JP2004176660A - シリンダ注油装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】潤滑油を圧送する潤滑油ポンプ14の吐出し口に潤滑油を加圧状態に保って蓄える共通送油管(共通送油部)15を連通し、送油管15から複数の分岐送油管16a〜16nを分岐する。これらの分岐送油管16a〜16nを、機関のシリンダ11a〜11nに複数取付けられて潤滑油をシリンダ内に噴射して供給するインジェクタ12a〜12nに夫々接続するとともに、各分岐送油管16a〜16nの夫々に常閉形の電磁開閉弁17a〜17nを取付ける。電子式制御装置19を設けて、これにより電磁開閉弁17a〜17nの開弁時期及び開弁維持時間を個々に制御するようにしたことを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、特に大形ディーゼル機関、好適には船舶用ディーゼル機関のシリンダに対する強制注油を行うシリンダ注油装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、機関のクランク軸にプランジャポンプを連動させ、このポンプから圧送された潤滑油を逆止弁付きのインジェクタを介して機関のシリンダ内に注油する機械式のシリンダ注油機が知られている(例えば特許文献1参照。)。
【0003】
このシリンダ注油機では、機関の動力を利用して回転されるカム軸のカムでロッカアームを揺動させ、このアームの一端部にプランジャポンプのプランジャを支持させるとともに、プランジャをばねで戻し方向に付勢している。プランジャポンプの油出口には1以上のインジェクタが連通されており、これらのインジェクタは機関のシリンダに取付けられている。これにより、カムの回転に伴ってプランジャが軸方向に往復移動してポンプ作動が営まれると、各インジェクタを通ってシリンダ内に潤滑油が噴射して注油される。
【0004】
従来のシリンダ注油機での注油調整は、ロッカアームの他端部に当接された油量調整ねじを進退させて、プランジャの有効ストロークを変えることにより行われている。
【0005】
【特許文献1】
実願昭56−71004号(実開昭59−175619号)のマイクロフィルム(第1頁−第3頁、第1図及び第2図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1の機械式のシリンダ注油機は、通常、機関の1つのシリンダについて1台必要であるので、シリンダ数に応じた数のシリンダ注油機を、同期して使用できるように並べて設置することにより、シリンダ注油装置を構成している。複数のシリンダ注油機の設置例を図11に示す。この図11中符号1は複数のシリンダ2を有した機関、符号3は前記構成のシリンダ注油機、符号4はカム軸、符号5はカム、符号6は軸継手、符号7はチェーン若しくは歯車伝動機構を夫々示している。カム軸4はシリンダ注油装置3の潤滑油を溜めた箱状の注油機本体3aを水平方向に貫通しており、軸方向に隣接したカム軸4同士は軸継手6で連結されている。この連結により一つながりとなったカム軸群の一端と機関1の図示しない排気弁のカム軸とがチェーン若しくは歯車伝動機構7で連結されている。
【0007】
ところで、例えば船舶用の機関の長さは十数メートルにも及ぶものがあるので、前記カム軸群の長さは機関の長さに応じて長尺となる。この場合、各カム軸4の軸心が合っていないと、トルクのアンバランスを生じるとともに注油のタイミングにも悪影響を与える。そこで、こうしたことが起きないように各シリンダ注油機3を設置する際に、軸継手6を用いて数多くの連結作業を行うことを余儀なくされるとともに、各カム軸4の軸心合わせをしなければならないが、これらの作業は手間がかかる。
【0008】
更に、こうして複数の各シリンダ注油機3を互いに連動するように設置した後には、各インジェクタの注油量を合わせる必要がある。この調整は、各シリンダ注油機3ごとに油量調整ねじを進退させて、プランジャの有効ストロークを変えることで実行されるので、手間がかかる。
【0009】
しかも、機関の運転中にインジェクタの注油量を変えることは困難であって、機関の負荷に無関係にプランジャのストロークで決定された定量注油がなされるので、機関の運転状態等に適合した注油をすることも困難である。このために、例えば機関の負荷が低い場合には、必要量以上の注油が無駄に行われる傾向がある。
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、機関に対する設置が容易であるとともに注油の制御性に優れるシリンダ注油装置を得ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、機関のシリンダに複数取付けられて潤滑油を前記シリンダ内に噴射して供給するインジェクタと、潤滑油を圧送する潤滑油ポンプと、このポンプの吐出し口に連通して設けられ前記潤滑油を加圧状態に保って蓄える共通送油部と、この共通送油部から分岐されて前記各インジェクタに接続する複数の分岐送油管と、これらの分岐送油管に夫々設けられた常閉形の電磁開閉弁と、これらの電磁開閉弁の開弁時期及び開弁維持時間を個々に遠隔制御する電子式制御装置と、を具備したことを特徴とする。
【0012】
本発明の好ましい形態では、前記分岐送油管に対して複数の前記電磁開閉弁を並列に設けることができる。
