(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関内に潤滑油を噴射する方法であって、潤滑点にて、ポンプの出口とノズル弁（３）とを相互に接続する潤滑管（４）に対し、潤滑油の所定量毎の注入を供給し得るようにポンプ（６）が定期的に作動され、前記ノズル弁がその開き圧力よりも低い圧力にて閉じ、前記ポンプ（６）から供給された潤滑油が、前記潤滑管（４）内に一時的に蓄えられることにより、潤滑管（４）内の圧力を漸増させ、前記潤滑管（４）内の圧力が前記ノズル弁の開き圧力を上廻ったときに、前記潤滑油がノズル弁（３）を通じて噴霧される方法において、前記ポンプ（６）は、潤滑油の１回の噴霧毎に２乃至３０回ずつ作動され、前記ポンプ（６）からの潤滑油の注入は、逆止め弁（５）を介して前記逆止め弁と前記ノズル弁との間の容積（１５）内に供給され、前記潤滑油の注入の前記容積への供給が繰り返されるにしたがって、前記容積内の圧力が段階的に上昇し、直近に供給された潤滑油の注入により前記容積（１５）内の潤滑油の圧力がノズル弁の開き圧力を上廻るものとなったときに、潤滑油が前記ノズル弁（３）を通じて噴霧されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
請求項１による方法において、前記内燃機関は、２行程クロスヘッドエンジンであることを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項１又は２による方法において、ポンプ（６）が、内燃機関の回転数（ｒｐｍ）に比例して作動される、すなわち所定のエンジン回転数の間、所定の回数だけ作動されることを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法において、ポンプが、潤滑油の１回の噴霧毎に最大１０回だけ作動されることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法において、ポンプ（６）からの個々の潤滑油の注入が、逆止め弁（５）とノズル弁（３）との間の容積（１５）内の圧力を１００ｋＰａ乃至１０００ｋＰａ（１バール乃至１０バール）だけ上昇させることを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項５による方法において、ポンプ（６）からの個々の潤滑油の注入が、逆止め弁（５）とノズル弁（３）との間の容積（１５）内の圧力を、２００ｋＰａ乃至５００ｋＰａ（２バール乃至５バール）だけ上昇させることを特徴とする、方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法において、開き圧力を上廻るためには、内燃機関が全負荷にて運転するときよりも部分負荷にて運転するときの方がより多数回だけポンプ（６）を作動させなければならないことを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法において、内燃機関の全負荷時のＰ％の部分負荷のとき、全負荷時のｋＷｈ当たりの潤滑量×Ｐ％の量よりもより多量のｋＷｈ当たりの潤滑油が供給されることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法において、潤滑油がシリンダ（１）内に噴霧されるエンジンサイクルの時点にて、シリンダ圧力よりも１５００ｋＰａ乃至４０００ｋＰａ（１５バール乃至４０バール）越える範囲の所定の圧力にてノズル弁が開くことを特徴とする、方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法において、ノズル弁が、シリンダ圧力が内燃機関の最高圧縮圧力の４０％以上となる時点にて開くことを特徴とする、方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の方法において、潤滑油ポンプの１回の注入当たりの供給量が調節可能であること、及びエンジンが部分負荷にて運転するとき、該供給量が適宜に増大することを特徴とする、方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法において、内燃機関の全負荷時のＰ％の部分負荷のとき、全負荷時にエンジンの１回転毎に平均的にシリンダ内に噴霧される潤滑量×Ｐ％の量よりもより少量の潤滑油がシリンダ（１）内に噴霧されることを特徴とする、方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法において、内燃機関の全負荷時のＰ％の部分負荷のとき、ポンプが、全負荷時のｋＷｈ当たりの潤滑量×Ｐ％の量よりもより多量のｋＷｈ当たりの潤滑油を供給することを特徴とする、方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１項に記載の方法において、ノズル弁（３）の開き圧力が調節可能であることを特徴とする、方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の方法において、ノズル弁（３）の閉じ圧力が調節可能であること特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、特に、２行程クロスヘッドエンジンのシリンダ内に潤滑油を噴射する方法であって、潤滑点にてポンプの出口とノズル弁とを相互に接続する潤滑管に対し、所定の注入（投与）量の潤滑油を供給し得るようにポンプが定期的に作動され、潤滑管内の圧力が所定の開き圧力を上廻るとき、潤滑油をシリンダ内に噴霧すべくノズル弁が開くようにした、方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる方法は、国際出願第００／２８１９４号から既知であり、この国際出願には、ノズル弁がシリンダライナーの周縁に沿って列状に配分され、ノズルに近い位置に配置されたシリンダライナーの内面の一部分に潤滑油を噴霧するようにノズルの方向が設定されることが記載されている。潤滑油がライナーの全周に亙って分配されるようにするためには、１０個のような、多数個のノズルが使用される。
【０００３】
ノズルへの潤滑油の供給に関して、国際出願第００／２８１９４号は、潤滑管内で潤滑油が圧縮可能であることは、時間の点にて潤滑油を正確に供給することを困難にすることが１つの問題点であると記載している。潤滑油を意図するように噴霧するための１つの条件として、供給時、潤滑油は、通常の燃料の噴射から知られるノズル弁の開き圧力を上廻るものでなければならないことが記載されている。燃料の噴射時、油は極めて急速に且つ適宜に多量に供給され、このため、ポンプとノズル間の油管内の圧力が燃料ポンプの早期の油の供給時、急速にノズルの開き圧力を上廻り、この結果、噴射が開始したとき、開き圧力を得るのに必要な時間よりも１０乃至５０倍、長い時間、その量の燃料がポンプからシリンダに連続的に供給されることは通常のことである。
【０００４】
シリンダ内への潤滑油の噴霧は、１９９５年の日本国出願公開第７−３４８３７号から更に既知であり、この出願公開によれば、燃料を噴射するようなとき、潤滑油は、シリンダカバー内に配置されたノズル弁を通じて噴射される。この場合、潤滑油ポンプは、内燃機関のクランク軸に対し、行程方向連結されており、このため、エンジンが1回転する毎に、潤滑油は噴霧によりシリンダライナーの内面に供給される。
【０００５】
１９５４年の当該出願人のデンマーク国特許第８１２７５号には、潤滑油の供給がエンジンの回転数（ｒｐｍ）に対し間欠的に適応し得るようにされ、このため、例えば、エンジンの１回転毎、２回転毎又は３回転毎に、潤滑油がシリンダライナーの内面の潤滑箇所に供給されるようにした、潤滑油装置が記載されている。ピストンの動作に対して正確な時間にて潤滑箇所に潤滑油を供給し得るようにするため、各潤滑箇所の各々に極く近接して潤滑管内に制御された遮断弁が挿入されている必要がある。潤滑箇所を潤滑しなければならない度毎に、潤滑油ポンプは、ピストンが潤滑箇所に対向する位置となる迄、正確に設定した注入量の潤滑油を供給し、この潤滑油は遮断弁により低圧力に保持されるようにしなければならない。その正確な時点にて、遮断弁が作動され、潤滑油は吐き出され且つ潤滑箇所外に流れ、このときピストンリングがその油をシリンダライーの周方向に分配することができる。弁の作動時において、潤滑管内の圧力降下を防止するためには、ばね負荷式ピストンにより油が加圧状態に保たれる、小さい蓄積容積が管内に存在する必要がある。この型式の既知の潤滑装置において、潤滑油は、数バールの圧力にて供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これに反して、上述した潤滑油装置内の潤滑油は、潤滑油を噴霧することを許容するより高圧力にて供給される。より高い圧力は、潤滑油の供給側に多数の不利益な点をもたらし、その1つのとして、供給される潤滑油の量が漏洩に起因して変動する虞れがあることが挙げられる。１つのシリンダ当たりより多数のノズル弁が使用されるとき、これらの不利益な点はより顕著となり、それは、その場合、供給された潤滑油の量に比して潤滑管内の容積がこれに比例してより大きくなるからである。
【０００７】
