(57)【要約】  大型低速２ストロークエンジンは、内部に往復式ピストンを有するシリンダ（１）を備え、複数の噴射器（４）が、シリンダ（１）の周囲の様々な位置に潤滑油を噴射するためにシリンダ（１）の周囲に沿って分散配置される。制御装置（１１）は、噴射器（４）を介した潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するために設けられる。噴射器（４）は、該噴射器（４）内部の潤滑油をノズル開口部（５’）からの放出に至るまで加圧する油圧駆動式プランジャ部材（２９）を有する潤滑油送給システム（２７、２８、２９）を備える。プランジャは、段階的に作動するか又は順次作動される複数のプランジャ要素を備える。【選択図】図２ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（１）を備えた大型低速２ストロークエンジンであって、前記シリンダ（１）は内部に往復式ピストンを備え、前記シリンダ（１）の周囲に沿って分散配置され周囲上の様々な位置で前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するための複数の噴射器（４）をさらに備え、前記エンジンは、前記噴射器（４）の少なくとも１つによる前記潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するように構成された制御装置（１１）をさらに備え、前記制御装置（１１）は、前記シリンダ（１）の中への噴射のための潤滑油を供給するために、前記噴射器（４）の少なくとも１つに給送導管（９）によって接続され、
前記制御装置（１１）は注入ユニット（２６）を備え、前記注入ユニット（２６）は、注入室（２９）と、前記注入室（２９）を前記給送導管（９）と接続する室出口（２９Ａ）とを備え、前記注入ユニット（２６）は、噴射フェーズと後続の蓄積フェーズとの間で循環動作するように構成され、前記噴射フェーズは、前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）及び前記給送導管（９）を通って前記噴射器（４）のうちの少なくとも１つに潤滑油を分注することを含み、前記後続の蓄積フェーズは、前記注入室（２９）内に潤滑油を補充することを含み、前記制御装置（１１）はさらに、前記注入室（２９）に接続され、前記蓄積フェーズで補充するために前記注入室（２９）に流入する前記潤滑油の質量及び／又は体積を測定するように構成された流量計（３１）を備え、前記流量計（３１）は、先行する噴射フェーズの潤滑油の前記噴射された質量及び／又は体積の測定値として、対応する電子流量表示信号を提供するように構成される、大型低速２ストロークエンジン。
【請求項２】
前記注入室（２９）は、潤滑油補充導管（１３’）に接続され、前記蓄積フェーズにおいて前記潤滑油補充導管（１３’）からの潤滑油で前記注入室（２９）を補充するようになっており、前記流量計（３１）は、前記補充導管（１３）と前記注入室（２９）との間に配置され、前記蓄積フェーズにおいて前記戻り導管（１３’）から前記流量計（３１）を通って前記注入室（２９）に流入する前記潤滑油の前記質量及び／又は体積を測定するようになっている、請求項１に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項３】
前記流量計（３１）は、前記蓄積フェーズにおいて前記補充導管（１３’）から前記流量計（３１）及び前記給送導管（９）を通って前記注入室（２９）の中への潤滑油の流れのために、前記補充導管（１３’）と前記給送導管（９）の間に配置される、請求項２に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項４】
前記給送導管（９）から前記流量計（３１）の中への潤滑油の逆流を防止するために、逆止弁（３）が前記流量計（３１）と前記給送導管（９）の間に配置される、請求項３に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項５】
前記室出口（２９Ａ）は、前記噴射フェーズにおいて前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）を通り前記給送導管（９）の中へ及び前記給送導管（９）を通って前記噴射器（４）への第１の潤滑油流れと、前記蓄積フェーズにおいて前記潤滑油補充導管（１３’）から前記流量計（３１）、前記給送導管（９）の一部、及び前記室出口（２９Ａ）を通って前記注入室（２９）の中への第２の潤滑油流れとを備える２方向流れを有する、請求項３又は４に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項６】
前記注入ユニット（２６）は、注入入口（２６Ａ）と、前記注入入口（２６Ａ）と前記室出口（２９Ａ）との間のプランジャ（２７）とを備え、前記プランジャ（２７）は、前記注入入口（２６Ａ）に流入する潤滑油からの圧力に応じて前記室出口（２９Ａ）に向かって変位するように配置され、前記変位により、前記注入室（２９）内の前記容積が減少し、対応して潤滑油が前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）を通って前記給送導管（９）の中に排出される、請求項１から５のいずれか一項に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項７】
前記制御装置（１１）は、潤滑油供給導管（１２）に接続された吸入ポート（１２Ａ）と、注入入口（２６Ａ）に接続された出口ポート（２４Ａ）とを備えた第１弁（２０Ａ）を備え、前記第１弁（２０Ａ）は、前記噴射フェーズの第１状態であって、前記潤滑油を前記供給導管（１２）から前記注入ユニット（２６）に供給するために前記第１弁（２０Ａ）が前記第１状態にある場合に、前記供給導管（１２）から前記吸入ポート（１２Ａ）及び前記出口ポート（２４Ａ）を通って前記注入入口（２６Ａ）に潤滑油を送り込むために、前記吸入ポート（１２Ａ）及び前記出口ポート（２４Ａ）が接続される第１状態と、前記蓄積フェーズの第２状態であって、前記第１弁（２０Ａ）が前記第２状態にある場合に、前記供給導管（１２）からの潤滑油が前記注入入口（２６Ａ）に到達するのを防ぐために前記入口ポート（２１Ａ）及び前記出口ポート（２４Ａ）が切り離される第２状態との間を切り替わるように構成される、請求項６に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項８】
前記第１弁（２０Ａ）は、潤滑油戻り導管（１３）に接続された戻りポート（１３Ａ）をさらに備え、前記第１弁（２０Ａ）は、前記蓄積フェーズで前記プランジャ（２７）が前記注入入口（２６Ａ）に向かって変位する場合に前記注入入口（２６Ａ）から前記戻り導管（１３）の中に潤滑油を排出するために、前記第２状態で前記出口ポート（２４Ａ）を前記戻りポート（１３Ａ）と接続するように構成される。請求項７に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項９】
前記潤滑油補充導管（１３’）は、前記蓄積フェーズで前記注入室（２９）を補充するために、前記戻り導管（１３）に接続されて前記戻り導管（１３）から潤滑油を受け入れ、前記戻り導管（１３）内の前記潤滑油の圧力は、前記供給導管（１２）内の前記潤滑油の圧力よりも低い、請求項７又は８に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項１０】
前記噴射器（４）は、前記給送導管（９）と連通する噴射器入口ポート（４Ａ）と、圧力制御導管（１０）と連通する圧力制御ポート（４Ｂ）とを備え、前記噴射器（４）は、前記給送導管（９）から潤滑油を受け取るために前記噴射器入口ポート（４Ａ）と連通する給送体積部（１７）を備え、前記噴射器は、前記給送体積部（１７）と連通するノズル開口部（５’）を備えたノズル（５）を備え、前記ノズル開口部（５’）は、前記給送体積部（１７）から前記ノズル開口部（５’）を介して前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するために前記シリンダ（１）の内部に配置され、前記噴射器（４）は、前記給送体積部（１７）と連通する第１の側面と、前記圧力制御ポート（４Ｂ）と連通する反対側の側面とを備えた往復式弁体（１５）を備え、前記噴射器入口ポート（４Ａ）と前記圧力制御ポート（４Ｂ）の差圧に応じて前記弁体（１５）の位置を制御するようになっており、前記弁体（１５）は、前記噴射器入口ポート（４Ａ）と前記圧力制御ポート（４Ｂ）との間の圧力変化により、前記ノズル開口部（５’）を開放と閉鎖との間で切り替わるように配置される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項１１】
前記制御装置（１１）は、前記供給導管（１２）に接続された入口ポート（１２Ｂ）と、前記圧力制御導管（１０）に接続された出口ポート（２４Ｂ）と、前記戻り導管（１３）に接続された戻りポート（１３Ｂ）とを備えた第２弁（２０Ｂ）を備え、前記第２弁（２０Ｂ）は、第１状態と第２状態との間で切り替わるように構成され、前記入口ポート（１２Ｂ）及び前記出口ポート（２４Ｂ）は、前記第２弁（２０Ｂ）の前記第１状態で潤滑油を前記供給導管（１２）から前記圧力制御ポート（４Ｂ）に供給するために相互接続され、前記出口ポート（２４Ｂ）及び前記戻りポート（１３Ｂ）は、前記第２弁（２０Ｂ）の前記第２状態で潤滑油を前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記戻り導管（１３）に排出するために相互接続される、請求項１０に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項１２】
