(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各シリンダ（２５０）にシリンダライナの内面上を摺動する往復ピストンを有する大型低速作動２行程ディーゼルマルチシリンダエンジンのためのシリンダ潤滑化装置（２５２）を作動させる方法であって、この方法によって前記シリンダ潤滑化装置（２５２）が、潤滑化サイクル中に投与量のシリンダ潤滑化オイルを前記シリンダライナの内面に提供し、前記潤滑化サイクルが、シリンダ（２５０）の周りに分配された複数の注入ノズル（２５１）を通じて前記ピストンの１又は複数の往復当たりで実施され、
前記シリンダ潤滑化装置（２５２）が、
複数のピストンポンプ（１０−２１、２１ａ）であって、各ピストンポンプが、投与シリンダ（２１ａ）内で摺動移動可能な投与プランジャ（２１）有し、各投与シリンダ（２１ａ）が、注入出口（１８）と流体連通する注入チャンバ（１９）を含み、各注入出口（１８）が、前記シリンダ（２５０）のうちの１つの注入ノズル（２５１）に導管（１１０）によって接続され、前記ピストンポンプが、前記投与プランジャ（２１）を前進させることにより、かつそれによって前記注入チャンバ（１９）から前記注入出口（１８）を通して前記注入ノズル（２５１）まで潤滑化オイルをポンピングすることによって前記注入チャンバ（１９）の容積を低減するように配置された、前記複数のピストンポンプ（１０−２１、２１ａ）と、
前記投与プランジャ（２１）に接続され、かつ２つの構造的に決定された極限位置の間で連続部分行程において前記投与プランジャ（２１）を駆動するように構成された線形アクチュエータ（２）であって、前記極限位置のうちの一方が、完全に後退した投与プランジャ（２１）に対応し、前記２つの極限位置のうちの他方が、完全に前進した投与プランジャ（２１）に対応する、前記線形アクチュエータ（２）と、
前記投与プランジャ（２１）の相対位置を決定するためのセンサ（３）であって、前記相対位置が、前記極限位置に対する前記投与プランジャ（２１）の実際の位置である、前記センサ（３）と、
前記センサ（３）からセンサデータを受信するように構成されたローカル又は中央コンピュータ（２５３）であって、前記センサデータが、前記投与プランジャ（２１）の前記相対位置を一意的に表す端部を示し、前記ローカル又は中央コンピュータ（２５３）が、モニタユニット（２５５、２５６、２５７、２５８）からエンジンデータを受信するように更に構成され、前記エンジンデータが、前記エンジンの実際の作動条件を示す、前記ローカル又は中央コンピュータ（２５３）と、
を含み、
前記方法が、複数の連続部分行程で前記第１の極限位置から前記第２の極限位置に向けて前記投与プランジャ（２１）を移動するように前記ローカル又は中央コンピュータ（２５３）によって前記線形アクチュエータ（２）に命令する段階と、前記複数の連続部分行程を実施した後でのみ前記投与プランジャ（２１）を後退させ、それによって前記投与プランジャ（２１）の後退の前に複数のエンジン回転にわたって前記シリンダ（２５０）内への潤滑化オイルの部分毎の注入を提供する段階とを含み、
前記方法が、更に、
前記センサデータ及び前記エンジンデータを受信する前記ローカル又は中央コンピュータ（２５３）により、前記受信したセンサデータに基づいて、対応する前記投与プランジャ（２１）による潜在的なポンピングのための前記注入チャンバ（１９）に残されている潤滑化オイルの容積である第１の容積を示し、かつ一意的に表す第１のパラメータを決定する段階と、前記受信したエンジンデータに基づいて、前記ノズル（２５１）を通して前記シリンダ（２５０）の中に注入するために前記ローカル又は中央コンピュータによって決定された潤滑化オイルの前記投与量である第２の容積を示し、かつ一意的に表す第２のパラメータを決定する段階と、前記ローカル又は中央コンピュータにより、前記第１のパラメータを前記第２のパラメータと自動的に比較する段階と、前記比較が、前記第１の容積が閾値容積未満であることを示す場合に、前記ローカル又は中央コンピュータからの命令により、前記線形アクチュエータ（２）によって前記投与プランジャ（２１）を後退させ、それによって前記シリンダ（２５０）内への前記第２の容積の注入の前に前記注入チャンバ（１９）内の潤滑化オイルの容積を増加させる段階と、を含み、
前記閾値容積が、前記第２の容積の少なくとも５０％であり、
前記比較が、前記第１の容積が前記第２の容積未満であるが、前記第２の容積の５０％よりも多いが１００％未満である前記閾値容積未満ではないことを示す場合に、前記第２の極限位置まで前記線形アクチュエータ（２）によって前記投与プランジャ（２１）を前進させ、その後に前記投与プランジャ（２１）を後退させる段階を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記閾値容積は、前記第２の容積の少なくとも８０％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
潤滑化サイクルが、多数の注入を含み、
前記第２の容積は、潤滑化サイクル当たりで前記シリンダ（２５０）内への多数の注入にとって全体で望ましい潤滑化オイルの前記投与量である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
潤滑化サイクルが、単一エンジン回転に関連し、
前記方法が、単一エンジン回転中に前記潤滑化サイクルを実施する段階を含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記潤滑化サイクルは、単一エンジン回転中において、前記エンジンの前記ピストンが一方向に前記注入ノズル（２５１）を通るときの第１の注入と、前記エンジンのピストンが前記方向と反対方向に前記注入ノズル（２５１）を通るときの第２の注入とを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記比較が、前記第１の容積が前記第２の容積未満ではないことを示す場合に、前記ローカル又は中央コンピュータ（２５３）によって決定されるように、前記投与量に対応する距離にわたって前記線形アクチュエータ（２）によって前記投与プランジャ（２１）を前進させる段階を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記シリンダ潤滑化装置（２５２）は、複数の投与プランジャ（２１）に接続されて前記投与プランジャ（２１）を同時に移動させるように配置されたプランジャコネクタ（７）を含み、