【0013】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記電磁開閉弁を前記インジェクタに組み込むことができる。
【0014】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記分岐送油管は、前記電磁開閉弁を境に上流側配管部分が1本であって前記共通送油部に接続され、前記電磁開閉弁を境に下流側分岐送油管部分が複数本に分岐されているとともに、これら下流側分岐送油管部分の夫々に前記インジェクタを個別に接続することができる。
【0015】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記下流側分岐送油管部分の内の管路長が最も長い下流側分岐送油管部分以外の前記下流側分岐送油管部分に、その管路長に応じた絞りを設けることができる。
【0016】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記各分岐送油管の夫々に油量リミッタを設け、この油量リミッタを、油室及びこの油室に連通する油入口と油出口とを有するハウジングと、前記油入口と油出口とを連通する絞り通路を有して、前記油入口から離れた第1位置および前記油入口に着座した第2位置にわたって往復移動可能に前記油室内に収容されたシャトルと、このシャトルを前記第1位置に向けて付勢する付勢体とを備えて形成することができる。
【0017】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記油量リミッタが前記シャトルの移動を検出するリフトセンサを備えることができる。
【0018】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記電子式制御装置は、これに入力される前記機関のクランク角検出信号を基準に、前記開弁時期及び開弁維持時間を制御することができる。
【0019】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記電子式制御装置は、これに入力されるエンジン負荷信号を基に、前記開弁維持時間を制御することができる。
【0020】
同様に、本発明の好ましい形態では、前記電子式制御装置は、前記シリンダに周方向に沿って間隔的に取付けられた複数の温度センサが検出するシリンダ温度を基に、前記開弁維持時間を制御することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図4を参照して本発明の第1実施形態を説明する。
【0022】
図1中符号11a〜11n(図1では並び方向の端側に位置する11a、11nのみを図示し、他は図示を省略している。)は、船舶用の大形ディーゼル機関が備える複数のシリンダを示している。各シリンダ11a〜11nの夫々には、それらの所定注油個所(例えばシリンダライナ高さの1/3以上の高さ位置)に例えば周方向に等配して複数例えば6個のインジェクタ12a〜12f(図1では3個のインジェクタ12a〜12cのみを示し、他は図示を省略している。)が取付けられている。各インジェクタ12a〜12nには、逆止め弁型のものでも、この逆止め弁型のものより高速噴射が可能な内開き弁型のものでもよく、或いはこれらを混在させて用いることも可能である。
【0023】
逆止め弁型のインジェクタは、ノズルボディの先端部に、油室と、この油室に連通する噴射孔と、油室の内面の一部をなすテーパ状の弁座とを設け、この弁座の中央部に開口する油導入通路をノズルボディの中心部に軸方向に延びるように設けるとともに、油室に、弁座に接離する鋼球などの逆止め弁と、この弁を弁座に向けて押付けるコイルばねとを収容している。このインジェクタは、油導入通路に導かれた潤滑油の圧力がコイルばねの付勢力より大きくなった時点で、逆止め弁が弁座から離れるとともに、油室内に流入する潤滑油が噴射孔から外部に噴射されることによって注油をする。この注油は油導入通路に導かれた潤滑油の圧力が低下することによって停止される。
【0024】
内開き弁型のインジェクタは、ノズルボディの先端部に、油室と、この油室に連通する噴射孔と、これらの間に弁座とを設け、この弁座に接離するシート面を有したニードルをノズルボディ内にその軸方向に移動可能に収容するとともに、このニードルをコイルばねで弁座に押付けるとともに、ノズルボディにニードルを避けて油室に連通する油導入通路を設けている。このインジェクタは、油導入通路に導かれてシート面にかかる潤滑油の圧力がコイルばねの付勢力より大きくなった時点で、ニードルが弁座から離れるとともに、油室内に流入する潤滑油が噴射孔から外部に噴射されることによって注油をする。この注油は油導入通路に導かれた潤滑油の圧力が低下することによって停止される。
【0025】
シリンダ11a〜11nのいずれかの内部に臨む各インジェクタ12a〜12nの噴射孔は、シリンダ11a〜11nの半径方向に潤滑油を噴射するのに適する単孔でも、シリンダ11a〜11nの内周面に沿って潤滑油を噴射するのに適する複孔でもよい。
【0026】
