(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多シリンダ型内燃エンジンの各シリンダに設けられた液圧システムの液圧クリーニング方法において、
前記エンジンは、各シリンダ内に、排気弁と、前記排気弁を開弁するための液圧アクチュエータを備え、
前記液圧システムは、前記液圧アクチュエータ内に配置された圧力チャンバと、前記液圧チャンバに接続された供給チャンネルと、前記排気弁を開弁するために前記圧力チャンバに対して加圧流体を供給する高圧導管に前記供給チャンネルを定期的に接続するための制御弁とを備え、
液圧クリーニング時において、前記供給チャンネルを戻し管路に連結し、かつ、前記液圧アクチュエータの前記圧力チャンバに対して副導管を介して加圧流体を供給することにより、液圧シリンダが組み立てられた状態のままで液圧クリーニングを実行する方法。
【請求項２】
前記液圧クリーニングを、エンジンの一つのシリンダについて、エンジンの他のシリンダが作動している状態で実施する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シリンダと関連した前記液圧システムを少なくとも部分的に分解し再組み立てした後、液圧クリーニング周期を実施する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御弁は、通常の作動では、前記圧力チャンバを前記高圧導管及び前記副導管に連結し、前記副導管は、通常の作動時には、戻し管路に連結される一方、液圧クリーニング期間中には、少なくとも一つの切り換え弁によって加圧流体の流体源に連結される、ことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記制御弁は、前記アクチュエータから所定距離のところに、好ましくは前記アクチュエータよりも下に配置されたディストリビューターブロック上に配置され、
通常の作動では、前記高圧流体は、制御弁から前記アクチュエータの供給チャンネルに主圧力導管を通して供給され、
クリーニング期間中、前記主圧力導管は戻し管路に連結され、前記副導管は、少なくとも一つの切り換え弁によって、加圧液圧流体源に連結される、ことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記制御弁の供給ポートの高圧が所定値以下になった場合、好ましくは圧力制御式弁によって、前記アクチュエータの前記供給チャンネルを前記戻し管路に自動的に連結し、前記圧力制御式弁は、通常の作動では、前記高圧によって非作動位置に保持される、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記圧力制御式弁には、前記主圧力導管を前記戻し導管に連結するその作動位置に向かう方向の力が持続的に作用している、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記排気弁と同じシリンダと関連した燃料ポンプ用の液圧駆動装置用の供給チャンネルは、前記圧力制御式弁がその作動位置に移動している場合に、前記圧力制御式弁によって戻し管路に連結されており、好ましくは、これと同時に、クリーニングチャンネルが液圧駆動装置に連結される、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
多シリンダ型内燃エンジンの各シリンダに設けられた液圧システムにおいて、
前記エンジンは、各シリンダ内に、液圧アクチュエータを備えた排気弁を備え、
前記液圧システムは、前記液圧アクチュエータ内に備えられた圧力チャンバを備え、かつ供給チャンネルに連通し、
前記供給チャンネルは、前記排気弁を作動するための制御弁によって、液圧流体の作用で高圧導管に定期的に連結され、
前記液圧システムは、圧力制御式弁を備え、
前記圧力制御式弁は、前記液圧アクチュエータの前記供給チャンネルを前記制御弁に連結する非作動位置と、液圧クリーニングのための作動位置とを少なくとも有し、
前記作動位置において、前記圧力制御式弁は、前記供給チャンネルを戻し管路に連結し、
前記液圧システムは、液圧クリーニング期間中に前記圧力チャンバに加圧流体を供給するための副導管を備えた液圧システム。
【請求項１０】
前記副導管を加圧流体の流体源に接続し得る切り換え弁を備え、前記切り換え弁は、前記圧力制御式弁がその非作動位置にあるとき、前記副導管を戻し管路に連結する、ことを特徴とする請求項９に記載の液圧システム。
【請求項１１】
前記副導管は、前記副導管が前記液圧流体源によって加圧されているとき、前記圧力チャンバに流入するように開放した逆止弁を介して、前記アクチュエータの前記圧力チャンバに連結されている、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の液圧システム。
【請求項１２】
前記逆止弁は副逆止弁と関連しており、この副逆止弁は、前記圧力チャンバ内の流体圧力が副逆止弁の閉鎖圧力よりも小さい場合にのみ、前記圧力チャンバから前記副導管に流体が流出できるようにする、ことを特徴とする請求項１１に記載の液圧システム。
【請求項１３】
