JPS6045710A - ディ−ゼルエンジン注油装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はティーゼルエンジン、特に舶用ディーゼルエン
ジンのシリンダーライナートピストンクラウンとの間へ
の潤−滑油供給装置の改良に関する。

従来のかかるディーゼルエンジン注油装置では、軸 潤滑注油ポンプの駆動部はエンジンの主軸と駆動歯車、
チェーン等で連結された機械的方式によるものであった
が、本発明のものは注油ポンプを独立駆動方式とし、エ
ンジン主軸の回転数に関係なく任意の注油量を必要な時
に必要量のみ間欠的に的確に注油できるよう注油ポンン
駆動系の改良に加え、注油ポンプ及び注油弁自体の改良
に関するものである。

従来の潤滑油注油ポンプの駆動軸はエンジンクランク軸
即ち主軸と連動するよう連結されていたため、次のよう
女欠点があった。即ち第１に、注油ポンプのプランジャ
ースピードはクランク軸回転速度に比例したスピードと
なるため、注油パイプ内へ圧送される潤滑油の圧送速度
及び圧力はプランジャースピードに伴なったものとなる
。従って注油弁からピストンクラウンに注油されるタイ
ミンクと潤滑油の流出の強弱とがクランク軸の回転数に
伴ない変化することとなり、安定した潤滑油の供給が得
られない。第２に、注油ポンプとクランク軸とは機械的
に連結され作動する機構となっているため任意の注油タ
イミング寸たは注油間隔の変更が不可能である。そして
第３に、注油ポンプからの吐出量はクランク軸回転数に
比例した吐出量であり、馬力比例（Ｎ３に比例する。Ｎ
：クランク軸のｒ、ｐ、ｍ　）あるいはシリンダ燃焼室
内平均有効圧力比例（Ｎ　に比例する）の吐出量の調整
が任意に行えないことであった。

本発明はかかる従来製品の欠点を解消することを目的と
するものであって、注油ポンプを独立設置することによ
り、エンジンクランク軸の回転スピードに関係なく常に
独立した吐出量を供給するように注油ポンプを駆動でき
、エンジン回転数の低速から高速域でて確実で安定した
注油量の供給を可能とすることを目的とする。さらに不
発明では注油ポンプの作動指令は別置の作動指令発信器
により与えられ、この発信器は機関の運転状態を検知す
る信号により作動するもので予め定められた信号処理ロ
ジック（発信器に内蔵）に従って最適な注油ポンプの作
動指令を出すことを狙いとしている。

か力・る目的を達成するために、本発明は、テイーゼル
エンジンの運転状態を示すクランク軸角度・ピストンク
ラウン位置即ちピストンリンク位置、運転時間、シリン
ダーライナーとピストンリングとの潤滑度、シリンダー
ライナ一温度、エンジン回転数、エンジン発生出力、潤
滑油消費量、および燃料噴射量のうちの少くとも１個を
検知して電気信号として出力する運転状態検知器と、該
検知器の電気信号を入力して演算作用を行いシリンダー
ライナー内側に開口する注油弁ノズルがほぼピストンク
ラウンの上下両端ピストンリンク間に位置するとき、か
つその間だけ該ノズルから潤ＩＲ柚を適量だけ間けつ的
に噴出ぜしめるよう注油弁と連通された注油機に潤滑油
を吐出させるパルス信号を発生させる作動信号発生器と
、を含むことを特徴とするディーゼルエンジン注油装置
を供給するものである。か力・る構成によって、潤滑油
注油装置全独立設置することにより、エンジンクランク
軸の回転スピードに左右されることがないため、注油の
タイミング、注油回数、注油量等を任意に設定できる。

即ちクランク軸の１回転おきまたは数回転おきに、ピス
トンリング間に適量の注油を行うことができる。そして
エンジン機関の作動状態検知器で作動状態を検知し、こ
れを電気信号に置き換え、作動信号発信器にて処理し、
この処理信号により注油機を作動させるシヌテムのため
機関の運転状態に即した注油が可能である。さらに注油
機は、駆動装置からの作動指令信号により作動する機構
となっており、更に吐出量可変機構を有しうることより
、作動指令に応じたポンプ作用を成し、又、潤滑油吐出
量を０から注油機が有する最太吐出量域１で無段階に調
整が可能であり、必要な時に必扱量の潤滑油の供給が可
能である。

