专利名称：舰用柴油机上大活塞机内用于活塞点润滑的润滑系统的制作方法
技术领域：
本发明与主要在舰用发动机中的大活塞发动机机缸内在一处或多处润滑点加油的润滑系统有关，更具体地说，与带有油泵的计量装置，在发动机工作循环中，通过控制装置的调节，传送调节好油量的压力油到各相连的加油点的润滑系统有关。
为此目的，习惯上使用所谓中心润滑装置，在各中心润滑装置工作时，它与一或多个汽缸的润滑点相连，通过相应的连结油管，在恰当的时间内把润滑油压到各个加油点。这些短暂的时间间隔是由对应汽缸内发动机活塞的运动来精确限定，理想情况下，流到上述加油点的供油确好发生在活塞上一套相关的活塞环通过有关的加油点的时间间隔内，如果在供油的时间内，邻近单个的有关润滑点的汽缸壁还未被活塞环扫过或更具体说，被刮油环扫过，活塞缸壁的润滑就会变为失效。
正常情况下，中心润滑装置伴随着发动机曲轴的转动进行同步控制，因此比较容易调正装置，以在合理的时间间隔内，把各部分润滑油输到各加油点。然而已经证明很难取得一最佳润滑，包括一润滑脉冲的急始急终。为了在正确的短时间间隔中取得一良好的加油润滑必须在该时间终止之后延长润滑的时间间隔，当然这也引起某些润滑油的浪费，原因在于发生了管路弹性效应或蓄压器效应，此弹性效应发生在润滑装置和加油点之间的外部管路上。当然与之相连的这些管路中最长的管尤为明显。油管应该易于安装而对管路的刚度有一定的限制，况且在管路内的油柱还含有一定的弹性。
然而，从DK-C-81275公开了一方案，其中，中心润滑装置由计量装置代替或补充，这些计量装置放置在靠近单独加油点或加油点群，这样，这些加油点之间就可通过较短的管路相连，这些计量装置就作为压力油管和加油点之间可控的关闭阀，而这些相关阀门由一弹簧或重力负载驱动到一打开位置，而同时在电磁作用下把阀门驱动到一关闭位置，因此借助与发动机转数同步驱动的开关装置，在正确的时间内，通过适当短时间隔，自动打开阀门。有关的公开中提到了已试验了相关计量阀的纯时间控制，但是这并没有保证注入正确的油量。在此背景下，建议采用一计量阀的时间控制和油泵的容积流量结合的办法。因此，可以使油泵在加油点已建立高压后，突然打开阀，而不管在长连结管中的弹性效应，并在对泵的容积计量后期压力开始下降时可突然关闭阀。在各单独加油程序中，希望能维持一高的喷油压力，可是会使全部设备成本变得很贵且很难产生一取决于变化工况下快速、有效地自动调整其喷油量，这表明在上述建议中，最好采用可置于靠近单独计量装置入口的油蓄压器，这样就能通过较快打开阀门，以较安全方式来维持所希望的高输送油压，同样，还有在较长的压力油输油管内产生一定弹性的优点，因为一般来说，油泵的供油与加油点的注入油之间要对应。
本发明的基本想法是与先有技术相一致，本发明的主要目的是在发动机每一循环中有一定油量来润滑，即使要相应调节此油量，诸如通过采用中心润滑装置基本上能达此目的，其中备有一可调行程活塞泵把油压到单独加油点或加油点群，通过部分采用公知技术，本发明就可广泛地应用而又不牵涉到上述有关问题。
为实现本发明的目的，本发明提供了一在大活塞发动机汽缸内，尤其在舰用发动机上用于连续定量供油到一或多个润滑点的润滑系统，该装置有一油泵，一个或多个连到油泵压力侧的计量装置，最好都放置在靠近相关的润滑点，各计量分配装置适于在发动机工作循环一定短时内通过控制装置的调节控制传送调节好油量的压力油到各相连的加油点，在邻近计量装置，可设油蓄压器补充油，其特征在于所述的计量装置或各个这类装置充当一容积测量装置，控制装置的工作可控制地改变所测容积，计量装置设计和安置成通过可控地打开计量装置和润滑点之间的连接可在可控状态下驱动所产生的压力下传送已测定的油量，所述的压力可有一相关压力介质系统的压力，最好为油进口管本身以及可选择地放置在管路上的油蓄压器的入口压力。
