DE112015000155T5

DE112015000155T5 - Motorölzufuhrvorrichtung

Info

Publication number: DE112015000155T5
Application number: DE112015000155.7T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Matsuura; Tomohiro KOGUCHI; Kenta Honda; Keiichi Kamimura
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2016-05-25
Also published as: CN105593478A; WO2016039078A1; JP2016056771A; US10240496B2; JP6156297B2; US20160208663A1; CN105593478B

Abstract

Eine Motorölzufuhrvorrichtung enthält eine Ölpumpe, einen Hauptölzufuhrweg, in den das aus der Ölpumpe ausgestoßene Öl eingeführt wird, einen Nebenölzufuhrweg, der mit einer stromabwärts gelegenen Seite des Hauptölzufuhrwegs verbunden ist, einen ersten Ölzufuhrabschnitt, der mit dem Hauptölzufuhrweg verbunden ist und einem Kurbellagerabschnitt eines spezifischen Kurbelzapfens unter mehreren Kurbelzapfen Öl zuführt, einen zweiten Ölzufuhrabschnitt, der mit dem Nebenölzufuhrweg verbunden ist und einem Kurbellagerabschnitt Öl zuführt, der nicht der spezifische Kurbelzapfen ist, mehrere hydraulische Betriebsabschnitte, die mindestens den ersten Ölzufuhrabschnitt und den zweiten Ölzufuhrabschnitt enthalten, einen Öldrucksensor, der einen Öldruck des Hauptölzufuhrwegs erkennt, und eine Steuervorrichtung, die den höchsten erforderlichen Öldruck unter den erforderlichen Öldruckwerten als Zielöldruck festsetzt, der in den verschiedenen hydraulischen Betriebsabschnitten je nach dem Betriebszustand des Motors erforderlich ist, und der die Ausstoßmenge der Ölpumpe so regelt, dass der vom Öldrucksensor erkannte Öldruck den Zielöldruck darstellt.

Description

Technologischer Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorölzufuhrvorrichtung, die entsprechenden Teilen des Motors eines Kraftfahrzeugs und dergleichen Öl zuführt.
Stand der Technik
Zum Beispiel offenbart Patentschrift 1 eine Ölzufuhrvorrichtung, in welcher einer Kurbelwelle – von einem spezifischen Kurbelzapfen unter den Kurbelzapfen einer Kurbelwelle aus – Öl zugeführt wird und das Öl an entsprechende Kurbelstifte durch einen in der Kurbelwelle geformten inneren Durchlass geliefert wird. Die Ölzufuhrvorrichtung ist so konfiguriert, dass von einer Ölpumpe ausgestoßenes Öl auf einem Hauptölweg einem Kurbellagerabschnitt zugeführt wird, der den spezifischen Kurbelzapfen lagert (hier als den spezifischen Kurbelzapfen bezeichnet) und das Öl gleichzeitig durch einen Zweigölweg, der vom Hauptölweg abzweigt, Kurbelzapfenabschnitten zuführt, die andere Kurbelzapfen als den spezifischen Kurbelzapfen lagern. Weiterhin ist die Ölzufuhrvorrichtung so konfiguriert, dass auf dem Wege der Ölzufuhrsteuerung mit einem auf dem Zweigölweg befindlichen Fließratenregelventil und dergleichen die Ölzufuhrmengen zum spezifischen Lagerabschnitt und zu den anderen Kurbellagerabschnitten auf sachgemäße Mengen eingestellt werden.
Allgemein ist eine erforderliche Ölmenge (ein erforderlicher Öldruck) je nach dem Betriebszustand eines Motors (Drehzahl, Belastung, Öltemperatur und dergleichen) unterschiedlich. Das liegt daran, dass die zum Schmieren und zum Kühlen geeigneten Ölmengen je nach dem Betriebszustand des Motors unterschiedlich sind und dass hydraulische Betriebsgeräte wie Ventilsteuergeräte gemäß dem Betriebszustand des Motors ein- oder ausgeschaltet werden müssen. In Anbetracht dessen kann laut der oben beschriebenen Patentschrift 1 die auf jedem Kurbelzapfen erforderliche Ölmenge annähernd gesichert werden, indem die Ölmenge mit dem auf einem Ölweg vorgesehenen Mengenregelventil gemäß dem Betriebszustand des Motors geregelt wird.
Da sich jedoch die erforderliche Ölmenge (der erforderliche Öldruck) gemäß dem Betriebszustand eines Motors ändert, führt die Regelung der Ölmenge allein mit dem Mengenregeventil dazu, dass eine Ölpumpe häufig Öl verschwendet und Antriebsverlust auch dann verursacht, wenn eine erforderliche Ölmenge (der erforderliche Öldruck) vorhanden ist. Daher besteht in dieser Beziehung Verbesserungsbedarf.
Entgegenhaltungen
Patentschriften

Patentschrift 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2012-117456

Kurzfassung der Erfindung
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, einem Zapfen (Kurbelzapfen) und einem Kurbelstift einer Kurbelwelle auf angemessene Art Öl zuzuführen und dabei den Antriebsverlust einer Ölpumpe zu unterdrücken.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Motorölzufuhrvorrichtung, die eine Kurbelwelle einschließlich mehrerer Kurbelzapfen aufweist und in der Öl dem Inneren der Kurbelwelle aus einem spezifischen Kurbelzapfen unter mehreren Kurbelzapfen zuführt, und das Öl durch einen in einem in der Kurbelwelle geformten inneren Durchlass einem Kurbelstift zugeführt wird, wobei die Ölzufuhrvorrichtung enthält: eine Ölpumpe, die eine Ausstoßmenge zu regeln vermag; einen Hauptölzufuhrweg, in den von der Ölpumpe ausgestoßenes Öl eingeführt wird; einen Nebenölzufuhrweg, der mit einer stromabwärtigen Seite des Hauptölzufuhrwegs in Ölfließrichtung verbunden ist; einem ersten Ölzufuhrabschnitt, der mit dem Hauptölzufuhrweg verbunden ist und einem Kurbellagerabschnitt des spezifischen Kurbelzapfens unter den mehreren Kugelzapfen Öl zuführt; einem zweiten Ölzufuhrabschnitt, der mit dem Nebenölzufuhrweg verbunden ist und einem Kurbellagerbereich eines anderen als dem spezifischen Kurbelzapfen Öl zuführt; mehreren hydraulischen Betriebsabschnitten, die mindestens den ersten Ölzufuhrabschnitt und den zweiten Ölzufuhrabschnitt beinhalten; einen Öldrucksensor, der einen Öldruck des Hauptölzufuhrwegs erkennt; und eine Steuervorrichtung, die einen maximalen Öldruck unter den gemäß einem Betriebszustand des Motors gewünschten Öldruckwerten einen maximalen Öldruck als Zielöldruck festsetzt und den Ausstoß der Ölpumpe so regelt, dass der vom Öldrucksensor erkannte Öldruck dem Zielöldruck entspricht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Mehrzylindermotors, der mit einer Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
2 zeigt im senkrechten Schnitt eine detaillierte Struktur eines Lagerabschnitts einer Kurbelwelle.
3 zeigt im vertikalen Schnitt einen ersten Lagerabschnitt (einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2).
4 zeugt im vertikalen Schnitt einen zweiten Lagerabschnitt (einen Schnitt durch Linie IV-IV in 2).
5A zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines variablen Ventilsteuermechanismus, und 5B ist eine grafische Darstellung der Ventilmerkmale eines Einlassventils und eines Auslassventils (Verhältnisse zwischen Phase und Hub).
6 zeigt als schematische Darstellung eine Gesamtansicht einer Ölzufuhrvorrichtung.
7 zeigt als schematische Darstellung nur einen Ölzufuhrweg (in dem Zustand, in dem der Ölzufuhrweg diagonal von unter einem Motor aus zu sehen ist.)
8 zeigt einen Zylinderblock in Draufsicht.
9 zeigt einen Zylinderblock von unten.
10 zeigt einen Zylinderblock im Querschnitt (entlang der Linie X-X in 9).
11 zeigt einen Zylinderblock im Querschnitt (entlang der Linie XI-XI in 9).
12 zeigt einen Zylinderblock in seitlicher Ansicht.
13A zeigt als Diagramm (Karte) ein Verhältnis zwischen der erforderlichen Ölmenge einer Hauptleitung unter einer niedrigen Belastung und der Motorumdrehung, und 13B zeigt als Diagramm (Karte) ein Verhältnis zwischen dem erforderlichen Öldruck der Hauptleitung unter einer hohen Belastung und der Motorumdrehung.
14 zeigt als Diagramm die Merkmale eines ersten Ölsteuerventils.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
<Konfiguration des Motors>
1 zeigt einen Mehrzylindermotor (nachfolgend einfach als ein Motor 2 bezeichnet), der mit einer Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Der Motor 2 ist ein Reihenvierzylinder-Benzinmotor, in dem ein erster Zylinder 1 bis zu einem vierten Zylinder 4 in gerader Reihe in senkrechter Richtung zu einer Papierebene in 1 angeordnet sind und der in einem Kraftahrzeug wie einem PKW eingebaut ist.
Der Motor 2 enthält einen senkrecht gekoppelten Nockenwellendeckel 3, einen Zylinderkopf 4, einen Zylinderblock 5, ein Kurbelgehäuse 6 und eine Ölwanne 7 (siehe 6). Im Zylinderblock 5 sind vier Zylinderbohrungen 8 geformt, und ein Kolben 9 ist gleitend in jeder Zylinderbohrung 8 untergebracht. Der Kolben 9, die Zylinderbohrung 8, und der Zylinderkopf 4 bilden eine Brennkammer 10 für jeden Zylinder. Außerdem ist der Kolben 9 über eine Pleuelstange 11 mit einer Kurbelwelle 12 verbunden, die rotierend von Zylinderblock 5 und dergleichen gelagert ist.
