JP2021507170A - 大型低速2ストロークエンジン、その潤滑方法、並びにそのようなエンジン及び方法のための制御装置 - Google Patents
大型低速2ストロークエンジン、その潤滑方法、並びにそのようなエンジン及び方法のための制御装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
2 シリンダライナ
3 シリンダ壁
4 オイル噴射器
4A オイル噴射器4の入口ポート
4B オイル噴射器4の圧力制御ポート
5 ノズル
5’ ノズル開口部
6 ライナのカットアウト
7 単一噴射器4からの霧状の噴霧
8 スワール噴霧
9 潤滑油給送導管
10 圧力制御導管
11 制御装置
12 潤滑油供給導管
12A 第1弁20Aの吸入ポート
12B 第2弁20Bの吸入ポート
13 戻り導管
13A 第1弁20Aの戻りポート
13B 第2弁20Bの戻りポート
13’ 潤滑油補充導管
14 シリンダ内のスワール渦
15 弁体
15A 弁体15の先端部
16 噴射器内部で弁体15に作用するばね
17 弁体15の先端部15Aにある給送体積部
18 弁体15の背後にある圧力制御体積
19 制御装置11に電子的に接続されたコンピュータ
20A 第1弁
20B 第2弁
21A 第1弁20Aの弁部材
21B 第2弁20Bの弁部材
22A 第1弁20Aの第1閉鎖部材
22B 第2弁20Bの第1閉鎖部材
23A 第1弁20Aの第2閉鎖部材
23B 第2弁20Bの第2閉鎖部材
24A 第1弁20Aの出口ポート
24B 第2弁20Bの出口ポート
25A 第1弁20Aの弁室
25B 第2弁20Aの弁室
26 潤滑油注入ユニット
26A 注入ユニット26の入口
27 注入ユニット26のプランジャ
28 プランジャ27に抗して作用するばね
29 注入ユニット26内の潤滑油注入室
29A 注入室29の室出口
30 一方向逆止弁
31 潤滑油流量計
32 潤滑油供給部
Claims (24)
- シリンダ(1)を備えた大型低速2ストロークエンジンであって、前記シリンダ(1)は内部に往復式ピストンを備え、前記シリンダ(1)の周囲に沿って分散配置され周囲上の様々な位置で前記シリンダ(1)の中に潤滑油を噴射するための複数の噴射器(4)をさらに備え、前記エンジンは、前記噴射器(4)の少なくとも1つによる前記潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するように構成された制御装置(11)をさらに備え、前記制御装置(11)は、前記シリンダ(1)の中への噴射のための潤滑油を供給するために、前記噴射器(4)の少なくとも1つに給送導管(9)によって接続され、
前記制御装置(11)は注入ユニット(26)を備え、前記注入ユニット(26)は、注入室(29)と、前記注入室(29)を前記給送導管(9)と接続する室出口(29A)とを備え、前記注入ユニット(26)は、噴射フェーズと後続の蓄積フェーズとの間で循環動作するように構成され、前記噴射フェーズは、前記注入室(29)から前記室出口(29A)及び前記給送導管(9)を通って前記噴射器(4)のうちの少なくとも1つに潤滑油を分注することを含み、前記後続の蓄積フェーズは、前記注入室(29)内に潤滑油を補充することを含み、前記制御装置(11)はさらに、前記注入室(29)に接続され、前記蓄積フェーズで補充するために前記注入室(29)に流入する前記潤滑油の質量及び/又は体積を測定するように構成された流量計(31)を備え、前記流量計(31)は、先行する噴射フェーズの潤滑油の前記噴射された質量及び/又は体積の測定値として、対応する電子流量表示信号を提供するように構成される、大型低速2ストロークエンジン。 - 前記注入室(29)は、潤滑油補充導管(13’)に接続され、前記蓄積フェーズにおいて前記潤滑油補充導管(13’)からの潤滑油で前記注入室(29)を補充するようになっており、前記流量計(31)は、前記補充導管(13)と前記注入室(29)との間に配置され、前記蓄積フェーズにおいて前記戻り導管(13’)から前記流量計(31)を通って前記注入室(29)に流入する前記潤滑油の前記質量及び/又は体積を測定するようになっている、請求項1に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記流量計(31)は、前記蓄積フェーズにおいて前記補充導管(13’)から前記流量計(31)及び前記給送導管(9)を通って前記注入室(29)の中への潤滑油の流れのために、前記補充導管(13’)と前記給送導管(9)の間に配置される、請求項2に