專利名稱：共軌系統(tǒng)的供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型柴油機(jī)的共軌系統(tǒng)的供給裝置。
例如，大型柴油機(jī)用作船或者發(fā)電的固定電站的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)組。它們主要設(shè)計(jì)成慢速運(yùn)轉(zhuǎn)的兩沖程十字頭型機(jī)器或者四沖程機(jī)器。根據(jù)最新發(fā)展，燃料噴射、氣體交換和合適的輔助系統(tǒng)如用于控制油的輔助系統(tǒng)在現(xiàn)代大型柴油機(jī)中與共軌系統(tǒng)一起工作。在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，相應(yīng)的流體如用于噴射的燃料、用來驅(qū)動(dòng)出口閥的液壓介質(zhì)或者用于控制噴射的工作介質(zhì)在高壓下借助于泵供給到壓力容器中，而該壓力容器還稱為存儲(chǔ)器。然后把處于壓力下的、來自相應(yīng)存儲(chǔ)器中的流體供給到內(nèi)燃機(jī)的所有氣缸中，或者相應(yīng)地控制閥或者燃料噴射裝置。
與較小的內(nèi)燃機(jī)如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相反，在大型柴油機(jī)的共軌系統(tǒng)中存在這樣的一個(gè)問題把相應(yīng)流體供給到存儲(chǔ)器中的高壓泵常常在空間上離存儲(chǔ)器有一個(gè)非常遠(yuǎn)的距離。例如，這些存儲(chǔ)器(壓力容器)在每種情況下設(shè)計(jì)成具有或者不具有安裝結(jié)構(gòu)的管狀元件，并且在接近缸蓋平面上沿發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行延伸。例如，用來供給燃料和液壓介質(zhì)(該介質(zhì)用來控制氣體交換)的高壓泵通過齒輪由曲軸來驅(qū)動(dòng)，因此該高壓泵設(shè)置在曲軸空間的附近。從這里可以知道，在泵和壓力容器之間產(chǎn)生了距離，該距離的總量可達(dá)許多米如接近10米或者更多。因此，連接需要非常長(zhǎng)的高壓線，在燃料如高達(dá)2000bar的情況下，在非常高的壓力下通過連接來供給相應(yīng)的流體。通過流體在壓力線內(nèi)脈動(dòng)所引起的強(qiáng)烈振動(dòng)和動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)，壓力線承受非常強(qiáng)烈的應(yīng)力，而這種應(yīng)力產(chǎn)生了相當(dāng)大的損壞危險(xiǎn)如泄漏或者破裂。但是，如果例如燃料泵和燃料的相關(guān)壓力容器之間的壓力線破裂或者變得高度泄漏，那么一定需要關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，在船前進(jìn)的情況下這將導(dǎo)致完全失去機(jī)動(dòng)性。
本發(fā)明希望克服這些缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明的目的是提出一種用于大型柴油機(jī)的共軌系統(tǒng)中的供給裝置，該供給裝置明顯減少了共軌系統(tǒng)失靈的危險(xiǎn)，因此也就減少了整個(gè)大型柴油機(jī)失靈的危險(xiǎn)，因此提高了工作安全性。
因此，根據(jù)本發(fā)明，所提出的、用于大型柴油機(jī)共軌系統(tǒng)中的供給裝置包括流體的壓力容器、把流體供給到壓力容器中的泵裝置和連接裝置，通過該連接裝置把泵裝置供給的流體引入到壓力容器中，其中連接裝置包括兩個(gè)獨(dú)立的壓力線，每個(gè)壓力線同泵裝置和壓力容器連接。
在正常情況下，這意味著共軌系統(tǒng)無故障地進(jìn)行工作，泵裝置通過兩個(gè)壓力線把流體供給到共軌系統(tǒng)的壓力容器中。現(xiàn)在，如果兩個(gè)壓力線中的一個(gè)損壞了例如大量泄漏，那么壓力容器仍然可以通過另一個(gè)壓力線來供給流體，因此共軌系統(tǒng)仍然可以使用。因此，當(dāng)壓力線損壞時(shí)，至少大型柴油機(jī)可以連續(xù)地進(jìn)行工作，只不過功率減少了。如果它只是船的主發(fā)動(dòng)機(jī)的問題，那么即使在這種損壞的情況下船仍然可以操縱并且可以以減小了的速度繼續(xù)航行。
每個(gè)壓力線最好在它的兩端處具有關(guān)閉裝置，其中壓力線的一端連接到壓力容器中，而它的另一端連接到泵裝置中。通過這種措施，即使在壓力線損壞的情況下，后者可以完全從共軌系統(tǒng)中分隔開，因此可以避免泵裝置所供給的流體或者從壓力容器中出來的流體在沒有控制的情況下流出。
每個(gè)壓力線最好包括若干相互連接起來的部分，而在每種情況下，用來固定壓力線的支撐設(shè)置在鄰近部分之間的每個(gè)連接裝置的附近。最好形成為螺釘連接的這些連接裝置尤其對(duì)機(jī)械應(yīng)力如彎曲擺動(dòng)敏感，而這種彎曲擺動(dòng)產(chǎn)生于整個(gè)延伸長(zhǎng)度上沒有支撐的壓力線內(nèi)。通過在每種情況下在這些連接裝置的附近設(shè)置支撐的方法，彎曲擺動(dòng)完全不作用在連接裝置上或者在連接裝置上受到最適當(dāng)?shù)膹?qiáng)烈阻尼，通過這些，顯著地減少了對(duì)這些連接裝置損壞的敏感性。例如，這些支撐總合成環(huán)繞壓力線的保護(hù)導(dǎo)管，而該保護(hù)導(dǎo)管常常是高壓線所必需設(shè)置的。