也就是原则上，借助局部安装的计量装置以实施容积计量和时间控制。
计量装置设计成吸进及排出定容的油量，不管活塞发动机的工作速度或油的粘度，排油将会或可能恰当的。根据所想修改而发生的参数变化，例如，油的粘度变化，这种修改很容易实现，该计量装置可用非常简单方式举例，例如像具有在油缸的固定端和相对另一端之间位移的活塞或柱塞的油缸，其中，设有一挡杆从外侧轴向插入，挡杆的最外端和由控制装置控制的步进电机形状的驱动台之间用螺杆和螺帽方式连接，该控制装置以高的精度，快且容易地把挡杆转到任何相应位置。加压油借助自身油压用于充填至油缸内，直到活塞紧靠轴向挡杆，此后，加压油可用于排空已计测好的油容积到加油点，也就是连到活塞另一侧的油缸空间内，除了阀门自身控制外，计量不再需要操作能量。
计量装置可以是单向动作的，而工作空间交替地连到加压油的入口以充满工作空间，连到加油点以向加油点供油。该压力腔也相应交替地分别连到一回油管和压力油入口，这样在填充工作空间时，活塞把该压力腔内的油压出并通过压力油向前推动活塞以压出已计测好的油容积。通过此实施例，就能利用一差动活塞，相对于工作腔，一部分差动活塞在直径增加的压力腔内工作，此活塞和较窄工作活塞之间的空间可永久地连到上述回油管，从而，普通油压就可用来提供在计量装置内局部增幅很大的油压。
计量装置也可以是双向动作，在活塞二侧的缸腔可交替地分别连到压力油入口和加油点。借助这样一装置，上述回油管可一起省去，也通过这种装置便可利用一双向差动活塞，即使必须用一回油管。
下文中，参照附图对本发明进行更详尽描述。附图中
图1是舰用柴油机-单个汽缸的示意侧面图;
图2是用于与汽缸相连的单独喷油装置更详细的剖视图;
图3喷油装置的一修改实施例相应的剖视图。
图1所示的汽缸有一其内设有许多油孔4的缸衬2，各油孔4通过一短管6连到一与之相连的喷油装置8，高压油泵12吸取油箱14的油经输油管10，把压力油供到这些喷油装置8，从来自图中未示出的润滑油的油源的输油管16以及来自喷油装置的回油管都连到油箱14。来自控制装置22以虚线示出的控制电缆也连到单个的喷油装置8。
在图示的正常最佳状态下，汽缸设有一活塞24，通过一活塞杆26和一连杆28，活塞连到在曲轴壳体内的曲轴30，32。建议在活塞上的一对活塞环或刮油环放置在靠近活塞顶端，理想的情况是正好该对活塞环通过相应的加油点4时，润滑油从各加油点4喷入，在实际上，这意味着在非常短时间间隔内用大功率喷入润滑油。
在最佳实施例内的单个喷油装置的结构如图2所示。作为一主要部件，各喷油装置有一连到一转换阀44的出口管42的带活塞油缸40，该转换阀由一执行装置46控制，该转换阀44可转换到分别与喷油管6和供油管10相连，短管6设有一单向阀7，以防从加油孔4来的回油油流。
活塞48装在油缸40内，在其后端，油缸40连到一通向与转换阀44相配合的转换装置52的导管50。这样当出油管42连到喷油器管6时则导管50连到压力油管10，而当出油管42连到压力油管10时则导管50连到回油管18。
一挡杆50安置在活塞48上方且通过油缸40上部后端而向前突出，该挡杆确定了活塞48的最大收缩位置。挡杆以图中未示出的方式紧固着而不会转动，挡杆在其外端用螺纹与固定不动的螺帽56相啮合，该螺帽可以由图1中控制装置22所控制的一步进电机58使其转动。
一压力传感器60可安置成与导管50相连接，一相应的传感器可有选择地安置在从油缸40的出口处42，6上，这些传感器也可连到控制装置22，例如用于控制和监督目的。在初始阶段，阀门装置42，52停在使导管42连到油缸40下端的压力油管10，而在油缸40的上端，使油管50连到回油管18的位置。从而压力油压入油缸40的下端，这样活塞40压向上方直到活塞紧靠挡杆54的端头，因此就能计量出由挡杆54定位(也就是由从控制装置22通过电缆20被电机58所接收的信号)。而得出的由活塞48下方的油缸40中所精确确定的油容积。如图1箭头所示，控制装置22接收了若干来自系统各传感器发来的不同且相关的信息，结果，喷入油缸的油容积随后就会合适地把该部分容积的油量通过油孔4进行供油。
