JP2009516795A - シリンダ潤滑油の回分供給システムのための潤滑装置およびシリンダ潤滑油の回分供給方法 - Google Patents

Abstract

ディーゼルエンジンのシリンダのための潤滑装置が開示される。該潤滑装置は、供給ラインおよび帰還ラインと、作動油供給用中央ポンプと、各々がそれらの回分供給ユニットに対して接続された所定数の注入ユニットと、シリンダ潤滑油のための供給ラインとを含む。融通性が高く電子制御式であると共に中央集中的で無段階的な制御と、正確なタイミングとを以てシリンダ潤滑を実現するために、上記潤滑装置は、上記回分供給ユニットと連携する設定手段を備えた設定ユニットと；上記設定手段と連携する制御可能なアクチュエータ／モータ（２３）と；所定数の回分供給ユニットを備えたシリンダ用ブロックであって、該回分供給ユニットの各々は、ポンプ・チャンバ内に取付けられた回分供給ピストンと、上記設定手段およびポンプ・ピストンと相互作用する油圧スライド部材であって、上記ポンプ・チャンバと同軸的に相当に延在するスライド部材用チャンバ内に配備された油圧スライド部材とを備えて成るシリンダ用ブロックと；行程長／シリンダ潤滑油の回分供給量を確実にすべく各回分供給ユニットに対して関係付けられた監視センサと；上記モータ（２３）および上記弁（２０、２４）を制御することで、各潤滑時点において上記油圧スライド部材に対するシステム圧力を接続および遮断する中央コンピュータとを含む。

Description

本発明は、例えば船舶用エンジンにおけるシリンダ潤滑油の回分供給システムのための油圧式潤滑装置であって、上記回分供給システムは、
作動油を供給するために夫々の弁を介して該潤滑装置と接続された供給ラインおよび帰還ラインと、
該潤滑装置と接続された作動油供給用中央ポンプと、
上記エンジンにおけるシリンダ数の倍数に対応する個数の注入ユニットであって、該潤滑装置における夫々の回分供給ユニットと接続された注入ユニットと、
シリンダ潤滑油のための供給ラインと、
を含むという油圧式潤滑装置に関する。

更に、本発明は、
例えば船舶用エンジンにおいてシリンダ潤滑油を回分供給する方法であって、
潤滑装置に接続された作動油供給システムを使用することにより、上記潤滑装置との間における作動油の送給および帰還を介して作動油圧力を供給する段階と、
上記エンジンにおけるシリンダ数の倍数に対応する個数の注入ユニットであって、上記潤滑装置における夫々の回分供給ユニットと接続された注入ユニットを介し、シリンダ潤滑油を供給および注入する段階とを含む方法に関する。

潤滑装置は習用的には、夫々のシリンダの近傍に組合せて取付けられたポンプ・ユニットであって、潤滑油のための送給リザーバと、シリンダ壁部上の異なる箇所における油注入ノズルの形態の潤滑箇所とに対して接続されたポンプ・ユニットとして設計される。各ポンプ・ユニットは、種々の潤滑箇所に対して油を送給する複数の往復ポンプであって、該回転制御シャフト上に配備された複数のカムを備える共通の回転制御シャフトにより駆動されるという複数の往復ポンプを含む。上記シャフトの回転により、押圧ヘッドを備えた上記カムは、上記制御シャフトに向かう方向にスプリング付勢された夫々の軸心方向変位ピストンに作用することから、上記シャフトの回転時において各ピストンは、上記往復ポンプのピストンを起動するための往復運動を実施する。

長年に亙り潤滑装置は、ピストン・ポンプからの吐出圧力はそれほど大きくされるべきではないという条件下で動作してきた、と言うのも、油は、エンジン・ピストンの上方戻り行程の間に、すなわち点火燃焼による次続的な動力行程の前における圧縮動作の間に、シリンダ内へと注入されるべきことは確固たる規範だからである。この故に、１ＭＰａ（１０バール）の大きさの注入圧力またはポンプ圧力を以て動作することが必要とされてきた。

最近、ピストンの上方運動の間において油噴霧潤滑を達成すべく加圧噴霧ノズルを通して油を注入することにより、潤滑の効率を高めることが提案されている。しかしこの故に、油に対しては、噴霧ノズルを通した微細な噴霧化を確実とするために、例えば１０ＭＰａ（１００バール）以上もの圧力などの相当な高圧が適用される。

更に最近は、電子的なディーゼルエンジンが広範囲に作製されると共に、これらのエンジン上では、機械的な潤滑装置を駆動するために習用的に使用された機械的駆動器が排除されるという傾向がある。

故に、本出願において言及された如き潤滑箇所は、油注入ノズルおよび／または加圧噴霧ノズルを包含する。

両方のシステムにおいて、制御シャフトはエンジンのクランク軸との直接的もしくは間接的な機械的連結を介して駆動されることから、各ポンプの起動のための動力を提供すると同時に、エンジンのカムシャフトと潤滑装置の制御シャフトとの間の同期を達成することが可能である。

ポンプ・ユニットは例えばボックス形状の装置ハウジングを含むことがあり、そこから、協働するエンジン・シリンダ上の例えば６個〜２４個の潤滑箇所まで、接続管が延在する。

各ピストンは習用的に、エンジンのクランク軸と同期して回転される貫通制御シャフト上の起動カム／ロッカ・アームにより操作される。各ピストンは、夫々の起動カムに向けてスプリング付勢される。また、協働する起動カムの極限位置を規定する一群の位置決めネジが設けられる。上記一群のネジは、各ピストンの個々の有効行程長を決定することで、個々のピストン・ポンプの関連出力量を決定すべく操作され得る。

