(57)【要約】  大型低速運転２ストロークエンジンの潤滑を最適化する方法であって、既存の潤滑システムは、より頻繁な噴射で１噴射当たりの潤滑油量が少なくなるように変更される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型低速運転エンジンの潤滑を改善する方法であって、
前記エンジンはシリンダ（１）を備え、前記シリンダ（１）は、内部に往復式ピストンを備え、噴射フェーズ中に外周上の様々な位置で前記シリンダ（１）内に潤滑油を噴射するために複数の噴射器（４）が前記シリンダ（１）の外周に沿って分散配置されており、前記エンジンはさらに、前記噴射フェーズにおいて前記噴射器（４）に潤滑油を供給するための潤滑システムを備え、
前記潤滑システムは、潤滑油供給導管（９）によって前記噴射器の各々にパイプ接続された潤滑装置（１１）を備え、前記噴射フェーズにおいて前記潤滑油供給導管（９）を介して前記噴射器の各々に加圧潤滑油を供給するようになっており、
前記潤滑装置（１１）は、油圧駆動アクチュエータピストン（１２３）がストローク長に沿って往復するように配置されたハウジング（１０１）を備えるタイプであり、前記潤滑装置（１１）はさらに、最小ストローク長と最大ストローク長との間でのみ前記往復式油圧駆動アクチュエータピストン（１２３）の前記ストローク長（１１２）を可変的に調整するように構成されたストローク長（１１２）調整機構（１１０）を備え、
前記潤滑装置（１１）はさらに、対応する注入流路（１１５）内に摺動自在に配置された複数の噴射プランジャ（１１９）を備え、前記噴射プランジャ（１１９）は、前記アクチュエータピストン（１２３）によって前記ストローク長（１１２）にわたって動かされ、結果として、注入流路長にわたって前記注入流路（１１５）内の潤滑油を加圧するために、前記アクチュエータピストン（１２３）に連結され、前記エンジンシリンダ（１）内への前記潤滑油の噴射のために、前記加圧された潤滑油を前記注入流路（１１５）から逆止弁（１０２）を通り、前記供給導管（９）を通って前記噴射器（４）へ吐出するようになっており、前記注入流路距離は、前記噴射フェーズ中に前記注入流路（１１５）から吐出される潤滑油の量を規定し、前記注入流路距離は、前記アクチュエータピストン（１２３）の前記最小ストローク長と前記最大ストローク長との間で前記ストローク長を調整することによって、最小注入流路距離と最大注入流路距離との間で調整可能であり、
前記潤滑装置（１１）は、前記アクチュエータピストン（１２３）に作用する油圧レベル間の切替えを引き起こして、前記切替え圧力レベルによって前記アクチュエータピストン（１２３）を往復式に油圧駆動するように配置された電気式弁を備え、
前記潤滑システムは、前記電気式弁（１１６）に電気接続されたコントローラ（１２）を備え、前記コントローラから前記電気式弁（１１６）に送られた対応する電気信号によって、前記噴射フェーズに対する前記切替えのタイミングを制御するようになっており、
前記方法は、
−前記コントローラ（１２）の制御下で第１のエンジン回転数ごとに前記潤滑油噴射器（４）を介した１噴射でもって、前記潤滑装置（１１）による潤滑で前記エンジンを運転するステップと、
−前記潤滑システムの変更のために前記エンジンの運転を停止するステップと、
−前記潤滑システムを変更するステップと、
−前記変更された潤滑システムを用いて前記エンジンの運転を継続するステップと、
を含み、
前記潤滑システムの変更が、前記注入流路距離を前記最小注入流路距離未満に低減することによって前記潤滑装置（１１）を変更するステップと、前記変更された潤滑装置（１１）による潤滑を用いて、第２のエンジン回転数ごとに１噴射フェーズでもって、より高い噴射頻度で、前記エンジンを運転するステップであって、前記第２の回転数は前記第１の回転数よりも小さく、さらに低減された注入流路距離及び対応して低減された噴射フェーズ当たりの前記注入流路（１１５）から吐出される潤滑油量でもって前記エンジンを運転するステップを含む、方法。
【請求項２】
前記方法は、前記変更された潤滑装置を備える前記エンジンの継続運転における総潤滑油消費量を、前記潤滑システムを変更する前の前記潤滑油消費量以下に調整するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハウジングは、潤滑油を収容する内部容積（１１４）を備え、前記注入流路（１１５）は、前記噴射プランジャ（１１９）が後退位置にある場合に前記内部容積から潤滑油を受け入れるために前記内部容積と流体連通する入口開口（１１３）を備え、前記入口開口（１１３）は、後方開口縁と前方開口縁との間の開口幅を有し、前記前方開口縁を越える前記噴射プランジャ（１１９）の移動の間に、前記噴射プランジャ（１１９）で閉鎖されるように構成されるので、前記前方開口縁から前記噴射プランジャ（１１９）の最前方位置までで測定される前記注入流路距離に沿った前記噴射プランジャ（１１９）の更なる移動によって、前記注入流路（１１５）に受け入れられた潤滑油が加圧され、前記逆止弁（１０２）を介して吐出され、前記注入流路距離を低減されるステップは、前記入口開口（１１３）の前記幅を前方方向に増大させるか又は別の入口流路を前記噴射プランジャ（１１９）の最前方位置の近くに設けるステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記注入流路距離を低減させるステップは、前記アクチュエータピストン（１２３）の前記ストローク長を前記最小ストローク長未満に変更するステップと、前記最小ストローク長未満に変更されたストローク長を備える前記変更された潤滑装置からの潤滑でもって前記エンジンを運転するステップとを備える、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記潤滑システムの変更前の前記潤滑装置（１１）は、前記噴射フェーズ中に前記アクチュエータピストン（１２３）の所定の最小変位量を測定するように構成されかつ前記最小変位量が測定された場合にフィードバック信号を提供するように構成されたフィードバックセンサを備え、前記コントローラ（１１）は、適切な潤滑の確認として前記フィードバック信号を受け取るように構成され、前記潤滑システムを変更するステップは、前記フィードバックセンサとは別個のフィードバック信号エミュレータ（１６）を提供し、前記フィードバックセンサを前記コントローラ（１２）から電気的に切り離し、前記アクチュエータピストンが、前記最小ストローク長未満の変更されたストローク長でかつ前記所定の最小変位量未満で作動するにもかかわらず前記コントローラ（１２）に対して適切な潤滑をエミュレートするために、エミュレートされたフィードバック信号を前記フィードバック信号エミュレータ（１６）から前記コントローラ（１６）に供給するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アクチュエータピストン（１２３）の前記ストロークは、前方停止手段（１０５）及び後方停止手段（１０１）によって規定され、前記前方停止手段（１０５）又は後方停止手段（１０１）の位置は、最小位置と最大位置との間で調整可能な調整機構によって規定され、前記最小位置は前記最小ストローク長を規定し、前記最大位置は前記最大ストローク長を規定し、前記潤滑システムを変更するステップは、前記最小位置を、前記変更された最小ストローク長を規定する変更された位置に変えるステップを含む、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記前方停止手段の位置は、ストローク長調整ねじ（１２１）の一端によって規定され、前記ストローク長調整ねじ（１２１）の回転によって調整可能であり、前記潤滑システムを変更するステップは、前記ストローク長調整ねじ（１２１）をより長い変更された調整ねじ（１２１）と交換するか又は前記ストローク長調整ねじ（１２１）と前記アクチュエータピストン（１２３）との間の空間に前記ストローク長調整用の物体を付加するステップを含み、それによって前記ストローク長を低減させる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記前方停止手段の前記位置は、ストローク長調整ねじ（１２１）の一端によって規定され、前記ねじの回転によって前記ストローク長に沿って調整可能であり、前記潤滑装置は、前記ストローク長調整ねじ（１２１）を支持するねじ支持部を有するフランジ（１０７）を備え、前記潤滑システムを変更するステップは、前記フランジ（１０７）を交換するか又は前記フランジ（１０７）を機械加工することによって前記フランジ（１０７）から材料を除去し、その結果として、前記ねじ支持部を前記アクチュエータピストンに向かって移動させ、前記ストローク長調整ねじ（１２１）によって規定される前記前方停止手段（１０５）を前記アクチュエータピストン（１２３）に向かって移動させて、前記最小位置を変更するステップを含む。請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記調整ねじ（１２１）は、前記フランジ（１０７）のねじ山（１１０）において回転によって調整可能であり、前記フランジ（１０７）を機械加工することによる変更は、前記アクチュエータピストン（１２１）に向かう方向に前記ねじ山（１１０）の長さを増大させて、前記調整ねじ（１２１）の調整長さを増大させることを意味し、前記方法は、前記ねじ山（１１０）内で前記調整ねじ（１２１）を回転させることによって、前記調整ねじ（１２１）を前記アクチュエータピストン（１２３）の近くに動かし、それによって前記ストローク長（１１２）を低減させるステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
