JP2004517242A - 分配装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、例えば船用エンジンにおける、大型ジーゼルモータシリンダ用のシリンダ潤滑油のための分配装置に関する。装置は、各々弁（３，２７）それぞれを備えた供給配管ともどり配管とを有していて、それらの配管は中央供給ポンプへ接続されている。本装置は、前記配管へ接続された多数の噴射ユニットを備えている。各ユニットは、噴霧化されたシリンダ潤滑油を関連するシリンダへ噴射するための噴射ノズルと、ノズルロッドの最後方部に備えられたピストン（１）と、ピストン（１）のポンプストロークを調節するためにねじ（３３）を介してピストン（１）へ接触された制御可能なモータ（３７）と、を備えている。さらに装置は、油量の正確な制御と正確なタイミングとを達成するべく、弁（３，２７）とモータ（３７）とを制御するための中央コンピュータを備えている。

Description

【０００１】
発明の背景
本発明は大型ジーゼルエンジン用の潤滑装置に関するものであって、シリンダ潤滑油が多数のノズルを介してシリンダ表面へ油滴ミストとして噴霧されている。このタイプの装置は例えば国際公開ＷＯ ００／２８１９４号パンフレットとして公知である。
【０００２】
各ノズルへの油の供給は従来形タイミング式装置により行なわれていて、小型ピストンポンプが油の所定の一部を弁を介して各ノズルへ送り出している。
【０００３】
一つの潤滑装置が、一つのエンジンシリンダあるいは一群のエンジンシリンダへ供給し、ジーゼルエンジンにより直接的に、かつ前述の油の所定の一部がシリンダ表面にあるタイミングすなわち一定の時点で分配されるように同期的に時々駆動される。潤滑装置は一般に潤滑点各々からある距離に配設されている。非常に長い配管において、油の圧縮性が分配の精度に対し決定的な影響を与えている。潤滑装置は、６〜７ｍの長さの配管において分配精度への大きな変化がないことを経験的に示めしているけれど、分配量及びタイミングを決定するユニットとシリンダ壁における分配点との間における配管長さは、可能なかぎり短かい配管長さが好ましい。
【０００４】
すべてのエンジンが回転数と同期して潤滑装置を機械的に直結駆動することが可能ではない。さらに、種々の測定可能なエンジンパラメータに依存するエンジンの要求に正確に応じた潤滑量をシリンダへフレキシブルかつ容易に実行できるニーズが増大している。また、実際の運転状態によるタイミングにフレキシブルな方法で連続的に適応してゆくことも望ましい。これらすべての適応は好ましくは中央制御されている。
【０００５】
潤滑装置をエンジン回転数に同期させて駆動することは電子的には可能であるが、広範囲にわたるものでかつコストのかかるものである。タイミングはそのような装置で直接的に変更されてもよい。
【０００６】
シリンダ潤滑油がモータ回転の一部により分配される場合、分配を調節する唯一の可能性はポンプのストロークを変更することである。このための装置は、デンマーク国特許出願第４９９９／８５号明細書に開示されている。この装置は、モータ荷重に応じたポンプストローク調節用カム機構を使用している。このモータ荷重に応じた変更はカムを他の変換機構を備えた新しいカムに取りかえることによってのみ行うことができる。
【０００７】
ポンプストロークを可変モータ例えばステップモータにより調節することが考えられてきた。これは点潤滑に使用されてきたが点潤滑は、従来形潤滑装置に組合わせて実行することは困難であった。
【０００８】
従来形シリンダ壁潤滑との関連において、現在まで簡単なばね付勢式逆止め弁が使用されてきており、その逆止弁は、シリンダの内圧に対抗することができるが、わずかに高い噴射外圧を発生するだけのものであった。本発明との関連において、初期からの油噴射が霧噴化した噴射特性を実行するために、非常に高い油の圧力においてだけ開く弁装置が好適であり必要とされるものである。圧力差の率が数百パーセントにまで及んでいる。
【０００９】
