(57)【要約】【課題】エンジンが健全に運転できる必要最小量の注油量を算出することができ、シリンダ油の使用量を減らすことを可能にし得る２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法及び装置を提供する。【解決手段】  エンジン１運転中の各種計測データ１２を収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油７の塩基価データ１３を取得し、収集された各種計測データ１２に基づいて、シリンダ内の結露の量を算出し、結露の量に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を推定し、推定された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油７の注油量を推定し、推定されたシリンダ油７の注油量に応じてシリンダ油供給量を算出し、算出された注油量のシリンダ油７を算出されたシリンダ油供給量でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを取得し、
収集された各種計測データに基づいて、シリンダ内の結露の量を算出し、
該結露の量に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を推定し、
推定された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量を推定し、
推定されたシリンダ油の注油量に応じてシリンダ油供給量を算出し、
算出された注油量のシリンダ油を算出されたシリンダ油供給量でシリンダライナ表面またはピストンに供給することを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法。
【請求項２】
エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを取得し、
収集された各種計測データに基づいて、シリンダ内の結露の量と分布を算出し、
該結露の量と分布に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量と分布を推定し、
推定された酸性物の量と分布に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量と分布を推定し、
推定されたシリンダ油の注油量と分布に応じてシリンダ油供給量と分配を算出し、
算出された注油量のシリンダ油を算出されたシリンダ油供給量と分配でシリンダライナ表面またはピストンに供給することを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法。
【請求項３】
前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量の算出を行ない、シリンダ油供給量を増減させることを特徴とする請求項１に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法。
【請求項４】
前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量及び分布の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量及び分配の算出を行ない、シリンダ油供給量及び分配を調整させることを特徴とする請求項２に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法。
【請求項５】
前記シリンダ油供給量の評価はドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうことを特徴とする請求項３に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法。
【請求項６】
前記シリンダ油供給量及び分布の評価はドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうことを特徴とする請求項４に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法。
【請求項７】
シリンダライナ表面またはピストンにシリンダ油を供給する注油ノズルと、
エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを入力されるデータ収集手段と、
該データ収集手段に収集された各種計測データに基づいてシリンダ内の結露の量を算出する凝縮水量算出手段と、
該凝縮水量算出手段により算出された結露の量に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を算出する酸性物量算出手段と、
該酸性物量算出手段により算出された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油の注油量に応じたシリンダ油供給量を算出する注油量算出手段と、
該注油量算出手段により算出された注油量のシリンダ油を前記注油ノズルに供給する注油器とを備え、
前記注油ノズルは、シリンダ油を前記注油量算出手段により算出されたシリンダ油供給量でシリンダライナ表面またはピストンに供給するように構成されたことを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置。
【請求項８】
シリンダライナ表面またはピストンにシリンダ油を供給する注油ノズルと、
エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを入力されるデータ収集手段と、
該データ収集手段に収集された各種計測データに基づいてシリンダ内の結露の量と分布を算出する凝縮水量算出手段と、
該凝縮水量算出手段により算出された結露の量と分布に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量と分布を算出する酸性物量算出手段と、
