CN114174642B - 喷射器、大型发动机、润滑该发动机的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

一种大型发动机，特别是船用发动机或用于发电厂的发动机，多种油喷射器(4)以及润滑所述发动机的方法，发动机具有多个喷射器(4)，其中喷射器包括第一和第二润滑剂入口，一个内部电动选择阀***(13)，其可以在两种不同类型的润滑剂之间切换。

Description

喷射器、大型发动机、润滑该发动机的方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种大型内燃发动机，例如大型低速运行二冲程发动机，以及一种选择性地使用一种或另一种润滑剂润滑该发动机的方法，以及一种用于该发动机的润滑剂喷射器及其应用。

背景技术

由于对环境保护的关注，因此正在努力减少船用发动机的排放。这也涉及到用于这种发动机的润滑***的稳定优化，特别是在竞争日益激烈的情况下。日益受到关注的经济方面之一是减少油耗，这不仅是因为环境保护，而且是因为这是船舶运营成本的重要组成部分。另外一个问题是，尽管减少了润滑剂的量，但仍要进行适当地润滑，因为发动机的寿命不应该因减少油耗而受到损害。因此，在润滑方面需要不断地改进。

对于大型低速二冲程船用柴油发动机的润滑，存在多种不同的***，包括将润滑油直接喷射在气缸套上或者注油管喷射在活塞环上。

EP1767751公开了一种用于船用发动机的润滑剂喷射器的示例，其中采用了止回阀来提供润滑剂以通向气缸套内的喷嘴通道。止回阀包括位于喷嘴通道上游的阀座中的往复弹簧压载球，其中该球由加压的润滑剂移位。该球阀是一种传统的技术方案，其基于的原理可以追溯到上个世纪初，例如1923年的GB214922中所公开的。

与传统的润滑相比，一种可替代的且相对新的润滑方法在商业上被称为旋涡喷射原理SIP(Swirl Injection Principle)。该方法基于将润滑剂的雾化液滴喷射在气缸中的吹扫空气涡流中。螺旋向上的涡流导致润滑剂被推向气缸的上止点TDC(Top DeadCentre)，并作为薄且均匀的层朝外压靠于气缸壁。这在国际专利申请WO2010/149162和WO2016/173601中进行了详细解释。该喷射器包括喷射器壳体，在该喷射器壳体内设有往复式阀构件，通常为阀针。该阀构件(例如具有针尖)根据精准的时机关闭或打开润滑剂通向喷嘴孔的通道。在目前的SIP***中，雾化液滴的喷射通常是在35-40巴的压力下实现的，该压力显著高于使用引入气缸中的紧凑型喷油嘴工作的***中所使用的小于10巴的油压。在一些类型的SIP阀中，润滑剂的高压还用来克服弹簧力使弹簧加载的阀构件远离喷嘴孔运动，这样高压的油就会从喷嘴孔中以雾化液滴的形式释放出来。油的喷射导致阀构件上的油的压力降低，从而使阀构件回到原点并保持在原点直到高压润滑剂再次供应到润滑剂喷射器的下一个润滑循环。

在这种大型船用发动机中，多个喷射器围绕气缸环形布置，且每个喷射器包括位于末端的一个或多个喷嘴孔，用于将润滑剂射流或喷雾从每个喷射器输送入气缸中。在国际专利申请WO2002/35068、WO2004/038189、W02005/124112、W02010/149162、WO2012/126480、WO2012/126473、WO2014/048438和W02016/173601公开了船用发动机中的SIP润滑剂喷射器***的示例。

上述的WO2012/126473、WO2016/173601以及EP1426571和EP1586751公开了润滑剂喷射器的机电式出口阀。电线圈在出口阀构件上施加电磁力，出口阀构件上配备有相应的电磁响应部件。在励磁时，出口阀构件在喷嘴孔处从其阀座抽出并打开以便润滑剂从润滑剂源流动且流经阀构件并流出喷嘴。在实践中，具有机电响应部件的出口阀构件相对较长且具有一定的质量，造成阀构件动作的轻微延迟。

如在EP3404224中详细讨论的，当在特定燃料之间转换时，双燃料船用柴油机需要转换润滑剂。作为技术方案，公开了一种具有不同油的两个储油箱的***，其中两个储油箱布置在泵的上游，泵接收和加压选中的油并将油供应至喷射器。油的选择是通过泵和两个储油箱之间的三通阀来实现的。EP3404224的***实现了当更换燃料种类时在油之间切换的目的。然而，从一种油至另一种油的快速切换是不可能的，因为从阀经由泵到喷射器的油管必须在下一种类型的油能够被喷射之前先排空一种油。

在WO2014/127895中公开了一种选择油进行喷射的不同的***，其中气缸配备有多个喷射器在气缸中，例如成对的喷射器，使得一组喷射器用于一种类型的油，而第二组喷射器用于另一种类型的油。其优点在于油的碱值(BN)可以通过以预定的比例将两种类型的油喷射至气缸中来调节，而无需预先混合油。喷射优选地使不同的喷油嘴交叉设置，以便在喷射后立即实现混合。该文献还公开了一种喷嘴，喷嘴可通过在供应管道中提供一系列不同的油的部分并且将整个系列喷射入气缸中以用于喷射多种油。

日本专利文献JPS62111109公开了一种用于润滑的双油***，其中两个泵用于向喷嘴提供一种或另一种油。此外，在这个案例中，长的供应管线意味着上文提到过的时机和喷射量的不确定性。

然而，在需要高压和快速反应的情况下，这些原理不是最佳的，例如SIP喷射，由于油供应管线相对较长，且在施加压力和从管道释放压力时可能经受微小的膨胀和收缩，这导致了时机和喷射量的不确定性。这个问题在DK179764中进行了一般性的讨论。因此，期望的是提供一种反应时间更短的***，用于在气缸内混合油。

发明内容

本发明的目的在于提供本领域的改进。具体的目的在于，即使润滑剂的类型在喷射循环间隙或喷射循环期间改变时，也能提供对由喷射器喷射的润滑剂的更好的速度和量的控制。特别地，目的在于在大型内燃发动机中(例如在大型低速运行二冲程发动机中)使用SIP阀改进润滑。然而，该喷射器也可以用于大型四冲程内燃发动机，例如船用发动机或用于发电厂的内燃发动机。这些目的是通过如下所述的具有多个喷射器的大型内燃发动机(例如低速运行二冲程发动机)、用于润滑这种发动机的方法、用于这种发动机的喷射器及其方法与应用来实现的。

喷射器的特点在于包括两个或更多个润滑剂入口，喷射器用于喷射两种或更多不同种类的润滑剂，以及喷射器内的致动器驱动的选择阀***，选择阀***用于选择两种或更多种不同种类的润滑剂在喷射阶段注入气缸。

为了充分理解本发明，要指出的是，已经发现从泵送***到带有多个喷射器的气缸之间相当长的润滑剂导管会带来***的不精确性。长导管在接触到高度加压的润滑剂时，长导管往往会轻微地膨胀和收缩，这导致了喷射润滑剂的时机和量的轻微不确定性。此外，润滑剂在喷射周期内会受到微小的压缩和膨胀，这也增加了影响。尽管这种影响很小，但它为喷射引入了毫秒级别的误差，这与短的SIP喷射时间(其可以短到10毫秒或更短)相比是相当大的影响。由于润滑压力高、喷射周期短，这种不精确的时机对SIP润滑***有很大的影响。此外，值得注意的是，通常通过在喷射循环中向喷嘴供应加压油的时长来调节喷射量，在这种情况下，如果影响精确时机的不确定性因素不能消除的话，则应该将其最小化。关于喷射方面的改进是通过本文所述的喷射器实现的，因为选择阀***位于喷射器内部，这使得从选择阀***到喷嘴之间的距离变短。

定义

术语“喷射阶段”用于表示润滑剂通过喷射器注入气缸中的这段时间。术语“空闲阶段”用于表示喷射阶段之间的时间。术语“空闲状态”用于表示元件在空闲阶段的状态。术语“空闲阶段位置或方向”用于表示可移动元件在空闲阶段期间处于空闲状态时的位置或方向，与喷射阶段位置相反。术语“喷射循环”用于表示开始喷射序列直到下一个喷射序列开始所用的时间。例如，喷射序列包括单次喷射，在该情况下，喷射循环的测量是从喷射阶段的开始到下一次喷射阶段的开始。可替代性地，喷射序列包括多次喷射，例如在活塞到TDC的途中经过喷射器之前在活塞上方进行多次喷射，例如第一次喷射一种润滑剂然后喷射另一种润滑剂，以及可能的另外的润滑剂和/或添加剂。这样的双喷射或多次喷射导致了在活塞到达TDC之前油在气缸中混合。例如，发动机每转一圈就有一个喷射循环。然而，也可以转多圈之后才有一个喷射循环。

喷射器的内部选择阀***通过选择阀***在喷射阶段保持开放的时间内来分配所选定润滑剂的量以用于喷射。该时间由控制器决定，例如，如果喷射器的内部致动器是电控型的，控制器通过发送至喷射器的电信号以控制用于引起喷射的内部致动器。

