[發明專利]具有SIP潤滑劑噴射器的大型低速二沖程發動機

有效

• 申請號: 201580084170.5
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN108350772B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 尼克·珀·本德森
• 申請（專利權）人: 漢斯延森注油器公司
• 主分類號: F01M1/08
• 分類號: F01M1/08;F02F1/20
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 李德魁

使用旋渦噴射原理(SIP)，通過將潤滑劑噴射器(4)設置在比活塞(32)的全沖程的1/5更靠近TDC的位置，該位置比在通常的船用柴油發動機中更近，實現大型低速二沖程發動機，特別是船用柴油發動機的潤滑的改進。這能夠通過重建汽缸襯墊(2)或者通過在汽缸(3)上增加新的安裝孔實現。如果這樣的重建不能實現，SIP原理的改進仍然能夠通過引導噴霧朝向TDC或者朝向相比SIP閥的位置更靠近TDC的氣缸襯墊(2)上的位置實現，例如當在垂直于汽缸軸的平面測量時，在大于30°或者甚至大于60°的角度下。這兩個改進能夠結合。

技術領域

本發明涉及一種大型低速二沖程發動機，例如船用柴油發動機或發電廠的燃氣發動機或柴油發動機，該發動機的汽缸中具有靠近活塞上止點(TDC)的潤滑劑噴射器。

背景技術

由于對環境保護的關注，正在努力減少船用發動機的排放。這也涉及到對這種發動機的潤滑系統的穩定優化。這加強了競爭力，在經濟方面，也減少了油耗，而這正是船舶運營成本的重要組成部分。盡管減少了潤滑油，還要關注適當潤滑的問題，因為柴油機的壽命不應該因減少油耗而受到損害。因此，在潤滑方面需要穩定的改進。

對于大型低速二沖程船用柴油發動機，存在多個不同的系統，包括將潤滑油直接噴射在汽缸襯墊上或者注油管噴射在活塞表面。

另一種相對新的商業上稱為旋渦噴射原理(SIP)的方法，是基于將潤滑油霧化液滴噴霧噴射在汽缸中的吹掃空氣渦流中的。螺旋向上的渦流導致潤滑劑被推向汽缸的上止點(TDC)，并朝外壓向汽缸壁成為均勻的薄層。這在國際專利申請WO 2010/149162中進行了詳細解釋。潤滑劑噴射器，是單向閥，其包括噴射器殼體，殼體內設有往復閥構件，通常為閥針。該閥構件例如具有針尖，根據精確的定時，在閥殼體內關閉和打開至噴嘴孔的通道。在當前的SIP系統中，霧化液滴噴霧在35-40巴的壓力下實現，該壓力實質上高于用于系統與引入汽缸中的壓縮油噴射流一起工作的小于10巴的油壓。在一些類型的SIP閥中，潤滑油的高壓也用于克服彈簧彈力移動彈簧式閥構件遠離噴嘴孔，這樣使得高壓油從該處釋放為霧化液滴。油的噴出導致閥構件內油壓降低，因此閥構件回到原位直到高壓潤滑油再次供應至潤滑油噴射器的下一個潤滑循環。

在這樣的大型船用發動機，多個噴射器在垂直于汽缸軸的平面上設置為環繞汽缸的圓形，且每個噴射器包括頂端的一個或多個噴嘴孔，用于將潤滑噴射流或噴霧從每個噴射器傳遞至汽缸中。船用發動機中SIP潤滑劑噴射器系統的實施例在國際專利申請WO02/35068、WO2004/038189、WO2005/124112、WO2010/149162、WO2012/126480、WO2012/126473和WO2014/048438中公開，在此通過引用并入此文。

傳統上，發動機汽缸構造為具有開口，用于將油噴射器置于距離汽缸的上止點(TDC)一段距離處，其中，該距離大約為汽缸全沖程的1/3或更多。然而，為了增加汽缸的長度，考慮潤滑噴嘴是否應該朝向TDC進一步移動，以便保障汽缸中靠近TDC處的適當潤滑，該處溫度高且對適當潤滑的需求是最關鍵的。對于直接應用到活塞上的注油管，這樣的考慮已經在2013年上海召開的CIMAC會議上，在三宅等人的文章“論文編號：177與增加沖程/缸徑比有關的氣缸襯墊和活塞環潤滑問題”中公開，并由國際內燃機委員會出版。在這些實驗中，已經發現潤滑閥的位置與上止點之間為1.2m的大距離導致油沒有被刮入燃燒室。從燃燒室中油更新和硫酸中和的角度看，潤滑閥重定位為更靠近上止點，距離上止點0.3m更為有利，因為67％的油將被刮入燃燒室。然而，對于整個汽缸的整體潤滑，兩級潤滑大大改善了這種情況，其中20％的油被刮入燃燒室。