专利名称：多缸内燃机的气缸润滑装置和控制该装置输出剂量的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一多缸内燃机的气缸润滑装置，该多缸内燃机的各气缸内分别有一往复运动的活塞，该活塞的活塞环在气缸套的内表面上滑动，该润滑装置通过若干剂量测定活塞为缸套内表面上的几个润滑点提供测定剂量的润滑油，该剂量测定活塞可在相应的剂量测定气缸内纵向移动。
德国专利DE-A1-2827626已公开了这样一种气缸润滑装置，其内剂量测定活塞成一列布置在一润滑油容器的底部，该润滑油容器包括一个在各活塞处支撑一转臂的轴，该转臂的下端与相连的活塞相对。一个调节螺钉与各转臂的上端相对，该调节螺钉限制转臂的转动。通过调节此调节螺钉，就可决定对应活塞的起始位置，也就决定了活塞的冲程。该活塞由一旋转凸轮轴驱动作一往复运动，该旋转凸轮轴以其轴颈支撑在润滑油容器中，因此凸轮影响转臂下端远离剂量测定活塞的一侧。该凸轮轴与发动机的曲轴同步转动，并在每个发动机循环中产生一剂量测定冲程，即发动机曲轴每转动一圈产生一个冲程。如果发动机处于某一工况，该工况不需要每个剂量测定活塞都发出最大的润滑油量，那么可实施一可转动停止使转臂的顶端停止，以使该剂量测定活塞不回到其起始位置，从而防止在随后的驱动中由凸轮轴上的凸轮使活塞发出润滑油。
这种形式的润滑装置由许多机械部件构成，而且动作迟缓，因为与发动机曲轴同步转动的凸轮轴上的凸轮每转过一圈仅能驱动剂量测定活塞一次。该装置的另一个缺陷是在该润滑装置中曲轴和凸轮轴之间需要有一机械驱动连接装置。还有一个缺陷是润滑油经一个单向阀充满剂量测定气缸，这就意味着润滑油的粘度将影响剂量测定气缸充满的程度。因此通常认为有必要加热润滑装置内的润滑油，以设法做到所需的排出量尽可能不受润滑油的温度及其品质的影响。
一德国商标Vogeler的气缸润滑装置已为公众所知，其内一压力源经一具有两个位置和四个出口的换向阀与一剂量测定装置相连，该剂量测定装置有两个活塞，在相应气缸内的这两个活塞具有不同的横截面积。一高达约70巴的液压施加在这两个活塞中的某一个或另一个的一端以驱动这两个活塞中的某一个或另一个，在常规运转中面积较小的活塞被驱动，当需要提供大输出量的润滑油时，另一个活塞代替第一个被驱动。工作活塞的两端交替地与一压力源或一排出装置相连以实施一输出冲程。输出压力与供给压力相等，要改变输出量时，一个活塞向另一个活塞的转换发生。该装置的缺陷是每个润滑点上都要使用两个剂量测定活塞，而且提供给该润滑装置的压力必需与输出压力相同。剂量测定活塞的行程可以变化以此来改变润滑装置的输出量，但仅限于发动机不工作时。
本发明的目的是提供一种非常可靠的气缸润滑装置，该装置可以迅速且准确地提供所需润滑油量的剂量，并能以一种机械地独立于发动机曲轴的方式被驱动。
因此，该气缸润滑装置的特征在于几个剂量测定活塞同时装在一个致动活塞上，该致动活塞插入一个液压缸内，该液压缸有一液压腔室，该腔室可通过一个控制阀与液压流体的一压力源或一排出装置相连以实现致动活塞及其剂量测定活塞的纵向位移，以便使他们完成一输出冲程，向润滑点提供润滑油。
本发明气缸装置的这种设计避免了使用可转动轴及相应的轴驱动装置等装置，这明显地简化了本发明装置，同时剂量测定活塞的驱动完全机械地独立于发动机曲轴之外。剂量测定活塞装于致动活塞上并可由后者驱动是本发明一个极重要的优点。与以前使用的气缸润滑装置相比，由于未使用一用于各剂量测定活塞的可转动轴，而是采用了一个简单的致动活塞，本发明装置中的所有剂量测定活塞都由此致动活塞驱动，装置中不存在相互转动的部件，因此本发明装置的可靠性得以提高。因而驱动端仅有一公共构件，而不是为每个活塞都配备一个驱动构件。由于本发明润滑装置中每一润滑点仅采用一个剂量测定活塞，而且装置中所有的剂量测定活塞都由一公共致动活塞驱动，因此本发明润滑装置与Vogile型的润滑装置相比十分简单。