前記給送導管（９）及び前記圧力制御導管（１０）は、長さの差異が１０％未満である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の大型低速２ストロークエンジン。
【請求項１３】
シリンダ（１）を備えた大型低速２ストロークエンジンを潤滑する方法であって、前記シリンダ（１）は内部に往復式ピストンを備え、前記シリンダ（１）の周囲に沿って分散配置され周囲上の様々な位置で前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するための複数の噴射器（４）を備え、前記エンジンは、前記噴射器（４）の少なくとも１つによる前記潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するように構成された制御装置（１１）をさらに備え、前記制御装置（１１）は、前記シリンダ（１）の中への噴射のための潤滑油を供給するために、前記噴射器（４）の少なくとも１つに給送導管（９）よって接続され、
前記制御装置（１１）は注入ユニット（２６）を備え、前記注入ユニット（２６）は、注入室（２９）と、前記注入室（２９）を前記給送導管（９）と接続する室出口（２９Ａ）とを備え、前記制御装置（１１）は、前記注入室（２９）に接続され、前記注入室（２９）に流入する前記潤滑油の質量及び／又は体積を測定するように構成された流量計（３１）をさらに備え、前記方法は、
噴射フェーズと後続の蓄積フェーズとの間の循環動作で前記注入ユニット（２６）を動作させるステップと、
前記噴射フェーズで、前記潤滑油を前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）及び前記給送導管（９）を通って前記噴射器（４）の少なくとも１つに分注し、前記潤滑油を前記噴射器（４）の少なくとも１つから前記シリンダ（１）の中に噴射するステップと、
前記後続の蓄積フェーズで、潤滑油を前記注入室（２９）に補充し、前記補充のために前記注入室（２９）に流入する前記潤滑油の質量及び／又は体積を測定するステップと、
を含み、前記方法はさらに、
先行する噴射フェーズに関する潤滑油の前記噴射された質量及び／又は体積の測定値として、前記流量計（３１）による対応する電子流量表示信号を提供するステップを含む方法。
【請求項１４】
前記注入室（２９）は、潤滑油補充導管（１３’）に接続され、前記蓄積フェーズにおいて前記潤滑油補充導管（１３’）からの潤滑油で前記注入室（２９）を補充するようになっており、前記流量計（３１）は、前記補充導管（１３）と前記注入室（２９）との間に配置され、前記方法は、前記流量計（３１）によって、前記蓄積フェーズにおいて前記補充導管（１３’）から前記流量計（３１）を介して前記注入室（２９）に流入する潤滑油の質量及び／又は体積を測定するステップを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記流量計（３１）は、前記補充導管（１３’）と前記給送導管（９）との間に配置され、前記室出口（２９Ａ）が２方向流れ機能を有し、前記方法は、前記噴射フェーズにおいて前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）を通って前記給送導管（９）の中へ及び前記噴射器（４）への第１の潤滑油流れを生じるステップと、続いて、前記蓄積フェーズにおいて前記流量計（３１）から前記給送導管（９）及び前記室出口（２９Ａ）を通って前記注入室（２９）の中への第２の潤滑油流れを生じるステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記注入ユニット（２６）は、注入入口（２６Ａ）と、前記注入入口（２６Ａ）と前記室出口（２９Ａ）との間のプランジャ（２７）とを備え、前記方法は、前記注入入口（２６Ａ）に流入する潤滑油からの圧力を与えることによって前記プランジャ（２７）を変位させ、前記プランジャ（２７）の前記変位により前記注入室（２９）の容積を減少させ、対応して潤滑油を前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）を通って前記給送導管（９）の中に及び前記噴射器の中に排出するステップを備える、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記噴射器（４）は、前記給送導管（９）と連通する噴射器入口ポート（４Ａ）と、圧力制御導管（１０）と連通する圧力制御ポート（４Ｂ）とを備え、前記噴射器（４）は、前記給送導管（９）から潤滑油を受け取るために前記噴射器入口ポート（４Ａ）と連通する給送体積部（１７）を備え、前記噴射器は、前記給送体積部（１７）と連通するノズル開口部（５’）を備えたノズル（５）を備え、前記のノズル開口部（５’）は、前記給送体積部（１７）から前記ノズル開口部（５’）を介して前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するために前記シリンダ（１）の内部に配置され、前記噴射器（４）は、前記給送体積部（１７）と連通する第１の側面と、前記圧力制御ポート（４Ｂ）と連通する反対側の側面とを備えた往復式弁体（１５）を備え、前記噴射器入口ポート（４Ａ）と前記圧力制御ポート（４Ｂ）の差圧に応じて前記弁体（１５）の位置を制御するようになっておりい、前記弁体（１５）は、前記ノズル開口部（５’）の開放と閉鎖との間で切り替わるように配置され、前記方法は、前記噴射器入口ポート（４Ａ）と前記圧力制御ポート（４Ｂ）との間の差圧を循環的に変化させ、それにより、潤滑油が前記シリンダ（１）の中に噴射される噴射状態と、潤滑油が噴射されない閉鎖状態との間で前記弁体を切り替えるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記制御装置（１１）は、潤滑油供給導管（１２）に接続された吸入ポート（１２Ａ）と、注入入口（２６Ａ）に接続された出口ポート（２４Ａ）と、潤滑油戻り導管（１３）に接続された戻りポート（１３Ａ）とを備えた第１弁（２０Ａ）を備え、前記第１弁（２０Ａ）は、前記供給導管（１２）から前記吸入ポート（１２Ａ）及び前記出口ポート（２４Ａ）を通って前記注入入口（２６Ａ）に潤滑油を供給するために前記吸入ポート（１２Ａ）及び前記出口ポート（２４Ａ）が相互接続される第１状態と、前記注入入口（２６Ａ）から前記第１弁（２０Ａ）を介して前記戻り導管（１３）の中に潤滑油を排出するために、前記吸入ポート（１２Ａ）及び前記出口ポート（２４Ａ）が互いに切り離されかつ前記出口ポート（２４Ａ）及び前記戻りポート（１３Ａ）が相互接続される第２状態との間を切り替わるように構成され、前記制御装置（１１）は、前記供給導管（９）に接続された吸入ポート（１２Ｂ）と、前記圧力制御導管（１０）に接続された出口ポート（２４Ｂ）と、前記戻り導管（１３）に接続された戻りポート（１３Ｂ）とを備えた第２弁（２０Ｂ）を備え、前記第２弁（２０Ｂ）は、前記供給導管（１２）から前記圧力制御ポート（４Ｂ）に潤滑油を供給するために前記吸入ポート（１２Ｂ）及び前記出口ポート（２４Ｂ）が相互接続される第１状態と、前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記戻り導管（１３）に潤滑油を排出するために、前記出口ポート（２４Ｂ）及び前記戻りポート（１３Ｂ）が相互接続される第２状態との間を切り替わるように構成され、前記方法は、以下のＡ）かＢ）、すなわち
Ａ）前記第１弁（２０Ａ）及び前記第２弁（２０Ｂ）が共に前記第２状態にある間に、最初に蓄積フェーズで前記注入室（２９）を満たすステップと、続いて前記噴射フェーズを開始するために、前記第２弁（２０Ｂ）が依然として前記第２状態にある間に前記第１弁（２０Ａ）を前記第２状態から前記第１状態に切り換え、結果として、前記注入ユニット（２６）内の前記プランジャ（２７）を前記室出口（２９Ａ）へ向かって変位させ、前記注入室から前記室出口（２９Ａ）及び前記給送導管（９）を通って前記噴射器（４）の前記給送体積部（１７）の中への及び前記ノズル開口部（５’）を介して前記シリンダ（１）の中への潤滑油の流れをもたらすステップと、続いて、前記第２弁（２０Ｂ）を前記第２状態から前記第１状態へ切り換えて、前記供給導管（１２）から前記圧力制御ポート（４Ｂ）への潤滑油の流れを引き起こし、結果として、前記シリンダ（１）の中への潤滑油の噴射を停止させるステップと、を含む方法、