在一对活塞环或刮油环36通过加油孔4之前，控制装置22立即通电到执行装置46以切换转换阀门装置44，52。这意味着现在油缸的下端通过管6连到加油孔4，而油缸的上端通过管50连到压力管10，结果高压油便传送到活塞48上方空间。从而该活塞强有力向下推动以便用大力把活塞前的油，在很短时间间隔内，通过加油孔4进行喷油，这样，一下完成了转换阀门打开期间的开始和结束阶段。
随后，执行装置46可立即被驱动来重新设定转换阀门44，52，结果再次把新的油量流入油缸40的上部空间，再次进行充油直到活塞48紧靠挡杆54，该挡杆的位置通常是根据来自不同相应传感器的检测信号，由控制装置22控制步进电机58来进行调整，所以，从机械上，可依据任何所需之标准来安置控制程序，这并不复杂，在控制装置22中会同时发生输入和输入之间相对或相互影响的二种标准，例如，一检测到的减小电机负载信号会规定一减小的油量，而与此同时，如果电机负载正好发生突然改变，当然也包括负载减小，作为一主要因素，可能希望增加油量，因此这种突然变化会引起日益增加的油缸磨损。在负载变化发生后，增加的油量应维持一定时间，例如15-30分钟，该时间内可借助一定时器及与其相连的可选择的传感器很容易进行调整，这些可选择的传感器用以检测影响维持增加润滑的最理想时间的情况。详细指明有关控制的参数并不是本发明的目的，当只有控制装置22把最后结果分别送到电机58或相应调整装置以及送到单独计量装置的执行装置46、54(不管该驱动的性质)，使得根据所有可想到的参数，可容易控制计量装置。
为了达到大力和高速完成加油量，希望所示的布置能使得一压力油蓄压器放置在各转换装置52前方或在各个局部计量分配装置群前方的入口管10内，例如蓄压器为仅仅直径比进口管稍大些的略有弹性的容器，这样，所需的油量通过转换阀44、52的驱动很快流到油缸40的后端，而并不要求进口管10有任何特别大的直径。
在图3所示的计量分配装置的实施例中，在进口10处的油压仍用来把活塞48向前压而送出活塞前的测量腔内的油量，但在这里，该装置设计成双向动作，在位置1，所示转换阀62把压力油从导管10通过一导管64送到油缸40的右端，而同时油缸的左端则通过一导管68连到一平行在Ⅰ位置的换向阀66，该阀66通过一短管70与有关的润滑点永久相连。
如上所述，管64和68都各自连到Ⅰ位置的换向阀62和66，而且管64和68通过延伸管74和76连到各自相对的换向阀的Ⅱ位置。
油缸40在活塞48二侧全充满油，由图3所示一对换向阀62，66处于位置Ⅱ，活塞48将处在图示的右侧端头位置。当一份油量准备分配出时，阀门62，66又转到位置Ⅰ，于是从导管10来的压力油通过阀62和导管64流到油缸的右端，从而活塞推向右方且通过导管68把油压向润滑油管70。当活塞48紧靠油缸左端，这压油动作就突然停止。
同时，活塞48右面的扩张空间就会充满油，也就是与此同时，一份新的油量又设立，一等量油已流入如同等量油从活塞另一侧压出一样。
在下一份油量准备分配出时，阀门62，62重新转到位置Ⅱ。然后压力油从入口管10通过阀门66和导管68流到油缸的左端，从而活塞48移向右方且通过导管64阀门62和导管74把活塞右侧的油量压出到润滑油管70。而当活塞48紧靠挡杆54时，这种压油动作突然停止。
此压油过程会再次重复如图3所示，新的润滑运行如上所述不再赘述。