液压缸内的该致动活塞的横截面积最好比相应剂量测定气缸内的各剂量测定活塞的横截面积的总和大很多。在驱动端致动活塞的面积相对较大，就可以在润滑油进入气缸之时，由一驱动液压流体比较有利的低压产生出一比润滑点处气缸压力高的输出压力。在一具体最佳实施例中，该致动活塞的横截面积至少比各剂量测定活塞面积总和大4倍，最好是6到15倍。采用这样的面积比后，当液压流体中的驱动压力为，如10巴或更低时，输出压力可以达到，如80巴或更高。这种低的驱动压力完全可以由具有一比较有利的小的能量消耗的普通供给泵提供。同时在输出方面，这种低的驱动压力也可以使管路系统不必按一高压系统来设计安装。
控制阀可以由来自一发动机或气缸的控制装置的控制信号用电子方法驱动。这些可用电子方法驱动的阀门是一些动作迅速的标准组件，如电磁阀，该标准组件可以由一电子控制装置直接控制，该电子控制装置同时也可控制其它气缸构件。当致动活塞的动作由一弹簧控制时，该弹簧作用在该致动活塞上的弹力指向该活塞的起始位置，该阀门最好有三个出口及两个位置。如果该致动活塞不是靠弹簧而是靠作用在远离起始位置的一活塞表面上的液压使其返回起始位置，那么该阀门可以具有四个出口和两个位置。
比较理想的是该气缸润滑装置可以在某些发动机工况下输出一较大量的润滑油。一个进一步发展的，特别是能够以一简单的方式实现不同的输出量的实施例的特征在于致动活塞分成一个主活塞和一个副活塞，该主活塞与副活塞间形成一个副液压腔室，剂量测定活塞装在副活塞上，副活塞可以与主活塞一起从一起始位置移动至一中间位置，一止动构件在该中间位置阻止了主活塞进一步向前移动，当副液压腔室内的压力超过一预定驱动压力时，副活塞可以从该中间位置进一步向前移动。当该气缸润滑装置被用来提供一相对较小的输出量时，液压被保持在比给副活塞的驱动压力低的水平。在此工作模式下，致动活塞在每次驱动中将剂量测定活塞移动一距离，该距离与起始位置到中位置的距离相同。当发动机的工况需要有更多的润滑油提供给气缸套时，例如，发动机负荷变化时，液压被升高到比所述驱动压力高的水平。当该润滑装置被驱动，而主活塞的运动被止动构件锁止时，在该润滑装置的液压流体进口处的液压以及副液压腔室内的液压要比副活塞的驱动压力大，因此该副活塞将继续驱动剂量测定活塞向前运动，这将增加该润滑装置每一次工作的剂量润滑油量。
该气缸润滑装置可以有一与一润滑油源相通的内部腔室，各剂量测定气缸可以有一进口通道，该进口通道位于该活塞的前端面之前，并在致动活塞处于其起始位置时，将该剂量测定气缸与上述内部腔室相连，而后，当剂量测定活塞经过此进口通道并将其切断后，润滑油开始从剂量测定气缸输出。采用如此设计的该润滑装置后，剂量测定活塞控制进口通道的开启和关闭，因此该进口通道可以做成一个简单的开孔，而不必使用任何单向阀。这就带来了好处，即从剂量测定气缸输出的输出量与粘度状况无关，因为当进口通道被剂量测定活塞完全切断之时，剂量测定活塞之上的润滑油量完全是恒定的与粘度状况无关。在每个输出冲程之前，剂量测定活塞都必须位于一起始位置，在该起始位置进口通道至少是部分敞开的。一个输出冲程结束之后，剂量测定活塞又重新退回其初始位置，在活塞返回运动中，在剂量测定气缸内的剂量测定活塞之上产生一真空。进口通道打开后，从内部腔室经进口通道流入剂量测定气缸的润滑油迅速充满剂量测定气缸，同时平衡该气缸内的真空。该真空使气缸填充加速，这也是本实施例的一个优点。
