定量供給系統的製作方法
2023-06-03 02:46:26
專利名稱：定量供給系統的製作方法
發明的
背景技術：
本發明涉及一種用於大型柴油機的潤滑系統，其中，氣缸潤滑油通過多個噴嘴將油珠霧加到氣缸表面上。該類型的系統例如由WO00/28194可知。
滑油向各噴嘴的供給通過普通的定時潤滑裝置進行，小活塞泵通過閥將給定量的滑油部分從該潤滑裝置供給各噴嘴。
一個潤滑裝置供給一個發動機氣缸或一組發動機氣缸，且在所述滑油部分以一定正時(即某一時間點)向氣缸表面定量供給時，該潤滑裝置通常由柴油機直接驅動，並以該柴油機同步。潤滑裝置通常布置成離各潤滑點一定距離。在很長的管中，滑油的可壓縮性對定量供給的精度有決定性的影響。儘管經驗顯示，管的長度為6-7米時定量供給的精度似乎不會發生很大的偏離，但優選是使確定定量供給量和正時的單元與氣缸壁上的定量供給點之間的管長儘可能短。
並不是所有的柴油機都能與轉數同步地驅動潤滑裝置。而且，越來越希望能夠根據各種可測量的發動機參數而靈活而方便地使氣缸潤滑油的定量供給量適應發動機的實際瞬時需要。還希望以一種靈活的方式不斷地根據實際工作狀態來適應計時。優選是，所有這些適應可以進行中心控制。
與發動機rpm同步地驅動潤滑裝置可以通過電子而實現，但是這很複雜和昂貴。正時可以隨該系統進行即時變化。
當氣缸潤滑油通過馬達每轉一圈的潤滑油量來進行定量供給時，定量的調節只能夠改變泵的衝程。這樣的系統在DK專利申請4999/85中公開。該系統使用凸輪機構來根據馬達負載調節泵的衝程。由此進行的變化只能夠通過以具有另外轉換功能的新凸輪更換舊凸輪而實現。
還提出通過可控馬達例如步進馬達來調節泵的衝程。這已經用於點潤滑，但是對於普通潤滑裝置很難實現點潤滑。
對於普通氣缸壁潤滑，直到現在都實際使用簡單的彈簧偏壓單向閥，該彈簧偏壓單向閥能夠抗氣缸內的內部壓力，但是將屈服於稍高的外部注入壓力。對於本發明，希望和需要使得閥系統只能在高得多的油壓下才能打開，以便使滑油注入一開始就能呈現霧化注入特性。它有幾個百分點的壓力差係數。
本發明的目的是提供一種在大型柴油機中的氣缸噴射潤滑系統，它除了精確控制正時外，還能夠靈活的中心控制泵的衝程，從而控制滑油量。
根據本發明，這可以通過一種定量供給系統來實現，該定量供給系統有供給管和返回管，該供給管和返回管有它們各自的閥，並與中心供給泵連接，該定量供給系統還有多個注射單元，該注射單元的數目與發動機中的氣缸數目相對應，並與該管連接，各單元包括注射噴嘴，用於將霧化氣缸潤滑油注射到相應氣缸內；活塞，該活塞布置在噴嘴杆的後端；以及控制馬達，該馬達通過螺釘抵靠該活塞，以便調節該活塞的泵衝程，該系統還包括；中心計算機，用於控制閥和馬達。
通過該系統，通過設置該控制馬達，能夠很容易地調節衝程。這由計算機通過接收關於馬達工作參數的數據而在中心進行。還有，閥的打開和關閉可以通過該計算機控制。通過本發明的系統，可以變化馬達的工作參數，以便改變定量供給的氣缸潤滑油的正時和量。該滑油可以在馬達的工作循環中的合適正時進行定量供給。因為注射噴射，因此發動機能夠進行特別有效的潤滑。
在氣缸中可以有一個或多個注射單元。通常，注射單元的數目將是氣缸數目的多倍。
