專利名稱：氣缸潤(rùn)滑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)、尤其是大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸潤(rùn)滑裝置。
背景技術(shù)：
各種類型的氣缸潤(rùn)滑裝置已經(jīng)被構(gòu)造成用于汽車領(lǐng)域所用的內(nèi)燃機(jī)或用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)。
特別是作為能夠被設(shè)計(jì)為二沖程或四沖程內(nèi)燃機(jī)的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)型式中，大型發(fā)動(dòng)機(jī)常常被用作船只的驅(qū)動(dòng)單元或還被用于定點(diǎn)作業(yè)，例如用于驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生電能的大型發(fā)電機(jī)。在這方面，大型發(fā)動(dòng)機(jī)通常在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行，這對(duì)于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全性以及可用性設(shè)置了高要求。在特別長(zhǎng)的維護(hù)間隔中，因此低磨損和運(yùn)行供應(yīng)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)處理是核心標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，活塞沿著氣缸壁的表面滑動(dòng)。氣缸用作工作表面并且通常被設(shè)計(jì)為呈氣缸套的形式?？上蛟跉飧滋字型鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的活塞提供氣缸潤(rùn)滑和/或活塞潤(rùn)滑。在一個(gè)方面，活塞必須在氣缸中盡可能平滑地滑動(dòng)，即不存在阻礙；在另一方面，活塞必須盡可能密封工作空間，以便確保在工作空間中執(zhí)行的燃燒過程中所釋放的能量進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化。因此，潤(rùn)滑劑(例如，潤(rùn)滑油)在大型發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間通常被引入到氣缸套的內(nèi)表面上，以實(shí)現(xiàn)活塞的良好運(yùn)行特性并且保持活塞和活塞環(huán)的工作表面的磨損盡可能小。此外潤(rùn)滑劑有助于中和侵蝕性燃燒產(chǎn)物，從而有助于避免腐蝕。由于這些多樣的需求，高質(zhì)量的物質(zhì)常常被用作潤(rùn)滑劑，這些高質(zhì)量的物質(zhì)因此是昂貴的。因此，需要以就發(fā)動(dòng)機(jī)的特別有效且經(jīng)濟(jì)的操作而言盡可能小的潤(rùn)滑速率工作。在大型發(fā)動(dòng)機(jī)中，然而不僅在這些發(fā)動(dòng)機(jī)中，在其相應(yīng)的氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的每個(gè)活塞的潤(rùn)滑均由在往復(fù)式活塞中或在氣缸套的壁中預(yù)見的潤(rùn)滑裝置承擔(dān)。潤(rùn)滑劑被施加到工作表面，以便使活塞和工作表面之間的摩擦最小化并且因此減少工作表面和活塞環(huán)的磨損。在諸如Wktsiia的RTA發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的情況中，對(duì)于1000小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間而言，工作表面的磨損小于0. 05mm。正被運(yùn)送的潤(rùn)滑劑的量是大約I. 3g/kWh或更少并且應(yīng)當(dāng)被進(jìn)一步減少，尤其是出于成本的原因。同時(shí)，磨損應(yīng)當(dāng)被最小化。已知用于潤(rùn)滑工作表面的潤(rùn)滑系統(tǒng)的完全不同方案，這些方案不僅涉及潤(rùn)滑裝置自身的實(shí)際操作而且涉及潤(rùn)滑方法。根據(jù)已知方案，潤(rùn)滑劑通過多個(gè)潤(rùn)滑劑開口被施加到運(yùn)行經(jīng)過潤(rùn)滑劑開口的活塞，多個(gè)潤(rùn)滑劑開口沿周向被容納在氣缸壁中，其中潤(rùn)滑劑通過活塞環(huán)不但沿周向而且沿軸向分配。被證實(shí)的方法是所謂的內(nèi)部潤(rùn)滑，其中潤(rùn)滑劑(典型地潤(rùn)滑油)被傳送通過活塞的內(nèi)部，然后經(jīng)由被設(shè)置在活塞表面上的一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑部位被從活塞內(nèi)部施加到活塞上或氣缸工作表面上。這種方法例如在EP-A-O 903 473中被公開。除了潤(rùn)滑劑被施加到氣缸套的工作表面的方式以外，潤(rùn)滑劑的劑量要被維護(hù)以確保正確量的潤(rùn)滑劑到達(dá)每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。為此目的，已知形成當(dāng)前工藝水平的多種不同油劑量泵。為了確保油均勻分配到內(nèi)燃機(jī)的氣缸的潤(rùn)滑滾針，已知的油劑量泵包括致動(dòng)活塞，該致動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)被附連或連接到致動(dòng)活塞的一定數(shù)量的劑量柱塞。