JP4820254B2 - Cylinder lubrication system for reciprocating piston combustion engine and method of lubrication using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、請求項1の前提部分に記載の、往復動ピストン燃焼機関用のシリンダ潤滑システム、及びこの種の潤滑システムを備えた往復動ピストン燃焼機関に関する。また、本発明は、本発明によるシリンダ潤滑システムを用いて、ピストン走行面を潤滑する方法にも関する。
The invention relates to a cylinder lubrication system for a reciprocating piston combustion engine according to the premise of
往復動ピストン燃焼機関のシリンダを潤滑するための装置が、スイス国特許第673506号(=P.6140)から周知である。この文献にはポンプが開示されており、このポンプを用いて、シリンダ油とも呼ばれる潤滑油を、シリンダ内に断続的に注入することができる。欧州特許第1350929号(=P.7190)は、特別に設計された潤滑油ノズルを備えた更なる発展例を記載している。このノズルを使用すると、潤滑油を、霧化せずに、ピストン表面上の広い領域にわたって扇状に散布することができる。 A device for lubricating the cylinders of a reciprocating piston combustion engine is known from Swiss Patent No. 673506 (= P. 6140). This document discloses a pump, and using this pump, lubricating oil called cylinder oil can be intermittently injected into the cylinder. EP 1350929 (= P. 7190) describes a further development with a specially designed lubricating oil nozzle. When this nozzle is used, lubricating oil can be sprayed over a wide area on the piston surface without atomization.
本発明の目的は、費用に関して、並びにシステムの組立て及び不良部品の交換に関して改善された、更なるシリンダ潤滑システムを製造することである。この目的は、請求項1に記載の潤滑システムによって達成される。
The object of the present invention is to produce a further cylinder lubrication system which is improved in terms of cost and in terms of system assembly and defective part replacement. This object is achieved by a lubrication system according to
往復動ピストン燃焼機関内の複数のシリンダ用のシリンダ潤滑システムは、複数の潤滑油ノズルをそれぞれ用いて、シリンダ内のピストン走行面上に潤滑油を付加する働きをする。潤滑油を断続的にポンプ供給するポンプを用いて潤滑油が計量され、潤滑油ノズルにパルス状に供給される。潤滑油ポンプの駆動部品が、油を搬送する管に取り付けられている。潤滑油ポンプを備えた潤滑油モジュールが、各シリンダに付随している。この潤滑油ポンプは、機械的に安定したベース本体を形成し、それによって、多様な諸要素の一体化が確立されている。これらの要素は、a)ローカル制御ユニット、b)潤滑油ポンプと潤滑油ノズルとの間に配置され、潤滑油の断続的な供給を監視する圧力センサ、c)油用の制御可能な弁、及び、d)例えばアキュムレータなどの、更に他の任意選択による要素である。油搬送管用の2つの連結点が、ベース本体内に設けられている。T形分岐を備えた油用流路が、ベース本体に組み込まれている。この流路は、連結点に連結し、その分岐は、弁の制御下で閉じることができる潤滑油ポンプの駆動部品への連結を確立する。 A cylinder lubrication system for a plurality of cylinders in a reciprocating piston combustion engine serves to add lubricant to the piston travel surface in the cylinder using a plurality of lubricant nozzles, respectively. Lubricating oil is measured using a pump that intermittently pumps the lubricating oil, and is supplied in pulses to the lubricating oil nozzle. The drive component of the lubricating oil pump is attached to a pipe that carries the oil. A lubricant module with a lubricant pump is associated with each cylinder. This lubricating oil pump forms a mechanically stable base body, thereby establishing the integration of various elements. These elements are a) a local control unit, b) a pressure sensor arranged between the lubricating oil pump and the lubricating oil nozzle and monitoring the intermittent supply of lubricating oil, c) a controllable valve for oil, And d) Still other optional elements such as accumulators. Two connection points for the oil transport pipe are provided in the base body. An oil passage having a T-shaped branch is incorporated in the base body. This flow path connects to a connection point, and its branch establishes a connection to the drive part of the lubricating oil pump that can be closed under valve control.
