KR100750542B1 - 실린더 윤활 시스템을 구비한 내연기관 - Google Patents

Abstract

윤활기 또는 주유 개소마다 독립적으로 필요한 주유타이밍으로 또한 필요한 주유량으로 주유를 행하는 것을 가능하게 함과 함께 작동불량인 윤활기가 발생하더라도 이것에 영향받지 않고 정상적인 주유동작을 가능하게 하고, 또한 윤활유의 성상, 오일압력, 엔진부하 등의 변동요인을 모두 포함시켜 엔진의 운전중에도 주유타이밍 및 주유량을 조정할 수 있으며, 또한 윤활유 소비량을 저감시킬 수 있는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관을 제공한다.

윤활유 펌프에 의해 압송된 공통 송유부 내의 윤활유를 실린더에 장착된 복수의 윤활기와 공통 송유부를 접속하는 주유통로를 통해서 각 윤활기에 공급하고, 복수의 윤활기로부터 실린더의 내면에 윤활유를 주유하도록 한 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관에 있어서, 복수의 윤활기로의 주유통로를 각각 개폐하는 복수의 전자기 밸브를 형성함과 함께, 이 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 이 전자기 밸브마다 독립적으로 제어하고, 상기 윤활기로부터 피스톤 링 사이에 형성되는 링 사이 공간에 피스톤의 1 왕복에 대해 적어도 1 회 주유하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

실린더 윤활 시스템을 구비한 내연기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CYLINDER LUBRICATING SYSTEM}

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디젤기관에서의 전자제어식 실린더 윤활 시스템의 전체 구성도이다.

도 2 는, 상기 제 1 실시예의 제어 블록도이다.

도 3 은, 본 발명의 제 2 실시예를 나타내는 도 1 대응도이다.

도 4 는, 본 발명의 제 3 실시예를 나타내는 도 1 대응도이다.

도 5 는, 본 발명의 제 4 실시예를 나타내는 도 1 대응도이다.

도 6 은, 본 발명의 제 5 실시예를 나타내는 도 1 대응도이다.

도 7 은, 상기 각 실시예에 있어서의 전자기 밸브의 구조도이다.

도 8 은, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 디젤엔진의 실린더 윤활 시스템의 전체 구성도이다.

도 9 는, 상기 제 6 실시예에 있어서의 도 8 의 Z 부 확대 상세도이다.

본 발명은 대형 선박용 디젤기관 등에 적용되고, 윤활유 펌프에 의해 압송된 윤활유를 공통 송유부에 수용하고, 이 공통 송유부 내의 윤활유를 엔진의 실린더에 장착된 복수의 윤활기에 공급하고, 이 윤활기로부터 실린더의 내면에 주유하 도록 한 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관에 관한 것이다.

대형 선박용 디젤기관에 있어서는, 예를 들어 특허문헌 1 (일본 실용신안등록출원 소56-71004호 (일본 실용신안공개공보 소59-175619호) 의 마이크로필름) 에 개시되어 있는 바와 같이 실린더 라이너의 원주방향을 따라 복수개의 윤활기를 배치하고, 크랭크축의 회전에 연동되는 플런저식 주유펌프에 의해 압송된 윤활유를 상기 윤활기로부터 실린더 라이너의 내면에 주유하도록 구성된 기계식 실린더 윤활 시스템가 많이 사용되고 있다.

이러한 실린더 윤활 시스템에 있어서는, 실린더 라이너의 원주방향을 따라 복수개의 윤활기 (인젝터) 를 형성하고, 엔진의 크랭크축의 회전에 연동되는 캠축에 형성된 캠으로 로커 암을 요동시키고, 이 로커 아암의 일단부에 플런저식 주유펌프의 플런저를 지지하고 있다. 그리고, 상기 캠의 회전에 의해 상기 로커 아암을 통하여 플런저식 주유펌프의 플런저를 왕복운동시키고, 이 주유펌프와 상기 복수개의 윤활기를 접속하는 주유관을 통하여 각 윤활기에 크랭크축의 회전에 따른 시기으로 윤활유를 송유하고, 이 윤활기로부터 실린더 라이너의 내면에 주유하고 있다. 상기 특허문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같은 기계식 실린더 윤활 시스템에 있어서는, 엔진의 회전수에 연동한 주유시기으로 윤활기로부터 실린더 라이너의 내면에 주유하고 있기 때문에 주유시기 및 주유량 특성은 엔진의 조립단계에서 일의적으로 정해지고, 또 주유량 특성에 대해서도 엔진의 운전중은 조정이 곤란함과 함께, 복수의 윤활기의 개개의 주유시기이나 주유량의 조정은 불가능하다.

또한, 이러한 종래기술에 있어서는 윤활유의 성상, 오일압력, 엔진부하 등의 변동요인에 따라 주유량을 조정하는 것은 불가능하고, 나아가서는 복수의 윤활기의 일부가 작동불량을 일으킨 경우는 건전한 다른 윤활기로 보완할 수 없기 때문에 윤활불량에 의한 실린더 라이너 내면의 마모나 눌러붙음이 발생하기 쉽다.

또, 이러한 종래기술에 있어서는, 상기한 바와 같은 문제를 안고 있기 때문에 실린더 내면의, 특히 축방향의 넓은 범위에 걸쳐 오일막을 형성하는 것은 곤란하여 엔진의 고출력화에 대응가능한 윤활성능은 얻어지기 어렵다.

또한, 이러한 종래기술에 있어서는 실린더 내면에서의 피스톤으로의 주유위치나 이 주유위치로의 주유시기의 제어가 곤란하기 때문에, 낭비 주유가 이루어지는 부위가 생겨 윤활유 소비량이 증가하기 쉽고, 또한 주유불량의 발생 개소에서는 윤활불량에 의한 실린더 내면의 마모나 눌어붙음이 발생하기 쉽다.

본 발명은 이러한 종래기술의 과제를 감안하여, 윤활기 또는 주유 개소마다 독립적으로 필요한 주유시기으로 또한 필요한 주유량으로 주유를 행하는 것을 가능하게 함과 함께, 작동불량인 윤활기가 발생하더라도 이것에 영향받지 않고 정상적인 주유동작을 가능하게 하고, 또한 윤활유의 성상, 오일압력, 엔진부하 등의 변동요인을 모두 포함시켜 엔진의 운전중에도 주유시기 및 주유량을 조정할 수 있으며, 또한 윤활유 소비량을 저감시킬 수 있는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실린더 내면의 전체 영역, 특히 축방향의 넓은 범위에 걸쳐 균일한 두께의 오일막을 형성함으로써, 윤활불량에 의한 실린더 내면의 마모나 눌어붙음의 발생을 회피하여 엔진의 고출력화에 대응가능한 윤활성능을 얻음과 함께, 낭비되는 주유 개소를 배제시켜 윤활유 소비량을 저감시킬 수 있는 실린더 주유시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위한 것으로, 윤활유 펌프에 의해 압송된 윤활유를 공통 송유부에 수용하고, 이 공통 송유부 내의 윤활유를 복수의 윤활기(인젝터) 와 상기 공통 송유부를 연결시키는 주유통로를 통해 각 윤활기에 공급하여, 상기 복수의 윤활기로부터 실린더의 내면에 상기 윤활유를 주유하도록 한 실린더 윤활 시스템을 구비한 내연기관에 있어서, 상기 주유통로를 각각 개폐하는 복수의 전자기 밸브를 형성함과 함께, 상기 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 이 전자기 밸브마다 독립적으로 제어하는 제어장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 발명에 의하면, 실린더의 내면에 윤활유를 주유하는 복수의 윤활기와 공통 송유부를 접속하고 있는 주유통로를 각각 개폐하는 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 전자기 밸브마다 독립적으로 제어하기 때문에, 실린더 내면의 윤활기에 의한 주유 개소마다 이 주유 개소에서의 윤활상태에 따라 해당 주유 개소에 주유하는 윤활기로의 주유량 및 주유시기를 전자기 밸브에 의해 다른 주유 개소에서의 윤활기와는 독립적으로 자유롭게 조절하는 것이 가능해진다.

