JP2021063506A - Method and system for lubricating large low-speed two-stroke engine having sip lubrication oil injector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンダ内のピストンの上死点(TDC)近くに潤滑油噴射器を備えた、例えば船舶用ディーゼルエンジン、或いは発電所におけるガス又はディーゼルエンジンなどの大型低速2ストロークエンジンに関する。 The present invention relates to a large low speed two stroke engine such as a marine diesel engine or a gas or diesel engine in a power plant equipped with a lubricating oil injector near the top dead center (TDC) of a piston in a cylinder.
環境保護への重点的な取り組みにより、船舶用エンジンからの排出物削減に関する努力が行われている。これには、このようなエンジンの潤滑システムを確実に最適化することも必要である。また、これには競争の激化が加わるとともに、船舶の運航コストのかなりの部分であるという理由で油消費の減少という経済的な側面も加わる。油消費の減少によってディーゼルエンジンの寿命が損なわれるべきではないので、潤滑油の減少にも関わらず適切な潤滑を行うことがさらなる懸念となっている。従って、潤滑に関連する着実な改善が必要とされている。 Efforts are being made to reduce emissions from marine engines through a focus on environmental protection. This also requires ensuring that such engine lubrication systems are optimized. It also adds to the intensification of competition and the economic aspect of reduced oil consumption because it is a significant part of the operating costs of vessels. Proper lubrication despite reduced lubricating oil is a further concern, as reduced oil consumption should not compromise the life of diesel engines. Therefore, steady improvements related to lubrication are needed.
大型低速2ストローク船舶用ディーゼルエンジンの潤滑システムには、シリンダライナ上への潤滑油の直接噴射、又はピストン表面への油クイル(oil quills)の噴射を含む複数の異なるものが存在する。 There are several different lubrication systems for large low speed 2-stroke marine diesel engines, including direct injection of lubricating oil onto the cylinder liner or injection of oil quills onto the piston surface.
商業的に「スワールインジェクション型(SIP)」と呼ばれている別の方法は比較的新しく、潤滑油の霧状の液滴噴霧物をシリンダ内部の掃気スワール渦(scavenging air swirl)内に噴射することに基づく。潤滑油は、螺旋状に上方に向かうスワール渦によってシリンダの上死点(TDC)に引き付けられ、薄い均一な層としてシリンダ壁に対して外向きに押し付けられる。この方法は、国際公開第2010/149162号において詳細に説明されている。潤滑油噴射器は、典型的には弁ニードルである往復動式弁部材が内部に設けられた噴射器ハウジングを含む逆止弁である。弁ハウジング内の弁部材は、例えばニードル先端部を用いて、ノズル開口部への潤滑油の経路を正確なタイミングに従って開閉する。現在のSIPシステムでは、霧状の液滴の噴霧が35〜40バールの圧力で行われ、この圧力は、シリンダ内に導入される小さな油の噴流と協働するシステムに使用される10バール未満の油圧よりも実質的に高い。いくつかのタイプのSIP弁では、高圧の潤滑油を用いてばね式の弁部材をばね力に抗してノズル開口部から離して動かすことにより、ノズル開口部から高圧の油が霧状の液滴として放出されるようになる。油が排出されると弁部材の内部の油圧が低下して、潤滑油噴射器に再び高圧の潤滑油が供給される次の潤滑油サイクルまで弁部材が元々の位置に戻るようになる。 Another method, commercially referred to as the "swirl injection type (SIP)", is relatively new, injecting a mist of lubricating oil into a scavenging air swirl inside the cylinder. Based on. Lubricating oil is attracted to cylinder top dead center (TDC) by a spiral upward swirl vortex and pressed outward against the cylinder wall as a thin, uniform layer. This method is described in detail in WO 2010/149162. The lubricating oil injector is a check valve that includes an injector housing that is internally provided with a reciprocating valve member, which is typically a valve needle. The valve member in the valve housing opens and closes the route of the lubricating oil to the nozzle opening according to an accurate timing by using, for example, the tip of the needle. In current SIP systems, atomized droplets are sprayed at a pressure of 35-40 bar, which is less than 10 bar used in systems that work with a small oil jet introduced into a cylinder. Substantially higher than the oil pressure of. In some types of SIP valves, high pressure oil is used to move the spring-loaded valve member away from the nozzle opening against the spring force, causing the high pressure oil to atomize from the nozzle opening. It will be released as drops. When the oil is discharged, the oil pressure inside the valve member drops, and the valve member returns to its original position until the next lubricating oil cycle in which the lubricating oil injector is supplied with the high-pressure lubricating oil again.
このような大型の船舶用エンジンでは、シリンダ周囲のシリンダ軸に垂直な平面内に複数の噴射器が円形に配置され、各噴射器は、シリンダ内に潤滑油の噴流又は噴霧を送達するための1又は2以上のノズル開口部を先端に含む。船舶用エンジンにおけるSIP潤滑油噴射器システムの例は、国際公開第02/35068号、第2004/038189号、第2005/124112号、第2010/149162号、第2012/126480号、第2012/126473号及び第2014/048438号に開示されており、これらは引用により本明細書に組み入れられる。 In such a large marine engine, a plurality of injectors are arranged in a circle in a plane perpendicular to the cylinder axis around the cylinder, and each injector is for delivering a jet or spray of lubricating oil into the cylinder. Includes one or more nozzle openings at the tip. Examples of SIP lubricating oil injector systems for marine engines are International Publication Nos. 02/35068, 2004/038189, 2005/121121, 2010/149162, 2012/126480, 2012/1264773. No. and 2014/048438, which are incorporated herein by reference.
従来、エンジンのシリンダには、シリンダの上死点(TDC)からシリンダの総ストロークの約1/3を上回る距離に配置される油噴射器のための開口部が構築されている。しかしながら、シリンダの長さを延ばすには、高温であって適切な潤滑の要件が最も重要なTDC付近のシリンダ内の適切な潤滑を保全するために潤滑ノズルをTDCの方にさらに動かすべきかどうかの考察が必要である。ピストンに直接適用される油クイルについては、Miyake他による、CIMAC上海大会2013において国際燃焼機関会議によって発表された「論文番号:177、ストローク/ボア比の増加に関するシリンダライナ及びピストンリングの潤滑問題(PAPER NO.:177 Cylinder liner and piston ring lubrication issues in relation to increase stroke/bore ra−tio)」という論文にこのような考察が開示されている。これらの実験では、TDCから1.2mの遠い距離に潤滑弁を配置すると、油が燃焼室に入り込まないことが分かった。燃焼室における油の回復及び硫酸の中和の観点からすれば、潤滑弁をTDCから0.3mの近くに再配置すると、油の67%が燃焼室に入り込むので有利であることが分かった。しかしながら、シリンダ全体の総合的潤滑については、油の20%が燃焼室に入り込む2段潤滑によって状況が大幅に改善された。 Conventionally, the cylinder of an engine is constructed with an opening for an oil injector located at a distance of more than about one-third of the total stroke of the cylinder from the top dead center (TDC) of the cylinder. However, in order to increase the length of the cylinder, whether the lubrication nozzle should be moved further towards the TDC to maintain proper lubrication in the cylinder near the TDC, where high temperature and proper lubrication requirements are of paramount importance. Needs consideration. Regarding the oil quill applied directly to the piston, Miyake et al., Presented by the International Combustion Engine Conference at the CIMAC Shanghai Convention 2013, "Paper No. 177, Cylinder Liner and Piston Ring Lubrication Problem on Increased Stroke / Bore Ratio PAPER NO ..: 177 Cylinder liner and piston ring lubrication issues in resonance to increase stroke / bore ra-tio) ”discloses such consideration. In these experiments, it was found that the oil did not enter the combustion chamber when the lubrication valve was placed at a distance of 1.2 m from the TDC. From the viewpoint of oil recovery and sulfuric acid neutralization in the combustion chamber, it was found that rearranging the lubrication valve near 0.3 m from the TDC is advantageous because 67% of the oil enters the combustion chamber. However, with regard to the overall lubrication of the entire cylinder, the situation was greatly improved by the two-stage lubrication in which 20% of the oil entered the combustion chamber.
シリンダの上部に油クイルが入り込む場合に比べ、SIP弁ノズルからの噴霧の一部がTDCに向かって螺旋状に上向きに引き込まれて燃焼室に入り込み、従ってSIPノズルからTDCまでの距離が長い場合であっても良好な潤滑をもたらすので、SIP潤滑には特別な考察が必要である。このことは、クイルによる油の剥離からSIP潤滑への変化が一般的な状態の改善を証明した理由でもある。これらの理由からも、一般にSIP噴射器をTDCに近い位置へ動かしてもシリンダライナの修正を正当化する改善は得られないと考えられる。特に、Miyake他が発見したような油クイル潤滑弁を再配置する改善を期待することはできない。従って、従来の潤滑システムのクイルノズル又はジェットノズルをさらにTDCの方に動かすことは思案できるが、SIP潤滑型の潤滑油噴霧では、油を運ぶ螺旋状のスワール渦に起因してこれらの考察は不要と思われる。 Compared to the case where the oil quill enters the upper part of the cylinder, when a part of the spray from the SIP valve nozzle is spirally drawn upward toward the TDC and enters the combustion chamber, and therefore the distance from the SIP nozzle to the TDC is long. SIP lubrication requires special consideration, as it still provides good lubrication. This is also the reason why the change from oil peeling by quill to SIP lubrication proved an improvement in general conditions. For these reasons as well, it is generally considered that moving the SIP injector closer to the TDC does not provide an improvement that justifies the modification of the cylinder liner. In particular, no improvement can be expected in relocating the oil quill lubrication valve as discovered by Miyake et al. Therefore, it is conceivable to move the quill nozzle or jet nozzle of the conventional lubrication system further toward the TDC, but in the SIP lubrication type lubricating oil spray, these considerations are unnecessary due to the spiral swirl vortex carrying the oil. I think that the.