劑量柱塞被可移動(dòng)地布置在定量配給空間中，從而往復(fù)運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行沿著工作路徑的輸送和返回沖程，該工作路徑通常沿柱塞軸線的方向延伸。在返回沖程期間，可預(yù)先設(shè)定量的潤(rùn)滑油被填充到在柱塞之上的定量配給空間中。在接收到噴射信號(hào)時(shí)，致動(dòng)活塞開始運(yùn)動(dòng)并且潤(rùn)滑油通過被致動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)的柱塞加壓，并且潤(rùn)滑油被從每個(gè)定量配給空間供應(yīng)到相應(yīng)潤(rùn)滑滾針。
如例如在CH 673 506, DE197 43 955 B4或EP I 386 063 Al中被公開的這種已知的氣缸油劑量泵在結(jié)構(gòu)上都十分復(fù)雜，因而導(dǎo)致泵的價(jià)格比較高。二沖程船用柴油機(jī)需要至每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸外圍處的多個(gè)點(diǎn)的精確定時(shí)、計(jì)量的且獨(dú)立輸送的脈動(dòng)的潤(rùn)滑劑流。由于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸均需要其自己的泵，所以這種泵將以可能最低的成本被制造同時(shí)盡可能地簡(jiǎn)單且可靠。為了滿足這些需求，其他泵提議方案僅使用單個(gè)活塞來輸送多個(gè)流，但是在該情況中不可能保證單個(gè)流到達(dá)在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸上的每個(gè)噴射部位。由于潤(rùn)滑劑可能是高粘度油的事實(shí)，這種泵可能不足以提供優(yōu)化劑量的潤(rùn)滑劑到潤(rùn)滑部位。具體地，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是冷的，那么被輸送到每個(gè)潤(rùn)滑部位的潤(rùn)滑劑的量可能是不足的。本發(fā)明的目的在于改進(jìn)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的任何運(yùn)行條件的潤(rùn)滑劑劑量。本發(fā)明的目的通過在潤(rùn)滑部位附近局部地加熱該潤(rùn)滑劑來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，在現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)期到，當(dāng)計(jì)量流體的精確體積時(shí)要考慮流體的粘度。這種裝置例如已在US4252097中被公開，用于燃料噴射。燃料的粘度決定計(jì)量期望體積的液體燃料所需的時(shí)間。將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的氣缸中的電子燃料噴射器被劑量螺線管控制，該計(jì)量螺線管控制流過計(jì)量閥的液體燃料的量。計(jì)量螺線管被致動(dòng)得越久，流過燃料噴射器的計(jì)量閥的燃料的量就越大。在給定固定時(shí)段的情況下，相對(duì)于具有較低粘度的燃料的量而言，較少量的具有高粘度的燃料將流過計(jì)量閥。然而，這種方案不適用于潤(rùn)滑劑噴射，原因在于，由于潤(rùn)滑劑必須以給定曲柄角(因此，活塞在氣缸套中的給定位置)被計(jì)量，因此用于計(jì)量潤(rùn)滑劑的時(shí)間可能不變化。還已預(yù)期到，如在US6109543中所公開的那樣，預(yù)加熱被噴射到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管或氣缸中的燃料。主要出于經(jīng)濟(jì)原因，燃料噴射器已被優(yōu)化，從而提供優(yōu)化溫度和壓力的燃料以使燃料消耗最小化。然而，由于潤(rùn)滑劑通常被設(shè)置在儲(chǔ)油器中(潤(rùn)滑劑通過活塞從儲(chǔ)油器被分配到氣缸壁上)的事實(shí)，潤(rùn)滑劑消耗是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的微小問題。潤(rùn)滑劑在儲(chǔ)油器中被再次收集且通常被定期再填充?？商峁V油器以從潤(rùn)滑劑過濾任何固態(tài)顆粒，所述固態(tài)顆粒源自于活塞或氣缸表面的磨損和磨蝕。然而，該概念不會(huì)適用于諸如主要用于船舶應(yīng)用的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的大型發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于具有至少600mm直徑的活塞而言，儲(chǔ)油器的使用由于潤(rùn)滑劑必須從儲(chǔ)油器長(zhǎng)距離地行進(jìn)到需要潤(rùn)滑的部位的事實(shí)而具有嚴(yán)重缺陷。因此，這種概念會(huì)導(dǎo)致十分高的潤(rùn)滑劑消耗。對(duì)于大型發(fā)動(dòng)機(jī)而言，需要潤(rùn)滑的工作表面可總計(jì)達(dá)幾個(gè)平方米。由于對(duì)于該具體應(yīng)用而言潤(rùn)滑劑消耗是重要問題的事實(shí)，這種概念會(huì)導(dǎo)致極其高的潤(rùn)滑劑消耗。潤(rùn)滑劑待在明確時(shí)間段內(nèi)的明確時(shí)間點(diǎn)被以精確的量輸送到相應(yīng)的潤(rùn)滑部位。