이로써, 주유 개소마다 독립적으로 필요한 주유시기으로 또한 필요한 주유량으로 주유를 행하는 것이 가능해져 각 주유 개소에서의 주유량을 실린더 내면의 윤활상태를 마모나 눌어붙음의 발생을 확실히 회피할 수 있는 양호한 윤활상태로 유지하는 데에 필요 최소한의 주유량으로 제어할 수 있어, 종래기술과 같은 복수의 주유 개소에 대하여 주유량 및 주유시기 타이밍을 일원적으로 조정하는 것에 비해 윤활유 소비량을 저감할 수 있다.

이러한 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제어장치는 하나의 실린더에 적어도 2 개 이상 장착된 상기 전자기 밸브 중 적어도 1 개가 작동불량을 일으켰을 때 해당 실린더의 다른 전자기 밸브의 개방기간을 연장시키도록 구성되어 이루어진다.

이와 같이 구성하면, 각 전자기 밸브의 개방기간 즉 주유량을 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 작동불량을 일으킨 전자기 밸브가 있는 경우에는 상기 제어장치에 의해 작동불량을 일으키지 않는 다른 전자기 밸브의 개방기간을 연장시킴으로써, 상기 작동불량을 일으킨 전자기 밸브에 접속되어 있는 윤활기의 주유량의 감소를 보완할 수 있다. 이로써, 일부의 전자기 밸브에 작동불량이 발생해도 이것에 영향받지 않고 실린더 내면에 안정되게 윤활유를 공급할 수 있다.

또한, 이러한 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제어장치는 개방기간의 함수로서 산출한 상기 주유량 또는 상기 주유량과 엔진부하에 기초하여 산출한 주유율 (시간 당 주유량/엔진부하 (또는 엔진출력)) 이 미리 설정된 최저 주유량 또는 최저 주유율 이상이 되도록 상기 전자기 밸브의 개방기간을 제어한다.

이와 같이 구성하면, 실제의 주유량 또는 주유율이 엔진회전수, 엔진부하 등 의 엔진 운전조건에 대응한 최적 주유량 또는 최적 주유율보다 적은 경우에는 전자기 밸브의 개방기간을 길게 하여 이 주유량을 증가시키고, 상기 주유량 또는 주유율이 상기 엔진 운전조건에 대응한 최적 주유량 또는 최적 주유율보다 많은 경우에는 전자기 밸브의 개방기간을 짧게 하여 주유량을 감소시킴으로써, 엔진의 전체 운전역에 있어서, 실린더 내면에 소요의 윤활을 행할 수 있는 최적량의 윤활유를 공급할 수 있다.

또한, 이러한 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 엔진의 회전수 (엔진회전수) 를 검출하는 엔진회전수 검출기와, 상기 엔진의 연료투입량을 검출하는 연료투입량 센서를 구비하고, 상기 제어장치는 엔진회전수 및 엔진연료 투입량의 검출치에 기초하여 엔진부하를 산출하고, 상기 엔진의 부하가 일정 부하를 초과하는 고부하 운전시에는 엔진의 매 사이클에서 상기 윤활기로부터의 주유를 행하고, 또한 상기 엔진의 부하가 상기 일정 부하 이하의 저부하 운전시에는 엔진의 수 사이클에 1 회 상기 윤활기로부터의 주유를 행하도록 상기 전자기 밸브를 개폐제어한다. 이리 하여, 단위 시간당 필요한 주유량이 적은 경우에도 안정된 윤활이 가능해지고, 따라서 저부하 운전(또는 저회전 운전)에서 윤활유 소비량이 줄어든다.

이와 같이 구성하면, 엔진부하 (또는 엔진회전수) 의 검출치에 기초하여, 윤활기 1 개 당의 주유량이 적은 저부하 운전시 (또는 저회전 운전시) 에도 안정적인 주유를 행하는 것이 가능해진다.

상기 제어장치는, 전자기 밸브의 개방기간의 함수로서 산출한 주유량과, 엔진의 회전수와 연료 투입량의 검출치로부터 산출한 엔진부하에 기초하여 주유율 ( 시간 당 주유량/엔진부하 (또는, 엔진출력)) 을 산출하여, 이 주유율의 산출치가 미리 설정된 주유율이 되도록 상기 전자기 밸브의 개방기간을 제어한다.

이와 같이 구성하면, 주유량과 엔진부하의 검출치에 기초하여 산출한 주유율 (시간 당 주유량/엔진부하 (또는 엔진출력))이, 엔진의 전체 운전조건에서 목표주유율, 바람직하게는 일정한 주유율이 되도록 전자기 밸브를 제어하기 때문에, 엔진의 운전조건마다 실린더 내면에 소요의 윤활을 행할 수 있는 최저량의 윤활유를 공급할 수 있도록 정확히 제어할 수 있고, 전체 운전역에 있어서 윤활유 소비량을 필요 최저치로 유지할 수 있다.

또한, 이러한 발명에 있어서, 공통 송유부에 비중계가 제공되며, 상기 제어장치는, 상기 비중계로부터 입력되는 제어장치에 미리 입력한 윤활유의 비중 또는 비중계로 계측한 계측치에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방기간을 소정치로 제어한다

상기 제어장치는, 상기 점도계로부터 입력되는 제어장치에 미리 입력한 윤활유의 점도 또는 점도계로 계측한 계측치에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 소정치로 제어한다.

이와 같이 구성하면, 윤활유의 비중이 큰 윤활유를 사용한 경우에는 단위시간 당 윤활유의 질량유량이 증가하므로, 개방기간을 짧게 하여 윤활유의 용적유량을 감소시켜 중량유량을 감지하고, 윤활유의 비중이 작은 윤활유를 사용한 경우에는 단위시간 당 윤활유의 질량유량이 감소하므로 개방기간을 길게 하여 윤활유의 용적유량을 증가시켜 질량유량을 확보한다.

또한, 윤활유의 온도저하에 의해 점도가 높아진 윤활유를 사용한 경우에는 상승하면 전자기 밸브의 개방시기를 빠르게 하는 동시에 실린더 내면에 있어서의 윤활유의 유동시간을 길게 함과 함께 개방기간을 길게 하여 점도가 낮은 윤활유를 사용한 경우와 동일한 주유량을 확보하는 윤활유량을 증가시켜, 점도의 상승에 의한 윤활성의 저하를 회피한다.

따라서, 윤활유의 비중이나 점도라는 성상에 의해서 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 제어함으로써, 윤활유의 성상에 따른 최적의 주유제어가 가능해진다.

또한, 이러한 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 공통 송유부에 압력 검출기 또는 온도 검출기를 구비하며, 상기 제어장치는, 상기 압력 검출기 또는 온도 검출기로부터 입력되는 공통 송유부 압력 검출치 또는 공통 송유부 온도 검출치에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방기간을 소정치로 제어한다.

이와 같이 구성하면, 오일압력, 공통 송유부 내 등에 있어서의 각 실린더 공통의 오일압력의 상승에 따라서 전자기 밸브의 개방기간을 짧게 하여 주유량을 감소시키고, 상기 오일압력의 저하에 따라서 전자기 밸브의 개방기간을 길게 하여 주유량을 증대시킴으로써, 오일압력에 의해 영향을 받지 않고 주유량 또는 주유율을 상시 목표주유량 또는 목표주유율로 유지하여 실린더 주유를 행하는 것이 가능해진다.

또한, 이러한 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제어장치는, 미리 설정되거나 또는 계측된 전자기 밸브의 리프트에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방기간을 소정치로 제어한다.

이와 같이 구성하면, 미리 설정되거나 또는 계측된 전자기 밸브 리프트의 검출치가 이 리프트의 설정치보다 커지면 전자기 밸브의 개방기간을 짧게 하며, 미리 설정되거나 또는 계측된 이 전자기 밸브 리프트의 계측치가 리프트의 설정치보다 작아지면 상기 개방기간을 길게 함으로써, 전자기 밸브의 제작오차 등에 의해서 이 전자기 밸브의 리프트에 편차가 있더라도 이것에 영향받지 않고 상시 목표주유량이 되도록 유지하여 실린더 주유를 행하는 것이 가능해진다.