該酸性物量算出手段により算出された酸性物の量と分布に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量と分布を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配を算出する注油量算出手段と、
該注油量算出手段により算出された注油量と分配のシリンダ油を前記注油ノズルに供給する注油器とを備え、
前記注油ノズルは、シリンダ油を前記注油量算出手段により算出されたシリンダ油供給量及び分配でシリンダライナ表面またはピストンに供給するように構成されたことを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置。
【請求項９】
前記注油量算出手段は、前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量の算出を行ない、シリンダ油供給量を増減させるように構成されたことを特徴とする請求項７に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置。
【請求項１０】
前記注油量算出手段は、前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量及び分布の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量及び分配の算出を行ない、シリンダ油供給量及び分配を調整させるように構成されたことを特徴とする請求項８に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置。
【請求項１１】
前記注油量算出手段は、前記シリンダ油供給量の評価をドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうように構成されたことを特徴とする請求項９に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置。
【請求項１２】
前記注油量算出手段は、前記シリンダ油供給量及び分布の評価をドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２ストロークエンジンのシリンダ油供給は、シリンダライナとピストンの間におけるピストンの往復動による摺動摩擦低減の目的以外に、燃料油中に含まれる硫黄等の燃焼により発生した酸性物と、吸入空気中に含まれる水分、及び燃料の燃焼による燃料中の水素成分の燃焼により生成される水分がシリンダ壁面での結露により発生した液体の水と結びつくことにより生成されるシリンダ内の腐食摩耗の原因となる酸性物の中和を行う目的がある。また、それ以外にも分散清浄効果により、燃焼残渣物による部品の汚損防止などの目的もある。
【０００３】
シリンダ内の腐食摩耗の原因となる酸性物は、主に燃料中の硫黄分の燃焼により生成される二酸化硫黄（ＳＯ２）および三酸化硫黄（ＳＯ３）が、液体の水と接触し生成される亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）である。
【０００４】
従来技術では、シリンダ下部室からのドレン油の残留塩基価、磁性鉄粉濃度、イオン化した鉄を含む全鉄分の濃度、シリンダの表面状態の目視検査結果に基づいて、エンジンの出力当たりのシリンダ油供給量（シリンダ油注油率）を手動で設定することが行われていた。尚、ドレン油中の磁性鉄粉の増加は、ピストンの往復動摺動摩擦の増加を示し、イオン化した鉄分の増加は、腐食摩耗の増加を示すことが判っている。
【０００５】
これと関連して、鉄分濃度値の計測結果に基づいて注油器によるシリンダ油供給量を増減させ、シリンダ油供給量を最適な値に収束するように制御する方法の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【０００６】
また、シリンダ油注油率は、燃料中の硫黄分や機関出力率にもとづいたパラメータに従って補正され、その補正されたシリンダ油注油率にエンジン出力を乗算してシリンダ油供給量を算出することが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５９６９７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のシリンダ油供給量調整方法では、燃料中の硫黄分については考慮されているが、液体の水分については考慮されておらず、最適とは言えない。
【０００９】
また、従来の方法では、シリンダ内に発生する液体の水の量と分布を考慮していないため、シリンダ内の腐食摩耗の原因となるシリンダ壁面へ付着する亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の量を算出することがリアルタイムでできないため、その中和に必要なシリンダ油供給量とシリンダ油分配の算出ができず、安全サイドでの設定となり、必要以上のシリンダ油供給を行うこととなり経済的ではなかった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、常にエンジンが健全に運転できる必要最小量のシリンダ油供給量を算出することができ、シリンダ油使用量を減らすことを可能にし得る２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを取得し、収集された各種計測データに基づいて、シリンダ内の結露の量を算出し、該結露の量に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を推定し、推定された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量を推定し、推定されたシリンダ油の注油量に応じてシリンダ油供給量を算出し、算出された注油量のシリンダ油を算出されたシリンダ油供給量でシリンダライナ表面またはピストンに供給することを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法にかかるものである。
【００１２】