各シリンダ11a〜11nの夫々には、複数好ましくはインジェクタ12a〜12nと同数の温度センサ(以下センサと略称する。)13a〜13n(図1では13a〜13cのみを示し、他は図示を省略している。)が取付けられている。各センサ13a〜13nは、インジェクタ12a〜12nに対して個別に対応するように各インジェクタ12a〜12nに寄せて配設されている。これらのセンサ13a〜13nは、図示しないピストンが往復移動する各シリンダ11a〜11nの周方向の各計測位置の温度を検出して、それを電気信号として出力する。
【0027】
前記各インジェクタ12a〜12n及び各センサ13a〜13nと、図1に示す潤滑油ポンプ(以下ポンプと略称する。)14と、共通送油部としての共通送油管15と、複数の分岐送油管16a〜16nと、複数の電磁開閉弁(以下電磁弁と略称する。)17a〜17nと、複数の油量リミッタ18a〜18nと、圧電子式の制御装置19とを備えて、本発明の電子制御式のシリンダ注油装置20が形成されている。
【0028】
電動又は機関の回転部の回転を伝動させて駆動されるポンプ14には、例えば流れが一方向の定容量型油圧ポンプを好適に使用することができる。潤滑油(シリンダ油ともいう。)が吐出されるポンプ14の吐出し口には共通送油管15が連通されている。共通送油管15は機関の各シリンダ11a〜11nの配置に沿って引き回し配管される。この共通送油管15はコモンレールとして機能するように所定の内部容積を有していて、その内部にポンプ14から圧送された潤滑油を所定の圧力に保持した加圧状態に保って蓄えることができる。なお、共通送油管15は、全てのシリンダ11a〜11nにわたるように配置したが、これに代えて各シリンダ11a〜11nごとに設けても、或いは例えば隣接する複数のシリンダごとに配置することも可能である。
【0029】
各分岐送油管16a〜16nは、各シリンダ11a〜11nごとに、それに設けられたインジェクタ12a〜12nと同数設けられている。これらの分岐送油管16a〜16nの一端は共通送油管15に夫々接続され、他端は前記油導入通路に潤滑油を導くようにインジェクタ12a〜12nに個別に接続されている。
【0030】
電磁弁17a〜17nは各分岐送油管16a〜16nの途中に個別に取付けられている。これらの電磁弁17a〜17nには、常閉形をなす汎用のものであって、図2に例示する2ポート2位置切換弁を好適に用いることができる。この電磁弁17a〜17nを遠隔制御で開弁状態とすることにより、共通送油管15内の圧油を分岐送油管17a〜17nを通じてインジェクタ12a〜12nに導いて注油を可能とし、又、閉弁状態とすることにより注油を停止させることが可能である。
【0031】
油量リミッタ18a〜18nは各分岐送油管16a〜16nの途中に個別に取付けられている。各油量リミッタ18a〜18nは、インジェクタ12a〜12nに供給される潤滑油の量を制限するものであり、図4に例示するように構成されている。
【0032】
詳しくは、各油量リミッタ18a〜18nは、ハウジング31と、シャトル32と、付勢体としてのコイルばね33とを備えている。
【0033】
円筒状をなすハウジング31は、第1、第2のハウジング要素31a及び31b間にリング状の透明窓31cを設けて形成され、透明窓31cを通して視認可能な油室34を有している。透明窓31cによりハウジング31内のシャトル32を視認できるので、必要に応じて目視によりシャトル32の作動を監視する場合に好適である。
【0034】
第1ハウジング要素31aは油室34に連通されるとともにこの油室34の径よりかなり小径な油入口35を有している。この油入口35は共通送油管15に連通されている。第2ハウジング要素31bは油室34に連通されるとともにこの油室34の径よりかなり小径な油出口36を有している。この油出口36はインジェクタ12a〜12nのいずれかに対応する電磁弁17a〜17nのいずれかを介して連通されている。油出口36の油室34に臨んだ部分はテーパ状をなす弁座36aをなしている。
【0035】
シャトル32は油室34の内周面に沿ってハウジング31の軸方向に摺動自在に収容されている。このシャトル32は、鉄材料により段付き円筒状に作られていて、内部に軸方向に貫通する絞り通路37を有している。絞り通路37は、油入口35及び油出口36の径と同径の第1孔部分37aと、これより小径となった第2孔部分37bとで作られている。油出口36に寄っているシャトル32の小径側の先端部32aは、テーパ状をなしているとともに、弁座36aに接離されるようになっている。
【0036】
コイルばね33は、シャトル32の段部32bと第2ハウジング要素31bとの間に圧縮状態に挟まれて油室34に収容されている。このばね33の力によって、シャトル32はその小径側先端部32aが弁座36aから離れる方向に付勢されている。
【0037】
更に、好ましい例として各油量リミッタ18a〜18nの夫々には、シャトル32の移動を検出するリフトセンサ38が取付けられている。このセンサ38には近接形の磁気センサ等を好適に使用できる。リフトセンサ38は、例えばシャトル32の肩部32cを検出するものである。この肩部32cは、シャトル32が、コイルばね33の力で油入口35側に押圧保持された第1位置(図4の状態参照)から、シャトル32の小径側先端部32aが弁座36aに着座した第2位置に油圧で移動された時に、リフトセンサ38で検出される。各リフトセンサ38の検出信号は制御装置19に入力される。
【0038】