本発明の目的は、高い圧力にて、比較的少量の潤滑油を確実に供給することを許容する方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このことを鑑みて、本発明による方法は、ノズル弁がその開き圧力よりも低い圧力にて閉じること、潤滑油が逆止め弁を介してポンプから該逆止め弁とノズル弁との間の容積内に供給され、潤滑油がポンプからその容積に供給される間、圧力が漸進的に上昇するとき、潤滑油がその容積内に一時的に蓄えられること、及びその容積内の潤滑油の圧力がノズル弁の開き圧力を上廻るとき、ノズル弁を通じて噴霧することにより、蓄積された量の潤滑油が吐出されることを特徴としている。
【０００９】
ノズル弁は、高い開き圧力を有し、ポンプから供給された潤滑油が逆止め弁とノズル弁との間の容積内にて高い開き圧力まで加圧される。潤滑油はある量の空気を不可避的に保持しており、この空気は、圧縮されて潤滑油の圧力を上昇させる一方、更なる潤滑油が容積内に受け入れられるので、容積内に潤滑油が蓄積される可能性がある。蓄積された潤滑油の量が極めて多量となると、油の圧力がノズル弁の開き圧力を上廻り、ノズル弁が開いてシリンダ内に噴霧する。噴霧する間に供給される潤滑油の量は、ノズル弁の閉じ圧力に依存し、このため、閉じ圧力が低圧であるならば、高い閉じ圧力の場合よりも逆止め弁とノズル弁との間の容積からより多量の潤滑油が排出されることとなる。逆止め弁が供給端において容積を効果的に締切状態に保ち、このため、必然的にノズル弁を通じて潤滑油を排出しなければならないことになる。
【００１０】
１つの実施の形態において、潤滑油は、ポンプから逆止め弁を介して容積まで幾つかの注入量にて供給され、潤滑油の注入量がこの容積に供給されるとき、この容積内にて圧力は段階的に上昇し、直近に供給された潤滑油の注入量が容積内の潤滑油の圧力をノズル弁の開き圧力を上廻るものとするとき、潤滑油がノズル弁を通じて噴霧される。潤滑ポンプを複数回作動させることによって、潤滑油に必要な蓄積圧力を供給することができ、ポンプはより小さい寸法で済み、しかも完全な噴霧シーケンスに必要な潤滑油の総量を供給することができる。このように、ポンプはより小さい漏洩面積を有し、従って、漏洩に起因する圧力変動による影響を受け難い。潤滑油が蓄積する箇所たる、潤滑管の容積の自由端部における逆止め弁は、実質的に漏洩無しであり、また、長時間、潤滑管内で大きい過圧力にて圧力を維持することができるから、ポンプの２回の作動の間、潤滑油の供給を一時的に中断することは何ら問題とならない。この段階的な圧力蓄積は、例えば、ノズル弁を開き、シリンダ内へ噴霧することにより、数回又は多数回のポンプ行程動作によって蓄えられた量の潤滑油を解放する前に、数回又は多数回のエンジンの回転に亙って継続することができる。
【００１１】
エンジンサイクルに対し無関係に制御された潤滑ポンプを使用し、例えば、エンジンが一回転する間、潤滑油の噴霧が行われる直前に、迅速に連続的に一回又は数回、ポンプが作動され、その後に、運転停止となるようにすることが可能であるが、好ましくは、ポンプは、内燃機関の回転数（ｒｐｍ）に比例して作動する、すなわち、所定のエンジン回転数の間、所定の回数だけ作動するようにすることが可能である。この比例的な作動の結果、エンジンの負荷が低下したとき、単位時間当たりの潤滑油の平均量が減少するように調節することができる。
【００１２】
ポンプは、潤滑油の一回の噴霧毎に２回乃至３０回、好ましくは、最大１０回だけ作動されるようにすることが適当である。このように、ポンプは、総潤滑油の量の僅かな一部分のみを供給すればよい。必要な油の量を供給するため、３０回以上作動させた場合、漏洩状態の改良は実現されないので、通常、作動回数は最大、１０回に保つことが望ましい。
【００１３】
比較的簡単なポンプを使用することを許容するため、ポンプからの個々の潤滑油の注入は、逆止め弁とノズル弁との間の容積内の圧力を、１００ｋＰａ乃至１０００ｋＰａ（１バール乃至１０バール）だけ、好ましくは、２００ｋＰａ乃至５００ｋＰａ（２バール乃至５バール）だけ上昇させることが好ましい。この供給は、ノズル側にて閉じられた管容積に対して制限された量の潤滑油を供給するためであるから、同様に、容積内の圧力が６０００ｋＰａ（６０バール）以上といった、かなり高圧のときに、潤滑油を供給する簡単なピストンポンプを使用することができる。
【００１４】
潤滑油の供給状態は、エンジン負荷に応じて変化させることができる。開き圧力を上廻るためには、内燃機関が全負荷にて運転するときよりも部分負荷にて運転するときの方がより多数回、ポンプを作動させなければならないようにすることが好ましい。このことは、部分負荷のとき、比較的大きい漏洩量を受容し、このため、ポンプはより大きい製造許容公差にて、従ってより長寿命となるように設計することができる。
【００１５】
