２サイクルエンジン及び２サイクルエンジンの注油方法
【課題】効率的且つ信頼性を保った注油が可能な２サイクルエンジン及び２サイクルエンジンの注油方法の提供。
【解決手段】複数のピストンリング３ａを備えて、シリンダ２に沿って往復移動自在なピストン３と、シリンダ２に設けられ、ピストンリング３ａが摺動するシリンダ２の摺動面２ａに潤滑油を注油する注油ポート１２と、を有する２サイクルエンジンであって、隣り合うピストンリング３ａの間のリング間空所は、複数設けられており、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所が注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所の少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する制御装置１５を有するという構成を採用する。
【解決手段】複数のピストンリング３ａを備えて、シリンダ２に沿って往復移動自在なピストン３と、シリンダ２に設けられ、ピストンリング３ａが摺動するシリンダ２の摺動面２ａに潤滑油を注油する注油ポート１２と、を有する２サイクルエンジンであって、隣り合うピストンリング３ａの間のリング間空所は、複数設けられており、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所が注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所の少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する制御装置１５を有するという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２サイクルエンジン及び２サイクルエンジンの注油方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２サイクルエンジン（２ストロークエンジンとも称される）は、シリンダの内部でピストンが１往復するごとに、吸気、圧縮、燃焼、排気が１サイクルするレシプロエンジンである。この２サイクルエンジンでは、一般に、シリンダの内部におけるピストン（ピストンリング）の摺動性を確保するため、シリンダに設けられた注油ポートからシリンダの摺動面に潤滑油を供給する構成となっている。
【０００３】
下記特許文献１には、大型舶用ディーゼルエンジンに設けられたシリンダ注油装置が記載されている。このシリンダ注油装置は、エンジンのクランク角及びエンジンの回転数に基づき、注油器からピストンリングの間に形成されるリング間空所にピストンの１往復に付き少なくとも１回注油するよう、電磁弁の開弁時期及び開弁期間を制御する構成となっている。また、このシリンダ注油装置は、ピストンの上昇時、少なくとも最上部のリング間空所に注油を行うこととしている（特許文献１の明細書段落［００１９］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４０２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１においても記載されているように、一般に、２サイクルエンジンでは、ピストンの上部における摺動条件が厳しいとされ、ピストンの上昇時、最上部のピストンリング（以下、トップリングと称する場合がある）への注油が重要とされている。しかし、ピストンの上部へ注油された潤滑油は、トップリングによってかき上げられて、摺動に寄与しなくなる分が多くなることから、シリンダ注油量を多く必要とする。
したがって、従来では、摺動の信頼性を保ったままシリンダ注油量を下げて効率的な注油を行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、効率的且つ信頼性を保った注油が可能な２サイクルエンジン及び２サイクルエンジンの注油方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、上記課題を解決するため鋭意実験を重ねた結果、摺動に関してはピストンの上部への注油よりもむしろピストンの下部への注油が重要で、ピストン上部への注油は、ピストン下部に注油された潤滑油のポンピング作用により補えるとの新たな知見を見出し、本発明に想到した。
すなわち、上記課題を解決するために、本発明は、複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、上記シリンダに設けられ、上記ピストンリングが摺動する上記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンであって、隣り合う上記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、上記ピストンが上死点に向かうときの上記注油ポートからの注油期間を、最上部の上記リング間空所が上記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の上記リング間空所の少なくとも一部が上記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整する注油期間調整装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、潤滑油がトップリングによりかき上げられ無駄となり易い最上部のリング間空所及びその上側に注油されないので、潤滑油の大部分が摺動に寄与し、効率的な注油が実現される。また、最上部のリング間空所及びその上側へ注油を行わずとも、ピストンリングのポンピング作用により少なくとも最下部のリング間空所から上側へ潤滑油は供給されるので、摺動の信頼性が保たれる。
【０００８】
また、本発明においては、上記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、上記注油期間の始期を調整するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、エンジン回転数に応じてピストン速度が変化すると、注油期間の始期（注油タイミング）も変化することから、エンジン回転数に基づいて、注油期間の始期を調整する。
【０００９】
また、本発明においては、上記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、上記注油期間の後に、第２の注油期間を設定するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、注油時間が一定の場合、エンジン回転数が低下すると、注油期間が短くなり、最下部のリング間空所よりも下側に注油できなくなることがあるため、その場合には第２の注油期間を設定し、最下部のリング間空所よりも下側に補助的に注油を行う。
【００１０】
また、本発明においては、上記ピストンは、ピストンスカートを有しており、上記注油期間調整装置は、上記第２の注油期間を、上記ピストンスカートの少なくとも一部が上記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第２の注油期間における注油を、最下部のリング間空所よりも下側の部位のうち、少なくともピストンスカートへの補助的な注油とする。
【００１１】
また、本発明においては、上記第２の注油期間における注油は、上記ピストンが複数回往復移動する毎に行われるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、最下部のリング間空所よりも下側への補助的な注油を、例えば数回に１回にし、注油量を下げる。
