JPH06510349A - 大型ピストン機械、とくに舶用ディーゼルエンジンにおける作業シリンダのスポット潤滑用潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 大型ピストン機械、とくに舶用ディーゼルエンジンにおける作業シリンダのスポ ット潤滑用潤滑装置本発明は大型ピストンエンジンシリンダ、とくに舶用エンジ ンにおいて一つ以上の潤滑点にオイルを定量供給（ｄｏｓ　ｉｎｇ）する潤滑装 置、とくに特許請求の範囲第１項の導入部に記載された方法に関する。

このため、いわゆる集中潤滑装置を使用することか普通であり、各装置は一つ以 上のシリンダの潤滑点に連結して、オイルの部分をそれぞれの連結管を通して種 々の注油点に適切な瞬間に押出すことによって作動された。

これらの瞬間または短い時間間隔はシリンダ内のエンジンピストンの運動に対し て正確に限定され、考慮された潤滑点を通るオイルの供給は、理想的に正確にピ ストン上の一組の関連するピストンリングが関連する注油点を通過する短い経過 時間内に実施される。もしオイルか、シリンダ壁かそれぞれ、ピストンリングと くにオイルかきリングによって、個々の関連する潤滑点に正確に隣接して掃過さ れない瞬間に供給されるならば、シリンダ壁の潤滑は有効でない。

通常、集中潤滑装置はエンジンクランク軸の回転と同期して制御され、したかっ て合理的に適切な瞬間に種々の給油点に潤滑オイルの種々の部分を供給するよう に装置を調節することは比較的容易である。しかしながら、潤滑パルスの合理的 に正確な開始および終了を含む最善の潤滑を得ることは困難であることが証明さ れ、そのため、正確な短い経過時間の間にオイルの定量供給を実施するためこの 経過時間をこえて潤滑期間を延長することは必要であり、またそれはある程度の オイルの浪費を生ずる。この理由は潤滑装置と給油点との間の外部管系に発生す る弾性的またはアキュムレータ効果であり、これらの管系の最大長さに対応して もっともいちじるしい。

管系は取付けるのが合理的に容易でなければならず、またそれらか頑丈でかつ剛 性的でありうる度合は限定される。さらに、管内の柱状のオイルにはある程度の 弾性が存在する。

しかしながら、デンマーク国特許第８１２７５号から、集中潤滑装置が、個々の 給油点またはこれらのグループのごく近くに設置されしかして比較的短い管系に よってそれに連結された、定量供給ユニットと置換またはそれを追加されたもの が公知であり、これらのユニットは高圧オイル管と給油点との間の制御される閉 鎖弁として作用する。関連する弁部材はばねまたは重量負荷により開放位置に向 って作動され、一方それらは、エンジン回転と同期して作動されるスイッチユニ ットから、それらが丁度正確な瞬間にかつ適当に短く継続する経過時間の間開数 するため自動的に作動するように、閉鎖位置に向って電磁的に作動される。関連 する刊行物において、対応する定量供給弁の純粋な時間制御か試験されたか、こ のことは正確なオイル量の噴射を確保するものでな（、この背景のもとてオイル ポンプからの容積的定量供給ならびに定量供給弁の時間制御の双方を組合わせて 用いることが提案された。これにより、弁はオイルポンプが、長い連結管におけ るはね効果にも係オつらず、給油点に高圧を発生した後突然に開放することなら びに、その圧力がポンプからの容積的定量供給の終りに低下し始める前に突然閉 鎖することを可能にしている。ここで個々の連続した給油の間所望のように高い 噴射圧力を維持することは可能であるが、設備全体はいちじるしく高価になり、 変化する運転状態に従って有効に噴射されるオイル量の迅速な、自動的に制御さ れる調節を実施することは困難である。前記提案には個々の定量供給ユニットの 入口の直ぐ近くに設置された高圧オイルアキュムレータを使用するのが有利であ り、比較的突然の弁の開放によりオイルの所望の高い供給圧力をとくに安全な方 法で維持することが記載されてさえいる。同じ背景に基づいて、ある種の弾性か 高圧オイルに対して長い供給管において発生することはまったく好都合であり、 また一般にオイルポンプからのオイルの供給と給油点におけるオイルの流入の間 に対応か存在しなけれはならない。

