大型低速二冲程发动机及其润滑方法、用于这种发动机和方法的喷射器及阀系统及其应用技术方案

一种大型低速二冲程发动机以及一种润滑设有喷射器(4)的发动机的方法，所述喷射器(4)包括电动进给阀系统(13)，例如在其中使用电动刚性推动件(31)将球(26)从其在单向阀(25)的座中推动，用于润滑。可选地，推动件(31)在撞击球(26)之前加速，从而获得更快的喷射反应时间。

【技术实现步骤摘要】
大型低速二冲程发动机及其润滑方法、用于这种发动机和方法的喷射器及阀系统及其应用分案申请本专利技术是申请号为201880077335.X的专利技术专利申请的分案申请。原申请的申请日为2018年12月13日，优先权日为2017年12月13日，申请号为201880077335.X，专利技术名称为“大型低速二冲程发动机及其润滑方法、用于这种发动机和方法的喷射器及阀系统及其应用”。
本专利技术涉及一种大型低速二冲程发动机及其润滑方法、用于这种发动机和方法的润滑剂喷射器及阀系统及其应用。
技术介绍
由于对环境保护的关注，正在努力减少船用发动机的排放。这也涉及到对这种发动机的润滑系统的稳定优化，特别是由于竞争的加剧。经济方面之一所获得关注的增加在于减少了油耗，不仅是因为环保，也因为这是船舶运营成本的重要组成部分。尽管减少了润滑剂体积，还要关注适当润滑的问题，因为发动机的寿命不应该因减少油耗而受到损害。因此，在润滑方面需要稳定的改进。对于润滑大型低速二冲程船用柴油发动机，存在多种不同系统，包括将润滑油直接喷射在汽缸套上或者注油管喷射在活塞环上。在EP1767751中公开了用于船用发动机的润滑剂喷射器的一个实例，其中使用了单向阀来提供到汽缸套中喷嘴通路的润滑通道。单向阀包括阀座中的往复运动的弹簧压紧球，其正好处于喷嘴通路上游，其中加压的润滑剂使球发生位移。球阀是传统的技术方案，其基于可追溯至上世纪初的原理，例如自1923年公布的GB214922。另一种可替换的并且相比传统润滑较新的润滑方法，商业上称为旋涡喷射原理(SIP)。该原理是基于将润滑剂雾化液滴喷雾喷射在汽缸中的吹扫空气涡流中的。螺旋向上的涡流导致润滑剂被推向汽缸的上止点(TDC)，并朝外压向汽缸壁成为均匀的薄层。这在国际专利申请WO2010/149162和WO2016/173601中进行了详细解释。喷射器包括喷射器壳体，壳体内设有往复阀构件，通常为阀针。该阀构件例如具有针尖，根据精确的定时，关闭和打开至喷嘴孔的通道。在当前的SIP系统中，雾化液滴喷雾在35-40巴的压力下实现，该压力大幅高于用于系统与引入汽缸中的压缩油喷射流一起工作的小于10巴的油压。在一些类型的SIP阀中，润滑剂的高压也用于克服弹簧弹力移动弹簧式阀构件远离喷嘴孔，这样使得高压油从该处释放为雾化液滴。油的喷出导致阀构件内油压降低，因此阀构件回到原位直到高压润滑剂再次供应至润滑剂喷射器的下一个润滑循环。在这样的大型船用发动机中，多个喷射器设置为环绕汽缸的圆形，且每个喷射器包括顶端的一个或多个喷嘴孔，用于将润滑剂喷射流或喷雾从每个喷射器传递至汽缸中。船用发动机中SIP润滑剂喷射器系统的实施例在国际专利申请WO2002/35068、WO2004/038189、WO2005/124112、WO2010/149162、WO2012/126480、WO2012/126473、WO2014/048438和WO2016/173601中公开。上文所提及的WO2012/126473和WO2016/173601，以及EP1426571和EP1586751公开了喷嘴处的机电排出阀。通电线圈在设有相应电磁响应部分的排出阀构件上施加电磁力。排出阀构件在激发下从其处于喷嘴孔处的阀座撤回，打开以使润滑剂从润滑剂源流出，并流经阀构件以及流出喷嘴。实际上，具有机电响应部分的排出阀构件相对较长，并且常常导致对排出阀构件作用的轻微延迟。然而这些系统使用机电驱动的排出阀构件，也可能使用油压将排出阀构件从阀座推回。如EP1426571公开的实例，其中使用了先导式机电阀，在排出阀构件后方提供导向压力，从而通过切换排出阀构件后方的导向压力在喷嘴孔处打开和关闭排出阀。导向压力的切换需要液流进入和流出排出阀后方的容积，这延迟了排出阀构件的迅速运动。与机电排出阀相比，这种先导式阀还具有这样的劣势：需要润滑剂回流管，从而清空排出阀构件后方的容积，这提高了该系统的成本和复杂度并增加了泄漏的风险。此外，先导式喷射阀对来自发动机汽缸的背压敏感。然而，对于SIP喷射，除了将油耗降至最低的目标外，精确控制的时机也是必不可少的。因此，应该优化SIP系统以在喷射周期内快速做出反应。因此，存在对于改进的稳定动机。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提供本领域的改进。一个特别的目的在于提供喷射器的润滑剂喷射的更好的速度和容积控制。