しかしながら、これらのSIP潤滑システムの明らかな利点にも関わらず、改善のための一般的な揺るぎない動機が存在する。 However, despite the obvious advantages of these SIP lubrication systems, there are general unwavering motives for improvement.
従って、本発明の目的は、この技術の改善を行うことである。特に、SIP弁を用いて潤滑を改善することが目的である。さらなる目的は、大型低速2ストロークエンジン、特に船舶用ディーゼルエンジンにおけるシリンダの摩耗を低減することである。これらの目的は、以下で詳細に説明する、大型低速2ストロークエンジンの潤滑を改善するシステム及び方法によって達成される。 Therefore, an object of the present invention is to improve this technique. In particular, the purpose is to improve lubrication by using a SIP valve. A further objective is to reduce cylinder wear in large low speed 2-stroke engines, especially marine diesel engines. These objectives are achieved by systems and methods for improving lubrication of large low speed two stroke engines, described in detail below.
SIP潤滑の原理は、噴霧が渦状にTDCに向かって燃焼室を潤滑化するので、油クイル潤滑からの改善であるとその導入以来認識されているが、さらに最近では、SIP噴射器をTDCに近付けて配置することによってSIP潤滑における潤滑の改善が実験的に達成された。特に、TDCからの相対的距離がピストンの全ストローク距離の1/3ではなく1/8となる地点にSIP噴霧噴射器を設けたシリンダライナにおいて、摩耗が予想よりも大幅に少ないことが実験的に分かった。シリンダライナ交換後のエンジンの慣らし運転(run−in、break−inとも呼ばれる)中には、新品のライナの摩耗が、1000時間を超えて稼働していたシリンダの摩耗以下であることが分かった。シリンダライナ交換後のエンジンの慣らし運転期間中の摩耗は、慣らし運転後の期間よりもはるかに大きいことが非常に良く知られているので、このことは最大の驚きであった。従って、他の潤滑システムと比べた時のSIP潤滑の以前の一般的利点及び良好な性能にも関わらず、さらなる改善が可能であった。 The principle of SIP lubrication has been recognized since its introduction as an improvement over oil quill lubrication, as the spray lubricates the combustion chamber towards the TDC in a spiral, but more recently, the SIP injector has been replaced by the TDC. Improvements in lubrication in SIP lubrication were experimentally achieved by placing them closer together. In particular, it is experimental that the wear is much less than expected in the cylinder liner provided with the SIP spray injector at the point where the relative distance from the TDC is 1/8 instead of 1/3 of the total stroke distance of the piston. I understood. During the running-in of the engine (also called run-in or break-in) after replacing the cylinder liner, it was found that the wear of the new liner was less than the wear of the cylinder that had been operating for more than 1000 hours. .. This was the greatest surprise, as it is very well known that the wear of the engine during the break-in period after the cylinder liner replacement is much greater than the break-in period. Therefore, despite the previous general advantages and good performance of SIP lubrication when compared to other lubrication systems, further improvements were possible.
TDCからの相対的距離が全ストロークの1/8となる地点に存在するSIP噴射器を用いて実験を行ったが、改善されたSIP潤滑のための距離は、典型的には全ストロークの約1/3である従来のエンジンよりもTDCに近いSIP噴射器の位置である全ストロークの1/6、さらには1/5に延ばすこともできると考えられる。実験には長い時間が掛かるため、1/6及び1/5の相対的距離でも効果が達成されるという実験的証拠は未だに得られていないが、徹底的な技術的考察及び最初の質的徴候(first qualitative indications)がこれを裏付けると思われる。 Experiments have been performed with SIP injectors located at points where the relative distance from the TDC is 1/8 of the total stroke, but the distance for improved SIP lubrication is typically about about the total stroke. It is considered that the position of the SIP injector, which is 1/3 closer to the TDC than that of the conventional engine, can be extended to 1/6 or even 1/5 of the total stroke. Due to the lengthy time of the experiment, there is still no experimental evidence that the effect is achieved at 1/6 and 1/5 relative distances, but a thorough technical consideration and initial qualitative signs. (First qualitative indications) seems to support this.
TDCに対するSIP噴射器の再配置は、TDCに近い取り付け穴を含むシリンダライナを最初から相応に構成し、又は既存のシリンダライナに元々の取り付け穴よりもTDCに近い新たな取り付け穴を追加することによって行うことができる。 To relocate the SIP injector to the TDC, configure the cylinder liner with mounting holes closer to the TDC from the beginning, or add new mounting holes to the existing cylinder liner that are closer to the TDC than the original mounting holes. Can be done by.
TDCに近い噴射器取り付け穴を含むシリンダライナの再構成が不可能な場合には、SIP噴射器からの噴霧をTDCの方へ、又はSIP弁の位置と比べてTDCに近いシリンダライナ上の位置へ向けるために、潤滑油の噴霧方向を通常の0〜20度からTDCに向けてさらに大きな角度に変更することによって、例えばシリンダ軸に対して垂直な平面から測定した時に30度超、45度超、さらには60度超の角度下でSIP原理の改善を行うこともできる。 If it is not possible to reconfigure the cylinder liner, including the injector mounting holes near the TDC, spray from the SIP injector towards the TDC, or a position on the cylinder liner closer to the TDC than the position of the SIP valve. By changing the spraying direction of the lubricating oil from the usual 0 to 20 degrees to a larger angle toward the TDC, for example, over 30 degrees and 45 degrees when measured from a plane perpendicular to the cylinder axis. It is also possible to improve the SIP principle at an angle of more than 60 degrees.
TDCに近い領域の方に噴霧を向けることによる改善は、その領域内に噴霧噴射器の位置が存在するよりも効率が低いと考えられるが、例えばシリンダライナの周囲の構造上の制約に起因して潤滑油噴射器をTDCの十分に近くに設けることができない場合には有用な代案とすることができる。場合によっては、最適化のために有利であると分かっている場合には、TDCの近くへの噴射器の配置と、TDCに向けた噴霧という説明した2つの方法を組み合わせることもできる。 The improvement by directing the spray towards the region closer to the TDC is considered to be less efficient than the location of the spray injector within that region, for example due to structural constraints around the cylinder liner. It can be a useful alternative if the lubricating oil injector cannot be installed sufficiently close to the TDC. In some cases, the two methods described above can be combined with the placement of the injector near the TDC and the spraying towards the TDC, if it is known to be advantageous for optimization.
大型低速2ストロークエンジンという用語は、例えばシリンダ直径が30cmを上回る、さらには100cmを上回る、通常は船舶及び発電所に使用されるサイズを有するエンジンを意図するものである。典型的な対象エンジンはディーゼルエンジンであるが、ガス駆動式エンジンを使用することもできる。この潤滑システム及び方法は、特に船舶における大型低速2ストロークディーゼルエンジンに使用される。 The term large low-speed two-stroke engine is intended for engines having, for example, cylinder diameters greater than 30 cm and even greater than 100 cm, sizes typically used for ships and power plants. A typical target engine is a diesel engine, but a gas-powered engine can also be used. This lubrication system and method is used especially for large low speed 2-stroke diesel engines in ships.
このようなエンジンは複数のシリンダを含み、各シリンダ内には、上死点TDCと下死点BDCとの間の全ストロークに対応する距離を長手方向シリンダ軸に沿って往復運動するピストンが存在する。シリンダは、TDCとBDCとの間のシリンダの外周に沿って、例えば同一の角距離で分布する、外周上の様々な位置においてシリンダ内に潤滑油を噴射する複数の潤滑油噴射器を含み、各潤滑油噴射器は、噴霧を噴出するための開口部を有する噴霧ノズルを含む。ほとんどの潤滑油噴射器は、ノズル内に1つの開口部しか有していないが、噴霧ノズルは複数の開口部を有することもできる。噴霧の方向は、噴霧中の液滴の平均的な方向として定められる。いくつかの実施形態では、最初のノズルからのミストとも呼ばれる霧状の噴霧がシリンダライナに向けられて、外周上の最初のノズルと次のノズルとの間の領域に入り込む。 Such an engine includes a plurality of cylinders, in which a piston reciprocates along the longitudinal cylinder axis for a distance corresponding to the entire stroke between top dead center TDC and bottom dead center BDC. To do. The cylinder comprises a plurality of lubricating oil injectors that inject lubricating oil into the cylinder at various positions on the outer circumference, distributed along the outer circumference of the cylinder between the TDC and the BDC, eg, at the same angular distance. Each lubricating oil injector includes a spray nozzle having an opening for ejecting the spray. Most lubricant injectors have only one opening in the nozzle, but spray nozzles can also have multiple openings. The direction of spraying is defined as the average direction of the droplets being sprayed. In some embodiments, a mist-like spray, also called mist, from the first nozzle is directed at the cylinder liner and enters the area on the perimeter between the first and second nozzles.
潤滑油噴射器は、対応するパイプシステムを通じて所定の潤滑油圧で潤滑油噴射器に潤滑油を供給するとともにシリンダ内への潤滑油の噴射タイミングを制御するように構成された制御システムに機能的に接続される。このタイミングは、エンジンの回転にもさらに関連性があり、例えば1回転毎に1回の噴射、又は2回目の回転につき1回の噴射が行われる。噴射のタイミングは、潤滑油噴射器に供給される油の周期的な圧力の増加によって決定される。例えば、潤滑油噴射器内の油圧が一定の閾値を超えると噴射が行われる。 The lubricating oil injector is functionally a control system configured to supply the lubricating oil to the lubricating oil injector with a predetermined lubricating oil through the corresponding pipe system and to control the injection timing of the lubricating oil into the cylinder. Be connected. This timing is further related to the rotation of the engine, for example, one injection is performed for each rotation, or one injection is performed for each second rotation. The timing of injection is determined by the periodic increase in pressure of the oil supplied to the lubricating oil injector. For example, when the oil pressure in the lubricating oil injector exceeds a certain threshold value, injection is performed.
