检测装置、运行往复活塞式内燃机的方法、往复活塞式内燃机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及检测装置和用于运行往复活塞式内燃机的方法以及往复活塞式内燃机。检测装置用于具有气缸的往复活塞式内燃机尤其运转较慢的二冲程大型柴油发动机，在气缸中活塞能沿工作面在下死点与上死点之间往复运动，其中在气缸的气缸壁中设置由定量装置得到润滑剂供应的润滑剂喷嘴，使得在工作状态中能借助润滑剂喷嘴将润滑剂引入气缸。根据发明专利技术，检测装置包括具有触发单元的传感器装置，触发单元与定量装置以及在工作状态中在测量技术上与气缸的内部空间处于通信连接的位置传感器信号连接，使得在工作状态中能借助位置传感器来有关于气缸的轴向地检测活塞的位置并可根据活塞的位置来控制并且／或者调整往复活塞式内燃机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据各个类别的独立权利要求的前序部分所述的一种检测装置、一种用于运行、尤其用于润滑往复活塞式内燃机尤其运转较慢的大型柴油发动机的气缸的气缸 壁的工作面的方法以及一种往复活塞式内燃机。
技术介绍
大型柴油发动机常被用作轮船的动力源或者在固定的运行中例如用于驱动用于 产生电能的大型发电机。在此，这些发动机通常在相当长的时间段上持续工作，这对工作可 靠性以及可用性提出了高要求。因此，对于操作者而言，特别是长的维修间隔期、少的磨损 以及经济地使用燃料和运行用料是机器操作的中心准则。此外，对于维修间隔期的长度、可 用性以及在润滑剂消耗方面还直接对于运行成本并且因此对于经济性而言，此类大孔径的 运转较慢的柴油发动机的活塞运转特性是决定因素。因此，大型柴油发动机的润滑的综合 问题性日趋重要。 在大型柴油发动机中，当然并不仅限于此，通过往复运动的活塞或气缸壁中的润 滑装置来润滑活塞，通过该润滑装置将润滑油涂覆到气缸壁的工作面上，以使活塞与工作 面之间的摩擦最小化并且因此使工作面与活塞环之间的磨损最小化。因此目前，在诸如W3rtsil5公司的RTA发动机之类的新式发动机中，工作面的磨损在工作时间为iooo小时的情况下少于O. 05mm。在此类发动机中，润滑剂输送量约为1. 3g/kWh和更少并且应当尤其出于成本原因而进一步降低润滑剂输送量，其中应当同时使磨损最小化。 作为用于润滑工作面的润滑系统，已知存在完全不同的解决方案，既有涉及润滑装置本身的具体实施方式，也有涉及用于润滑的方法。因此，公开了通过沿圆周方向安置在气缸壁中的多个润滑剂开口将润滑油涂覆到运行经过润滑剂开口的活塞上的润滑装置，其中通过活塞环使润滑剂既沿圆周方向又沿轴向方向得到分配。这种方法中的润滑剂不是大面积地被涂覆到气缸壁的工作面上的，而是从总体上来看是或多或少地点状地在活塞环之间被涂覆到活塞的侧表面上的。 在此，还公开了其他方法。因此例如在WO 00/28194中提出了一种润滑系统，其中 在高压下借助安置在气缸壁中的雾化喷嘴以基本上与气缸壁相切的方式将润滑油喷入位 于燃烧室中的吹洗空气中，其中使润滑油雾化成小颗粒。由此，经雾化的润滑油细微地分布 在吹洗空气中并且通过吹洗空气以及通过因此细微地分布在该吹洗空气中的润滑油颗粒 所承载的旋转的离心力而对着气缸壁的工作面离心旋转。 在另一种方法中，在运动的活塞中优选安置多个润滑剂喷嘴，以使得能够基本上 在工作面的整个高度范围内将润滑剂涂覆到任意位置上。 在此，除了诸如将润滑剂涂覆到气缸壁的工作面上的方式之外，定量以及将润滑 剂引入内燃机的气缸的时刻也是要点。 在往复活塞式内燃机的工作中，每单位时间和单位面积要被涂覆到工作面上的润滑剂的量可以取决于许多不同的参数。例如，所使用的动力燃料的化学成分，尤其是该动 力燃料的硫含量起着重要的作用。除了对气缸的润滑，即降低活塞与气缸工作面之间的摩 擦，更准确地说降低活塞环与气缸壁的工作面之间的摩擦之外，润滑剂还用于中和侵蚀性 的酸，尤其是中和在燃烧过程中在发动机的燃烧室中产生的含硫的酸。