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記給送導管(9)から前記流量計(31)の中への潤滑油の逆流を防止するために、逆止弁(3)が前記流量計(31)と前記給送導管(9)の間に配置される、請求項3に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記室出口(29A)は、前記噴射フェーズにおいて前記注入室(29)から前記室出口(29A)を通り前記給送導管(9)の中へ及び前記給送導管(9)を通って前記噴射器(4)への第1の潤滑油流れと、前記蓄積フェーズにおいて前記潤滑油補充導管(13’)から前記流量計(31)、前記給送導管(9)の一部、及び前記室出口(29A)を通って前記注入室(29)の中への第2の潤滑油流れとを備える2方向流れを有する、請求項3又は4に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記注入ユニット(26)は、注入入口(26A)と、前記注入入口(26A)と前記室出口(29A)との間のプランジャ(27)とを備え、前記プランジャ(27)は、前記注入入口(26A)に流入する潤滑油からの圧力に応じて前記室出口(29A)に向かって変位するように配置され、前記変位により、前記注入室(29)内の前記容積が減少し、対応して潤滑油が前記注入室(29)から前記室出口(29A)を通って前記給送導管(9)の中に排出される、請求項1から5のいずれか一項に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記制御装置(11)は、潤滑油供給導管(12)に接続された吸入ポート(12A)と、注入入口(26A)に接続された出口ポート(24A)とを備えた第1弁(20A)を備え、前記第1弁(20A)は、前記噴射フェーズの第1状態であって、前記潤滑油を前記供給導管(12)から前記注入ユニット(26)に供給するために前記第1弁(20A)が前記第1状態にある場合に、前記供給導管(12)から前記吸入ポート(12A)及び前記出口ポート(24A)を通って前記注入入口(26A)に潤滑油を送り込むために、前記吸入ポート(12A)及び前記出口ポート(24A)が接続される第1状態と、前記蓄積フェーズの第2状態であって、前記第1弁(20A)が前記第2状態にある場合に、前記供給導管(12)からの潤滑油が前記注入入口(26A)に到達するのを防ぐために前記入口ポート(21A)及び前記出口ポート(24A)が切り離される第2状態との間を切り替わるように構成される、請求項6に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記第1弁(20A)は、潤滑油戻り導管(13)に接続された戻りポート(13A)をさらに備え、前記第1弁(20A)は、前記蓄積フェーズで前記プランジャ(27)が前記注入入口(26A)に向かって変位する場合に前記注入入口(26A)から前記戻り導管(13)の中に潤滑油を排出するために、前記第2状態で前記出口ポート(24A)を前記戻りポート(13A)と接続するように構成される。請求項7に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記潤滑油補充導管(13’)は、前記蓄積フェーズで前記注入室(29)を補充するために、前記戻り導管(13)に接続されて前記戻り導管(13)から潤滑油を受け入れ、前記戻り導管(13)内の前記潤滑油の圧力は、前記供給導管(12)内の前記潤滑油の圧力よりも低い、請求項7又は8に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記噴射器(4)は、前記給送導管(9)と連通する噴射器入口ポート(4A)と、圧力制御導管(10)と連通する圧力制御ポート(4B)とを備え、前記噴射器(4)は、前記給送導管(9)から潤滑油を受け取るために前記噴射器入口ポート(4A)と連通する給送体積部(17)を備え、前記噴射器は、前記給送体積部(17)と連通するノズル開口部(5’)を備えたノズル(5)を備え、前記ノズル開口部(5’)は、前記給送体積部(17)から前記ノズル開口部(5’)を介して前記シリンダ(1)の中に潤滑油を噴射するために前記シリンダ(1)の内部に配置され、前記噴射器(4)は、前記給送体積部(17)と連通する第1の側面と、前記圧力制御ポート(4B)と連通する反対側の側面とを備えた往復式弁体(15)を備え、前記噴射器入口ポート(4A)と前記圧力制御ポート(4B)の差圧に応じて前記弁体(15)の位置を制御するようになっており、前記弁体(15)は、前記