この方法は、内燃機関の全負荷時のＰ％の部分負荷のとき、全負荷時のｋＷｈ当たりの潤滑量×Ｐ％の量よりもより多量のｋＷｈ当たりの潤滑油が供給されるように更に展開させることが好ましい。潤滑装置は、このようにして、その開き圧力がシリンダ圧力の降下と共に低下するノズル弁を提供し、これによりエンジンサイクルの圧縮行程の任意の特定の時間にてシリンダ圧力が全負荷時よりも部分負荷時の方が低いようにすることにより、潤滑油の量を自動的に変化させる設計とすることができる。
【００１６】
個々のシリンダ内のノズル弁の個数を少なくするため、潤滑油がシリンダ内に噴霧されるエンジンサイクルの時点にて、シリンダ圧力よりも１５００ｋＰａ乃至４０００ｋＰａ（１５バール乃至４０バール）越える範囲の所定の圧力にてノズル弁が開くようにすることが好ましい。この過圧力は、潤滑油を効率的に噴霧し、特に、圧力が３０００ｋＰａ乃至４０００ｋＰａ（３０バール乃至４０バール）の範囲にあるとき、噴霧は極めて効果的であり、このため、潤滑油はシリンダスペースを通じて適宜に遠方まで噴射することができ、これにより、シリンダライナーの内面の好ましい程に大きい部分に亙って均一に分配された状態で潤滑油を付与することができる。
【００１７】
ノズル弁の開き圧力は、潤滑油の噴霧の強さを制御する一方、噴霧の頻度、従って、一回の噴霧当たりの潤滑油の量は、ノズル弁の閉じ圧力によって制御することができる。
【００１８】
噴霧に対する反作用圧力は、シリンダ圧力の上昇に伴って上昇するが、ノズル弁はシリンダ圧力が内燃機関の最高圧縮圧力の４０％以上よりも高圧ととなる時点にて開くようにすることが好ましい。潤滑油は、ピストンリングに対するシリンダライナーの作動面の上方部分に噴霧することが好ましく、それは、その作動面にて、ライナー材料に加わる負荷が最大となるからである。上方ピストン行程の比較的後で作動面に対して潤滑油を噴霧することは、ピストンリングが丁度潤滑された作動面を経て移動する迄、噴霧が行うべき時間を短縮することになる。このことは、潤滑の必要性が最も大である、シリンダライナーの頂部に潤滑油を保つことに寄与する。
【００１９】
部分負荷時、適宜に潤滑し且つ潤滑油の圧送時、漏洩の損失を補償するため、潤滑油ポンプの一回の注入当たりの供給量を調節することができる。１回の注入当たり供給量は、エンジンが低回転数（ｒｐｍ）で部分負荷にて運転するとき、適宜に増大させることができ、このことは、部分負荷時の注入に対する供給時間が長くなるため、漏洩が増すにも拘らず、部分負荷時、逆止め弁とノズル弁との間の容積内に全負荷時と等しい量の潤滑油を供給することを可能にする。
【００２０】
別の実施の形態において、全負荷時、エンジンの１回転当たり平均的にシリンダ内に噴霧される潤滑油の量×Ｐ％よりも少量の潤滑油が内燃機関の全負荷時のＰ％の部分負荷時において、エンジンの１回転毎にシリンダ内に噴霧される。逆止め弁とノズルとの間の容積内に圧力が蓄積する結果として、細かく分配され、効果的に噴霧されることに加えて、潤滑油量を負荷に依存して調節することは、潤滑油の比消費量が減少する点にてコスト面の利点をもたらす。噴霧を吐出する前に、管容積内で圧力が蓄積することを通じて得られる有効な噴霧及びノズル当たりの潤滑油量が適宜に多量であることは、ライナーの内面における潤滑油の配分を良好なものにし、このため、部分負荷運転時、ライナーの内面におけるより低い温度レベルであることが潤滑油の供給量を少なくするために利用することもできる。この点に関して、比較的小型のポンプを使用してポンプを数回作動させて段階的であるか、又はより大型のポンプから供給することにより連続的であるかどうかは重要なことでない。
【００２１】
更なる実施の形態において、ポンプは、内燃機関の全負荷のＰ％の部分負荷のとき、ｋＷｈ当たりより多量の潤滑油を供給し、この量は、全負荷のときｋＷｈ当たりの潤滑油量×Ｐ％よりも多量である。上述したように、潤滑油の噴霧は、負荷に依存して潤滑油の注入量を自動調節して行われることが好ましい。この点に関しても、圧力の蓄積が比較的小型のポンプにてポンプを複数回作動させて段階的に行なわれるか、又はより大型のポンプから供給することにより連続的に行なわれるかは重要なことでない。
【００２２】
次に、極く概略図的な図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
簡略化のため、以下に説明する幾つかの実施の形態において、同一型式の部品は同一の参照番号で示す。
【００２４】
ＭＣ型の２行程クロスヘッドエンジン又はシリンダボアが２２ｃｍ以上の大型の４行程エンジンのような内燃機関には、シリンダ潤滑装置が設けられている。このエンジンは、例えば、４個乃至２８個のシリンダ数の範囲の多数のシリンダを備えることができる。シリンダボアは、例えば、２２ｃｍ乃至１２０ｃｍ、好ましくは、６０ｃｍ乃至１００ｃｍの範囲とすることができる。シリンダ１の各々は、シリンダカバーを有するシリンダライナーと、該ライナー内を走行するピストン８であって、その作動面１０上でライナー内面に沿って摺動するピストンリング９を有するピストン８とを備えている。
