(57)【要約】  シリンダ（１）を備えた大型低速運転２ストロークエンジンであって、シリンダ（１）は、内部に往復式ピストンを備え、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）を備える。噴射器（４）は、ノズル開口（５’）を介した噴射に至るまで噴射器（４）内部の潤滑油を加圧する油圧駆動プランジャ部材（２９）を含む油圧ポンプシステム（２７、２８、２９）を備える。【選択図】図２
2021507166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（１）を備えた大型低速運転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噴射フェーズの間に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、第１圧力の潤滑油を収容する潤滑油給送導管（９）と、前記第１圧力よりも高い圧力の圧力液体を収容する圧力制御導管（１０）とをさらに備え、潤滑油噴射器（４）の各々は、
前記潤滑油給送導管（９）に流れ接続され、そこから潤滑油を受け入れる潤滑油入口ポート（４Ａ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記入口ポート（４Ａ）から前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するように構成された、前記シリンダ（１）の中へ延びるノズル開口（５’）を有するノズル（５）と、
噴射サイクルの間に前記ノズル開口（５’）への潤滑油の流れのために開閉するための、前記ノズル（５）の出口弁システム（１５）と、
噴射フェーズの前に前記入口ポート（４Ａ）から所定量の潤滑油を受け入れて蓄積するための、前記潤滑油入口ポート（４Ａ）と前記出口弁システム（１５）との間の前記噴射器（４）内部の前室（１６Ｄ）と、
を備え、
前記出口弁システム（１５）は、噴射フェーズの間に前記前室（１６Ｄ）及び前記出口弁システム（１５）での圧力が所定の圧力限度を超えて上昇すると、前記前室（１６Ｄ）から前記出口弁システム（１５）を介して前記ノズル開口（５’）へ潤滑油を流すために開くように構成され、さらに前記噴射フェーズ後に前記出口弁システム（１５）を閉じるように構成され、
潤滑油噴射器（４）は、さらに、
前記圧力制御導管（１０）に流れ接続され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御導管（１０）から圧力液体を受け入れる圧力制御ポート（４Ｂ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記圧力液体を周期的に受け入れ、前記噴射フェーズの後にそこから排出するために、前記圧力制御ポート（４Ｂ）と連通する圧力室（２７）と、
前記圧力室（２７）と接触し、アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ、２９Ｂ）からのばね荷重により予応力が付与され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力室（２７）内の前記圧力液体によって駆動される動作のために構成され、前記噴射フェーズにおける動作によって前記前室（１６Ｄ）内の前記潤滑油に前記所定の圧力限度を超える前記圧力上昇をもたらすように構成された往復式油圧駆動アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）と、
を備え、
前記エンジンは、前記往復式油圧駆動アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）のストローク長を可変的に調整するためのストローク長調整機構をさらに備え、
前記ストローク長調整機構は、各噴射フェーズの間に前記圧力室（２７）から排出される圧力液体量を可変的に調整するように構成される、エンジン。
【請求項２】
前記ストローク長調整機構は、前記各噴射フェーズの間に前記圧力室（２７）内のアイドル圧力を可変的に調節するための圧力調節器（３１Ｃ）を備え、前記アイドル圧力は、前記アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ、２９Ｂ）から前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）に作用する前記ばね荷重を部分的に打ち消すためにのみ、並びに前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の後退位置を可変的に調整し、それによって前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の前記ストローク長及び前記噴射フェーズでの噴射のための前記所定の潤滑油量の大きさを調節するために、前記所定の圧力限度よりも低い、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記エンジンは、前記各噴射フェーズの間に前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記圧力制御導管（１０）を介して前記圧力液体を排出するように構成された戻り導管（１３）を備え、前記圧力調節器（３１Ｃ）は、前記圧力制御導管（１０）を前記戻り導管（１３）と液体流れ接続するように配置された調整可能圧力弁（３１）の一部であり、前記圧力制御導管（１０）、前記圧力制御ポート（４Ｂ）、及び前記圧力室（２７）内の前記アイドル圧力を調整するように構成される、請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記エンジンは、前記圧力制御導管（１０）に前記圧力液体を供給するための供給導管（１２）を備え、前記ストローク長調整機構は、トグル弁（３０）をさらに備え、前記トグル弁（３０）は、前記供給導管（１２）に接続されたトグル弁入口ポート（３０Ａ）、前記圧力制御導管（１０）に接続されたトグル弁出口ポート（３０Ｂ）、前記調整可能圧力弁（３１）を介して前記戻り導管（１３）に接続されたトグル弁戻りポート（３０Ｃ）、及び、前記トグル弁入口ポート（３０Ａ）及び前記トグル弁出口ポート（３０Ｂ）が連通して前記供給導管（１２）から前記トグル弁（３０）を介し前記圧力制御導管（１０）を介して前記圧力制御ポート（４Ｂ）に圧力液体を流す第１状態と、前記トグル弁出口ポート（３０Ｂ）及び前記トグル弁戻りポート（３０Ｃ）が連通して前記圧力制御導管（１０）から前記トグル弁（３０）を介して前記トグル弁戻りポート（３０Ｃ）へ、前記調整可能圧力弁（３１）を介して前記戻り導管（１３）へ圧力液体を排出する第２状態との間でトグル動作するように配置されたトグル部材（３２）を備える、請求項３に記載のエンジン。
【請求項５】
前記トグル弁戻りポート（３０Ｃ）は、前記調整可能圧力弁（３１）を介して前記戻り導管（１３）に接続される、請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記調整可能圧力弁（３１）は無段式に調整可能である、請求項５に記載のエンジン。
【請求項７】
前記供給導管（１２）及び前記戻り導管（１３）は、前記エンジンの潤滑油循環システムの一部であり、前記潤滑油給送導管（９）は、前記戻り導管に流れ接続されて、前記シリンダ（１）の中への噴射のために潤滑油を前記噴射器の前記入口ポート（４Ａ）に供給する、請求項４から６のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項８】
前記エンジンは、前記噴射器（４）の少なくとも１つによって前記潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するための制御装置（１１）を備え、前記制御装置（１１）は、前記噴射器（４）から遠く離れて設けられ、前記ストローク長調整機構を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項９】
前記ばね荷重は前記ノズル（５）から離れる方向であり、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は、前記噴射フェーズにおいて前記ノズル（５）に向かって押し込まれるように構成され、前記噴射器（４）は、前記潤滑油入口ポート（４Ａ）及び前記ノズル（５）と連通して前記入口ポート（４Ａ）から前記ノズル（５）へ潤滑油を流す、剛性潤滑油導管（１６’）を備え、前記潤滑油導管（１６’）は、前記ノズル（５）での前記前室（１６Ｄ）と、前記ノズル（５）から離れた後室（１６Ａ）とを備え、前記後室（１６Ａ）は前記入口ポート（４Ａ）と連通し、前記前室（１６Ｄ）は前記所定の潤滑油量を収容し、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の位置によって決まる可変サイズを有し、前記噴射器（４）は、前記前室（１６Ｄ）と前記後室（１６Ａ）との間に弁（２６）を備え、前記弁（２６）は、各噴射フェーズの間に前記前室（１６Ｄ）を前記後室（１６Ａ）と流れ接続して、前記後室（１６Ａ）から前記前室（１６Ｄ）へ潤滑油を流すように構成され、さらに前記弁（２６）は、噴射フェーズにおいて前記前室（１６Ｄ）を前記後室（１６Ａ）から切り離して、潤滑油が前記前室（１６Ｄ）で加圧され、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の動作によって前記ノズル開口（５’）を介して前記前室（１６Ｄ）から吐出される場合に、前記前室（１６Ｄ）からの潤滑油の逆流を防止するように構成される、請求項１から８のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項１０】