根據本發明的特殊實施例，系統的特徵在於，噴嘴包括柱形噴嘴杆，用於穿過氣缸壁中的孔安裝，該噴嘴杆有用於針閥本體的中心通道，該針閥本體沿向外方向承載有彈簧負載，以便封閉在噴嘴杆的噴嘴出口中的內部閥座；以及第二軸向通道，用於控制高壓油向前部壓力室的供給，在該前部壓力室中，高壓油可以向針閥本體施加向後的壓力，以便打開內部閥座，從而通過開口噴嘴而進行滑油的超壓注射，直到油壓降低，以便有效關閉針閥，其中，中心通道由在外部管狀柱形閥杆和中心布置的穿過管之間的環狀柱形空間構成，該穿過管用於中心容納針閥本體。
根據本發明，採用了閥控制注射噴嘴，用於將氣缸潤滑油注入大型柴油機的氣缸內。因此，當工作時的注射壓力遠遠大於潤滑油只是通過潤滑孔流入氣缸內的情況時，能實現合適的霧化。
在相應條件下工作的某些噴嘴閥為已知，即用於發動機氣缸的燃料的各種注射單元，但是現有技術中並沒有涉及氣缸潤滑油的注入，且它們並不直接適於該目的，因為它們將在與穿過氣缸壁插入的安裝條件不同的安裝條件下進行布置。
不過，對於本發明，可以發現該新的閥基於現有技術的燃料閥的某些基本特徵，即，主要在它們的外觀上，圓杆有中心通道，用於接收閥本體，該閥杆有前部閥針，用於與非常靠近外部噴嘴開口的閥座相互作用，並有壓縮彈簧，該壓縮彈簧位於後面，用於使閥本體和閥針前進以抵靠閥座；還有液體導管，用於將壓力流體引向在閥本體前部的壓力隔腔，因此，當液體上施加所需壓力時，將向後推該閥針。因此，只有當形成高壓時才能打開噴嘴，即從閥一打開開始將立即形成液體霧化，直到較高的液體壓力減小到以致於不再能克服所述壓縮彈簧的作用，即在液體上還有很大壓力時突然停止霧化。將有少量液體從所述壓力隔腔向後洩漏，該洩漏液體恰好可以通過所述中心通道排出。
在製造以及將所需尺寸的所述閥杆裝入發動機的氣缸蓋中時，所述燃料閥基本上沒有任何困難。該結構的決定條件是這些杆的橫截面尺寸需要有足夠空間，以便形成所述中心通道以及與它平行的液體供給導管，在燃料閥中這明顯較厚。
對於用於氣缸壁潤滑的閥，尺寸和安裝條件完全不同。重要的是閥杆的直徑將減至最小，因為特別是在已有的發動機氣缸中，不能穿出比最初預計更大的「潤滑孔」， 實際上，這些孔比在氣缸蓋中用於使燃料閥穿過的孔小得多。
因此，優選是將相同技術用於氣缸壁潤滑，其中，液體供給導管明顯更小，因為所需的液體供給只有燃料流量的很小部分，因此有利於使閥杆的直徑較小。不過，實際上將很難穿過相對細長的杆體形成非常薄的導管，尤其是當該導管位於杆本體的中心通道的外部。因此，直接利用所述現有技術將意味著在形成狹窄杆體時將不現實地昂貴，或者使杆體厚得不可接受。
通過本發明，通過將偏心的液體供給導管布置成環繞中心通道的環形管道，分別作為在中心內管和環繞的杆管之間區域中的一個或多個軸向槽，從而使這種情況產生了根本變化。通過這樣分成兩個管，可以在沒有任何困難的切削工作的情況下提供狹窄導管，該導管可以佔用最小的徑向空間，實際上，顯然可以使噴嘴閥具有很小的厚度，以便使它們完全適於這裡所述的特殊用途。
下面將參考附圖介紹本發明，附圖中圖1表示了具有三個噴射單元的本發明系統；圖2表示了噴射單元沿圖1中的線II-II的局部放大剖視圖；以及圖3表示了用於定量供給單元中的閥的還一實施例的局部剖視圖。
圖1中的本發明系統表示為具有三個注射單元/閥的裝置，但是其數目並不限制為三個。注射單元包括直接安裝在各個單閥上的定量供給單元。
如圖2中更清楚所示，定量供給單元包括活塞1，該活塞1可以為與所示不同的活塞。當系統沒有壓力時，該活塞通過彈簧1』而保持在左側。當閥3打開時，由圖中未示出的泵通過壓力管17向隔腔5中供給高壓油，從而使活塞向右運動，通過活塞右端的移動，滑油通過導管9、24和28而經壓力閥7通向在噴嘴閥針18前面的隔腔30，然後再通過噴嘴11的噴嘴導管12。下面將更詳細地介紹閥的功能。