Ｂ）前記第１弁（２０Ａ）及び前記第２弁（２０Ｂ）が共に前記第２状態にある間に、最初に第１に蓄積フェーズで前記注入室（２９）を満たすステップと、次に前記第２弁（２０Ｂ）を前記第１状態に切り換え、次に前記第１弁（２０Ａ）を前記第１状態に切り換えるステップと、続いて前記噴射フェーズを開始するために、前記第１弁（２０Ａ）が依然として前記第１状態にある間に前記第２弁（２０Ｂ）を前記第１状態から前記第２状態に切り換え、結果として、前記噴射器入口ポート（４Ａ）の圧力に比較して前記圧力制御ポート（４Ｂ）の圧力を低下させて、前記注入ユニット（２６）内の前記プランジャ（２７）を前記室出口（２９Ａ）へ向かって変位させ、前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）、前記給送導管（９）、及び前記噴射器入口ポート（４Ａ）を通って前記給送体積部（１７）の中への及び前記ノズル開口部（５’）を介して前記シリンダ（１）の中への潤滑油の流れをもたらすステップと、続いて、前記第１弁（２０Ｂ）を前記第１状態から前記第２状態へ切り換えて、前記噴射器入口ポート（４Ａ）への潤滑油の流れを停止させ、結果として前記シリンダ（１）の中への潤滑油の噴射を停止させるステップを含む方法、
のいずれかの循環性能を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記供給導管（１２）と前記圧力制御導管（４Ｂ）との間に増圧器が配置され、前記方法は、前記弁体（１５）によって前記ノズル開口部（５’）を開閉する応答時間を最小限にするために、前記圧力制御ポート（４Ｂ）の前記潤滑油圧力を前記供給導管（１２）内の前記潤滑油の圧力を超えるレベルまで周期的に高めるステップを備える、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記給送導管（９）及び前記圧力制御導管（１０）は、長さの差異が１０％未満である、請求項１３から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法は、前記戻り導管（１３）内の潤滑油圧力よりも少なくとも２倍高い前記供給導管（１２）内の潤滑油圧力を与えるステップを備える、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のエンジン又は請求項１３から２１のいずれか一項に記載の方法のための制御装置（１１）であって、前記制御装置（１１）は、前記噴射器（４）の少なくとも１つによる前記潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するように構成され、前記制御装置（１１）は、前記噴射器（４）による前記シリンダ（１）の中への前記潤滑油の噴射のために、前記制御装置（１１）から前記噴射器（４）に潤滑油を供給するための給送導管（９）で前記噴射器（４）の少なくとも１つに接続されるように構成され、
前記制御装置（１１）は、注入ユニット（２６）を備え、前記注入ユニット（２６）は、注入室（２９）と、前記給送導管（９）に接続するように構成された室出口（２９Ａ）とを備え、前記注入ユニット（２６）は、蓄積フェーズと後続の噴射フェーズとの間で循環動作するように構成され、前記蓄積フェーズは、前記注入室（２９）に潤滑油を蓄積するステップを備え、前記後続の噴射フェーズは、前記蓄積された潤滑油を前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）を通って前記少なくとも１つの噴射器（４）に分注することを含む、前記制御装置（１１）は、前記注入室（２９）に接続され、前記蓄積フェーズで前記注入室（２９）に流入する前記潤滑油の質量及び／又は体積を測定するように構成された流量計（３１）をさらに備え、前記制御装置（１１）は、前記流量計（３１）からの対応する流量表示信号を提供するように構成され、前記流量表示信号は、先行する噴射フェーズの潤滑油の前記噴射された質量及び／又は体積に関する測定値である、制御装置（１１）。
【請求項２３】
前記流量計（３１）は、潤滑油補充導管（１３’）への上流側接続部を備え、前記蓄積フェーズにおいて前記流量計（３１）を介して前記潤滑油補充導管（１３’）からの潤滑油で前記注入室（３１）を補充するようになっており、前記注入室（２９）は、前記流量計（３１）を介した逆流を防ぐために、逆止弁（３１）への下流側接続部を有する、請求項２２に記載の制御装置（１１）。
【請求項２４】
前記注入ユニット（２６）は、注入入口（２６Ａ）と、前記注入入口（２６Ａ）と前記室出口（２９Ａ）との間のプランジャ（２７）とを備え、前記プランジャ（２７）は、前記注入入口（２６Ａ）に流入する潤滑油からの圧力に応じて前記室出口（２９Ａ）に向かって変位するように配置され、前記変位により、前記注入室（２９）を容積が減少させ、対応して潤滑油が前記注入室（２９）から前記室出口（２９Ａ）を通って排出する、請求項２２又は２３に記載の制御装置（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型低速２ストロークエンジン、その潤滑方法、並びにそのようなエンジン及び方法のための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護への重点的な取り組みにより、船舶用エンジンからの排出物削減に関する努力が行われている。これには、このようなエンジンの潤滑システムを確実に最適化することも必要である。また、これには競争の激化が加わるとともに、船舶の運航コストのかなりの部分であるという理由でオイル消費の減少という経済的な側面も加わる。オイル消費の減少によってディーゼルエンジンの寿命が損なわれるべきではないので、潤滑油の減少にも関わらず適切な潤滑を行うことがさらなる懸念となっている。従って、潤滑に関連する着実な改善が必要とされている。
【０００３】
大型低速２ストローク船舶用ディーゼルエンジンの潤滑には、シリンダライナ上への潤滑油の噴射又はピストンリングへのオイルクイルの噴射を含む、いくつかの異なるシステムが存在する。従って、潤滑システム及び構成要素の例が、国際公開第２０１１／１５０９４３号、国際公開第２０１１／１１６７６８号、国際公開第２００７／０５７０２７号、欧州特許第２１９６６３９号、国際公開第２０１１／１１０１８１号、国際公開第２０１６／０１５７３２号、及び欧州特許第２７２２５００号に開示されている。
【０００４】
従来の潤滑と比較して、代替的な比較的新しい潤滑方法は、商業的スワールインジェクション型（ＳＩＰ）と呼ばれる。これは、潤滑油の霧状の液滴の噴霧をシリンダ内部の掃気スワール渦に噴射することに基づく。潤滑油は、螺旋状に上方に向かうスワール渦によりシリンダの上死点（ＴＤＣ）に向かって引き寄せられ、薄い均一な層としてシリンダ壁に外向きに押し付けられる。これについては、国際公開第２０１０／１４９１６２号及び国際公開第２０１６／１７３６０１号に詳細に説明されている。噴射器は、典型的には弁ニードルである往復動式弁部材が内部に設けられた噴射器ハウジングを備える。弁部材は、例えばニードル先端部を用いて、ノズル開口部への潤滑油の通路を正確なタイミングに従って開閉する。現在のＳＩＰシステムでは、霧状の液滴の噴霧が通常３５〜４０ｂａｒの圧力で行われ、この圧力は、シリンダ内に導入される小さなオイル噴流と協働するシステムに使用される１０ｂａｒ未満の油圧よりもかなり高い。一部のタイプのＳＩＰ弁では、高圧の潤滑油を用いてばね式の弁部材をばね力に抗してノズル開口部から離して動かすことにより、高圧のオイルが霧状の液滴としてそこから放出されるようになる。オイルの排出は、弁部材上の油圧低下につながり、潤滑油噴射器に再び高圧の潤滑油が供給される次の潤滑油サイクルまで弁部材は元の位置に戻るようになる。
【０００５】
このような大型船舶用エンジンでは、複数の噴射器がシリンダの周りに円形に配置され、各噴射器は、各噴射器からシリンダ内に潤滑油の噴流又は噴霧を供給するため、先端に１又は２以上のノズル開口部を備える。船舶用エンジンにおけるＳＩＰ潤滑油噴射器システムの例は、国際公開第２００２／３５０６８号、国際公開第２００４／０３８１８９号、国際公開第２００５／１２４１１２号、国際公開第２０１０／１４９１６２号、国際公開第２０１２／１２６４８０号、国際公開第２０１２／１２６４７３号、国際公開第２０１４／０４８４３８号、及び国際公開第２０１６／１７３６０１号に開示される。
【０００６】
国際公開第２０１１／１１０１８１号には、船舶用エンジンの潤滑システムにおける正確な潤滑油注入の重要性が説明されている。注入の正確な時間調整のために、潤滑油噴射器の開閉時間を別々に制御する二重弁システムが開示されており、このシステムを短い注入時間に適応させることができる。しかしながら、分注量は分注時間の長さによって規定されるだけでなく、潤滑油の圧力並びに粘度にも依存し、ひいては温度に依存するので、注入時間の正確な調整だけでは正確な注入量を得るには不十分である。付加的な制御手段として、国際公開第２０１１／１１０１８１号には流量計を開示されており、この流量計は、潤滑油供給部と噴射器ノズルとの間の供給導管に設けられ、ノズルを介した潤滑油の分注の間に供給導管を通って流動する潤滑油の体積を測定する。
【０００７】
しかしながら、概してＳＩＰ潤滑システム及び噴射器のための最新の注入システムの明らかな利点にもかかわらず、改善に対する変わらない動機付けが存在する。特に、オイル消費量の削減に対する要求がますます厳しくなっているため、国際公開第２０１１／１１０１８１号のシステムで既に達成された以上に噴射量の正確な測定に関する改良が切望される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１５０９４３号
【特許文献２】国際公開第２０１１／１１６７６８号
【特許文献３】国際公開第２００７／０５７０２７号
【特許文献４】欧州特許第２１９６６３９号
【特許文献５】国際公開第２０１１／１１０１８１号