従属請求項2から6までは、本発明によるシリンダ潤滑システムの有利な実施例に関する。請求項7は、往復動ピストン燃焼機関に関する。請求項8及び9の主題は、本発明によるシリンダ潤滑システムを用いて、ピストン走行面を潤滑する方法である。
The dependent claims 2 to 6 relate to advantageous embodiments of the cylinder lubrication system according to the invention.
本発明を、図面を参照して以下で更に説明する。これらの図面は、部分的に非常に簡略化された図を示す。 The invention will be further described below with reference to the drawings. These drawings partially show highly simplified figures.
このシリンダ潤滑システムは、往復動ピストン燃焼機関、特に、縦方向掃気を備えた2ストローク大型ディーゼル機関内の複数のシリンダ8用の複数の潤滑油ノズル7をそれぞれ用いて、シリンダ8内のピストン走行面80上に潤滑油(又はシリンダ油)を付加する働きをする。図1に断面で示される潤滑油ノズル7は、本明細書の冒頭で挙げた欧州特許第1350929号に記載されている。この潤滑油は、他のタイプのノズル、例えば、油を扇の形ではなく液滴の形で放出するノズルを用いて、ピストン走行面80に付加することもできる。
This cylinder lubrication system uses a plurality of lubricating
この潤滑システムは、潤滑油ノズルの他に、計量ユニットと、制御装置(本明細書では図示せず)とを含む。計量ユニットは、潤滑油を断続的にポンプ供給するポンプであり、このポンプを用いて潤滑油が計量され、潤滑油ノズルにパルス状に送られる。潤滑油ポンプの駆動部品が、サーボ油又はシリンダ油を搬送するパイプに取り付けられている。この油搬送パイプは、単壁又は二重壁とすることができる。以下では、二重壁パイプとサーボ油とを用いた実施例について説明する。しかし、この説明は、油搬送パイプが単壁であり、シリンダ油、言い換えれば潤滑油が、サーボ油の代わりに使用される場合にもやはり大部分があてはまり、すなわち対応して適合される。駆動部品は、変圧器と、ポンプ供給された潤滑油が個々の供給ライン12に一様に分配され、したがって、連結されたシリンダ8の個々の潤滑油ノズルを介して一様に散布されるように用いられる装置とを含む。
In addition to the lubricating oil nozzle, the lubricating system includes a metering unit and a control device (not shown herein). The metering unit is a pump that intermittently pumps the lubricating oil. The lubricating oil is metered using this pump and is sent to the lubricating oil nozzle in pulses. The drive component of the lubricating oil pump is attached to a pipe that carries servo oil or cylinder oil. The oil transport pipe can be a single wall or a double wall. Below, the Example using a double wall pipe and servo oil is described. However, this description is also largely applicable, i.e. correspondingly adapted, when the oil conveying pipe is single-walled and cylinder oil, in other words lubricating oil, is used instead of servo oil. The drive components are such that the transformer and the pumped lubricant are evenly distributed to the
サーボ油は、液圧動作媒体であり、例えば二重壁パイプの中心パイプでは、この油は50バールの圧力で搬送される。この中心パイプは、中心パイプと外被パイプとの間の、空洞の環状空間を用いて、漏れがないか監視することができる。 Servo oil is a hydraulic operating medium, for example in the center pipe of a double wall pipe, this oil is conveyed at a pressure of 50 bar. The center pipe can be monitored for leaks using a hollow annular space between the center pipe and the jacket pipe.