電気モータが前記調整ねじ（１２１）に取り付けられ、前記方法は、前記モータによる前記調整ねじ（１２１）の回転によって各噴射の間に前記ストローク長（１１２）を変化させるステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
変更前の前記潤滑油噴射器は、オイルクイル又は密度の高い潤滑油噴流を噴射するタイプであり、前記方法は、前記潤滑油噴射器をＳＩＰタイプの噴射器（４）と交換し、ＳＩＰ噴射器（４）による潤滑油噴射を用いて前記エンジンの運転を継続して、潤滑油の霧状の液滴の噴霧を前記シリンダ内部の掃気スワール渦内へ噴射するステップを含み、前記ＳＩＰ噴射器からの前記潤滑油の圧力は、２０〜１２０ｂａｒの範囲にある、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
大型低速運転エンジンの潤滑を改善するために潤滑システムを変更する方法であって、  前記エンジンはシリンダ（１）を備え、前記シリンダ（１）は、内部に往復式ピストンを備え、噴射フェーズ中に外周上の様々な位置で前記シリンダ（１）内に潤滑油を噴射するために複数の噴射器（４）が前記シリンダ（１）の外周に沿って分散配置されたタイプであり、前記潤滑システムは、前記噴射フェーズにおいて前記噴射器に潤滑油を供給するように構成され、
前記潤滑システムは、潤滑油供給導管（９）によって前記噴射器の各々にパイプ接続されるための及び前記噴射フェーズにおいて前記潤滑油供給導管（９）を介して各噴射器に加圧潤滑油を供給するためのコネクタを有する潤滑装置（１１）を備え、
前記潤滑装置（１１）は、油圧駆動アクチュエータピストン（１２３）がストローク長に沿って往復するように配置されたハウジング（１０１）を備えるタイプであり、前記潤滑装置（１１）はさらに、最小ストローク長と最大ストローク長との間でのみ前記往復式油圧駆動アクチュエータピストン（１２３）の前記ストローク長（１１２）を可変的に調整するように構成されたストローク長（１１２）調整機構（１１０）を備え、
前記潤滑装置（１１）はさらに、対応する注入流路（１１５）内に摺動自在に配置された複数の噴射プランジャ（１１９）を備え、前記噴射プランジャ（１１９）は、前記アクチュエータピストン（１２３）によって前記ストローク長（１１２）にわたって動かされ、結果として、注入流路長にわたって前記注入流路（１１５）内の潤滑油を加圧するために、前記アクチュエータピストン（１２３）に連結され、前記エンジンシリンダ（１）内への前記潤滑油の噴射のために、前記加圧された潤滑油を前記注入流路（１１５）から逆止弁（１０２）を通り、前記供給導管（９）を通って前記噴射器（４）へ吐出するようになっており、前記注入流路距離は、前記噴射フェーズ中に前記注入流路（１１５）から吐出される潤滑油の量を規定し、前記注入流路距離は、前記アクチュエータピストン（１２３）の前記最小ストローク長と前記最大ストローク長との間で前記ストローク長を調整することによって、最小注入流路距離と最大注入流路距離との間で調整可能であり、
前記潤滑装置（１１）は、前記アクチュエータピストン（１２３）に作用する油圧レベル間の切替えを引き起こして、前記切替え圧力レベルによって前記アクチュエータピストン（１２３）を往復式に油圧駆動するように配置された電気式弁（１１６）を備え、
前記潤滑システムは、前記電気式弁（１１６）に電気接続されたコントローラ（１２）を備え、前記コントローラから前記電気式弁（１１６）に送られた対応する電気信号によって、前記噴射フェーズに対する前記切替えのタイミングを制御するようになっており、
前記方法は、前記注入流路距離を前記最小注入流路距離未満に低減することで前記潤滑装置（１１）を変更することによって、前記潤滑システムを変更するステップを含む、方法。
【請求項１３】
前記注入流路距離を低減させるステップは、前記アクチュエータピストン（１２３）の前記ストローク長を前記最小ストローク長未満に変更するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記潤滑システムの変更前の前記潤滑装置（１１）は、前記噴射フェーズ中に前記アクチュエータピストン（１２３）の所定の最小変位量を測定するように構成されかつ前記最小変位量が測定された場合にフィードバック信号を提供するように構成されたフィードバックセンサ（１２０）を備え、前記コントローラ（１１）は、適切な潤滑の確認として前記フィードバック信号を受け取るように構成され、前記潤滑システムを変更するステップは、前記フィードバックセンサとは別個のフィードバック信号エミュレータ（１６）を提供し、前記フィードバックセンサ（１２０）を前記コントローラ（１２）から電気的に切り離し、前記アクチュエータピストンが、前記最小ストローク長未満の変更されたストローク長でかつ前記所定の最小変位量未満で作動するにもかかわらず前記コントローラ（１２）に対して適切な潤滑をエミュレートするために、エミュレートされたフィードバック信号を前記フィードバック信号エミュレータ（１６）から前記コントローラ（１６）に供給するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記フィードバックセンサ（１２０）は、前記フィードバックセンサ（１２０）が前記アクチュエータピストン（１２３）の噴射フェーズ間のアイドルフェーズの位置からの変位を感知した場合に、第１タイプのフィードバック信号でのフィードバック信号を提供するように構成され、前記フィードバックセンサ（１２０）は、前記アクチュエータピストンが前記噴射フェーズの間に前記所定の最小変位量に到達した場合にのみ、第２タイプのフィードバック信号を提供し、前記フィードバック信号エミュレータ（１６）は、前記フィードバックセンサ（１２０）から第１タイプの信号を受け取った結果として、エミュレートされた第２タイプのフィードバック信号を前記コントローラ（１２）に提供するが、前記フィードバックセンサ（１２０）から信号を受け取らない場合には提供されない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記アクチュエータピストン（１２３）の前記ストロークは、前方停止手段（１０５）及び後方停止手段（１０１）によって規定され、前記前方停止手段（１０５）又は後方停止手段（１０１）の位置は、最小位置と最大位置との間で調整可能な調整機構によって規定され、前記最小位置は前記最小ストローク長を規定し、前記最大位置は前記最大ストローク長を規定し、前記潤滑システムを変更するステップは、前記最小位置を、前記変更された最小ストローク長を規定する変更された位置に変えるステップを含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記前方停止手段の位置は、ストローク長調整ねじ（１２１）の一端によって規定され、前記ストローク長調整ねじ（１２１）の回転によって調整可能であり、前記潤滑システムを変更するステップは、前記ストローク長調整ねじ（１２１）をより長い変更された調整ねじ（１２１）と交換するか又は前記ストローク長調整ねじ（１２１）と前記アクチュエータピストン（１２３）との間の空間に前記ストローク長調整用の物体を付加するステップを含み、それによって前記ストローク長を低減させる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ハウジングは、潤滑油を収容する内部容積（１１４）を備え、前記注入流路（１１５）は、前記噴射プランジャ（１１９）が後退位置にある場合に前記内部容積から潤滑油を受け入れるために前記内部容積と流体連通する入口開口（１１３）を備え、前記入口開口（１１３）は、後方開口縁（１１３ｂ）と前方開口縁（１１３ａ）との間の開口幅を有し、前記前方開口縁を越える前記噴射プランジャ（１１９）の移動の間に、前記噴射プランジャ（１１９）で閉鎖されるように構成されるので、前記前方開口縁から前記噴射プランジャ（１１９）の最前方位置までで測定される前記注入流路距離に沿った前記噴射プランジャ（１１９）の更なる移動によって、前記注入流路（１１５）に受け入れられた潤滑油が加圧され、前記逆止弁（１０２）を介して吐出され、前記注入流路距離を低減されるステップは、前記入口開口（１１３）の前記幅を前方方向に増大させるか又は別の入口流路（１１３’）を前記噴射プランジャ（１１９）の最前方位置の近くに設けるステップを含む、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型低速運転２ストロークエンジンの潤滑を最適化する方法に関する。既存の潤滑システムは、より頻繁に噴射され、１噴射当たりの潤滑油量が少なくなるように変更される。例えば、大型低速運転２ストロークエンジンは、船舶用エンジン又は発電所の大型エンジンである。
