KR20130088076A - Piston-in-cylinder unit and method of lubricant supply of a piston of a piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine - Google Patents

Piston-in-cylinder unit and method of lubricant supply of a piston of a piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for supplying a lubricant for a piston of a piston-in cylinder unit is provided to spray evenly the lubricant on an operating surface through a lubricant hole. CONSTITUTION: A piston-in cylinder unit for a combustion engine comprises a cylinder liner (111) and a piston (112) with upper and lower piston edges. The piston is placed in the cylinder liner to move from a top dead point (OT) to bottom dead point (UT) along a piston axial line (A). The piston comprises a lubricator (127) with one or more first lubricant holes (141) which is designed in order that the lubricant is injected into the cylinder liner. The first lubricant holes are placed in an axial line to be positioned between the upper and lower piston edges. The piston comprises a periphery cut out in a part where the first lubricant holes are positioned.

Description

왕복 피스톤 연소 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛 및 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법{PISTON-IN-CYLINDER UNIT AND METHOD OF LUBRICANT SUPPLY OF A PISTON OF A PISTON-IN-CYLINDER UNIT FOR A RECIPROCATING PISTON COMBUSTION ENGINE} PILON-IN-CYLINDER UNIT AND METHOD OF LUBRICANT SUPPLY OF A PISTON OF A PISTON-IN-CYLINDER UNIT FOR A RECIPROCATING PISTON COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 왕복 피스톤 연소 엔진용, 특히 저속 운전 대형 디젤 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛 및 청구항 11 에 따른 왕복 피스톤 연소 엔진용, 특히 저속 운전 대형 디젤 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법에 관한 것이다. The invention relates to a piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine according to the preamble of claim 1, in particular for a low speed large diesel engine and to a piston-in for a reciprocating piston combustion engine according to claim 11, in particular for a low speed large diesel engine. It relates to a lubricant supply method of a piston of a cylinder unit.

대형 디젤 엔진은, 선박용 구동 유닛으로서 또는 예컨대 전기 에너지를 발생시키기 위한 대형 발전기의 구동을 위한 고정 (stationary) 작동에 또한 자주 사용된다. 이 점에 있어서, 엔진은 대체로 오랜 기간에 걸쳐 영구 작동 상태로 운전되고, 이것은 높은 작동 안전성과 이용 가능성을 요구한다. 따라서, 특히 긴 수리 간격, 낮은 마모 및 연료와 작동 재료의 경제적 처리는 작동자를 위한 기계 작동의 중심 기준이다. 이러한 대형-보어 (bore) 저속 운전 디젤 엔진의 피스톤 가동 거동은, 무엇보다도, 수리 간격 기간, 이용 가능성, 윤활제 소비 및 또한 직접적으로 작동 비용과 따라서 작동 효율성에 있어 결정적인 요인이다. 따라서, 대형 디젤 엔진의 복잡한 윤활 문제가 점점 더 큰 중요성을 가진다.Large diesel engines are also often used as stationary operations for ships or for stationary operation, for example for driving large generators for generating electrical energy. In this regard, the engine is generally operated in permanent operation over a long period of time, which requires high operational safety and availability. Thus, particularly long repair intervals, low wear and economical treatment of fuel and working materials are central criteria for machine operation for the operator. The piston running behavior of such large-bore low speed diesel engines is, among other things, a decisive factor in repair interval duration, availability, lubricant consumption and also directly in operating costs and thus operating efficiency. Thus, the problem of complex lubrication of large diesel engines is of increasing importance.

대형 디젤 엔진 등에서, 실린더, 소위 실린더 라이너에서 전후로 움직이는 피스톤의 윤활은 피스톤 또는 실린더 벽에서 윤활 기기에 의하여 행해진다. 이 목적으로, 윤활제, 특히 윤활유가 주입되고 따라서 피스톤과 가동 표면 사이의 마찰을 최소화하여서 가동 표면 및 피스톤 주연에 배치된 피스톤 링의 마모를 최소화하도록 실린더 벽의 가동 표면에 적용된다. Wartsila RTA 엔진과 같은 최신 엔진에 관하여, 따라서 가동 표면의 마모는 현재 1,000 시간의 작동 기간에 0.05 ㎜ 미만이다. 이러한 엔진에서 윤활제 운반량은 대략 1.0 g/kWh 이하이고, 마모를 동시에 최소화하면서 특히 비용상 이유 때문에 가능한 곳에서는 훨씬 더 감소되어야 한다. In large diesel engines and the like, the lubrication of the piston moving back and forth in the cylinder, the so-called cylinder liner, is done by a lubrication device on the piston or the cylinder wall. For this purpose, a lubricant, in particular lubricating oil, is injected and thus applied to the movable surface of the cylinder wall to minimize the friction between the piston and the movable surface to minimize wear of the movable surface and the piston ring disposed around the piston. With the latest engines such as the Wartsila RTA engine, the wear of the movable surface is therefore less than 0.05 mm in the current 1,000 hour operating period. In these engines the lubricant delivery is approximately 1.0 g / kWh or less and should be reduced even more where possible, especially for cost reasons, while minimizing wear simultaneously.

윤활제의 계량은 윤활제 공급에서 중요한 점이다. 단위 시간 및 단위 면적당 가동 표면에 적용되는 윤활제의 양은 왕복 피스톤 연소 엔진의 작동에서 다수의 상이한 파라미터에 의해 좌우될 수 있다. 예로, 사용된 연료의 화학 조성, 특히 그것의 황 함유량이 예를 들어 중요한 역할을 한다. 피스톤과 실린더 가동 표면 사이, 보다 정확하게 피스톤 링과 실린더 벽의 가동 표면 사이의 마찰을 감소시키는 실린더의 윤활 이외에, 윤활제는 또한 무엇보다도 어그레시브 산 (aggressive acids), 특히 황을 함유하고 엔진의 연소 공간에서 연소 프로세스로 생기는 산을 중화시키는 역할을 한다. 사용된 연료에 따라, 따라서, 무엇보다도, 윤활제의 소위 BN 값의 척도인 중화 능력이 상이한 다른 종류의 윤활제가 사용될 수 있다. 따라서, 더 높은 BN 값을 가지는 윤활제는 산에 대해 더 강한 중화 효과를 가지기 때문에 더 낮은 황 함유량을 갖는 연료보다 더 높은 BN 값을 갖는 윤활제를 사용하는 것이 연료 중 높은 황 함유량 때문에 유리할 수 있다. 또한, 윤활제는, 예를 들어, 소기 (scavenging air) 와 함께 또는 다른 방식으로 대형 디젤 엔진의 실린더로 유입될 수 있는 물을 위한 결합제 (binding agent) 로서 역할을 한다.The metering of lubricant is an important point in the lubricant supply. The amount of lubricant applied to the moving surface per unit time and per unit area may depend on a number of different parameters in the operation of the reciprocating piston combustion engine. For example, the chemical composition of the fuel used, in particular its sulfur content, plays an important role, for example. In addition to the lubrication of the cylinder, which reduces the friction between the piston and the cylinder movable surface, more precisely between the piston ring and the movable surface of the cylinder wall, the lubricant also contains, among other things, aggressive acids, in particular sulfur, in the combustion space of the engine It acts to neutralize the acid produced by the combustion process. Depending on the fuel used, therefore, among other things, other kinds of lubricants may be used which differ in their neutralizing capacity, which is a measure of the so-called BN value of the lubricant. Therefore, it may be advantageous to use lubricants with higher BN values than fuels with lower sulfur content because lubricants with higher BN values have a stronger neutralizing effect on acids. In addition, the lubricant serves as a binding agent for water, which can enter the cylinder of a large diesel engine, for example with scavenging air or in other ways.

하지만, 종종, 동일한 윤활제 종류가 다른 성질의 연료를 위해 사용되어야 할 수도 있다. 이러한 경우에, 더 높거나 더 낮은 산 함유량은 예를 들어 사용된 윤활제 양의 대응하는 증감에 의해 연소 생성물에서 보상될 수 있다. However, often the same lubricant type may have to be used for fuels of different properties. In this case, higher or lower acid content can be compensated for in the combustion product, for example by corresponding increase or decrease of the amount of lubricant used.

특정 시간에 특정 윤활제 노즐에 의해 주입될 윤활제 양을 결정하는 다양한 방법들이 알려져 있다. 간단한 경우에, 가능하다면 예를 들어 부하 또는 속도에 따라 연료 및 사용된 윤활제의 성질을 고려하면서 왕복 피스톤 연소 엔진의 작동 상태에 따라 윤활제 양이 제어되고, 카운터-가동 상대 (counter-running partner) 의 마모 상태가 또한 이미 수행된 작동 시간을 토대로 고려될 수 있다.Various methods are known for determining the amount of lubricant to be injected by a particular lubricant nozzle at a particular time. In simple cases, the amount of lubricant is controlled, if possible, depending on the operating state of the reciprocating piston combustion engine, taking into account the nature of the fuel and the lubricant used, eg depending on the load or speed, and the counter-running partner's Wear conditions can also be considered based on the operating time already performed.

윤활제의 계량 이외에, 윤활제가 적용되는 방식이 또한 중요하다. 윤활 기기의 특정 실시형태 및 윤활 방법 양자에 대해, 가동 표면의 윤활을 위한 윤활 시스템으로서 매우 상이한 해결법들이 알려져 있다. In addition to the metering of the lubricant, the manner in which the lubricant is applied is also important. For both certain embodiments of lubrication equipment and lubrication methods, very different solutions are known as lubrication systems for lubrication of movable surfaces.

따라서, 윤활제가 실린더 벽에서 원주 방향으로 수용되는 복수의 윤활제 개구를 통하여 윤활제 개구를 지나 가동되는 피스톤 상에 적용되는 윤활 기기가 알려져 있는데, 윤활제는 피스톤 링에 의하여 원주 방향과 축선 방향인 양 방향으로 분포된다. 이러한 실린더 윤활 장치는, 예를 들어, EP 2 199 549 A1 에 기술된다. Thus, a lubrication device is known in which a lubricant is applied on a piston running past the lubricant opening through a plurality of lubricant openings received circumferentially in the cylinder wall, the lubricant being circumferentially and axially oriented by the piston ring. Distributed. Such a cylinder lubrication device is described, for example, in EP 2 199 549 A1.

윤활 기기의 다른 개념에서, 복수의 윤활제 노즐이 이동 피스톤에 수용되고, 이 노즐을 통하여 윤활제를 표면으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 윤활제를 실질적으로 가동 표면의 전체 높이에 대해 임의의 원하는 지점에 적용할 수 있는 것이 일반적으로 가능하다.In another concept of a lubrication device, a plurality of lubricant nozzles are received in the moving piston, through which the lubricant can be moved to the surface. Thus, it is generally possible to apply the lubricant at virtually any desired point with respect to the overall height of the movable surface.

윤활유의 양 및 그것의 분포뿐만 아니라, 주입시 실린더에서 피스톤의 위치는 피스톤-인-실린더 유닛의 효율적 윤활을 달성하기 위해 또한 매우 중요하다.In addition to the amount of lubricant and its distribution, the position of the piston in the cylinder during injection is also very important to achieve efficient lubrication of the piston-in-cylinder unit.

