[发明专利]一种船舶柴油机电控共轨式气缸注油润滑系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机，具体地说是船舶柴油机的气缸润滑系统。

背景技术

大型低速二冲程船舶柴油机多采用十字头式结构，在气缸下部开设横隔板，这样把气缸与曲轴箱空间隔开以免气缸内的脏油、烟灰和燃气等漏入曲轴箱，污损曲轴箱底部的滑油，这对燃烧重油的柴油机来说是很重要的。这样的结构特点决定了其气缸润滑必须采用气缸注油润滑系统。

传统机械式气缸注油润滑系统都是通过凸轮轴驱动机械注油器来注油的，由凸轮顶动小柱塞做往复运动，它的泵油频率与柴油机转速同步，注油量的大小与主机转速的变化成线性关系，它的注油量调节主要依靠手动调节每个注油小单元的柱塞行程来实现。这种系统具有明显的缺点：注油压力低，定时粗放且不能随柴油机的负荷变化而变化，不仅浪费了气缸油，增加运行成本，也增加了对环境的污染和污油处理的工作量和费用；同时还造成活塞顶面、气口、排气阀处积炭，引起活塞环、排气阀的粘着，气流通道的不畅，多余气缸油进入活塞下部造成扫气箱着火。

为提高柴油机运行性能，减少润滑油消耗和污染物排放，国内外不少公司和研究单位都进行了新一代气缸注油润滑系统的研究。

丹麦汉斯延森气缸注油系统公司推出的SIP(SwirlInjectionPrinciple——漩涡喷雾原理)注油器系统，通过安装于气缸内的SIP阀上的斜喷嘴针孔将润滑油高压雾化，直接强力喷射到气缸缸套内壁上区域，形成油雾滴云。油滴云随气缸中扫气气体的漩涡作用进行漩涡流流动，在离心力作用下均匀扩散分布到气缸壁的大片表面上，从而在活塞环即将上行经过之前在气缸壁的上半部分环形区域上形成与各个喷嘴相对的一层薄薄的均匀连续的扩散油雾膜，实现较为理想的气缸润滑条件。

芬兰瓦锡兰公司开发了脉冲润滑系统PLS(PulseLubricatingSystem),其润滑模块单元的工作动力来自经过减压阀减压后的伺服油共轨系统中的高压伺服油，通过嵌置在环绕气缸壁四周方向上多达6～8个单序列油槽中的润滑油注油装置向气缸壁表面定向喷射加压的润滑油。每个注油器的喷嘴头部有多个喷油孔，以多头射流的脉冲方式从喷油孔各自定向向气缸壁表面的分离点位置喷射润滑油。实现了对注油量、注油压力和注油定时的智能电子控制，在满足柴油机活塞运动特性的前提下，减少了润滑油消耗，提高了柴油机运行的经济性。

德国曼恩公司开发了阿尔法智能气缸润滑系统，即AlphaACC(AlphaAdaptiveCylinderoilControl)，由多台油泵组成的液压动力供给单元(HPS)提供20MPa的共轨动力伺服油作为Alpha注油器的驱动力，采用自动控制方式定时定量把气缸油成扇面状喷入气缸壁，能够实现气缸油注油量与燃油含硫量相匹配，以及气缸油注油量与柴油机负荷相匹配。实际使用证明，使用Alpha注油器系统，比传统的机械注油器气缸油消耗有明显下降，气缸套的磨损也显著降低。

国内武汉理工大学提出了一种机械与电控组合式气缸润滑系统，该系统由注油嘴、机械式注油器、电控式注油器、控制单元等部件组成，通过将机械式注油器和电控式注油器的油路并联，并在机械式注油器的摇臂轴上加设由控制单元控制的轴翻转装置。这样，当电控式注油器发生故障时，控制单元便切断电控式注油器，并使控制轴翻转动作，由机械式注油器继续给气缸注油。其优点是既能获得电控式注油器润滑效果好的特点，又可适当利用原有机械式注油器的资源，提高了润滑的可靠性。

以上四种气缸注油润滑系统，虽然相比传统机械式气缸润滑系统有很大进步，但依然具有局限性，这主要表现在它们都采用柱塞式结构对气缸油加压然后喷射到气缸中(SIP注油系统和武汉理工的电控注油系统都采用凸轮机构驱动柱塞；PLS注油系统和AlphaACC注油系统采用高压伺服油驱动柱塞)，即高压气缸油的产生过程和注油过程是耦合在一起的，这导致对注油压力的控制精度降低，系统响应速度变慢。

发明内容

本发明的目的在于提供注油过程不受高压气缸油产生过程的影响，可以实现注油压力、注油量、注油正时更为精确的控制，从而提高气缸润滑效果，节省气缸油消耗的一种船舶柴油机电控共轨式气缸注油润滑系统。

本发明的目的是这样实现的：