また、本発明は、エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを取得し、収集された各種計測データに基づいて、シリンダ内の結露の量と分布を算出し、該結露の量と分布に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量と分布を推定し、推定された酸性物の量と分布に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量と分布を推定し、推定されたシリンダ油の注油量と分布に応じてシリンダ油供給量と分配を算出し、算出された注油量のシリンダ油を算出されたシリンダ油供給量と分配でシリンダライナ表面またはピストンに供給することを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法にかかるものである。
【００１３】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法において、前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量の算出を行ない、シリンダ油供給量を増減させることができる。
【００１４】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法において、前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量及び分布の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量及び分配の算出を行ない、シリンダ油供給量及び分配を調整させることができる。
【００１５】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法において、前記シリンダ油供給量の評価はドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうことができる。
【００１６】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法において、前記シリンダ油供給量及び分布の評価はドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうことができる。
【００１７】
一方、本発明は、シリンダライナ表面またはピストンにシリンダ油を供給する注油ノズルと、エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを入力されるデータ収集手段と、該データ収集手段に収集された各種計測データに基づいてシリンダ内の結露の量を算出する凝縮水量算出手段と、該凝縮水量算出手段により算出された結露の量に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を算出する酸性物量算出手段と、該酸性物量算出手段により算出された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油の注油量に応じたシリンダ油供給量を算出する注油量算出手段と、該注油量算出手段により算出された注油量のシリンダ油を前記注油ノズルに供給する注油器とを備え、前記注油ノズルは、シリンダ油を前記注油量算出手段により算出されたシリンダ油供給量でシリンダライナ表面またはピストンに供給するように構成されたことを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置にかかるものである。
【００１８】
また、本発明は、シリンダライナ表面またはピストンにシリンダ油を供給する注油ノズルと、エンジン運転中の各種計測データを収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油の塩基価データを入力されるデータ収集手段と、該データ収集手段に収集された各種計測データに基づいてシリンダ内の結露の量と分布を算出する凝縮水量算出手段と、該凝縮水量算出手段により算出された結露の量と分布に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量と分布を算出する酸性物量算出手段と、該酸性物量算出手段により算出された酸性物の量と分布に応じて中和に必要なシリンダ油の注油量と分布を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配を算出する注油量算出手段と、該注油量算出手段により算出された注油量と分配のシリンダ油を前記注油ノズルに供給する注油器とを備え、前記注油ノズルは、シリンダ油を前記注油量算出手段により算出されたシリンダ油供給量及び分配でシリンダライナ表面またはピストンに供給するように構成されたことを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置にかかるものである。
【００１９】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置において、前記注油量算出手段は、前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量の算出を行ない、シリンダ油供給量を増減させるように構成することができる。
【００２０】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置において、前記注油量算出手段は、前記シリンダ油を前記シリンダライナ表面またはピストンに供給した後に、シリンダ油供給量及び分布の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量及び分配の算出を行ない、シリンダ油供給量及び分配を調整させるように構成することができる。
【００２１】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置において、前記注油量算出手段は、前記シリンダ油供給量の評価をドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうように構成することができる。
【００２２】