可选地，体积计可用于测量气缸的所有喷射器在喷射阶段的总消耗量，也可以用于测量喷射器子组在喷射阶段的消耗量。

术语喷射的“时机”用于表示由喷射器相对气缸中活塞的特定位置调节喷射阶段的开始。

术语喷射的“频率”用于表示发动机每转一圈喷射器重复喷射的次数。如果频率是1，则每转一圈有一次喷射。如果频率为1/2，则每转两圈有一次喷射。此术语与上述现有技术一致。

为了方便起见，术语“向前”用于表示朝喷嘴孔的方向，且远离喷嘴孔的相反方向的运动被称为“向后”。

术语“加压的润滑剂”用于表示在足够高的压力下提供的润滑剂，其可以作为射流或喷雾用于喷射入气缸中。喷雾与活塞环之间的注油管进行的喷油形成对照。压力取决于喷射的目的和形式，通常高于10巴。对于SIP喷射，压力通常更高，例如高于25巴。具体实施例

大型发动机，例如低速运行二冲程发动机，可选地船用发动机或用于发电厂的发动机，包括气缸，气缸内设有往复式活塞和固定至气缸壁并延伸穿过气缸壁的多个润滑剂的喷射器。喷射器沿气缸的周缘分布，且设置为在喷射阶段期间在周缘上的不同位置处喷射润滑剂至气缸中。例如，大型发动机，诸如低速运行二冲程发动机是船用发动机或发电厂的大型发动机。通常该发动机燃烧柴油或气体燃料，例如天然气燃料。

发动机还包括具有第一加压润滑剂的第一润滑剂供给，通常是被第一润滑剂进给泵加压，且发动机包括具有第二加压润滑剂的第二润滑剂供给，通常是被第二润滑剂进给泵加压。第一润滑剂与第二润滑剂是不同的种类。可选地，发动机包括多于两种润滑剂供给，相应地具有多于两种不同种类的润滑剂以及相应地多于两个润滑剂进给泵。例如，发动机包括第三润滑剂供给和相应的第三润滑剂进给泵。

多个喷射器中的每一个与它的两个或多个润滑剂入口中的每一个通过相应的进给管道连接到两个或多个润滑剂供给中的一个。每个润滑剂供给包括可能的压力源，通常为润滑剂泵，使相应的润滑剂的压力升高至适当的水平。对于所述的***，在喷射器的相应润滑剂入口处提供恒定的润滑剂压力就足够了。

喷射器设置用于在来自各种润滑剂入口的不同类型的润滑剂中选择待喷射的润滑剂的种类，例如两种或多于两种，可选地多达十种。入口可以不仅仅用于提供和添加润滑剂还有可能是添加剂。例如，喷射器可选地具有三个入口，其中两个用于润滑剂(例如润滑油)，还有一个用于添加剂。

发动机还包括控制器。控制器设置为控制选择润滑剂进行喷射，以及控制多个喷射器喷射第一和第二润滑剂的量和时机。可选地，控制器还控制喷射的频率。为了精确的喷射，如果控制器电连接至计算机或者包括计算机是有利的，其中该计算机监控发动机的实际状态和运动的参数。这些参数对于优化喷射的控制是有用的。可选地，该控制器设置为用于升级已有的发动机的附加***。另一个有利的选择是将控制器连接至人机界面(HMI)，人机界面(HMI)包括用于监控的显示器和对喷射配置以及可选地发动机状态的参数进行调整和/或规划的输入面板。电子数据连接可选地是有线或无线连接或者其组合。

在一个具体的实施例中，喷射器包括第一润滑剂入口和第二润滑剂入口，第一润滑剂入口用于从第一润滑剂进给管道接收第一润滑剂以将第一润滑剂喷射入气缸中，第二润滑剂入口用于从第二润滑剂进给管道接收第二润滑剂以将第二润滑剂喷射入气缸中。喷射器的第一润滑剂入口通过第一进给管道连接至第一润滑剂供给，并且第二润滑剂入口通过第二进给管道连接至第二润滑剂供给。可能地，喷射器还包括第三入口以及可选的其他入口，用于从相应的第三进给管道和可选的其他进给管道接收润滑剂或添加剂，并将润滑剂或添加剂喷射入气缸中。

喷射器具有从第一和第二润滑剂入口到至少一个喷嘴的润滑剂的流动路径，用于从第一和第二润滑剂入口经由至少一个喷嘴进入气缸的润滑剂流动。喷射器设置用于在通过喷射器将第一或第二润滑剂喷射入气缸中以及可选地同时将第一和第二润滑剂喷射入气缸中之间进行选择。如果喷射器包括多于两个入口，且有多于两个润滑剂和添加剂的供给，喷射器设置为在这些多于两个入口之间选择喷射，例如一次仅从一个入口喷射。在一些实施例中，喷射器还设置为同时喷射至少两种润滑剂或润滑添加剂。

喷射器包括一个喷嘴或多于一个喷嘴，例如两个喷嘴。每个喷嘴有个喷嘴孔，喷嘴延伸入气缸中，以便在喷射阶段的润滑剂喷射。可选地，喷嘴具有多于一个孔。例如，在WO2012/126480中公开了具有多个孔的喷嘴。在一些实施例中，喷射器包括具有单个喷嘴孔的单个喷嘴。

具体地，每个喷射器包括在润滑剂流动路径中的内部致动器驱动的选择阀***，其中选择阀***设置为选择性地从不喷射的空闲状态切换至喷射第一润滑剂或喷射第二润滑剂的喷射状态，或者可选地来自另外的润滑剂入口的润滑剂或添加剂，在喷射阶段根据收到的喷射阶段信号经由至少一个喷嘴喷射入气缸中。

每个喷射器包括用于驱动选择阀***的致动器。致动器功能性地连接至控制器，并设置为用于由控制器致动以选择性地驱动选择阀***，且由于致动器由控制器致动，在控制器的控制下引起第一润滑剂或第二润滑剂的喷射。在其他的实施例中，喷射器同时喷射多于一种润滑剂。在控制器的控制下，选择阀***用于选择喷射润滑剂和/或添加剂中的种类和数量以及喷射的顺序。

在操作中，致动器由控制器致动以便开始第一润滑剂或第二润滑剂的喷射阶段。其结果是致使选择阀***开启以用于第一或第二润滑剂经由流动路径流动并将第一或第二润滑剂喷射到气缸中。在喷射阶段的最后，引起致动器关闭选择阀***并停止润滑剂供给。在一些实施例中，选择阀设置用于打开来自两个入口的液流以便同时喷射两种润滑剂。可能地，多种油和可能的添加剂在喷射前均匀混合。

可选地，喷射阶段包括多次喷射，例如在活塞朝TDC移动通过喷射器前在活塞上方的多次喷射，例如第一次喷射一种润滑剂随后另一次喷射另一种润滑剂，以及可能的另外的润滑剂和/或添加剂。这种双喷射或多次喷射，尤其是在SIP操作中时，导致在活塞到达TDC之前油在气缸中混合。通过控制器选择用于喷射润滑剂的种类以及作为控制器的喷射时机使得多种喷射顺序成为可能，例如以下各项中的至少两种的组合：

-在活塞下方的一次或多次喷射

-在活塞上的一次或多次喷射

-在单个喷射循环期间在活塞上方的一次或多次喷射。

对于不同的喷射，也可以改变润滑剂的选择，可能具有添加剂。

例如，致动器为电控致动器且通过电连接件以电性连接至控制器，电连接件用于从控制器接收喷射阶段信号，喷射阶段信号指示用于喷射第一和第二润滑剂之间的选择以及喷射的时机。对于喷射阶段，从控制器发射电控信号至每一个喷射器，以开始第一润滑剂或第二润滑剂或可能的其他润滑剂的喷射阶段。因此，选择阀***打开以便相应的润滑剂经由流动路径流动并喷射入气缸中。在喷射阶段的最后，从控制器到喷射器的电控信号发生了变化，使得选择阀***关闭润滑剂的喷射并回到空闲状态。

可选地，致动器包括电磁线圈布置，电磁线圈布置具有固定电磁线圈部件和可移动电磁线圈部件。选择阀***连接至可移动电磁线圈部件，用于在电磁线圈的电励磁下由致动器驱动，其中电磁线圈设置用于由来自控制器的喷射阶段信号来励磁。

术语“电磁线圈”应当理解为“至少一个电磁线圈”，因为可能在某些情况下是有利的是使用多于一个线圈，例如两个或三个线圈。

术语来自控制器的“信号”此处用于表示从控制器流向喷射器的电流。在一些实施例中，如果电流足够强，该信号本身可以用于驱动致动器，例如机电式致动器。例如，用于切换机电式致动器的驱动方向，电流方向被切换至相反方向。然而，可替代地，喷射器可以包括电子开关，来自控制器的信号打开以便有足够强的电流来驱动致动器。在后者的情况下，从控制器到电子开关的信号线可以通过非常细的布线完成。

替代性地，致动器是液压或气动致动器。喷射器中这种液压或气动致动器可选地也是电控的。例如，从控制器到喷射器的电信号使喷射器的机电式致动器阀打开以便液压或气动流体进入致动器从而液压地或气动地驱动选择阀***。可选地，从控制器到喷射器的电信号使喷射器的机电式致动器阀打开以便液压或气动流体进入致动器从而驱动致动器本身，随后致动器通过机械连接转而驱动选择阀***。