前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は前記弁（２６）を備え、前記弁（２６）は、前記噴射フェーズにおける前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の動作中の前記所定の潤滑油量を加圧する間に、前記前室（１６Ｄ）内の前記圧力により閉じた状態に保持されるように構成され、さらに前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の後退中に前記前室（１６Ｄ）内の圧力低下により弁が開放されて、前記後室（１６Ａ）から前記弁（２６）を介して前記前室（１６Ｄ）への潤滑油の吸入が生じ、それによって前記前室（１６Ｄ）を補充するように構成された逆止弁である、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１１】
前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は、往復式アクチュエータ部材（２８）と、前記アクチュエータ部材（２８）の延長上にあって前記アクチュエータ部材（２８）によって押し込まれ、前記アクチュエータ部材（２８）と共に移動するように構成された別個の往復式プランジャ部材（２９）とを備え、アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ、２９Ｂ）は、アクチュエータばね（２８Ａ）及びプランジャばね（２９Ｂ）を備え、前記アクチュエータ部材（２８）は、前記アクチュエータばね（２８Ａ）からのばね荷重によって前記圧力室（２７）に向かって予応力が付与され、前記圧力室（２７）と接触し、前記噴射フェーズにおいて前記アクチュエータばね（２８Ａ）からの前記ばね荷重に逆らって前記圧力室（２７）内の前記圧力液体によって駆動されるように構成され、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は、前記プランジャばね（２９Ｂ）からのばね荷重によって前記アクチュエータ部材（２８）に向かって予応力が付与され、前記前室（１６Ｄ）と接触し、前記噴射フェーズにおいて前記プランジャばね（２９Ｂ）からの前記ばね荷重に逆らって前記アクチュエータ部材（２８）によって押し込まれる場合に、前記前室（１６Ｄ）内の前記潤滑油に前記所定の限度を超えた圧力上昇をもたらすように構成され、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）には前記弁（２６）が設けられる、請求項９又は１０に記載のエンジン。
【請求項１２】
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噴射フェーズの間に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、第１圧力の潤滑油を収容する潤滑油給送導管（９）と、前記第１圧力よりも高い圧力の圧力液体を収容する圧力制御導管（１０）とをさらに備え、潤滑油噴射器（４）の各々は、
前記潤滑油給送導管（９）に流れ接続され、そこから潤滑油を受け入れる潤滑油入口ポート（４Ａ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記入口ポート（４Ａ）から前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するように構成された、前記シリンダ（１）の中へ延びるノズル開口（５’）を有するノズル（５）と、
噴射サイクルの間に前記ノズル開口（５’）への潤滑油の流れのために開閉するための、前記ノズル（５）の出口弁システム（１５）と、
噴射フェーズの前に前記入口ポート（４Ａ）から所定量の潤滑油を受け入れて蓄積するための、前記潤滑油入口ポート（４Ａ）と前記出口弁システム（１５）との間の前記噴射器（４）内部の前室（１６Ｄ）と、
を備え、
前記出口弁システム（１５）は、噴射フェーズの間に前記前室（１６Ｄ）及び前記出口弁システム（１５）での圧力が所定の限度を超えて上昇すると、前記前室（１６Ｄ）から前記出口弁システム（１５）を介して前記ノズル開口（５’）へ潤滑油を流すために開くように構成され、さらに前記噴射フェーズ後に前記出口弁システム（１５）を閉じるように構成され、
潤滑油噴射器（４）、さらに、
前記圧力制御導管（１０）に流れ接続され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御導管（１０）から圧力液体を受け入れる圧力制御ポート（４Ｂ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記圧力液体を周期的に受け入れるために、前記圧力制御ポート（４Ｂ）と連通する圧力室（２７）と、
前記圧力室（２７）と接触し、アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ，２９Ｂ）からのばね荷重により予応力が付与され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力室（２７）内の前記圧力液体によって駆動される動作のために構成され、前記噴射フェーズにおける動作によって前記前室（１６Ｄ）内の前記潤滑油に前記所定の圧力限度を超える前記圧力上昇をもたらすように構成された往復式油圧駆動アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）と、
を備え、
前記エンジンは、前記往復式油圧駆動アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）のストローク長を可変的に調整するためのストローク長調整機構をさらに備え、
前記ストローク長調整機構は、各噴射フェーズの間に前記圧力室（２７）から排出される圧力液体量を可変的に調整するように構成され、
前記方法は周期的運転において、
前記噴射フェーズにおいて、前記圧力制御ポート（４Ｂ）及び前記圧力室（２７）に圧力液体を供給し、前記圧力液体により前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）に力を及ぼし、前記力によって前記アクチュエータ−プランジャ（２８，２９）を動作させ、前記動作によって前記噴射器（４）内部の前記所定の潤滑油量（１６Ｄ）に圧力上昇をもたらし、前記所定の限度を超えて圧力が上昇すると、前記所定の潤滑油量を前記出口弁システム（１５）及び前記ノズル開口（５’）を介して前記シリンダ（１）の中に圧送するステップと、
前記噴射フェーズの後に、前記圧力室（２７）から圧力液体を排出することによって前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）が後退させるステップと、
前記後退中に、次の噴射フェーズのために前記前室（１６Ｂ）を潤滑油で補充するステップと、
を含み、
前記ストローク長調整機構は、各噴射フェーズの間に前記圧力室（２７）から排出される前記圧力液体量を可変的に調整するように構成され、前記方法は、前記噴射フェーズ後に前記圧力室（２７）から排出される前記圧力液体量を調整することによって、噴射サイクルの間に前記ストローク長を調整するステップを含む、方法。
【請求項１３】
前記ストローク長調整機構は、前記各噴射フェーズの間に前記圧力室（２７）内のアイドル圧力を可変的に調節するための圧力調節器（３１Ｃ）を備え、前記アイドル圧力は、前記アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ、２９Ｂ）から前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）に作用する前記ばね荷重を部分的に打ち消すためにのみ、並びに前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の後退位置を可変的に調整し、それによって前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の前記ストローク長及び前記噴射フェーズでの噴射のための前記所定の潤滑油量の大きさを調節するために、前記所定の圧力限度よりも低く、前記方法は、複数の運転サイクルの間に、前記圧力調節器（３１Ｃ）で前記アイドル圧力を調整することによって前記ストローク長を調整するステップを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記エンジンは、各噴射フェーズ間に前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記圧力制御導管（１０）を介して前記圧力液体を排出するように構成された戻り導管（１３）を備え、前記圧力調節器（３１Ｃ）は調整可能圧力弁（３１）の一部であり、前記圧力調節器（３１Ｃ）を介して前記圧力制御導管（１０）を前記戻り導管（１３）と液体流れ接続するステップと、前記調整可能圧力弁（３１）内の前記圧力調節器（３１Ｃ）で前記圧力制御導管（１０）と前記戻り導管（１３）との間の前記圧力を調整することによって、前記圧力制御導管（１０）、前記圧力制御ポート（４Ｂ）、及び前記圧力室（２７）内の前記アイドル圧力を調整するステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記エンジンは、前記圧力制御導管（１０）に前記圧力液体を供給するための供給導管（１２）を備え、前記ストローク長調整機構は、トグル弁（３０）をさらに備え、前記トグル弁（３０）は、前記供給導管（１２）に接続されたトグル弁入口ポート（３０Ａ）、前記圧力制御導管（１０）に接続されたトグル弁出口ポート（３０Ｂ）、前記調整可能圧力弁（３１）を介して前記戻り導管（１３）に接続されたトグル弁戻りポート（３０Ｃ）、及び、前記トグル弁入口ポート（３０Ａ）及び前記トグル弁出口ポート（３０Ｂ）が連通して前記供給導管（１２）から前記トグル弁（３０）を介し前記圧力制御導管（１０）を