JP2023084098A - 大型ディーゼル・エンジン、及び大型ディーゼル・エンジンにおいてシリンダ圧を決定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ圧力を信頼性ある方法で決定可能なクロスヘッド駆動の大型ディーゼル・エンジンを提供すること。【解決手段】本発明によれば、シリンダ軸Ａに沿って往復移動可能なピストン３によって限定される燃焼室４を有する少なくとも１つのシリンダ２と、回転可能なクランクシャフト９とを備える大型ディーゼル・エンジンにおいて、ピストンが、クロスヘッド・ピン７１を有するクロスヘッド７にピストン・ロッド６を介して接続され、クロスヘッドが、プッシュ・ロッド８を介してクランクシャフト９に接続され、クロスヘッド・ピンに油圧室１０が設けられ、油圧室がピストン・ロッドによって限定され、油圧室によってピストン・ロッドをクロスヘッド・ピンに対してシリンダ軸Ａ方向に変位可能であり、油圧室内の油圧を決定可能な圧力センサ１１と、この油圧によって燃焼室内のシリンダ圧を決定可能な評価ユニット１２とが設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、それぞれのカテゴリの独立請求項の前提部分に記載の大型ディーゼル・エンジン、及び大型ディーゼル・エンジンにおいてシリンダ圧を決定する方法に関する。

大型ディーゼル・エンジンは、２ストローク・エンジン又は４ストローク・エンジンとして、例えば長手方向掃気式２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計することができ、船舶の駆動エンジンとして、又は、例えば電気エネルギー生成用の大型発電機の動力供給のための定常運転でも、頻繁に使用されている。ここで、エンジンは一般に長時間連続運転で作動し、これにより運転上の安全性及び可用性が高く要求される。したがって、メンテナンス間隔が特に長く、摩耗が少なく、運転材料を経済的に扱うことが操作者にとっての主要な基準となる。大型ディーゼル・エンジンは通常、内径（ボア）が少なくとも２００ｍｍであるシリンダを有する。今日では、最大９６０ｍｍ又はそれよりも大きいボアを有する大型ディーゼル・エンジンが使用される。大型ディーゼル・エンジンは、従来的には重油で運転される。

経済的で効率的な運転、排ガス基準の遵守、及び資源確保を鑑みて、大型ディーゼル・エンジンにおいても燃料重油の代替物が現在求められている。ここでは、液体状態で燃焼室に導入される燃料を意味する液体燃料と、気体状態で燃焼室に導入される燃料を意味する気体燃料との両方が使用される。

重油の代替物として知られている液体燃料の実例としては、天然油の精製中に残渣としてとりわけ残る他の重質炭化水素、アルコール類、特にメタノール若しくはエタノール、ガソリン、ディーゼル、又はエマルジョン若しくは懸濁液もある。そのようなものとして、例えば、ＭＳＡＲ（Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ａｔｏｍｉｚｅｄ Ｒｅｓｉｄｕｅ、多相超微細噴霧残渣）として知られているエマルジョンを燃料として使用することが知られている。知られている懸濁液は、炭塵及び水から作られる懸濁液であり、大型エンジンの燃料としても使用される。気体燃料としては、例えば、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ、液化天然ガス）などの天然ガス、ＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ、液化石油ガス）などの液体ガス、又はエタンが知られている。

また特に、少なくとも２つの異なる燃料を使用して運転することができ、エンジンが運転状況又は運転環境に応じて一方の燃料又は他方の燃料を使用して運転される、大型ディーゼル・エンジンが知られている。

２つの異なる燃料を使用して運転することができる大型ディーゼル・エンジンの実例は、二元燃料大型ディーゼル・エンジンとして設計された大型ディーゼル・エンジンである。これは、液体燃料をシリンダ内に導入して燃焼させる液体モード、及び、ガスをシリンダ内に燃料として導入する気体モードで運転することができる。

大型ディーゼル・エンジンは、少なくとも２つ以上の異なる液体燃料又は気体燃料を使用して運転することができ、実際に使用している燃料に応じて異なる運転モードで運転することが多い。ディーゼル運転としばしば呼ばれる運転モードでは、一般に、燃料の燃焼は燃料の圧縮着火又は自己着火の原理に従って行われる。オットー運転としばしば呼ばれるモードでは、燃焼は、発火性の予混合された空気－燃料混合気の火花点火によって行われる。例えば、この火花点火は、例えば点火プラグによる電気的な火花によって行うことができ、又は、噴射された少量の燃料が自己着火し、それにより別の燃料の火花点火を引き起こすことによっても行うことができる。自己着火を意図した少量の燃料は、燃焼室に接続された予燃焼室に噴射されることが多い。

さらに、オットー運転及びディーゼル運転の混合形態も知られている。

本出願の範囲内では、「大型ディーゼル・エンジン」という用語は、少なくともディーゼル運転で運転することができるエンジンを指す。特に、「大型ディーゼル・エンジン」という用語は、ディーゼル運転に加えて別の運転モード、例えばオットー運転でも運転することができる二元燃料大型エンジンも含む。

本出願の範囲内では、「気体モード」、又は代替的に「気体モードでの運転」という用語は、トルクを発生させる燃焼のための燃料としてガス又は気体燃料のみを使用することを意味する。上述したように、気体モードにおいて予混合された空気－燃料混合気を火花点火するために、少量の自己着火液体燃料、例えば重油を噴射して火花点火を行うことは可能であり、またごく一般的でもあるが、それでも、トルクを発生させる燃焼プロセスは完全にガス又は気体燃料によって稼働する。

この少量の液体燃料の自己着火による火花点火のプロセスは、パイロット噴射と呼ばれる場合もある。このパイロット噴射は、大型エンジンを液体モードで運転するときに液体燃料を燃焼室内に噴射することとは一切関係がない。パイロット噴射には、通常、液体モードでの液体燃料の噴射用とは異なる噴射デバイスが使用される。また、パイロット噴射中、少量の液体燃料は燃焼室内に直接噴射されるのではなく、ダクトを介して燃焼室に接続された少なくとも１つの予燃焼室内に噴射されることが多い。

また、そのような二元燃料大型ディーゼル・エンジンを気体モードにおいて低圧プロセスで運転すること、すなわち、最大５０ｂａｒ、好ましくは最大２０ｂａｒのガスの噴射圧で、ガスを気体状態でシリンダ内に導入することも知られている。この目的のため、シリンダ壁には少なくとも１つのガス導入口が設けられ、気体モードではこの導入口を通じてガスがシリンダ内に導入される。実際には、シリンダ軸に対して直径方向反対側に位置する２つのガス導入口が設けられることが多い。ガス導入口は、シリンダ内で圧縮が生じていないか、又は少なくとも著しい圧縮が生じていない限りピストンの上方への移動中にシリンダ内にガスが導入され得る、ピストン運動の下側反転点と上側反転点との間の高さに位置している。

通常、大型ディーゼル・エンジンは、１００％負荷時、すなわち全負荷における高密度化比、又は換言すると圧縮比が最適化され、大型ディーゼル・エンジンが消費挙動とそこでの効率との間でできる限り最良のバランスを有するように設計されており、すなわち、大型ディーゼル・エンジンは、１００％負荷時、すなわち全負荷且つ最高回転速度において、可能な限り高い熱力学的効率を有するように設計されている。

圧縮比は、空気－燃料混合気を圧縮する前の燃焼室の第１の容積の、空気－燃料混合気を圧縮した後の燃焼室の残りの第２の容積に対する比である、幾何学的な値である。

１００％負荷時に燃焼挙動を最適化させると、これにより例えば低中圧においてなどの低負荷時に、大型ディーゼル・エンジンの効率が最適ではなくなる。

さらに、少なくとも２つの異なる燃料を使用して運転される大型ディーゼル・エンジン、すなわち、例えば二元燃料大型ディーゼル・エンジンでは、異なる燃料のそれぞれについて可能な限り高い効率を実現することが望ましい。