在一些实施例中，选择阀***设置为在多个入口之中一次仅选择一个入口用于供给润滑剂并喷射润滑剂。在一些实施例中，可替代地或额外地，选择阀***设置为在多个入口之中一次选择多于一个入口用于供给润滑剂并喷射润滑剂，以便同时喷射多种润滑剂或者与添加剂的组合的润滑剂。

在一些实施例中，喷射器具有多于一个喷嘴，并且多种润滑剂和添加剂可以通过喷射器的不同的喷嘴喷射入气缸。在其他的实施例中，多中润滑剂和添加剂通过单个喷嘴喷射入气缸中，并且可能在从喷嘴孔射出之前在喷射器内混合。

在实际的实施例中，喷射器包括基座和刚性的可选为圆柱形的流体室，流体室将基座和喷嘴刚性地连接，以便在基座固定至气缸壁时将喷嘴固定在气缸壁内部。由于基座设置在流体室相对于喷嘴的相对端，因此基座通常位于气缸壁的外侧。例如，喷射器包括位于基座处的法兰，用于安装至气缸壁的外侧。替代性地，为了将喷射器安装在气缸壁内，喷射器包括围绕流体室设置的法兰。例如，法兰通过螺栓固定在气缸壁上。

有利地，基座包括第一和第二入口以及可能的其他入口。流体室是中空的且包含润滑剂液流的流动路径，流动路径从第一和第二润滑剂入口以及可能的其他润滑剂入口经由流体室到喷嘴，用于喷射相应的润滑剂到气缸中。可选地，选择阀构件位于流体室中或基座中。

例如，当喷射器安装在气缸壁时，致动器设置在气缸壁的外侧。可选地，致动器固定至基座。

在一些实施例中，选择阀***包括连接至致动器的可移动的选择阀构件，选择阀构件由致动器驱动从空闲阶段位置或方向选择性地到达第一或第二喷射阶段位置或方向，其中选择阀构件在空闲阶段位置或方向时阻挡流动路径，其中选择阀构件根据喷射阶段信号和相应的喷射阶段位置或方向打开流动路径，用于在第一喷射阶段位置或方向的第一润滑剂或者在第二喷射阶段位置或方向的第二润滑剂以使在喷射阶段流入气缸中。

在实际中，致动器接收喷射阶段信号，使得致动器根据喷射阶段信号将选择阀构件移动至第一或第二喷射阶段位置或方向，这相应地导致用于将第一或第二润滑剂喷射入气缸中的流动路径打开。

例如，致动器通过致动器延长件机械地连接至选择阀构件，用于通过致动器延长件驱动选择阀构件。如果选择阀构件位于流体室中且由此在气缸壁内侧而致动器位于气缸壁外侧时，则这是有利的。在本实施例中，操作包括通过致动器使用致动器延长件来移动选择阀构件。

在一些实施例中，流动路径包括从第一入口到选择阀***的第一通道和从第二入口到选择阀***的第二通道，以及从选择阀***朝向喷嘴孔的第三通道。在这些实施例的实践中，操作包括通过选择阀***选择性地打开来自第一通道的第一润滑剂的流动后打开来自第二通道的第二润滑剂的流动，可选地同时打开两个通道的润滑剂并流入朝向喷嘴孔的第三通道。

出口阀***

可选地，每个喷射器包括在喷嘴处的出口阀***，出口阀***设置为在喷射阶段当出口阀***处的压力升至预定限值以上时就打开润滑剂至喷嘴孔的流动，且在喷射阶段后之后当压力下降时关闭出口阀***。出口阀***关闭以形成来自气缸的背压，并且还防止润滑剂在喷射阶段间隙的空闲阶段进入气缸。此外，出口阀***有助于喷射后较短的关闭时间，增加了润滑剂的喷射时机和喷射量的精确性。

在这些实施例中，喷射器包括从润滑剂入口经由选择阀***再到出口阀***的润滑剂流动路径，用于润滑剂从润滑剂入口流经选择阀***和出口阀***并在喷嘴孔处流出喷射器。选择阀***设置为喷射器在喷嘴上游的一部分且可选地与喷嘴间隔开。可选地，选择阀***设置在出口阀***的上游并与出口阀***间隔开。

例如，出口阀***包括出口止回阀。在出口止回阀中，出口阀构件例如球、椭圆体、平板或圆柱体通过出口阀弹簧由预应力抵靠在出口阀座上。当在出口阀***的上游的流体室中提供加压的润滑剂时，弹簧的预应力被润滑剂压力抵消，并且如果压力高于弹簧力，出口阀构件从其出口阀座移开，出口止回阀打开用于润滑剂通过喷嘴孔喷射入气缸中。例如，出口阀弹簧沿远离喷嘴孔的方向作用在阀构件上，尽管相反方向的运动也是可能的。

例如，对于润滑发动机，该方法包括从控制器发送电控信号至喷射器，通过控制信号使得喷射器打开选择阀***以便所选种类的润滑剂从相应的润滑剂进给管道经由相应的润滑剂入口，经由选择阀***，并进入在选择阀***和出口阀***之间流体连通的管道。

值得注意的是，各种润滑剂进给管道中的润滑剂压力在预定限值之上，预定限值决定了出口阀***的打开以便润滑剂进给管道通过选择阀***提供压力足够高的润滑剂以在喷射阶段打开出口阀***。因此，润滑剂流经选择阀***并流入选择阀***和出口阀***之间的管道，这引起了出口阀***处的压力上升，使得出口阀***打开用于润滑剂从管道流至喷嘴孔，从而润滑剂通过喷嘴孔喷射入气缸中。在润滑期的最后，来自控制器的电控信号发生变化，使得选择阀***再次关闭，用于润滑剂从所选的润滑剂入口供给至喷嘴孔。管道中的压力再次下降，并且出口阀***关闭。

在这些实施例中，在喷射器中有至少两个阀***。选择阀***在控制器的控制下调节，例如通过来自控制器的电信号进行调节，而一旦选择阀***已经打开并导致升高压力下的润滑剂从润滑剂进给管道流向出口阀***，出口阀***仅仅通过出口阀***处升高的润滑剂压力来启动。选择阀***的可移动部件和出口阀***的可移动部件之间没有机械连接。这两个***的打开和关闭之间的联接仅仅通过从选择阀***流向出口阀***的润滑剂来完成。

选择阀和致动器的可选的详细说明

在一些实际的实施例中，选择阀***包括致动器驱动的可移动的选择阀构件，选择阀构件设置为用于从空闲阶段位置移动至喷射阶段位置，在空闲阶段位置中，选择阀构件在空闲阶段阻挡流动路径；在喷射阶段位置中，选择阀构件打开流动路径以便所选的润滑剂在喷射阶段经由流动路径流动。有利地，选择阀构件通过选择阀弹簧朝着空闲阶段位置预加应力。

在一些实施例中，为了驱动可移动的选择阀构件，喷射器包括可移动的且致动器驱动的刚性的致动器延长件，致动器延长件将致动器和选择阀***连接，并且通过致动器用来使选择阀构件从空闲阶段位置移位或旋转至喷射阶段位置，其中在空闲阶段位置选择阀构件阻挡流动路径，在喷射阶段位置选择阀构件打开流动路径以便所选的润滑剂通过流动路径流动以在喷射阶段将所选的润滑剂喷射至气缸中。

可选地，致动器驱动的刚性的致动器延长件是推拉构件，推拉构件用于在喷射阶段选择性地拉动或推动选择阀构件，以便通过拉动选择润滑剂中的一种用于喷射，并且通过推动选择润滑剂中另一种用于喷射。替代性地，致动器延长件是旋转构件，例如选择性地沿一个方向或另一个方向传递来自旋转致动器的驱动力。

在一些实施例中，致动器是电控的致动器，例如机电式致动器，可选地，该致动器包括电磁线圈装置，电磁线圈装置具有固定电磁线圈部件和可移动电磁线圈部件，且其中致动器延长件连接至可移动电磁线圈部件，以便用于由电磁线圈的电励磁驱动，其中电磁线圈设置为由来自控制器的喷射阶段信号励磁。

例如，选择阀***包括线性致动器，用于驱动致动器延长件。在这种情况下，致动器延长件连接至致动器，例如连接至电磁柱塞和电磁线圈的布置，以便致动器一旦电致动就驱动致动器延长件，例如推拉构件通过推动或拉动选择阀构件以打开从一个或另一个润滑剂入口的流动。可选地，致动器延长件连接至电磁柱塞，而电磁线圈固定在喷射器中。可替代地，致动器延长件连接至电磁线圈，电磁线圈与致动器延长件一起可移动。

作为替代，可以使用压电元件来驱动选择阀构件。这种元件电连接至控制器，控制器控制其何时收缩何时膨胀。

在一些具体的实施例中，选择阀构件为圆柱形且包括固定阀构件，固定阀构件进而包括相应的圆柱形的套管，圆柱形的选择阀构件设置在圆柱形的套管中，用于沿着套管的纵轴移位或用于绕着套管的纵轴旋转。