前記圧力制御式弁は、作用位置と非作用位置との間で長さ方向に移動自在の弁スライダーを有し、この弁スライダーは、制御弁の供給側の高圧ポートの圧力によって前記非作用位置に向かって押圧され、ばね力によって作用位置に向かって押圧される、ことを特徴とする請求項９乃至１２のうちのいずれか一項に記載の液圧システム。
【請求項１４】
前記圧力制御式弁に作用する前記ばね力は、空気圧によって発生される、ことを特徴とする請求項１３に記載の液圧システム。
【請求項１５】
前記弁スライダーの長さ方向に移動自在のピストンを持つガスばねが前記弁スライダーの一端と向き合って取り付けられており、前記ピストンは、シリンダボア内の主ピストン内で長さ方向に移動自在であり、前記シリンダボアは、主ピストン用のガスばねのシリンダよりもかなり小径であり、前記主ピストンは前記ガスばねの前記シリンダ内で移動自在であり、前記弁スライダーから遠ざかる方向に向いたピストン面を有し、この面には、空気又はガスで充填された圧力チャンバにより作用が加えられ、前記ガスばねの前記シリンダは、前記弁スライダーに向いた前記主ピストンの側が液体で充填されている、ことを特徴とする請求項１４に記載の液圧システム。
【請求項１６】
前記圧力制御式弁は、前記制御弁の前記供給側の高圧ポートに続くチャンネル内の現在の圧力についての、圧力センサによる信号が供給される電子式制御ユニットからの信号によって電子的に作動され、前記制御ユニットは、前記現在の圧力が所定の限度値以下である場合に前記圧力制御式弁をその作用位置に作動する、ことを特徴とする請求項９乃至１２のうちのいずれか一項に記載の液圧システム。
【請求項１７】
前記圧力制御式弁は前記アクチュエータよりも下に配置されたディストリビューターブロックに配置されており、主圧力導管が前記アクチュエータの前記供給チャンネル及び前記ディストリビューターブロック上、好ましくは前記ディストリビューターブロックの上面上に取り付けられている、ことを特徴とする請求項９乃至１６のうちのいずれか一項に記載の液圧システム。
【請求項１８】
前記圧力制御式弁は、前記取り付けられた主圧力導管の真下の前記ディストリビューターブロックの上面近くに配置されている、ことを特徴とする請求項１７に記載の液圧システム。
【請求項１９】
前記圧力制御式弁の弁部分は、前記ディストリビューターブロックの上面上に取り付けられた液圧駆動装置に合わせて供給チャンネルの真下に配置されており、前記排気弁と同じシリンダと関連した燃料ポンプを駆動する、ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の液圧システム。
【請求項２０】
前記高圧導管と前記制御弁の高圧供給ポートとの間のチャンネル、及び好ましくは前記制御弁のタンクポートから戻し管路までのチャンネルは、前記圧力制御式弁のポートを通過し、この圧力制御式弁は、その作用位置に設定されたとき、前記制御弁の吐出側の制御ポートへの連結部分を遮断すると同時にこれらのチャンネルを遮断する、ことを特徴とする請求項９乃至１９のうちのいずれか一項に記載の液圧システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧アクチュエータを備えた排気弁が各シリンダに設けられた多シリンダ内燃エンジンにおけるシリンダの液圧システムの液圧クリーニング方法に関する。液圧アクチュエータは、排気弁を作動するために高圧液圧流体が供給チャンネルから定期的に供給される圧力チャンバを有する。
【０００２】
【従来の技術】
２ストローク内燃エンジンの排気弁は、圧力チャンバを持つ液圧アクチュエータによって開放できるということは周知である。アクチュエータは、弁を開放するために圧力導管に連結された供給チャンネルから高圧液圧流体を供給することによって作動される。
【０００３】
液圧エレメントは、液圧システム中の汚れ等の不純物に対して敏感であり、一つ又はそれ以上のシリンダの液圧システムの修理や清掃を行うには、エンジンを停止する必要があるということも周知である。こうした停止は、エンジンの信頼性を低下させることとなるため、特に望ましくない。特に船舶用エンジンの場合には、作動上の信頼性が完璧であるか或いは最大可能であることが非常に重要である。これは、船舶の安全性のためであり、たとえどのような作動上の問題点が生じたにせよ、エンジンを作動し続けることが必要なのである。
【０００４】
液圧システムの分解毎に、分解自体が、システムに不純物を新たに導入する原因となるという問題点がある。多くの場合、不純物は、システムを組み立ててから長期間に亘って作動した後にしか、エンジンの作動上の問題点として明らかにならないということもまたエンジンの液圧システムの欠点である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、エンジンの信頼性を、液圧システムの故障による不時の停止に関して大幅に向上し、液圧システムの取り付け及び保守を簡単にすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的に鑑み、本発明による方法は、液圧システムの組み立て中に、供給チャンネルを戻し管路に連結し、加圧液圧流体をアクチュエータの圧力チャンバに副導管から供給することによって、液圧クリーニングを実施することを特徴とする。
【０００７】