従来技術に従って、本発明に関連する基本的配慮は、集中潤滑装置の使用によっ て基本的に達成されるような、この量を調節することが適切であるにしても、主 目的は一回転当たりの決定されたオイル量による潤滑であり、その装置にはスト ロークの調節可能なピストンポンプが個々の給油点またはそのグループにオイル を押出すため設けられている。本発明に関しては、この理論は公知の示唆の部分 的実施によって、すなわち請求項１に記載の特徴事項に記載されたように実施さ れる潤滑装置によって、すなわち理論的に容積的定量供給ならびに局部的に設置 された定量供給装置による時間制御を実施することによって、前記関連した問題 なしにきわめて良く適用されることか認められるだけである。

定量供給ユニットは容積的に決定されたオイル部分を取入れまた排出するように 構成され、後者はピストンエンジンの運転速度またはオイルの粘性に係わらず正 確なものとすることができ、また定量供給か制御可能であるその事実によって、 適合は発生するパラメータの変化に従って容易に達成され、パラメータの変化、 たとえばオイルの粘性の変化は、そのような適合を好ましいものとする。定量供 給ユニットは、たとえばシリンダの固定された端部と反対側の端部との間を変位 しうるピストンまたはピストンプラグを備えた単一シリンダのような、きわめて 簡単な方法で実施され、外側から軸方向に挿入しうる停止ロットが設けられ、ロ ッドは外側でステップモータの形状のような駆動設備にスピンドルおよびナツト で結合され、ステップモータは制御ユニットによって制御され、迅速かつ容易に 停止ロッドを高い精度で適当な位置に移動する。高圧オイルはシリンダにそれ自 体の圧力によってピストンか軸方向停止片に接触するまて充填するのに使用され 、その後高圧オイルはたとえばピストンの反対側のシリンダ空間に連結されて計 量された容積のオイルを給油点に排出するため使用される。しかして、定量供給 はそれ自体の弁制御を除いて、それ以上の作動エネルギを必要としない。

定量供給ユニットは、それを充填するため高圧オイル人［］に、またオイルを供 給するため給油点に交互に連結される作動空間、および対応して交互にそれぞれ 戻り管にまた高圧オイル人口に連結しつる高圧室を備えた単動式とすることがで き、ピストンは高圧室の室内のオイルを作動空間の充填中押出し、また計量され たオイル容積を押出すため高圧オイルによって前方に押される。この実施例によ って差動ビス１〜ンを使用することができ、その一部は作動室に対して直径か大 きい加圧室において作動し、このピストンと狭い作動ピストンの間の空間は単に 永久的に前記戻り管に連結される。ここに通常のオイル圧力は定量供給ユニット において局部的にいちじるしく増加した給油圧力を発生するため使用される。

定量供給ユニットはまた複動とすることもでき、ピストン両側のシリンダ室がそ れぞれ交互に高圧オイル入口および給油点に連結可能である。そのような装置に よって、前記戻り管はまったく廃止することができる。またこの装置によって、 戻り管が使用されなければならないとしでも、二重の差ピストンを使用しうるも のである。

下記において、本発明は図面を参照して一層詳細に説明されるか、その中で、 第１図は舶用ディーゼルエンジンの単一シリンダの略側面図であり、 第２図はシリンダに設置して使用される個々のオイル噴射ユニットの一層詳細な 断面図であり、第３図は噴射ユニットの変型実施例の対応する断面図である。

第１図に示されたシリンダは複数の給油孔４か設けられたシリンダライナ２を有 し、各給油孔は短管６を通って対応する噴射ユニット８に連結されている。これ らのユニット８は、タンク１４から吸込む高圧ポンプ１２から供給管ＩＯを通っ て高圧オイルを供給され、タンクには供給管１６か図示しない潤滑オイルの供給 源からまた戻り管１８かユニット８から通じている。電気制御ケーブルは制御ユ ニット２２から個々のユニット８まで破線で示されている。

