用于将润滑油注入发动机气缸的注射喷嘴及其使用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用来将润滑油注入大型发动机中的气缸并适配有用于固定在气缸壁中的安装装置的注射喷嘴，其具有延伸通过气缸壁的喷嘴杆，且具有位于喷嘴杆的内端处的至少一个喷嘴出口，喷嘴杆包括阀，所述阀具有其中提供有可置换阀体的柱形阀座镗孔，可置换阀体具有与喷嘴杆的柱形阀座镗孔相互作用的柱形密封表面，阀体在其外端处具有放大头部，其中弹簧的接触面布置在阀周围用于建立阀的弹簧加载关闭，喷嘴杆包括用于加压油的通道，以用于将加压油供应到压力室，其中加压油可对阀体施加力使得其针对弹簧的作用而被移位，以打开阀并通过所述喷嘴出口建立对油的超压注射直到油压下降，使得弹簧建立阀的有效关闭。本发明还涉及这种注射喷嘴的使用。
[0002]发明背景
[0003]本发明特别涉及一种旨在用于大型柴油发动机(特别是船用发动机)中的发动机气缸的气缸润滑的注射喷嘴。在这种系统中，注射喷嘴可包括给料单元(dosing unit)。在这种润滑系统中，以前的注射喷嘴旨在引入呈油雾润滑形式的注射流(inject1n jet)。这种技术的实例的公开内容从例如WO 00/28194,WO 02/35068和WO 04/038189中可知，这些公开文本据此以引用的方式并入本文。
[0004]这种注射喷嘴可能可选地包括给料单元或被调适为注射喷嘴而无需在喷嘴自身内进行给料。术语“注射喷嘴”因此覆盖机器部件，该机器部件延伸通过气缸壁，且将气缸内侧端部的喷嘴出口或注油口与在气缸壁外侧部分上的油连接开口连接。
[0005]已知在引言中提到的类型的注射喷嘴的若干实例。注射喷嘴与供油源连接，在调适为气缸内活塞工作冲程的给定时间，供油源在压力下注射入气缸内部。
[0006]注射喷嘴绕气缸圆周放置。注射喷嘴通常放置在气缸壁中沿径向或大部分沿径向定向的安装孔内，并延伸通过该气缸壁。注射喷嘴经由安装装置固定到气缸壁，例如，通过阀杆自身上的螺纹，或通过旋钮进气缸壁上形成的螺纹孔内的安装轴衬(mountingbushing)。
[0007]注射喷嘴设置有一个或多个喷嘴出口，所述一个或多个喷嘴出口相对于喷嘴杆而横向定向，并朝向实际的安装孔所需的方向上，以用来以所需方位对气缸内提供润滑/冲洗。
[0008]上文提到的阀具有关闭元件/阀体逆着引入的油流而向后移动的功能。
[0009]然而，也已知其中阀体随着输入油流向前移动的注射喷嘴。这是用于在高压下注入润滑油的注射喷嘴(所谓的SIP阀)的优点。该优点表现在，注射室内升高的压力将不会以如其中针向后移动的注射喷嘴的情况中相同的方式影响注射喷嘴的关闭能力，因为关闭动作就是油的压力与弹簧压力加上注射空间/室内充盈的压力之间的平衡。通过升高气缸内的压力，将会存在注射喷嘴可能泄露的风险。
[0010]随着油流进行前向移动操作的注射喷嘴将具有阀体，所述阀体具有用于将油引导到靠近喷嘴出口的位置以用于降低死体积的内镗孔，当在注射动作时注入少量待雾化的油时，这特别重要。
[0011]由于内管道的形成，现有技术的注射喷嘴因此是复杂的。
[0012]此外，现有技术的注射喷嘴是不利的，因为可能会阻碍阀体的自由移动。该问题在连接其中阀体逆着油流向后移动的注射喷嘴时特别明显，然而在先前技术中发生的是其中阀体随着供应的油流而向前移动的注射喷嘴。有关自由移动的问题由如下事实引起:润滑油可能含有相对较大微粒，例如，在关于润滑油的生产/存储/运输中，所述微粒被引入润滑油。这些微粒的大小幅度为6-10 μm。在现有技术的注射喷嘴中，这些微粒可被放置在阀体与阀体的导件之间，从而阻止阀体的自由移动。
[0013]用于燃油注射的现有技术的注射喷嘴(通过该注射喷嘴，阀体随着油流向前移动)的实例从GB 610，873和JP 59-90765中可知。
[0014]用于气缸润滑的注射喷嘴与用于燃油注射的注射喷嘴之间的差异主要在于:压力、粘度和给料量明显不同。结合油具有显著较高粘度的事实，在明显低压下，用于气缸润滑的注射喷嘴将因此-与用于燃油注射的注射喷嘴相比-递送明显更少量。这些条件将被转移到简单而稳健的设计。
