CN102449276B - 润滑油泵、汽缸润滑系统以及内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种润滑油泵(1)，所述润滑油泵用于将可预先设定的量的汽缸润滑油(2)定量配给到内燃机，尤其是二冲程大型柴油机的汽缸的润滑套筒开口。所述润滑油泵(1)包括壳体(3)，该壳体具有主液压缸部分(4)，该主液压缸部分具有第一轴向端面(5)和第二轴向端面(6)，并且所述润滑油泵还包括位于所述主液压缸部分(4)内的主活塞部分(7)。根据本发明，所述主活塞部分(7)包括用于接纳喷射活塞(9)的喷射孔(8)，使得所述喷射孔(8)和布置在其中的所述喷射活塞(9)形成用于定量配给所述可预先设定的量的汽缸润滑油(2)的润滑容积部(V)，并且能够沿着缸轴线(10)相对于彼此相对运动。另外，本发明涉及一种汽缸润滑装置和具有根据本发明所述的润滑装置的内燃机。

Description

润滑油泵、汽缸润滑系统以及内燃机

技术领域

本发明涉及用于将汽缸润滑油定量配给到内燃机尤其是慢速运行的二冲程大型柴油机的汽缸的润滑套筒开口的汽缸润滑油泵；包括润滑油泵的汽缸润滑装置；以及内燃机。

背景技术

大型柴油机常常用作船的动力单元或者也用于定点作业，例如用于驱动大型发电机以产生电能。这里通常发动机在相当长的一段时间内处于持续运行，该持续运行对运行可靠性和可用性要求高。为此，对于操作者来说，尤其是长的维修间隔、低磨损度以及燃料和运行材料的经济使用对于机器的运行是核心标准。除其它因素之外，这种大缸径慢速运行柴油机的活塞的运转性能对于维修间隔长度、可用性是决定性因素，并且通过润滑剂消耗直接对运行成本并且从而对经济可行性也是决定性因素。因此与大型柴油机的润滑相关联的复杂问题的重要性不断增大。

在大型柴油机中，然而不仅是在这些大型柴油机中，活塞润滑由往复式活塞或汽缸壁中的润滑装置来承担，通过该润滑装置将润滑油施加于汽缸壁的跑合面以便将活塞和跑合面之间的摩擦减到最小，从而将跑合面和活塞环的磨损减到最小。因此在现代发动机，诸如的RTA发动机的情况下，对于1000小时的运行时间跑合面的磨损小于0.05mm。被输送的润滑剂的量大约是1.3g/kWh或更少，并且尤其是为了成本应该被进一步减少，并且磨损应该同时被减到最低。

对于用于润滑跑合面的润滑系统已知完全不同的解决方案，这些解决方案不但涉及润滑装置本身的实际操作而且涉及润滑的方法。因此已知这样的润滑装置，在该润滑装置中，通过沿周向容纳在汽缸壁中的多个润滑剂开口将润滑油施加于在润滑剂开口处跑过的活塞，其中润滑剂不但沿周向而且沿轴向由活塞环分布。

除将润滑剂施加于汽缸壁的跑合面的方式之外，润滑剂的剂量也是关键点。为此，从当前工艺水平已知各种各样的不同的油剂量泵。为了确保内燃机的汽缸的润滑套筒的均匀的油分布，已知的油剂量泵包括致动活塞，该致动活塞驱动附接或连接至其的一定数量的剂量柱塞。剂量柱塞被可驱动地布置在定量配给空间中而沿着柱塞轴线在工作行程内的输送冲程和返回冲程中往复运动。在返回冲程中，将可预先设定的量的润滑油填充到柱塞的顶部上的定量配给空间中。在接收到喷射信号后，致动活塞开始移动并且润滑油由被致动活塞驱动的柱塞加压，并且润滑油被从每个定量配给空间供应到相应的润滑套筒。