潤(rùn)滑劑由潤(rùn)滑劑泵供應(yīng)到相應(yīng)的潤(rùn)滑部位，潤(rùn)滑劑被從該潤(rùn)滑部位釋放到氣缸套的內(nèi)表面上。潤(rùn)滑部位可被設(shè)置在活塞或在氣缸套的內(nèi)表面中的至少一個(gè)上。在潤(rùn)滑部位，潤(rùn)滑劑作為液體被輸送通過開口，從而生成遍布?xì)飧滋妆砻娴囊耗?；或?rùn)滑劑作為噴霧輸送到工作空間或掃氣空間中。工作空間旨在是在活塞、氣缸蓋和氣缸套之間延伸的空間，所述空間包含待被壓縮并燃燒的燃料和氣體。掃氣空間旨在是從活塞的下面延伸到曲柄箱的空間。掃氣空間中的氣缸套包含掃氣槽以及活塞桿的至少一部分。有利的是將潤(rùn)滑劑輸送到該掃氣空間中。潤(rùn)滑劑不暴露于燃燒過程。因此，可避免由源自潤(rùn)滑劑的殘留物引起的任何污染，所述殘留物可能已進(jìn)入到燃燒空間中。由于潤(rùn)滑劑可包含添加物，所述添加物可導(dǎo)致在氣缸蓋、特別是排氣閥或燃料噴射系統(tǒng)中在燃燒條件下的熱氣腐蝕，因此應(yīng)當(dāng)避免任何潤(rùn) 滑劑存在于燃燒空間中。燃料粘度在潤(rùn)滑劑粘度的四倍和五倍之間。通常，燃料粘度在50°C時(shí)在700-1000cst范圍內(nèi)，而潤(rùn)滑劑的粘度在40°C時(shí)通常至多是500cst、優(yōu)選地至多是300cst，特別是從15cst至大約220cst。在燃料噴射的情況下，噴射溫度通常保持恒定，該溫度最適于確保燃料通過噴射系統(tǒng)的正確流率，從而導(dǎo)致適當(dāng)量的燃料被噴射到燃燒室中。然而在潤(rùn)滑劑噴射的情況下，由于流率與燃料噴射相比要小得多，因此情況不同。通常，每活塞沖程被輸送的潤(rùn)滑劑體積是至多每滾針lg，因此每潤(rùn)滑部位，優(yōu)選地是至多每滾針至多500mg、特別優(yōu)選地每滾針至多300mg。多個(gè)滾針能夠被設(shè)置在氣缸套和/或活塞上。根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方式，每氣缸套設(shè)置8個(gè)滾針。為氣缸套潤(rùn)滑目的而采用的十分有限量的潤(rùn)滑劑使得待由潤(rùn)滑劑覆蓋的氣缸套表面對(duì)于噴射型式十分敏感。此外，潤(rùn)滑劑的量主要取決于在各種負(fù)載下工作空間中的狀況以及在噴射期間潤(rùn)滑劑的粘度。因此，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行和噴射器設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)在各種負(fù)載下潤(rùn)滑劑的粘度能夠出人意料地改善在氣缸套上的油分配。鑒于前述所有原因，潤(rùn)滑劑必須以極大的精度被引入到工作空間中以及掃氣空間中。潤(rùn)滑劑的量必須被調(diào)節(jié)，從而避免在燃燒期間任何潤(rùn)滑劑存在于工作空間中。然而，在活塞沖程的任何部分處均待存在足夠的潤(rùn)滑劑，以確保充分潤(rùn)滑。因此，潤(rùn)滑劑噴射裝置的性能取決于在噴射期間潤(rùn)滑劑的粘度，具體地，船用大缸徑柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)中的預(yù)加熱的目的在于增加潤(rùn)滑劑的流動(dòng)性。增加的流動(dòng)性而有助于改進(jìn)潤(rùn)滑劑的輸送以及便于潤(rùn)滑劑通過管道被泵送，所述管道通向潤(rùn)滑部位，例如氣缸套上的滾針。如果潤(rùn)滑劑的溫度被預(yù)加熱系統(tǒng)增大，那么將導(dǎo)致潤(rùn)滑劑的粘度減少，因此便于潤(rùn)滑劑通過管道分配到潤(rùn)滑部位。在潤(rùn)滑部位，潤(rùn)滑劑進(jìn)入到潤(rùn)滑空間中。有利的是，潤(rùn)滑劑被噴射到待潤(rùn)滑的表面上，以便覆蓋對(duì)于給定量的潤(rùn)滑劑而言該表面的最大可能面積，因而使用于特定潤(rùn)滑目的的潤(rùn)滑劑需求最小化。便利的是，設(shè)置用于將潤(rùn)滑劑噴射到待潤(rùn)滑的表面上的噴霧嘴。這種噴霧嘴形成潤(rùn)滑劑噴射裝置的一部分。存在于噴霧嘴位置處的潤(rùn)滑劑不太可能具有恰當(dāng)粘度以確保均勻潤(rùn)滑劑噴射，從而確保覆蓋待潤(rùn)滑的表面。因此，潤(rùn)滑劑的粘度對(duì)于噴射型式且因此對(duì)于潤(rùn)滑劑所覆蓋的實(shí)際表面具有顯著的影響。如果該粘度偏離所設(shè)計(jì)的粘度，那么被覆蓋的表面的面積可顯著地小于在理想情況下會(huì)被覆蓋的表面的面積。因此，表面的一部分可能不暴露于潤(rùn)滑劑或可能不暴露于比確保優(yōu)化潤(rùn)滑的量更低的潤(rùn)滑劑的量。因此，潤(rùn)滑劑在噴霧嘴的位置處的粘度必須被精確地控制。
由于潤(rùn)滑劑的粘度與其溫度相關(guān)聯(lián)的事實(shí)，在噴霧嘴的位置處的潤(rùn)滑劑的溫度必須被監(jiān)測(cè)和控制。潤(rùn)滑劑溫度還受通過通向潤(rùn)滑部位的管道系統(tǒng)的放熱影響以及很大程度取決于在潤(rùn)滑劑噴射裝置的潤(rùn)滑劑分配元件位置處的氣缸套溫度。因此，設(shè)置有分配系統(tǒng)的工作空間或掃氣空間、以及諸如氣缸套壁溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、氣缸套冷卻系統(tǒng)的效率之類的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件全都會(huì)有助于改變?cè)趪娚鋾r(shí)間的潤(rùn)滑劑的粘度，從而對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的性能具有負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的又一目的在于提供用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)、尤其是大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn) 滑劑噴射裝置。