[发明专利]活塞的润滑装置

说明书

技术领域

本发明涉及活塞的润滑装置、用于大型发动机的具有润滑装置的活塞、以及具有相应的润滑装置的大型发动机。

背景技术

可设计为两冲程或四冲程内燃机的大型发动机(尤其是大型柴油机)，常用于船舶的驱动装置，也用于静止作业，例如驱动大型发电机以产出电能。在这方面，大型发动机一般在相当长的时间周期内连续作业，这就对作业的安全性和有效性提出了挑战。因此在相当长的服务年限内，低磨损和燃料使用经济性是操作者的中心原则。

在运行状态下，活塞沿气缸壁的表面滑动，气缸壁的表面用作工作表面并且通常制成气缸筒或气缸衬套的形式。就此而言，提供气缸润滑或活塞润滑。一方面，活塞在气缸内必须尽可能容易地也就是说无障碍地滑行；另一方面，需要用活塞尽可能紧得密封气缸的燃烧空间以保证将燃烧过程中释放的能量有效地转换为机械功。

为此，在大型柴油机的运行过程中，将润滑剂(一般是润滑油)引人气缸中，使活塞能更好得实现其运行性能，并使活塞表面和活塞环的磨损尽可能低。润滑剂还用于中和燃烧产物的侵蚀性并用于避免腐蚀。常将高级、昂贵的物质用作润滑剂以满足这些多种要求。

因此，需要以尽可能小的润滑率工作而使发动机进行特别有效且经济的操作。

已被证实有效的方法是所谓的内部润滑法，在此方法中，将润滑剂运送通过活塞的内部，然后通过设置于活塞表面的一个或多个润滑位点施加至活塞或施加至气缸的工作表面。例如此过程公开于EP A 0 903 473中。由于必须在正确的时间以正确的量使润滑剂到达理想的润滑位点，所以大型发动机的活塞润滑被证明是复杂的工作。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种润滑装置，借助这种润滑装置可以更有效地利用活塞中的现有构造空间，其中同时应当提高气缸工作表面上的润滑剂分布质量，从而减少润滑剂的损失并由于只有少量的润滑剂进入燃烧空间而实现废气排放的减少。

本发明的目的通过具有根据第一方面的润滑装置的活塞来实现。

润滑装置(以下也称作脉冲润滑装置)这样布置在活塞中，以提高润滑剂注入活塞护套和气缸衬套的内表面之间的居间空间的质量。润滑装置利用燃烧空间中的压力进行润滑剂注入。由于施加于润滑剂上的高压并且润滑剂基本上暴露于活塞环之间存在的温度，润滑剂可尤其是在活塞环的槽中直接粒化或雾化。该效果有助于改善润滑剂的分布，因此还使润滑剂的损失减少，并且由于其中不会从燃烧室的壁刮除润滑剂，相应地会减少排放。

所述活塞包括通过夹紧元件相互连接的至少一个上活塞部分和一个下活塞部分。用于润滑气缸的工作表面的润滑装置布置于夹紧元件的内部。夹紧元件包括润滑剂储存空间，上活塞部分能相对于下活塞部分移动从而能改变润滑剂储存空间的大小。上活塞部分尤其是可相对于下活塞部分沿夹紧元件移位。有利地设置多个夹紧元件，借此使上活塞部分和下活塞部分相互连接。

夹紧元件因此实现其作为夹紧元件和润滑元件的复合功能。如果夹紧元件处于拉伸应变状态下，其使上活塞部分和下活塞部分保持相距限定间隔。如果夹紧元件处于压缩应变状态下，下活塞部分移近上活塞部分直到精确限定的润滑剂容积在夹紧元件中移位。就此而言，下活塞部分可位于上活塞部分之上。

在压缩过程中，润滑剂储存空间的容积减小，借此润滑剂储存空间中的润滑剂的压力增大。在具体时刻，将润滑剂引人或引到活塞环的槽之间。为此，可设计为止回阀的第一阻挡元件打开。阻挡元件一打开，润滑剂由于受压力就很快流出来。在气缸空间中存在的温度下，在现有技术的方案中润滑剂会例如由于燃烧残留物而蒸发，这是应当避免的。在活塞环的区域，热应变明显较小，这样在正常的运转条件下不会发生润滑剂蒸发。

本发明的尤其优选的实施方式在独立权利要求中阐明。

根据优选实施方式，所述夹紧元件是夹紧螺钉。

润滑剂储存空间具有布置有第一阻挡元件的第一端和布置有第二阻挡元件的第二端。当相应的阻挡元件保持在打开位置时，连向润滑剂源的连接可由第一阻挡元件释放，通向润滑位点的通路可由第二阻挡元件释放。

润滑剂储存空间的大小可通过可移动的润滑剂活塞元件改变。

润滑剂储存空间可包括第一部分空间和第二部分空间，所述第一部分空间位于第一阻挡元件和第二阻挡元件之间，具有固定容积。第二部分空间布置在第二阻挡元件的下游，第二部分空间的容积可通过润滑活塞元件改变。

所述夹紧元件可包括螺钉主体，该螺钉主体与所述上活塞部分连接。