또한, 이러한 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제어장치는, 미리 설정되거나 또는 계측된 상기 전자기 밸브의 에어갭의 값에 대응하여 상기 전자기 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비

이와 같이 구성하면, 미리 설정되거나 또는 계측된 전자기 밸브의 철심측과 아마추어측 사이의 에어갭의 값에 기초하여 전자기 밸브의 개방기간을 제어함으로써, 전자기 밸브의 제작오차 등에 의해 이 전자기 밸브의 에어갭에 편차가 있더라도 이것에 영향받지 않고 상시 목표주유량이 되도록 유지하여 실린더 주유를 행하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명은, 다음과 같이, 전자기 밸브와 윤활기의 접속을 여러 가지 태양으로 구성할 수 있다.

(1) 상기 윤활기를 하나의 실린더에 대하여 복수개 형성하고, 상기 주유통로를 각 윤활기에 연결하여, 각 주유통로에 상기 전자기 밸브를 설치한다.

(2) 상기 윤활기를 하나의 실린더에 대하여 복수개 형성하고, 상기 주유통로 를 주통로와 이 주통로로부터 분기하여 상기 각 윤활기에 접속되는 지통로로 구성하며, 각 주통로에 상기 전자기 밸브를 설치하여, 하나의 상기 전자기 밸브로 복수의 윤활기에 대한 윤활유의 공급을 담당하도록 한다.

(3) 각 주통로로부터 분기된 지통로는 실린더의 둘레를 따라 번갈아 배치된 윤활기에 연결되며, 전자기 밸브 중 하나가 작동불량을 일으켜도, 작동불량의 전자기 밸브에 연결된 윤활기를 제외하고 실린더의 둘레에 배치된 윤활기에 윤활유가 공급될 수 있다.

(4) 상기 윤활기를 하나의 실린더에 대하여 복수개 형성하고, 상기 제어장치를 복수개 형성하여, 하나 또는 복수개의 전자기 밸브를 제어한다.

상기 공통 송유부의 일 단부에 압력조정밸브를 형성함과 함께, 상기 윤활유펌프에 의한 압송량을 엔진으로의 주유량보다 많게 하도록 구성한다. 이러한 발명에 의하면, 상기 공통 송유부 내의 윤활유를 순환시킴으로써 공통 송유부의 윤활유 온도를 균일하게 할 수 있다.

또한, 상기 공통 송유부를 따라 복귀관을 형성하며, 상기 공통 송유부 내의 윤활유와 상기 복귀관 내의 윤활유를 열교환 가능하게 한다.

이러한 발명에 의하면, 윤활유의 입구측인 공통 송유부 내의 윤활유를 압력조정밸브 후에 오일 온도가 상승한 복귀관 내의 윤활유에 의해 가열하는 열교환을 행함으로써, 윤활유의 출, 입구의 온도차를 작게 하여 점도를 균일화할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 전자기 밸브의 개구면적을 해당 전자기 밸브에 접속되어 있는 상기 윤활기의 통로면적의 총합보다 크게 구성한 것을 특징으로 한다.

이러한 발명에 의하면, 복수의 전자기 밸브의 리프트의 편차에 의해 이 전자기 밸브의 개구면적에 편차가 발생해도, 상기 윤활기의 통로면적은 상기 개구면적의 편차에 영향을 받는 일 없이 소정치로 유지할 수 있다.

또한 본 발명은, 윤활유 펌프에 의해 압송된 윤활유를, 주유시기 및 주유량을 조정하는 전자기 밸브 및 주유통로를 통해 실린더에 장착된 윤활기에 공급하여, 이 윤활기로부터 복수의 피스톤 링을 갖는 피스톤이 왕복운동하는 실린더의 내면에 주유하도록 한 실린더 주유방법에 있어서, 상기 윤활기로부터, 상기 피스톤 링 사이에 형성된 공간에 피스톤의 한번 왕복에 대하여 적어도 1 회 주유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실린더 주유방법을 실시하는데 사용되는 장치의 발명은, 윤활유 펌프에 의해 압송된 윤활유를, 주유시기 및 주유량을 조정하는 전자기 밸브 및 주유통로를 통해 실린더에 장착된 윤활기에 공급하여, 복수의 피스톤 링을 갖는 피스톤이 왕복운동하는 실린더의 내면에 주유하도록 구성된 실린더 윤활 시스템에 있어서, 엔진의 크랭크각을 검출하는 크랭크각 센서와, 엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출기와, 엔진부하를 검출하는 부하 검출기를 구비하고, 크랭크각 센서, 회전수 검출기 및 부하 검출기에서 검출된 검출치에 기초하여, 상기 윤활기로부터 상기 피스톤 링 사이에 형성된 공간에 피스톤의 한번 왕복에 대하여 적어도 1 회 주유하도록 상기 전자기 밸브를 제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

이러한 발명에 의하면, 윤활기로부터 피스톤 링 사이에 형성되는 공간에 피스톤의 한번 왕복에 대해 적어도 1 회 주유하기 때문에, 윤활기로부터의 주유에 의 해서 상기 링 사이 공간에 저축된 윤활유는, 피스톤의 왕복운동에 의해서 실린더 내면의 축방향으로 확산되게 되어, 윤활기로부터의 분출부 부근 뿐만 아니라 실린더 내면의 전체 영역 특히 축방향의 넓은 범위에 걸쳐 균일 두께의 오일막을 형성할 수 있다.

이것에 의해, 실린더 내면의 윤활성이 향상되고, 피스톤 링의 마모나 베이킹의 발생을 회피할 수 있어 엔진의 고출력화에 대응가능한 윤활성능이 얻어진다. 또한, 상기 윤활성의 향상에 의해서, 윤활유 소비량도 저감할 수 있다.

이러한 발명에 있어서, 구체적으로는 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다.

(1) 상기 피스톤의 상승시에 있어서, 이 피스톤이 이 윤활기보다도 하방에 있을 때 첫번째의 주유를 행하고, 이어서 이 피스톤의 상승과정에서 상기 링 사이 공간에 두번째의 주유를 행한다.

이와 같이 구성하면, 탑 피스톤 링이 윤활기 보다 상방의 위치에 있을 때 먼저 주유된 윤활유는 피스톤의 상방운동에 의해 윤활 조건이 엄격한 실린더 라이너 의 내면의 상부로 위로 보내지게 되며, 윤활기로부터 2회째 주유되어 피스톤 링 사이의 공간에 있는 윤활유는 실린더 라이너의 내면을 따라 위로 가게 된다. 이렇게 해서, 윤활유의 실린더 라이너 내면의 축방향으로의 확산, 특히 실린더 라이너 상부 내면으로의 확산이 보다 촉진된다.

(2) 상기 피스톤의 하강시에 있어서, 이 피스톤이 이 윤활기보다도 상방에 있을 때 첫번째의 주유를 행하고, 이어서 이 피스톤의 하강과정에서 상기 링 사이 공간에 두번째의 주유를 행한다.

이와 같이 구성하면, 탑 피스톤 링이 윤활기 보다 상방의 위치에 있을 때 먼저 주유된 윤활유는 피스톤의 하방운동에 의해 실린더 라이너의 내면의 하부로 아래로 보내지게 되며, 윤활기로부터 두번째 주유되어 피스톤 링 사이의 공간에 있는 윤활유는 실린더 라이너의 내면을 따라 아래로 가게 된다. 이렇게 해서, 윤활유의 실린더 라이너 내면의 축방향으로의 확산, 특히 실린더 라이너 하부 내면으로의 확산이 보다 촉진된다.

(3) 각 윤활기의 주유구멍이 상기 실린더 내면의 원주방향을 지향하도록 윤활기를 실린더에 부착하여, 이 윤활기로부터의 윤활유를 상기 실린더 내면의 원주방향으로 분출시킨다.

이와 같이 구성하면, 실린더 내면의 둘레방향으로 윤활유를 광범위하게 확산할 수 있다.

(4) 상기 윤활기를 상기 실린더의 둘레를 따라 복수 열로 설치하고, 적어도 한 열에 속하는 윤활기를 그의 주유구멍이 상기 실린더 내면의 원주방향을 지향하도록 실린더에 부착하여, 이 윤활기로부터의 윤활유를 상기 실린더 내면의 원주방향으로 분출시킨다.

