JPH11294133A - 内燃機関のシリンダ注油装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用燃料油や燃焼状態によって決まるシリン
ダライナ摺動面のｐＨ値を所要値に維持可能として、前
記摺動面の酸性腐食及び過大摩耗の発生を防止するとと
もに、ライナ摺り合せ運転時に所要シリンダ油を配管の
付設を要することなく供給可能として、構造の簡単化、
低コスト化がなされた内燃機関のシリンダ注油装置を提
供する。 【解決手段】 シリンダライナの注油装置において、シ
リンダ油用のタンクを複数個設け、該タンク内に全塩基
価（ＴＢＮ）等の性状が異なる少なくとも２種類のシリ
ンダ油を収容し、前記摺動面のｐＨ値を検出するｐＨ検
出器と、前記各タンクと前記注油機構との接続を切り換
える切換弁と、前記ｐＨ値の検出値と、所要のｐＨ値の
基準値とを比較し、該比較結果により、前記摺動面のｐ
Ｈ値が前記基準値に近づくように前記切換弁に前記タン
クと前記注油機構との接続を切り換えさせるコントロー
ラとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のシリンダ
注油装置、特に複数種のシリンダ潤滑油を使用可能な大
型ディーゼル機関のシリンダ注油装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】舶用大型ディーゼル機関においては、ピ
ストンリングが摺接するシリンダライナの摺動面に該シ
リンダライナの壁内に設けられた注油装置からシリンダ
潤滑油（以下シリンダ油という）を供給して該摺動面を
潤滑している。

【０００３】図３はかかる舶用ディーゼル機関のシリン
ダ注油装置の従来技術の１例を示す構成図である。図３
において、１はシリンダライナ、２はピストン、２ａは
ピストンリングで、該シリンダライナ１の摺動面（内
面）１ａに前記ピストンリング２ａが摺接しながら前記
ピストン２が往復動するようになっている。

【０００４】３は前記シリンダライナ１の壁内に、円周
方向複数箇所に設けられた注油装置（注油溝）で、先端
部が前記摺動面１ａに開口している。９はシリンダ油が
収容されるタンク、７は機関により駆動される注油器、
２２は注油管で、前記注油器７によりタンク９内のシリ
ンダ油が注油管２２及び注油装置３を経てシリンダライ
ナ１の摺動面１ａに供給されるようになっている。

【０００５】かかる舶用大型ディーゼル機関において
は、通常、燃料油としてＣ重油が用いられているが、該
Ｃ重油中には硫黄分等の酸性物質が含まれているため、
シリンダ油をそのまま使用すると前記シリンダライナ１
の摺動面１ａに酸性腐食が発生する場合がある。前記酸
性腐食の発生を防止するため、前記舶用ディーゼル機関
においては、図３に示すように、タンク９内に塩基性成
分２０を有するシリンダ油を使用し、中和作用をなさし
めている。

【０００６】また、前記シリンダ油の前記摺動面１ａへ
の供給量が過大になると酸化カルシウム（ＣａＯ）が析
出してシリンダライナ摺動面１ａあるいはピストンリン
グ２ａの過大摩耗を引き起す恐れがあるため、前記シリ
ンダ油は、前記塩基性成分２０が過不足のない適切な中
和作用がなされるように選択することを要する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に前記舶用大型デ
ィーゼル機関にあっては、燃料油（Ｃ重油）は複数の給
油基地にて補給される。このため、該燃料油中に含まれ
る硫黄分はまちまちであり、従って前記シリンダ油の適
切な中和に必要な前記塩基性成分量については、前記複
数箇所で補給される個々の燃料油や機関での燃焼状態に
より異なる量つまりこれらの条件に適合する量を供給す
ることが要求される。

【０００８】図４は、前記舶用大型ディーゼル機関用燃
料油（Ｃ重油）中の硫黄分とシリンダライナ摺動面１ａ
のｐＨとの関係を示す。図４において、パラメータはシ
リンダ油の全塩基価（以下ＴＢＮという）であり、該Ｔ
ＢＮがＡ１＞Ａ２＞Ａ３となっている。図４に明らかな
ように、燃料油の硫黄分が大きくなる程、摺動面１ａの
ｐＨ値は低くなり、また該ｐＨ値は前記ＴＢＮが大きく
なる程、大きくなる傾向を示している。