Ein Einlassstutzen 14 und ein Auslassstutzen 15, die in die Brennkammer 10 führen, sind auf dem Zylinderkopf 4 angebracht, und ein Einlassventil 16 und ein Auslassventil 17, die jeweils den Einlassstutzen 14 und den Auslassstutzen 15 öffnen und schließen, sind an den Stutzen 14 und 15 befestigt.
Das Einlassventil 16 und das Auslassventil 17 sind jeweils in eine Richtung geneigt, in der sich die jeweiligen Stutzen 14 und 15 über Rückstellfedern 18 und 19 schließen (eine Aufwärtsrichtung in 1), und sind so konfiguriert, dass sie die jeweiligen Stutzen 14 und 15 schließen, indem sie durch Nockenabschnitte 20a und 21a an den äußeren Randbereichen der Nockenwellen 20 und 21 nach unten gedrückt werden. Insbesondere, mit einer Drehung der Nockenwellen 20 und 21, drücken die Nockenabschnitte 20a und 21a die Nockenstößel 22a und 23a nach unten, die an annähernd zentralen Teilen der Schwenkarme 22 und 23 angebracht sind, und die Schwenkarme 22 und 23 schwenken mit einem Scheitelpunkt eines Schwenkmechanismus eines an einem Ende der Schwenkarme 22 und 23 als Hebelpunkt befestigten hydraulischen Ventilspieleinstellers 24 (nachfolgend als der HLA) bezeichnet). Entsprechend dem Schwenken drücken andere Endbereiche der Schwenkarme 22 und 23 das Einlassventil 16 und das Auslassventil 17 nach unten gegen die Vorspannung der Rückstellfedern 18 und 19. Dadurch öffnen sich die jeweiligen Stutzen 14 und 15.
Im Zylinderkopf 4 sind Teile an einer Einlassseite und an einer Auslassseite angebracht, die jeweils den vier Zylindern mit Befestigungsbohrungen 26 und 27 entsprechen, an denen die HLA eingeführt und befestigt sind. Zusätzlich werden die Ölwege 75 und 76, die jeweils mit den Befestigungsbohrungen 26 und 27 der HLA 24 an der Einlassseite und der Auslassseite kommunizieren, im Zylinderkopf 4 so gebildet, dass sie in Richtung einer Zylinderbank quer über die ersten bis vierten Zylinder verlaufen. Die Ölwege 75 und 76 liefern Öl (Betriebsöl) an die Schwenkmechanismen der HLA 24, die in den Bohrungen 26 und 27 befestigt sind, und die Schwenkmechanismen der HLA 24 stellen automatisch das Ventilspiel auf null, wobei sie den Öldruck (Arbeitsdruck) benutzen.
Im Zylinderblock 5 verläuft eine Hauptleitung 64, die dem Hauptölzufuhrweg gemäß der vorliegende Erfindung entspricht, in Richtung Zylinderbank in einer Seitenwand auf einer Seite (Einlassseite) der Zylinderbohrung 8 in Richtung Breite des Zylinderblocks 5, und ein Paar Nebenleitungen 65 und 66 (die dem ersten und dem zweiten Nebenölzufuhrweg gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen), die in vorgegebenen Abständen in Richtung der Breite des Zylinderblocks 5 ausgerichtet sind und jeweils in Richtung Zylinderbank verlaufen, führen in Richtung Zylinderbank in einer Seitenwand auf einer anderen Seite (Auslassseite) der Zylinderbohrung 8 in Richtung Breite des Zylinderblocks 5. Die jeweiligen Leitungen 64 bis 66 sind Ölwege für die entsprechenden später ausführlich zu beschreibenden Leitungen 64 bis 66.
Eine Öldüse 28 zum Kühlen der Kolben, die mit der Hauptleitung 64 kommuniziert, ist an einer Stelle unter der Hauptleitung 64 angebracht, die jedem Kolben 9 entspricht. Eine Öldüse 29 zum Schmieren der Kolben, die mit der Nebenleitung 66 kommuniziert, ist zwischen Nebenleitungen 65 und 66 an einer Stelle angebracht, die sich in Nähe einer unteren Seite der Nebenleitung 66 befindet, die an einer Außenseite in Richtung Breite des Zylinderblocks 5 liegt und die jedem Kolben 9 entspricht (siehe 8 und 9).
Zwischen Öldüsen 28 und 29 hat die Öldüse 28 zum Kühlen der Kolben ein Düsenmundstück 28a, das an einer Stelle näher zur Einlassseite hin befestigt ist als die Zylinderbohrung 8 an einer Deckenfläche einer Kurbelkammer 53, und die Öldüse 28 ist konfiguriert, um Öl (Kühlöl) in einem duschartigen Muster zum hauptsächlich zentralen Teil einer hinteren Fläche des Kolbens 9 hin aus Düsenmundstück 28a einzuspritzen. Auf der anderen Seite hat die Öldüse 29 zur Schmierung der Kolben ein Düsenmundstück 29a, das an einer Stelle an einer Auslassseite der Zylinderbohrung 8 an der Deckenfläche der Kurbelkammer 53 befestigt ist, und die Öldüse 29 ist konfiguriert, um Öl (Schmieröl) in einem engeren Winkel als Öldüse 28 zur Kühlung der Kolben zu einer hinteren Fläche des Kolbens 9 vom Düsenmundstück 29a aus einzuspritzen. Ein Durchlass für das Öl ist im Sockelbereich von Kolben 9 geformt, und aus dem Düsenmundstück 29a gespritztes Öl wird durch diesen Durchlass zu einer Gleitfläche des Kolbens 9 geführt.
Zusätzlich sind die Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 (jeweils entsprechend den dritten Ölzufuhrabschnitten gemäß der vorliegenden Erfindung) über den entsprechenden Nockenwellen 20 und 21 angeordnet. Die Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 haben Düsenmundstücke 30a und 31a und sind so konfiguriert, dass Öl (Schmieröl) aus den Düsenmundstücken 30a und 31a in die Nockenabschnitte 20a und 21a (die geschmierten Abschnitte) auf den Nockenwellen 20 und 21 und auf die Kontaktabschnitte (die geschmierten Abschnitte) zwischen den Schwenkarmen 22 und 23 und den Nockenstößeln 22a und 23a tropft, die unter den Düsenmundstücken 30a und 31a angebracht sind. Die Nockenwellen 20 und 21 und die Schwenkarme 22 und 23 entsprechen dem Ventiltriebsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein variabler Ventilsteuermechanismus (wird später ausführlich beschrieben) ist am Ventiltriebsmechanismus montiert und wechselt die Öffnungs- und Schließeinstellungen der Einlass- und Auslassventile 16 und 17 gemäß dem Betriebszustand von Motor 2.
2 zeigt in senkrechtem Schnitt eine detaillierte Struktur eines Lagerabschnitts der oben beschriebenen Kurbelwelle 12.
In 2 von links nach rechts gesehen enthält die Kurbelwelle 12 einen ersten Zapfen (Kurbelzapfen) 41A neben einem vorderen Endabschnitt 12A der Kurbelwelle 12, einen zweiten Zapfen 41B zwischen dem ersten Zylinder 1 und dem zweiten Zylinder 2, einen dritten Zapfen 41C zwischen dem zweiten Zylinder 2 und dem dritten Zylinder 3, einen vierten Zapfen 41D zwischen dem dritten Zylinder 3 und dem vierten Zylinder 4 und einen fünften Zapfen 41E neben einem hinteren Endabschnitt 12B der Kurbelwelle 12.
Ein erstes Paar Kurbelwangen 42A und ein erster Kurbelstift 43A sind zwischen dem ersten Zapfen 41A und dem zweiten Zapfen 41B angebracht, ein zweites Paar Kurbelwangen 42B und ein zweiter Kurbelstift 43B sind zwischen dem zweiten Zapfen 41B und dem dritten Zapfen 41C angebracht, ein drittes Paar Kurbelwangen 42C und ein dritter Kurbelstift 43C sind zwischen dem dritten Zapfen 41C und dem vierten Zapfen 41D angebracht, und ein viertes Paar Kurbelwangen 42D und ein vierter Kurbelstift 43D sind zwischen dem vierten Zapfen 41D und dem fünften Zapfen 41E angebracht.
Weiterhin wird eine erste an Kolben 9 des ersten Zylinders 1 gekoppelte Pleuelstange 11A vom ersten Kurbelstift 43A gelagert, eine zweite an Kolben 9 des zweiten Zylinders 2 gekoppelte Pleuelstange 11B vom zweiten Kurbelstift 43B gelagert, eine dritte an Kolben 9 des dritten Zylinders 3 gekoppelte Pleuelstange 11C vom dritten Kurbelstift 43C gelagert, eine vierte an Kolben 9 des vierten Zylinders 4 gekoppelte Pleuelstange 11D vom vierten Kurbelstift 43D gelagert.
Der Zylinderblock 5 weist Lagerabschnitte auf, welche die fünf Zapfen 41A bis 41E stützen. Spezifisch enthalten die Lagerabschnitte einen ersten Lagerabschnitt 50A, der den ersten Zapfen 41A stützt, einen zweiten Lagerabschnitt 50B, der den zweiten Zapfen 41B lagert, einen dritten Lagerabschnitt 50C, der den dritten Zapfen 41C lagert, einen vierten Lagerabschnitt 50D, der den vierten Zapfen 41D lagert, und einen fünften Lagerabschnitt 50E, der den fünften Zapfen 41E lagert. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die Lagerabschnitte 50A bis 50E den Kurbellagerabschnitten gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die jeweiligen Lagerabschnitte 50A bis 50E enthalten zylindrische Lagerbleche 44A bis 44E (erstes Lagerblech 44A bis fünftes Lagerblech 44E), die gegenüber den äußeren Randflächen der Zapfen 4A bis 41E liegende innere Randflächen aufweisen und die Zapfen 41A bis 41E mit den Lagerblechen 44A bis 44E an der Oberfläche lagern.
