汽缸中活塞单元及其活塞的润滑剂供应方法技术

本发明专利技术涉及一种用于往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元并且涉及该汽缸中活塞单元的活塞的润滑剂供应方法，所述往复活塞式燃烧发动机尤其是低速运行的大型柴油发动机。为了能够有效润滑活塞（112），提出将润滑剂开口（141）轴向布置在汽缸套（111）中，使得在其中活塞（112）定位在上死点（OT）处的该活塞（112）的OT位置中，润滑剂开口（141）位于上活塞边缘（129）和下活塞边缘（130）之间。在根据本发明专利技术的方法中，进行将润滑剂引入汽缸套（111）中，使得第一润滑剂开口（141）定位在活塞（112）的上活塞边缘（129）和下活塞边缘（130）之间的轴向位置（143）处，并且活塞（112）的速度小于2.5m/s，尤其是小于1m/s。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元，所述往复活塞式燃烧发动机尤其是低速运行的大型柴油发动机，并且还涉及一种用于往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元的活塞的润滑剂供应方法，所述往复活塞式燃烧发动机尤其是低速运行的大型柴油发动机。
技术介绍
大型柴油发动机常常用作用于船或定点作业的驱动单元，例如，用于驱动产生电能的大型发电机。在这点上，柴油发动机通常在相当长的时段内以永久操作的方式运行，这对操作安全性和可用性有很高的要求。具体地，长维修间隔、低磨损以及燃料和操作材料的经济处理因此对于操作员来说是用于操作机器的重要标准。这种大孔低速运行柴油发动机的活塞运行行为是除其他因素以外的对于维修间隔的长度、可用性、过度润滑剂消耗，并且还对于操作成本且因此对于操作效率也直接地是决定因素。因此大型柴油发动机的润滑的复杂问题具有越来越大的重要性。 在大型柴油发动机中，但不仅在它们中，在汽缸(所谓的汽缸套)中往复移动的活塞的润滑借助活塞中或汽缸壁中的润滑装置来进行。为此，润滑剂(具体地润滑油)被引入且因此被施加于汽缸壁的运行表面以使活塞和运行表面之间的摩擦最小化并且因此使运行表面以及布置在活塞外周处的活塞环的磨损最小化。在现代发动机(诸如WSrtsim RTA)发动机的情况下，运行表面的磨损因此今天小于1000小时操作周期0.05mm。在这种发动机的情况下，润滑剂输送量大约1.0g/kffh或更低并且在可能的情况下甚至被进一步减小，尤其是因成本原因，其中磨损同时被最小化。润滑剂的计量在润滑剂供应中是重要点。每时间单位和面积单位施加到运行表面的润滑剂的量能取决于在操作往复活塞式燃烧发动机中的多个不同参数。例如，所使用的燃料的化学成分(尤其是其含硫量)例如扮演着重要角色。除润滑汽缸，也就是说降低活塞和汽缸运行表面之间，更确切地说活塞环和汽缸壁的运行表面之间的摩擦之外，润滑剂除其他用途外还用于中和侵蚀性酸，尤其是中和含硫且出现在发动机的燃烧室的燃烧过程中的酸。取决于所使用的燃料，因此能使用不同种类的润滑剂，除其他不同之外，这些润滑剂的不同在于它们的中和能力，为此润滑剂的所谓的BN值是度量。因此与具有较低含硫量的燃料的情况相比，在燃料具有高含硫量的情况下使用具有较高BN值的润滑剂是有利的，这是因为具有较高BN值的润滑剂具有对于酸更强的中和效果。润滑剂还例如用作用于水的粘合剂，水能借助扫气空气或以另一种方式进入大型柴油发动机的汽缸中。然而，常常还可能的是，相同润滑剂种类必须用于不同质量的燃料。在这种情况下，或高或低的酸含量能例如通过所使用的润滑剂的量的相应的增加或减少在燃烧产物中被补偿。已知确定在特定时间由特定润滑剂喷嘴引入的润滑剂的量的各种方法。在简单情况下，润滑剂量取决于往复活塞式燃烧发动机的操作状态被控制，可能同时考虑所使用的燃料和润滑剂的质量，例如作为负载或速度的函数，其中基于已知执行的操作小时能够考虑相对运行配对件的磨损状态。除润滑剂的计量之外，施加润滑剂的方式也是重要的，很不同的方案被称为关于润滑装置并且关于润滑方法的特定实施方式两者的用于润滑运行表面的润滑系统。润滑装置因此是已知的，其中润滑剂通过沿周向被容纳在汽缸壁中的多个润滑剂开口被施加到运行通过润滑剂开口的活塞上，润滑剂由活塞环沿周向并且沿轴向分布。例如在EP2199549A1中描述了这种汽缸润滑设备。在润滑装置的另一概念中，借助其润滑剂能达到表面的多个润滑剂喷嘴被容纳在移动活塞中。因此通常可能的是，润滑剂能被大致施加在运行表面的总高度范围内的任何期望点处。除润滑油的量和其分·布之外，在引入时活塞在汽缸中的位置对于实现汽缸中活塞单元的有效润滑也是很重要的。该位置还由马达的曲轴的所谓的曲柄角来描述。具体地在因上述原因而应变得越来越小的小量润滑剂的情况下，重要的是将润滑剂施加到汽缸内处于正确活塞位置的活塞处的正确点。仅因而能确保小量润滑剂的利用尽可能有效。·在具有移动活塞中的润滑剂喷嘴的润滑装置的概念中，润滑剂必须在长且复杂的进料管线中被运输到润滑剂喷嘴，该进料管线因此经受公差，通常同时利用曲柄连杆。