本発明に係る潤滑方法によればユーザは、クランクの回転に従い時間調節された同期的潤滑に対し、または、非同期的なシリンダ潤滑、すなわち、クランクの回転および角度的位置に依存しないシリンダ潤滑に対する注入タイミングを制御操作し得る。

更に、多様な測定可能エンジン・パラメータに依存し乍ら、エンジンの即時的要求に対し、制御式に送給されるシリンダ用潤滑油部分を融通性高く容易に調節せんとする要求が高まりつつある。また、エンジンの実際の動作状況と同時的に融通性の高い様式でタイミングを調節することも望ましい。これらの調節の全ては好適には、中央集中的に制御されるべきである。

各潤滑装置をエンジン速度と同期的に駆動することは、電子的には実現可能であるが、広範囲であると共にコスト高である。斯かるシステムによれば、タイミングは直ちに変更され得る。しかし、送給されるシリンダ用潤滑油部分を変更することは、制御が更に困難である。

シリンダ潤滑油は典型的に、エンジンが一回転する毎に一部分が回分供給されることから、回分供給量を調節する唯一の可能性は、ポンプの行程長を変更することである。この目的のためのシステムは、例えばデンマーク特許出願第４９９８／８５号に記述されている。このシステムは、エンジン負荷に依存してポンプ行程長を調節するカムディスク機構により操作される。この依存性の変更は、上記カムディスクを、異なる伝達機能を備える別のカムディスクと交換することによってのみ行われ得る。

ポンプ行程長は、例えばステップ・モータなどの制御可能モータにより調節することも提案されている。これは単一箇所の潤滑に対して使用されてきたが、習用の潤滑装置に関して確立することは困難である。斯かるシステムは例えば、国際公開第ＷＯ０２／３５０６８Ａ１号に開示されている。

更に、独国特許出願公開第ＤＥ２８２７６２６号からは、シリンダ壁部を通して所定の時的間隔に亙り測定量にて供給される潤滑油に基づく潤滑システムが知られる。此処では、夫々の潤滑箇所にて実施されるべき回分供給の無段階的な制御に関して何らの可能性も示されていない。

更に国際公開第ＷＯ９２／２００９Ａ１号からも、冒頭で言及された形式の潤滑システムが知られる。この場合には、潤滑行程の間において油が充填される容積測定ユニットおよび回分供給ユニットが使用される。

習用のシリンダ壁の潤滑に関し、これまでは、シリンダの内部圧力に抗し得る単純なスプリング付勢式の逆止弁を使用することが慣用手法であったが、これは僅かに高い外部注入圧力に繋がる。しかし、加圧噴霧注入に関しては、油注入が最初から加圧噴霧注入の特性を想定し得るために、弁システムは相当に高い油圧においてのみ開成することが望ましく且つそれが必要である。本発明者等はこれにより、数百％までの圧力差係数を述べている。

デンマーク特許出願第４９９８／８５号号明細書 国際特許出願ＷＯ０２／３５０６８Ａ１号明細書 独国特許出願公開第ＤＥ２８２７６２６号明細書 国際公開第ＷＯ９２／２００９Ａ１号明細書

本発明の目的は、潤滑箇所への回分供給の制御であって融通性が高く電子制御式であると共に中央集中的で無段階的な制御と、タイミングの単純な制御とを達成し得る如き様式でシリンダ潤滑を確立し得るという方法および油圧駆動式の潤滑装置を開示するに在る。

本発明に係る潤滑装置は、
−上記回分供給ユニットと連携する設定手段を備えることにより、各潤滑行程において注入されるシリンダ潤滑油の体積を調節する調節ユニットと、
−上記設定手段と連携してそれを設定する制御可能なアクチュエータ／モータと、
−所定数の回分供給ユニットを備えたシリンダ用ブロックであって、該回分供給ユニットの各々は、ポンプ・チャンバ内に取付けられた回分供給ピストンと、上記設定手段およびポンプ・ピストンと相互作用する油圧スライド部材であって、上記ポンプ・チャンバと同軸的に相当に延在するスライド部材用チャンバ内に設けられると共に、上記供給ラインを介して作動油により加圧され得るという油圧スライド部材とを備えて成るシリンダ用ブロックと、
−行程長／シリンダ潤滑油の回分供給量を確実にすべく各回分供給ユニットに対して関係付けられた監視センサと、
−該潤滑装置の各機能を制御、監視および検出するコンピュータ・システムと、
を備えて成る点において独特である。

本発明に係る方法は、
−潤滑行程により注入されるシリンダ潤滑油の体積の調節を可能とすべく上記回分供給ユニットに対しては設定手段が連携され、
−上記設定手段は、該設定手段と連携する制御可能なアクチュエータ／モータ（２３）により設定され、
−ポンプ・チャンバを加圧する作動油の送給および帰還のための弁を起動して、上記設定手段と相互作用するスライド部材と、潤滑箇所における潤滑油の部分を圧送するポンプ・ピストンとを起動する段階と、
−該方法の機能をコンピュータにより制御、監視および検出する段階において独特である。

概略的に、上記潤滑装置および方法は、所定時点における回分供給ピストンの行程長を実現するために各時点／潤滑時点において一群の弁が制御されるのでシステム／作動油の供与も制御され得る様に作用することから、好適にはソレノイド弁の形態で提供される一群以上の弁を以て、上記油圧スライド部材に対し、または、一群の油圧スライド部材に対して同時に、システム圧力を接続および遮断し得る。

本発明に係る上記装置の実施例は、該潤滑装置に対し、好適には各回分供給ユニットに対しては、実施された行程長、および／または、実施されたシリンダ潤滑油の回分供給部分を検出する監視センサが関係付けられるという点において独特である。上記監視センサは、例えば流れ内のロータを使用しもしくはその流れにより揚動されるボールを使用することによる流量測定に基づく監視手段、または、上記回分供給ピストンの移動量の測定に基づく監視手段を含み得る。上記監視はまた、これらの測定値の組み合わせにも基づき得る。