Das im ersten Lagerabschnitt 50A befindliche erste Lagerblech 44A ist zwischen einem ersten Blockseitenlagerabschnitt 51A von Zylinderblock 5 und einem ersten Lagerdeckel 52A befestigt, der mit dem ersten Blockseitenlagerabschnitt 51A gekoppelt ist. Das im zweiten Lagerabschnitt 50B befindliche zweite Lagerblech 44B ist zwischen einem zweiten Blockseitlagerabschnitt 51B von Zylinderblock 5 und einem zweiten Lagerdeckel 52B befestigt, der mit dem zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B gekoppelt ist. Das im dritten Lagerabschnitt 50C befindliche zweite Lagerblech 44C ist zwischen einem dritten Blockseitenlagerabschnitt 51C von Zylinderblock 5 und einem dritten Lagerdeckel 52C befestigt, der mit dem dritten Blockseitenlagerabschnitt 51C gekoppelt ist. Das im vierten Lagerabschnitt 50D befindliche vierte Lagerblech 44D ist zwischen einem vierten Blockseitenlagerabschnitt 51D von Zylinderblock 5 und einem vierten Lagerdeckel 52D befestigt, der mit dem vierten Blockseitenlagerabschnitt 51D gekoppelt ist. Das im fünften Lagerabschnitt 50E befindliche fünfte Lagerblech 44E ist zwischen einem fünften Blockseitenlagerabschnitt 51E von Zylinderblock 5 und einem fünften Lagerdeckel 52E befestigt, der mit dem fünften Blockseitenlagerabschnitt 51E gekoppelt ist.
Wie in 9 dargestellt, sind die Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51E Trennwände, die Kurbelkammern 53A bis 53D bilden, die jeweils den ersten bis vierten Zylindern 1 bis 4 entsprechen, die im Zylinderblock 5 gebildet sind und entsprechend den Zapfen 41A bis 41E in Zylinderbankrichtung beabstandet sind.
The jeweiligen Lagerbleche 44A bis 44E bestehen aus einem bogenförmigen oberen Metall und einem bogenförmigen unteren Metall. Zusammen bilden das obere und das untere Metall eine zylindrische Gestalt (siehe 3 und 4). Weiterhin sind die Lagerbleche 44A und 44E jeweils zwischen einer an den entsprechenden Lagerdeckeln 52A bis 52E gebildeten bogenförmigen Fläche und einer an den entsprechenden Lagerdeckeln 52A und 52E gebildeten bogenförmigen Fläche angebracht und zwischen den beiden oberen und unteren Seiten der Blockseitenlagerabschnitte 51A und 51E und den Lagerdeckeln 52A und 52E eingeklemmt.
Weiterhin, wie 3 und 4 zeigen, sind die jeweiligen Lagerdeckel 52A bis 52E jeweils durch einen Bolzen 47 an die Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51E gekoppelt, und zwar auf beiden Seiten der entsprechenden Zapfen 41A bis 41E. Spezifisch ist ein Paar Schraubbohrungen 55 auf beiden Seiten der bogenförmigen Flächen (Lagerflächen der entsprechenden Lagerbleche 44A bis 44E) gebildet, welche die unteren Flächen der entsprechenden Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51E darstellen. Weiterhin, wenn der Bolzen 47 von unten durch eine an den jeweiligen Lagerdeckeln 52A bis 52E gebildete Durchgangsbohrung geführt und in Bohrung 55 eingeschraubt wird, sind die entsprechenden Lagerdeckel 52A bis 52E jeweils an die Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51E gekoppelt.
Obwohl eine ausführliche Beschreibung erst später erfolgt, werden in Zylinderblock 5 ein erster Ölzufuhrweg 68A bis zu einem fünften Ölzufuhrweg 68E gebildet, die jeweils den Lagerabschnitten 50A bis 50E Öl zuführen, wo sich die entsprechenden Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51E Öl befinden (siehe 6 und 7).
Wie in 2 bis 4 dargestellt, ist eine in Umfangsrichtung verlaufende Ölnut 45 vorgesehen, die Öl lagert, das durch die jeweiligen Ölzufuhrwege 68A bis 68E zugeführt wird, und eine Ölzufuhrbohrung 45a zur Aufnahme des Öls für die Ölnut 45 wird an einer Randfläche des oberen Metalls der jeweiligen Lagerbleche 44A bis 44E gebildet.
Weiterhin werden ein erster innerer Ölweg 46A, ein zweiter innerer Ölweg 46B und ein dritter innerer Ölweg 46C integral und kommunikativ in der Kurbelwelle 12 gebildet, und zwar vom ersten Kurbelstift 43A, von der ersten Kurbelwange 42A, dem zweiten Zapfen 41B und der zweiten Kurbelwange 42B zum zweiten Kurbelstift 43B. Auf ähnliche Weise werden ein erster innerer Ölweg 47A, ein zweiter innerer Ölweg 47B und ein dritter innerer Ölweg 47C integral und kommunikativ in der Kurbelwelle 12 gebildet, und zwar vom vierten Kurbelstift 43D, der vierten Kurbelwange 42D, dem vierten Zapfen 41D und der dritten Kurbelwange 42C zum dritten Kurbelstift 43C. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die inneren Ölwege 46A bis 46C und 47A bis 47C den inneren Durchlaufen der vorliegenden Erfindung.
Ein erster innerer Ölweg 46A dringt in den zweiten Zapfen 41B in Richtung Durchmesser ein und kommuniziert mit der Ölnut 45. Der zweite innere Ölweg 46B, der vom ersten inneren Ölweg 46A abgezweigt ist, mündet in einer äußeren Randfläche des ersten Kurbelstifts 43A, und der dritte innere Ölweg 46C, der vom ersten inneren Ölweg 46A abgezweigt ist, mündet in einer äußeren Randfläche des zweiten Kurbelstifts 43B (siehe 2). Der andere erste innere Ölweg 47A dringt in den vierten Zapfen 41D in Richtung Durchmesser ein und kommuniziert mit der Ölnut 45. Weiterhin mündet der zweite innere Ölweg 47B, der vom ersten inneren Ölweg 47A abgezweigt ist, an einer äußeren Randfläche des vierten Kurbelstifts 43D, und der dritte innere Ölweg 47C, der vom ersten innere Ölweg 47A abgezweigt ist, mündet in einer Randfläche des dritten Kurbelstifts 43C (siehe 2).
In anderen Worten, die inneren vor der Kurbelwelle 12 gelegenen Ölwege 46A bis 46C führen Öl, das dem zweiten Lagerabschnitt 50B mit dem zweiten Lagerblech 44B durch den zweiten Ölzufuhrweg 68B zugeführt wird, zu dem ersten Kurbelstift 43A, der die erste Pleuelstange 11A lagert, und zum zweiten Kurbelstift 43B, der die zweite Pleuelstange 11B lagert. Andererseits führen die inneren Ölwege 47A bis 47C, die hinter der Kurbelwelle 12 liegen, Öl zum vierten Lagerabschnitt 50D mit dem vierten Lagerblech 44D durch den vierten Ölzufuhrweg 68D zum vierten Kurbelstift 43D, der die vierte Pleuelstange 11D lagert und zum dritten Kurbelstift 43C, der die dritte Pleuelstange 11C lagert.
<Konfiguration des variablen Ventilsteuermechanismus>
In Motor 2 sind variable Ventilsteuermechanismen 32 und 33 (nachstehend einfach als die VVT 32 und 33 bezeichnet), welche die Ventilmerkmale des Einlassventils 16 und des Auslassventils 17 ändern, in alle Zylinder eingebaut. Im vorliegenden Beispiel liegt zwischen den VVT 32 und 33 an der Auslassseite der VVT 33 (der dem hydraulischen Apparat der vorliegenden Erfindung entspricht, der die Ventilmerkmale ändert), der die Ventilmerkmale hydraulisch verändert, und der VVT an der Einlassseite ist ein elektrischer VVT, der die Ventilmerkmale elektrisch verändert bzw. genauer gesagt, er ist eine Betriebsfunktion eines Elektromotors. Auf diese Weise werden auf der Einlassseite und der Auslassseite verschiedene Betriebssysteme eingesetzt, weil die Steuerung der Ventilmerkmale auf der Einlassseite oft sofort nach dem Start des Motors 2 notwendig ist und ein elektrisches System daher vorteilhafter ist. In anderen Worten, während ein relativ hoher Öldruck notwendig ist, um ein hydraulisches System zu betreiben, ist es schwierig, in einem Betriebsbereich sofort nach dem Start genug Betriebsöldruck zu erzielen, um die Ventilmerkmale sofort zu steuern, während sowohl die Motordrehzahl als auch die Öltemperatur noch niedrig sind.
Nachstehend wird eine Konfiguration in Bezug auf 5A beschrieben, gefolgt von einer Beschreibung einer Konfiguration des VVT 32 auf der Einlassseite.