【００１２】
また、本発明においては、複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、上記シリンダに設けられ、上記ピストンリングが摺動する上記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンの注油方法であって、隣り合う上記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、上記ピストンが上死点に向かうときの上記注油ポートからの注油期間を、最上部の上記リング間空所が上記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の上記リング間空所の少なくとも一部が上記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整するという手法を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率的且つ信頼性を保った注油が可能な２サイクルエンジンが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における２サイクルエンジンの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態におけるピストンの構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態におけるピストンリング位置と注油期間との関係を示すグラフである。
【図４】比較例としての注油期間（パターンＡ）と、本実施例としての注油期間（パターンＢ）とを示すグラフである。
【図５】各注油期間パターンにおけるライナ距離と摺動状態との関係を示すグラフである。
【図６】レベルＬ４におけるピストンリングの個別の摺動状態を示すグラフである。
【図７】本発明の別実施形態における２サイクルエンジンの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における２サイクルエンジンの全体構成を示す図である。
本実施形態の２サイクルエンジンは、例えば船舶等に設けられる大型のユニフロー型２サイクルエンジンであり、燃料として軽油や重油等のディーゼル燃料を用いる低速２サイクルディーゼルエンジンである。
【００１６】
同図における符号１は、エンジン本体であり、シリンダ２の内部の摺動面２ａに沿って、不図示のクランク機構に連結されたピストン３が往復移動する構成となっている。なお、ピストン３としては、ストロークが長いクロスヘッド型ピストンを採用している。ピストン３は、複数のピストンリング３ａを有しており、当該ピストンリング３ａが摺動面２ａに沿って摺動する構成となっている。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態におけるピストン３の構成を示す拡大図である。
本実施形態のピストン３は、４つのピストンリング３ａを有している。以下、このピストンリング３ａを上から順に、トップリング３ａ１、セカンドリング３ａ２、サードリング３ａ３、フォースリング３ａ４と称する場合がある。また、フォースリング３ａ４の下側にはピストンスカート３ｂが設けられている。
図２に示すように、隣り合うピストンリング３ａのリング間のリング間空所Ｓは、複数設けられている。
【００１８】
図１に戻り、シリンダ２の上部（長さ方向一端側）には、燃料噴射ポート５及び排気ポート６が設けられている。燃料噴射ポート５は、燃料噴射弁５ａを有し、シリンダ２の内部にディーゼル燃料を噴射する構成となっている。排気ポート６は、ピストン３の上死点近傍であって、シリンダヘッド４ａの頂部において開口している。排気ポート６は、排気弁７を有する。排気弁７は、所定のタイミングで上下動し、排気ポート６を開閉させる構成となっている。排気ポート６を介して排気された排気ガスは、例えば、不図示の排気主管を通って外部に排気される。
【００１９】
シリンダ２の下部（長さ方向他端側）には、掃気ポート９が設けられている。掃気ポート９は、ピストン３の往復移動によって所定のタイミングで開閉する構成となっている。掃気ポート９は、ピストン３の下死点近傍であって、シリンダライナ４ｂの側部において開口している。掃気ポート９は、筐体１０によって形成された空間１１に囲まれている。筐体１０には、不図示の掃気チャンバが接続されている。掃気チャンバには、例えば、不図示の空気冷却器を通過した空気が圧送されてくる構成となっている。
【００２０】
シリンダ２の中腹部（中間部）には、注油ポート１２が設けられている。注油ポート１２は、排気ポート６と掃気ポート９との間において、シリンダ２の摺動面２ａに潤滑油を供給する構成となっている。注油ポート１２は、掃気ポート９よりも排気ポート６側（長さ方向一端側）に位置し且つシリンダライナ４ｂの周方向に間隔をあけて複数設けられている。各注油ポート１２は、注油装置２０と接続されている。
【００２１】
注油装置２０は、潤滑油タンク２３と接続されており、潤滑油タンク２３に貯溜されている潤滑油を各注油ポート１２に供給する配管系２１を有している。また、注油装置２０は、各注油ポート１２に接続された配管系２１を開閉する不図示の電磁弁等を有している。この注油装置２０は、制御装置（注油期間調整装置）１５からの指令を受け、各注油ポート１２からの潤滑油の供給、供給停止を行う構成となっている。
【００２２】
制御装置１５は、クランク角度を検出するクランク角センサ１６と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器１７とそれぞれ電気的に接続されている。制御装置１５は、クランク角センサ１６の検出結果及びエンジン回転数検出器１７の検出結果に基づいて、ピストン３が上死点に向かうとき（ピストン３上昇時）の注油ポート１２からの注油期間を調整する構成となっている。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態におけるピストンリング位置と注油期間との関係を示すグラフである。図３において、縦はピストンリング位置を示し、ハッチングを付したバーは注油期間を示す。また、図３において、横はエンジン回転数を示している。
図３に示すように、制御装置１５は、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する構成となっている。
【００２４】
ここで、最上部のリング間空所Ｓとは、トップリング３ａ１（図３において「Ｔｏｐ」）とセカンドリング３ａ２（図３において「２ｎｄ」）との間を意味する。また、最下部のリング間空所Ｓとは、サードリング３ａ３（図３において「３ｒｄ」）とフォースリング３ａ４（図３において「４ｔｈ」）との間を意味する。
すなわち、ピストン３上昇時の注油は、少なくともサードリング３ａ３とフォースリング３ａ４との間に行われ、セカンドリング３ａ２よりも上側へは行われない。
【００２５】
また、制御装置１５は、エンジン回転数に基づいて、注油期間の始期を調整する構成となっている。すなわち、エンジン回転数が変化すると、ピストン３の移動速度も変化し、注油時間が一定の場合には、例えば図３に示すように、エンジン回転数が７０ｒｐｍ（通常時）から３８ｒｐｍ、２６ｒｐｍ、２０ｒｐｍと低下するにつれて、注油期間（注油長さ）も順々に短くなるためである。このように、エンジン回転数により、実際に注油するまでの注油タイミング（注油期間の始期）が異なるため、制御装置１５は、エンジン回転数により、注油期間の始期を調整・変更する構成となっている。