因此，可以根据所使 用的动力燃料来使用不同种类的润滑剂，这些润滑剂还在其中和能力方面有所区分，润滑 剂的所谓的BN值是用于该中和能力的度量。因此可以有利的是，在燃料中硫含量较高的情 况下使用比在具有较低硫含量的燃料情况下所使用的润滑剂具有更高BN值的润滑剂，因 为具有较高BN值的润滑剂具有更强的对酸的中和作用。 然而，通常还可能必须为不同质量的动力燃料使用相同的润滑剂种类。在这种情 形中，可以例如通过相应地增大或减小所使用的润滑剂的量来补偿燃烧产物中较高或较低 的酸含量。 在要被涂覆的润滑剂量的定量方面的另一问题在于润滑剂膜的状态的时间和/ 或位置波动，尤其是在往复活塞式内燃机的工作状态中润滑剂膜的厚度的时间和/或位置 波动。 当然，所必需的润滑剂的量还可以例如更多地取决于极其不同的工作参数，例如 转速、燃烧温度、发动机温度、用于冷却发动机的冷却功率、负载以及许多其他工作参数。因 此可以可行的是，与相同转速和较低负载的情况相比，在给定转速和较高负载的情况下必 须将不同量的润滑剂涂覆到气缸的工作面上。 此外，内燃机本身的状态也可以对润滑剂量产生影响。因此例如公知的是，根据气 缸工作面、活塞环、活塞等的磨损状态，要被使用的润滑剂量可以显著变化。因此，为了使工 作配偶(Gegenlaufpartner) (S卩，例如活塞环、活塞环槽和工作面)能够摩擦并且最佳地彼 此调节，在具有新的尚未跑合的气缸工作面的气缸中和/或在新的活塞环中绝对希望在磨 合期中获得一定程度上增大的摩擦。这还可以通过如下方式来实现，即在气缸的磨合期中 全部以不同于已工作了相当大的工作小时数的气缸的另一润滑剂量来工作。因此在具有多 个气缸的机器中通常可尤其单独地为每个气缸调节润滑剂量。 —般而言，根据所完成的工作小时数，气缸工作面既在圆周方向上又在纵向上不 同地磨损。这类似地例如还适用于活塞环和活塞本身。 因此，不仅必须根据所完成的工作小时数来调节往复活塞式内燃机中的润滑剂 量，而且还应当根据要求在同一个气缸内在气缸壁的工作面的不同位置上取决于时间并且 位置不同地定量润滑剂量。 因此，长期以来已知的是，在气缸的工作面中或者在运动的活塞中在不同的区域 内设置润滑剂喷嘴，这些喷嘴优选全部是可以单独控制的，以使得润滑剂量可以根据要求 既在时间上又在位置上灵活变化。 为了确定在某一特定时刻由确定的润滑剂喷嘴引入的润滑剂的量，已知有多种不 同方法。在简单的情形中，可以在考虑所使用的动力燃料和润滑剂本身的情况下，简单地根 据往复活塞式内燃机的工作状态来控制润滑剂量，例如作为负载或转速的函数，其中根据 已完成的工作小时还可考虑工作配偶的磨损状态。 在此情况下，还完全公开了用于调整润滑剂量的不同方法。因此，例如在CH 613 495中公开了一种用于往复活塞式内燃机的气缸装置，该气缸装置在工作期间借助温度和振动传感器来检测活塞环的不正常的摩擦状态以保护活塞环不被侵蚀，并且在出现此类故 障时增大从确定的润滑位置输出的润滑油量。EP 0 652 426示出了一种方法，其中通过循 环地测量气缸壁中的温度并根据表示此温度的特性的温度变化来识别刮伤或磨损侵蚀的 出现并且通过自动的功率下降和/或通过增大润滑剂供应来抑制相应的损害。另一种用于 及早识别内燃机的关键工作状态的已知方法是在EP 1 006 271中表明的超声波方法，其 中借助布置在气缸中的超声波换能器将超声波信号加载给工作配偶并且使用用于确定工 作配偶的状态的反射的回应信号。 然而，所有上述装置和方法的共同点在于，仅可以不够准确地或者甚至不能定位 出现磨损现象例如活塞环的初期的侵蚀或者气缸壁的工作面中常见的刮伤的地方。也就是 说，利用这些公知的方法和装置虽然在原则上可确定往复活塞式内燃机的不正常工作状态 的出现，但是不能在出现的地方消除其原因，因为利用这些公知的方法和装置不能以所需 的空间分辨率来检测在气缸中出现的地方。最后还意味着，至多在非常靠近可能存在的传 感器处，例如在以上提到的超声波传感器的附近可以可靠地确定润滑剂膜的厚度。