制御装置19は、マイクロコンピュータ等で作られており、各種の入力を基にポンプ14の運転および各電磁弁17a〜17nの開弁時期及び開弁維持時間を、個々に同期させて又は非同期に制御するものである。制御装置19に対する入力は、各リフトセンサ38の検出信号の他に、図1に示すように各センサ13a〜13nの検出温度(シリンダ温度信号)、機関のクランク角度信号、及びエンジン負荷信号などを挙げることができる。
【0039】
クランク角度信号はクランク角度検出手段39により検出される。この検出手段39は、機関のクランク軸に設けた突起や磁石等の被検出部と、これを検出する近接スイッチとで作られ、例えばクランク軸の1回転について1回若しくは複数回の検出パルス(図3参照)を発生し、これが制御装置19に供給される。エンジン負荷信号は、クランク角度信号からクランクの回転数を得て、この回転数から機関の負荷が高負荷であるのか低負荷であるのかを算出するエンジン負荷演算部40を用いて作られる。この演算部40の出力(エンジン負荷信号)は制御装置19に供給される。
【0040】
次に、シリンダ11a〜11nに対する注油動作を説明する。機関が駆動されることによりクランク角度検出手段39が検出するクランク角度信号が制御装置19に与えられる。これに伴い、制御装置19は、クランク角度信号の立ちあがり時点から適当時間t1(図3参照)を置いて各電磁弁17a〜17nを励磁し、これらの電磁弁17a〜17nを開弁状態とし、この時点から適当時間にわたって開弁状態を維持した後に、電磁弁17a〜17nの励磁を断って閉弁状態とする。
【0041】
こうした遠隔制御で電磁弁17a〜17nが開弁状態となることにより、既に共通送油管15内に所定の圧力状態に蓄えられている潤滑油が、各分岐給油管16a〜16nを通って、これら給油管16a〜16nに個別に接続されたインジェクタ12a〜12nに導かれる。これにより、各インジェクタ12a〜12nの先端からシリンダ11a〜11n内に潤滑油が噴射されて、注油が行われる。この注油は電磁弁17a〜17nが閉弁状態となることにより停止される。そして、制御装置19において、電磁弁17a〜17nの開弁開始から閉弁終了までの時間、つまり、開弁維持時間t2(図3参照)を変えることによって、注油量を調整できる。
【0042】
以上のように電子式の制御装置19が、これに入力されるクランク角検出信号を基準に、電磁弁17a〜17nの開弁時期及び開弁維持時間を遠隔制御するので、機関のクランクで作動されるピストンの動きにタイミングを合わせて、電磁弁17a〜17nの開閉動作を行わせることができ、適当な時期に適当な量の潤滑油をシリンダ11a〜11nに注油することが可能である。
【0043】
この場合、各分岐送油管16a〜16nには夫々油量リミッタ18a〜18nが介装されている。これにより、油量リミッタ18a〜18nの油入口35を介してシャトル32の絞り通路37に波及した油圧によって、シャトル32は油出口36方向に移動し、やがてシャトル32の小径側先端部32aが油出口36の弁座36aに着座して、この時点から油量が制限される。
【0044】
しかし、シリンダ11a〜11nに注油される潤滑油は、以上のシャトル32の移動に伴って、このシャトル32で圧縮される油室34内に既に充満されていた潤滑油であり、油量の制限が開始される以前に注油が完了するように制御装置19が、前記時間t1、t2を制御している。このため、油量リミッタ18a〜18nが注油の妨げとなることはない。なお、電磁弁17a〜17nが閉じて潤滑油が流れなくなると、シャトル32はコイルばね33で押し戻されるが、この場合、油室34の潤滑油の通過量は絞り通路37に対する少量であるので、シャトル32はゆっくりと押戻される。
【0045】
更に、制御装置19には、クランク角度信号からエンジン負荷演算部40を経て作られたエンジン負荷信号が入力されるので、このエンジン負荷信号を基に制御装置19は各電磁弁17a〜17nの開弁維持時間t2を遠隔制御して、各インジェクタ12a〜12nから噴射される注油量を変えることができる。つまり、エンジン負荷信号は機関の負荷の状態を示しているので、例えばクランク軸の回転が上がってエンジン負荷が高くなっている場合には、それに応じた演算結果であるエンジン負荷信号が制御装置19に入力される。
【0046】
このため、入力されたエンジン負荷信号の信号レベルに応じて、制御装置19の記憶部に予め設定されているエンジン負荷と注油量との関係を定めた負荷テーブルから最適な注油量の値が読み出されて、この注油量となるように開弁維持時間t2を変えることができる。これにより、機関の負荷が大きいほど、シリンダ11a〜11nへの注油量を増やすことができる等、エンジン負荷に応じた適正な注油が可能である。
【0047】
しかも、制御装置19には、シリンダ11a〜11nに夫々複数取付けられた温度センサ13a〜13nが検出するシリンダ温度信号が入力されるので、この温度信号を基に制御装置19は各電磁弁17a〜17nごとの開弁維持時間t2を個別に遠隔制御して、各インジェクタ12a〜12nから噴射される注油量を個別に変えることができる。
【0048】
つまり、シリンダ温度信号はシリンダの各部の温度がどうであるかということを示しているので、他の部分よりも高い温度が検出された部分には、制御装置19に入力されたシリンダ温度信号の信号レベルに応じて、制御装置19の記憶部に予め設定されているシリンダ温度と注油量との関係を定めた温度テーブルから最適な注油量の値が読み出されて、この注油量となるように開弁維持時間t2を変えることができる。
【0049】