如例如在CH673506、DE19743955B4或者EP1386063A1中所公开的这种已知的汽缸油剂量泵的构造都非常复杂，从而导致这些泵的相对较高的价格。

二冲程船用柴油机针对每个发动机汽缸的外周中的多个点需要精确定时的、计量的和独立输送的脉冲润滑油流。因为每个发动机汽缸均需要其自己的泵，因此这种泵必须以最低的可行成本生产同时尽可能地简单和可靠。为了满足这些要求，其它泵方案仅使用单个活塞来输送多股流，但是在这种情况下不可能保证针对发动机汽缸上的每个喷射部位的单独流。

发明内容

因此本发明的目的是提出一种用于定量配给汽缸润滑油的改进的汽缸油剂量泵，该汽缸油剂量泵构造简单，与从当前工艺水平已知的泵相比更可靠，结果，节省了相当大的成本。而且本发明的一个目的是提供一种包括改进的汽缸油剂量泵的改进的汽缸润滑装置，置并且提供一种具有这种汽缸润滑装置的内燃机。

因此本发明涉及一种用于将可预先设定的量的汽缸润滑油定量配给到内燃机，尤其是二冲程大型柴油机的汽缸的润滑套筒开口的润滑油泵。所述润滑油泵包括壳体，该壳体具有主液压缸部分，该主液压缸部分具有第一轴向端面和第二轴向端面，并且所述润滑油泵还包括位于所述主液压缸部分内的主活塞部分。根据本发明，所述主活塞部分包括至少两个均用于接纳喷射活塞的喷射孔，使得每个所述喷射孔和布置在其中的喷射活塞形成用于定量配给所述可预先设定的量的汽缸润滑油的润滑容积部并且能够沿着缸轴线相对于彼此相对运动。另外，本发明涉及一种包括上述润滑油泵的汽缸润滑装置和具有根据本发明的汽缸润滑装置的二冲程大型柴油机。

所述喷射活塞或所述主活塞部分相对于所述壳体的固定表面是静止的和/或静止地固定到所述壳体的所述固定表面。

所述主活塞部分是布置成能够在所述主液压缸部分的主液压缸孔内沿着所述缸轴线往复运动的主活塞。

所述喷射活塞布置成能够在所述主液压缸部分的主液压缸孔内沿着所述缸轴线往复运动，并且所述喷射活塞或者多个喷射活塞被安装在活塞板上，该活塞板能够在所述主液压缸孔内沿着所述缸轴线往复运动。

所述润滑容积部能够连接至润滑油进口，以便将所述可预先设定的量的润滑油供给到所述润滑容积部中，和/或所述润滑容积部能够连接至润滑油出口，以便将所述可预先设定的量的润滑油供给到所述润滑套筒开口。

在所述润滑油进口和所述润滑油出口之间设置有连接线路，以使得所述润滑容积部能够被交替地连接至所述润滑油进口或所述润滑油出口。

所述喷射活塞被固定到所述固定表面，使得在所述主活塞的压缩冲程期间，所述可预先设定的量的汽缸润滑油在所述喷射孔内产生压缩，并且所述可预先设定的量的汽缸润滑油被供给到所述二冲程大型柴油机的所述汽缸的所述润滑套筒开口。

所述主活塞的第一工作面和/或第二工作面能够由工作液压流体加压以便执行所述主活塞的所述压缩冲程，和/或所述主活塞的所述第一工作面和/或所述第二工作面能够由所述工作液压流体加压以便执行所述主活塞的再装填冲程。

所述主活塞的所述第一工作面和/或所述第二工作面能够由弹簧加压以便执行所述主活塞的所述压缩冲程和/或所述再装填冲程。

所述主活塞能够借助副活塞而运动以便执行所述主活塞的所述压缩冲程和/或所述再装填冲程。

所述副活塞布置成能够在副液压缸孔内沿着所述缸轴线往复运动，并且所述副活塞能够由所述工作液压流体加压以便执行沿着所述缸轴线的驱动运动。

所述副液压缸孔的直径小于所述主液压缸孔的直径。

所述喷射活塞静止地固定在所述主液压缸孔的所述第二轴向端面处，或者所述喷射活塞静止地固定在所述主液压缸孔的所述第一轴向端面处。

所述主活塞是双作用主活塞，该双作用主活塞能够相对于所述第一轴向端面执行所述压缩冲程，并同时能够相对于所述第二轴向端面执行所述再装填冲程；相反地，也能够相对于所述第一轴向端面执行所述再装填冲程，并同时能够相对于所述第二轴向端面执行所述压缩冲程。