【００２５】
ピストンリング及びシリンダライナーの双方の磨耗を減少させるため、作動面は潤滑油にて潤滑しなければならず、この潤滑は、ライナーの周縁に沿って配分された幾つかのノズル弁３によって行われ、これらのノズル弁の各々は、弁座１２に当接し得るようにばね負荷状態とされた弁ニードル１１を有している。弁座の下流側には、噴霧中、潤滑油を噴霧すべき方向に向けて穿孔された１つ又は１つ以上の噴霧器穴１３がある。ノズル弁が閉じられているとき、弁座内で半径方向に配置された弁ニードルの先端１４は、ノズル弁３においてシリンダ内の圧力による影響を受け、その圧力は噴霧器の穴を通じて伝播する。ノズル弁が開いているとき、シリンダ内の圧力によって弁ニードルの先端全体のより大きい面積で影響を受け、このことは、弁は、閉じ圧力よりも開き圧力の方が高いことを意味する。
【００２６】
ノズル弁３の各々は、潤滑管４と接続されており、該潤滑管は逆止め弁５を介してポンプ６に接続される。このポンプは、作動されたとき、逆止め弁５とノズル弁３との間に画成された管容積１５に対しある注入量の潤滑油を供給する。潤滑油は、ポンプ圧力前の圧力にて導管７を通じて個々のポンプ６に供給される。潤滑油は全体として上述したように機能する。
【００２７】
２行程エンジンにおいて、シリンダ１はユニフロー型とすることができ、この場合、シリンダの上端の排気弁１７が開いている間及びその後のシリンダの充填の間、掃気が、シリンダの下端の掃気ポート１６を通じて導入されて、旋回流動作で周知の仕方にて流れ（図２の矢印Ａ）シリンダを通って上昇する。
【００２８】
図２に図示するように、シリンダの周縁方向には幾つか、この場合、４つのノズル弁がある。ノズル弁３が周縁方向に均一に配分されることは、ノズル弁の各々が作動面の同様の領域にシリンダ潤滑油を供給するようにされた同一のノズル弁の設計とすることができるという有利な点をもたらす。シリンダ内にてノズル弁を相互に異なる高さにて配置することも可能であり、また、これらノズル弁は、更に又は代替的に、シリンダカバー内に取り付けることもできる。シリンダのノズル弁３の数は、シリンダの直径に依存し、通常、Ｂをｃｍで表わしたシリンダボアである場合、Ｂ／１０±２の数とすることが適当である。
【００２９】
好ましくは、ノズル弁の各々は１つのポンプ６と関係付ける。典型的に、単一の潤滑装置内にて何台かのポンプがまとめられる。この潤滑装置は、小型のエンジンにおいて、幾つかの又は全てのエンジンシリンダに作用し、また、より大型のエンジンにおいて、単一のシリンダの潤滑箇所に作用することができる。機械的に駆動されるか又はカム軸に接続された電気モータにより電気的に駆動されるカム軸によってポンプピストンを駆動することが可能であり、前者の場合の作動は、エンジンにおけるカム軸と駆動軸との間のチェーン駆動装置又は同様の駆動接続部を介して機械的に制御され、後者の場合、エンジンの回転に関する情報に基づいて電子的に制御される。しかし、好ましくは、ポンプピストンは、電子的制御信号に基づいて液圧アクチュエータにより、例えば、当該出願人の製造によるいわゆる、アルファ潤滑器（Ａｌｐｈａ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｏｒ）により駆動されるものとする。アクチュエータ当たり１つのポンプピストンが存在するが、好ましくは、同一のシリンダと関係した幾つかのポンプピストンが単一のアクチュエータにより共に駆動されるものとする。
【００３０】
潤滑装置の一例は、図３に図示されており、この場合、タンク１８は、シリンダ潤滑油を保持しており、この潤滑油は詳細には説明しない、加熱装置１９によって予熱することができる。より大型のエンジン装置にて使用されるその他の全ての潤滑油と相違して、シリンダ潤滑油は、使用前に分離機内で遠心分離をしない。シリンダ潤滑油は、通常、炭酸カルシウムが油中に浮く状態を保ち得るように微粒子内に封入された錯体化合物内に炭酸カルシウムを保持する、高添加量の酸性中和化油である。遠心分離をすれば、これらの粒子はシリンダの潤滑油から除去される。遠心分離が行われない結果、シリンダの潤滑油は不可避的に微細な気泡を含む。
【００３１】