これにより、シリンダ温度が高い部分に位置するインジェクタに対しては他のインジェクタよりも多めに潤滑油を供給して、シリンダに注油できる。一般に、潤滑不足となっている部分は摩擦熱を発生して温度が上がり過ぎて、焼き付きを生じる恐れが考えられる。これに対して、既述のようにシリンダの各部の温度に基づき、対応する電磁弁についての開弁維持時間t2を制御装置19で遠隔制御することで、シリンダの高温部分に対応して位置するインジェクタほど注油量を増やして、シリンダの各部の温度に応じた適正な注油が可能である。
【0050】
又、既述のように各分岐送油管16a〜16nの夫々に油量リミッタ18a〜18nが個別に設けられているので、電磁弁17a〜17nのいずれかが故障して開弁状態で止まった場合、その電磁弁に直列に設けられている油量リミッタについては、共通送油官5から波及する油圧により、シャトル32が、第2位置、つまり、ハウジング31の油出口36を塞ぐように移動される。これにより、共通送油管15内に溜められている高圧の潤滑油が故障した電磁弁を通って無闇に注油されることが抑制され、注油動作の信頼性に優れる。なお、第2位置にシャトル32が配置された場合、その絞り通路37を通る潤滑油は通るが、この流出量は少量であるので、実質的に問題とはならない。
【0051】
しかも、各油量リミッタ18a〜18nはシャトル32の移動を検出するリフトセンサ38を備えていて、このリフトセンサ38から出力される検出信号は制御装置19に入力される。このため、制御装置19においては、そのシャトル判定部で例えばシャトル32が適正に動作しているかどうかを判定することができ、それにより、電磁弁17a〜17nが正常に機能しているかどうかを自動的に監視することが可能である。この他に、制御装置19は、そのシャトル移動量算出部でシャトル32の移動量を算出できる。これにより、この算出結果を、電磁弁17a〜17nを閉じるタイミングを得るための注油量制御のフィードバック信号として用いることも可能である。このように制御装置19は、シャトル判定部やシャトル移動量算出部等の各種処理部を備えることによって、注油状況の監視や注油の制御に有用な信号を得るためなど様々に目的に、リフトセンサ38の信号を利用することが可能である。
【0052】
以上のようにシリンダ注油装置20は、機関の動作中でも、電磁弁17a〜17nの開弁時期を遠隔制御で変えることで、シリンダ11a〜11n内に対して適正なタイミングで注油が可能であるとともに、電磁弁17a〜17nの開弁維持時間t2を遠隔制御で変えることで、インジェクタ12a〜12nからシリンダ11a〜11n内への注油量調整が可能である等、注油の制御性に優れている。
【0053】
しかも、前記構成のシリンダ注油装置20は、共通送油管15及び各分岐送油管16a〜16nを含む送油系統を、ポンプ14と機関の各シリンダ11a〜11nに取付けられたインジェクタ12a〜12nとにわたって引き回して配設している。このため、従来の機械式のシリンダ注油機を用いる場合のように、軸継手を用いた煩雑な接続の手間も、軸心を合わせる手間も要することなく、配管系の引き回しにより、シリンダ注油装置20を機関に対して容易かつ低コストで設置できる。
【0054】
次に、本発明の第2〜第4の各実施形態を説明する。これらの実施形態は基本的には第1実施形態と同じ構成であるので、同じ構成部分には第1実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
【0055】
図5及び図6に示した本発明の第2実施形態では、各分岐送油管16a〜16nに個別に取付けられた電磁弁17a〜17nを、1台ではなく複数台たとえば2台並列に設けている。
【0056】
この点以外の構成は、図5及び図6に示されない部分を含めて第1実施形態と同じである。そのため、第2実施形態でも第1実施形態と同じ作用効果を得ることができる。それに加えて、以上のように分岐送油管16a〜16nの各系統に対して2台の電磁弁17(電磁弁17a〜17nの代表番号)を夫々並列に設けているので、図6中一方電磁弁17が故障しても、他方の正常な電磁弁17を通して注油を確保できる。これにより、注油動作の信頼性に確保できる。
【0057】
図7及び図8に示した本発明の第3実施形態では、電磁弁17a〜17nを夫々対応するインジェクタ12a〜12nに個別に組込んで、電磁弁17a〜17nを分岐送油管16a〜16nの端部に設けている。図8(A)(B)は電磁弁が内蔵されたインジェクタ12(インジェクタ12a〜12nの代表番号)の構成を示している。
【0058】
図8(A)に示したパイロット型インジェクタ12では、ノズルボディ41の先端部に、油室42と、この油室42に連通する噴射孔43と、これらの間に弁座44とを設け、この弁座44に接離する円錐状シート面45aを有したニードル45をノズルボディ41のガイド穴41aにその軸方向に移動可能に収容している。油室42に連通してノズルボディ41に設けたパイロット通路46の入口側は、絞り46aを介してガイド穴41aに連通して、ニードル45に背圧をかけるように設けられている。ノズルボディ41には、励磁コイル47とアーマチュア48とを備えた電磁弁17(電磁弁17a〜17nの代表番号)が、ニードル45の軸線延長上に直列的に内蔵されている。アーマチュア48は、ノズルボディ41の油導入通路49に内蔵されたコイルばね50により、ニードル45方向に付勢されている。アーマチュア48は励磁コイル47の励磁に伴ってギャップGの範囲でコイルばね50に抗して移動可能である。このアーマチュア48のニードル側先端部が挿入された油室52は小孔51を通してガイド穴41aに連通されている。アーマチュア48は油導入通路47と油室50とを連通する連通孔48aを有しているとともに、電磁弁17の非励磁状態ではアーマチュア48の先端部が小孔51を閉じるようになっている。