此外，當(dāng)兩個(gè)壓力線沿著基本上相互平行的方向進(jìn)行延伸并且兩個(gè)壓力線的這些部分成對(duì)相同時(shí)，它是有利的。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)需要保持在備用狀態(tài)的壓力線更換件更少，制造壓力線更加經(jīng)濟(jì)。此外，即使在兩個(gè)壓力線都泄漏的情況下，但是起作用的壓力線可以由兩個(gè)壓力線中的、仍然未損壞的部分裝配而成，因此共軌系統(tǒng)可以連續(xù)工作。
另外的有利方法是，為每個(gè)壓力線提供若干用來固定壓力線的中間支撐，一個(gè)壓力線的鄰近中間支撐之間的距離不同于另一個(gè)壓力線的鄰近中間支撐之間的距離。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)兩個(gè)壓力線的負(fù)荷譜不相同。尤其地，它可以避免相同頻率和/或相同波長(zhǎng)的彎曲擺動(dòng)產(chǎn)生于兩個(gè)壓力線中。因此，大大減少了兩個(gè)壓力線同時(shí)或者在同一地點(diǎn)上被損壞的危險(xiǎn)。中間支撐固定到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
如果壓力容器例如通過泄漏產(chǎn)生了不良的強(qiáng)烈壓降，而該壓力容器作為所有氣缸的共同存儲(chǔ)器當(dāng)然是根據(jù)共軌原理進(jìn)行工作的，那么必須在公知的裝置中關(guān)閉大型柴油機(jī)。為了解決這個(gè)問題，根據(jù)本發(fā)明的有利變型，壓力容器包括兩個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)存元件和分配器，該分配器連接到兩個(gè)壓力線中，并且可選擇地把流體從壓力線導(dǎo)入到兩個(gè)儲(chǔ)存元件中或者只導(dǎo)入到兩個(gè)儲(chǔ)存元件中的一個(gè)中。因此，即使在有故障的情況下，損壞的儲(chǔ)存元件可以與共軌系統(tǒng)隔開，并且在緊急工作模式時(shí)，馬達(dá)使用連接到仍然可以工作的儲(chǔ)存元件中的這些氣缸可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
提供使每個(gè)壓力線的泄漏局部化的裝置也是有利的，因此即使在有故障的情況下也可以盡可能快地發(fā)現(xiàn)泄漏或者損壞的位置，并且各自進(jìn)行相應(yīng)的防范措施或者修理。
為了提高總的供給能力及為了有剩余量，泵裝置最好包括若干把流體供給到兩個(gè)壓力線中的泵。在這種方法中，這樣是有利的當(dāng)泵裝置還包括用來抑制壓力脈沖的中間儲(chǔ)存器，而每個(gè)泵通過相應(yīng)的獨(dú)立泵線連接到中間儲(chǔ)存器中，并且兩個(gè)壓力線連接到中間儲(chǔ)存器中。通過中間儲(chǔ)存器，在流體進(jìn)入到壓力線之前，大大地抑制了由泵所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)壓力成分如壓力脈沖。通過這種方法，壓力線的機(jī)械應(yīng)力-及因此而在后者內(nèi)產(chǎn)生的泄漏或者其它損壞的危險(xiǎn)-可以得到大大的減少。
已經(jīng)證明這樣特別有利和經(jīng)濟(jì)當(dāng)每個(gè)泵線具有泵儲(chǔ)存器或者設(shè)計(jì)成為泵儲(chǔ)存器時(shí)，而泵儲(chǔ)存器用來抑制由相關(guān)泵所產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)，并且最好具有這樣的容積，該容積是中間儲(chǔ)存器容積的二分之一到八分之一。通過這個(gè)，較小的泵儲(chǔ)存器首先明顯地抑制了由相應(yīng)泵所產(chǎn)生的壓力脈沖，然后在共同的較大中間儲(chǔ)存器中進(jìn)一步抑制由所有泵供給的全部流體。
本發(fā)明的供給裝置適合于所有型式的大型柴油機(jī)，尤其適合于以兩沖程或者四沖程方式進(jìn)行工作的柴油機(jī)。此外，本發(fā)明的供給裝置適合于所有種類的共軌系統(tǒng)，尤其適合于燃料噴射系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)氣體交換閥的液壓系統(tǒng)、特別是出口閥及控制噴射系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。
由從屬權(quán)利要求可以得到本發(fā)明的另外有利方法和優(yōu)選實(shí)施例。
下面參照示例性實(shí)施例和附圖，更加詳細(xì)地解釋本發(fā)明。以示意性、局部標(biāo)記來表示的附圖是

圖1是通過具有若干共軌系統(tǒng)的大型柴油機(jī)的剖面圖；圖2是本發(fā)明泵裝置的示例性實(shí)施例的示意圖；圖3是壓力容器一種變型，圖4是具有若干細(xì)節(jié)的壓力線的剖面圖，圖5是沿圖4的線Ⅴ-Ⅴ的、通過中間支撐的橫截面圖，圖6是沿圖4的線Ⅵ-Ⅵ的、通過中間支撐的橫截面，圖7是沿圖4的線Ⅶ-Ⅶ的、通過壓力線的兩個(gè)部分的連接的橫剖面圖，圖8是具有旋轉(zhuǎn)保持架的壓力線的一種變型，及圖9是泵裝置的另一個(gè)示例性實(shí)施例。