一次ポンプ２０は、潤滑油をフィルタ２１を通じて供給導管２２に圧送し、この導管２２から導管７は分岐してアクチュエータ２５に達し、ポンプはその一方のみを図面に図示した単一のシリンダ１と関係している。アキュムレータ２３は、ボンプに対するアクチュエータに接続され、ポンプの充填に伴う圧力変動を減衰させる。別のアキュムレータ２４は導管７内の圧力変動を減衰させる。ポンプ６は、信号線を介して電子的制御装置（図示せず）に接続されたソレノイド弁２６により制御される。フィードバックセンサ２７は、アクチュエータピストンの実際の作動に関する情報を制御装置に提供する。戻り支管２８は余剰な潤滑油をタンク１８に接続された戻し導管２９に戻す。圧力制御装置３０は、供給導管内の圧力を、例えば、１００ｋＰａ乃至６０００ｋＰａ（１バール乃至６０バール）の範囲、典型的に７００ｋＰａ乃至２０００ｋＰａ（７バール乃至２０バール）の範囲の所定の値に調節する。
【００３２】
図２に図示するように、ポンプ６は、ピストンポンプとすることができ、このピストンポンプにより供給される潤滑油の量は、ポンプの各行程中、所定の容積単位で注入され、このことは、実際上、潤滑油の空気量の僅かな変動が当該容積内の潤滑油の量に何ら顕著な影響を与えない、比較的低圧の一次ポンプの圧力にて行われるという利点をもたらす。
【００３３】
各作動中、ポンプ６は、シリンダ潤滑油を逆止め弁５を介して管の容積１５内に注入し、この容積は、ノズル弁３内の圧力チャンバ３１と直接連通している。ノズル弁が閉じているとき、ノズルハウジング、弁座１２及び弁ニードル１１により圧力チャンバが画成される。該ニードルは、圧縮ばね３２により弁座と当接するように圧縮される。圧力チャンバ内の圧力が、ばね力に対抗する開き力により圧力チャンバ内の弁ニードルの露出面積に影響を与える。ポンプ６からの一回又はより多数回の注入により、多量の潤滑油が圧力チャンバにより供給され、その内部の圧力がばね力よりも大きい力にて弁ニードルに影響を与えるならば、弁ニードルは弁座から離れるように変位し、また、これと同時に、加圧された潤滑油は噴霧装置の1つ又は１つ以上の穴に向けて前方に流れて、シリンダ内に噴霧される。ノズル弁が開いたとき、圧力チャンバ３１内の圧力は、弁ニードル全体の断面積に影響を与えるが、ノズル弁が閉じた位置にあるとき、この圧力は弁座によって遮断された中央領域に作用しない。開き位置にあるとき面積がより大きい結果、圧力チャンバ３１内の開き圧力よりも低い圧力は、ばね３２からの圧縮力に上廻り且つ弁ニードルを開き位置に保つことができる。弁ニードルは、圧力チャンバ内の圧力が閉じ圧力よりも降下したときにのみ、弁座１２と当接するその閉じた位置に変化する。この閉じ圧力は、ばね３２からの力が弁ニードル１１の断面積全体に作用する潤滑油の圧力を上廻るときの圧力である。
【００３４】
チャンバ３３内の液圧圧力のような、弁ニードル１１に閉じ力を発生させる圧縮ばね３２又は別の発生源がノズル弁の開き圧力を決定する。チャンバ３３内のばね力又は液圧圧力は、エンジンの現在の運転状態に対して開き力を変化させるように調節可能である。
【００３５】
潤滑管４の長さは、ポンプ６とノズル弁３との間の距離に依存する。典型的には、０．５ｍ乃至８ｍの範囲、例えば、３ｍ乃至５ｍの管の長さとすることが考えられ、管直径は、管内部の容積が十分に大きくなり、ノズル弁を一回作動させるのに必要なシリンダ潤滑油の量の容積となるように圧縮するのを許容するように適宜に大きいように選ぶことが好ましい。潤滑管４は、例えば、内径が５ｍｍであり及び逆止め弁５とノズル弁３との間の長さが４ｍであり、管容積が３１．４ｃｍ3となるようにすることができる。実験の結果、この容積に対するシリンダ潤滑油の供給量を約０．１ｃｍ3とすれば、約５００ｋＰａ（約５バール）だけ圧力が上昇することことが判明した。
【００３６】
内燃機関を始動させたとき、容積１５内の圧力は、最初に、一連のポンプの作動によってノズル弁の閉じ圧力Ｐｃに相応するレベルまで上昇し、この閉じ圧力は、例えば、４０００ｋＰａ乃至１５０００ｋＰａ（４０バール乃至１５０バール）の範囲、典型的に、５０００ｋＰａ乃至１３０００ｋＰａ（５０バール乃至１３０バール）の範囲とすることができる。これら多数回の作動は、エンジンを始動させる前又は始動中に行うことができる。ポンプ６からシリンダ潤滑油を連続的に供給するとき、容積１５内の圧力は、ある段階にてノズル弁の開き圧力Ｐｏを上廻り、そのとき容積内の圧力が閉じ圧力Ｐｃ以下に低下する迄、潤滑油は噴射される。このように、潤滑油の噴射量はノズル弁の開き圧力と閉じ圧力との差及び容積１５の寸法に依存する。これと同時に、潤滑油の噴射量は、ノズル弁の２回の作動の間、ポンプ６により供給される潤滑油の総量に相応する。
【００３７】
シリンダの潤滑油は高価であるから、シリンダにより発生されるｋＷｈ当たり消費される潤滑油の量を最小にすることが好ましい。潤滑油の消費量に合った効率的な潤滑を実現するため、ノズル弁の作動当たり、適宜に多量の量の潤滑油を噴射し、油が最適な仕方にて作動面に供給されるようにすることが望ましい。このことは、エンジンの１回転毎に潤滑せずに、２回転毎、３回転毎、４回転毎、５回転毎、６回転毎、７回転毎又は８回転毎といった多数のエンジン回転毎に１回だけ潤滑することが望ましいことを意味する。