本発明に係る潤滑装置の更なる実施例によれば、
上記コンピュータ・システムは、
−関係付けられたシリンダ用ブロックにおける各回分供給ユニットに対するタイミングおよび行程長の設定を制御する分散コンピュータと、
−好適には主要コンピュータおよびバックアップ・コンピュータを含むと共に、関連する動作データの調節、監視、経過記録などを行う中央コンピュータとを含む。

故に上記分散コンピュータは、関係付けられたシリンダ用ブロックにおける回分供給ユニットに対するタイミングおよび行程長の設定を制御するために使用される。故に行程長の設定の制御は、上記偏心シャフトの角度的位置を調整することにより所望のシリンダ潤滑油体積を設定する上記制御可能モータを介した制御により確立される。タイミングの制御は各弁を介して行われる、と言うのも、これらの弁は潤滑のための任意の時点において開成／閉成されることで上記油圧スライド部材に対するシステム油のためのシステム圧力の接続および遮断を確立し得るからである。

故に油圧式潤滑装置によるこの解決策によれば、行程長および時点を電子的に調節し得ることから、任意の行程長／時点を使用し得る。これは可能である、と言うのも上記油圧式潤滑装置は、該潤滑装置に対する単一のポンプ行程において各シリンダに対して送給される潤滑油の量に対する大幅で無段階的な調節が電子的に制御された様式で達成され得る様に電子的に制御された所定時点にて、各弁を介して上記行程長を実施する作動／システム油を使用するからである。

故に、数個の群の弁を配備すると共に、全てのシリンダにおいてもしくは幾つかのシリンダにおいて、幾つかの群の潤滑箇所にそれら自体のタイミングを持たせることが可能である。添付図面に示された実施例によれば、行程長は全体的に調整され得るという解決策が記述されるが、代替実施例は、前述の潤滑箇所の各群に対して上記設定手段の高さの調節が可能とされることを包含し得る。これは例えば、円錐状ネジを介して上記設定手段の高さの変位を提供し得るというスペーサもしくはプレート・デバイスを用いることにより行われ得る。故に、１つのサイクルに亙り、シリンダに対する一群の潤滑箇所の循環的遮断、および／または、一群の弁の循環的遮断が実施され得る。

本発明に係る上記装置は、注入箇所における逆止弁およびアキュムレータを使用することにより習用の潤滑に対し、および、例えばＳＩＰ潤滑に対して使用され得る。本発明の上記利点、および、節約の可能性は、潤滑の原理に関わらずに等しく魅力的である。

潤滑の各時点における所望のシリンダ潤滑油体積と油圧スライド部材に対するシステム圧力の接続および遮断とを設定することにより、所定個数の潤滑箇所における潤滑油の量を調整し得る様に、潤滑油の量の調整が達成される。潤滑油の量の調整の可能性を有する潤滑箇所の個数は、どれほど融通性の高い調整をユーザが望むかに依存する。

本発明に係る上記装置によれば、回分供給ユニットに対するシステム油の選択的遮断のための適切な個数の弁を用いて調整が実施されるという各潤滑箇所間における自動的なシフトが確実とされる。但し典型的には、１つの潤滑装置における全ての回分供給ユニットに対するシステム油供給のために１つの弁が使用されるが、特に融通性の高い調整の選択肢が所望されるなら、更に多くの弁、または回分供給ユニット毎に１個の弁さえも使用し得る。

適用された調整は、既存の潤滑装置に置き換わる別体的なユニットとして取付けられ得るか、または、新たなユニットとして提供され得る。故に本発明に係る上記潤滑装置は、該機器が油注入に基づくか圧力噴霧に基づくかに関わらず、種々の機器において該潤滑装置が使用され得るという点において好適である。一定の状況において、本発明に係る装置を使用する際に、エンジンが十分な油圧容量を有さなければ、別体的な油圧システムの設置が必要とされる。本発明に係る潤滑装置に対して作動油を送給する油圧システムは、潤滑油注入を確立する回分供給ユニットを起動するためのシステム油圧力を提供し得る任意の適切な様式で構成され得る。

潤滑油の回分供給量調整は、個々の潤滑箇所におけるスライド部材に対する作動油の量が、実際の必要性および負荷のレベルに依存して中断される様に、エンジンおよび各弁のコンピュータ・システムの分散コンピュータに対する電子的制御により制御される。基本的に、潤滑箇所調整のための回分供給ユニットのスライド部材に対する弁を閉成すると、上記潤滑装置の潤滑箇所の内のひとつ以上の潤滑箇所は潤滑行程において「バイパス」され得ると共に、それにより所定期間に亙り確立された潤滑によればシリンダに対する潤滑油の部分もしくは量の略々無段階的な調節が可能とされるということが言える。シリンダに対するこの略々無段階的な量的調節は、各回分供給ユニットからの量的調節の調節可能性に関わり無く行われるが、上記偏心シャフトを回転することにより、ピストン・ポンプの行程長の量的調節と組み合わされても良い。

本発明に係る装置に依る潤滑油量の調整によれば、上記コンピュータ・システムの分散コンピュータおよび中央コンピュータの電子的制御のプログラミングが実施され得る。故に、１０個の潤滑箇所に対する送給が意図された潤滑装置によれば、順次的な各サイクルにおいて１個の潤滑箇所がバイパスされることにより１０％の低減が行われ得る。潤滑箇所の各々は、１０サイクル後にスキップされている。このスキップ方法に関わらず、本発明に係る上記システムを用いると、各サイクルにおいて全てのシリンダの潤滑が実施される。但し、この潤滑は必ずしも、上記シリンダの全ての潤滑箇所において行われるのではない。