在一特别简单的实施例中，所述的液压流体是润滑油，内部腔室与液压流体的排出口相连，润滑油在该排出口处的压力比该润滑装置外的大气压力高。当润滑油用作液压流体时，该气缸润滑装置仅需与一个管路系统相连。内部腔室保持由一在排出口处压力相对较低的润滑油注满，致动活塞不必与此压力隔离，这压力基本上低于提供给该润滑装置的润滑油的输入压力。用于驱动致动活塞的一部分润滑油进入内部腔室并用在剂量测定气缸内，因此从该润滑装置返回的量可做到尽可能的少，这也是本发明的一个优点。
比较理想的是，由一润滑装置提供给润滑点的经过剂量测定的润滑油的量可以被单独调节，以便可以细致地调节润滑油的消耗量以使其达到最小。为此，剂量测定气缸可以装在润滑装置内，使单个安装位置的长度调节能够实现，及/或剂量测定活塞可以装在致动活塞上，使单个剂量测定活塞的前端与致动活塞间的距离的调节能够实现。
本发明还涉及一种方法，该方法用来控制从一气缸润滑装置输出的润滑油的输出量。该方法的特征在于一个液力驱动的致动活塞被用来同时纵向驱动若干个装在其上的剂量测定活塞，在一个相应气缸的发动机循环中该润滑装置至少在一个预定时刻被驱动，以便使致动活塞在剂量测定活塞的纵向移动至少一预定距离，从而从各剂量测定活塞输出一基本剂量的润滑油提供给气缸上其相应的润滑点，该润滑装置可在发动机运转的同时被有选择地控制，以便使一比基本剂量多的润滑油量提供给各润滑点。
一用于移动若干剂量测定活塞的致动活塞的使用，使润滑装置具有了动作迅速、简单且非常可靠的优点。本发明润滑装置在发动机循环的某一预定时刻被驱动使得在气缸内的活塞处于一与润滑点相对的合适位置时，如一活塞的活塞环部分位于与提供润滑油的润滑点相对的位置时，提供润滑油成为可能。当致动活塞向前运动时，一预定的基本剂量的润滑油被提供给了各润滑点，有选择地控制该润滑装置以提供一较大润滑油量，来满足内燃机中气缸润滑油量增大的需求，也即在正常运转中在一稳定发动机负荷下，气缸润滑应以一个相对较小的、精心确定的、通常与发动机负荷成比例的量来实施，而当负荷变化时或在检测到的非正常的气缸状况下可以提供一较大的润滑油量。
在一个发动机循环中，在发动机有一较低润滑需求的工作模式下，最好润滑油的基本剂量与提供给润滑点的输出量相同，在发动机有一较高润滑需求的工作模式下，通过使剂量测定活塞移动一比预定距离长的距离，使该气缸装置提供较大润滑油量，最好是由于与致动活塞的液压腔室相连的一压力源内的液压增加到超过一预定驱动压力的水平。按照此方法操纵该润滑装置时，无论是在必须输出一较小的润滑油量还是一较大的润滑油量时，都可以在致动活塞的一个驱动过程中，输出所需的润滑油量。这就提供了一种对润滑装置的比较有利的简单控制。再有，这种方法使得用一个润滑装置润滑若干个气缸或润滑同一气缸的比润滑装置的剂量测定活塞数量多的润滑点成为可能，在该润滑装置内，该润滑装置的排出端，设置了一定数量的换向阀，这些换向阀将该润滑装置与润滑点相连，润滑油在致动活塞瞬时驱动时提供给该润滑点。在几分之一发动机循环中，动作迅速的润滑装置可将润滑油输送到一相连的第一组润滑点，随后，换向阀(可是多个)可将该润滑装置与其它组的润滑点相连，再后来，致动活塞被驱动，等等。
在一替换方法中，润滑油的基本剂量比一个发动机循环中提供给润滑点的输出量少，致动活塞被驱动以在一个发动机循环中完成几个往复冲程，通过在一个发动机循环中多次驱动致动活塞来提供较大的润滑油量。该动作迅速的润滑装置可在一个发动机循环中被驱动多次，这就允许选取每次驱动的基本剂量使其小于一个发动机气缸的往复活塞冲程中输出润滑油的量，而后驱动致动活塞，驱动的次数应能提供一与润滑需求量相同的总输出量。当润滑需求量由于发动机的运转工况发生改变而暂时变化时，气缸润滑能以一与基本剂量相同的很小的步子调节到当时所需的量，这使得在所有运转工况下都能提供出非常精确的润滑，并且通过一个电子控制装置可以很容易地控制该润滑，该电子控制装置以一适于所要求的次数驱动该润滑装置。