前記２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置において、前記注油量算出手段は、前記シリンダ油供給量及び分布の評価をドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうように構成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法及び装置によれば、例えば夜間と昼間などの外環境の変化に応じて、常にエンジンが健全に運転できる必要最小量の注油量を算出することができ、シリンダ油の使用量を減らすことを可能にし得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置を適用した２ストロークエンジンの一例を示す構成図であって、（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視拡大断面図の一例である。
【図２】本発明の第一実施例における注油量算出の際のデータフロー図である。
【図３】本発明の第一実施例におけるデータ処理方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第二実施例における注油量及び分布を算出する際のデータフロー図である。
【図５】本発明の第二実施例におけるデータ処理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１〜図３は本発明の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置の第一実施例である。
【００２７】
図１（ａ）は本発明の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置を適用した２ストロークエンジンの一例を示すもので、図１（ａ）中、１はエンジン、２はシリンダライナ、３はピストン、４はクランクシャフト５に連結されてピストンピン６を介しピストン３を昇降させるコネクティングロッドである。尚、図１（ａ）にはユニフロー式の２ストロークエンジンが図示されているが、掃気の方式はユニフロー式に限定されるものではなく、横断掃気式やループ掃気式であってもよい。
【００２８】
シリンダライナ２には、シリンダライナ２及びピストン３との間にシリンダ油７を供給する注油ノズル８が取り付けられており、注油ノズル８にはシリンダ油タンク９のシリンダ油７を注油ノズル８に供給する注油器１０が接続されている。尚、シリンダライナ２に注油ノズル８を取り付ける箇所は、図１（ｂ）に示す如く、シリンダライナ２の周方向に複数設けることができる。また、シリンダライナ２に注油ノズル８を取り付ける箇所は、シリンダライナ２の高さ方向にも複数設けることができる。
【００２９】
注油器１０には、シリンダ油タンク９のシリンダ油７を所定の注油量、シリンダ油供給量で注油ノズル８からシリンダライナ２表面またはピストン３に供給するように注油器１０を制御する注油量制御手段１１が接続されている。
【００３０】
注油量制御手段１１は、エンジン１運転中の各種計測データ１２を収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油７の塩基価データ１３を入力されるデータ収集手段１４と、データ収集手段１４に収集された各種計測データ１２に基づいてシリンダ内の結露の量を算出する凝縮水量算出手段１５と、データ収集手段１４に収集された各種計測データ１２に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を算出する酸性物量算出手段１６と、酸性物量算出手段１６により算出された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油７の注油量を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油７の注油量に応じたシリンダ油供給量を算出する注油量算出手段１７とを備えている。ここで各種計測データ１２は、エンジン運転中の吸入空気温度、吸入空気湿度、過給空気圧力、過給空気温度、過給空気湿度、シリンダ壁面温度分布、シリンダ内圧力などのシリンダ内の結露の量の推定に有用なデータであり、また他のデータを追加してもよい。
【００３１】
注油量算出手段１７は、シリンダ油７をシリンダライナ２表面またはピストン３に供給した後に、シリンダ油供給量の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量の算出を行ない、シリンダ油供給量を増減させるようになっている。
【００３２】
シリンダ油７は、エンジン１に取り付けられた注油器１０からシリンダライナ２表面またはピストン３に対して注油ノズル８を介して供給される。このとき、注油量は注油量算出手段１７からの信号により制御されている。そして、注油ノズル８からシリンダライナ２に注油されたシリンダ油７は、シリンダライナ２の下部から図示しない排油管を介して排油タンク等に戻されるようになっている。
【００３３】
このようにして、本第一実施例では、エンジン１運転状態における各種計測データ１２に基づき、算出したエンジン１運転中のシリンダ内の腐食摩耗原因となる壁面へ付着する酸性物の量に応じてその中和に必要である最適な注油量となるようにシリンダ油供給量を制御することができる。
【００３４】
次に、本第一実施例における注油量算出の際の各データの流れを図２を参照して説明する。
【００３５】
注油量を算出する際には、まず、エンジン１運転中に取得した各種計測データ１２がデータ収集手段１４に格納されるようになっている。
【００３６】
次いで、その中から、過給空気の圧力、過給空気の温度、過給空気の湿度、シリンダ温度分布、ピストン温度分布などの結露量分布算出引数データ１８を抽出し、次に、ピストン３がＢＤＣから上昇するに従い圧縮されていく各工程でのシリンダ内の圧縮空気の状態を算出する。圧縮空気の状態と、シリンダ壁温度分布、ピストン温度分布から、シリンダ壁面に発生する結露の量に、ピストン３の表面に発生する結露がシリンダ壁面に付着することを加味して、シリンダ壁面の液体の水の量と分布を推定する。ピストン下降工程においても、燃料の燃焼による温度上昇と燃料中の水素成分の燃焼により生成される水蒸気による絶対湿度の上昇を考慮したうえで、前記同様の計算を行い、１サイクルにおける各クランクタイミングでのシリンダ壁面の結露の量、分布を得る。