為了更好地理解本發(fā)明，圖1以示意性剖視圖示出了大型柴油機(jī)100的一個(gè)示例性實(shí)施例，該大型柴油機(jī)常常具有若干個(gè)氣缸101，但只示出了這若干氣缸中的一個(gè)。例如，這種發(fā)動(dòng)機(jī)用作船或者發(fā)電的固定電站的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)組。尤其地，這種大型柴油機(jī)100設(shè)計(jì)為縱向掃氣的、慢速運(yùn)轉(zhuǎn)的兩沖程十字頭大型柴油機(jī)，并且該柴油機(jī)通過電動(dòng)控制或者各自通過電動(dòng)-液壓控制，這意味著它不具有用于氣體交換和噴射的機(jī)械-液壓控制的、傳統(tǒng)意義上的控制軸。借助于電磁導(dǎo)閥來控制這種噴射系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，而借助于這種噴射系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)來操作噴射、氣體交換和合適的輔助系統(tǒng)如起動(dòng)系統(tǒng)，這些電磁導(dǎo)閥由來自控制裝置的電信號(hào)來驅(qū)動(dòng)。借助于曲柄角、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和可能的另外狀態(tài)變量，后者決定噴射的相應(yīng)理想時(shí)間期間和相應(yīng)理想燃料量，或者各自決定出口閥的打開和關(guān)閉的時(shí)間點(diǎn)，并且相應(yīng)地把電控信號(hào)送到導(dǎo)閥，而導(dǎo)閥因此而相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)相關(guān)的噴射系統(tǒng)或者液壓系統(tǒng)。
若干共軌(common rail)系統(tǒng)設(shè)置在大型柴油機(jī)100上，至少根據(jù)共軌原理來操作噴射和氣體交換，這意味著，在每個(gè)這種系統(tǒng)中，設(shè)置了相應(yīng)的通用壓力容器，而該壓力容器連接到所有氣缸中。在壓力容器中，相應(yīng)的流體如噴射的流體或者驅(qū)動(dòng)出口閥的液壓介質(zhì)在高壓下進(jìn)行儲(chǔ)存，并且準(zhǔn)備用于各種氣缸101中。
具有相應(yīng)供給裝置的兩個(gè)共軌系統(tǒng)圖解在圖1中，即一個(gè)系統(tǒng)用于燃料而另一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)出口閥102。噴射系統(tǒng)的供給裝置包括燃料的壓力容器2a、把燃料供給到壓力容器2a中的泵裝置4a和連接裝置3a，通過該連接裝置3a由泵裝置4a來供給的燃料可以供給到壓力容器2a中。泵裝置4a通過曲軸齒輪104和齒輪105(齒輪105與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸103嚙合)由發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸103來驅(qū)動(dòng)，并把在高壓如最多達(dá)2000bar、尤其是大約1200bar下的燃料供給到壓力容器2a中，而該壓力容器2a把燃料供給到所有氣缸的噴射裝置中，而這些噴射裝置在這里沒有作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
用來驅(qū)動(dòng)出口閥102的液壓系統(tǒng)的供給裝置包括泵裝置4b，該泵裝置由曲軸103或者輔助馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)，并通過連接裝置3b把液壓介質(zhì)如液壓油或者控制油供給到壓力容器2a中，在該壓力容器中，在壓力如200bar壓力的作用下它準(zhǔn)備用來驅(qū)動(dòng)所有氣缸101的出口閥102。
通過這種立體布置，在每種情況下泵裝置4a、4b和相關(guān)壓力容器2a、2b之間的連接裝置3a、3b的長(zhǎng)度典型地共達(dá)到許多米，例如大約10米或者更多。
還可設(shè)置具有供給裝置的第三共軌系統(tǒng)，而該第三共軌系統(tǒng)在圖1中沒有圖解出來，它用來液壓驅(qū)動(dòng)噴射裝置。在這種系統(tǒng)的壓力容器中，液壓介質(zhì)也儲(chǔ)存在壓力下，并且它的供給裝置以與該系統(tǒng)相類似的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而驅(qū)動(dòng)出口閥102。
壓力容器2a、2b設(shè)計(jì)為具有或者不具有安裝結(jié)構(gòu)的管狀元件，并且在每種情況下，在接近缸蓋的平面內(nèi)，沿著發(fā)動(dòng)機(jī)100進(jìn)行延伸。
圖2以示意性圖解的方式示出了用于共軌系統(tǒng)的、本發(fā)明的供給裝置的示例性實(shí)施例，標(biāo)號(hào)1表示供給裝置的整體。由于它的原理與本發(fā)明的供給裝置用于燃料噴射的共軌系統(tǒng)或者用于驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)還是用于另外的共軌系統(tǒng)無關(guān)，因此在下面將不再區(qū)分這些情況。這些解釋非常普遍地適用于大型柴油機(jī)的任何共軌系統(tǒng)。因此，標(biāo)號(hào)中的字母“a”和“b”在下面中將省去了，壓力容器用2來表示，連接裝置用3表示及泵裝置用4來表示。
根據(jù)本發(fā)明，連接裝置3包括兩個(gè)獨(dú)立的壓力線31、32，每個(gè)壓力線連接到泵裝置4和壓力容器2中。在圖2中，壓力線31、32在每種情況下用簡(jiǎn)單的線來示意性地圖解出；詳細(xì)的圖解可以在圖4中找到，并在下面作進(jìn)一步的描述。壓力線31和32不需要直線延伸，如圖2所示一樣，但是壓力線可以具有彎折、彎曲或者其它方向的變化。在具體應(yīng)用中，這依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)或者發(fā)動(dòng)機(jī)中的各自空間條件、泵裝置4和壓力容器2的相應(yīng)立體布置和把壓力線31、32從泵裝置4導(dǎo)向到壓力容器2中的必須考慮的其它可能環(huán)境。
