JP6376583B2 - 潤滑剤捕集装置 - Google Patents
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Description
作動状態において、ピストンは、典型的にはシリンダーランニングスリーブ(ライナー)として機能するシリンダーの壁の表面を滑る。この観点から、シリンダーの潤滑及び/又はピストンの潤滑が与えられる。一方において、ピストンはシリンダー内を可能な限り容易に滑らなければならず、このことは妨害されてはならず、他方では、ピストンは、燃焼過程において生成されたエネルギーを機械的装置に効率的に伝達することを確保するためにシリンダー内の燃焼スペースを可能な限り良好にシールする必要がある。
このため、大型のジーゼルエンジンの運転の間は代表的には潤滑剤が使用され、典型的には潤滑油の状態でピストンの良好な運動(ランニング)特性の達成とピストン及びピストンリングの運動表面の摩耗を可能な限り低く維持するために使用される。更に、潤滑油は、腐食の防止と共に有害な燃焼生成物を中和する機能を持つ。これらの多様な要求により、非常に高い品質と高価な材料が代表的に潤滑剤として使用される。
この理由により、潤滑剤の消耗をできるだけ低くして作動するモータの特に効率的、経済的な作動についての要求が存在している。潤滑剤の消耗は、もはや潤滑の役割を果たさない潤滑剤の量として理解でき、それは潤滑過程で消耗、即ち失われた潤滑剤の量である。この損失は、また、潤滑剤が燃焼ガス中に滴下することによりもたらされる。潤滑剤は燃焼スペース内に達し、そこで自発的に着火して燃焼し、着火不良又はシリンダー内部空間に堆積という望ましくない結果をもたらす。
これにより、酸化窒素(NOx)放出に関連する燃焼及び潤滑剤の燃焼により生ずる他の汚染がかなり減少する。しかしながら、この例では、反応生成物の除去は、燃焼スペース内で潤滑剤の燃焼によりすでに生じている。
ピストンジャケット表面、ピストン上端、ピストン下端を持つピストンの、シリンダーのシリンダースリーブに沿ってピストン上死点からピストン下死点まで、及びその逆の運動。ピストンは、ピストン本体に設けられる潤滑剤捕集装置を含む。ピストンの下死点から上死点への運動の間、ピストン、シリンダースリーブ及びシリンダーヘッドの内側の間に存在するガスは燃焼スペース内で圧縮される。シリンダースリーブに沿ったピストンの運動の間、ピストンの滑動面とシリンダースリーブの潤滑が行われる。潤滑剤捕集装置は、潤滑剤が燃焼スペースに達するのを防ぐための、ピストンジャケット表面の凹所と潤滑剤含有ガスを受けるための通路を含み、前記通路は凹所においてピストン本体に連接する。ピストンの運動中及び/又はピストンがシリンダースリーブ内の捕集開口を覆う間、潤滑剤含有ガスは前記通路を経て貯蔵器に案内される。凹所内部の圧力は燃焼スペースより低く、また、捕集スペース内の圧力より低いため、潤滑剤含有ガスは、凹所とシリンダースリーブとピストンジャケット面によって形成される中間スペースから抽出される。潤滑剤含有ガスは分離要素に案内される。潤滑剤は分離要素においてガスと分離され、これにより、ガスは清浄され、潤滑剤は捕集される。潤滑剤はリサイクル、即ち、シリンダースリーブの潤滑のために再利用される。
分離要素及び/又はフィルタ要素の機能は前述の態様のものと変わるものでなく、したがって、前述の説明を参照されたい。
2 ピストンシリンダー装置
3 ピストン
4 ピストンジャケット表面
5 ピストン上端面
6 ピストン下端面
7 潤滑剤捕集装置
8 ピストン内側スペース
9 通路
10 潤滑剤含有ガス
11 凹所
12 溝
13 貯蔵器
14 ピストンリング
16 中間スペース
17 シリンダースリーブ
19 掃気用開口
20 シリンダー
21 シリンダーヘッド
22 内側面
24 掃気スペース
25 孔
26 リング状通路
27 入口端
29 偏向要素
30 スロットル要素
35 ニーレバー
36 伸縮管
37 スタンド
Claims (12)
- 内燃機関、特に大型エンジン(1)又は圧縮機用のピストンシリンダー装置(2)であって、シリンダー(20)及びピストン(3)を含み、
前記シリンダー(20)はシリンダー内側スペース(18)を画成するシリンダースリーブ(17)を有し、前記ピストン(3)はピストンジャケット面(4)、ピストン上端面(5)及びピストン下端面(6)を有し、