アクチュエータの供給チャンネルを戻し管路に連結し、液圧流体を副導管から圧力チャンバに供給することによって液圧システムのフラッシングを行う。フラッシングは、システムの頂部から行われ、これによって、流体によってフラッシングされた不純物の除去を促し、この不純物はシステムを通して下方に、例えばドレンを通って流れ出る。更に、汚れに対して敏感な場所、即ち、アクチュエータでは、作動中に大きな力が加わる部分及び小さな許容差で互いに嵌着した互いに対して移動自在の部品がある部分にきれいな液圧流体を供給する。クリーニングの完了と関連して新たな不純物が導入されることがないように、システムの組み立て中にシステムそれ自体の構成要素でクリーニングを実施するのが非常に有利である。上述のように、従来技術のシステムは元の作動形体に再組み立てされなければならない。この方法でクリーニングを行うと、液圧の作動上の信頼性が大幅に向上する。更に、クリーニングが閉鎖システム内で実施され、クリーニング液圧流体の供給及びドレンをそれ自体で管理するため、クリーニングをはるかに容易に実施できる。
【０００８】
エンジンの一つのシリンダについて、エンジンの他のシリンダが作動している状態で、液圧クリーニングを実施できる。これによって得られる利点は、シリンダの液圧システムで作動上の問題点が発見されたとき、作動上の問題があるシステムを作動から外してクリーニングする際にエンジンを停止させる必要がなく、負荷を僅かに減少させて作動できるということである。クリーニングを実施する上で液圧システムの分解を必要としないため、作動により高温の液圧流体が漏れて、作動により高温のエンジンの部品にかかることによって火災等が起こる危険が小さい。
【０００９】
液圧クリーニング期間は、適当には、シリンダと関連した液圧システムを少なくとも部分的に分解し再組み立てした後に実施するのがよい。これにより、シリンダと関連した液圧システムの一つ又はそれ以上の部品の分解によって作動上の問題点が生じる危険が少なくなるか或いはなくなる。更に、この方法は、液圧システムの部品を従来可能であったよりも迅速に取り付けるのに使用できる。これは、システムの組み立ての完了後で且つ再び通常の作動を開始する前に、問題を引き起こすことなく、不純物をフラッシング除去できるためである。
【００１０】
シリンダの液圧システムは請求項４に記載された内容のように設計できる。制御弁をアクチュエータの上に配置することにより、通常の作動で、高い液圧が持続的に加えられる高圧導管が、主高圧導管からの枝部を通して上方にアクチュエータの直ぐ近くまで延ばされるという利点が得られる。主高圧導管は、空気がシステムに侵入する危険も制御弁とアクチュエータとの間の流路で発生する圧力変動を乱す危険もないようにポンプステーションからの高圧の液圧流体をエンジンの全てのシリンダに供給する。圧力変動は、制御弁がアクチュエータから例えば０．５ｍ乃至２ｍ又はそれ以上の大きな距離のところにあり、比較的長い流路内の流体が圧縮されており且つ圧力解放されている特定の場合に弁を作動させると発生する。
【００１１】
高圧を枝管によってアクチュエータまで上方に延ばし、アクチュエータで消費された流体を副導管を通して排出することによって、大量の液圧流体がアクチュエータを通って確実に流れるようにする。これによって、排気弁が、アクチュエータシリンダの一つ又はそれ以上のアクチュエータピストン部品によってその端位置近くで減速（減衰する）する際にアクチュエータ内で発生する熱を効率的に除去することができる。
【００１２】
排気弁を閉鎖するために高圧を遮断しようとする場合には、アクチュエータを副導管に連結することにより、アクチュエータで消費された液圧流体を現存の副導管を通して戻し管路に戻す。この導管は、アクチュエータのハウジングからの排出管としても使用でき、その場合には、有利には、副導管に対して開放した逆止弁をハウジングからの排出出口に設け、アクチュエータ内の高圧を排出除去する制御弁によって生ぜしめられる圧力パルスが排出出口に侵入しないようにするのがよい。液圧クリーニングを完了しようとするとき、高圧導管からの枝管を戻し管路に連結し、アクチュエータの圧力チャンバから液圧流体を排出し、切り換え弁を付勢し、副導管を加圧液圧流体源に連結する。これは、液圧流体を２バール乃至２５バールの圧力でアクチュエータに送出できる。
【００１３】
液圧流体がアクチュエータ内にアクチュエータを通って後方に流れるとき、流体は圧力チャンバ内で強力な渦をなし、供給された流体は枝管を通って下方にフラッシングを行い、戻し管路を通って流出する。戻し管路は、大気圧にある排出管に連結されている。アクチュエータ内及びドレンまでの流路内の流体の強力な移動によって、シリンダの液圧システムの非常に効率的なクリーニングが行われる。クリーニングが完了したとき、切り換え弁をその通常の位置に付勢して、枝管を高圧導管に連結し、これにより、シリンダの作動を開始できる。アクチュエータを最初に作動するとき、制御弁が圧力チャンバを副導管に連結すると、１２５バール乃至３２５バールの範囲の高圧流体が全ての空気を同伴して、アクチュエータチャンバから出る。
【００１４】
別の態様では、シリンダの液圧システムを請求項５の記載内容のように設計できる。これには、検査を行うために容易に近付くことができる所定の高さに制御弁を互いに接近して配置できるという利点がある。排気弁の作動に必要なエネルギ消費に関し、高圧を制御弁からアクチュエータまで通すための主圧力導管を使用することがとりわけ有利である。これは、アクチュエータ内で発生した熱を除去するため、排気弁の閉鎖中に低圧の液圧流体を圧力チャンバからドレンするのに十分な時間があるためである。クリーニングを実施するのが所望である場合には、排出管又は適当に低圧の戻し導管に連結された戻し管路に主圧力ドレンを連結する。切り換え弁は副導管を圧力源に連結し、これによりクリーニングが上文中に説明したように実施される。