因结构空间原因并且由于汽缸中的条件，用于计量润滑剂的阀仅能设置在汽缸外。阀和润滑剂喷嘴之间的进料管线具有数米的长度，而且具有大型柴油发动机中很复杂的结构。阀的控制能公认地非常精确地进行，但是控制和润滑剂的实际引入之间的延迟不能被精确地复制并且因此不能被预先精确地确定。另外，在该长进料管线中不能确保的是，在阀处受控制的润滑剂量也实际上到达润滑剂喷嘴并且被引入。在将润滑剂实际引入汽缸时的时间和因此汽缸中的活塞位置以及所引入的润滑剂量因而不能被精确设定。在具有位于汽缸壁中的润滑剂开口的润滑装置的概念中，实际引入润滑剂的时间能被很精确地设定。将润滑剂供给到润滑剂开口是比较简单的，从而能关于引入时间和引入量可复制地进行润滑剂的供给。然而，在这种概念中，存在如下问题，活塞以通常很高的速度移动通过润滑剂开口。如果润滑剂现在应被施加在活塞的特定点处，那么为此可利用的时间非常少。该时间如此少，以致润滑装置的可能控制精度不足以在活塞的预定点处可靠地且可复制地施加润滑剂。EP652426A1描述了用于呈大型二冲程柴油发动机的形式的往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元。该汽缸中活塞单元包括具有至少一个润滑剂开口的汽缸润滑装置。润滑剂开口轴向布置，使得它在活塞的上死点(OT)位置位于上活塞边缘和下活塞边缘之间，在OT位置中，活塞定位在上死点处。
技术实现思路
在这个背景下，本专利技术的目的是提出一种用于往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元以及用于往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元的活塞的润滑剂供应方法，该方法允许有效润滑活塞。根据本专利技术的汽缸中活塞单元具有呈汽缸套形式的汽缸，在所述汽缸中，活塞能在轴向方向上沿着活塞轴线在上死点和下死点之间来回移动。所述活塞具有上活塞边缘和下活塞边缘，其中所述上活塞边缘由所述活塞的套表面的沿出口阀的方向的最上面的点限定。所述下活塞边缘由所述套表面的沿与所述出口阀相对设置的所谓的下活塞侧空间的方向的最低点限定。大型柴油发动机的活塞通常设计成两部分。它们具有供布置活塞环用的所谓的活塞顶。所谓的活塞裙沿所述下活塞侧空间的方向被拧到所述活塞顶。在该情况下，所述下活塞边缘由所述活塞裙的一部分的最低点限定。所述上死点因此与所述上活塞边缘的轴向位置对应，在所述轴向位置中，所述活塞具有距所述出口阀最小的间隔。所述下死点因此与所述上活塞边缘的轴向位置对应，在所述轴向位置中，所述活塞具有距所述出口阀最大的间隔且因此具有距所述下活塞侧空间最小的间隔。根据本专利技术的汽缸中活塞单元还具有汽缸润滑装置，该汽缸润滑装置具有布置在汽缸套上的至少一个第一润滑剂开口。尤其是，多个润滑剂开口(例如六至十个，尤其是八个)在所述第一润滑剂开口的轴向位置均匀地布置在所述汽缸套的外周上。所述汽缸润滑装置设计成使得经由润滑剂管线被送进的润滑剂能被引入所述汽缸套中。润滑剂尤其被制造为润滑油，并且还可包含固体润滑剂。所述润滑剂开口可被设计且布置成使得润滑剂能沿切向或径向引入所述汽缸套中。尤其是，所述汽缸套的内缸壁可具有沟槽，润滑剂能被引入所述沟槽中并且因此使得更好的润滑剂分布成为可能。所指定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元，所述往复活塞式燃烧发动机尤其是大型二冲程柴油发动机，所述汽缸中活塞单元具有：汽缸套（11，111，211，311，411，511，611，711）和活塞（12，112，212，312，412，512，612，712），所述活塞具有上活塞边缘（129，429，729）和下活塞边缘（130，530，730），其中所述活塞（12，112，212，312，412，512，612，712）布置成能在所述汽缸套（11，111，211，311，411，511，611，711）中在上死点（OT）和下死点（UT）之间沿着活塞轴线（A）在轴向方向上来回移动；以及汽缸润滑装置（127），所述汽缸润滑装置具有至少一个第一润滑剂开口（141，241，341，441，541，641，741），所述第一润滑剂开口布置在汽缸套（11，111，211，311，411，511，611，711）中并且设计成使得润滑剂能被引入所述汽缸套（11，111，211，311，411，511，611，711），其中，所述第一润滑剂开口（141，241，341，441，541，641，741）轴向布置成使得其在所述活塞（12，112，212，312，412，512，612，712）的上死点位置位于所述上活塞边缘（129，429，729）和所述下活塞边缘（130，530，730）之间，在所述上死点位置，所述活塞（12，112，212，312，412，512，612，712）位于所述上死点（OT）处，所述汽缸中活塞单元的特征在于，所述活塞（312）在如下区域具有外周切口（347），所述区域是在所述活塞（312）的所述上死点位置所述第一润滑剂开口（341）所在的区域。...