【００２６】
本実施形態の制御装置１５は、エンジン回転数が７０ｒｐｍの場合には、注油タイミングをセカンドリング３ａ２通過直後に調整し、エンジン回転数が３８ｒｐｍ、２６ｒｐｍ、２０ｒｐｍの場合には、注油タイミングをサードリング３ａ３通過直後に調整している。これにより、いずれのエンジン回転数であってもその注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整することが可能となる。
【００２７】
また、制御装置１５は、エンジン回転数に基づいて、図３においてハッチングを付したバーで示す注油期間（以下、第１の注油期間と称する場合がある）の後に、図３においてドットパターンを付したバーで示す第２の注油期間を設定する構成となっている。すなわち、エンジン回転数が低下すると、第１の注油期間が短くなり、最下部のリング間空所Ｓよりも下側（例えばピストンスカート３ｂや、フォースリング３ａ４とピストンスカート３ｂとの間のピストンクラウン部分を含む）に注油できなくなることがある（２６ｒｐｍ、２０ｒｐｍの場合）ため、その場合には第２の注油期間を設定し、最下部のリング間空所Ｓよりも下側に補助的に注油を行う。
【００２８】
図２に示すように、ピストン３は、最下部のリング間空所Ｓよりも下側にピストンスカート３ｂを有している。ピストンスカート３ｂは、周知のようにシリンダ２内においてピストン３が傾倒するのを防ぐ等の機能を有し、シリンダ２の摺動面２ａと接触して摺動する場合がある。したがって、本実施形態では、第２の注油期間における注油を、少なくとも最下部のリング間空所Ｓよりも下側のピストンスカート３ｂへの補助的な注油とし、信頼性の高いピストン３の往復移動を可能とする。
【００２９】
なお、第２の注油期間における注油は、ピストン３が複数回往復移動する毎に行われるように設定されている。すなわち、ピストンスカート３ｂは、摺動面２ａと常に摺動するピストンリング３ａとは異なって、摺動に関しては補助的なものであり、毎回の注油は必ずしも要しない。したがって、注油も補助的なもので足り、例えば数回に１回にすれば、注油量を下げることができる。本実施形態の第２の注油期間における注油は、例えば１５％の頻度（ピストン３が１００回往復移動するうち１５回の頻度）で補助的に行われる。
【００３０】
なお、２サイクルエンジンにおいて注油が定量型の形態を採用している場合、すなわち、１回に注油する潤滑油の量が一定である場合には、注油頻度により第１、第２の注油期間における注油量をコントロールする。この場合、例えば、第１の注油期間における注油量を所定の割合に設定し、第２の注油期間における注油量を残りの割合に設定するといったように、１回の注油量をそれぞれ第１、第２の注油期間に、所定の比率で割り振ることになる。
【００３１】
続いて、上記構成の２サイクルエンジンの注油方法、具体的には、制御装置１５の下に行われる上記注油期間における注油及びその作用について、従来の注油期間と比較した以下の実験結果に基づいて説明する。
【００３２】
図４は、比較例としての注油期間（パターンＡ）と、本実施例としての注油期間（パターンＢ）とを示すグラフである。
パターンＡの注油期間は、トップリング３ａ１を通過する前から最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を含むピストンリング位置前半の期間となっている。一方、パターンＢの注油期間は、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を含むピストンリング位置後半の期間となっている。
【００３３】
図５は、各注油期間パターンにおけるライナ距離と摺動状態との関係を示すグラフである。図５は、長さ方向におけるライナ距離の各レベル（レベルＬ１（トップリング上死点）〜レベルＬ６（トップリング下死点））にセンサを設けて計測した摺動状態を示す。すなわち、図５において、縦軸は長さ方向におけるライナ距離を示し、横軸は摺動状態（厳しさ）評価（Sliding Index）を示す。摺動状態評価は、下式（ａ）で表される。
摺動状態評価 ＝ 接触状態（１／Ｒ）×接触面圧（Ｐ）×すべり速度（Ｖ）…（ａ）
【００３４】
接触状態（Contact Index）は、１／Ｒで示される。Ｒは、接触電気抵抗であり、下式（ｂ）で表される。なお、ρは、電気抵抗率を示し、Ｌは、ピストンリング３ａと摺動面２ａとの接触部の長さを示し、Ｓは、ピストンリング３ａと摺動面２ａとの実際の接触面積（実接触面積）を示す。
接触電気抵抗（Ｒ） ＝ ρ×Ｌ／Ｓ …（ｂ）
上式（ｂ）から分かるように、接触状態（１／Ｒ）は、実接触面積（Ｓ）に比例して大きくなる。
【００３５】
接触面圧は、Ｐで示される。接触面圧は、摺動面２ａに対するピストンリング３ａのリング接触面圧であり、下式（ｂ）で表される。
接触面圧（Ｐ） ∝ （Ｐ０−Ｐ１）／２ …（ｃ）
なお、Ｐ０及びＰ１は、各レベルＬ１〜Ｌ６に設けたセンサをピストンリング３ａが通過するときのリング間圧力であり、Ｐ０が通過前の圧力、Ｐ１が通過後の圧力を示す。
【００３６】
すべり速度は、Ｖで示される。すべり速度は、各レベルＬ１〜Ｌ６に設けたセンサをピストンリング３ａが通過するときの速度をピストンリング３ａ毎に求めたものである。すなわち、ピストンリング３ａの速度を、幾何学的に計算したものである。
【００３７】
したがって、摺動状態評価は、実接触面積（Ｓ）が大きい程、接触圧力（Ｐ）が高い程、すべり速度（Ｖ）が速い程、厳しくなる。なお、図５では、各レベルＬ１〜Ｌ６の全センサにおける各ピストンリング３ａの平均の摺動状態評価を示している。
図５に示すように、パターンＡとパターンＢとでは、レベルＬ４（ミッドストローク）における摺動状態評価において、顕著な差が生じているのが分かる。すなわち、レベルＬ４におけるパターンＡの摺動状態評価が、パターンＢの摺動状態評価と比較して極めて厳しくなっているのが分かる。
【００３８】
図６は、レベルＬ４におけるピストンリング３ａの個別の摺動状態を示すグラフである。
図６に示すように、レベルＬ４のミッドストロークにおいて、パターンＡでは、各ピストンリング３ａのうちフォースリング３ａ４での摺動状態が悪化していることが分かる。一方、パターンＢでは、フォースリング３ａ４での摺動状態の悪化が殆どないことが分かる。すなわち、トップリング３ａ１近傍に注油を行わなくても、摺動状態に影響は無いが、フォースリング３ａ４近傍に注油を行わないと、フォースリング３ａ４近傍の摺動状態に影響が出る。
【００３９】
このように、摺動に関しては、トップリング３ａ１近傍の注油は重要でなく、サードリング３ａ３より下への注油、特にフォースリング３ａ４近傍及びそれより下への注油が重要である。
また、パターンＢのようにサードリング３ａ３以下へ注油すれば、その上側のトップリング３ａ１等の摺動は悪化しない。これは、大型舶用機関においても（従来ないとされていた）ポンピング作用（図２において上矢印で模式的に示す）があり、下のリングからトップリング３ａ１側へ潤滑油が送られるためと考えられる。
【００４０】
以上のことから、摺動に関してはピストン３の上部への注油よりもむしろピストンの下部への注油が重要で、ピストン３の上部への注油は、ピストン下部に注油された潤滑油のポンピング作用により補えることが分かる。
【００４１】
この新たな知見に基づいて本実施形態では、図３に示すように、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する。これにより、潤滑油がトップリング３ａ１によりかき上げられ無駄となり易い最上部のリング間空所Ｓ及びその上側に注油されないので、潤滑油の大部分が摺動に寄与し、効率的な注油が実現される。また、最上部のリング間空所Ｓ及びその上側へ注油を行わずとも、ピストンリング３ａのポンピング作用により少なくとも最下部のリング間空所Ｓから上側へ潤滑油は供給されるので、摺動の信頼性が保たれる。