【００１５】
上述の二つの変形例の方法は、両方とも、請求項６に記載されているように有利に使用できる。制御弁から高圧が取り除かれるときに液圧流体の圧力をこのようにアクチュエータから除去することによって、シリンダの液圧システム内への不純物の侵入に対する信頼性のある保護が極めて高くなる。例えば、エンジンが停止しているとき、又は液圧システムの部品のオーバーホール又は分解を行うために単一のシリンダに作用する高圧が遮断されている場合に、戻し管路が戻し導管でなくドレンに連結されている場合にアクチュエータ内の流体が空になることを伴う圧力自動ドレン除去を実施する。エンジンのオペレータがアクチュエータを空にすることを忘れることも、誤った操作を行うこともないため、誤った操作が行われないようにすることを自動的に行う。これにより、液圧システムの操作が極めて簡単なものとなり、フェイルセーフになる。
【００１６】
自動作動は、好ましくは、作動位置に向かう方向の力が持続的に作用する圧力制御式弁によって行うことができる。圧力制御式弁は、作動位置では、主圧力導管を戻し管路に連結する。圧力制御式弁に他の設定力の作用が加わっていない場合には、圧力制御式弁は力によって作動位置に移動される。この位置では、アクチュエータチャンバ内に不純物が侵入することはなく、シリンダの液圧システムは、液圧流体による流れクリーニングを行う準備ができる。
【００１７】
エンジンは、有利には、液圧によってシリンダへの燃料の送出が行われるように形成できる。従って、好ましくは、排気弁と同じシリンダと関連した燃料ポンプ用液圧駆動装置用の供給チャンネルを、圧力制御式弁によって戻し管路に連結する。これは、圧力制御式弁がその作動位置に移動されているときに行われる。これと同時に、シリンダに設けられた消費場所への高圧を遮断し、シリンダの液圧システムを完全作動状態にするか或いは完全に遮断する。更に、圧力制御式弁は、これと同時にクリーニングチャンネルを液圧駆動装置に連結し、切り換え弁の作動時にクリーニング液圧流体を逆洗手順でクリーニングチャンネルから駆動装置の圧力チャンバ内に供給でき、供給チャンバを通して出すことができる。
【００１８】
本発明は、更に多シリンダ内燃エンジンのシリンダの液圧システムに関する。各シリンダには、供給チャンネルと連通した圧力チャンバを持つ液圧アクチュエータを備えた排気弁が設けられている。供給チャンネルは、排気弁を作動するための制御弁によって、液圧流体の作用で高圧導管に定期的に連結される。上文中に言及した利点を得るため、本発明による液圧システムは、圧力制御式弁が、少なくとも、制御弁からの吐出ポートをアクチュエータの供給チャンネルに連結する非作動位置と、供給チャンネルを戻し管路に連結する作動位置とを有することを特徴とする。
【００１９】
アクチュエータの供給チャンネル、及びかくして圧力チャンバを戻し管路に連結するように圧力制御式弁を使用することによって、高圧流体用供給システムと関連したアクチュエータが、高圧導管内の流体圧力が失われることによって損傷することがないように保護される。これは、このような圧力の損失により、吐出ポートが供給チャンネルから自動的に遮断されるためである。
【００２０】
好ましくは、切り換え弁を持つ副導管がアクチュエータを加圧液圧流体源に連結できる。切り換え弁は、圧力制御式弁がその非作動位置にあるときに副導管を戻し管路に連結する。非作動位置では、シリンダを通常の作動モードで作動できる。液圧流体源は、例えば、エンジンの多数の液圧ポンプでよい。これらのポンプは、通常の作動では、高圧導管に供給するが、エンジンの停止時には、アクチュエータに流入するときに例えば５バール乃至２０バールの適当な流体圧力を提供する所定の流量を送出するため、電動モータによって駆動される。圧力は、アクチュエータの入口までの流れ抵抗に応じて変化する。副導管を戻し管路に連結することによって、漏れた液圧流体を排出するか、或いは使用済液圧流体を圧力チャンバから副導管を通して戻し、このための別のドレン導管を設ける必要がない。
【００２１】
特に有利な実施例では、制御弁が主圧力導管を通してアクチュエータに連結されている場合、副導管がアクチュエータの圧力チャンバに逆止弁を介して連結されている。逆止弁は、副導管が液圧流体源によって加圧されている場合、圧力チャンバに流入するように開放している。逆止弁は、アクチュエータが排気弁を開放している場合に圧力チャンバ内の高圧流体が副導管を通って出ることを阻止するが、副導管が液圧流体源からの流体によって加圧されている場合にクリーニング液圧流体の流入流を許容する。
【００２２】
この実施例の好ましい別の発展形では、逆止弁は、副逆止弁と関連している。副逆止弁は、圧力チャンバ内の流体圧力が副逆止弁の閉鎖圧力よりも小さい場合に、圧力チャンバから副導管への流体流出流だけを許容する。副逆止弁は、排気弁が閉鎖しており、圧力チャンバ内の流体圧力が低い場合に開放する。この弁位置では、チャンバ内の液圧流体の幾分かが副逆止弁を通って流出し、副導管を通って排出され、これによって、流体に溜まった熱がアクチュエータから排出される。副逆止弁の流出領域は、排気弁の作動によって発生した熱が、排気弁の２回の作動間に副逆止弁を通って流出する流体によって取り除かれるように、現在のアクチュエータに適合させることができる。