【００３７】
次いで、燃料中の硫黄分データ１９より推定される燃焼により生成される二酸化硫黄（ＳＯ２）と三酸化硫黄（ＳＯ３）の量と、シリンダ壁面の結露の量に反応時間と反応温度を加味し亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などの酸性物の量が算出されるようになっている。
【００３８】
そして、算出されたシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物量データ２０とデータ収集手段１４に格納されたシリンダ油７の塩基価データ１３に基づき、注油量算出手段１７において中和に必要となる注油量が算出されるようになっている。
【００３９】
次に、上述の本第一実施例による２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置を用いた２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法を、図３を参照しながら説明する。
【００４０】
処理ステップＳ１として、エンジン１運転中に取得した各種計測データ１２と、シリンダ壁面への結露の量の推定モデルに基づき、シリンダ壁面への結露の量と分布を算出する。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等からシリンダ壁面に結露する水分の量と分布を求め、モデル化したものである。また同時に、エンジン１運転中に取得した各種計測データ１２と、酸性ガスの濃度と量の推定モデルに基づき、酸性ガスの濃度と量の推定を行なう。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等から酸性ガスの濃度と量を求め、モデル化したものである。尚、上記酸性ガスは、ＳＯ２或いはＳＯ３であることが好ましい。
【００４１】
処理ステップＳ２として、処理ステップＳ１で求めた結露の量と、酸性ガスの濃度と量を加味して、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の量の推定モデルに基づき、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の量の推定を行なう。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等から酸性物の量を求め、モデル化したものである。
【００４２】
処理ステップＳ３として、処理ステップＳ２で求めた酸性物の量の推定値にシリンダ油７の塩基価データ１３を加味して、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の中和に必要な注油量の推定モデルに基づき、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の中和に必要な注油量の推定を行う。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等から酸性物の中和に必要な注油量を求め、モデル化したものである。
【００４３】
処理ステップＳ４として、処理ステップＳ３で求めた注油量の推定値を元にシリンダ油供給量を算出し、算出結果に基づき注油器１０にシリンダ油７をシリンダライナ２表面またはピストン３に供給する指令を与える。更に、ドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察によりシリンダ油供給量の評価を行なう。そして、ドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察の評価結果を元に各モデルとモデルに与えるパラメータを最適化し、シリンダ油供給量を最適な値としていく。
【００４４】
このように、本第一実施例を実施することによって周囲環境、燃料、エンジン１の運転状態に応じて最適なシリンダ油供給量をリアルタイムで設定することができる。
【００４５】
図４、図５は本発明の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置の第二実施例であって、図中、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００４６】
第二実施例の場合も、本発明の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置を適用した２ストロークエンジンの全体構成は、図１に示される構成と同様である。
【００４７】
本第二実施例の特徴とするところは、凝縮水量算出手段１５が、データ収集手段１４に収集された各種計測データ１２に基づいてシリンダ内の結露の量と分布を算出し、酸性物量算出手段１６が、データ収集手段１４に収集された各種計測データ１２に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量と分布を算出し、注油量算出手段１７が、酸性物量算出手段１６により算出された酸性物の量と分布に応じて中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配を算出する点である。また、本第二実施例の特徴とするところは、注油量算出手段１７が、シリンダ油７をシリンダライナ２表面またはピストン３に供給した後に、シリンダ油供給量及び分布の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量及び分配の算出を行ない、シリンダ油供給量及び分配を調整させるようにした点である。
【００４８】
ここで、各種計測データ１２は、エンジン１運転中の吸入空気温度、吸入空気湿度、過給空気圧力、過給空気温度、過給空気湿度、シリンダ壁面温度分布、シリンダ内圧力などのシリンダ内の結露の量と分布の推定に有用なデータであり、また他のデータを追加してもよい。
【００４９】
また、シリンダ油分配には、空間的分配とタイミング分配の２種類がある。空間的分配は、図１（ｂ）に示す如く、シリンダライナ２に複数装備されている注油ノズル８において、それぞれの注油ノズル８からのシリンダ油供給量に差異を設けることである。タイミング分配とは、往復動しているピストン３と注油ノズル８の位置関係に基づき、大きく区分してピストン３が注油ノズル８より下の位置関係のタイミング、ピストン３と注油ノズル８が概一致しているタイミング、ピストン３が注油ノズル８より上の位置関係のタイミングのうち、それぞれのタイミングでのシリンダ供給量に差異を設けることである。