潤滑油は、計量ユニットを用い、それぞれ別々の供給ライン12を通って、潤滑油ノズル7に送り込まれる。潤滑油の供給は、作動圧力で行われ、この圧力は、往復動ピストン燃焼機関の動作と整合している。この供給は、所定のプランに従って行うことができ、又は、様々な動作パラメータ、例えば回転数、負荷、シリンダ温度、シリンダ8内の潤滑油膜の厚さなど、又はその他の動作パラメータに応じて調整することができる。記載の実施例の潤滑油ノズル7は、弁72を有し、この弁は、周知の様式ではばね式弁72である。この構成では、弁72は、供給ライン12中の利用可能な潤滑油の作動圧力下で、自発的に開くように調整することができ、したがって、潤滑油は、供給ライン12から潤滑油ノズルへと非連続的に流れ込み、出口73を通って、ピストン走行面80上に扇状に放出されることになる(又は、異なるタイプのノズルでは、例えば液滴の形で放出される)。弁72はまた、シリンダ側での超過圧力による潤滑油の逆流から保護する逆止め弁としても働く。特に、それ自体が逆止め弁の機能を有しないタイプのノズルでは、逆止め弁は、潤滑油ポンプと供給ライン12との間に配置することもできる。
Lubricating oil is sent to the lubricating
先に挙げた動作パラメータに加えて、例えば、潤滑油の質、及び/又は、燃料若しくは他の動作材料の質が、供給される潤滑油の時間だけでなく量にも影響を及ぼし得る。こうした動作パラメータは、センサ(図示せず)によって読み取られ、データ・ラインを介して、自由にプログラム可能な制御装置に供給することができ、したがって、それに対応して計量装置を制御又は調節することができる。 In addition to the operating parameters listed above, for example, the quality of the lubricating oil and / or the quality of the fuel or other operating material can affect not only the time but also the amount of lubricating oil supplied. These operating parameters are read by a sensor (not shown) and can be supplied via a data line to a freely programmable control device, thus controlling or adjusting the weighing device accordingly. Can do.
本発明による潤滑システムでは、潤滑モジュールには、潤滑油ポンプ(散布装置を含む)が付随している。この構成では、潤滑油ポンプは、機械的に安定したベース本体として使用され、それによって、多様な諸要素の一体化を確立することができる。この様子を、図2及び3を参照して説明する。図2は、分解された潤滑モジュール1’を示し、その構成部品は、一部には先に挙げた要素である。これらの要素は、
a)ローカル制御ユニット3、
b)潤滑油ポンプと潤滑油ノズル7との間に配置され、潤滑油の断続的な供給を監視する圧力センサ4
c)油用の制御可能な弁5、及び
d)例えばアキュムレータなどの、任意選択による、更に他の図示されていない要素である。
In the lubrication system according to the invention, the lubrication module is accompanied by a lubricating oil pump (including a spraying device). In this configuration, the lubricating oil pump is used as a mechanically stable base body, thereby establishing the integration of various elements. This will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a disassembled
a)
b)
c) a
図3は、構成部品又は要素3、4、5を組み立てた後の潤滑モジュール1を示す。この構成では、圧力センサ4は凹部24内に、制御弁5は凹部25内に配置されている(図2参照)。先に挙げた要素3、4、5は、それぞれ異なる機能を有し、したがって、潤滑モジュール1内でそれら要素を一体化し、且つ、サーボ油用のT形分岐を組み込むことによって、それらの機能の組合せがもたらされる。このように諸機能を組み合わせることによって、費用及び空間要件において節減が得られる。また、その組立ても簡易になる。機能不良の場合には、潤滑モジュールが、無傷の(新しい、又は修理された)モジュール1と簡単に交換される。これにより、修理が迅速になり、更に費用が低減されることになる。
FIG. 3 shows the
潤滑油ポンプ(図示せず)が中に収容されているベース本体2は、サーボ油用の2つの連結点6a及び6bを有する。(外被パイプ162を備えた)二重壁パイプ16の中心パイプ161は、ベース本体のパイプ端部60の所で、例えばねじ連結を用いてこれらに連結されている。外被パイプ162の端部にあるフランジ163が、ベース本体2にねじ止めされている。サーボ油用の、T形分岐を備えた流路61及び分岐62が、ベース本体2の内部に組み込まれている。この流路61は、連結点6a及び6bに連結しており、分岐62は、弁5によって制御可能に閉じることができる潤滑油ポンプの駆動部品への連結を確立している。分岐62を備えたこの流路61のため、(「レール」への)外部のサーボ油ラインに、周知の潤滑システムの場合必要となるようなT形片が必要でなくなる。この解決策のため、必要となるフランジ連結の数が4から2まで減少し、これは、大幅な費用節減を意味する。図3の両矢印6は、サーボ油がどちらの方向にも流れることができることを示す。