【００２３】
圧力制御式弁は、アクチュエータのところに配置されていようと、アクチュエータから所定距離のところに、例えばシリンダのカバーの下に配置されたディストリビューターブロックに配置されていようと、好ましくは、作動位置と非作動位置との間で長さ方向に移動自在の弁スライダーを有する。この弁スライダーは、制御弁の供給側の高圧ポートでの圧力によって非作動位置に向かって作用が加えられており且つばね力によって作動位置に向かって作用が加えられている。このような長さ方向に移動自在の弁スライダーは、非常に信頼性が高く、正確に機能する。供給ポートの高圧を制御弁に加えると、弁スライダーがばね力に抗して非作動位置に移動する。ばね力は、高圧による保持力がばね力よりも小さくなった場合に弁スライダーを作動位置に確実に移動する。ばね力は、弁スライダーの移動時に変化するが、高圧が不足した場合に大きな安全代（しろ）で弁スライダーを移動できるように、弁スライダーの非作動位置では適当に高くなければならない。この安全代のため、長期間に亘って不作動状態にあり、関連した弁ハウジングのボアにくっついている場合でも、弁スライダーが確実に移動する。
【００２４】
圧力制御式弁に作用するばね力は、空気圧によって、例えば加圧空気を弁スライダーの一方の端面に作用させることによって発生できる。加圧空気は、例えば、排気弁の空気圧ばねから取り出すことができる。これは、特に、圧力制御式弁がアクチュエータ上に又はアクチュエータの近くに設けられている場合に有利である。
【００２５】
請求項１５に記載のように形成されたガスばねによってばね力を発生することもできる。ガスばねは、コンパクトな設計を有し、従って、所望の適用場所に容易に組み込むことができ、そのピストンは、ガスばねのハウジングの長さに関して長い距離に亘って移動できる。これは、ピストンが主ピストンに移動自在に挿入されているためである。主ピストン自体は、これらのピストンがハウジングの内外に入れ子式に移動するようにハウジング内で移動自在である。ピストンのストロークが大きいため、ガスばねは、長さ方向に移動自在の弁スライダーを持つ圧力制御式弁に対する適用性が極めて高い。これは、圧力制御式弁のポート領域が大きいためである。このスライダーは、作動位置と非作動位置との間に長いストロークを有する。これと同時に、主ピストンの後側に加圧ガスを適用することにより、ピストンが大きな外方へのストロークを実施するにも拘わらずばね力が維持されるという利点が得られる。主ピストンは、ガスばねのシリンダの内側でガスを流体と離した状態に維持する。圧力が主ピストンの両側でほぼ同じであるため、シールや主ピストンとシリンダとの間の適当な長さのシール面等の簡単な手段で分離状態を維持できる。ガスばねの空気圧がばね力を決定し、これを数年といった長期間に亘って一定に維持できる。これは、前側に流体が入った主ピストンにより、ガス端が閉鎖されたシールからガスが流出することが阻止されるためである。
【００２６】
圧力制御式弁の圧力制御は、必ずしも純粋に機械式で行われず、請求項１６に言及したように形成できる。電子式制御ユニットを一つのシリンダと、又は幾つかのシリンダと関連させることができる。各シリンダは圧力センサを有する。更に、少なくとも一つの主制御ユニットに連結できる。
【００２７】
好ましい実施例では、アクチュエータよりも下に配置されたディストリビューターブロックに圧力制御式弁を配置し、主アクチュエータ導管をアクチュエータの供給チャンネル上、及びディストリビューターブロック上、好ましくはディストリビューターブロックの上面上に取り付ける。非常に正確に機能する制御弁への連結の遮断を行うのが有利である。これは、エンジンのオペレータによって分解されない内部チャンネルと一体のユニットとして形成されているためである。例えば制御弁の供給側に設けられた主遮断弁によって制御弁への高圧を遮断すると、制御弁の吐出側に設けられたディストリビューターブロックの圧力制御式弁が、制御弁へのアクセスを自動的に完全に遮断する。その結果、不純物に対して完全に保護される。この設計は、完全にフェイルセーフであり、及びかくしてオペレータが過ちを冒すことがなく、シリンダのエンジンシリンダに大きな作動上の信頼性を与える。
【００２８】
有利なこの他の発展形では、圧力制御式弁を、ディストリビューターブロックの上面の近くに、取り付けられた主圧力導管の真下に配置する。不純物は下方に移動する傾向を持つため、この位置は、ディストリビューターブロックの内部チャンネルに最良可能な保護を提供する。
【００２９】
一実施例を請求項２０に記載したように設計する。かくして、制御弁は、圧力制御式弁を作動位置に切り換えるだけで、非作動保護モードに対して完全に隔離される。
【００３０】
本発明の好ましい実施例の一例を添付図面を参照して以下に更に詳細に説明する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１はユニフロー掃気型のシリンダ１を示す。排気弁２はシリンダ頂部のシリンダカバー３の中央に取り付けられている。液圧駆動式アクチュエータ４はアクチュエータピストンを有し、このアクチュエータピストンは、その上方にある圧力チャンバ５に高圧液圧流体が供給されたとき、アクチュエータシリンダ内で下方に移動できる。チャンバ内の流体圧力が排出されるとき、液圧駆動装置、機械式のばね又は周知の種類の空気圧式のばね６により排気弁を再び閉鎖できる。