이와 같이 구성하면, 실린더 라이너의 축방향으로 복수 열로 배치된 윤활기로부터 윤활유기 주유되며, 또한 하나 이상의 열에 속하는 윤활기로부터 주유된 윤활유는 실린더 내면의 원주방향으로 향하게 되어, 축방향으로의 윤활유 확산이 개선되며, 실린더 내면의 원주방향으로 윤활유를 광범위하게 확산할 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시예를 사용하여 상세하게 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것 만으로 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자제어식 실린더 윤활 시스템의 전체 연결 구성도이다.

도 1 에 있어서, 11 은 실린더 라이너이고, 이 도면에서는 2 개의 실린더 라이너 (실린더) 가 나타나 있다. 12a, 12, 12c…12n (도시 생략) 은 각 실린더 (11) 의 내면에 윤활유를 주유하는 윤활기이고, 복수개의 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 는, 각 실린더 (11) 의 원주방향을 따라 바람직하게는 등간격으로 설치되어 있다.

14 는 윤활유 펌프, 15 는 공통 송유부이고, 이 윤활유 펌프 (14) 에 의해 압송된 윤활유는 상기 공통 송유부 (15) 내에 축압되도록 되어 있다. 상기 공통 송유부 (15) 의 단부에 압력조정밸브 (도시 생략) 를 형성함과 함께, 상기 윤활유 펌프 (14) 에 의한 압송량을 엔진으로의 주유량보다도 많게 하도록 구성하고 있다. 이와 같이 하면, 상기 공통 송유부 (15) 를 통해 윤활유를 순환시키는 것에 의해 이 공통 송유부 (15) 의 윤활유 온도를 균일하게 할 수 있다.

16a, 16b, 16c,…16n 은 상기 공통 송유부 (15) 와 각 실린더의 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 를 연결시키는 주유관이다.

17a, 17b, 17c,…17n 은 상기 각 주유관 (16a, 16b, 16c,…16n) 에 형성되어 이 주유관 (16a, 16b, 16c,…16n) 의 관로를 개폐하는 전자기 밸브이다.

각 전자기 밸브는 각 주유관 (16a, 16b, 16c,…16n) 의 개방시기 및 개방기간을 독립적으로 제어하도록 되어 있다.

18a, 18b, 18c,…18n 은, 주유관 (16a, 16b, 16c,…16n) 을 개폐하기 위해 각 주유관 (16a, 16b, 16c,…16n) 에 제공된 각 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c,…17n) 의 상류측에 배치된 유량 리미터이다.

도 7 은 상기 전자기 밸브 (17; 17a, 17b, 17c, 17d, 17e…17n) 의 개략구성을 나타내고, 도면에 있어서, 172 는 밸브 케이스, 173 은 밸브시트, 171 은 밸브본체, 174 는 이 밸브본체 (171) 에 고정된 아마추어, 175 는 솔레노이드, 176 은 밸브실이다. 이러한 전자기 밸브에 있어서는, 상기 솔레노이드 (175) 에 통전하면 상기 아마추어 (174) 가 흡인되어 밸브본체 (171) 가 거리 L 만큼 리프트되고, 상기 밸브실 (176) 내에 공급되어 있는 윤활유를 출구통로 (178) 로 송출하도록 되어 있다. 도면에 있어서, Ga 는 상기 리프트 (L) 가 최대가 되었을 때 상기 솔레노이드 (175) 의 하면과 아마추어 (174) 의 상면 사이에 형성되는 에어갭이다.

도 1 에 도시된 이러한 실린더 윤활 시스템에 있어서, 상기 윤활유 펌프 (14) 에 의해 압송된 윤활유는 공통 송유부 (15) 내에 축압되고, 상기 제어장치 (19) 에 의해 독립적으로 각각 제어되는 전자기 밸브 (17a, 7b, 17c, 17d, 17e…17n) 의 작동에 의해서 각 주유관 (16d, 16b, 16c,…16n) 의 관로가 열리면, 공통 송유부 (15) 내에 축압된 윤활유가 각 주유관 (16a, 16b, 16c,…16n) 을 통과하여 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 로 반송되고, 상기 실린더 라이너 (11) 의 내면으로 주유되도록 되어 있다.

1 은 엔진의 회전수를 검출하는 엔진회전수 검출기, 2 는 실린더 내로의 연료투입량을 검출하는 연료투입량 센서, 3 은 엔진의 크랭크각 (즉, 크랭크 샤프트의 회전 위치) 을 검출하는 크랭크각 센서이다. 4 는 상기 엔진회전수 검출기 (1) 로부터의 엔진회전수 검출치와 상기 연료 투입량 센서 (2) 로부터의 연료 투입량 검출치에 의해 엔진부하 (출력) 를 산출하는 부하 검출기이다.

21 은 상기 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 의 오일압력을 검출하는 오일압력센서이다. 9 는 상기 공통 송유부 (15) 내에 있는 윤활유의 비중을 계측하는 비중계, 10 은 상기 윤활유의 점도를 계측하는 점도계이다.

상기 엔진회전수 검출기 (1) 로부터의 엔진회전수 검출치, 부하 검출기 (4) 으로부터의 엔진부하의 검출치, 크랭크각 센서 (3) 로부터의 크랭크각의 검출치, 오일압력 센서 (21) 로부터의 윤활기 (12a, 12b, 12c…l2n) 의 오일압력 검출치, 비중계 (9) 로부터의 윤활유 비중의 계측치, 점도계 (10) 로부터의 윤활유점도의 계측치 등의 각 검출치는, 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191; 도 2 참조) 에 입력된다.

또한, 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c, 17d, 17e…17n) 의 리프트 (L) 의 계측치 및 에어갭 (Ga) 의 계측치도 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 입력된다.

다음으로, 도 2 의 제어 블록도 및 도 1 에 기초하여 이러한 제 1 실시예의 동작을 설명한다.

192 는 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부이고, 상기 각 검출치에 대응하는 개방시기 및 개방기간의 목표치 또는 허용치가 설정되어 있다.

그리고, 제어장치 (19) 는, 상기 각 검출치와 상기 설정부 (192) 에 설정된 목표치 혹은 허용치에 의거하여, 다음과 같은 연산, 제어를 행한다.

우선, 하나의 실린더에 적어도 2 개 이상 장착된 윤활기에 연결된 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c, 17d, 17e…17n) 의 적어도 1 개 (예컨대 전자기 밸브 (17a)) 가 작동불량을 일으켰을 때에는, 전자기 밸브 제어부 (193) 는 해당 실린더에 부착된 윤활기에 연결된 다른 밸브의 개방기간을 연장시킨다.

이와 같이 구성하면, 각 전자기 밸브를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 작동불량을 일으키지 않은 해당 실린더의 다른 전자기 밸브의 개방기간을 연장함으로써, 상기 작동불량을 일으킨 전자기 밸브에 접속되어 있는 윤활기를 통해 공급되는 윤활유량의 감소는 작동 불량을 일으키지 않은 다른 밸브로 보충될 수 있다. 이에 의해, 한 실린더에 부착된 윤활기에 연결된 전자기 밸브의 일부에 작동불량이 발생하더라도, 이 작동불량에 영향을 받지 않고 실린더 라이너의 내면에 충분한 윤활유를 공급할 수 있다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 있어서는, 전자기 밸브의 개방기간의 함수로서 산출한 실제 주유량 또는 주유율과, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에 미리 설정된 최저 주유량 또는 최저 주유율을 비교하여, 실제 주유량 또는 주유율이 상기 최저 주유량 또는 최저 주유율 이상이 되도록 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 제어한다. 즉, 일부 윤활기를 통해 공급되는 실제 주유량 또는 그의 주유율이 상기 최저 주유량 또는 최저 주유율보다 작아지는 경우에는, 해당 윤활기에 접속된 전자기 밸브의 의 개방기간을 길게 하여 해당 윤활기의 주유량을 증가시킨다.