故に本発明に係る上記潤滑装置は以下の構成要素で作成される：
−該装置に対してシステム圧力および潤滑油を供給する基本ユニット。これに加え、該基本ユニット内に取付けられたヒータにより潤滑油を加熱する可能性がある。

−設定ユニット、および、ポンプ・ピストンの行程長が調節され得る様に、偏心シャフトを「回転」するために使用される好適にはＤＣモータである制御可能モータ。

更なる実施例によれば、本発明に係る上記方法は、冷却を行うために、並置された少なくとも２つのスライド部材用チャンバ間の連通導管を介してフラッシングが行われるという点において独特である。

−上記ポンプおよび監視区画自体が取入れられるシリンダ用ブロック。シリンダ用ブロックは、ひとつ以上の潤滑箇所に対する摺動ピストンおよびポンプ・ピストンにより適合化され得る。但し、油によるフラッシングの意図を以てスライド部材用チャンバ同士を接続することで１個のシリンダ用ブロックの冷却を確立することが所望されるなら、該シリンダ用ブロックは、２つ以上の潤滑箇所に対する摺動ピストンおよびポンプ・ピストンを備えるものとする。上記ブロックは容易に取付け／取り外しされ得る、と言うのも、上記ユニットは（個々の潤滑箇所に対する管に加えて）２個のネジの弛緩のみを必要とするからである。

潤滑行程を起動かつ時間調節するために、一方は取入側（圧力は送給）および他方は吐出側（圧力は帰還）である２つの弁を開閉することにより上記装置に対して送給される油圧が適用される。

典型的には、シリンダ毎に１台の潤滑装置が在る。但し、幾つかの群のソレノイド弁を取付け且つこの様にして異なる起動時間の可能性を実現し得る様に、１つの潤滑装置を区分することは可能である。これにより、１つの潤滑装置は複数のシリンダに対して送給を行える。

行程の長さを調節するために、種々のシステムが配備され得る。故に、１つのシリンダ用ブロックにおける全ての回分供給ユニットに対して行程長が共通して調節され得るという偏心シャフトを含む設定手段による行程長の優れた調節が行われ得る。更に、行程長を再設定すること、ならびに、上記設定手段の高さの上記調節の実施を有効化することも可能である。

典型的に、１つの潤滑装置は、例えば２群または３群へと区分される１２個までの潤滑箇所を有することから、可能的な障害ブロックは容易に置き換えられ得る。基本的に、全ての潤滑箇所は１つの区画に集中され得る。１２個より多い潤滑箇所を備える潤滑装置も可能である。これらの場合には、潤滑油に対して更に多くの、または、可能的には更に大寸のアキュムレータを取付けることが好適である。

上記中央コンピュータが上記潤滑装置の機能を監視し得るために、個々の潤滑装置の正しい「機能動作(hitting)」の監視、および、十分な潤滑油の存在の監視の可能性が在る。好適実施例によれば、各潤滑箇所にては、上記油圧ピストンおよび／またはスライド部材が終端位置に在るときに信号を発するセンサが装着され、この様にして、行程は確実に実施される。

更に、同時に、上記潤滑装置自体上にレベル警報器を取付ける可能性が在る。該レベル警報器は、上記装置内に直接的に、または、該装置に対する供給タンク上に取付けられ得る。

記述された流れ監視に対する代替策として、機械的な潤滑装置から知られる流れ監視原理を流用し得る。故に誘導センサによれば鋼球が検出され、流れが存在しないときに該鋼球は「底部まで落下して」上記警報器を起動する。

行程長は、全ての潤滑箇所に対し、但し可能的には、個々の潤滑箇所の個々の調節を以て、同時に調節され得る。行程長の共通調節は、上記偏心シャフトを回転することで各ポンプ・ピストンの行程長を変更する例えばＤＣモータなどの一個以上のモータと接続されてそれらを制御する中央コンピュータにより電子制御式に実施される。

この解決策は角度変位および行程長が正比例しないという不都合を有しているが、代わりに歯付きロッドの線形変位が選択されるなら、正比例性が実現される。

更に、特定実施例に係る潤滑装置は、上記設定手段が、該偏心シャフトと、該潤滑装置の上記油圧スライド部材との間の凹所内に摺動すべく配設された接触プレートに係合する偏心シャフトを含むという点において独特である。上記スライド部材の接触表面に関して大きな幅を有する接触プレートを配備することにより、表面と上記偏心シャフトとの間の接触、ならびに、圧力の分散が常に達成される。

上記潤滑装置には、上記スライド部材用チャンバの直径に対応する直径を有する摺動ピストンであって、更に小さな直径を有すると共に上記設定手段と接触する摺動ロッドを備えて成る摺動ピストンが備えられる。この構成によれば、比較的に単純な様式で代替的なシステム圧力の実現が可能とされる、と言うのも、上記油圧スライド部材における摺動ロッドの直径を変更することのみが必要とされ得るからである。

更に上記構成は、上記油圧スライド部材と潤滑油に対する上記ポンプ・ピストンとの間に機械的結合が無い様に設計される。この構成は、上記２つの構成要素に対する相互の設計許容範囲に対する要求が相当に低減されることを意味する。

上記装置に対しては典型的には一種類のシリンダ潤滑油が供給されるが、基本的に、油供給器は、手動的もしくは自動的に一種類以上のシリンダ潤滑油間で切換え得る様に配置構成され得る。このことは、接続された装置に対し、または、一群の潤滑箇所に対して行われ得る。実施に際してこのことは、コックにより手動的に、または、可能的には同様にコンピュータ・システムにより制御され得る電気制御式のソレノイド弁により自動的に行われ得る。

