JP2002529648A - 大型ディーゼルエンジン用潤滑システム - Google Patents

大型ディーゼルエンジン用潤滑システム

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JP2002529648A JP2000581346A JP2000581346A JP2002529648A JP 2002529648 A JP2002529648 A JP 2002529648A JP 2000581346 A JP2000581346 A JP 2000581346A JP 2000581346 A JP2000581346 A JP 2000581346A JP 2002529648 A JP2002529648 A JP 2002529648A
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Abstract

(57)【要約】 ディーゼルエンジン内のシリンダの潤滑に対しては、ピストンリングの通路に直接関連してシリンダのリング領域内の逆止弁を通してオイルを供給するのが一般的であった。それはシリンダ周辺に沿ってオイルを均一に与えることを狙ったものである。しかし、この領域に沿う摩耗がばらつくことが確認された。本発明では、霧化ノズルを通した高圧力注入を利用し、シリンダ内の回転掃気によって影響を受ける、個々のノズルで形成される拡散オイルミストが遠心力によって壁に衝突し、ピストンリング通過前のリング領域内にオイルの実質的に連続的な膜を形成することができる。潤滑油の良好な利用、すなわち、オイルの節約、シリンダ表面への減少したかつより均一な摩耗を達成することができ、オイル供給時間が従来のものに比べて厳密でなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 従来のシリンダ潤滑システム、主に大型２サイクルディーゼルエンジン用のシ
リンダ潤滑システムにおいては、１つ以上の中央給油器が使用され、それらの各
々が、シリンダ上の単一又はいくつかの注油箇所の潤滑を行う。即ち、１つ以上
の中央給油器は、関連時間に様々な注油箇所に各々の接続管を介して各部のオイ
ルを加圧供給することにより潤滑を行う。これについては、ＤＫ／ＥＰ ０６７
８１５２等を参照されたい。これらの関連時間とは、通常、ピストンが上方向に
移動する圧縮行程時に、ピストンリングがそれと関連する潤滑箇所と向い合う位
置となる時である。
【０００２】 しかし、上記接続管内においてオイル全体が圧縮されるために、このような正
確な「タイミング」を設定するのは困難であった。実際に使用されるオイル管は
、非常に長いことが多いため、接続管の一端に比較的少量のオイルが導入される
場合には、これに相当する量のオイルを接続管の他端からシリンダ表面に押し出
すのに必要とされる十分な圧力は発生せず、単に管内においてオイルが圧縮され
るに過ぎない。更に、上記した時間にオイルが供給されないことも多く、それど
ころかシリンダ内の圧力が相当低い場合には、通常ピストンが上方向又は下方向
に通過した後に供給されることが多い。ピストンが下方向に移動している時にこ
の様なことが起こると、潤滑箇所からシリンダ表面上に供給されたオイルは、潤
滑が最も必要なシリンダの「高温」端部に向けて上方向に分散することなく、シ
リンダライナの下方向に分散することになる。
【０００３】 エンジンの更なる利用拡大に向けた開発により、シリンダライナやピストンリ
ングに対する機械的及び熱的な負荷は高まる方向にあり、これまではシリンダへ
のオイル供給量を増加することで対処してきた。しかし、その供給量が、所定の
（但し、明確に規定されたものではない）上限を超過した場合には、オイルがシ
リンダ内に導入される速度が極めて高くなるため、導入されたオイルは、シリン
ダの表面に留ることなくシリンダ空間内で噴流を形成し、その結果消失すること
になる。オイル供給が要求通り行われる場合には、ピストンリングがピストンに
向い合うように配置されたとしても、これはさほど重要なことではないが、オイ
ル供給が上述したような時間以外で行われた場合には、供給された一部のオイル
を有効利用することはできない。
【０００４】 オイルをシリンダの表面上に分散させるようにした従来の様態では、シリンダ
の表面の潤滑箇所毎に２つの傾斜した溝を設け、それぞれが潤滑箇所からシリン