前記線形アクチュエータ（２）は、各位置の範囲内で前記複数の投与プランジャ（２１）を同時に駆動するために前記プランジャコネクタ（７）に接続される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンポンプがエンジンシリンダ内へのオイルの注入に使用される大型低速作動２行程ディーゼルエンジン、例えば、船舶エンジンのシリンダ潤滑化に関する。ピストンポンプ内のピストンは、後退する前に典型的に複数エンジン回転にわたって複数の部分行程を通して前進する。
【背景技術】
【０００２】
デンマーク特許ＤＫ１７７５７４Ｂ１は、共通潤滑化ドライブによって同時に移動される複数の潤滑化ピストンポンプをエンジンが含む大型低速作動２行程ディーゼルエンジンの潤滑化のための装置及び方法を開示している。より詳細には、ＤＫ１７７５７４Ｂ１は、シリンダライナの内面上を摺動するピストンリングを有する往復ピストンを各シリンダ内に有する大型低速作動２行程ディーゼルマルチシリンダエンジンのためのシリンダ潤滑化デバイスを作動する方法を開示している。シリンダ潤滑化デバイスは、シリンダの円周の回りに等しいレベルで分配された複数の注入ポイントを通じてシリンダの１又は複数の往復当たりのシリンダ潤滑化オイルの正確な投与量をシリンダライナの内面に与える。シリンダ潤滑化デバイスは、複数のピストンポンプを含み、各ピストンポンプは、開始位置（Ｓ）と終了位置（Ｅ）の間で投与シリンダ内で摺動する投与プランジャを有する。開始位置（Ｓ）と終了位置（Ｅ）の間の投与プランジャの移動は、全行程を形成する。共通ドライブは、開始位置（Ｓ）と終了位置（Ｅ）の間で両方向に同時に投与プランジャの全てを駆動するための線形アクチュエータを含む。ＤＫ１７７５７４Ｂ１において新規として定められる特徴は、複数のシリンダオイル注入事象を生成するために開始位置（Ｓ）から終了位置（Ｐ）まで複数の漸次的部分行程で線形アクチュエータによって投与プランジャが同時に移動されることである。更に、投与プランジャは、プランジャがそれらの終了位置（Ｅ）到達した時だけ１全行程で線形アクチュエータによってそれらの終了位置（Ｅ）から開始位置（Ｓ）まで後退して戻る。
【０００３】
ＤＫ１７７５７４Ｂ１に説明するように、全行程が達成されるまでの段階的作動の利点は、投与プランジャ、投与シリンダ、アクチュエータ、及び駆動機構上の摩耗が行程の全長にわたって均等に分配されることであり、これは、シリンダ潤滑化デバイスの寿命を増大させる。
【０００４】
ＤＫ１７７５７４Ｂ１に説明するような明らかに認識される利点により、システムが、常に全行程を使用することがＤＫ１７７５７４Ｂ１のページ３１に具体的に書かれており、投与プランジャが、プランジャの最大行程長が到達されるまでそれらの極限後方位置に再位置決めされないことがページ３３の上段及びページ３４の下段に強調されている。これは、ＤＫ１７７５７４Ｂ１におけるシステムにとって注入されたシリンダオイル量を正確に測定するのに非常に重要であり、その理由は、後者が経時的に全行程の数を計数することによって行われるからである。電子制御ユニットが、送出されるオイル量を合計するために実施される全行程の数を計算すると説明されている。全行程は、個別の全行程センサによって検出される。
【０００５】
ＤＫ１７７５７４Ｂ１では、全行程が、問題を示唆し、すなわち、ピストンの後退前の最後の部分行程の容積が望ましい潤滑化部分に対して十分ではないという事実を示唆することが更に説明されている。この問題を解決するために、後退後の次の部分行程は、相応により大きくなり、かつ後退前の最後の行程の潤滑化の欠如を補償する。ＤＫ１７７５７４Ｂ１では、その後の部分行程で潤滑化を追加する他の補償方法は開示されていない。
【０００６】
しかし、理論的には魅力があるが、ＤＫ１７７５７４Ｂ１における方法は、以下に説明するように重大な欠点を有する。最後の部分行程に利用可能な潤滑化の容積が、望ましい潤滑化容積よりも実質的に小さく、潜在的に更にゼロに近い場合に、そのような潤滑化段階は、損失潤滑化段階に殆ど対応する。ＤＫ１７７５７４Ｂ１に説明するようにエンジンの４、５、又は６回転毎に潤滑化を行うことができることを考慮すると、適正潤滑化のこの欠如は、２つの適正な潤滑化オイル注入の間に１２回転までのエンジン作動をもたらす場合がある。ピストンが回転中に前後に往復することを考慮すると、ピストンの２４往復摺動移動にわたって適正潤滑化が欠如している。これは、次に、シリンダ内のピストン及びライナに及ぼす実質的な追加の摩耗をもたらす可能性がある。すなわち、大エンジンの適正保守は、逆に潤滑化システム内の摩耗の低減のために阻害されるように見える。しかし、エンジンは潤滑化システムよりも変更及び修正が遥かに困難であるので、ＤＫ１７７５７４Ｂ１におけるシステム及び方法は、最適化されているようには見えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＤＫ１７７５７４Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ８６０２１６７
【特許文献３】ＤＫ１７９６９３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、従来技術のような欠点がないシステムを提供することが本発明の目的である。特に、エンジンの潤滑化を損なうことなく潤滑化システム内の摩耗を低減するシステム及び方法を提供することが本発明の目的である。この目的は、以下に説明するように、大型低速作動２行程ディーゼルマルチシリンダエンジンのためのシリンダ潤滑化装置を作動させるための装置及び方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