介して前記圧力制御ポート（４Ｂ）に圧力液体を流す第１状態と、前記トグル弁出口ポート（３０Ｂ）及び前記トグル弁戻りポート（３０Ｃ）が連通して前記圧力制御導管（１０）から前記トグル弁（３０）を介して前記トグル弁戻りポート（３０Ｃ）へ、前記調整可能圧力弁（３１）を介して前記戻り導管（１３）へ圧力液体を排出する第２状態との間でトグル動作するように配置されたトグル部材（３２）を備え、前記方法は、前記周期的運転の間に前記噴射フェーズにおける前記第１状態と、各噴射フェーズの間の前記アイドルフェーズにおける前記第２状態との間でトグル動作するステップを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ばね荷重は前記ノズル（５）から離れる方向であり、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は、前記噴射フェーズにおいて前記ノズル（５）に向かって押し込まれるように構成され、前記噴射器（４）は、前記潤滑油入口ポート（４Ａ）及び前記ノズル（５）と連通して前記入口ポート（４Ａ）から前記ノズル（５）へ潤滑油を流す、剛性潤滑油導管（１６’）を備え、前記潤滑油導管（１６’）は、前記ノズル（５）での前記前室（１６Ｄ）と、前記ノズル（５）から離れた後室（１６Ａ）とを備え、前記後室（１６Ａ）は前記入口ポート（４Ａ）と連通し、前記前室（１６Ｄ）は前記所定の潤滑油量を収容し、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の位置によって決まる可変サイズを有し、前記噴射器（４）は、前記前室（１６Ｄ）と前記後室（１６Ａ）との間に弁（２６）を備え、
前記方法は周期的運転において、
前記弁（２６）によって、各噴射フェーズの間に前記前室（１６Ｄ）を前記後室（１６Ａ）と流れ接続して、前記後室（１６Ａ）から前記前室（１６Ｄ）への潤滑油の流れをもたらすステップと、
前記弁（２６）によって、前記噴射フェーズにおいて前記前室（１６Ｄ）を前記後室（１６Ａ）から切り離し、該切り離しにより、潤滑油が前記前室（１６Ｄ）で加圧され、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の動作によって前記ノズル開口（５’）を介して前記前室（１６Ｄ）から吐出される場合に、前記前室（１６Ｄ）からの潤滑油の逆流を防止するステップと、を含む、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は前記弁（２６）を備え、前記弁（２６）は逆止弁であり、前記方法は、前記噴射フェーズにおける前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の動作中に前記所定の潤滑油体積を加圧する間に、前記前室（１６Ｄ）内の前記圧力によって前記弁（２６）を閉じた状態に保持し、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の後退中に前記前室（１６Ｄ）内の圧力低下により前記弁を開放して、前記後室（１６Ａ）から前記弁（２６）を介して前記前室（１６Ｄ）への潤滑油の吸入をもたらし、それによって前記前室（１６Ｄ）を補充するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
シリンダ（１）を備える形式の大型低速２ストロークエンジン用の制御装置（１１）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噴射フェーズの間に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、前記噴射器（４）は、噴射フェーズの間に周囲上の様々な位置で前記シリンダ（１）内へ潤滑油を噴射するために油圧駆動ポンプシステムを備え、
前記制御装置（１１）は、前記噴射器（４）に圧力液体を供給して前記潤滑油噴射器（４）内の前記ポンプシステムを油圧駆動するように構成され、前記制御装置（１１）は、前記潤滑油噴射器（４）内の前記油圧駆動ポンプシステムのアクチュエータ−プランジャ（２８、２９）のストローク長を調整するためにストローク長調整機構を備え、
前記制御装置（１１）内の前記ストローク長調整機構は、各噴射フェーズの間に前記噴射器（４）の前記油圧駆動ポンプシステムから排出される圧力液体量を可変的に調整するように構成される、制御装置。
【請求項１９】
前記ストローク長調整機構は、調整可能圧力弁（３１）及びトグル弁（３０）を備え、
前記調整可能圧力弁（３１）は、圧力弁入口ポート（３１Ａ）と、圧力弁出口ポート（３１Ｂ）と、それらの間に流体流動配置されて前記圧力弁入口ポート（３１Ａ）と前記圧力弁出口ポート（３１Ｂ）との間の圧力降下を調整する圧力調節器（３１Ｃ）とを備え、前記トグル弁（３０）は、
前記エンジンの前記潤滑油供給導管（１２）に接続するためのトグル弁入口ポート（３０Ａ）と、
前記エンジンの前記圧力制御導管（１０）を介して前記潤滑油噴射器（４）の圧力ポート（４Ｂ）に接続するためのトグル弁出口ポート（３０Ｂ）と、
前記調整可能圧力弁（３１）を介して前記エンジンの潤滑油戻り導管（１３）に接続するための、前記圧力弁出口ポート（３１Ａ）に接続されたトグル弁戻りポート（３０Ｃ）と、
前記トグル弁入口ポート（３０Ａ）及び前記トグル弁出口ポート（３０Ｂ）が連通して前記供給導管（１２）から前記トグル弁（３０）を介し前記圧力制御導管（１０）を介して前記噴射器（４）の圧力制御ポート（４Ｂ）に圧力液体を流す第１状態と、前記トグル弁出口ポート（３０Ｂ）及び前記トグル弁戻りポート（３０Ｃ）が連通して、前記トグル弁出口ポート（３０Ｂ）、前記トグル弁（３０）、前記トグル弁戻りポート（３０Ｃ）、前記圧力弁入口ポート（３１Ａ）、前記調整可能圧力弁（３１）内の前記圧力調節器（３１Ｃ）、及び前記圧力弁出口ポート（３１Ｂ）を介した流れにより、前記圧力制御導管（１０）から前記戻り導管（１３）へ圧力液体を排出する第２状態との間でトグル動作するように配置されたトグル部材（３２）と、を備える、請求項１８に記載の制御装置。
【請求項２０】
前記制御装置（１１）は、前記エンジンの実際の状態及び動作に関するコンピュータ監視のパラメータに基づいて噴射を最適制御するように構成される、請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２１】
少なくとも１つの潤滑油噴射器（４）と組み合わせた請求項１８から２０のいずれか一項に記載の制御装置であって、前記潤滑油噴射器（４）は、
前記潤滑油給送導管（９）に流れ接続され、そこから潤滑油を受け入れる潤滑油入口ポート（４Ａ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記入口ポート（４Ａ）から前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するように構成された、前記シリンダ（１）の中へ延びるノズル開口（５’）を有するノズル（５）と、
噴射サイクルの間に前記ノズル開口（５’）への潤滑油の流れのために開閉するための、前記ノズル（５）の出口弁システム（１５）と、
噴射フェーズの前に前記入口ポート（４Ａ）から所定量の潤滑油を受け入れて蓄積するための、前記潤滑油入口ポート（４Ａ）と前記出口弁システム（１５）との間の前記噴射器（４）内部の前室（１６Ｄ）と、
を備え、
前記出口弁システム（１５）は、噴射フェーズの間に前記前室（１６Ｄ）及び前記出口弁システム（１５）での圧力が所定の限度を超えて上昇すると、前記前室（１６Ｄ）から前記出口弁システム（１５）を介して前記ノズル開口（５’）へ潤滑油を流すために開くように構成され、さらに前記噴射フェーズ後に前記出口弁システム（１５）を閉じるように構成され、
前記潤滑油噴射器（４）は、さらに、
前記圧力制御導管（１０）に流れ接続され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御導管（１０）から圧力液体を受け入れる圧力制御ポート（４Ｂ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記圧力液体を周期的に受け入れるために、前記圧力制御ポート（４Ｂ）と連通する圧力室（２７）と、
前記圧力室（２７）と接触し、アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ，２９Ｂ）からのばね荷重により予応力が付与され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力室（２７）内の前記圧力液体によって駆動される動作のために構成され、前記噴射フェーズにおける動作によって前記前室（１６Ｄ）内の前記潤滑油に前記所定の限度を超える前記圧力上昇をもたらすように構成された往復式油圧駆動アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）と、
を備え、
ストローク長調整機構は、各噴射フェーズの間に前記圧力室（２７）から排出される圧力液体量を可変的に調整するように構成される、制御装置。
【請求項２２】
シリンダ（１）を備える形式の大型低速転２ストロークエンジン用の潤滑油噴射器であって、前記シリンダ（１）の周囲に沿って分散配置され噴射フェーズの間に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、前記噴射器（４）は、
前記潤滑油給送導管（９）に流れ接続され、そこから潤滑油を受け入れる潤滑油入口ポート（４Ａ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記入口ポート（４Ａ）から前記シリンダ（１）の中に潤滑油を噴射するように構成された、前記シリンダ（１）の中へ延びるノズル開口（５’）を有するノズル（５）と、
噴射サイクルの間に前記ノズル開口（５’）への潤滑油の流れのために開閉するための、前記ノズル（５）の出口弁システム（１５）と、