【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エミッションの低減に関して努力が続けられている。これには、特に競争の高まりに起因して、このようなエンジン用の潤滑システムの着実な最適化も含まれる。注目が高まっている経済的側面の１つは、石油消費の低減であるが、これは環境保護のためだけでなく、船舶の運航コストの重要な一部であることが理由である。ディーゼルエンジンの耐用寿命は石油消費の低減によって損なわれてはならないので、更なる関心事は、潤滑油の量の低減にもかかわらず適切に潤滑することである。従って、潤滑に関して着実な改良が必要とされている。
【０００３】
大型低速運転の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。
【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、シリンダ内部の掃気スワール渦に潤滑油の霧状の液滴の噴霧を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、薄く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。船舶用エンジンにおけるＳＩＰ潤滑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。噴射器は、内部に往復動式弁部材、一般的にニードル弁が設けられる噴射器ハウジングを備える。ニードルチップなどの弁部材は、正確なタイミングに従って、潤滑油のノズル開口への通路を開閉する。現行のＳＩＰシステムでは、霧状の液滴の噴霧は通常３５〜６５ｂａｒの圧力で達成されるが、これは、シリンダに導入される密度の高いオイルジェットで動作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。また、一部のタイプのＳＩＰ弁では、潤滑油の高い圧力は、高圧のオイルが霧状の液滴としてそこから噴出されるように、ばね付勢式弁部材をばね力に逆らってノズル開口から離れる方向に動かすために利用される。オイルの噴出は弁部材に対するオイルの圧力低下につながり、弁部材がその原点に戻り、高圧の潤滑油が再び潤滑油噴射器に供給される次の潤滑油サイクルまでそこに留まるという結果となる。
【０００５】
このような大型船舶用エンジンでは、多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送給するため、先端に１又は２以上のノズル開口を備える。
【０００６】
船舶用エンジンの潤滑に関する現在のより伝統的な手法の１つは、独国特許第１９７４３９５５（Ｂ４）号及び同等のデンマーク特許第１７３２８８（Ｂ１）号に開示されている。この特許は、中央コントローラが船舶用エンジンの各シリンダのための潤滑装置に潤滑油を供給する潤滑システムを開示する。潤滑装置は、シリンダの周囲に分散配置され複数の潤滑油噴射器に潤滑油を分配する。潤滑装置はハウジングを備え、その内部には、複数のピストンポンプが円周上に配置され、油圧駆動アクチュエータピストン１２３によって共通して同期的に駆動される。ピストンポンプの各々は、逆止弁を介して潤滑油を単一シリンダの噴射器の１つに圧送する噴射プランジャ１１９を備える。油圧駆動アクチュエータピストン１２３は、不動の後方停止手段と調整ねじで調整可能な前方停止手段との間の可調整な距離にわたって移動する。調整ねじを回すために、調整ねじはこれが貫通して延びるハウジングのフランジを覆うエンドキャップでアクセス可能である。
【０００７】
船舶用エンジンのシリンダ内への潤滑油の密度の高い噴流の噴射、並びにピストンリングの間でのピストンへの潤滑油クイルと関連して、このシステムは広く流通しており、ＭＡＮ  Ｂ＆Ｗ  Ｄｉｅｓｅｌ  ａｎｄ  Ｔｕｒｂｏ社により、商品名Ａｌｐｈａ潤滑装置で販売されている。
【０００８】
図１は、インタネットのページ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｒｉｎｅｓｓ．ｃｏ．ｋｒ／０２＿ｂｕｓｉｎｅｓｓ／Ｄｏｏｓａｎ％２０Ｒｅｔｒｏｆｉｔ％２０Ｓｅｒｖｉｃｅ．ｐｄｆ？ＰＨＰＳＥＳＳＩＤ＝ｆｄ５６ｄａ９ｄｅ６ｅａｃａ２ｆ１ｆ４４６５１２ｅ８４ｆｃｆ６９に見られるＡｌｐｈａ潤滑装置の例を示す。図面は、原理をより詳細に説明するため、追加の参照番号を用いて若干修正されている。
【０００９】
上述の独国特許第１９７４３９５５（Ｂ４）号及びデンマーク特許第１７３２８８（Ｂ１）号と同様に、Ａｌｐｈａ潤滑装置１００はハウジング１０１を備え、その内部には複数の噴射プランジャ１１９が円形に配置され、油圧駆動アクチュエータピストン１２３によって共通して同期的に駆動される。各噴射プランジャ１１９は、入口開口１１３を介してハウジング１０１の内部容積１１４から潤滑油を受け入れる注入流路１１５に、摺動自在に配置される。入口開口１１３は、噴射プランジャ１１９の前方運動の間に噴射プランジャ１１９によって閉鎖されるので、噴射プランジャ１１９による更なる前方運動によって、注入流路１１５の残りの部分にある受け入れられた潤滑油が加圧され、逆止弁１０２を通してパイプ１０３の中に、及び単一シリンダの噴射器の１つに圧送される。予圧ばね１０９によって生じるアクチュエータピストン１２３の後退の間に、噴射プランジャ１１９の前方端が入口開口１１３を越えて後退して潤滑油が入口開口１１３を通過して注入流路１１５を再充填できるまで、噴射プランジャ１１９は後退して注入流路１１５内に真空が生成される。
【００１０】
注入流路１１５内で噴射プランジャ１１９により加圧され、逆止弁１０２を介して吐出される潤滑油の量は、噴射プランジャ１１９の、入口開口１１３から後退前の最前方位置までの移動距離によって規定される。ストローク長に亘るアクチュエータピストン１２３の移動の間、入口開口を越える噴射プランジャ１１９の移動の最初の部分で、噴射プランジャ１１９が入口開口１１３を越えて移動してそれを閉鎖した後にだけ、潤滑油が加圧され、残りの注入流路距離から吐出される。
【００１１】
このような構成では、注入路距離はストローク長よりも小さい。しかしながら、潤滑油が加圧されてそこから排出される注入流路距離は、例えば、潤滑油が注入流路の最前方にある逆止弁を介して供給される場合、ストローク長と等しくすることもできる。コントローラにおけるこのような構造の例は、独国特許第ＤＥ１９７４３９５５（Ｂ４）号に関する図５に開示されている。
【００１２】
油圧駆動アクチュエータピストン１２３は、不動の後方停止手段１０４と、調整ねじで調整可能な前方停止手段１０５との間の調整可能距離にわたって移動する。調整ねじ１２１を回すために、調整ねじ１２１はこれが貫通して延びるハウジング１０１のフランジ１０７を覆うエンドキャップ１０６でアクセス可能である。Ａｌｐｈａ潤滑装置１００のフランジ１０７は、スペーサ１２２を支持し、調整ねじ１２１を調整するためのねじ山１１０を含む。往復式アクチュエータピストン１２３は、アクチュエータピストン１２３の後方の容積１０８内の周期的に振動するオイル圧によって駆動され、ここではソレノイド弁１１６が、アクチュエータピストン１２３の後方の容積１０８内で２つの圧力レベルの間で変位する。一旦、より低い圧力レベルに達すると、ばね１０９の荷重がアクチュエータピストン１２３を後方停止手段まで押し戻す。ソレノイド弁１１６は、制御ユニットからの対応する信号によって調節される。
【００１３】
図１から分かるように、エンドキャップ１０６後方のフランジ１０７には、ポンプストロークの基本設定用にスペーサ１２２が設けられ、そこでは、回転による調整のために調整ねじ１２１の頭部にアクセス可能である。従って、２つの調整機構、すなわち、スペーサ１２２による基本的な調整機構と、調整ねじ１２１による調整とが存在する。スペーサの変分に関して、基本設定値は、調整ねじ１２１を保持しかつ調整のために調整ねじ１２１が回転するねじ山１１０の長さによって範囲が定められる。ねじ山１１０の長さは、図１に示すスペーサよりもずっと短い。
【００１４】
しかしながら、以下で説明するように、別の機構は、アクチュエータピストン１２３のストローク長１１２の可能性のある縮小範囲を定める。
【００１５】
この市販製品では、Ａｌｐｈａ潤滑システムは、容量性フィードバックセンサ１２０を用いて油圧アクチュエータの十分に長いストローク長を確認する点で、上述の特許、独国特許第１９７４３９５５（Ｂ４）号及びデンマーク特許第１７３２８８（Ｂ１）号と比べて改良されている。