【０００９】しかしながら、図３に示すような従来技術
にあっては、複数種類の燃料油を使用する場合、それぞ
れのタンク９に前記のようにして適切な中和作用をなす
ように選定したＴＢＮの塩基性成分２０を人為的に選択
することが行なわれているに留まり、該添加量つまり前
記ＴＢＮをシリンダライナ摺動面１ａのｐＨ値に正しく
関係づけたシリンダ注油はなされておらず、このため燃
料油の硫黄分や燃焼状態に適応した性状のシリンダ油を
供給するのは困難となっている。

【００１０】また、前記ディーゼル機関において、稼動
後のシリンダライナ１を新品と交換する場合、該シリン
ダライナ１の摺り合わせ期間中はシリンダ油は前記ＴＢ
Ｎの小さいものを選び前記摺動面１ａを意識的に腐食雰
囲気にして、ピストンリング２ａとの間になじみを付け
ることが通常行なわれる。従って前記従来技術にあって
は、前記新品のシリンダライナ使用時における摺り合せ
用として通常使用するシリンダ油とはＴＢＮの異なるシ
リンダ油を使用するため、前記摺り合せ用のシリンダ注
油のための仮配管を必要とし、構造が複雑となるととも
に高コストとなる。

【００１１】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、使
用燃料油や燃焼状態によって決まるシリンダライナ摺動
面のｐＨ値を所要値に維持可能として、シリンダライナ
摺動面の酸性腐食及びＣａＯの析出等による過大摩耗の
発生を防止するとともに、シリンダライナ摺り合せ運転
時に所要のシリンダ油を波管の付設を要することなく供
給可能とし、構造の簡単化、低コスト化がなされた内燃
機関のシリンダ注油装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、シリンダライナの摺動面に、該シリンダラ
イナに取付けられた注油機構を介してタンク内に収容さ
れたシリンダ油を供給し、該摺動面を強制潤滑するよう
にした内燃機関において、前記タンクを複数個設けて、
該タンク内に全塩基価（ＴＢＮ）等の性状が異なる少な
くとも２種類のシリンダ油を収容するとともに、前記摺
動面のｐＨ値を検出するｐＨ検出器と、前記各タンクと
前記注油機構との接続を切り換える切換弁と、前記ｐＨ
値の検出値と、所要のｐＨ値の基準値とを比較し、該比
較結果より、前記摺動面のｐＨ値が前記基準値に近づく
ように前記切換弁により前記タンクと前記注油機構との
接続を切り換えさせるコントローラとを備えてなること
を特徴とする内燃機関のシリンダ注油装置を提案する。

【００１３】かかる発明によれば、燃料中の硫黄分の増
加等によりシリンダライナ摺動面のｐＨ値が所要の基準
値よりも小さくなると、ｐＨ検出器が該ｐＨ値を検出し
てコントローラに送り、該コントローラにおいては、切
換弁を全塩基価（ＴＢＮ）の大きいシリンダ油が接続さ
れるように切り換え、該摺動面に前記ＴＢＮの大きいシ
リンダ油が供給される。これによってｐＨ値が大きくな
って基準値に収れんする。

【００１４】また、前記ｐＨ検出値が前記基準値よりも
大きい場合には、前記コントローラは、前記とは逆にＴ
ＢＮの小さいシリンダ油が収容されているタンクと摺動
面とを接続し、ＴＢＮの小さいタンクと該摺動面とを接
続し、ＴＢＮの小さいシリンダ油が該摺動面に供給さ
れ、これによってｐＨ値が小さくなって前記基準値に収
れんする。

【００１５】従ってかかる発明によれば、シリンダライ
ナ摺動面のｐＨ値が所要のｐＨ値になるように、前記Ｔ
ＢＮの異なるシリンダ油が収容されている複数のタンク
とシリンダライナ摺動面と選択的に接続することによ
り、該摺動面のｐＨ値を常時所要値に保持でき、シリン
ダライナ酸性腐食や摩耗の過大化を防止することができ
る。

【００１６】またシリンダライナの交換後の摺り合せ運
転時に前記摺動面のｐＨを小さくして腐食性雰囲気にす
る際には、ｐＨ値の基準値の設定を低い位置に下げるの
みで、前記摺動面に前記ＴＢＮの小さいシリンダ油を使
用可能となり、従来技術のように摺り合せ運転用の格別
な配管が不要となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。