本発明の目的は、大型ジーゼルエンジンにおけるシリンダの潤滑剤噴射用装置を提供するものであって、そのためタイミングの制御に加えて、ポンプストローク従って油量のフレキシブルな中央制御を達成することが可能である。
【００１０】
本発明は、各々が弁を備えかつ中央供給ポンプへ接続された供給管ともどり配管とを有しており、さらに多数の該エンジンシリンダに対応しかつ該供給配管ともどり配管とへ接続された多数の噴射ユニットを有している分配装置により達成されていて、
該噴射ユニット各々が：噴霧化されたシリンダ潤滑油を関連するシリンダの中へ噴射するための噴射ノズルと；ノズルロッドの後方端部に配設されたピストンと；ピストンのポンプストロークを調節するためにねじによりピストンに接触されている調節可能なモータと；を具備する分配装置であり、
該分配装置が：弁とモータとを制御するための中央コンピュータを備えている。
【００１１】
本装置において、ストロークは制御可能なモータをセットすることにより容易に調節することができる。このことは、モータの運転パラメータに関する受け取ったデータを用いて、コンピュータにより中央制御で行なわれる。弁の開閉もコンピュータにより制御することができる。本発明による装置において、モータの運転パラメータは、タイミングと分配されるシリンダ潤滑油の量とを変更するために、変換される。この油がモータの運転サイクルにおいて所望する時に分配されてもよい。霧が噴射されるので、エンジンの特に効果的な潤滑が可能となっている。
【００１２】
シリンダには一つ以上の噴射ユニットがあってもよい。通常噴射ユニットの数はシリンダ数の倍数である。
【００１３】
本発明における特別な実施例において、装置は、該噴出ノズルが、シリンダ壁における穴を貫通して取りつけるための円筒状ノズルロッドを備えていて；該ノズルロッドが中央通路と第二軸方向通路とを有していて、該中央通路はニードル弁ボデー用のものであって、該ニードル弁ボデーは該ノズルロッドのノズル出口におけるインナバルブシートを閉とするために外向き方向にばねで付勢されており、さらに該第二軸方向通路は前方の圧力チャンバへ加圧油の制御した供給を行なうためのものであり、該圧力チャンバにおいて、該加圧油が、インナバルブシートを開くために該ニードル弁ボデーへ後方向きの圧力を作用し、同じく、該加圧油の圧力が該ニードル弁を実質的に閉じるために低下するまで開いた該噴射ノズルを介しての油の過圧噴射を行なっており；該中央通路は、外部管状の円筒状ノズルロッドと、ニードル弁ボデーを中央へ収容するための中央に配設された全体にわたる管との間の環状円筒スペースにより構成されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明において、シリンダ潤滑油を大型ジーゼルエンジンのシリンダへ噴射するための、弁制御式噴射ノズルが使用されている。従って、潤滑油がシリンダの潤滑用穴を介して流れるだけの場合に比較して非常に高い噴射圧力が作動されるので、所望される噴霧化が達成される。
【００１５】
対応する条件下で作動するある程のノズル弁は、すでに公知なものであって、エンジンシリンダへの燃料噴射ユニットとは異なるものであるけれど、これらの従来形装置はシリンダ潤滑油の噴射に関するものではなく、かつこの装置は、シリダ壁を貫通して挿着するのとは異なる取りつけ条件で組立てられるので、この目的に直ちに適するものではない。
【００１６】
本発明に関連して、新しい弁をこれらの従来形燃料弁における主に円形ロッドのような外観に関係する基本的な特徴をベースにすることは魅力のあるものであることが判明してきた。その円形ロッドは、外側ノズル開口部に近接している弁シートに相互接触する前方弁ニードルを有する弁ボデーを受け入れるための中央通路を備えていて、弁ボデーと弁ニードルとをシートに対して押しつけるために背後に配設された圧縮ばねを備えており、さらに加圧流体を弁ボデー前方の圧力区画へ導入するための液体用ダクトを備えていて、このことにより従って弁ニードルは、所定圧力が液体に作用する場合押しもどされる。従って、ノズルは高圧が確立されるときにのみ開かれ、すなわち液体の噴霧化は、弁開始直後から、液体の高圧力がもはや前述の圧縮ばねの作用に打ち勝つことができなくなる程度あるいはそれ以下に低下するまで行なわれ、すなわち流体に対して非常に高い圧力がかかっている一方で噴霧化が急激に停止される。前記圧力区画から、後方へのわずかな漏洩液体があって、その漏洩液体は前記中央通路を介して排出することができる。
【００１７】
関連する燃料弁は、前記弁ロッドの必要寸法を備えたエンジンのシリンダヘッドに原理的には何の困難もなく取りつけることができる。この配置には、前記中央通路と平行な液体供給ダクトとを確立するために必要とされる断面サイズで明らかなように、これらのロッドに対して余分なスペースがあることは重大なことであるものの、その余分なスペースは燃料弁に対しては適切な厚さである。
【００１８】
シリンダ壁潤滑用弁に関連して、寸法及び取り付け条件は完全に異なるものである。とくに現存するエンジンシリンダにおける当初想定されたものより大きな潤滑用穴が貫通するようにはなっていないので、かつこれらの穴は実質的に燃料弁を通すためにシリンダヘッドに備えられた穴に比較して非常に小さいので、弁ロッド径を最小にできることは決定的なことである。
【００１９】
この背景において、必要な液体の供給が燃料流れのわずかな部分を構成するだけなので、供給ダクトをかなり狭なくしてもよいことは、シリンダ壁潤滑と同一の技術を使用することに対して利点となっていて、このことが弁ロッドの小口径の利点となっている。しかしながら実際的に、このダクトがロッドボデーにおける中央通路の外側に配置される場合、比較的細長いロッドボデーを貫通する非常にうすいダクトを形成するには問題がある。前記従来技術を直接適用することは、非現実的な高価な細いロッドボデーの製作か許容できない厚い厚さのロッドボデーかを意味している。
【００２０】
本発明において、分散された液体供給ダクトにより従来技術に対し激的な変化をもたらすことが、現実のものとなった。その分散された液体供給ダクトは、それぞれ中央内管と周囲のロッド管との間における一つ以上の軸方向溝のような、中央通路周囲の環状ダクトとして配置されている。そのように二つの管に区分することにより、どのような切削加工もなしに、半径方向に最小スペースとなる細いダクトを提供することができ、非常に薄肉のノズル弁を使用することが可能となり、前述した特別な目的が完全に満足されている。
【００２１】
添付図を参照して本発明を以下に説明する。
【００２２】
図１において本発明による分配装置は三つの噴射ユニット／弁を備えた装置として示めされているが、三つに限定するものではない。噴射ユニットは各々単一弁に直接取りつけられた分配ユニットを備えている。
【００２３】
図２に明瞭に示めすように、分配ユニットはディファレンシァルピストンを有するピストン１から構成されている。分配装置に圧力がかかっていない場合ピストンはばね１′により左側へ付勢されている。弁３が開かれるとき、区画５は加圧油をポンプ（図示されていない）から圧力配管１７を介して供給され、従ってピストンが右側へ移動する。さらに油はピストンの直角な端部により排除され弁７を通過しダクト９，２４及び２８を介してノズルニードル１８の前方の区画３０へ導入され、さらにノズル１１のノズルダクト１２を通過する。弁の機能を以下に詳述する。
【００２４】
弁からの漏洩油はダクト１３，１５及び２１を通ってもどり配管２３へ導入されている。ばね１′を囲んでいる区画２５は穴１９を介してもどり配管２３とのコンスタント継手（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ）となっていて、この区画における油容積の変動が機能を乱さないようになっている。ピストン１がその底位置に達した場合、弁２７が開となり弁３が閉となる。従って区画５がもどり配管２９へ接続され、ばね１′はピストン１を最左端位置へもどすようになっていて、区画５はピストン１における吸気弁３１を介して新しい油を供給される。吸気弁はピストン１に配設する必要はない。ポンプストロークは、制御可能なモータ３７により回転されるねじ３３により調節される。
【００２５】
弁３及び２７の開閉とモータ３７の制御とはコンピュータ（図示されていない）により集中的に行なわれていて、そのコンピュータはモータの運転パラメータを受け取りそしてその運転パラメータをそれぞれタイミングとポンプストロークとへ変えるべく変換している。
【００２６】
前述の分配ユニットは、単一のノズルユニット各々に取りつける必要はないけれど、例えばシリンダ用の他の複数のノズルユニットのための複数の分配ユニットと組合わせて取りつけられてもよくて、ストロークの調節はすべての分配ユニットに対して単一のモータ３７により実行されてもよい。分配ユニットが管継手によりシリンダにおける弁へ接続される。分配ユニットは従来形潤滑装置に比較して小さいので、一体に接続された複数の分配ユニットは、大形の従来形潤滑装置のもたらす制限を受けることなく、潤滑点に近接したいずれの場所にも取りつけることができる。従って、分配ユニットと弁との間に必要とされる管継手はより短縮することができる。
【００２７】
図３に示めすユニットは、シリンダ壁における外形の点線で示めす横断孔４に挿入するようになっている細長くて薄肉の外管２を備えていて、そのシリンダ壁は点線６ａ及び６ｂで境界が定められている。シリンダの内壁６ａにおいて、この外管は挿入されたノズルプラグ８により終点となっていて、そのノズルプラグ８はノズル突起１０にマウスを有しており、そのノズル突起１０は中央アクセスダクト１４を通して供給される加圧油を噴霧化するための外側に傾斜しているノズルダクト１２を備えている。
【００２８】
このダクト１４の中に弁ニードル１８の外端部１６が収納されていて、弁ニードル１８は内管２２に取りつけられたブロック部品２０の中で軸方向にガイドされており、その内管２２が外管２全体にわたって一定の半径方向距離をおいて延在しているので、円筒状管状ダクト２４は内管２２と外管２との間に境界が定められている。この管状ダクトが加圧油を継手ハウジング２６からブロック部品２０へ導入するために使用されていて、その継手ハウジング２６はモータシリンダの外壁６ｂの丁度外側であり、そのブロック部品２０の中には傾斜ダクト２８が形成されており、その傾斜ダクト２８は加圧油を、弁ニードル１８の厚い部分３２の前方の区画３０に連通するべく下方及び上方へ導入している。従って供給された加圧油は弁ニードルに逆圧力を作用することができる。
【００２９】
弁ニードル１８は後方において圧縮ばね３２と接触していて、圧縮ばね３２は、内管２２に埋め込まれ、かつ内管２２において軸方向に滑動する円筒状スライド３４の前方端部において支持されており、その内管２２において円筒状スライド３４はブロック部品２６の後方においてねじ３６により調節されてもよくて、ねじはモータ３７により回転可能である。スライド３４はガイド３５により回転に対して阻止されている。ブロック部品２６における円筒状ダクト２４は半径方向ダクト３８へ接続されていて、その半径方向ダクト２４はフィルタ４０を介して加圧油用の管継手４２へ接続されている。内管２２の内側は、主に漏洩油をドレンするために継手４４を介して第二管継手４６へ接続されていて、その漏洩油はノズル端部領域からもどって内管を通ってゆき、内管において特に特別なシールを必要としない。
【００３０】
ばね３２が弁ニードルを開く所望する圧力に対応する適切な予荷重下にあって、継手４２の油圧力がこのレベルまでビルトアップされるとき、弁ニードルはニードルの厚い部分３２に作用する油圧力によりわずかに引きもどされるので、ノズルダクト１２の外へ向かう細いダクトの端部において、弁ニードル先端がシートとの接触から離れる。従って開き始め直後から、ノズルからの４８で示めすオイル噴射の高圧噴霧化が誘発される。この状態は、供給油の圧力低下が生じ従ってノズルにおける噴霧化が急速に終了するまで継続する。
【００３１】
以下のことは明瞭であって、管部分全体が比較的小口径であり；外部傾斜ダクト２８を除く、加圧油用及び導入油用の供給ダクト及び吐出ダクトはいずれの特殊な切削加工をそれぞれ必要としなくて；ばね３２が内管２２にうまく配置されており；さらにブロック部品２０は中にばね３２が入っていないことにより小さなサイズでよい。
【００３２】
図３において、ノズルはシリンダ壁６ａ，６ｂを半径方向に貫通するものとして示めされている。代りに、ノズルは半径方向に対して傾斜した角度で配向されてもよい。これはスペース条件材料厚さ等に依存するものである。
【００３３】
加圧油の供給は、製作の容易な、外管２か内管２２かにおける一つ以上の長手方向溝を介して行なわれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、三つの噴射ユニットを備えた本発明による分配装置を示めす。
【図２】
図２は、図１における噴射ユニットを線ＩＩ−ＩＩで切断した部分拡大断面を示めす。
【図３】
図３は、分配ユニットに使用する弁のさらなる実施例の部分図を示めす。

Claims (8)

1. 例えば船用機関における、大型ジーゼルのエンジンシリンダのためのシリンダ潤滑用の分配装置であって；各々が弁（３，２７）を備えかつ中央供給ポンプへ接続された供給管ともどり配管とを有しており、さらに多数の該エンジンシリンダに対応しかつ該供給配管ともどり配管とへ接続された多数の噴射ユニットを有している分配装置において；
   該噴射ユニット各々が：噴霧化されたシリンダ潤滑油を関連するシリンダの中へ噴射するための噴射ノズルと；ノズルロッドの後方端部に配設されたピストン（１）と；ピストン（１）のポンプストロークを調節するためにねじ（３３，３６）によりピストン（１）に接触されている制御可能なモータ（３７）と；を具備する分配装置であり、
   該分配装置が：弁（３，２７）とモータ（３７）とを制御するための中央コンピュータを備えている；
   ところの分配装置。
2. 該噴出ノズルが、シリンダ壁における穴（４）を貫通して取りつけるための円筒状のノズルロッド（２）を備えていて；該ノズルロッドが中央通路（１４）と第二軸方向通路（２４）とを有していて、該中央通路（１４）はニードル弁ボデー（１８）用のものであって、該ニードル弁ボデー（１８）は該ノズルロッドのノズル出口におけるインナバルブシートを閉とするために外向き方向にばねで付勢されており、さらに該第二軸方向通路（２４）は前方の圧力チャンバ（３０）へ加圧油の制御した供給を行なうためのものであり、該圧力チャンバ（３０）において、該加圧油が、インナバルブシートを開くために該ニードル弁ボデーへ後方向きの圧力を作用し、同じく、該加圧油の圧力が該ニードル弁を実質的に閉じるために低下するまで開いた該噴射ノズルを介しての油の過圧噴射を行なっており；該中央通路は、外部管状の円筒状ノズルロッド（２）と、ニードル弁ボデー（１８）を中央へ収容するための中央に配設された全体にわたる管（２２）との間の環状円筒スペース（２４）により構成されていること；を特徴とする、請求項１に記載の分配装置。
3. 該分配装置の圧力がない場合、該ピストン（１）がばね（１′）により荷重をかけられていて、該ばね（１′）は該ピストン（１）をオイル供給区画（５）へ向けて付勢していることを特徴とする、請求項１または２に記載の分配装置。
4. 該噴射ノズル（１１）が外部傾斜ノズルダクト（２）を備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分配装置。
5. 該噴射ノズル及び制御可能な該モータとが共通軸周囲に同軸に配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の分配装置。
6. 該ニードル弁ボデーに作用している該ばね（３２）が長手軸方向に変位可能なスライド（３４）に接触していて、該スライド（３４）のストロークは制御可能な該モータ（３７）により決定されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の分配装置。
7. 該スライド（３４）がガイド（３７）により回転的に拘束されて保持されていることを特徴とする、請求項６に記載の分配装置。
8. 該ニードル弁ボデーに作用している該ばね（３２）が該ニードル弁（１８）を開とする所望する圧力に対応して予荷重をかけられたことを特徴とする、請求項２〜７のいずれか一項に記載の分配装置。