所述润滑容积部是可调节的。

所述汽缸润滑装置设置一可加压的供油装置，该可加压的供油装置连接至所述润滑油泵的润滑油进口。

所述可加压的供油装置是共轨蓄压器。

在有利的实施方式的变型中，所述主活塞部分包括两个或更多个均用于接纳喷射活塞的喷射孔，使得每个喷射孔和布置在其中的喷射活塞形成用于定量配给所述可预先设定的量的汽缸润滑油的润滑容积部。

所述主液压缸部分通常包括主液压缸孔，当所述主活塞部分或主活塞或活塞板被工作液压流体加压时和/或当定量配给润滑油时，所述主液压缸孔例如能够用于液压驱动该主液压缸孔内的主活塞部分或主活塞或活塞板，和/或用于在所述主液压缸孔内沿着缸轴线引导主活塞部分或主活塞，和/或用于提供相关于主活塞部分或主活塞的密封面。

在有利的实施方式中，主活塞能够由副活塞驱动或移动以便执行所述主活塞的压缩冲程和/或再装填冲程。

附图说明

将借助于示意图更仔细地描述本发明。示出有：

图1是根据本发明的润滑油泵的特定实施方式；以及

图2A、2B是在泵的再装填期间和压缩冲程之后根据本发明的润滑油泵的第二特定实施方式。

具体实施方式

在限制于两个端面5、6处的冲程的情况下，主活塞7穿过主液压缸孔4的长度。在一端上，主活塞7具有机械加工到其中的多个闭合的喷射（筒）孔8，喷射活塞9插入每个喷射孔8中。每个喷射活塞9均被固定到液压缸壳体3，使得在主活塞7的压缩冲程和再装填冲程期间，在每个喷射孔8内产生压缩和真空。每个喷射孔8均经由小孔被连接至其自己的轴向槽V12，该轴向槽V12被机械加工到主活塞7的外表面中。

在主活塞7的每次穿过期间，每个轴向槽V12均抵靠机械加工在主液压缸孔4内的填充槽打开和关闭，以分别允许确定了润滑容积部V的喷射孔8再装填有润滑油2并且防止每个喷射孔8中的被压缩的油2短路回到润滑油2回路的进口侧。

在主活塞7的压缩冲程期间，主活塞7中的轴向槽V12被供给来自喷射孔8的被压缩的润滑油2，并且这些槽将被压缩的润滑油2输送到出口止回阀，润滑油2从出口止回阀变为多股独立的、计量的脉冲流。

在主活塞7的再装填冲程期间，在每个喷射筒中形成真空，当轴向槽抵靠主液压缸孔4中的填充槽打开时，所述真空用于再填充喷射孔8。

在有利的实施方式中，喷射活塞9相对于壳体3的固定表面11是静止的和/或静止地固定到壳体3的固定表面11。在另一个有利的实施方式中，主活塞部分7是布置成能够在主液压缸部分的主液压缸孔4内沿着缸轴线10往复运动的主活塞7。

在另一个有利的实施方式中，主活塞部分7相对于壳体3的固定表面11是静止的和/或静止地固定到壳体3的固定表面11。在又一个有利实施方式中，喷射活塞9被布置成能够在主液压缸部分的主液压缸孔4内沿着缸轴线10往复运动。喷射活塞9当需要时例如能被安装在活塞板上，其中该活塞板能够在液压缸孔4内沿着缸轴线10往复运动。

每个润滑容积部V均能连接至润滑油进口V1，以便将可预先设定的量的润滑油2供给到润滑容积部V中，而与上述实施方式和实施方式变型无关。润滑容积部V还能够连接至每个润滑油出口V2，以便将可预先设定的量的润滑油2供给到润滑套筒开口。连接线路V12有利地设置成在润滑油进口V1和润滑油出口V2之间延伸，以使得润滑容积部V能被交替地连接至润滑油进口V1或润滑油出口V2。