エンジンは、各シリンダ内にシリンダライナの内面上を摺動する往復ピストンを有し、それによってシリンダ潤滑化装置は、潤滑化サイクル内に投与量のシリンダ潤滑化オイルをシリンダライナの上述の内面に提供する。潤滑化サイクルは、エンジンピストンの１又は複数の往復当たりに実施され、ここでピストンは各エンジンの回転中に前後に移動する。例えば、潤滑化サイクルは、各１又は複数のエンジン回転に対して実施される。潤滑化オイルは、シリンダの円周の回りに分配された複数の注入ノズルを通して各シリンダの中に注入される。
【００１０】
シリンダ潤滑化装置は、複数のピストンポンプを含み、各ピストンポンプは、投与シリンダ内で摺動可能に移動する投与プランジャ有する。各投与シリンダは、注入出口と流体連通する注入チャンバを含み、ここで各注入出口は、シリンダのうちの１つの注入ノズルに接続される。ピストンポンプは、投与プランジャを前進させることによって注入チャンバの容積を低減するために配置され、それによって注入出口を通して注入チャンバから注入ノズルに潤滑化オイルをポンピングする。投与プランジャが後退すると、注入チャンバは、相応に潤滑化オイルで再度充填される。
【００１１】
線形アクチュエータは、投与プランジャに接続され、かつ２つの構造的に決定された極限位置の間の連続部分行程で漸次的にこの投与プランジャを駆動するように構成され、極限位置のうちの第１のものは、完全に後退した投与プランジャに対応し、２つの極限位置のうちの第２のものは、完全に前進した投与プランジャに対応する。すなわち、２つの極限位置の間の距離は、投与プランジャの全行程に対応する。連続部分行程は、第１の部分行程が第１の行程位置から第２の行程位置まで実施され、連続する第２の部分行程が第２の行程位置から第３の行程位置まで実施されるように理解すべきであり、第３の行程位置は、第２の行程位置よりも２つの極限位置のうちの第２のものに近く、第２の行程位置は、第１の行程位置よりも第２の極限位置に近い。換言すると、各第２の部分行程は、投与プランジャを第１の部分行程よりも第２の極限位置に近づける。典型的には、そのような連続部分行程の２つよりも多いものが存在し、投与プランジャは、部分行程間に投与プランジャを後退させることなくそれらの複数の連続部分行程によって前進する。段階運動によるこの漸次的段階は、投与プランジャの断続的後退なしに実施されるが、投与プランジャの後退は、複数のそれらの連続部分行程後にのみ行われる。
【００１２】
投与プランジャの相対位置を決定するためにセンサを提供し、相対位置は、極限位置に相対的な投与プランジャの実際の位置である。相対位置は、センサデータにより示される。一部の実施形態において、相対位置は、例えば、投与シリンダと接続された状態で提供される位置センサによって直接に感知され、ここで位置センサは、その極限位置に相対的な投与シリンダの内側の投与ピストンの実際の位置を測定する。
【００１３】
これに代えて、相対位置は、間接的に感知される。例えば、アクチュエータは、投与プランジャに接続された油圧ピストンを含み、間接感知は、アクチュエータの油圧ピストンの実際の相対位置を感知する位置センサによって実施される。アクチュエータが油圧アクチュエータではなく、スピンドルを有するタイプの機械的アクチュエータである場合に、スピンドルの回転又は直線位置は、センサによって感知することができる。更に別の間接代替案は、アクチュエータに送出されるオイルの量を測定し、これを投与ピストンの前進長さに関連付けることであり、そのようなタイプの間接測定は、何らかの事前較正を必要とする場合がある。
【００１４】
一部の実施形態において、油圧アクチュエータ内でピストンを前進させるための加圧油圧オイルは、オン／オフタイプ弁によって供給される。部分行程の長さは、予め決められた期間中にアクチュエータに油圧オイル供給のための弁を開くことによって調節することができ、ここで期間は、部分行程の長さに関連している。より正確な制御を達成するために、位置センサは、正確な部分行程長が達成された状態で、期間を正確に調節して弁を閉じるためのフィードバックとして使用される。
【００１５】
これに代えて、位置センサから提供されるデータは、弁の開放時間とは無関係に投与プランジャを前進させるための唯１つの決定的な手段である。
【００１６】
後者は、特定の速度プロファイルが投与プランジャを前進させるために使用される場合に関連があり、ここでそのような速度プロファイルは、アクチュエータへの加圧油圧オイルの様々な流れを有する比例弁を使用することによって得ることができる。従って、一部の実施形態において、油圧アクチュエータ内でピストンを前進させるための加圧油圧オイルは、比例弁を通して供給される。弁の前進速度は、任意的に、エンジンの実際の作動パラメータに依存する。
【００１７】
コンピュータ、例えば、中央コンピュータは、センサから投与プランジャの相対位置を表すセンサデータを受信するように構成される。コンピュータは、エンジンの実際の作動条件を示すエンジンデータを様々なモニタユニットから受信するように更に構成される。
【００１８】
位置データを含む処理及び制御データは、上述のように、中央コンピュータによって集中的に処理することができるが、いくつかのローカルコンピュータユニット、例えば、１シリンダ当たり１つのコンピュータユニットによっても行うことができる。典型的に、それは、どの程度の統合が望ましいか、かつどのように他の周辺システムが置かれるかの問題である。すなわち、以下では、一般用語コンピュータは、そのような中央コンピュータ又はローカルコンピュータに使用される。
【００１９】
線形アクチュエータは、投与プランジャを後退させる前に、複数の連続部分行程で第２の極限位置に向けて第１の極限位置から投与プランジャを移動するようにコンピュータによって命令される。それによって潤滑化オイルは、投与プランジャの後退の前に、複数のエンジン回転にわたってシリンダの中に部分的に注入される。システムはまた、原則として、単一行程で注入チャンバ全体を空にするように構成されることに言及しなければならない。しかし、投与シリンダ及び注入チャンバの適切な寸法決めに起因して、これは、注入チャンバが通常エンジン作動での複数の潤滑化サイクル内に複数のオイル注入に対応する一定の容積の潤滑化オイルを含有するような断面及び長さに寸法決めされるので、一般的に当て嵌まらない。
【００２０】