【特許文献６】国際公開第２０１６／０１５７３２号
【特許文献７】欧州特許第２７２２５００号
【特許文献８】国際公開第２００２／３５０６８号
【特許文献９】国際公開第２００４／０３８１８９号
【特許文献１０】国際公開第２００５／１２４１１２号
【特許文献１１】国際公開第２０１０／１４９１６２号
【特許文献１２】国際公開第２０１２／１２６４８０号
【特許文献１３】国際公開第２０１２／１２６４７３号
【特許文献１４】国際公開第２０１４／０４８４３８号
【特許文献１５】国際公開第２０１６／１７３６０１号
【特許文献１６】デンマーク特許第１７６４２４号
【特許文献１７】独国公開第１９９５９３００号
【特許文献１８】国際公開第２０１４／０４８３８号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｒａｔｈｅｓａｎ  Ｒａｖｅｎｄｒａｎ、外４名、「２ストローク船舶エンジンで使用される潤滑オイルのレオロジー挙動」、産業用潤滑及びトライボロジ、２０１７年、第６９巻、第５号、ｐ．７５０−７５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、当技術分野における改善をもたらすことである。特定の目的は、噴射器による潤滑油噴射のより良い流量制御を提供することである。特に、大型低速２ストロークエンジンにおいてＳＩＰ噴射器で潤滑を改善することを目的とする。これらの目的は、以下で説明する大型低速２ストロークエンジン内のシステム及び方法、並びにエンジン用の制御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】
【００１１】
大型低速２ストロークエンジンは、内部に往復式ピストンを有するシリンダを備え、複数の噴射器が、噴射フェーズの間にシリンダの周囲の様々な位置に潤滑油を噴射するためにシリンダの周囲に沿って分散配置される。例えば、大型低速２ストロークエンジンは、船舶用エンジン又は発電プラントの大型エンジンである。一般的に、エンジンはディーゼル燃料又はガス燃料を燃焼させる。
【００１２】
エンジンはさらに制御装置を備える。制御装置は、噴射フェーズの間に噴射器による潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するように構成される。随意的に、制御装置によって噴射頻度も制御される。高精度噴射に関して、制御装置がコンピュータに電子的に接続される又はコンピュータを備えるとすると好都合であり、コンピュータは、エンジンの実際の状態及び動作に関するパラメータを監視する。このようなパラメータは、最適化された噴射の制御に役立つ。随意的に、制御装置は、既存のエンジンをアップグレードするためのアドオンシステムとして設けられる。さらなる有利なオプションは、制御装置を、監視用ディスプレイと、噴射プロファイル及び随意的にエンジンの状態に関するパラメータの調整及び／又はプログラミング用の入力パネルとを備えるヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）へ接続することである。電子的接続は、随意的に有線又は無線、もしくはそれらの組み合わせである。
【００１３】
用語「噴射器」は、潤滑油入口と、潤滑油出口としてノズル開口部を備えた単一の噴射ノズルとを備えたハウジングと、ノズル開口部への潤滑油の通路を開閉するハウジング内部の可動部材とを備える噴射弁システムに使用される。噴射器は、シリンダ壁を貫通してシリンダ内に延びる単一のノズルを有するが、噴射器が適切に取り付けられる場合、ノズル自体は、随意的に複数の開口部を有する。例えば、複数の開口部を備えたノズルは、国際公開２０１２／１２６４８０号に開示される。
【００１４】
用語「噴射フェーズ」は、潤滑油が噴射器によってシリンダ内に噴射されている時間に関して使用される。用語「アイドルフェーズ」は、各噴射フェーズの間の時間に関して使用される。用語「噴射サイクル」は、噴射シーケンスを開始して次の噴射シーケンスが始まるまでに掛かる時間に関して使用される。例えば、噴射シーケンスは単一の噴射を含み、その場合、噴射サイクルは、噴射フェーズの開始から次の噴射フェーズの開始までで計測される。噴射の「タイミング」という用語は、噴射器による噴射フェーズの開始をシリンダ内部のピストンの特定位置に対して相対的に調整することに関して使用される。噴射の「頻度」という用語は、エンジンの１回転当たりの噴射器による繰り返される噴射の回数に関して使用される。頻度が１の場合、１回転当たり１回の噴射がある。頻度が１／２の場合、２回転当たり１回の噴射がある。この用語法は、上述の従来技術に合致している。
【００１５】
実際の実施形態では、ハウジングは、潤滑油入口ポートを備えた基部を備え、さらに基部をノズルと剛結合する流動室、通常は剛性円筒形流動室を備える。流動室は中空であり、従って、潤滑油が流動室内で基部からノズルに流動することを可能にする。噴射器の取り付け時、流動室がエンジンのシリンダ壁を貫通して延びるので、ノズルは流動室によってシリンダ内部に堅固に保持される。基部は、流動室の反対側の端部に設けられるので、通常はシリンダ壁の外側に位置する。例えば、噴射器は、外筒壁の上に取り付けるために基部にフランジを備える。
【００１６】
用語「流量計」は、流量計を通る流れの質量及び／又は体積を測定する計器に使用される。用語「流量測定」は、体積及び／又は質量の測定を包含する。
【００１７】
本発明を完全に理解するために、国際公開第２０１１／１１０１８１号のシステムをＳＩＰ噴射器に使用した場合にこれまで認識されていなかった問題が見出されたことが指摘される。綿密な実験分析により、数ミリ秒程度の非常に短時間しか開放されないＳＩＰ噴射器は、噴射器の閉鎖の間に流量計を介して潤滑油供給部に向かって潤滑油を押し戻すので、流量計は、潤滑油供給部と噴射器ノズルとの間の供給導管に直列に配置される以上、噴射サイクルで噴射された体積及び／又は質量を正確に測定しないことが明らかになった。従って、本発明は、この問題を解決することを目的とする。
【００１８】
国際公開２０１１／１１０１８１号の開示とは対照的に、本明細書で説明する本発明のシステム及び方法は、噴射器のノズルを通して放出された潤滑油の体積及び／又は質量の測定に関する異なる方法を使用し、すなわち、噴射器による潤滑油の分注の間ではなく、その代わりに、分注の後で、各噴射フェーズの間に体積及び／又は質量を測定する。
【００１９】
実際には、本発明は、注入ユニット及び流量計を組み合わせたものを備え、注入ユニットは、所定量の潤滑油を噴射器に分注するために使用され、流量計は、先行する噴射フェーズでの噴射量が正しかったことをその後で確認するために使用される。
【００２０】
より詳細には、注入ユニットは、潤滑油で満たされる注入室内に明確に規定された所定の潤滑油容積を備え、周期的な潤滑油サイクルの間に、一部分がその注入室から室出口を介して１又は複数の噴射器に送給され、シリンダの中に分注される。潤滑油の一部分を分注した後、次の噴射サイクルのために潤滑油容積が潤滑油で補充され、補充に関する潤滑油の量が測定される。注入ユニットの潤滑油容積からの潤滑油だけが噴射器による分注に使用されるので、この補充に関する潤滑油の量は、先行する分注サイクルで噴射器により分注された部分と同一である。次に、この部分は、噴射の後、連続する各分注フェーズの間に流量計によって測定される。典型的に、補充された量は、注入ユニットの補充の間に流量計によって測定される。
【００２１】
分注部分の体積及び／又は質量は潤滑油の噴射後に測定されるので、測定が始まると、噴射器からの潤滑油の逆流は既に終了しており、この理由で、このような逆流が流量測定を妨げることはない。こうして、流量測定はより正確であり圧力及び粘度に依存せず、そのため、このようなシステムは、国際公開第２０１１／１１０１８１号のシステムに対する改善である。特に、ＳＩＰ噴射に使用した場合の改善となる。
【００２２】
実際の実施形態では、注入ユニットは、各噴射サイクルで往復運動するシリンジの原理によるプランジャを備える。プランジャの移動長さは、注入ユニットの注入室から放出される潤滑油の量を決定する。プランジャの移動長さは、プランジャが移動する速度と時間によって決定されるが、プランジャの最大ストロークによって範囲が定められる。プランジャ移動の速度及び時間は、プランジャが受ける圧力並びにプランジャが移動する時間によって決定される。例えば、プランジャは、プランジャに一定時間作用する高圧オイルで移動する。従って、システムを以下で詳細に説明する。
【００２３】
本システムは、原理上、潤滑油を単一の噴射器に供給するために使用できるが、一般には、一群の噴射器、例えばエンジン内の単一シリンダの全噴射器に使用することになる。後者は、「コモンレール式」油圧システムと呼ばれることが多い。コモンレール式システムの例は、デンマーク特許第１７６４２４号、又は同等に独国特許出願公開第１９９５９３００（Ａ１）号に開示される。
【００２４】
具体的な実施形態では、制御装置は、シリンダの中に噴射するための潤滑油を供給するために噴射器の少なくとも１つに給送導管で接続される。一般に、制御装置は、複数の噴射器、例えば単一シリンダの噴射器の全てに、又は噴射器のサブグループ、例えば単一シリンダの噴射器の半分に接続される。例えば、エンジンは、潤滑油供給部から制御装置に潤滑油を供給するために制御装置に接続された供給導管と、制御装置に接続され、再循環のために潤滑油を制御装置から戻す戻り導管とを備えた潤滑油回路を備える。