【００１６】
このフィードバックセンサ１２０は図１にも示されている。図示のように、油圧アクチュエータピストンは、２つの周方向溝１１１を備え、油圧アクチュエータピストン１２３のストロークが、第２の溝がフィードバックセンサを越えて移動するのに足りるだけ長い場合に、フィードバックセンサ１２０は、中央コントローラに適切な潤滑の確認信号を与える。第１及び第２の溝１１１がフィードバックセンサ１２０を通過すると、フィードバックセンサ１２０は、中央コントローラが適切な潤滑の確認と見なす二重パルス信号を生成する。第１の溝１１１だけがフィードバックセンサ１２０を通り過ぎる場合、フィードバックセンサ１２０からの対応する単一パルス信号は、中央コントローラに対して、フィードバックセンサ１２０の一般機能及び少なくとも小さな距離にわたるアクチュエータピストン１２３の移動であるが適切な潤滑には十分ではない移動であることを指示する。フィードバックセンサ１２０が何らかの信号を与えている場合、適切な潤滑に十分な長さのストロークが測定されなかったという警告メッセージがコントローラによって提供される。
【００１７】
油圧アクチュエータピストン１２３の前方停止手段１０５は、調整ねじ１２１によって調整可能であり、潜在的にスペーサ１２２によってさらに調整可能であるが、油圧アクチュエータピストン１２３の最小ストローク長は、依然として、第２の溝１１１がフィードバックセンサ１２０を越えて移動するのに足りるだけ長い必要があり、そうでなければコントローラは潤滑不足を示す原因となる。
【００１８】
Ａｌｐｈａ潤滑装置による噴射量は、エンジン内への噴射回数によって決定される。実際には、Ａｌｐｈａ潤滑装置による潤滑油噴射は、エンジンの各回転ごとにではなく、一般的には固定回転数ごとに実行されるだけであり、例えば、エンジンの１０回転又は１２回転ごとに１回の噴射が行われる。
【００１９】
一部の研究プロジェクトでは、エンジンの１０回転又は１２回転ごとに１回の噴射よりも頻繁な噴射の方が、船舶用エンジンに対してはより良い潤滑結果をもたらし、エンジンシリンダ内の摩耗を低減するということが示唆されている。より多くの噴射回数は、総潤滑油消費量を増加させないために、１噴射当たり、より少ない注入量を必要とする。非特許文献への参照は、２０１６年６月６〜１０日フィンランド開催のＣＩＭＡＣ会議で発表されたＪｅｎｓｅｎらによる論文番号２８３「ルブトロニックＳＩＰは低ＣＬＯ消費と共に顕著な低摩耗率を約束する（Ｌｕｂｔｒｏｎｉｃ  ＳＩＰ  ｐｒｏｍｉｓｅ  ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ  ｌｏｗ  ｗｅａｒ  ｒａｔｅｓ  ｗｉｔｈ  ｌｏｗ  ＣＬＯ  ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）」に対して行われる。
【００２０】
しかしながら、より頻繁な潤滑に対してＡｌｐｈａシステムを変更する可能性を考慮すると、これは、既に上述したように、Ａｌｐｈａ潤滑装置１００においてアクチュエータピストン１２３の溝１１１とフィードバックセンサ１２０の協働によって決定される最小ストローク長未満に、アクチュエータピストン１２３のストローク長を減少させることができない点で難しいことを意味する。信号が金属製アクチュエータピストン１２３内の固定溝１１１によって与えられるので、フィードバックセンサ１２０によって決定される最小ストローク長は、容易には減少しない。従って、より高頻度の潤滑に対するＡｌｐｈａ潤滑装置１００のこのような変更は、複雑な作業である。
【００２１】
この問題は一般的性質であり、ＳＩＰ噴射用の潤滑装置として特に適する程度までＡｌｐｈａシステムを改良する場合にも同様によく当てはまる。
【００２２】
これに関連して、少ない潤滑油消費量で適切な潤滑ができるという利点から、市場ではＳＩＰ噴射システムに対する需要が高まっていることが指摘されている。しかしながら、場合によっては、エンジンの潤滑システム全体を交換するのではなく、所望の効果を達成するために交換が必要な部品だけを交換したいという要望がある。これは、コストの問題だけではなく、システムの中で良好に機能していると思われるモジュールを残しておきたいという関心に基づくものでもある。特に、密度の高い噴流噴射を潤滑油噴霧のＳＩＰ噴射に変更したいという一般的な要望がある。
【００２３】
密度の高い噴流の噴射にAlpha潤滑装置が使用されており、密度の高い噴流の噴射器の代替としてＳＩＰ噴射器が搭載される場合には、Alpha潤滑装置を用いた密度の高い噴流噴射に使用されるよりも高い噴射頻度を備えたＳＩＰ噴射器が望まれているので、更なる変更が必要である。例えば、ＳＩＰ噴射は１回転ごとに行われ、或いは１回転当たり２回以上の噴射さえも行われる。しかしながら、上述のように、このようなアップグレードは、フィードバックセンサに起因して大きな課題となるように見える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１４９１６２号
【特許文献２】国際公開第２０１６／１７３６０１号
【特許文献３】国際公開第２００２／３５０６８号
【特許文献４】国際公開第２００４／０３８１８９号
【特許文献５】国際公開第２００５／１２４１１２号
【特許文献６】国際公開第２０１０／１４９１６２号
【特許文献７】国際公開第２０１２／１２６４８０号
【特許文献８】国際公開第２０１２／１２６４７３号
【特許文献９】国際公開第２０１４／０４８４３８号
【特許文献１０】国際公開第２０１６／１７３６０１号
【特許文献１１】独国特許第ＤＥ１９７４３９５５（Ｂ４）号
【特許文献１２】デンマーク特許第１７３２８８（Ｂ１）号
【特許文献１３】デンマーク特許出願第２０１７／７０９３６号
【特許文献１４】デンマーク特許出願第２０１７／７０９４０号
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】Ｊｅｎｓｅｎ他著  「ルブトロニックＳＩＰは低ＣＬＯ消費と共に顕著な低摩耗率を約束する（Ｌｕｂｔｒｏｎｉｃ  ＳＩＰ  ｐｒｏｍｉｓｅ  ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ  ｌｏｗ  ｗｅａｒ  ｒａｔｅｓ  ｗｉｔｈ  ｌｏｗ  ＣＬＯ  ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）」  ＣＩＭＡＣ会議  ２００６年
【非特許文献２】Ｌａｕｒｉｔｓｅｎ他著  「スワール噴射潤滑−摩耗率を犠牲にすることなく、シリンダオイルの消費量を低減する新規技術（ＳＷＩＲＬ  ＩＮＪＥＣＴＩＯＮ  ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  −  Ａ  ＮＥＷ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＴＯ  ＯＢＴＡＩＮ  ＬＯＷ  ＣＹＬＩＮＤＥＲ  ＯＩＬ  ＣＯＮＳＵＭＰＴＩＯＮ  ＷＩＴＨＯＵＴ  ＳＡＣＲＩＦＩＣＩＮＧ  ＷＥＡＲ  ＲＡＴＥＳ）  ＣＩＭＡＣ会議  ２００１年
【非特許文献３】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（Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｂｅｈａｖｉｏｕｒ  ｏｆ  ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｉｌｓ  ｕｓｅｄ  ｉｎ  ｔｗｏ−ｓｔｒｏｋｅ  ｍａｒｉｎｅ  ｅｎｇｉｎｅｓ）」  産業用潤滑及びトライボロジ  ２０１７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
従って、適切なアップグレード手順を見出すことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の目的は、本技術分野における変更形態を提供することである。特定の目的は、大型低速運転２ストロークエンジン用の潤滑システム、特にＡｌｐｈａ潤滑システムをアップグレードするための方法を提供することである。更なる目的はＳＩＰ噴射に適した潤滑システムを提供することである。この目的は、大型低速運転式エンジンの潤滑を変更する方法によって達成される。このことは、以下でより詳細に説明するような、潤滑システムを変更する方法によって達成される。
【００２８】
潤滑システムは、例えば船舶用エンジン又は発電所の大型エンジンなどの大型低速運転２ストロークルエンジンにおいて、１又は複数のシリンダを潤滑するために潤滑油を噴射器に供給する。典型的には、エンジンはディーゼル燃料又はガス燃料を燃焼させる。エンジンは１又は２以上のシリンダを備え、各々は、内部に往復式ピストンを備え、シリンダの外周に沿って分散配置され、噴射フェーズ中に外周上の様々な位置でシリンダ内へ潤滑油を噴射するために複数の潤滑油噴射器を備える。