喷射活塞9有利地固定到固定表面11，使得在主活塞7的压缩冲程期间，在喷射孔8内造成汽缸润滑油2的压缩，并且将可预先设定的量的汽缸润滑油2供给到内燃机的汽缸的润滑套筒开口。

进一步有利的是，能够将喷射活塞9固定到固定表面11，使得在主活塞7的再装填冲程期间，在喷射孔8内产生真空，并且将可预先设定的量的汽缸润滑油2供给到喷射孔8内的润滑容积部V中。

在有利的实施方式变型中，主活塞7的第一工作面701和/或第二工作面702能够由工作液压流体12加压以便执行主活塞7的压缩冲程。在另一个有利的实施方式变型中，主活塞7的第一工作面701和/或第二工作面702能够由工作液压流体12加压以便执行主活塞7的再装填冲程。

在另一个有利的实施方式变型中，主活塞7的第一工作面701和/或第二工作面702能够由弹簧加压，以便执行主活塞7的压缩冲程和/或再装填冲程。

喷射活塞9例如能够静止地固定在主液压缸孔4的第一轴向端面5或第二轴向端面6处，而与上述实施方式和实施方式变型无关。此外喷射活塞9可以是壳体3的一体部分或可移除地固定到壳体3。

在另一个有利的实施方式中，主活塞7是双作用主活塞，该双作用主活塞能够相对于第一轴向端面5执行压缩冲程，并同时相对于第二轴向端面6执行再装填冲程；或者相反地，能够相对于第一轴向端面5执行再装填冲程，并同时相对于第二轴向端面6执行压缩冲程。

润滑容积部V有利地是可调节的，而与上述实施方式和实施方式变型无关。

图2A和2B示出了根据本发明的润滑油泵的第二特定实施方式，其中图2A描绘了在泵的再装填期间的润滑油泵，并且图2B描绘了在压缩冲程之后的润滑油泵。在所示的实施方式中，用于将可预先设定的量的汽缸润滑油定量配给到内燃机（诸如二冲程大型柴油机）的汽缸的润滑套筒开口的润滑油泵1包括具有主液压缸部分4的壳体3，该主液压缸部分4具有第一轴向端面5和第二轴向端面6，并且该润滑油泵1还包括位于主液压缸部分4内的主活塞部分7。根据本发明，主活塞部分7包括至少一个喷射孔8，该至少一个喷射孔8均用于接纳喷射活塞9，使得每个喷射孔8和布置在其中的喷射活塞9形成用于定量配给可预先设定的量的汽缸润滑油2的润滑容积部V，并且能够沿着缸轴线10相对于彼此相对地运动。

在有利的实施方式中，主活塞7的第一工作面701和/或第二工作面702能够由弹簧加压，以便执行主活塞7的压缩存冲程和/或再装填冲程。

在另一个有利的实施方式中，如图2A和2B所示主活塞7能够由副活塞72驱动或移动以便执行主活塞7的压缩冲程和/或再装填冲程。副活塞72例如可被布置成能够在副液压缸孔42内沿着缸轴线10往复运动，其中副液压缸孔的直径通常小于主液压缸孔4的直径，并且有利地能够由工作液压流体12加压以便沿着缸轴线10执行驱动运动。

润滑油泵1任选地能够包括用于监控泵的润滑油2的脉冲流的传感器2a，而与上述实施方式和实施方式的变型无关。

关于附加的设计细节以及可行的有利实施方式和实施方式变型，如适用的话，参考在第一实施方式的范围内的上述设计细节、实施方式以及变型。

下面将借助于图2A和2B详细地描述根据第二特定实施方式的润滑油泵1的功能。在图2A和2B中，主活塞7与副活塞72相关，其中主活塞7能够在主液压缸孔4内沿着缸轴线10往复运动。

在一端上，主活塞7设有多个闭合的喷射（筒）孔8，该喷射孔8例如能被机械加工在主活塞内，并且喷射活塞9插入每个喷射孔8中。每个喷射活塞9均固定到液压缸壳体3，使得在主活塞7的压缩冲程和再装填冲程期间，在每个喷射孔8内分别产生压缩和真空。每个喷射孔8均经由小孔连接至其自己的轴向槽V12，轴向槽V12被机械加工在主活塞7的外表面中。