【００３２】
主圧力導管７を通して液圧流体がアクチュエータに送出される。この主圧力導管は、アクチュエータの供給チャンネル８を、コンソール１０によって支持されたディストリビューターブロック９の上面にある制御ポートに連結する。コンソールは、ポンプステーション（図示せず）から、例えば１２５バール乃至３２５バール程度の圧力で液圧流体が供給される、液圧流体用高圧導管１１に連結されている。圧力は一定であるのがよいが、好ましくは、エンジンの負荷に従って調節できる。ポンプステーションには、貯蔵タンクから液圧流体を供給できる。この液圧流体は、例えば、標準的な液圧オイルであるのがよいが、好ましくは、エンジンの潤滑オイルが液圧流体として使用され、システムにエンジンの油だめから供給される。
【００３３】
内燃エンジンは、中速４ストロークエンジンであるのがよいが、代表的には、船舶の推進用エンジン又は発電所の定置駆動ユニット等の低速２ストローククロスヘッドエンジンである。エンジンは様々な大きさで設計でき、シリンダ当りの出力が４００kw乃至５５００kwであり、全負荷時の回転速度が５０rpm 乃至６００rpm の間であり、代表的には２００rpm である。クロスヘッドエンジンは、従来のカムシャフトを備えていない。
【００３４】
エンジンの各シリンダは、電子式制御ユニット１２に接続されている。電子式制御ユニットは、同期信号及び制御信号を全て入力し、電子制御信号を、例えばアクチュエータ４を作動するための制御弁１３にワイヤ１４を通して送り、液圧駆動式燃料ポンプ１６を作動するための制御弁１５にワイヤ１７を通して送る（図２参照）。燃料ポンプの駆動装置は、ディストリビューターブロック９の上面１９に直接取り付けられた駆動シリンダ１８内に駆動ピストンを有する。ポンプの吐出部から、圧力配管２０で燃料を上方に燃料噴射装置２１まで送出する。
【００３５】
アクチュエータ４は、アクチュエータの頂部に設けられた逆止弁２３を介して副導管２２に連結されている。空気圧ばねハウジングの底部から延びるドレン導管２４は逆止弁（図示せず）を通して副導管に連結されている。
【００３６】
シリンダ１の液圧システムの関連した部品を図２を参照して以下に詳細に説明する。高圧導管から分枝した、多数の流体アキュムレータ２６を備えたチャンネル２５が、加圧液圧流体を制御弁１３の供給側の高圧ポートに通す。制御弁の吐出側に設けられた制御ポートは、ブロックの上面１９に取り付けられた主圧力導管にチャンネル２７を介して連結されている。制御弁は、使用済液圧流体用戻し管路２９にチャンネル２８を介して連結されたタンクポートを更に有する。管路２９は、例えば数バールの比較的低い超過圧力の戻し導管３０に連結されていてもよいし、大気圧にある排出管３１に連結されていてもよいし、図示のように、排出管３１が連結された開放容器３３内に配置された上方に開放した容器３２で下方に終端していてもよい。容器３２は、使用済液圧流体で充填されており、これによって、比較的低い一定の超過圧力を戻し管路内に発生する。容器３２を溢れた液圧流体は容器３３によって収集され、排出管３１に流出する。排出管は、液圧流体がエンジンの潤滑オイルサンプに戻されるようにコンソール１０からエンジンのフレームボックスに設けられた連結部分まで垂直方向下方に延びる配管であるのがよい。
【００３７】
排気弁を開放しようとする場合には、制御ユニット１２からの制御信号は、高圧流体が主圧力導管７に自由に入るように高圧ポートを制御ポートに連結する位置に制御弁１３を付勢する。排気弁を閉鎖しようとする場合には、戻し管路に連結されたタンクポートが制御ポートに連結され、導管内の高圧がドレンされる位置に制御弁を付勢する。
【００３８】
制御弁１３は、３つのポートと二つの位置を持つ単一の電動弁等の任意の従来型の弁であるのがよい。油圧作動式主弁用の電動弁のように、制御弁を幾つかの弁から形成してもよい。
【００３９】
通常の作動では、主遮断弁３４は図示の開放位置にある。この位置では、主高圧導管１１は、シリンダの液圧システムの高圧導管２５に連結されている。オーバーホール、交換、又は修理を行うため、シリンダの液圧システムの部品を分解するのが所望である場合には、弁３４を手動で又は電動で他方の位置に切り換え、かくして、導管２５を排出管３１に連結する。
【００４０】
ポンプ駆動装置用制御弁１５は電動式であり、三つのポート及び少なくとも二つの位置を有する。導管２５と連通した高圧ポートを制御ポートに連結できる。制御ポートは、チャンネル３５を通して、ポンプ駆動装置の圧力チャンバと連通した開口部でディストリビューターブロックの上面１９に開放している。弁は、その全てのポートを遮断する中間位置を有する。一方の端位置では、弁の制御ポートが戻し管路に連結される。戻し管路は、図示の例では、戻し導管３０に連結されたチャンネルである。別の態様では、制御弁１５からの戻し管路を戻し管路２９に連結してもよいし、排出管３１に直接連結してもよい。制御弁１５は、例えば、本出願人のＷＯ９４／２９５７８に記載されている種類の弁であるのがよい。
【００４１】