采用图3所示系统的一很重要好处在于整个设施可以安置成没有回油管18。所述的实施例是根据以前已测量好的润滑油量的连续定量加油，但要注意到本发明并不局限于此。所以，在所给定的某些极端情况下，控制装置可在活塞48已在油缸内全部压向前之前通过转换阀门装置44，46，52而对定量加油过程进行干预。计量装置和发动机汽缸2之间的连结管6可以相当短，这样从流体力学观点来看，连结管6完全是刚性，所以没有任何值得注意的蓄压器效应，然而此处并不是所希望的。要注意到，例如，通过油缸40的水平定位，计量装置放置成直接与相关加油孔成一体的缸衬相连，由此抑制了可能的蓄压器效应。还有一可能是各计量装置可这样安置为的是把几个润滑点连在一起同时工作，在正常范围内，几个润滑点置放在发动机汽缸的同一截面内。另外，一个单独的计量装置能在不同时间与几个润滑点相连，但要通过一合适的转换装置。
应当指出计量装置并不是一定要放置在紧邻加油点，把计量装置正好放置在紧邻汽缸区，相对于现在的惯例，会大大缩短润滑油管的长度，另外，计量装置还可以成组放置。
联系到上文所讨论的实施例，讲的都是用于产生喷射力的压力油本身，但是本发明并不局限于此。另外也可选用一压缩空气系统，例如与一差动活塞装置共同使用用来放大作用在油计量活塞上压力。另外，一强大电磁铁也可用来伸出油计量活塞以相当一合适的弹簧效果，在这种情况下，进口油并不需要以特别高的压力传送。
权利要求
1.一在大活塞发动机汽缸内，尤其在舰用发动机上用于连续定量供油到一或多个润滑点的润滑系统，该装置有一油泵，一个或多个连到油泵压力侧的计量装置，最好都放置在靠近相关的润滑点，各计量分配装置适于在发动机工作循环一定短时内通过控制装置的内控制传送调节好油量的压力油到各相连的加油点，在邻近计量装置，可设一油蓄压器补充油，其特征在于所述的计量装置或各个这类装置充当一容积测量装置，控制装置的工作可控制地改变所测容积，计量装置设计和安置成通过可控地打开计量装置和润滑点之间的连接可在可控状态下驱动所产生的压力下传送已测定的油量，所述的压力可以是一相关压力介质系统的压力，最好为油进口管本身以及可选择地放置在管路上的油蓄压器的入口压力。
2.根据权利要求1所述的润滑系统，其特征在于所述油计量装置设有一测量油缸，其内安上一活塞或一柱塞，该活塞的移动至少在一个方向由挡杆限制，挡杆的位置借助一在油缸外的移动机构来调整，诸如借助控制装置控制的一步进电机。
3.根据权利要求1所述的润滑系统，其特征在于通过相关的单独控制阀门，计量装置与一压力油装置相连，该控制装置操纵的控制阀门在备用位置和润滑位置之间移动，在备用位置，在连续分配油之间的时间间隔，压力油流到一单独计量装置的测量腔并充满该测量腔，在润滑位置则压力油用来把测量腔的油压出到各自的加油孔。
4.根据权利要求2所述的润滑系统，其特征在于测量油缸的相对二端各自用导管与一转换阀门的滑阀相连，通过该滑阀，在活塞或柱塞二侧各自对应的缸腔交替地与一压力油进口和一连到润滑点的出口相连。
5.根据权利要求1所述的润滑系统，其特征在于决定分配油量的控制装置属于在工作系统中从若干测量参数就能确定润滑油需要量的那种类型控制装置。
全文摘要
本发明采用装在靠近各自加油点(4)的时间控制计量阀，从而使管路的弹性效应变得最小。本发明进一步改进是采用了各自可自动调整，且可容积测量和计量的装置(8)，在加油操作中间，该计量装置充满了任何所要的油量，例如在油的输送压力作用下，计量装置能按所要油量把油定量地排到一或多个加油点，实际上与供油系统中的压力变化无关。
文档编号F02B3/06GK1087403SQ9211329
公开日1994年6月1日 申请日期1992年11月24日 优先权日1992年11月24日
发明者斯文·劳里森 申请人:汉斯·詹森斯·玛斯金菲布里克有限公司