【００５０】
シリンダ油７は、エンジン１に取り付けられた注油器１０からシリンダライナ２表面またはピストン３に対して注油ノズル８を介して供給される。このとき、注油量と分配は注油量算出手段１７からの信号により制御されている。そして、注油ノズル８からシリンダライナ２に注油されたシリンダ油７は、シリンダライナ２の下部から図示しない排油管を介して排油タンク等に戻されるようになっている。
【００５１】
このようにして、本第二実施例では、エンジン１運転状態における各種計測データ１２に基づき、算出したエンジン１運転中のシリンダ内の腐食摩耗原因となる壁面へ付着する酸性物の量と分布に応じてその中和に必要である最適な注油量と分布となるようにシリンダ油供給量及び分配を制御することができる。
【００５２】
次に、本第二実施例における注油量及び分布を算出する際の各データの流れを図４を参照して説明する。
【００５３】
注油量及び分配を算出する際には、まず、エンジン１運転中に取得した各種計測データ１２がデータ収集手段１４に格納されるようになっている。
【００５４】
次いで、その中から、過給空気の圧力、過給空気の温度、過給空気の湿度、シリンダ温度分布、ピストン温度分布などの結露量分布算出引数データ１８を抽出し、次に、ピストン３がＢＤＣから上昇するに従い圧縮されていく各工程でのシリンダ内の圧縮空気の状態を算出する。圧縮空気の状態と、シリンダ壁温度分布、ピストン温度分布から、シリンダ壁面に発生する結露の量に、ピストン表面に発生する結露がシリンダに付着することを加味して、シリンダ壁面の液体の水の量と分布を推定する。ピストン下降工程においても、燃料の燃焼による温度上昇と燃料中の水素成分の燃焼により生成される水蒸気による絶対湿度の上昇を考慮したうえで、前記同様の計算を行い、１サイクルにおける各クランクタイミングでのシリンダ壁面の結露の量、分布を得る。
【００５５】
次いで、燃料中の硫黄分データ１９より推定される燃焼により生成される二酸化硫黄（ＳＯ２）と三酸化硫黄（ＳＯ３）の量と、シリンダ壁面の結露の量、分布に反応時間と反応温度を加味し亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などの酸性物の量と分布が算出されるようになっている。
【００５６】
そして、算出されたシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物量データ２０とデータ収集手段１４に格納されたシリンダ油７の塩基価データ１３に基づき、注油量算出手段１７において中和に必要となる注油量と分配が算出されるようになっている。
【００５７】
次に、本第二実施例による２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置を用いた２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法を、図５を参照しながら説明する。
【００５８】
処理ステップＳ１１として、エンジン１運転中に取得した各種計測データ１２と、シリンダ壁面への結露の量と分布の推定モデルに基づき、シリンダ壁面への結露の量と分布を算出する。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等からシリンダ壁面に結露する水分の量と分布を求め、モデル化したものである。また同時に、エンジン１運転中に取得した各種計測データ１２と、酸性ガスの濃度と量と分布の推定モデルに基づき、酸性ガスの濃度と量と分布の推定を行なう。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等から酸性ガスの濃度と量と分布を求め、モデル化したものである。尚、上記酸性ガスは、ＳＯ２或いはＳＯ３であることが好ましい。
【００５９】
処理ステップＳ１２として、処理ステップＳ１１で求めた結露の量と分布と、酸性ガスの濃度と量と分布を加味して、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の量と分布の推定モデルに基づき、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の量と分布の推定を行なう。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等から酸性物の量と分布を求め、モデル化したものである。
【００６０】
処理ステップＳ１３として、処理ステップＳ１２で求めた酸性物の量の推定値にシリンダ油７の塩基価データ１３を加味して、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の中和に必要な注油量の推定モデルに基づき、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の中和に必要な注油量の推定を行なう。同時に、処理ステップＳ１２で求めたシリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の量と分布の推定値を元に、シリンダ内の腐食摩耗原因となる酸性物の中和に必要な分布を推定する。ここで推定モデルは、実験やシミュレーション等から酸性物の中和に必要な注油量と分布を求め、モデル化したものである。
【００６１】
処理ステップＳ１４として、処理ステップＳ１３で求めた注油量と分布の推定値を元にシリンダ油供給量及び分配を算出し、算出結果に基づき注油器１０にシリンダ油７をシリンダライナ２表面またはピストン３に供給する指令をあたえる。更に、ドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により、シリンダ油供給量及び分布の評価を行なう。そして、ドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察の評価結果を元に各モデルとモデルに与えるパラメータを最適化し、シリンダ油供給量及び分配を最適な値としていく。