术语圆柱形的套管用于描述套管具有圆柱形中空的、通常但不必要是环形的横截面。圆柱形的选择阀构件紧密地配合至套管的空心中，使得除了仅润滑套管中的选择阀构件、与喷射入气缸的润滑剂的量相比可以忽略的可能的最小剂量之外，在圆柱形的选择阀构件和圆柱形的套管之间没有润滑剂流动。

在一些具体的实施例中，选择阀构件包括至少一个吞吐部，吞吐部设置为在选择阀构件处于第一位置或方向时将第一通道和第三通道连通，选择阀构件处于第二位置或方向时将第二通道和第三通道连通。在实际的实施例中，操作包括根据喷射阶段信号，在选择阀构件处于第一位置或方向时选择性地将第一通道和第三通道连通，或在选择阀构件处于第二位置或方向时将第二通道和第三通道连通。

在一些实施例中，吞吐部设置为选择阀构件外侧上的缩窄部，用于来自第一通道的第一润滑剂或来自第二通道的第二润滑剂在喷射阶段沿着套管内部选择阀构件的外部流经缩窄部并流入第三通道。

***优势

本文所描述的***有很多优势。

通过在喷射器内设置选择阀***以及可选地设置出口阀***，使得操作过程中需要移动的可移动构件的质量很小。这个很小的质量相比于现有技术减少了可移动物件的反应时间，这也是为什么说该***意味着提高的反应速度和关于时机和量的相应的精确性。

由于喷射器的长度通常是小于这种大型发动机的气缸壁厚度的几倍，例如两倍，并且延伸穿过气缸壁中的开口，从选择阀***到喷嘴孔的距离通常是气缸壁的厚度相同或甚至更小。例如，从选择阀***到喷嘴孔的距离小于20cm或甚至小于10cm，这远远短于现有技术中三通阀到喷嘴之间数米的距离。这意味着相比之下从选择阀***到喷嘴出口的距离极其短，并且选择阀***由此具有相应短的反应时间和精确性。

由于选择阀***位于喷射器壳体内并靠近喷嘴，因此喷射器反应时间短，从而可以实现高精度的喷射时机和时长，喷射时长转化为用于喷射的体积。由于时机精度高、反应时间快，在单个喷射循环内的润滑剂喷射可以实现用不同的油进行多次局部喷射。这与现有技术的***形成对比，在现有技术的***中，出口阀***设置在喷射器中，而用于选择性供油给喷射器的阀***设置成远离喷射器，例如在上文提及的EP3404224中所公开的。由于上文所描述的喷射器仅有从选择阀***到喷嘴(例如包括出口阀***)的短且刚性的流道，喷射量和喷射时机的不确定性和不精确性得到了最小化，因为避免了油在相对较长的管道内发生微小的压缩和膨胀以及管道本身的膨胀。

例如，在发动机的活塞经过喷射器之前的时间间隔内，可以进行双喷射，使得两种类型的润滑剂在气缸中混合，尤其是当使用SIP原理时。EP3404224中公开的现有技术使用交叉射流以混合油，这对于使用本文所述的喷射器进行的SIP喷射不是必需的，因为来自单个喷射器的两种或多种润滑剂的液滴在润滑剂涡流中混合并以混合状态下分布到气缸壁上。

本***对于每种类型的润滑剂只需要通往喷射器的单个润滑剂管线，因为不需要回流管线，这最大限度地降低了安装成本和工作量并最大限度地降低了故障风险。尤其是由于发动机很大并且需要数米长度的回流管线。此外，避免了在关闭阀门时由于可能的润滑剂在回流管中的死体积而导致的在时间和体积上的不精确性。

由于具有止回阀的出口阀***，喷射器可以稳定抵抗来自气缸的高压。在出口阀***包括在喷嘴中或喷嘴处的止回阀并且止回阀包括阀构件(例如球)的情况下，阀构件由弹簧压靠在阀座上，观察到具有抵抗失效的高度稳固性。这些***简单，且阻塞的风险最小。此外，阀座往往是自清洁的，几乎没有不均匀磨损，特别是对于作为球体的阀构件，这是提供了高的长期可靠性的原因。因此，喷射器简单可靠、快速且精确，并且易于由标准部件以低生产成本构造。

总之，具体的阀***由于其部件重量轻而动作迅速。此外，这些部件结构相对简单并且意味着生产成本低。除了这些优点之外，阀***可靠、坚固，且阻塞风险低。由于部件承受的压力负荷相对较小，因此阀***也具有较长的使用寿命。

可选的参数

例如，喷射器包括设有喷嘴孔的喷嘴，喷嘴孔在0.1-1mm之间，例如在0.2-0.5mm之间，并设置为用于喷射雾化液滴的喷雾，该喷雾也称为油雾。

雾化液滴喷雾在SIP润滑中很重要，在SIP润滑中，在活塞朝TDC移动通过喷射器前，润滑剂喷雾由喷射器重复地喷射至气缸中的吹扫空气里。在吹扫空气中，由于吹扫空气朝TDC的旋涡运动而沿朝向TDC的方向输送，雾化液滴扩散并分布在气缸壁上。喷雾的雾化是由于润滑剂喷射器中喷嘴处的高压润滑剂。对于该高压喷射，压力高于10巴，通常在25至100巴之间。一个示例是在30至80巴之间的间隔，可选地在35至60巴之间。喷射时间很短，通常大约为5-30毫秒(msec)。然而，喷射时间可以调节至1毫秒，或者甚至少于1毫秒，例如低至0.1毫秒。因此，仅仅几毫秒的不精确能够不利地改变喷射配置，这就是为什么需要高精度的原因，如上文所述，例如0.1毫秒的精度。

此外，粘度影响雾化。用于船用发动机中润滑剂通常具有在40℃约220cSt以及在100℃约20cSt的典型运动粘度，其转换为在202至37mPa·s之间的动态粘度。一个有用的润滑剂的示例为高性能船用柴油机气缸油Mobilgard^TM560VS。可用于船用发动机的其他润滑剂是其他Mobilgard^TM油以及/>Cyltech油。用于船用发动机的常用润滑剂在40-100℃的范围内具有大致相同的粘度曲线，并且都可用于雾化，例如当喷嘴孔径直径为0.1-0.8mm且润滑剂在喷嘴孔处的压力为30-80巴，温度在30-100℃或40-100℃范围内时。另请参见Rathesan Ravendran，Peter Jensen，Jesper de Claville Christiansen，Benny Endelt，Erik Appel Jensen所发表的关于此主题的文章，(2017年)“二冲程船用发动机用润滑油的流变行为”，《工业润滑与摩擦学》，卷69，期号5，页码：750-753，https://doi.org/10.1108/ILT-03-20l6-0075。

附图说明

本发明将参照附图更详细地说明，其中：

图1为发动机中气缸的一部分的示意图；

图2为具有a)弹簧加载，和b)无弹簧加载可选的选择阀***的示意图；

图3为喷射器的示例的示意图，该喷射器处于a)空闲状态、b)喷射第一润滑剂和c)喷射第二润滑剂；

图4为当喷射器处于a)空闲状态、b)喷射第一润滑剂和c)喷射第二润滑剂时适用于图3的喷射器的选择阀***的放大图，；

图5示出了出口阀的可替代的示例；

图6为带有旋转选择阀构件的喷射器的可替代的示例的示意图，该喷射器处于a)空闲状态、b)喷射第一润滑剂和c)喷射第二润滑剂；

图7为当喷射器处于a)空闲状态、b)喷射第一润滑剂和c)喷射第二润滑剂时适用于图6的喷射器的选择阀***的放大图，。

具体实施方式

图1示出了大型发动机的气缸1的一半，大型发动机可选的为低速运行二冲程发动机，例如船用发动机或用于发电厂的发动机。

气缸1包括位于气缸壁3内侧的气缸套2。在气缸壁3内设有多个润滑剂的喷射器4，用于将润滑剂喷射至气缸1内。如图所示，喷射器4安装至气缸壁3并且沿着圆周分布，相邻喷射器4之间有相同的角距离，但是这不是严格必需的。此外，沿着圆周分布也不是必需的，因为轴向移位布置的喷射器也是可行的，例如每隔一个喷射器相对于相邻的喷射器朝着活塞的上止点(TDC)移位。

每个喷射器4具有带喷嘴孔5’的喷嘴5，其中润滑剂例如作为带有微型液滴7的润滑剂的精细雾化的喷雾8在高压下从喷嘴孔5’射入气缸1中。

例如，喷嘴孔5’直径在0.1至0.8mm之间，例如0.2至0.5mm之间，其在10-100巴的压力下，例如25到100巴，可选地30到80巴或者甚至50到80巴的压力下使润滑剂雾化成精细的喷雾8，其与润滑剂的紧密射流形成对比。气缸1中的吹扫空气的涡流14将喷雾8输送并压至气缸套2上，使得实现润滑剂在气缸套2上的均匀分布。这种润滑***在本领域被称作旋涡喷射原理(Swirl Injection Principle)，SIP。然而，还设想了与改进的润滑***有关的其他原理，例如具有射向气缸套的射流的喷射器。