コンピュータがセンサデータを受信した後に、それは、受信したセンサデータに基づいて、対応する投与プランジャによる潜在的なポンピングのために注入チャンバに残されている潤滑化オイルの容積である第１の容積を示す第１のパラメータを決定する。従って、第１の容積は、投与プランジャが投与シリンダにおける実際の位置から第２の極限位置に前進する場合の潜在的な注入のために残されている容積であり、第２の極限位置は、前進中に投与ピストンに対して可能な非常に最終の位置である。
【００２１】
コンピュータが実際のエンジンデータを受信した後に、それは、受信したエンジンデータに基づいて、実際の潤滑化段階においてノズルを通してシリンダの中に注入するように決定された潤滑化オイルの投与量である第２の容積を示し、かつ一意的に表す第２のパラメータを決定する。従って、自動的に、コンピュータは、様々な注入ノズルを通してエンジンシリンダに供給するためにどのくらいの潤滑化オイルが最適であるかをエンジンデータに基づいて決定する。
【００２２】
例えば、第１のパラメータは、第１の容積に対する量的な数と同一である。これに代えて、第１のパラメータは、投与プランジャを依然として移動することができる長さに対する数字である。相応に、第２のパラメータは、第２の容積に対する量的な数と同一である。これに代えて、第２のパラメータは、投与プランジャを適切な注入のために移動する必要がある長さの数字であり、長さは、第２の容積に対する均等物を表している。第１及び第２のパラメータが比較のために潤滑化オイルのそれぞれの容積を一意的に表すことは、重要な事実である。
【００２３】
次に、コンピュータは、第１のパラメータを第２のパラメータと、例えば、第１の容積を第２の容積と自動的に比較し、第１の容積が第２の容積未満でないことを比較が示す場合に、投与プランジャは、第２の容積に対応する注入シリンダの内側の距離にわたって線形アクチュエータによって前進し、これは、注入するように具体的に決定された投与量、例えば、実際のエンジン作動パラメータに基づいて計算されるような最適な量である。しかし、第１の容積が第２の容積未満であることを比較が示す場合に、計画した潤滑化段階の前に投与プランジャを後退すべきか否か、又は注入チャンバ中に依然として残っている容積が計画した潤滑化段階に適切であるか否かをコンピュータが決定する。依然として残っている容積が満足できるか否かを決定するために、容積閾値を設定する。一部の事例では、依然として残っている容積が予め決められた閾値容積未満である場合に、線形アクチュエータは、シリンダ内への投与量による計画した潤滑化段階の注入前に投与プランジャを後退させる。後退中に、注入チャンバ内の潤滑化オイルの容積は、次の潤滑化オイル注入のために十分な油が存在するように増加する。
【００２４】
例えば、更に別の部分行程を受け入れるための閾値容積は、第２の容積の８０％の分率であり、これは、典型的には、注入のために最適な潤滑化オイルの容積である。注入チャンバの中に残された量は、最適な潤滑化に対して計算したものよりも小さいが、少なくとも８０％、例えば、少なくとも９０％の注入は、投与プランジャが注入前に後退する必要がないように、依然として満足できると考えられる。しかし、注入チャンバ内の容積が８０％未満である場合に、投与量の注入前に投与プランジャは後退し、これは、次に、全部注入される。一部の事例では、第２の容積の僅か５０％を閾値容積として使用することができるが、これは典型的には当て嵌まらない。これに代えて、閾値容積は１００％であり、従って、投与プランジャは、潤滑化オイルの最適容積を注入するほど十分な油が注入チャンバの中に残されていない場合は後退する。
【００２５】
上述のシステムから分かるように、従来技術、特にＤＫ１７７５７４Ｂ１に関連して最初に説明されているような欠点は、注入チャンバ内の残りの容積がエンジンの適正潤滑化に対して十分でないと計算される場合にプランジャが端部に達する前に後退するので克服される。例えば、残りの容積が第２の容積の５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、又は１００％、又は更に１０５％のような予め決められた閾値未満である場合に、プランジャは、次の潤滑化オイル注入前に後退する。１０５％の値は、第２の容積の少なくとも１００％に確実に達するように選択され、投与プランジャの終了位置での最後の行程に対する小さい不確定性限界を考慮に入れることができる。
【００２６】
閾値が上述の閾値の下端であるか又はそれがむしろ１００％の近くであるか否かは、各エンジン回転に対して又は複数のエンジン回転に対して潤滑化オイル注入を行うか否かによって決定される場合がある。例えば、潤滑化オイル注入が各エンジン回転に対して行われる場合に、単一注入における５０％の下限は満足できるのに対して、エンジンの各６番目の回転に対して潤滑化を行う場合に、適正潤滑化が危険になると考えられるので、閾値は１００％に近づく場合がある。
【００２７】
このシステムは、ＤＫ１７７５７４Ｂ１におけるシステムと比べて比較的早期の後退により、プランジャシリンダ及びアクチュエータシステムの最終部分上の摩耗が第１の部分での同じ摩耗に露出されないことを示唆するが、本発明は、エンジンの適正潤滑化が損なわれないというＤＫ１７７５７４Ｂ１に勝る一般的利点を有する。
【００２８】
ＤＫ１７７５７４Ｂ１とは異なり、使用するオイルの総量は、全行程の数を計数することによって測定されるのではなく、使用する油の総量は、様々な方法で、例えば、各部分行程から決定された投与量を追加することにより、又は潤滑化オイルを提供するタンク内の残りの油の変化を単に測定することによって決定することができる。
【００２９】
例えば、単一潤滑化サイクルは複数の注入を含む。この場合に、一部の実施形態において、第２の容積は、次に、１潤滑化サイクル当たりシリンダ内へのそれらの複数の注入が望ましい潤滑化オイルの投与量として全体的に計算される。
【００３０】
例えば、１潤滑化サイクル当たりの注入がエンジンの各２番目の回転当たり１回であるが、特定の潤滑化サイクルにおいてピストンが上昇中である時に１回、及びピストンが下降中である時に１回の注入が行われる場合に、１潤滑化サイクル当たり投与プランジャの２つの前進が必要である。例えば、この場合に、同じエンジン回転内での両部分行程に対する望ましい容積（第２の容積）は、注入チャンバ（第１の容積）から依然として取り出すことができる注入チャンバ内の潤滑化の容積で決定され、かつそれと比較される。これは、ピストンが同じエンジン回転内で戻る途中にある間に投与ピストンは後退しないが、エンジンの１回転が潤滑化オイル注入を必要としない時間に後退することを示唆する。