図示された、通常の好ましい方法によって、シリンダはピストン２４を備え、ピ ストンはピストンロッド２６および連接環２８を介してクランクハウジング内の クランク３０．３２に連結されている。ピストンには、一対のピストンリングま たは油かきリング３６がピストン頂部付近に設置されていることか示唆され、理 想は、各給油点４から潤滑オイルかこの一対のリングが対応する給油照を通過す る丁度そのとき噴射されることであり、そのことは実際には潤滑オイルの噴射は きわめて短い経過時間の間に強い力で実施されるべきであることを意味している 。

好ましい実施例における個々の噴射ユニットは、第２図に示すように構成されて いる。主要部分として、各ユニットは切換弁４４に連結された流出管４２を備え たピストンシリンダ４０を有し、アクチュエータユニット４６によって＃Ｉ？Ｉ Ｊされるその切換弁は、それぞれ噴射管６およびオイル供給管１０に連結するよ うに切換えられる。

短管６は給油孔４からオイルが逆流するのを阻止する逆止弁７を備えている。

ピストン４８はシリンダ４０に取付けられ、そしてシリンダ４０はその後端にお いて切換ユニット５２に通ずる導管５０に連結される。切換ユニットは、流出管 ４２が噴射管６に連結されるとき導管５ｏが高圧オイル管ＩＯに連結され、一方 、流出管４２か高圧オイル管ｉｏに連結されるとき、導管５０か戻り管１８に連 結されるように、切換弁４４と共働する。

ピストン４８の上方にはシリンダ４０の上方後端を通って突出するロット５４か 設置され、そのロッドはピストン４８の最大後退位置を決定する。図示しない方 法で、このロッドは回転しないように固定されその外端で固定ナツト５６に螺合 し、ナンドは第１図の制御ユニット２２によって制御されるステップモータ５８ により回転される。

圧力ドランスジューサ６ｏは管５ｏと連結して設置され、場合により対応するト ランスジューサをシリンダ４０の流出管４２にも設置することができる。これら のトランスジューサは、たとえば制御および監視のため制御ユニット２２に接続 することができる。準備の段階において弁ユニット４４．５２は、管４２がシリ ンダ４ｏの下端て高圧管１０に連結され、一方シリンダ４ｏの上端において管５ ０が戻り管１８に連結される位置に保持される。そこで、高圧オイルはシリンダ ４ｏの下端に噴射され、ピストン４８は停止ロッド５４の端部に接触するまで上 方に押される。それにより、正確に決められた容積のオイルか停止ロッド５４の 位置決めによって、すなわちケーブル２ｏを通る制御ユニット２２がらモータ５ ８によって受信された信号によって定められる、ピストン４８下方のシリンダ４ ０内において計量される。第１図に矢印によって示されたように、制御ユニット ２２は複数の異なった、関連する情報を装置の種々のセンサがら受信し、シリン ダ４ｏに噴射されるオイルの容積を給油孔４を通ってこの容積を引続いて供給す るのに適当なものとする。

一対のピストンリングまたは油かきリング３６が給油孔４を通過する直前、制御 ユニット２２は弁ユニット４４．５２を切換えるため作動ユニット４６に電流を 伝送する。このことは、シリンダの下端が管６を通して給油ＪＬ　４に連結され 、また、このシリンダの上端が管５０を通って高圧管ｌＯに連結され、高圧オイ ルかピストン４８上方の空間に輸送されることを意味している。それにより、こ のピストンはピストン前方のオイル部分をピストン前方において大きい力で排出 するように強力に下方に押し、きわめて短い経過時間の間に給油孔４を通して供 給し、開放期間の開始状態ならびに終了状態を突然実現する。