從閥中洩漏的滑油通過導管13、15和21引向返回管23。環繞彈簧1』的隔腔25通過孔19與返回管23持續連接，這樣，在該隔腔25中的滑油容積的變化不會影響功能。當活塞1到達它的底部位置時，閥27打開且閥3關閉。因此，隔腔5與返回管29連接，彈簧1』將迫使活塞1返回它的極左位置，隔腔5通過活塞1中的吸入閥31而供給新的滑油。吸入閥並不必須置於活塞1中，泵的衝程通過螺釘33調節，該螺釘再可由馬達37控制。
閥3和27的打開和關閉以及馬達37的控制都可以由計算機(未示出)中心控制實現，該計算機接收馬達的工作參數，並將它們分別轉換成正時和活塞衝程方面的變量。
所述定量供給單元並不必須安裝在各個噴嘴單元上，而是例如可以將該定量供給單元安裝在氣缸的其它噴嘴單元上，這樣，通過一個馬達37可以對所有定量供給單元進行衝程調節。然後，該定量供給單元再通過連接管與氣缸壁中的閥連接。因為定量供給單元與普通潤滑裝置相比較小，因此，聯接在一起的定量供給單元可以安裝在靠近潤滑點的任意位置，而不會引起採用較大的普通潤滑裝置時的限制。因此，在定量供給單元和閥之間的所需連接管可以保持為相當短。
圖3所示的單元包括細長的薄外管2，該薄外管2將用於插入氣缸壁中的、用虛線表示的橫向孔4中，該外管2限制在虛線曲線6a和6b之間。在氣缸的內壁6a處，該管終止於插入噴嘴塞8，該噴嘴塞8有在噴嘴凸起10中的嘴，該嘴有向外傾斜的噴嘴導管12，用於使通過中心進入導管14供給的高壓油霧化。
在該導管14中，容納有閥針18的外端部分16，該閥針18在固定於內管22上的塊部件20中軸向引導，該內管22在與外管間隔一定徑向距離處穿過整個外管2向外延伸，從而在這些管之間確定了柱狀的環形導管24。該環形導管用於將高壓油從恰好在氣缸外壁6b外側的連接殼體26引向塊部件20，在該塊部件20中形成傾斜導管28，該傾斜導管28將高壓油向下和向上引導，以便與在閥針18的增厚部分32的前面的隔腔30連通。因此，供給的高壓油將向閥針上施加背壓。
閥針18在後部抵靠壓縮彈簧32，該壓縮彈簧32嵌入內管22中，並支承在柱形滑塊34的前端處，該柱形滑塊34在內管22中縱向滑動，其中，該柱形滑決34可通過在塊部件26後面的螺釘36而前後調節，而該螺釘可通過馬達37而旋轉。該滑塊34由引導件35阻擋以防止旋轉。塊部件26中的柱形導管24與徑嚮導管38連接，該徑嚮導管38通過過濾器40與高壓油連接管42連接。內管22的內部通過連接部分44與第二連接管46連接，該第二連接管46即用於排出洩漏滑油，該洩漏滑油可以從噴嘴端頭區域穿過沒有專用密封件的內管而往回滲透。
彈簧32保持與閥針的合適開口壓相對應的合適預負載，當連接管42上的滑油壓力積累到該水平時，通過作用在閥針的增厚部分32上的滑油壓力而將閥針稍微相後壓，這樣，閥針尖離開它的接觸座，該接觸座在噴嘴導管12的出口狹窄導管的端頭處，因此，開口從一開始就由噴嘴產生以48表示的高壓霧化注射滑油。該狀態一直保持，直到供給滑油的壓力開始減小，從而突然終止噴嘴的噴霧。
應當知道，整個管部件可以有相對較小的直徑，除了外部切削導管28外，分別用於高壓油和引導油的供給和排出導管並不需要進行然後切削操作，彈簧32可以很好地布置在內管22中，塊部件20可以有較小尺寸，因為它並不裝有彈簧32。