【００１８】図１において、１はシリンダライナ、２は
ピストン、２ａはピストンリングで、該シリンダライナ
１の摺動面（内面）１ａに前記ピストンリング２ａが摺
接しながら前記ピストン２が往復動するようになってい
る。３、４は前記シリンダライナ１の壁内に上下２段
（１段でも３段以上でも可）に亘り、円周方向複数箇所
に設けられた注油装置（注油溝）で、先端部が前記摺動
面１ａに開口している。９、１０は前記シリンダ油が収
容されるタンク（Ａ）、（Ｂ）（詳細は後述）、７は機
関により駆動される注油器、２２は注油管で、前記注油
器７によりタンク（Ａ）９、（Ｂ）１０内のシリンダ油
が注油管２２及び注油装置３、４を経てシリンダライナ
１の摺動面１ａに供給されるようになっている。

【００１９】前記タンク（Ａ）９及びタンク（Ｂ）１０
には異なる種類、つまり前記全塩基価（ＴＢＮ）が異な
るシリンダ油が収容されており、各タンク（Ａ）９及び
（Ｂ）１０は三方電磁弁８を介して前記注油器７の入口
に接続されている。５は前記注油装置３、４を経てシリ
ンダ油が送給されるシリンダライナ摺動面１ａのｐＨ値
を検出するｐＨセンサである。６はコントローラで該ｐ
Ｈセンサ５から前記シリンダ油のｐＨ値の検出信号が入
力され、後述する演算、制御を行ないその制御操作信号
を前記三方電磁弁８に出力するものである。

【００２０】次に前記構成からなるシリンダ注油装置の
動作を説明する。前記タンク（Ａ）９には前記ＴＢＮが
大きいシリンダ油が、タンク（Ｂ）１０にはＴＢＮがタ
ンク（Ａ）９よりも小さいシリンダ油が収容されている
（その逆でも可）。

【００２１】前記シリンダライナ摺動面１ａのｐＨ値は
ｐＨセンサ５によって検出されコントローラ６に入力さ
れる。かかるシリンダライナ摺動面１ａのｐＨ値は、シ
リンダ内の燃焼ガスや燃料油の影響を受け、図４に示す
ように、燃料油の硫黄分が大きい程小さくなり、また前
記ＴＢＮが大きくなる程大きくなる。前記コントローラ
６においては、図４に示すような、前記シリンダライナ
摺動面１ａのｐＨ値に対応する前記ＴＢＮの特性に基づ
き、ｐＨ値の基準値が設定されている。

【００２２】そして該コントローラ６は前記ｐＨ値の検
出信号が入力されると、該ｐＨ値の検出信号と前記基準
値とを比較して、三方電磁弁８を、前記検出されたｐＨ
値が例えば基準値よりも小さい場合には前記ＴＢＮが大
きいタンク（Ａ）９のシリンダ油をシリンダライナ摺動
面１ａに供給されるように、また前記ｐＨ値の検出値が
基準値よりも大きい場合にはＴＢＮが小さいタンク
（Ｂ）１０のシリンダ油をシリンダライナ摺動面１ａに
供給するように、三方電磁弁８に開閉制御信号を出力す
る。

【００２３】前記のように、この実施形態に係る舶用大
型ディーゼル機関にあっては、燃料中に硫黄分が多くな
るとシリンダライナ摺動面１ａのｐＨ値が小さくなり
（図４参照）、シリンダ油は全塩基価（ＴＢＮ）の大き
いものを使用して中和作用をなさしめている。従って、
この実施形態においては、ｐＨセンサ５からの摺動面１
ａのｐＨ値の検出値がｐＨ値の基準値よりも小さい（例
えば燃料中の硫黄分が多い）場合には、前記コントロー
ラ６は、三方電磁弁８をＴＢＮの大きいシリンダ油が収
容されているタンク（Ａ）９側に切り換える。これによ
りシリンダライナ摺動面１ａにはタンク（Ａ）９からＴ
ＢＮの大きいシリンダ油が供給され、シリンダライナ摺
動面１ａの中和作用が促進され、ｐＨ値が上昇し、前記
基準値に収れんする。

【００２４】また前記摺動面１ａのｐＨ値の検出値が基
準値よりも大きくなると、コントローラ６は前記とは逆
に三方電磁弁８をタンク（Ｂ）１０に切り換える。これ
により前記摺動面１ａにはタンク（Ｂ）１０からＴＢＮ
の小さいシリンダ油が供給され、該摺動面１ａの中和作
用が減じられて過剰な中和作用が回避され、ｐＨ値が減
少し、前記基準値に収れんする。