【００４２】
また、エンジン回転数に基づいて、注油期間の始期を調整することにより、サードリング３ａ３とフォースリング３ａ４との間及びフォースリング３ａ４よりも下側の、摺動に関して有効な注油位置に対しての効率的な注油を行うことができる。これにより、広範囲に注油を行う必要はなく、信頼性を保ったままシリンダ注油量を下げることができる。
また、エンジン回転数に基づいて、注油期間（第１の注油期間）の後に、第２の注油期間を設定することによって、エンジン回転数が低下し、第１の注油期間が短くなった場合であっても、フォースリング３ａ４よりも下側に対して注油を行うことができる。
【００４３】
さらに、第２の注油期間を、ピストンスカート３ｂの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整することによって、第２の注油期間における注油を、最下部のリング間空所Ｓよりも下側のピストンスカート３ｂへの補助的な注油とし、信頼性の高いピストン３の往復移動を実現させる。
加えて、第２の注油期間における注油は、ピストン３が所定回数往復移動する毎に行い、補助的な注油に要する注油量を下げることによって、信頼性を維持しつつ効率的な注油を実現させることができる。
【００４４】
したがって、上述の本実施形態によれば、複数のピストンリング３ａを備えて、シリンダ２に沿って往復移動自在なピストン３と、シリンダ２に設けられ、ピストンリング３ａが摺動するシリンダ２の摺動面２ａに潤滑油を注油する注油ポート１２と、を有する２サイクルエンジンであって、隣り合うピストンリング３ａの間のリング間空所Ｓは、複数設けられており、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する制御装置１５を有するという構成を採用することによって、効率的且つ信頼性を保った注油が可能な２サイクルエンジンを得ることができる。
【００４５】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、注油期間中、注油ポート１２から一定量の潤滑油を注油する形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されず、注油期間中の単位時間当りの注油量を増減させてもよい。例えば、摺動に関して有効な注油位置である最下部のリング間空所Ｓにおいては、他の位置（サードリング３ａ３よりも上側、フォースリング３ａ４よりも下側）よりも単位時間当りの注油量を増加させてもよい。
【００４７】
また、例えば、上記実施形態では、ピストン３が上死点に向かうピストン上昇時において注油する形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されず、さらに、ピストン３が下死点に向かうピストン下降時においても注油してもよい（制御装置１５による第３の注油期間の設定）。この場合も同様に、サードリング３ａ３とフォースリング３ａ４との間及びフォースリング３ａ４よりも下側に注油することが好ましい。但し、ピストン３の下降時の注油は、潤滑油がフォースリング３ａ４によりかき落とされ易いため、効率的な注油の観点から、第３の注油期間における注油は、第２の注油期間における注油と同様に、ピストン３が複数回往復移動する毎に行われるようにすることが好ましい。
【００４８】
また、例えば、上記実施形態では、本発明を２サイクルディーゼルエンジンに適用した形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されず、例えば、図７に示すような２サイクルガスエンジンにも適用することができる。
図７に示す２サイクルガスエンジンは、シリンダ２の中腹部において注油ポート１２よりも下側にガス燃料噴射ポート１３を有する。ガス燃料噴射ポート１３は、排気ポート６と掃気ポート９との間においてシリンダ２の内部（燃焼室）に、例えばＬＮＧをガス化したガス燃料を噴射する構成となっている。燃料噴射ポート５は、空気とガス燃料の混合気を着火させるため少量の燃料油を噴射するもので謂わば着火器として機能する。なお、燃料噴射ポート５は必須ではなく、例えば着火器としては、周知のスーパープラグによる火花点火、レーザー着火等で代用可能である。このような２サイクルガスエンジンであっても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
また、本発明は、ディーゼル燃料とガス燃料との両方を用いるデュアルフューエル（２元燃料）方式の２サイクルエンジン等の他の２サイクルエンジンにも適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
２…シリンダ、２ａ…摺動面、３…ピストン、３ａ…ピストンリング、３ｂ…ピストンスカート、１２…注油ポート、１５…制御装置（注油期間調整装置）、Ｓ…リング間空所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２サイクルエンジン及び２サイクルエンジンの注油方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２サイクルエンジン（２ストロークエンジンとも称される）は、シリンダの内部でピストンが１往復するごとに、吸気、圧縮、燃焼、排気が１サイクルするレシプロエンジンである。この２サイクルエンジンでは、一般に、シリンダの内部におけるピストン（ピストンリング）の摺動性を確保するため、シリンダに設けられた注油ポートからシリンダの摺動面に潤滑油を供給する構成となっている。
【０００３】
下記特許文献１には、大型舶用ディーゼルエンジンに設けられたシリンダ注油装置が記載されている。このシリンダ注油装置は、エンジンのクランク角及びエンジンの回転数に基づき、注油器からピストンリングの間に形成されるリング間空所にピストンの１往復に付き少なくとも１回注油するよう、電磁弁の開弁時期及び開弁期間を制御する構成となっている。また、このシリンダ注油装置は、ピストンの上昇時、少なくとも最上部のリング間空所に注油を行うこととしている（特許文献１の明細書段落［００１９］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４０２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１においても記載されているように、一般に、２サイクルエンジンでは、ピストンの上部における摺動条件が厳しいとされ、ピストンの上昇時、最上部のピストンリング（以下、トップリングと称する場合がある）への注油が重要とされている。しかし、ピストンの上部へ注油された潤滑油は、トップリングによってかき上げられて、摺動に寄与しなくなる分が多くなることから、シリンダ注油量を多く必要とする。
したがって、従来では、摺動の信頼性を保ったままシリンダ注油量を下げて効率的な注油を行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、効率的且つ信頼性を保った注油が可能な２サイクルエンジン及び２サイクルエンジンの注油方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、上記課題を解決するため鋭意実験を重ねた結果、摺動に関してはピストンの上部への注油よりもむしろピストンの下部への注油が重要で、ピストン上部への注油は、ピストン下部に注油された潤滑油のポンピング作用により補えるとの新たな知見を見出し、本発明に想到した。