比较好地，具有致动活塞的最大冲程长度的往复冲程在小于60ms下实现，最好在小于40ms以内完成。既然一大型的两冲程十字头发动机的一完整发动机循环持续0.25到1s，那么该气缸润滑装置在一发动机循环中可以被至少驱动3到16次，最好6到25次。采用这样一种动作迅速的润滑装置后，就可实现数量精确的润滑和相对气缸内的活塞位置实现一非常准确的定时。同时也用同一润滑装置来润滑一气缸的若干高度及/或润滑几个气缸。很明显，本发明润滑装置动作非常迅速足以在一四冲程发动机中实现精确的润滑，该四冲程发动机可以在，如0.6到0.1s中完成一完整的发动机循环。
下面将结合示意性附图更详细地描述本发明几个实施例，其中附图如下
图1是用于一内燃机的气缸润滑油系统的简图。
图2是图1所示润滑油系统的压力控制装置的轮廓的纵剖图，图3是本发明气缸润滑装置的第一实施例的纵剖图，图4和5分别是本发明气缸润滑装置的第二和第三实施例的纵剖图，图6是沿图4中VI-VI线剖取的活塞支撑座的剖面图。
图1示出了一个用于一两冲程十字头发动机的气缸润滑油系统，该发动机可以是一船只的推进发动机或一固定式发电机。这种发动机是一多缸发动机，但是为了简便起见，图中只示出了该发动机的两个气缸1。缸套的内径通常在25到100cm范围内，缸套内的往复活塞通常可在一个冲程长度内移动90至300cm，该活塞通常具有三到五个压力密封活塞环，该活塞环在缸套的内表面上滑动。气缸润滑的目的在于保持气缸套内表面上的润滑油膜，以便将缸套内表面与活塞环间的摩擦保持在适当低的水平。
各气缸套都有几处润滑点，在这些润滑点处通过一个或多个气缸润滑装置3经过剂量测定的润滑油被提供到缸套的内表面。通向各润滑点的一供给管4有一单向阀5，该单向阀5靠近该管4在缸套上的开口，该单向阀5用于在无润滑油提供时防止气缸压力向后窜入该管内。考虑到润滑油在缸套圆周方向上的分布，几个润滑点，如两个到五个或更多，成一行均匀分布在缸套的圆周方向上。缸套可以有几排这样的润滑点位于缸套纵向不同的高度。润滑装置3可以向相应气缸的所有润滑点提供润滑油，各气缸可以有两个或更多的润滑装置向相应各行润滑点提供润滑油，或者如果该润滑装置排出一侧有一个或更多可将该润滑装置与相应气缸中的每一个的润滑点交替地相连的换向阀，那么一个润滑装置可以向几个气缸上的润滑点提供润滑油。
在正常的发动机工况下，气缸润滑所需要的润滑油消耗量在0.4到0.9g/KWh范围内，通常在0.6g/KWh左右。气缸的最大输出功率可以，如在400KW到5800KW范围内，这时，通常需要一从240到3480g/h的每缸润滑油量。
气缸润滑装置3通过一压力管6与一液压流体的压力源相连，该管6与一两个发动机或马达驱动压力泵8的输出管7相连，两个泵中一个工作，另一个作为备用泵，该气缸润滑装置3还通过一返回管9与一个液压流体的排泄装置相连，此管9将多余的润滑油送回一箱10。该箱10有一通风管11和一注入管12。在出口一侧两泵8并列地与一来自箱10的输入管13相连，在该输入管中一切断阀14和一粗滤清器15设置在各泵之前，该粗滤清器通常有一100到200的网孔尺寸。在输出一侧，压力泵8经各单向阀16并列地与压力管6和一细滤清器17相连，该细滤清器有一从10到50μm的典型网孔尺寸，该尺寸确保润滑油具有一合适的纯净度。泵8及相应的阀14由一个电子控制装置18控制，该电子控制装置18可以经一些插入该管内的流量显示器(图中未示)检测泵的工作状况，或者如下所述通过管6内的压力监视泵的工作状况。一旦工作泵损坏，控制装置将转换两阀14并起动备用泵。蓄液器19用来平衡在润滑装置3的驱动中管6内发生的任何压力波动。
工作泵8以一超过进口处最高所需压力的压力向润滑装置3输入一恒定流量的润滑油。通过一压力控制装置20将压力管6中的压力向低调节至当前所需的水平，该压力控制装置20将或多或少的润滑油排泄到与所需压力无关的返回管9。