SIP原理では、各潤滑油噴射器が、シリンダ内に延びるノズルを有する。このノズルは、所定の閾値の潤滑油圧で潤滑油が供給された時に、油ミストとも呼ばれる霧状の潤滑油の液滴を含む噴霧を供給するように寸法決めされる。 In the SIP principle, each lubricating oil injector has a nozzle that extends into the cylinder. The nozzle is sized to deliver a spray containing droplets of atomized lubricating oil, also called oil mist, when the lubricating oil is supplied with a predetermined threshold of lubricating oil.
制御システムは、ピストンがTDCに向かう移動時に潤滑油噴射器を通る前に潤滑油噴射器がシリンダ内の掃気空気に噴霧を噴射して、TDCに向かう掃気空気の渦状の動きを利用して霧状の液滴をTDCに向かう方向に運ぶことによって掃気空気内に霧状の液滴を拡散させてシリンダ壁上に分散させるようにも構成される。 The control system uses the vortex movement of the scavenging air toward the TDC to mist by injecting a spray onto the scavenging air in the cylinder before the lubricating oil injector passes through the lubricating oil injector as the piston moves toward the TDC. It is also configured to disperse the mist-like droplets in the scavenging air and disperse them on the cylinder wall by carrying the shape-like droplets in the direction toward the TDC.
具体的に言えば、シリンダ内の潤滑油噴射器のノズルは、TDCからの第1の特定の距離がピストンの全ストロークの1/5以下の割合となる地点に配置される。例えば、この第1の特定の距離は、全ストロークの1/6未満、1/7未満又は1/8未満である。 Specifically, the nozzle of the lubricating oil injector in the cylinder is arranged at a point where the first specific distance from the TDC is at least 1/5 of the total stroke of the piston. For example, this first particular distance is less than 1/6, less than 1/7, or less than 1/8 of the total stroke.
エンジンの稼働中に適切なSIP潤滑を行うために、潤滑油の霧状の液滴を含む噴霧は、ピストンがTDCに向かう移動時に潤滑油噴射器を通る前に潤滑油噴射器によってシリンダ内の掃気空気に繰り返し噴射される。掃気空気内では、TDCに向かう掃気空気の渦運動によって霧状の液滴がTDCに向かう方向に運ばれるので、霧状の液滴は、拡散してシリンダ壁上に分散する。 For proper SIP lubrication during engine operation, the spray containing atomized droplets of lubricating oil is placed in the cylinder by the lubricating oil injector before passing through the lubricating oil injector as the piston moves towards the TDC. It is repeatedly injected into the scavenging air. In the scavenging air, the vortex motion of the scavenging air toward the TDC causes the mist-like droplets to be carried in the direction toward the TDC, so that the mist-like droplets diffuse and disperse on the cylinder wall.
噴霧の霧化は、潤滑油噴射器内の潤滑油の圧力がノズルにおいて高まることによって生じる。この圧力は10バールよりも高く、通常、この高圧噴射では25バール〜100バールである。例えば30〜80バール、任意に35〜50バールである。 Atomization of the spray occurs when the pressure of the lubricating oil in the lubricating oil injector increases at the nozzle. This pressure is higher than 10 bar and is typically 25 to 100 bar for this high pressure injection. For example, 30-80 bar, optionally 35-50 bar.
例えば、潤滑油噴射器は、油ミストとも呼ばれる噴霧状又は霧状の液滴を放出する0.1〜1mmの、例えば0.2〜0.5mmの開口部を有する噴霧ノズルを含む。 For example, a lubricating oil injector includes a spray nozzle having an opening of 0.1 to 1 mm, for example 0.2 to 0.5 mm, that emits spray or mist droplets, also called oil mist.
また、粘度も霧化に影響を与える。船舶用エンジンで使用されるExxonMobil(登録商標)社のMobilgard(商標)560VSなどの潤滑油は、40℃で約220cSt、100℃で20cStの典型的な動粘性率を有し、これは202〜37mPa・sの動粘性係数に相当する。船舶用エンジンに使用される他の潤滑油には、他のMobilgard(商標)油、及びCastrol(登録商標)社のCyltech油があり、これらは40〜100℃ではほぼ同じ粘度を有し、例えばノズル開口部の直径が0.1〜0.8mmの時に全て霧化に有用であり、潤滑油は、開口部において30〜80バールの圧力と、30〜100℃又は40〜100℃の温度とを有する。 Viscosity also affects atomization. Lubricants such as ExxonMobil®'s Mobile® 560VS used in marine engines have a typical kinematic viscosity of about 220 cSt at 40 ° C and 20 cSt at 100 ° C, which is from 202 to 202. It corresponds to a kinematic viscosity coefficient of 37 mPa · s. Other lubricating oils used in marine engines include other Mobilgard ™ oils and Castrol ™ Cyltech oils, which have approximately the same viscosity at 40-100 ° C., for example. All are useful for atomization when the diameter of the nozzle opening is 0.1-0.8 mm, and the lubricating oil has a pressure of 30-80 bar at the opening and a temperature of 30-100 ° C or 40-100 ° C. Has.
シリンダライナから中心シリンダ軸に向かう方向である半径方向に油が噴射されないことは、SIP潤滑の常である。代わりに、潤滑油噴射器のノズル開口部は、シリンダ壁に向かって、半径方向成分よりも大きな接線成分を有する噴霧方向に向けられる。半径方向成分は、潤滑油噴射器からシリンダの中心のシリンダ軸に向かう方向と平行であり、接線成分は、シリンダと接線方向に平行である。例えば、最初のノズルからの霧状の噴霧は、シリンダライナに向かって外周上の最初のノズルと次のノズルとの間の領域内に向けられる。多くの場合、ノズルは、シリンダ軸に対して垂直な平面におけるシリンダの周囲のノズル間の角距離が同一の状態で配置される。 It is common for SIP lubrication that oil is not injected in the radial direction, which is the direction from the cylinder liner to the central cylinder axis. Instead, the nozzle opening of the lubricant injector is directed towards the cylinder wall in the spray direction with a tangential component greater than the radial component. The radial component is parallel to the direction from the lubricating oil injector toward the cylinder axis at the center of the cylinder, and the tangential component is parallel to the cylinder in the tangential direction. For example, the mist spray from the first nozzle is directed towards the cylinder liner into the area between the first nozzle and the next nozzle on the outer circumference. In many cases, the nozzles are arranged with the same angular distance between the nozzles around the cylinder in a plane perpendicular to the cylinder axis.
シリンダライナは、この方向における噴霧の伝播がシリンダライナからの材料によって妨げられるのを防がないように、ノズル開口部から噴霧方向に沿って延びる溝を潤滑油噴射器毎に含むことが有利である。 It is advantageous for the cylinder liner to include a groove extending along the spray direction from the nozzle opening for each lubricant injector so as not to prevent the propagation of the spray in this direction from being blocked by the material from the cylinder liner. is there.
新たなシリンダライナのTDCからの第1の特定の距離に最初から潤滑油噴射器用の取り付け穴を設けることもできるが、システムは、例えば元々の取り付け穴よりもTDCの近くにシリンダライナを貫いて取り付け穴を開けることによって追加の取り付け穴を定めるような噴射器の改造にも有用である。任意に、離れた距離における元々の取り付け穴とTDCに近い追加の穴の両方を潤滑油噴射器の取り付けに使用することもできるが、多くの場合、TDSから離れた距離における取り付け穴は塞がれて潤滑には使用されない。 A mounting hole for the lubricating oil injector could be provided from the beginning at a first specific distance from the TDC of the new cylinder liner, but the system would penetrate the cylinder liner closer to the TDC than, for example, the original mounting hole. It is also useful for modifying the injector to define additional mounting holes by drilling mounting holes. Optionally, both the original mounting holes at a distance and the additional holes close to the TDC can be used to mount the lubricant injector, but in many cases the mounting holes at a distance from the TDS will be blocked. It is not used for lubrication.
例えば、TDCからの特定の距離がシリンダの全ストロークの1/5を上回る、例えば全ストロークの1/4を上回る、又は1/3を上回る地点に潤滑油噴射器のための第1の取り付け穴の組を設ける。その後、TDCからの第1の特定の距離がシリンダの全ストロークの1/5以下となる、例えば全ストロークの1/6以下、或いは全ストロークの1/7以下又は1/8以下となる地点に第2の取り付け穴の組を定めることによってシリンダを修正する。その後、第2の取り付け穴の組に潤滑油噴射器を取り付け、この第2の取り付け穴の組を用いて噴霧噴射を行う。しかしながら、通常は全ストロークの1/8よりも近い距離は不要である。 For example, a first mounting hole for a lubricant injector at a point where a particular distance from the TDC exceeds 1/5 of the total stroke of the cylinder, eg 1/4 or more than 1/3 of the total stroke. Set up. Then, at a point where the first specific distance from the TDC is 1/5 or less of the total stroke of the cylinder, for example 1/6 or less of the total stroke, or 1/7 or less or 1/8 or less of the total stroke. Modify the cylinder by defining a set of second mounting holes. After that, a lubricating oil injector is attached to the set of the second mounting holes, and spray injection is performed using the set of the second mounting holes. However, usually a distance closer than 1/8 of the total stroke is unnecessary.