이 위치는 또한 모터의 크랭크샤프트의 소위 크랭크 각에 의해 나타낸다. 특히 전술한 이유 때문에 점점 더 적어져야 하는 매우 소량의 윤활제로, 실린더 내부의 정확한 피스톤 위치에서 피스톤의 올바른 지점에 윤활제를 적용하는 것이 중요하다. 단지 그때에만, 가능한 한 효율적인 소량의 윤활제 사용이 보장될 수 있다.This position is also indicated by the so-called crank angle of the crankshaft of the motor. With very small amounts of lubricant, which should be less and less, especially for the reasons mentioned above, it is important to apply the lubricant at the correct point of the piston at the correct piston position inside the cylinder. Only then can the use of small amounts of lubricants be as efficient as possible.

이동 피스톤에 윤활제 노즐을 가지는 윤활 기기의 개념에서, 윤활제는 보통 토글 레버를 사용하면서 길고 복잡하여 따라서 공차에 종속되는 이송 라인을 통하여 윤활제 노즐로 수송되어야 한다. 윤활제를 계량하기 위한 밸브는 구성 공간상 이유로 그리고 실린더 내 조건으로 인해 실린더 외부에 단지 배치될 수 있다. 따라서 밸브와 윤활제 노즐 사이의 이송 라인은 긴 복수의 계량기 및 게다가 대형 디젤 엔진에서 매우 복잡한 구조를 가진다. 밸브의 제어는 분명히 매우 정확하게 행해질 수 있지만, 제어 및 윤활제의 실제 주입 사이의 지연은 정확히 재현될 수 없어서 미리 정확히 결정될 수 없다. 게다가, 이런 긴 이송 라인에 대해, 밸브에서 제어된 윤활제 양이 또한 실제로 윤활제 노즐에 도달하여 주입되는 것이 보장되지 않는다. 그러므로, 시간 및 따라서 실린더 라이너로 윤활제의 실제 주입시 실린더에서의 피스톤 위치 및 주입된 윤활제 양은 정확히 설정될 수 없다.In the concept of a lubrication machine having a lubricant nozzle on the moving piston, the lubricant has to be transported to the lubricant nozzle via a transfer line which is long and complex, usually using a toggle lever and thus subject to tolerances. The valve for metering lubricant can only be placed outside the cylinder for construction space reasons and due to in-cylinder conditions. The transfer line between the valve and the lubricant nozzle thus has a very complex structure in a long plurality of meters and in addition to large diesel engines. The control of the valve can clearly be done very precisely, but the delay between the control and the actual injection of lubricant cannot be accurately reproduced and thus cannot be accurately determined in advance. In addition, for this long transfer line, it is not guaranteed that the controlled amount of lubricant at the valve also actually reaches and is injected into the lubricant nozzle. Therefore, the piston position in the cylinder and the amount of lubricant injected during the actual injection of lubricant into the cylinder liner cannot be accurately set.

실린더 벽에 윤활제 개구를 가지는 윤활 기기의 개념에서, 실제 윤활제 주입 시간은 매우 정확하게 설정될 수 있다. 윤활제 개구로 윤활제의 이송은 비교적 간단하여서 윤활제의 이송은 주입 시간 및 주입량에 대해 재현가능하게 수행될 수 있다. 하지만, 이런 개념에서, 피스톤이 보통 매우 빠른 속도로 윤활제 개구를 지나 이동한다는 문제점이 있다. 이제 윤활제가 피스톤의 특정 지점에 적용되어야 한다면, 이 목적으로 이용 가능한 시간은 극도로 짧다. 시간이 너무 짧아서 피스톤의 의도된 지점에 신뢰성 있게 그리고 재현 가능하게 윤활제를 적용하기에 윤활 기기의 제어 가능성의 정확도가 충분하지 않을 수 있다. In the concept of a lubrication device having a lubricant opening in the cylinder wall, the actual lubricant injection time can be set very accurately. The transfer of lubricant to the lubricant opening is relatively simple so that the transfer of lubricant can be performed reproducibly with respect to the injection time and the injection amount. In this concept, however, there is a problem that the piston usually moves past the lubricant opening at a very high speed. If lubricant is now to be applied at certain points on the piston, the time available for this purpose is extremely short. The time may be so short that the accuracy of the controllability of the lubrication device may not be sufficient to apply the lubricant reliably and reproducibly at the intended point of the piston.

EP 652426 A1 은 대형 2행정 디젤 엔진의 형태인 왕복 피스톤 연소 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛을 기술한다. 피스톤-인-실린더 유닛은 적어도 하나의 윤활제 개구를 갖는 실린더 윤활 기기를 포함한다. 윤활제 개구는, 피스톤이 상사점 (OT) 에 위치한 피스톤의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이에 위치결정되도록, 축선 방향으로 배치된다.EP 652426 A1 describes a piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine in the form of a large two-stroke diesel engine. The piston-in-cylinder unit comprises a cylinder lubrication device having at least one lubricant opening. The lubricant opening is arranged in the axial direction such that the piston is positioned between the upper piston edge and the lower piston edge at the OT position of the piston located at top dead center (OT).

이 배경기술에 대하여, 본 발명의 목적은 왕복 피스톤 연소 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛 및 피스톤의 효과적 윤활을 허용하는 왕복 피스톤 연소 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법을 제안하는 것이다. 이 목적은, 청구항 1 의 특징을 가지는 피스톤-인-실린더 유닛 및 청구항 11 의 특징을 가지는 방법에 의해 본 발명에 따라 충족된다. With respect to this background, it is an object of the present invention to propose a lubricant supply method of a piston of a piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine and a piston of a piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine. will be. This object is met according to the invention by a piston-in-cylinder unit having the features of claim 1 and a method having the features of claim 11.

본 발명에 따른 피스톤-인-실린더 유닛은, 피스톤이 상사점과 하사점 사이에서 피스톤 축선을 따라 축선 방향으로 전후 이동할 수 있게 배치되는 실린더 라이너 형태의 실린더를 가진다. 피스톤은 상부 피스톤 가장자리 및 하부 피스톤 가장자리를 가지고, 상부 피스톤 가장자리는 출구 밸브의 방향으로 피스톤의 재킷 표면의 최고점에 의해 한정된다. 하부 피스톤 가장자리는 출구 밸브와 대향하여 배치된 소위 하부 피스톤측 공간의 방향으로 재킷 표면의 최저점에 의해 한정된다. 대형 디젤 엔진의 피스톤은 보통 두 부분으로 설계된다. 그것은 피스톤 링이 배치된 소위 피스톤 크라운을 가진다. 소위 피스톤 스커트는 하부 피스톤측 공간의 방향으로 피스톤 크라운에 나사결합된다. 이 경우에, 하부 피스톤 가장자리는 피스톤 스커트 부분의 최저점에 의해 한정된다. 그러면, 상사점은 피스톤이 출구 밸브로부터 최소 간격을 가지는 상부 피스톤 가장자리의 축선 방향 위치에 대응한다. 그러므로, 하사점은 피스톤이 출구 밸브로부터 최대 간격 및 따라서 하부 피스톤측 공간으로부터 최소 간격을 가지는 상부 피스톤 가장자리의 축선 방향 위치에 대응한다. The piston-in-cylinder unit according to the invention has a cylinder in the form of a cylinder liner in which the piston is arranged to be able to move back and forth in the axial direction along the piston axis between the top dead center and the bottom dead center. The piston has an upper piston edge and a lower piston edge, the upper piston edge being defined by the highest point of the jacket surface of the piston in the direction of the outlet valve. The lower piston edge is defined by the lowest point of the jacket surface in the direction of the so-called lower piston side space disposed opposite the outlet valve. The piston of a large diesel engine is usually designed in two parts. It has a so-called piston crown in which the piston ring is arranged. The so-called piston skirt is screwed to the piston crown in the direction of the lower piston side space. In this case, the lower piston edge is defined by the lowest point of the piston skirt portion. The top dead center then corresponds to the axial position of the upper piston edge at which the piston has a minimum distance from the outlet valve. Therefore, the bottom dead center corresponds to the axial position of the upper piston edge at which the piston has a maximum distance from the outlet valve and thus a minimum distance from the lower piston side space.

게다가, 본 발명에 따른 피스톤-인-실린더 유닛은 실린더 라이너에 배치된 적어도 하나의 제 1 윤활제 개구를 가지는 실린더 윤활 기기를 가진다. 복수의 윤활유 개구, 예를 들어 6 ~ 10 개, 특히 8 개의 개구가 제 1 윤활제 개구의 축선 방향 위치에서 실린더 라이너의 주연에 대해 특히 균일하게 분포되어 배치된다. 실린더 윤활 기기는, 윤활제 라인을 통하여 이송된 윤활제가 실린더 라이너로 주입될 수 있도록 설계된다. 윤활제는 특히 윤활유로서 만들어지고 또한 고체 윤활제를 포함할 수 있다. 윤활제가 실린더 라이너로 접선 방향 또는 반경 방향으로 주입될 수 있도록 윤활제 개구가 설계되고 배치될 수 있다. 실린더 라이너의 내부 실린더 벽은 특히 윤활제가 주입될 수 있는 그루브를 가질 수 있고 따라서 윤활제의 더 양호한 분포가 가능하다. 지정된 그루브는 전체 주연에 대해 동일한 축선 방향 위치를 가질 수 있고 또는 특히 지그재그 패턴을 형성할 수 있다.In addition, the piston-in-cylinder unit according to the invention has a cylinder lubrication device having at least one first lubricant opening disposed in the cylinder liner. A plurality of lubricating oil openings, for example 6-10, in particular 8 openings, are arranged particularly uniformly distributed with respect to the circumference of the cylinder liner at the axial position of the first lubricant opening. The cylinder lubrication device is designed such that lubricant delivered through the lubricant line can be injected into the cylinder liner. Lubricants are especially made as lubricants and may also include solid lubricants. Lubricant openings can be designed and arranged so that lubricant can be injected tangentially or radially into the cylinder liner. The inner cylinder wall of the cylinder liner can in particular have grooves into which the lubricant can be injected and thus a better distribution of the lubricant is possible. Designated grooves may have the same axial position with respect to the entire circumference or may form a zigzag pattern in particular.

제 1 윤활제 개구는, 피스톤이 상사점 (OT) 에 위치한 피스톤의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이에 위치결정되도록, 축선 방향으로 배치된다. 피스톤의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리와 윤활제 개구 사이의 간격이 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이 간격의 35% ~ 65%, 특히 50% 에 달하도록 제 1 윤활제 개구는 특히 축선 방향으로 위치결정된다. The first lubricant opening is arranged in the axial direction such that the piston is positioned between the upper piston edge and the lower piston edge at the OT position of the piston located at top dead center OT. The first lubricant opening is in particular positioned in the axial direction such that the gap between the upper piston edge and the lubricant opening in the OT position of the piston amounts to 35% to 65%, in particular 50% of the gap between the upper piston edge and the lower piston edge.

