者均设于所述第二支管线(16)上，所述第二支管线(16)位于所述喷油器(6)和所述回流管线(33)之间，所述开/闭阀装置(3)分别通过第一入口(P)将所述喷油器内位于弹簧加载关闭件(18)后方的第一室(22)与所述供给管线(31)相连，通过第一出口(R)将所述第一室(22)与所述回流管线(33)相连，所述喷油器(6)在所述关闭件(18)前方具有第二室(24)，所述第二室(24)与第三支管线(7)相连，所述第三支管线(7)将所述喷油器的所述第二室(24)与所述供给管线(31)相连，通过打开和关闭所述第二支管线(16)上的所述开/闭阀装置，控制润滑油的定量供给，所述第二支管线(16)介于所述喷油器和所述回流管线(33)之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于:在支管线(7)内测定每个汽缸供给的润滑油部分的容积，所述支管线(7)连接所述喷油器的所述关闭件(18)前方的第二室(24)和所述供给管线(31)。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于:建立对该系统中开放时间与润滑油输送量之间关联的经验确定，这些数据储存于所述控制单元，并用于控制所述润滑油的定量供5口 O
12.根据权利要求9至11任一项所述的方法，其特征在于:所述喷油器的所述第一室(22)设于所述喷油器的所述关闭件的后方，所述喷油器的所述第二室(24)设于所述喷油器的所述关闭件的前方，当所述喷油器处于关闭状态时，所述第一室(22)和所述第二室(24)与所述供给管线(31)相连，当所述喷油器处于打开状态时，所述喷油器的所述第一室(22)与所述回流管线(33)相连。
13.根据权利要求9至12任一项所述的方法，其特征在于:润滑油定量供给控制包括控制所述开/闭阀装置(3)内至少两个阀芯(V1、V2)的打开时间和保持时间。
14.根据权利要求9至13任一项所述的方法，其特征在于:对所述润滑油定量供给的控制包括所述供给管线内的可变压力。
全文摘要
本发明公开了一种汽缸润滑油定量供给系统，其用于例如船用发动机(32)的柴油发动机的大型汽缸(5)，该系统包括中央润滑油供给系统，例如中央泵站(1)；所述润滑油供给系统下游的供给管线(31)和所述润滑油供给系统上游的回流管线(33)，以使所述润滑油循环；多个喷油器(6)，其数量与所述发动机汽缸数量或其倍数相对应，所述喷油器用于通过喷嘴孔(20)将汽缸润滑油注入相关的汽缸，喷油器通过支管线(7、15、16)与所述供给管线和回流管线相连；开/闭阀装置(3)设于位于喷油器(6)和供给管线和回流管线之间的支管线(15、16)上；控制单元(25)，其控制各个开/闭阀装置(3)。为了实现对注油量的灵活的中央控制和准确控制定时，所述开/闭阀装置(3)具有第一入口(P)和第二入口(R)，第一入口(P)将喷油器内的弹簧加载关闭件(18)后方的第一室(22)与所述供给管线(31)相连，第一出口(R)将所述第一室(22)与所述回流管线(33)相连，所述喷油器(6)在所述关闭件(18)前方还具有第二室(24)，所述第二室(24)与第三支管线(7)相连，所述第三支管线(7)连接所述喷油器的所述第二室(24)和所述供给管线(31)，所述控制单元(25)至少与所述开/闭阀装置(3)相连。
文档编号F01M1/08GK103249922SQ201180013702
公开日2013年8月14日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年3月12日
发明者皮尔·比艾库 申请人:汉斯延森注油器公司