いくつかの実用的な実施形態では、潤滑油噴射器が噴射器ハウジングを含み、噴射器ハウジングをシリンダ壁に取り付けた時に、噴射器ハウジングの一端におけるノズル先端部がシリンダ内に到達する。例えば、このノズル先端部は噴射器ハウジングの一体部分であるが、常にそうであるとは限らない。シリンダライナに噴霧のための溝を設けた場合には、ノズル先端部が溝内に到達する。ノズル先端部は、噴射器ハウジング内の内部空洞からノズル先端部の壁部を貫いて延びる開口部を含み、加圧された潤滑油は、内部空洞からこの開口部を通じて噴射器ハウジング外に放出される。噴射器ハウジングの内部には、噴射器の開状態と閉状態との間で往復運動的に摺動する弁部材が取り付けられる。弁部材は、潤滑油が開口部に接近するのを防ぐ閉状態にある時は、ノズルの開口部を密封して覆う。弁部材は、ノズルの開口部からの油の放出段階中に内部空洞からの潤滑油を開口部に接近させる開状態中には、ノズルの開口部から離れて移動する。潤滑油の放出は、チャンバ内の圧力が十分に減少することによって停止する。弁部材の往復運動は、ピストンの動きに従う正しいタイミングで繰り返し行われる。 In some practical embodiments, the lubricating oil injector includes an injector housing, and when the injector housing is attached to the cylinder wall, the nozzle tip at one end of the injector housing reaches the inside of the cylinder. For example, this nozzle tip is an integral part of the injector housing, but this is not always the case. When the cylinder liner is provided with a groove for spraying, the tip of the nozzle reaches the inside of the groove. The nozzle tip includes an opening extending from an internal cavity within the injector housing through the wall of the nozzle tip, and pressurized lubricating oil is discharged from the internal cavity through this opening to the outside of the injector housing. Lubrication. Inside the injector housing, a valve member that reciprocates between the open and closed states of the injector is attached. The valve member seals and covers the nozzle opening when in a closed state to prevent lubricating oil from approaching the opening. The valve member moves away from the nozzle opening during the open state in which the lubricating oil from the internal cavity is brought closer to the opening during the oil discharge stage from the nozzle opening. Lubricating oil release is stopped when the pressure in the chamber is sufficiently reduced. The reciprocating motion of the valve member is repeated at the correct timing according to the movement of the piston.
例えば、潤滑油噴射器は、制御システムからの潤滑油を潤滑油噴射器の内部空洞内に所定の圧力で受け入れる。内部空洞は、ノズルと弁部材との間に設けられて、弁部材がノズル開口部から離れて移動すると内部チャンバの容量が増加するようになる。加圧された油は、内部チャンバに入り込むと弁部材を、例えば弁部材の肩部を圧迫して内部チャンバの容量を増加させ、圧力が所定の閾値圧よりも増加すると、弁部材がノズル開口部から変位して道を空け、内部空洞からの潤滑油がノズルの開口部を通じて放出されるようになる。内部空洞内に高圧をもたらすために、弁部材は、ノズルの開口部を覆って閉じる位置に向かってばねによって初期応力を与えられることが有利である。繰り返される潤滑サイクル毎に、例えば25〜100バールの、通常は30〜80バールの圧力などの高圧で潤滑油が内部空洞内に給送され、弁部材を開口部から離して移動させる。例えば、弁部材は、内部空洞の容量を増加させて弁部材に対する潤滑油の圧力がばねによって弁部材に加えられる圧力よりも大きくなった時点でノズルから潤滑油を排出するために、加圧された潤滑油によって押圧される肩部を有する。この場合、ばね圧は、噴霧を放出するための閾値圧を決定する。 For example, the lubricating oil injector receives the lubricating oil from the control system into the internal cavity of the lubricating oil injector at a predetermined pressure. The internal cavity is provided between the nozzle and the valve member so that the capacity of the internal chamber increases as the valve member moves away from the nozzle opening. When the pressurized oil enters the internal chamber, it presses on the valve member, for example, the shoulder of the valve member to increase the capacity of the internal chamber, and when the pressure increases above a predetermined threshold pressure, the valve member opens the nozzle. It displaces from the chamber, clearing the way, and the lubricating oil from the internal cavity is discharged through the opening of the nozzle. In order to bring high pressure into the internal cavity, it is advantageous for the valve member to be initially stressed by a spring towards a position that covers and closes the nozzle opening. With each repeated lubrication cycle, lubricating oil is fed into the internal cavity at a high pressure, for example 25-100 bar, usually 30-80 bar, to move the valve member away from the opening. For example, the valve member is pressurized to increase the capacity of the internal cavity and drain the lubricating oil from the nozzle when the pressure of the lubricating oil on the valve member is greater than the pressure applied to the valve member by the spring. It has a shoulder that is pressed by the lubricating oil. In this case, the spring pressure determines the threshold pressure for releasing the spray.
弁部材を移動させる別の方法例は、例えば弁部材に接続された磁気応答性のコア又はシェルを移動させるソレノイドなどの電気機械的システムである。この場合、弁部材は、開口部が霧状の噴霧を供給するほど十分に油圧が高い時にのみ移動する。 Another example of a method of moving a valve member is an electromechanical system such as a solenoid that moves a magnetically responsive core or shell connected to the valve member. In this case, the valve member moves only when the oil pressure is high enough that the opening supplies a mist-like spray.
SIP原理に関する噴霧噴射器の例は、上述した国際公開第02/35068号、第2004/038189号、第2012/126480号、第2012/126473号、及び第2014/048438号に記載されている。潤滑制御システムは、国際公開第2010/149162号において詳細に説明されている。これらの開示は、引用により本明細書に組み入れられる。 Examples of spray injectors for the SIP principle are described in WO 02/35068, 2004/038189, 2012/126480, 2012/124673, and 2014/048443 described above. Lubrication control systems are described in detail in WO 2010/149162. These disclosures are incorporated herein by reference.
例えば噴射器取り付けのための接近が冷却キャップによって防がれおり、或いはシリンダライナの内側に改造の際に破損する冷却チャネルが設けられていることによって、シリンダライナの第1の特定の距離のできるだけ近くに噴射器のための取り付け穴を設けることができない場合には、上述した方法とは異なる、以下でさらに詳細に説明する方法を使用することができる。この方法は、TDCの近くに潤滑油噴射器を設ける場合ほど効率的とは考えられない。しかしながら、先行技術に対しては潤滑を改善させると思われる。大まかに言えば、以下の方法は、TDCに向かう潤滑油の噴霧方向を通常の0〜20度から30度よりも大きな角度に、例えば45度、さらには60度よりも大きな角度に変更したSIP潤滑法である。この角度は、シリンダ軸に対して垂直な平面から測定される。例えば、この角度は30〜80度であり、任意に45〜80度又は60〜80度である。TDCに向かう噴霧方向を変更することにより、潤滑油がスワール渦によってTDCの方に運ばれやすくなる。換言すれば、噴霧の傾斜角を大きくすると、スワール渦がTDCに向けて燃焼室内に油を運ぶのに役立つ。 As much as possible at the first specific distance of the cylinder liner, for example by preventing access for injector mounting by a cooling cap, or by providing a cooling channel inside the cylinder liner that breaks during modification. If it is not possible to provide a mounting hole for the injector in the vicinity, a method different from the method described above and described in more detail below can be used. This method is not considered to be as efficient as providing a lubricant injector near the TDC. However, it seems to improve lubrication for the prior art. Roughly speaking, the following method is a SIP that changes the spraying direction of the lubricating oil toward the TDC from the usual 0 to 20 degrees to an angle larger than 30 degrees, for example 45 degrees, and even larger than 60 degrees. It is a lubrication method. This angle is measured from a plane perpendicular to the cylinder axis. For example, this angle is 30-80 degrees, optionally 45-80 degrees or 60-80 degrees. By changing the spray direction toward the TDC, the lubricating oil is easily carried toward the TDC by the swirl vortex. In other words, increasing the angle of inclination of the spray helps the swirl vortex carry oil into the combustion chamber towards the TDC.
通常、TDCの近くに潤滑油噴射器を取り付ける際には、TDCに向かうこのような大きな傾斜角の噴霧方向は不要である。しかしながら、原理上は、上述したようなTDCに近い潤滑油噴射器の取り付けと、20度よりも大きな傾斜角の噴霧方向とを組み合わせることができる。 Normally, when mounting the lubricating oil injector near the TDC, the spraying direction with such a large inclination angle toward the TDC is unnecessary. However, in principle, it is possible to combine the mounting of the lubricating oil injector close to the TDC as described above with the spraying direction having an inclination angle larger than 20 degrees.
例えば、TDCからの特定の距離がピストンの全ストロークの1/5を上回る、例えば全ストロークの1/4を上回る地点に潤滑油噴射器を設ける。多くのエンジンでは、TDCからの距離が全ストロークの約1/3以上となる地点に潤滑油噴射器が設けられる。この時、潤滑油噴射器は、TDCと、TDCからの第1の特定の距離がピストンの全ストロークの1/5未満となる、例えば全ストロークの1/6以下、1/7以下又は1/8以下となる地点との間に位置するシリンダライナ上の領域に噴霧方向を向けて取り付けられる。 For example, a lubricating oil injector is provided at a point where a specific distance from the TDC exceeds 1/5 of the total stroke of the piston, for example, 1/4 of the total stroke. In many engines, a lubricating oil injector is provided at a point where the distance from the TDC is about 1/3 or more of the total stroke. At this time, the lubricating oil injector makes the first specific distance from the TDC less than 1/5 of the total stroke of the piston, for example, 1/6 or less, 1/7 or less or 1 / of the total stroke. It is attached to the area on the cylinder liner located between the points of 8 or less so that the spray direction is directed.
例えば、この噴霧方向はシリンダ壁に向けられ、潤滑油噴射器からシリンダの中心軸に向かう方向に平行な半径方向成分よりもシリンダの接線方向に平行な接線成分の方が大きい。噴霧方向の角度に関しては、潤滑油噴射器のノズルからシリンダ内に噴霧の大部分を妨げられずに噴霧方向に伝播できるようにする対応する溝を用いてシリンダライナを調整することができる。 For example, this spraying direction is directed toward the cylinder wall, and the tangential component parallel to the tangential direction of the cylinder is larger than the radial component parallel to the direction from the lubricating oil injector toward the central axis of the cylinder. With respect to the spray direction angle, the cylinder liner can be adjusted with corresponding grooves that allow most of the spray to propagate unimpeded into the cylinder from the nozzle of the lubricating oil injector.