【００３８】
図４には、ポンプがクランク軸の回転に比例して回転するように確実に駆動されるカム軸によってカム作動されるから、例えば、エンジンクランク軸が１回転する毎に、ポンプ６が1回作動される供給順序が図示されている。作動毎に、容積１５内の圧力は、最後の作動時の圧力がノズル弁の開き圧力を上廻る迄、段階的に上昇し、そのとき、シリンダ内への潤滑油の噴射が行われる一方、容積内の圧力は閉じ圧力Ｐｃまで急激に降下し、そのとき、圧力蓄積による新たなサイクルが開始される。
【００３９】
図５には、ノズル弁３が開く毎に供給される量に実質的に相応する供給量を作動毎に供給し得るような設計とされたポンプ６の供給順序が図示されている。このように、容積１５内の圧力は、エンジンの殆どの運転状態の間、閉じ圧力Ｐｃに相応するが、潤滑油の噴射を行うべき直前にポンプ６が作動されて、容積内の圧力が開き圧力Ｐｏを上廻るようにする量の潤滑油を供給し、そのとき、潤滑油が噴射される。
【００４０】
ポンプを、数回、素速く連続的に作動させることにより、より小型のポンプ６にて同一のエンジンサイクル中に圧力を適宜に大きく上昇させることが可能である。図６には、素速く連続的に４回作動させたときに得られた圧力順序が図示されており、最後の作動により、圧力はノズル弁の開き圧力を上廻るものとなる。このことは、作動時の供給量が適宜に大きい一方、ポンプの寸法が小さい結果、ポンプ６の漏洩面積が小さいという有利な点をもたらす。
【００４１】
エンジンは、例えば、５０００ｋＰａ乃至１４０００ｋＰａ（５０バール乃至１４００バール）の範囲、好ましくは７５００ｋＰａ乃至１２５００ｋＰａ（７５バール乃至１２５バール）の範囲の最大圧縮圧力を有するようにすることができる。ノズル弁の開き圧力は、例えば、１５００ｋＰａ乃至１５０００ｋＰａ（１５バール乃至１５０バール）の範囲、好ましくは３０００ｋＰａ乃至７０００ｋＰａ（３０バール乃至７０バール）の範囲とすることができる余剰な噴射圧力による噴射時、弁にてシリンダ内の現在の圧力を上廻るようにすることができる。この望ましい余剰な圧力は、完全に噴射の特徴に依存する。小さい潤滑油の粒子を極めて微細に分配された霧の形態にて噴射することが望ましいならば、余剰な圧力は、微細な噴霧を実現し得るように比較的高くなければならない。その代わり、シリンダ内の空気旋回流を通じて噴射し、良好な貫入状態が得られ、また作動面に安全に噴射することができる、より大きい液滴、すなわち、より連続したジェット又はファン（拡がった）形態にて潤滑油を噴射するならば、また、ノズル弁からの距離が比較的長いならば、余剰圧力はそれ程高い必要はない。潤滑油を大きい液滴、すなわち、より連続したジェット又はファン形状の噴射状態で噴射することは、シリンダ潤滑油を最も好ましい状態に分配することを可能にするものと考えられる。それは、その質量がより大きいため、大きい液滴はシリンダのガスの動きに依存する程度が小さく、これらが移動するときの変動による影響を受け難いからである。ノズルの幾何学的形態を使用して、所望の噴射状態を実現することができ、例えば、噴霧器の１つ又は１つ以上の穴の直径を大きくすれば、余剰圧力が同一のとき、液滴寸法はより大きくなり、また、穴の方向は潤滑油が噴射される方向を決定する。
【００４２】
本発明において、ノズル弁を通じて余剰圧力の潤滑油を供給することは、シリンダ潤滑油が微細に分配された粒子の霧の形態にてより大きい液滴、すなわち、ジェット、ファン形状、又は球状の潤滑油の噴射形態で噴射されるかどうかに関係なく、特別な特定噴霧である。
【００４３】
開き圧力Ｐｏは、シリンダの高さ方向へのノズル弁の配置位置に依存する。このことは、ピストンが上方に移動する間、シリンダ内の圧縮圧力が上昇することに依存する。ノズル弁がシリンダ内で上方に取り付けられる程、ピストンがその上昇動作中、ノズル弁を通る前に噴射が行うべきならば、同一の余剰圧力が実現するために必要な開き圧力はより高くなる。
【００４４】
ノズル弁がシリンダの下半分に配置されているとき、開き圧力Ｐｏは圧縮圧力によって殆ど影響を受けない。これに反して、ノズル弁が上方にすなわちシリンダの頂部に配置されるならば、圧縮圧力が噴霧器の穴を通って伝播し、開き方向に作用する力により弁座内で弁ニードルの領域に影響を与えるから、圧縮圧力の変化はノズル弁の開き圧力に影響を与える。
【００４５】
このことは、圧縮圧力が図７に図示した噴射の解放ファクタとなることを許容する。頂部の破線は、エンジンサイクルの間、開き圧力Ｐｏの変化を示し、段状の実線は、ポンプ６からの潤滑油の供給に起因する容積１５内の圧力の上昇を示す。容積１５内の圧力は、最低開き圧力Ｐｏよりも高いレベルまで上昇し、このことは、ピストンがその上死点（ＴＤＣ）に達する前に、潤滑油が噴射されることを確実にするものと考えられる。