従って不必要な潤滑油の供給を省くことができ極めて経
済的である。

以下本発明の実施例につき、図面を参照して説明する。

従来の潤滑油注油装置は例えば第１図、第２図、第３図
に示すようなものであった。ピストンクラウン（２）は
クランク軸（主軸）（８）と連結され、シリンダーライ
ナー（１）内に往復動自在に組込寸れている。第３図の
ように複数個の潤滑θ三油ポンプ（６）の駆動軸（７）
はチェーンａ印を介してクランク軸（８）　ト連結され
、クランク軸の回転に伴ない注油ポンプ駆動軸が回転し
注油ポンプが作動するようになっている。（ｌりは燃焼
室、ｃＡは燃料バルブである。そして第２図は第１図の
注油ポンプ機構の１例であるが駆動軸（７）には偏心カ
ム０〃が固定設置され駆動軸と共に回転するプランジャ
ー（埒はリターンスプリング（１４）により常にプラン
ジャーレバーαりを介して偏心カム側へ押し付けられて
おり偏ノＬ・カムの回転に伴ないプランジャーα罎は往
復動を成す。

プランジャーレバーα２はピン（１ηを支点として偏心
カム（１ηと連動する。ストッパーＱｏ）　ｕプランジ
ャーＱ３が図左方向へ動く時のストｏ−りを規制するも
のであり、プランジャーレバーμ２をブトしてプランジ
ャーａ椴のヌトロークを規制する。プランジャー口が図
左方向へ動く時が吸入工程、固在方向へ動く時が吐出工
程であり潤滑油は吸入チェック弁αり及び吐出チェック
弁恨Ｑを経て注油パイプ（５）へ圧送される。そこで、
注油パイプ内の潤滑油は注油弁（４）を押し開いて順次
シリンダーライナー（１）内へ流出しピストンクラウン
（２）が往復動する時の摺動面４１゛ｊ滑油として作用
する。

潤滑油の理想的な作用としてはピストンクラウン（２）
の外周に装着されているピストンリング（３〕の最上端
リング（３りと最下端リング（３つの間に流出づ−るこ
とか最も望１しく、最上端リング（３つよりも上方′！
たは最下端リング（３つよりも下方へ流出した場合この
分が全く無駄な注油となる。即ち、注油ポンプ（６）の
駆動軸（７）及び偏心カムαのは駆動用チェーンα句を
介してクランク軸（８）の回転数に正比例して回転する
こととなり、これと連動してプランジャーへ３が往復動
を成しポンプ作用を行うこと（ となるため上記した従来虚の欠点がさけられなかった。

次に本発明の例示的−実施例について説明すると、第４
図は装置全体を示す概略ブロック図で、ディーゼルエン
ジン注油装置は、運転状態検知器（ト）と、作動信号発
生器０υと、注油機（ハ）と、注油弁（財）とを含み、
さらに上記部材間を連結する注油ノくイブ（５）および
導線ｏａ　（３”＋　＜３→を含む。注油装置が使われ
るディーゼルエンジンは第１図に示すものとは、潤滑油
ポンプ（６）が内蔵されていない点を除いては同じであ
ることはいう葦でも々い。そして本装置は第３図に示す
ように、例えば舶用ディーゼルエンジンの１個のシリン
ダーに対して８個というように、通常複数個、給油弁（
ハ）が放射状位置にあるように取付けられ、そのノズル
０９がシリンダーライナー（１）内側に開口している。

そして以下に詳説するように、本発明ではピストンクラ
ウン（２）に支持されたピストンリング（３）の最上端
リング（３１）と最下端リング（３１）との間にノズル
Ｑうがほぼ位置するときにかつその間だけノズル０→か
ら潤滑油を適量だけ間けつ的に噴出させるようにされて
いる。