【００２５】
注入ユニットは、注入室と、注入室を給送導管と接続する室出口とを備え、さらに注入ユニットは、噴射フェーズとその後の蓄積フェーズとの間で循環動作するように構成される。噴射フェーズは、注入ユニットの注入室から室出口を介して給送導管の中へ及び少なくとも１つの噴射器へ潤滑油を分注することを含む。その後の蓄積フェーズは、注入室の中へ潤滑油を補充することを含む。
【００２６】
制御装置はさらに、注入室に接続され、各噴射フェーズの間の蓄積フェーズで潤滑油を補充するために注入室に流入する潤滑油の流れを測定するように構成された流量計を備える。流量計は、先行する噴射フェーズでの潤滑油の噴射された体積及び／又は質量の測定値としての対応する電子流量表示信号を提供する。
【００２７】
電子流量表示信号は通常、制御装置が電子的に接続されているか、又は制御装置の一部であるコンピュータに入力され、コンピュータは、この流量（質量及び／又は体積）を直前の潤滑油噴射量に対する測定値として記憶するように構成される。例えば、コンピュータはヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）に接続され、随意的に所定の時間範囲の中でサンプリングした後に、噴射された体積及び／又は質量に関する信号を表示する。このようなＨＭＩはまた、パラメータ及び制御の調整に有用とすることができる。
【００２８】
作動上の実施形態では、本方法は、噴射フェーズとその後の蓄積フェーズとの間の循環動作で注入ユニットを作動させるステップを備える。噴射フェーズでは、注入室からの潤滑油は、室出口及び給送導管を通って少なくとも１つの噴射器に分注され、潤滑油は噴射器からシリンダの中に分注される。後続の蓄積フェーズでは、潤滑油は注入室に補充され、注入室に流入する潤滑油の質量及び／又は体積が測定される。蓄積フェーズでは、補充に対応する電子流量表示信号が流量計によって提供される。
【００２９】
一部の実際の実施形態では、注入室は潤滑油補充導管に接続され、蓄積フェーズにおいて潤滑油補充導管からの潤滑油で注入室を補充する。流量計は、補充導管と注入室との間に配置され、蓄積フェーズにおいて戻り導管から流量計を介して注入室に流入する潤滑油の質量及び／又は体積を測定する。例えば、流量計は、蓄積フェーズにおいて戻り導管から流量計を通り給送導管を通って注入室の中への潤滑油の流れのために、補充導管と注入室との間に配置される。好都合には、給送導管から流量計の中への潤滑油の逆流を防止するために、逆止弁が流量計と給送導管との間に配置される。随意的に、室出口は、噴射フェーズにおいて注入室から室出口を通り給送導管の中への及び給送導管を通って噴射器への第１の潤滑油流れと、蓄積フェーズにおいて潤滑油補充導管から流量計を介して給送導管の一部及び室出口を通って注入室内への第２の潤滑油流れとを含む、２方向流れを有する。
【００３０】
潤滑油をエンジンの潤滑油サイクルに戻すために戻り導管を備える制御装置の場合、補充導管は、戻り導管に接続されるのが好都合である。
【００３１】
一部の実施形態では、注入ユニットは、注入入口と、注入入口と室出口の間で注入室を注入入口から分離するプランジャと備える。プランジャは、注入入口に流入する潤滑油からの圧力に応じて室出口に向かって変位するように配置され、この変位により、注入室内の容積が減少する。作動時、噴射フェーズの間、プランジャは、注入入口に流入する潤滑油から圧力を与えることで室出口に向かって変位し、プランジャの変位と、それに応じて噴射器に潤滑油を供給するために注入室から室出口を介して給送導管内に潤滑油を排出することとにより、注入室の容積を減少させる。噴射フェーズの後、プランジャは蓄積フェーズで反対方向に戻され、これにより、潤滑油が注入室に引き戻され、例えば室出口を介して又は別の補充入口を介して逆に補充される。
【００３２】
実際の実施形態では、制御装置は、潤滑油供給導管に接続された入口ポートと、注入入口に接続された出口ポートとを含む第１弁を備える。第１弁は、噴射フェーズの第１状態であって、第１弁が第１状態にある時に高圧潤滑油を供給導管から入口ポートを通り出口ポートを通って注入入口に供給するために入口ポート及び出口ポートが接続される第１状態と、蓄積フェーズの第２状態であって、第１弁が第２状態にある時に供給導管からの潤滑油が注入入口に到達するのを防ぐために入口ポート及び出口ポートが切り離される第２状態との間を切り替わるように構成される。
【００３３】
蓄積フェーズでは、プランジャの注入入口側の潤滑油が排出され、プランジャはその開始位置に戻ることができる。これは、別の弁を使用することで、又はこれに対応して第１弁を構成することで行うことができる。例えば、第１弁はまた、戻り導管に接続された戻りポートを備え、蓄積フェーズでプランジャが注入入口に向かって変位する時に注入入口から戻り導管内に潤滑油を排出するために、第２状態で出口ポート及び戻りポートと接続するように構成される。
【００３４】
一部の実施形態では、噴射器は、給送導管と連通する入口ポートと、圧力制御導管と連通する圧力制御ポートとを備える。その場合、潤滑油入口ポートと圧力制御ポートの差圧を用いて、特に、噴射器が潤滑油入口ポートと圧力制御ポートの間の圧力変化によってノズル開口部の開閉を切り替える往復式弁体を備える事例において、潤滑油噴射を制御することができる。例えば、往復式弁体、随意的に先端がノズル開口部に向いた弁ニードルは、弁体がアイドル状態にある時にノズル開口部を閉じるため、ばねによってノズル開口部に向かって予応力が付与される。噴射フェーズでの入口ポートの高圧は、弁体をばねの力に逆らってノズル開口部から離れるように変位さるために利用され、これによってノズル開口部が開いてシリンダの中に潤滑油が噴射されることになる。
【００３５】
例えば、噴射器は、給送導管から潤滑油を受け取るために潤滑油入口ポートと連通する給送体積部を備える。噴射器のノズル開口部は、シリンダ内部に配置されたノズル開口部が噴射フェーズの間に給送体積部からシリンダ内に潤滑油を噴射するために給送体積部と連通する。往復式弁体は、給送体積部と連通する第１の側面と、圧力制御ポートと連通する反対側の側面とを備え、潤滑油入口ポートと圧力制御ポートの差圧に応じて弁体の位置を制御する。この場合、差圧は、ばねからの力よりも相応に高くする必要がある。
【００３６】
例えば、噴射フェーズを終了させるために、次に、圧力制御ポートでの対応する油圧又はより高い油圧を用いて、ばねからの力を利用してノズル開口部を再び閉じる。もしくは、圧力制御ポートの圧力が低下するまでは、入口ポート及び圧力制御ポートの両方に作用する同じように高い圧力がノズル開口部を閉じた状態に保持し、次に、圧力制御ポートの圧力が低下すると、入口ポートの圧力が最も高くなり、これが結果として、弁体を変位させて噴射のためにノズル開口部を開放する。以下に、いくつかの具体的な実施形態を説明する。
【００３７】
随意的に、圧力制御ポートの油圧は、エンジンの潤滑油供給源からの加圧潤滑油によって提供される。もしくは、エンジンの潤滑油供給源とは異なるサーボオイル供給源からの加圧サーボオイルが、噴射器内の圧力制御に使用される。
【００３８】
一部の実施形態では、制御装置は、供給導管に接続された入口ポートと、圧力制御導管に接続された出口ポートと、戻り導管に接続された戻りポートとを備えた第２弁を備える。第２弁は、第１状態と第２状態との間で切り替わるように構成される。第１状態でのみ、潤滑油を供給導管から圧力制御ポートに供給するために入口ポート及び出口ポートが相互接続される。第２状態では、潤滑油を圧力制御ポートから戻り導管に排出するために出口ポート及び戻りポートが相互接続される。供給導管内の圧力は戻り導管内の圧力よりも高いので、第１状態と第２状態との間の切り替えは、制御圧力導管内及び圧力制御ポートでの圧力を循環的に増減させる。
【００３９】
第１の動作モードでは、第１弁及び第２弁が共に第２状態にある間に、蓄積フェーズで注入室が満たされる。従って、噴射器入口と噴射器の制御圧力入口の両方に低圧が存在する。次に、後続の噴射フェーズでは、第２弁が第２状態にある間に第１弁が第２状態から第１状態に切り換えられ、結果として、第１弁が供給導管を注入入口と接続し、供給導管から注入入口を通って注入ユニットの中に流れる潤滑油は、注入ユニット内のプランジャを室出口に向かって変位させ、注入室から室出口、給送導管、及び噴射器の入口ポートを通り、例えば噴射器の給送体積部の中への、及びノズル開口部を介してシリンダの中への対応する潤滑油の流れをもたらす。続いて、噴射フェーズを終了させるために、第２弁が第２状態から第１状態へ切り換えられ、供給導管から噴射器の圧力制御ポートへの潤滑油の流れを引き起こし、結果として、シリンダの中への潤滑油の噴射が停止する。
【００４０】
ノズル開口部を閉じるためにばねで予応力が付与される弁体を備えた噴射器の場合、最初に第１弁を第１状態に切り換えると入口ポートに高圧潤滑油が供給されるが、圧力制御ポートは依然として低圧であり、その差圧は、シリンダの中へ潤滑油を噴射するためにばね力に逆らって弁体を変位させて開放させる。その後、第２弁を第１状態に切り換えると、入口ポートと圧力制御ポートの間で圧力が等しくなるので、ばねにより、弁体は再びノズル開口部を閉じることができる。「圧力制御ポート」という用語は、このポートでの圧力がノズル開口部の開閉を決定するので適切であることが分かる。
【００４１】