5A zeigt im Querschnitt eine schematische Konfiguration des VVT 33 auf der Einlassseite. Der VVT 33 enthält ein annähernd ringförmiges Gehäuse 331 und einen im Gehäuse 331 untergebrachten Rotor 332. Das Gehäuse 331 ist so gekoppelt, dass es integral drehbar an einem Nockenwellenrad 333 gelagert ist, das synchron mit der Kurbelwelle 12 rotiert, und der Rotor 332 ist so gekoppelt, dass er integral drehbar an einer Nockenwelle 21 gelagert ist, die das Auslassventil 17 öffnet und schließt. Im Gehäuse 331 werden mehrere Verzögerungsöldruckkammern 335 und Beschleunigungsöldruckkammern 336 aus einer inneren Randfläche des Gehäuses 331 und aus Blättern 334 am Rotor 332 gebildet. Eine Ölpumpe 56 (wird nachfolgend beschrieben; siehe 6), die das Öl zuführt, ist über ein Richtungsumschaltventil 94 (siehe 6) mit der Verzögerungsöldruckkammer 335 und der Beschleunigungsöldruckkammer 336 verbunden. Dank der Steuerung durch das Richtungsumschaltventil 94 dreht sich, wenn das Öl in die Verzögerungsöldruckkammer 335 eingeführt wird, die Nockenwelle 21 in entgegengesetzter Richtung zu deren Drehrichtung (siehe Pfeilrichtung in 5A) aufgrund des Öldrucks, und folglich wird die Öffnung des Auslassventils 17 zeitlich verzögert. Andererseits, wenn Öl in die Beschleunigungsöldruckkammer 336 eingeführt wird, wird die Öffnungszeit des Auslassventils 17 beschleunigt, weil sich die Nockenwelle 21 aufgrund des Öldrucks in deren Drehrichtung dreht.
Außer wenn sie elektrisch betrieben wird, ist die grundsätzliche Konfiguration des VVT 32 auf der Einlassseite dieselbe wie die des VVT 33 auf der Auslassseite. Genau gesagt, obwohl in 5A nur durch Bezugszeichen angedeutet, enthält der VVT 32: ein Gehäuse 321, das so gekoppelt ist, dass es integral um ein Nockenwellenrad 323 drehbar ist, das sich synchron mit einer Kurbelwelle 9 dreht; einen in Gehäuse 321 untergebrachten Rotor 322, der so gekoppelt ist, dass er integral um die Nockenwelle 20 drehbar ist, die das Einlassventil 16 öffnet und schließt, und einen Antriebsmechanismus einschließlich einem Elektromotor (nicht dargestellt), der den Rotor 322 relativ zum Gehäuse 321 dreht. Außerdem, wenn der Rotor 322 durch den Elektromotor entgegengesetzt zur Drehrichtung der Nockenwelle 20 angetrieben wird (siehe Pfeilrichtung in 5A), verzögert sich das Öffnen des Einlassventils zeitlich. Andererseits, wenn der Rotor 322 in derselben Richtung angetrieben wird wie die Nockenwelle 20, beschleunigt sich die Öffnungszeit des Einlassventils 16, weil sich die Nockenwelle 20 in derselben Richtung dreht.
5B zeigt die Ventilöffnungsphasen des Einlassventils 16 und des Auslassventils 17. Wie in 5B dargestellt, wenn die Öffnungsphase des Einlassventils 16 durch VVT 32 (und/oder VVT 33) in beschleunigte Richtung gestellt wird (siehe Pfeil in 5B) (und/oder die Öffnungsphase des Auslassventils 17 in verzögerte Richtung gestellt wird), überlappen eine Ventilöffnungszeit des Auslassventils 17 und eine Ventilöffnungszeit des Einlassventils 16 (siehe Strichpunktlinie). Indem man die Ventilöffnungszeiten des Einlassventils 16 und des Auslassventils 17 auf diese Weise überlappen lässt, kann eine interne AGR-Menge bei der Verbrennung im Motor erhöht und Pumpverluste können reduziert werden, wodurch die Kraftstoffleistung erhöht wird. Da die Verbrennungstemperatur gesenkt werden kann, lässt sich auch die NO_x-Erzeugung unterdrücken und die Auspuffgase können gereinigt werden. Wenn andererseits die Öffnungsphase des Einlassventils 16 vom VVT 32 (und/oder dem VVT 33) auf Verzögerung gestellt wird (und/oder die Öffnungsphase des Auslassventils 17 auf Beschleunigung gestellt wird), reduziert sich das Überlappen der Ventilöffnungszeiten des Einlassventils 16 (siehe durchgezogene Linie) und die Öffnungszeit des Auslassventils 17. Daher können bei niedriger Belastung, wenn die Motorbelastung wie im Leerlauf vorgeschrieben oder niedriger ist, stabile Verbrennungsmerkmale sichergestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Öffnungszeiten des Einlassventils 16 und des Auslassventils 17 so eingestellt, dass sie auch bei niedriger Belastung einander überlappen, um die maximale Überlappung der Ventile bei hoher Belastung maximal zu gestalten.
<Beschreibung der Ölzufuhrvorrichtung>
Nachfolgend wird die Ölzufuhrvorrichtung 1 für die Ölzufuhr (Betriebsöl) an jeweilige Betriebsbereiche des Motors 2 ausführlich in Bezug auf Zeichnung 6 beschrieben. Die „hydraulischen Betriebsbereiche” beziehen sich auf Vorrichtungen (den HLA 24, den VVT 33 und dergleichen), die betrieben werden, indem sie Öldruck erhalten oder Öldruck auf Ölzufuhrabschnitte (die Öldüsen 28 und 29, die Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 und dergleichen) erhalten, die Öl zuführen, indem sie Öldruck auf Substanzen wie Schmieröl oder Kühlöl ausüben.
Wie dargestellt, enthält die Ölzufuhrvorrichtung 1 eine Ölpumpe 56, die durch Rotation der Kurbelwelle 12 angetrieben wird, und einen Ölzufuhrweg 60, der mit der Ölpumpe 56 verbunden ist und unter Druck stehendes Öl den verschiedenen hydraulischen Betriebsbereichen des Motors 2 zuführt. Weiterhin ist die Ölpumpe 56 eine von Motor 2 angetriebene Zusatzmaschine.
The Ölpumpe 56 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine bekannte variable Verdrängungsölpumpe. Die Ölpumpe 56 enthält: ein Gehäuse 561 aus einem Pumpenkörper mit einem C-förmigen Abschnitt so gestaltet, dass sich eine Endseite öffnet und innen eine Pumpgehäusekammer aufweist, die aus einem säulenförmigen Raum und einem Deckel besteht, der die Öffnung des Pumpenkörpers abdeckt; einer Antriebswelle 562, die rotierend durch Gehäuse 561 gelagert ist, das in einen annähernd zentralen Teil der Pumpengehäusekammer eindringt und rotierend durch Kurbelwelle 1 gelagert ist; ein Pumpenelement, das aus einem Rotor 563 besteht und rotierend innerhalb der Pumpengehäusekammer gelagert ist und dessen zentraler Abschnitt mit der Antriebswelle gekoppelt ist, und Blätter 564, die jeweils einziehbar in mehreren radial geschnittenen Schlitzen untergebracht und in einem äußeren Randbereich des Rotors 563 geformt sind; einem Nockenring 566, der in Bezug auf das Rotationszentrums des Rotors 563 exzentrisch an einer äußeren peripheren Seite des Pumpenelements angebracht ist, und Pumpenkammern 565 bildet, die mehrere Betriebsölkammern darstellen, zusammen mit dem Rotor 563 und den anliegenden Blättern 564; eine Feder 567, die als gespanntes Teil im Pumpenkörper untergebracht ist und den Nockenring 566 ständig in einer Richtung unter Spannung hält, in der ein Betrag und Exzentrizität des Nockenrings 566 in Bezug auf das Rotationszentrum des Rotors 563 zunimmt: und ein Paar Ringteile 568, das leitend an beiden Seitenabschnitten einer inneren Randfläche des Rotors 563 angebracht ist und einen kleineren Durchmesser aufweist als der Rotor 563. Das Gehäuse 561 enthält einen Einlass 561a, welcher der inneren Pumpenkammer 565 Öl zuführt, und einen Auslassstutzen 561b, der Öl aus der Pumpenkammer 565 ablässt. Eine Druckkammer 569, die von einer inneren Randfläche des Gehäuses 561 und einer äußeren Randfläche des Nockenrings 566 bestimmt wird, ist innerhalb des Gehäuses 561 geformt, und das Gehäuse 561 enthält eine Zufuhrbohrung 569a, die in die Druckkammer 569 führt. In anderen Worten, die Ölpumpe 56 ist so konfiguriert, dass, wenn Öl in die Druckkammer 569 durch die Zufuhrbohrung 569a eingeführt wird, der Nockenring 566 um einen Hebepunkt 561c schwenkt, der Rotor 563 in Bezug auf den Nockenring 566 verhältnismäßig exzentrisch wird, und die Ausstoßleistung sich ändert.
Ein der Ölwanne 7 zugewandtes Ölsieb 57 ist mit Einlass 561a der Ölpumpe 56 gekoppelt. Ein Ölsieb 58 und ein Ölkühler 59 sind stromaufwärts in Reihenfolge in einem Ölweg 61 vorgesehen, der mit dem Auslassstutzen 561b der Ölpumpe 56 kommuniziert. Das in Ölwanne 7 gelagerte Öl wird von der Ölpumpe 56 durch das Ölsieb 57 gepumpt, im Ölfilter 58 gefiltert, im Ölkühler 59 gekühlt, und dann der (nachfolgend beschriebenen) Hauptleitung 64 in Zylinderblock 5 zugeführt. Weiterhin sind in 5 zur besseren Übersicht die Ölpumpe 56 und die Ölwanne 7 separat von Motor 2 dargestellt.