상사점에서, 피스톤의 이동 방향이 역전되고; 상사점 앞에서 피스톤은 출구 밸브의 방향으로 상향 이동하고; 상사점 뒤에서 피스톤은 하부 피스톤측 공간의 방향으로 하향 이동한다. 따라서, 피스톤은 상사점을 향하여 감속되고 상사점 뒤에서 다시 가속된다. 따라서, 피스톤은 상사점에서 제로 (0) 속도를 가지고; 상사점 전후에서 단지 매우 낮은 속도를 가진다. 피스톤이 OT 위치에 위치할 때 또는 OT 위치 앞에 잠시 위치할 때 윤활제의 주입이 특히 행해진다. 실린더 라이너에 윤활제 개구를 배치함으로써, 본 발명에 따른 윤활제 개구를 축선 방향으로 위치결정함으로써, 윤활제의 주입시 연관된 피스톤의 매우 낮은 속도 또는 비실재 (non-existent) 속도에 의해 매우 정확한 양의 윤활제가 피스톤에서 원하는 위치에 매우 정확하게 적용될 수 있다. 이것은 단지 매우 소량의 윤활제가 주입될 수 있도록 허용하는데 왜냐하면 윤활제는 필요로 하는 곳에 단지 직접 적용될 수 있어서 미사용 상태인 윤활제는 단지 거의 없기 때문이다.At top dead center, the direction of movement of the piston is reversed; In front of the top dead center, the piston moves upward in the direction of the outlet valve; After the top dead center, the piston moves downward in the direction of the lower piston side space. Thus, the piston decelerates towards the top dead center and accelerates again behind the top dead center. Thus, the piston has zero velocity at top dead center; It has only a very low speed before and after top dead center. The injection of lubricant is especially done when the piston is in the OT position or briefly before the OT position. By arranging the lubricant opening in the cylinder liner, axially positioning the lubricant opening according to the invention, a very accurate amount of lubricant is produced by the very low or non-existent speed of the associated piston during the injection of the lubricant. It can be applied very precisely to the desired position on the piston. This only allows a very small amount of lubricant to be injected because the lubricant can only be applied directly where it is needed and there are very few lubricants that are not in use.

본 발명에 따르면, 제 1 윤활제 개구가 피스톤의 OT 위치에 위치결정된 영역에 피스톤은 주연 컷아웃 (cut-out) 을 가진다. 따라서, 특히 효과적인 윤활제의 분포가 가능하도록 피스톤에 의한 방해 없이 윤활제는 실린더 라이너에 접선 방향으로 분사될 수 있다. According to the invention, the piston has a peripheral cut-out in the region where the first lubricant opening is positioned at the OT position of the piston. Thus, the lubricant can be sprayed tangentially to the cylinder liner without obstruction by the piston to enable particularly effective distribution of the lubricant.

본 발명의 실시형태에서, 최상부의 제 1 피스톤 링, 소위 톱 링 (top ring) 이 피스톤의 재킷 표면에 배치되고 게다가 제 2 피스톤 링은 제 1 피스톤 링과 하부 피스톤 가장자리 사이에 배치된다. 특히 피스톤은 제 1 피스톤 링과 하부 피스톤 가장자리 사이에 적어도 하나의 제 3 피스톤 링을 가진다. 제 1 윤활제 개구는, 2 개의 인접한 피스톤 링 사이, 특히 제 1 피스톤 링과 피스톤의 OT 위치에서 제 1 피스톤 링 다음의 제 2 피스톤 링 사이에 위치결정되도록 축선 방향으로 배치된다. 2 개의 피스톤 링 사이에 윤활제의 주입시, 축선 방향과 주연 방향으로 특히 균일한 윤활제의 분포가 발생한다. 따라서, 특히 효과적인 윤활이 소량의 윤활제로 달성될 수 있다. 윤활제가 제 1 피스톤 링과 제 1 피스톤 링 다음의 제 2 피스톤 링 사이에 주입될 때 최고의 결과가 달성되는 것을 보여주었다. In an embodiment of the invention, a top first piston ring, a so-called top ring, is disposed on the jacket surface of the piston and furthermore a second piston ring is disposed between the first piston ring and the lower piston edge. In particular, the piston has at least one third piston ring between the first piston ring and the lower piston edge. The first lubricant opening is arranged in the axial direction such that it is positioned between two adjacent piston rings, in particular between the first piston ring and the second piston ring after the first piston ring in the OT position of the piston. In the injection of lubricant between the two piston rings, a particularly uniform distribution of lubricant occurs in the axial direction and the peripheral direction. Thus, particularly effective lubrication can be achieved with a small amount of lubricant. It has been shown that the best results are achieved when lubricant is injected between the first piston ring and the second piston ring following the first piston ring.

본 발명의 실시형태에서, 제 1 윤활제 개구는, 피스톤의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리와 제 1 피스톤 링 사이에 위치결정되도록, 축선 방향으로 배치된다. 따라서, 피스톤의 OT 위치에서 또는 피스톤이 OT 위치에 도달하기 직전에, 피스톤 링에 의한 방해 없이, 피스톤 위에 배치된 연소 공간과 연결되는 피스톤의 영역에 윤활제가 적용될 수 있다. 따라서, 윤활제는 연료의 연소로 발생하는 산을 특히 효과적으로 중화시킬 수 있어서 산에 의한 실린더 라이너 및 피스톤의 손상을 방지할 수 있다. In an embodiment of the invention, the first lubricant opening is arranged in the axial direction such that it is positioned between the upper piston edge and the first piston ring in the OT position of the piston. Thus, lubricant can be applied at the piston's OT position or just before the piston reaches the OT position, without interference by the piston ring, in the region of the piston which is connected to the combustion space disposed above the piston. Thus, the lubricant can particularly effectively neutralize the acid generated by the combustion of the fuel, thereby preventing damage to the cylinder liner and piston by the acid.

본 발명의 실시형태에서, 윤활제를 받아들이기 위한 컷아웃을 가지는 저장 피스톤 링은 피스톤의 재킷 표면에 배치된다. 컷아웃은, 예를 들어, 반경 방향으로 외향 개방된 주연 그루브로서 설계된다. 컷아웃은 윤활제를 수용할 수 있고 피스톤 및 따라서 저장 피스톤 링의 이동 중 실린더 라이너의 가동 표면으로 윤활제를 출력할 수 있다. 저장 피스톤 링은, 미리 규정할 수 있는 힘으로 저장 피스톤 링을 실린더 라이너의 가동 표면을 향하여 가압하는, 스프링 요소, 예를 들어 환형 스프링에 의해 특히 부하를 받는다. 게다가, 컷아웃 내 윤활제는 저장 피스톤 링의 주연에 대해 특히 용이하게 분포될 수 있다. 제 1 윤활제 개구는, 피스톤의 OT 위치에서 저장 피스톤 링의 높이 (level) 에 위치결정되도록, 축선 방향으로 배치된다. 따라서, 피스톤의 OT 위치에서 또는 피스톤이 OT 위치 바로 앞에 위치할 때 윤활제는 윤활제 개구를 통하여 저장 피스톤 링의 컷아웃으로 운반될 수 있다. 따라서, 가동 표면에 대한 특히 양호하고 고른 윤활제의 분포가 축선 방향 및 주연 방향 양자에 달성될 수 있다.In an embodiment of the invention, a storage piston ring having a cutout for receiving lubricant is disposed on the jacket surface of the piston. The cutout is designed, for example, as a peripheral groove open radially outward. The cutout may receive lubricant and may output lubricant to the movable surface of the cylinder liner during movement of the piston and thus the storage piston ring. The storage piston ring is in particular loaded by a spring element, for example an annular spring, which presses the storage piston ring towards the movable surface of the cylinder liner with a predefined force. In addition, the lubricant in the cutout can be distributed particularly easily with respect to the periphery of the storage piston ring. The first lubricant opening is arranged in the axial direction such that it is positioned at the level of the storage piston ring at the OT position of the piston. Thus, the lubricant can be conveyed to the cutout of the storage piston ring through the lubricant opening when in the OT position of the piston or just before the OT position. Thus, a particularly good and even distribution of lubricant on the movable surface can be achieved in both the axial direction and the peripheral direction.

본 발명의 실시형태에서, 피스톤-인-실린더 유닛은 제 1 윤활제 개구로부터 축선 방향으로 이격 배치된 실린더 라이너에 제 2 윤활제 개구를 가진다. 복수의 윤활유 개구, 예를 들어 6 ~ 10 개, 특히 8 개의 윤활유 개구가 동일한 축선 방향 위치에서 실린더 라이너의 주연에 대해 특히 균일하게 분포 배치된다. 윤활제는 공통 윤활제 이송 라인을 통하여 또는 분리된 윤활제 이송 라인을 통하여 제 1 및 제 2 윤활제 개구로 이송될 수 있다. 공통 윤활제 이송 라인을 통하여 윤활제의 이송시, 피스톤 또는 실린더 가동 표면의 다른 영역들은 2 개의 윤활제 개구를 통하여 한 번에 윤활제를 공급받을 수 있다. 이 점에서, 윤활제 개구로 공급을 위한 수고는 특히 적다. 제 1 및 제 2 윤활제 개구가 분리된 윤활제 라인을 통하여 그리고 따라서 또한 분리하여 윤활제를 실은 윤활제 라인을 통하여 공급받는다면, 특히 유연한 윤활 장치가 발생된다. 피스톤 또는 실린더 가동 표면의 특정 영역은, 윤활제 개구가 윤활제를 공급받는 시점을 선택함으로써 윤활제를 직접 공급받을 수 있다. 또한, 동일한 영역에 윤활제를 두 번 공급할 수 있다. In an embodiment of the invention, the piston-in-cylinder unit has a second lubricant opening in a cylinder liner spaced axially away from the first lubricant opening. A plurality of lubricating oil openings, for example six to ten, in particular eight lubricating oil openings, are arranged particularly uniformly with respect to the periphery of the cylinder liner at the same axial position. Lubricant can be transferred to the first and second lubricant openings through a common lubricant transfer line or through separate lubricant transfer lines. In the transfer of lubricant through a common lubricant transfer line, other areas of the piston or cylinder movable surface may be supplied with lubricant at one time through two lubricant openings. In this respect, the effort for supply to the lubricant opening is particularly small. Particularly flexible lubrication devices are produced if the first and second lubricant openings are fed through a separate lubricant line and thus also separately through a lubricated lubricant line. Certain areas of the piston or cylinder movable surface may be directly supplied with lubricant by selecting when the lubricant opening is supplied with lubricant. It is also possible to supply the lubricant twice in the same area.

본 발명의 실시형태에서, 제 2 윤활제 개구는, 피스톤의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이에 위치결정되도록, 또한 축선 방향으로 배치된다. 따라서, 제 1 윤활제 개구에 지정된 장점은 또한 제 2 윤활제 개구에 대해 발생한다. In an embodiment of the invention, the second lubricant opening is also arranged in the axial direction such that it is positioned between the upper piston edge and the lower piston edge in the OT position of the piston. Thus, the advantages specified for the first lubricant opening also occur for the second lubricant opening.