该压力控制装置在图2中被更加详细地示出，其在两开口21和22处与压力管6和返回管9相连。一压力传感器23连续地测量管6内的压力，由此而获得的信号经一信号电缆24传给控制装置18。一具有三个开口和两个位置的控制阀25，如一电磁阀形式的磁阀，能够将开口21与一在某一可调预定最大压力下打开的压力控制阀26和一在某一可调预定最小压力下打开的压力控制阀27中的某一个相连。这两个压力依据压力管6中所需的最高和最低工作压力设定。作为可用压力的例子，可以举出，阀26可在一20巴的压力下打开，阀27可在一5巴的压力下打开。两阀26、27的排出一侧与开口22相连。控制阀25接收经一导线28来自控制装置18的控制信号。
通过以一个适当的转换速度使控制阀25在其两个位置间转换，就可将管6中的压力控制到在最高与最低压力间设定的任何所需水平。阀26每次与压力管6相通，管6内的压力就会更接近最高压力，阀27每次与压力管6相通，管6内的压力就会更接近最低压力。这因此是一种通过控制阀25由控制装置18控制的控制频率压力调节。为了发动机的安全起见，最好当导线28中没有激磁电流流过时，控制阀25处于开口21与阀26相通的状态。一旦电子压力控制装置中的某一个元件损坏，这种设置将使管6内的压力被设定至最高压力。
除可使用具有固定输出量的泵和具有一所述形式装置的压力控制之外，作为一种替换，该泵还可通过控制其输出量来控制管6内的压力。该压力控制装置还可以是一种比例阀，按照接收到的出自控制装置的电压值来设定压力。
控制装置18与一由导线29表示的电源相连，并通过一些导线30-32接收关于发动机当前工作状况的数据。这些数据可以是，如，导线30所提供的关于发动机负荷的信号，例如，一来自发动机控制器的信号；导线31所提供的曲轴转动的信号，例如，该信号可以源至一个所谓的增量编码器并包含有关曲轴当前转角的数据；及导线32所提供的关于需要对一个或多个发动机气缸以增加的润滑油量进行润滑的任何特殊工作状况的信号。
该控制装置还可以接收来自压力传感器24有关管6中当前压力的数据。经导线33、34及通向阀14的导线(图中未示)，控制装置18就可以控制压力泵8的驱动马达和压力泵8的连接装置。如上所述，控制阀25由控制装置18经导线28控制。经导线35、36，该控制装置与各润滑装置3中的一控制阀37相连。如果该控制装置监测到非常的工作状况，将会经一导线38给出一报警信号。出于安全考虑，在该润滑系统中，压力传感器25及还可能包括其它一些部件可以通过设置同样形式的一个或多个备用部件来重复设置，一旦某一部件损坏这些备用部件能够接管其工作。
由气缸润滑的控制装置执行的操作监控可以，例如包括一动作信号提供到一控制阀37后，马上开始的对由压力传感器25探测的压力管6内的一压力波动检测的校验。该压力波动表示对应润滑装置完成了一个剂量冲程，消耗了来自管6的润滑油。如果所期望的压力波动未出现，那么控制装置将发出一某一气缸润滑装置中可能发生故障的报警信号。
图3中示出了一气缸润滑装置3的结构设计的一实施例。控制阀37装在一个外壳39内，该外壳39包括一个第一部件39a，该部件39a具有一个用于连接压力管6的连接装置40，该外壳39还包括另一部件39b，该部件39b具剂量测定气缸42和一个盖或末端部件39c，该盖或末端部件39c具有一个连接装置43用于和在同一时刻从剂量测定气缸向润滑点提供润滑油的供给管4相连。各外壳部件通过一些螺栓(图中未示)相互固定在一起，该螺栓从盖的一侧插入并拧在第一部件39a上的带丝扣的底孔内。