【0059】
このような電磁弁17が組込まれたパイロット型インジェクタ12は、電磁弁17を励磁してアーマチュア48をギャップG分だけ移動させることにより、ニードル45をリフトさせて噴射孔43から噴射によるシリンダ11a〜11n内への注油ができるとともに、励磁の停止により噴射孔43からの噴射を止めて注油を止めることができる。このインジェクタ12は、パイロット通路46から油室42にパイロット圧を及ぼすことができるので、高速応答が可能である。このため、短い注油期間が必要な場合の注油に好適である。
【0060】
又、図8(B)に示した直動型インジェクタ12では、ノズルボディ41の先端部に、油室42と、この油室42に連通する噴射孔43と、これらの間に弁座44とを設け、この弁座44に接離する円錐状シート面を有したニードル形のアーマチュア55をノズルボディ41のガイド穴41aにその軸方向に移動可能に収容している。ノズルボディ41には、アーマチュア55とともに電磁弁17(電磁弁17a〜17nの代表番号)を構成する励磁コイル47が内蔵されている。アーマチュア55は、ノズルボディ41の油導入通路49に内蔵されたコイルばね50により、弁座44に押付けられるように付勢されている。アーマチュア55は油導入通路49と油室42とを連通する連通孔55aを有しているとともに、このアーマチュア55は励磁コイル47の励磁に伴ってギャップGの範囲でコイルばね49に抗して移動可能である。
【0061】
このような電磁弁17が組込まれた直動型インジェクタ12は、電磁弁17を励磁してアーマチュア55をギャップG分だけリフトさせて噴射孔43から噴射による注油ができるとともに、励磁の停止により噴射孔43からの噴射を止めて注油を止めることができる。このインジェクタ12は、図8(A)に示したパイロット型インジェクタ12より構造が簡単で低コストである点で好ましい。
【0062】
以上説明した点以外の構成は、図7及び図8に示されない部分を含めて第1実施形態と同じである。そのため、第3実施形態でも第1実施形態と同じ作用効果を得ることができる。それに加えて、電磁弁17a〜17nをインジェクタ12a〜12nに組み込んだことにより、電磁弁17とインジェクタ12とが接近するので、流路抵抗や潤滑油の粘性抵抗などを小さくできる。これにより、電磁弁17とインジェクタ12とが配管を介して遠く隔たっている構成に比較して、制御の応答性に優れる。したがって、例えばピストン作動中のピストンリング部に注油する場合のように、短時間で所定の注油を行う場合に好適である。
【0063】
図9に示す本発明の第4実施形態では、分岐送油管16が、これに取付けられた電磁弁17を境とする1本の上流側配管部分16Gと、電磁弁17を境として複数本に分岐された下流側分岐送油管部分16A、16B、16Cとで作られている。上流側配管部分16Gは共通送油部15に接続されているとともに、この配管部分16Gには油量リミッタ18が取付けられている。下流側分岐送油管部分16A、16B、16Cの夫々はインジェクタに個別に接続されている。具体的には、3本の下流側分岐送油管部分16A、16B、16Cは、シリンダ11a〜11nの半周部分に取付けられた3個のインジェクタ12a〜12cに個別に接続され、これらと対をなす他の3本の下流側分岐送油管部分16A、16B、16Cは、シリンダ11a〜11nの他の半周部分に取付けられた3個のインジェクタ12d〜12fに個別に接続されている。また、インジェクタ12a〜12c、12d〜12fは半周づつではなく、交互に取付けても良い。なお、電磁弁17及び油量リミッタ18の構成は、第1実施形態で説明した電磁弁17a〜17c及び油量リミッタ18a〜18nの構成と同じである。
【0064】
以上説明した点以外の構成は、図9に示されない部分を含めて第1実施形態と同じである。そのため、第4実施形態でも第1実施形態と同じ作用効果を得ることができる。それに加えて、電磁弁17を通して複数のインジェクタに潤滑油を分配して供給し、複数個所へ注油ができるので、電磁弁17の使用数が少なくなり、低コストで実施できる点で優れている。
【0065】
次に、本発明の第5実施形態を説明する。この実施形態は基本的には第4実施形態と同じ構成であるので、同じ構成部分には第4実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
【0066】
第5実施形態では、下流側分岐送油管部分16A〜16Cの内の長さが最も長い下流側分岐送油管部分16A以外の下流側分岐送油管部分16B、16Cに、その電磁弁17からの長さに応じた絞り61又は62が個別に取付けられている。管路長が最も短い下流側分岐送油管部分16Cに設けた固定の絞り62の流路断面積は、次に管路長が長い下流側分岐送油管部分16Bに設けた固定の絞り61の流路断面積より小さい。
【0067】