前記ピストン(3)はピストン本体(8)内に設けられる潤滑剤捕集装置(7)を含み、
前記潤滑剤捕集装置(7)は、前記ピストン本体(8)内のリング状通路(26)と、2つの隣接するピストンリング(14、15)の間に設けられた前記ピストンジャケット面(4)における凹所(11)と、潤滑剤含有ガス(10)を受け入れるために前記凹所(11)の周囲に設けられた複数の穴(25)とを含み、前記潤滑剤含有ガス(10)が運転状態において前記複数の穴(25)及び前記リング状通路(26)を経て貯蔵器(13)へ案内されるように、前記複数の穴(25)のそれぞれは、前記凹所(11)から前記リング状通路(26)へ連通し、
中間スペース(16)が、ピストンジャケット面(4)及び前記シリンダースリーブ(17)の間に設けられ、前記中間スペース(16)は、前記ピストンリング(14、15)によって画成され、前記凹所(11)を含むことを特徴とするピストンシリンダー装置(2)。 - 前記ピストンジャケット面(4)に溝(12)が形成され、中間スペース(16)が前記溝(12)によって形成される請求項1に記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記溝(12)が円周方向に形成される溝である請求項2に記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記シリンダー(20)は複数の掃気用開口を含むシリンダースリーブ(17)を持ち、前記ピストン(3)が前記掃気用開口(19)を覆うとき潤滑剤含有ガス(10)が前記凹所(11)内に案内される請求項1乃至3のいずれかに記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記シリンダー(20)は前記シリンダースリーブ(17)と接合する内側面(22)を持つシリンダーヘッド(21)を備え、燃焼スペースがピストン上端面、前記シリンダースリーブ(17)及び前記シリンダーヘッド(21)の内側面(22)によって画成され、
掃気用スペース(24)が前記ピストン下端面(6)に接し、前記凹所(11)内部の流体圧が前記燃焼スペース及び前記掃気用スペース(24)より低い、請求項1乃至4のいずれかに記載のピストンシリンダー装置(2)。 - 複数の穴(25)の数は、掃気用開口(19)の数と相関し、特に、掃気用開口の数に等しい、掃気用開口の数の倍数である、又は掃気用開口の数の分数倍とされる、請求項4に記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記リング状通路(26)は、分離要素及び/又はフィルタ要素と流体接続される請求項1乃至6のいずれかに記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記リング状通路(26)は、出口端(28)に接続され、該出口端(28)は、分離要素に連通する請求項1乃至7のいずれかに記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記凹所(11)は、液体潤滑剤を前記ピストンジャケット面(4)に偏向させるための偏向要素(29)を持つ入口端部(27)として設計される請求項1乃至8のいずれかに記載のピストンシリンダー装置(2)。
- スロットル要素(30)及び/又はバルブ(31)及び/又はポンプ(32)が前記入口端部(27)の下流側に設けられる請求項9に記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記スロットル要素(30)及び/又はバルブ(31)及び/又はポンプ(32)は、流体の流れを制御する制御装置(30)を含む請求項10に記載のピストンシリンダー装置(2)。
- 前記リング状通路(26)は通路(9)に接続され、ピストン(3)を通りピストンロッド(34)内及び/又はニーレバー(35)内及び/又は伸縮管(36)内及び/又はスタンド(37)内へ延びる請求項1乃至11のいずれかに記載のピストンシリンダー装置(2)を含む大型エンジン(1)。
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