본 발명의 실시형태에서, 추가 윤활제 개구는 제 1 및 제 2 윤활제 개구의 축선 방향 위치에서 실린더 라이너의 주연에 대해 분포 배치되고 주연 방향으로 서로 오프셋된다. 이 점에 있어서, 윤활유 개구는 주연에 대해 특히 고르게 분포된다. 예를 들어, 6 ~ 10 개 윤활제 개구, 특히 8 개의 윤활제 개구가 2 개의 축선 방향 위치에서 주연에 대해 분포된다. 따라서, 주입된 윤활제의 특히 고른 분포는 축선 방향 및 주연 방향 양자에서 보장된다. In an embodiment of the invention, the additional lubricant openings are distributedly disposed with respect to the peripheral edge of the cylinder liner at the axial positions of the first and second lubricant openings and offset from each other in the peripheral direction. In this respect, the lubricating oil openings are particularly evenly distributed with respect to the peripheral edge. For example, 6 to 10 lubricant openings, in particular eight lubricant openings, are distributed about the circumference at two axial positions. Thus, a particularly even distribution of the injected lubricant is ensured both in the axial direction and in the peripheral direction.

왕복 피스톤 연소 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급을 위한 본 발명에 따른 방법에서, 제 1 주입 개구가 피스톤의 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이의 축선 방향 위치에 위치하고 피스톤의 속도가 2.5 m/s 미만, 특히 1 m/s 미만이도록 실린더 라인으로 윤활제의 제 1 주입이 행해진다. 윤활제의 주입시 피스톤의 매우 느린 속도 또는 비실재 속도로 본 발명에 따른 방법의 사용시, 매우 정확한 양의 윤활제가 피스톤에서 원하는 위치에 매우 정확하게 적용될 수 있다. 이것은 단지 매우 소량의 윤활제가 주입될 수 있도록 허용하는데 왜냐하면 윤활제는 필요로 하는 곳에 단지 직접 적용될 수 있어서 미사용 상태인 윤활제는 단지 거의 없기 때문이다.In the method according to the invention for the lubricant supply of the piston of the piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine, the first injection opening is located in an axial position between the upper piston edge and the lower piston edge of the piston and the speed of the piston The first injection of lubricant into the cylinder line is done to be less than 2.5 m / s, in particular less than 1 m / s. In the use of the method according to the invention at very slow or unrealistic speeds of the piston in the injection of lubricant, very precise amounts of lubricant can be applied very precisely at the desired position in the piston. This only allows a very small amount of lubricant to be injected because the lubricant can only be applied directly where it is needed and there are very few lubricants that are not in use.

왕복 피스톤 연소 엔진은 실린더 라이너 및 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리를 구비한 피스톤을 가지고, 피스톤은 축선 방향으로 상사점과 하사점 사이에서 실린더 라이너 내 피스톤 축선을 따라 축선 방향으로 전후 이동할 수 있게 배치된다. 왕복 피스톤 연소 엔진은 특히 2행정 대형 디젤 엔진으로서 설계된다. 왕복 피스톤 연소 엔진은, 실린더 라이너에 배치되고 윤활제가 실린더 라이너로 주입될 수 있도록 설계된 적어도 하나의 제 1 윤활제 개구를 갖는 실린더 윤활 기기를 가진다.The reciprocating piston combustion engine has a cylinder liner and a piston having an upper piston edge and a lower piston edge, the piston being arranged to move back and forth in the axial direction along the piston axis in the cylinder liner between the top dead center and the bottom dead center in the axial direction. . Reciprocating piston combustion engines are especially designed as two-stroke large diesel engines. The reciprocating piston combustion engine has a cylinder lubrication device having at least one first lubricant opening disposed in the cylinder liner and designed to allow lubricant to be injected into the cylinder liner.

피스톤의 축선 방향 위치에 따른 피스톤 속도는, 행정과 같은 기하학적 구조 특성을 기초로 측정된 속도로부터 측정되거나 계산될 수 있다.The piston speed according to the axial position of the piston can be measured or calculated from the measured speed based on geometrical characteristics such as stroke.

피스톤 속도는 다음 수학식을 이용해 결정될 수 있다:Piston speed can be determined using the following equation:

Figure pat00001
Figure pat00001

여기에서,From here,

ω = 크랭크샤프트의 각속도,ω = angular velocity of the crankshaft,

r = 커넥팅 로드를 수용한 크랭크샤프트의 크랭크 핀이 그리는 궤도 반경 (피스톤 행정의 1/2 에 대응).r = radius of trajectory drawn by the crank pin of the crankshaft with connecting rod (corresponding to 1/2 of the piston stroke).

Figure pat00002
= 크랭크 각
Figure pat00002
Crank angle

λ = r/피스톤 로드의 길이.λ = length of r / piston rod.

한편으로는 주입 시간의 선택에 의해 윤활제 주입시 피스톤 속도에 영향을 줄 수 있다. 하지만, 주입 개구가 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이에 위치할 때 주입이 행해져야 한다. 주입 시간에 의한 영향 가능성은, 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이의 제한된 거리 때문에 매우 작다. 윤활제 개구의 축선 방향 위치는 윤활제의 주입시 피스톤 속도에 대해 훨씬 큰 영향을 가진다. 실린더 라이너에서 윤활제 개구의 위치는 피스톤-인-실린더 유닛의 설계 및 구성에서 정해져야 한다. 따라서, 피스톤 속도가 윤활제의 주입시 왕복 피스톤 연소 엔진의 관련 속도 대역에서 지정된 한계점 미만이도록 윤활제 개구가 위치결정되어야 한다. 저속 운전 대형 디젤 엔진은, 예를 들어, 대략 130 rpm 의 최대 속도를 가진다. On the one hand, the choice of injection time can influence the piston speed during lubricant injection. However, injection must be done when the injection opening is located between the upper piston edge and the lower piston edge. The possibility of influence by injection time is very small because of the limited distance between the upper piston edge and the lower piston edge. The axial position of the lubricant opening has a much greater influence on the piston speed upon injection of the lubricant. The position of the lubricant opening in the cylinder liner should be determined in the design and configuration of the piston-in-cylinder unit. Therefore, the lubricant opening must be positioned so that the piston speed is below the specified limit in the relevant speed band of the reciprocating piston combustion engine upon injection of the lubricant. Low speed large diesel engines have a maximum speed of approximately 130 rpm, for example.

본 발명에 따른 방법의 실시형태에서, 피스톤의 재킷 표면에 배치된 최상부의 제 1 피스톤 링과 상부 피스톤 가장자리의 방향으로 제 1 피스톤 링과 인접한 제 2 피스톤 링 사이의 축선 방향 위치에 제 1 주입 개구가 위치하도록 실린더 라이너로 윤활제의 제 1 주입이 행해진다. 2 개의 피스톤 링 사이에 윤활제의 주입시, 축선 방향과 주연 방향으로 특히 균일한 윤활제 분포가 발생한다. 따라서, 소량의 윤활제로 특히 효과적인 윤활이 달성될 수 있다. 윤활제가 제 1 피스톤 링과 제 1 피스톤 링 다음의 제 2 피스톤 링 사이에 주입될 때 최고의 결과가 달성되는 것을 보여주었다. In an embodiment of the method according to the invention, the first injection opening in an axial position between the first piston ring and the second piston ring adjacent in the direction of the upper piston edge disposed in the jacket surface of the piston A first injection of lubricant is done to the cylinder liner so that is located. In the injection of lubricant between the two piston rings, a particularly uniform lubricant distribution occurs in the axial direction and in the peripheral direction. Thus, particularly effective lubrication can be achieved with a small amount of lubricant. It has been shown that the best results are achieved when lubricant is injected between the first piston ring and the second piston ring following the first piston ring.

본 발명에 따른 방법의 실시형태에서, 피스톤의 재킷 표면에 배치되고 윤활제를 수용하기 위한 컷아웃을 가지는 저장 피스톤 링의 높이에서 축선 방향 위치에 제 1 주입 개구가 위치하도록 실린더 라이너로 윤활제의 제 1 주입이 행해진다. 따라서, 윤활제는 윤활제 개구를 통하여 저장 피스톤 링의 컷아웃으로 운반될 수 있다. 따라서, 가동 표면에 대한 특히 양호하고 고른 윤활제의 분포가 축선 방향 및 주연 방향 양자에서 달성될 수 있다.In an embodiment of the method according to the invention, a first line of lubricant is provided with a cylinder liner such that the first injection opening is located at an axial position at the height of the storage piston ring disposed on the jacket surface of the piston and having a cutout for receiving the lubricant. Injection is done. Thus, lubricant can be conveyed through the lubricant opening to the cutout of the storage piston ring. Thus, particularly good and even distribution of lubricant on the movable surface can be achieved in both the axial direction and the peripheral direction.

본 발명에 따른 방법의 실시형태에서, 제 1 윤활제 개구로부터 윤활제의 주입 이외에, 제 2 윤활제 개구를 통하여 실린더 라이너로 윤활제의 제 2 주입이 행해진다. 제 2 윤활제 개구는 제 1 윤활제 개구로부터 축선 방향으로 이격 배치된다. 제 2 주입 개구가 상부 피스톤 가장자리와 최상부의 제 1 피스톤 링 사이의 축선 방향 위치에 위치하도록 제 2 주입이 행해진다. 주로 윤활 역할을 하는 윤활제의 제 1 주입 이외에, 피스톤 링에 의한 방해 없이, 피스톤 위에 배치된 연소 공간과 연결되는 피스톤의 영역으로 제 2 주입에 의하여 연소시 발생하는 산을 중화하기 위한 윤활제가 따라서 적용될 수 있다. 따라서, 윤활제는 제 2 주입에 의하여 연료의 연소시 발생하는 산을 특히 효과적으로 중화시킬 수 있고 따라서 산에 의한 실린더 라이너 및 피스톤의 손상이 방지될 수 있다. In an embodiment of the method according to the invention, in addition to the injection of lubricant from the first lubricant opening, a second injection of lubricant is made to the cylinder liner through the second lubricant opening. The second lubricant opening is spaced apart in the axial direction from the first lubricant opening. The second injection is done so that the second injection opening is located in an axial position between the upper piston edge and the uppermost first piston ring. In addition to the first injection of the lubricating agent, which is primarily a lubricating agent, a lubricant for neutralizing the acid generated during combustion by the second injection is thus applied to the region of the piston which is connected to the combustion space disposed on the piston, without interference by the piston ring. Can be. Thus, the lubricant can particularly effectively neutralize the acid generated upon combustion of the fuel by the second injection and thus prevent damage of the cylinder liner and piston by the acid.

상부 피스톤 가장자리로부터 주입 개구의 축선 방향 간격이 상부 피스톤 가장자리로부터 제 1 최상부의 피스톤 링의 간격의 대략 66% 에 해당하도록 제 2 주입 개구가 피스톤에 대해 위치결정될 때 윤활제의 제 2 주입이 특히 행해진다.A second injection of lubricant is especially done when the second injection opening is positioned relative to the piston such that the axial spacing of the injection opening from the upper piston edge corresponds to approximately 66% of the spacing of the first top piston ring from the upper piston edge. .

본 발명의 추가 장점, 특징 및 세부는 실시형태에 대한 다음 상세한 설명과 도면의 참조로 알 수 있고 도면에서 동일하거나 동일한 기능을 가지는 요소는 동일한 도면부호를 구비한다.Further advantages, features and details of the invention may be seen by reference to the following detailed description of the embodiments and the drawings, wherein elements having the same or identical functions in the drawings have the same reference numerals.