これらの理由から、それぞれの負荷及び／又はそれぞれの燃料について効率を最適化するために圧縮比を変更することができる大型ディーゼル・エンジンが知られている。そのような設計は、ＶＣＲシステム（ＶＣＲ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａｔｉｏ、可変圧縮比）とも呼ばれる。

クロスヘッド駆動の大型ディーゼル・エンジンについて、例えば、ＥＰ－Ａ－２６８７７０７により、圧縮比の変更において、クロスヘッドのクロスヘッド・ピン内に据え付けられるピストン・ロッドが、圧縮比を変更するためにクロスヘッド・ピンに対してシリンダ軸の方向に変位できることが知られている。このようにして、圧縮比を変更することができる。例えば、ピストン・ロッドをクロスヘッド・ピンに対して燃焼室の方向に変位させると、結果として最大圧縮時の燃焼室の容積がより小さくなり、したがって圧縮比がより大きくなる。

例えば現在の負荷に依存して圧縮比を最適に調節すること、又は実際に使用されている燃料に適合させることの両方において非常に重要である有意なパラメータは、シリンダ圧であり、これはシリンダの燃焼室内の圧力を指す。このため、各シリンダに圧力センサを設けることが一般的であり、燃焼室内の圧力を圧力センサで測定することができる。

知られている解決策は、シリンダの燃焼室のできるだけ近くに位置する圧力センサを設けることである。この目的ため、燃焼室内に開口する連続的なボアがシリンダ・カバーに設けられている。このボアには、燃焼室への入り口近くにねじ山が設けられており、これにより、雄ねじを備えた圧力センサをボアにねじ込むことができる。ここで、圧力センサを燃焼室のできるだけ近くに、具体的には圧力センサと燃焼室との間のボアの長さをできるだけ短くするため配置する。これは、ボアのこの領域がデッド・ボリュームとなり、そこでガス又は他の燃料が制御不能に燃焼しかねないためである。また、そのようなデッド・ボリュームでは、掃気プロセス中の掃気空気による掃気が不十分で、特に気体モードではメタン・スリップにつながる可能性がある。

しかしながら、圧力センサが燃焼室にきわめて近接しているため、圧力センサは非常に高い温度にさらされ、製品寿命に悪影響を及ぼす。燃焼室に近接していることにより、燃焼残渣がセンサ表面上に付着することにもつながる。また、それらの残渣が単にセンサ表面に付着するだけでなく、ボアの口部全体を覆う場合も多い。したがって、大型エンジンの信頼性が高く効率的な運転を保証するためには、特にセンサ表面を清掃することができるように、圧力センサを定期的な間隔で解体する必要がある。圧力センサはシリンダ・カバーのボア内の非常に低い位置にあるので、到達するのは常に困難である。圧力センサをボアのねじ山から回し外したり、又はねじ山にねじ込んだりすることができる長い工具を、ボア内に挿入する必要がある。このため、これらのサービス作業には多大な労力がかかる。

欧州特許出願公開第２６８７７０７号明細書

この現況技術を端にして、本発明の目的は、シリンダの燃焼室内の圧力を信頼性のあるやり方で決定することができ、これによって先述した問題が生じないようになる、クロスヘッド駆動の大型ディーゼル・エンジンを提案することである。さらに、本発明の目的は、大型ディーゼル・エンジンにおけるシリンダ圧を決定するための対応する方法を提案することである。

この目的を満たす本発明の主題は、それぞれのカテゴリの独立請求項の特徴部分によって特徴付けられる。

したがって、本発明によると、シリンダ軸に沿って往復移動可能であるように位置するピストンによって限定された燃焼室を有する少なくとも１つのシリンダと、回転可能なクランクシャフトとを備え、ピストンがクロスヘッド・ピンを有するクロスヘッドにピストン・ロッドを介して接続され、クロスヘッドがプッシュ・ロッドを介してクランクシャフトに接続され、クロスヘッド・ピンに油圧室が設けられており、油圧室はピストン・ロッドによって限定され、油圧室を用いて圧縮比を調節するためにピストン・ロッドをクロスヘッド・ピンに対してシリンダ軸方向に変位させることができる、大型ディーゼル・エンジンが提案される。油圧室内における油圧を決定することができる圧力センサと、油圧を用いて燃焼室内におけるシリンダ圧を決定することができる評価ユニットとが設けられる。

このように、燃焼室内におけるシリンダ圧が油圧室内における油圧を用いて測定され、これにより、圧縮比を調節するためにピストン・ロッドを変位させることができる。ピストン・ロッドは油圧室を限定しているので、ピストンの燃焼室側に作用するシリンダ圧は、ピストン・ロッドを介して油圧室に伝達される。圧力センサは油圧室内に作用する油圧を測定し、この測定値を評価ユニットに送信し、評価ユニットはこの測定値から燃焼室内部のシリンダ圧を決定する。油圧室内における圧力を、減圧器により油圧室内の油圧に比例したより低い圧力に減圧し、この減圧された圧力を測定によって検出し、この測定値から燃焼室内における圧力を決定することは、必須ではないが可能である。

この結果、燃焼室のきわめて近傍に位置する圧力センサは不要になる。したがって、圧力センサが燃焼室のきわめて近傍に位置し、例えばシリンダ・カバーに位置することに起因する、先述した全ての問題を回避することができる。

本発明の１つの可能な実施例は、圧力センサがクロスヘッドと一緒に移動するように、圧力センサがクロスヘッド上に位置することである。したがって、圧力センサはクロスヘッドに対して相対的には移動せず、クロスヘッドと同じ動きをする。圧力センサによって測定された測定値は、次いで、典型的には定置された評価ユニットに送信される。圧力センサから評価ユニットへのこの送信は、無線で、例えば、圧力センサ上の送信機と評価ユニット上の受信機で行うことができる。評価ユニットを評価ユニットに対して相対的に移動可能である圧力センサに接続する可撓性ケーブルによって、送信を行うことも可能である。そのようなケーブルは、例えばトグル・レバー上又はトグル・レバー内部に位置させることができる。そのようなトグル・レバーは、定置されたエンジン・ハウジングと運転状態において動いているクロスヘッドとの間に位置し、典型的には、例えば、クロスヘッド内又はピストン・ロッド内に潤滑媒体又は冷却媒体を導入するために、大型ディーゼル・エンジンに設けられる。その一方で、トグル・レバーは、ピストン・ロッドを変位させるために油圧媒体を油圧室に送り込むケーブルを誘導するために、使用することができる。

好ましい実施例によると、圧力センサは、エンジン・ハウジングに対して固定的な位置にある測定点に設けられている。本実施例では、したがって圧力センサは大型ディーゼル・エンジンの運転中に移動せず、所定の位置に固定されており、すなわち圧力センサはエンジン・ハウジングに対して相対的に移動せず、クロスヘッドが圧力センサに対して相対的に移動する。

好ましくは、油圧室内における油圧を圧力センサに伝達することができる油圧伝達デバイスが設けられる。油圧伝達デバイスにより、定置された圧力センサに、クロスヘッド内の油圧室内の油圧に等しい、又は比例した圧力を印加できることが容易に実現できる。

特に好ましくは、油圧伝達デバイスは、一方がクロスヘッドに、他方がエンジン・ハウジングに接続されたトグル・レバーを有する。ここで、圧力伝達デバイス用に専用の独立したトグル・レバーを設けることも可能であるし、別の既存のトグル・レバーを圧力伝達デバイス用に使用することも可能である。

油圧伝達デバイスのトグル・レバーは、好ましくは、油圧媒体を油圧室に送り込むことができる供給部を有する。したがって、油圧伝達デバイスには、油圧媒体が油圧室内に導入される際に経由する、同一のトグル・レバーを使用することが好ましい。