従って、この実施形態では、制御噴射器入口ポート及び噴射器制御ポートは、噴射器入口ポートが低圧から高圧に切り換わることによって噴射フェーズが開始されるまで低圧に保持され、噴射フェーズの停止は、制御ポートの圧力を上昇させることによってもたらされる。ばねがノズル開口部を閉じるのを助けるために、随意的に噴射器の入口ポートに比べて圧力制御ポートの圧力を増大させるための増圧器が圧力制御導管に挿入される。
【００４２】
代わりとして、噴射器の圧力制御ポートに高圧を生じさせる第２弁の第２状態から第１状態への切換えは、入口ポートに即座に低圧を生成する第１弁２０Ａの第１状態から第２状態への切換えと同時に行われる。入口ポートの圧力に比べて高い制御ポートの圧力は、弁体を閉鎖状態に変位させることでノズル５を閉鎖する。弁体がばねによって予応力が付与される実施形態の場合、ばね力は、制御ポートからの高圧によって補助される。弁体に予応力が付与されない実施形態の場合でも、入口ポートでの高圧から低圧への圧力切換えと同時に制御ポートで低圧から高圧へ圧力移行することにより、弁部材の変位が生じてノズル開口部を閉鎖する。
【００４３】
別の動作モードでは、第２弁は、噴射フェーズの前に第１状態に切り換えられ、噴射器の圧力制御ポートに高圧を生じさせ、ノズル開口部を閉じた状態に保つのを助ける。次に、第１弁が第１状態に切り換えられるが、噴射器入口ポートと圧力制御ポートの圧力が等しいために、依然として噴射を生じない。続いて噴射フェーズのために、第１弁が依然として第１状態にある間に、第２弁が第１状態から第２状態に切り換えられる。その結果、噴射器入口ポートの圧力と比較して、圧力制御ポートの圧力が低下する。戻り導管及び制御圧力ポートの低圧と比較して、この段階における潤滑油給送導管及び噴射器入口ポートの高い圧力により、注入ユニット内で室出口に向かうプランジャの変位と、注入室から室出口、給送導管、及び噴射器の入り口ポートを通ってノズルでの給送体積部の中への、及びノズル開口部を介してシリンダの中への潤滑油の流れとが生じる。
【００４４】
ノズル開口部５を閉じるためにばねで予応力が付与される弁体を備えた噴射器の場合、圧力制御ポートでの圧力低下と入口ポートを介した潤滑油の供給により、弁体がばね力に逆らって変位するので、ノズル開口部が開放される。続いて、噴射フェーズを終了させるために、第１弁が第１状態から第２状態へ切り換えられて、噴射器入口ポートに圧力低下をもたらし、噴射器入口ポートへの潤滑油の流れを停止させ、結果として、シリンダの中への潤滑油噴射が停止する。この実施形態では、噴射器入口ポート及び噴射器制御ポートは、制御ポートが高圧から低圧に切り換わることによって開始される噴射フェーズまで高圧状態に保持され、噴射フェーズの停止は、入口ポートの圧力を低下させることによってもたらされる。
【００４５】
代わりとして、噴射器の入口ポートへの潤滑油の流れを止める第１弁の第１状態から第２状態への切換えは、入口ポートよりも高い圧力を制御ポートに即座に生成する第２弁の第２状態から第１状態への切換えと同時に行われて、弁体の閉鎖状態への変位によってノズルを閉じる。弁体がばねによって予応力が付与される実施形態の場合、ばね力は、制御ポートからの高圧によって補助される。弁体に予応力が付与されない実施形態では、入口ポートでの高圧から低圧への圧力切換えと同時に制御ポートで低圧から高圧へ圧力移行することにより、弁部材の変位が生じてノズル開口部を閉鎖する。
【００４６】
入口ポートと圧力制御ポートの差圧を調節するために２つの弁を使用することは、例えば電磁弁など、開閉の全サイクルに関して遥かに長い応答時間を有する単一の弁と比較して、噴射の開始と停止との間の時間調整をミリ秒又はサブミリ秒の範囲で非常に高精度に制御できるという点で好都合である。
【００４７】
時間調整の精度、特に噴射に対する時間の長さを最適化するために、給送導管と圧力制御導管は長さが等しいか、少なくとも長さの差異が１０％未満である。
【００４８】
制御装置は、上記エンジンのアドオンユニットとして設けることができる。その場合、制御装置は、制御装置を潤滑油ポンプ及び戻り導管に、並びに給送導管を１又は複数の噴射器に接続するために、それぞれの導管コネクタを備える。圧力制御ポートを備えた噴射器の場合、制御装置はまた、圧力制御導管に接続するように構成される。上記の説明に従って、制御装置は、注入室及び室出口を備えた循環動作式注入ユニットと共に、注入室に接続された流量計を備え、流量計は、蓄積フェーズで注入室に流入する潤滑油の流れ（質量及び／又は体積）を測定する。流量計は、先行する噴射フェーズに関する潤滑油の噴射された体積及び／又は質量の測定値としての、対応する電子流量表示信号を提供するように構成される。
【００４９】
アドオンユニットとしての又はエンジンに組み込んだ場合の制御装置は、上記の制御装置に関連するオプションのうちのそれぞれ、或いはオプションのうちに選択対象又は全ての組み合わせを備える能力を有する。これらのオプションは、エンジン及び関連する方法の特許請求の範囲にも記載される。
【００５０】
例えば、噴射器は、０．１〜１ｍｍ、例えば０．２〜０．５ｍｍのノズル開口部を有するノズルを備え、オイルミストとも呼ばれる霧状の液滴の噴霧を放出するように構成される。
【００５１】
霧状の液滴の噴霧はＳＩＰ潤滑において重要であり、その場合、ピストンがＴＤＣに向かう移動の際に噴射器を通過するより前に、潤滑油の噴霧がシリンダ内部の掃気空気中に繰り返し噴射される。霧状の液滴は、ＴＤＣに向かう掃気空気のスワール渦運動のためにＴＤＣに向かう方向に運ばれるので、掃気空気中に拡散されてシリンダ壁上に分配される。噴霧の霧化は、ノズルにおける潤滑油噴射器内の高圧潤滑油による。この高圧噴射に関して、圧力は１０ｂａｒより高く、通常２５〜１００ｂａｒである。一例として、３０〜８０ｂａｒ、随意的に３５〜６０ｂａｒの幅がある。噴射時間は短く、通常は５〜３０ミリ秒（ｍｓｅｃ）程度である。しかしながら、噴射時間は、１ｍｓｅｃ又は１ｍｓｅｃ未満にさえ、例えば０．１ｍｓｅｃにまで調整することができる。従って、僅か数ｍｓｅｃの不正確さが、噴射プロファイルを有害に変えてしまう可能性があり、そういう理由で、上述したように、例えば０．１ｍｓｅｃの精度などの高い精度が必要とされる。
【００５２】
また、粘度は霧化に影響を与える。船舶用エンジンで使用される潤滑油は、通常、４０℃で約２２０ｃＳｔ、１００℃で２０ｃＳｔという典型的な動粘度を持ち、これは２０２〜３７ｍＰａ・ｓの粘度に換算される。有用な潤滑油の例は、高性能、船舶用ディーゼルエンジン・シリンダオイルのＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ（登録商標）Ｍｏｂｉｌｇａｒｄ（商標）５６０ＶＳである。船舶用エンジンに有用な他の潤滑油は、他のＭｏｂｉｌｇａｒｄ（商標）オイル並びにＣａｓｔｒｏｌ（登録商標）Ｃｙｌｔｅｃｈオイルである。船舶用エンジンに一般的に使用される潤滑油は、４０〜１００℃の範囲でほぼ同一の粘度プロファイルを有し、例えば０．１〜０．８ｍｍのノズル開口部径を有し、潤滑油がノズル開口部で３０〜８０ｂａｒの圧力を有し、温度が３０〜１００℃又は４０〜１００℃の範囲にある場合に、霧化に関して全てが有用である。また、Ｒａｔｈｅｓａｎ  Ｒａｖｅｎｄｒａｎ、Ｐｅｔｅｒ  Ｊｅｎｓｅｎ、Ｊｅｓｐｅｒ  ｄｅ  Ｃｌａｖｉｌｌｅ  Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｅｎ、Ｂｅｎｎｙ  Ｅｎｄｅｌｔ、Ｅｒｉｃｋ  Ａｐｐｅｌ  Ｊｅｎｓｅｎによるこの主題に関する発表論文、「２ストローク船舶エンジンで使用される潤滑オイルのレオロジー挙動」、産業用潤滑及びトライボロジ、２０１７年、第６９巻、第５号、ｐ．７５０−７５３、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１０８／ＩＬＴ−０３−２０１６−００７５を参照されたい。
【００５３】
図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】エンジン内のシリンダの一部の概略図である。
【図２】制御装置及び噴射器の実施形態を示す。
【図３】噴射器の実施例の原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１は、例えば船舶用ディーゼルエンジンなどの大型低速２サイクルエンジンのシリンダ１の半分を示す。シリンダ１は、シリンダ壁３の内側にシリンダライナ２を備える。シリンダ壁３の内部には、シリンダ１内に潤滑油を噴射するための複数の噴射器４が設けられている。図示のように、噴射器４は、円周に沿って隣接する噴射器４の間で同じ角距離でもって分散配置されるが、これは必須ではない。また、軸方向に変位した噴射器の配置、例えば噴射器が１つおきに隣接する噴射器に対して相対的に変位した配置も可能なので、円周に沿う配置は必須ではない。
【００５６】
各噴射器４は、ノズル開口部５’を備えたノズル５を有し、ノズル開口部５’から微小液滴７と共に微細な霧状の噴霧８が高圧下でシリンダ１内に放出される。
【００５７】
例えば、ノズル開口部５’は、０．２〜０．５ｍｍなどの０．１〜０．８ｍｍの直径を有し、１０〜１００ｂａｒの圧力で、例えば２５〜１００ｂａｒ、随意的に３０〜８０ｂａｒ又はさらには５０〜８０ｂａｒの圧力で、潤滑油を微細な噴霧８に霧状化するが、これは、潤滑油の小さな噴流とは対照的である。シリンダ１内の掃気スワール渦１４は、シリンダライナ２上への潤滑油の均一な分配が得られるように、噴霧８を運んでシリンダライナ２に押し付ける。この潤滑システムは、本分野ではスワールインジェクション原理、ＳＩＰとして知られている。