上記コンピュータ・システムの中央コンピュータは、本発明に係る上記潤滑装置に対する制御を確立する。特定実施例において上記中央コンピュータは、主要ＰＣおよびバックアップＰＣという２台のＰＣから成る。更に、１台または２台の潤滑装置に対して関係付けられてそれらを制御する局所的制御ユニットが設けられる。該局所的制御ユニットは、関係付けられた上記１台または２台の装置に対する行程長およびタイミングを制御する。

上記制御器は、現在の全ての動作モードが適用され得る様に融通性が高くされる：
−ｒｐｍに依存した調整、すなわち、調整されない動作；
−ｂｈｐに依存した調整、すなわち、負荷に依存した潤滑油の量の調整；
−ｍｅｐに依存した調整、すなわち、シリンダ圧力に依存した潤滑油の調整；または、
−負荷変化に依存した調整、すなわち、負荷の変化に関連した追加的な潤滑。

更に、
−標準的な動作モードの変更例、
−例えば多様なセンサ基本データ入力（Ｆｅ含有量、シリンダ圧力、シリンダ温度など）であってエンジン全体に対し又はシリンダ毎に適用される入力などの、使用者特有のデータ入力に完全にまたは部分的に基づく調整アルゴリズムの可能性；
−ユーザ自身が減少および／または増加の割合を定義して記述するというオーバレイ・モードの可能性；
などの、高度にユーザ指定された調整アルゴリズムを可能とする融通性の高い制御システムが確立され得る。
特定実施例によれば、本発明に係る上記方法は、上記コンピュータ制御が、個々のシリンダ内の／における局所的データ収集を実施する可能性を有する局所的制御器と、潤滑油の予想／計画量に対応して吐出された潤滑油の量を制御する可能性を有する上位制御器とにより実施されるという点において独特である。

上記分散コンピュータは局所的制御を確立することから、ユーザは更に、個々のシリンダ内の／における局所的データ収集を実施し、且つ、供給量および可能的なタイミングを調節するためにこれらのオンライン・データを使用するという可能性を有する。例えば、上記シリンダ内には温度センサを且つ個々のシリンダに対する燃料供給器上には流量計を取付け、引き続き、それに関するタイミングおよび量を上記分散コンピュータの局所的制御器が如何に調整するかを定義しても良い。

これに加え、上記分散コンピュータは個々のシリンダに対する状態に関する局所的情報を収集するために使用され得、例えば、個々の潤滑装置に流量計および／または温度センサを取付けること、および、状態に関するこの情報をネットワークを介して上記中央コンピュータの上位制御器に対して供給し、その様にして、例えば、潤滑油の予想／計画量に対応して供給された潤滑油の量をチェックすることが可能である。

更なる実施例によれば、本発明に係る上記方法は、弁における障害の場合、二重化された弁間におけるシフトが確立されるという点において独特である。

局所的制御の一部として、タイミングを制御するために弁を二重化する可能性が取入れられる。これは例えば、不調な弁の結果として潤滑装置が「機能動作」しないときに別の弁へと切換える場合に使用され得る。後者のエラー・ステータスは、例えば、エンジンが依然として動作しているにも関わらず「機能動作している」上記潤滑装置のピストンのいずれによっても識別され得ない。

上記分散コンピュータは、「自動」から「手動操作」へとシフトする様に局所的動作を以て配備され得る局所的制御ユニット内に配備され得る。「手動操作」によれば上記システムは、時間調節されてまたは時間調節されずに上記ユニット上で動作し得ると共に、行程長は延長もしくは減少され得る。この様にして、更なるレベルの冗長性が常に取入れられる。

本発明は次に、添付図面を参照して更に詳細に説明される。
図１は概略的に４個のシリンダ５０を示すと共に、各シリンダは８個の注入ノズル５１を現している。潤滑装置５２は中央コンピュータ５３に対して接続されると共に、夫々の単一の潤滑装置５２に対しては典型的に局所的制御ユニット５４が備えられる。中央コンピュータ５３は、該中央コンピュータに対するバックアップを構成する更なる制御ユニット５５と並列に結合される。これに加え、ポンプを監視する監視ユニット５６、負荷を監視する監視ユニット５７、および、クランク軸の位置を監視する監視ユニット５８が確立される。

図１の上部には、作動油のためのタンク６２内のポンプ６１を駆動するモータ６０を備える油圧ステーション５９が示される。油圧ステーション５９は更に、冷却器６３およびフィルタ６４を含む。システム油は、供給ライン６５を介し、弁２０を介して上記潤滑装置へと圧送される。上記油圧ステーションは更に、同様に弁２４（図２参照）を介して上記潤滑装置と接続された帰還ライン６６に対して接続される。

潤滑油は、（不図示の）潤滑油供給タンクからのライン６７を介して潤滑装置５２に前送りされる。また潤滑油は、上記潤滑装置からライン１１０を介して注入ノズル５１へと送られる。

図２は、潤滑装置５２を前面斜視図および後面斜視図を示している。該潤滑装置は、作動油のための供給ラインおよび帰還ラインに対して結合されたソレノイド弁２０、２４を有している。潤滑装置５２は、相互接続されたシリンダ用ブロック６８およびベースプレート６９を含む。示された実施例においてシリンダ用ブロック６８は、各々が２つの潤滑箇所に対して作動することが意図された５個の別体的なブロック７０へと分割される。別体的ブロック７０の各々は、以下に説明される如き２個のポンプ・ピストンを収容する。

ベースプレート６９は、複数のチャネルおよび接続部を収容する。故に、可能的に漏出する作動油を排出する接続部３１、３２と、可能的に漏出する潤滑油のためのドレーン３２とが設けられる。更に、潤滑油を供給するための開孔３３が設けられる。更に、作動油を供給するための接続部３４が設けられる。接続部３１は偏心ハウジング７３から漏出する作動油のために使用され、且つ、接続部３２は、システム／作動油と、図３における導管７を介してシリンダ用ブロックから漏出する潤滑油とに対して使用される。ベースプレート６９は蓋体７１により閉じられると共に、該蓋体７１の下方には、潤滑油に対するヒータ１０が設けられる。