噴射器入口ポート(4A)と前記圧力制御ポート(4B)との間の圧力変化により、前記ノズル開口部(5’)を開放と閉鎖との間で切り替わるように配置される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記制御装置(11)は、前記供給導管(12)に接続された入口ポート(12B)と、前記圧力制御導管(10)に接続された出口ポート(24B)と、前記戻り導管(13)に接続された戻りポート(13B)とを備えた第2弁(20B)を備え、前記第2弁(20B)は、第1状態と第2状態との間で切り替わるように構成され、前記入口ポート(12B)及び前記出口ポート(24B)は、前記第2弁(20B)の前記第1状態で潤滑油を前記供給導管(12)から前記圧力制御ポート(4B)に供給するために相互接続され、前記出口ポート(24B)及び前記戻りポート(13B)は、前記第2弁(20B)の前記第2状態で潤滑油を前記圧力制御ポート(4B)から前記戻り導管(13)に排出するために相互接続される、請求項10に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- 前記給送導管(9)及び前記圧力制御導管(10)は、長さの差異が10%未満である、請求項1から11のいずれか一項に記載の大型低速2ストロークエンジン。
- シリンダ(1)を備えた大型低速2ストロークエンジンを潤滑する方法であって、前記シリンダ(1)は内部に往復式ピストンを備え、前記シリンダ(1)の周囲に沿って分散配置され周囲上の様々な位置で前記シリンダ(1)の中に潤滑油を噴射するための複数の噴射器(4)を備え、前記エンジンは、前記噴射器(4)の少なくとも1つによる前記潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するように構成された制御装置(11)をさらに備え、前記制御装置(11)は、前記シリンダ(1)の中への噴射のための潤滑油を供給するために、前記噴射器(4)の少なくとも1つに給送導管(9)よって接続され、
前記制御装置(11)は注入ユニット(26)を備え、前記注入ユニット(26)は、注入室(29)と、前記注入室(29)を前記給送導管(9)と接続する室出口(29A)とを備え、前記制御装置(11)は、前記注入室(29)に接続され、前記注入室(29)に流入する前記潤滑油の質量及び/又は体積を測定するように構成された流量計(31)をさらに備え、前記方法は、
噴射フェーズと後続の蓄積フェーズとの間の循環動作で前記注入ユニット(26)を動作させるステップと、
前記噴射フェーズで、前記潤滑油を前記注入室(29)から前記室出口(29A)及び前記給送導管(9)を通って前記噴射器(4)の少なくとも1つに分注し、前記潤滑油を前記噴射器(4)の少なくとも1つから前記シリンダ(1)の中に噴射するステップと、
前記後続の蓄積フェーズで、潤滑油を前記注入室(29)に補充し、前記補充のために前記注入室(29)に流入する前記潤滑油の質量及び/又は体積を測定するステップと、
を含み、前記方法はさらに、
先行する噴射フェーズに関する潤滑油の前記噴射された質量及び/又は体積の測定値として、前記流量計(31)による対応する電子流量表示信号を提供するステップを含む方法。 - 前記注入室(29)は、潤滑油補充導管(13’)に接続され、前記蓄積フェーズにおいて前記潤滑油補充導管(13’)からの潤滑油で前記注入室(29)を補充するようになっており、前記流量計(31)は、前記補充導管(13)と前記注入室(29)との間に配置され、前記方法は、前記流量計(31)によって、前記蓄積フェーズにおいて前記補充導管(13’)から前記流量計(31)を介して前記注入室(29)に流入する潤滑油の質量及び/又は体積を測定するステップを備える、請求項13に記載の方法。
- 前記流量計(31)は、前記補充導管(13’)と前記給送導管(9)との間に配置され、前記室出口(29A)が2方向流れ機能を有し、前記方法は、前記噴射フェーズにおいて前記注入室(29)から前記室出口(29A)を通って前記給送導管(9)の中へ及び前記噴射器(4)への第1の潤滑油流れを生じるステップと、続いて、前記蓄積フェーズにおいて前記流量計(31)から前記給送導管(9)及び前記室出口(29A)を通って前記注入室(29)の中への第2の潤滑油流れを生じるステップとを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記注入ユニット(26)は、注入入口(26A)と、前記注入入口(26A)と前記室出口(29A)との間のプランジャ(27)とを備え、前記方法は