本發(fā)明的另一目的在于提供一種潤(rùn)滑劑噴射裝置，通過以改裝的方式將所述潤(rùn)滑劑噴射裝置安裝到已經(jīng)在運(yùn)行的常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)中還可使得該潤(rùn)滑劑噴射裝置容易安裝。因此，用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑劑噴射裝置包括潤(rùn)滑劑分配元件、用于將潤(rùn)滑劑供應(yīng)到該潤(rùn)滑劑分配元件的通道以及用于從潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置接收潤(rùn)滑劑的進(jìn)口。所述潤(rùn)滑劑分配元件包括用于將所述潤(rùn)滑劑分配到氣缸套或活塞的表面上的開口，所述開口可由關(guān)閉元件來關(guān)閉以中斷所述潤(rùn)滑劑供應(yīng)。所述潤(rùn)滑劑噴射裝置包含用于加熱所述通道中的所述潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑劑加熱元件。所述潤(rùn)滑劑分配元件、所述開口、所述關(guān)閉元件和所述通道都被布置在燃料噴射裝置主體中，所述燃料噴射裝置主體形成用于這些元件的殼體。所述加熱元件還可被布置在所述殼體中，但是還可被布置在所述殼體的周邊上。所述潤(rùn)滑劑噴射裝置還適于從所述活塞朝向所述氣缸套表面的潤(rùn)滑，如EP2133520A1中所公開的。此外，可以霧化離開位于所述活塞表面上的噴嘴的潤(rùn)滑劑。通過用加熱元件(例如，在所述噴射器主體內(nèi)的熱針)控制粘度，潤(rùn)滑劑以微滴的形式被分散到所述活塞和所述氣缸套之間的空間中。所述通道的平均直徑有利地是至少5mm、優(yōu)選地至少10mm、特別優(yōu)選地至少15mm。至少IOmm的直徑導(dǎo)致所述潤(rùn)滑劑在流過所述通道時(shí)的較低壓降。因此，可減少所述潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置的功率需求。期望的直徑還取決于所述通道中所述潤(rùn)滑劑的所需速度，目的在于使所述加熱元件和流過所述噴射器主體的所述潤(rùn)滑劑之間的熱傳遞最優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)所需的潤(rùn)滑劑溫度。所述潤(rùn)滑劑在潤(rùn)滑部位處的粘度小于500cst、優(yōu)選地小于400cst、特別優(yōu)選地在15cst至高達(dá)包括220cst的范圍內(nèi)。所述噴射器設(shè)計(jì)和噴射的邊界條件是限定待設(shè)定的適當(dāng)粘度的基礎(chǔ)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，用于輸送潤(rùn)滑劑的所述通道具有對(duì)該通道劃界的通道壁，所述通道壁包含所述加熱元件。所述通道壁是所述噴射器主體的一部分。所述加熱元件可包括電阻器或熱交換器中的至少一個(gè)。根據(jù)有利的變型，所述熱交換器包含加熱流體。所述加熱流體可以是這樣的流體，即，該流體通過當(dāng)燃料在工作空間中被燃燒時(shí)執(zhí)行的燃燒過程已被直接或間接加熱。根據(jù)替代的實(shí)施方式，用于輸送潤(rùn)滑劑的所述通道包含所述加熱元件。所述加熱元件可以是長(zhǎng)形元件，諸如在所述通道的至少一部分范圍內(nèi)延伸的桿或柱。有利地，所述長(zhǎng)形元件包含電阻器、用于使加熱流體循環(huán)的通道或發(fā)熱元件中的至少一個(gè)。潤(rùn)滑劑通道可圍繞所述加熱元件周向地布置。具體地，所述潤(rùn)滑劑通道可以是螺旋形狀的，因此是螺旋線形狀的。所述螺旋線在進(jìn)口和出口之間延伸，所述潤(rùn)滑劑通過所述進(jìn)口進(jìn)入所述通道，所述潤(rùn)滑劑通過所述出口離開所述通道以在所述潤(rùn)滑部位處噴射。具體地，噴嘴可形成于通向所述出口的所述通道中，所述噴嘴可有利地構(gòu)造為噴霧嘴。根據(jù)前述實(shí)施方式中任一個(gè)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置可以是大型發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分。所述大型發(fā)動(dòng)機(jī)具體地可構(gòu)造為大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。所述大型發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)氣缸套和/或活塞，所述氣缸套和/或活塞包括根據(jù)前述實(shí)施方式中任一個(gè)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置。此外，本發(fā)明涉及一種用于潤(rùn)滑氣缸套的內(nèi)表面的方法，所述氣缸套包括根據(jù)前述實(shí)施方式中任一個(gè)的潤(rùn)滑劑噴射裝置。該方法包括以下步驟用所述潤(rùn)滑劑填充所述潤(rùn)滑劑通道，以及當(dāng)所述潤(rùn)滑劑達(dá)到其潤(rùn)滑溫度時(shí)開啟所述出口以將該潤(rùn)滑劑從所述通道排 出。