【００３１】
投与プランジャの第２の極限位置は、典型的には、注入チャンバの端壁ではないと指摘されるが、典型的には、投与プランジャがその最大可能な行程の最終の端部にある時でさえも、注入チャンバに残りの容積が存在する。第２の容積の計算に対して、注入チャンバの実際に残っているオイル容積を計算することは、従って正しくないが、計算すべき第２の容積は、第２の極限位置に前進する場合に、投与プランジャが潜在的に依然として取り出すことができる注入チャンバの容積の一部である。
【００３２】
一部の実施形態において、シリンダ潤滑化装置は、複数の投与プランジャに接続されたプランジャコネクタを含み、上述の投与プランジャを同時に移動するように配置される。この場合に、線形アクチュエータは、各位置の範囲内で同時に上述の複数の投与プランジャを駆動するために上述のプランジャコネクタに接続される。例えば、プランジャは、グループで駆動され、その数は、単一シリンダの注入ノズルの数に対応する。これに代えて、単一シリンダのために全てのノズルにオイルを供給するプランジャのグループは、サブグループに分割され、ここでプランジャコネクタは、アクチュエータによる個々の各サブグループに対する起動に対して構成される。
【００３３】
コンピュータ化潤滑化オイル投与は、広範な潤滑化プログラムを可能にする。例えば、全てのシリンダは同一に潤滑化することができる。しかし、全てのシリンダが経時的に正確に同程度の摩耗に露出されるとは限らないと見る時に、例えば、特定のシリンダの温度及び特定のシリンダの測定摩耗に依存してシリンダ当たりの個々の潤滑化を調節することも可能である。
【００３４】
本発明を図面を参照してより詳細に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】大型エンジンに関連したシステムの原理概略図である。
【図２】投与デバイスの実施形態を示す図である。
【図３】注入論理のための流れ図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、低速作動２行程ディーゼルエンジンの４つのシリンダ２５０を概略的に示すが、典型的には、４よりも多いシリンダが存在する。各シリンダ２５０には、潤滑化オイルを注入するために８つの注入ノズル２５１が設けられている。８つの数は、より多いか又は少ない注入ノズルに修正することができる。しかし、典型的には、各シリンダ２５０上に少なくとも６つの注入ノズル１５１が存在する。潤滑化装置２５２は、潤滑化オイルをノズル２５１に供給するために提供される。ノズル１５１への潤滑化オイル供給は、オイルのタイミング及び量、及び任意的に同じくオイル注入のための速度プロファイルに関連して調節される。潤滑化装置２５２は、典型的には各単一潤滑化装置２５２につき１つのローカル制御ユニット２５４と共に中央コンピュータ２５３に機能的に接続される。中央コンピュータ２５３は、油圧ポンプ２６１をモニタしている第１のモニタユニット２５６と、エンジン負荷及び他のエンジンパラメータ、例えば、エンジン速度、実際の燃料消費、及びシリンダライナ温度をモニタしている第２のモニタユニット２５７と、クランクシャフトの位置及びエンジンピストンの関連の位置をモニタしている第３のモニタユニット２５８とに機能的に結合される。更に別のモニタユニット２５５は、エンジンに関する更に別の情報を中央コンピュータ２５３に提供することができる。これに代えて、中央コンピュータ２５３は、エンジンの作動を制御するためにインタフェース２６８に電子信号の形態で作動命令を送信するように構成される。
【００３７】
中央コンピュータ２５３は、ノズル２５１を通した潤滑化オイルの注入を正確に調節するために、それらのモニタユニット２５５、２５６、２５７、２５８から情報を収集し、潤滑化装置２５２の制御ユニット２５４にデジタル命令を送信する。図１の上部では、油圧オイルを収容するタンク２６２内で油圧ポンプ２６１を駆動するモータ２６０を含む油圧ステーション２５９が示されている。油圧ステーション２５９は、更に、冷却器２６３及びフィルタ２６４を含む。システムのための油圧オイルは、供給導管２６５を通して潤滑化装置２５２の弁２２０の中にポンピングされる。油圧ステーション２５９は、弁２２０を通して潤滑化装置２５２に同様に接続された戻り導管２６６と更に接続される。潤滑化オイルは、潤滑化オイル供給タンク（図示せず）から導管２６７を通して潤滑化装置２５２に転送される。潤滑化装置２５２から、潤滑化オイルは、導管１１０を通して注入ノズル２５１に転送される。
【００３８】
代替実施形態において、制御ユニット２５４は、様々なモニタユニットからのエンジンデータ及びセンサデータを受信し、エンジンの中に注入する最良の投与量を決定するローカルコンピュータとして配置され、かつそのようにプログラムすることができる。従って、制御ユニット２５４は、実際のエンジン作動に依存して適正潤滑化投与量を決定するその役割に関連して中央コンピュータ２５３を置換又は潜在的に補足することもある。
【００３９】
潤滑化装置２５２は、制御ユニット２５４による制御下で油圧オイルによって駆動され、かつ注入ノズル２５１を通してポンピングされる加圧潤滑化オイルの量を調節する油圧アクチュエータを含む。これは、注入のために注入ノズル２５１に提供される油の量を調節する投与プランジャにそれらの投与プランジャを起動するために接続された油圧アクチュエータによって達成される。より詳細に以下に説明するように、アクチュエータは、完全に後退した時の投与プランジャの位置である２つの極限位置の第１のものと、投与プランジャが完全に前進された位置、すなわち、投与プランジャの可能な変位のための終了位置である２つの極限位置の第２のものとである２つの極限位置の間の予め決められているが可変な長さにわたって連続部分行程で投与プランジャを段階的に前進させる。各段階では、投与プランジャは、潤滑化オイルを注入ノズル２５１を通してシリンダ２０５の中にそれを注入する程度まで圧縮する。いくつかの潤滑化オイル部分は、再度投与プランジャが後退する前に、第２の極限位置に向けて最大行程の分率にわたる複数回の投与プランジャの断続的前進中にシリンダ２５０の中に注入される。換言すると、投与プランジャは、複数の部分行程が行われる前は後退しない。これは、上述のＭＡＮ  Ｄｉｅｓｅｌによるデンマーク特許ＤＫ１７７５７４Ｂ１に開示するような注入原理に類似の原理である。