与之相 对的是，润滑剂膜的在其整个基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于具有气缸（４）的往复活塞式内燃机尤其运转较慢的二冲程大型柴油发动机的检测装置，在所述气缸（４）中活塞（５）被布置成能够沿着工作面（２）在下死点（ＵＴ）与上死点（ＯＴ）之间进行往复运动，其中在所述气缸（４）的气缸壁（３）中如此设置了润滑剂喷嘴（６１），使得在工作状态中能够借助所述润滑剂喷嘴（６１）将润滑剂（７）引入所述气缸（４），其中所述润滑剂喷嘴（６１）由定量装置（６）供给所述润滑剂（７），其特征在于，所述检测装置包括具有触发单元（８１）的传感器装置（８），所述触发单元（８１）与所述定量装置（６）以及在工作状态中在测量技术上与所述气缸（４）的内部空间（４３）处于通信连接的位置传感器（８２）以如下方式信号连接，即，在工作状态中能够借助所述位置传感器（８２）来有关于所述气缸（４）的轴向（Ａ）地检测所述活塞（５）的位置（Ｘ），并且能够根据所述活塞（５）的位置（Ｘ）来控制和／或调整所述往复活塞式内燃机。

【技术特征摘要】
EP 2008-12-2 08170463.7用于具有气缸(4)的往复活塞式内燃机尤其运转较慢的二冲程大型柴油发动机的检测装置，在所述气缸(4)中活塞(5)被布置成能够沿着工作面(2)在下死点(UT)与上死点(OT)之间进行往复运动，其中在所述气缸(4)的气缸壁(3)中如此设置了润滑剂喷嘴(61)，使得在工作状态中能够借助所述润滑剂喷嘴(61)将润滑剂(7)引入所述气缸(4)，其中所述润滑剂喷嘴(61)由定量装置(6)供给所述润滑剂(7)，其特征在于，所述检测装置包括具有触发单元(81)的传感器装置(8)，所述触发单元(81)与所述定量装置(6)以及在工作状态中在测量技术上与所述气缸(4)的内部空间(43)处于通信连接的位置传感器(82)以如下方式信号连接，即，在工作状态中能够借助所述位置传感器(82)来有关于所述气缸(4)的轴向(A)地检测所述活塞(5)的位置(X)，并且能够根据所述活塞(5)的位置(X)来控制和/或调整所述往复活塞式内燃机。2. 根据权利要求l所述的检测装置，其中，所述位置传感器(82)被布置在所述气缸壁(3) 的区域中，并且/或者为所述往复活塞式内燃机的同一个气缸(4)设置至少两个关于所 述气缸(4)的轴向(A)偏置的位置传感器(82)。3. 根据前述权利要求中任一项所述的检测装置，其中，所述位置传感器(82)在所述气 缸壁(3)的区域中关于所述气缸(4)的轴向(A)基本布置在与所述润滑剂喷嘴(61)相同 的高度上并且/或者所述位置传感器(82)布置在上死点(0T)的上方。4. 根据前述权利要求中任一项所述的检测装置，其中，所述位置传感器(82)是压力传 感器(82)，并且/或者所述位置传感器是电气的位置传感器(82)。5. 根据前述权利要求中任一项所述的检测装置，其中，设置了用于润滑所述气缸(4) 的气缸壁(3)的工作面(2)的润滑装置，利用所述润滑装置能够根据所述活塞(5)的所检 测出的位置(X)通过所述润滑剂喷嘴(61)将润滑剂(7)引入所述气缸(3)。6. 根据前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于，根据所述活塞(5)的所 检测出的位置(X)能够控制并且/或者调整燃料到所述气缸(4)的喷入和/或所述气缸(4) 的排气阀的触发和/或起动空气到所述气缸(4)的引入和/或所述往复活塞式内燃机 的减振器。7. 用于运行具有气缸(4)的往复活塞式内燃机尤其运转较慢的二冲程大型柴油发动 机的方法，在所述气缸(4)中活塞(5)被布置成能够沿着工作面...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阿莫泽，K拉斯，
申请(专利权)人：瓦特西拉瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]