ディーゼルエンジン注油装置の注油機（ハ）はテイーゼ
ルエンジンとは別設置され、第２図のように内蔵されて
いない。

運転状態検知器（ト）は、不実施例では（Ａ）クランク
軸角度をクランク軸（８）と接触する図示しない公知の
検出装置により、電気信号として取り出して導線ｑ２を
介して作動信号発生器０刀に入力する。しかしながら、
（Ａ）クランク軸角度電気信号に加えて、寸たはこれに
代って、公知の装置を使用して、（Ｂ）運転時間、（Ｃ
）ピストンクラウン位置即ちピストンリング位置、ＣＤ
）シリンダーライナーとピストンリングとの潤滑度、（
Ｋ）シリンダーライナ一温度、（Ｆ）エンジン回転数、
（Ｇ）エンジン発生出力、（Ｈ）潤滑油消費量、（１）
燃料噴射量を電気信号として取り出し作動信号発生器０
ηに入力してもよい。

作動信号発信器Ｇυには信号処理ロジックが内蔵されて
おり上記機関の運転状態を電気信号にて検知器（至）が
検知すると入力され、この信号を予め定められた信号処
理ロジックに従って演算処理して、注油機（ハ）に作動
指令信号を発信する。

即ち作動信号発信器０υは前記運転状態信号（Ａ。

Ｂ、Ｃ・・）の内の信号を検知すると、どのような指令
を注油機へ発信するかを信号処理ロジックにて定められ
ている。そして実施例の場合は、（Ａ）クランク軸角度
電気信号が入力されて、例えば、はぼ１０秒間隔毎に即
ちエンジン回転毎でなく、注油弁（ハ）のイズル０９が
最上端ピストンリング（３つと最下端ピストンリング（
３′）との間にほぼ位置するタイミングをねらいかつそ
の間だけ、例えば００５秒といった時間だけ、１個のノ
ズル（３鴎から潤滑油を例えば０．０５　ＣＣといった
適量だけ噴出させるパルス信号を注油機（ハ）に入力す
る。

注／ＩＩ１機（ハ）は、作動指令発信器Ｑ〃からの導線
０Φを介したパルス信号が電磁弁し→のルノイド（２１
りに入力されると、ルノイドＧ２］）はその間だけ励磁
し、電磁弁Ｑυの位置を第４図でみて左の位置に切り換
え、作動油タンク（ハ）を介してパイロットポンプ０８
から送られるパイロット油を注ｒ由ポンプｔ２・のパイ
ロットボートＯＱにパルス信号がある間だけ送り込むよ
うにされる。Ｏりはパイロットポンプｐｑｔ回転させる
電動モータ、（４０）はＩＪ　ＩＪ−フ弁で、実施例で
は４０〜６０すｆ／、Ａに設定されている。０υは圧力
計、饅はチェック弁である。パルス信号が送られなくな
ると、電磁弁（２！のけ第４図の位置にスプリングＣ２
１’）で戻されるので、あとで説明するように注油ポン
プ（ハ）のスプリング（ト）によってスプール（ハ）が
戻され、圧力室Ｑ７１内のパイロット油がパイロットボ
ートＯＱおよびチェック弁０■を通ってタンク（イ）に
戻される。

従ってこの圧油で作動する注油ポンプ（ハ）は任意の切
換パルスが与えられた圧油で作動することとなり、この
結果注油ポンプ（ハ）から吐出される潤滑油（潤滑油ポ
ンプ（ホ）でチャージ）は指令に基づいたパルスが与え
られた潤滑油として注油パイプ（５）へ圧送される。