有利地，在與噴射預(yù)定體積的潤(rùn)滑劑對(duì)應(yīng)的時(shí)間段之后，關(guān)閉所述潤(rùn)滑劑通道。因此，根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方式的所述潤(rùn)滑劑噴射裝置配備有用于在所述潤(rùn)滑部位直接噴射時(shí)精確地控制潤(rùn)滑劑溫度的裝置。所述潤(rùn)滑劑在所述潤(rùn)滑部位通過所述出口離開所述潤(rùn)滑劑噴射裝置，所述出口包含噴霧嘴。所述潤(rùn)滑劑的溫度被控制，以便保證在噴射期間潤(rùn)滑劑的適當(dāng)粘度，以與任何其他環(huán)境狀況和運(yùn)行條件無關(guān)地實(shí)現(xiàn)所需的噴射型式。根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方式的所述潤(rùn)滑劑噴射裝置設(shè)置有加熱元件，以直接且迅速地改變所述潤(rùn)滑劑的粘度。據(jù)此，使在穿透、噴霧的破碎和所述氣缸套周邊上的分配方面的噴射條件最優(yōu)化。該最優(yōu)化導(dǎo)致能從諸如低負(fù)載或高負(fù)載條件的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行得到的不同邊界條件的平衡。通過改變所述潤(rùn)滑劑的粘度，所述噴射型式還可適于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載條件。例如，噴射持續(xù)時(shí)間可適于根據(jù)所述活塞的速度而變化。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述潤(rùn)滑劑噴射裝置配備有呈桿形狀的長(zhǎng)形元件，所述長(zhǎng)形元件優(yōu)選地成形為針。所述針的溫度可通過熱敏電阻器的放熱而改變，且所述潤(rùn)滑劑溫度可保持受控，直到噴射開始以及甚至在噴射階段期間，從而確保進(jìn)入到所述工作空間或燃燒室中的穩(wěn)定的潤(rùn)滑劑噴霧。所述噴射器主體設(shè)置有圍繞所述針的螺旋形通道。所述螺旋形通道的長(zhǎng)度是這樣的，其確保所述潤(rùn)滑劑以足夠長(zhǎng)的時(shí)間流過該螺旋形通道以得到所需的溫度和粘度。所述螺旋形通道有助于使得所述潤(rùn)滑劑噴射裝置更為緊湊。所述潤(rùn)滑劑的停留時(shí)間由所述潤(rùn)滑劑通道的長(zhǎng)度確定。通過提供所述螺旋形通道，所述潤(rùn)滑劑通道的長(zhǎng)度能夠增加而不需要增加所述噴射器主體的長(zhǎng)度。盤繞部被定義為所述潤(rùn)滑劑通道長(zhǎng)度的一部分，其延伸過360°的角度。有利地，盤繞圈數(shù)至少是3、優(yōu)選地至少是5、特別優(yōu)選地至少是10。所述針的溫度由外電源置電源控制，因此可變化，并且所述潤(rùn)滑劑的所需溫度被保持受控并且被調(diào)節(jié)以得到適當(dāng)噴射質(zhì)量的所需粘度。


從結(jié)合附圖理解的下列詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和其它目的以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中圖I示出了大型發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面；圖2示出了通過根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的工作空間和燃料噴射元件的剖面；圖3是作用于曲柄軸上的力系的圖解；圖4示出了通過根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑劑噴射裝置的第二實(shí)施方式的一部分的剖面；圖5示出了通過根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑劑噴射裝置的第三實(shí)施方式的一部分的剖面。
具體實(shí)施例方式圖I示出了大型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸3的示意圖，該大型發(fā)動(dòng)機(jī)包括在下文用附圖標(biāo)記I表示的氣缸蓋。氣缸蓋I特別適于大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要被設(shè)計(jì)成具有直流掃氣的二沖程柴油內(nèi)燃機(jī)。通常具有多個(gè)氣缸3的大型發(fā)動(dòng)機(jī)的基本部件本身是公知的。氣缸蓋I包括頂部區(qū)域5和側(cè)部區(qū)域6，它們?cè)诎惭b狀態(tài)下界定氣缸3的燃燒室7，如圖I所示。關(guān)于這一點(diǎn)，在安裝狀態(tài)下氣缸蓋I的頂部區(qū)域5形成燃燒室7的邊界面，該邊界面與活塞端面41相對(duì)地設(shè)置并且與氣缸蓋I的軸線A-A垂直，如圖2所示。側(cè)部區(qū)域6鄰接頂部區(qū)域5，并且根據(jù)圖示，側(cè)部區(qū)域6的通向頂部區(qū)域5的上部向氣缸蓋I的軸線A-A傾斜地延伸，使得側(cè)部區(qū)域6以鈍角通向頂部區(qū)域5中?；钊?被布置成可沿著軸線A-A在氣缸3中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。氣缸蓋I具有安裝開口，該安裝開口可被大致布置在頂部區(qū)域5的中心，用于接收燃料噴嘴；或該安裝開口還可被大致布置在側(cè)部區(qū)域6中心，如圖2所示。燃料噴嘴9經(jīng)由燃料管線91連接到噴射設(shè)備(未示出)，該噴射設(shè)備通過噴嘴9將燃料引入到氣缸3的工作空間7中。