噴射フェーズの前に前記入口ポート（４Ａ）から所定量の潤滑油を受け入れて蓄積するための、前記潤滑油入口ポート（４Ａ）と前記出口弁システム（１５）との間の前記噴射器（４）内部の前室（１６Ｄ）と、
を備え、
前記出口弁システム（１５）は、噴射フェーズの間に前記前室（１６Ｄ）及び前記出口弁システム（１５）での圧力が所定の限度を超えて上昇すると、前記前室（１６Ｄ）から前記出口弁システム（１５）を介して前記ノズル開口（５’）へ潤滑油を流すために開くように構成され、さらに前記噴射フェーズ後に前記出口弁システム（１５）を閉じるように構成され、
潤滑油噴射器（４）は、さらに、
前記圧力制御導管（１０）に流れ接続され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御導管（１０）から圧力液体を受け入れる圧力制御ポート（４Ｂ）と、
前記噴射フェーズにおいて前記圧力制御ポート（４Ｂ）から前記圧力液体を周期的に受け入れるために、前記圧力制御ポート（４Ｂ）と連通する圧力室（２７）と、
前記圧力室（２７）と接触し、アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ、２９Ｂ）からのばね荷重により予応力が付与され、前記噴射フェーズにおいて前記圧力室（２７）内の前記圧力液体によって駆動される動作のために構成され、前記噴射フェーズにおける動作によって前記前室（１６Ｄ）内の前記潤滑油に前記所定の限度を超える前記圧力上昇をもたらすように構成された往復式油圧駆動アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）であって、アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は、往復式アクチュエータ部材（２８）と、前記アクチュエータ部材（２８）の延長上にあって前記アクチュエータ部材（２８）によって押し込まれ、前記アクチュエータ部材（２８）と共に移動するように構成された別個の往復式プランジャ部材（２９）とを備え、アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ、２９Ｂ）は、アクチュエータばね（２８Ａ）及びプランジャばね（２９Ｂ）を備え、前記ばね荷重は前記ノズル（５）から離れる方向であり、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は、前記噴射フェーズにおいて前記ノズル（５）に向かって押し込まれる、アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）と、
前記潤滑油入口ポート（４Ａ）及び前記ノズル（５）と連通して前記入口ポート（４Ａ）から前記ノズル（５）へ潤滑油を流す剛性潤滑油導管（１６’）であって、前記潤滑油導管（１６’）は、前記ノズル（５）での前記前室（１６Ｄ）と、前記ノズル（５）から離れた後室（１６Ａ）とを備え、前記後室（１６Ａ）は前記入口ポート（４Ａ）と連通し、前記前室（１６Ｄ）は前記所定の潤滑油量を収容し、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の位置によって決まる可変サイズを有する剛性潤滑油導管（１６’）と、
前記前室（１６Ｄ）と前記後室（１６Ａ）との間にある弁（２６）であって、前記弁（２６）は、各噴射フェーズの間に前記前室（１６Ｄ）を前記後室（１６Ａ）と流れ接続して、前記後室（１６Ａ）から前記前室（１６Ｄ）へ潤滑油を流すように構成され、さらに前記弁（２６）は、前記噴射フェーズにおいて前記前室（１６Ｄ）を前記後室（１６Ａ）から切り離して、潤滑油が前記前室（１６Ｄ）で加圧され、前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）の動作によって前記ノズル開口（５’）を介して前記前室（１６Ｄ）から吐出される場合に、前記前室（１６Ｄ）からの潤滑油の逆流を防止するように構成される弁（２６）と、
を備え、
前記アクチュエータ−プランジャ（２８、２９）は、往復式アクチュエータ部材（２８）と、前記アクチュエータ部材（２８）の延長上にあって前記アクチュエータ部材（２８）によって押し込まれ、前記アクチュエータ部材（２８）と共に移動するように構成された別個の往復式プランジャ部材（２９）とを備え、アクチュエータ−プランジャばね（２８Ａ、２９Ｂ）は、アクチュエータばね（２８Ａ）及びプランジャばね（２９Ｂ）を備え、前記アクチュエータ部材（２８）は、前記アクチュエータばね（２８Ａ）からのばね荷重によって前記圧力室（２７）に向かって予応力が付与され、前記圧力室（２７）と接触し、前記噴射フェーズにおいて前記アクチュエータばね（２８Ａ）からの前記ばね荷重に逆らって前記圧力室（２７）内の前記圧力液体によって駆動されるように構成され、前記プランジャ部材（２９）は、前記プランジャばね（２９Ｂ）からのばね荷重によって前記アクチュエータ部材（２８）に向かって予応力が付与され、前記前室（１６Ｄ）と接触し、前記噴射フェーズにおいて前記プランジャばね（２９Ｂ）からの前記ばね荷重に逆らって前記アクチュエータ部材（２８）によって押し込まれる場合に、前記前室（１６Ｄ）内の前記潤滑油に前記所定の限度を超えた圧力上昇をもたらすように構成され、前記プランジャ部材（２９）内に前記弁（２６）が設けられる、噴射器。
【請求項２３】
前記弁（２６）は、前記噴射フェーズにおける前記プランジャ部材（２９）の前方動作中の前記所定の潤滑油量を加圧する間に、前記前室（１６Ｄ）内の前記圧力により閉じた状態に保持されるように構成され、さらに前記プランジャ部材（２９）の後退中に前記前室（１６Ｄ）内の圧力低下により弁が開放されて、前記後室（１６Ａ）から前記前室（１６Ｄ）への潤滑油の吸入が生じ、それによって前記前室（１６Ｄ）を補充するように構成された逆止弁である、請求項２２に記載の噴射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、詳細には独立請求項の前提部分に記載の大型低速２ストロークエンジン、その潤滑方法、及びそのようなエンジン及び方法のために油圧駆動ポンプシステムを備えた噴射器に関する。
【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。潤滑システムの例は、国際公開第００／２８１９４号及び欧州公開第１５８６７５１号に開示されている。
【０００４】
船舶用エンジン用の潤滑油噴射器の一例は、欧州特許第１７６７７５１号に開示されており、シリンダライナ内部のノズル通路への潤滑油の経路を可能にするために逆止弁が使用されている。逆止弁は、ノズル通路のすぐ上流側の弁座に往復動式ばね押しボールを備え、ボールは加圧された潤滑油によって変位する。ボール弁は、例えば１９２３年の英国特許第２１４９２２号に開示されているように前世紀初頭まで遡る原理に基づいた伝統的な技術手段である。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
ＳＩＰ噴射の場合、オイル消費を最小限に抑えるという目的に加えて、正確に制御された時間調整が必須である。この理由から、ＳＩＰシステムは、噴射サイクルの間の迅速な反応応答のために特別に設計される。
【０００８】
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。
【０００９】
国際公開第０２／３５０６８号には、ポンプシステムを収容する噴射器が開示されており、噴射フェーズで往復式プランジャ部材がノズルに向かって前方に移動し、それによって、噴射器内部の所定の潤滑油量に圧力上昇をもたらし、この所定の潤滑油量を、ノズル開口を介して圧送する。このポンプシステムは、制御装置から噴射器に供給される高圧オイルによって作動する。制御装置は高圧オイルを全ての噴射器に一元的に供給する。各噴射器は、往復式プランジャのストローク長を調整するために制御可能なモータ駆動式アクチュエータを有する。このようなシステムは、制御装置からの高圧オイルの送出によって噴射を一元的に調節するという点で単純であり、その調整作業は、噴射の時期及び頻度に関して全噴射器に対して同一である。しかしながら、このような噴射器は、各噴射器がモータ式体積調節制御システムを備えるという点で、比較的複雑で高価である。また、各噴射器にモータを設ける事は、モータ自体に起因するだけでなく、必要な電気ケーブル配線に対する熱及び機械的損傷のリスクにも起因して、故障リスクを増大させる。より堅牢なシステムを提供することが望ましいことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第００／２８１９４号
【特許文献２】欧州公開第１５８６７５１号
【特許文献３】欧州特許第１７６７７５１号
【特許文献４】英国特許第２１４９２２号
【特許文献５】国際公開第２０１０／１４９１６２号
【特許文献６】国際公開第２０１６／１７３６０１号
【特許文献７】国際公開第２００２／３５０６８号
【特許文献８】国際公開第２００４／０３８１８９号
【特許文献９】国際公開第２００５／１２４１１２号
【特許文献１０】国際公開第２０１０／１４９１６２号
【特許文献１１】国際公開第２０１２／１２６４８０号
【特許文献１２】国際公開第２０１２／１２６４７３号
【特許文献１３】国際公開第２０１４／０４８４３８号
【特許文献１４】国際公開第２０１６／１７３６０１号
【特許文献１５】国際公開第２０１１／１１０１８１号
【特許文献１６】国際公開第０２／３５０６８号
【非特許文献】
【００１１】
【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油のレオロジー挙動」、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】
【００１２】