可选地，气缸套2设有自由出口6，用于为来自喷射器4的喷雾8或射流提供充足的空间。

喷射器4通过第一进给管道9A(通常为共用的第一进给管道9A)从发动机的第一润滑剂供给源29A接收第一种类的润滑剂，发动机的第一润滑剂供给源29A(例如油回路)包括可能的润滑剂泵，润滑剂泵使润滑剂的压力升高至适当的水平。例如，进给管道9中的压力在25至100巴的范围，可选地为30至80巴，这是用于SIP阀的常用压力范围。

此外，喷射器4通过第二进给管道9B(通常为共用的第二进给管道9B)从第二润滑剂供给源29B接收第二种类的润滑剂。喷射器4设置有内部阀***，以选择性地从空闲状态切换到第一或第二润滑剂的喷射。通过在不同种类的润滑剂之间切换，例如分别具有低BN和高BN的油，可以根据发动机状态和燃料的种类优化润滑。

喷射器4设有电连接器10’，电连接器10’通过电缆10电连通有控制器11。控制器11发送电控制信号至喷射器4，用于控制由喷射器4通过喷嘴5的润滑剂的喷射。如图所示，每个喷射器4设有一条电缆10，使得允许单独控制相应的喷射器4的喷射。然而，从控制器11向所有的喷射器4提供一条电缆10也是可行的，这样所有的喷射器4在通过单条电缆10收到电控制信号时同时喷射。替代性地，从控制器11提供一条电缆10到喷射器的一个子组也是可行的，例如2、3、4、5或6个喷射器的子组，这样控制器通过第一电缆10控制第一子组，通过第二电缆10控制第二子组。电缆和子组的数量选择性地取决于优选的配置。

从控制器11到喷射器4的电控制信号以精确定时的脉冲形式提供，与发动机的气缸1中的活塞运动同步。例如，为了同步，控制***11包括计算机11’或通过有线或无线方式电连接有计算机11’，其中计算机11’监测发动机的实际状态和运动的参数，例如速度、负载和曲轴的位置，其中曲轴的位置显示了活塞在气缸中的位置。

计算机11’与控制器11可选地进行组合。控制器10与计算机11’协作，通过电流经过电缆10的时长来确定喷射阶段的时长。

此外，来自控制器11的信号的类型确定喷射的是第一润滑剂还是第二润滑剂。

下文解释了在图1的***中使用的喷射器4。然而，喷射器4也可用于其他发动机气缸润滑***，而无需使用SIP喷射。

图2a和图2b示出了喷射器4内的选择阀***的可选的阀原理图，用于在从第一润滑剂进给管道9A或第二润滑剂进给管道9B到喷嘴5的吞吐量之间进行选择。图2a示出了具有弹簧复位的阀，图2b示出了没有弹簧复位的阀。下面将参照附图说明每个这种原理的喷射器4。

图3a示出了如关于图1所解释的用于安装在发动机气缸上的喷射器4的示例。如下文将解释的，喷射器4包括选择阀***13，用于通过喷嘴5选择性地将第一或第二润滑剂喷射到发动机中。

喷射器4的壳体21包括基座30和管状的流体室16，管状的流体室16是刚性连接基座30和喷嘴5的刚性中空杆。管状的流体室16通过O型圈22密封在基座30上。

基座30包括第一润滑剂入口12A，用于从第一润滑剂进给管道9A接收第一润滑剂50A。基座30还包括第二润滑剂入口12B，用于从第二润滑剂进给管道9B接收第二润滑剂50B。第一润滑剂50A与第二润滑剂50B是不同的种类。第一和第二润滑剂入口12A、12B通过第一和第二通道26A、26B与选择阀***13流体流动连通以用于选择喷射的第一或第二种类的润滑剂50A、50B。第一和第二通道26A、26B在流体室16内纵向延伸。

壳体21通常安装到发动机的气缸1上，使得润滑剂入口12A、12B在气缸壁3的外部，并且流体室16延伸穿过发动机气缸壁3以将喷嘴孔5'定位在气缸壁3内。

通过致动器操作选择阀***13，致动器在图3和图4的示范性实施例中为线性致动器，线性致动器通过致动器延长件31连接至选择阀***13，致动器延长件31在示出的实施例中是杆件。线性致动器示范为电磁致动器，电磁致动器具有电磁线圈32和电磁柱塞33。

可选地，为了提高致动器的速度，在柱塞33的一侧设有第一磁体39。当电磁线圈32在一个方向上由电流通电时，柱塞32以第一极性磁化，使得第一磁体39A吸引柱塞并帮助其向着第一磁体39A移动。如果线圈32由相反方向的电流通电，柱塞33以相反的极性磁化，第一磁体将排斥柱塞33。可选地，在柱塞33的相对另一侧还设置并定位了第二磁体39B，将会帮助吸引和排斥柱塞。因此，柱塞33的反应时间和运动提高了。通常，磁体39A、39B为永磁体。替代性地，磁体39A或39B之一是电磁铁，或磁体39A、39B都是电磁体，电磁体具有相应的线圈(未示出)和可选的磁芯，其中在可活动的柱塞33被电磁线圈32磁化时，线圈通电以提供额外的力在柱塞33上。

作为电磁线圈的替代方案，可以采用压电元件以驱动致动器延长件31或替代致动器延长件31和电磁线圈32、33。这种压电元件可以集成在流体室16中并且可能集成在选择阀***13中，由此可以免去电磁线圈致动器，从而减小喷射器4的整体尺寸。

通过对致动器延长件31在位置和定向之间移动的致动时间进行调节，调节了喷射时间。这样，选择阀***13还设置为在喷射阶段期间调节从相应的润滑剂进给管道9A、9B接收并经由流体室16输送至喷嘴5的润滑剂的量。

在当前的配置中，选择阀***13设置在流体室16中，且相比基座30更靠近喷嘴孔5’，以便保持从选择阀***13到喷嘴5的流动路径较短以获得最佳精度。然而，选择阀***13也可以设置在流体室16中更靠近基座30的位置或者设置在基座30中。

为了调节经过喷嘴孔5’分配的润滑剂，喷射器4还包括出口阀***15。

图4a示出了选择阀***13和出口阀***15的放大图。图4中的喷嘴5和选择阀***13是用于图3所示的电磁致动器32、33，但也可以用于其他类型的致动器，包括气动和液压致动器，可选地通过电信号操作，例如通过控制器11操作机电致动器阀。

出口阀***15通常设置为喷嘴5的一部分。在示出的实施例中，喷嘴5是单元38的一部分，单元38固定至流体室16并且部分位于流体室16中。然而，选择阀***13可以替代地设置在流体室内喷嘴5的上游或者甚至设置在基座30的内部。

喷嘴通道46结合下游通道27使选择阀***13和出口阀***15流体连通，以便润滑剂从选择阀***13流向出口阀***15。

出口阀***15包括止回出口阀17。在止回出口阀17中，出口阀构件18(例示为球体)通过出口阀弹簧20对出口阀座19施加预应力。在喷嘴通道46提供加压的润滑剂时，出口阀弹簧20的预应力被润滑剂压力抵消，当压力高于弹簧力时，出口阀构件18从其出口阀座19移开，于是止回出口阀17打开，以便润滑剂通过喷嘴孔5’喷射入气缸1中。如图所示，出口阀弹簧20沿远离喷嘴孔5’的方向作用在出口阀构件18上。止回出口阀17在空闲状态关闭，防止润滑剂在喷射阶段间隙从流体室16经由喷嘴孔5’意外地流入气缸1。

图5示出了出口阀***15的可替代的实施例。出口阀***15的一般原理类似于在WO2014/048438中所公开的原理。喷嘴尖端44中设有喷嘴孔5’用于射出润滑剂。在喷嘴5的空腔40内设有出口阀构件18，出口阀构件18包括杆部41和圆柱形的密封头42，密封头42可滑动地设置在喷嘴尖端44的圆柱形的腔体部分43内。阀构件18的位置通过弹簧45远离喷嘴尖端44向后施加预应力，并且通过喷嘴通道46作用在杆部41的后部47上的油压向前移位，油压抵抗弹簧力作用。喷嘴孔5’由密封头42密封地覆盖，密封头42的表面48在喷嘴尖端44处邻接圆柱形的腔体部分43，除非阀构件18被喷嘴通道46中升高的压力向前推动，这样一来密封头43滑过并远离喷嘴孔5’，以允许润滑油从内部的空腔40流动且经由喷嘴孔5’流出用于喷射。

参照图4a，现在更详细地说明选择阀***13。选择阀***13包括固定阀构件23，固定阀构件23包括纵向的套管24，选择阀构件25滑动地设置在纵向的套管24中，用于在各种喷射状态之间往复运动和切换。选择阀构件25紧密地配合在套管24内，使得润滑剂不会在选择阀构件25的外侧和套管24的内侧之间流动，至少不会达到影响润滑喷射的程度，但可能足够润滑套管24内的选择阀构件25。

选择阀***13包括第一吞吐部25A，其示例为选择阀构件25的缩窄的腰部25A。此第一吞吐部25A与第一通道26A流体连通，在第一通道26A中提供加压的第一润滑剂50A。