以上説明した点以外の構成は、図10に示されない部分を含めて第4実施形態と同じである。そのため、第5実施形態でも第1、4実施形態と同じ作用効果を得ることができる。それに加えて、固定絞り61、62に設置によって、電磁弁17からこれに接続された複数のインジェクタ12a〜12c又は12d〜12fまでの夫々の管路長の違いにかかわらず、各下流側分岐送油管部分16A〜16Cの管路での圧力損失を揃えることができる。このため、下流側分岐送油管部分16A〜16Cを介して一つの電磁弁17に接続されたインジェクタ12a〜12c又は12d〜12fからの注油量を均一にすることが可能である点で優れている。
【0068】
なお、本発明は前記各実施形態には制約されない。例えば前記各実施形態において油量リミッタを省略して実施できるとともに、このリミッタを用いる場合には電磁開閉弁の上流側に限らず下流側に油量リミッタを配置することも可能である。しかも、油量リミッタを省略した場合には、インジェクタにニードルリフトセンサを設けて、このセンサでニードルのリフト量を検出することによって、注油状況の監視や注油の制御に有用な信号を得るためなど様々に目的に、ニードルリフトセンサの信号を利用することが可能である。
【0069】
【発明の効果】
本発明は、潤滑油を圧送する潤滑油ポンプのポンプの吐出し口に前記潤滑油を加圧状態に保って蓄える共通送油部を連通し、この共通送油部から分岐された複数の分岐送油管を、機関のシリンダに複数取付けられて潤滑油を前記シリンダ内に噴射して供給するインジェクタに夫々接続し、かつこれらの分岐送油管の夫々に常閉形の電磁開閉弁を取付け、これらの電磁開閉弁の開弁時期及び開弁維持時間を電子式制御装置で個々に遠隔制御するようにしている。
【0070】
このため、本発明によれば、機関の動作中でも、電磁開閉弁の開弁時期を遠隔制御で変えることで、シリンダ内に対して適正なタイミングで注油が可能であるとともに、電磁開閉弁の開弁維持時間を遠隔制御で変えることで、インジェクタからシリンダ内への注油量調整が可能である等、注油の制御性に優れている。更に、共通送油部及び各分岐送油管の送油系統を、潤滑油ポンプと機関の各シリンダに取付けられたインジェクタとにわたって配設することで、本発明装置の設置を行うことが可能であり、その際に軸継手を用いた煩雑な接続の手間も、軸心を合わせる作業の手間も要しないので、機関に対して容易に設置できる。
【0071】
更に、好ましい形態として、前記分岐送油管に対して複数の前記電磁開閉弁を並列に設けた発明によれば、複数の電磁開閉弁の内のいずれかが故障しても、他の正常な電磁開閉弁を通して注油を確保できるので、注油動作の信頼性に優れる。
【0072】
同様に、好ましい形態として、前記電磁開閉弁を前記インジェクタに組み込んだ発明によれば、電磁開閉弁とインジェクタとが遠く離れている場合に比較して、短時間で所定の注油を行う場合に好適である。
【0073】
同様に、好ましい形態として、前記分岐送油管は、前記電磁開閉弁を境に上流側配管部分が1本であって前記共通送油部に接続され、前記電磁開閉弁を境に下流側分岐送油管部分が複数本に分岐されているとともに、これら下流側分岐送油管部分の夫々に前記インジェクタを個別に接続した発明によれば、各電磁開閉弁がインジェクタを介して夫々複数個所へ注油できるので、電磁開閉弁の使用数が少なく低コストで実施できる。
【0074】
同様に、好ましい形態として、前記下流側分岐送油管部分の内の管路長が最も長い下流側分岐送油管部分以外の前記下流側分岐送油管部分に、その管路長に応じた絞りを設けた発明によれば、電磁開閉弁からこれに接続された複数のインジェクタまでの夫々の管路長の違いにかかわらず、各管路での圧力損失を揃えることができるので、前記電磁開閉弁に接続された各インジェクタからの注油量を均一にすることが可能である。
【0075】
同様に、好ましい形態として、前記各分岐送油管の夫々に油量リミッタを設け、この油量リミッタを、油室及びこの油室に連通する油入口と油出口とを有するハウジングと、前記油入口と油出口とを連通する絞り通路を有して、前記油入口から離れた第1位置および前記油入口に着座した第2位置にわたって往復移動可能に前記油室内に収容されたシャトルと、このシャトルを前記第1位置に向けて付勢する付勢体とを備えて形成した発明によれば、電磁開閉弁が故障して開弁状態で止まった場合、油圧によりシャトルがハウジングの油出口を塞ぐように移動されるので、潤滑油が無闇に注油されることを防止できる。
【0076】
同様に、好ましい形態として、前記油量リミッタが前記シャトルの移動を検出するリフトセンサを備えた発明によれば、リフトセンサから出力される検出信号を用いて、例えばシャトルが適正に動作しているかどうかやシャトルの移動位置等を知ることが可能となるので、注油状況の監視や注油の制御に有用な信号を得ることができる。
【0077】
同様に、好ましい形態として、前記電子式制御装置が、これに入力される前記機関のクランク角検出信号を基準に、前記開弁時期及び開弁維持時間を制御するようにした発明によれば、機関のクランクで作動されるピストンの動きにタイミングを合わせて、電磁開閉弁の開閉動作が行われるので、適当な時期に適当な量の潤滑油をシリンダに注油することが可能である。
【0078】
同様に、好ましい形態として、前記電子式制御装置が、これに入力されるエンジン負荷信号を基に、前記開弁維持時間を制御するようにした発明によれば、開弁維持時間の制御によって注油量を変えるので、例えばエンジン負荷が高負荷になるほど開弁維持時間を長くしてシリンダへの注油量を増やすことができる等、エンジン負荷に応じた適正な注油をすることが可能である。