在主活塞7的再装填位置，每个轴向槽V12均通向被机械加工在主液压缸孔4内的填充槽中，从而如图2A所示允许确定了润滑容积部V的喷射孔8再装填有润滑油2。

在主活塞7的压缩冲程期间，副活塞72由工作液压流体12加压以便沿着缸轴线10进行驱动运动，并从而驱动主活塞7。当主活塞正在运动时，主活塞7中的轴向槽V12通常相对于填充槽是关闭的，从而防止了每个喷射孔8中的被压缩的油12短路回到润滑油2回路的进口侧。同时，主活塞7中的轴向槽V12被供给来自喷射孔8的被压缩的润滑油2，并且所述槽将被压缩的润滑油2输送到出口止回阀，润滑油2从各出口止回阀变为独立的、计量的脉冲流。

主活塞7的压缩冲程由主液压缸孔4的第二端面6和/或经由副活塞72和/或由可调节的止动装置限制，如图2B所示该止动装置允许调节润滑容积部V。该止动装置例如可包括设有螺纹的销。

在主活塞7的再装填冲程期间，使得作用于副活塞72的工作液压流体12排出，同时主活塞7的第二工作面702由弹簧加压以便执行主活塞7的再装填冲程。在主活塞运动期间，在每个喷射筒8中形成真空，当主活塞到达再装填位置并且轴向槽V12抵靠主液压缸孔4中的填充槽打开时，所述真空用来再填充喷射孔。

主活塞7的再装填冲程由主液压缸孔4的第一端面5和/或经由副液压缸孔42的端面处的副液压活塞72和/或由可调节止动装置限制，该止动装置允许调节润滑容积部V。该止动装置例如可包括设有螺纹的销。

本发明还包括汽缸润滑装置，该汽缸润滑装置包括根据上述实施方式和实施方式变型中的任一个的润滑油泵1。在汽缸润滑装置的有利的实施方式中，提供连接至润滑油泵1的润滑油进口V1的可加压的供油装置。可加压的供油装置例如可以是共轨蓄器。

此外，本发明包括内燃机，诸如二冲程大型柴油机，该内燃机包括根据上述实施方式和实施方式变型中的任一个的润滑油泵1或者包括根据上述实施方式的汽缸润滑装置。

Claims (19)

1.一种润滑油泵，所述润滑油泵用于将可预先设定的量的汽缸润滑油(2)定量配给到二冲程大型柴油机的汽缸的润滑套筒开口，所述润滑油泵包括壳体(3)，该壳体具有主液压缸部分(4)，该主液压缸部分具有第一轴向端面(5)和第二轴向端面(6)，并且所述润滑油泵还包括位于所述主液压缸部分(4)内的主活塞部分(7)，所述润滑油泵的特征在于，所述主活塞部分(7)包括至少两个均用于接纳喷射活塞(9)的喷射孔(8)，使得每个所述喷射孔(8)和布置在其中的所述喷射活塞(9)形成用于定量配给所述可预先设定的量的汽缸润滑油(2)的润滑容积部(V)，并且能够沿着缸轴线(10)相对于彼此相对运动，并且

每个所述喷射孔(8)均经由小孔被连接至该喷射孔自己的轴向槽(V12)，所述轴向槽(V12)被机械加工到所述主活塞部分(7)的外表面中，在所述主活塞部分(7)的每次穿过期间，每个所述轴向槽(V12)均分别抵靠机械加工在所述主液压缸部分(4)内的填充槽打开和关闭。

2.根据权利要求1所述的润滑油泵，其中，所述喷射活塞(9)或所述主活塞部分(7)相对于所述壳体(3)的固定表面(11)是静止的和/或静止地固定到所述壳体(3)的所述固定表面(11)。