、前記注入入口(26A)に流入する潤滑油からの圧力を与えることによって前記プランジャ(27)を変位させ、前記プランジャ(27)の前記変位により前記注入室(29)の容積を減少させ、対応して潤滑油を前記注入室(29)から前記室出口(29A)を通って前記給送導管(9)の中に及び前記噴射器の中に排出するステップを備える、請求項13から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記噴射器(4)は、前記給送導管(9)と連通する噴射器入口ポート(4A)と、圧力制御導管(10)と連通する圧力制御ポート(4B)とを備え、前記噴射器(4)は、前記給送導管(9)から潤滑油を受け取るために前記噴射器入口ポート(4A)と連通する給送体積部(17)を備え、前記噴射器は、前記給送体積部(17)と連通するノズル開口部(5’)を備えたノズル(5)を備え、前記のノズル開口部(5’)は、前記給送体積部(17)から前記ノズル開口部(5’)を介して前記シリンダ(1)の中に潤滑油を噴射するために前記シリンダ(1)の内部に配置され、前記噴射器(4)は、前記給送体積部(17)と連通する第1の側面と、前記圧力制御ポート(4B)と連通する反対側の側面とを備えた往復式弁体(15)を備え、前記噴射器入口ポート(4A)と前記圧力制御ポート(4B)の差圧に応じて前記弁体(15)の位置を制御するようになっておりい、前記弁体(15)は、前記ノズル開口部(5’)の開放と閉鎖との間で切り替わるように配置され、前記方法は、前記噴射器入口ポート(4A)と前記圧力制御ポート(4B)との間の差圧を循環的に変化させ、それにより、潤滑油が前記シリンダ(1)の中に噴射される噴射状態と、潤滑油が噴射されない閉鎖状態との間で前記弁体を切り替えるステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記制御装置(11)は、潤滑油供給導管(12)に接続された吸入ポート(12A)と、注入入口(26A)に接続された出口ポート(24A)と、潤滑油戻り導管(13)に接続された戻りポート(13A)とを備えた第1弁(20A)を備え、前記第1弁(20A)は、前記供給導管(12)から前記吸入ポート(12A)及び前記出口ポート(24A)を通って前記注入入口(26A)に潤滑油を供給するために前記吸入ポート(12A)及び前記出口ポート(24A)が相互接続される第1状態と、前記注入入口(26A)から前記第1弁(20A)を介して前記戻り導管(13)の中に潤滑油を排出するために、前記吸入ポート(12A)及び前記出口ポート(24A)が互いに切り離されかつ前記出口ポート(24A)及び前記戻りポート(13A)が相互接続される第2状態との間を切り替わるように構成され、前記制御装置(11)は、前記供給導管(9)に接続された吸入ポート(12B)と、前記圧力制御導管(10)に接続された出口ポート(24B)と、前記戻り導管(13)に接続された戻りポート(13B)とを備えた第2弁(20B)を備え、前記第2弁(20B)は、前記供給導管(12)から前記圧力制御ポート(4B)に潤滑油を供給するために前記吸入ポート(12B)及び前記出口ポート(24B)が相互接続される第1状態と、前記圧力制御ポート(4B)から前記戻り導管(13)に潤滑油を排出するために、前記出口ポート(24B)及び前記戻りポート(13B)が相互接続される第2状態との間を切り替わるように構成され、前記方法は、以下のA)かB)、すなわち
A)前記第1弁(20A)及び前記第2弁(20B)が共に前記第2状態にある間に、最初に蓄積フェーズで前記注入室(29)を満たすステップと、続いて前記噴射フェーズを開始するために、前記第2弁(20B)が依然として前記第2状態にある間に前記第1弁(20A)を前記第2状態から前記第1状態に切り換え、結果として、前記注入ユニット(26)内の前記プランジャ(27)を前記室出口(29A)へ向かって変位させ、前記注入室から前記室出口(29A)及び前記給送導管(9)を通って前記噴射器(4)の前記給送体積部(17)の中への及び前記ノズル開口部(5’)を介して前記シリンダ(1)の中への潤滑油の流れをもたらすステップと、続いて、前記第2弁(20B)を前記第2状態から前記第1状態へ切り換えて、前記供給導管(12)から前記圧力制御ポート(4B)への潤滑油の流れを引き起こし、結果として、前記シリンダ(1)の中への潤滑油の噴射を停止させるステップと、を含む方法、