【0079】
同様に、好ましい形態として、前記電子式制御装置が、前記シリンダに周方向に沿って間隔的に取付けられた複数の温度センサが検出するシリンダ温度を基に、前記開弁維持時間を制御するようにした発明によれば、動作中に温度センサにより検出される機関のシリンダの温度に基づいて、電磁開閉弁の開弁維持時間を制御して注油量を変えることができるので、例えばシリンダの温度が高い部分に対応して配置されているインジェクタほど注油量を増やすことができる等、シリンダの各部の温度に応じた適正な注油をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のシリンダ注油装置を示す図。
【図2】図1のシリンダ注油装置が備える電磁開閉弁を油圧記号で示す図。
【図3】図2の電磁開閉弁の動作とクランク角度信号との関係を示すタイムチャート。
【図4】図1のシリンダ注油装置が備える油量リミッタの構成を示す断面図。
【図5】本発明の第2実施形態のシリンダ注油装置を示す図。
【図6】図2のシリンダ注油装置が備える電磁開閉弁群を油圧記号で示す図。
【図7】本発明の第3実施形態のシリンダ注油装置を示す図。
【図8】(A)は図7のシリンダ注油装置が備える電磁開閉弁組込み形のインジェクタの一例を示す断面図。
(B)は図7のシリンダ注油装置が備える電磁開閉弁組込み形のインジェクタの他の例を示す断面図。
【図9】本発明の第4実施形態のシリンダ注油装置を示す図。
【図10】本発明の第5実施形態のシリンダ注油装置を示す図。
【図11】従来例に係るシリンダ注油装置の構成を概略的に示す図。
【符号の説明】
11a〜11n…シリンダ
12、12a〜12n…インジェクタ
13a〜13n…温度センサ
14…潤滑油ポンプ
15…共通送油管(共通送油部)
16、16a〜16n…分岐送油管
17、17a〜17n…電磁開閉弁
18、18a〜18n…油量リミッタ
19…電子式制御装置
20…シリンダ注油装置
31…ハウジング
32…シャトル
33…コイルばね
34…油室
35…油入口
36…油出口
36a…油出口の弁座
37…絞り通路
38…リフトセンサ
16G…分岐送油管の上流側分岐送油管部分
16A、16B、16C…分岐送油管の下流側分岐送油管部分
61、62…絞り
Claims (10)
- 機関のシリンダに複数取付けられて潤滑油を前記シリンダ内に噴射して供給するインジェクタと、
潤滑油を圧送する潤滑油ポンプと、
このポンプの吐出し口に連通して設けられ前記潤滑油を加圧状態に保って蓄える共通送油部と、
この共通送油部から分岐されて前記各インジェクタに接続する複数の分岐送油管と、
これらの分岐送油管に夫々設けられた常閉形の電磁開閉弁と、
これらの電磁開閉弁の開弁時期及び開弁維持時間を個々に遠隔制御する電子式制御装置と、
を具備したことを特徴とするシリンダ注油装置。 - 前記分岐送油管に対して複数の前記電磁開閉弁が並列に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のシリンダ注油装置。
- 前記電磁開閉弁が前記インジェクタに組み込まれていることを特徴とする請求項1に記載のシリンダ注油装置。
- 前記分岐送油管は、前記電磁開閉弁を境に上流側配管部分が1本であって前記共通送油部に接続され、前記電磁開閉弁を境に下流側分岐送油管部分が、複数本に分岐されているとともに、これら下流側分岐送油管部分の夫々に前記インジェクタが個別に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシリンダ注油装置。
- 前記下流側分岐送油管部分の内の管路長が最も長い下流側分岐送油管部分以外の前記下流側分岐送油管部分に、その管路長さに応じた絞りを設けたことを特徴とする請求項4に記載のシリンダ注油装置。
- 前記各分岐送油管の夫々に油量リミッタを設け、この油量リミッタが、油室及びこの油室に連通する油入口と油出口とを有するハウジングと、前記油入口と油出口とを連通する絞り通路を有して、前記油入口から離れた第1位置および前記油入口に着座した第2位置にわたって往復移動可能に前記油室内に収容されたシャトルと、このシャトルを前記第1位置に向けて付勢する付勢体とを備えて形成されていることを特徴とする請求項1から5の内のいずれか1項に記載のシリンダ注油装置。
- 前記油量リミッタが前記シャトルの移動を検出するリフトセンサを備えていることを特徴とする請求項6に記載のシリンダ注油装置。
- 前記電子式制御装置は、これに入力される前記機関のクランク角検出信号を基準に、前記開弁時期及び開弁維持時間を制御することを特徴とする請求項1から7の内のいずれか1項に記載のシリンダ注油装置。
- 前記電子式制御装置は、これに入力されるエンジン負荷信号を基に、前記開弁維持時間を制御することを特徴とする請求項1から8の内のいずれか1項に記載のシリンダ注油装置。
- 前記電子式制御装置は、前記シリンダに周方向に沿って間隔的に取付けられた複数の温度センサが検出するシリンダ温度を基に、前記開弁維持時間を制御することを特徴とする請求項1から9の内のいずれか1項に記載のシリンダ注油装置。
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