3.根据权利要求1或2所述的润滑油泵，其中，所述主活塞部分(7)是布置成能够在所述主液压缸部分的主液压缸孔(4)内沿着所述缸轴线(10)往复运动的主活塞(7)。

4.根据权利要求2所述的润滑油泵，其中，所述喷射活塞(9)布置成能够在所述主液压缸部分的主液压缸孔(4)内沿着所述缸轴线(10)往复运动，并且所述喷射活塞(9)或者多个喷射活塞(9)被安装在活塞板上，该活塞板能够在所述主液压缸孔(4)内沿着所述缸轴线(10)往复运动。

5.根据权利要求2所述的润滑油泵，其中，所述润滑容积部(V)能够连接至润滑油进口(V1)，以便将所述可预先设定的量的润滑油(2)供给到所述润滑容积部(V)中，和/或所述润滑容积部(V)能够连接至润滑油出口(V2)，以便将所述可预先设定的量的润滑油(2)供给到所述润滑套筒开口。

6.根据权利要求5所述的润滑油泵，其中，在所述润滑油进口(V1)和所述润滑油出口(V2)之间设置有连接线路(V12)，以使得所述润滑容积部(V)能够被交替地连接至所述润滑油进口(V1)或所述润滑油出口(V2)。

7.根据权利要求2所述的润滑油泵，其中，所述喷射活塞(9)被固定到所述固定表面(11)，使得在所述主活塞(7)的压缩冲程期间，所述可预先设定的量的汽缸润滑油(2)在所述喷射孔(8)内产生压缩，并且所述可预先设定的量的汽缸润滑油(2)被供给到所述二冲程大型柴油机的所述汽缸的所述润滑套筒开口。

8.根据权利要求7所述的润滑油泵，其中，所述主活塞(7)的第一工作面(701)和/或第二工作面(702)能够由工作液压流体(12)加压以便执行所述主活塞(7)的所述压缩冲程，和/或所述主活塞(7)的所述第一工作面(701)和/或所述第二工作面(702)能够由所述工作液压流体(12)加压以便执行所述主活塞(7)的再装填冲程。

9.根据权利要求8所述的润滑油泵，其中，所述主活塞(7)的所述第一工作面(701)和/或所述第二工作面(702)能够由弹簧加压以便执行所述主活塞(7)的所述压缩冲程和/或所述再装填冲程。

10.根据权利要求8所述的润滑油泵，其中，所述主活塞(7)能够借助副活塞(72)而运动以便执行所述主活塞(7)的所述压缩冲程和/或所述再装填冲程。

11.根据权利要求10所述的润滑油泵，其中，所述副活塞(72)布置成能够在副液压缸孔(42)内沿着所述缸轴线(10)往复运动，并且所述副活塞能够由所述工作液压流体(12)加压以便执行沿着所述缸轴线(10)的驱动运动。

12.根据权利要求11所述的润滑油泵，其中，所述副液压缸孔的直径小于所述主液压缸孔(4)的直径。

13.根据权利要求2所述的润滑油泵，其中所述喷射活塞(9)静止地固定在所述主液压缸孔(4)的所述第二轴向端面(6)处，或者所述喷射活塞(9)静止地固定在所述主液压缸孔(4)的所述第一轴向端面(5)处。

14.根据权利要求8所述的润滑油泵，其中，所述主活塞(7)是双作用主活塞(7)，该双作用主活塞能够相对于所述第一轴向端面(5)执行所述压缩冲程，并同时能够相对于所述第二轴向端面(6)执行所述再装填冲程；相反地，也能够相对于所述第一轴向端面(5)执行所述再装填冲程，并同时能够相对于所述第二轴向端面(6)执行所述压缩冲程。

15.根据权利要求2所述的润滑油泵，其中，所述润滑容积部(V)是可调节的。

16.一种汽缸润滑装置，该汽缸润滑装置包括根据前述权利要求中的任一项所述的润滑油泵(1)。

17.根据权利要求16所述的汽缸润滑装置，其中，设置一可加压的供油装置，该可加压的供油装置连接至所述润滑油泵(1)的润滑油进口(V1)。

18.根据权利要求17所述的汽缸润滑装置，其中，所述可加压的供油装置是共轨蓄压器。

19.一种二冲程大型柴油机，其包括根据权利要求1至15中的任一项所述的润滑油泵(1)或者包括根据权利要求16至18中的任一项所述的汽缸润滑装置。