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、堅牢な噴射システムを提供することである。特に、大型低速運転２ストロークエンジンにおいてＳＩＰ弁で潤滑を改善することを目的とする。これらの目的の１又は２以上は、以下で説明する大型低速運転２ストロークエンジン及び方法によって、並びにエンジン用の噴射器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】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
実際の実施形態では、噴射器のハウジングは、潤滑油を受け入れるための潤滑油入口ポートを含む基部を備え、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。
【００１８】
この問題を解決して、国際公開第０２／３５０６８号よりも堅牢なシステムという目的を達成するために、噴射器における往復式プランジャのストローク長は、国際公開第０２／３５０６８号の噴射器のようなモータ式調整ではなく、油圧で調整する。油圧式ストローク長調整の利点は、中央制御装置でその調整を行い得ることであり、中央制御装置は、１又は２以上のシリンダの全噴射器に対して、又はシリンダの複数の噴射器のサブグループにおいてストローク長を同時に調整する。国際公開第０２／３５０６８号のような単一噴射器に関するケーブル故障の欠点が回避される。他方で、油圧式ストローク長調整は、原理的には単一噴射器の各々に対しても提供することができ、実際のニーズに合わせた高い自由度の調整を可能にする。その原理を以下により詳しく説明する。
【００１９】
エンジンは、第１圧力の潤滑油を収容する潤滑油給送導管を備える。以下でより明らかになるように、給送導管からの潤滑油は、噴射器によって部分的にシリンダ内に噴射される。エンジンはさらに、第１圧力よりも高い圧力の圧力液体を収容する圧力制御導管を備える。以下でより明らかになるように、噴射器は内部油圧駆動式ポンプシステムを備え、噴射器ハウジング内部のポンプシステムを駆動するために圧力液体を使用し、これによって、潤滑油が噴射器内で加圧され、そこから放出される。
【００２０】
噴射器は、潤滑油給送導管に流れ接続された潤滑油入口ポートを備え、シリンダの中への噴射のためにそこから潤滑油を受け入れる。また、噴射器は、圧力制御導管に流れ接続された圧力制御ポートを備え、噴射フェーズにおいてそこから圧力液体を受け入れる。噴射器のノズルはノズル開口部を備え、ノズル開口部は、エンジンに取り付けた時にシリンダの中に延び、噴射フェーズにおいて入口ポートからの潤滑油をシリンダの中に噴射する。
【００２１】
各噴射器は、ノズルにおいて、噴射フェーズの間に圧力がそこでの所定の限度を超えて上昇するとノズル開口部への潤滑油流動のために開くように、及び噴射フェーズ後にそれを閉じるように構成されたに出口弁システムを備える。出口弁システムは、シリンダからの背圧で閉じ、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。さらに、出口弁システムは、噴射後の短い閉鎖時間を助け、噴射される潤滑油のタイミング及び体積の精度を高める。
【００２２】
例えば、出口弁システムは、出口逆止弁を備える。出口逆止弁において、出口弁部材、例えばボール、楕円体、プレート、又はシリンダには、出口弁ばねによって出口弁座に対して予応力が付与される。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状態では、予応力を付与するばね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、出口弁部材は出口弁座から変位し、逆止出口弁は、ノズル開口部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、ノズル開口部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。
【００２３】
例えば、その所定の限度は、ＳＩＰ噴射に関して２０〜１００ｂａｒの範囲の圧力である。
【００２４】
噴射器は、潤滑油入口ポートと出口弁システムとの間の噴射器内部に、噴射フェーズの前に入口ポートから所定量の潤滑油を受け入れて蓄積するための前室を備える。
【００２５】
噴射器内の圧力室は、噴射フェーズにおいて圧力制御ポートから圧力液体を受け入れるために圧力制御ポートと連通する。圧力室内の圧力液体は、噴射器内のポンプシステムを駆動する。ポンプシステムは、圧力室と接触し、アクチュエータ−プランジャばねからのばね荷重によって予応力が付与され、さらに噴射フェーズにおいて圧力室内の圧力液体により、例えばノズルに向かう方向に駆動されるように構成された往復式油圧駆動アクチュエータ−プランジャを備え、これによって、前室内に所定の限度を超える潤滑油の圧力上昇をもたらし、逆止弁及びノズル開口を介してシリンダの中へこの所定の潤滑油量を圧送する。
【００２６】
噴射サイクルは、エンジンの運転中に繰り返される。噴射フェーズでは、圧力液体が噴射器の圧力制御ポートで供給され、そこから圧力室に流れ込むので、圧力液体はアクチュエータ−プランジャに力を及ぼして、前室内に所定の限度を超える圧力上昇と、前室から逆止弁及びノズル開口を介してシリンダの中への所定の潤滑油量の圧送とをもたらす動作を引き起こす。噴射フェーズの後、圧力室から圧力液体を排出することにより、アクチュエータ−プランジャが後退する。噴射器の入口ポートでの潤滑油は、次の噴射フェーズのために各噴射フェーズの間で後退中に所定の潤滑油量を補給するために使用される。
【００２７】
しかしながら、ストローク長を調節するために、圧力室から排出される圧力液体の量は、ストローク長調整機構によって噴射フェーズ間に可変的に調整可能である。各噴射フェーズの間に圧力室から圧力液体の全てを排出しないことにより、アクチュエータ−プランジャは最大限可能な後退位置まで完全には後退しない。アクチュエータ−プランジャのストロークは常に同じ位置、例えば同じ最前方位置にあるので、後退後のアクチュエータ−プランジャの後退位置を変えることは、ストローク長を調節する。一部の実施形態では、アクチュエータ−プランジャの最大可能後退位置は、ノズル開口部から最大距離にある最後方可能位置であり、圧力室から圧力液体の一部だけを排出しないことによって、この最後方可能位置は達成されないが、アクチュエータ−プランジャは最後方可能位置から少し離れた位置に保持される。噴射フェーズ後に圧力室から排出される圧力液体の量を調節することにより、ストローク長が最大可能後退位置に比べて減少するので、次の噴射の噴射量も調節される。この作用は国際公開第０２／３５０６８号のねじ調整可能なエンドストップと類似するが、本ストローク長調整機構は、国際公開第０２／３５０６８号の噴射器とは対照的に、一元的かつ噴射器から離れて設けることができる。
【００２８】
いくつかの実際的な実施形態では、ストローク長調整機構は、各噴射フェーズの間に圧力室内のアイドル圧力を可変的に調節するために圧力調節器を備え、アイドル圧力は、アクチュエータ−プランジャばねからアクチュエータ−プランジャに作用するばね荷重を部分的にのみ打ち消し、それによってアクチュエータ−プランジャの後退位置を可変的に調整するために、所定の限度よりも低い。
【００２９】
各噴射フェーズの間に圧力調節器によって圧力室内の圧力を調整することにより、ばね荷重の後退力にもかかわらず、圧力室内の圧力液体の特定の部分を噴射の間よりも低い圧力に維持することが可能である。この低い圧力は、ばねの圧縮に依存する、結果としてアクチュエータ部材及びプランジャ部材の位置によって決まるばね荷重を打ち消す。従って、アクチュエータ部材及びプランジャ部材は、圧力室内の低い圧力とばねからの反作用力とのバランスによって決まる距離だけ、最大可能後退位置、例えば最後方位置からオフセットされる。例えば、アクチュエータ−プランジャは、ノズルから離れる方向にばね付勢される。
【００３０】
圧力調節器でこの圧力を可変的に調整することにより、オフセット距離を変えることができる。この圧力は、噴射に必要な圧力よりは低いが、プランジャ部材をその最大可能後退位置、例えば最後方位置に押し込む時にばねが打ち消すことのできる圧力よりも高いことになる。
【００３１】
例えば、噴射圧力は３７ｂａｒであり、圧力室内の圧力が１０ｂａｒ未満ならば、ばね荷重はプランジャ部材をその後方位置に押し込むことができる。圧力室内の圧力を１０ｂａｒより高く且つ３７ｂａｒ未満の値に調整することにより、プランジャ部材のストローク長を調整することができる。
【００３２】
例えば、エンジンは、各噴射フェーズの間に圧力制御ポートから圧力制御導管を介して圧力液体を排出するように構成された戻り導管を備える。戻り導管内の圧力は噴射圧力よりも低い。通常、戻り導管内の圧力は、アクチュエータ−プランジャを最大可能後退位置からオフセットした状態に保つために圧力室内に必要とされる圧力よりも低い。言い換えると、圧力室内の圧力液体が戻り導管内に排出される場合、圧力室内の残留圧力はアクチュエータばね力と釣り合わず、代わりにアクチュエータ−プランジャを最大可能後退位置、例えば最後方位置に押し込むことになる。
【００３３】
しかしながら、例えば調整可能圧力弁の一部として、調整可能圧力調節器を圧力室と戻り導管の間に挿入することにより、圧力室内の圧力を戻り導管よりも高いレベルに保持することができる。実際の実施形態では、調整可能圧力弁は、圧力室から直列的に圧力制御ポート、圧力制御導管、調整可能圧力調節器を備えた調整可能圧力弁を介して戻り導管内に圧力液体を排出するために、各噴射フェーズの間に圧力制御導管をエンジンの戻り導管と流体流れ接続することになる。
【００３４】
随意的に、エンジンは潤滑油供給導管を備える。例えば、供給導管及び戻り導管はエンジンの潤滑油循環システムの一部であり、潤滑油給送導管は戻り導管に流れ接続され、シリンダの中への噴射のために戻り導管から噴射器の入口ポートに潤滑油を供給する。他方で、供給導管内の圧力は、給送導管及び戻り導管内の圧力と比べて高いため、供給導管を用いて、潤滑油を圧力液体としてエンジンから圧力制御導管及び圧力制御ポートに供給することができる。