如常常用于共軌系統(tǒng)中的一樣，壓力容器2各自連接到所有氣缸101或者氣缸101的驅(qū)動(dòng)件(如噴射裝置、出口閥)中。在圖2中，用標(biāo)號(hào)Z1到Zn來表示這些壓力線，其中n是大型柴油機(jī)的氣缸總數(shù)量。在這些壓力線Z1到Zn中的每一個(gè)上設(shè)置了相應(yīng)的關(guān)閉閥106，因此每個(gè)氣缸101可以各自與壓力容器2隔開。
泵裝置4最好包括至少兩個(gè)泵、并且尤其最好包括3個(gè)泵41，從而一方面確保足夠的流動(dòng)速度，另一方面實(shí)現(xiàn)過剩。如果一個(gè)泵41失靈，那么剩下的泵41仍然可以把足夠量的流體供給到壓力容器2中，從而確保大型柴油機(jī)的連續(xù)工作。
最好，三個(gè)泵設(shè)置在用來驅(qū)動(dòng)出口閥102的液壓系統(tǒng)的泵裝置內(nèi)。對(duì)于燃料共軌系統(tǒng)而言，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的大小和氣缸數(shù)目，泵裝置可以具有四個(gè)、六個(gè)或者更多的高壓泵。
每個(gè)壓力線31、32在它的兩端設(shè)置有相應(yīng)的關(guān)閉裝置11如關(guān)閉閥，而它的端部連接到壓力容器2中，而另一端連接到泵裝置4中。在意味著無故障工作的正常情況下，泵裝置4通過兩壓力線平行地把流體供給到壓力容器2中。現(xiàn)在如果在兩個(gè)壓力線31、32的一個(gè)中產(chǎn)生了強(qiáng)烈的泄漏或者另外的損壞，那么借助于關(guān)閉位于它兩端處的關(guān)閉裝置11使該壓力線從該系統(tǒng)中脫離。因此，不存在這樣的危險(xiǎn)流體各自通過損壞的壓力線31或者32從該系統(tǒng)中沒有控制地流出來，例如在壓力容器2內(nèi)產(chǎn)生了較大壓力降或者在壓力容器2產(chǎn)生不良排空。然后，在關(guān)閉位于損壞壓力線31或者32處的關(guān)閉裝置11之后，只用一個(gè)壓力線32或者31使供給裝置1連續(xù)地進(jìn)行工作，因此共軌系統(tǒng)至少可以保持具有性能減少了的工作。
由于實(shí)際原因，每個(gè)壓力線31和32各自優(yōu)選為由若干個(gè)部分311和321中裝配而成，這些部分相互連接起來。鄰近部分311或者321之間的連接裝置5最好設(shè)計(jì)為螺紋連接，這些連接裝置5只是示意性地圖解在圖2中，并且在下面將結(jié)合圖4作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。這種螺紋連接或者連接裝置5通常對(duì)彎曲擺動(dòng)敏感，而該彎曲擺動(dòng)產(chǎn)生于在整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)沒有進(jìn)行支撐的壓力線內(nèi)。為了使這些彎曲擺動(dòng)不作用在連接裝置5上或者在連接裝置5只產(chǎn)生顯著的緩沖，因此在每種情況下，壓力線31、32借助于支撐6固定在每個(gè)連接裝置5的附近。支撐6在每種情況下設(shè)置成離連接裝置5有一個(gè)預(yù)定距離。結(jié)合圖4，下面將進(jìn)一步詳細(xì)解釋這些支撐6如何形成。
如圖2所示一樣，兩個(gè)壓力線31和32最好平行地相互延伸。部分311和321各自在每種情況下成對(duì)地相同，而部分311和321的壓力線31和32相應(yīng)地裝配起來，這意味著，對(duì)于一個(gè)壓力線31的每個(gè)部分311來說，存在結(jié)構(gòu)相同的其它壓力線32的部分321。這種方法具有這樣的優(yōu)點(diǎn)需要保持在備用狀態(tài)中的備件更少，壓力線31、32更簡(jiǎn)單，因此制造的費(fèi)用也就更少。此外，需要時(shí)，一個(gè)壓力線31或者32的部分相應(yīng)地插入到另外的壓力線32或者31中。
由于壓力線31、32的長(zhǎng)度較大，因此除了支撐6之外，還設(shè)置了輔助的中間支撐7來固定壓力線31、32，從而避免或者至少減少了壓力線31、32的振動(dòng)和擺動(dòng)，尤其避免或者減少了彎曲擺動(dòng)。如圖2清楚地所示一樣，在每種情況下各自固定到發(fā)動(dòng)機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上的中間支撐7以這樣的方式進(jìn)行設(shè)置一個(gè)壓力線31的鄰近中間支撐7之間的距離d1不等于另外壓力線32的鄰近中間支撐7之間的相應(yīng)距離d2。通過這種方法，例如可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)壓力線31的彎曲擺動(dòng)的頻率和/或波長(zhǎng)不同于另一個(gè)壓力線32的彎曲擺動(dòng)的頻率和/或波長(zhǎng)。因此，負(fù)荷譜對(duì)于兩個(gè)壓力線31、32來講是不同的，通過這些使兩個(gè)壓力線31、32同時(shí)被損壞的危險(xiǎn)減少到相當(dāng)小的范圍。
圖3示出了壓力容器2的實(shí)施例的一種變型。在這種變型中，壓力容器2包括兩個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)存元件21和22及分配器23，該分配器23連接到兩個(gè)壓力線31、32和每個(gè)儲(chǔ)存元件21、22上。一個(gè)儲(chǔ)存元件21連接到第一i氣缸中，其中1≤i≤(n-1),n表示發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的總數(shù)量。在圖3中用線Z1到Zi來表示這個(gè)。其它儲(chǔ)存元件22連接到剩余(n-i)氣缸中，如用線Z(i+1)到Zn所示一樣。最好地，i=n/2表示氣缸的平均數(shù)目，及在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)目為奇數(shù)時(shí)，i=(n/2±0.5)。