도 1 은 대형 2행정 디젤 엔진의 실린더 장치이다.
도 2 는 실린더 라이너에 배치되고 윤활제 공급부를 가지는 피스톤이다.
도 3 은 제 2 실시형태의 윤활제 공급부에서 윤활제 개구의 배치를 나타낸다.
도 4 는 제 3 실시형태의 윤활제 공급부에서 윤활제 개구의 배치를 나타낸다.
도 5 는 제 4 실시형태의 윤활제 공급부에서 윤활제 개구의 배치를 나타낸다.
도 6 은 제 5 실시형태의 윤활제 공급부에서 윤활제 개구의 배치를 나타낸다.
도 7 은 제 6 실시형태의 윤활제 공급부에서 윤활제 개구의 배치 및 저장 피스톤 링을 구비한 피스톤의 세부를 나타낸다.
도 8 은 제 7 실시형태의 윤활제 공급부에서 2 개의 윤활제 개구의 배치를 종단면으로 나타낸다.
도 9 는 제 7 실시형태의 윤활제 공급부에서 2 개의 축선 방향으로 이격된 윤활제 개구의 배치를 횡단면으로 나타낸다.1 is a cylinder device of a large two-stroke diesel engine.
2 is a piston disposed in the cylinder liner and having a lubricant supply.
3 shows the arrangement of the lubricant openings in the lubricant supply portion of the second embodiment.
4 shows the arrangement of the lubricant openings in the lubricant supply portion of the third embodiment.
Fig. 5 shows the arrangement of the lubricant openings in the lubricant supply portion of the fourth embodiment.
Fig. 6 shows the arrangement of the lubricant openings in the lubricant supply portion of the fifth embodiment.
FIG. 7 shows the details of the piston provided with the storage piston ring and the arrangement of the lubricant openings in the lubricant supply of the sixth embodiment.
8 shows, in longitudinal section, the arrangement of the two lubricant openings in the lubricant supply portion of the seventh embodiment.
Fig. 9 shows in cross section the arrangement of the lubricant openings spaced in two axial directions in the lubricant supply portion of the seventh embodiment.

도 1 에 따르면, 실린더 장치는 실린더 라이너 (11) 형태의 실린더 및 피스톤 (12) 을 구비한 피스톤-인-실린더 유닛 (10) 을 가진다. 또한, 실린더 장치는 신선 공기 공급 시스템 (13) 을 가진다.According to FIG. 1, the cylinder arrangement has a cylinder in the form of a cylinder liner 11 and a piston-in-cylinder unit 10 with a piston 12. The cylinder apparatus also has a fresh air supply system 13.

도 1 의 실린더 장치는 종래 기술에서 단류 소기식 (uniflow scavenged) 대형 2행정 디젤 모터용으로 그 자체가 알려진 바와 같은 전형적 장치이다.The cylinder arrangement of FIG. 1 is a typical arrangement as known per se for a uniflow scavenged large two-stroke diesel motor in the prior art.

피스톤 (12) 은 실린더 라이너 (11) 의 실린더 벽 (14) 을 따라 전후 이동할 수 있는 실린더 라이너 (11) 내에 배치된다. 피스톤 (12) 은 2 개의 전환점 (reversal points), 즉 상사점 (OT) 과 하사점 (UT) 사이에서 전후 운동을 수행하고, 상사점 (OT) 은 하사점 (UT) 과 출구 밸브 (16) 사이에 배치된다.The piston 12 is disposed in the cylinder liner 11 which can move back and forth along the cylinder wall 14 of the cylinder liner 11. The piston 12 performs the forward and backward motion between two reversal points, ie top dead center OT and bottom dead center UT, the top dead center OT being the bottom dead center UT and the outlet valve 16. Is placed in between.

피스톤 (12) 은, 단지 2 개의 피스톤 링, 즉 톱 링이라고도 불리고 출구 밸브 (16) 에, 따라서 또한 연소 공간 (17) 에 가장 가까이 배치되는 제 1 최상부의 피스톤 링 (18) 및 출구 밸브 (16) 에 대해 제 1 피스톤 링 (18) 아래에 배치된 제 2 피스톤 링 (19) 을 가지는 본원에 개략적으로 나타낸 피스톤 링 패키지 (15) 를 포함한다. The piston 12 is referred to as only two piston rings, namely top rings and is arranged in the outlet valve 16 and thus also closest to the combustion space 17 and the first top piston ring 18 and the outlet valve 16. A piston ring package 15 schematically shown herein having a second piston ring 19 disposed below the first piston ring 18.

연소 공간 (17) 은 도면에 따르면 실린더 커버 (20) 에 의하여 최상부에서 경계가 정해지는데, 실린더 커버는 연료를 연소 공간 (17) 내로 분사할 수 있는 분사 노즐 (21) 및 도 1 에서 개방 상태로 나타낸 출구 밸브 (16) 를 가진다.The combustion space 17 is delimited at the top by a cylinder cover 20 according to the drawing, which is open in FIG. 1 and an injection nozzle 21 capable of injecting fuel into the combustion space 17. It has the outlet valve 16 shown.

피스톤 (7) 은 자체 알려진 방식으로 피스톤 로드 (22) 를 통하여 크로스헤드에 연결되는데 크로스헤드는 도 1 에 도시되어 있지 않고 대형 디젤 엔진의 작동 중 크로스헤드로부터 피스톤 (12) 의 전후 운동이 마찬가지로 도시되지 않은 대형 디젤 엔진의 크랭크샤프트로 천이된다. 피스톤 로드 (22) 는 도면에 따라 출구 밸브 (16) 에 대해 바닥에서 실린더 라이너 (11) 에 인접한 하부 피스톤측 공간 (23) 을 통하여, 그리고 마찬가지로 도시되지 않은 터보과급기가 고압, 예컨대 4 바의 압력하에서 하부 피스톤측 공간 (23) 으로 공급하는 화살표 (26) 로 나타낸 신선 공기가 하부 피스톤측 공간 (23) 으로부터 크랭크샤프트 공간 (25) 으로 새어나올 수 없도록 아래에 배치된 크랭크샤프트 공간 (25) 을 향하여 하부 피스톤측 공간 (23) 을 밀봉하는 스터핑 박스 (24) 를 통하여 안내된다. The piston 7 is connected to the crosshead via a piston rod 22 in a manner known per se, which is not shown in FIG. 1 and the front and rear motion of the piston 12 from the crosshead during operation of a large diesel engine is likewise shown. Is not transferred to the crankshaft of large diesel engines. The piston rod 22 passes through the lower piston side space 23 adjacent the cylinder liner 11 at the bottom with respect to the outlet valve 16 in accordance with the drawing, and likewise a turbocharger, not shown, at high pressure, for example a pressure of 4 bar. Crankshaft space 25 disposed below so that the fresh air indicated by arrow 26 which feeds into lower piston side space 23 from below cannot leak out from lower piston side space 23 into crankshaft space 25. Is directed through a stuffing box 24 which seals the lower piston side space 23.

실린더 윤활 기기 (127) 를 가지는 피스톤-인-실린더 유닛 (110) 의 세부는 도 2 에 나타나 있다. 피스톤-인-실린더 유닛 (110) 은 도 1 의 피스톤-인-실린더 유닛 (10) 과 비슷한 구조를 가진다. 하지만, 도 2 에서는, 실린더 윤활 기기 (127) 의 설명과 관련된 피스톤-인-실린더 기기 (110) 의 부품만 나타나 있다.Details of the piston-in-cylinder unit 110 having the cylinder lubrication device 127 are shown in FIG. 2. The piston-in-cylinder unit 110 has a structure similar to the piston-in-cylinder unit 10 of FIG. 1. However, in FIG. 2 only the parts of the piston-in-cylinder device 110 associated with the description of the cylinder lubrication device 127 are shown.

피스톤 (112) 은 냉각유 (128) 에 의해 내부 냉각되는 피스톤 (112) 으로서 설계되고, 냉각유 (128) 는 미도시된 공급 라인을 통하여 공급되고 제거된다.The piston 112 is designed as a piston 112 that is internally cooled by the cooling oil 128, and the cooling oil 128 is supplied and removed through a supply line not shown.

피스톤-인-실린더 기기 (110) 의 피스톤 (112) 은, 그것이 상사점 (OT) 에 위치하여 대형 디젤 엔진의 작동 중에 잠시 동안 움직이지 않아서 0 의 속도를 가지는 OT 위치에 있는 상태로 도 2 에 나타나 있다. 상사점 (OT) 은 이 점에서 상부 피스톤 가장자리 (129) 와 관련된다. 상부 피스톤 가장자리 (129) 는 도 2 에 도시되지 않은 출구 밸브의 방향으로 피스톤 (112) 의 재킷 표면 (131) 의 최고점으로써 정의된다. 피스톤 (112) 은 도 2 에 도시되지 않은 하사점의 방향으로 실린더 라이너 (111) 내에서 피스톤 축선 (A) 을 따라 축선 방향으로 전후 이동할 수 있게 배치된다. The piston 112 of the piston-in-cylinder device 110 is shown in FIG. 2 with it in the OT position where it is located at top dead center OT and does not move for a while during operation of a large diesel engine and has a zero speed. Is shown. Top dead center OT is associated with the upper piston edge 129 at this point. The upper piston edge 129 is defined as the highest point of the jacket surface 131 of the piston 112 in the direction of the outlet valve, not shown in FIG. The piston 112 is arranged to be able to move back and forth in the axial direction along the piston axis A in the cylinder liner 111 in the direction of the bottom dead center not shown in FIG. 2.

피스톤 (112) 은 2 피스 (pieces) 로 설계된다. 피스톤은 소위 피스톤 크라운 (132) 및 미도시된 나사에 의해 피스톤 크라운 (132) 에 나사 결합된 소위 피스톤 스커트 (133) 로 구성되는데, 피스톤 크라운 (132) 은 출구 밸브의 방향으로 배치되고 피스톤 스커트 (133) 는 도 2 에 미도시된 하부 피스톤측 공간의 방향으로 배치된다. 피스톤 스커트 (133) 는 원통형 재킷 표면을 가지는데 하부 피스톤측 공간의 방향으로 재킷 표면의 최저점은 하부 피스톤 가장자리 (130) 를 한정한다.The piston 112 is designed in two pieces. The piston consists of a so-called piston crown 132 and a so-called piston skirt 133 screwed to the piston crown 132 by screws not shown, the piston crown 132 being disposed in the direction of the outlet valve and 133 is disposed in the direction of the lower piston side space, not shown in FIG. The piston skirt 133 has a cylindrical jacket surface where the lowest point of the jacket surface in the direction of the lower piston side space defines the lower piston edge 130.

3 개의 피스톤 링이 피스톤 크라운 (132) 의 재킷 표면 (131) 에 배치되고; 제 1 최상부의 피스톤 링 (118) 은 출구 밸브의 방향으로 배치되고; 제 2 피스톤 링 (119) 은 하부 피스톤 가장자리 (130) 의 방향으로 인접하여 배치되고; 제 2 피스톤 링 (119) 에 인접한 제 3 피스톤 링 (134) 은 하부 피스톤 가장자리 (130) 의 방향으로 배치된다. Three piston rings are disposed on the jacket surface 131 of the piston crown 132; The first top piston ring 118 is disposed in the direction of the outlet valve; The second piston ring 119 is disposed adjacent in the direction of the lower piston edge 130; The third piston ring 134 adjacent the second piston ring 119 is disposed in the direction of the lower piston edge 130.