【００３５】
好都合には、弁システムを用いて、噴射サイクルのために圧力液体を間欠的に圧力制御ポートへ、及び圧力室の中に供給する。一例が以下のようなトグル弁である。トグル弁は、供給導管に接続されたトグル弁入口ポートと、圧力制御導管に接続されたトグル弁出口ポートと、調整可能圧力弁を介して戻り導管に接続されたトグル弁戻りポートと、トグル部材とを備え、トグル部材は、トグル弁入口ポートとトグル弁出口ポートが連通して供給導管からトグル弁を介し圧力制御導管を介して圧力制御ポートに圧力液体を流す第１状態と、トグル弁出口ポートとトグル弁戻りポートが連通して圧力制御導管からトグル弁を介してトグル弁戻りポートへ、調整可能圧力弁を介して戻り導管へ圧力液体を排出する第２状態との間でトグル動作するように配置される。好都合には、トグル弁戻りポートは、調整可能圧力弁を介して戻り導管に接続される。周期的運転の間に、トグル部材は、噴射フェーズにおける第１状態と、各噴射フェーズの間のアイドルフェーズにおける第２状態との間で切り替えられる。
【００３６】
上述のように、好都合には、エンジンは、噴射器のうちの少なくとも１つによる潤滑油噴射の量及びタイミングを制御するために制御装置を備えるが、一般に、噴射器のサブグループ、又はシリンダの全噴射器、又は全シリンダの噴射器でさえも制御する。
【００３７】
一部の実施形態では、この制御装置は、ストローク長調整機構を備え、好都合には噴射器から離れて設けられる。一般に、制御装置は噴射器のグループ、例えばシリンダ周囲の全噴射器に対して使用される。この場合、制御装置は、噴射サイクルの間に圧力液体の圧力制御導管内への供給及び圧力制御導管からの排出を制御するために使用される。
【００３８】
広い意味では、制御装置は、噴射器に圧力液体を供給して潤滑油噴射器内のポンプシステムを油圧駆動するように構成され、制御装置は、潤滑油噴射器内の油圧駆動ポンプシステムのアクチュエータ−プランジャのストローク長を調整するためにストローク長調整機構を備え、制御装置のストローク長調整機構は、各噴射フェーズの間に噴射器の油圧駆動ポンプシステムから排出される圧力液体の量を可変的に調整するように構成される。
【００３９】
上述のように、制御装置は、上記のエンジンに対する後付けシステムとして設けることができる。そのような場合、制御装置は、制御装置を潤滑油循環システムに接続するためのそれぞれの導管コネクタと、１又は複数の噴射器に接続するための導管とを備える。
【００４０】
例えば、制御装置はコンピュータを備えるか又は制御装置は有線又は無線の電子接続でコンピュータに接続され、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形式であり、コンピュータを備えた制御装置は、そのパラメータに基づいて少なくとも１つの潤滑油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。
【００４１】
一部の実施形態では、噴射器は、潤滑油入口ポート及びノズルと連通して入口ポートからノズルへ潤滑油を流す、剛性潤滑油導管を備える。潤滑油導管は、ノズルにある前室とノズルから離れた後室とを備え、後室は入口ポートと連通し、前室は所定の潤滑油量を収容してアクチュエータ−プランジャの位置で決まる可変サイズを有し、噴射器は、前室と後室の間に弁を備える。弁は、各噴射フェーズの間に前室を後室と流れ接続して後室から前室へ潤滑油を流すように構成され、噴射フェーズでは前室を後室から切り離すように構成される。この切り離しにより、潤滑油が前室で加圧されてアクチュエータ−プランジャの動作によってノズル開口を介して前室から吐出される際に、前室からの潤滑油の逆流が防止される。
【００４２】
例えば、弁は逆止弁であり、噴射フェーズにおけるアクチュエータ−プランジャの前方動作中に所定の潤滑油量を加圧する間に、前室内の圧力により閉じたままである。次に、プランジャ部材の後退に起因する前室の圧力低下により弁が再び開放され、それによって後室から前室への潤滑油の吸入が生じて、後退中に前室を補充する。このように、弁は吸入弁である。
【００４３】
必ずしも前室内の潤滑油の全てが放出されるとは限らないことが指摘される。従って、前室の総容積と前室内の所定の潤滑油容量とは区別され、なぜなら、後者は一般的に前室の総容積より小さいからである。加圧中、前室内の潤滑油の全量が加圧されるが、噴射中には一般に前室内の全潤滑油量の一部だけがそこから放出される。
【００４４】
一部の実際的な実施形態では、アクチュエータ−プランジャは、往復式アクチュエータ部材と、アクチュエータ部材の延長上にあってアクチュエータ部材によって押し込まれ、アクチュエータ部材と共に移動するように構成された別個の往復式プランジャ部材とを備える。アクチュエータ−プランジャばねは、アクチュエータ部材と接触するアクチュエータばねと、プランジャ部材と接触するプランジャばねとを備える。アクチュエータ部材は、アクチュエータばねからのばね荷重によって圧力室に向かって予応力が付与され、圧力室と接触し、噴射フェ―ズにおいてアクチュエータばねからのばね荷重に逆らって圧力室内の圧力液体によって駆動される。プランジャ部材は、プランジャばねからのばね荷重によってアクチュエータ部材に向かって予応力が付与され、前室と接触する。プランジャ部材は、噴射フェーズにおいてプランジャばねからのばね荷重に逆らってアクチュエータ部材によって押し込まれると、前室内の潤滑油に所定の限度を超えた圧力上昇をもたらす。随意的に、アクチュエータ−プランジャに弁が設けられる。アクチュエータ−プランジャをアクチュエータ部材と別個のプランジャ部材とに分離することにより、付加的な機能も分離される、つまり、アクチュエータ部材は、プランジャ部材用の調整可能後方エンドストップとして機能するが、プランジャ部材はポンプ機能を実行する。
【００４５】
出口弁システムがノズルに逆止弁を備え、逆止弁が、弁座に対してばねで押し付けられる弁部材、例えばボールを備える場合、故障に対する高度の堅牢性が認められた。これらのシステムは単純であり、目詰まりのリスクは最小限度である。また、弁座は、特に弁部材がボールである場合に、自己浄化性があって偏摩耗をほとんど受けない傾向があり、そのため、長期に亘る高い信頼性が提供される。従って、噴射器は単純で信頼性が高く、迅速かつ正確であり、低製造コストの標準的な構成部品で構築するのが容易である。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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油のレオロジー挙動」、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。
【００４９】
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】
【００５０】
【図１】エンジン内のシリンダの一部の概略図である。
【図２】本噴射器の一実施形態を示す。
【図３ａ】本制御装置の実施形態を第１の実施形態で示す。
【図３ｂ】本制御装置の実施形態を第２の実施形態で示す。
【図４】ノズルの代替例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
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ピストンの上死点（ＴＤＣ）に向かっ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
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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フリーカット６を備える。
【００５６】
潤滑油給送導管９に加えて、噴射器４は、圧力制御導管１０によって制御装置１１に接続される。潤滑油給送導管９は、噴射用の潤滑油を供給するために使用される。圧力制御導管１０は高圧でオイルを供給して、噴射器４の内部にある内部ポンプシステムを作動させるが、これについては以下で詳細に説明する。
【００５７】
圧力制御導管１０内の圧力は、潤滑油給送導管９内の圧力よりも高い。典型的には、潤滑油給送導管９内の潤滑油圧力は、１〜１５ｂａｒの範囲、例えば５〜１５ｂａｒの範囲にあり、圧力制御導管１０内のオイル圧は、２０〜１００ｂａｒの範囲、例えば３０〜８０ｂａｒ、随意的に５０〜８０ｂａｒの範囲にある。
【００５８】
制御装置１１は、オイルポンプを含む潤滑油供給部２５から潤滑油を受け入れるための供給導管１２と、随意的に潤滑油を再循環させるための、一般的にはオイルリザーバへの戻り導管１３とに接続される。供給導管１２内の潤滑油圧力は、戻り導管１３内の圧力よりも大きく、例えば少なくとも２倍の大きさである。
【００５９】
制御装置１１は、エンジンのシリンダ１内でのピストン動作と同期した、正確に時間調整したパルスで噴射器４に潤滑油を供給する。例えば、同期のために、制御装置システム１１はコンピュータ１９と有線又は無線で電子的に接続され、コンピュータ１９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。潜在的に、コンピュータ１９は制御装置１１の一部であり、例えば、制御装置１１の他の構成要素と共に単一のケーシング内に設けられる。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するが、これはクランク軸の位置がシリンダ内のピストン位置を示すからである。
【００６０】
図２は噴射器４を示し、図３ａ及び３ｂは、制御装置１１のいくつかの可能性のある実施形態をより詳細に示す。寸法は必ずしも縮尺通りではない。
【００６１】