圧力制御式弁３７を図３に更に詳細に示す。この弁は、図２に示す非作動位置及び図３に示す作動位置を有する。弁３７は、長さ方向に移動自在のダブル弁スライダー３８、３８' を有する。弁スライダー３８は、制御弁１３からのチャンネル２７を制御し、弁スライダー３８' は、制御弁１５からのチャンネル３５を制御する。二つの弁スライダーは、一体に形成されていてもよい。
【００４２】
ディストリビューターブロックの上部分では、第１短チャンネル部分３９が弁の第１ポート４０を主圧力導管７への連結部分４１に連結し、第２短チャンネル部分４２が弁の第２ポート４３を副導管２２への連結部分４４に連結し、短供給チャンネル４５が弁の第３ポート４６をポンプ駆動装置の圧力チャンバに連結し、短クリーニングチャンネル４７が弁の第４ポート４８をポンプ駆動装置の圧力チャンバに連結する。弁に設けられたこれらの四つのポートは、通常の作動時及び流れクリーニング時に、シリンダの液圧駆動式エレメントのエネルギ消費場所についての全ての作動連結部を構成する。シリンダの液圧システムを、シリンダ潤滑装置等の更に多くの液圧駆動式ユニットを持つように設計するのが所望である場合には、スライダー３８、３８' と同じ種類の別の弁スライダーを圧力制御式弁３７に設けることができる。
【００４３】
関連したポートとともに破線で示すチャンネルは、図３に示す断面に配置されているのではないが、図示を容易にするため、図３に示す断面に配置されているように示してあるということに言及しなければならない。ディストリビューターブロックに面する液圧作動式弁の側部では、第５ポート４９がチャンネル２７に連結されており、第６ポート５０がチャンネル３５に連結されており、第７ポート５１がチャンネル２８に連結されており、第８ポート５２が第１フラッシングチャンネル５３に連結されており、第９ポート５４が第２フラッシングチャンネル５５に連結されており、第１０ポート５６が戻し管路２９へのチャンネル５７に連結されている。
【００４４】
圧力制御式弁３７がその非作動位置にあるとき、弁スライダー３８は、第１ポート４０を第５ポート４９に連結して排気弁のアクチュエータの制御弁の制御ポートからのチャンネル２７を主圧力導管に連結し、第２ポート４３を第７ポート５１に連結して第２導管を戻し管路２９と連通する。
【００４５】
これと同時に、弁スライダー３８' は、第６ポート５０を第３ポート４６に連結し、ポンプ駆動装置の制御弁に設けられた制御ポートからのチャンネル３５をポンプ駆動装置の圧力チャンバに連結し、この弁スライダーの他のポートを遮断する。
【００４６】
圧力制御式弁がその作動位置にあるとき、弁スライダー３８は、第１ポート４０を第７ポート５１に連結して主圧力導管を戻し管路２９に連結し、第２ポート４３を第８ポート５２に連結して副導管２２を第１フラッシング導管５３と連通する。
【００４７】
これと同時に、弁スライダー３８' は、第３ポート４６を第１０ポート５６に連結してポンプ駆動装置の圧力チャンバからのチャンネル４５を戻し管路２９に連結し、第４ポート４８を第９ポート５４に連結して第２フラッシングチャンネル５５をクリーニングチャンネル４７を介してポンプ駆動装置の圧力チャンバと連通する。
【００４８】
液圧流体を制御弁３７の高圧ポートに供給し、非作動位置に向かう軸線方向に差し向けられた力を弁スライダー３８に作用する導管２５に制御手段５８が、チャンネル５９を介して、永久的に連結されている。この力の大きさは、高圧ポートの現在の圧力に従って変化する。ガスばね６０は、作動位置に向かって反対方向に差し向けられた力によって、弁スライダーに作用を加える。何等かの理由により、制御弁の高圧ポートの圧力が所定値以下になった場合には、ガスばねが弁スライダー３８を作動位置に押す。
【００４９】
圧力制御式弁がその作動位置をとった場合には、ディストリビューターブロックに連結されたシリンダの液圧システムの部分システムの一つ又はそれ以上のクリーニング期間を実施できる。シリンダの通常の作動では、切り換え弁６１は図２に示す位置にある。この位置では、弁６１は第１及び第２のフラッシングチャンネルを遮断し、高圧導管に連結された導管２５の部分２５' と制御弁１３及び１５に連結された導管２５の部分２５''とを相互連結する。
【００５０】
切り換え弁６１は、加圧液圧流体が弁スライダー３８を介して副導管２２に流入し、この副導管が例えば１５バールまで加圧されるように部分２５' を介して導管１１を第１フラッシングチャンネル５３に連結する別の位置に設定できる。シリンダの通常の作動では、逆止弁２３により、主圧力導管を通して供給された圧力チャンバ内の高圧が副導管に漏出することを阻止する。副導管が切り換え弁によって加圧されると、逆止弁２３が開放し、液圧流体が、排気弁用の液圧部分シリンダを通り、主圧力導管を通って後方に流れ、戻し管路を通って遠ざけられ、これによって流れクリーニングを実施する。
【００５１】
切り換え弁６１は、第３位置に設定することもできる。第３位置では、導管１１は、部分２５' を介して第２フラッシングチャンネル５５に連結され、そのため、加圧液圧流体は弁スライダー３８' を介して上方に流れ、クリーニングチャンネル４７を通り、ポンプ駆動装置の圧力チャンバに流入する。圧力チャンバでは、流体が渦を巻き、チャンネル４５を通って戻しラインに流出する。この際、不純物が流れに同伴され、不純物を除去する。