分配器23包括連接線233，該連接線從一個(gè)儲(chǔ)存元件21向上延伸到另一個(gè)儲(chǔ)存元件22中。一個(gè)儲(chǔ)存元件21的第一儲(chǔ)存斷開閥231和另一個(gè)儲(chǔ)存元件22的第二儲(chǔ)存斷開閥232設(shè)置在連接線233上。兩個(gè)壓力線31、32通到兩個(gè)儲(chǔ)存斷開閥231和232之間的連接線233中。如果兩個(gè)儲(chǔ)存斷開閥231和232打開，那么來自壓力線31、32的流體流到兩個(gè)儲(chǔ)存元件21、22中。相反，如果只是第一或者第二儲(chǔ)存斷開閥231或者232相應(yīng)地打開并且另一個(gè)關(guān)閉，那么流體相應(yīng)地只是流到一個(gè)或者只是另一個(gè)的儲(chǔ)存元件21或者22中。
通過壓力容器2的這種變化，供給裝置1的操作安全性得到了進(jìn)一步的提高。例如，如果在兩個(gè)儲(chǔ)存元件中的一個(gè)21或者22中，由于泄漏或者其它的損壞產(chǎn)生了不良的強(qiáng)大壓力降，那么通過相應(yīng)地關(guān)閉相關(guān)的儲(chǔ)存斷開閥231或者232使相應(yīng)的儲(chǔ)存元件21或者22與共軌系統(tǒng)隔開。例如，如果儲(chǔ)存元件21損壞了，那么使第一儲(chǔ)存斷開閥231關(guān)閉，因此來自壓力線31、32的流體只流到儲(chǔ)存元件22中。因此，連接到這種儲(chǔ)存元件22中的氣缸(i+1)到n可以保持工作，并且大型柴油機(jī)在緊急工作模式中用這些氣缸進(jìn)行連續(xù)工作。因此，即使在這種損壞的情況下或者在它的修理期間，相應(yīng)地也不再需要關(guān)閉整個(gè)大型柴油機(jī)。
參照?qǐng)D4-7，下面將解釋壓力線31、32、連接裝置5、支撐6和中間支撐7的可能實(shí)施例的細(xì)節(jié)。這些解釋參照一個(gè)壓力線31來進(jìn)行，但是對(duì)于另一個(gè)壓力線32來講也是相同的。由壓力線31的縱向軸線A所決定的方向下面將稱為軸向。
圖4以縱向剖視圖局部地示出了壓力線31，其中，圖解了兩個(gè)部分311，而這兩個(gè)部分311借助于連接裝置5相互連接起來，連接裝置5設(shè)計(jì)為螺釘連接。圖5示出了沿圖4的剖面線Ⅴ-Ⅴ的、通過中間支撐7的橫剖面圖。圖6示出了沿圖4的剖面線Ⅵ-Ⅵ的、通過支撐6的橫剖面視圖，及圖7示出了沿圖4的剖面線Ⅶ-Ⅶ的、通過連接裝置5的橫剖面視圖。
出于安全原因，例如由鋼制造的壓力線31為保護(hù)導(dǎo)管8所包圍，而保護(hù)導(dǎo)管8包括若干部分。出于安全原因設(shè)置了保護(hù)導(dǎo)管8，并且即使在壓力線31泄漏或者破裂的情況下，該保護(hù)導(dǎo)管可以防止處于壓力下的流體自由地流出來。連接裝置5、支撐6和中間支撐7總合成保護(hù)導(dǎo)管8。
為了把兩個(gè)鄰近部分311相互連接起來，因此設(shè)置了連接裝置5(參見圖4和圖7)，在這里這些連接裝置5設(shè)計(jì)為螺釘連接。連接裝置5包括基板51，該基板51安裝在兩個(gè)法蘭81之間。法蘭81在每種情況下設(shè)置在一部分保護(hù)導(dǎo)管8的一端上。此外，基板51借助于兩個(gè)螺釘52固定到大型柴油機(jī)中?；?1在中心處具有軸向延伸的孔，螺紋件53設(shè)置該孔內(nèi)，而螺紋件53把壓力線31的鄰近部分311的兩個(gè)相對(duì)端相互連接起來。在每種情況下，孔54在橫向上設(shè)置成鄰近螺紋件53，并且沿垂直于軸向的方向上完全延伸通過基板51。在每種情況下，固定銷55被錘進(jìn)這些孔54中。固定銷55防止螺紋件53沿軸向進(jìn)行移動(dòng)，并且防止螺紋件53繞著軸向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此外，在基板51上設(shè)置了溢口56和限流器57及控制螺釘58，溢口56和限流器57在每種情況下設(shè)計(jì)為軸向孔并且沿軸向完全延伸通過基板51。下面將進(jìn)一步討論這些元件的功能。
螺紋件53在中心處沿軸向具有通孔532，而通孔532形成了壓力線31的兩個(gè)鄰近部分311之間的流體流動(dòng)連接。在它的兩個(gè)軸端處，螺紋件53在每種情況下設(shè)置有外螺紋531，該外螺紋531用來連接壓力線31的部分311。套313固定在部分311的端部上并且從部分311的端部處伸出來。套313設(shè)置有內(nèi)螺紋314，內(nèi)螺紋314與外螺紋531結(jié)合，從而把部分311以壓力固定的方式連接到螺紋件53上。把另外的部分311以相同的方式擰到螺紋件53的另一個(gè)軸向端上，因此兩個(gè)鄰近部分311相互連接起來了。
在連接裝置5的附近，即在離它的距離為H的地方，設(shè)置了用于壓力線31、32的支撐6(參見圖4和圖6)，支撐6的主要功能是相應(yīng)地避免或者明顯減少彎曲擺動(dòng)到達(dá)連接裝置5，因此連接裝置5沒有受到這種彎曲擺動(dòng)的壓力或者所受的壓力只是很小。以這樣的方式來預(yù)定距離H一方面支撐6應(yīng)該靠近部分311的端部，另一方面在連接裝置5和支撐6之間應(yīng)該存在足夠的空間，從而在部分311之間相應(yīng)地裝配和拆下連接裝置5。