【００４０】
しかし、投与プランジャが、第２の極限位置での最大行程の最終の端部まで常に前進するＤＫ１７７５７４Ｂ１と比べると、本発明は、中央コンピュータ２５３（又は代替案として一連のローカルコンピュータ）が、必ずしも投与プランジャを最大可能な行程である第２の極限位置まで前進させないということで異なっている。代わりに、中央コンピュータ２５３は、次の注入に対して潤滑化の容積（第２の容積）を決定し、それを投与プランジャが潜在的に依然としてまだ残っている最大可能な行程で送出することができる容積と比較する。この比較に基づいて、制御ユニット２５４と協働して中央コンピュータ２５３は、例えば、それらが十分な潤滑化オイルを送出することなく終了位置に達し、従って、投与プランジャを次の部分行程前に後退させるべきか否か、又は投与プランジャを後退前に更に前進させるか否かを決定する。例えば、中央コンピュータ２５３は、潤滑化装置２５２における投与プランジャの実際の位置に関して潤滑化装置２５２と協働して制御ユニット２５４から情報を受信し、投与プランジャの依然として可能な部分行程の容積を示し、かつ一意的に表すパラメータをこの情報から計算し、注入するための潤滑化オイルの望ましい容積とこれを比較する。この望ましい容積（第１の容積）は、第１、第２、及び第３のモニタユニット２５６、２５７、２５８を含む対応するモニタユニットから中央コンピュータ２５３が受信する実際のエンジンパラメータに依存し、依然として可能な部分行程の容積（第１の容積）が望ましい容積（第２の容積）未満である場合に、プランジャは、次の注入行程前に後退する。
【００４１】
これに代えて、依然として可能な部分行程が、望ましい容積（第１の容積）の分率である予め決められた閾値容積未満である場合に、プランジャは単に後退し、分率は、望ましい容積の少なくとも５０％、例えば、６０％、７０％、８０％、又は９０％である。閾値容積が、上述の閾値の低百分率端部にあるか又はそれが他に１００％の近く又は１００％であるかは、一部の事例では、潤滑化オイル注入が各エンジン回転に対して又は複数のエンジン回転に対して行われるか否かに依存する場合がある。例えば、潤滑化オイル注入が各エンジン回転に対して行われる場合に、３０％の下限で満足できる場合があるのに対して、潤滑化がエンジンの各６番目の回転に対して行われる場合に、下限は１００％に近づく場合がある。
【００４２】
この実施形態による注入論理は、以下の略記で図３に示されており、すなわち、Ｖ１−投与プランジャが投与シリンダの実際の位置から第２の極限位置まで前進する場合に、可能な注入に対して残された容積であり、第２の極限位置が前進中に投与ピストンに対して可能な最終の端部位置である第１の容積、Ｖ２−ノズルを通してシリンダの中に注入するためにコンピュータが決定する潤滑化オイルの投与量である第２の容積、ＶＴ−第２の容積の予め決められた分率を注入する更に別の部分行程を受け入れるための閾値容積。
【００４３】
投与プランジャのコンピュータ決定式前進は、部分行程で投与プランジャをいつどのくらいの頻度で前進させるかに関する高い自由度を示唆する。例えば、潤滑化サイクルは単一部分行程を含むことができ、潤滑化サイクルは、各エンジン回転又は各２つ、３つ、４つ、５つ、又は６つの回転のような全ての予め決められた複数の回転に対して実施され、これは、エンジンの一部のエンジン回転に対して潤滑化オイル注入がないことを意味する。これに代えて、複数の部分行程は、各潤滑化サイクルに対して実施することができる。それ自体の制御ユニット２５４に接続されている各潤滑化装置の場合に、エンジンの様々なシリンダ２５０への潤滑化オイルの注入は、同じエンジン回転中に行う必要はない。
【００４４】
必要に応じて、１つのエンジン行程内で２又はそれ以上の部分行程を起動することができ、システムは、個々の部分行程をもたらす他の設定を同時に同じく変更することができる。例えば、アクチュエータの移動を制御するシステム圧力（比例的圧力弁を通して制御可能）及び電磁弁に対する起動時間の異なる組合せは、投与オイルの様々な特性をもたらすことになる。投与オイルをピストンの上に直接に計画する時に、迅速送出が有用であるが、より広範な分配を決定する場合に、より長い投与時間を必要とする。
【００４５】
図２は、上述のような例えば船舶に対する大型低速作動ディーゼルエンジンのシリンダ潤滑化のための複数のノズル２５１への潤滑化オイルの供給のための潤滑化デバイス２５２の一部である投与デバイス１を通る断面を示している。投与デバイス１は、注入ノズル２５１へのチューブ接続１１０のための注入通路１８を含む。投与デバイス１は、中央コンピュータ２５３及び制御ユニット２５４を参照して上述したように、正確な圧力及び正確な時間でノズル２５１に望ましい量の潤滑化オイルを投与する機能を有する。
【００４６】
投与デバイス１は、アクチュエータ２を含む。アクチュエータ２の内側で、第１のピストン４は、ピストンライニング５に沿って移動可能に配置される。第１のピストン４は、アクチュエータリザーバ２５の内側の油圧オイルによって駆動され、第１のピストン４の第１の端部４ａに作用し、弁システム２３を通る油圧オイルによるその加圧充填は、投与プランジャ２１を提供するインジケータハウジング８の方向の前方に第１のピストン４を押圧することを可能にする。制御ユニット２５４は、供給導管２６５から弁システム２２０を通してアクチュエータリザーバ２５の中への加圧油圧オイルの部分的ポンピングを制御し、それによってインジケータハウジング８に向けて部分行程Ｐｓにおいて段階的に第１のピストン４を押圧するために、弁システム２２０を有する電気接続部２４で電気的に接続される。第１のピストン４の後退中に、油圧オイルは、アクチュエータリザーバから同じく制御ユニット２５４に電気的に接続された更に別の弁システム２２０ａを通して戻り導管２６６の中に取り出される。
【００４７】