上記潤滑装置は、ＤＣモータ２３により駆動される設定ユニットを更に含んでいる。代替的に、別の適合されたモータ／アクチュエータが適用され得る。図３から更に明確に理解される如く上記ＤＣモータは偏心シャフト２２を駆動し、該偏心シャフトは、該偏心シャフト２２を収容するブロック７３における凹所７２内で摺動すべく配設された接触プレート２１と接触し、且つ、シリンダ用ブロック６８も支持する上記ベースプレートに対して締着される。接触プレート２１は、偏心シャフト２２と、スライド部材用チャンバ２内に配備された油圧スライド部材３との間に配設され、該油圧スライド部材はポンプ・チャンバ１１１内に配備されたポンプ・ピストン４と接触する。ポンプ・ピストン４の上方には、潤滑油に対するスペース１１が設けられる。このスペースと組合せてスプリング負荷式の二重逆止弁１３が配備され、該逆止弁は、着座部１２に当接するボール・ベアリングを含むと共に注入ノズル５１に対して接続される。逆止弁１３は、シリンダ用ブロック６８内へと螺着された接続部７８（図４参照）であって、潤滑箇所における注入ノズル５１に対してライン１１０を接続する役割を果たすという接続部７８を備える。上記シリンダ用ブロックにおいては更に、スライド部材３が終端位置に在るときに該スライド部材と整列すべく傾斜位置に在る誘導的位置センサ５が設けられる。

図３、４においては、油圧ポンプ区画室とも称されるチャネル１および６およびスライド部材用チャンバ２が、スライド部材３をその終端位置へと変位させる意図を以て加圧されることで、ポンプ・ピストン４がスペース１１内に配置された潤滑油部分を圧送排出したときに、スライド部材３の下方におけるスライド部材用チャンバ２であって相互に隣り合う２つのスライド部材用チャンバ２同士を接続するために使用される接続チャネル７７が更に示される。接続チャネル７７はフラッシングを可能とすることで、上記シリンダ用ブロックの冷却を可能とする。チャネル７は、ポンプ・チャンバ１１１からの潤滑油および／または作動油の漏出物を排出する役割を果たす。また、ポンプ・ピストン４の回りにおけるスプリング１０１の作用によりポンプ・ピストン４およびスライド部材３が縮動位置へと戻り、ポンプ・ピストン４の回りのライニング１０２に対して当接したときに、二重吸引弁９を介して潤滑油をポンプ・チャンバ１１内へと吸引するためのチャネル８が設けられる。図３においては更に、接続チャネル７７を介してチャネル１および６を接続する傾斜チャネル１００が示される。

図４は、シリンダ用ブロック６８を貫通する長手断面を示している。該シリンダ用ブロックは、上述された如く各々が２個のポンプ・ピストン４を含む５個の下位ブロック７０へと分割されることが理解される。図４から理解される如くモータ２３は接続ピン７４を介し、シャフト２２が偏心ジャーナル７６を介して軸受７５により偏心的に支持されるという回転運動で、中実もしくは中空である偏心シャフト２２を駆動する。示された位置において上記シャフトは、重畳されたポンプ・ユニットから下方に最も遠い位置に配設される。これにより接触プレート２１は最下位置に配設されることから、この位置において各スライド部材３および各ポンプ・ピストン４は、最長の行程を有することで、ポンプ行程毎に最大量の潤滑油をもたらし得る。もし上記偏心シャフトが１８０°回転されたなら、該偏心シャフト２２は接触プレート２１を最上位置へと押圧することから、各ポンプ・ピストン３はポンプ行程毎に最小の回分量をもたらす。

図４から理解される如く、接触プレート２１は、位置決めピンとも称される摺動ピン１５からの単一の接触点と比較して長距離に亙り、偏心シャフト２２と接触する。この状況に基づき、負荷の広範囲な分散が達成されることで、寿命の増大が達成される。

図５、６においては、参照番号８１〜８８により、作動油の流れに対する旅程が如何にして上記シリンダ・ハウジングおよびベースプレートを通るかが示される。作動油は、弁２０が開成されたときに取入口３４を介して流れ８１により送り込まれる。流れ８２はチャネル１を経由する。この流れは流れ８３ａ、ｂへと分割され、油を上記シリンダ用ブロックへと導く。流れ８４ａ、ｂは、シリンダ用ブロックに形成された孔内において、油をチャネル７７へと導く流れである。流れ８５ａ、ｂはチャネル７７を通して導かれ、且つ、流れ８７ａ、ｂはチャネル１００を貫通通過する。流れ８８はチャネル６を貫通通過し、弁２４を介して接続部３０を通して吐出される。この「回路」によれば、上記油圧システムを介した「フラッシング」により上記潤滑装置を冷却し得る。これは、静的な油が回避される様に両方のソレノイド弁が同時に開成維持されるというプロセスにより行われる。示された回路においては各ソレノイド弁に対して１本のチャネルが配備され、これらの２本のチャネルは上記シリンダ用ブロックに形成された孔を介して接続される。上記シリンダ用ブロックに形成された各孔は直線状であるが、上記ベースプレートに形成された各孔は僅かに異なることは理解される、と言うのも、チャネル６と接続された第１の傾斜穿孔と、チャネル１と接続された第２の傾斜穿孔とが設けられるからである。もし上記潤滑装置が通常動作の間において過剰に高温になるとしても、ソレノイド弁２０および２４は同時に開成して維持されることから、上記油圧システムのフラッシングの可能性がある。