이와 같이 구성하면, 전자기 밸브의 개방기간의 함수로서 산출한 실제 주유량 또는 주유율이 엔진 운전조건에 대응하여 결정된 한 최저 주유량 또는 최저 주유율보다 적은 경우에는, 해당 전자기 밸브의 개방기간을 길게 하여 실린더에 공급되는 주유량을 증가시키고, 실제 주유량이 상기 엔진 운전조건에 대응하여 결정된 최저 주유량보다 많은 경우에는, 해당 전자기 밸브의 개방기간을 짧게 하여 실린더에 공급되는 주유량을 감소시킴으로써, 엔진의 운전 조건에 따라서, 실린더 (11) 의 내면에 소요되는 윤활을 행할 수 있는 양의 윤활유를 항상 공급할 수 있다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는, 엔진부하가 일정한 기준 부하 이하의 저부하 운전시에는 엔진의 수 사이클에 1 회 상기 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 로부터의 주유를 행하고, 또한 엔진부하가 상기 기준 부하를 초과하는 고부하 운전시에는 엔진의 사이클마다 상기 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 로부터의 주유를 행하는 주유 모드가 설정되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 있어서는, 상기 엔진회전수 검출기 (1) 및 부하 검출 수단 (4) 으로부터 각각 입력되는 엔진회전수 및 엔진부하의 검출치에 대응한 주유 모드를 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에 설정된 모드로부터 선출하고, 상기 엔진이 상기 기준 부 하 이하의 저부하 운전시에는 엔진의 수 사이클에 1 회 상기 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 로부터의 주유를 행하고, 또한 상기 엔진이 상기 기준 부하를 초과하는 고부하 운전시에는 엔진의 사이클마다 상기 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 로부터의 주유를 행한다.

이와 같이 구성하면, 엔진부하 (또는 엔진회전수) 의 검출치에 따라 실린더 의 내면의 윤활 조건이 엄격해지는 고부하 운전시 (또는 고회전 운전시) 에는, 엔진의 사이클마다 주유를 행하고, 상기 윤활 조건이 완화되는 저부하 운전시 (또는 저회전 운전시) 에는, 엔진의 수 사이클에 1 회의 주유를 행함으로써, 특히 저부하 운전시 (또는 저회전 운전시) 에서의 윤활유 소비량을 저감할 수 있다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는, 엔진부하 (또는 회전수) 와 상기 윤활기 (12a, 12b, 12c…12n) 로부터의 주유율 (단위 시간당 주유량/엔진부하 (또는 엔진 출력)) 의 기준치들 (목표치들) 간의 관계가 설정되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 있어서는, 실린더에 공급되는 실제 주유량과 상기 엔진부하의 검출치에 따라 주유율을 산출하고, 상기 주유율의 산출치와 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에 설정된 해당 엔진부하에서의 주유율의 기준치 (목표치) 를 비교하여, 이 비교결과에 따라 개방기간이 기준 (목표) 밸브와 일치되도록 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 제어한다.

이와 같이 구성하면, 실제 주유량과 엔진부하의 검출치에 따라 산출한 주유 율이, 엔진의 전체 운전조건에서 목표로 하는 주유율의 기준치, 바람직하게는 일정한 주유율이 되도록 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 제어하기 때문에, 엔진의 운전조건마다, 적절한 윤활을 행할 수 있는 양의 윤활유를 실린더 라이너 (11) 의 내면에 공급할 수 있도록 정확하게 제어할 수 있고, 전체 운전영역에 있어서 윤활유 소비량을 필요 최저치로 유지할 수 있게 된다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는, 실린더 라이너 (11) 로의 오일압력과 상기 전자기 밸브의 개방기간 즉 주유량과의 관계가 설정되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 있어서는, 오일압력 센서 (21) 로부터의 공통 송유부 (15) 내에서의 오일압력 검출치에 대응하는 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 로부터 추출한다.

이와 같이 구성하면, 오일압력의 상승에 따라 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 짧게 하여 주유량을 감소시키고, 또 오일압력의 저하에 따라 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 길게 하여 주유량을 증대시킴으로써, 오일압력에 의해 영향을 받지 않고 주유량을 항상 목표주유량으로 유지하는 것이 가능해진다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는, 윤활유의 비중과 상기 전자기 밸브의 개방기간 즉 주유량과의 관계가, 윤활유의 비중이 증가함에 따라 개방기간을 짧게, 그 비중이 감소함에 따라 개방기간을 길게 하도록 설정 되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 있어서는, 상기 비중계로부터 입력되는 윤활유의 비중 계측치에 대응하는 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 로부터 추출한다.

이와 같이 구성하면, 윤활유의 비중의 상승에 따라 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 짧게 하여 주유량 즉 윤활유의 용적 유량을 감소시키고, 또 비중의 저하에 따라 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개밸브 개간을 길게 하여 주유량을 증대시킴으로써, 윤활유의 비중에 의해 영향을 받지 않고 주유량을 항상 목표주유량으로 유지하는 것이 가능해진다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는, 윤활유의 점도와 상기 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간 즉 주유량과의 관계가, 윤활유의 점도가 상승함에 따라 개방시기를 빨리 또한 개방기간을 길게, 상기 점도가 저하됨에 따라 개방시기를 늦게 또한 개방기간을 짧게 하도록 설정되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 있어서는, 상기 점도계로부터 입력되는 윤활유의 점도 계측치에 대응하는 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방시기 및 개방기간을 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 로부터 추출한다.

이와 같이 구성하면, 개방시기를 빠르게 하여 주유량을 증가시키고 또한 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 길게하여 실린더 라이너 (11) 의 내면에 공급되는 윤활유의 기간을 길게함으로써, 점도의 상승에 의한 윤활성의 저하를 회피할 수 있다. 이에 의해, 주유량을 항상 목표주유량으로 유지하여 실린더 주유를 행하는 것이 가능해진다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는, 도 7 에 나타낸 전자기 밸브의 리프트 (L) 와 상기 전자기 밸브의 개방기간의 관계가, 상기 리프트 (L) 가 커짐에 따라 개방기간이 짧아지도록 하여 주유량이 항상 일정해지도록 설정되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에 있어서는, 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 리프트 (L) 의 계측치에 대응하는 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 로부터 추출한다.

이와 같이 구성하면, 리프트 (L) 의 계측치가 상기 리프트 (L) 의 설정치보다 큰 경우는 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 짧게 하고, 상기 리프트 (L) 의 계측치가 상기 리프트 (L) 의 설정치보다 작아지면 상기 개방기간을 길게 함으로써, 전자기 밸브의 제작 오차 등에 의해 상기 전자기 밸브 리프트 (L) 에 편차가 있더라도, 이것에 영향받지 않고 주유량이 항상 목표 주유량으로 유지될 수 있다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는 도 7 에 나타낸 전자기 밸브의 에어갭 (Ga) 과 상기 전자기 밸브의 개방기간의 관계가 상기 에어갭 (Ga) 이 커짐에 따라 개방기간이 짧아지도록 하여 주유량이 항상 일정해지도 록 설정되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에서는, 상기 에어갭 (Ga) 의 계측치에 대응하는 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 로부터 추출한다.

이와 같이 구성하면, 에어갭 (Ga) 의 계측치가 상기 에어갭 (Ga) 의 설정치보다 큰 경우에는 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 짧게 하고, 상기 에어갭 (Ga) 의 계측치가 상기 에어갭 (Ga) 의 설정치보다 작아지면 상기 개방기간을 길게 함으로써, 전자기 밸브의 제작오차 등에 의해 상기 전자기 밸브의 에어갭 (Ga) 에 편차가 있어도, 이것에 영향을 받지 않고, 주유량이 항상 목표 주유량으로 유지되는 것이 가능해진다.

또, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 에는, 엔진에 공급되는 연료중의 황농도와 상기 전자기 밸브의 개방기간과의 관계, 즉 연료중의 황분량과 이 황분을 중화하는데 필요한 최저 주유량을 얻기 위한 개방기간과의 관계가 설정되어 있다.

그리고, 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 산출부 (191) 에서는, 상기 연료중의 실제의 황농도에 대응하는 상기 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 상기 전자기 밸브 개방시기, 개방기간 설정부 (192) 로부터 추출한다.