第５図は本発明の注油装置に使用する注油ポンプ（ハ）
の断面図を示す。ハウジング（４０内に、スプール（ハ
）はスプール上部（４ｓ’）と、段付部（４５すでもっ
て連結され１体として図でみて上下方向に往復動可能に
挿入されている。電磁弁Ｑηが切換られた間だけ・パイ
ロットポンプ囮から送られるパイロット油が注油ポンプ
（ハ）のポー□ト（３Ｑから圧力室ｏ７１内に供給さ扛
ると、スプール（ト）（４５’　）は上方向に移動され
る。電磁弁（ハ）が切られたとき、即ちパルス信号が送
られない時はスプール＆！５　（４５’）は下方向へス
プリングｔｔ３４で押し戻され、圧力室（４り内の圧油
は電磁弁Ｑ］）からタンク（ハ）に戻される。潤滑油は
潤滑油タンク＠から電動モータ（３９つで回転されるチ
ャージポンプ（ハ）により、チェック弁（ト）で設定す
るチャージ圧力でボート（噂と油路ｔｓｃＪを通り供給
孔（５１）から油室（５２）内にチャージされる。低粘
度の潤滑油のときは、本実施例のようなチャージポンプ
（イ）を使用せずに、タンクＱ９）内に注油ポンプ■０
を油浸して自己吸入式としてもよい。油室（５２）内に
チャージ圧力でチャージされた潤滑油は、スグール略が
上昇するとき、スプール上部（４ｓ’）に設けられた斜
面状切欠け（５４）　（第６図少のエツジ（５３）が供
給孔（５りをふさぎ、油室（５２）内の圧力を高め、ス
プリング（５６つをポペット（５りが押し上げて、油室
（５２）内の潤滑油を、スプール（ト）が上昇する愕に
１回、従って電磁弁Ｑ］）が切換えられる毎に１回、／
４Ｅ油升（ハ）に供給する。

スプール上部（４５つはレバー（５７）と平坦面（５８
）をイ１する部分で連結され、スプール（４５（４５り
は上下方向往複勤は許容されるがレバー（５７）が回転
されるとスプール０Ｑの軸線の壕わりを円周方向に回転
される（第７図）。そうすると、それに対応して、斜面
状切欠け（５４）のエツジ（５３）が供給孔（５１）を
ふさぐ軸方向位置は対応して第６図のｃｌ、ｄ”ａ＋即
ち０、と変化する。レバー（５７℃で示す実線の位置で
は周みぞ（５５）はスプール（９）が最上位置に押し上
げられたとき供給孔（５りと連通ずるので、潤滑油の吐
出量は０となり、レバー（５７’）の位置で最大吐出量
となる。αは操作範囲を示す。レバー（５７）は手動で
、例えば一定のなじみ運転時間エンジンが駆動されたあ
と、最大量力・ら位置（５７）の中間油量に変えられて
もよい。葦た第４図で示すように、作動信号発生器０］
）またはタイマーの作動信号を導線０３を介し、サーボ
装置（ＳＶ）に入力され、図示しないリング機構を介し
てレバー（５７）が回転され注油ポンプ１２ｔ９の潤滑
油吐出量を可変にしてもよい。

第５図では力・力・るサーボ装置（ｓｖ）等は示されて
いない。

本実施例では、パイロットポンプ６号および電磁弁Ｑ］
）と注油ポンプ？Ｑとを別体としたが両者’４ｉ体とし
て、スプール０→を直接ソレノイドで駆動させるように
することも可能であることは当業者には明らかであろう
。

注油機（ハ）は上記のように吐出量可変機構を有してい
ることによりシリンダーライナーへの潤滑油供給量を任
意に調整でき、不必要な供給が省は経済的な潤滑油の供
給が可能となる。本発明の注油装置によりよく機能を発
揮させる上で、潤滑油を噴射させる注油弁（ハ）も重要
な役′割りをする。

以下注油弁（ハ）の機能を第８図に基ついて述べる。

注油機（ハ）の注油ボンプレＱから吐出された潤滑油は
注油パイプ（５）を経て注油弁（ハ）へ送り込ブれる。

注油弁へ送り込丑れる潤滑油はポート（５９）より通路
（６２バ６３Ｘ６４バ６５Ｘ６６）を通り圧力室（６９
）へ入る。圧力室（６９）へ導かれた圧油はポペット（
６ｘ）　を図下方向へ押し上げることによりノズルＯり
より噴出する。