The
各ローカル制御ユニット3は、より高位の制御システム100のインテリジェント・ノードを成し、これについては、図4を参照して説明する。図4は、本発明による潤滑システムの回路図を示し、この図では、システム全体の一部分だけが示されている。この図には、例えば、4つのシリンダ8のうちの2つが含まれている。2つのブロック70は、シリンダ8の潤滑を表す。
Each
より高位の制御システム100は、少なくとも1つのグローバル制御器10と、電力を賄うための供給ライン102と、少なくとも1つのフィールド・バス101、特に1つのCANバスとを含む。モジュール1のローカル制御ユニット3は、供給ライン102(接続21、22)と、フィールド・バス(接続31、32)とに接続されている。このフィールド・バスは、より高位の制御システム100に接続しており、このバスを介して、ローカル制御ユニット3とグローバル制御器10との間で、データ交換を行うことができる。供給ライン及びフィールド・バスは、バックアップ用として有利には重複して設けられる。同様に、2つのグローバル制御器が設けられる。また、フィールド・バスは、個々の制御ユニット3にも接続しており、それらの間でデータ交換を行うこともできる。また、二重壁管16を備えた「レール」が、図4に描かれている。これらの二重壁管16の個々の区画の環状空間は、ベース本体2内の追加の流路を介した連通空間に連結することができる。
The higher
図3で分かるように、圧力センサ4は、信号伝送リード線43によってローカル制御システム3に接続されている。サーボ油用の制御可能な弁5も同様に、信号伝送リード線35によって、ローカル制御システム3に接続されている。
As can be seen in FIG. 3, the
より高位の制御システム100の制御器10は、自由にプログラムすることができ、したがって、潤滑油ポンプは、先に挙げた動作パラメータに応じて、供給される潤滑油の量及び/又はタイミングを調整できるように、制御又は調節することができる。
The
放出のタイミング、及び生成される圧力インパルスに関する潤滑油の断続的な供給は、圧力センサ4を用いて監視される。より高位の制御システムは、所望の値に対して調節され、この目標値は、事前に定められるか、又は、更に他のパラメータに依存することができる。圧力センサ4を用いて測定されたパラメータは、少なくとも部分的に、データ310として、ローカル制御ユニットを介して、より高位の制御システム100に伝送されて監視されることになり、したがって、適用可能である場合には、必要な改善手段を始動させ、且つ/又は警報装置を起動させることができる。ローカル制御システム3は、より高位の制御器10から、反対方向にデータ103を受け取る。
The timing of the discharge and the intermittent supply of lubricating oil with respect to the generated pressure impulse are monitored using the
1、1’ 潤滑モジュール
2 ベース本体
3 ローカル制御ユニット
4 圧力センサ
5 制御可能な弁
6 サーボ油の流れ
6a、6b 連結点
7 潤滑油ノズル
8 シリンダ
10 グローバル制御器
12 供給ライン
16 二重壁パイプ
21、22 接続
24、25 凹部
31、32 接続
35、43 信号伝送リード線
60 パイプ端部
61 流路
62 T形分岐
70 ブロック
72 ばね式弁
73 出口
80 ピストン走行面
100 より高位の制御システム
101 フィールド・バス
102 供給ライン
103、310 データ
161 中心パイプ
162 外被パイプ
163 フランジ
1, 1 '
Claims (8)
潤滑油ポンプを備えた潤滑モジュール(1)が、各シリンダに付随すること、前記潤滑油ポンプが、多様な諸要素(3、4、5)の一体化がそれによって確立される機械的に安定したベース本体(2)を有すること、これらの要素が、a)ローカル制御ユニット(3)、b)前記潤滑油ポンプと前記潤滑ノズルの間に配置され、前記潤滑油の前記断続的なポンプ供給を監視する圧力センサ(4)、c)前記油用の制御可能な弁(5)、及びd)更にアキュムレータなどの選択的な他の要素であることを特徴とし、油を搬送するパイプ用の2つの連結点(6a、6b)が前記ベース本体(2)に設けられ、前記油用の、T形分岐(62)を備えた流路(61)が、前記ベース本体(2)内に組み込まれ、且つ、この流路が、前記連結点に連結し、前記分岐が、前記弁によって制御可能に閉じることができる前記潤滑油ポンプの前記駆動部品への連結を確立し、
前記圧力センサ(4)が、信号伝送リード線(43)によって、前記ローカル制御システム(3)に接続され、
前記サーボ油用の前記制御可能な弁(5)が、信号伝送リード線(35)によって、前記ローカル制御システム(3)に接続される、