Ein Ölweg 62, der Öl von der Hauptleitung 64 zur Druckkammer 569 der Ölpumpe 56 führt, ist an die Ölpumpe 56 angeschlossen. Ein zweites aus einem linearen Magnetventil bestehendes Ölsteuerventil 93 (wird nachfolgend beschrieben) ist zwischen dem Ölweg 62 und der Hauptleitung 64 angebracht. Eine Kapazität der Ölpumpe 56 ändert sich, wenn eine Ölfließrate (ein Öldruck) in der Druckkammer 569 durch das zweite Ölsteuerventil 93 geändert wird.
Der Ölzufuhrweg 60 setzt sich aus Durchläufen, die im Zylinderkopf 4, dem Zylinderblock 5, dem Kurbelgehäuse 6 und dergleichen geformt sind sowie aus Röhren zusammen. Weiterhin werden in der folgenden Beschreibung der Zylinderkopf 4, der Zylinderblock 5 und das Kurbelgehäuse 6 als der Hauptmotorkörper bezeichnet, wenn es sich so ergibt.
Wie in 6 und 7 dargestellt, gehören zum Ölzufuhrweg 60: die stromaufwärts gelegene Hauptleitung 64, die hauptsächlich dazu dient, den hydraulischen Betriebsbereichen mit hohem Druck das erforderliche Öl zuzuführen; die beiden stromabwärts gelegenen Nebenleitungen 65 und 66, die Öl an die Bereiche führen, wo relativ niedrigerer Druck erforderlich ist (hydraulische Betriebsbereiche, in denen der erforderliche Druck geringer ist als dort, wo das Öl direkt aus der Hauptleitung zugeführt wird); der Ölweg 61 für die Ölzufuhr, die das Öl von der Ölpumpe 56 an die Hauptleitung 64 über den Ölfilter 58 und den Ölkühler 59 fördert; der Ölweg 62, der Öl von der Hauptleitung 64 ableitet und zur Pumpensteuerung an die Druckkammer 569 der Ölpumpe 56 liefert; sowie verschiedene Ölwege, die von der Hauptleitung 64 abzweigen, und dergleichen.
Der Ölweg 61 enthält: ein Rohr 61a, das den Auslassstutzen 561b der Ölpumpe 56 und einen Stutzenteil des Kurbelgehäuses 6 miteinander verbindet; einen Durchlass 61b, der im Hauptmotorkörper gebildet wird, um den Ölkühler 59 zu erreichen, der an einer Seitenfläche (einer Einlass-Seitenfläche) des Zylinderblocks 5 befestigt ist – vom Stutzenteil des Ölfilters 58 an einem Seitenbereich (einer Einlass-Seitenfläche) des Kurbelgehäuses 6; einen Durchlass 61c, der den Ölkühler 59 und die Hauptleitung 64 miteinander verbindet.
Wie in 1 und 6 dargestellt, ist die Hauptleitung 64 im Zylinderblock 6 an einer Stelle vorgesehen, die weiter außen (näher zur Einlassseite) liegt als die Zylinderbohrung 8 in Richtung Breite des Zylinderblocks 5 und die nahe einem unteren Endabschnitt der Zylinderbohrung 8 liegt. Die Hauptleitung 64 führt in Richtung Zylinderbank. Die Nebenleitungen 65 und 66 (als erste Nebenleitung 65 und zweite Nebenleitung 66 bezeichnet) sind jeweils in Zylinderblock 5 gegenüber der Hauptleitung 64 angebracht, wobei die Zylinderbohrung 8 als Mitte gilt sodass die zweite Nebenleitung 66 weiter außen in Richtung Breite des Zylinderblocks 5 liegt (näher an einer Seite gegenüber der Zylinderbohrung 8) als die erste Nebenleitung 65. Die Nebenleitungen 65 und 66 sind mit vorgeschriebenen Abständen in Richtung Breite des Zylinderblocks 5 vorgesehen. Die entsprechenden Leitungen 64 bis 66 einschließlich der Hauptleitung 64 verlaufen horizontal in gerader Linie in Richtung Zylinderbank, also parallel zueinander.
Ölzufuhrwege, die jeweils von der Hauptleitung 64 abzweigen, und die erste Nebenleitung 65 sowie Leitungen, die Öl an die Lagerabschnitte 50A bis 50E führen, werden in Zylinderblock 5 geformt.
Spezifisch, wie in 6 und 7 dargestellt, werden der erste Ölzufuhrweg 68A, der dritte Ölzufuhrweg 68C und der fünfte Ölzufuhrweg 68E (jeweils entsprechend den zweiten Ölzufuhrabschnitten gemäß der vorliegenden Erfindung), die jeweils von der ersten Nebenleitung 65 abzweigen und den ersten Lagerabschnitt 50A erreichen, der dritte Lagerabschnitt 50C, und der fünfte Lagerabschnitt 50D im Zylinderblock 5 geformt. Auch der zweite Ölzufuhrweg 68B und der vierte Ölzufuhrweg 68D (jeweils entsprechend den ersten Ölzufuhrabschnitten gemäß der vorliegenden Erfindung), die jeweils von der Hauptleitung 64 abzweigen und den zweiten Lagerabschnitt 50B erreichen, und der vierte Lagerabschnitt 50D werden im Zylinderblock 5 geformt.
Wie in 9 und 10 dargestellt, wird der erste Ölzufuhrweg 68A im ersten Blockseitenlagerabschnitt 51A des Zylinderblocks 5 geformt. Der erste Ölzufuhrweg 68A zweigt von der zweiten Nebenleitung 66 in der Stellung des ersten Blockseitenlagerabschnitts 51A in Richtung Zylinderbank ab und führt diagonal von der zweiten Nebenleitung 66 zum ersten Lagerabschnitt 50A. Außerdem, wie in 3 dargestellt, öffnet der erste Ölzufuhrweg 68A die bogenförmige Fläche des ersten Blockseitenlagerabschnitts 51A, der das erste Lagerblech 44A in einer Stellung gegenüber einer äußeren Randfläche des ersten Lagerblechs 44A stützt. Demgemäß wird Öl zu der Ölnut 45 des ersten Lagerblechs 44A von der ersten Nebenleitung 65 durch den ersten Ölzufuhrweg 68A geführt. Weiterhin wird die Ölzufuhrbohrung 45a des ersten Lagerblechs 44A in einer Stellung gegenüber dem ersten Ölzufuhrweg 68A geformt.
Obwohl nicht dargestellt, wird der dritte Ölzufuhrweg 68C im dritten Blockseitenlagerabschnitt 51C ähnlich geformt wie der erste Ölzufuhrweg 68A, und der fünfte Ölzufuhrweg 68E wird im fünften Blockseitenlagerabschnitt 51E auf ähnliche Weise geformt. Weiterhin bedeuten Bezugszeichen 54 in 10 und 11 eine an den Blockseitenlagerabschnitten 51A bis 51E geformte Öffnung, die nahe an den Kurbelkammern 53A bis 53D liegt und die miteinander durch Öffnung 54 kommunizieren.
Andererseits, wie in 9 und 11 dargestellt, ist der zweite Ölzufuhrweg 68B im zweiten Ölzufuhrweg 68B des Zylinderblocks 5 geformt. Der zweite Ölzufuhrweg 68B zweigt von der Hauptleitung 64 an einer Stelle des zweiten Ölzufuhrweg 68B in Zylinderbankrichtung ab und führt diagonal von der Hauptleitung 64 abwärts in Richtung zweiter Lagerabschnitt 50B. Weiterhin, wie in 4 dargestellt, mündet der zweite Ölzufuhrweg 68B an der bogenförmigen Fläche des zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B, der das zweite Lagerblech 44B an einer Stelle gegenüber einer äußeren Randfläche des zweiten Lagerblechs 44B lagert. Daher wird Öl der Ölnut 45 des zweiten Lagerblechs 44B von der Hauptleitung 64 durch den zweiten Ölzufuhrweg 68B zugeführt. Weiterhin wird die Ölzufuhrbohrung 45a des zweiten Lagerblechs 44B an einer Stelle gegenüber dem zweiten Ölzufuhrweg 68B geformt.
Obwohl nicht dargestellt, wird der vierte Ölzufuhrweg 68D im vierten Blockseitenlagerabschnitt 51D auf ähnliche Weise geformt wie der zweite Ölzufuhrweg 68B.
Ein Relais-Ölweg 70 zur Verbindung der Hauptleitung 64 und der Nebenleitungen 65 und 66 miteinander in Richtung Breite des Zylinderblocks 5, wie in 4 und 11 dargestellt, ist weiterhin im zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B geformt. Wie dargestellt, setzt sich der Relaisölweg 70 wie folgt zusammen: ein rillenförmiger Ölweg 69a, in Umfangsrichtung entlang einer äußeren Randfläche des zweiten Lagerblechs 44B verlaufend, dessen Endabschnitt mit dem zweiten Ölzufuhrweg 68B kommuniziert; und ein Ölweg 69b, der mit Ölweg 69a an dessen anderem Endabschnitt kommuniziert, der diagonal aufwärts vom anderen Endabschnitt des Ölwegs 69a in Richtung erste Nebenleitung 65 verläuft, die an einer Stelle etwas unterhalb der ersten Nebenleitung 65 umbiegt, an einer Stelle unter der zweiten Nebenleitung 66 vorbei läuft und an einer auslassseitigen Fläche des Zylinderblocks 5 mündet.
Eine OCV-Einheit (Ölsteuerventil) 90 ist an einem Bereich befestigt, welcher die auslassseitige Fläche des Zylinderblocks 5 darstellt und vom zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B zum ersten Blockseitenlagerabschnitt 51A verläuft (siehe 6, 8, und 9).