ポペット（６１）はスプリング（６りの設定力によりホ
ルダーＡ　（７０）とホルダーＢ　（７１）を介して図
下方向へ押し付けられており升Ｗ　Ｃ７２）にて受け止
められている。通路（６６）はポペット面（６７）に設
けられた孔に開口し、圧力室（６９）と連通する。葦た
スプリング（６０）の設定力は本体（７４）にネン込葦
れている調整ネジ（７５）をロアことにより与えられる
。圧力室（６９）へ導刀・れた圧油がポペット面（６７
）に作用することにより発生する力がスプリング（６り
の設定力に打勝つと、ポペット（６１）が上方向に動き
ノズル０６より潤滑油が噴出する。当注油升は予め所定
の開弁圧（スプリング設定圧力）に設定されており往道
された圧力により開弁じ潤滑油がピストンクラウンへ噴
射される。好葦しい開弁圧は約２０すｆ／ｄ〜１００す
ｆ／、１程度の高圧が望ましい。

この時の噴射状態は開弁圧が例えば４０’ｙｆμに設定
されているとすれば注油パイプ（５）内圧が４０”ｙ、
ｆ’／ｃ１以上になった時開弁される。開弁と同時に高
い圧力で噴射するため極めて勢いよく噴射されることに
なる。また注油弁の閉弁は注油パイプ内圧が上記の場合
４０　’ｉｆ／ｌｙｉ以下になると瞬時に閉弁するため
噴射は有効量のみ噴射されるため極めて経済的である。

注油パイプ内圧の圧力降下は第５図によるスプール（ト
）が上死点（吐出工程終了点）に達すると同時にスプー
ル上端（４５りに設けられている切欠け（５４）部分が
供給孔（５１）と連通ずることにより得られる。

以上より、注油機は作動指令発信器からの作動指令に十
分応えられる機能を有し、葦だ、注油弁においても注油
機より圧送される潤滑油を確実に勢いよく噴射できる機
能を有している。従って最終目標であるピストンクラウ
ンに設置されているピストンリング（最上端リングと最
下端リングの間）への噴射は機関の運転状態を検知した
作動信号発信器からの信号が注油機へ与えられることに
より本装置の注油装置機能が満足することとなる。

かかる本実施例の構成では、注油装置を独立設置したの
で、エンジンクランク軸の回転とは無関係に注油のタイ
ミング、”注油回数、および′ＰＥ油量を任意に設定で
き、かつ力・力・る設定は、エン／ンの運転状態を作動
状態検知器が検知した電気信号を、作動信号発信器が処
理して、最適な作動指令信号パルスとして注油機に送っ
て作動させるので、エンジンの運転状態に即した注油が
可能である。

さらに注油機の注油ポンプは可変吐出量形であるから、
例えば一定時間経過後、手動、ぼたは作動信号発生器な
たけタイマーの信号によりより少い吐出量に変えること
により、潤滑油をより節約できる。そして注油弁は噴射
完了直後に瞬時に閉弁し注油パイプ内の残圧等にて噴射
後においてもタラタラ出ないよう差圧差動式機構となっ
ており、更に注油弁の噴出口は１路程度のノズル孔とな
っていることより、シリンダー燃焼室内の圧力に左右さ
れることがないためシリンダーへの噴射機能が十分に果
たせる。