トグル・レバーが、油圧室から油圧媒体を排出するためのリリーフ弁用の制御管路を有することは、さらに好ましい方策である。

さらに、油圧伝達デバイスが減圧器を有し、この減圧器には油圧室内における油圧を印加することができ、減圧器がこの圧力を減圧することが好ましい。これは、油圧室内における高い油圧を伝達する必要がなく、油圧室内の圧力に比例して減圧された油圧のみを伝達するという利点を有する。運転状態では、油圧室内の圧力は、実際には最高数百ｂａｒ（１ｂａｒ＝０．１ＭＰａ）、例えば５００～６００ｂａｒ（５０～６０ＭＰａ）まで可能である。

減圧器は、好ましくは、クロスヘッド上に位置する。減圧器はクロスヘッドと一緒に移動し、その結果、動いているクロスヘッドから、エンジン・ハウジングに対して固定的な位置にある測定点に、減圧された圧力のみが伝達されればよい。

減圧器が高圧側と低圧側とを有し、高圧側が油圧室に流路接続され、圧力センサには低圧側における圧力を印加できることがさらに好ましい。

例えば減圧器は、油圧室から油圧媒体を排出するための排出管路に流路接続される。ここで、この流路接続は遮断弁の上流に設けられており、この遮断弁を介して油圧媒体を油圧室から排出することができる。

油圧媒体を減圧器の低圧側に送り込むことができることは、さらに好ましい方策である。このようにして、減圧器を初期構成に戻すことができる。

好ましくは、大型ディーゼル・エンジンは、長手方向掃気式２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計される。

大型ディーゼル・エンジンは、液体燃料を燃焼室に導入して燃焼させる液体モードで運転可能であり、ガスを燃焼室に導入して燃焼させる気体モードでさらに運転可能である、二元燃料大型ディーゼル・エンジンとして設計されることが特に好ましい。

シリンダ軸に沿って往復移動可能であるように位置するピストンによって限定された燃焼室を有する少なくとも１つのシリンダと、回転可能なクランクシャフトとを備え、ピストンがクロスヘッド・ピンを有するクロスヘッドにピストン・ロッドを介して接続され、クロスヘッドがプッシュ・ロッドを介してクランクシャフトに接続され、クロスヘッド・ピンに油圧室が設けられており、油圧室はピストン・ロッドによって限定され、油圧室を用いて、圧縮比を調節するためにピストン・ロッドをクロスヘッド・ピンに対してシリンダ軸方向に変位させることができる、大型ディーゼル・エンジンにおけるシリンダ圧を決定する方法が、本発明によってさらに提案される。本発明によると、油圧室内の油圧は圧力センサによって決定され、燃焼室内におけるシリンダ圧は評価ユニットによって、油圧を用いて決定される。

本発明による方法では、燃焼室内における圧力は、このように油圧室における油圧を用いて決定される。この結果、燃焼室のすぐ近傍に位置する圧力センサは不要になる。したがって、圧力センサを燃焼室の近く、例えばシリンダ・カバーに配置することに起因する、先述した全ての問題を回避することができる。

本発明の追加の有利な方策及び実施例は、従属請求項から導かれる。

以下に、本発明を実施例及び図面に基づいて、詳細に説明する。

本発明による大型ディーゼル・エンジンの第１の実施例を示す概略断面図である。 本発明による大型ディーゼル・エンジンの第２の実施例を示す概略断面図である。 本発明による大型ディーゼル・エンジンの第３の実施例を示す概略断面図である。 本発明による大型ディーゼル・エンジンの第４の実施例を示す概略断面図である。 本発明による大型ディーゼル・エンジンの第５の実施例を示す概略断面図である。

「大型ディーゼル・エンジン」という用語は、通常、船舶の主駆動エンジンとして、又は、例えば電気エネルギー生成用の大型発電機の動力供給のための定常運転でも、使用されている。典型的には、大型ディーゼル・エンジンのシリンダは、少なくとも２００ｍｍの内径（ボア）をそれぞれ有する。「長手方向掃気式」という用語は、掃気空気又は給気空気がシリンダ内に下端の領域で導入されることを指す。燃焼残渣、すなわち、特に排気ガスはシリンダの上端において排出される。

以下の本発明の説明では、二元燃料大型ディーゼル・エンジンとして、すなわち２つの異なる燃料を使用して運転することができるエンジンとして設計された大型ディーゼル・エンジンを参照している。具体的には、二元燃料大型ディーゼル・エンジンは、液体燃料のみをシリンダの燃焼室に噴射する液体モードで運転することができる。通常、液体燃料、例えば重油又はディーゼル油は、適切な瞬間に燃焼室に直接噴射され、そこで自己着火のディーゼル原理に従って自己着火する。大型ディーゼル・エンジンは、燃料として働くガス、例えばＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ、液化天然ガス）などの天然ガス若しくはＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ、液化石油ガス）又はエタンを、予混合された空気－燃料混合気の形態で、燃焼室内で火花点火を介して燃焼させる気体モードで運転することもできる。

既に先述したように、本出願の範囲内では、「気体モード」又は代替的に「気体モードでの運転」という用語は、この気体モードでは、大型ディーゼル・エンジンがガス又は気体燃料のみを使用して運転され、任意選択で少量の自己着火燃料、例えば重油又はディーゼル油が、空気－ガス混合気の火花点火のためだけに燃焼室又は予燃焼室若しくは複数の予燃焼室の中に導入される（パイロット噴射）ように理解されるべきである。

具体的には、気体モードでは大型ディーゼル・エンジンは低圧方法に従って動作し、すなわち、ガスが気体状態でシリンダ内に導入され、この際ガスがシリンダ内に導入される噴射圧は最大５０ｂａｒ、好ましくは最大２０ｂａｒである。空気－ガス混合気は、オットーの原理に従い燃焼室で火花点火される。好ましくは、適切な瞬間に少量の自己着火液体燃料（例えばディーゼル油又は重油）を燃焼室又は予燃焼室若しくは複数の予燃焼室の中に導入し、これが自己着火し、燃焼室内の空気－燃料混合気の火花点火を引き起こすことによって、この火花点火は引き起こされる。

ここで説明される実施例では、クロスヘッド駆動の長手方向掃気式二元燃料２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計された大型ディーゼル・エンジンが参照される。当然ながら、本発明は二元燃料大型ディーゼル・エンジンに限定されず、全種類の大型ディーゼル・エンジン、すなわち少なくともディーゼル運転で運転することができる大型エンジンに関する。

図１は、本発明による大型ディーゼル・エンジンの第１の実施例を簡素に図式化した図であり、その全体が参照符号１で指定されている。図１では、大型ディーゼル・エンジン１の通常複数あるシリンダ２のうち、１つのシリンダ２のみが描写されている。

シリンダ２の内部には、ピストン３がそれ自体知られているやり方で配置されており、シリンダ軸Ａに沿って下側反転点と上側反転点との間で往復移動可能であるように位置している。

ピストン３は、内部で燃焼プロセスが行われる燃焼室４を、シリンダ・カバー２１と協働して限定する上側面３１を有する。

クロスヘッド駆動で知られているように、ピストン３はピストン・ロッド６を介してクロスヘッド７に接続されており、このクロスヘッド７はプッシュ・ロッド８を介してクランクシャフト９に接続されており、その結果、ピストン３の運動は、ピストン・ロッド６、クロスヘッド７、及びプッシュ・ロッド８を介してクランクシャフト９に伝達されてこれを回転させる。クランクシャフトの回転は、参照符号Ｒを付した矢印で示されている。クロスヘッド７は、ピストン３及びピストン・ロッド６の直線的な上下運動をプッシュ・ロッド８の回転運動に変換するような、それ自体知られているやり方で設計されており、プッシュ・ロッド８はクロスヘッド７のクロスヘッド・ピン７１を中心として旋回できるように支持されている。