如图4b所示，通过将选择阀构件25朝着喷嘴孔5’向前移动，第一吞吐部25A使第一通道26A与下游通道27流体连通，下游通道27与喷嘴通道46流体连通，使得第一润滑剂50A从第一通道26A经由第一吞吐部25A流入下游通道27，经由喷嘴通道46并经由喷嘴阀***15流出喷嘴孔5’。由于喷嘴通道46上升高的压力，出口阀***15中的球阀构件18被提升离开其阀座19，于是第一润滑剂可以流经出口阀***15。

参照图4c，选择阀***13包括第二吞吐部25B，其示例为在选择阀构件25的最前端的前面的通道部25B。该第二吞吐部25B流体连通至第二通道26B，在第二通道26B中提供加压的第二润滑剂50B。当选择阀构件25向后移位时，即沿着远离喷嘴出口5’的方向移位时，第二通道26B通过第二吞吐部25B流体连通至下游通道27，使得加压的第二润滑剂50B可以流经喷嘴通道46和经过出口阀***15并流出喷嘴孔5’流入发动机的气缸1。

选择阀***13以第一吞吐部25A为例，第一吞吐部25A示例为选择阀构件25的缩窄的腰部25A，在选择阀***13的空闲状态，第一吞吐部25A与第一通道26A流体连通，而且在向前移位过程中第一吞吐部25A将第一通道26A与下游通道27连通。替代性地，在空闲状态下，腰部25A连接至下游通道27，并且选择阀构件25设置为在第一移位期间通过腰部25A将下游通道27与第一通道26A连通。可选地，在这种设置中，选择阀构件25设置为在与第一移位相对的第二移位期间将下游通道27与第二通道26B连通。通过沿着向前方向或向后方向移动选择阀构件25，腰部25A将下游通道27连通至第一通道26A和第二通道26B的其中一个。

图4a是图3a中的喷嘴5的放大剖面图，而图4b和图4c分别是图3b和图3c中的喷嘴的放大剖面图。

参见图3a、3b和3c，观察到选择阀构件25通过致动器延长件31向前或向后移位。

选择阀构件25的往复移位是通过致动器延长件31提供的，致动器延长件31示例为推拉杆，其固定连接有往复柱塞33，往复柱塞33通过电磁线圈32驱动。柱塞33和致动器延长件31一起移动，且柱塞33和致动器延长件31由第一螺旋弹簧34A反向弹簧加载、由第二螺旋弹簧34B正向弹簧加载，以便平衡至空闲状态的中间位置。当电磁线圈32以一个方向或相反方向经由电流激励时，电磁柱塞33朝着喷嘴5向前移动或远离喷嘴5向后移动，从而推动或拉住致动器延长件31和选择阀构件25一起移动。向前的运动通过第一止动件35A限定，向后的运动通过第二止动件35B限定。柱塞33抵靠第一止动件35A的最靠前的位置如图3b所示，柱塞33抵靠第二止动件35B的最靠后的位置如图3c所示。在柱塞33两端提供第二润滑剂50B的作用在于减小柱塞33上的压力载荷。

图6a、图6b和图6c示出了图3的实施例的可替代实施例的喷射器4，在于线性电磁线圈/柱塞的组合由旋转致动器36替代，使得致动器延长件31通过旋转轴承37旋转和稳定。由于图6中的部件与图6的相似，相同部件不再重复标号。然而，为了详细解释功能，参考了图7a、图7b、图7c，这些图是喷嘴5带有相应的横截面图和详细编号的放大部分。

图7a示出了喷嘴5和流体室16的放大图。固定阀构件23包括第一横向通道28A，横向通道28A连通至用于第一润滑剂50A的第一通道26A。在固定阀构件23中纵向移位的是第二横向通道28B，第二横向通道28B连通用于第二润滑剂50B的第二通道26B。旋转选择阀构件25包括位于第一横向通道28A处的第一吞吐部25C和位于第二横向通道28B处的第二吞吐部25D。吞吐部25C和25D设置为旋转选择阀构件25的相对侧上的局部倒角区域。

在图7a中，第一吞吐部25C旋转至仅与第一通道26A连通而不与下游通道27连通的方向。第二吞吐部25D旋转至仅与第二通道26B连通而不与下游通道27连通的方向。与图4a的下游通道27相类似的，图7a中的下游通道27连通喷嘴通道46。

当选择阀构件25在一个方向上旋转45度时，如图7b所示，第一吞吐部25C将第一通道26A和下游通道27连通，使得第一润滑剂50A可以从第一通道26A经由第一横向通道28A、经由第一吞吐部25C流入下游通道27并流至喷嘴通道46。第一润滑剂50A从喷嘴通道46流经出口阀***15并且通过喷嘴孔5’喷射入气缸1中。

当选择阀构件25在另一个方向上旋转45度，如图7c所示，第二吞吐部25D将第二通道26B和下游通道27连通，使得第二润滑剂50B可以从第二通道26B经由第二横向通道28B、经由第二吞吐部25B流入下游通道27并流至喷嘴通道46。第二润滑剂50B从喷嘴通道46流经出口阀***15并且通过喷嘴孔5’喷射入气缸1中。

尽管示出的选择阀***13是用于两种润滑剂50A、50B，但选择阀***13可以扩展到多于两种的润滑剂。例如，在具有往复选择阀构件23的实施例中，吞吐部25A可以设置为可移位至不同的位置以将第三通道和下游通道27连通，类似于第一通道26A经由吞吐部25A与下游通道27连通。对于旋转选择阀构件，可以来自第三通道设有的第三横向通道，并且旋转选择阀构件中在第三位置处设有另外的吞吐部，另外的吞吐部与第一和第二吞吐部25C、25D存在角度移位。这样的吞吐部将与下游通道27旋转对齐，以用于喷射第三润滑剂。

附图标记

1、气缸；2、气缸套；3、气缸壁；4、润滑剂喷射器；5、喷嘴；5’、喷嘴孔；6、气缸套的自由切口；7、微型液滴；8、来自单个喷射器4雾化的喷雾；

9A、用于供给第一润滑剂50A的第一进给管道；9B、用于供给第二润滑剂50B的第二进给管道；10、电信号电缆；10’、电信号电缆10与喷射器4中的电磁线圈之间的电连接器；11、控制器；11’、计算机；12A、喷射器4的第一润滑剂入口，用于第一润滑剂50A；12B、喷射器4的第二润滑剂入口，用于第二润滑剂50B；13、喷射器4的选择阀***；14、气缸中的涡流；15、喷射器4的出口阀***；16、连接基座30和喷嘴5的流体室；17、出口止回阀，示例为出口球阀；18、出口阀构件，示例为球体；19、出口阀座；20、出口阀弹簧；21、喷射器的壳体；22、流体室16端部的O型圈；23、固定阀构件；24、围绕选择阀构件25的套管；25、电动的选择阀构件；25A、吞吐部，示例为往复阀构件25的缩窄部；25B、通道部；25C、旋转实施例中的第一吞吐部；25D、旋转实施例中的第二吞吐部；26A、用于第一润滑剂50A的第一通道；26B、用于第二润滑剂50B的第二通道；27、选择阀***13和喷嘴通道46之间的下游通道；28A、第一横向通道；28B、第二横向通道；29A、第一润滑剂供给源；29B、第二润滑剂供给源；30、喷射器壳体21的基座；31、致动器延长件；32、电磁线圈；33、电磁线圈32中的柱塞；34A、第一弹簧；34B、第二弹簧；35A、向前运动的第一止动件；35B、向后运动的第二止动件；36、旋转致动器；37、旋转轴承；38、具有喷嘴5的单元；39、A、39B第一和第二磁体；40、空腔；41、杆部；42、圆柱形的密封头；43、圆柱形的腔体部分；44、喷嘴尖端；45、弹簧；46、喷嘴通道；47、杆部41的后部；48、密封头部42的表面；50A、第一种润滑剂；50B、第二润滑剂。

Claims (29)

1.一种内燃发动机，包括气缸(1)，所述气缸(1)内设有往复活塞，所述发动机包括具有加压的第一润滑剂(50A)的第一润滑剂供给源(29A)和具有加压的第二润滑剂(50B)的第二润滑剂供给源(29B)；其中所述第一润滑剂(50A)和第二润滑剂(50B)是不同的种类；所述发动机包括多个润滑剂的喷射器(4)，所述喷射器(4)沿着气缸(1)的周缘分布并固定至气缸壁(3)，并延伸穿过所述气缸壁(3)，其中所述喷射器(4)设置为在周缘上的不同位置喷射润滑剂至气缸(1)中；其中多个所述喷射器(4)中的每一个通过用于将第一润滑剂(50A)喷射入气缸(1)中的第一进给管道(9A)连接至第一润滑剂供给源(29A)，并通过用于将所述第二润滑剂(50B)喷射入气缸(1)中的第二进给管道(9B)连接至第二润滑剂供给源(29B)；其中每个所述喷射器设置为选择性地喷射第一或第二润滑剂(50A、50B)；所述发动机还包括控制器(11)，所述控制器(11)用于控制由多个喷射器(4)喷射第一和第二润滑剂(50A、50B)的量和时机；

