(57)【要約】【課題】エンジン、特に、燃料と潤滑油を兼用するディーゼルエンジンのシリンダにおける良好な潤滑性能を得ることができるシリンダ潤滑装置を提供することを課題とする。【解決手段】シリンダ潤滑装置（２０）は、エンジン（１）のシリンダ（２１）内に高圧で燃料を噴射する高圧燃料噴射弁（１９）と、シリンダ（２１）内に低圧で燃料を噴射する低圧燃料噴射弁（２４）とを備える。低圧燃料噴射弁（２４）には、シリンダヘッド周辺やクランクシャフト周辺といったエンジン潤滑系へ潤滑油としての燃料を供給する潤滑ポンプにより燃料が供給される。シリンダ（２１）内へ低圧の燃料を噴射することにより、噴射した燃料を気化させることなくシリンダライナ（２２）へ付着させることができる。この結果、シリンダライナ（２２）において燃料が蒸発し、ドライ状態となることを回避して摩擦を軽減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を潤滑油として用いるエンジンのシリンダ内に高圧で燃料を噴射する高圧燃料噴射弁と、
前記シリンダのシリンダライナ潤滑用の燃料を低圧で噴射する低圧燃料噴射弁と、
を備えたことを特徴とするシリンダ潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載のシリンダ潤滑装置において、
前記エンジンは、エンジン潤滑系を備え、
前記低圧燃料噴射弁へは、前記エンジン潤滑系へ燃料を供給する潤滑ポンプにより燃料が供給されることを特徴としたシリンダ潤滑装置。
【請求項３】
請求項１記載のシリンダ潤滑装置において、
前記エンジンは、燃料噴射系を備え、
前記低圧燃料噴射弁へは、前記燃料噴射系へ燃料を供給する燃料噴射ポンプに組み込まれた低圧燃料ポンプにより燃料が供給されることを特徴としたシリンダ潤滑装置。
【請求項４】
請求項１記載のシリンダ潤滑装置において、
前記エンジンは、燃料タンクと、
当該燃料タンクから送油された燃料を貯留し、燃料噴射系及びエンジン潤滑系へ燃料を供給するオイルタンクと、を備え、
前記低圧燃料噴射弁へは、前記燃料タンク内の燃料を供給することを特徴としたシリンダ潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダライナへ潤滑油を供給するシリンダ潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大型船舶ディーゼル機関のシリンダライナ摺動面へシリンダ油を注入するシリンダ注油装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１には、燃料噴射ポンプから吐出される燃料油により駆動されるプランジャピストンを設け、このプランジャピストンの往復動により、シリンダ油を燃料噴射時期と略同期のピストン上死点近傍で注油口に送給し、ピストン上死点近傍において充分な量のシリンダ油をシリンダライナの摺動面に供給する構成が開示されている。注油口からのシリンダ油の噴射は、機関のクランク軸に連動される燃料カムでプランジャが駆動されることによって行われる。
【０００３】
さらに、特許文献２には、塩基性オイルをシリンダライナ上周部に噴霧して燃焼時に生成される硫酸成分を中和し、シリンダライナやピストンリングの腐食、摩耗を軽減する内燃機関の潤滑装置が提案されている。
【０００４】
また、燃料である軽油を潤滑油として利用する軽油潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献３）。このような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用の油は不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−４２５２２号公報
【特許文献２】実開平４−５７６０９号公報
【特許文献３】実開昭６０−１９４１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたシリンダ注油装置は、筒内での燃焼のために燃料噴射弁へ高圧の燃料を供給する燃料噴射ポンプから吐出された燃料をプランジャピストンへ分岐させ、このプランジャピストンの往復動によってシリンダ油を注油口に送給する構成となっている。すなわち、燃料噴射ポンプで圧力を高めた燃料を利用してプランジャピストンを駆動し、潤滑用のシリンダ油をシリンダライナへ供給する構成となっている。