本明細書における噴霧という用語は、油ミストとも呼ばれる霧状に放出された潤滑油を表す用語として使用するものである。ディーゼル油もある程度の潤滑特性を有しているにも関わらず、特にはるかに粘度が高いことから、潤滑油という用語については、ディーゼル油とは異なる潤滑油のために使用する。 The term spraying as used herein is used to describe a lubricating oil that is released in the form of a mist, also called an oil mist. Although diesel oil also has some lubricating properties, it is particularly viscous, so the term lubricating oil is used for a different lubricating oil than diesel oil.
噴霧が最初のノズルによって半径方向ではなくむしろ準接線方向に、すなわち接線との間の角度が小さい状態でシリンダ内に向けられるようにして、外周上の最初のノズルと次のノズルとの間のシリンダライナ上に油を噴霧するために、ライナには、噴霧を準接線経路上でシリンダ内に伝播できるようにする溝が設けられる。噴霧の方向をTDCに近い領域に向ける場合には、噴霧を妨げられずにこのような方向に伝播できるようにする溝をシリンダライナ内に設けることが有利である。例えば、この溝は、調整方向における噴霧の伝播を妨げることなく、噴霧方向の自由な調整を可能にする、半球状である。 Between the first and second nozzles on the outer circumference, the spray is directed by the first nozzle in the quasi-tangential direction rather than in the radial direction, i.e. with a small angle between the tangents. To spray oil onto the cylinder liner, the liner is provided with a groove that allows the spray to propagate into the cylinder along a quasi-tangential path. When the direction of the spray is directed to a region close to the TDC, it is advantageous to provide a groove in the cylinder liner that allows the spray to propagate in this direction without being hindered. For example, this groove is hemispherical, allowing free adjustment of the spray direction without interfering with the propagation of the spray in the adjustment direction.
噴霧方向の接線成分は、スワール渦が油ミストをTDCに向かう螺旋状の移動時に加速させるのを支援する。しかしながら、原理上は、上述したようにTDCに角度が向いた半径方向の噴射も可能である。 The tangential component in the spray direction helps the swirl vortex accelerate the oil mist during its spiral movement towards the TDC. However, in principle, it is possible to inject in the radial direction with the angle facing the TDC as described above.
要約すれば、SIP潤滑における潤滑の改善は、ピストンの全ストロークの1/5未満、例えば1/8以下の割合よりもTDCの近くにSIP噴射器を配置することによって達成される。この配置は、従来のエンジンよりもTDCに近い。この配置は、シリンダライナを再構成することによって、或いはシリンダに新たな取り付け穴を追加することによって実現することができる。このような再構成が不可能な場合には、例えばシリンダ軸に対して垂直な平面から測定した時に30度を上回る、45度を上回る、又は60度を上回る角度下でTDCの方に、或いはSIP弁の位置に比べてTDCに近い位置の方に噴霧を向けることによってSIP原理の改善を達成することもできる。また、説明した2つの方法を組み合わせることもできる。 In summary, improved lubrication in SIP lubrication is achieved by placing the SIP injector closer to the TDC than less than one-fifth, eg, less than one-eighth, of the total stroke of the piston. This arrangement is closer to the TDC than a conventional engine. This arrangement can be achieved by reconfiguring the cylinder liner or by adding new mounting holes to the cylinder. If such reconstruction is not possible, for example, towards the TDC at an angle greater than 30 degrees, greater than 45 degrees, or greater than 60 degrees when measured from a plane perpendicular to the cylinder axis, or An improvement in the SIP principle can also be achieved by directing the spray closer to the TDC than to the position of the SIP valve. It is also possible to combine the two methods described.
以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図1に、例えば船舶用ディーゼルエンジンなどの大型低速2ストロークエンジンのシリンダの2分の1を示す。シリンダ1は、シリンダ壁3の内側にシリンダライナ2を含む。シリンダ壁3の内部には、円に沿って分布する複数の潤滑油噴射器4が設けられ、隣接する噴射器4間の角距離は同一である。噴射器4は、潤滑供給管路9を通じて潤滑装置ポンプ及びコントローラシステム11からの潤滑油を受け取る。通常、供給される油は、例えば50〜60度の特定温度に加熱される。潤滑油の一部は、潤滑油戻り管路10によってポンプに戻される。潤滑装置ポンプ及びコントローラシステム11は、エンジンのシリンダ1内のピストンの動きと同期した正確なタイミングのパルスで噴射器4に加圧潤滑油を供給する。この同期のために、潤滑装置ポンプ及びコントローラシステム11は、クランク軸の速度、負荷及び位置を含むエンジンの実際の状態及び動きのパラメータをモニタするコンピュータを含み、クランク軸の位置は、シリンダ内におけるピストンの位置を示す。
FIG. 1 shows a half of a cylinder of a large low-speed 2-stroke engine such as a marine diesel engine. The
各噴射器4は、油ミストとも呼ばれる潤滑油の霧状の噴霧7を高圧下でシリンダ1内に放出する開口部を備えたノズル5を有する。例えば、ノズル開口部は、0.1〜0.8mmの直径、例えば0.2〜0.5mmの直径を有し、10〜100バールの、例えば25〜100バールの、又は典型的には30〜80バールの圧力で、潤滑油の小さな噴流とは対照的に潤滑油を微細噴霧の形に霧化する。シリンダ1内の掃気空気のスワール渦9は、潤滑油がシリンダライナ2上に均一に分布するように噴霧8をシリンダライナ2に押し付ける。この潤滑システムは、当分野では「スワールインジェクション型(SIP)」として知られている。通常、シリンダライナ2には、噴射器からの噴霧が2つの隣接するノズルの間の領域を潤滑化するようにシリンダ壁に沿った方向に、又は図示のようにさらに長く、非半径方向に伝播するのに十分な空間をもたらしてスワール渦による潤滑油の輸送を支援する、図示のような溝6が設けられる。
Each
図1bには、中心シリンダ軸33に沿って下死点BDCとシリンダ頂部35のわずかに下方の上死点TDCとの間で往復運動しているピストン32を含むシリンダ2の概略図を示す。潤滑油噴射器のTDCからの距離Dは、TDCからの長さの観点から表すことも、或いは本明細書で行っているようにTDCとBDCとの間の距離である全ストロークの割合の観点から表すこともできる。
FIG. 1b shows a schematic view of the
図2aに、第1のタイプの潤滑油噴射器4aを示す。この噴射器の一般化原理は、単一のノズル開口部については国際公開第02/35068号、第2004/038189号又は第2005/124212号に開示されているものと同様であり、或いは複数のノズル開口部については国際公開第2012/126480号に開示されている通りである。これらの参考文献には、ここに示す噴射器の機能に加えたさらなる技術的詳細及び説明が示されており、ここでは便宜上これらについて繰り返さない。
FIG. 2a shows the first type of lubricating
噴射器4aは、ノズル先端部13を有する噴射器ハウジング12を含み、ノズル先端部13の一端は噴射器ハウジング12と一体化される。ノズル先端部13には、潤滑油を放出するノズル開口部14’を有するノズル14が設けられる。ノズル14は、ノズル開口部14’からノズル先端部13の壁部21を貫いて噴射器ハウジング12の円筒状の内部空洞15内に延びるダクト20も含む。噴射器ハウジング12の内部には、弁部材16が設けられる。弁部材16は、滑り軸受23内で往復運動するように摺動案内されるステム(stem)17を含み、ステム17は、図示の実施形態では噴射器ハウジング12内の別個の静止部分であるが、それ自体を噴射器ハウジング12の一部とすることもできる。噴射器ハウジング12の内部空洞15内には、ステム17の同軸的な長手方向延長部としての弁ニードル18が設けられる。弁ニードル18は、内部空洞15の直径よりも小さな直径を有し、弁ニードル18の端部における例えば円錐形の端部などのニードル先端部22がダクト14の第2の端部における弁座19から後退した時に潤滑が弁ニードル18に沿ってダクト20に流れてノズル開口部14’から放出され、ダクト20が開いて潤滑油がノズル開口部14’に流れてここから放出されるようになっている。弁部材16及び弁ニードル18の位置は、弁部材16の反対端に適度なばね圧が作用することによってノズル先端部13により初期応力を受け、弁ニードル18を有する弁部材16は、空洞15内の油圧の増加によって弁座19から離れて後方にオフセットされる。油の放出は、油圧による弁部材16の変位がばねからの初期応力に打ち勝った時に行われる。このように、放出される油の圧力はばね力によって調整される。このことは、本明細書で引用する先行技術文献においてさらに詳細に説明されている。
The
図2bに、第2のタイプの潤滑油噴射器4bを示す。この噴射器の一般化原理は、国際公開第2014/048438号に開示されているものと同様である。この参考文献には、ここに示す噴射器の機能に加えたさらなる技術的詳細及び説明も示されており、ここでは便宜上これらについて繰り返さない。
FIG. 2b shows a second type of lubricating
噴射器4bは、ノズル先端部13を有する噴射器ハウジング12を含み、ノズル先端部13の一端は噴射器ハウジング12と一体化される。ノズル先端部13には、潤滑油を放出するノズル開口部14’が設けられる。噴射器ハウジング12の空洞15内には、弁部材16が設けられ、弁部材16はステム17と、噴射器ハウジング12のノズル先端部13に円筒状の空洞部分15’内で摺動可能に配置された円筒状の密封頭部15とを含む。弁部材16の位置は、ばね26によってノズル先端部13から離れて後方に初期応力を受け、チャネル28を通じてバネ26の力に抗してステムの後部27に作用する油圧によって前方にオフセットされる。弁部材16が前方に押し出されることにより、密封頭部25がノズル開口部14’を通り過ぎて離れて摺動して、潤滑油が内部空洞15からノズル開口部14’を通って流れて放出できるようにならない限り、ノズル開口部14’は、ノズル先端部13における円筒状の空洞部分15’に当接する密封頭部25によって密封して覆われる。
The
図2cに、第3のタイプの潤滑油噴射器4cを示す。この噴射器の一般化原理は、国際公開第2012/126473号に開示されているものと同様である。この参考文献には、ここに示す噴射器の機能に加えたさらなる技術的詳細及び説明も示されており、ここでは便宜上これらについて繰り返さない。
FIG. 2c shows a third type of lubricating
噴射器42は、ノズル先端部13を有する噴射器ハウジング12を含み、ノズル先端部13では、ノズル14にダクト20と、ダクト20の第1の端部におけるノズル開口部14’とが設けられる。ダクト20は、ノズル開口部14’からノズル先端部13の壁部21を貫いて噴射器ハウジング12の内部空洞15内に延びる。噴射器ハウジング12の空洞15内には、滑り軸受23内で往復運動するように摺動案内されるステム17を含む弁部材16が設けられ、ステム17は、この実施形態では噴射器ハウジング内の別個の静止部として示しているが、それ自体を噴射器ハウジング12の一部とすることもできる。弁部材16の位置は、ばね26によってノズル先端部13に向かって前方に初期応力を受ける。国際公開第2012/126473号に開示されている1つの考えられる後退機構では、電気コイルが、対応する電磁的応答部分を備えた弁部材に電磁力を与える。しかしながら、原理上は、弁部材16に作用する空洞15内の油圧を高めることによってバネ26の力に抗して弁部材16を後方にオフセットさせる好適な構成によるものも可能である。ステム17の同軸的な長手方向延長部としての弁部材16は、ニードル先端部22の一部としての密封ボール部材28が固定された弁ニードル18を含み、ニードル先端部22は、弁が閉じた状態では弁座19に押しつけられてダクト20を閉じ、弁が開いた状態では、潤滑油が内部空洞15からボール28を含むニードル先端部22を通過してダクト20内に入り込んでノズル開口部14’から放出できるようになる距離だけ弁座19からオフセットされる。内部空洞15は、Oリング31によって噴射器ハウジング12内の残り部分に向かって後方に密封される。