すなわち、上記課題を解決するために、本発明は、複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、上記シリンダに設けられ、上記ピストンリングが摺動する上記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンであって、隣り合う上記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、上記ピストンが上死点に向かうときの上記注油ポートからの注油期間を、最上部の上記リング間空所が上記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の上記リング間空所の少なくとも一部が上記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整する注油期間調整装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、潤滑油がトップリングによりかき上げられ無駄となり易い最上部のリング間空所及びその上側に注油されないので、潤滑油の大部分が摺動に寄与し、効率的な注油が実現される。また、最上部のリング間空所及びその上側へ注油を行わずとも、ピストンリングのポンピング作用により少なくとも最下部のリング間空所から上側へ潤滑油は供給されるので、摺動の信頼性が保たれる。
【０００８】
また、本発明においては、上記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、上記注油期間の始期を調整するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、エンジン回転数に応じてピストン速度が変化すると、注油期間の始期（注油タイミング）も変化することから、エンジン回転数に基づいて、注油期間の始期を調整する。
【０００９】
また、本発明においては、上記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、上記注油期間の後に、第２の注油期間を設定するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、注油時間が一定の場合、エンジン回転数が低下すると、注油期間が短くなり、最下部のリング間空所よりも下側に注油できなくなることがあるため、その場合には第２の注油期間を設定し、最下部のリング間空所よりも下側に補助的に注油を行う。
【００１０】
また、本発明においては、上記ピストンは、ピストンスカートを有しており、上記注油期間調整装置は、上記第２の注油期間を、上記ピストンスカートの少なくとも一部が上記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第２の注油期間における注油を、最下部のリング間空所よりも下側の部位のうち、少なくともピストンスカートへの補助的な注油とする。
【００１１】
また、本発明においては、上記第２の注油期間における注油は、上記ピストンが複数回往復移動する毎に行われるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、最下部のリング間空所よりも下側への補助的な注油を、例えば数回に１回にし、注油量を下げる。
【００１２】
また、本発明においては、複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、上記シリンダに設けられ、上記ピストンリングが摺動する上記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンの注油方法であって、隣り合う上記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、上記ピストンが上死点に向かうときの上記注油ポートからの注油期間を、最上部の上記リング間空所が上記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の上記リング間空所の少なくとも一部が上記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整するという手法を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率的且つ信頼性を保った注油が可能な２サイクルエンジンが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における２サイクルエンジンの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態におけるピストンの構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態におけるピストンリング位置と注油期間との関係を示すグラフである。
【図４】比較例としての注油期間（パターンＡ）と、本実施例としての注油期間（パターンＢ）とを示すグラフである。
【図５】各注油期間パターンにおけるライナ距離と摺動状態との関係を示すグラフである。
【図６】レベルＬ４におけるピストンリングの個別の摺動状態を示すグラフである。
【図７】本発明の別実施形態における２サイクルエンジンの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における２サイクルエンジンの全体構成を示す図である。
本実施形態の２サイクルエンジンは、例えば船舶等に設けられる大型のユニフロー型２サイクルエンジンであり、燃料として軽油や重油等のディーゼル燃料を用いる低速２サイクルディーゼルエンジンである。
【００１６】
同図における符号１は、エンジン本体であり、シリンダ２の内部の摺動面２ａに沿って、不図示のクランク機構に連結されたピストン３が往復移動する構成となっている。なお、ピストン３としては、ストロークが長いクロスヘッド型ピストンを採用している。ピストン３は、複数のピストンリング３ａを有しており、当該ピストンリング３ａが摺動面２ａに沿って摺動する構成となっている。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態におけるピストン３の構成を示す拡大図である。
本実施形態のピストン３は、４つのピストンリング３ａを有している。以下、このピストンリング３ａを上から順に、トップリング３ａ１、セカンドリング３ａ２、サードリング３ａ３、フォースリング３ａ４と称する場合がある。また、フォースリング３ａ４の下側にはピストンスカート３ｂが設けられている。
図２に示すように、隣り合うピストンリング３ａのリング間のリング間空所Ｓは、複数設けられている。
【００１８】
図１に戻り、シリンダ２の上部（長さ方向一端側）には、燃料噴射ポート５及び排気ポート６が設けられている。燃料噴射ポート５は、燃料噴射弁５ａを有し、シリンダ２の内部にディーゼル燃料を噴射する構成となっている。排気ポート６は、ピストン３の上死点近傍であって、シリンダヘッド４ａの頂部において開口している。排気ポート６は、排気弁７を有する。排気弁７は、所定のタイミングで上下動し、排気ポート６を開閉させる構成となっている。排気ポート６を介して排気された排気ガスは、例えば、不図示の排気主管を通って外部に排気される。
【００１９】