支撐6包括板61，板61形成了一部分保護(hù)導(dǎo)管8的法蘭。中心通孔62沿軸向設(shè)置在板61上，壓力線31通過通孔62。設(shè)置在孔62內(nèi)的是第一夾緊裝置63和第二夾緊裝置64，在第一夾緊裝置和第二夾緊裝置之間設(shè)置了壓力線31。第一夾緊裝置63的外側(cè)遠(yuǎn)離壓力線31，并且第一夾緊裝置的外側(cè)形狀與中心孔62的內(nèi)壁相配合。第二夾緊裝置64借助于兩個(gè)螺釘66可以壓向第一夾緊裝置63，而這兩個(gè)螺釘66在每種情況下延伸通過板61和第一夾緊裝置63從而到達(dá)第二夾緊裝置64，因此壓力線31夾緊在兩個(gè)夾緊裝置63、64之間并且被固定。支撐6本身不需要另外固定到發(fā)動(dòng)機(jī)上。
鄰近中心孔62處，板61也具有溢口65，而溢口65形成為軸向孔。
如圖4所示，保護(hù)導(dǎo)管8在支撐6和連接裝置5之間的截面處所具有的外徑大于其它截面處的外徑。在這種擴(kuò)寬的截面處，設(shè)置了沿軸向延伸的溢流管82，該溢流管82把支撐6中的溢口65連接到連接裝置5中的溢口56中。
中間支撐7(參見圖4和5)包括板71，而板71設(shè)置在兩個(gè)法蘭83之間。法蘭83在每種情況下設(shè)置在一部分保護(hù)導(dǎo)管8的一端上，并且通過螺釘76固定到板71上。板71借助于螺釘77固定到大型柴油機(jī)中。如在支撐6的板61的情況下所描述的一樣，壓力線31所通過的中心通孔72沿軸向設(shè)置在中間支撐7的板71中。在孔72中設(shè)置了第一夾緊裝置73和第二夾緊裝置74，而壓力線31設(shè)置在第一夾緊裝置和第二夾緊裝置之間。遠(yuǎn)離壓力線31的第一夾緊裝置73的外側(cè)形狀與中心孔72的內(nèi)壁相配合。第二夾緊裝置74借助于兩個(gè)螺釘75壓向第一夾緊裝置73，而這兩個(gè)螺釘在每種情況下延伸通過板71和第一夾緊裝置73并到達(dá)第二夾緊裝置74，因此壓力線31夾緊在兩上夾緊裝置73、74之間并且被固定。
在這里所描述的相應(yīng)壓力線31或者32的實(shí)施例中，用來限制泄漏的裝置設(shè)置在壓力線中。這些裝置包括若干容器84，每個(gè)容器84由一個(gè)保護(hù)導(dǎo)管8的一部分和一個(gè)壓力線31、32來限制出。對(duì)于每個(gè)容器84而言，設(shè)置了溢流管82，通過該溢流管82流體可以從這個(gè)容器84流到靠近泵裝置4的、鄰近容器中。在連接裝置5中為每個(gè)容器84設(shè)置了控制裝置(這里指的是控制螺釘58)，借助于該控制裝置可以測(cè)試到容器84內(nèi)存在流體。
這種容器84圖解在圖4中。它由一部分保護(hù)導(dǎo)管8、壓力線31、支撐6的板61和連接裝置5的基板51限制出，該部分保護(hù)導(dǎo)管8具有較大的外徑并且布置在連接裝置5和支撐6之間。
它本身表明，這種相應(yīng)容器84設(shè)置在位于每個(gè)連接裝置5和相關(guān)支撐6之間的每個(gè)壓力線31、32中。
現(xiàn)在，如果例如在圖(圖4)中的壓力線31的上部分311內(nèi)產(chǎn)生了泄漏或者破裂，那么流出來的流體首先填滿容器84。一旦這種容器填滿了，那么流體上漲并通過板61的中心孔62，然后通過板61的溢口65進(jìn)入到溢流管82中。通過后者和連接裝置5的基板51中的溢口56，流體進(jìn)入到鄰近的、下一個(gè)較低的容器內(nèi)，該容器靠近泵裝置4。因此，泄漏位置和泵裝置4之間的所有容器陸續(xù)地被填滿。在最低容器(最低容器表示設(shè)置成最接近泵裝置4的容器)被填滿之后，傳感器如浮子開關(guān)或者其它探測(cè)器指示出泄漏，并且發(fā)出了相應(yīng)的警告信號(hào)。
然后，基板51中的監(jiān)視螺釘58陸續(xù)打開，在最靠近壓力容器2的容器處開始，通過這些，它在每種情況下可以決定流體是否存在于那個(gè)容器，而在該容器的下端設(shè)置了剛剛打開的監(jiān)視螺釘58。在這種方法中，可以使損壞的、相應(yīng)的壓力線31或者32的相應(yīng)部分311或者321局部化。
自然，也可設(shè)置其它控制裝置來取代監(jiān)視螺釘58，如可以設(shè)置視窗或者傳感器，借助于視窗或者傳感器可以決定流體是否存在于相應(yīng)容器內(nèi)。
在產(chǎn)生泄漏之后，相應(yīng)壓力線31或者32通過關(guān)閉相應(yīng)關(guān)閉裝置11來關(guān)閉，因此沒有流體進(jìn)一步流出來。但是，根據(jù)泄漏的局部化，一些容器84仍然填滿了流體。這些流體通過限流器57可以流出相應(yīng)的容器84，而這些限流器57形成為連接裝置5的基板51內(nèi)的孔，基板51形成了容器84的下端。限流器57是這樣的尺寸大小，以致不再供給流體的、填滿的容器84通過它本身只在幾分鐘如大約15分鐘之后被排空。這個(gè)時(shí)間間隔已經(jīng)足夠了，從而如上所述一樣使損壞的部分311或者321各自局部化。設(shè)置在每個(gè)容器84中的限流器57使通過泄漏流出來的流體以控制的方式流出來。然后，保護(hù)導(dǎo)管8可以被打開，而沒有流體未經(jīng)控制地流到外部的危險(xiǎn)。
圖8以示意圖的方式圖解了另一種方法，該方法尤其有利于供給裝置1，而燃料通過該供給裝置來供給。重油常常用作大型柴油機(jī)的燃料。在正常情況下，它一定得加熱到超過100℃的溫度，以便具有足夠小的供給和噴射粘度。通過預(yù)熱通過壓力線31、32來供給的重油，使得壓力線31、32大大地變熱了。由于壓力線31、32的長(zhǎng)度較大，因此它們的溫度所引起的長(zhǎng)度膨脹總量達(dá)到若干毫米。由于燃料的壓力線31、32常常在一側(cè)上的端部處固定到泵裝置4上，而在另一側(cè)上固定到壓力容器2上，因此熱所引起的長(zhǎng)度變化通過壓力線31、32的變形來吸收，因此不會(huì)產(chǎn)生不允許的較高應(yīng)力。