The injector 42 includes an
噴射器ハウジングの典型的な寸法は、直径が10〜30mmであって長さが50〜130mmであるが、後端に供給管路が接続された噴射器は若干長くすることもできる。弁部材16は、典型的な長さが40〜80mmであってステムにおける直径が5〜7mmであり、弁ニードル18では直径がこれよりも小さい。ハウジング先端部13の典型的な直径は、噴射器ハウジング12の全体的なサイズに応じて6〜10mmである。ノズル開口部14’の直径は、0.1〜1mmであり、例えば0.2mm〜0.7mmである。
Typical dimensions of the injector housing are 10 to 30 mm in diameter and 50 to 130 mm in length, but the injector with the supply line connected to the rear end can be slightly longer. The
図3に、MAN B&W(登録商標)社製のタイプ9S90ME−C9.2−TIIの船舶用ディーゼルエンジンの測定値を示す。4つのシリンダについて最大ライナ摩耗を測定した。第1のシリンダCyl.1及び第2のシリンダCyl.2では、それぞれ1600及び1800時間の稼動後にこれらのライナを同様のタイプの、ただしTDCからの距離が全ストロークの約1/8となる地点に噴射器のための取り付け穴を設け、HJL Lubtronic(商標)システムに接続されたSIP噴射器を取り付けた新品のライナに変更した。第3のシリンダCyl.3及びさらなるシリンダCyl.4では、それぞれ従来の逆止弁による1200及び500時間の稼動後にSIP噴射器を取り付けた。 FIG. 3 shows the measured values of a marine diesel engine of type 9S90ME-C9.2-TII manufactured by MAN B & W (registered trademark). Maximum liner wear was measured for the four cylinders. First cylinder Cyl. 1st and 2nd cylinders Cyl. In 2, these liners are of the same type after 1600 and 1800 hours of operation, respectively, but with mounting holes for the injector at a point where the distance from the TDC is about 1/8 of the total stroke, HJL Lubtronic ( Changed to a new liner with a SIP injector connected to the system. Third cylinder Cyl. 3 and additional cylinders Cyl. In No. 4, the SIP injector was installed after 1200 and 500 hours of operation with the conventional check valve, respectively.
全てのSIP噴射器には、HJL Lubtronic(商標)システムから潤滑油を供給した。HJ Lubtronic(商標)システムは、電子的に制御された油圧潤滑装置であり、シリンダ油の消費を抑えてシリンダ条件を最適化するように負荷に応じた潤滑を行ってピストンストローク毎に新鮮なシリンダ油を送出する。HJ Lubtronic(商標)システムは、システムとエンジンのフライホイール回転との同期に関する情報を受け取って、エンジン負荷情報をシステムの制御パラメータとして使用するローカルコントローラによって電子的に動作する、各シリンダで電子的に制御されるシリンダ潤滑装置に基づく。各々のシリンダ潤滑装置の制御が可能である。 All SIP injectors were supplied with lubricating oil from the HJL Lubtronic ™ system. The HJ Lubronic ™ system is an electronically controlled hydraulic lubricator that lubricates according to the load to reduce cylinder oil consumption and optimize cylinder conditions, resulting in a fresh cylinder for each piston stroke. Deliver oil. The HJ Lubronic ™ system receives information about the synchronization of the system with the engine's flywheel rotation and operates electronically with a local controller that uses engine load information as a control parameter for the system, electronically at each cylinder. Based on a controlled cylinder lubricator. It is possible to control each cylinder lubricator.
図3の曲線を変化の前後で比較すると、異なる摩耗速度を表す傾斜の違いがグラフから分かる。摩耗の速度は、逆止弁では約0.08mm/1000時間であったのに対し、SIP Lubtronic(商標)(登録商標)噴射システムでは約0.03mm/1000時間であった。 Comparing the curves of FIG. 3 before and after the change, the difference in slopes representing different wear rates can be seen from the graph. The rate of wear was about 0.08 mm / 1000 hours for the check valve, compared to about 0.03 mm / 1000 hours for the SIP Lubtronic ™ injection system.
やはり図3で分かるように、1/8の距離のSIP弁と1/3の距離のSIP弁は、ほぼ同じ摩耗速度を示す。最初の稼動期間中の摩耗は、慣らし運転期間を終えたシリンダライナの摩耗よりもはるかに高くなるはずであるため、このことは最も驚くべき結果である。最初の稼動期間中の摩耗が慣らし運転期間を終えたシリンダライナの摩耗よりもはるかに高いことは当分野の常識であり、Service Letter SL2014−587/JAPと呼ばれるMAN(登録商標)による文献の5ページにも記載されている。1/8ストロークの位置に噴射器を含む新品ライナの慣らし運転段階中の摩耗が予想よりもはるかに低く、さらにはTDCからストロークの1/3に位置するSIP噴射器で予想されるよりも低かったので、TDCからの距離がストロークの1/3ではなく1/8の地点に噴霧噴射器を有するSIPシステムを使用すれば、はるかに良好な潤滑が行われると解釈することができる。この驚きは、一般に当分野では掃気空気がライナに沿ってTDCまで潤滑油を効率的に分布させると考えられていた事実に由来する。しかしながら、図3に示すこれらの実験結果では、TDCからの距離が1/3ではなく1/8の地点に潤滑油噴射器を配置すると、TDCの付近により低い摩耗、従ってより良好な潤滑が得られるという点で異なることが証明された。 As can also be seen in FIG. 3, the SIP valve at a distance of 1/8 and the SIP valve at a distance of 1/3 show almost the same wear rate. This is the most surprising result, as the wear during the initial operating period should be much higher than the wear of the cylinder liner after the break-in period. It is common knowledge in the art that the wear during the initial operating period is much higher than the wear of the cylinder liner after the break-in period. It is also described on the page. New liner with injector at 1/8 stroke wear much less during break-in phase than expected, and even lower than expected with SIP injector located 1/3 of stroke from TDC Therefore, it can be interpreted that much better lubrication is achieved by using a SIP system with a spray injector at a distance of 1/8 of the stroke rather than 1/3 of the stroke. This surprise stems from the fact that scavenging air was generally considered in the art to efficiently distribute lubricating oil to the TDC along the liner. However, in these experimental results shown in FIG. 3, placing the lubricant injector at a distance of 1/8 rather than 1/3 from the TDC results in lower wear near the TDC and thus better lubrication. It proved different in that it was.
これらの実験は、TDCからの距離が全ストロークの1/8(0.125)の地点において行ったものであるが、全ストロークの1/7又は1/6、さらには1/5(=0.20)の値までは効果が顕著であるのに対し、全ストロークの1/3の距離では、船舶用ディーゼルエンジンにおけるSIP噴射器を用いた様々な以前の測定と比べて驚くほど改善された効果は観察されなかったと考えることが合理的である。 These experiments were performed at a point where the distance from the TDC was 1/8 (0.125) of the total stroke, but 1/7 or 1/6 of the total stroke, and even 1/5 (= 0). The effect was remarkable up to the value of .20), whereas at a distance of 1/3 of the total stroke, it was surprisingly improved compared to various previous measurements using SIP injectors in marine diesel engines. It is reasonable to assume that no effect was observed.
本発明は、シリンダ内のピストンの上死点(TDC)近くに潤滑油噴射器を備えた、例えば船舶用ディーゼルエンジン、或いは発電所におけるガス又はディーゼルエンジンなどの大型低速2ストロークエンジンを潤滑化する方法に関する。 The present invention is, top dead center of the piston in the cylinder (TDC) with a lubricant injector near, lubricated example marine diesel engines, or large low-speed two-stroke engines, such as gas or diesel engines in power plants Regarding the method.
従って、本発明の目的は、この技術の改善を行うことである。特に、SIP弁を用いて潤滑を改善することが目的である。さらなる目的は、大型低速2ストロークエンジン、特に船舶用ディーゼルエンジンにおけるシリンダの摩耗を低減することである。これらの目的は、以下で詳細に説明する、大型低速2ストロークエンジンの潤滑を改善する方法によって達成される。 Therefore, an object of the present invention is to improve this technique. In particular, the purpose is to improve lubrication by using a SIP valve. A further objective is to reduce cylinder wear in large low speed 2-stroke engines, especially marine diesel engines. These objectives are achieved by methods for improving lubrication of large low speed two stroke engines, described in detail below.