【００５８】
しかしながら、改善された潤滑システムに関連して、例えば噴流をシリンダライナに向ける噴射器などの他の原理も想定される。
【００５９】
随意的に、シリンダライナ２は、噴射器４からの噴霧８又は噴流に適切な空間を提供するためのカットアウト６を備える。
【００６０】
噴射器４は、制御装置１１から共通給送導管９を介して潤滑油を受け取る。もしくは、噴射器４はグループで配置され、各グループは、制御装置１１から各グループのための共通給送導管９を介して潤滑油を受け取る。例えば、噴射器の２つのグループが存在し、随意的に、隣接する噴射器が異なるグループに属するようになっている。別の代替案として、制御装置は、単一の噴射器４の各々に設けられる。
【００６１】
給送導管９に加えて、噴射器４は、油圧制御導管１０によって制御装置１１に接続される。給送導管９は、噴射器４内のノズル開口部５’を開放するために使用され、これがシリンダ１内への潤滑油噴射を引き起こし、油圧制御導管１０は、噴射器４内部でノズル開口部の開閉を調節するために油圧を供給する。油圧制御導管１０内の油圧は、例えばエンジン内の潤滑油回路などの潤滑油供給部３２からの加圧潤滑油によってもたらされる。もしくは、油圧制御導管１０内の油圧は、潤滑油回路とは異なる加圧オイル供給源から得られた加圧サーボオイルによってもたらされる。典型的には、弁ニードルなどの往復式弁体は、ノズル開口部５’を開閉するために噴射器４の内部に設けられる。
【００６２】
制御装置１１は、オイルポンプを含む潤滑油供給部３２から潤滑油を受け取るために供給導管１２に接続され、さらに、例えばオイル再循環のためにオイルリザーバを備えたエンジン潤滑回路などの潤滑油供給部３２へ潤滑油を戻すために戻り導管１３に接続される。供給導管１２内の潤滑油圧力は、戻り導管１３内の圧力よりも高く、例えば少なくとも２倍の高さである。例えば、供給導管１２内の圧力は、２５〜１００ｂａｒ、随意的に３０〜８０ｂａｒ、場合によっては５０〜８０ｂａｒの範囲にあり、戻り導管内の圧力は、５〜１５ｂａｒ、随意的に８〜１２ｂａｒの範囲にある。
【００６３】
制御装置１１は、エンジンのシリンダ１内のピストン運動と同期して正確に時間調整されたパルスで噴射器４に潤滑オイルを供給する。一般に、同期のために、制御装置システム１１は、潤滑供給のために制御装置１１内の構成要素を制御するコンピュータ１９を備えるか又はこれに電子的に接続される、随意的に、コンピュータは、例えばクランク軸の速度、負荷、及び位置などのエンジンの実際の状態及び動作に関するパラメータを監視し、クランク軸の位置は、シリンダ内のピストンの位置を明らかにする。
【００６４】
図２ａ及び２ｂは、このような噴射器４の簡略化された原理図を示す。噴射器４は、ばね１６で付勢された往復式弁体１５を含む弁を備え、弁体１５の先端部１５Ａが、ノズル５において弁座に押し付けられ、それによってノズル５を閉鎖するようになっている。給送導管９は、噴射器入口ポート４Ａを介して先端部１５Ａの給送体積部１７に接続されるので、給送体積部１７内の加圧オイルは、ばね１４からの圧力に抗して弁体１５をノズル５から離れる方向に押す。図２ｂに示すように、弁体１５がノズル５から離れるように押されると同時に、給送導管９からの加圧された潤滑油は、例えば図２ｂに示すように霧状の噴霧として、ノズル開口部５’を通って放出されるが、潤滑油の圧力及び粘度、並びにノズル構成に応じて、小さな噴流もまた可能である。給送体積部１７と圧力制御体積部１８との間の差圧が、ばね１４から弁体１５に作用する力よりも小さい場合、ノズル開口部５’は、ばねがノズル開口部５’において弁座に対して先端部１５Ａでもって弁体１５を押し付けることによって閉鎖される。
【００６５】
ノズル開口部５’に対抗する先端部１５Ａを備えた弁体１５は、一例に過ぎないことが指摘される。もしくは、ノズル開口部５’を閉鎖するための別の機構、例えば、国際公開第２０１４／０４８３８号に開示されたような管状流路のノズル開口部を閉鎖する円柱体が使用される。
【００６６】
原理的に、ノズル開口部５’の開閉は、最初にばね１６からの圧力を超えて圧力を増加させ、その後、噴射フェーズの終わりに、ばね１６からの圧力が給送体積部１７の圧力よりも大きくなるように給送導管９内の圧力を再び減少させることによって引き起こすことができる。
【００６７】
しかしながら、弁体１５の裏側の圧力制御体積部１８内の圧力を上昇させることで、より一層正確な給送時間が得られ、これは、入口ポート４Ａと圧力制御ポート４Ｂとの間で循環的に圧力を切り替えることにより達成される。一例は、国際公開第２０１１／１１０１８１号に開示されている。
【００６８】
噴射フェーズの長さが、噴射される潤滑油の質量及び体積を決定する。しかしながら、流量制御のために改善された原理を図３に示す。
【００６９】
図３は、制御装置１１の実施形態を示す。制御装置は、第１弁２０Ａ及び第２弁２０Ｂを含む二重弁システムを備え、各弁は、前述のように高圧の潤滑油を受け取るために供給導管１２に接続された吸入ポート１２Ａ、１２Ｂと、潤滑油の圧力が供給導管１２内の圧力よりも低く、例えば少なくとも２倍低い戻り導管１３に接続された戻りポート１３Ａ、１３Ｂと、を備える。
【００７０】
第１弁２０Ａは、注入ユニット２５に接続された出口ポート２４Ａを有し、第２弁２０Ｂは、圧力制御導管１０接続された出口ポート２４Ｂを有するが、これらは以下でより詳細に説明する。
【００７１】
第１及び第２の弁２０Ａ、２０Ｂの各々は、第１閉鎖部材２２Ａ、２２Ｂ及び第２閉鎖部材２３Ａ、２３Ｂを備えた弁部材２１Ａ、２１Ｂを含み、閉鎖部材の間に弁室２５Ａ及び２５Ｂが設けられる。
【００７２】
弁部材２１Ａ、２１Ｂは、弁室２５Ａ、２５Ｂがそれぞれの吸入ポート１２Ａ、１２Ｂ及び出口ポート２４Ａ、２４Ｂと連通する第１状態での第１位置と、弁室２５Ａ、２５Ｂが出口ポート２４Ａ、２４Ｂ及び戻りポート１３Ａ、１３Ｂと連通する第２状態での第２位置との間を往復運動し、両方の弁２０Ａ、２０Ｂに関して後者の位置を図３に示す。例えば、第１位置と第２位置との間の弁部材２１Ａ、２１Ｂの移動は、電磁石によってもたらされる磁力で引き起こされる。
【００７３】
第１弁２０Ａの出口ポート２４Ａは、作動時に所定の質量及び／又は体積の潤滑油を給送導管９に供給する注入ユニット２６に接続される。本実施形態では、注入ユニット２６は、螺旋ばね２８によって注入入口２６Ａに対抗する力が加えられたプランジャ２７によって相互に分離された注入入口２６Ａ及び室出口２９Ａを備える。プランジャ２７と室出口２９Ａの間には室２９が設けられ、プランジャ２７が室出口２９Ａに向かって移動すると室２９の容積が減少する。プランジャの移動長さは、プランジャ２７が移動する速度と、吸入ポート１２Ａが出口ポートに接続される時間とに依存する。プランジャ２７に起因して、注入ユニット２５は、供給導管１２からの潤滑油と給送導管９内の潤滑油とを分離する圧力分離器である。
【００７４】
コンピュータ１９は、弁システム２０Ａ、２０Ｂに対して機能的に、制御装置１１内の流量計３１に対しては電子的に接続される。随意的に、コンピュータは、上述したようにエンジンの実際の状態及び動作に関するパラメータを監視するためにエンジン内のセンサにも電子的に接続される。エンジンに対して複数の制御装置１１が使用される場合又は各シリンダに対して複数の制御装置１１が使用される場合でも、各制御装置１１は一般にコンピュータ１９を共有することになる。
【００７５】
潤滑サイクルを以下に説明する。
【００７６】
第２弁２０Ｂの弁部材２１Ｂが第２弁２０Ｂの第２状態の第２位置にあり、図３に示すように第２弁２０Ｂの吸入ポート１２Ｂを閉鎖していり間に、第１弁２０Ａの弁部材２１Ａは、図３に示すような第２位置から、第１弁２０Ａの弁室２５Ａがそれぞれの吸入ポート１２Ａ及び出口ポート２４Ａと連通する第１位置に移動する。潤滑油供給導管１２からの加圧潤滑油は、吸入ポート１２Ａ、弁室２５Ａ、及び第１弁２０Ａの出口ポート２４Ａを通り、出口ポート２４Ａから注入入口２６Ａに流れ、それによってプランジャ２７をばね２８の荷重に抗して室出口２９Ａに向かって動かす。室２９の容積は減少し、室２９内の潤滑油は室出口２９Ａを通って給送導管９に、さらに入口ポート４Ａを通って噴射器４に排出され、ノズル開口部５’を介してエンジンのシリンダ１に放出される。
【００７７】
噴射フェーズを終了させるための第１の選択肢は、第２弁２０Ｂが第２状態のままである間に第１弁２０Ａを第２状態に戻すことである。入口ポート４Ａでの圧力低下により、ばねがノズル開口部５’を閉鎖する。
【００７８】
噴射フェーズを終了させるための第２の選択肢は、続いて、第１弁２０Ａが依然として第１状態にあり噴射器の入口ポートを加圧している間に、第２弁２０Ｂを第２状態から第１状態に切り換えることによってもたらされ、その場合、第２弁２０Ｂの弁部材２１Ｂは、図３に示す第２位置から、第２弁２０Ｂの弁室２９Ｂがそれぞれの吸入ポート１２Ｂを出口ポート２４Ｂに接続する第１の位置へ移行し、それによって圧力制御導管１０を供給導管１２からの高圧潤滑油に接続する。この接続により、噴射器４の両ポート４Ａ、４Ｂの圧力平衡が生じ、噴射器４内部の弁体１５に対するばね力により、ノズル開口部５’が閉じ、噴射器４からの潤滑油噴射が停止する。従って、この上記の動作モードでは、制御噴射器入口ポート４Ａ及び噴射器制御ポート４Ｂは、噴射器入口ポート４Ａが低圧から高圧に切り換わることによって噴射フェーズが開始されるまで低圧に保たれ、噴射フェーズの終了は、制御ポート４Ｂの圧力を上昇させることによってもたらされる。