在氣缸蓋I的頂部區(qū)域5或側(cè)部區(qū)域6中布置出口 10以用于接收閥11。閥11開啟和關(guān)閉流體交換通道，用于供給空氣和在完成活塞4的壓縮沖程之后將在工作空間7中執(zhí)行的燃燒過程的廢氣排出。閥驅(qū)動(dòng)單元12在圖2中被示意性地示出。在燃燒過程期間通過膨脹氣體所做的功允許活塞4執(zhí)行膨脹沖程，在圖I中活塞在膨脹沖程期間向下運(yùn)動(dòng)。在氣缸3的下部區(qū)域中，設(shè)置有掃氣開口 14，當(dāng)活塞4位于下死點(diǎn)處或其附近時(shí)，該掃氣開口 14形成從工作空間7進(jìn)入到氣缸空間15的通道。因此，在活塞執(zhí)行其膨脹沖程之后，新鮮空氣能夠被供給到工作空間7中。活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)室或曲柄軸箱16內(nèi)被連接到活塞桿17?；钊麠U17將活塞在氣缸3中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳送到十字頭18和連桿19，在操作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，連桿19連接到被安裝到曲柄軸20上的凸輪。曲柄軸20以角速度w旋轉(zhuǎn)過用a表示的角度。十字頭18具有十字頭銷21，該十字頭銷21具有在導(dǎo)軌23上上下運(yùn)行的滑瓦22。連桿19以力S作用于曲柄軸頸24上，該力S由活塞所施加的力K和導(dǎo)軌所施加的反作用力組成，該反作用力是未示出的導(dǎo)塊上的法向力。力K是活塞4的負(fù)載表面A和工作空間7中的過壓的乘積。K = A* (P-Ptl)，其中p是工作空間7中的壓力，P。是環(huán)境壓力。如存在于曲柄軸20處的圖I所示的力比所示，使用曲柄的杠桿臂r來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力T，從該旋轉(zhuǎn)力T得到對(duì)應(yīng)于一對(duì)力+S、-S的有效扭矩Mt，如圖3所示。該有效扭矩Mt的大小等于該對(duì)力+S、_S跨過的面積。當(dāng)活塞到達(dá)死點(diǎn)中間位置(即，a =0°或180° )時(shí)，有效扭矩Mt消失。有效扭矩Mt能夠被測(cè)量并且被輸入到控制系統(tǒng)中?？刂葡到y(tǒng)可從該信息產(chǎn)生對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的指示并且還可產(chǎn)生扭矩的時(shí)間特性，該發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與最大扭矩的大小相關(guān)聯(lián)?；谠撔畔ⅲ纱_定潤(rùn)滑劑噴射的精確定時(shí)。另選地，潤(rùn)滑劑噴射時(shí)間可與曲柄軸角度相關(guān)聯(lián)。在圖2中，示出了潤(rùn)滑劑噴射裝置30，該附圖未按比例繪制以使得該潤(rùn)滑劑噴射裝置30的基本特征更明顯。潤(rùn)滑劑噴射裝置30包括潤(rùn)滑劑分配元件31和用于將潤(rùn)滑劑供應(yīng)給潤(rùn)滑劑分配元件31的通道32。此外，潤(rùn)滑劑噴射裝置具有進(jìn)口 33，其用于從潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置34接收潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑劑分配元件31包括開口 35，其用于將潤(rùn)滑劑分配到氣缸套8或活塞環(huán)13的表面上。開口 35可由關(guān)閉元件36來關(guān)閉以用于中斷潤(rùn)滑劑供應(yīng)，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑噴射裝置包含潤(rùn)滑劑加熱元件 38，所述潤(rùn)滑劑加熱元件38用于加熱通道32中的潤(rùn)滑劑。加熱元件38被設(shè)計(jì)為裙部，通過向所述裙部施加電流來加熱所述裙部。所述裙部作為從其通過的電流的電阻器工作。所供應(yīng)的電流可來自于交流電源或還可來自于直流電源。圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的潤(rùn)滑劑噴射裝置。潤(rùn)滑劑噴射裝置60包括潤(rùn)滑劑分配元件61和用于將潤(rùn)滑劑供應(yīng)給潤(rùn)滑劑分配元件61的通道62。潤(rùn)滑劑分配元件61具有至少一個(gè)出口 81，用于將潤(rùn)滑劑噴射到工作空間中。此外，潤(rùn)滑劑噴射裝置具有用于從潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置64接收潤(rùn)滑劑的進(jìn)口 63。潤(rùn)滑劑分配元件61包括開口 65，所述開口 65用于將潤(rùn)滑劑分配到圖2的氣缸套8或活塞環(huán)13的表面上。開口 65可由關(guān)閉元件66來關(guān)閉以用于中斷潤(rùn)滑劑供應(yīng)。關(guān)閉元件66被構(gòu)造為短柱，所述短柱可沿著潤(rùn)滑劑噴射裝置的軸線A-A運(yùn)動(dòng)。短柱可包括第一部分71和第二部分72，所述第一部分71的直徑匹配開口 65的直徑，所述第二部分72接收彈簧73，所述彈簧73用于將所述短柱引導(dǎo)到第一部分71的頭部關(guān)閉該開口 65的位置。彈簧73被放置在孔74中。該孔可被填充有致動(dòng)流體，所述致動(dòng)流體經(jīng)由通道75進(jìn)出該孔。如果致動(dòng)流體和潤(rùn)滑劑不應(yīng)當(dāng)彼此接觸，則該孔相對(duì)于潤(rùn)滑劑通道密封。