図２の部分行程Ｐｓは、同じ長さになることを単に示すためのものであることが指摘される。しかし、部分行程Ｐｓは、負荷及び速度のようなエンジンパラメータの変化により異なる場合があるので、これはいつも当て嵌まるわけではない。投与すべき量は、例えば、実際のエンジン負荷、望ましい給送速度、調節アルゴリズム（負荷調節又はいわゆるｒｐｍ又はｍｅｐ調節）の選択、エンジン及び潤滑化装置行程間の比（エンジン行程当たりの望ましい注入数）、投与ピストン径、オイル解析、硫黄パーセント、及び燃料タイプ、例えば、残留ＴＢＮ、Ｆｅ含有量のうちの１又は２以上を含む様々なパラメータから計算される。それらのパラメータは、中央コンピュータ２５３が自動的に又は直接的に、又は１つの中央モニタユニット又は複数のモニタユニットを通して間接的に中央コンピュータ２５３によっていずれも読み出される。任意的に、モニタユニットはまた、様々な機能に関する制御ユニットとしての機能を有する。
【００４８】
第１のピストン４の第２の端部４ｂは、両矢印６により示される分配板として作用し、第１のピストン４と同じ方向に移動可能なコネクタチャンバ２２の内側に配置されたプランジャコネクタ７に取りつけられる。プランジャコネクタ７は、ポンプブロック１７において複数の投与プランジャ２１に接続され、その各々は、第１のピストン４と同期してプランジャライニング２０の内側で摺動する。投与プランジャ２１の摺動は、対応する注入チャンバ１９において容積の変化を引き起こす。プランジャコネクタ７により、プランジャ２１は、第１のピストン４の後方、並びに前方への移動をプランジャ２１に伝達するという方法で第１のピストン４に接続される。第１のピストン４が後退する時に同じくプランジャ２１も後退するが、潤滑化オイルは、二重吸引（逆止）弁１０及び１１を通して注入チャンバ１９に供給される。プランジャ２１が、第１のピストン４の前方移動によりプランジャコネクタ７によって前方に押圧される時に、圧力は注入チャンバ１９において増大し、圧力が、二重圧力弁１２及び１３のバネ１４の力と注入通路１８を通じた注入ノズルへの導管１１０中の圧力を超えると、潤滑化オイルは、注入導管１６を通してかつ出口弁１３を通して注入通路１８の中に、かつ図１に示すように更に導管１１０を通して注入通路１８からエンジンのシリンダ２５０にある注入ノズル２５４へ押圧される。
【００４９】
バネ９又はこれに代えて油圧式戻りアクチュエータ（図示せず）は、プランジャコネクタ７を押圧し、第１のピストン４及び投与プランジャ２１と共にプランジャコネクタ７の後退を引き起こすか又は補助する。
【００５０】
システムの機能は、以下の例示的実施例によって説明されるが、これは、与える容積実施例に関連して本発明を限定しない。この実施例では、中央コンピュータ２５３は、各潤滑化サイクルのための注入ノズル２５１が、注入チャンバ１９の最大容積の例えば１５％の分率に対応する潤滑化オイルの容積を含むべきであるとエンジンパラメータに基づいて計算する。投与プランジャ２１が、完全に後退し、その後に各潤滑化サイクル内の１つの部分行程Ｐｓにおいて前方に押圧される時に、１５％のこの分率は、後退前に６回注入することができ、すなわち、各潤滑化サイクル内に１回（又は２回）注入され、例えば、１つの潤滑化サイクルが、エンジンが４回転する度に実施される。各１５％注入によるそれらの６つの潤滑化サイクルの後に、投与ピストンは、最大行程の９０％まで前進しており、注入チャンバ１９の最大油充填容積の１０％だけが、次の潤滑化サイクルのために注入通路１８への更に別の注入のために残される。これは、その後の潤滑化サイクルにおける適正潤滑化のためには十分でないと決定することができる。このために、制御ユニット２５４と協働して中央コンピュータ２５３は、次の潤滑化サイクルの前に投与プランジャ２１と共にアクチュエータ２が第１のピストン４を後退させるようにする。
【００５１】
典型的に第１のピストン４及び投与プランジャ２１が、最大行程のために終了位置に達する前に後退すると、アクチュエータのライニング５の摩耗及びプランジャライニング２０のライニングの摩耗は、ＤＫ１７７５７４に開示するようなシステムとは異なり完全に均等ではない。しかし、これは、エンジンの適正潤滑化が損なわれていないという事実と比べて小さい欠点として許容できる。
【００５２】
ある一定の実施形態において、最適潤滑化容積からの僅かな偏差は受け入れられ、投与プランジャは、可能な前方変位の最終の端部に駆動される。例えば、これは、注入チャンバ１９内の残りの容積が望ましい潤滑化容積の９０％又は８０％である場合とすることができる。この場合に、８０％又は９０％は、潤滑化に対して十分であると見なされる。しかし、ＤＫ１７７５７４に開示するようなシステムとは異なり、望ましい容積よりも僅かに小さいそのような潤滑化容積は、以下の潤滑化段階において対応する補償を伴わない。これは、その後の段階における潤滑化の行き過ぎが、以前の段階における不十分な潤滑化からのシリンダライニングにおける摩耗を防止しないのでその通りである。同じくこの理由のために、望ましい潤滑化容積と比べた実際の潤滑化容積の僅かな減少は、一般的に適正な潤滑化が、減少した潤滑化容積を有するこの単一潤滑化サイクルによって損なわれないような範囲に減少がある場合のみ受け入れられる。
【００５３】
典型的には、一連の部分行程間に、第１のピストン４及び投与プランジャ２１は完全に後退するが、原則として、部分後退も可能である。
【００５４】
油圧アクチュエータ２を駆動するための個別の油圧オイル回路の代替案として、例えば、潤滑化オイル注入に使用される潤滑化オイルタンクに接続された潤滑化オイルも使用することができる。この場合に、図１に説明するような油圧オイルシステムは、潤滑化オイルに対して同様に機能するシステムによって置換される。
【００５５】
第１のピストン４の相対位置を測定するためにアクチュエータ２に設けられているセンサ３の代替案として、プランジャコネクタ７の又は投与プランジャ２１の相対位置を測定するセンサを設けることができる。
【００５６】