大型ディーゼル・エンジン１のための、液体モード用の噴射システム（図示せず）、気体モード用のガス供給システム（図示せず）、掃気空気又は給気空気を供給するためのガス交換システム、ガス排気システム（図示せず）又はターボチャージャ・システム（図示せず）などの、そのような大型ディーゼル・エンジン１の構造及び個別の構成要素は、２ストローク・エンジンとしての設計及び４ストローク・エンジンとしての設計の両方において専門家によく知られているので、ここではさらなる説明を必要としない。

本発明の理解には十分であるので、図１では、これらの構成要素のうち１つの出口弁５のみが示されている。気体モード用のガス供給システムは、通常、２つのガス導入口（図示せず）を有し、これらのガス導入口を通じて気体モードでは燃料として働くガスがシリンダ２の中に導入される。２つのガス導入口は、好ましくはシリンダ２の壁部に位置しており、特に好ましくは、互いに直径方向反対側に位置し、シリンダ軸Ａによって画定される軸方向に対して上側反転点と下側反転点とのほぼ中間に位置するようにする。

さらに、大型ディーゼル・エンジン１の機能及び運転を制御するエンジン制御システム１００が設けられている。現代の大型ディーゼル・エンジン１において、エンジン制御システム１００は電子システムであって、この電子システムで、通常全てのエンジン機能及びシリンダ機能、特に気体モードと液体モードとの両方における噴射（噴射の開始及び終了）、並びに出口弁５の作動を調節又は制御又は調整することができる。

ここで説明する長手方向掃気式２ストローク大型ディーゼル・エンジンの実施例では、通常、各シリンダ２又はシリンダ・ライナの下側領域には掃気スリット（図示せず）が設けられており、シリンダ２内のピストン３の運動によって周期的に開閉し、これにより、給気レシーバ（図示せず）内に給気圧力下でターボチャージャから供給される掃気空気が、掃気スリットが開いている限り、掃気スリットを通じてシリンダ２内に流入することができる。シリンダ・ヘッド又はシリンダ・カバー２１には、ほぼ中央に位置する出口弁５が設けられており、出口弁５を通じて燃焼プロセスの後に燃焼ガスをシリンダ２からガス排気システム（図示せず）内に排出することができる。ガス排気システムは、燃焼ガスの少なくとも一部をターボチャージャのタービン（図示せず）に誘導し、ターボチャージャの圧縮機が給気空気を給気レシーバ内に給気空気圧力下で供給する。

液体モードでシリンダ２の燃焼室４内に液体燃料を導入するために、１つ又は複数の燃料噴射ノズル（図示せず）が設けられ、これらは例えばシリンダ・カバー２１の出口弁５近くに位置する。例えば、液体モードの液体燃料として、重油又はディーゼル油を燃焼させることができる。

気体モードにおけるガス供給、又はガスの導入のために、それ自体知られているガス供給システムが提供され、ガス供給システムはガス導入口（図示せず）を有する。ガス導入口は、ガス導入ノズルを備えたガス導入弁としてそれぞれ設計されることが好ましい。

ピストン・ロッド６は、図におけるその下端がクロスヘッド・ピン７１内にあるように位置している。さらに、圧縮比を調節するための油圧室１０が、クロスヘッド・ピン７１内に設けられている。圧縮比は、掃気空気又は空気－燃料混合気を圧縮する前の燃焼室４の第１の容積の、掃気空気又は空気－燃料混合気を圧縮した後の燃焼室４の残りの第２の容積に対する比である幾何学的な値である。第１の容積とは、出口弁５を閉じた直後、すなわちピストン３の上昇移動に伴って圧縮が開始する瞬間の燃焼室４の容積のことである。第２の容積とは、掃気空気又は空気－燃料混合気の最大圧縮時における燃焼室４の容積のことである。これは、本質的に燃焼プロセス開始時の燃焼室４の容積である。

圧縮比を変更するためのデバイスは、例えばＥＰ－Ａ－２６８７７０７の現況技術で知られているので、ここでは詳細な説明を必要としない。

本発明による大型ディーゼル・エンジン１では、油圧室１０は、クロスヘッド・ピン７１内に位置するピストン・ロッド６の全体を、クロスヘッド・ピン７１に対してシリンダ軸Ａの方向に変位させることができるように圧縮比を調節するために設計されている。この目的のため、ピストン・ロッド６は、油圧室１０を限定するように設計され、位置している。油圧室１０に油圧媒体、例えば作動油を導入することによって、又は油圧室１０から油圧媒体を排出することによって、ピストン・ロッド６をクロスヘッド・ピン７１に対して変位させることができる。図１によると、ピストン・ロッド６及びピストン３は、このようにしてクロスヘッド・ピン７１に対して上方及び下方に変位することができる。油圧室１０内に油圧媒体を導入することによって、ピストン・ロッド６が図における上方に変位すると、それによって第２の容積、すなわち最大圧縮時の容積が減少し、圧縮比が増大する。油圧室１０内から油圧媒体を排出することによって、ピストン・ロッド６が図における下方に変位すると、それによって第２の容積、すなわち最大圧縮時の容積が増加し、圧縮比が減少する。したがって、圧縮比は、油圧室１０を用いて最小値と最大値との間で連続的に調節することができる。

これにより、大型ディーゼル・エンジン１が運転される負荷ごとに圧縮比を最適に調節することができ、その結果、負荷ごとに可能な限り最も効率的な燃焼プロセスが行われる。さらに、二元燃料大型ディーゼル・エンジンは、各ケースにおいてそれぞれの燃料についての圧縮比を最適に調節することも追加的に可能である。大型ディーゼル・エンジン１は、例えば、気体モードでは液体モードよりも低い圧縮率で運転することができる。

さらに、他の運転条件若しくは運転パラメータに応じて、例えば掃気空気（給気空気）の温度、気体モードで燃料として働くガスのメタン価に応じて、又は他の運転パラメータに応じて、圧縮比を最適に調節することも可能である。

本発明によると、油圧室１０内に存在する油圧室１０内における油圧を決定することができる、圧力センサ１１と、油圧を用いて燃焼室４内におけるシリンダ圧を決定することができる評価ユニット１２とが設けられる。

上側面３１が燃焼室４の境界を定めるピストン３及びピストン・ロッド６を介して、燃焼室内におけるシリンダ圧が油圧室１０内の油圧媒体に伝達され、油圧室１０内における油圧を変化させる。したがって、決定された油圧室１０内の油圧から、燃焼室４内のシリンダ圧を決定することができる。

図１に描写された第１の実施例によると、圧力センサ１１は、エンジン・ハウジング２００に対して固定的な位置にある測定点に設けられている。図１では、エンジン・ハウジング２００は線２００によって示されている。エンジン・ハウジング２００は、例えばクロスヘッド７用の摺動軌道が位置している台を有し、大型ディーゼル・エンジン１の運転中に、振動はもちろん別として、大型ディーゼル・エンジン１が位置している空間に対して移動しないという意味で、静止している。これに対し、駆動構成要素、すなわち特にピストン３、ピストン・ロッド６、クロスヘッド７、プッシュ・ロッド８及びクランクシャフト９は、大型ディーゼル・エンジン１の運転中に、エンジン・ハウジング２００に対して相対的に移動し、すなわち非静止である。「静止」及び「非静止」という用語は、以下の意味で理解されるべきである。定置された構成要素は、大型ディーゼル・エンジン１の運転中にエンジン・ハウジング２００に対して相対的に移動しない。非静止の構成要素は、大型ディーゼル・エンジン１の運転中にエンジン・ハウジング２００に対して相対的に移動する。したがって、例えばピストン３はストローク運動をするので、非静止の構成要素である。

油圧室１０における油圧を静止して配置された圧力センサ１１に伝達するために、油圧伝達デバイス１３が設けられている。圧力伝達デバイス１３は油圧管路Ｈを有し、油圧管路Ｈの一方が油圧室１０に接続され、他方が圧力センサ１１に圧力を印加する。油圧管路Ｈは、図１では破線で描写されている。