その直後ユニット４６は切換弁４４：５２を再設定するため作動され、再び新し いオイル部分がシリンダ４０の上方空間に充填される。充填はピストン４８が停 止ロッド５４に接触するまて再び実施され、ロッドの位置は異なった関連するセ ンサからの信号に基づき、制御ユニット２２からステップモータ５８の制御によ って随時調節される。しかして、所望の基準に従って制御を実施することは、入 力ならびに基準の相対的または相互の重みっけが制御ユニット２２において実施 される限り、機械的に完全に複雑てないものとされる。たとえば、モータ負荷の 減少が検出されるとオイル規定量を減少するように調節され、同時に主要な機能 として、その減少を含む突然のモータ負荷の変化かまさに起こるならばそのよう な変化はそうしないとシリンダの摩耗を増加するため、供給数を増加することが 望ましい。供給数の増加は変化が起こった後のある期間、たとえば１５〜３０分 の間維持すべきてあり、それは潤滑の増加か維持される期間の最善の長さに影響 を与える状態を検出するため、そこに接続されたタイマおよび光学的センサによ って容易に調節される。本発明の目的は関連する制御パラメータを一層詳細に示 すことではなく、制御ユニット２２が最終的結果をそれぞれモータ５８または関 連する調節装置に、またこの作動の特性に係わりなく、ここの定量供給ユニット の作動ユニット４６．５４に伝送するときだけ、単に定量ユニットかすへての考 えうるパラメータにしたがって容易に制御可能であるようにすることである。

定量供給か大きい力および速度で実施されるようにするため、図示の装置に関連 して高圧オイルアキュムレータか流入管ｌＯに各切換ユニット５２の直前または 定量供給の種々の局部的グループの前方に、たとえば流入管ＩＯよりいく分大き い直径の僅かに弾性的の容器の形として設置されるのが好ましく、オイルの所要 量は弁４４゜５２の作動によりきわめて迅速にシリンダ４０の後端に流れ、流入 管ｌＯとくに大きい直径を持たせることを必要としない。

第３図に示された定量供給ユニットの実施例において、入口１０の高圧オイルは なお定量のオイルをピストン前方の計量室から供給するためピストン４８を前方 に加圧するため使用されるか、ここではユニットは複動ユニットとして構成され ている。位置Ｉにおいて、図示された切換弁６２は、高圧オイルを管ｌＯから管 ６４を通ってシリンダ４０の右側端部に輸送し、一方シリンダの左側端部は位置 Ｉにおいて管６８を通って平行な切換弁６６に連結されている。この弁は短管７ ０を通って永久的に対応する潤滑点に連結されている。

前記のように管６４および６８はそれぞれ切換弁６２および６６の位置ｌに連結 されるが、さらに、それらは延長管７４および７６を通ってそれぞれ反対側の切 換弁の位置■に連結される。

シリンダ４０はピストン４８の両側に完全にオイルを充填される。一対の切換弁 ６２．６６か図示の位置■にくると、ピストン４８は右に図示の端部位置にくる 。オイル部分が排出されると、弁６２．６６は位置■に変位される。管ＩＯから の高圧オイルは、弁６２および管６４を通ってシリンダの右端に流れる。それに よりピストン４８は左に変位し、オイルを管６８を通って潤滑管７０に押出す。

この押出しはピストン４８がシリンダの左端部に接触したとき突然停止する。

同時に、ピストン４８の右の拡大した空間は、オイルで充填され、すなわち同時 に定量の新しいオイルが計量され、ピストンの他の側で押出されたのと同じ量の オイルが流れ込んでいる。

ついて、オイル部分は排出され、弁６２．６６は再び位置■に移送される。管ｌ Ｏからの高圧オイルは弁６６および管６８を通ってシリンダの左端に流れる。ピ ストン４８はそれにより右に変位し、ピストンの右側にあったオイル部分を管６ ４．弁６２および管７４を通って押出す。この押出しはピストン４８が停止ロッ ド５４に接触するとき突然停止する。