本実施例の装置はディーゼルエンジンに内蔵されないの
で、従来品に比べて約１／２以下の価格で作ることがで
き、かつ潤ｆｖ１油を常時たれ流ししないので、従来品
の約１７２以下に潤滑油を節約できるなど、きわめて良
好な成果を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来製品の概略配置図、第２図は第１図の注油
ポンプの概略構造を示″ｆ１部断面図を含む平面図、第
３図は第１図の注油装置の油圧回路図である。第４図は
本発明の例示的１実施例の概略ブロック図、第５図は注
油ポンプの断面構造図、第６図は第５図のＢ部の斜視的
拡大図、第７図は第５図のＡ−Ａ線でみた横断面図、第
８図は第４図の注油弁の断面構造図を示す。 １・・・・・シリンダーライナー ２・・・・ピストンクラウン ３・・・・・ピストンリング ５　・　パ　イ　プ ８・・・・・・クランク軸 ２１・・・・・電　磁　升 ２４　・・・　・・・　注　？山　ヅｆ２５・・・・・
・注　油　（幾 ２６・・・・注油ポンプ ３０・・・・・・運転状態検出器 ３１・・・・・・作動信号発信器 ３５・・・・）　ズ　ル ３８・・・・・パイロットポンプ ４５・・・・・・スプール ４６・・・・・・ハウジング ５１・・・・・供給孔 ５４・・・・・・切　欠　け ５７・・・・・・レバー装置（可変機構）６０・・・・
・・スプリング ６１・・・・・・ポペット ６７　・・・・ポペット面 ５８・・・・・・突　端　部 、９・・・・・・圧　力　室 代理人　弁理士　河　内　潤　二 第５図 躬８図 Ｑ−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディーゼルエンジンの運転状態を示すクランク軸
   角度、ピストンクラウン位置即ちピストンリング位置、
   運転時間、シリンダーライナーとピストンリングとの潤
   滑度、シリンダーライナ一温度、エンジン回転数、エン
   ジン発生出力、潤滑油消費量、および燃料噴射量のうち
   の少くとも１個を検知して電気信号として出力する運転
   状態検知器と、該検知器の電気信号を入力して演算作用
   を行いシリンダーライナー内１１１１に開口する注油弁
   ノズルがほぼピストンクラウンの上下両端ピストンリン
   グ間に位置するとき力・つその間だけ該ノズルから潤滑
   油全適量だけ間けつ的に噴出せしめるよう注油弁と連通
   された注油機に潤滑油を吐出させるパルス信号を発生さ
   せる作動信号発生器と、を含むこと全特徴とするディー
   ゼルエンジン注油装置。
2. （２）該注油機は該パレス信号毎の吐出量を可変とする
   手動可変機構、または該信号発生器葦たはタイマーの作
   動信号による自動可菱ＰＡ構、を有する特許請求の範囲
   第１項記載のディーゼルエンジン注油装置。
3. （３）該注油機は、該パルス信号毎に１回、パイロット
   ポンプのパイロット油を注油ポンプのパイロット室に供
   給する電磁弁と、該パイロット油が送られる毎に適量だ
   け該給油弁に潤滑油を送る注油ポンプと、を有する特許
   請求の範囲第１項葦りは第２項に記載のディーゼルエン
   ジン注油装置。
4. （４）該注油弁は注油機から送られる潤滑油の圧力が約
   ２０　ＫｙｆＡａ〜１００すｆ／−１程度の高圧である
   ときその間だけ噴出するようにされた特許請求の範囲第
   １項、第２項またけ第３項に記載のディーゼルエンジン
   注油装置。
5. （５）該運転状態検知器は前記クランク軸角度を電気信
   号とじて検出するようにされた特許請求の範囲第１項に
   記載のディーゼルエンジン庄？ＩＩＨ装置。
6. （６）該注油ポンプはハウジング孔内で該パイロット油
   １回毎に１往復するスプールと、スプールの往復動を許
   容しスプール軸線の丑ゎりに円周方向にスプールを回転
   させるよう連結されたレバー装置と、該レバー装置の回
   転にょジハウジング孔内に開口する潤滑油の供給孔をふ
   さぐ軸方向位置が異るよう斜面状切欠けがつけられたス
   プール上部と、を含む特許請求の範囲第３項記載のディ
   ーゼルエンジン注油装置。 部を有し、調節可能な付勢力を有するスプリングで付勢
   されたポペットと、潤滑油路が開口する該突端部以外の
   ポペット面と該本体孔内部とによって形成される圧力室
   と、を含む特許請求の範囲第３項または第６項記載のデ
   ィーゼルエンジン注油装置。