【００５２】
切り換え弁６１及び主遮断弁３４を幾つかの位置を持つ単一の弁に組み込むことができる。これらの位置のうちの第１位置は、シリンダの通常の作動を可能にし、第２位置は、通常の高圧供給を遮断し、圧力制御式弁によって制御弁への連結を遮断し、第３位置は、排気弁用の液圧部分システムの流れクリーニングを行い、第４位置は、ポンプ駆動装置用の液圧部分システムの流れクリーニングを行う。シリンダの液圧システム用のこのような主制御弁は、オペレータにとって非常に扱い易いものである。
【００５３】
ガスばねの設計の一例を図４に示す。ガスばねは、ピストン６２によって弁スライダー３８' 又は３８に作用を及ぼす。ピストンの端部は、弁スライダーの端部に当接する。ピストン６２は、弁スライダーの長さ方向に移動自在である。ガスばねは、弁スライダーの一端と向き合ってディストリビューターブロック９に取り付けられており、ピストンが弁スライダー用のボア６３内に突出している。ガスばねは、主ピストン６６を長さ方向に移動自在に収容した内部シリンダ６５を持つハウジング６４を有する。主ピストンの各端には、内部シリンダの内面によって案内される突出カラー６７、６８が設けられている。更に、主ピストンは、弁スライダー３８に面した端部が開放したシリンダボア６９を有する。ピストン６２は、ガスばねのシリンダ６５よりもかなり小径のシリンダボア６９内で長さ方向に移動自在である。主ピストンは、空気又はガスで充填したチャンバ７０を有する。このチャンバは、ねじ山を備えた穴７１に取り付けられた入口ソケット（図示せず）を通して充填を行うことができる。液体で充填されたチャンバ７２は、主ピストンの他端及びカバー７３によって画成される。カバーには、ピストン６２が圧力密封をなして通過する中央ボアが設けられている。液体で充填したチャンバは、ねじ山を備えた穴７４に密封をなしてねじ込んだソケット（図示せず）を通して充填できる。ピストン６２は、シリンダボアの内側に配置された突出カラーを有する。このカラーはピストンを構成し、主ピストンとともに副チャンバ７５を画成する。スライダーの反対端に作用する高圧が所定値以下に低下したために主ピストンが弁スライダーに向かって移動すると、チャンバ７２内の流体がチャンバ７５に押し込まれると同時に、ピストン６２が主ピストンよりもかなり大きく移動する。
【００５４】
図５は、アクチュエータの弁ハウジング７６に取り付けられた逆止弁を示す。この逆止弁は、弁ハウジングに関して内方に移動できる弁体７７を有する。この弁体には、弁ハウジングに設けられた内方に面する弁座に当接するように圧縮ばね７８によって外方に負荷が予め加えてある。副導管２２を加圧すると、弁体が移動して弁座から離れ、弁が開放し、クリーニング液圧流体が圧力チャンバ５に流入する。
【００５５】
弁体の中央貫通ボアには副逆止弁が取り付けられている。この逆止弁は、圧力制御式であり、スライダー７９を有する。このスライダーは、中央ボア内で長さ方向に移動自在であり、カラー８１が弁体７７の定置ハウジングの外方に面する端部と当接するまで内方に移動するように圧縮ばね８０の作用を受ける。スライダーの一端は、平らなストップ８３と向き合って配置されている。スライダーは、副逆止弁の開放時に流体がスライダーを通って導管２２に流出するように圧力チャンバ５を副導管２２と連通させる中央貫通ボア８４を有する。スライダーのボアの直径は、排気弁２の二つの作動間で副逆止弁が開放している場合に流出する液圧流体の量を決定する。排気弁の作動の開始時に圧力チャンバ内の圧力が上昇したとき、圧力チャンバ内で上昇した圧力がスライダー７９に外向きの増大する力を及ぼし、これによってスライダーを外方に移動し、ばね８０からの開放力に打ち勝ち、これは、カラー８１の端面がストップ８３と当接するまで続く。これによって、ボア８４と副導管との間の流れ連通が遮断される。圧力チャンバ５内の圧力が解放されたとき、ばね８０がスライダーを図示の開放位置まで押し戻す。
【図面の簡単な説明】
【図１】液圧シリンダユニットが関連したエンジンシリンダの上部分の側面図である。
【図２】シリンダの液圧システムの簡略化したダイヤグラムである。
【図３】圧力制御式弁の長さ方向断面図である。
【図４】ガスばねの長さ方向拡大断面図である。
【図５】主逆止弁及び副逆止弁の長さ方向断面図である。
【符号の説明】
１  シリンダ
２  排気弁
３  シリンダカバー
４  液圧駆動式アクチュエータ
５  圧力チャンバ
６  ばね
７  主圧力導管
８  供給チャンネル
９  ディストリビューターブロック
１０  コンソール
１１  液圧流体用高圧導管
１２  電子式制御ユニット
１３  制御弁
１４  ワイヤ
１５  制御弁
１６  液圧駆動式燃料ポンプ
１７  ワイヤ
１８  駆動シリンダ
１９  上面
２０  圧力配管
２１  燃料噴射装置
２２  副導管
２３  逆止弁
２４  ドレン導管
２５  チャンネル
２６  流体アキュムレータ
２７、２８  チャンネル
２９  使用済液圧流体用戻し管路
３０  戻し導管
３１  ドレン
３２  容積
３３  開放容器
【図１】
0003831521.tif 000002
【図２】
0003831521.tif 000003
【図３】
0003831521.tif 000004
【図４】
0003831521.tif 000005
【図５】
0003831521.tif 000006