Wie in 11 und 12 dargestellt, sind zwei Ölsteuerventile, nämlich das erste und das zweite Ölsteuerventil 92 und 93, in der OVC-Einheit 90 untergebracht. Wie nur schematisch dargestellt, ist das erste Ölsteuerventil 92 mit der ersten Nebenleitung 65 und der zweiten Nebenleitung 66 über Relaisölwege 65a und 66a verbunden, die jeweils im Zylinderblock 5 geformt sind, und mit der Hauptleitung 64 über den Relaisölweg 70 und den zweiten Ölzufuhrweg 68B verbunden. Das zweite Ölsteuerventil 93 ist mit der Hauptleitung 64 über den Relaisölweg 70 verbunden und an den Ölweg 62 angeschlossen (einen Ölzufuhrweg, der Öl liefert, um die Ausstoßmenge der Ölpumpe 56 zu regeln), der in Zylinderblock 5 geformt ist. Demgemäß kommuniziert die Hauptleitung 64 jeweils mit der ersten Nebenleitung 65 und der zweiten Nebenleitung 66 über den Relaisölweg 70, das erste Ölsteuerventil 92, und die Relaisölwege 65a und 66a und kommuniziert mit dem Ölweg 62 über den Relaisölweg 70 und das zweite Ölsteuerventil 93. Im vorliegenden Beispiel entspricht das erste Ölsteuerventil 92 dem Ölsteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung, bzw. in anderen Worten, dem „Ölsteuerventil, das einen Ölfluss der Ölzufuhrwege steuert (dem ersten Nebenölzufuhrweg und dem zweiten Nebenölzufuhrweg)”.
Wie in 1 und 9 dargestellt, sind die erste Kurbelkammer 53A bis zur vierten Kurbelkammer 53D, die den jeweiligen Zylindern 1 bis 4 entsprechen, zwischen den Blockseitenlagerabschnitten 51A bis 51E, die in Zylinderblock 5 nebeneinander liegen, geformt. Wie bereits beschrieben und in 1 und 6 dargestellt, sind die Düsenmundstücke 28a der Öldüsen 28 für die Kolbenkühlung in Deckenabschnitten der entsprechenden Kurbelkammern 53A bis 53D an Stellen unter der Hauptleitung 64 befestigt, und die entsprechenden Düsenmundstücke 28a sind mit der Hauptleitung 64 verbunden. Weiterhin sind die Düsenmundstücke 29a der Öldüsen 29 für die Kolbenschmierung in Deckenabschnitten der entsprechenden Kurbelkammern 53A bis 53D an Stellen unter der zweiten Nebenleitung 66 befestigt, und die entsprechenden Düsenmundstücke 29a sind mit der zweiten Nebenleitung 66 verbunden.
Wie in 1, 8, und 9 dargestellt, sind die Düsenmundstücke 28a und 29a der entsprechenden Öldüsen 28 und 29 dazu vorgesehen, dass die Düsenmundstücke 28a und 29a – in einem Zustand, wenn die Düsenmundstücke 28a und 29a annähernd den Deckenabschnitten der entsprechenden Kurbelkammern 53A bis 53D folgen – von Positionen außerhalb der Zylinderbohrung 8 zu Positionen unterhalb der Zylinderbohrung 8 verlaufen können, und dass die Spitzen der Düsenmundstücke gegen Kolben 9 gerichtet sind.
Wie in 6 und 7 dargestellt, enthält der Hauptmotorkörper auch einen Zweigölweg 72, der von einem Endabschnitt an einer Seite des ersten Zylinders 1 der Hauptleitung 64 des Zylinderblocks 5 abzweigt und zum Zylinderkopf 4 verläuft. Der Zweigölweg 72 dient dazu, Betriebsöl an den oben beschriebenen VVT 33 zu liefern und kommuniziert mit der Verzögerungsöldruckkammer 335 und der Beschleunigungsöldruckkammer 336 des VVT 33 über das Richtungsumschaltventil 94.
Weiterhin enthält der Hauptmotorkörper einen Zweigölweg 73, der von einem Endabschnitt an einer Seite des ersten Zylinders 1 der ersten Nebenleitung 65 abzweigt und zum Zylinderkopf 4 führt. Ein Ölweg 74, der in den Zylinderkopf 4 in Richtung von dessen Breite führt, ist mit dem Zweigölweg 73 verbunden. Ein Ölweg 75, der an einer vorgegebenen Stelle an einer Einlassseite im Zylinder horizontal in Richtung Zylinderbank verläuft, und ein Ölweg 76, der an einer vorgegebenen Stelle auf der Auslassseite im Zylinderkopf 4 horizontal in Richtung Zylinderbank verläuft, zweigen von Ölweg 74 ab. Zwischen den Ölwegen 75 und 76 kommuniziert der einlassseitige HLA 24 mit dem einlassseitigen Ölweg 75, und ein Düsenmundstück eines Ölzufuhrabschnitts (nicht dargestellt) für die Schmierung eines Nockenzapfens der auslassseitigen Nockenwelle 20 kommuniziert mit dem auslassseitigen Ölweg 75 über den Zweigölweg 75a. Auf ähnliche Weise kommuniziert der auslassseitige HLA 24 mit dem auslassseitigen Ölweg 76, und ein Düsenmundstück eines Ölzufuhrabschnitts (nicht dargestellt) für die Schmierung eines Nockenzapfens der einlassseitigen Nockenwelle 21 kommuniziert mit dem auslassseitigen Ölweg 76 über einen Zweigölweg 76a.
Ein oberes Ende des Zweigölwegs 73 der ersten Nebenleitung 65 verläuft zum Nockenwellendeckel 3, und das Düsenmundstück 30a des Ölzufuhrabschnitts 30, das Schmieröl zum einlassseitigen Schwenkarm 22 führt, und das Düsenmundstück 31a des Ölzufuhrabschnitts 31, das Schmieröl zum auslassseitigen Schwenkarm 23 führt, kommunizieren jeweils mit dem Zweigölweg 73 über (nicht dargestellte) Ölwege.
Weiterhin ist ein Öldrucksensor 80, der den Öldruck in der Hauptleitung 64 misst, in Nähe eines Endabschnitts der Hauptleitung 64 auf Seite des ersten Zylinders angeschlossen, und ein Signal über den Öldruck der Hauptleitung 64 wird von Öldrucksensor 80 an den Controller 100 (wird nachfolgend beschrieben) gesendet, wenn Motor 2 läuft. Weiterhin korrespondiert der Öldrucksensor 80 mit dem „Öldrucksensor, der den Öldruck des Hauptölzufuhrwegs” gemäß der vorliegenden Erfindung misst.
Weiterhin (nicht dargestellt) tropfen Schmieröl und Kühlöl, die den Nockenzapfen zugeführt werden, welche rotierend die Nockenwellen 20 und 21 lagern, sowie den Lagerblechen 44A bis 44E, die rotierend die Kurbelwelle 12 lagern, den Kolben 9, den Nockenwellen 20 und 21 und dergleichen, hinab in die Ölwanne 7 durch einen (nicht dargestellten) Abflussölweg, nachdem die Kühlung oder Schmierung abgeschlossen ist, und sie werden dann von der Ölpumpe 56 erneut im Umlauf gebracht.
Betriebsfunktionen des Motors 2 wie die oben beschriebenen werden vom Controller 100 gesteuert (welcher der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht). Der Controller 100 ist eine bekannte Steuervorrichtung auf Mikrocomputerbasis, der den Öldruck im Ölzufuhrweg 60 integral steuert. Messdaten von verschiedenen Sensoren, welche die Betriebszustände des Motors 2 erkennen, werden in den Controller 100 eingegeben. So enthält der Motor zum Beispiel, zusätzlich zu dem Öldrucksensor 80, einen Kurbelwinkelsensor 81, der den Rotationswinkel der Kurbelwelle 12 erkennt, einen Luftströmungssensor 82, der die von Motor 2 angesaugte Luftmenge erkennt, einen Öltemperaturmesser 83, der die Öltemperatur in Ölzufuhrweg 60 erkennt, einen Nockenwinkelsensor 84, der die Rotationsphasen der Nockenwellen 20 und 21 erkennt, und einen Wassertemperatursensor 85, der die Temperatur des Kühlwassers in Motor 2 erkennt, und die Messdaten dieser Sensoren 80 bis 85 werden in den Controller 100 eingegeben. Der Controller 100 erkennt die Motordrehzahl aufgrund der Messdaten des Kurbelwinkelsensors 81, erkennt die Motorbelastung aufgrund der Messdaten des Luftströmungssensors 82 und erkennt einen Betriebswinkel des VV 32 und 33 aufgrund der Messdaten des Nockenwinkelsensors 84.
Aufgrund der von den jeweiligen Sensoren 80 bis 85 erkannten Informationen erkennt der Controller 100 einen Betriebszustand des Motors 2, stellt aufgrund einer vorgegebenen Karte einen Zielöldruck ein und sorgt für Feedbackregelung in Bezug auf den Öldruck in Ölzufuhrweg 60 basiert auf dem Zielöldruck. Genauer gesagt, wird eine Ölausstoßmenge der Ölpumpe 36 mit einer Funktion des zweiten Ölsteuerventils 93 geregelt. In anderen Worten enthält der Controller 100 folgende Komponenten: einen Signalausgabebereich, in den Erkennungssignale der entsprechenden Sensoren 80 bis 85 eingegeben werden; einen arithmetischen Bereich, der verschiedene rechnerische Aufgaben löst; einen Signalsendebereich, der ein Steuersignal an eine Vorrichtung sendet, die ein Steuerobjekt darstellt (das zweite Ölsteuerventil 93); und einen Speicherbereich, der zur Steuerung erforderliche Programme und Daten speichert (eine nachfolgend beschriebene Öldruckregelungskarte).