【００２９】
潤滑システムは、噴射フェーズ中に潤滑油供給導管を介して各噴射器に加圧潤滑油を供給するために、潤滑油供給導管によって各噴射器にパイプ接続された潤滑装置を備える。
【００３０】
潤滑装置は、油圧駆動アクチュエータピストンがストローク方向に沿うストローク長で往復するように配置されたハウジングを備えるタイプである。潤滑装置はさらに、最小ストローク長と最大ストローク長の間で往復式油圧駆動アクチュエータピストンのストローク長を可変的に調整するように構成されたストローク長調整機構を備える。
【００３１】
潤滑装置はさらに、対応する注入流路内に摺動自在に配置された複数の噴射プランジャを備え、噴射プランジャは、アクチュエータピストンで移動されるように及びこの移動の間に注入流路内の潤滑油を加圧するためにアクチュエータピストンに連結される。アクチュエータピストンがストローク長にわたって移動すると、噴射プランジャは対応する長さにわたって移動する。注入流路内部での噴射プランジャの移動は、注入プランジャが注入流路距離にわたって移動する間に、注入流路内の潤滑油を加圧し、この場合、注入流路距離は、エンジンシリンダ内への潤滑油の噴射のための、噴射フェーズ中に注入流路から逆止弁を通り、供給導管を通って噴射器へ吐出される潤滑油の量を規定する。
【００３２】
以下で明らかとなるように、注入流路距離はストローク長と等しいか又はそれよりも短い。これは上述の構成にも依存する。
【００３３】
注入流路距離は、最小ストローク長と最大ストローク長との間のアクチュエータピストンの可変ストローク長に対応する、最小注入流路距離と最大注入流路距離との間で調整可能である。アクチュエータピストンのストローク長を減少させることにより、注入流路距離も減少し、それに対応して吐出される潤滑油の量が減少する。
【００３４】
潤滑装置はまた、アクチュエータピストンに作用する油圧レベル間の切替えを引き起こすために配置された電気式弁を備え、切替え圧力レベルによって、アクチュエータピストンを往復式に油圧駆動するようになっている。典型的には、アクチュエータピストンは、螺旋ばねによって後方停止手段に対して予圧される。
【００３５】
一部の具体的な実施形態では、潤滑装置は、アクチュエータピストンを駆動するために高圧オイルを受け取り、電気式弁は、以下の間で切り替わる、すなわち
ａ）噴射フェーズにおけるアクチュエータピストンへの加圧オイルの入口、
ｂ）アクチュエータピストンと、噴射フェーズ間にアクチュエータピストンからオイルを排出するためのドレインとの間の接続、
である。
【００３６】
潤滑システムはさらに、電気式弁に電気接続されたコントローラを備え、コントローラから電気式弁に送られた対応する電気信号によって、噴射フェーズの切替えのタイミングを制御するようになっている。
【００３７】
上記目的に従って、潤滑システムは、エンジンの通常運転の所定の時間の後で変更される。
【００３８】
より詳細には、本方法は以下のステップを含む。
−コントローラの制御下で第１のエンジン回転数ごとに潤滑油噴射器を介した１噴射でもって、潤滑装置による潤滑でエンジンを運転するステップと、
−潤滑システムの変更のためにエンジンの運転を停止するステップと、
−潤滑システムを変更するステップと、
−変更された潤滑システムを用いてエンジンの運転を継続するステップ。
【００３９】
潤滑システムの変更は、注入流路距離を最小注入流路距離未満にまで低減することによって潤滑装置を変更するステップと、低減された注入流路距離及び対応して低減された噴射フェーズ当たりの注入流路から吐出される潤滑油量でもってエンジンを運転するステップを含む。
【００４０】
さらに、この変更は、変更された潤滑装置による潤滑を用いて、第２のエンジン回転数ごとに１噴射フェーズでもって、より高い噴射頻度でエンジンを運転するステップを含み、第２の回転数は第１の回転数よりも小さい。
【００４１】
上記から分かるように、アップグレードにより、噴射頻度が増大し、１噴射当たりの潤滑油量が低減する結果となる。噴射頻度の増大は、潤滑効果を向上させ、エンジンの摩耗を低減する。２０１６年６月６〜１０日、フィンランド開催のＣＩＭＡＣ会議で発表されたＪｅｎｓｅｎらによる論文番号２８３「Ｌｕｂｔｒｏｎｉｃ  ＳＩＰ  ｐｒｏｍｉｓｅ  ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ  ｌｏｗ  ｗｅａｒ  ｒａｔｅｓ  ｗｉｔｈ  ｌｏｗ  ＣＬＯ  ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ」に対する参照が行われる。ＳＩＰ噴射に関する言及は、ハンブルグ開催の２００１年ＣＩＭＡＣ会議で発表されたＬａｕｒｉｔｓｅｎらによる論文「ＳＷＩＲＬ  ＩＮＪＥＣＴＩＯＮ  ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  −  Ａ  ＮＥＷ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＴＯ  ＯＢＴＡＩＮ  ＬＯＷ  ＣＹＬＩＮＤＥＲ  ＯＩＬ  ＣＯＮＳＵＭＰＴＩＯＮ  ＷＩＴＨＯＵＴ  ＳＡＣＲＩＦＩＣＩＮＧ  ＷＥＡＲ  ＲＡＴＥＳ）」に見出される。
【００４２】
有利なことに、変更された潤滑装置を備えるエンジンの継続運転における総潤滑油消費量は、潤滑システムを変更する前の潤滑油消費量以下である。噴射の高い頻度が最小限のオイル消費という目的を損なうことがない場合、全体的な結果として、環境面の潤滑油の低消費を増大させることなくより良い潤滑が得られる。
【００４３】
一部の実施形態では、特にAlpha潤滑装置の場合、ハウジングは、潤滑油を収容する内部容積を備え、注入流路は、噴射プランジャが後退位置にある場合に内部容積から潤滑油を受け入れるために内部容積と流体連通する入口開口を備える。入口開口は、後方開口縁と前方開口縁との間の開口幅を有し、前方開口縁を越える噴射プランジャの運動の間に噴射プランジャで閉鎖されるように構成されるので、前方開口縁から噴射プランジャの最前方位置までで測定される注入流路距離に沿った、噴射プランジャの更なる運動により、注入流路内に受け入れた潤滑油が加圧され、逆止弁を介して吐出される。
【００４４】
これらの実施形態に関する変更の選択肢は、注入流路距離の低減であり、入口開口の幅を前方向に増大させるステップを含む。この場合、入口開口の前方開口縁を越える噴射プランジャの移動は、アクチュエータピストンのストローク中の後で生じ、潤滑油が加圧されてそこから吐出される注入流路の残りの部分、すなわち注入流路距離が短縮される。
【００４５】
別の選択肢は、噴射プランジャの最前方位置の近くに別の入口流路を設けることである。その場合、潤滑油は、噴射プランジャが別の注入流路を越えて移動した時にのみ、加圧されて吐出される。これもまた、潤滑油が加圧されてそこから吐出される吐出流路距離を短縮する。
【００４６】
代替的に、潜在的に付加的に、潤滑システムの変更は、ストローク長を元の最小ストローク長未満に変更することによって潤滑装置を変更するステップと、元の最小ストローク長未満の変更されたストローク長を備える変更された潤滑装置による潤滑を用いて、第２のエンジン回転数ごとに１噴射でもってより高い噴射頻度でエンジンを運転するステップとを含み、第２の回転数は第１の回転数よりも小さい。
【００４７】
一部の実施形態では、特にＡｌｐｈａ潤滑装置に関連して上述したように、潤滑システムの変更前の潤滑器は、噴射フェーズ中にアクチュエータピストンの所定の最小変位量と少なくとも同じ長さのストロークを測定するように構成されかつ最小変位量が測定された時にフィードバック信号を提供するように構成されたフィードバックセンサを備える。コントローラは、適切な潤滑の確認としてフィードバック信号を受け取るように構成される。
【００４８】
随意的に、アクチュエータピストンは、ストローク長が所定の最小変位量と少なくとも同じ長さである場合に、アクチュエータピストンの運動中にフィードバックセンサを越えて移動する溝を備え、この溝は適切な潤滑油の噴射を保証する。また、上述のように、ストローク長を所定の最小変位量未満に低減することは問題があり、この場合、変更は適切なフィードバック信号の欠如をもたらす。
【００４９】
フィードバックセンサは、変更前の潤滑システムが適切に機能していることの指示器であり、センサによる適切な読取りはアクチュエータピストンの機械的部分と関連があり、し、コントローラからの一定のエラー又は警告信号では不十分な場合には特別な変更が必要とされる。
【００５０】
この問題は、中央コントローラに電子信号エミュレータから対応する信号を供給することで解決することができる。この場合、フィードバックセンサから中央コントローラへの不足している信号は、信号エミュレータからのエミュレートされた信号で置き換えられ、中央コントローラは、エミュレータから適切な潤滑に関する信号を受け取るようになっている。