ことを更に特徴とする、シリンダ潤滑システム。 In a cylinder lubrication system in which a plurality of lubricating oil nozzles (7) for a plurality of cylinders (8) of a reciprocating piston combustion engine are respectively used to add lubricating oil in the cylinder onto the piston travel surface (80) , the lubricating oil Using a pump that intermittently pumps the lubricating oil, the lubricating oil can be metered and supplied to the lubricating oil nozzle in pulses, and the driving component of the lubricating oil pump is a pipe that carries the oil, i.e., a servo. A cylinder lubrication system attached to a pipe carrying oil or cylinder oil,
A lubricating module (1) with a lubricating oil pump is attached to each cylinder, and the lubricating oil pump is mechanically stable by which the integration of various elements (3, 4, 5) is established. having the base body (2), these elements, a) a local control unit (3), b) disposed between said and said lubricating oil pump lubrication nozzles, the intermittent pumping of the lubricant a pressure sensor for monitoring the (4), c) controllable valve for the oil (5), and d) further characterized in that the accumulator is optional other elements such as, for pipes for transporting oil Two connection points (6a, 6b) are provided in the base body (2) , and a flow path (61) with a T-shaped branch (62) for the oil is incorporated in the base body (2) . It is, and this flow path, connected to the connecting point The branch is to establish a connection to the drive components of the lubricant pump capable controllably closed by the valve,
The pressure sensor (4) is connected to the local control system (3) by a signal transmission lead (43);
The controllable valve (5) for the servo oil is connected to the local control system (3) by a signal transmission lead (35);
A cylinder lubrication system further characterized by:
前記供給ライン(102)(接続21、22)と、
更には、前記より高位の制御システム(100)であって、該システムを介して前記ローカル制御ユニット(3)と前記グローバル制御器(10)との間で、データ交換を行う前記より高位の制御システム(100)とのデータ交換(103、310)を確立するために、前記フィールド・バス(接続31、32)とも接続され、
前記供給ライン(102)及び前記フィールド・バス(101)が、バックアップ用として重複して設けられることを特徴とする、請求項2に記載の潤滑システム。 The field bus (101) is a CAN bus and the local control unit (3) of the module (1)
The supply line (102) (connections 21, 22) ;
Furthermore, the higher level control system (100), the higher level control for exchanging data between the local control unit (3) and the global controller (10) via the system. In order to establish a data exchange (103, 310 ) with the system (100), it is also connected to the field bus (connections 31, 32) ,
Lubrication system according to claim 2, characterized in that the supply line (102) and the field bus (101) are provided redundantly for backup purposes .
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