이와 같이 구성하면, 전자기 밸브 (17a, 17b, 17c…17n) 의 개방기간을 제어하여 주유량을 연료중의 황을 중화하는데 필요한 최저 주유량으로 유지함으로써, 실린더 내면의 윤활성을 저해하는 황분의 증가를 억제할 수 있다.

도 3 내지 도 5 에 나타낸 제 2 ∼ 제 4 실시예에서는 상기 전자기 밸브 (17) 와 윤활기 (12) 의 다양한 접속태양이 나와 있다.

도 3 에 나타내는 제 2 실시예에서는, 상기 윤활기 (12) 를 12a, 12b, 12c, 12d, 12e…12n 과 같이 하나의 실린더에 대해 복수개 설치함과 함께, 상기 윤활기 (12) 로의 주유통로를 주통로 (161, 162, 163, 164) 와 이 주통로 (161, 162, 163, 164) 로부터 분기하여 상기 각 윤활기 (12a, 12b, 12c, 12d, 12e…12n) 에 접속되는 지통로 (상기 제 1 실시예에서의 주유관에 상당 ; 16a, 16b, 16c, 16d, 16e…16n) 에 의해 구성함과 함께, 상기 각 주통로에 전자기 밸브 (17) 를 설치하는데, 즉 주통로 (161, 162) 에 밸브 (17A, 17B) 가 각각 제공되고, 주통로 (163, 164) 에는 다른 밸브 (17A, 17B) 가 각각 제공된다. 이렇게 해서, 하나의 전자기 밸브 (17) 로 복수 개의 윤활기 (12) 를 제어함으로써 전자기 밸브 (17) 의 수를 줄일 수 있다.

18A 는 상기 전자기 밸브 (17A) 의 상류측에 배치된 유량 리미터, 18B 는 상기 전자기 밸브 (17B) 의 상류측에 배치된 유량 리미터이다.

그 밖의 구성은 도 1 에 나타내는 제 1 실시예와 동일하고, 이것과 동일한 부재는 동일한 부호로 나타낸다.

또, 도 3 에는 상기 제 1 실시예에서의 각 검출기 또는 센서의 도시를 생략하고 있다.

도 4 에 나타내는 제 3 실시예에서는, 상기 윤활기 (12a, 12b, 12c, 12d, 12e…12n) 및 이들에 접속되는 지통로 (16a, 16b, 16c, 16d, 16e…16n) 를 실린더 라이너 (11) 의 원주방향으로 번갈아 상기 주통로 (161, 162, 163, 164) 에 접속하고, 이 주통로 (161, 162) 에 설치한 전자기 밸브 (17A, 17B) 에 의해 상기 번갈아 배치된 윤활기로의 윤활유 유동을 각각 제어하도록 구성하는데, 예컨대 밸브 (17A) 는 윤활기 (12a, 12c, 12d) 를 제어하고, 밸브 (17B) 는 윤활기 (12b, 12d, 12n) 을 제어하게 된다. 이렇게 해서 실린더의 원주방향을 따라 주유를 균등화하고 있다. 그 밖의 구성은 도 1 에 나타내는 제 1 실시예 또는 도 3 에 나타내는 제 2 실시예와 동일하고, 이것과 동일한 부재는 동일한 부호로 나타낸다.

또, 도 4 에는 상기 제 1 실시예에서의 각 검출기 또는 센서의 도시를 생략하고 있다.

도 5 에 나타내는 제 4 실시예에서는, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 상기 윤활기 (12) 를 12a, 12b, 12c, 12d, 12e…12n 과 같이 하나의 실린더에 대해 복수개 설치함과 함께, 상기 윤활기 (12) 로의 주유통로를 주통로 (161, 162, 163, 164) 와 이 주통로 (161, 162, 163, 164) 로부터 분기하여 상기 각 윤활기 (12a, 12b, 12c, 12d, 12e…12n) 에 접속되는 지통로 (상기 제 1 실시예에서의 주유관에 상당 ; 16a, 16b, 16c, 16d, 16e…16n) 에 의해 구성한다. 이 제 4 실시예에서 제어장치 (19) 를 제어장치 (19A), 제어장치 (19B) 와 같이 복수개 설치하고, 각 제어장치 (19A, 19B) 에 의해 상기 전자기 밸브 (17A, 17B) 를 독립적으로 제어한다.

그 밖의 구성은 도 1 에 나타내는 제 1 실시예 또는 도 3 에 나타내는 제 2 실시예와 동일하고, 이것과 동일한 부재는 동일한 부호로 나타낸다.

또, 도 5 에는 상기 제 1 실시예에서의 각 검출기 또는 센서의 도시를 생략하고 있다.

도 6 에 나타내는 제 5 실시예에서는, 복귀관 (23) 과 압력조정밸브 (22) 가 제공되어 공통 송유부 (15) 에 있는 윤활유가 윤활유 펌프 (14) 로 복귀할 수 있게 되며, 이렇게 해서 복귀관 (23) 에 있는 윤활유로 공통 송유부 (15) 내의 윤활유를 가열함으로써 공통 송유부 (15) 에서의 윤활유 온도가 이 송유부 (15) 를 따라 균일하게 된다.

그 밖의 구성은 도 1 에 나타내는 제 1 실시예 또는 도 3 에 나타내는 제 2 실시예와 동일하고, 이것과 동일한 부재는 동일한 부호로 나타낸다.

또, 도 3 에는 상기 제 1 실시예에서의 각 검출기 또는 센서의 도시를 생략하고 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는 상기 전자기 밸브 (17 (17a, 17b, 17c…17n)) 의 개구면적은 해당 전자기 밸브에 접속되어 있는 윤활기의 통로면적의 총합 보다 크다(예컨대, 도 4 에서 밸브 (17A) 의 개구면적은 윤활기 (12a, 12b, 12c) 의 통로면적의 총합보다 크다)

이와 같이 구성하면, 밸브 리프트의 편차에 의해 복수의 전자기 밸브의 개구면적에 편차가 발생해도, 상기 윤활기로부터의 요구되는 주유량은 상기 개구면적의 편차에 영향을 받지 않고 소정치로 유지할 수 있다.

또, 도 8 은 본 발명의 제 6 실시예에 관한 디젤엔진의 실린더 윤활 시스템의 전체 구성도, 도 9 는 도 8 의 Z 부 확대 상세도이다.

도 8 ∼ 도 9 에서, 11 은 실린더 라이너 (실린더), 51 은 그 실린더 라이너 (11) 의 내면 (11a) 을 따라 왕복 슬라이딩하는 피스톤, 52 는 그 피스톤 (51) 에 복수개 (이 예에서는 4 개) 끼워장착된 피스톤 링이다. 53 은 실린더 라이너 (11) 의 내면과 피스톤 (51) 의 외면 사이에 제공된 피스톤 링 (52) 사이에 존재하는 공간이다. 또, 56 은 실린더 커버, 55 는 배기밸브, 58 은 연소실이다.

이상의 구성은 종래 기술과 동일하다.

12 는 윤활유를 상기 실린더 라이너 (11) 의 내면 (11a) 에 분출하는 윤활기(윤활기)이고, 이 예에서는 상기 실린더 라이너 (11) 의 축방향으로 2개의 윤활기 (12) 가 있고, 또한 도시를 생략하였지만 실린더 라이너 (11) 의 원주방향을 따라 복수개 장착되어 있다. 상기 윤활기 (12) 는 종래부터 대형 디젤엔진에 사용되고 있는 공지된 윤활기이고 (상세한 구조설명은 생략함), 실린더의 원주를 따라 1 열 또는 3 열 이상 설치해도 된다.

14 는 윤활유 펌프, 15 는 각 실린더 공통의 공통 송유부이고, 상기 윤활유 펌프 (14) 에 의해 압송된 윤활유는 상기 공통 송유부 (15) 내에 축압되게 되어 있다. 156 은 상기 공통 송유부 (15) 와 각 실린더의 윤활기 (12) 를 접속하는 주유관, 70 은 각 주유관 (156) 에 설치되어 그 주유관 (156) 의 관로를 개폐하는 전자기 밸브이다.