【００５１】
より詳細には、潤滑システムの変更は、フィードバックセンサとは別個のフィードバック信号エミュレータを提供し、フィードバックセンサをコントローラから電気的に切り離し、アクチュエータピストンが、最小ストローク長未満の変更されたストローク長でかつ所定の最小変位量未満で作動するにもかかわらずコントローラに対して適切な潤滑をエミュレートするために、エミュレートされたフィードバック信号をフィードバック信号エミュレータからコントローラに供給するステップを含む。
【００５２】
潜在的に、フィードバックセンサ又はエミュレータからの信号をチェックする中央コントローラの機能は、総潤滑油量を調整する中央コントローラの機能から切り離される。従って、中央コントローラが、十分なストローク長に関するエミュレータからの信号を受け取った場合でも、ストローク長自体は、中央コントローラがこれをシステムの故障として認識することなく、所定の最小変位量未満に低減させることができる。
【００５３】
一部の実施形態では、フィードバックセンサは、フィードバックセンサがアクチュエータピストンの噴射フェーズ間のアイドルフェーズの位置からの変位を感知した場合に、第１タイプのフィードバック信号、例えば単一パルスでのフィードバック信号を提供するように構成され、フィードバックセンサは、アクチュエータピストンが噴射フェーズの間に所定の最小変位量に到達した場合にのみ、第２タイプのフィードバック信号、例えば二重パルスでのフィードバック信号を提供する。この実施形態の場合、潤滑システムは、フィードバックセンサから第１タイプの信号を受け取った結果として（これはアクチュエータピストンの移動を示すので）、フィードバック信号エミュレータに、エミュレートされた第２タイプのフィードバック信号をコントローラに提供するようにさせるように変更されることが好都合である。しかしながら、フィードバックセンサから信号を受け取らない場合には、コントローラにも信号が送られず、その後にコントローラが警報を発生することになる。一方で、アクチュエータピストンのストロークが、フィードバックセンサに第２タイプの信号を提供させるのに十分なだけ長い場合、エミュレータは、同様にコントローラに第２タイプの信号を送ることになる。
【００５４】
随意的に、フィードバックセンサが適切な動作状態にあることを目視検査で保証するためにフィードバック信号エミュレータはＬＥＤを装備する。
【００５５】
この潤滑油の噴射量とフィードバックセンサからの信号との間の分離によって、１噴射当たりより少ない分量であるがより高い噴射頻度で潤滑油の噴射をもたらすための中央コントローラの調整が容易となる。
【００５６】
ストローク長を低減させるいくつかの実際的な方法を以下に概説する。
【００５７】
一部の実施形態では、アクチュエータピストンのストロークは、前方停止手段及び後方停止手段によって規定され、前方停止手段又は後方停止手段の位置は、最小位置と最大位置との間で調整可能な調整機構によって規定され、最小位置は最小ストローク長を規定し、最大位置は最大ストローク長を規定する。潤滑システムは、最小位置を、変更された最小ストローク長を規定する変更された最小位置に変えることによって変更される。例えば、変更された最小ストローク長は、所定の最小変位量よりも短い。
【００５８】
例えば、前方停止手段の位置は、ストローク長調整ねじの一端によって規定され、ストローク長調整ねじの回転によってストローク長に沿って調整可能である。潤滑システムを変更する方法は、ストローク長調整ねじをより長い変更された調整ねじと交換するステップを含む。もしくは、ストローク長調整ねじとアクチュエータピストンの間の空間にストローク長調整用の物体を付加することも可能であり、それにより、効果的にねじが長くなりストローク長が低減される。
【００５９】
一部の実施形態では、潤滑装置は、ストローク長調整ねじを支持するねじ支持部を有するフランジを備える。潤滑システムを変更する方法は、フランジを交換する又はフランジを機械加工することによってフランジから材料を除去するステップを含む。
【００６０】
アクチュエータピストンのストロークと平行方向に測定した場合のフランジ長さを低減させることにより、ねじ支持部がアクチュエータピストンに向かって移動し、ストローク長調整ねじによって規定される前方停止手段がアクチュエータピストンに向かって移動する結果となり、最小位置が変更される。
【００６１】
フランジの潜在的な変更は、調整ねじがフランジ内のねじ山において回転によって調整可能な場合、アクチュエータピストンに向かう方向にねじ山の長さを増大させ、それによって調整ねじの調整長さを増大させることによるフランジの機械加工を意味する。調整ねじをより大きな長さにわたって回転させることにより、アクチュエータピストンのストローク長が低減される。
【００６２】
例えば、ねじを回転させるために電気モータがねじの端部に取り付けられる。これにより、調整ねじの位置の電動式調整、結果としてストローク長の電動式調整が可能となる。これは、モータによる調整ねじの回転によって各噴射の間にストローク長を変化させることを可能にする。例えば、モータは、アップグレードコントローラで制御され、アクチュエータピストンのストロークをプログラムして電子的に調整することができるようになっている。
【００６３】
以上を要約すると、噴射頻度を増大させる調整には、下記の調整が必要となる。すなわち、
１）１噴射当たりの潤滑油量を低減する
２）噴射頻度を増やす
３）フィードバックセンサからの信号のように潜在的に信号をエミュレートし、このエミュレートされた信号を中央コントローラに供給する
である。
【００６４】
中央コントローラ内の供給量データを前方停止手段までの特定の変更された距離に設定できない場合、実際に所望の供給量Ｆdesiredとのオフセットをとり、この項を変更後の実際のストローク長と変更前の元のストローク長との比Ｒで割ることにより、供給量を正しい値に調整することが可能である。その場合、中央コントローラで調整されたストローク長は、Ｆcontroller＝Ｆdesired／Ｒとなる。
【００６５】
低減されたストローク長に関してＲは１よりも小さいことに留意されたい。例えば、ストローク長が１２ｍｍから６ｍｍに低減された場合、比Ｒは６／１２＝０．５であり、中央コントローラは、潤滑装置が変更されていない標準的な状況と比べて、２倍の供給量に調整する必要があることになる。例えば、２倍の供給量は、２倍の噴射頻度で達成することができる。
【００６６】
上記で概説した方法によるストローク長の低減は、特別な条件の下でいくつかの更なる考察を必要とする。例えば、エンジンシリンダ内でシリンダライナ又はピストンが交換された場合、短縮されたストローク長で可能な供給量よりも大きな潤滑油供給量が望まれる可能性がある。より大きな供給量は、随意的に、より高い潤滑頻度で達成される。もしくは、ストローク長は、例えば、前方停止手段までの距離を増大させるためにフランジとハウジングの残りの部分との間にスペーサを挿入することによって限られた期間に拡大される。
【００６７】
限られた期間の前後で前方停止手段が前後に移動するという事実は、中央コントローラにおいて供給量データが調整されるか又は等価な供給量を見出すことを必要とし、この場合、中央コントローラは、上記に概説したように一定の供給量Ｆcontroller＝Ｆdesired／Ｒに調整される。この式は、限られた期間に挿入されるスペーサに対しても有効である（スペーサが元の最大値を超えてストローク長を拡大するとしても）。全体的な効果は、中央コントローラの供給量を実際の噴射量とは異なる値に調整できる点であり、その差は、元のストローク長と比較した修正ストローク長の比率によって与えられる。
【００６８】
随意的に、供給量及び頻度の調整のために、アップグレードコントローラが中央コントローラと潤滑装置の間に電子的に挿入される。好都合には、アップグレードコントローラは、アドオンユニットとして提供される。アップグレードコントローラは、コントローラから潤滑装置による噴射の正確なタイミングに関するタイミング信号並びに調整ねじによってストローク長を調整するための可能性のある信号を含む制御信号を受け取る。コントローラから受け取った信号に基づいて、アップグレードコントローラは、変更されたタイミング信号及び変更されたストローク調整信号を潤滑装置に送る。アップグレードコントローラは、変更されたストローク長に関してプログラムされるので、中央コントローラからの信号は、潤滑装置の正確なタイミング、頻度、及びストローク長を提供するために必要に応じて変更された信号に変換される。
【００６９】
潜在的には、アップグレードコントローラは、フィードバックセンサ信号をエミュレートするための上述のエミュレータをさらに含み、コントローラが適切な潤滑の欠如を指示するフィードバックセンサ信号の欠如を記録するのを防ぐために、エミュレートされたフィードバックセンサ信号を中央コントローラに送る。
【００７０】