噴射器４は、潤滑油給送導管９から潤滑油を受け入れるための潤滑油入口ポート４Ａと、噴射器４による潤滑油の放出を引き起こすために圧力制御導管１０に接続された圧力ポート４Ｂとを有する噴射器基部２１を備えた噴射器ハウジング４’を備える。
【００６２】
流動室１６は、噴射器ハウジング４’の一部として、噴射器基部２１に対してノズル５を保持する。図示の実施形態では、流動室１６は中空剛性ロッドとして設けられる。流動室１６は、Ｏリング２２によって噴射器基部２１に対して密封され、噴射器基部２１に対してしっかりと保持される。導管１６’は、流動室１６内部の中空流路として、流動室１６の後部から前部へ設けられる。導管１６’は、後室１６Ａ、第１中間室１６Ｂ、第２中間室１６Ｃ、及び前室１６Ｄを通して潤滑油入口ポート４Ａ及びノズル５と連通する。
【００６３】
また、噴射器４は、ノズル開口５’を通して分注される潤滑油を調節するために出口弁システム１５を備える。出口弁システム１５は、圧力が出口弁システム１５で所定圧力を超える場合にのみ、潤滑油をエンジンのシリンダ１内に放出するために開く。図２の実施形態では、出口弁システム１５をノズル５の一部として示されるが、これは必須ではない。
【００６４】
出口弁システム１５は、出口逆止出口弁１７を備える。出口逆止出口弁１７では、ボールとして例示する出口弁部材１８が、出口弁ばね２０によって出口弁座１９に対して予応力が付与されている。前室１６Ｄ内に加圧潤滑油が供給されるとすぐに、出口弁ばね２０の予応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１８はその出口弁座１９から変位し、出口逆止出口弁１７は、ノズル開口５’を介してシリンダ１内に潤滑油を噴射するために開く。
【００６５】
例示するように、出口弁ばね２０は、出口弁部材１８に対してノズル開口５’から離れる方向に作用する。しかしながら、この構成は、各噴射フェーズの間のアイドル状態にある場合にノズル開口５’への潤滑油の供給のための逆止出口弁１７が閉じている限り、ノズル開口５’に対する出口弁部材１８に作用する出口弁ばね２０の力の方向に関して様々とすることができる。アイドル状態での逆止出口弁１７の閉鎖は、各噴射フェーズの間に前室１６Ｄからノズル開口５’を通ってシリンダ１内への意図しない潤滑油の流動を防止する。
【００６６】
後室１６Ａは、潤滑油給送導管９から潤滑油を受け入れるために入口ポート４Ａと連通する。後室１６Ａは、後部流路２３Ａを介して第１中間室１６Ｂと連通する。第１中間室１６Ｂは、アクチュエータ部材２８の周りで円筒形開口部である中間流路２３Ｂを介して第２中間室１６Ｃと連通し、これについては以下で説明する。第２中間室１６Ｃは、前部流路２３Ｃを介して前室１６Ｄと連通する。
【００６７】
便宜上、用語「前方動作」をノズル開口５’に向かう動作に使用し、ノズル開口５’から離れる反対方向の動作を「後方動作」と呼ぶ。
【００６８】
前室１６Ｄは、往復式プランジャ部材２９の前方動作によってノズル開口５’を通して空にされ、往復式プランジャ部材２９は、第２中間室１６Ｃ内の螺旋状プランジャばね２９Ｂによって前方動作に抗してばね付勢される。図示のように、プランジャ部材２９は、その内部流路である前部流路２３Ｃ内に通じる流路入口２４を例えば中央に備える。プランジャ部材２９の前方動作の間に、前部流路２３Ｃは、逆止プランジャ弁２６によって閉じられる。図示の実施形態では、逆止プランジャ弁２６は、プランジャ弁座２６Ｂ内にプランジャ弁ボール２６Ａを備え、その弁座に対してプランジャ弁ボール２６Ａがプランジャ弁ばね２６Ｃによって予応力が付与されるものとして例示される。
【００６９】
プランジャ部材２９の前方動作は、プランジャ部材２９のヘッド２９Ａを押圧するアクチュエータ部材２８の前方動作によって達成される。アクチュエータ部材２８は、第１中間室１６Ｂ内の螺旋状アクチュエータばね２８Ａによって後方に予応力が付与される。
【００７０】
この例示的な実施形態では、アクチュエータ部材２８とプランジャ部材２９は別個の要素であるが、単一のアクチュエータ−プランジャとして、例えばその単一要素の一方の端部のアクチュエータ部材２８、その反対側の端部にプランジャ部材２９を有することによって結合させることもできる。
【００７１】
アクチュエータ部材２８の前方動作は、圧力制御ポート４Ｂからの加圧潤滑油によって達成され、加圧潤滑油が圧力室２７内でアクチュエータ部材２８の後部２８Ｂを一緒に移動するように押し進める。
【００７２】
噴射器４の機能を以下により詳細に説明する。圧力制御ポート４Ｂが、例えば２０〜１００ｂａｒの圧力範囲にある加圧オイルを備える場合、加圧オイルは、アクチュエータ部材２８の後部２８Ｂを押し進めてアクチュエータ部材２８を前方に移動させることにより、圧力室２７の容積を拡大させる。アクチュエータ部材２８がプランジャ部材２９のヘッド２９Ａを押し進めると、プランジャ部材２９は、アクチュエータばね２８Ａ及びプランジャばね２９Ｂの力に逆らってアクチュエータ部材２８と共に前方に移動する。プランジャ部材の前方動作は、前室１６Ｄ内の潤滑油に作用する。逆止弁２６は前室１６Ｄ内の潤滑油が後方に逃げるのを防止するので、前室１６Ｄ内の潤滑油は、前室１６Ｄからノズル開口５’介してシリンダ１の中に潤滑油を放出するために、逆止出口弁１７を備えた出口弁システム１５が開く所定の圧力限度まで加圧される。
【００７３】
噴射フェーズの終了時に、圧力制御ポート４Ｂのオイルが排出され、これにより、アクチュエータばね２８Ａ及びプランジャばね２９Ｂが、アクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９をノズル５から離れる方向に押し戻す。プランジャ部材２９の後方動作は前室１６Ｄ内の圧力を低下させ、今度は逆止出口弁１７が閉じ、プランジャ逆止弁２６が前室１６Ｄ内の圧力低下によって開くので、第２中間室１６Ｃから前部流路２３Ｃを介して前室１６Ｄに潤滑油を引き込む。このように、前室１６Ｄ内の圧力低下が逆止プランジャ弁２６を介した吸入によって前室１６Ｄの潤滑油による補充が生じるので、逆止プランジャ弁２６は吸入弁として機能する。アクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９の戻り動作の間、第２中間室１６Ｃ内の潤滑油は第１中間室１６Ｂから補給され、今度は第１中間室１６Ｂが、潤滑油入口ポート４Ａを介して潤滑油を受け入れた後室１６Ａからの潤滑油で満たされる。
【００７４】
適切に機能するため、潤滑油入口ポート４ａには、一定の圧力で潤滑油給送導管９から潤滑油が供給され、圧力制御ポート４Ｂには、噴射サイクル毎に断続的に圧力制御導管１０から圧力オイルが供給される。圧力制御ポート４Ｂの圧力は、噴射フェーズで上昇し、各噴射フェーズの間のアイドル状態では低下する。
【００７５】
アイドル状態において圧力室２７内の油圧によりアクチュエータ部材２８に作用する前方への力が、アクチュエータばね２８Ａ及びプランジャばね２９Ｂによる後方への合力よりも小さい場合、アクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９は、図２に示すそれらの最後方可能位置に完全に戻される。従って、プランジャ部材のフルストロークは、圧力制御ポート４Ｂでの油圧を最大圧力と、例えば潤滑油給送導管９内の潤滑油の圧力又はさらに低い低圧との間で間欠的に変化させることによって達成される。
【００７６】
しかしながら、アクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９は、圧力制御ポート４Ｂ及び圧力室２７の圧力を、ばね２８Ａ及び２９Ｂがアクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９の後方動作の間に完全には伸び切らず、僅かに圧縮された状態に保持されるようにアクチュエータに作用する力を作り出すオフセット圧力レベルに調整することによって、最後方位置からオフセットした状態に保持することができる。このことは、ばね２８Ａ及び２９Ｂの力が圧縮長さに応じて変化し、概してアクチュエータ部材の最後方位置からの変位に関する線形依存性に従うという理由で可能である。オフセット圧力レベルは、逆止出口弁１７を開いて噴射させるのに必要な圧力レベルよりも小さい。
【００７７】
原理的には、噴射器４には、入口ポート４Ａで１つの潤滑油供給源から潤滑油を供給すること、及び全く異なる供給源から圧力オイル又は他の圧力液体を供給することができる。しかしながら、一般的には、単純化及び利便性のために、アクチュエータポート４Ｂでの圧力オイルは、入口ポート４Ａでの潤滑油と同じ供給源から、しかしながら、例えば増圧器を用いて高圧で供給される。
【００７８】
圧力制御ポート４Ｂで間欠的な圧力変化を実現する方法の例示的な実施例は、図３ａ及び代替実施形態の図３ｂに示す制御装置１１を参照して以下に説明する。しかしながら、図３ａ及び３ｂの制御装置は単なる例示的な実施形態であり、図２の噴射器は、図３及び４に示す制御装置とは関係がなく、他タイプの制御装置で機能することができる。
【００７９】
図３ａの実施例では、制御装置１１は、供給導管１２に接続されたトグル弁入口ポート３０Ａと、噴射器の圧力制御ポート４Ｂと連通するために圧力制御導管１０に接続されたトグル弁出口ポート３０Ｂと、戻り導管１３に接続されたトグル弁戻りポート３０Ｃと、を有するトグル弁３０を備える。トグル弁戻りポート３０Ｃと戻り導管１３との間には圧力制御弁３１が示されており、それは以下でより詳細に説明され、オプションである。
【００８０】
トグル弁３０は、第１トグル閉鎖要素３２Ａ及び第２トグル閉鎖要素３２Ｂを備え、これらは、剛結合され、トグル弁入口ポート３０Ａとトグル弁出口ポート３０Ｂが連通している第１状態と、トグル弁出口ポート３０Ｂとトグル弁戻りポート３０Ｃが連通している第２状態との間を往復するように配置される。往復移動は矢印３３で示されている。図３ａ及び３ｂでは、第２状態だけが示されている。例えば、トグル弁３０は、図示のように三方弁であり、潜在的に電磁弁である。