【０００７】
このため、特許文献１に開示されたこのようなシリンダ注油装置を特許文献３に開示されたような燃料が潤滑油を兼用する形式のディーゼルエンジンには、そのままの形態では搭載することはできない。
【０００８】
また、特許文献３に開示されたようなディーゼルエンジンでは、以下のような問題が生じるおそれがある。このようなディーゼルエンジンでは燃料として一般的に軽油を用い、軽油が潤滑系に供給されて各部の潤滑に寄与する。しかし、軽油は、一般的なエンジンオイルよりも蒸発し易いことから、エンジンの高負荷高回転運転時など、エンジンにとって厳しい条件下では、シリンダライナにおける軽油が蒸発してドライ状態となり、異常摩耗、ピストンの焼き付き等、エンジンにダメージを与えるおそれがある。
【０００９】
また、特許文献２記載の内燃機関の潤滑装置は、燃焼時に生成される硫酸成分を中和してシリンダライナやピストンリングの腐食・摩耗を軽減することを目的としており、エンジン運転中の摩擦の低減、焼き付き防止を目的としたシリンダライナへの潤滑油の供給を行う構成とはなっていない。従って、このような内燃機関の潤滑装置を特許文献３で開示されたようなエンジンに装着したとしても当該エンジンの前記のようなドライ状態の回避には繋がらない。
【００１０】
そこで、本発明は、エンジン、特に、燃料と潤滑油を兼用するディーゼルエンジンのシリンダにおける良好な潤滑性能を得ることができるシリンダ潤滑装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するための、本発明のシリンダ潤滑装置は、燃料を潤滑油として用いるエンジンのシリンダ内に高圧で燃料を噴射する高圧燃料噴射弁と、前記シリンダのシリンダライナ潤滑用の燃料を低圧で噴射する低圧燃料噴射弁と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。ここで、高圧燃料噴射弁は、従来のエンジンが備えるものと同様で、筒内での燃焼に供する燃料を噴射するものである。このため、高圧燃料噴射弁からは、燃料が噴霧され、気化し易い圧力で燃料が噴射される。一方、低圧燃料噴射弁は、シリンダライナにおける良好な潤滑特性を得るために燃料を噴射するためのものである。すなわち、低圧燃料噴射弁は、燃料を潤滑油として利用するために燃料を筒内へ噴射するための弁である。このため、低圧燃料噴射弁の噴射の圧力は、潤滑油としての機能を発揮し易いように、燃料が気化し難い圧力に調整される。当然、この圧力は、高圧燃料噴射弁における燃料の噴射圧力より低い圧力となる。
【００１２】
このような低圧燃料噴射弁は、シリンダライナに向けて燃料を噴射する構成とすることが望ましい。噴射した燃料を筒内で気化や燃焼する以前にシリンダライナに付着させ、噴射した燃料を潤滑油として機能させるためである。
【００１３】
エンジンの潤滑油として全て燃料を利用する構成とする場合には、本発明のシリンダ潤滑装置は、以下のような構成とすることができる。すなわち、前記エンジンは、例えば、燃料タンクと、当該燃料タンクから送油された燃料を貯留し、燃料噴射系及びエンジン潤滑系へ燃料を供給するオイルタンクと、を備えたものとする。そして、前記低圧燃料噴射弁へは、前記エンジン潤滑系へ燃料を供給する潤滑ポンプにより燃料が供給される構成とすることができる（請求項２）。ここで、燃料噴射系には高圧で燃料を供給する燃料噴射ポンプ、コモンレールが含まれることがあり、高圧燃料噴射弁からは、このような燃料噴射系を通じて高圧の燃料が噴射される。これに対し、エンジン潤滑系は、潤滑油の供給が必要となるエンジンの各部、例えば、クランク軸回りやシリンダヘッド周り等が含まれ、このようなエンジン潤滑系には潤滑油として利用される燃料が潤滑ポンプによって供給される。この潤滑ポンプが燃料を圧送する圧力は、エンジン潤滑系へ燃料を行き渡らせることができる程度である。従って、燃料噴射ポンプが燃料を圧送する圧力と比較しても低圧である。そこで、このような低圧の潤滑ポンプを利用して燃料を圧送し、低圧燃料噴射弁から潤滑油としての燃料を噴射する構成とすることができる。
【００１４】