실린더 윤활 기기 (127) 는 윤활제 저장조 (135) 를 가지고 전기 모터 (136) 에 의해 구동되는 윤활제 펌프 (137) 는 윤활유 형태의 윤활제를 윤활제 저장조로부터 운반할 수 있다. 윤활제 이송 라인 (140) 을 개폐할 수 있는 밸브 장치 (138) 는 윤활제 펌프 (137) 뒤에 배치된다. 밸브 장치 (138) 는 제어 기기 (139) 에 의해 제어된다. 윤활제 이송 라인 (140) 은 윤활제 개구 (141) 로 이어지고 윤활제 개구는 실린더 라이너 (111) 에서 축선 방향 위치 (143) 에 배치되고 윤활제가 실린더 라이너 (111) 로 접선 방향으로 주입될 수 있도록 배치된다. 단 하나의 윤활제 개구 (141) 만 도 2 에 나타나 있고; 하지만, 실린더 윤활 기기 (127) 는 실린더 라이너 (111) 의 주연에 대해 고르게 분포되는 총 8 개의 윤활유 개구를 가진다. 밸브 장치 (138) 는 제어 기기 (139) 에 의한 밸브 장치 (138) 의 대응하는 제어에 의하여 개방될 수 있고 따라서 윤활제 펌프 (137) 와 윤활제 개구 (141) 사이에 연결이 형성될 수 있고 따라서 윤활제는 실린더 라이너 (111) 로 주입될 수 있다. 실린더 윤활 기기 (127) 의 정확한 구조는 여기에서 더 중요하지 않아서, 실린더 윤활 기기 (127) 가 매우 단순하게 나타나 있다.The cylinder lubrication device 127 has a lubricant reservoir 135 and a lubricant pump 137 driven by the electric motor 136 can carry lubricant in the form of lubricant from the lubricant reservoir. A valve device 138 that can open and close the lubricant transfer line 140 is disposed behind the lubricant pump 137. The valve device 138 is controlled by the control device 139. The lubricant transfer line 140 leads to the lubricant opening 141 and the lubricant opening is disposed at the axial position 143 in the cylinder liner 111 and arranged so that the lubricant can be injected tangentially into the cylinder liner 111. Only one lubricant opening 141 is shown in FIG. 2; However, the cylinder lubrication device 127 has a total of eight lubricating oil openings distributed evenly with respect to the periphery of the cylinder liner 111. The valve device 138 can be opened by the corresponding control of the valve device 138 by the control device 139 so that a connection can be made between the lubricant pump 137 and the lubricant opening 141 and thus the lubricant Can be injected into the cylinder liner 111. The precise structure of the cylinder lubrication device 127 is less important here, so the cylinder lubrication device 127 is shown very simply.

제어 기기 (139) 는, 왕복 피스톤 연소 엔진의 작동점 및 연료 조성에 따라, 윤활제의 주입 시점 및 양을 주로 결정한다. The control device 139 mainly determines the injection timing and the amount of lubricant according to the operating point and the fuel composition of the reciprocating piston combustion engine.

윤활제 개구 (141) 의 축선 방향 위치 (143) 는 본 발명에서 중요하다. 윤활제 개구 (141) 가 도 2 에 나타낸 피스톤 (112) 의 OT 위치에서 최상부의 제 1 피스톤 링 (118) 과 인접한 제 2 피스톤 링 (119) 사이에 배치되도록 축선 방향 위치 (143) 가 선택된다. 따라서, 피스톤 (112) 이 OT 위치에 또는 그 바로 전이나 후에 위치할 때, 윤활제는 2 개의 지정된 피스톤 링 (118, 119) 사이에서 윤활제 개구 (141) 를 통하여 주입될 수 있다. 이 점에 있어서 피스톤 (112) 의 속도는 상사점 (OT) 으로부터의 작거나 존재하지 않는 간격으로 인해 매우 작고; 특히 1 m/s 미만에 달한다. 따라서, 윤활제는 2 개의 지정된 피스톤 링 (118, 119) 사이에서 높은 목표 정확도로 주입될 수 있다.The axial position 143 of the lubricant opening 141 is important in the present invention. The axial position 143 is selected such that the lubricant opening 141 is disposed between the uppermost first piston ring 118 and the adjacent second piston ring 119 in the OT position of the piston 112 shown in FIG. 2. Thus, when the piston 112 is located at or just before or after the OT position, lubricant can be injected through the lubricant opening 141 between the two designated piston rings 118, 119. In this respect the speed of the piston 112 is very small due to the small or nonexistent spacing from the top dead center OT; Especially less than 1 m / s. Thus, lubricant can be injected with high target accuracy between two designated piston rings 118, 119.

윤활제 개구 (141) 의 축선 방향 위치 (143) 를 전술한 대로 선택할 때, 피스톤 (112) 의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리 (129) 와 윤활제 개구 (141) 사이의 간격은 상부 피스톤 가장자리 (129) 와 하부 피스톤 가장자리 (130) 사이의 간격의 대략 50% 에 달한다.When selecting the axial position 143 of the lubricant opening 141 as described above, the spacing between the upper piston edge 129 and the lubricant opening 141 at the OT position of the piston 112 is determined by the upper piston edge 129. Approximately 50% of the spacing between the lower piston edges 130.

출구 밸브의 방향으로 연관된 상부 영역에서, 실린더 라이너 (111) 는 냉각 재킷 (142) 을 가지는데, 냉각제가 유동하는 미도시된 냉각 통로가 냉각 재킷 내에 배치된다. 냉각 재킷 (142) 은 연소 공간의 영역에서 실린더 라이너 (111) 를 냉각시키는 역할을 한다. 윤활제 개구 (141) 는 냉각 재킷 (142) 의 영역 내에 배치된다. 윤활제 개구는 또한 냉각 재킷 아래에 배치될 수 있다.In the upper region associated in the direction of the outlet valve, the cylinder liner 111 has a cooling jacket 142, in which an unshown cooling passage through which coolant flows is arranged in the cooling jacket. The cooling jacket 142 serves to cool the cylinder liner 111 in the region of the combustion space. The lubricant opening 141 is disposed in the region of the cooling jacket 142. Lubricant openings may also be disposed below the cooling jacket.

제 2 실시형태의 피스톤-인-실린더 유닛의 세부가 도 3 에 나타나 있다. 이 실시형태에서, 도시된 피스톤 (212) 의 OT 위치에서 제 2 피스톤 링 (219) 과 제 3 피스톤 링 (234) 사이에 윤활제 개구 (241) 가 위치하도록 실린더 라이너 (211) 의 윤활제 개구 (241) 의 축선 방향 위치 (243) 가 선택되는데, 제 2 피스톤 링 (219) 은 제 1 피스톤 링 (218) 아래에 인접하여 배치되고 제 3 피스톤 링 (234) 은 제 2 피스톤 링 (219) 아래에 인접하여 배치된다.The details of the piston-in-cylinder unit of the second embodiment are shown in FIG. 3. In this embodiment, the lubricant opening 241 of the cylinder liner 211 such that the lubricant opening 241 is located between the second piston ring 219 and the third piston ring 234 in the OT position of the piston 212 shown. Axial position 243 is selected, with the second piston ring 219 disposed adjacent the first piston ring 218 and the third piston ring 234 beneath the second piston ring 219 Are placed adjacent to each other.

제 3 실시형태의 피스톤-인-실린더 유닛의 세부가 도 4 에 나타나 있다. 제 1 윤활제 개구 (341) 는 도 2 의 윤활제 개구 (141) 와 같이, 피스톤 (312) 의 OT 위치에서 제 1 최상부 피스톤 링 (318) 과 인접한 제 2 피스톤 링 (319) 사이에 위치하도록 배치된다. 피스톤 (312) 은 제 1 피스톤 링 (318) 과 제 2 피스톤 링 (319) 사이에 주연 컷아웃 (347) 을 가진다. 컷아웃 (347) 과 제 1 주입 개구 (341) 가 하나의 높이에 위치할 때, 윤활제의 주입이 행해진다. 따라서, 윤활제는 실린더 라이너 (311) 에 접선 방향으로 피스톤 (312) 을 통하여 방해 없이 분사될 수 있다.Details of the piston-in-cylinder unit of the third embodiment are shown in FIG. 4. The first lubricant opening 341 is arranged to be positioned between the first top piston ring 318 and the adjacent second piston ring 319 at the OT position of the piston 312, like the lubricant opening 141 of FIG. 2. . The piston 312 has a peripheral cutout 347 between the first piston ring 318 and the second piston ring 319. When the cutout 347 and the first injection opening 341 are located at one height, injection of lubricant is performed. Thus, the lubricant can be injected without interference through the piston 312 in a direction tangential to the cylinder liner 311.

2 개의 다른 피스톤 링 사이에서 윤활제의 주입이 수행될 때, 피스톤은 이 2 개의 피스톤 링 사이에서 대응하는 주연 컷아웃을 또한 가질 수 있다.When injection of lubricant is performed between two different piston rings, the piston may also have a corresponding peripheral cutout between these two piston rings.

제 4 실시형태의 피스톤-인-실린더 유닛의 세부가 도 5 에 나타나 있다. 이 실시형태에서, 도시된 피스톤 (412) 의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리 (429) 와 최상부의 제 1 피스톤 링 (418) 사이에 윤활제 개구 (441) 가 위치하도록 실린더 라이너 (411) 에서 윤활제 개구 (441) 의 축선 방향 위치 (443) 가 선택된다.Details of the piston-in-cylinder unit of the fourth embodiment are shown in FIG. 5. In this embodiment, the lubricant opening 4 in the cylinder liner 411 such that the lubricant opening 441 is positioned between the upper piston edge 429 and the uppermost first piston ring 418 in the OT position of the illustrated piston 412. The axial position 443 of 441 is selected.

제 5 실시형태의 피스톤-인-실린더 유닛의 세부가 도 6 에 나타나 있다. 이 실시형태에서, 도시된 피스톤 (512) 의 OT 위치에서 하부 피스톤 가장자리 (530) 와 가장 가까이 배치된 제 3 피스톤 링 (534) 과 하부 피스톤 가장자리 (530) 사이에 윤활제 개구 (541) 가 위치하도록 실린더 라이너 (511) 에서 윤활제 개구 (541) 의 축선 방향 위치 (543) 가 선택된다.Details of the piston-in-cylinder unit of the fifth embodiment are shown in FIG. 6. In this embodiment, the lubricant opening 541 is positioned between the lower piston edge 530 and the third piston ring 534 disposed closest to the lower piston edge 530 in the OT position of the illustrated piston 512. The axial position 543 of the lubricant opening 541 in the cylinder liner 511 is selected.