其特征在于，每个所述喷射器(4)包括

-第一润滑剂入口(12A)，用于从所述第一润滑剂进给管道(9A)接收加压的第一润滑剂(50A)，以及第二润滑剂入口(12B)，用于从第二润滑剂进给管道(9A)接收加压的第二润滑剂(50b)；

-至少一个具有喷嘴孔(5’)的喷嘴(5)，所述喷嘴(5)延伸入气缸(1)中，用于在喷射阶段中喷射润滑剂；

-润滑剂流动路径，所述润滑剂流动路径从第一和第二润滑剂入口(12A、12B)到至少一个喷嘴(5)，用于使润滑剂从所述第一和第二润滑剂入口(12A、12B)经由至少一个喷嘴(5)流入气缸(1)中；

-在润滑剂流动路径中的致动器驱动的选择阀***(13)，其中所述选择阀***(13)设置为选择性地从空闲状态切换至在喷射阶段通过至少一个喷嘴(5)将第一或第二润滑剂(50A、50B)喷射至气缸(1)中；其中每个所述喷射器(4)包括用于驱动选择阀***(13)的致动器(32、33)，其中所述致动器(32、33)功能性地连接至控制器(11)且设置为由控制器(11)致动，由于所述致动器(32、33)通过控制器(11)致动，从而在所述控制器(11)的控制下选择性地驱动选择阀***(13)以引起第一润滑剂(50A)或第二润滑剂(50B)的喷射。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述致动器是电控致动器(32、33)，所述电控致动器(32、33)通过电连接件(10、10’)以电性连接至控制器(11)，所述电连接件(10、10’)用于从控制器(11)接收喷射阶段信号，所述喷射阶段信号指示选择阀***(13)对第一或第二润滑剂(50A、50B)的选择以及喷射的时机。

3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述选择阀***(13)包括连接至所述致动器(32、33、36)的可移动的选择阀构件(25)，所述选择阀构件(25)用于由致动器(32、33、36)从空闲阶段位置或方向选择性地驱动到达第一或第二喷射阶段位置或方向，其中所述选择阀构件(25)在所述空闲阶段位置或方向时阻挡流动路径；其中所述选择阀构件(25)根据喷射阶段信号在第一喷射阶段位置或方向时打开用于第一润滑剂(50A)的流动路径，在所述第二喷射阶段位置或方向时打开用于第二润滑剂(50B)的流动路径，以便润滑剂在喷射阶段经由流动路径流入气缸中。

4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述流动路径包括从第一入口(12A)到选择阀***(13)的第一通道(26A)和从第二入口(12B)到选择阀***(13)的第二通道(26b)，以及从所述选择阀***(13)朝向喷嘴孔(5’)的第三通道(27)，其中所述选择阀***(13)设置为选择性地打开，用于第一润滑剂(50A)从第一通道(26A)流入第三通道(27)或者第二润滑剂(50B)从第二通道(26B)流入第三通道(27)。

5.根据权利要求4或权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述选择阀构件(25)是圆柱形的，且其中所述选择阀***(13)包括固定阀构件(23)，所述固定阀构件(23)包括圆柱形的套管(24)，圆柱形的所述选择阀构件(25)设置在套管(24)中，用于沿着所述套管(24)的纵轴移位或绕着套管(24)的纵轴旋转中的至少一种；其中所述选择阀构件(25)包括至少一个吞吐部(25A、25C、25D)，至少一个所述吞吐部(25A、25C、25D)设置为当选择阀构件(25)在第一位置或方位时连通第一通道(26A)和第三通道(27)，当所述选择阀构件(25)在第二位置或方位时连通第二通道(26B)和第三通道(27)。

6.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述喷嘴(5)设置在气缸壁(3)内部，并且所述致动器(32、33、36)设置在气缸壁(3)外部，且其中所述致动器(32、33、36)通过致动器延长件(31)机械地连接至选择阀构件(25)，用于通过所述致动器延长件(31)驱动选择阀构件(25)。

7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述喷射器(4)包括基座(30)，其中所述基座(30)包括第一和第二入口(12A、12B)，且其中有刚性流体室(16)将基座(30)和至少一个喷嘴(5)刚性地连通，其中所述喷射器(4)固定至气缸壁(3)，其中所述基座(30)在气缸(1)外部且至少一个喷嘴(5)固定在气缸壁(3)内部；其中所述流体室(16)包括用于润滑剂从所述第一和第二润滑剂入口(12A、12B)经由流体室(16)流到至少一个喷嘴(5)以喷射入气缸(1)中的流动路径。

8.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机是船用发动机或用于发电厂的发动机。

9.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机是大型低速运行二冲程发动机。

10.一种润滑内燃发动机的方法，所述发动机包括气缸(1)，所述气缸(1)内设有往复活塞，所述发动机包括具有加压的第一润滑剂(50A)的第一润滑剂供给源(29A)和具有加压的第二润滑剂(50B)的第二润滑剂供给源(29B)；其中所述第一润滑剂(50A)和第二润滑剂(50B)是不同的种类；所述发动机包括多个润滑剂的喷射器(4)，所述喷射器(4)沿着气缸(1)的周缘分布并固定至气缸壁(3)，并延伸穿过所述气缸壁(3)，其中所述喷射器(4)设置为在周缘上的不同位置喷射润滑剂至气缸(1)中；其中多个所述喷射器(4)中的每一个通过用于将第一润滑剂(50A)喷射入气缸(1)中的第一进给管道(9A)连接至第一润滑剂供给源(29A)，并通过用于将第二润滑剂(50B)喷射入气缸(1)中的第二进给管道(9B)连接至第二润滑剂供给源(29B)；其中每个所述喷射器设置为选择性地喷射第一或第二润滑剂(50A、50B)；所述发动机还包括控制器(11)，所述控制器(11)用于控制由多个喷射器(4)喷射第一和第二润滑剂(50A、50B)的量和时机；

其特征在于，每个所述喷射器(4)包括

-第一润滑剂入口(12A)，用于从所述第一润滑剂进给管道(9A)接收加压的第一润滑剂(50A)，以及第二润滑剂入口(12B)，用于从第二润滑剂进给管道(9A)接收加压的第二润滑剂(50b)；

-至少一个具有喷嘴孔(5’)的喷嘴(5)，所述喷嘴(5)延伸入气缸(1)中，用于在喷射阶段中喷射润滑剂；

-润滑剂流动路径，所述润滑剂流动路径从第一和第二润滑剂入口(12A、12B)到至少一个喷嘴(5)，用于使润滑剂从所述第一和第二润滑剂入口(12A、12B)经由至少一个喷嘴(5)流入气缸(1)中；

-在润滑剂流动路径中的致动器驱动的选择阀***(13)，其中所述选择阀***(13)设置为选择性地从空闲状态切换至在喷射阶段通过至少一个喷嘴(5)将第一或第二润滑剂(50A、50B)喷射至气缸(1)中；其中每个所述喷射器(4)包括用于驱动选择阀***(13)的致动器(32、33)，其中所述致动器(32、33)功能性地连接至控制器(11)且设置为由控制器(11)致动，由于所述致动器(32、33)通过控制器(11)致动，从而在所述控制器(11)的控制下选择性地驱动选择阀***(13)以引起第一或第二润滑剂的喷射；

其中所述方法包括通过所述控制器(11)致动所述致动器(32、33)，以便开始第一润滑剂(50A)或第二润滑剂(50B)的喷射阶段，并且其结果是致使所述选择阀***(13)开启以用于第一或第二润滑剂(50A、50B)经由流动路径流动并将第一或第二润滑剂(50A、50B)喷射到气缸(1)中；在所述喷射阶段的最后，引起所述致动器关闭用于润滑剂供给的选择阀***(13)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述致动器(32、33、36)是电控致动器，所述电控致动器(32、33)通过电连接件(10、10’)以电性连接至控制器(11)，所述电连接件(10、10’)用于从控制器(11)接收喷射阶段信号，所述喷射阶段信号指示选择阀***(13)对第一或第二润滑剂(50A、50B)的选择以及喷射的时机；其中所述方法包括通过所述致动器(32、33、36)接收喷射阶段信号，并根据喷射阶段信号打开用于喷射第一或第二润滑剂(50A、50B)到气缸(1)中的流动路径。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述选择阀***(13)包括连接至所述致动器(32、33、36)的可移动的选择阀构件(25)，所述选择阀构件(25)用于由致动器(32、33、36)从空闲阶段位置或方向选择性地驱动到达第一或第二喷射阶段位置或方向，其中所述选择阀构件(25)在空闲阶段位置或方向时阻挡流动路径；其中所述选择阀构件(25)根据喷射阶段信号在第一喷射阶段位置或方向时打开用于第一润滑剂(50A)的流动路径，在所述第二喷射阶段位置或方向时打开用于第二润滑剂(50B)的流动路径，以便所述润滑剂在喷射阶段经由流动路径流入气缸中，其中所述方法包括通过所述致动器(32、33、36)接收喷射阶段信号，并通过所述致动器(32、33、36)根据喷射阶段信号将选择阀构件(25)移动至第一或第二喷射阶段位置或方向，并相应地打开所述流动路径以用于喷射第一或第二润滑剂(50A、50B)到气缸(1)中。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述流动路径包括从第一入口(12A)到选择阀***(13)的第一通道(26A)和从第二入口(12B)到选择阀***(13)的第二通道(26b)，以及从所述选择阀***(13)朝向喷嘴孔(5’)的第三通道(27)，其中所述方法包括通过所述选择阀***(13)选择性地打开以用于第一润滑剂(50A)从第一通道(26A)流入第三通道(27)或者打开以用于第二润滑剂(50B)从第二通道(26B)流入第三通道(27)。

