一种升级大型低速二冲程发动机中润滑系统的方法技术方案

技术编号:27586368 阅读:39 留言:0更新日期:2021-03-10 10:01
一种优化大型低速二冲程发动机中润滑的方法,使用此方法通过将升级的阀系统插入现有注油器的下游来对现有的润滑系统升级。注油器的下游来对现有的润滑系统升级。注油器的下游来对现有的润滑系统升级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种升级大型低速二冲程发动机中润滑系统的方法


[0001]本专利技术涉及一种优化大型低速二冲程发动机中润滑的方法。提供了对现有的润滑系统进行改进的选择,特别是对于更频繁的喷射和每次喷射时更低的润滑油量。大型低速二冲程发动机例如是船用发动机或电厂中的大型发动机。本专利技术还涉及升级的润滑系统。

技术介绍

[0002]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,特别是在竞争日益激烈的情况下。日益受到关注的经济方面之一是减少油耗,这不仅是因为环境保护,而且因为这是船舶运营成本的重要组成部分。尽管减少了润滑油的量,还要关注正确润滑的问题,因为柴油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。
[0003]对于大型低速二冲程船用柴油发动机的润滑,存在多个不同的系统,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。
[0004]与传统润滑相比,另一种相对新的方法在商业上称为旋涡喷射原理(SIP)。该方法基于将润滑剂雾化液滴喷射在汽缸中的吹扫空气涡流中。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。船用发动机中的SIP润滑剂喷射器系统的示例在国际专利申请WO2002/35068、WO2004/038189、W02005/124112、W02010/149162、WO2012/126480、WO2012/126473、WO2014/048438和W02016/173601中进行了公开。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,具有雾化液滴的润滑剂薄雾在通常为35-65巴的压力下实现,该压力大幅高于用引入汽缸中的压缩油喷射流工作的系统中使用的小于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上的油压降低,因此阀构件回到原位并保持在那里直到下一个润滑循环时高压润滑剂再次供应至润滑剂喷射器。
[0005]在这样的大型船用发动机,多个喷射器环绕汽缸呈圆形设置,且每个喷射器包括顶端的一个或多个喷嘴孔,用于将润滑喷射流或喷雾或具有雾化液滴的润滑剂薄雾从每个喷射器传递至汽缸中。
[0006]德国专利文件DE19743955B4及其等效丹麦专利DK173288B1公开了目前较为传统的船用发动机润滑方法之一。其公开了一种润滑系统,其中中心控制器将润滑剂供给至船用发动机的每个汽缸的注油器。注油器将润滑剂分配至绕汽缸的圆周分布的多个润滑剂喷射器。注油器包括壳体,多个活塞泵排成一圈设置在壳体中,并且共同由液压驱动致动器活塞同步驱动。每个活塞泵包括将润滑剂通过单向阀泵送至单缸的喷射器之一的喷射柱塞。液压驱动致动器活塞在其固定的后端止挡和可通过调节螺杆调节的前端止挡之间的可调距离上移动。可以从覆盖外壳凸缘的端盖进入从而转动调节螺杆,调节螺杆延伸穿过该凸
缘。
[0007]关于向船用发动机汽缸中注入致密的润滑剂喷射流以及在活塞环之间的活塞上注入润滑,该系统获得了广泛的分布,由曼恩B&W柴油机涡轮增压(MAN B&W Diesel and Turbo)公司以阿尔法注油器(Alpha lubricator)的商品名进行销售。
[0008]图1示出了在网页http://www.mariness.co.kr/02_business/Doosan%20Retrofit%20Seivice.pdf?PHPSESSIP=fd56da9de6eaca2f1f446512e84fcf69上发现的阿尔法注油器的示例。该附图略作修改添加了标号,以便更详细地描述其原理。
[0009]与上文所提到的DE19743955B4和DK173288B1类似,阿尔法注油器100包括壳体101,多个喷射柱塞119排成一圈设置在壳体中,并且共同由液压驱动致动器活塞123同步驱动。每个喷射柱塞119滑动设置在配料通道115中,通过入口孔113从壳体101的内部容积114接收润滑剂。在喷射柱塞119向前运动期间,入口孔113被喷射柱塞119关闭,使得喷射柱塞119进一步的向前运动使配料通道115的剩余部分所容纳的润滑剂加压,并通过单向阀102将其泵入管道103中,并将其泵到单缸的喷射器之一中。在由预应力弹簧109引起的致动器活塞123的收缩过程中,喷射柱塞119收缩,并在配料通道115中产生真空,直到喷射柱塞119的前端收缩经过入口孔113后,润滑剂可以通过入口孔113流动并重新注入配料通道115。