【００６２】
このように、本第二実施例を実施することによって周囲環境、燃料、エンジン１の運転状態に応じて最適なシリンダ油供給量及び分布をリアルタイムで設定することができる。
【００６３】
以上のように、上記本第一実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法においては、エンジン１運転中の各種計測データ１２を収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油７の塩基価データ１３を取得し、収集された各種計測データ１２に基づいて、シリンダ内の結露の量を算出し、該結露の量に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を推定し、推定された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油７の注油量を推定し、推定されたシリンダ油７の注油量に応じてシリンダ油供給量を算出し、算出された注油量のシリンダ油７を算出されたシリンダ油供給量でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給するようにしている。このようにすれば、リアルタイムで算出されたシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の中和に必要なシリンダ油７の注油量に応じたシリンダ油供給量でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給することができる。
【００６４】
また、本第一実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法においては、前記シリンダ油７を前記シリンダライナ２表面またはピストン３に供給した後に、シリンダ油供給量の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量の算出を行ない、シリンダ油供給量を増減させるようにしている。このようにすれば、リアルタイムで中和に必要なシリンダ油７の注油量に応じたシリンダ油供給量に修正することができる。
【００６５】
また、本第一実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法においては、前記シリンダ油供給量の評価はドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうようにしている。このようにすれば、ピストン３の往復動摺動摩擦の増加と、シリンダ内の腐食摩耗の増加に基づいてシリンダ油供給量の評価をすることができる。
【００６６】
また、本第一実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置においては、シリンダライナ２表面またはピストン３にシリンダ油７を供給する注油ノズル８と、エンジン１運転中の各種計測データ１２を収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油７の塩基価データ１３を入力されるデータ収集手段１４と、該データ収集手段１４に収集された各種計測データ１２に基づいてシリンダ内の結露の量を算出する凝縮水量算出手段１５と、該凝縮水量算出手段１５により算出された結露の量に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量を算出する酸性物量算出手段１６と、該酸性物量算出手段１６により算出された酸性物の量に応じて中和に必要なシリンダ油７の注油量を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油７の注油量に応じたシリンダ油供給量を算出する注油量算出手段１７と、該注油量算出手段１７により算出された注油量のシリンダ油７を前記注油ノズル８に供給する注油器１０とを備え、前記注油ノズル８は、シリンダ油７を前記注油量算出手段１７により算出されたシリンダ油供給量でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給するように構成している。このように構成すると、リアルタイムで算出されたシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の中和に必要なシリンダ油７の注油量に応じたシリンダ油供給量でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給することができる。
【００６７】
また、本第一実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置においては、前記注油量算出手段１７は、前記シリンダ油７を前記シリンダライナ２表面またはピストン３に供給した後に、シリンダ油供給量の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量の算出を行ない、シリンダ油供給量を増減させるように構成している。このように構成すると、リアルタイムで中和に必要なシリンダ油７の注油量に応じたシリンダ油供給量に修正することができる。
【００６８】
また、本第一実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置においては、前記注油量算出手段１７は、前記シリンダ油供給量の評価をドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうように構成している。このように構成すると、ピストン３の往復動摺動摩擦の増加と、シリンダ内の腐食摩耗の増加に基づいて、シリンダ油供給量の評価をすることができる。
【００６９】