通常，致動(dòng)流體將具有足夠的壓力，使得通過孔74中的彈簧和致動(dòng)流體的合力將開口 65保持在關(guān)閉位置。如果控制系統(tǒng)指示需要潤(rùn)滑，那么可通過開啟致動(dòng)流體回路中的閥來使致動(dòng)流體減壓，從而允許致動(dòng)流體流到貯存器中。存在于潤(rùn)滑劑空間76中的熱的潤(rùn)滑劑施加壓力到第二部分72上，并且在彈簧的力被足夠的潤(rùn)滑劑壓力克服時(shí)，能夠提升第一部分71的頭部。在這些情況下，潤(rùn)滑劑壓力還適于在潤(rùn)滑劑通過出口 81或多個(gè)這些出口離開時(shí)提供精確噴射型式。潤(rùn)滑劑噴射裝置60包含潤(rùn)滑劑加熱元件68，所述潤(rùn)滑劑加熱元件68用于加熱通道62中的潤(rùn)滑劑。加熱元件68具有主體69，所述主體69包含用于加熱流體的通道70。主體69由循環(huán)通過通道70的加熱流體來加熱。加熱流體被從加熱流體空間77供應(yīng)給通道70。主體69通過螺紋連接、壓配合和/或焊接被安裝到潤(rùn)滑劑噴射裝置主體78上，如圖4部分地所示。主體69中的通道70相對(duì)于潤(rùn)滑劑通道62和潤(rùn)滑劑空間76密封，以便排除潤(rùn)滑劑對(duì)加熱流體或者加熱流體對(duì)潤(rùn)滑劑的任何污染。加熱流體可通過潤(rùn)滑劑噴射裝置主體78中的單獨(dú)通道(在圖4中未示出)被供應(yīng)到加熱流體空間77。作為被設(shè)置在主體69中的加熱元件的替換物或者除了該加熱元件以外，可在短柱中設(shè)置加熱元件，所述加熱元件在附圖中未被示出。加熱元件還可構(gòu)造為用于加熱流體的通道，但是另選地或除此以外可設(shè)置有電加熱裝置，具體地，該加熱元件可包括電阻器。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的潤(rùn)滑劑噴射裝置。潤(rùn)滑劑噴射裝置130包括潤(rùn)滑劑分配元件131和用于將潤(rùn)滑劑供應(yīng)到潤(rùn)滑劑分配元件131的通道132。潤(rùn)滑劑分配元件131具有至少一個(gè)出口 151，所述開口用于將潤(rùn)滑劑噴射到工作空間7中。此外，潤(rùn)滑劑噴射裝置具有用于從潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置134接收潤(rùn)滑劑的進(jìn)口 133。潤(rùn)滑劑分配元件131包括開口 135，所述開口用于將潤(rùn)滑劑分配到圖2的氣缸套8或活塞環(huán)13的表面上。開口 135可由關(guān)閉元件136來關(guān)閉以用于中斷潤(rùn)滑劑供應(yīng)。關(guān)閉元件136被構(gòu)造為桿，所述桿可沿著潤(rùn)滑劑噴射裝置的軸線A-A運(yùn)動(dòng)。該桿可包括加熱元件138。該桿具有第一部分141和第二部分142，所述第一部分141具有用于關(guān)閉開口 135的頭部，所述第二部分142接收彈簧143，所述彈簧143用于將該桿引導(dǎo)到第一部分141的頭部關(guān)閉開口135的位置。 彈簧143被放置在孔144中。該孔可填充有致動(dòng)流體，所述致動(dòng)流體經(jīng)由通道145進(jìn)出該孔。如果致動(dòng)流體和潤(rùn)滑劑彼此不接觸，則該孔將與潤(rùn)滑劑通道隔離。該桿的第二部分經(jīng)由連接元件149被連接到電源150?？舍槍?duì)進(jìn)入潤(rùn)滑劑噴射裝置的潤(rùn)滑劑設(shè)置溫度測(cè)量裝置155。溫度測(cè)量裝置155的輸出可被供給到控制單元156中?？刂茊卧軌虬l(fā)送信號(hào)給電源150以操作加熱元件138直到由溫度測(cè)量裝置155測(cè)量到期望溫度為止。控制單元還可開啟或關(guān)閉閥158，閥158用于供應(yīng)致動(dòng)流體和/或供應(yīng)能量到螺線管160。螺線管160可另選地使用或除彈簧143之外增設(shè)使用，以將該桿移到打開位置，從而允許潤(rùn)滑劑通過通道132傳到流體分配元件131并且傳到出口 151，以被噴射到工作空間7中。如圖4所示的壁元件可以是氣缸套8或活塞4的一部分。潤(rùn)滑劑噴射裝置可通過焊接、釬焊、螺紋連接或通過借助壓配合得到的連接而可被固定到所述壁元件。因此，本發(fā)明提供一種潤(rùn)滑劑噴射裝置，所述潤(rùn)滑劑噴射裝置可被容易地安裝并且長(zhǎng)時(shí)間安全地操作而不需要維護(hù)。大型發(fā)動(dòng)機(jī)的任何活塞或氣缸套均可配備有根據(jù)所公開的任何實(shí)施方式的潤(rùn)滑劑噴射裝置。本發(fā)明還提供潤(rùn)滑劑噴射裝置的加熱元件的數(shù)個(gè)實(shí)施方式。這些特征用來降低安裝/操作的成本，因此減少潤(rùn)滑劑消耗。通過根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑劑噴射裝置，大型發(fā)動(dòng)機(jī)與配備有常規(guī)潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)相比能夠更成本有效地操作。