一致动活塞44插入一第一部件39a上的孔，该孔用作一液压缸，因此活塞和孔的端面限定了一个液压腔室45，该腔室45经一通道46与控制阀上的一出口47相通。活塞的对称轴线在与剂量测定气缸纵向轴线相平行的方向上延伸。再有，控制阀37有一个一直与压力管6相连的输入口48，和一个一直与返回管9相连的排泄口49。该阀的滑块50可以设定有两个位置，即，一个如图所示出口47与排泄口49相通的位置，和一个出口47与输入口48相通的位置。通过一个压簧51，该阀的滑块受到预压力以使该阀处于第一位置。当一线圈52通电励磁时，该阀的滑块发生移位以关闭开口49。
在液压缸外面，活塞44有一沿径向凸出的轴环，该轴环用作一个叉架52，剂量测定活塞53装在该叉架52上。在剂量测定活塞的端部有两个凸圈，当剂量测定活塞在装配中被推入活塞轴环52上的向外敞开的凹槽54中时，见图6，图中一个活塞53已被拆去以示出相应的凹槽54，这两个凸圈紧夹在活塞轴环52的两侧。这种装配方法固定剂量测定活塞以使其不能在致动活塞上纵向运动，但是允许剂量测定活塞在径向及周向作连续的细致调整，以便使他们与剂量测定气缸42保持完全同轴。
外壳39有一内部腔室55，该内部腔室经致动活塞上的开口56和一通道57与用于返回管的连接装置41以流体持续流通的方式连接，因此其内的压力，例如可在1到3巴范围内，使该内部腔室保持注满润滑油。该腔室55有一个环槽58与剂量测定气缸相交，从而以一简单的方式向各气缸提供了一个供给通道，当剂量测定活塞处于如图所示初始位置时，使剂量测定气缸与腔室55相通。也可以为每一个剂量测定气缸提供这样一个构成该通道的孔。
在各剂量测定气缸的排出端有一个弹簧承载球形式的单向阀以确保润滑油只能离开该气缸。
一止动构件60通过使致动活塞的前端碰到该止动构件的端面从而决定了致动活塞在每次驱动中的冲程。一压簧61在一朝向初始位置的方向上对致动活塞施加一预压力，并保持止动构件与一拧在末端部件39上一螺孔内的调节螺钉62紧贴，因此再向里拧该调节螺钉就会限制致动活塞的冲程，也就限制了剂量测定活塞每次驱动所输出的润滑油量。该调节螺钉可以带有一刻度，以示出该螺钉的调节与润滑油输出量之间的正确关系。
当控制装置发出一信号以驱动润滑装置时，线圈52被通电励磁，阀滑块50将液压腔室与压力管6相连，以便使加压的润滑油流入腔室45内，将致动活塞及安装在致动活塞上的剂量测定活塞图中为向左纵向移动。在开始运动阶段剂量测定活塞之前端面经过输入通道并将其切断，于是开始向润滑点输出润滑油。当致动活塞紧贴止动构件60时，输出停止。而后阀滑块50移动，将返回管41与压力腔室45相连，从而使该压力腔室45内的润滑油受压而排出，致动活塞靠弹簧61又返回其初始位置。在剂量测定活塞的返回运动中，一真空在剂量测定气缸42内产生直到剂量测定活塞的端部重新打开输入通道为止，而后润滑油从内部腔室流入该气缸。
在下面对替换实施例的描述中，对与上述构件功能相同的构件采用同样的图标，仅对与第一实施例不同之处进行描述。
图4示出了一个实施例，其内致动活塞分成一个主活塞44a和一个副活塞44b。主活塞插入副活塞上的一孔内，从而在两者间形成了一环形副液压腔室63，该副液压腔室63经一主活塞上的纵向通道64与液压腔室45保持一直相通。主活塞44a有一中心构件65，该构件65穿过副活塞的端壁。致动活塞的环形轴环52设置在副活塞44b上，因此剂量测定活塞随着副活塞的运动而运动。
当控制阀37被驱动后，加压润滑油流入两液压腔室45和63，并使两活塞以基本相同的运动朝图中左边纵向移动。当中心构件65的端面紧贴止动构件60时，主活塞44a的向前运动被阻止。副活塞此时处于中间位置，在该位置副活塞一方面受弹簧61压力的作用，另一方面受压力管6内润滑油压力与返回管9内润滑油压力的压差作用在构成液压腔室63端壁的环形面上而产生的反向力的作用。
如果管6内的压力低于一预定驱动压力，该压力在副活塞处于其中间位置时使作用在环形面上的力等于弹簧力，那么，副活塞将不再从该中间位置进一步向前移动。
