[发明专利]汽缸中活塞单元及其活塞的润滑剂供应方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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/kWh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。