油圧伝達デバイス１３はトグル・レバー１４をさらに有し、トグル・レバー１４は、一方が非静止のクロスヘッド７に、他方がエンジン・ハウジング２００に対して固定的な位置にある固定点１４１に、それ自体知られているやり方で取り付けられている。
したがって、枢動レバー又はロッカー・アームしても知られているトグル・レバー１４は、その一端がクロスヘッド７の運動に追従することができ、その他端がエンジン・ハウジング２００に対して静止している固定点１４１に取り付けられている。油圧管路Ｈは、トグル・レバー１４上又はその中に位置することができる。

好ましくは、油圧伝達デバイス１３は、油圧室１０における油圧を、圧力センサ１１に次いで印加される、より低い圧力に減圧するための、減圧器１５を有する。減圧器１５は、好ましくはクロスヘッド７上に位置し、固定され、その結果クロスヘッド７と一緒に移動する。減圧器１５は、高圧側が油圧室１０に流路接続され、油圧室１０内における圧力で印加されるように、油圧管路Ｈ内に位置している。低圧側では、減圧器１５が圧力センサ１１に接続されており、圧力センサ１１には減圧された圧力が印加される。減圧器１５の有する利点は、油圧室１０内に作用している油圧がクロスヘッド７から圧力センサ１１が位置しているこの固定的な測定点に完全に伝達される必要はなく、減圧された圧力のみが伝達されればよいという点である。この減圧器１５を介した減圧は、評価ユニット１２において、シリンダ圧を決定する際に考慮される。

好ましくは、減圧器１５は、図１に描写されているように水平に配置され、その結果、鉛直方向に移動するクロスヘッド７の加速度効果が減圧器１５内の圧力伝達に影響しない。減圧器１５は、例えば圧力ピストンを有し、圧力ピストンは圧力で加圧される２つの平面を有し、２つの平面はサイズが異なり、それによって減圧を実現することができる。圧力ピストンは、水平方向、すなわちクロスヘッド７又はピストン・ロッド６の移動方向に垂直に変位するように配置されている。

圧力センサ１１は、評価ユニット１２に信号接続されている。この信号接続は、例えば第１の信号線Ｓ１によって実現される。図１では、信号接続は一点鎖線で描写されている。評価ユニット１２は、エンジン制御システム１００に信号接続されている。この信号接続は、例えば第２の信号線Ｓ２によって実現される。評価ユニット１２によって決定されたシリンダ圧は、第２の信号線Ｓ２を介してエンジン制御システム１００に送信されて、エンジン制御システム１００がシリンダ２の燃焼室４内のシリンダ圧を把握する。

評価ユニット１２内には計算方法が記憶されており、この計算方法で、評価ユニット１２は、圧力センサ１１によって測定された圧力又は信号から、シリンダ２の燃焼室４内のシリンダ圧を決定する。計算方法は、減圧器１５による減圧を考慮する。圧力センサ１１によって送信された測定値からシリンダ圧を最も正確に決定することを保証するために、計算方法は、他の値、例えばピストン３の運動から生じる遠心力、又は遠心動力などの動的な力も考慮することができる。ピストン３及びピストン・ロッド６の運動から生じるそのような動的な力は、例えば、大型ディーゼル・エンジン１が実際に運転される回転速度に依存し得る。

起こり得る油圧媒体の漏出、例えばトグル・レバー１４又は減圧器１５で発生し得る漏出を補償するために、油圧媒体用の第１のリザーバ１６が設けられている。第１のリザーバ１６は、補充管路１７を介して油圧管路Ｈに接続されており、補充管路は、固定点１４１と圧力センサ１１との間に位置する箇所で油圧管路Ｈ内に開口しており、すなわち、補充管路１７の口部は油圧管路Ｈの静止部に設けられている。補充管路１７には、その油圧管路Ｈ内への口部と第１のリザーバ１６との間に第１の逆止弁１７１が設けられており、逆止弁１７１は、油圧媒体が第１のリザーバ１６から油圧管路Ｈ内に流れることができるが、油圧管路Ｈから第１のリザーバ１６内には流れることができないように配置されている。また、補充管路１７から油圧管路Ｈに導入された油圧媒体は、例えば、減圧器１５に設けられた圧力ピストンを、図における右側に、すなわち高圧側に移動させることによって減圧器１５を初期位置に戻すために使用することができる。さらに、第１の逆止弁１７１と第１のリザーバ１６との間の補充管路１７には、第２の絞りデバイス１７５が設けられている。

第１のリザーバ１６から油圧管路Ｈ内への油圧媒体の補充又は減圧器１５のリセットは、好ましくは、ピストン３がその運動の下側反転点又はその運動の下側反転点の近傍にあるときに行われる。ピストン３の周期運動のこの段階では、ピストン３１の上側面に作用している燃焼室４内の圧力は最小であるので、油圧室１０内の油圧も最小である。第１のリザーバ１６に油圧媒体が存在する圧力は非常に大きいので、ピストン３がその下側反転点の領域にあるときに、油圧媒体が補充管路１７を通って油圧管路Ｈに流れ込むことができる。例えば、第１のリザーバ１６内の油圧媒体の圧力は数ｂａｒ、例えば、１０ｂａｒ（１ＭＰａ）未満、又は約４～５ｂａｒ（０．４～０．５ＭＰａ）である。この圧力は、ピストン３がその下側反転点の領域にあるときに、油圧媒体が逆止弁１７１を介して油圧管路Ｈに流れ込むことができるように、十分に大きくなるように選択される。減圧器１５がその初期位置に戻ったとき、逆止弁１７１が閉じる。その後にピストン３が圧縮ストロークする間、油圧室１０内の油圧が上昇し、したがって油圧管路Ｈ内の圧力も上昇する。もちろん、例えば１００ｂａｒまでの高圧で第１のリザーバ１６内に油圧媒体を供給することも原理的に可能であるが、１６ｂａｒ未満の圧力が好ましく、なぜならその際の第１のリザーバ１６及びその供給構成要素は高圧システムとみなされず、したがって単一壁で設計できるからである。

図２は、本発明による大型ディーゼル・エンジン１の第２の実施例を概略図で例示している。第２の実施例の以下の説明では、第１の実施例との相違点のみが、より詳細に記述される。それ以外の第１の実施例の説明は、第２の実施例にも同様に、又は類似したやり方で適用される。第２の実施例では、第１の実施例と同じ部品又は等しい機能の部品は、同じ参照符号で指定されている。

第２の実施例では、圧力伝達デバイス１３のトグル・レバー１４は、油圧管路Ｈのみでなく、それ以外の他の目的でも追加的に使用される。したがって第２の実施例では、トグル・レバー１４は、圧力伝達デバイス１３のために専用で使用される独立したトグル・レバー１４としては設計されておらず、トグル・レバー１４は他の目的でも働く。第２の実施例では、トグル・レバー１４は、油圧室１０に油圧媒体を導入すること、及び油圧室１０の圧力開放を作動させるのにも追加的に使用される。

トグル・レバーは、好ましくは、油圧媒体を油圧室１０に送り込むことができる供給部（フィード）Ｚを有する。供給部Ｚは、例えば、トグル・レバー１４の中又はトグル・レバー１４上に位置する管路として設計される。より良好な理解のために、供給部Ｚは実線で描写されており、圧力測定用の役割をなす油圧管路Ｈとは区別することができる。

供給部Ｚは、一方が油圧室１０に流路接続されており、他方を設定デバイス２２を介して油圧媒体用の第２のリザーバ２３に接続することができる。第２のリザーバ２３では、油圧媒体は第１のリザーバ１６内よりも著しく高い圧力で、例えば第１のリザーバ１６内の圧力の３０倍の圧力で存在する。第２のリザーバ２３内の圧力は、圧縮比を調整するために、ピストン・ロッド６及びピストン３を燃焼室４の方向、すなわち図における上方に持ち上げるのに十分な圧力に、油圧室１０がなることができるように選択される。