また、前記低圧燃料噴射弁へは、前記燃料噴射系へ燃料を供給する燃料噴射ポンプに組み込まれた低圧燃料ポンプにより燃料が供給される構成とすることができる（請求項３）。前記のように、燃料噴射系には高圧で燃料を供給する燃料噴射ポンプ、コモンレールが含まれることがあり、高圧燃料噴射弁からは、このような燃料噴射系を通じて高圧の燃料が噴射される。ここで、燃料噴射ポンプは、低圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプとを組み合わせたものがある。すなわち、高圧燃料噴射弁から噴射する際の圧力まで燃料の圧力を昇圧させるべく、二段階の昇圧を行う構成としているものがある。このような燃料ポンプを構成する低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとの間から燃料を分流させ、この分流させた燃料を低圧燃料噴射弁から潤滑油として噴射する構成とすることができる。
【００１５】
また、本発明のシリンダ潤滑装置は、以下のような構成とすることができる。すなわち、前記エンジンは、燃料タンクと、当該燃料タンクから送油された燃料を貯留し、燃料噴射系及びエンジン潤滑系へ燃料を供給するオイルタンクと、を備え、前記低圧燃料噴射弁へは、前記燃料タンク内の燃料を供給する構成とすることができる（請求項４）。ここで、オイルタンクは、一般的なエンジンに装着されるオイルパンと同等又は類似の機能を果たすものである。燃料タンクは、このようなオイルタンクと比較して、一般的には容量が大きく、内部の燃料の温度も低い。そこで、できるだけ温度の低い燃料を潤滑油として注油口から吐出する構成とすれば、潤滑油の蒸発を極力回避することができる。この結果、シリンダライナにおける良好な潤滑特性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料を潤滑油として用いるエンジンのシリンダ内に高圧で燃料を噴射する高圧燃料噴射弁と、前記シリンダのシリンダライナに向けて低圧で燃料を噴射する低圧燃料噴射弁と、を備えた構成とし、低圧燃料噴射弁からは潤滑油を供給するようにしたので、低圧燃料噴射弁から噴射された潤滑油が気化し難く、シリンダライナにおける潤滑特性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、エンジン１に装着した本発明のシリンダ潤滑装置２０の概略構成を示す模式図である。エンジン１は、燃料である軽油を潤滑油として用いるディーゼルエンジンである。図２は、エンジン１の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。まず、このようなエンジン１の概略構成について説明する。エンジン１は、燃料タンク２、オイルパン３を備えている。燃料タンク２とオイルパン３とは燃料供給経路４によって連通している。この燃料供給経路４にはセジメンタ５、電動供給ポンプ６が配設されており、この電動供給ポンプ６により燃料タンク２からオイルパン３へ燃料が供給されるようになっている。ここで、オイルパン３は、シリンダブロックの下部に一体的に設けられたものを指すが、別置きのオイルタンクであってもよい。
【００１９】
エンジン１は、潤滑油の供給を必要とするエンジン潤滑系７へ潤滑油としての燃料を供給する潤滑系燃料供給経路８を有している。この潤滑系燃料供給経路８にはフィルタ９、５０〜４００ｋＰａ程度の圧力で燃料を圧送可能な潤滑ポンプ１０が配設されており、潤滑ポンプ１０を駆動することにより燃料をオイルパン３から吸い上げてエンジン潤滑系７へ供給している。ここで、エンジン潤滑系７はエンジン１のシリンダヘッド周りやクランク軸周りなど、一般的なエンジンにおいて潤滑油の供給を受ける箇所を指す。
【００２０】
このような潤滑系燃料供給経路８は、潤滑ポンプ１０の下流で分岐する分岐経路３０を備えている。この分岐経路３０は、図１に示すようにシリンダヘッド２３に装着された低圧燃料噴射弁２４に接続されている。この低圧燃料噴射弁２４は、燃料が気化されず、噴霧状態となることのない程度の圧力で燃料をシリンダライナ２２に向けて噴射する。このようにして噴射される燃料はシリンダライナ２２に付着し、ピストン２５との摩擦を軽減する。
【００２１】
エンジン１は、潤滑系燃料供給経路８を通じてエンジン潤滑系７へ供給された燃料をオイルパン３へ戻す潤滑系燃料リターン経路１１を有している。
【００２２】