如果管6内的压力比驱动压力高，那么作用在端面上的压力将克服弹簧力，使副活塞在主活塞受阻后继续向前运动。随着弹簧61的受压，来自弹簧61的推力逐渐增加。因此在腔室63内需要一高于驱动压力的压力，此压力也被称为端压，以使副活塞一直移动到靠在第二部件39b的一轴肩66上为止。通过控制管6内的压力使其成为所述驱动压力与端压间的值，就可在中间位置的位移量所输出的基本剂量与副活塞一直移动到靠在轴肩66为止的位移量所获得的最大剂量之间的一可调整尺度内调节润滑油的剂量。
既然图3所示第一实施例中的致动活塞44也可以逆着弹簧力移动，因此对于此实施例，通过控制管6中的压力当然也可以调节润滑油的剂量。但是，图4所示实施例提供了这样一个好处，副活塞上的环形面明显小于致动活塞的整个面积，这就需要加大压力变化以改变剂量值，从而带来一更加精确的控制。
第二实施例中，外壳部件39b与39c之间，插入一个外壳部件39d，该部件39d包含一个与各剂量测定气缸的排出口相对的流量探测装置。该流量探测装置包括一个弹簧承载球67，该球67在润滑油从气缸流出时从如图所示的初始位置移开。该球67的移动起动一个信号发生器，该发生器将此开启信号传给控制装置18。该流量探测装置提供了对润滑油向各润滑点输出的校验。
图5所示实施例与上述实施例的不同之处在于供给剂量测定气缸的润滑油是从一由外壳部件39b包裹形成的腔室69经输入通道68提供给剂量测定气缸的。该输入通道设置有单向阀70。该实施例尤其适合用在如果用作液压流体的不是润滑油而是另一流体如一种更稀的液压流体的情况。
可以将以上实施例的细节结合起来以设计出其它的实施例。因此流量探测装置也可以有选择地用在附图中所示的三个基本设计中。同时在本发明范围内，可以对附图中示出的构件作进一步的修改。例如，可以用一个空气弹簧或液力回位装置来代替机械弹簧61。再有，控制阀可以是机械驱动的或气动驱动，以代替图中所示的电子设计。如果液压流体不是润滑油，那么仍可能用到一个充有润滑油的内部腔室，但此时它必须与一独立的润滑剂源相连，而用于液压系统的通道57将不再需要。
权利要求
1.一种用于多缸内燃机的气缸润滑装置(3)，该多缸内燃机的每一个气缸(1)内有一个往复运动的活塞，该活塞的活塞环在所述气缸缸套的内表面上滑动，该润滑装置通过数个剂量测定活塞向该缸套内表面上的多个润滑点(2)提供其量经过剂量测定的润滑油，该剂量测定活塞可在相应的剂量测定气缸(42)内纵向移动，其特征在于若干所述剂量测定活塞(53)装在一致动活塞(44；44a、44b)上，该致动活塞插入一个具有一液压腔室(45)的液压缸内，该液压腔室(45)可以通过一个控制阀(37)与一个液压流体的压力源或一个排出装置相连，以实现所述致动活塞及其剂量测定活塞的纵向移动，从而使所述致动活塞与其剂量测定活塞完成一个输出冲程，向所述润滑点提供润滑油。
2.如权利要求1所述的气缸润滑装置，其特征在于所述液压缸内的所述致动活塞(44；44a)的横截面积基本上大于所述相应气缸(42)内的所述剂量测定活塞(53)的横截面积的总和。
3.如权利要求2所述的气缸润滑装置，其特征在于所述致动活塞的横截面积比所述剂量测定活塞的面积的总和大至少4倍，最好为6到15倍。
4.如权利要求1至3中任何一项权利要求所述的气缸润滑装置，其特征在于所述控制阀(37)，最好是一个具有三个开口和两个位置的阀，可以由来自一发动机或气缸的控制装置(18)的控制信号以电子方式驱动。
5.如权利要求1至4中任何一项权利要求所述的气缸润滑装置，其特征在于所述致动活塞被分成一个主活塞(44a)和一个副活塞(44b)，所述主活塞与副活塞之间限定了一个副液压腔室(63)，所述剂量测定活塞装在所述副活塞上，所述副活塞可以与所述主活塞一起从一初始位置移动到一中间位置，在该中间位置所述主活塞的进一步向前移动被一个止动构件(60)阻止，所述副活塞在所述副液压腔室内的压力超过一预定驱动压力时可以从所述中间位置向前移动。