第２のリザーバ２３及び設定デバイス２２は、エンジン・ハウジング２００に対して静止している。

設定デバイス２２は、供給部Ｚ内の圧力を調節して、その結果所望の圧縮比が得られるようにする役割をなす。設定デバイス２２は、例えば第３の信号線Ｓ３を介してエンジン制御システム１００に信号接続された比例弁として例えば設計されており、それによりエンジン制御システム１００が設定デバイス２２を作動させることができる。ピストン・ロッド６及びピストン３を持ち上げて圧縮比を上昇させようとする場合、エンジン制御システム１００は、設定デバイス２２、すなわち例えば比例弁を作動させ、供給部Ｚ内に、またそれにより油圧室１０内にも、ピストン３を所望の位置まで持ち上げる圧力が発生するようにする。

第２の逆止弁２５が供給部Ｚ内にさらに設けられ、これはトグル・レバー１４と油圧室１０との間に位置し、すなわち供給部Ｚの静止部には位置しない。第２の逆止弁２５は、好ましくはクロスヘッド７に固定されている。第２の逆止弁２５は、油圧媒体が油圧室１０から供給部Ｚに逆流するのを防止する。

設定デバイス２２は、図２に描写されているように、供給部Ｚを、より高い圧力である第２のリザーバ２３に接続するように、又は供給部Ｚと第２のリザーバ２３との間の流路接続を完全に遮断するように設計されている。図２に描写されたこの状態は、好ましくは比例弁として設計された設定デバイス２２が、完全に閉じていることを意味する。

圧縮比を変更するために油圧室１０内の圧力を上昇させようとする場合、供給部Ｚが設定デバイス２２を介して第２のリザーバ２３に流路接続され、比例制御を介して所望の値まで圧力が上昇する。漏れや定期的な消費に応じて、比例弁の全開流断面積が、例えば増加又は減少することになる。したがって、油圧室１０を満たすために大量の油圧媒体が必要な場合、設定デバイス２２内の流れ断面積はそれに従い増大し、その結果、ピストン３がその下側反転点の領域にある作業サイクルのその部分において、より多くの油圧媒体が油圧室１０内に流入することが可能となる。

供給部Ｚから第２のリザーバ２３への接続と平行に、第１のリザーバ１６もバックアップ管路１７２及び第３の逆止弁１７４を介して供給部Ｚに流路接続され、第３の逆止弁１７４は、油圧媒体が第１のリザーバ１６から供給部Ｚに流れることはできるが、逆方向に供給部Ｚから第１のリザーバ１６に流れることができないように、配置及び設計されている。さらに、バックアップ管路１７２における第３の逆止弁１７４と第１のリザーバ１６との間に、第１の絞り機構１７３が設けられている。バックアップ管路１７２は、設定デバイス２２が完全に閉じられ、したがって供給部Ｚが第２のリザーバ２３から切り離されたときでも、供給部Ｚの油圧媒体が枯渇して望ましくないドライ・ランニング状態が生じる可能性がないことを保証する役割がある。

全ての運転状態において、すなわち、例えば一定の圧縮比での運転中にピストン・ロッドの持ち上げが発生しないとされている運転状態においても、バックアップ管路１７２によって、供給部Ｚが少なくとも第１のリザーバ１６に流路接続されており、例えば漏出によって完全に枯渇する可能性はないことが保証される。ここで、第２の逆止弁２５は、油圧媒体が油圧室１０から供給部Ｚに逆流するのを防止する。

油圧管路Ｈにおける減圧器１５は、その高圧側で油圧室１０に流路接続されている。この目的で、減圧器１５は、その高圧側で排出管路１０１に流路接続されており、排出管路１０１は、油圧室１０から油圧媒体を排出する働きをする。

減圧器１５と平行に、排出管路１０１はリリーフ弁２６に流路接続されており、リリーフ弁２６は油圧室１０から油圧媒体を排出する働きをする。ここで、リリーフ弁２６は作動可能な二方弁として設計されており、その制御ポート２７は油圧管路Ｈを介して減圧器１５の低圧側に流路接続されている。したがってリリーフ弁２６は油圧によって作動する。したがって、リリーフ弁２６の制御ポート２７には、減圧器１５の低圧側に存在する圧力とほぼ同量の圧力が作用することになる。

図２に描写されているように、リリーフ弁２６がその開位置にある場合、排出管路１０１とドレン２８との間の流路接続が開通し、油圧媒体が油圧室１０から排出管路１０１及びリリーフ弁２８を通ってドレン２８に流出することができ、ドレン２８を介して油圧媒体が容器２９、例えばタンク又は水盤に流出することができる。リリーフ弁２６がその閉位置にある場合、リリーフ弁２６は排出管路１０１とドレン２８との間の流路接続を閉鎖して、油圧媒体は油圧室１０から容器２９に流出することができない。

このようにして、油圧室１０内と同じ圧力である排出管路１０１は、圧力交換のために油圧管路Ｈに２枝の並列分岐を介して接続され、すなわち、一方では高圧側が排出管路１０１に接続され低圧側が油圧管路Ｈに接続されている減圧器１５を介して、他方では制御ポート２７が油圧管路Ｈに接続されているリリーフ弁２６を介して、接続されている。

このように、制御ポート２７が、リリーフ弁２６をその閉位置に保つのに十分に高い圧力である限り、油圧媒体が油圧室１０からドレン２８を通って流出することはできない。油圧室１０から油圧媒体を排出するためには、制御ポート２７の圧力を逃がし、これによりリリーフ弁２６が開き、リリーフ弁２６及びドレン２８を介して油圧媒体を流出させることができる。

第２の実施例では、油圧管路Ｈは、このようにさらに、リリーフ弁２６が油圧室１０から油圧媒体を排出するための制御管路としての役割をなす。

第２の実施例でも、油圧管路Ｈは、その静止側において補充管路１７を介して第１のリザーバ１６に接続されており、補充管路１７は、固定点１４１と圧力センサ１１との間に位置する箇所で油圧管路Ｈ内に開口している。補充管路１７内には、第１の逆止弁１７１が設けられており、この逆止弁１７１は、油圧媒体が第１のリザーバ１６から油圧管路Ｈに流れることはできるが、油圧管路Ｈから第１のリザーバ１６に流れることはできないように位置している。

さらに、油圧管路Ｈは、その静止領域においてリリーフ管路３０に流路接続されており、このリリーフ管路３０には、ここでは遮断素子として設計されている作動可能なスイッチング素子３１が設けられており、スイッチング素子３１は、リリーフ管路３０を通る通行を選択的に開閉する。例えば、スイッチング素子３１は作動可能な遮断弁として、例えば二方弁として、設計されている。スイッチング素子３１は、例えば第４の信号線Ｓ４を介してエンジン制御システム１００に信号接続されており、その結果、エンジン制御システム１００は制御素子３１を作動させることができる。

本実施例では、リリーフ管路３０は、別の容器３２、例えばタンク又は水盤に開口しており、これは容器２９と同じものであってよい。

スイッチング素子３１がリリーフ管路３０の通行を遮断している限り、油圧管路Ｈ内は、油圧室１０内の油圧に比例する、減圧器１５を介して減圧された圧力であり、それにより、圧力センサ１１及び評価ユニット１２を用いて燃焼室４内におけるシリンダ圧を決定することが可能である。さらに、排出管路１０１はリリーフ弁２６を介して閉じた状態に保たれている。

例えば、圧縮比を下げるために油圧媒体を油圧室１０から排出させようとする場合、エンジン制御システム１００は、スイッチング素子３１がリリーフ管路３０を通る通行を開放するように第４の信号線Ｓ４を介してスイッチング素子３１を作動させる。これによって、油圧管路Ｈの圧力が逃がされ、特にリリーフ弁２６の制御ポート２７にかかる圧力が降下する。これによってリリーフ弁２６が開き、油圧媒体は、排出管路１０１及びドレン２８を介して油圧室１０の外に流出することができる。