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑劑噴射裝置(30，60，130)，所述潤(rùn)滑劑噴射裝置包括潤(rùn)滑劑分配元件(31，61，131)、用于將潤(rùn)滑劑供應(yīng)給該潤(rùn)滑劑分配元件(31，61，131)的通道(32，62，132)以及用于從潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置(34，64，134)接收潤(rùn)滑劑的進(jìn)ロ(33，63，133)，所述潤(rùn)滑劑分配元件(31，61，131)包括用于將所述潤(rùn)滑劑分配到氣缸套(8)或活塞(4)的表面上的開ロ(35，65，135)，所述開ロ(35，65，135)可由關(guān)閉元件(36，66，136)關(guān)閉以中斷潤(rùn)滑劑供應(yīng)，所述潤(rùn)滑劑噴射裝置的特征在于，所述潤(rùn)滑劑噴射裝置包含用于加熱所述通道(32，62，132)中的所述潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑劑加熱元件(38，68，138)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，用于輸送所述潤(rùn)滑劑的所述通道(32，62，132)具有界定該通道的通道壁，所 述通道壁包含所述加熱元件(38，68，138)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述加熱元件(38，68，138)包括電阻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述加熱元件(38，68，138)包括熱交換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述熱交換器包含加熱流體。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，用于輸送所述潤(rùn)滑劑的所述通道(32，62，132)包含所述加熱元件(38，68，138)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述加熱元件(38，68，138)是在所述通道(32，62，132)的至少一部分內(nèi)延伸的長(zhǎng)形元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述長(zhǎng)形元件包含電阻器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述長(zhǎng)形元件包含用于使得加熱流體循環(huán)的通道或包含發(fā)熱元件。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述通道(32，62，132)圍繞所述加熱元件周向地布置。
11.ー種大型發(fā)動(dòng)機(jī)，所述大型發(fā)動(dòng)機(jī)包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，其中，所述大型發(fā)動(dòng)機(jī)特別是大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的大型發(fā)動(dòng)機(jī)，所述大型發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少ー個(gè)氣缸套(8)，所述氣缸套包括根據(jù)前述權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的大型發(fā)動(dòng)機(jī)，所述大型發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少ー個(gè)活塞(4)，所述活塞包括根據(jù)前述權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置。
14.ー種用于潤(rùn)滑氣缸套(8)的內(nèi)表面的方法，所述氣缸套包括根據(jù)前述權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的潤(rùn)滑劑噴射裝置，所述方法包括以下步驟用潤(rùn)滑劑填充潤(rùn)滑劑通道，并且當(dāng)所述潤(rùn)滑劑達(dá)到其潤(rùn)滑溫度時(shí)開啟所述出ロ以將所述潤(rùn)滑劑從所述通道排出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述潤(rùn)滑劑通道在與噴射預(yù)定體積的潤(rùn)滑劑對(duì)應(yīng)的時(shí)間段之后被關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氣缸潤(rùn)滑裝置。涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑劑噴射裝置(30，60，130)，所述潤(rùn)滑劑噴射裝置包括潤(rùn)滑劑分配元件(31，61，131)、用于將潤(rùn)滑劑供應(yīng)到該潤(rùn)滑劑分配元件(31，61，131)的通道(32，62，132)以及用于從潤(rùn)滑劑供應(yīng)裝置(34，64，134)接收潤(rùn)滑劑的進(jìn)口(33，63，133)。所述潤(rùn)滑劑分配元件(31，61，131)包括用于將潤(rùn)滑劑分配到氣缸套(8)或活塞(4)的表面上的開口(35，65，135)，所述開口(35，65，135)可由關(guān)閉元件(36，66，136)關(guān)閉以中斷潤(rùn)滑劑供應(yīng)。所述潤(rùn)滑劑噴射裝置還包含用于加熱所述通道(32，62，132)中的所述潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑劑加熱元件(38，68，138)。
文檔編號(hào)F02F1/24GK102628383SQ20111043788
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者F·麥考利 申請(qǐng)人:瓦錫蘭瑞士公司