[0010]由喷射柱塞119在配料通道115中加压并通过单向阀102排出的润滑剂的体积由喷射柱塞119从入口孔113到收缩之前最前方位置的冲程距离来确定。致动器活塞123在冲程长度上移动期间,喷射柱塞119移动的第一部分经过入口孔113,只有当喷射柱塞119移动经过入口孔113并将其关闭后,润滑剂才会被加压并从剩余的配料通道距离中排出。
[0011]液压驱动的致动器活塞123在其固定的后端止挡104和可通过调节螺杆调节的前端止挡105之间的可调距离上移动。可以从覆盖外壳101凸缘107的端盖106进入从而转动调节螺杆121,调节螺杆121延伸穿过该凸缘。阿尔法注油器100中的凸缘107支撑有垫圈122,并包含螺纹110用于对调节螺杆121的调节。往复运动的致动器活塞123由致动器活塞123后方的容积108中的振荡油压驱动,其中电磁阀116在致动器活塞123后方的容积108中的两个压力水平之间切换。一旦达到较低的压力水平,弹簧109荷载将致动器活塞123往回按压至后端止挡。电磁阀116由来自控制单元的相应的信号调节。
[0012]如图1所示,凸缘107中在端盖106后方设置垫圈122,用于泵送冲程的基础设置,在端盖处能够接近调节螺杆的头部,从而通过旋转进行调节。因此,存在两个调节功能,即借助垫圈122的基础调节以及借助调节螺杆121的调节。对于垫圈的变化,基础设置是以容纳调节螺杆121的螺纹110的长度为界,并且调节螺杆121在螺纹110长度内旋转进行调节。螺纹110的长度比图1中示出的垫圈的长度要小得多。
[0013]然而,如下文所描述,另一个功能限定了致动器活塞123的冲程长度112的潜在减少量。
[0014]在此市售的产品中,与上述专利DE19743955B4和DK173288B1相比,对阿尔法润滑系统进行了改进,即采用电容式反馈传感器120来验证液压致动器的冲程长度是否足够长。
[0015]该反馈传感器120也在图1中示出。如图所示,液压致动器活塞123包括两个周向沟槽111,如果液压致动器活塞的冲程足够长,使第二沟槽能够移动经过反馈传感器,则反馈传感器120向中央控制器发出润滑正确的确认信本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种改进大型低速发动机中的润滑的方法,所述发动机包括汽缸(1),所述汽缸(1)中设有往复活塞和沿汽缸(1)周长分布的多个喷射器(4),用于在喷射阶段在周长的不同位置将润滑剂喷射至汽缸(1)中;所述发动机还包括润滑系统,用于在喷射阶段向喷射器提供润滑剂;其中所述润滑系统包括注油器(11),通过相应的润滑剂供应管道(9)使所述注油器(11)管道连接至每个喷射器,以在喷射阶段通过相应的润滑剂供应管道(9)向每个喷射器提供加压的润滑剂;其中所述注油器(11)是在壳体(101)中设有沿冲程长度(112)往复的液压驱动致动器活塞(123)的类型;其中所述注油器(11)还包括冲程长度(112)调节机构,设置为仅在最小冲程长度和最大冲程长度之间可变地调节往复液压驱动致动器活塞(123)的冲程长度(112);其中所述注油器(11)还包括滑动设置在相应的配料通道(115)中的多个喷射柱塞,其中喷射柱塞与致动器活塞(123)连接,从而被致动器活塞(123)在冲程长度(112)上移动,并且因此使配料通道(115)中的配料通道距离上的润滑剂加压,以将加压的润滑剂从配料通道经由单向阀(102)排出,并经由润滑剂供应管道(9)排入喷射器(4),用于将润滑剂喷入发动机汽缸(1);其中所述配料通道距离限定了在喷射阶段从配料通道排出的润滑剂的量;其中通过在致动器活塞(123)的最小冲程长度和最大冲程长度之间调节冲程长度(112),能够在最小配料通道距离和最大配料通道距离之间调节所述配料通道距离;其中所述注油器(11)包括电动阀(116),设置为使作用在致动器活塞(123)上的液压压力水平进行切换,从而通过切换压力水平往复地液压驱动致动器活塞(123);其中所述润滑系统包括与电动阀(116)电连接的控制器(12),用于通过从控制器传输至电动阀(116)的相应电信号控制喷射阶段的切换时机;其中所述润滑系统的改进包括-设置润滑剂蓄能器(21),用于在润滑剂蓄能器(21)中蓄积加压的润滑剂,设置升级的阀系统,用于通过升级的阀系统(20)控制润滑剂液流,以及升级的控制器(19),用于控制升级的阀系统(20)的打开和关闭,-将注油器(11)和喷射器(4)之间的润滑剂供应管道(9)断开,并更换为使用管道连接将注油器(11)与单个供应管线(24)连接至升级的阀系统(20、20

)的上游,-将升级的控制器(19)功能性连接至升级的阀系统(20、20

),用于控制升级的阀系统(20、20

)打开和关闭的时机、频率和时长。其特征在于,所述方法包括-运行通过注油器(11)润滑的发动机,在控制器(12)的控制下,发动机每转第一数量的圈数,通过润滑剂喷射器(4)进行一次喷射;-停止运行发动机,以改进润滑系统;-改进润滑系统;-继续运行采用改进后的润滑系统的发动机;其中对润滑系统的改进包括在注油器(11)与升级的阀系统(20、20