明確にするために、用語「噴射器」は、噴射器ハウジングを有する噴射弁システムに使用され、噴射器ハウジングは、シリンダ内へ噴射するために、滑油供給導管に流動接続された潤滑油入口ポートを有し、そこから潤滑油を受け入れるようになっているということが指摘される。噴射器はさらに、噴射フェーズにおいて入口ポートからシリンダ内に潤滑油を噴射するためにシリンダ内に延びる潤滑油出口としてノズル開口を有する単一の噴射ノズルを備える。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には、ノズル自体は、随意的に、複数の開口を有する。例えば、複数の開口を備えたノズルは、国際公開２０１２／１２６４８０号に開示される。
【００７１】
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、噴射フェーズ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備え、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測られる。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し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、前述の従来技術に合致している。
【００７２】
例えば、各噴射器は、ノズルにおいて出口弁システムを備え、出口弁システムは、噴射フェーズ中に圧力が出口弁システムでの所定の限度を超えて上昇するとノズル開口への潤滑油流動のために開くように構成され、さらに噴射フェーズ後に出口弁システムを閉じるように構成される。出口弁システムは、シリンダからの背圧に対して閉塞し、また、出口弁が開いていない限り、潤滑油がシリンダに入るのを防ぐ。
【００７３】
例えば、出口弁システムは、出口逆止弁を備える。 出口逆止弁では、出口弁部材、例えばボール、楕円体、プレート、又はシリンダが、出口弁ばねによって出口弁座に対してプレストレスが付与される。出口弁システムの上流側の流動室内に加圧された潤滑油が供給されるとすぐに、プレストレスが付与されたばねの力は潤滑油の圧力によって打ち消され、その圧力がばね力よりも高くなると、出口弁部材はその出口弁座から変位し、出口逆止弁は、ノズル開口を介してシリンダ内に潤滑油を噴射するために開く。例えば、出口弁ばねは、ノズル開口から離れる方向で弁部材に作用するが、反対の動きも可能である。
【００７４】
例えば、中央コントローラ又はアップグレードコントローラ又はその両方が、コンピュータを備える、或いは有線又は無線の電子接続でコンピュータに接続され、その場合、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ように構成されたタイプであり、そのパラメータに基づいて潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するようになっている。
【００７５】
随意的に、噴射器は、シリンダの掃気空気中に潤滑油のミストを供給するように構成されたＳＩＰ噴射器である。霧状の液滴の噴霧は、オイルミストとも呼ばれ、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、噴射器によってシリンダ内部の掃気空気中に繰り返し噴射される。掃気空気中では、ＴＤＣに向かう掃気空気のスワール渦運動のために霧状の液滴がＴＤＣに向かう方向に運ばれるので、霧状の液滴は、拡散されてシリンダ壁上に分配される。
【００７６】
このようなＳＩＰ噴射器の例は、国際公開第２０１２／１２６４７３号に開示される。電気式弁を備えたＳＩＰ噴射器用の付加的な選択肢は、デンマーク特許出願第２０１７／７０９３６号及び第２０１７／７０９４０号に開示される。
【００７７】
例えば、噴射器は、０．１〜１ｍｍ、例えば０．２〜０．５ｍｍのノズル開口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噴出するように構成される。
【００７８】
噴霧の微粒化は、ノズルにおける潤滑油噴射器内の高圧潤滑油に起因する。この高圧噴射について、圧力は１０ｂａｒより高く、通常２０〜１２０ｂａｒである。一例として、３０〜８０ｂａｒ、随意的に３５〜６０ｂａｒの範囲にある。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又はさらに小さく、例えば０．１ｍｓｅｃにまで調整することができる。
【００７９】
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もち、例えば０．１〜０．８ｍｍのノズル開口径をもち、潤滑油がノズル開口で３０〜８０ｂａｒの圧力及び３０〜１００℃又は４０〜１００℃の範囲の温度をもつ場合に、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油のレオロジー挙動（Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｂｅｈａｖｉｏｕｒ  ｏｆ  ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｉｌｓ  ｕｓｅｄ  ｉｎ  ｔｗｏ−ｓｔｒｏｋｅ  ｍａｒｉｎｅ  ｅｎｇｉｎｅｓ）」、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。
【００８０】
本発明は、図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】インタネットサイト、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｒｉｎｅｓｓ．ｃｏ．ｋｒ／０２＿ｂｕｓｉｎｅｓｓ／Ｄｏｏｓａｎ％２０Ｒｅｔｒｏｆｉｔ％２０Ｓｅｒｖｉｃｅ．ｐｄｆ？ＰＨＰＳＥＳＳＩＤ＝ｆｄ５６ｄａ９ｄｅ６ｅａｃａ２ｆ１ｆ４４６５１２ｅ８４ｆｃｆ６９で公開されているＡｌｐｈａコントローラの複写図である。
【図２】エンジンのシリンダの一部の概略図である。
【図３ａ】変更前の潤滑装置の一例を示す図である。
【図３ｂ】入口開口の周りの潤滑装置の拡大図である。
【図３ｃ】入口開口をより大きな幅に変更した後の図３ｂの潤滑装置の部分を示す図である。
【図４】潤滑油が吐出される逆止弁の近くに新しい入口開口を設けることによる変更後の図３ａに対する変更形態を示す図である。
【図５】調整ねじの長さを増大させることによる変更後の潤滑装置の一例を示す図である。
【図６】図３ａに示すスペーサが取り外され、潤滑装置のフランジが機械加工で変更された潤滑装置の一例を示す図である。
【図７】アップグレードコントローラがコントローラと潤滑装置の間に電子的に挿入された別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
図１は、インタネットサイト、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｒｉｎｅｓｓ．ｃｏ．ｋｒ／０２＿ｂｕｓｉｎｅｓｓ／Ｄｏｏｓａｎ％２０Ｒｅｔｒｏｆｉｔ％２０Ｓｅｒｖｉｃｅ．ｐｄｆ？ＰＨＰＳＥＳＳＩＤ＝ｆｄ５６ｄａ９ｄｅ６ｅａｃａ２ｆ１ｆ４４６５１２ｅ８４ｆｃｆ６９で公開されているＡｌｐｈａコントローラの複写図である。
【００８３】
本明細書に記載する方法に関して、図１のAlpha潤滑装置は、変更される潤滑装置の具体的な実施形態に関する例として役立つ。従って、導入部で提示された説明は、この変更の説明にも同様によく当てはまる。
【００８４】
図２は、例えば船舶用ディーゼルエンジンなどの大型低速運転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が設けられる。
【００８５】
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との間に同じ角距離で分散配置されるが、これは厳密には必須でない。また、軸方向に変位した噴射器の配置、例えば、１つおきの噴射器が隣接する噴射器に対してピストンの上死点（ＴＤＣ）に向かって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。
【００８６】
図示のように、噴射器４は、潤滑油給送導管９を介して、潤滑装置１１から加圧された潤滑油を受け取る。供給されたオイルは通常、特定の温度、例えば５０〜６０度に加熱される。潤滑装置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タイミングが合わされたパルスで噴射器４に加圧潤滑油を供給する。潤滑装置１１による噴射は、コントローラ１２によって制御される。同期のために、コントローラ１２は、クランクシャフトの速度、負荷、及び位置を含む、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、クランクシャフトの位置はシリンダ内のピストンの位置を明らかにする。