図７乃至図９は、作動中の装置に対して潤滑油およびシステム油を接続および遮断し得るという設計態様を示している。これは、シリンダ用ブロック６８に向かうベースプレート６９内の全ての穿孔が、該ベースプレートの後側から底部へと螺着された先鋭の閉成ネジ４１を介して閉じられ、この様にして、チャネル１および６からのシステム／作動油およびチャネル４５による潤滑油の通過を遮断することで、行われる。上記閉成ネジは種々の様式で形状化され得ると共に、図９には、閉成ネジ４１の回りにＯ−リング４２が取付けられた実施例が示される。上記Ｏ−リングは円筒部４０の内側をシール的に摺動し、この様にして、閉成ネジ４１を側方通過して油が退出しないことが確実とされる。

外部には、円筒部４０が所定位置に留まるのを確実とするためのホルダ４４および４７が設けられる。ホルダ４４および４７は、ネジ４３により締着される。

図１０、１１は、行程長を再設定し得るという実施例を示している。図１０は、螺条によりスライド部材９１は高さが調節され得るという実施例を示している。その場合にスライド部材９１は接触プレート９３に対して固着される。相互位置を確実にするために、固定ナット９２が設けられる。この実施例は、シリンダ用ブロックの前部にフライス加工凹所を作成してから該孔をカバー・プレートにより閉じることで実現され得る。図１１には更に僅かに単純な実施例が示される、と言うのも、接触プレート２１の設計態様は、該プレートが各潤滑箇所における行程長に対してゼロ位置を有する様に適合化されているからである。接触プレート１０６には、各潤滑箇所における位置決めピン１５に対する穿孔が形成される。位置決めピン１５は、該プレート１０８上で高さが変位され得る円錐状部分を位置決めネジ１０５が有する様に傾斜するプレート１０８に当接する。更に、位置決めネジ１０５を固定する固定ナットが設けられる。

上記潤滑装置は以下の動作モードを有する：
上記潤滑装置は、言及された如く、組込式の２つのソレノイド弁２０および２４を有する。圧送サイクルが開始されるとき、ソレノイド弁２０は開成されると共に、（典型的には４〜１２ＭＰａ（４０〜１２０バールである））システム圧力は、上記装置へと送られて、チャネル１および６と、上記スライド部材の油圧ポンプチャンバ２とを加圧する。

圧力を供給することにより、油圧スライド部材３は終端へと移動されると共に、このピストンと一体的に、潤滑油に対するポンプ・ピストン４も終端へと付勢され、且つ、該ポンプ・ピストンの前側のスペース１１内の潤滑油は、スプリング負荷により二重逆止弁１３を通して加圧排出される。

ポンプ・ピストン３が終端位置に到達して誘導的位置センサ５を起動した後、上位制御器は該センサを位置合わせすると共に、上記行程が実施されたか否かをチェックする。

次にソレノイド弁２０は取入側にて閉成すると共に、所定の時的間隔の後で、ソレノイド弁２４は吐出側で開成し、且つ、チャネル１および６からは圧力が排除される。ポンプ・ピストン４の回りにおけるスプリングは該ピストン４およびスライド部材３を開始位置に戻し、同時に、新たな潤滑油はチャネル８を通り、二重吸引弁９を通り、且つ、ポンプ・チャンバ１１内へと吸引される。

ポンプ・ピストン４に対する行程長は、偏心シャフト２２を回転することにより電子的に調節され得る。偏心シャフト２２の均一な負荷を確実にするために、該シャフトと、個々の潤滑箇所に対するスライド部材３に対する位置決めピン１５との間には接触プレート２１が配設される。

各潤滑箇所は、上記ポンプ・チャンバ内の可能的な空気が該通気ネジにより排除され得る様に通気ネジ１４（図１参照）を有する。

夫々のピストンを通して何らかのシステム油もしくは潤滑油が漏出したとしても、この漏出油はチャネル７内に収集され、その全体が上記潤滑装置から排出され得る。

本発明に係る複数の潤滑装置を備えたシステムの全体的概略的図である。 本発明に係る潤滑装置の２つの斜視図である。 本発明に係る潤滑装置の長手方向に対して直交する断面図である。 本発明に係る潤滑装置の長手方向と平行な断面図である。 本発明に係る潤滑装置と共に使用される油圧システムの概略図である。 本発明に係る潤滑装置における油圧システム油の流れを示す詳細図である。 動作の間における潤滑油およびシステム油の接続／遮断の可能性を提供する変更例を示す図である。 動作の間における潤滑油およびシステム油の接続／遮断の可能性を提供する変更例を示す図である。 動作の間における潤滑油およびシステム油の接続／遮断の可能性を提供する変更例を示す図である。 行程長をゼロへと調節する可能性が在るという本発明に係る潤滑装置の更なる実施例の部分的断面図である。 行程長をゼロへと調節する可能性が在るという本発明に係る潤滑装置の更なる実施例の部分的断面図である。

符号の説明

２ スライド部材用チャンバ
３ 油圧スライド部材
４ ポンプ・ピストン
５ 誘導的位置センサ
１１ スペース
１３ 逆止弁
２０ ソレノイド弁
２２ 偏心シャフト
２３ ＤＣモータ
２７ ソレノイド弁
３１ 接続部
３２ 接続部
５０ シリンダ
５１ 注入ノズル
５２ 潤滑装置
５３ 中央コンピュータ
５４ 局所的制御ユニット
５５ 制御ユニット
５６ ポンプ監視ユニット
５７ 負荷監視ユニット
５８ クランク監視ユニット
５９ 油圧ステーション
６０ モータ
６１ ポンプ
６２ タンク
６３ 冷却器
６４ フィルタ
６５ 供給ライン
６６ 帰還ライン
６７ ライン
６８ シリンダ用ブロック
６８ シリンダ用ブロック
６９ ベースプレート
７０ ブロック
７１ 蓋体
７３ 偏心ハウジング
１１０ ライン
１１１ ポンプ・チャンバ