シリンダ２の下部（長さ方向他端側）には、掃気ポート９が設けられている。掃気ポート９は、ピストン３の往復移動によって所定のタイミングで開閉する構成となっている。掃気ポート９は、ピストン３の下死点近傍であって、シリンダライナ４ｂの側部において開口している。掃気ポート９は、筐体１０によって形成された空間１１に囲まれている。筐体１０には、不図示の掃気チャンバが接続されている。掃気チャンバには、例えば、不図示の空気冷却器を通過した空気が圧送されてくる構成となっている。
【００２０】
シリンダ２の中腹部（中間部）には、注油ポート１２が設けられている。注油ポート１２は、排気ポート６と掃気ポート９との間において、シリンダ２の摺動面２ａに潤滑油を供給する構成となっている。注油ポート１２は、掃気ポート９よりも排気ポート６側（長さ方向一端側）に位置し且つシリンダライナ４ｂの周方向に間隔をあけて複数設けられている。各注油ポート１２は、注油装置２０と接続されている。
【００２１】
注油装置２０は、潤滑油タンク２３と接続されており、潤滑油タンク２３に貯溜されている潤滑油を各注油ポート１２に供給する配管系２１を有している。また、注油装置２０は、各注油ポート１２に接続された配管系２１を開閉する不図示の電磁弁等を有している。この注油装置２０は、制御装置（注油期間調整装置）１５からの指令を受け、各注油ポート１２からの潤滑油の供給、供給停止を行う構成となっている。
【００２２】
制御装置１５は、クランク角度を検出するクランク角センサ１６と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器１７とそれぞれ電気的に接続されている。制御装置１５は、クランク角センサ１６の検出結果及びエンジン回転数検出器１７の検出結果に基づいて、ピストン３が上死点に向かうとき（ピストン３上昇時）の注油ポート１２からの注油期間を調整する構成となっている。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態におけるピストンリング位置と注油期間との関係を示すグラフである。図３において、縦はピストンリング位置を示し、ハッチングを付したバーは注油期間を示す。また、図３において、横はエンジン回転数を示している。
図３に示すように、制御装置１５は、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する構成となっている。
【００２４】
ここで、最上部のリング間空所Ｓとは、トップリング３ａ１（図３において「Ｔｏｐ」）とセカンドリング３ａ２（図３において「２ｎｄ」）との間を意味する。また、最下部のリング間空所Ｓとは、サードリング３ａ３（図３において「３ｒｄ」）とフォースリング３ａ４（図３において「４ｔｈ」）との間を意味する。
すなわち、ピストン３上昇時の注油は、少なくともサードリング３ａ３とフォースリング３ａ４との間に行われ、セカンドリング３ａ２よりも上側へは行われない。
【００２５】
また、制御装置１５は、エンジン回転数に基づいて、注油期間の始期を調整する構成となっている。すなわち、エンジン回転数が変化すると、ピストン３の移動速度も変化し、注油時間が一定の場合には、例えば図３に示すように、エンジン回転数が７０ｒｐｍ（通常時）から３８ｒｐｍ、２６ｒｐｍ、２０ｒｐｍと低下するにつれて、注油期間（注油長さ）も順々に短くなるためである。このように、エンジン回転数により、実際に注油するまでの注油タイミング（注油期間の始期）が異なるため、制御装置１５は、エンジン回転数により、注油期間の始期を調整・変更する構成となっている。
【００２６】
本実施形態の制御装置１５は、エンジン回転数が７０ｒｐｍの場合には、注油タイミングをセカンドリング３ａ２通過直後に調整し、エンジン回転数が３８ｒｐｍ、２６ｒｐｍ、２０ｒｐｍの場合には、注油タイミングをサードリング３ａ３通過直後に調整している。これにより、いずれのエンジン回転数であってもその注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整することが可能となる。
【００２７】
また、制御装置１５は、エンジン回転数に基づいて、図３においてハッチングを付したバーで示す注油期間（以下、第１の注油期間と称する場合がある）の後に、図３においてドットパターンを付したバーで示す第２の注油期間を設定する構成となっている。すなわち、エンジン回転数が低下すると、第１の注油期間が短くなり、最下部のリング間空所Ｓよりも下側（例えばピストンスカート３ｂや、フォースリング３ａ４とピストンスカート３ｂとの間のピストンクラウン部分を含む）に注油できなくなることがある（２６ｒｐｍ、２０ｒｐｍの場合）ため、その場合には第２の注油期間を設定し、最下部のリング間空所Ｓよりも下側に補助的に注油を行う。
【００２８】
図２に示すように、ピストン３は、最下部のリング間空所Ｓよりも下側にピストンスカート３ｂを有している。ピストンスカート３ｂは、周知のようにシリンダ２内においてピストン３が傾倒するのを防ぐ等の機能を有し、シリンダ２の摺動面２ａと接触して摺動する場合がある。したがって、本実施形態では、第２の注油期間における注油を、少なくとも最下部のリング間空所Ｓよりも下側のピストンスカート３ｂへの補助的な注油とし、信頼性の高いピストン３の往復移動を可能とする。
【００２９】
なお、第２の注油期間における注油は、ピストン３が複数回往復移動する毎に行われるように設定されている。すなわち、ピストンスカート３ｂは、摺動面２ａと常に摺動するピストンリング３ａとは異なって、摺動に関しては補助的なものであり、毎回の注油は必ずしも要しない。したがって、注油も補助的なもので足り、例えば数回に１回にすれば、注油量を下げることができる。本実施形態の第２の注油期間における注油は、例えば１５％の頻度（ピストン３が１００回往復移動するうち１５回の頻度）で補助的に行われる。
【００３０】
なお、２サイクルエンジンにおいて注油が定量型の形態を採用している場合、すなわち、１回に注油する潤滑油の量が一定である場合には、注油頻度により第１、第２の注油期間における注油量をコントロールする。この場合、例えば、第１の注油期間における注油量を所定の割合に設定し、第２の注油期間における注油量を残りの割合に設定するといったように、１回の注油量をそれぞれ第１、第２の注油期間に、所定の比率で割り振ることになる。
【００３１】
続いて、上記構成の２サイクルエンジンの注油方法、具体的には、制御装置１５の下に行われる上記注油期間における注油及びその作用について、従来の注油期間と比較した以下の実験結果に基づいて説明する。
【００３２】
図４は、比較例としての注油期間（パターンＡ）と、本実施例としての注油期間（パターンＢ）とを示すグラフである。
パターンＡの注油期間は、トップリング３ａ１を通過する前から最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を含むピストンリング位置前半の期間となっている。一方、パターンＢの注油期間は、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を含むピストンリング位置後半の期間となっている。
【００３３】
図５は、各注油期間パターンにおけるライナ距離と摺動状態との関係を示すグラフである。図５は、長さ方向におけるライナ距離の各レベル（レベルＬ１（トップリング上死点）〜レベルＬ６（トップリング下死点））にセンサを設けて計測した摺動状態を示す。すなわち、図５において、縦軸は長さ方向におけるライナ距離を示し、横軸は摺動状態（厳しさ）評価（Sliding Index）を示す。摺動状態評価は、下式（ａ）で表される。
摺動状態評価 ＝ 接触状態（１／Ｒ）×接触面圧（Ｐ）×すべり速度（Ｖ）…（ａ）
【００３４】