【００８７】
各噴射器４は、ノズル開口５’を備えたノズル５を有し、潤滑油は、ノズル開口５’から、例えば密度の高い噴流の形態で又はＳＩＰ噴射用の微小液滴７を有する微細な霧状の噴霧８として高圧下でシリンダ１内に噴出される。
【００８８】
例えば、ＳＩＰ噴射の場合、ノズル開口は、０．２〜０．５ｍｍなど、０．１〜０．８ｍｍの直径を有し、例えば２０〜１００ｂａｒ又は２０〜１２０ｂａｒ、随意的に３０〜８０ｂａｒ又はさらに５０〜８０ｂａｒといった１０〜１２０ｂａｒの圧力で、又は１２０ｂａｒを超える高い圧力で潤滑油を微細噴霧８に霧状にするが、これは潤滑油の密度の高い噴流とは対照的である。シリンダ１内の掃気空気のスワール渦１０は、シリンダライナ２上への潤滑オイル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。
【００８９】
随意的に、シリンダライナ２には、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にフリーカット６を備える。
【００９０】
潤滑装置１１は、オイルポンプを含む潤滑油供給部１５から潤滑油を受け入れるための供給導管１４と、一般的に潤滑油をオイルリザーバへ戻すための、随意的に潤滑油を再循環させるための戻り導管１３に接続される。供給導管１４内の潤滑油圧力は、戻り導管１３内の圧力よりも大きく、例えば少なくとも２倍だけ大きい。潤滑油供給導管１４は、アクチュエータピストンを駆動することに加えて、潤滑のために潤滑油を供給するためにも使用される。
【００９１】
図３ａは、変更前の潤滑装置１１の一例を示す。番号付与は、図１の変更される従来技術の潤滑装置と同じである。
【００９２】
図３ｂは、噴射プランジャ１１９を備える注入流路１１５に関する入口開口１１３の周りの潤滑装置１１の拡大図を示す。入口開口１１３は、協働して開口１１３の幅を規定する前方開口縁１１３ａ及び後方開口縁１１３ｂを備える。
【００９３】
図３ｃは、入口開口１１３をより大きな幅に変更した後の図３ｂの潤滑装置の部分を示しており、このことは、前方開口縁１１３ａと後方開口縁１１３ｂとの間の増大した距離によって最も良く分かる。
【００９４】
図４は、変更前の潤滑装置１１に比べて注入流路距離が減少するように、対応する新しい前方開口縁１１３ａ’及び後方開口縁１１３ｂ’を備えた新しい入口開口１１３’を注入流路１１５の前方端部の近くに設けることによる、図３ａ及び３ｂに対する変更形態を示す。
【００９５】
図５は、調整ねじ１２１を長くした変更後の潤滑装置１１の一例を示す。この例では、調整ねじ１２１の中間部１２１Ａが長くされている。より長い調整ねじは、アクチュエータピストン１２３のストローク長１１２を低減する。
【００９６】
図６は、図３ａに示すスペーサ１２２が取り外され、潤滑装置のフランジ１０７が機械加工で変更されている変更後の潤滑装置１１の一例を示し、ここでは、調整ねじ１２１がアクチュエータピストン１２３に近づくようにねじ山１１０の長さが増大されており、ストローク長１１２が低減される。
【００９７】
調整ねじ１２１によるストローク長の可変調整は、潤滑装置のエンドキャップに取り付けられ、アップグレードコントローラ１９によって制御されるモータ、例えばＤＣモータを用いて調整ねじ１２１を回すことによって潜在的に行われる。これは、例えばアップグレードコントローラ１６によるストローク長の電子的調節を可能にする。このことは、例えばエンジンの運転パラメータに基づいて各噴射の間のストローク長を調整する可能性を広げる。
【００９８】
図７は、アップグレードコントローラ１６がコントローラ１２と潤滑装置１１の間に電子的に挿入された別の実施形態を示す。
【００９９】
アップグレードコントローラ１６は、供給量及び頻度の調整に使用される。アップグレードコントローラ１６は、コントローラ１２から潤滑装置１１による噴射の正確なタイミングに関するタイミング信号並びに調整ねじによってストローク長を調整するための可能性のある信号を含む制御信号を受け取る。コントローラ１２から受け取った信号に基づいて、アップグレードコントローラ１６は、変更されたタイミング信号及び変更されたストローク調整信号を潤滑装置１１に送る。アップグレードコントローラ１６は、変更されたストローク長に関してプログラムされるので、コントローラ１２からの信号は、潤滑装置１１の正確なタイミング、頻度、及びストローク長を提供するために必要に応じて変更された信号に変換される。
【０１００】
図１及び図３ａに示すように潤滑装置１１がフィードバックセンサ１２０を備える場合、アップグレードコントローラ１６は、エミュレートされたフィードバックセンサ信号のための信号エミュレータをさらに含み、コントローラ１２が適切な潤滑の欠如を指示することになるフィードバックセンサ信号の欠如を記録するのを防ぐために、エミュレートされたフィードバックセンサ信号をコントローラ１２に送る。
【０１０１】
図３ａを参照すると、アクチュエータピストン１２３が２つの溝１１１Ａ、１１１を備えることが認められる。アクチュエータピストンが移動すると、第１の溝１１１Ａよってフィードバックセンサ１２０はフィードバック信号内に第１のパルスを与えることになる。ストローク１１２が、第２の溝１１１がフィードバックセンサを越えて移動するに十分に長い場合にのみ、フィードバック信号内に更なるパルスが生成される。従来技術のシステムでは、コントローラ１２は、両方の溝１１１A、１１１がフィードバックセンサ１２０を越えて移動するのに十分なだけストローク１１２が長い場合に、フィードバックセンサ１２０からのフィードバック信号の中で二重パルスを受け取る。二重パルスを有するフィードバック信号の場合にのみ、従来技術のコントローラ１２は、これを適切な潤滑の指示と見ることになる。上記の例で述べたように、変更された潤滑システムにおけるストローク長の低減は、フィードバックセンサ１２０が単一パルスのみを与えることにつながる。この単一パルスは、アップグレードコントローラ１６が受け取り、アクチュエータピストン１２３が噴射のために移動したと認識され、適切な噴射に関する信号として認められる。元のコントローラ１２のための正しい信号をエミュレートするために、アップグレードコントローラ１６内のエミュレータは、コントローラ１２が許容するには短か過ぎるストローク１１２に起因してコントローラ１２が警報を発するのを防ぐために、エミュレートされた二重パルス信号を生成してコントローラ１２に送る。
【０１０２】
従って、アップグレードコントローラは、以下の選択肢を備えるフィードバック信号を受け取る可能性をもつ。
１）単一パルスのみ：アクチュエータピストン１２３は移動したが、アップグレード前の潤滑システムのストローク長未満であることを示し；アップグレードコントローラ１６は、潤滑が適切であったことをコントローラ１２にエミュレートするために、エミュレートされた二重ルパルス信号をコントローラ１２に送る。
２）二重パルス：アクチュエータピストン１２３が、少なくともアップグレード前の潤滑システムのストローク長と同じだけ移動したことを示し；アップグレードコントローラ１６は、潤滑が適切であったことをコントローラ１２に対してエミュレートするために、エミュレートされたダブルパルス信号をコントローラ１２に送る。
３）パルスを受け取っていない：アクチュエータピストンが動いていないこと又はフィードバックセンサの故障を示し；アップグレードコントローラは、警報状況を引き起こすために、エミュレートされた信号をコントローラに送らない。コントローラは、このような状況で警告信号を発生させるアップグレードコントローラ自体の選択肢でさらにサポートすることができる。このような警告信号は、視覚信号及び／又は聴覚信号とすることができる。例としては、点滅光、監視コンピュータインタフェース上の警告メッセージ、並びに警告音が挙げられる。
【０１０３】
ＳＩＰ噴射器に関する上述の特許出願は、本明細書に参照によって組み込まれている。
【符号の説明】
【０１０４】
１  シリンダ
２  シリンダライナ
３  シリンダ壁
４  噴射器
５  ノズル
５’  ノズル開口
６  フリーカット
８  微細な霧状噴霧
９  潤滑油供給導管
１０  掃気空気のスワール渦
１１  潤滑装置
１２  コントローラ
１３  戻り導管
１４  供給導管
１５  潤滑油供給部
【図１】
2021529912.tif 000003
【図２】
2021529912.tif 000004
【図３ａ】
2021529912.tif 000005
【図３ｂ】
2021529912.tif 000006
【図３ｃ】
2021529912.tif 000007
【図４】
2021529912.tif 000008
【図５】
2021529912.tif 000009
【図６】
2021529912.tif 000010
【図７】
2021529912.tif 000011
【国際調査報告】
2021529912.tif 000012
2021529912.tif 000013
2021529912.tif 000014