特别地，目的在于改进大型低速二冲程发动机中SIP阀的润滑。这些目的通过具有多个喷射器的大型低速二冲程发动机、一种润滑这种发动机的方法和用于这种发动机和方法的喷射器及其应用来实现，如下文所述。大型低速二冲程发动机包括汽缸，汽缸内设有的往复活塞和沿汽缸周长分布的多个喷射器，用于在喷射阶段，在周长的不同位置将润滑剂喷射至汽缸中。例如，大型低速二冲程发动机是船用发动机或发电厂中的大型发动机。通常地，该发动机燃烧柴油或气体燃料，例如天然气燃料。该发动机还包括控制器。该控制器设置为控制喷射器在喷射阶段进行润滑剂喷射的量和时机。可选地，喷射频率也由控制器控制。为了精确喷射，如果控制器电连接至计算机或包括计算机是有利的，其中该计算机监控发动机的实际状态和运动的参数。这些参数对于优化喷射的控制是有用的。可选地，该控制器设置为附加系统，用于已有的发动机的升级。另一个有利的选择是将控制器连接至人机界面(HMI)，人机界面包括用于监视的显示器和对喷射配置以及可选地发动机状态的参数进行调整和/或规划的输入面板。电子数据连接可选地是有线或无线连接，或者二者的组合。术语“喷射器”用于喷射阀系统，喷射阀系统包括壳体，壳体设有润滑剂入口和设有喷嘴孔作为润滑剂出口的单个喷射喷嘴，还包括设置在壳体中的可动件，可动件打开和关闭润滑剂到喷嘴孔的通路。尽管喷射器具有延伸通过汽缸壁进入汽缸中的单个喷嘴，当喷射器恰当地安装时，喷嘴本身可选地具有超过一个喷嘴孔。例如，WO2012/1264820中所公开的具有多个孔的喷嘴。术语“喷射阶段”用于喷射器将润滑剂喷射入汽缸的时间。术语“空闲阶段”用于喷射阶段之间的时间。术语“空闲状态”用于处于空闲阶段的部件的状态。术语“空闲阶段位置”用于在空闲阶段处于空闲状态的可动件所处的位置，与喷射阶段位置形成对比。术语“喷射循环”用于开始喷射序列直到下一个喷射序列开始所用的时间。例如，喷射序列包括单次喷射，在该情况下，喷射循环的测量是从开始喷射阶段到开始下一次喷射阶段。术语喷射的“时机”用于相对汽缸中活塞的特定位置，通过喷射器调节喷射阶段的开始。术语喷射的“频率”用于发动机每个循环中，喷射器重复喷射的次数。如果频率是1，则每个循环有一次喷射。如果频率为1/2，则每两次循环有一次喷射。此术语与上述现有技术一致。在实际的实施例中，喷射器壳体包括基座，基座设有润滑剂入口用于接收润滑剂，还包括流体室，通常是刚性圆柱流体室，其刚性连接基座和喷嘴。流体室是中空的，从而允许润滑剂在流体室中从基座流至喷嘴。当安装了喷射器，流体室延伸穿过发动机的汽缸壁，使得喷嘴被流体室刚性固定在汽缸中。由于基座设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括固定阀构件(53)的阀系统(13、15)，所述阀构件(53)包括圆柱套管(54)，圆柱往复件(26’)设置在所述圆柱套管(54)中，其圆柱轴与所述套管(54)的圆柱轴相同并且所述圆柱往复件(26’)在所述套管(54)中沿圆柱轴在第一位置和第二位置之间往复移动；/n其中横向管道(58)延伸穿过固定阀构件(53)和套管(54)；横向管道(58)具有位于套管一侧的第一横向管道部分(58A)以及位于套管另一侧的第二横向管道部分(58B)；/n其中所述往复件(26’)包括横向吞吐部(26A)，用于液流相对圆柱轴横向地流过往复件(26’)或在往复件(26’)周围流动；其中所述往复件(26’)的吞吐部(26A)设置为在第一位置远离横向管道(58)，以关闭横向管道(58)，并且其中所述往复件(26’)的吞吐部(26A)设置为只在第二位置与横向管道(58)对齐，用于液流从第一横向管道部分(58A)通过吞吐部流至第二横向管道部分(58B)。/n

【技术特征摘要】
20171213 DK PA201770936;20171213 DK PA2017709401.一种包括固定阀构件(53)的阀系统(13、15)，所述阀构件(53)包括圆柱套管(54)，圆柱往复件(26’)设置在所述圆柱套管(54)中，其圆柱轴与所述套管(54)的圆柱轴相同并且所述圆柱往复件(26’)在所述套管(54)中沿圆柱轴在第一位置和第二位置之间往复移动；
其中横向管道(58)延伸穿过固定阀构件(53)和套管(54)；横向管道(58)具有位于套管一侧的第一横向管道部分(58A)以及位于套管另一侧的第二横向管道部分(58B)；
其中所述往复件(26’)包括横向吞吐部(26A)，用于液流相对圆柱轴横向地流过往复件(26’)或在往复件(26’)周围...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮尔·巴克，
申请(专利权)人：汉斯延森注油器公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK