JP2007085349A - 往復動ピストン燃焼機関用のシリンダ潤滑システム - Google Patents

Abstract

【課題】費用、システム組立て、及び不良部品の交換に関して改善されたシリンダ潤滑システムを提供すること。
【解決手段】往復動ピストン燃焼機関内の複数のシリンダ用の潤滑システムは、複数の潤滑油ノズルを用いてシリンダ内のピストン走行面に潤滑油を付加する働きをする。潤滑油は、ポンプを用いて計量され、潤滑油ノズルにパルス状に送られる。潤滑油ポンプの駆動部品が油搬送パイプに取り付けられ、潤滑油ポンプを備えた潤滑モジュールが各シリンダに付随している。この潤滑油ポンプは、機械的に安定したベース本体を形成し、多様な諸要素の一体化を確立している。油搬送パイプ用の２つの連結点がベース本体に設けられ、Ｔ形分岐を備えた油用の流路がベース本体内に組み込まれている。流路は連結点に連結し、分岐は弁によって制御される潤滑油ポンプの駆動部品への連結を確立する。
【選択図】図３

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の、往復動ピストン燃焼機関用のシリンダ潤滑システム、及びこの種の潤滑システムを備えた往復動ピストン燃焼機関に関する。また、本発明は、本発明によるシリンダ潤滑システムを用いて、ピストン走行面を潤滑する方法にも関する。

往復動ピストン燃焼機関のシリンダを潤滑するための装置が、スイス国特許第６７３５０６号（＝Ｐ．６１４０）から周知である。この文献にはポンプが開示されており、このポンプを用いて、シリンダ油とも呼ばれる潤滑油を、シリンダ内に断続的に注入することができる。欧州特許第１３５０９２９号（＝Ｐ．７１９０）は、特別に設計された潤滑油ノズルを備えた更なる発展例を記載している。このノズルを使用すると、潤滑油を、霧化せずに、ピストン表面上の広い領域にわたって扇状に散布することができる。

本発明の目的は、費用に関して、並びにシステムの組立て及び不良部品の交換に関して改善された、更なるシリンダ潤滑システムを製造することである。この目的は、請求項１に記載の潤滑システムによって達成される。

往復動ピストン燃焼機関内の複数のシリンダ用のシリンダ潤滑システムは、複数の潤滑油ノズルをそれぞれ用いて、シリンダ内のピストン走行面上に潤滑油を付加する働きをする。潤滑油を断続的にポンプ供給するポンプを用いて潤滑油が計量され、潤滑油ノズルにパルス状に供給される。潤滑油ポンプの駆動部品が、油を搬送する管に取り付けられている。潤滑油ポンプを備えた潤滑油モジュールが、各シリンダに付随している。この潤滑油ポンプは、機械的に安定したベース本体を形成し、それによって、多様な諸要素の一体化が確立されている。これらの要素は、ａ）ローカル制御ユニット、ｂ）潤滑油ポンプと潤滑油ノズルとの間に配置され、潤滑油の断続的な供給を監視する圧力センサ、ｃ）油用の制御可能な弁、及び、ｄ）例えばアキュムレータなどの、更に他の任意選択による要素である。油搬送管用の２つの連結点が、ベース本体内に設けられている。Ｔ形分岐を備えた油用流路が、ベース本体に組み込まれている。この流路は、連結点に連結し、その分岐は、弁の制御下で閉じることができる潤滑油ポンプの駆動部品への連結を確立する。

従属請求項２から６までは、本発明によるシリンダ潤滑システムの有利な実施例に関する。請求項７は、往復動ピストン燃焼機関に関する。請求項８及び９の主題は、本発明によるシリンダ潤滑システムを用いて、ピストン走行面を潤滑する方法である。

本発明を、図面を参照して以下で更に説明する。これらの図面は、部分的に非常に簡略化された図を示す。

このシリンダ潤滑システムは、往復動ピストン燃焼機関、特に、縦方向掃気を備えた２ストローク大型ディーゼル機関内の複数のシリンダ８用の複数の潤滑油ノズル７をそれぞれ用いて、シリンダ８内のピストン走行面８０上に潤滑油（又はシリンダ油）を付加する働きをする。図１に断面で示される潤滑油ノズル７は、本明細書の冒頭で挙げた欧州特許第１３５０９２９号に記載されている。この潤滑油は、他のタイプのノズル、例えば、油を扇の形ではなく液滴の形で放出するノズルを用いて、ピストン走行面８０に付加することもできる。

この潤滑システムは、潤滑油ノズルの他に、計量ユニットと、制御装置（本明細書では図示せず）とを含む。計量ユニットは、潤滑油を断続的にポンプ供給するポンプであり、このポンプを用いて潤滑油が計量され、潤滑油ノズルにパルス状に送られる。潤滑油ポンプの駆動部品が、サーボ油又はシリンダ油を搬送するパイプに取り付けられている。この油搬送パイプは、単壁又は二重壁とすることができる。以下では、二重壁パイプとサーボ油とを用いた実施例について説明する。しかし、この説明は、油搬送パイプが単壁であり、シリンダ油、言い換えれば潤滑油が、サーボ油の代わりに使用される場合にもやはり大部分があてはまり、すなわち対応して適合される。駆動部品は、変圧器と、ポンプ供給された潤滑油が個々の供給ライン１２に一様に分配され、したがって、連結されたシリンダ８の個々の潤滑油ノズルを介して一様に散布されるように用いられる装置とを含む。

サーボ油は、液圧動作媒体であり、例えば二重壁パイプの中心パイプでは、この油は５０バールの圧力で搬送される。この中心パイプは、中心パイプと外被パイプとの間の、空洞の環状空間を用いて、漏れがないか監視することができる。

潤滑油は、計量ユニットを用い、それぞれ別々の供給ライン１２を通って、潤滑油ノズル７に送り込まれる。潤滑油の供給は、作動圧力で行われ、この圧力は、往復動ピストン燃焼機関の動作と整合している。この供給は、所定のプランに従って行うことができ、又は、様々な動作パラメータ、例えば回転数、負荷、シリンダ温度、シリンダ８内の潤滑油膜の厚さなど、又はその他の動作パラメータに応じて調整することができる。記載の実施例の潤滑油ノズル７は、弁７２を有し、この弁は、周知の様式ではばね式弁７２である。この構成では、弁７２は、供給ライン１２中の利用可能な潤滑油の作動圧力下で、自発的に開くように調整することができ、したがって、潤滑油は、供給ライン１２から潤滑油ノズルへと非連続的に流れ込み、出口７３を通って、ピストン走行面８０上に扇状に放出されることになる（又は、異なるタイプのノズルでは、例えば液滴の形で放出される）。弁７２はまた、シリンダ側での超過圧力による潤滑油の逆流から保護する逆止め弁としても働く。特に、それ自体が逆止め弁の機能を有しないタイプのノズルでは、逆止め弁は、潤滑油ポンプと供給ライン１２との間に配置することもできる。

先に挙げた動作パラメータに加えて、例えば、潤滑油の質、及び／又は、燃料若しくは他の動作材料の質が、供給される潤滑油の時間だけでなく量にも影響を及ぼし得る。こうした動作パラメータは、センサ（図示せず）によって読み取られ、データ・ラインを介して、自由にプログラム可能な制御装置に供給することができ、したがって、それに対応して計量装置を制御又は調節することができる。

本発明による潤滑システムでは、潤滑モジュールには、潤滑油ポンプ（散布装置を含む）が付随している。この構成では、潤滑油ポンプは、機械的に安定したベース本体として使用され、それによって、多様な諸要素の一体化を確立することができる。この様子を、図２及び３を参照して説明する。図２は、分解された潤滑モジュール１’を示し、その構成部品は、一部には先に挙げた要素である。これらの要素は、
ａ）ローカル制御ユニット３、
ｂ）潤滑油ポンプと潤滑油ノズル７との間に配置され、潤滑油の断続的な供給を監視する圧力センサ４
ｃ）油用の制御可能な弁５、及び
ｄ）例えばアキュムレータなどの、任意選択による、更に他の図示されていない要素である。

図３は、構成部品又は要素３、４、５を組み立てた後の潤滑モジュール１を示す。この構成では、圧力センサ４は凹部２４内に、制御弁５は凹部２５内に配置されている（図２参照）。先に挙げた要素３、４、５は、それぞれ異なる機能を有し、したがって、潤滑モジュール１内でそれら要素を一体化し、且つ、サーボ油用のＴ形分岐を組み込むことによって、それらの機能の組合せがもたらされる。このように諸機能を組み合わせることによって、費用及び空間要件において節減が得られる。また、その組立ても簡易になる。機能不良の場合には、潤滑モジュールが、無傷の（新しい、又は修理された）モジュール１と簡単に交換される。これにより、修理が迅速になり、更に費用が低減されることになる。

潤滑油ポンプ（図示せず）が中に収容されているベース本体２は、サーボ油用の２つの連結点６ａ及び６ｂを有する。（外被パイプ１６２を備えた）二重壁パイプ１６の中心パイプ１６１は、ベース本体のパイプ端部６０の所で、例えばねじ連結を用いてこれらに連結されている。外被パイプ１６２の端部にあるフランジ１６３が、ベース本体２にねじ止めされている。サーボ油用の、Ｔ形分岐を備えた流路６１及び分岐６２が、ベース本体２の内部に組み込まれている。この流路６１は、連結点６ａ及び６ｂに連結しており、分岐６２は、弁５によって制御可能に閉じることができる潤滑油ポンプの駆動部品への連結を確立している。分岐６２を備えたこの流路６１のため、（「レール」への）外部のサーボ油ラインに、周知の潤滑システムの場合必要となるようなＴ形片が必要でなくなる。この解決策のため、必要となるフランジ連結の数が４から２まで減少し、これは、大幅な費用節減を意味する。図３の両矢印６は、サーボ油がどちらの方向にも流れることができることを示す。

各ローカル制御ユニット３は、より高位の制御システム１００のインテリジェント・ノードを成し、これについては、図４を参照して説明する。図４は、本発明による潤滑システムの回路図を示し、この図では、システム全体の一部分だけが示されている。この図には、例えば、４つのシリンダ８のうちの２つが含まれている。２つのブロック７０は、シリンダ８の潤滑を表す。

より高位の制御システム１００は、少なくとも１つのグローバル制御器１０と、電力を賄うための供給ライン１０２と、少なくとも１つのフィールド・バス１０１、特に１つのＣＡＮバスとを含む。モジュール１のローカル制御ユニット３は、供給ライン１０２（接続２１、２２）と、フィールド・バス（接続３１、３２）とに接続されている。このフィールド・バスは、より高位の制御システム１００に接続しており、このバスを介して、ローカル制御ユニット３とグローバル制御器１０との間で、データ交換を行うことができる。供給ライン及びフィールド・バスは、冗長性の理由で有利には重複して設けられる。同様に、２つのグローバル制御器が設けられる。また、フィールド・バスは、個々の制御ユニット３にも接続しており、それらの間でデータ交換を行うこともできる。また、二重壁管１６を備えた「レール」が、図４に描かれている。これらの二重壁管１６の個々の区画の環状空間は、ベース本体２内の追加の流路を介した連通空間に連結することができる。

図３で分かるように、圧力センサ４は、信号伝送リード４３によってローカル制御システム３に接続されている。サーボ油用の制御可能な弁５も同様に、信号伝送リード３５によって、ローカル制御システム３に接続されている。

より高位の制御システム１００の制御器１０は、自由にプログラムすることができ、したがって、潤滑油ポンプは、先に挙げた動作パラメータに応じて、供給される潤滑油の量及び／又はタイミングを調整できるように、制御又は調節することができる。

放出のタイミング、及び生成される圧力インパルスに関する潤滑油の断続的な供給は、圧力センサ４を用いて監視される。より高位の制御システムは、所望の値に対して調節され、この目標値は、事前に定められるか、又は、更に他のパラメータに依存することができる。圧力センサ４を用いて測定されたパラメータは、少なくとも部分的に、データ３１０として、ローカル制御ユニットを介して、より高位の制御システム１００に伝送されて監視されることになり、したがって、適用可能である場合には、必要な改善手段を始動させ、且つ／又は警報装置を起動させることができる。ローカル制御システム３は、より高位の制御器１０から、反対方向にデータ１０３を受け取る。

シリンダ壁内に配置された周知の潤滑油ノズルを示す図である。 本発明によるシリンダ潤滑システムの、分解された潤滑モジュールを示す図である。 図２に記載の潤滑モジュールの部品が組み立てられた後の図である。 本発明によるシリンダ潤滑システムの概略回路図である。

符号の説明

１、１’ 潤滑モジュール
２ ベース本体
３ ローカル制御ユニット
４ 圧力センサ
５ 制御可能な弁
６ サーボ油の流れ
６ａ、６ｂ コネクタ点
７ 潤滑油ノズル
８ シリンダ
１０ グローバル制御器
１２ 供給ライン
１６ 二重壁パイプ
２１、２２ 接続
２４、２５ 凹部
３１、３２ 接続
３５、４３ 信号伝送リード
６０ パイプ端部
６１ 流路
６２ Ｔ形分岐
７０ ブロック
７２ ばね式弁
７３ 出口
８０ ピストン走行面
１００ より高位の制御システム
１０１ フィールド・バス
１０２ 供給ライン
１０３、３１０ データ
１６１ 中心パイプ
１６２ 外被パイプ
１６３ フランジ

Claims (9)

1. 往復動ピストン燃焼機関、特に縦方向掃気を備えた２ストローク大型ディーゼル機関内の、複数のシリンダ（８）用の複数の潤滑油ノズル（７）をそれぞれ用いて、シリンダ内のピストン走行面（８０）上に潤滑油を付加するシリンダ潤滑システムにおいて、潤滑油を断続的にポンプ供給するポンプを用いて、潤滑油を計量された形でパルス状に前記潤滑油ノズルに供給することができ、前記潤滑油ポンプの駆動部品が、油を搬送するパイプ、すなわち、サーボ油又はシリンダ油を搬送するパイプ、特に二重壁パイプ（１６）に取り付けられるシリンダ潤滑システムであって、
   潤滑油ポンプを備えた潤滑モジュール（１）が、各シリンダに付随すること、前記潤滑油ポンプが、多様な諸要素（３、４、５）の一体化がそれによって確立される機械的に安定したベース本体（２）を形成すること、これらの要素が、ａ）ローカル制御ユニット（３）、ｂ）前記潤滑油の前記断続的なポンプ供給を監視する圧力センサ（４）、ｃ）前記油用の制御可能な弁（５）、及びｄ）アキュムレータなどの任意選択による更に他の要素であることを特徴とし、２つのコネクタ点（６ａ、６ｂ）が、前記油搬送パイプ用に、前記ベース本体に設けられ、前記油用の、Ｔ形分岐（６２）を備えた流路（６１）が、前記ベース本体内に組み込まれ、且つ、この流路が、前記コネクタ点に連結し、前記分岐が、前記弁によって閉じ、且つ制御することができる前記潤滑油ポンプの前記駆動部品への連結を確立することを特徴とする、シリンダ潤滑システム。
2. 各ローカル制御ユニット（３）が、より高位の制御システム（１００）のインテリジェント・ノードを成すことを特徴とする、請求項１に記載の潤滑システム。
3. 前記より高位の制御システム（１００）が、供給ライン（１０２）と、少なくとも１つのフィールド・バス（１０１）、特にＣＡＮバスとを含むこと、及び、前記ローカル制御ユニット（３）が、前記供給ラインと、更には、前記より高位の制御システムとのデータ交換（１０３、３１０）を確立することが可能なように、前記フィールド・バスとも接続され、前記供給ライン及び前記フィールド・バスが、冗長性の理由で重複して設けられることを特徴とする、請求項２に記載の潤滑システム。
4. 前記圧力センサ（４）が、信号伝送リード（４３）によって、前記ローカル制御システム（３）に接続されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の潤滑システム。
5. 前記サーボ油用の前記制御可能な弁（５）が、信号伝送リード（３５）によって、前記ローカル制御システム（３）に接続されることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか一項に記載の潤滑システム。
6. 前記より高位の制御システム（１００）が、自由にプログラム可能であり、したがって、搬送される前記潤滑油の量及び／又はタイミングを、様々な動作パラメータ、例えば回転数、負荷、シリンダ温度、潤滑油膜（８）の厚さ、又は他の燃料などに応じて設定することができるように、前記潤滑油ポンプを制御且つ調節することができることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか一項に記載の潤滑システム。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載のシリンダ潤滑システムを含む、往復動ピストン燃焼機関、特に縦方向掃気を備えた２ストローク大型ディーゼル機関。
8. 請求項１から６までのいずれか一項に記載のシリンダ潤滑システムを用いて、ピストン走行面（８０）を潤滑する方法であって、前記潤滑油の断続的なポンプ供給が、搬送時間及び生成される圧力インパルスに関して監視されること、及び前記より高位の制御システム（１００）によって、事前に定められた、又は、更に他のパラメータに依存し得る所望のレベルに対して調節が行われることを特徴とする方法。
9. 前記圧力センサ（４）を用いて測定されたパラメータが、少なくとも部分的にデータ（３１０）として前記より高位の制御システム（１００）に更に伝送され、それによって、必要である場合には、改善手段を始動させ、且つ／又は警報装置を起動させることができることを特徴とする、請求項８に記載の方法。

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