さらに、エンジン１は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１２へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路１３を有している。この噴射系燃料供給経路１３には、フィルタ１４、１０ＭＰａ以上の高圧で燃料を圧送可能な燃料噴射ポンプ１５が配設されており、燃料噴射ポンプ１５を駆動することにより燃料をオイルパン３から吸い上げて噴射系１２へ供給している。ここで、燃料噴射ポンプ１５は低圧燃料ポンプ１５ａと、高圧燃料ポンプ１５ｂとを備えている。燃料噴射ポンプ１５の下流には図示しないコモンレールが配設されており、コモンレールには図１に示すような高圧燃料噴射弁１９が接続されている。高圧燃料噴射弁１９は、図１に示すように先端がシリンダ２１の内部に臨むようにシリンダヘッド２３に装着されている。この高圧燃料噴射弁１９は、筒内で燃焼し易いように２０ＭＰａ以上の圧力で燃料を噴射する。
【００２３】
また、エンジン１は噴射系燃料供給経路１３を通じて噴射系１２へ供給された後の噴射系リターン燃料を燃料タンク２へ戻す噴射系燃料リターン経路１６を有している。なお、噴射系リターン燃料とは、図示しないコモンレールおよび高圧燃料噴射弁１９等の各々から戻されるリターン燃料を指す。
【００２４】
また、電動供給ポンプ６は図示しないＥＣＵが接続されている。このＥＣＵには、オイルレベルセンサやエンジンの各所のセンサが接続されており、このＥＣＵにより処理されたエンジン１のエンジン運転条件に基づく指令に基づいて電動供給ポンプ６の吐出量の制御がされている。
【００２５】
すなわち、エンジン１における潤滑油は、エンジン運転のための燃料を利用しており、このための各種配管がされている。
【００２６】
このような構成のシリンダ潤滑装置２０は、シリンダ２１内で燃焼させるべく高圧燃料噴射弁１９から噴射される燃料とは別に、低圧燃料噴射弁２４から潤滑油として噴射される燃料がシリンダライナ２２に付着する。このようにしてシリンダライナ２２に付着する燃料は気化し難く、蒸発し難い、すなわち、ドライ状態となり難いためシリンダライナ２２とピストン２５との摩擦を軽減することができる。
【実施例２】
【００２７】
次に、本発明の実施例２について、図３を参照しつつ説明する。実施例２が実施例１と異なる点は、実施例１では、潤滑ポンプ１０の下流から分岐する分岐経路３０を有しており、この分岐経路３０を通じて低圧燃料噴射弁２４へ潤滑油となる燃料を供給しているのに対し、実施例２では、低圧燃料ポンプ１５ａの下流から分岐経路３１を分岐させ、この分岐経路３１を通じて低圧燃料噴射弁２４へ潤滑油となる燃料を供給している点である。また、燃料供給経路４と噴射系燃料供給経路１３とを接続するバイパス経路４０を備えている点も異なる。このバイパス経路４０と噴射系燃料給経路１３との接続箇所には三方弁４１が装着されている。
【００２８】
このような構成としても、実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。ただし、エンジン１の運転状況に応じて図示しないＥＣＵの指令に基づいて三方弁４１を切り替えることにより、燃料タンク２からの燃料を低圧燃料噴射弁２４から噴射させることができる。
【００２９】
燃料タンク２は、オイルタンク３よりも容量が大きいこともあり、燃料タンク２内の燃料はオイルタンク３内の燃料よりも温度が低いと考えられる。温度が低く、蒸発しにくい状態の燃料を低圧燃料噴射弁２４から噴射すればより良好な潤滑特性を維持することができる。
【００３０】
なお、他の構成要素については実施例１と同一であるの、同一の構成要素については図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１のシリンダ潤滑装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】実施例１のエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。
【図３】実施例２のエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  エンジン
１９  高圧燃料噴射弁
２０  シリンダ潤滑装置
２１  シリンダ
２２  シリンダライナ
２３  シリンダヘッド
２４  低圧燃料噴射弁
２５  ピストン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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