ここで、補充管路１７内の第２の絞りデバイス１７５は、第１のリザーバ１６からの十分な量の油圧媒体の流入を妨げ、その結果、油圧管路Ｈ内の圧力は所望の通り降下し、リリーフ弁２６が開位置に切り替わる。

図３は、本発明による大型ディーゼル・エンジン１の第３の実施例を概略図で例示している。第３の実施例の以下の説明では、第１の実施例及び第２の実施例との相違点のみが、より詳細に記述される。それ以外の第１の実施例及び第２の実施例の説明は、第３の実施例にも同様に、又は類似したやり方で適用される。第３の実施例では、第１の実施例及び第２の実施例と同じ部品又は等しい機能の部品は、同じ参照符号で指定されている。

第３の実施例でも、第２の実施例と同様に、油圧室１０のリリーフに役立つ油圧接続が、圧力測定用の油圧管路Ｈとして使用されており、すなわち、圧力伝達デバイス１３のトグル・レバー１４が油圧室１０の圧力リリーフを作動させるのにも使用される。

しかしながら、第２の実施例とは異なり、リリーフ弁２６の制御管路として追加的に働く油圧管路Ｈは、第３の実施例では、第１のリザーバ１６又は第２のリザーバ２３のいずれかに任意選択で接続可能である。この目的で、スイッチング素子３１は、第３の実施例では切替弁、例えば三方弁／二方弁として設計されており、その出口が油圧管路Ｈに流路接続されたリリーフ管路３０に接続されている。スイッチング素子３１の２つの入口のうち、一方が補充管路１７を介してより低い圧力である第１のリザーバ１６に流路接続され、他方が供給管路２３１を介して高圧である第２のリザーバ２３に流路接続されている。さらに、第４の逆止弁２３２が供給管路２３１内に設けられており、第４の逆止弁２３２は、油圧媒体が第２のリザーバ２３からスイッチング素子３１に流入するのを可能にするが、油圧媒体が供給管路２３１を介して第２のリザーバ２３内に逆流するのは妨げるように、位置し、設計されている。

スイッチング素子３１が図３に描写された切替位置にある場合、油圧管路Ｈは、リリーフ管路３０及び補充管路１７を介して第１のリザーバ１６に流路接続される。スイッチング素子３１がもう一方の切替位置にある場合、油圧管路Ｈは、リリーフ管路３０及び供給管路２３１を介して第２のリザーバ２３に流路接続される。

図３に描写されたスイッチング素子３１の切替位置は、好ましくは、ＶＣＲシステムが作動していないときにのみ使用される。油圧管路Ｈが第１のリザーバ１６に流路接続されている場合、リリーフ弁２６の制御ポート２７には、第１のリザーバ１６におけるより低い圧力のみが印加される。第１のリザーバ１６内の低圧がどのくらい大きく選択されるかによっては、第１のリザーバ１６内の低圧が、リリーフ弁２６を閉位置に保つのに十分でない可能性がある。したがって、図３に描写されたスイッチング素子３１の切替位置は、好ましくは、ＶＣＲシステムが作動していないときにのみ選択される。

ＶＣＲシステムが作動中であるとき、又はＶＣＲシステムを作動させているとき、スイッチング素子３１は、油圧管路Ｈが、リリーフ管路３０及び供給管路２３１を介してより高い圧力である第２のリザーバ２３に流路接続される、切替位置に置かれる。ここでは、リリーフ弁２６の制御ポート２７により高い圧力が印加されるので、確実にその閉位置に戻され、そこで保持される。第４の逆止弁２３１は、油圧管路Ｈ内の圧力が第２のリザーバ２３の圧力よりも大きくなる場合の油圧媒体の逆流をも防止するので、このとき圧力センサ１１及び評価ユニット１２を用いて、油圧管路Ｈを介してシリンダ圧を決定することができる。

第３の実施例では、補充管路１７内に逆止弁１７１を設けることは必須ではないが可能である。

第３の実施例は、特に、ＶＣＲシステムが作動していないときでも油圧管路Ｈが第１のリザーバ１６に流路接続されているので、ＶＣＲシステムが作動していなくてもトグル・レバー１４又は油圧管路Ｈが油圧媒体で満たされたままになり、枯渇し得ないという利点を有する。

図４は、本発明による大型ディーゼル・エンジン１の第４の実施例を概略図で例示している。第４の実施例の以下の説明では、第１の実施例、第２の実施例及び第３の実施例との相違点のみが、より詳細に記述される。それ以外の第１の実施例、第２の実施例及び第３の実施例の説明は、第４の実施例にも同様に、又は類似したやり方で適用される。第４の実施例では、第１の実施例、第２の実施例及び第３の実施例と同じ部品又は等しい機能の部品は、同じ参照符号で指定されている。

第４の実施例では、圧力の測定は、油圧媒体を油圧室１０に送り込む供給部Ｚを介して行われる。これは、第４の実施例では、供給部Ｚが圧力測定用の油圧管路Ｈとして使用されることを意味する。第４の実施例の図４では、圧力測定用の油圧管路Ｈが破線で描写されているので、供給部Ｚも破線で描写されている。

図４において、リリーフ弁２６を作動させるための制御管路は、実線で描写され、参照符号Ｌで指定されている。

第４の実施例では、圧力測定用の油圧管路Ｈとして供給部Ｚが使用されるため、減圧器１５は、低圧側で供給部Ｚに流路接続されている。減圧器１５は、流れ方向に関してトグル・レバー１４と第２の逆止弁２５との間に位置する低圧側の箇所で、供給部Ｚに接続されている。減圧器１５は、高圧側で油圧室１０に流路接続され、それにより減圧器１５の高圧側は、油圧室１０内における圧力で印加されている。減圧器１５は、第２の逆止弁２５と平行に位置している。

供給部Ｚは、供給部Ｚの非静止領域において、圧力測定用の油圧管路Ｈとして使用される。供給部Ｚの静止領域には分岐部１４２が設けられ、分岐部１４２では油圧管路Ｈが供給部Ｚから分岐して圧力センサ１１に向かって延在する。この分岐部１４２から、供給部Ｚは設定デバイス２２まで延在している。第２の実施例に関連して既に説明されたように、設定デバイス２２は、図４に描写されているように、供給部Ｚをより高い圧力である第２のリザーバ２３に任意選択で接続するように、又は供給部Ｚと第２のリザーバ２３との間の流路接続を完全に閉じるように、設計されている。図４に描写されたこの状態は、好ましくは比例弁として設計された設定デバイス２２が完全に閉じていることを意味する。

油圧管路Ｈを介した圧力の測定を可能にするために、分岐部１４２と設定デバイス２２との間の流路接続部に第５の逆止弁２２１が設けられており、第５の逆止弁２２１は、油圧媒体が設定デバイス２２から分岐部１４２に流入するのを可能にするが、油圧媒体が分岐部１４２から設定デバイス２２の方向に逆流するのは妨げるように、位置し、設計されている。

第３の実施例に基づいて説明されたやり方と類似のやり方で、制御管路Ｌを、リリーフ弁２６を作動させるために、第１のリザーバ１６（より低圧）又は第２のリザーバ２３（より高圧）のいずれかに任意選択で流路接続することができる。