また、本第二実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法においては、エンジン１運転中の各種計測データ１２を収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油７の塩基価データ１３を取得し、収集された各種計測データ１２に基づいて、シリンダ内の結露の量と分布を算出し、該結露の量と分布に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量と分布を推定し、推定された酸性物の量と分布に応じて中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布を推定し、推定されたシリンダ油７の注油量と分布に応じてシリンダ油供給量と分配を算出し、算出された注油量のシリンダ油７を算出されたシリンダ油供給量と分配でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給するようにしている。このようにすれば、リアルタイムで算出されたシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給することができる。
【００７０】
また、本第二実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法においては、前記シリンダ油７を前記シリンダライナ２表面またはピストン３に供給した後に、シリンダ油供給量及び分布の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量及び分布の算出を行ない、シリンダ油供給量及び分配を調整させるようにしている。このようにすれば、リアルタイムで中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配に修正することができる。
【００７１】
また、本第二実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法においては、前記シリンダ油供給量及び分布の評価はドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうようにしている。このようにすれば、ピストン３の往復動摺動摩擦の増加と、シリンダ内の腐食摩耗の増加に基づいて、シリンダ油供給量及び分配の評価をすることができる。
【００７２】
また、本第二実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置においては、シリンダライナ２表面またはピストン３にシリンダ油７を供給する注油ノズル８と、エンジン１運転中の各種計測データ１２を収集するとともに、燃料に含まれる成分とシリンダ油７の塩基価データ１３を入力されるデータ収集手段１４と、該データ収集手段１４に収集された各種計測データ１２に基づいてシリンダ内の結露の量と分布を算出する凝縮水量算出手段１５と、該凝縮水量算出手段１５により算出された結露の量と分布に基づいてシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の量と分布を算出する酸性物量算出手段１６と、該酸性物量算出手段１６により算出された酸性物の量と分布に応じて中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布を算出するとともに、中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配を算出する注油量算出手段１７と、該注油量算出手段１７により算出された注油量と分配のシリンダ油７を前記注油ノズル８に供給する注油器１０とを備え、前記注油ノズル８は、シリンダ油７を前記注油量算出手段１７により算出されたシリンダ油供給量及び分配でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給するように構成している。このように構成すると、リアルタイムで算出されたシリンダ内の腐食摩耗原因となるシリンダ壁面へ付着する酸性物の中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配でシリンダライナ２表面またはピストン３に供給することができる。
【００７３】
また、本第二実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置においては、前記注油量算出手段１７は、前記シリンダ油７を前記シリンダライナ２表面またはピストン３に供給した後に、シリンダ油供給量及び分布の評価を行い、その評価結果に基づいて再びシリンダ油供給量及び分配の算出を行ない、シリンダ油供給量及び分配を調整させるように構成している。このように構成すると、リアルタイムで中和に必要なシリンダ油７の注油量と分布に応じたシリンダ油供給量と分配に修正することができる。
【００７４】
また、本第二実施例の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御装置においては、前記注油量算出手段１７は、前記シリンダ油供給量及び分布の評価をドレン油の分析、及び、シリンダ表面の観察により行なうように構成している。このように構成すると、ピストン３の往復動摺動摩擦の増加と、シリンダ内の腐食摩耗の増加に基づいて、シリンダ油供給量及び分配の評価をすることができる。
【００７５】
こうして、例えば夜間と昼間などの外環境の変化に応じて、常にエンジン１が健全に運転できる必要最小量の注油量を算出することができ、シリンダ油７の使用量を減らすことを可能にし得る。
【００７６】
尚、本発明の２ストロークエンジンのシリンダ油供給量制御方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７７】
１    エンジン
２    シリンダライナ
３    ピストン
７    シリンダ油
８    注油ノズル
１０    注油器
１２    各種計測データ
１３    塩基価データ
１４    データ収集手段
１５    凝縮水量算出手段
１６    酸性物量算出手段
１７    注油量算出手段
【図１】
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【図２】
2019019730.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019019730.tif 000006
【図５】
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