)之间的流动路线上,将润滑剂蓄能器(21)在升级的阀系统(20、20

)的上游侧管道连接至单个供应管线,以用作来自注油器(11)的润滑剂的缓冲,并吸收注油器(11)的泵送动作在单个供应管线(24)
中的压力变化;其中,运行设有改进的润滑系统的发动机包括使注油器(12)将加压的润滑剂泵送至蓄能器(21)和升级的阀系统(20、20

)中,通过升级的控制器(19)在润滑剂液流的时机和频率以及时长方面控制升级的阀系统(20、20

),以在升级的控制器(19)的控制下通过喷射器(4)将润滑剂喷入发动机汽缸(1)中。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括将连接到单个发动机汽缸(1)的喷射器(4)组的多个润滑剂供应管线(9)替换为单个公共润滑剂供应管线(9

),用于经由公共润滑剂供应管线(9

)将润滑剂同步供应至喷射器(4)组的所有喷射器(4)。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法包括将喷射器(4)连接到升级的阀系统(20)的下游侧,以使润滑剂仅通过升级的阀系统(20)、随后通过单个公共润滑剂供应管线(9

)从注油器(11)流向喷射器(4)组;在喷射阶段,而不是在喷射阶段间隙提高公共润滑剂供应管线(9

)中的压力,以在喷射阶段通过公共润滑剂供应管线(9

)将加压的润滑剂同时供给喷射器(4)组中的所有喷射器(4)。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法包括为喷射器(4)组中的每个喷射器(4)设置内部电动阀,作为升级的阀系统(20

)的一部分,并将该组喷射器(4)连接到公共润滑剂供应管线(9

);在升级的控制器(19)的控制下,公共润滑剂供应管线(9

)中提供加压的润滑剂并激活每个喷射器(4)的阀。5.根据前述任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述方法包括将控制器(12)电连接至升级的控制器(19),并通过升级的控制器从控制器(12)接收定时信号,并向升级的控制器(20、20)发送升级的激活信号,用于根据定时信号在预设的时间激活升级的阀系统(20、20

)。6.根据前述任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述方法包括以电气方式使控制器(12)增加至少一个注油器(12)的致动器活塞(123)的冲程长度,以提供足够量的润滑剂,从而也保持蓄能器(21)中的润滑剂受压。7.根据前述任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述方法包括使控制器(12)增加注油器(12)的泵送频率并相应增加升级的阀系统(20)的频率,并且在发动机每转第二数量的圈数的一个喷射阶段中,以更高的喷射频率喷射润滑剂,其中第二数量小于第一数量。8.根据前述任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述方法包括将在用改进的润滑系统的发动机持续运行期间,总的润滑剂消耗量限制为小于或等于润滑系统改进前的润滑剂消耗量。9.根据前述任一权利要求所述的方法,其特征在于,改进前的润滑剂喷射器的类型是注油管喷射或喷射致密的润滑剂射流,且其中所述方法包括将润滑剂喷射器更换为SIP类型喷射器(4),并持续运行由SIP喷射器(4)进行润滑剂喷射的发动机,并将润滑剂雾化液滴薄雾喷入汽缸内的吹扫空气漩涡中,其中来自SIP喷射器的润滑剂的压力在20至120巴的区间内。10.一种改进润滑系统以改善大型低速发动机的润滑的方法,其中所述发动机的类型为包括汽缸(1),所述汽缸(1)中设有往复活塞和沿汽缸(1)周长分布的多个喷射器(4),用于在喷射阶段在周长的不同位置将润滑剂喷射至汽缸(1)中;其中所述润滑系统设置为在喷射阶段向喷射器提供润滑剂;其中所述润滑系统包括具有管道连接(103)的注油器(11),
管道连接(103)用于通过相应的润滑剂供应管道(9)将注油器(11)与各个喷射器(4)管道连接,并用于在喷射阶段经由相应的润滑剂供应管道(9)向各个喷射器(4)提供加压的润滑剂;其中所述注油器(11)是在壳体(101)中设有沿冲程长度(112)往复的液压驱动致动器活塞(123)的类型;其中所述注油器(11)还包括冲程长度(112)调节机构,设置为在最小冲程长度和最大冲程长度之间可变地调节往复液压驱动致动器活塞(123)的冲程长度(112);其中所述注油器还包括滑动设置在相应的配料通道(115)中的多个喷射柱塞,其中喷射柱塞与致动器活塞(123)连接,从而被致动器活塞(123)在冲程长度(112)上移动,并且因此使配料通道(115)中的配料通道距离上的润滑剂加压,以将加压的润滑剂从配料通道经由单向阀(102)排出并经由供应管道(9)排入喷射器(4),用于将润滑剂喷入发动机...

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

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