【００２５】従ってかかる実施形態によれば、機関に使
用されている燃料油の硫黄分あるいは機関の燃焼状態に
より決まるシリンダライナ摺動面１ａのｐＨ値を検出
し、コントローラ６にてこのｐＨ値の検出値と基準値と
を比較し、この比較結果によって、三方電磁弁８を開閉
制御し、全塩基価（ＴＢＮ）の異なるシリンダ油が収容
されるタンク（Ａ）９及びタンク（Ｂ）１０から前記摺
動面１ａに供給されるシリンダ油を使い分けて、該摺動
面１ａのｐＨ値を常時基準値になるように制御するの
で、シリンダライナ１の酸性腐食や、ＴＢＮの過大に伴
なう過剰な中和作用によって該摺動面１ａの摩耗が過大
になるのが防止される。

【００２６】また、シリンダライナ１の新品との交換時
等において、シリンダ内を腐食雰囲気にする場合には、
前記コントローラ６は、前記ｐＨ値の基準値の設定値を
低い値に下げる。これにより、ｐＨセンサ５からのｐＨ
値の検出値が基準値よりも大きくなり、該コントローラ
６は三方電磁弁８を前記タンク（Ｂ）１０に切り換え
る。かかる動作により、シリンダライナ摺動面１ａには
タンク（Ｂ）１０に収容されている前記ＴＢＮの小さい
シリンダ油が供給され、該摺動面１ａは初目的に沿った
ｐＨ値の小さい腐食雰囲気となる。

【００２７】従って前記のようなシリンダライナ１の新
品との交換時等において、摺動面１ａのｐＨ値を低い値
にして腐食雰囲気での摺り合せ運転を行なう際において
は、コントローラ６のｐＨ値の基準値を変化させるのみ
で、ＴＢＮの小さいシリンダ油の使用が可能となり、従
来技術のように摺り合せ運転用の格別な配管が不要とな
る。

【００２８】また前記コントローラ６においては、図２
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記三方電磁弁８の開度
を調整して、タンク（Ａ）９及びタンク（Ｂ）１０から
のシリンダライナ摺動面１ａに供給されるシリンダ油を
混合させ、その混合割合を変化させることもできる。

【００２９】尚、前記タンク９、１０は２個に限らず複
数個設け、コントローラ６により前記三方電磁弁８に代
わる電磁弁を開閉制御するうように構成してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、シリ
ンダライナ摺動面のｐＨ値が所要のｐＨ値になるように
ＴＢＮの異なるシリンダ油を使い分けることにより、該
摺動面のｐＨ値を常時所要値に保持することができる。
これにより、ｐＨ値の低下によるシリンダライナ摺動面
の酸性腐食の発生及び前記ＴＢＮの過大化に伴なう酸化
カルシウム（ＣａＯ）の析出による摺動面の過大摩耗の
発生を防止することができる。

【００３１】また、シリンダライナの交換の際における
摺り合せ運転時には、コントローラにおけるｐＨ値の基
準値の設定を変化させるのみで、ＴＢＮの小さいシリン
ダ油を使用してシリンダライナ摺動面のｐＨ値を低下さ
せ腐食性雰囲気にすることができる。これにより従来技
術のように格別の配管が不要となり、構造が簡単化され
装置コストが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る舶用ディーゼル機関の
シリンダ注油装置の構成を示すブロック図である。

【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、上記実施形態におけるシ
リンダライナ摺動面のｐＨとシリンダ油の混合割合との
関係を示す線図である。

【図３】従来技術に係るシリンダ注油装置のブロック図
である。

【図４】燃料油の特性とシリンダライナ摺動面のｐＨ値
との関係を示す線図である。

【符号の説明】

１ シリンダライナ １ａ 摺動面 ２ ピストン ２ａ ピストンリング ３、４ 注油装置 ５ ｐＨセンサ ６ コントローラ ７ 注油器 ８ 三方電磁弁 ９ タンク（Ａ） １０ タンク（Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダライナの摺動面に、該シリンダ
   ライナに取付けられた注油機構を介してタンク内に収容
   されたシリンダ油を供給し、該摺動面を強制潤滑するよ
   うにした内燃機関において、 前記タンクを複数個設けて、該タンク内に全塩基価（Ｔ
   ＢＮ）等の性状が異なる少なくとも２種類のシリンダ油
   を収容するとともに、前記摺動面のｐＨ値を検出するｐ
   Ｈ検出器と、 前記各タンクと前記注油機構との接続を切り換える切換
   弁と、 前記ｐＨ値の検出値と、所要のｐＨ値の基準値とを比較
   し、該比較結果より前記摺動面のｐＨ値が前記基準値に
   近づくように前記切換弁に前記タンクと前記注油機構と
   の接続を切り換えさせるコントローラとを備えてなるこ
   とを特徴とする内燃機関のシリンダ注油装置。