接触状態（Contact Index）は、１／Ｒで示される。Ｒは、接触電気抵抗であり、下式（ｂ）で表される。なお、ρは、電気抵抗率を示し、Ｌは、ピストンリング３ａと摺動面２ａとの接触部の長さを示し、Ｓは、ピストンリング３ａと摺動面２ａとの実際の接触面積（実接触面積）を示す。
接触電気抵抗（Ｒ） ＝ ρ×Ｌ／Ｓ …（ｂ）
上式（ｂ）から分かるように、接触状態（１／Ｒ）は、実接触面積（Ｓ）に比例して大きくなる。
【００３５】
接触面圧は、Ｐで示される。接触面圧は、摺動面２ａに対するピストンリング３ａのリング接触面圧であり、下式（ｂ）で表される。
接触面圧（Ｐ） ∝ （Ｐ０−Ｐ１）／２ …（ｃ）
なお、Ｐ０及びＰ１は、各レベルＬ１〜Ｌ６に設けたセンサをピストンリング３ａが通過するときのリング間圧力であり、Ｐ０が通過前の圧力、Ｐ１が通過後の圧力を示す。
【００３６】
すべり速度は、Ｖで示される。すべり速度は、各レベルＬ１〜Ｌ６に設けたセンサをピストンリング３ａが通過するときの速度をピストンリング３ａ毎に求めたものである。すなわち、ピストンリング３ａの速度を、幾何学的に計算したものである。
【００３７】
したがって、摺動状態評価は、実接触面積（Ｓ）が大きい程、接触圧力（Ｐ）が高い程、すべり速度（Ｖ）が速い程、厳しくなる。なお、図５では、各レベルＬ１〜Ｌ６の全センサにおける各ピストンリング３ａの平均の摺動状態評価を示している。
図５に示すように、パターンＡとパターンＢとでは、レベルＬ４（ミッドストローク）における摺動状態評価において、顕著な差が生じているのが分かる。すなわち、レベルＬ４におけるパターンＡの摺動状態評価が、パターンＢの摺動状態評価と比較して極めて厳しくなっているのが分かる。
【００３８】
図６は、レベルＬ４におけるピストンリング３ａの個別の摺動状態を示すグラフである。
図６に示すように、レベルＬ４のミッドストロークにおいて、パターンＡでは、各ピストンリング３ａのうちフォースリング３ａ４での摺動状態が悪化していることが分かる。一方、パターンＢでは、フォースリング３ａ４での摺動状態の悪化が殆どないことが分かる。すなわち、トップリング３ａ１近傍に注油を行わなくても、摺動状態に影響は無いが、フォースリング３ａ４近傍に注油を行わないと、フォースリング３ａ４近傍の摺動状態に影響が出る。
【００３９】
このように、摺動に関しては、トップリング３ａ１近傍の注油は重要でなく、サードリング３ａ３より下への注油、特にフォースリング３ａ４近傍及びそれより下への注油が重要である。
また、パターンＢのようにサードリング３ａ３以下へ注油すれば、その上側のトップリング３ａ１等の摺動は悪化しない。これは、大型舶用機関においても（従来ないとされていた）ポンピング作用（図２において上矢印で模式的に示す）があり、下のリングからトップリング３ａ１側へ潤滑油が送られるためと考えられる。
【００４０】
以上のことから、摺動に関してはピストン３の上部への注油よりもむしろピストンの下部への注油が重要で、ピストン３の上部への注油は、ピストン下部に注油された潤滑油のポンピング作用により補えることが分かる。
【００４１】
この新たな知見に基づいて本実施形態では、図３に示すように、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する。これにより、潤滑油がトップリング３ａ１によりかき上げられ無駄となり易い最上部のリング間空所Ｓ及びその上側に注油されないので、潤滑油の大部分が摺動に寄与し、効率的な注油が実現される。また、最上部のリング間空所Ｓ及びその上側へ注油を行わずとも、ピストンリング３ａのポンピング作用により少なくとも最下部のリング間空所Ｓから上側へ潤滑油は供給されるので、摺動の信頼性が保たれる。
【００４２】
また、エンジン回転数に基づいて、注油期間の始期を調整することにより、サードリング３ａ３とフォースリング３ａ４との間及びフォースリング３ａ４よりも下側の、摺動に関して有効な注油位置に対しての効率的な注油を行うことができる。これにより、広範囲に注油を行う必要はなく、信頼性を保ったままシリンダ注油量を下げることができる。
また、エンジン回転数に基づいて、注油期間（第１の注油期間）の後に、第２の注油期間を設定することによって、エンジン回転数が低下し、第１の注油期間が短くなった場合であっても、フォースリング３ａ４よりも下側に対して注油を行うことができる。
【００４３】
さらに、第２の注油期間を、ピストンスカート３ｂの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整することによって、第２の注油期間における注油を、最下部のリング間空所Ｓよりも下側のピストンスカート３ｂへの補助的な注油とし、信頼性の高いピストン３の往復移動を実現させる。
加えて、第２の注油期間における注油は、ピストン３が所定回数往復移動する毎に行い、補助的な注油に要する注油量を下げることによって、信頼性を維持しつつ効率的な注油を実現させることができる。
【００４４】
したがって、上述の本実施形態によれば、複数のピストンリング３ａを備えて、シリンダ２に沿って往復移動自在なピストン３と、シリンダ２に設けられ、ピストンリング３ａが摺動するシリンダ２の摺動面２ａに潤滑油を注油する注油ポート１２と、を有する２サイクルエンジンであって、隣り合うピストンリング３ａの間のリング間空所Ｓは、複数設けられており、ピストン３が上死点に向かうときの注油ポート１２からの注油期間を、最上部のリング間空所Ｓが注油ポート１２を通過するまでの期間を除き且つ最下部のリング間空所Ｓの少なくとも一部が注油ポート１２と対向する期間を含む期間に調整する制御装置１５を有するという構成を採用することによって、効率的且つ信頼性を保った注油が可能な２サイクルエンジンを得ることができる。
【００４５】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、注油期間中、注油ポート１２から一定量の潤滑油を注油する形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されず、注油期間中の単位時間当りの注油量を増減させてもよい。例えば、摺動に関して有効な注油位置である最下部のリング間空所Ｓにおいては、他の位置（サードリング３ａ３よりも上側、フォースリング３ａ４よりも下側）よりも単位時間当りの注油量を増加させてもよい。
【００４７】
また、例えば、上記実施形態では、ピストン３が上死点に向かうピストン上昇時において注油する形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されず、さらに、ピストン３が下死点に向かうピストン下降時においても注油してもよい（制御装置１５による第３の注油期間の設定）。この場合も同様に、サードリング３ａ３とフォースリング３ａ４との間及びフォースリング３ａ４よりも下側に注油することが好ましい。但し、ピストン３の下降時の注油は、潤滑油がフォースリング３ａ４によりかき落とされ易いため、効率的な注油の観点から、第３の注油期間における注油は、第２の注油期間における注油と同様に、ピストン３が複数回往復移動する毎に行われるようにすることが好ましい。
【００４８】
また、例えば、上記実施形態では、本発明を２サイクルディーゼルエンジンに適用した形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されず、例えば、図７に示すような２サイクルガスエンジンにも適用することができる。