Claims (17)

1. 例えば船舶用エンジンにおけるシリンダ潤滑油の回分供給システムのための油圧式潤滑装置であって、上記回分供給システムが、
   作動油を供給するために夫々の弁（２０、２４）を介して該潤滑装置と接続された供給ラインおよび帰還ラインと、
   該潤滑装置と接続された作動油供給用中央ポンプと、
   上記エンジンにおけるシリンダ数の倍数に対応する個数の注入ユニットであって、該潤滑装置における夫々の回分供給ユニットと接続された注入ユニットと、
   シリンダ潤滑油のための供給ラインとを具備して成る油圧式潤滑装置において、
   該油圧式潤滑装置は、
   上記回分供給ユニットと連携する設定手段を備えることにより、各潤滑行程において注入されるシリンダ潤滑油の体積を調節する調節ユニットと、
   上記設定手段と連携してそれを設定する制御可能なアクチュエータ／モータ（２３）と、
   所定数の回分供給ユニットを備えたシリンダ用ブロックであって、該回分供給ユニットの各々は、ポンプ・チャンバ内に取付けられた回分供給ピストンと、上記設定手段およびポンプ・ピストンと相互作用する油圧スライド部材であって、上記ポンプ・チャンバと同軸的に相当に延在するスライド部材用チャンバ内に設けられると共に、上記供給ラインを介して作動油により加圧され得るという油圧スライド部材とを備えて成るシリンダ用ブロックと、
   該潤滑装置の各機能を制御、監視および検出するコンピュータ・システムとを具備することを特徴とする油圧式潤滑装置。
2. 実施された行程長、および／または、実施されたシリンダ潤滑油の回分供給量を検出すべく、該潤滑装置に対し、好適には各回分供給ユニットに対して関係付けられた監視センサにより特徴付けられる請求項１記載の潤滑装置。
3. 前記コンピュータ・システムは、
   関係付けられたシリンダ用ブロックにおける各回分供給ユニットに対するタイミングおよび行程長の設定を制御する分散コンピュータと、
   好適には主要コンピュータおよびバックアップ・コンピュータを含むと共に、関連する動作データの調節、監視、経過記録などを行う中央コンピュータとを具備することを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑装置。
4. 前記設定手段は、該偏心シャフトと、該潤滑装置の前記油圧スライド部材との間の凹所内に摺動すべく配設された接触プレートに係合する偏心シャフトを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の潤滑装置。
5. 前記油圧スライド部材は、前記スライド部材用チャンバの直径に対応する直径を有する摺動ピストンであって、更に小さな直径を有すると共に前記設定手段と接触する摺動ピン（１５）を備えて成る摺動ピストンから作成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の潤滑装置。
6. 前記注入ユニットは、２個以上の潤滑箇所に対する圧送区画および監視区画が一体化されたシリンダ用ブロックで形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の潤滑装置。
7. 該潤滑装置は、個別的に交換され得る例えば２〜４ブロックの群に区画化され、
   複数の弁群が取付けられることで、各区画の異なる起動時間が可能であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の潤滑装置。
8. 並置された少なくとも２つのスライド部材用チャンバ間には接続導管が設けられることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の潤滑装置。
9. 長手方向に変位する前記スライド部材（３）の行程長は、前記偏心シャフトの偏心性と前記制御可能なモータ（３７）の回転とにより決定されることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の潤滑装置。
10. 前記監視センサは、前記スライド部材用チャンバの終端における傾斜面に配設された誘導センサであって、前記スライド部材が終端位置に在る時点を検出するという誘導センサを含むことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の潤滑装置。
11. 前記弁はソレノイド弁として提供されることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の潤滑装置。
12. 前記ポンプ・ピストンおよび前記油圧スライド部材は、構成の許容範囲に対する要求を低減するために、機械的な組立てをすることなく押圧されて相互接触することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の潤滑装置。
13. 例えば船舶用エンジンにおいてシリンダ潤滑油を回分供給する方法であって、
    潤滑装置に接続された作動油供給システムを使用することにより、上記潤滑装置との間における作動油の送給および帰還を介して作動油圧力を供給する段階と、
    上記エンジンにおけるシリンダ数の倍数に対応する個数の注入ユニットであって、上記潤滑装置における夫々の回分供給ユニットと接続された注入ユニットを介し、シリンダ潤滑油を供給および注入する段階とを含む方法において、
    潤滑行程により注入されるシリンダ潤滑油の体積の調節を可能とすべく上記回分供給ユニットに対しては設定手段が連携され、
    上記設定手段は、該設定手段と連携する制御可能なアクチュエータ／モータ（２３）により設定され、
    ポンプ・チャンバを加圧する作動油の送給および帰還のための弁を起動して、上記設定手段と相互作用するスライド部材と、潤滑箇所における潤滑油の部分を圧送するポンプ・ピストンとを起動する段階と、
    該方法の機能をコンピュータにより制御、監視および検出する段階を含んで成る方法。
14. 前記コンピュータ制御は、個々のシリンダ内の／における局所的データ収集を実施する可能性を有する局所的制御器と、潤滑油の予想／計画量に対応して吐出された潤滑油の量を制御する可能性を有する上位制御器とにより実施されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 弁における障害の場合、二重化された弁間におけるシフトが確立されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
16. 冷却を行うために、並置された少なくとも２つのスライド部材用チャンバ間の連通導管を介してフラッシングが行われることを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項に記載の方法。
17. 前記ポンプ・ピストンおよび前記油圧スライド部材は、機械的組立てなしで、押圧されて相互接触することを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項に記載の方法。

Images