為此，根據(jù)圖解在圖8中的變形，為每個(gè)壓力線31、32設(shè)置了旋轉(zhuǎn)保持架9，并且以這樣的方式來設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)保持架它允許壓力線31、32繞著軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而該軸線沿著基本上垂直于壓力線31、32的縱向范圍的方向進(jìn)行延伸。為了可以充分地理解它，因此在圖8中只圖解了一個(gè)壓力線。當(dāng)然，這種旋轉(zhuǎn)保持架9也可設(shè)置在其它壓力線中。
旋轉(zhuǎn)保持架9一方面固定地連接到壓力線31、32中，而另一方面固定到發(fā)動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)保持架9以這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)壓力線31、32可以只繞著一個(gè)軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而該軸線垂直于圖8的描圖表面并且通過旋轉(zhuǎn)保持架9。用雙箭頭R來表示可能的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此外，設(shè)置了兩個(gè)保持架91，借助于這兩個(gè)保持架91把壓力線31、32固定到發(fā)動(dòng)機(jī)中，這兩個(gè)保持架91在圖8的平面(即垂直于壓力線31、32繞著它旋轉(zhuǎn)的軸線)上沿橫向彎曲。
由熱引起的變形借助于旋轉(zhuǎn)保持架9以可控的方式進(jìn)行吸收，這意味著，即使在熱引起位置變化的情況下，壓力線31、32保持在控制位置上。例如，垂直于圖8的平面的、未控制地破壞壓力線是不可能的。在圖8中，實(shí)線K表示壓力線31、32處于冷態(tài)，而虛線W表示壓力線31、32處于熱態(tài)?？梢哉J(rèn)識(shí)到，熱長(zhǎng)度變化導(dǎo)致了壓力線在旋轉(zhuǎn)保持架9的旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)保持架，壓力線31、32以預(yù)定的方式因此也是以可控制的方式進(jìn)行變形。
圖9示出了泵裝置4的另一個(gè)優(yōu)選示例性實(shí)施例。在該示例性實(shí)施例中設(shè)置了三個(gè)泵41和中間儲(chǔ)存器42。每個(gè)泵41通過相應(yīng)的獨(dú)立泵線43連接到中間儲(chǔ)存器42中，并且以本身是公知的方式在它的輸出處具有單向閥45。兩個(gè)壓力線31、32在每種情況下在它們的一端處連接到中間儲(chǔ)存器42中，并且在它們的另一端處連接到壓力容器2中(在圖9中未示出)。要供給的流體通過供給線44到達(dá)泵41。此外，線49還向上連接到中間儲(chǔ)存器中，而該中間儲(chǔ)存器連接到流體的低壓系統(tǒng)中。例如，在泵41進(jìn)行工作之前，中間儲(chǔ)存器42通過線49而填滿了低壓流體。
中間儲(chǔ)存器42所具有的容積明顯小于壓力容器2。壓力容器2的容積例如為15dm3，而中間儲(chǔ)存器42所具有的容積例如為1.2dm3。中間儲(chǔ)存器42用來抑制由泵41所產(chǎn)生的壓力振動(dòng)和壓力脈沖。尤其地，在只設(shè)置了較小件如只有兩個(gè)或者三個(gè)泵41來供給共軌系統(tǒng)并且這些泵具有較大排量的情況下，在壓力線內(nèi)可以產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力波如壓力脈沖。這種機(jī)械應(yīng)力可以使壓力線損壞。因此，在這里所描述的泵裝置4的示例性實(shí)施例中設(shè)置了中間儲(chǔ)存器42，在要供給的流體進(jìn)入到壓力線31、32之前，中間儲(chǔ)存器42至少可以抑制這些動(dòng)態(tài)壓力成分。
泵儲(chǔ)存器46設(shè)置在每個(gè)獨(dú)立的泵線43中，如另一個(gè)抑制壓力脈沖的有利方法一樣。泵儲(chǔ)存器46在每種情況下各自抑制由相關(guān)泵41所產(chǎn)生的壓力脈沖，因此后者在流體進(jìn)入到中間儲(chǔ)存器42之前已經(jīng)減小了。在流體進(jìn)入到壓力線31、32之前，通過中間儲(chǔ)存器42，可以產(chǎn)生進(jìn)一步的抑制。泵儲(chǔ)存器46在每種情況下明顯小于中間儲(chǔ)存器42。每個(gè)泵儲(chǔ)存器46的容積最好小到中間儲(chǔ)存器42的容積的二分之一到八分之一，尤其地小大約2.5分之一。
出于安全原因，每個(gè)泵線43在它的端部最好具有另一個(gè)單向閥47，該單向閥47連接到中間儲(chǔ)存器42中。在這種方法中，即使在泵線43破裂或者有其它損壞時(shí)，泵裝置4和整個(gè)供給裝置可以連續(xù)地工作，因?yàn)閾p壞的泵線43的單向閥47防止流體通過損壞的泵線43而流出供給裝置。
或者專用泵線43它們本身在每種情況下還可設(shè)計(jì)成為泵儲(chǔ)存器46。為此，它們的相應(yīng)容積是這樣的大小，例如以致通過相應(yīng)較大的線橫截面，泵線43實(shí)現(xiàn)了抑制由相關(guān)泵41所產(chǎn)生的壓力脈沖的功能。在這種情況下，不需要獨(dú)立的泵儲(chǔ)存器46。
不必說，根據(jù)本發(fā)明，這樣的供給裝置的實(shí)施例也是可能的二個(gè)以上的壓力線設(shè)置在壓力容器2和泵裝置4之間。
權(quán)利要求