【００８１】
噴射フェーズでは、トグル弁３０は第１状態にあり、供給導管１２からの高圧潤滑油が、アクチュエータ部材２９を前方に押し付けてシリンダ１の中への潤滑油の噴射をもたらすために、噴射器４の圧力制御ポート４Ｂに供給される。噴射フェーズの終了時に、図示のようにトグル部材３０が第２状態に移動し、圧力制御ポート４Ｂからの潤滑油が、トグル弁３０を介してトグル弁戻りポート３０Ｃから戻りライン１３内に排出され、これにより、アクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９はアイドル状態に戻ることができる。例えば、トグル部材３２のトグル動作は、コンピュータ１９と協働して制御される。
【００８２】
噴射器４は、ノズル５の上流側のポンプシステム、すなわちプランジャ部材２９を備えるので、噴射のために供給される潤滑油を給送導管９内に高圧で提供する必要がない。従って、戻り導管１３の圧力は、典型的には５〜１５ｂａｒの範囲であり、給送導管９を介して潤滑油を噴射器４の入口ポート４Ａに供給するのに十分である。
【００８３】
また、随意的な噴射量調整機構は、図３ａ及び３ｂと組み合わせて図２に示される。この実施形態では、圧力弁３１は、トグル弁戻りポート３０Ｃに接続された圧力弁入口ポート３１Ａと、戻り導管１３に接続された圧力弁出口ポート３１Ｂとを備える。これは、トグル弁戻りポート３１Ｂが、トグル弁戻りポート３０Ｃでの戻り圧力を調整するために使用される圧力弁３１を介してのみ戻り導管１３に接続されることを意味する。
【００８４】
例示する実施形態では、圧力弁３１は、ばね付勢式圧力調整部材３１Ｃを含み、そのプリテンションは、例えば、図示のようにねじなどのプリテンショナ３１Ｄによって調整可能である。手動調整用にプリテンショナを構成することは可能であるが、通常、プリテンショナはモータ又は他タイプのアクチュエータによって調整される。プリテンショナの調整により、ばね付勢式圧力調整部材３１Ｃに対してより大きい又はより小さいプリテンションが生じるので、圧力弁入口ポート３１Ａ及びトグル弁戻りポート３０Ｃにおける背圧がこのプリテンションによって調整される。
【００８５】
トグル弁戻りポート３０Ｃで調整された背圧は、圧力制御ポート４Ｂの最低圧力を決定する。この背圧を増加させることにより、アクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９が最後方位置からオフセットする。次の噴射フェーズがこのオフセット位置から前方動作を開始するので、プランジャ部材２９のストロークは、最後方位置から開始する場合よりも短くなる。従って、圧力弁３１によって背圧を調整することにより、噴射器４のストロークが正確に調整され、それに応じて、シリンダ１の中に噴射される潤滑油の量が調整される。図２には、アクチュエータ部材２８及びプランジャ部材２９の最後方位置が示されている。
【００８６】
典型的には、噴射器のグループ、例えばシリンダの全噴射器に対して１つのトグル弁３０が設けられる。しかしながら、代替実施形態では、各噴射器４に対して１つのトグル弁３０が設けられる。プランジャ部材２９のストローク及び噴射量を調整するためにオプションの圧力弁３１がシステムに含まれる場合、圧力弁３１は、通常、噴射器４のグループに対して設けられる。しかしながら、各噴射器４に対して１つの圧力弁３１を設けることも可能である。
【００８７】
上記の実施例から明らかなように、潤滑油給送導管９は、戻りライン１３と連通している。図３ａの実例では、戻り導管１３が制御装置１１に入り、給送導管９’’が制御装置１１から出ている。これはまた、延長して給送導管９に接続された実線９’’で図１に示されている。制御装置１１が後付けユニットである場合、制御装置１１は少なくとも４つの導管コネクタを有することになる。
【００８８】
しかしながら、そうである必要はない。随意的に、制御装置１１は、図３ｂに示すように戻り導管１３に接続された戻り出口ライン３４を備える。この場合、戻り導管１３は、給送導管９’及び９と直接連通することになる。この実施形態は、延長して給送導管９に接続された別の点線９’で図１に示されている。この場合、給送導管９及び９’の延長上にある戻り導管１３は、シリンダの中への噴射のために噴射器４の潤滑油入口ポート４Ａに直接潤滑油を提供し、制御装置１１は迂回される。
【００８９】
図４は、出口弁システム１５の第２の代替実施形態を示す。出口弁システム１５の一般化原理は、国際公開第２０１４／０４８４３８号に開示されるものと同様である。また、この参考文献は、本明細書に提示する噴射器の付加的な技術詳細並びにその機能の説明を与えるが、便宜上、ここでは繰り返さない。ノズル開口５’は、潤滑油を噴射するためにノズル５の先端部に設けられる。ノズル５の空洞４０の内部には、出口弁部材１８が設けられ、出口弁部材１８は、ステム４１と、ノズル先端部４４の円筒形空洞部４３内に摺動可能に配置された円筒形シールヘッド４２とを備える。弁部材１８のこの位置は、ばね４５によってノズル先端部４４から離れるように後方へ予応力が付与され、流路４６を通してステム４１の後部４７に作用するオイル圧によって前方へオフセットされ、オイル圧はばね力に逆らって作用する。シールヘッド４３が摺動してノズル開口部５’から遠くに進んで潤滑オイルが内部空洞４６からノズル開口部５’を通過して放出されるように、弁部材１８が前方に押されない限り、ノズル開口部５’は、ノズル先端部４４で円筒形空洞部４３に当接するシールヘッド４２によって密封される。
【００９０】
以下の数値は、可能性のある動作圧力の非限定的な実施例である。戻り導管１３及び給送導管９内の圧力は１０ｂａｒである。供給導管１２内の圧力は４０ｂａｒである。出口弁１５は３７ｂａｒで開くので、潤滑油は３７ｂａｒで噴射される。ばね２８Ａ及び２９Ｂは、各噴射フェーズの間のアイドル状態での圧力制御ポート４Ｂの圧力が１０ｂａｒの場合に、プランジャ部材２９及びアクチュエータ部材２８を完全に最後部位置に押し戻すように構成される。圧力弁は、３７ｂａｒの噴射圧力を大きく下回るが、アクチュエータ部材２８が完全に最後方位置に戻るのではなく、最後方位置から所定の距離を維持するために十分高い圧力を圧力室２７に与える程度に１０〜３０ｂａｒの圧力、例えば２０ｂａｒに調整可能である。圧力を１０〜３０ｂａｒの範囲に調整してこの距離を調整することにより、噴射フェーズでの前方動作が小さいほど噴射フェーズの開始時にプランジャ部材２９が最後方位置からより多くオフセットされるので、前室１６Ｄ内の噴射量が調整される。
【００９１】
随意的に、噴射量は、噴射器の群又は単一の噴射器４の各々に関して給送導管９に挿入された流量計によって制御される。流量計は流量（質量及び／又は体積）を測定し、次に１又は複数の噴射器が適切に動作していることを管理するために使用される。
【００９２】
上記のような噴射器４及び制御装置１１を備えた噴射システムは、組み込むこと及び交換するのが簡単である。これは、堅牢かつ安定しているにもかかわらす比較的低コストの技術手段である。特に噴射体積が正確に調整可能である。また、本システムは、噴射器４への及び噴射器４からの電気配線を備えておらず、このことは、熱に対して堅牢とする（電気配線は熱で溶ける絶縁層を有する可能性が高い）。
【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
４’  噴射器ハウジング
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
６  ライナの自由切削部
７  単一噴射器４からの霧状噴霧
８  渦巻噴霧
９  潤滑油給送導管
１０  圧力制御導管
１１  制御装置
１２  供給導管
１３  戻り導管
１４  シリンダ内の渦巻
１５  噴射器４の出口弁システム
１６  入口弁システム１３を出口弁システム１５と接続する流動室
１６’  流動室１６の中空部
１６Ａ  後室
１６Ｂ  第１中間室
１６Ｃ  第２中間室
１６Ｄ  前室
１７  出口ボール弁として例示する逆止出口弁
１８  ボールとして例示する出口弁部材
１９  出口弁座
２０  出口弁ばね
２１  噴射器基部
２２  流動室１６端部のＯリング
２３Ａ  後室１６Ａを大１中間室１６Ｂと接続する、アクチュエータ部材２８内の後部流路
２３Ｂ  第１中間室１６Ａと第２中間室１６Ｂの間の中間流路
２３Ｃ  第２中間室１６Ｂと前室１６Ｄの間の、プランジャ部材２９内の前部流路
２４  前部流路２３Ｃ内への流路入口
２５  潤滑油供給部
２６  逆止プランジャ弁
２６Ａ  プランジャ弁ボール
２６Ｂ  プランジャ弁ボール２６Ａが予圧されるプランジャ弁座
２６Ｃ  プランジャ弁座２６Ｂに対してプランジャ弁ボール２６Ａを予圧するプランジャ弁ばね
２７  後部２８の圧力室
２８  プランジャ部材２９の押込みヘッド２９’に対するアクチュエータ部材
２８Ａ  アクチュエータ部材２８に対して後方に作用するアクチュエータばね
２８Ｂ  アクチュエータ部材２８の後部
２９  プランジャ部材
２９Ａ  プランジャ部材のヘッド
２９Ｂ  第２中間室１６Ｃ内のプランジャばね
３０  トグル弁
３０Ａ  トグル弁入口ポート
３０Ｂ  トグル弁出口ポート
３０Ｃ  トグル弁戻りポート
３１  圧力弁
３１Ａ  圧力弁入口ポート
３１Ｂ  圧力弁出口ポート
３１Ｃ  圧力調節器（例えば、噴射フェーズでのばね付勢式圧力調整部材）
３１Ｄ  圧力弁３１内のプリテンショナ
３２  トグル部材
３２Ａ  トグル部材３２の第１トグル閉鎖要素
３２Ｂ  トグル部材３２の第２トグル閉鎖要素
３３  トグル部材３２の往復移動を示す矢印
３４  制御装置１１から戻り導管１３への戻り出口ライン
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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