【００４６】
適当な容積１５を提供する管径にて潤滑管４を設計することが容易に可能である。より短い管が所望であるならば、もちろん、管と接続された固定チャンバ又は局部的な管の膨張部分として形成されることが好ましい別個の補助的な要素と管を関係させることが可能である。
【００４７】
ノズル弁の閉じ圧力Ｐｃは、開き圧力Ｐｏの５０％乃至９６％、好ましくは開き圧力の７５％乃至９５％の範囲とすることが適当である。より低圧の開き圧力であるならば、より多量の注入量となり、ノズル弁が作動する間の間隔がより長くなり、又はその逆に開き圧力がより高ければ、ノズル弁が作動する間の間隔はより短くなる。
【００４８】
ノズル弁は潤滑油の噴射方向を効率的に制御することを許容し、このことは、シリンダの内面の潤滑油溝に対して浸透する低圧力にて潤滑油を供給する従来の方法に比して一連の供給方法の選択を可能にする。ノズル弁は、掃気ポート１６の真上の位置に配置し、またノズル弁はシリンダ内で上方に噴射するようにし、このことは、圧縮行程中、ピストンがノズル弁を通過する前に又は通過した後に噴射が行われるか問わず、低圧力にて噴射することを許容する。
【００４９】
また、ノズル弁３は、例えば、作動面の略中間にてシリンダ内で上方に配置することもでき、その場合、潤滑油のジェットは、ライナーの中間に方向設定し又は作動面の上方領域又は下方領域に向けて上方に又は下方に方向設定することができる。
【００５０】
また、ノズル弁３をライナーの上方部分に配置することも可能であり、この上方部分において、ノズル弁は、ピストンがノズル弁を通過する前に潤滑油を作動面に噴射することができる。
【００５１】
シリンダの潤滑油を方向決めして噴射することが可能であることは、シリンダの現在の必要性に対し潤滑油の供給を適応させる自由度をもたらすことになる。ノズル弁を取り付け得るようにシリンダの特定の位置にてシリンダ壁に貫通ボアを形成した場合でさえ、潤滑油をより上方に又はより下方といったようなその他の方向に噴射し得るように弁の方向を変更することにより、作動面における潤滑油の供給を変更することが可能である。
【００５２】
特許請求の範囲内にて上記の実施の形態の細部を組み合わせてその他の実施の形態にすることも可能である。また、エンジンのサイクル中、シリンダの潤滑油の１つ以上の噴射手順を実行することも可能である。更に、この噴射手順は、例えば、供給される潤滑油の量の変化から分かるエンジンの運転状態と共に、潤滑の必要量が一時的に増す、エンジン負荷又は負荷変化に相応して、変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダの側面図である。
【図２】４つのノズル弁を備える単一シリンダの図である。
【図３】シリンダ潤滑油の供給装置の線図である。
【図４】潤滑段階の一例を示す図である。
【図５】潤滑段階の別の例を示す図である。
【図６】潤滑段階の別の例を示す図である。
【図７】潤滑段階の別の例を示す図である。
【符号の説明】
１  シリンダ                      ３  ノズル弁
４  潤滑管                        ５  逆止め弁
６  ポンプ                        ７  導管
８  ピストン                      ９  ピストンリング
１０作動面                        １１  弁ニードル
１２  弁座                        １３  噴霧器穴
１４  弁ニードルの先端            １５  管容積
１６  掃気ポート                  １８  タンク
１９  加熱装置                    ２０  一次ポンプ
２１  フィルタ                    ２２  供給導管
２３、２４  アキュムレータ        ２６  ソレノイド弁
２７  フィードバックセンサ        ２８  戻り支管
２９  戻し導管                    ３０  圧力制御装置
３１  圧力チャンバ                ３２  圧縮ばね
３３  チャンバ                    Ｐｃ  閉じ圧力
Ｐｏ  開き圧力                    ＴＤＣ  上死点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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