【００７９】
随意的に、ばね１６を助けてこの閉鎖手順を促進するために、圧力制御導管１０内の圧力を給送導管９内の圧力を超える圧力レベルまで増加させる。これは実際には、圧力制御導管１０に油圧増大装置、例えば油圧増圧器を挿入することによって達成することができる。
【００８０】
代わりとして、噴射器４の圧力制御ポート４Ｂに高圧を生じさせる第２弁２０Ｂの第２状態から第１状態への切換えは、入口ポート４に即座に低圧を生成する第１弁２０Ａの第１状態から第２状態への切換えと同時に行われる。制御部４Ｂの入口ポート４Ａと比較して高い圧力は、弁体１５を閉鎖状態に変位させることでノズル５を閉鎖する。
【００８１】
噴射フェーズの終了後、第２弁２０Ｂは、蓄積フェーズのために第２位置に戻る。
【００８２】
上述のように、噴射フェーズを終了させるためのこれらの動作方法の利点は、噴射器４が、蓄積フェーズのアイドル期間ではなく噴射フェーズの間にだけ潤滑油供給導管１２からの高圧レベルに加圧され、漏れによる潤滑油の損失リスクを最小限に抑える点である。
【００８３】
別の代替モードでは、第２弁２０Ｂは、噴射フェーズの前に第１状態に切り換えられ、噴射器４の圧力制御ポート４Ｂに高圧を生じさせ、ノズル開口部５’を閉じた状態に保持するのを助ける。次に、第１弁２０Ａは第１状態に切り換えられるが、噴射器入口ポート４Ａと圧力制御ポート４Ｂの圧力が等しいために、依然として噴射が生じない。続いて、噴射フェーズを得るために、第１弁２０Ａが依然として第１状態にある間に、第２弁２０Ｂが第１状態から第２状態に切り換えられる。その結果、圧力制御ポート４Ｂの圧力が、噴射器入口ポート４Ａの圧力に比較して低下する。戻り導管１３及び制御圧力ポート４Ｂの低圧と比較して、この段階における潤滑油給送導管９及び噴射器入口ポート４Ａの高い圧力が、注入ユニット２６内で室出口２９Ａに向かうプランジャ２７の変位を引き起こし、注入室２９から室出口２９Ａ、給送導管９、及び噴射器４の入り口ポート４Ａを通り、さらにノズル開口部を通るシリンダ１内への潤滑油の流動を引き起こす。
【００８４】
ノズル開口部５’を閉じるためにばね１６で予応力が付与される弁体１５を備えた噴射器の場合、圧力制御ポート４ａでの圧力低下と入口ポート４Ａを介した潤滑油供給により、弁体１５がばね力に逆らって変位するので、ノズル開口部５’が開放される。続いて、噴射フェーズを終了させるために、第１弁２０Ａが第１状態から第２状態へ切り換えられ、噴射器入口ポート４Ａの圧力低下が生じ、噴射器入口ポート４Ａへの潤滑油の流れが停止し、結果として、シリンダ１内への潤滑油噴射が停止する。この実施形態では、噴射器入口ポート４Ａ及び噴射器制御ポート４Ｂは、制御ポート４Ｂが高圧から低圧に切り換わることによって開始される噴射フェーズまで高圧状態に保たれ、噴射フェーズの停止は、入口ポート４Ａの圧力を低下させることによって引き起こされる。
【００８５】
代わりとして、噴射器４の入口ポート４Ａへの潤滑油の流れを停止する第１弁２０Ａの第１状態から第２状態への切換えは、入口ポート４Ａよりも高い圧力を制御ポート４Ｂに即座に生成する第２弁２０Ｂの第２状態から第１状態への切換えと同時に行われ、弁体１５の閉鎖状態への変位によってノズル５を閉じる。弁体１５がばね１６によって予応力が付与される実施形態の場合、ばね力１６は、制御ポート４Ｂからの高圧によって助けられる。弁体１５に予応力が付与されない実施形態では、入口ポート４Ａでの高圧から低圧への圧力切換えと同時に制御ポート４Ｂの圧力を低圧から高圧へ移行することにより、弁部材１５の変位が生じてノズル開口部５を閉鎖する。
【００８６】
上記の様々な実施形態から明らかなように、開示された第１弁２０Ａ及び第２の弁２０Ｂを備える二重弁システムは、様々な動作モードに関して高い柔軟性を与える。これは、ばねの有無を問わず、様々な変位機構を備えた種々のタイプの噴射器４に対して本制御装置を使用する場合に有用である。
【００８７】
ノズル開口部５’を介した潤滑油の噴射による噴射フェーズが終了すると、蓄積フェ―ズが始まり、このフェーズでは第１弁２０Ａの弁部材２１Ａが図３に示すように第２位置に戻されるので、弁室２５Ａは、出口ポート２４Ａを第１弁２０Ａの戻りポート１３Ａと接続する。
【００８８】
注入室２９から排出される質量及び体積は、第１弁２０Ａが第２位置での低圧から第１位置での高圧に切り換わる場合と、第２弁２０Ｂが低圧から高圧に切り換わる場合との間の時間経過に依存する。これらは、圧力、ノズル開口部、及び潤滑油の粘度などの一般的なパラメータだけでなく、噴射器４内のばね１６が弁部材１５を閉位置に押し戻すことができる速度にも依存する。
【００８９】
注入入口２６Ａでの圧力低下により、ばね２８がプランジャ２７をその元の位置に押し戻す（図３に示す状態）。しかしながら、プランジャ２７の戻りは、室２９内の潤滑油が補給された場合にだけ可能である。この補給は、一方向逆止弁３０及び流量計３１を介して行われ、これらは、戻り導管１３に接続して示されている補充導管１３’に直列に接続されるが、この補充は別の潤滑油供給源から行うこともできる。流量計３１は、蓄積フェーズで室２９に補給される潤滑油の流れ（質量及び／又は体積）を測定し、先行する噴射フェーズで噴射された潤滑油の質量及び／又は体積の測定値である電子流量表示信号を与える。この質量及び／又は体積は、給送導管９に接続された噴射器４又は噴射器グループを介して先行する噴射フェーズで排出された質量及び／又は体積に対応する。
【００９０】
流量（質量及び／又は体積）は、噴射器４による潤滑油の放出後に流量計３１で測定されるので、噴射器からの逆流による流量測定の不確定性が排除される。測定された流量は、一般に３０〜１００ｂａｒの範囲の噴射圧力から、その後の低い補充圧力への圧力変化で生じる導管内のオイルの体積変化に起因する僅かな違いは別として、先行する噴射フェーズで放出された潤滑油の質量及び／又は体積に正確に対応する。
【００９１】
典型的には、弁２０Ａ、２０Ｂは、電磁力で弁部材２１Ａ、２１Ｂを動かすことによって開閉が達成される電磁弁である。しかしながら、このような磁石は、例えば１０〜２０ミリ秒の範囲の比較的長い応答時間を有するという理由で、二重弁システムが好ましい。同一の第１及び第２の弁２０Ａ、２０Ｂの場合、応答時間は同じであり、噴射時間は、第１弁２０Ａと第２弁２０Ｂの作動の間の時間差によって与えられ、応答時間が除外される。
【００９２】
一部の実施形態では、注入ユニット２６を含む給送導管９は、弁２０Ａ、２０Ｂから噴射器４まで、圧力制御導管１０と同じ長さを有する。これにより、噴射器のそれぞれ２つのポート４Ａ、４Ｂでの高圧の構築のためのタイムラグが最小限になり、さらに、エンジンのシリンダに潤滑油を噴射するための正確な開放期間に関する不確定性が最小限になる。これに関して、噴射フェーズは１０ミリ秒程度又はそれ以下であり、潜在的には１ミリ秒未満の噴射フェーズにまで至ることが指摘され、そのため、１ミリ秒又は数ミリ秒程度の不確定性が潤滑の成功にかなりの影響を与える可能性がある。このような理由で、僅かな不確定性であっても排除すること又は少なくとも最小限にすることが重要である。
【符号の説明】
【００９３】
１  シリンダ
２  シリンダライナ
３  シリンダ壁
４  オイル噴射器
４Ａ  オイル噴射器４の入口ポート
４Ｂ  オイル噴射器４の圧力制御ポート
５  ノズル
５’  ノズル開口部
６  ライナのカットアウト
７  単一噴射器４からの霧状の噴霧
８  スワール噴霧
９  潤滑油給送導管
１０  圧力制御導管
１１  制御装置
１２  潤滑油供給導管
１２Ａ  第１弁２０Ａの吸入ポート
１２Ｂ  第２弁２０Ｂの吸入ポート
１３  戻り導管
１３Ａ  第１弁２０Ａの戻りポート
１３Ｂ  第２弁２０Ｂの戻りポート
１３’  潤滑油補充導管
１４  シリンダ内のスワール渦
１５  弁体
１５Ａ  弁体１５の先端部
１６  噴射器内部で弁体１５に作用するばね
１７  弁体１５の先端部１５Ａにある給送体積部
１８  弁体１５の背後にある圧力制御体積
１９  制御装置１１に電子的に接続されたコンピュータ
２０Ａ  第１弁
２０Ｂ  第２弁
２１Ａ  第１弁２０Ａの弁部材
２１Ｂ  第２弁２０Ｂの弁部材
２２Ａ  第１弁２０Ａの第１閉鎖部材
２２Ｂ  第２弁２０Ｂの第１閉鎖部材
２３Ａ  第１弁２０Ａの第２閉鎖部材
２３Ｂ  第２弁２０Ｂの第２閉鎖部材
２４Ａ  第１弁２０Ａの出口ポート
２４Ｂ  第２弁２０Ｂの出口ポート
２５Ａ  第１弁２０Ａの弁室
２５Ｂ  第２弁２０Ａの弁室
２６  潤滑油注入ユニット
２６Ａ  注入ユニット２６の入口
２７  注入ユニット２６のプランジャ
２８  プランジャ２７に抗して作用するばね
２９  注入ユニット２６内の潤滑油注入室
２９Ａ  注入室２９の室出口
３０  一方向逆止弁
３１  潤滑油流量計
３２  潤滑油供給部
【図１】
2021507170.tif 000003
【図２ａ】
2021507170.tif 000004
【図２ｂ】
2021507170.tif 000005
【図３】
2021507170.tif 000006
【国際調査報告】
2021507170.tif 000007
2021507170.tif 000008
2021507170.tif 000009