B)前記第1弁(20A)及び前記第2弁(20B)が共に前記第2状態にある間に、最初に第1に蓄積フェーズで前記注入室(29)を満たすステップと、次に前記第2弁(20B)を前記第1状態に切り換え、次に前記第1弁(20A)を前記第1状態に切り換えるステップと、続いて前記噴射フェーズを開始するために、前記第1弁(20A)が依然として前記第1状態にある間に前記第2弁(20B)を前記第1状態から前記第2状態に切り換え、結果として、前記噴射器入口ポート(4A)の圧力に比較して前記圧力制御ポート(4B)の圧力を低下させて、前記注入ユニット(26)内の前記プランジャ(27)を前記室出口(29A)へ向かって変位させ、前記注入室(29)から前記室出口(29A)、前記給送導管(9)、及び前記噴射器入口ポート(4A)を通って前記給送体積部(17)の中への及び前記ノズル開口部(5’)を介して前記シリンダ(1)の中への潤滑油の流れをもたらすステップと、続いて、前記第1弁(20B)を前記第1状態から前記第2状態へ切り換えて、前記噴射器入口ポート(4A)への潤滑油の流れを停止させ、結果として前記シリンダ(1)の中への潤滑油の噴射を停止させるステップを含む方法、
のいずれかの循環性能を備える、請求項17に記載の方法。 - 前記供給導管(12)と前記圧力制御導管(4B)との間に増圧器が配置され、前記方法は、前記弁体(15)によって前記ノズル開口部(5’)を開閉する応答時間を最小限にするために、前記圧力制御ポート(4B)の前記潤滑油圧力を前記供給導管(12)内の前記潤滑油の圧力を超えるレベルまで周期的に高めるステップを備える、請求項17又は18に記載の方法。
- 前記給送導管(9)及び前記圧力制御導管(10)は、長さの差異が10%未満である、請求項13から19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、前記戻り導管(13)内の潤滑油圧力よりも少なくとも2倍高い前記供給導管(12)内の潤滑油圧力を与えるステップを備える、請求項12から19のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載のエンジン又は請求項13から21のいずれか一項に記載の方法のための制御装置(11)であって、前記制御装置(11)は、前記噴射器(4)の少なくとも1つによる前記潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するように構成され、前記制御装置(11)は、前記噴射器(4)による前記シリンダ(1)の中への前記潤滑油の噴射のために、前記制御装置(11)から前記噴射器(4)に潤滑油を供給するための給送導管(9)で前記噴射器(4)の少なくとも1つに接続されるように構成され、
前記制御装置(11)は、注入ユニット(26)を備え、前記注入ユニット(26)は、注入室(29)と、前記給送導管(9)に接続するように構成された室出口(29A)とを備え、前記注入ユニット(26)は、蓄積フェーズと後続の噴射フェーズとの間で循環動作するように構成され、前記蓄積フェーズは、前記注入室(29)に潤滑油を蓄積するステップを備え、前記後続の噴射フェーズは、前記蓄積された潤滑油を前記注入室(29)から前記室出口(29A)を通って前記少なくとも1つの噴射器(4)に分注することを含む、前記制御装置(11)は、前記注入室(29)に接続され、前記蓄積フェーズで前記注入室(29)に流入する前記潤滑油の質量及び/又は体積を測定するように構成された流量計(31)をさらに備え、前記制御装置(11)は、前記流量計(31)からの対応する流量表示信号を提供するように構成され、前記流量表示信号は、先行する噴射フェーズの潤滑油の前記噴射された質量及び/又は体積に関する測定値である、制御装置(11)。 - 前記流量計(31)は、潤滑油補充導管(13’)への上流側接続部を備え、前記蓄積フェーズにおいて前記流量計(31)を介して前記潤滑油補充導管(13’)からの潤滑油で前記注入室(31)を補充するようになっており、前記注入室(29)は、前記流量計(31)を介した逆流を防ぐために、逆止弁(31)への下流側接続部を有する、請求項22に記載の制御装置(11)。
- 前記注入ユニット(26)は、注入入口(26A)と、前記注入入口(26A)と前記室出口(29A)との間のプランジャ(27)とを備え、前記プランジャ(27)は、前記注入入口(26A)に流入する潤滑油からの圧力に応じて前記室出口(29A)に向かって変位するように配置され、前記変位により、前記注入室(29)を容積が減少させ、対応して潤滑油が前記注入室(29)から前記室出口(29A)を通って排出する、請求項22又は23に記載の制御装置(11)。
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