図７に示す２サイクルガスエンジンは、シリンダ２の中腹部において注油ポート１２よりも下側にガス燃料噴射ポート１３を有する。ガス燃料噴射ポート１３は、排気ポート６と掃気ポート９との間においてシリンダ２の内部（燃焼室）に、例えばＬＮＧをガス化したガス燃料を噴射する構成となっている。燃料噴射ポート５は、空気とガス燃料の混合気を着火させるため少量の燃料油を噴射するもので謂わば着火器として機能する。なお、燃料噴射ポート５は必須ではなく、例えば着火器としては、周知のスーパープラグによる火花点火、レーザー着火等で代用可能である。このような２サイクルガスエンジンであっても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
また、本発明は、ディーゼル燃料とガス燃料との両方を用いるデュアルフューエル（２元燃料）方式の２サイクルエンジン等の他の２サイクルエンジンにも適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
２…シリンダ、２ａ…摺動面、３…ピストン、３ａ…ピストンリング、３ｂ…ピストンスカート、１２…注油ポート、１５…制御装置（注油期間調整装置）、Ｓ…リング間空所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、前記シリンダに設けられ、前記ピストンリングが摺動する前記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンであって、
隣り合う前記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、
前記ピストンが上死点に向かうときの前記注油ポートからの注油期間を、最上部の前記リング間空所が前記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の前記リング間空所の少なくとも一部が前記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整する注油期間調整装置を有することを特徴とする２サイクルエンジン。
【請求項２】
前記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、前記注油期間の始期を調整することを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジン。
【請求項３】
前記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、前記注油期間の後に、第２の注油期間を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の２サイクルエンジン。
【請求項４】
前記ピストンは、ピストンスカートを有しており、
前記注油期間調整装置は、前記第２の注油期間を、前記ピストンスカートの少なくとも一部が前記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整することを特徴とする請求項３に記載の２サイクルエンジン。
【請求項５】
前記第２の注油期間における注油は、前記ピストンが複数回往復移動する毎に行われることを特徴とする請求項３または４に記載の２サイクルエンジン。
【請求項６】
複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、前記シリンダに設けられ、前記ピストンリングが摺動する前記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンの注油方法であって、
隣り合う前記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、
前記ピストンが上死点に向かうときの前記注油ポートからの注油期間を、最上部の前記リング間空所が前記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の前記リング間空所の少なくとも一部が前記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整することを特徴とする２サイクルエンジンの注油方法。
【請求項１】
複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、前記シリンダに設けられ、前記ピストンリングが摺動する前記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンであって、
隣り合う前記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、
前記ピストンが上死点に向かうときの前記注油ポートからの注油期間を、最上部の前記リング間空所が前記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の前記リング間空所の少なくとも一部が前記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整する注油期間調整装置を有することを特徴とする２サイクルエンジン。
【請求項２】
前記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、前記注油期間の始期を調整することを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジン。
【請求項３】
前記注油期間調整装置は、エンジン回転数に基づいて、前記注油期間の後に、第２の注油期間を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の２サイクルエンジン。
【請求項４】
前記ピストンは、ピストンスカートを有しており、
前記注油期間調整装置は、前記第２の注油期間を、前記ピストンスカートの少なくとも一部が前記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整することを特徴とする請求項３に記載の２サイクルエンジン。
【請求項５】
前記第２の注油期間における注油は、前記ピストンが複数回往復移動する毎に行われることを特徴とする請求項３または４に記載の２サイクルエンジン。
【請求項６】
複数のピストンリングを備えて、シリンダに沿って往復移動自在なピストンと、前記シリンダに設けられ、前記ピストンリングが摺動する前記シリンダの摺動面に潤滑油を注油する注油ポートと、を有する２サイクルエンジンの注油方法であって、
隣り合う前記ピストンリングの間のリング間空所は、複数設けられており、
前記ピストンが上死点に向かうときの前記注油ポートからの注油期間を、最上部の前記リング間空所が前記注油ポートを通過するまでの期間を除き且つ最下部の前記リング間空所の少なくとも一部が前記注油ポートと対向する期間を含む期間に調整することを特徴とする２サイクルエンジンの注油方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８３２２８（Ｐ２０１３−８３２２８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４９９１（Ｐ２０１１−２２４９９１）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（５９１０８３４０６）株式会社ディーゼルユナイテッド (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（５９１０８３４０６）株式会社ディーゼルユナイテッド (30)
【Ｆターム（参考）】
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