14.根据权利要求13或权利要求11所述的方法，其特征在于，所述选择阀构件(25)是圆柱形的，且其中所述选择阀***(13)包括固定阀构件(23)，所述固定阀构件(23)包括圆柱形的套管(24)，圆柱形的所述选择阀构件(25)设置在套管(24)中，用于沿着所述套管(24)的纵轴移位或绕着套管(24)的纵轴旋转中的至少一种；其中所述选择阀构件(25)包括至少一个吞吐部(25A、25C、25D)，至少一个所述吞吐部(25A、25C、25D)设置为用于在第一位置或方向连通第一通道(26A)和第三通道(27)，在第二位置或方向连通第二通道(26B)和第三通道(27)，其中所述方法包括根据所述喷射阶段信号选择性地在第一位置或方向将第一通道(26A)和第三通道(27)连通，或者在第二位置或方向将第二通道(26A)和第三通道(27)连通。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述喷嘴(5)设置在气缸壁(3)内部，并且所述致动器(32、33、36)设置在气缸壁(3)外部，且其中所述致动器(32、33、36)通过致动器延长件(31)机械地连接至选择阀构件(25)，其中所述方法包括通过所述致动器(32、33、36)使用致动器延长件(31)使选择阀构件(25)移动。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述方法包括在具有多个喷射阶段的喷射循环内，通过所述控制器(11)至少两次使致动器(32、33)致动并且使喷射器(4)在发动机的单次旋转内在第一喷射阶段喷射第一润滑剂(50A)，并且随后在第二喷射阶段喷射第二润滑剂(50B)，用于在所述喷射循环中在气缸(1)内提供第一以及第二润滑剂(50A、50B)。

17.一种润滑剂喷射器，用于沿内燃发动机气缸壁(1)周缘通过多个相同喷射开口中的一个安装，

其特征在于，所述润滑剂喷射器包括

-第一润滑剂入口(12A)，用于从所述第一润滑剂进给管道(9A)接收加压的第一润滑剂(50A)，并用于将所述第一润滑剂(50A)喷射入气缸(1)中，以及第二润滑剂入口(12B)，用于从所述第二润滑剂进给管道(9A)接收加压的第二润滑剂(50B)，并用于将所述第二润滑剂(50B)喷射入气缸(1)中；

-至少一个具有喷嘴孔(5’)的喷嘴(5)，喷嘴(5)延伸入气缸(1)中，用于在喷射阶段中喷射润滑剂；

-润滑剂流动路径，所述润滑剂流动路径从第一和第二润滑剂入口(12A、12B)到至少一个喷嘴(5)，用于使润滑剂从所述第一和第二润滑剂入口(12A、12B)经由至少一个喷嘴(5)流入气缸(1)中；

-在润滑剂流动路径中的致动器驱动的选择阀***(13)，其中所述选择阀***(13)设置为选择性地从空闲状态切换至在喷射阶段通过至少一个喷嘴(5)将第一或第二润滑剂(50A、50B)喷射至气缸(1)中；其中每个所述喷射器(4)包括用于驱动选择阀***(13)的致动器(32、33)，其中所述致动器(32、33)功能性地连接至控制器(11)且设置为由控制器(11)致动，由于所述致动器(32、33)通过控制器(11)致动，从而在所述控制器(11)的控制下选择性地驱动选择阀***(13)以引起第一或第二润滑剂的喷射。

18.根据权利要求17所述的喷射器，其特征在于，所述致动器(32、33、36)是电控致动器，所述电控致动器(32、33)通过电连接件(10、10’)以电性连接至控制器(11)，所述电连接件(10、10’)用于从控制器(11)接收喷射阶段信号，所述喷射阶段信号指示选择阀***(13)对第一或第二润滑剂(50A、50B)的选择以及喷射的时机。

19.根据权利要求17所述的喷射器，其特征在于，所述选择阀***(13)包括连接至所述致动器(32、33、36)的可移动的选择阀构件(25)，所述选择阀构件(25)用于由致动器(32、33、36)从空闲阶段位置或方向选择性地驱动到达第一或第二喷射阶段位置或方向，其中所述选择阀构件(25)在空闲阶段位置或方向时阻挡流动路径；其中所述选择阀构件(25)根据喷射阶段信号在第一喷射阶段位置或方向时打开第一润滑剂(50A)的流动路径，在所述第二喷射阶段位置或方向时打开用于第二润滑剂(50B)的流动路径，以便所述润滑剂在喷射阶段经由流动路径流入气缸中。

20.根据权利要求17所述的喷射器，其特征在于，所述喷射器仅包括一个喷嘴(5)，其中所述流动路径包括从第一入口(12A)到选择阀***(13)的第一通道(26A)和从第二入口(12B)到选择阀***(13)的第二通道(26b)，以及从选择阀***(13)朝向喷嘴孔(5’)的第三通道(27)，其中所述选择阀***(13)设置为选择性地打开以用于第一润滑剂(50A)从第一通道(26A)流入第三通道(27)或者打开以用于第二润滑剂(50B)从第二通道(26B)流入第三通道(27)。

21.根据权利要求20所述的喷射器，其特征在于，所述选择阀构件(25)是圆柱形的，且其中所述选择阀***(13)包括固定阀构件(23)，所述固定阀构件(23)包括圆柱形的套管(24)，圆柱形的所述选择阀构件(25)设置在套管(24)中，用于沿着所述套管(24)的纵轴移位或绕着套管(24)的纵轴旋转中的至少一种；其中所述选择阀构件(25)包括至少一个吞吐部(25A、25C、25D)，至少一个所述吞吐部(25A、25C、25D)设置为当选择阀构件(25)在第一位置或方向时将第一通道(26A)和第三通道(27)连通，当所述选择阀构件(25)在第二位置或方向时将第二通道(26B)和第三通道(27)连通。

22.根据权利要求21所述的喷射器，其特征在于，所述吞吐部(26A)设置为选择阀构件(25)的缩窄部(25A、25C、25D)，用于在所述喷射阶段使第一润滑剂(50A)从第一通道(26A)经由套管(54)内的缩窄部(25A、25C、25D)流入第三通道(27)，或者使所述第二润滑剂(50B)从第二通道(26B)经由套管(54)内的缩窄部(25A、25C、25D)流入第三通道(27)。

23.根据权利要求17所述的喷射器，其特征在于，所述喷射器(4)包括用于安装至气缸壁(3)的基座(30)，以及将所述基座(30)与喷嘴(5)连接的刚性的流体室(16)，当基座(30)固定至气缸壁(3)时，所述喷嘴(5)固定至气缸壁(3)内部，其中所述基座(30)包括第一和第二入口(12A、12B)，且其中所述流体室(16)包含用于润滑剂从第一和第二润滑剂入口(12A、12B)经由流体室(16)流入喷嘴(5)以便喷射入气缸(1)中的流动路径；其中所述致动器(32、33、36)固定至基座(31)，当所述喷射器安装在气缸壁(3)时，所述致动器(32、33、36)在气缸壁(3)外部。

24.根据权利要求23所述的喷射器，其特征在于，所述选择阀构件(25)位于流体室(16)内，所述致动器(32、33、36)通过致动器延长件(31)机械地连接至选择阀构件(25)，用于通过所述致动器延长件(31)驱动选择阀构件(25)。

25.根据权利要求24所述的喷射器，其特征在于，所述致动器是机电式致动器，且包括电磁线圈装置，所述电磁线圈装置具有固定电磁线圈部件(32)和可移动电磁线圈部件(33)，且其中所述致动器延长件(31)连接至可移动电磁线圈部件(32)，用于由所述电磁线圈(32)的电励磁驱动，其中所述电磁线圈设置为通过来自控制器(11)的喷射阶段信号励磁。

26.根据权利要求25所述的喷射器，其特征在于，所述选择阀构件(25)通过至少一个弹簧(34A、24B)朝向空闲阶段位置施加预应力。

27.根据权利要求17所述的喷射器，其特征在于，所述喷射器设置为一次仅选择第一或第二润滑剂进行喷射。

28.根据权利要求17所述的喷射器，其特征在于，所述喷射器(4)包括出口阀***(15)，所述出口阀***(15)位于所述喷嘴(5)且处于选择阀***(13)和喷嘴孔(5’)之间，用于在喷射循环期间打开和关闭以喷射入所述气缸(1)；所述出口阀***(15)设置为在出口阀***(15)处的压力上升至预定限值以上时打开以使润滑剂在喷射阶段流向喷嘴孔(5’)，且用于在所述喷射阶段后当压力下降时关闭出口阀***(15)。

29.根据权利要求17-28中任一项所述的喷射器的应用，用于在25巴至100巴范围内的润滑剂压力下在大型船用发动机或发电厂的内燃发动机的气缸中进行SIP喷射。