Genauer gesagt liefert die Ölzufuhrvorrichtung 1 Öl an eine Vielzahl von hydraulischen Betriebsabschnitten (VVT, HLA 24, die Öldüsen 28 und 29, die Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 und dergleichen), die von Ölpumpe 56 bedient werden. Der erforderliche Öldruck der jeweiligen hydraulischen Betriebsabschnitte ändert sich je nach dem Betriebszustand des Motors 2. Damit alle hydraulischen Betriebsabschnitte in allen Betriebszuständen des Motors 2 den erforderlichen Öldruck erhalten können, ist es angemessen, für jeden Betriebszustand des Motors 2 den Öldruck so einzustellen, dass er dem maximalen Bedarf der jeweiligen Betriebsabschnitte mindestens entspricht, und diesen Bedarf als den jeweiligen Zielöldruck in Motor 2 einzusetzen. Damit dies geschehen kann, ist der Zielöldruck der einzelnen Ölzufuhrabschnitte (in anderen Worten, des zweiten Ölzufuhrwegs 68B und des vierten Ölzufuhrwegs 68D) oder dergleichen, für die hydraulischen Betriebsabschnitte verantwortlich, die einen relativ hohen Öldruck erfordern; in der vorliegenden Ausführungsform sind das der VVT 33, die Öldüsen 28 und 29, und die zweiten und vierten Lagerabschnitte 50B und 50D, und in diesem Fall kann eine Ölausstoßmenge der Ölpumpe 56 so gesteuert werden, dass sie dem Zielöldruck entspricht. Natürlich genügt der auf diese Weise erzeugte Zielöldruck auch dem Bedarf der anderen hydraulischen Betriebsabschnitte, die einen relativ geringen Öldruck erfordern.
13 ist eine Karte für die Öldruckregelung und zeigt ein Verhältnis zwischen Motordrehzahl und erforderlichem Öldruck der hydraulischen Betriebsabschnitte, wobei 13A eine Karte darstellt, die hauptsächlich das Verhältnis im Betrieb bei niedrigem Druck zeigt und 13B eine Karte darstellt, die das Verhältnis im Betrieb mit hohem Druck zeigt.
Wie in 13A dargestellt, sind beim Herunterfahren des Motors 2 die hydraulischen Betriebsabschnitte mit relativ hohem erforderlichem Öldruck VVT 33 und die Ölzufuhrabschnitte des zweiten und vierten Lagerabschnitts 50B und 50D. Der erforderliche Öldruck bei diesen hydraulischen Betriebsabschnitten ändert sich je nach dem Betriebszustand des Motors 2. Zum Beispiel ist der erforderliche Öldruck für den VVT 33 (nachfolgend als den erforderlichen VVT Öldruck bezeichnet), annähernd konstant, wenn die Motordrehzahl V0 oder mehr beträgt. The erforderliche Öldruck der Ölzufuhrabschnitte der zweiten und vierten Lagerabschnitte 50B und 50D (nachfolgend als zweiten und vierten erforderlichen Lagerabschnitt-Öldruck abgekürzt) steigt mit der Motordrehzahl. Ein Vergleich von Größenordnungen der erforderlichen Öldruckmenge für jede Motordrehzahl ergibt, dass die Motordrehzahl nur beim zweiten und vierten erforderlichen Lagerabschnitt-Öldruck weniger als V0 beträgt; der höchste erforderliche Öldruck, wenn die Drehzahl wie beim VVT zwischen V0 und V1 beträgt, ist der für VVT erforderliche Öldruck; der für die zweite und vierte erforderliche Lagerabschnitt-Öldruck wird der höchste erforderliche Öldruck, wenn die Drehzahl über VI beträgt.
Andererseits sind beim Betrieb mit hoher Belastung des Motors 2 die Ölzufuhrabschnitte mit relativ hohem erforderlichem Öldruck die zweiten und vierten Lagerabschnitte 50B und 50D und die Öldüsen 28 und 29. Der erforderliche Öldruck dieser hydraulischen Betriebsabschnitte ändert sich je nach dem Betriebszustand des Motors 2 – ähnlich wie beim Betrieb mit niedriger Belastung. Der für VVT erforderliche Öldruck ist annähernd konstant, wenn die Motordrehzahl V0 oder mehr beträgt, und der beim zweiten und vierten Lagerabschnitt erforderliche Öldruck steigt mit der Motordrehzahl. Weiterhin ist der erforderliche Öldruck der Öldüsen 28 und 29 (nachfolgend als erforderlicher Öldüsenöldruck bezeichnet) annähernd konstant, wenn die Motordrehzahl V1' oder mehr beträgt (> V0'). Ein Vergleich der Größenordnungen des erforderlichen Öldrucks für jede Motordrehzahl zeigt, dass der für den zweiten und vierten Lagerabschnitt erforderliche Öldruck nur besteht, wenn die Motordrehzahl niedriger ist als V0'; der höchste erforderliche Öldruck, wenn die Motordrehzahl zwischen V0' und V1' liegt, ist der für VVT erforderliche Öldruck, und der für die Öldüse erforderliche Öldruck wird der höchste erforderliche Öldruck, wenn die Motordrehzahl mehr als V1' beträgt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Öldruckregelungskarte wie in 13A und 13B dargestellt, im Controller 100 gespeichert, und der Controller 100 liest den höchsten erforderlichen Öldruck gemäß dem Betriebszustand des Motors 2 ab, bzw. in anderen Worten, ein Wert auf einer Linie „erforderlicher Öldruck”, in 13 als durchgezogene Linie dargestellt, formt die Öldruckregelungskarte und setzt den Öldruck als Zielöldruck ein. Weiterhin erstellt der Controller 100 Öldruck-Feedbackregelung, wobei ein Pumpenausstoß der Ölpumpe 56 geregelt wird, sodass der Öldruck (der tatsächliche Öldruck) der Hauptleitung 64 wie vom Öldrucksensor 80 gemessen den Zielöldruck darstellt.
In diesem Fall sendet der Controller 100 ein Einschaltdauer-Steuersignal an das zweite Ölsteuerventil 93 und regelt den an die Druckammer 569 der Ölpumpe 56 über das zweite Ölsteuerventil 93 gelieferten Öldruck. Durch Regelung einer Menge an Exzentrizität des Nockenrings 566 durch den Öldruck der Druckkammer 569, zur Steuerung der Veränderung einer inneren Kapazität der Pumpenkammer 565, wird eine Fließrate (Ausstoßrate) der Ölpumpe 56 geregelt. In anderen Worten, die Kapazität der Ölpumpe 56 wird durch das Einschaltdauer-Steuersignal geregelt. Weiterhin nimmt die Linie „erforderlicher Öldruck”, wenn die Motordrehzahl geringer ist als V0 (V0'), eine gerade Form an, die annähernd dem erforderlichen Öldruck des VVT 33 entspricht, wenn die Motordrehzahl höher wird, in der in 13 dargestellten Öldruckregelungskarte, um sicherzustellen, dass der erforderliche Öldruck des VVT 33 zuverlässig gesichert ist, wenn die Motordrehzahl V0 (V0') erreicht, oder, in anderen Worten, um den Zeitverlust auszugleichen, bis der erforderliche Öldruck erreicht ist.
Der Controller 100 regelt die Ausstoßmenge der Ölpumpe 56 gemäß dem Betriebszustand des Motors 2 über das zweite Ölsteuerventil 93, wie oben beschrieben, und regelt die Fließraten der jeweiligen Nebenleitungen 65 und 66 über das erste Ölsteuerventil 92. In anderen Worten, durch die Regelung einer Ölfließrate (Öldruck) der zweiten Nebenleitung 66 gemäß dem Betriebszustand des Motors 2 stellt der Controller 100 die Öleinspritzung durch die Öldüse 29 ein und aus. Weiterhin, durch Regelung einer Ölfließrate (Öldruck) der ersten Nebenleitung 65 basiert auf Öldruck (dem aktuellen Öldruck) der ersten Nebenleitung 65 wie von einem (nicht dargestellten) Öldrucksensor erkannt, regelt der Controller 100 die Ölzufuhrmengen an die ersten, dritten und fünften Lagerabschnitte 50A, 50C und 50E. Weiterhin ist das erste Ölsteuerventil 92 so konfiguriert, dass es allein die Ölfließraten der beiden Nebenleitungen 65 und 66 ineinandergreifend regelt. Zum Beispiel, durch Sendung eines Einschaltdauer-Regelsignals an das erste Ölsteuerventil 92 regelt der Controller 100 die Ölzufuhrmengen an die ersten, dritten und fünften Lagerabschnitte 50A, 50C und 50E und die Ein-/Aus-Zustände der Öleinspritzung über die Öldüse 29, wie in 14 dargestellt
<Betrieblicher Vorteil der Ölzufuhrvorrichtung 1>
In der vorstehend beschriebenen Ölzufuhrvorrichtung 1 wird aus der Ölpumpe 56 ausgestoßenes Öl im Ölfilter 58 gefiltert, im Ölkühler 59 gekühlt und über Ölweg 61 in die Hauptleitung 64 im Zylinderblock 5 eingeführt. Danach wird ein Teil des Öls aus dem Düsenmundstück 28a der Öldüse 28 zur Kühlung des Kolbens 9, und ein anderer Teil des Öls dem zweiten Lagerabschnitt 50B und dem vierten Lagerabschnitt 50D der Kurbelwelle 12 durch den zweiten Ölzufuhrweg 68B und dem vierten Ölzufuhrweg 68D zugeführt und weiter den entsprechenden Kurbelstiften 43A bis 43D durch die inneren Ölwege 46A bis 46C und 47A bis 47C der Kurbelwelle 12 zugeführt. Weiterhin wird Öl in der Hauptleitung 64 vom zweiten Ölzufuhrweg 68B zur ersten Nebenleitung 65 und zur zweiten Nebenleitung 66 durch den Relaisölweg 70, das erste Ölsteuerventil 9 und die Relaisölwege 65a und 66a zugeführt und gleichzeitig dem VVT 33 über den Ölweg 72 zugeführt, der von der Hauptleitung 64 abzweigt.