本発明によるシステムは、単一部分行程を各潤滑化サイクルに対して実施することを可能にし、ここで各行程は、上述のピストンの往復当たり又は上述のピストンの複数の往復当たりに実施される。１つは前方及び１つは後方の２往復は、エンジンの１回転で行われる。しかし、１潤滑化サイクル当たりの複数の注入、例えば、シリンダが注入ノズルを通る度に２つの注入を使用することも可能である。後者の場合に、有利なことに、中央コンピュータは、注入チャンバ１９が潤滑化サイクル全体に対して依然として十分な潤滑化オイルを収容するか否かを計算するように構成することができ、そうでない場合は、投与プランジャを後退させる。
【００５７】
弁システムは、任意的にオン／オフ弁を含み、アクチュエータ２におけるピストン４の前進は、入口弁２２０が開いている期間の制御によって制御される。これに代えて、入口弁２２０は、中央コンピュータ２５３からの命令によって制御ユニット２５４によって入口弁２２０を通る流れを調節することができる比例弁である。
【００５８】
アクチュエータの充填及び第１のピストン４の対応する前進中に、入口弁２２０は開き、出口弁２２０ａは閉じる。後退中に、入口弁２２０は閉じ、出口弁２２０ａは開く。
【００５９】
完璧を期すために、油圧アクチュエータ２は、スピンドルアクチュエータ又は他のタイプの機械的アクチュエータによって置換することができることが指摘される。
【００６０】
プランジャコネクタ７は、第１のピストン４をいくつかの投与プランジャ２１と接続する。それらの投与プランジャ２１は、注入ノズル２５１の第１のグループに接続された投与プランジャの第１のグループとして提供することができる。同様に、更に別のプランジャコネクタ及び更に別の油圧アクチュエータは、注入ノズルの様々なグループ内の投与量を区別する可能性を有するように、投与プランジャの更に別のグループを駆動するために提供することができる。この態様は、原則的にＵＳ８６０２１６７及びＤＫ１７９６９３４に議論されており、この原理は、上述のシステムに移すことができる。
【００６１】
バネ９の代替案として、第２のピストンを有する第２のアクチュエータを例えばＤＫ１７７５７４で説明されたように提供することができる。利点は、プランジャコネクタ７の迅速後退である。しかし、潤滑化オイル注入が多数のエンジン回転毎に実施される場合に、後退は典型的には十分に迅速である。
【００６２】
図４は、投与プランジャ２１を有するプランジャコネクタ７を第１の極限位置に戻すために使用される第２のアクチュエータ２７によって伸縮バネ９が置換されているということで、投与デバイス１が修正されている更に別の実施形態である。図２のものと同一の全ての数字は、再度説明しないが、上記の説明を指している。第２のアクチュエータ２７は、プランジャコネクタ７に取りつけられたピストン２８を含み、これは、ピストン２８の背後のリザーバ２９において、オイル供給装置３０を通して供給される油圧オイルの量に依存して摺動する。第１のアクチュエータ２が起動された時に、プランジャコネクタ７は、注入チャンバ１９の容積を低減する一方向に投与プランジャ２１を移動し、エンジンへのオイルの注入を引き起こす。このモードでは、第２のピストン２７は、第２のピストン２８と共に移動し、第２のピストン２８の背後のリザーバ２９は排出される。投与プランジャ２１が後退することになった状態で、第２のアクチュエータ２７が起動され、第２のアクチュエータ２７のリザーバ２９へオイルがポンピングされ、第１のアクチュエータ２のリザーバ２５は、相応に排出される。２つのアクチュエータ２及び２７を排出して充填するために、相応に機能的に結合された弁を使用することができ、任意的に、一方のリザーバ２５の充填と他方のリザーバ２９の排出との間で切り換える単一弁が使用され、その逆も可能である。
【００６３】
符番：
１  潤滑化デバイス２５２の部品としての投与デバイス
２  第１のアクチュエータ
３  第１のピストン４の感知位置のためのセンサ
４  第１のピストン
５  第１のアクチュエータ２におけるピストンライニング
６  第１のピストン４の移動を示す矢印
７  投与プランジャ２１を有する第１のピストン４を接続するプランジャコネクタ
８  インジケータハウジング
９  プランジャコネクタ７のための伸縮バネ
１０−１３  二重吸引及び圧力弁
１４  弁内のバネ
１５  通気弁
１６  注入導管
１７  ポンプブロック
１８  導管１１０を通して注入ノズル２５１に接続するための注入通路
１９  注入チャンバ
２０  プランジャライニング
２１  投与プランジャ
２１ａ  投与シリンダ
２２  プランジャコネクタ７が移動するコネクタチャンバ
２４  制御ユニット２５４への弁システム２２０及び２２０ａの電気的接続
２５  第１のアクチュエータ２のためのアクチュエータリザーバ
２６  制御ユニット２５２への位置センサ３の電気的接続
２７  第２のアクチュエータ
２８  第２のアクチュエータ２７における第２のピストン
２９  第２のアクチュエータ２７のリザーバ
３０  第２のアクチュエータ２７のためのオイル供給装置
【００６４】
１１０  潤滑化装置２５２から注入ノズル２５２への潤滑化オイルのための導管
２２０  潤滑化装置２５２及び投与デバイス１への油圧オイルの供給のための弁システム
２２０ａ  潤滑化オイル投与デバイス１からの油圧オイルの排出のための弁システム
２５０  低速作動２行程ディーゼルエンジンのシリンダ
２５１  注入ノズル
２５２  潤滑化装置
２５３  中央コンピュータ
２５４  制御ユニット
２５６  油圧ポンプ２６１をモニタする第１のモニタユニット
２５７  エンジン負荷をモニタする第２のモニタユニット
２５８  クランクシャフトの位置をモニタしている第３のモニタユニット
２５９  油圧ステーション
２６０  油圧ポンプ２６１を駆動するモータ
２６１  油圧ポンプ
２６２  油圧オイルのためのタンク
２６３  冷却器
２６４  フィルタ
２６５  弁２２０を通じた潤滑化装置２５２への油のための供給導管
２６６  戻り導管
２６７  タンク（図示せず）から潤滑化装置への油輸送のための導管
２６８  エンジン制御のためのインタフェース
【符号の説明】
【００６５】
１  投与デバイス
２  アクチュエータ
５  ピストンライニング
２５４  制御ユニット
Ｐｓ  部分行程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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