在圖3中，噴嘴表示為穿過氣缸壁6a、6b而徑向定向。也可選擇，噴嘴可以定向為相對於徑向成一定傾斜角。這取決於空間條件、材料厚度等。
應當知道，高壓油的供給可以選擇通過在外管2或內管22中的一個或多個縱向槽來實現，這將與前述產品一樣有利。
權利要求
1.一種定量供給系統，用於向船用發動機的大型柴油機氣缸供給氣缸潤滑油，該定量供給系統有供給管和返回管，該供給管和返回管有它們各自的閥(3、27)，並與中心供給泵連接，該定量供給系統還有多個注射單元，該注射單元的數目與發動機中的氣缸數目相對應，並與該管連接，各單元包括注射噴嘴，用於將霧化氣缸潤滑油注射到相應氣缸內；活塞(1)，該活塞布置在噴嘴杆的後端；以及控制馬達(37)，該馬達通過螺釘(33、36)抵靠該活塞(1)，以便調節該活塞(1)的泵衝程，該系統還包括；中心計算機，用於控制閥(3、27)和馬達(37)。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，該噴嘴包括柱形噴嘴杆(2)，用於穿過氣缸壁中的孔(4)安裝，該噴嘴杆有用於針閥本體(18)的中心通道(14)，該針閥本體沿向外方向承載有彈簧負載，以便封閉在噴嘴杆的噴嘴出口中的內部閥座；以及第二軸向通道(24)，用於控制高壓油向前部壓力室(30)的供給，在該前部壓力室中，高壓油可以向針閥本體施加向後的壓力，以便打開內部閥座，從而通過開口噴嘴而進行滑油的超壓注射，直到油壓降低，以便有效針閥關閉，其中，中心通道由在外部管狀柱形閥杆(2)和中心布置的穿過管(22)之間的環狀柱形空間構成，該穿過管用於中心容納針閥本體(18)。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於活塞(1)通過彈簧(1』)施加有負載，當系統沒有壓力時，該彈簧(1』)將活塞壓向滑油供給隔腔(5)。
4.根據權利要求1、2或3所述的系統，其特徵在於該噴嘴(11)有外部傾斜噴嘴導管(12)。
5.根據前述任意一個權利要求所述的系統，其特徵在於注射噴嘴和控制馬達中心環繞公共軸線布置。
6.根據權利要求2-5中任意一個所述的系統，其特徵在於作用在針閥本體上的彈簧32壓靠在可縱向移動的滑塊(34)上，該滑塊(34)的衝程由控制馬達(37)確定。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於該滑塊(34)通過引導件(37)保持旋轉方向固定。
8.根據權利要求2-7中任意一個所述的系統，其特徵在於作用在針閥本體上的彈簧(32)具有與閥針(18)的所希望開口壓力相對應的預負載。
全文摘要
本發明公開了一種定量供給系統，用於例如船用發動機的大型柴油機氣缸的氣缸潤滑油。該系統有供給管和返回管，該供給管和返回管有它們各自的閥(3、27)，並與中心供給泵連接。該系統還有多個注射單元，這些注射單元與所述管連接。各單元包括注射噴嘴，用於將霧化氣缸潤滑油注射到相應氣缸內；活塞(1)，該活塞布置在噴嘴杆的後端；以及控制馬達(37)，該馬達通過螺釘(33、36)抵靠該活塞(1)，以便調節該活塞(1)的泵衝程。而且，該系統還包括中心計算機，用於控制閥(3、27)和馬達(37)，從而精確控制潤滑油量和供給正時。
文檔編號F01M1/00GK1471610SQ01817916
公開日2004年1月28日 申請日期2001年10月24日 優先權日2000年10月24日
發明者斯文·勞裡森, 斯文 勞裡森 申請人:漢斯延森潤滑油有限公司