ダの上端部から離れる方向に延びようにしている。ピストンリングがこの溝を通
過する際、ピストンリングが横切る溝内に圧力低下が生じ、これによってオイル
は潤滑箇所から離れる方向に誘導される。しかしながら、この方法や他の方法は
、実際にはシリンダ周面に沿う摩耗にかなりの変動が確認されるという点で十分
なものとは言えない。
【０００５】 従って、シリンダ周面上にオイルを一層良く分散させる方法を追求することが
望ましい。 本発明によれば、オイルは特定の時間に各部に供給されるが、そのオイルは、
ピストンが上方向に移動する際、ピストンが潤滑箇所を通過する前にシリンダの
表面上に分散される。
【０００６】 ユニフロー掃気式２サイクルディーゼルエンジンにおける掃気口は、掃気時に
、混合ガスに回転運動を与え、同時にガスをシリンダの上方向に移動させるとと
もにシリンダの上端部において排気弁を通してシリンダから排出するように配置
される。このように、シリンダ内のガスは、掃気口から掃気弁に至る過程で螺旋
状ライン即ち渦流となる。この渦流内に存在する十分に小さい粒子状オイルは、
遠心力によってシリンダ壁方向に押しやられ、最終的に壁に付着する。この効果
は、各部のオイルをノズルを通じて適切なサイズに霧化したオイル粒子から成る
「ミスト」としてシリンダ内に導入することによって具現化される。ノズルの寸
法、オイルの流出速度、及びノズルの手前の圧力を調節することにより、オイル
ミストにおける油滴の平均サイズを制御することが可能である。オイル粒子即ち
油滴が小さ過ぎると、ガス流中に長く「浮遊」し過ぎるので、最終的にシリンダ
壁に衝突することなく掃気とともに排出されてしまう。反面、油滴が大き過ぎる
場合には、油滴の慣性のために、その初期の移動軌跡に長く留まり過ぎて、シリ
ンダに到達しないが、その理由は、ピストンがこの油滴に突き当たりピストンの
上端部に油滴が付着してしまうためである。
【０００７】 シリンダ内の流れに対するノズルの方向は、個々の油滴とシリンダ内のガス流
との間の相互作用によって、２つの潤滑箇所間の周方向の間隔にほぼ相当する領
域のシリンダ壁に油滴が確実に衝突するように調整することが可能である。この
方法においては、ピストンリングが通過する前に、オイルがシリンダ表面上にほ
ぼ一様に分散される。更に、ノズルよりも高い位置にあるシリンダ壁にオイルが
衝突するようにノズルを調整することも可能である。このように、オイルがシリ
ンダ内に導入されるや否や、オイルがシリンダ表面上により良好に分散されるだ
けでなく、このオイルは、シリンダ上端部により近い潤滑が最も必要とされるシ
リンダ表面にも「配送」される。これら２つの状態にすることにより、オイルを
より有効に利用することができるとともに、シリンダ寿命とオイル消費との関係
を期待通り改善することができる。
【０００８】 シリンダ表面へのオイルの供給は、前述した従来のタイミングを合せるシステ
ムに言えるように、計量した状態で行われる必要がある。供給手段は、従来の注
油器とすることができるが、同等の特性を持つ他の供給手段も想定することがで
きる。
【０００９】 シリンダ内の圧力がオイル管の内部に伝達されるのを確実に防止するため、逆
止弁が、潤滑管の端部で、シリンダライナの内側表面の直前に、通常の様態で配
置される。逆止弁により、オイルは、オイル管からシリンダライナ方向に通過す
ることできるが、反対方向にはガスが流れないようにする。これらの逆止弁は、
通常、適度の開弁圧（数バール）とされる。
【００１０】 霧化即ち微粒化の目標を相当高くできるようにするために、新しいシステムに
においては、ポンプとノズルとの間の潤滑管において圧力が存在することを必要
とする（５０〜１００バールのレベル）。従来の逆止弁の開弁圧を相当高めるこ
とによりこの圧力を確保する場合には、より強力で且つよりスペース要件の厳し
いバネが必要とされ、そのために弁とノズルとの間により大きな「有害な空間」
が生じることになる。従来システムにおいて、この有害な空間は、現状でもオイ
ル供給部１箇所当たりに供給する必要のあるオイル量に相当する又はそれを上回
るレベルにあるため、有害な空間が増加したの分だけノズル先端部の圧力がより
不安定となる。必要とされる霧化を確保するためには、霧化に必要とされる圧力
が、供給が開始される時点で使用できることが必要である。これは、例えば、従