6.如权利要求1至5中任何一项权利要求所述的气缸润滑装置，其特征在于所述装置(3)有一个与一润滑油源相连通的内部腔室(55)，各所述剂量测定活塞有一个输入通道(58)，该通道(58)位于所述活塞(53)的前端面之前，并在所述致动活塞处于其初始位置时，将所述剂量测定气缸与所述内部腔室相连，当所述剂量测定活塞经过所述输入通道并将其切断时，润滑油开始从所述剂量测定气缸输出。
7.如权利要求6所述的气缸润滑装置，其特征在于所述液压流体是润滑油，所述内部腔室(55)与液压流体排泄口(49)相连，所述排泄口处的所述润滑油的压力比所述润滑装置(3)外面的大气压高。
8.如权利要求1至7中任何一项权利要求所述的气缸润滑装置，其特征在于所述剂量测定气缸装于所述润滑装置内且所述安装位置的长度可以单独调节，和/或所述剂量测定活塞装在所述致动活塞(44；44a、44b)上且所述剂量测定活塞的前端与所述致动活塞之间的距离可以单独调节。
9.一种用于控制从一气缸润滑装置(3)输出润滑油的输出量的方法，其特征在于一个由液力驱动的致动活塞(44；44a、44b)被用来同时纵向移动若干个装在该致动活塞上的剂量测定活塞(53)，所述润滑装置在相应气缸(1)的一个发动机循环中至少在一个预定时刻被驱动，以便使所述致动活塞在所述剂量测定活塞的纵向移动至少一预定距离，从而使一基本剂量的润滑油从各所述剂量测定活塞(53)输出并提供给所述气缸上的其对应润滑点(2)，所述润滑装置可在发动机运转中被有选择地控制以使一比基本剂量多的润滑油量输给各润滑点。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于在一发动机有一较低润滑需求的工作模式下一个发动机循环中，所述润滑油的基本剂量等于传递给所述润滑点的输出量，在一发动机有一较高润滑需求的工作模式下，通过使所述剂量测定活塞(53)移动一比所述预定距离长的距离，最好是由于一与所述致动活塞的所述液压腔室(45；45、63)相连的压力源内的液压增加超过一预定驱动压力所导致，从所述润滑装置输出较大润滑油量。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于润滑油的所述基本剂量比一个发动机循环中传递给所述润滑点的输出量小，所述致动活塞(44；44a、44b)被驱动以在一个发动机循环中完成若干个往复冲程，在一个发动机循环中被多次驱动的致动活塞提供了较大的润滑量。
12.如权利要求9至11中任何一项权利要求所述的方法，其特征在于所述致动活塞(44；44a、44b)的具有一最大冲程长度的一个往复冲程在60ms内完成，最好在40ms内完成。
全文摘要
一种多缸内燃机,在其每一个气缸(1)内有一个往复活塞,该活塞的活塞环在气缸套的内表面上滑动。一气缸润滑装置(3)通过几个在相应剂量测定气缸(42)内可纵向移动的剂量测定活塞(53)向气缸套内表面上的若干个润滑点(2)提供测定剂量的润滑油,该剂量测定活塞装在一个插入一液压缸内的致动活塞(44;44a、44b)上,该液压缸有一个液压腔室(45),该腔室通过一个控制阀(37)可与一个液压流体的压力源或一个排泄装置相连,以实现致动活塞及其相应剂量测定活塞的纵向移动,而后剂量测定活塞完成一输出冲程向润滑点提供润滑油。
文档编号F01M3/00GK1183509SQ9712006
公开日1998年6月3日 申请日期1997年10月10日 优先权日1996年10月11日
发明者皮尔·巴克 申请人:曼B与W狄赛尔公司