1 은 엔진의 회전수 (엔진회전수) 를 검출하는 엔진회전수 검출기, 4 는 엔진의 부하 (연료투입량 등) 를 검출하는 부하검출수단, 3 은 엔진의 크랭크각(즉, 엔진 크랭크샤프트의 회전위치)을 검출하는 크랭크각 센서이다.

19 는 제어장치이고, 상기 크랭크각 센서 (3) 로부터 크랭크각의 검출치, 상기 엔진회전수 검출기 (1) 로부터 엔진회전수의 검출치, 및 상기 부하검출수단 (4) 으로부터 엔진부하의 검출치가 상기 제어장치에 각각 입력되고, 이들 검출치에 기초하여 후술하는 바와 같이 상기 전자기 밸브 (70) 의 개방시기 (타이밍) 및 개방기간을 제어하여 윤활기 (12) 의 주유시기 및 주유량을 조정한다.

상기 전자기 밸브 (70) 들은 상기 제어 장치 (19) 에 의해 독립적으로 제어되어 개방시기 및 개방기간을 조절한다.

제 6 실시예에 관한 실린더 윤활 시스템을 갖춘 디젤엔진의 운전시에 있어서, 상기 윤활유 펌프 (14) 에 의해 압송된 윤활유는 공통 송유부 (15) 내에 축압되고, 상기 제어 장치 (19) 에 의해 독립적으로, 제어되는 전자기 밸브 (70) 에 의해 각 주유관 (156) 의 관로가 열리면, 그 공통 송유부 (15) 내에 축압된 윤활유가 각 주유관 (156) 을 통하여 윤활기 (12) 에 반송되고, 그 윤활기 (12) 로부터 상기 실린더 라이너 (11) 의 내면에 주유된다.

이러한 운전시에 있어서, 상기 제어 장치 (19) 는 상기 크랭크각의 검출치, 엔진회전수의 검출치, 및 엔진부하의 검출치에 기초하여, 다음의 제 1 방법 또는 제 2 방법에 의해 상기 전자기 밸브 (70) 의 개방시기 및 개방기간을 제어한다.

제 1 방법에 의한 제어는 다음과 같다.

상기 피스톤 (51) 의 상승시에 있어서, 탑 피스톤 링(도면에서 4개의 피스톤 링 (52) 중 최상부의 피스톤 링) 이 윤활기 (12) 보다 상방의 위치(본 실시예에서 윤활기가 2열로 배열된 경우에 상측 윤활기 보다 상방의 위치)에 있을 때는 실린더 (11) 의 원주를 따라 2열로 배열된 윤활기 (12) 로부터 첫번째 주유가 실시되며, 이어서 피스톤 (51) 의 상방 운동중에 두번째 주유가 실시된다. 이 예에서는 상기 피스톤 링 사이에 공간 (53) 이 3 개 있기 때문에, 적어도 최상부의 링 사이 공간 (53) 에 주유를 행하는 것으로 하고, 다른 링 사이 공간에도 상기 2 열의 윤활기 중 어느 하나에 의해 주유한다.

이러한 제 1 방법에 의하면, 탑 피스톤 링이 윤활기 (12) 보다 상방의 위치(본 실시예에서 윤활기가 2열로 배열된 경우에 상측 윤활기 보다 상방의 위치)에 있을 때 먼저 주유된 윤활유는 피스톤 (51) 의 상방운동에 의해 윤활 조건이 엄격한 실린더 라이너 (11) 의 내면의 상부로 위로 보내지게 되며, 윤활기 (12) 로부터 2회째 주유되어 피스톤 링 사이의 공간 (53) 에 있는 윤활유는 실린더 라이너 (11) 의 내면을 따라 위로 가게 된다. 이렇게 해서, 윤활유의 실린더 라이너 내면 (11a) 의 축방향으로의 확산, 특히 실린더 라이너 상부 내면으로의 확산이 보다 촉진된다.

제 2 방법에 의한 제어는 다음과 같다.

상기 피스톤 (51) 의 하강시에 있어서, 바텀 피스톤 링(도면에서 4개의 피스톤 링 (52) 중 최하부의 피스톤 링) 이 윤활기 (12) 보다 상방의 위치(본 실시예에서 윤활기가 2열로 배열된 경우에 하측 윤활기 보다 상방의 위치)에 있을 때는 2열로 배열된 윤활기 (12) 로부터 첫번째 주유가 실시되며, 이어서 피스톤 (51) 의 하방 운동중에 두번째 주유가 실시된다. 이 예에서는 상기 피스톤 링 사이에 공간 (53) 이 3 개 있기 때문에, 적어도 최하부의 링 사이 공간 (53) 에 주유를 행하 는 것으로 하고, 다른 링 사이 공간에도 상기 2 열의 윤활기 중 어느 하나에 의해 주유한다.

이러한 제 2 방법에 의하면, 탑 피스톤 링이 윤활기 (12) 보다 상방의 위치(본 실시예에서 윤활기가 2열로 배열된 경우에 하측 윤활기 보다 상방의 위치)에 있을 때 먼저 주유된 윤활유는 피스톤 (51) 의 하방운동에 의해 실린더 라이너 (11) 의 내면의 하부로 아래로 보내지게 되며, 윤활기 (12) 로부터 두번째 주유되어 피스톤 링 사이의 공간 (53) 에 있는 윤활유는 실린더 라이너 (11) 의 내면을 따라 아래로 가게 된다. 이렇게 해서, 윤활유의 실린더 라이너 내면 (11a) 의 축방향으로의 확산, 특히 실린더 라이너 하부 내면으로의 확산이 보다 촉진된다.

또는, 실린더 라이너 (11) 의 원주 방향을 따라서 실린더에 설치한 (이 예에서는 2 열) 상기 윤활기 (12) 를 상기 실린더 라이너 내면 (11a) 의 원주 방향에 지향하여 배치하고, 그 윤활기 (12) 로부터의 윤활유를 상기 실린더 라이너 내면 (11a) 의 원주 방향으로 분출시킬 수 있다.

상기 윤활기 (12) 를 상기 실린더 라이너 (11) 의 원주를 따라 복수열 (이 예에서는 2 열) 설치할 때, 적어도 1열에 속하는 윤활기의 주유구멍은 상기 실린더 라이너 내면 (11a) 의 원주 방향으로 지향되도록 실린더 라이너 (11) 에 부착될 수도 있다. 이 경우에도, 윤활유는 상기 실린더 라이너 내면 (11a) 의 원주방향으로 넓게 분출된다.

이렇게 구성하면, 윤활유는 실린더 라이너 (11) 의 축방향으로 복수 열로 설치된 윤활기로부터 주유되고, 그 중 적어도 1 열에 속하는 윤활기로부터 주유된 윤 활유는 실린더 라이너 내면 (11a) 의 원주방향을 향해 분출되고, 이리 하여 실린더 내면의 축방향으로의 확산이 촉진됨과 함께, 윤활유는 실린더 라이너의 내면 (11a) 에서 원주 방향으로도 광범위하게 확산될 수 있다.

요컨대, 이러한 제 6 실시예에 의하면, 윤활기 (12) 로부터 피스톤 링 사이에 형성되는 공간 (53) 에 피스톤 (51) 의 1 왕복에 대해 적어도 1 회 주유하고, 또한 상기 피스톤 링 사이의 공간 (53) 에 저장된 윤활유가 실린더 라이너 내면 (11a) 의 축방향으로 반송되게 되어, 윤활기 (12) 로부터의 분출부 부근 뿐만 아니라 실린더 라이너 내면 (11a) 의 넓은 범위, 특히 축방향의 넓은 범위에 걸쳐 균일 두께의 오일막을 형성할 수 있다.