Claims (34)
前記潤滑油噴射器(4)に、噴霧内の液滴の平均方向である噴霧方向に前記噴霧を放出する開口部(14’)を有する噴霧ノズル(14)を設けるステップと、
前記エンジンの稼動中に、前記ピストン(32)が前記TDCに向かう移動中に前記潤滑油噴射器(4)を通過する前に、潤滑油の霧状の液滴を含む噴霧を前記潤滑油噴射器(4)によって前記シリンダ(1)内の掃気空気内に繰り返し噴射するステップと、
前記霧状の液滴を前記掃気空気内に拡散させるステップと、
前記TDCに向かう前記掃気空気の渦運動(9)を利用して前記霧状の液滴を前記TDCに向かう方向に運ぶことによって前記霧状の液滴を前記シリンダ壁(3)上に分散させるステップと、
を含み、前記方法は、
前記シリンダ(1)内の前記TDCからの第1の特定の距離Dに前記潤滑油噴射器(4)を設けるステップをさらに含み、前記第1の特定の距離は、前記ピストン(32)の前記全ストロークの1/5以下である、
ことを特徴とする方法。 A method of lubricating a large low-speed 2-stroke engine, in which the engine reciprocates along the longitudinal cylinder axis (33) for the distance between top dead center TDC and bottom dead center BDC corresponding to all strokes. A cylinder (1) including a piston (32) is provided, and the cylinder (1) is distributed along the outer circumference of the cylinder (1) between the TDC and the BDC and various on the outer circumference. The method comprises a plurality of lubricating oil injectors (4) for injecting lubricating oil into the cylinder (1) at various positions.
A step of providing the lubricating oil injector (4) with a spray nozzle (14) having an opening (14') for discharging the spray in the spray direction, which is the average direction of the droplets in the spray.
During the operation of the engine, before the piston (32) passes through the lubricating oil injector (4) while moving toward the TDC, a spray containing atomized droplets of the lubricating oil is injected with the lubricating oil. The step of repeatedly injecting into the scavenging air in the cylinder (1) by the vessel (4), and
The step of diffusing the mist-like droplets into the scavenging air,
The mist-like droplets are dispersed on the cylinder wall (3) by carrying the mist-like droplets in the direction toward the TDC by utilizing the vortex motion (9) of the scavenging air toward the TDC. Steps and
And the above method
Further including the step of providing the lubricating oil injector (4) at the first specific distance D from the TDC in the cylinder (1), the first specific distance is the said of the piston (32). Less than 1/5 of the total stroke,
A method characterized by that.
請求項1に記載の方法。 The first specific distance D is 1/6 or less of the total stroke of the piston (32).
The method according to claim 1.
請求項1に記載の方法。 The first specific distance D is 1/8 or less of the total stroke of the piston (32).
The method according to claim 1.
請求項1から3のいずれかに記載の方法。 The method comprises supplying the lubricating oil to the lubricating oil injector (4) at a pressure of 25 bar to 100 bar for high pressure injection.
The method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれかに記載の方法。 The method comprises providing the lubricating oil injector (4) with a spray nozzle (14) having an opening (14') having a diameter of 0.1 to 0.8 mm for discharging the spray.
The method according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれかに記載の方法。 The method can propagate most of the spray unimpeded in the spray direction from the nozzle (14) of the lubricating oil injector (4) into the cylinder (1) toward the cylinder wall (3). The spraying direction includes a step of providing the groove (6) to be provided in the cylinder liner (2), and the spraying direction is parallel to the direction from the lubricating oil injector (4) toward the central axis (33) of the cylinder (1). The tangential component parallel to the tangential direction of the cylinder (1) is larger than the radial component.
The method according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれかに記載の方法。 The method is a modification of bringing the lubricating oil injector (4) closer to the TDC, at a specific distance of the cylinder (1) from the TDC to a specific distance greater than 1/5 of the total stroke. A set of first mounting holes for 4) and a second set of mounting holes at a first specific distance D of less than 1/5 of the total stroke of the cylinder from the TDC. The step of modifying the cylinder (1), the step of attaching the lubricating oil injector (4) to the set of the second mounting holes, and the step of mounting the set of the second mounting holes to inject the spray. Including steps to use for
The method according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載の方法。 The method further comprises the step of closing the set of the first mounting holes and the step of using only the second mounting holes for the lubricating oil injector.
The method according to claim 7.
前記潤滑油噴射器(4)は、噴霧内の前記液滴の平均方向である噴霧方向に前記噴霧を放出する開口部(14’)を有する噴霧ノズル(14)を含み、
前記潤滑油噴射器(4)は、前記潤滑油噴射器(4)に所定の潤滑油圧で潤滑油を供給するとともに、前記シリンダ(1)内への潤滑油の噴射タイミングを制御するように構成された制御システム(11)に機能的に接続され、
前記潤滑油噴射器(4)には、前記潤滑油が前記所定の潤滑油圧で供給された時に潤滑油の霧状の液滴を含む噴霧を供給するように寸法決めされたノズル開口部(14’)を有する、前記シリンダ(1)内に延びるノズル(14)が設けられ、
前記制御システム(11)は、前記潤滑油噴射器(4)に、前記ピストン(32)が前記TDCに向かう移動中に前記潤滑油噴射器(4)を通過する前に前記噴霧を前記シリンダ(1)内の掃気空気内に噴射させて、前記霧状の液滴を前記掃気空気内に拡散させ、前記TDCに向かう前記掃気空気の渦運動(9)を利用して前記霧状の液滴を前記TDCに向かう方向に運ぶことによって前記霧状の液滴を前記シリンダ壁(3)上に分散させるように構成され、
前記シリンダ内の前記潤滑油噴射器の前記ノズル(14)は、前記TDCから第1の特定の距離Dに配置され、前記第1の特定の距離は、前記ピストン(32)の前記全ストロークの1/5以下である、
ことを特徴とするシステム。 A system for lubricating a large low-speed 2-stroke engine, the engine reciprocates along the longitudinal cylinder axis (33) for the distance between top dead center TDC and bottom dead center BDC corresponding to all strokes. A cylinder (1) including a piston (32) is provided, and the cylinder (1) is distributed along the outer circumference of the cylinder (1) between the TDC and the BDC and various on the outer circumference. It has a plurality of lubricating oil injectors (4) for injecting lubricating oil into the cylinder (1) at various positions.
The lubricating oil injector (4) includes a spray nozzle (14) having an opening (14') that discharges the spray in the spray direction, which is the average direction of the droplets in the spray.
The lubricating oil injector (4) is configured to supply the lubricating oil to the lubricating oil injector (4) with a predetermined lubricating oil pressure and control the injection timing of the lubricating oil into the cylinder (1). Functionally connected to the control system (11)
The lubricating oil injector (4) is sized to supply a spray containing atomized droplets of lubricating oil when the lubricating oil is supplied by the predetermined lubricating oil pressure (14). A nozzle (14) extending into the cylinder (1) having a') is provided.
The control system (11) applies the spray to the lubricating oil injector (4) before the piston (32) passes through the lubricating oil injector (4) while moving toward the TDC. The mist-like droplets are injected into the scavenging air in 1) to diffuse the mist-like droplets into the scavenging air, and the mist-like droplets are utilized by utilizing the vortex motion (9) of the scavenging air toward the TDC. Is configured to disperse the mist-like droplets on the cylinder wall (3) by carrying in the direction toward the TDC.
The nozzle (14) of the lubricating oil injector in the cylinder is located at a first specific distance D from the TDC, the first specific distance being the full stroke of the piston (32). 1/5 or less,
A system characterized by that.
請求項10に記載のシステム。 The first specific distance D is 1/6 or less of the total stroke of the piston.
The system according to claim 10.
請求項11に記載のシステム。 The first specific distance D is 1/8 or less of the total stroke of the piston.
The system according to claim 11.
請求項10から12のいずれか1項に記載のシステム。 The predetermined oil pressure is 25 bar to 100 bar.
The system according to any one of claims 10 to 12.
請求項10から13のいずれか1項に記載のシステム。 The lubricating oil injector (4) includes a spray nozzle (14) having an opening (14') of 0.1 to 0.8 mm for discharging the spray.
The system according to any one of claims 10 to 13.
請求項10から14のいずれか1項に記載のシステム。 The lubricating oil injector (4) is parallel to the tangential direction of the cylinder (1) rather than a radial component parallel to the direction from the lubricating oil injector (4) toward the central axis (33) of the cylinder. The cylinder liner (2) comprises a nozzle (14) having an opening (14') directed at the cylinder wall (3) such that the tangent component provides a larger spray direction, the cylinder liner (2) being the cylinder wall (3). From the nozzle opening (14') along the spray direction so that most of the spray propagates unimpeded along the spray direction from the nozzle opening on the path directed to 3). Includes a groove (6) for each lubricating oil injector (4) that extends,
The system according to any one of claims 10 to 14.
請求項10から15のいずれか1項に記載のシステム。 The lubricating oil injector (4) includes an injector housing (12), which is the groove (12) when the injector housing (12) is attached to the cylinder wall (3). A spray nozzle (14) having a nozzle tip (13) reaching the inside of 6) at one end and having an opening (14') is provided in the nozzle tip (13), and the nozzle (14) is provided with a spray nozzle (14). The opening (14') extends from the internal cavity (15) in the injector housing (12) through the wall (21) of the nozzle tip (13) and from the internal cavity (15). Lubricating oil is discharged from the injector housing (12) through the opening (14') of the nozzle (14), and the injector (4) is in an open state inside the injector housing (12). A valve member (16) attached so as to reciprocate between the closed state and the closed state is provided, and the valve member (16) prevents the lubricating oil from approaching the opening (14'). When in the state, the opening (14') of the nozzle (14) is sealed and covered, and the lubricating oil from the internal cavity (15) is released during the oil discharge stage from the opening (14'). Can move away from the opening (14') during the open state of approaching the opening (14') of the nozzle (14).