来の燃料オイル噴射システムの場合のように、オイル管の各々がシリンダ内に開
口する位置に弁を設け、注油器と弁との間のオイル管内圧力が所定値に達した時
にこの圧力によってこの弁を開くようにすることで確保できる。
【００１１】 「一群」のピストンリングが潤滑箇所に向い合う位置にある時にオイルを極め
て短い時間帯に正確に供給する必要のあるシステムと比較すると、ピストンが通
過する前にオイルがシリンダ壁に供給されるのでタイミングは重要ではない。
【００１２】 システムの実施可能な構成を図１に示す。 多数の弁（３）が、シリンダライナ（５）内に適切な間隔で配置され、多数の
弁（３）は、オイルポンプ（１）から個々の弁（３）に連通するオイル管（２）
内の特定の圧力で開くように設定されることを特徴とする。弁（３）の先端部で
、シリンダ内部表面の直ぐ内側に、ノズル（４）が取付けられ、オイル管（２）
内の圧力が予め設定された特定値に達した時に、ノズル（４）を通じてオイルが
霧化される。オイルは、オイル管（２）毎に１つ設けられた小型ポンプから構成
されるオイルポンプ（１）から各オイル管（２）に供給される。ポンプは供給タ
ンク（７）からオイルを受け入れる。オイルポンプは、計量されたオイルを所定
時間に配送することができ、このオイルポンプは、例えば、ＰＴＣ出願ＰＴＣ／
ＤＫ／００３７８、国際公開番号ＷＯ９６／０９４９２に記載されるように、従
来のタイミングを合せるシリンダ潤滑器とすることができ、その弁（３）は、オ
イル漏れが生じた場合に漏れたオイルを供給タンク（７）に戻す漏れオイル用の
戻し管（６）を備えるように構成される。Ｊは、ノズル３からのオイルミストの
流れを示し、またＡは、この噴流が方向付けられるシリンダ壁領域の周面範囲を
示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月２６日（２０００．１０．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストンの通過に関連して、噴射ノズルを通じて各関連する
    エンジンシリンダのリング領域において潤滑オイルが噴射されるようにした船舶
    用エンジンのような大型ディーゼルエンジンのシリンダ潤滑方法であって、前記
    潤滑オイルは、前記ピストンの通過の直前の時間に霧化ノズルを通じて高圧で噴
    射され、前記ノズルの各々から噴射されるオイルは、前記ノズルが取付けられた
    前記リング区域において、各ノズルに近接して位置するシリンダ壁領域に方向付
    けられ、前記ピストンが実際に通過する前に、霧化されたオイルがシリンダ表面
    に実質的に密着する潤滑オイルの環状薄膜を形成することができるようにしたこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 各ノズルからの霧化されたオイルは、前記シリンダ内にもた
    らされる回転する掃気が前記リング領域を通過する横方向に噴射されることを特
    徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法により動作するシリンダ潤滑システム
    を備えたディーゼルエンジンであって、 前記エンジンシリンダ潤滑ノズルは、前記ノズルが配置されるリング領域をピ
    ストンが通過する直前に、オイルを高圧で噴射するようにした霧化ノズルである
    ことを特徴とするディーゼルエンジン。
  4. 【請求項４】 前記霧化ノズルは、前記ノズルが取付けられるリング領域に
    おいて、近接して位置するシリンダ壁領域に方向付けられるオイルミストを各ノ
    ズルが噴射するように構成され取付けられていることを特徴とする請求項３に記
    載のディーゼルエンジン。
  5. 【請求項５】 前記霧化ノズルは、圧力制御弁を備え、前記圧力制御弁の開
    弁は、前記ノズルがオイルの効果的に霧化するに十分なレベルまで高められた関
    連するオイル供給管内の圧力に依存することを特徴とする請求項３に記載のディ
    ーゼルエンジン。
JP2000581346A 1998-11-05 1999-11-04 大型ディーゼルエンジン用潤滑システム Expired - Lifetime JP5405703B2 (ja)

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