이로 인해, 실린더 라이너 내면 (11a) 의 윤활성이 향상되어, 피스톤 링 (52) 의 마모나 눌러붙음의 발생을 회피할 수 있고, 또한 상기 윤활성의 향상에 의해서 윤활유 소비량도 저감시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실린더 윤활 시스템에 의하면, 각 윤활기 또는 주유 개소마다 독립적으로 필요한 주유타이밍으로, 그리고 필요한 주유량으로서 주유를 행하는 것이 가능해짐과 동시에, 윤활유를 윤활기에 공급하기 위해 주유관을 개페하는 전자기 밸브를 포함하는 일부 윤활기에 작동불량이 발생하더라도 정상적인 윤활유 공급이 가능해지고, 나아가서는 윤활유의 성상, 윤활유 압력 등의 변동 요인에 따라서 엔진의 운전중에도 주유시기 및 주유량이 조정 가능해지고, 그리고 윤활유 소비량을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 주유 개소마다 독립적으로 필요한 주유타이밍으로, 그리고 필요한 주유량으로서 주유를 행하는 것이 가능해지고 각 주유 개소에서의 주유량 또는 주유율을, 실린더 내면의 윤활 상태를 마모나 눌러붙음의 발생을 확실하게 회피할 수 있는 양호한 윤활 상태로 유지하는데 필요 최소한의 주유량 또는 주유율로 제어할 수 있고, 종래 기술과 같은 복수의 주유 개소에 대해 주유량 및 주유시기 타이밍을 일원적으로 조정하는 것에 비해서 윤활유 소비량을 저감시킬 수 있다.

또한, 엔진의 운전중에도 주유타이밍 및 주유량 또는 주유율을 자유롭게 조정할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 피스톤 링 사이에 형성되는 공간에 윤활기로부터 피스톤의 1 왕복에 대해 적어도 1 회 주유하기 때문에, 상기 주유에 의해서 상기 공간에 저장된 윤활유는 실린더 내면의 축방향으로 반송되게 되어, 윤활기로부터의 분출부 부근 뿐만 아니라 실린더 내면 (11a) 의 넓은 범위, 특히 축방향의 넓은 범위에 걸쳐서 균일 두께의 오일막을 형성할 수 있다.

이로 인해, 실린더 내면의 윤활성이 향상하여 피스톤 링의 마모나 눌러붙음의 발생을 회피할 수 있고, 또한, 상기 윤활성의 향상에 의해서 윤활유 소비량도 저감시킬 수 있다.

실린더의 내면에 윤활유를 주유하는 복수의 윤활기와 공통 송유부를 접속하고 있는 주유통로를 각각 개폐하는 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 전자기 밸브마다 독립적으로 제어하기 때문에, 실린더 내면의 윤활기에 의한 주유 개소마 다 이 주유 개소에서의 윤활상태에 따라 해당 주유 개소에 주유하는 윤활기로의 주유량 및 주유시기를 전자기 밸브에 의해 다른 주유 개소에서의 윤활기와는 독립적으로 자유롭게 조절하는 것이 가능해진다.

Claims (23)

1. 삭제
2. 윤활유 펌프에 의해 압송된 윤활유를 공통 송유부에 수용하고, 이 공통 송유부 내의 윤활유를 복수의 윤활기(인젝터) 와 상기 공통 송유부를 연결시키는 주유통로를 통해 각 윤활기에 공급하여, 상기 복수의 윤활기로부터 실린더의 내면에 상기 윤활유를 주유하도록 한 실린더 윤활 시스템을 구비한 내연기관에 있어서, 상기 주유통로를 각각 개폐하는 복수의 전자기 밸브를 형성함과 함께, 상기 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 상기 전자기 밸브마다 독립적으로 제어하는 제어장치를 구비하여 이루어지고,

   상기 제어장치는, 하나의 실린더에 2 개 이상 장착된 상기 전자기 밸브 중 적어도 1 개가 작동불량을 일으켰을 때, 다른 밸브의 개방기간을 연장시키도록 전자기 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템을 구비한 내연기관.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어장치는, 전자기 밸브의 개방기간의 함수로서 산출한 상기 주유량 또는 상기 주유량과 엔진부하에 기초하여 산출한 주유율 (시간 당 주유량/엔진부하 (또는, 엔진출력)) 이 미리 설정된 최저 주유량 또는 최저 주유율 이상이 되도록 상기 전자기 밸브의 개방기간을 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 엔진의 회전수를 검출하는 엔진회전수 검출기와, 상기 엔진의 연료 투입량을 검출하는 연료 투입량 센서를 구비하고, 상기 제어장치는, 엔진회전수 및 연료 투입량의 검출치에 기초하여 엔진부하를 산출하여, 상기 엔진의 부하가 일정 부하를 초과하는 고부하 운전시에는 엔진의 사이클마다 윤활기로부터의 주유를 실시하고, 또한 상기 엔진의 부하가 상기 일정 부하 이하의 저부하 운전시에는 엔진의 수 사이클에 1 회 주유를 실시하도록 상기 전자기 밸브의 개폐를 제어함으로써, 주유량이 적을 때에도 안정적으로 주유할 수 있는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 제어장치는, 전자기 밸브의 개방기간의 함수로서 산출한 주유량과, 엔진의 회전수와 연료 투입량의 검출치로부터 산출한 엔진부하에 기초하여 주유율 (시간 당 주유량/엔진부하 (또는, 엔진출력)) 을 산출하여, 이 주유율의 산출치가 미리 설정된 주유율이 되도록 상기 전자기 밸브의 개방기간을 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
6. 제 2 항에 있어서, 공통 송유부에 비중계가 제공되며, 상기 제어장치는, 상기 비중계로부터 입력되는 제어장치에 미리 입력한 윤활유의 비중 또는 비중계로 계측한 계측치에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방기간을 소정치로 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 점도계로부터 입력되는 제어장치에 미리 입력한 윤활유의 점도 또는 점도계로 계측한 계측치에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방시기 및 개방기간을 소정치로 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 공통 송유부에 압력 검출기 또는 온도 검출기를 구비하며, 상기 제어장치는, 상기 압력 검출기 또는 온도 검출기로부터 입력되는 공통 송유부 압력 검출치 또는 공통 송유부 온도 검출치에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방기간을 소정치로 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
9. 제 2 항에 있어서, 상기 제어장치는, 미리 설정되거나 또는 계측된 전자기 밸브의 리프트에 대응하여 상기 전자기 밸브의 개방기간을 소정치로 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
10. 제 2 항에 있어서, 상기 제어장치는, 미리 설정되거나 또는 계측된 상기 전자기 밸브의 에어갭의 값에 대응하여 상기 전자기 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
11. 제 2 항에 있어서, 상기 윤활기를 하나의 실린더에 대하여 복수개 형성하고, 상기 주유통로를 각 윤활기에 연결하여, 각 주유통로에 상기 전자기 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
12. 제 2 항에 있어서, 상기 윤활기를 하나의 실린더에 대하여 복수개 형성하고, 상기 주유통로를 주통로와 이 주통로로부터 분기하여 상기 각 윤활기에 접속되는 지통로로 구성하며, 각 주통로에 상기 전자기 밸브를 설치하여, 하나의 상기 전자기 밸브로 복수의 윤활기에 대한 윤활유의 공급을 담당하도록 한 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
13. 제 12 항에 있어서, 각 주통로로부터 분기된 지통로는 실린더의 둘레를 따라 번갈아 배치된 윤활기에 연결되며, 전자기 밸브 중 하나가 작동불량을 일으켜도, 작동불량의 전자기 밸브에 연결된 윤활기를 제외하고 실린더의 둘레에 배치된 윤활기에 윤활유가 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
14. 제 2 항에 있어서, 상기 윤활기를 하나의 실린더에 대하여 복수개 형성하고, 상기 제어장치를 복수개 형성하여, 하나 또는 복수개의 전자기 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
15. 제 2 항에 있어서, 상기 공통 송유부의 일 단부에 압력조정밸브를 형성함과 함께, 상기 윤활유 펌프에 의한 압송량을 엔진에 대한 주유량보다도 많게 하고 또한 상기 공통 송유부를 통해 윤활유를 순환시켜 공통 송유부의 윤활유 온도를 균일하게 하는 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
16. 제 2 항에 있어서, 상기 공통 송유부를 따라 복귀관을 형성하며, 상기 공통 송유부 내의 윤활유와 상기 복귀관 내의 윤활유를 열교환 가능하게 한 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
17. 제 2 항에 있어서, 상기 전자기 밸브의 개구면적을, 해당 전자기 밸브에 접속되어 있는 상기 윤활기의 통로면적의 총합보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 실린더 윤활 시스템를 구비한 내연기관.
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