제 6 실시형태의 피스톤-인-실린더 유닛의 세부가 도 7 에 나타나 있다. 이 실시형태에서, 도시된 피스톤 (612) 의 OT 위치에서 3 개의 피스톤 링 중 중앙 피스톤 링으로서 배치된 저장 피스톤 링 (619) 의 높이에 윤활제 개구 (641) 가 위치하도록 실린더 라이너 (611) 에서 윤활제 개구 (641) 의 축선 방향 위치 (643) 가 선택된다. 저장 피스톤 링 (619) 은 윤활제를 수용할 수 있는 주연 컷아웃 (644) 을 가진다. 윤활제는 윤활제 개구 (641) 를 통하여 저장 피스톤 링 (619) 의 컷아웃 (644) 내로 운반될 수 있고, 그 후 윤활제는 출력될 수 있어서 피스톤 (612) 의. 따라서 또한 저장 피스톤 링 (619) 의 추가 이동 중 분배될 수 있다. 저장 피스톤 링 (619) 은 나선형 스프링 (645) 형태의 스프링 어큐뮬레이터에 의하여 실린더 라이너 (611) 의 방향에서 반경 방향 바깥쪽으로 추진된다.Details of the piston-in-cylinder unit of the sixth embodiment are shown in FIG. 7. In this embodiment, the lubricant in the cylinder liner 611 such that the lubricant opening 641 is located at the height of the storage piston ring 619 disposed as the center piston ring of the three piston rings in the OT position of the illustrated piston 612. The axial position 643 of the opening 641 is selected. The storage piston ring 619 has a peripheral cutout 644 that can receive lubricant. The lubricant may be conveyed through the lubricant opening 641 into the cutout 644 of the storage piston ring 619, after which the lubricant may be output to the piston 612. It can thus also be dispensed during further movement of the storage piston ring 619. The storage piston ring 619 is pushed radially outward in the direction of the cylinder liner 611 by a spring accumulator in the form of a helical spring 645.

제 7 실시형태의 피스톤-인-실린더 유닛의 세부가 도 8 에 나타나 있다. 이 실시형태에서, 윤활제 공급부는 2 개의 윤활제 개구 (741, 746) 를 가진다. 제 1 윤활제 개구 (741) 는 도 2 의 윤활제 개구 (141) 처럼, 도시된 피스톤 (712) 의 OT 위치에서 제 1 최상부의 피스톤 링 (718) 과 인접한 제 2 피스톤 링 (719) 사이에 윤활제 개구 (741) 가 위치하도록 배치된다. 제 2 윤활제 개구 (746) 는 도 3 의 윤활제 개구 (241) 처럼, 도시된 피스톤 (712) 의 OT 위치에서 상부 실린더 가장자리 (729) 와 제 1 최상부의 피스톤 링 (718) 사이에 윤활제 개구 (746) 가 위치하도록 배치된다. 따라서, 이 경우에, 제 2 윤활제 개구 (746) 는 또한 상부 피스톤 가장자리 (729) 와 하부 피스톤 가장자리 (730) 사이에 놓여 있다. 윤활제 개구 (741, 746) 는 미도시된 결개의 윤활유 이송 라인을 통하여 서로 독립적으로 윤활제를 공급받는다. 따라서, 시간상 동시에 또는 또한 오프셋되게 2 개의 윤활제 개구 (741, 746) 를 통하여 윤활제를 주입할 수 있다.Details of the piston-in-cylinder unit of the seventh embodiment are shown in FIG. 8. In this embodiment, the lubricant supply has two lubricant openings 741, 746. The first lubricant opening 741, like the lubricant opening 141 of FIG. 2, is a lubricant opening between the first top piston ring 718 and the adjacent second piston ring 719 in the OT position of the piston 712 shown. 741 is arranged to be located. The second lubricant opening 746 is a lubricant opening 746 between the upper cylinder edge 729 and the first top piston ring 718 at the OT position of the piston 712 shown, like the lubricant opening 241 of FIG. 3. ) Is positioned. Thus, in this case, the second lubricant opening 746 also lies between the upper piston edge 729 and the lower piston edge 730. Lubricant openings 741, 746 are supplied with lubricant independently of one another via a missing lubricant transfer line, not shown. Thus, lubricant can be injected through the two lubricant openings 741, 746 at the same time or also offset in time.

각각의 제 1 및 제 2 윤활제 개구 (741, 746) 가 실린더 라이너 (711) 의 주연에 제공될 뿐만 아니라, 복수의 윤활제 개구가 주연에 고르게 분포된다. 이 점에 있어서, 제 1 및 제 2 윤활제 개구는 서로의 사이에 배치되지는 않지만, 주연 방향으로 서로에 대해 오프셋된다. 주연에서의 각각 4 개의 윤활제 개구 (741, 746) 의 분포는 도 7 에서 제 2 윤활제 개구 (746) 의 높이에서 실린더 라이너 (711) 의 횡단면에 나타나 있다. 제 1 윤활제 개구 (741) 는 파선으로 나타나 있고 제 2 윤활제 개구 (746) 는 실선으로 나타나 있다. 제 1 윤활제 개구 (741) 는 각각 서로에 대해 90°의 각도로 배치된다. 또한 제 2 윤활제 개구 (746) 도 동일하게 배치되고, 제 1 및 제 2 윤활제 개구 (741, 746) 사이는 각각 45°의 각도를 이룬다.Not only are each of the first and second lubricant openings 741, 746 provided at the periphery of the cylinder liner 711, but a plurality of lubricant openings are evenly distributed at the periphery. In this respect, the first and second lubricant openings are not disposed between each other, but are offset relative to each other in the peripheral direction. The distribution of each of the four lubricant openings 741, 746 at the periphery is shown in the cross section of the cylinder liner 711 at the height of the second lubricant opening 746 in FIG. 7. The first lubricant opening 741 is shown by the broken line and the second lubricant opening 746 is shown by the solid line. The first lubricant openings 741 are each disposed at an angle of 90 ° with respect to each other. The second lubricant openings 746 are also arranged in the same manner, and the angle between the first and second lubricant openings 741 and 746 is 45 degrees, respectively.

윤활제 개구 (141, 241, 341, 441, 541, 641, 741, 746) 의 기술한 배치에 의하여 윤활제의 주입시 피스톤 (112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 의 속도는 신뢰성있게 1 m/s 미만이고 따라서 또한 왕복 피스톤 연소 엔진의 모든 가능한 회전 속도에서 2.5 m/s 미만인 것이 보장된다. 특히 행정 및 크랭크샤프트 설계에 대한 왕복 피스톤 연소 엔진의 구성 설계에 따라, 피스톤의 OT 위치에서 상부 피스톤 가장자리와 하부 피스톤 가장자리 사이에 윤활제 개구가 위치하지 않도록 윤활제 개구가 배치될 때 지정된 속도 제한이 모든 회전 속도에서 또한 관찰될 수 있다. 이 경우에도 본 발명에 따른 방법의 실시가 또한 가능하다.By the arrangement described in the lubricant openings 141, 241, 341, 441, 541, 641, 741, 746 the speed of the pistons 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712 in the injection of lubricant is reliably It is guaranteed to be less than 1 m / s and therefore also less than 2.5 m / s at all possible rotational speeds of the reciprocating piston combustion engine. In particular, according to the constituent design of the reciprocating piston combustion engine for stroke and crankshaft design, the speed limit specified when the lubricant opening is positioned so that no lubricant opening is located between the upper piston edge and the lower piston edge in the piston's OT position It can also be observed in speed. In this case, it is also possible to carry out the method according to the invention.

Claims (14)