ここで、油圧室１０への油圧媒体の充填又は補充は、ピストン３がその下側反転点の領域にあるときにも行われるが、これはここで油圧室１０内の圧力が作動サイクルを通して最も低くなるからである。第５の逆止弁２２１及び第２の逆止弁２５は、例えば漏出によって失われた分を補償するために、それ自体知られているやり方で油圧媒体が油圧室１０に流入するように開く。減圧器１５は、例えば、減圧器１５の圧力ピストンを変位させることにより、油圧媒体によってその初期位置になる。ピストン３の圧縮ストロークの過程でシリンダ２内の圧縮が開始するとき、油圧室１０内の圧力が上昇し、それによって第２の逆止弁２５が閉じる。油圧室１０への油圧媒体の流入が停止するとすぐに、第５の逆止弁２２１も閉じる。減圧器１５は、油圧室１０における油圧に比例して、したがってシリンダ圧に比例して、油圧管路Ｈの圧力を上昇させる。油圧管路Ｈにおける圧力は、油圧管路Ｈの静止側の圧力センサ１１によって検出され、シリンダ２の燃焼室４内のシリンダ圧を決定するための評価ユニット１２に送信される。

図５は、本発明による大型ディーゼル・エンジン１の第５の実施例を概略図で例示している。第５の実施例の以下の説明では、これまでに述べた実施例との相違点のみが、より詳細に記述される。それ以外のこれまでに述べた実施例の説明は、第５の実施例にも同様に、又は類似したやり方で適用される。第５の実施例では、これまでに述べた実施例と同じ部品又は等しい機能の部品は、同じ参照符号で指定されている。

第５の実施例では、圧力センサ１１がクロスヘッド７と一緒に移動するように、圧力センサ１１がクロスヘッド７上に位置している。このように、第５の実施例では、圧力センサ１１は静止しておらず、しかしながらエンジン・ハウジングに対して相対的に移動する。圧力センサ１１によって決定された値は次いで、必須ではないが典型的には、定置された評価ユニット１２に送信される。圧力センサ１１から評価ユニット１２へのこの送信は、無線信号接続で、例えば、圧力センサ１１上の送信機と評価ユニット１２上の受信機を介して行うことができる。可撓性ケーブルとして設計され、評価ユニット１２を評価ユニット１２に対して相対的に移動可能である圧力センサ１１に接続する第１の信号線Ｓ１によって、送信を行うことも可能である。そのようなケーブルは、例えばトグル・レバー上又はトグル・レバー内部に位置することができる。これは特に、大型ディーゼル・エンジン１におけるトグル・レバーの１つであってもよく、例えば、クロスヘッド７内又はピストン・ロッド６内に潤滑媒体又は冷却媒体を導入するために、定置されたエンジン・ハウジング２００と運転状態において動いているクロスヘッド７との間に位置する。第１の信号線Ｓ１の誘導用に、ピストン・ロッド６を変位させるために油圧媒体を油圧室１０に送り込むトグル・レバーを使用することもできる。当然ながら、第５の実施例において減圧器１５は、油圧室１０と圧力センサ１１との間の油圧管路Ｈにも設けることができる。

Claims (15)

1. 少なくとも１つのシリンダ（２）であって、シリンダ軸（Ａ）に沿って往復移動可能に配置されたピストン（３）によって限定される燃焼室（４）を有する少なくとも１つのシリンダ（２）と、
   回転可能なクランクシャフト（９）と
   を備える大型ディーゼル・エンジンであって、前記ピストン（３）が、クロスヘッド・ピン（７１）を有するクロスヘッド（７）にピストン・ロッド（６）を介して接続され、前記クロスヘッド（７）が、プッシュ・ロッド（８）を介して前記クランクシャフト（９）に接続され、前記クロスヘッド・ピン（７１）に油圧室（１０）が設けられ、前記油圧室（１０）が前記ピストン・ロッド（６）によって限定され、圧縮比を調節するために、前記油圧室（１０）によって前記ピストン・ロッド（６）が前記クロスヘッド・ピン（７１）に対して前記シリンダ軸（Ａ）の方向に変位可能である、大型ディーゼル・エンジンにおいて、
   前記油圧室（１０）内の油圧を決定することができる圧力センサ（１１）と、前記油圧によって前記燃焼室（４）内のシリンダ圧を決定することができる評価ユニット（１２）とが設けられていることを特徴とする、大型ディーゼル・エンジン。
2. 前記圧力センサ（１１）が、前記クロスヘッド（７）と一緒に移動するように前記クロスヘッド（７）上に位置付けられる、請求項１に記載の大型ディーゼル・エンジン。
3. 前記圧力センサ（１１）が、エンジン・ハウジング２００に対して固定的な位置にある測定点に設けられる、請求項１に記載の大型ディーゼル・エンジン。
4. 前記油圧室（１０）内の前記油圧を前記圧力センサ（１１）に伝達することができる油圧伝達デバイス（１３）が設けられる、請求項３に記載の大型ディーゼル・エンジン。
5. 前記油圧伝達デバイス（１３）が、一方で前記クロスヘッド（７）に、他方で前記エンジン・ハウジング（２００）に接続されたトグル・レバー（１４）を有する、請求項４に記載の大型ディーゼル・エンジン。
6. 前記トグル・レバー（１４）が、油圧媒体を前記油圧室（１０）に供給することができる供給部（Ｚ）を有する、請求項５に記載の大型ディーゼル・エンジン。
7. 前記トグル・レバー（１４）が、前記油圧室（１０）から前記油圧媒体を排出するためのリリーフ弁（２６）のための制御管路（Ｈ）を有する、請求項５又は６に記載の大型ディーゼル・エンジン。
8. 前記油圧伝達デバイス（１４）が減圧器（１５）を有し、前記減圧器（１５）は、前記油圧室（１０）内の前記油圧を印加されることができ、且つこの圧力を低減する、請求項４から７までのいずれか一項に記載の大型ディーゼル・エンジン。
9. 前記減圧器（１５）が前記クロスヘッド（７）上に位置している、請求項８に記載の大型ディーゼル・エンジン。
10. 前記減圧器（１５）が高圧側と低圧側とを有し、前記高圧側が前記油圧室（１０）に流路接続され、前記圧力センサ（１１）には、前記低圧側における圧力を印加することができる、請求項８又は９に記載の大型ディーゼル・エンジン。
11. 前記減圧器（１５）が、前記油圧室（１０）から前記油圧媒体を排出するための排出管路（１０１）に流路接続される、請求項８から１０までのいずれか一項に記載の大型ディーゼル・エンジン。
12. 油圧媒体を前記減圧器（１５）の前記低圧側に供給することができる、請求項１０又は１１に記載の大型ディーゼル・エンジン。
13. 長手方向掃気式２ストローク大型ディーゼル・エンジンとして設計された、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の大型ディーゼル・エンジン。
14. 燃焼のために液体燃料が前記燃焼室（４）に導入される液体モードで運転可能であり、さらに、燃焼のためにガスが前記燃焼室（４）に導入される気体モードで運転可能である二元燃料大型ディーゼル・エンジンとして設計された、請求項１３に記載の大型ディーゼル・エンジン。
15. 大型ディーゼル・エンジンにおいてシリンダ圧を決定する方法であって、前記大型ディーゼル・エンジンが、
    少なくとも１つのシリンダ（２）であって、シリンダ軸（Ａ）に沿って往復移動可能に配置されたピストン（３）によって限定される燃焼室（４）を有する少なくとも１つのシリンダ（２）と、
    回転可能なクランクシャフト（９）と
    を備え、前記ピストン（３）が、クロスヘッド・ピン（７１）を有するクロスヘッド（７）にピストン・ロッド（６）を介して接続され、前記クロスヘッド（７）が、プッシュ・ロッド（８）を介して前記クランクシャフト（９）に接続され、前記クロスヘッド・ピン（７１）に油圧室（１０）が設けられ、前記油圧室（１０）が前記ピストン・ロッド（６）によって限定され、圧縮比を調節するために、前記油圧室（１０）によって前記ピストン・ロッド（６）が前記クロスヘッド・ピン（７１）に対して前記シリンダ軸（Ａ）の方向に変位可能である、方法において、
    前記油圧室内の油圧が圧力センサ（１１）によって決定され、また評価ユニット（１２）が、前記燃焼室（４）内の前記シリンダ圧を前記油圧によって決定することを特徴とする、方法。

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