대형 디젤엔진의 실린더 표면을 윤활하는 방법 및 장치

종래 기술에 의한 윤활시스템이 국제공개 WO 0235068 및 WO 02095196에 나타나있다. 윤활장치는 전통적으로 각각의 실린더와 긴밀하게 연결되어 장착된 펌핑 유닛으로 설계되는데, 이 펌핑유닛은 윤활유를 위한 공급저장소와 실린더 벽의 여러 지점에서 윤활유주입노즐의 형태인 윤활지점들과 연결된다. 각 펌핑유닛은 윤활유를 다양한 윤활지점에 공급하는 복수의 왕복운동 펌프를 포함하며, 이 펌프들은 캠이 적용된 상태로 공통의 회전제어 샤프트에 의해 구동된다. 샤프트가 회전할 때, 프레싱 헤드를 가진 캠은 제어 샤프트쪽을 향해 스프링으로 바이어스되는 각각 축상 배치된 피스톤에 작용하여, 샤프트가 회전할 때 피스톤은 왕복운동 펌프의 피스톤을 작동시키기 위한 왕복운동을 할 것이다. 수년간, 윤활장치는 왕복운동 펌프로부터의 배출압력이 굉장히 커질 필요가 없는 조건 하에서 작동되었다. 따라서, 분무없는 노즐과 연결되어 10 바(bar)의 주입압력 또는 펌프압력으로 작동될 필요가 있었다. 최근에, 피스톤의 상승 운동 동안 윤활유 안개식(oil mist) 윤활을 달성하기 위하여 가압 분무노즐을 통해 윤활유를 주입함으로써 윤활의 효율성을 증가시키려는 방안이 제안되었다. 그러나 이 방법에서는 윤활유에 분무노즐을 통한 미세한 분무를 보장하는 훨씬 더 높은 압력, 예컨대 100 바 이상의 압력이 적용되었다. 엔진 피스톤의 상승 복원 행정(stroke) 동안, 즉 압축과정에서 그러나 그 후의 점화연소에 의한 파워(power) 행정 전에 윤활유가 실린더로 주입되어야 하는 것이 확고한 표준이다. 따라서 본 출원에서 언급된 바와 같이, 윤활지점은 윤활유주입노즐 및/또는 가압 분무노즐을 포함할 것이다. 이 두 시스템에서, 제어 샤프트는 엔진의 크랭크 샤프트와 직접적인 또는 간접적인 기계적 연결을 통해 구동되며, 이에 의해 펌프의 작동을 위한 전원을 제공할 수 있고 동시에 엔진의 크랭크 샤프트와 윤활장치의 제어 샤프트 사이의 동기화를 실현할 수 있다. 펌프유닛은 예컨대 박스형상의 장치 하우징을 포함하며, 이 하우징으로부터 연결 파이프들이 관련된 엔진 실린더의 윤활지점까지 예컨대 6-24개의 개수로 뻗어있다. 피스톤은 엔진의 크랭크 샤프트와 동시에 회전하는 전체 작동 제어 샤프트에 있는 작동캠/록커 아암에 의해 작동된다. 피스톤은 작동 캠 방향을 향해 스프링으로 바이어스된다. 연관된 작동아암의 말단 위치를 규정하는 셋나사가 제공된다. 이 셋나사는 피스톤의 개별 작동 행정을 결정하고 이에 따른 개별 왕복운동 펌프들의 관련 결과값을 결정하기 위해 수동으로 작동될 수 있다. 게다가, 여러 측정가능한 엔진 파라미터들에 좌우되는 엔진의 즉각적인 요구에 대하여 제어된 공급 실린더 윤활유 분량의 유연하고 용이한 조절의 필요성이 증가하고 있다. 이러한 모든 조절은 중앙에서 제어되는 것이 바람직하다. 실린더 윤활유가 엔진 1 회전당 한 분량으로 공급되기 때문에, 공급량을 조절하는 유일한 가능성은 펌프의 행정을 바꾸는 것이다. 이러한 목적에 따른 시스템이 덴마크 특허 출원번호 제4998/85호에 설명되어 있다. 이 시스템은 엔진의 부하에 의존하는 펌프의 행정을 조절하기 위한 캠 디스크 기구에 의해 작동된다. 이 의존성을 변화시키는 것은 캠 디스크를 다른 이송기능을 가진 다른 캠 디스크로 대체함으로써 달성될 수 있을 뿐이다. 더욱이, 널리 알려진 윤활장치는 자동적으로 다른 행정으로 확장될 수 있다. 따라서, 특정한 행정을 형성하는 것과 단계없이 무단식으로 행정을 조절하는 것이 어렵다. 다른 시스템이 역시 알려져 있는데, 이 시스템은 보어(bore)에 장착되어 하우징에서 유압실린더로 작용하며 그리고 작동 피스톤이 배치된 유압 실린더의 유압챔버로 공급된 윤활유에 의해 구동되는 중앙 작동 피스톤을 사용하는 윤활장치를 포함한다. 윤활유는 유압챔버를 저장 탱크/윤활장치로 윤활유를 되돌리는 배출라인과 연결하거나 또는 유압챔버를 저장탱크의 압력쪽에 연결된 가압라인과 연결할 수 있는 밸브 슬리브를 포함하는 제어밸브를 통해 공급된다. 유압챔버는 윤활유를 윤활지점에 공급하기 위하여 공급 피스톤을 포함하는 다수의 공급 실린더와 연결된다. 공급 실린더 각각은 윤활유 분량을 윤활지점까지 공급하기 위한 작동 피스톤에 의해 작동된다. 상기 윤활유 분량은 작동 피스톤의 행정을 결정하는 수동으로 조절가능한 멈춤부에 의해 조정되는 행정과 이에 따른 공급 피스톤의 개별 작동 행정과 개별 공급펌프의 관련된 결과값에 의해 결정된다. 조절을 위한 제안은, 윤활장치와 윤활지점들 사이의 윤활유 분량의 전자제어식 방향재설정이 실시되므로 특정 펌프 행정으로부터 특정 윤활 지점까지의 윤활유 분량이 윤활장치로 되돌아가는 것으로 나타내었다. 이 시스템은 만족스럽게 기능하는 것으로 보였으나, 윤활유를 저장탱크/윤활장치로 되돌리는 바이패스 동작이 일어나지 않도록 하는 것을 원하는 시스템도 있을 수 있다. 종래의 실린더 벽 윤활과 관련하여, 실린더의 내압에 견딜 수 있지만 약간 더 높은 외부주입압력에 열리는 간단한 스프링 바이어스 방식의 체크 밸브를 사용하는 것이 실용적이었다. 그러나 가압 분무식 주입과 관련하여, 윤활유주입이 시작부부터 바로 가압 분무식 주입의 특성을 취할 수 있도록 훨씬 더 높은 윤활유압력에서만 밸브 시스템이 열리는 것이 바람직하고 또 필요하다. 본 명세서에서는 수백 퍼센트까지의 압력 차동 인자(differential factor)에 관하여 서술할 것이다.