왕복 피스톤 연소 엔진용, 특히 대형 2행정 디젤 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛으로서,
- 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 및, 상부 피스톤 가장자리 (129, 429, 729) 와 하부 피스톤 가장자리 (130, 530, 730) 를 구비한 피스톤 (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 을 가지고, 상기 피스톤 (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 은 상사점 (OT) 과 하사점 (UT) 사이에서 피스톤 축선 (A) 을 따라 축선 방향으로 전후 이동할 수 있도록 상기 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 내에 배치되고;
- 상기 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 내에 배치되고 윤활제가 상기 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 내로 주입될 수 있도록 설계되는 적어도 하나의 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 341, 441, 541, 641, 741) 를 구비한 실린더 윤활 기기 (127) 를 가지고,
상기 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 341, 441, 541, 641, 741) 는, 상기 피스톤 (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 이 상기 상사점 (OT) 에 위치하는 상기 피스톤 (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 의 OT 위치에서 상기 상부 피스톤 가장자리 (129, 429, 729) 와 상기 하부 피스톤 가장자리 (130, 530, 730) 사이에 상기 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 341, 441, 541, 641, 741) 가 위치결정되도록 축선 방향으로 배치되고,
상기 제 1 윤활제 개구 (341) 가 상기 피스톤 (312) 의 상기 OT 위치에 위치결정되는 영역에서 상기 피스톤 (312) 이 주연 컷아웃 (347) 을 가지는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛.As a piston-in-cylinder unit for a reciprocating piston combustion engine, in particular for large two-stroke diesel engines,
A piston 12 having a cylinder liner 11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711 and an upper piston edge 129, 429, 729 and a lower piston edge 130, 530, 730. 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, the piston 12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712 between the top dead center (OT) and the bottom dead center (UT). Disposed in the cylinder liner (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) so as to be able to move back and forth in the axial direction along the piston axis (A);
Can be disposed in the cylinder liners 11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711 and lubricant can be injected into the cylinder liners 11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711. Having a cylinder lubrication device 127 having at least one first lubricant opening 141, 241, 341, 441, 541, 641, 741 designed to be
The first lubricant openings 141, 241, 341, 441, 541, 641, 741 have the pistons 12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712 located at the top dead center OT. Between the upper piston edge 129, 429, 729 and the lower piston edge 130, 530, 730 at the OT position of the piston 12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712. The first lubricant openings 141, 241, 341, 441, 541, 641, 741 are arranged in the axial direction so as to be positioned,
Piston-in-cylinder unit, characterized in that the piston (312) has a peripheral cutout (347) in the region where the first lubricant opening (341) is positioned in the OT position of the piston (312). 제 1 항에 있어서,
상기 피스톤 (12, 112, 212, 312, 612, 712) 의 상기 OT 위치에서 상기 상부 피스톤 가장자리 (129, 729) 와 상기 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 341, 641, 741) 사이의 간격이 상기 상부 피스톤 가장자리 (129, 179) 와 상기 하부 피스톤 가장자리 (130, 730) 사이의 간격의 35% ~ 65%, 특히 50% 에 달하도록 상기 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 341, 641, 741) 가 축선 방향으로 위치결정되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛.The method of claim 1,
The gap between the upper piston edge 129, 729 and the first lubricant opening 141, 241, 341, 641, 741 at the OT position of the piston 12, 112, 212, 312, 612, 712 is The first lubricant openings 141, 241, 341, 641, 741 to reach 35% to 65%, in particular 50%, of the gap between the upper piston edges 129, 179 and the lower piston edges 130, 730. ) Is positioned in the axial direction. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 피스톤 (12, 112, 712) 의 재킷 표면 (131) 에 최상부의 제 1 피스톤 링 (18, 118, 718) 이 배치되고,
상기 제 1 피스톤 링 (18, 118, 718) 과 상기 하부 피스톤 가장자리 (129, 729) 사이에 제 2 피스톤 링 (19, 119, 719) 이 배치되고,
상기 제 1 윤활제 개구 (141, 741) 는, 상기 피스톤 (12, 112, 712) 의 상기 OT 위치에서 상기 제 1 피스톤 링 (18, 118, 718) 과 상기 제 2 피스톤 링 (19, 119, 719) 사이에 상기 제 1 윤활제 개구 (141, 741) 가 위치결정되도록 축선 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛.3. The method according to claim 1 or 2,
The uppermost first piston ring 18, 118, 718 is disposed on the jacket surface 131 of the piston 12, 112, 712,
A second piston ring 19, 119, 719 is disposed between the first piston ring 18, 118, 718 and the lower piston edge 129, 729,
The first lubricant openings 141, 741 are provided with the first piston ring 18, 118, 718 and the second piston ring 19, 119, 719 at the OT position of the piston 12, 112, 712. Piston-in-cylinder unit, characterized in that the first lubricant opening (141, 741) is arranged in the axial direction so as to be positioned. 제 3 항에 있어서,
상기 피스톤 (12, 112, 212, 312, 712) 의 상기 재킷 표면 (131) 에 제 3 피스톤 링 (134, 234) 이 배치되고,
상기 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 741) 는, 상기 피스톤 (12, 212, 312, 112, 512) 의 상기 OT 위치에서 2 개의 인접한 피스톤 링 (18, 118, 219, 318, 718; 19, 119, 234, 319, 719) 사이에 상기 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 741) 가 위치결정되도록 축선 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛.The method of claim 3, wherein
Third piston rings 134, 234 are disposed on the jacket surface 131 of the pistons 12, 112, 212, 312, 712,
The first lubricant openings 141, 241, 741 include two adjacent piston rings 18, 118, 219, 318, 718 in the OT position of the pistons 12, 212, 312, 112, 512; 119, 234, 319, 719, wherein the first lubricant opening (141, 241, 741) is arranged in an axial direction so as to be positioned. 제 4 항에 있어서,
상기 제 3 피스톤 링 (134) 은 상기 제 2 피스톤 링 (19, 119, 319, 719) 과 상기 하부 피스톤 가장자리 (129, 729) 사이에 배치되고, 상기 제 1 윤활제 개구 (141, 341, 741) 는, 상기 피스톤 (12, 112, 312, 512) 의 상기 OT 위치에서 상기 제 1 피스톤 링 (18, 118, 318, 718) 과 상기 제 2 피스톤 링 (19, 119, 319, 719) 사이에 상기 제 1 윤활제 개구 (141, 341, 741) 가 위치결정되도록 축선 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛.The method of claim 4, wherein
The third piston ring 134 is disposed between the second piston ring 19, 119, 319, 719 and the lower piston edge 129, 729, and the first lubricant opening 141, 341, 741 Is between the first piston ring 18, 118, 318, 718 and the second piston ring 19, 119, 319, 719 at the OT position of the piston 12, 112, 312, 512. A piston-in-cylinder unit, characterized in that the first lubricant openings (141, 341, 741) are arranged in the axial direction so as to be positioned. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 윤활제 개구 (441) 는, 상기 피스톤 (412) 의 상기 OT 위치에서 상기 상부 피스톤 가장자리 (429) 와 상기 제 1 피스톤 링 (418) 사이에 상기 제 1 윤활제 개구 (441) 가 위치결정되도록 축선 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛.3. The method according to claim 1 or 2,
The first lubricant opening 441 is such that the first lubricant opening 441 is positioned between the upper piston edge 429 and the first piston ring 418 at the OT position of the piston 412. Piston-in-cylinder unit, characterized in that arranged in the axial direction. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
윤활제를 수용하기 위한 컷아웃 (644) 을 가지는 저장 피스톤 링 (619) 이 상기 피스톤 (612) 에 배치되고, 상기 제 1 윤활제 개구 (641) 는 상기 피스톤 (612) 의 상기 OT 위치에서 상기 저장 피스톤 링 (619) 의 높이에 상기 제 1 윤활제 개구 (641) 가 위치결정되도록 축선 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛. 3. The method according to claim 1 or 2,
A storage piston ring 619 having a cutout 644 for receiving lubricant is disposed in the piston 612, and the first lubricant opening 641 is in the OT position of the piston 612. Piston-in-cylinder unit, characterized in that it is arranged in an axial direction such that the first lubricant opening (641) is positioned at the height of the ring (619). 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 윤활제 개구 (741) 로부터 축선 방향으로 이격 배치된 상기 실린더 라이너 (711) 의 제 2 윤활제 개구 (746) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛. The method according to any one of claims 1 to 7,
And a second lubricant opening (746) of said cylinder liner (711) spaced axially away from said first lubricant opening (741). 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 윤활제 개구 (746) 는, 상기 피스톤 (712) 의 상기 OT 위치에서 상기 상부 피스톤 가장자리 (729) 와 상기 하부 피스톤 가장자리 (730) 사이에 상기 제 2 윤활제 개구 (746) 가 위치결정되도록 축선 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛.The method of claim 8,
The second lubricant opening 746 is axial such that the second lubricant opening 746 is positioned between the upper piston edge 729 and the lower piston edge 730 at the OT position of the piston 712. Piston-in-cylinder unit, characterized in that arranged in the direction. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
추가 윤활제 개구들이 상기 제 1 및 제 2 윤활제 개구 (741, 746) 의 축선 방향 위치에서 상기 실린더 라이너 (711) 의 주연에 걸쳐 분포 배치되도록 그리고 주연 방향으로 서로 오프셋되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛. 10. The method according to claim 8 or 9,
And further lubricant openings are arranged to be distributed over the periphery of the cylinder liner 711 at the axial positions of the first and second lubricant openings 741, 746 and offset from one another in the peripheral direction. In-cylinder unit. 왕복 피스톤 연소 엔진용, 특히 대형 2행정 디젤 엔진용 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법으로서,
상기 피스톤-인-실린더 유닛은,
- 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 및, 상부 피스톤 가장자리 (129, 429, 729) 와 하부 피스톤 가장자리 (130, 530, 730) 를 구비한 피스톤 (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 을 가지고, 상기 피스톤 (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 은 상사점 (OT) 과 하사점 (UT) 사이에서 피스톤 축선 (A) 을 따라 축선 방향으로 전후 이동할 수 있도록 상기 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 내에 배치되고;
- 상기 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 내에 배치되고 윤활제가 상기 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 내로 주입될 수 있도록 설계되는 적어도 하나의 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 341, 441, 541, 641, 741) 를 구비한 실린더 윤활 기기 (127) 를 가지고,
상기 제 1 윤활제 개구 (141, 241, 341, 441, 541, 641, 741) 가 상기 상부 피스톤 가장자리 (129, 429, 729) 와 상기 하부 피스톤 가장자리 (130, 530, 730) 사이의 축선 방향 위치 (143, 243, 343, 443, 543, 643) 에 위치하고 상기 피스톤 (12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712) 의 속도가 2.5 m/s 미만, 특히 1 m/s 미만이도록, 상기 실린더 라이너 (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) 내로의 상기 윤활제의 제 1 주입이 행해지는, 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법.As a lubricant supply method for pistons in reciprocating piston combustion engines, in particular piston-in-cylinder units for large two-stroke diesel engines,
The piston-in-cylinder unit,
A piston 12 having a cylinder liner 11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711 and an upper piston edge 129, 429, 729 and a lower piston edge 130, 530, 730. 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, the piston 12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712 between the top dead center (OT) and the bottom dead center (UT). Disposed in the cylinder liner (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) so as to be able to move back and forth in the axial direction along the piston axis (A);
Can be disposed in the cylinder liners 11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711 and lubricant can be injected into the cylinder liners 11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711. Having a cylinder lubrication device 127 having at least one first lubricant opening 141, 241, 341, 441, 541, 641, 741 designed to be
The first lubricant openings 141, 241, 341, 441, 541, 641, 741 at the axial position between the upper piston edge 129, 429, 729 and the lower piston edge 130, 530, 730 ( 143, 243, 343, 443, 543, 643 and so that the speed of the pistons 12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712 is less than 2.5 m / s, in particular less than 1 m / s, And a first injection of said lubricant into said cylinder liner (11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711) is performed. 제 11 항에 있어서,
상기 피스톤 (12, 112, 312, 712) 의 재킷 표면 (131) 에 배치된 최상부의 제 1 피스톤 링 (18, 118, 318, 718) 과 상기 하부 피스톤 가장자리 (130, 730) 의 방향으로 상기 제 1 피스톤 링 (18, 118, 318, 718) 에 인접한 제 2 피스톤 링 (19, 119, 319, 719) 사이의 축선 방향 위치 (143, 343) 에 제 1 윤활제 개구 (141, 341, 741) 가 위치하도록, 상기 실린더 라이너 (11, 111, 311, 711) 내로의 상기 윤활제의 상기 제 1 주입이 행해지는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법. The method of claim 11,
The first piston ring 18, 118, 318, 718 at the top disposed in the jacket surface 131 of the piston 12, 112, 312, 712 and in the direction of the lower piston edge 130, 730. The first lubricant openings 141, 341, 741 are located at the axial positions 143, 343 between the second piston rings 19, 119, 319, 719 adjacent to the first piston rings 18, 118, 318, 718. And the first injection of the lubricant into the cylinder liner (11, 111, 311, 711) is carried out so that the piston is in position. 제 11 항에 있어서,
상기 피스톤 (612) 의 재킷 표면 (631) 에 배치되고 윤활제를 수용하기 위한 컷아웃 (644) 을 가지는 저장 피스톤 링 (619) 의 높이의 축선 방향 위치 (643) 에 상기 제 1 윤활제 개구 (641) 가 위치하도록, 상기 실린더 라이너 (611) 내로의 상기 윤활제의 상기 제 1 주입이 행해지는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법. The method of claim 11,
The first lubricant opening 641 at an axial position 643 of the height of the storage piston ring 619 disposed on the jacket surface 631 of the piston 612 and having a cutout 644 for receiving lubricant. And said first injection of said lubricant into said cylinder liner (611) is carried out so that said piston is positioned. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 윤활제 개구 (741) 로부터의 윤활제의 상기 제 1 주입 이외에, 상기 실린더 라이너 (711) 내로의 윤활제의 제 2 주입이 상기 제 1 윤활제 개구 (741) 로부터 축선 방향으로 이격 배치된 제 2 윤활제 개구 (746) 를 통하여 행해지고, 상기 제 2 윤활제 개구 (746) 가 상기 상부 피스톤 가장자리 (729) 와 상기 최상부의 제 1 피스톤 링 (718) 사이의 축선 방향 위치에 위치하도록 상기 제 2 주입이 행해지는 것을 특징으로 하는 피스톤-인-실린더 유닛의 피스톤의 윤활제 공급 방법.


14. The method according to any one of claims 11 to 13,
In addition to the first injection of lubricant from the first lubricant opening 741, a second injection of lubricant into the cylinder liner 711 is a second lubricant disposed axially spaced from the first lubricant opening 741. Through the opening 746, the second injection being done such that the second lubricant opening 746 is located in an axial position between the upper piston edge 729 and the uppermost first piston ring 718 The lubricant supply method of the piston of the piston-in-cylinder unit, characterized in that.


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