状態は再び第３図に示すものとなり、すなわち新しい潤滑作用が上記のように実 施される。

第３図に示された装置を使用することのきわめて重大な利点は、装置全体は戻り 管１８なしに設置されていることである。図示の実施例は潤滑オイルの予め計量 された容積の連続した定量供給に基づくものであるが、本発明はそれに限定され ないことが認められる。しかして、ある極端な状態にされた制御ユニットは、ピ ストン４８かシリンダ４０内で前方に完全に押されてしまう前に、すてに弁ユニ ット４４，４６．５２を戻すことによって定量供給工程を妨害する。定量供給ユ ニットと内燃機関シリンダの間の連結導管は、全く短く構成され、流れ技術の観 点からそれらは完全に剛性らしく見え、ここでは好ましくないそれ程のアキュム レータ効果を奏することはない。しかしなから、たとえばシリンダ４０を水平に 設置することにより、定量供給ユニットは対応する給油孔４と一体に、シリンダ ライニングに直接設置することができ、それにより予想されるアキュムレータ効 果は抑制される。さらに、各定量供給ユニットは、通常のいくつかの潤滑点がエ ンジンシリンダの同じ断面に設置される限り、いくつかの潤滑点を一緒に連結し て作動することか可能である。さらに、個々の定量供給ユニットは異なった瞬間 に、すなわち適当な移送装置を通して、いくつかの潤滑点を連結して作動するこ とができるであろう。

定量供給ユニットは給油点のすぐ側に設置されなけれはならないということはな い。すでに、シリンダ区域のすぐ側に位置決めしつることは、現在の慣行に対し て潤滑管の長さをかなりの短縮し、また場合によりユニットを局部的グループと 置換することかできる。

記載された実施例に関連して、噴射力を発生するのに使用されるものは高圧オイ ル自体であるか、本発明はそれに限定されない。また場合により圧縮空気装置も 、たとえば定量供給ピストンに加えられる圧力を増幅するため差動ピストン装置 とともに、使用することができる。

そうでなければ、強い電磁石も適当なばね効果に抗して定量供給ピストンを作動 させるため使用することかできる。そのような場合、流入オイルはとくに高圧下 で輸送される必要はない。

国際調査報告 響＋ｎｅｍ自ｍｍｎ１＾ｓｍｌ＋、＊１ｌａｓＨａρＣＴ／ＩＸ９２１００１６ ５

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．大型ピストンエンジンシリンダ、とくに舶用内燃機関において一つ以上の潤 滑点にオイルを定量づつ連続的に供給する潤滑装置であって、オイルポンプおよ びその高圧側に連結された定量供給ユニット、場合によりいくつかの定量供給ユ ニットを有し、それらは好ましくは関連する潤滑点の付近に設置され、各定量供 給ユニットは高圧オイルをできるだけよく制御された量だけピストンエンジンの 作動サイクルの所定の短い位相の間制御ユニットから制御装置によって各連結さ れた給油点に、場合により定量供給ユニット付近のオイルアキュムレータからの オイルを加えて、輸送するように構成された潤滑装置において、定量供給ユニッ トまたはこれらの各ユニットは容積計量ユニットとして形成され、定量供給ユニ ットは制御ユニットから計量する容積の変化を制御されるように作動され、定量 供給ユニットは定量供給ユニットと潤滑点との間の連結の制御された開放により 、制御された方法で作動される、対応する圧力媒体装置好ましくはオイル流入管 自体の流入圧力および場合により設置されたオイルアキュムレータのような圧力 の影響によって計量されたオイル量を供給するように作動されることを特徴とす る潤滑装置。
2. ２．定量供給ユニットはピストンまたはピストンプラグが取付けられる計量シリ ンダを備え、ピストンまたはピストンプラグの可動性は接触停止装置によって少 なくとも一つの方向において制限され、ピストンまたはピストンプラグの位置は 制御ユニットによって制御可能なステップモータのような移動機構によって外側 から調節可能である、請求項１に記載の装置。
3. ３．定量供給装置は対応する個々の制御弁を通って高圧オイル装置に連結され、 制御弁は制御ユニットから高圧オイルが個々のユニットの計量室に流れて連続し た排出と排出の間の経過時間にこの室に充填する準備位置と、高圧オイルが計量 室内のオイルを各給油点に押出す手段として使用される潤滑位置との間で移動可 能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. ４．計量シリンダの反対側の各端部は切換弁ブロックと管によって連結され、ブ ロックを通って各向い合ったシリンダ室はピストンまたはピストンプラグの反対 側において、それぞれ、高圧オイル入口連結部および給油点ヘの出口連結部に交 互に連結しうることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
5. ５．排出容積の流れ決定用制御ユニットは作動サイクルにおける複数の計量パラ メータから潤滑の必要性を決定する型のものであることを特徴とする、請求項１ に記載の装置。