【技术特征摘要】
2012.01.30 EP 12153003.41.一种用于往复活塞式燃烧发动机的汽缸中活塞单元，所述往复活塞式燃烧发动机尤其是大型二冲程柴油发动机，所述汽缸中活塞单元具有: 汽缸套(11，111，211，311，411，511，611，711)和活塞(12，112，212，312，412，512，612，712)，所述活塞具有上活塞边缘(129，429，729)和下活塞边缘(130，530，730)，其中所述活塞(12，112，212，312，412，512，612，712)布置成能在所述汽缸套(11，111，211，311，411，511，611，711)中在上死点(OT)和下死点(UT)之间沿着活塞轴线(A)在轴向方向上来回移动；以及 汽缸润滑装置(127)，所述汽缸润滑装置具有至少一个第一润滑剂开口(141，241，341，441，541，641，741)，所述第一润滑剂开口布置在汽缸套(11，111，211，311，411，511，611，711)中并且设计成使得润滑剂能被引入所述汽缸套(11，111，211，311，411，511，611，711)， 其中，所述第一润滑剂开口(141，241，341，441，541，641，741)轴向布置成使得其在所述活塞(12，112，212 ，312，412，512，612，712)的上死点位置位于所述上活塞边缘(129，429，729)和所述下活塞边缘(130，530，730)之间，在所述上死点位置，所述活塞(12，112，212，312，412，512，612，712)位于所述上死点(OT)处， 所述汽缸中活塞单元的特征在于， 所述活塞(312)在如下区域具有外周切口(347)，所述区域是在所述活塞(312)的所述上死点位置所述第一润滑剂开口(341)所在的区域。2.根据权利要求1所述的汽缸中活塞单元，其特征在于， 所述第一润滑剂开口(141，241，341，641，741)轴向定位成使得在所述活塞(12，112，212，312，612，712)的所述上死点位置中，所述上活塞边缘(129，729)和所述第一润滑剂开口( 141，241，341，641，741)之间的间距达到所述上活塞边缘(129，729)和所述下活塞边缘(130,730)之间的间距的35%至65%，尤其是50%。3.根据权利要求1或2所述的汽缸中活塞单元，其特征在于， 在所述活塞(12，112，712)的套表面(131)处布置有最上面的第一活塞环(18，118，718)，并且在所述第一活塞环(18、118、718)和所述下活塞边缘(129，729)之间布置有第二活塞环(19，119，719)，并且所述第一润滑剂开口( 141，741)轴向布置成使得其在所述活塞(12，112，712)的所述上死点位置位于所述第一活塞环(18，118，718)和所述第二活塞环(19，119，719)之间。4.根据权利要求3所述的汽缸中活塞单元，其特征在于， 在所述活塞(12，112，212，312，712)的所述套表面(131)处布置有第三活塞环(134，234)，并且所述第一润滑剂开口( 141，241，741)轴向布置成使得其在所述活塞(12，212，312,112,512)的所述上死点位置位于两个相邻的活塞环(18，118，219，318，718 ;19，119，234,319,719)之间。5.根据权利要求4所述的汽缸中活塞单元，其特征在于， 所述第三活塞环(134)布置在所述第二活塞环(19，119，319，719)和所述下活塞边缘(129，729)之间，并且所述第一润滑剂开口( 141，341，741)轴向布置成使得其在所述活塞(12，112，312，512)的所述上死点位置位于所述第一活塞环(18，118，318，718)和所述第二活塞环(19，119，319，719)之间。6.根据权利要求1或2所述的汽缸中活塞单元，其特征在于， 所述第一润滑剂开口(441)轴向布置成使得其在所述活塞(412)的所述上死点位置位于所述上活塞边缘(429)和所述第一活塞环(418)之间。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：K·拉斯，
申请(专利权)人：瓦锡兰瑞士公司，
类型：发明
国别省市：