The system according to any one of claims 10 to 15.
請求項16に記載のシステム。 The valve member (16) receives an initial stress from the spring (26) to cover the opening (14') of the nozzle (14), and the lubricating oil injector (4) is the control system (11). By receiving the lubricating oil from the above into the internal cavity (15) at a variable pressure via the pipe system (9) and correspondingly and repeatedly increasing the pressure of the lubricating oil in the internal cavity (15). The valve member (16) is repeatedly moved away from the opening (14'), and the lubricating oil from the internal cavity (15) is discharged through the opening (14') of the nozzle (14). Is configured as
The system according to claim 16.
前記潤滑油噴射器(14)に、噴霧内の液滴の平均方向である噴霧方向に前記噴霧を放出する開口部(14’)を有する噴霧ノズル(14)を設けるステップと、
前記エンジンの稼動中に、前記ピストン(32)が前記TDCに向かう移動中に前記潤滑油噴射器(4)を通過する前に、潤滑油の霧状の液滴を含む噴霧を前記潤滑油噴射器(4)によって前記シリンダ(1)内の掃気空気内に繰り返し噴射するステップと、
前記霧状の液滴を前記掃気空気内に拡散させるステップと、
前記TDCに向かう前記掃気空気の渦運動(9)を利用して前記霧状の液滴を前記TDCに向かう方向に運ぶことによって前記霧状の液滴を前記シリンダ壁(3)上に分散させるステップと、
を含み、前記方法は、
前記ピストン(32)の前記全ストロークの1/5を上回る前記TDCからの特定の距離に前記潤滑油噴射器(4)を設けるステップと、
前記シリンダ軸(33)に対して垂直な平面(38)から測定した時に30度の特定の角度を上回る角度(37)の噴霧方向(36)で前記潤滑油噴射器を取り付けるステップと、
さらに含む、
ことを特徴とする方法。 A method of lubricating a large low-speed 2-stroke engine, in which the engine reciprocates along the longitudinal cylinder axis (33) for the distance between top dead center TDC and bottom dead center BDC corresponding to all strokes. A cylinder (1) including a piston (32) is provided, and the cylinder (1) is distributed along the outer circumference of the cylinder (1) between the TDC and the BDC and various on the outer circumference. The method comprises a plurality of lubricating oil injectors (4) for injecting lubricating oil into the cylinder (1) at various positions.
A step of providing the lubricating oil injector (14) with a spray nozzle (14) having an opening (14') for discharging the spray in the spray direction, which is the average direction of the droplets in the spray.
During the operation of the engine, before the piston (32) passes through the lubricating oil injector (4) while moving toward the TDC, a spray containing atomized droplets of the lubricating oil is injected with the lubricating oil. The step of repeatedly injecting into the scavenging air in the cylinder (1) by the vessel (4), and
The step of diffusing the mist-like droplets into the scavenging air,
The mist-like droplets are dispersed on the cylinder wall (3) by carrying the mist-like droplets in the direction toward the TDC by utilizing the vortex motion (9) of the scavenging air toward the TDC. Steps and
And the above method
A step of providing the lubricating oil injector (4) at a specific distance from the TDC, which is more than 1/5 of the total stroke of the piston (32).
A step of mounting the lubricating oil injector in a spraying direction (36) at an angle (37) that exceeds a specific angle of 30 degrees when measured from a plane (38) perpendicular to the cylinder shaft (33).
Including,
A method characterized by that.
請求項19に記載の方法。 The angle (37) is 45 to 80 degrees.
19. The method of claim 19.
請求項19又は20に記載の方法。 The method is a step of mounting the lubricating oil injector in a spray direction (36) towards a region on the cylinder liner (2) located between the TDC and a first specific distance D from the TDC. The first specific distance D is 1/5 or less of the total stroke of the piston (32).
The method of claim 19 or 20.
請求項21に記載の方法。 The first specific distance D is 1/6 or less of the total stroke of the piston.
21. The method of claim 21.
請求項21に記載の方法。 The first specific distance D is 1/8 or less of the total stroke of the piston.
21. The method of claim 21.
請求項19から23のいずれかに記載の方法。 The particular distance exceeds one-third of the total stroke of the piston (32).
The method according to any one of claims 19 to 23.
請求項19から24のいずれかに記載の方法。 The method comprises supplying the lubricating oil to the lubricating oil injector (4) at a pressure of 25 bar to 100 bar for high pressure injection.
The method according to any one of claims 19 to 24.
請求項19から25のいずれかに記載の方法。 The method comprises providing the lubricating oil injector (4) with a spray nozzle (14) having an opening (14') having a diameter of 0.1 to 0.8 mm for discharging the spray.
The method according to any one of claims 19 to 25.
請求項19から26のいずれか1項に記載の方法。 The method can propagate most of the spray unimpeded in the spray direction from the nozzle (14) of the lubricating oil injector (4) toward the cylinder wall (3) in the cylinder (1). The spraying direction includes a step of providing a groove (6) to be provided in the cylinder liner (2), and the spraying direction is a radial direction parallel to the direction from the lubricating oil injector toward the central axis (33) of the cylinder (1). The tangent component parallel to the tangential direction of the cylinder (1) is larger than the component.
The method according to any one of claims 19 to 26.
前記潤滑油噴射器(4)は、噴霧内の前記液滴の平均方向である噴霧方向に前記噴霧を放出する開口部(14’)を有する噴霧ノズル(14)を含み、
前記潤滑油噴射器(4)は、前記潤滑油噴射器(4)にパイプシステム(9)を介して所定の潤滑油圧で潤滑油を供給するとともに、前記シリンダ(1)内への潤滑油の噴射タイミングを制御するように構成された制御システム(11)に機能的に接続され、
前記潤滑油噴射器(4)には、前記潤滑油が前記所定の潤滑油圧で供給された時に潤滑油の霧状の液滴を含む噴霧を供給するように寸法決めされた、前記シリンダ(1)内に延びるノズル(14)が設けられ、
前記制御システム(11)は、前記潤滑油噴射器(4)に、前記ピストン(32)が前記TDCに向かう移動中に前記潤滑油噴射器(4)を通過する前に前記噴霧を前記シリンダ(1)内の掃気空気内に噴射させて、前記霧状の液滴を前記掃気空気内に拡散させ、前記TDCに向かう前記掃気空気の渦運動(9)を利用して前記霧状の液滴を前記TDCに向かう方向に運ぶことによって前記霧状の液滴を前記シリンダ壁(3)上に分散させるように構成され、
前記シリンダ(1)内の前記潤滑油噴射器(4)は、前記TDCからの特定の距離に設けられ、前記特定の距離は、前記ピストンの前記全ストロークの1/5を上回り、前記潤滑油噴射器(4)は、前記シリンダ軸(33)に対して垂直な平面(38)から測定した時に30度の特定の角度を上回る角度(37)の噴霧方向(36)で配向される、
ことを特徴とするシステム。 A system for lubricating a large low-speed 2-stroke engine, the engine reciprocates along the longitudinal cylinder axis (33) for the distance between top dead center TDC and bottom dead center BDC corresponding to all strokes. A cylinder (1) including a piston (32) to be lubricated is provided, and the cylinder (32) is distributed along the outer circumference of the cylinder (1) between the TDC and the BDC and various on the outer circumference. It has a plurality of lubricating oil injectors (4) for injecting lubricating oil into the cylinder (1) at various positions.
The lubricating oil injector (4) includes a spray nozzle (14) having an opening (14') that discharges the spray in the spray direction, which is the average direction of the droplets in the spray.
The lubricating oil injector (4) supplies the lubricating oil to the lubricating oil injector (4) via a pipe system (9) with a predetermined lubricating oil pressure, and also supplies the lubricating oil into the cylinder (1). Functionally connected to a control system (11) configured to control injection timing,
The cylinder (1) is sized to supply the lubricating oil injector (4) with a spray containing atomized droplets of the lubricating oil when the lubricating oil is supplied by the predetermined lubricating oil pressure. ) Is provided, and a nozzle (14) extending inside is provided.
The control system (11) applies the spray to the lubricating oil injector (4) before the piston (32) passes through the lubricating oil injector (4) while moving toward the TDC. The mist-like droplets are injected into the scavenging air in 1) to diffuse the mist-like droplets into the scavenging air, and the mist-like droplets are utilized by utilizing the vortex motion (9) of the scavenging air toward the TDC. Is configured to disperse the mist-like droplets on the cylinder wall (3) by carrying in the direction toward the TDC.
The lubricating oil injector (4) in the cylinder (1) is provided at a specific distance from the TDC, and the specific distance exceeds 1/5 of the total stroke of the piston, and the lubricating oil. The injector (4) is oriented in the spray direction (36) at an angle (37) that exceeds a specific angle of 30 degrees when measured from a plane (38) perpendicular to the cylinder axis (33).
A system characterized by that.
請求項29に記載のシステム。 The angle (37) is. 45 to 80 degrees,
The system according to claim 29.
請求項29又は請求項30に記載のシステム。 The lubricating oil injector (4) has an angle (37) toward a region on the inner wall (2) of the cylinder (3) located between the TDC and a first specific distance from the TDC. Oriented in the spray direction (36), the first particular distance is less than or equal to one-fifth of the total stroke of the piston.
The system according to claim 29 or claim 30.
請求項29に記載のシステム。 The first specific distance is less than or equal to 1/6 of the total stroke of the piston.
The system according to claim 29.
請求項29に記載のシステム。 The first specific distance is less than or equal to 1/8 of the total stroke of the piston.
The system according to claim 29.
請求項29から31のいずれかに記載のシステム。 The specific distance is one-third or more of the total stroke of the piston.
The system according to any one of claims 29 to 31.
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