1．一種用于大型柴油機(jī)的共軌系統(tǒng)中的供給裝置，它包括流體的壓力容器(2)、把流體供給到壓力容器(2)中的泵裝置(4)和連接裝置(3,31,32)，通過該連接裝置把泵裝置(4)供給的流體引入到壓力容器(2)中，其特征在于連接裝置包括兩個(gè)獨(dú)立的壓力線(3,31,32)，每個(gè)壓力線同泵裝置(4)和壓力容器(2)連接。
2．如權(quán)利要求1所述的供給裝置，其特征在于每個(gè)壓力線(31,32)在它的兩端處具有關(guān)閉裝置(11)，其中壓力線的一端連接到壓力容器(2)中，而它的另一端連接到泵裝置(4)中。
3．如權(quán)利要求1或者2所述的供給裝置，其特征在于每個(gè)壓力線(31,32)包括若干相互連接起來的部分(311,321)，而用來固定壓力線(31,32)的相應(yīng)支撐設(shè)置在鄰近部分(311,321)之間的每個(gè)連接裝置(5)的附近。
4．如權(quán)利要求3所述的供給裝置，其特征在于兩個(gè)壓力線(31,32)沿著基本上相互平行的方向進(jìn)行延伸并且兩個(gè)壓力線(31,32)的這些部分(311,321)為成對(duì)相同的。
5．如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的供給裝置，其特征在于為每個(gè)壓力線(31,32)提供若干用來固定壓力線(31,32)的中間支撐(7)，而一個(gè)壓力線(31)的鄰近中間支撐(7)之間的距離(d1)不同于另一個(gè)壓力線(32)的鄰近中間支撐(7)之間的距離(d2)。
6．如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的供給裝置，其特征在于壓力容器(2)包括兩個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)存元件(21,22)和分配器(23)，該分配器連接到兩個(gè)壓力線(31,32)中，并且可選擇地把流體從壓力線(31,32)導(dǎo)入到兩個(gè)儲(chǔ)存元件(21,22)中或者只導(dǎo)入到兩個(gè)儲(chǔ)存元件中的一個(gè)(21)或者另一個(gè)(22)中。
7．如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的供給裝置，其特征在于在每個(gè)壓力線(31,32)中設(shè)置使局部泄漏的裝置。
8．如權(quán)利要求7所述的供給裝置，其特征在于每個(gè)壓力線(31,32)由相應(yīng)的保護(hù)導(dǎo)管(8)環(huán)繞，該導(dǎo)管包括若干部分，用來使局部泄漏的裝置包括若干容器(84)，每個(gè)容器由一個(gè)保護(hù)導(dǎo)管(8)的一部分和一個(gè)壓力線(31,32)來限制出，每個(gè)容器(84)設(shè)置了溢流管(82)，通過溢流管，流體可以流出這個(gè)容器(84)從而到達(dá)鄰近容器，而該鄰近容器更加靠近泵裝置(4)，每個(gè)容器(84)設(shè)置了控制裝置(58)，借助于控制裝置可以檢測(cè)到這個(gè)容器(84)內(nèi)有流體。
9．如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的供給裝置，其特征在于每個(gè)壓力線(31,32)設(shè)置了旋轉(zhuǎn)保持架(9)，并且旋轉(zhuǎn)保持架(9)以這樣的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)它允許壓力線(31,32)繞著軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而該軸線沿著基本上垂直于壓力線(31,32)的縱向延長(zhǎng)方向進(jìn)行延伸。
10．如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的供給裝置，其特征在于泵裝置(4)包括若干泵(41)和用來抑制壓力脈動(dòng)的中間儲(chǔ)存器(42)，而每個(gè)泵(41)通過相應(yīng)的獨(dú)立泵線(43)連接到中間儲(chǔ)存器(42)中，而兩個(gè)壓力線(31,32)連接到中間儲(chǔ)存器(42)中。
11．如權(quán)利要求10所述的供給裝置，其特征在于每個(gè)泵線(43)在它的端部具有單向閥(47)，而泵線的該端部連接到中間儲(chǔ)存器(42)中。
12．如權(quán)利要求10或者11所述的供給裝置，其特征在于每個(gè)泵線(43)具有泵儲(chǔ)存器(46)或者設(shè)計(jì)成泵儲(chǔ)存器，而泵儲(chǔ)存器(46)用來抑制由相關(guān)泵(41)所產(chǎn)生的壓力脈沖，并且最好具有這樣的容積，即該容積與中間儲(chǔ)存器(42)容積之比為一比二至一比八。
13．大型柴油機(jī)包括前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的供給裝置。
全文摘要
公開了一種用于大型柴油機(jī)的共軌系統(tǒng)中的供給裝置,它包括流體的壓力容器(2)、把流體供給到壓力容器(2)中的泵裝置(4)和連接裝置(3,31,32),通過該連接裝置把泵裝置(4)供給的流體引入到壓力容器(2)中,連接裝置包括兩個(gè)獨(dú)立的壓力線(3,31,32),每個(gè)壓力線連接到泵裝置(4)和壓力容器(2)中。
文檔編號(hào)F02M63/00GK1311392SQ0110895
公開日2001年9月5日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月1日
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