[0015]在实践中，当在针阀中使用针形式的阀体时，可能难以过滤掉其大小达针阀中使用的典型间隙尺寸(即8-ΙΟμπι或更小)的润滑油中的微粒。通常，中心过滤器用于整个润滑系统，因为局部气缸过滤器将难以安装和维护。通常，使用滤掉大于0.0lmm的微粒的过滤器来局部或集中地过滤油是没有问题的。在实践中，经验通常是:可以应用具有0.025_或更大的筛孔大小的中心过滤器。这种过滤足以确保单独注射喷嘴中的喷嘴出口的堵塞不会发生。为了防止可能的污油阻塞或堵塞阀体与阀体导件之间的间隙，需要较大间隙。然而，这对阀体有要求，因为较大间隙将使这种阀体不适合使用。
[0016]根据本发明的注射喷嘴可用来注入气缸润滑油作为紧凑流(compact jet)或通过对注入油的雾化。注射喷嘴将通常被调适在25巴与70巴之间(通常在40巴或以上)的压力下操作。如上所述，用于燃油的注射器的压力大体上较高-通常是500-1000巴。
[0017]也期望可制造出用于油注射的系统，其中在润滑装置与注射喷嘴之间具有更简单的管路。例如，这可通过串联耦接注射喷嘴而发生。然而，传统的注射喷嘴不适用于这种布置。
[0018]关于传统的注射喷嘴，加压油在相对较小的环形区域上作用，且同时使用相对较长的阀导件，其中较小间隙达到0.01_。此外，在给定的压力条件下，关于宽度和表面的阀座的质量极大影响施加在阀针上的力。这意味着破裂压力(crack-pressure)可非常不均匀。破裂压力指示阀体开始移动的压力，且破裂压力将主要取决于阀体与阀罩之间的摩擦力和粘附力。
[0019]在现有技术的注射喷嘴中，这意味着提升阀体所需的力和因此所需的压力可在单独注射喷嘴之间变化很大，且对于一个注射喷嘴而言也随时间而变化。已认为，现有技术的注射喷嘴已不适于串联耦接。
[0020]发明目标
[0021]本发明的目标是指示引言中提到的类型的注射喷嘴，其具有阻碍到喷嘴出口的油供应的简单技术设计，确保小的死体积，且其防止阻碍阀体的自由移动。此外，期望指示不具有阀座的注射喷嘴，使得注射喷嘴的功能不受损坏/磨损的阀座的影响。最终，还期望指示在关于一系列注射喷嘴的系统中的使用。发明概要
[0022]根据本发明，这可通过引言中提到的类型的注射喷嘴来实现，所述注射喷嘴的特征在于，阀体由柱形杆形成，其在阀体的柱形密封面中具有旋转凹槽，旋转凹槽被布置在阀体的内端处，其中在旋转凹槽的每一侧上具有阀体的柱形密封面的部分，以在阀体针对弹簧的作用的向前移位下与喷嘴出口连接，喷嘴杆的压力室由压力室镗孔形成，所述压力室镗孔的直径大于用于形成弹簧所在的压力室的阀座镗孔的直径，并且压力室经由加压供油管道与阀体中的旋转凹槽连接。
[0023]在本简述中，术语“旋转凹槽”用于环形阀体切口，但不一定是通过旋转排肩而产生的凹槽。切口可以其它方式在阀体中形成，例如，通过制造具有不同截面的若干部件的阀体。
[0024]由于阀体由柱形杆形成，所以阀座镗孔的紧配合以简单的方式实现，这允许阀体可分别通过来自油压力的力和来自弹簧的力的作用而来回滑动。阀体中的旋转凹槽与阀座镗孔一起形成环形室。
[0025]压力室由大于阀座镗孔的镗孔形成，使得阀体和在阀体周围提供的弹簧被包含在压力室中。从储油器或泵供应的加压油将因此具有较大室，其中压力在注射喷嘴中增大。在启动之前，弹簧将抵靠止块固定阀体。在该止块中，阀座不必与阀体上的密封面相互作用，以便防止油渗入压力室，因为经由阀体上的柱形面和阀座镗孔建立对注射喷嘴的密封。当在启动时已形成足够大的压力超过抵靠止块保持的弹簧的力时，阀体将向前移位。压力室将因此装满润滑油，并且加压供油管道将打开。在操作期间，压力室将装满油，且因此将只需要在启动时装满。
[0026]当加压供油管道将压力室与阀体的内端处的旋转凹槽连接时，油将被引导到在阀座镗孔中被移位的环形室。旋转凹槽可被制造有底部和两个侧壁、其它边缘形状或具有圆形形状。重要的是，在旋转凹槽与阀体的柱形密封面之间存在明确界定的前缘。当旋转凹槽的前缘与在喷嘴杆的内端处的喷嘴杆的壁中提供的一个或多个喷嘴出口接触时，可通过喷嘴出口直接注入加压油。因此，在由旋转凹槽形成的环形室中的加压