Das der ersten Nebenleitung 65 zugeführte Öl wird dem ersten Lagerabschnitt 50A, dem dritten Lagerabschnitt 50C und dem fünften Lagerabschnitt 50E der Kurbelwelle 12 durch den ersten Ölzufuhrweg 68A, den dritten Ölzufuhrweg 68C und den fünften Ölzufuhrweg 68E zugeführt. Weiterhin wird ein Teil des der ersten Nebenleitung 65 zugeführten Öls dem Zylinderkopf 4 durch den Zweigölweg 73 zugeführt, der von der ersten Nebenleitung 65 abzweigt und weiter dem HLAs 24 durch die Ölwege 75 und 76 zugeführt und gleichzeitig den Nockenzapfenteilen der Nockenwellen 20 und 21 durch Zweigölwege 75a und 76a zugeführt, die jeweils von den Ölwegen 75 und 76 abzweigen. Weiterhin wird das Öl von den entsprechenden Düsenmundstücken 30a und 31a der Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 den Schwenkarmen 22 und 23 durch den Zweigölweg 73 zugeführt.
Das der zweiten Nebenleitung 66 zugeführte Öl wird aus dem Düsenmundstück 29a der Öldüse 29 eingespritzt, um den Kolben 9 zu schmieren.
Gemäß der Ölzufuhrvorrichtung 1 wird, wie oben beschrieben, der höchste erforderliche Öldruck des erforderlichen Öldrucks der hydraulischen Betriebsabschnitte wie bei VVT 33, HLAs 24 und 25, bei den Öldüsen 28 und 29, und diese Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 gelten als Zielöldruck für jeden Betriebszustand des Motors 2, und eine Ausstoßmenge der Ölpumpe 56 wird so geregelt, dass der Öldruck (der tatsächliche Öldruck) wie vom Öldrucksensor 80 gemessen in der Hauptleitung 64 dem Zielöldruck entspricht. Daher kann eine Antriebslast auf der Ölpumpe 56 als notwendiges Minimum gelten, während der Betriebsöldruck (der erforderliche Öldruck) für die entsprechenden hydraulischen Betriebsabschnitte gesichert wird. Insbesondere, während der Motor 2 so konfiguriert ist, dass Öl in die Kurbelwelle 12 von den zweiten und vierten Nockenzapfen 41A und 41D unter der Mehrzahl an Nockenzapfen 41A bis 41E der Kurbelwelle 12 zugeführt wird und das Öl den entsprechenden Kurbelstiften 43A bis 43D durch die in der Kurbelwelle 12 geformten inneren Ölwege 46A bis 46C und 47A bis 47C zugeführt... Gemäß der Ölzufuhrvorrichtung 1, kann, da die Ausstoßmenge der Ölpumpe 56 wie oben beschrieben geregelt wird, die Ölzufuhr zu den Lagerabschnitten 50A bis 50E der entsprechenden Zapfen 41A bis 41E und den entsprechenden Kurbelstiften 43A bis 43D sachgemäß durchgeführt werden, während der Antriebsverlust der Ölpumpe 56 unterdrückt wird.
Weiterhin weist die Ölzufuhrvorrichtung 1 das erste Ölsteuerventil 92 auf, das eine Ölfließrate von der Hauptleitung 64 zur ersten Nebenleitung 65 regelt, und die Ölzufuhrmengen der ersten, dritten und fünften Lagerabschnitte 50A, 50C und 50E werden aufgrund des Öldrucks (des tatsächlichen Öldrucks) geregelt, der von einem (nicht dargestellten) Öldrucksensor in der ersten Nebenleitung 65 gemessen wird. Zum Beispiel, wenn der Zielöldruck höher ist als der erforderliche Öldruck der Ölzufuhrabschnitte (in anderen Worten, des ersten, dritten und fünften Ölzufuhrwegs 68A, 68C und 68D) der ersten, dritten und fünften Lagerabschnitte 50A, 50C und 50E, dann reduziert der Controller 100 die Ölfließrate, um die überflüssige Ölzufuhr zu unterdrücken. Es kann daher der Vorteil entstehen, dass den Lagerabschnitten 50A, 50C und 50E angemessene Mengen an Öl zugeführt werden.
Weiterhin wird zusätzlich zur Regelung der Ölfließrate (Öldruck) der ersten Nebenleitung 65 mit der Ölzufuhrvorrichtung 1 eine Ölzufuhrrate (Öldruck) der zweiten Nebenleitung 66 mit Hilfe des ersten Ölsteuerventils 92 geregelt. In anderen Worten, die Ölzufuhrabschnitte des ersten, dritten und fünften Lagerabschnitts 50A, 50C und 50E sowie die Ein-/Aus-Zustände der Öleinspritzung (Einspritzung von Schmieröl in die Kolben 9) durch die Öldüse 29 werden mit einem gewöhnlichen Ölsteuerventil (dem ersten Ölsteuerventil 92) geregelt. Die Ölzufuhrvorrichtung 1 hat daher auch den Vorteil, dass mit einem konsolidierten Ölsteuerventil eine kompakte Konfiguration erzielt werden kann.
<Weitere Konfigurationen
Die vorstehend beschriebene Ölzufuhrvorrichtung 1 ist ein Beispiel für eine bevorzugte Ausführungsform der Motorölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und eine diesbezügliche spezifische Konfiguration kann sachgemäß modifiziert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
So sind VVT 33, HLA 24, die Öldüsen 28 und 29, die Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 und dergleichen im Anschluss an den Ölzufuhrweg 60 Beispiele der hydraulischen Betriebsabschnitte der vorliegenden Erfindung, und spezifische Arten von hydraulischen Betriebsabschnitten und spezifische Verbindungspositionen für hydraulische Betriebsabschnitte auf dem Ölzufuhrweg 60 sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.
Weiterhin, während eine von Motor 2 angetriebene Pumpe als die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebene Ölpumpe 56 dargestellt wurde, kann alternativ die Ölpumpe 56 auch von einem Elektromotor angetrieben sein, der in der Lage ist, eine Ausstoßmenge durch Verstellung der Drehzahl zu regeln.
Weiterhin, während hier ein Beispiel beschrieben wird, in dem die vorliegende Erfindung einen Reihenvierzylinder-Benzinmotor betrifft, kann sich die vorliegende Erfindung auch auf andere Motoren wie einen Dieselmotor beziehen.
Die vorliegende oben beschriebene Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden. Speziell betrifft die vorliegende Erfindung eine Motorölzufuhrvorrichtung, die mit einer Kurbelwelle ausgerüstet ist, welche mehrere Kurbelzapfen aufweist und in welcher Öl aus einem spezifischen Kurbelzapfen unter diesen mehreren Kurbelzapfen ins Innere der Kurbelwelle geführt wird und das Öl durch einen inneren in der Kurbelwelle geformten Durchlass einem Kurbelstift zugeführt wird, wobei die Ölzufuhrvorrichtung aufweist: eine variable Ölpumpe, die in der Lage ist, eine Ausstoßmenge zu regeln; einen Hauptölzufuhrweg, in den das aus der Ölpumpe ausgestoßene Öl eingeführt wird: einen Nebenölzufuhrweg, der in Fließrichtung mit einer stromabwärts gelegenen Seite des Hauptölzufuhrwegs verbunden ist und einem Kurbellagerabschnitt des spezifischen Kurbelzapfens unter den mehreren Kurbelzapfen Öl zuführt; einen zweiten Ölzufuhrabschnitt, der mit einem Nebenölzufuhrweg verbunden ist und einem anderen Kurbellagerabschnitt als dem spezifischen Kurbelzapfen Öl zuführt; mehrere hydraulische Betriebsabschnitte, die mindestens einen ersten Ölzufuhrabschnitt und einen zweiten Ölzufuhrabschnitt enthalten; einen Öldrucksensor, der einen Öldruck des Hauptölzufuhrwegs erkennt; und eine Steuervorrichtung, die den höchsten erforderlichen Öldruck unter erforderlichen Öldruckwerten als Zielöldruck für mehrere hydraulische Betriebsabschnitte je nach dem Betriebszustand des Motors festsetzt und die Ausstoßmenge der Ölpumpe regelt, sodass der vom Öldrucksensor erkannte Öldruck dem Zielöldruck entspricht.
Gemäß dieser Ölzufuhrvorrichtung, da der höchste erforderliche Öldruck unter allen erforderlichen Öldruckwerten entsprechender hydraulischer Betriebsabschnitte für jeden Betriebszustand des Motors als Zielöldruck festgesetzt ist und ein Ausstoß der Ölpumpe geregelt ist, sodass der vom Öldrucksensor gemessene Öldruck (der tatsächliche Öldruck) dem Zielöldruck entspricht, kann eine Antriebsbelastung der Ölpumpe auf einem erforderlichen Minimum gehalten werden, während die Betriebsöldruckwerte (die erforderlichen Öldruckwerte) des entsprechenden hydraulischen Betriebsabschnitte, einschließlich der ersten und zweiten Ölzufuhrabschnitte, gesichert werden können. Daher kann die Ölzufuhr zu den jeweiligen Lagerabschnitten des Kurbelzapfens und der entsprechenden Kurbelstifte sachgemäß verlaufen, während ein Antriebsverlust der Ölpumpe unterdrückt wird.
In diesem Fall wird bevorzugt ein Ölsteuerventil eingesetzt, das eine Ölfließrate des Nebenölzufuhrwegs regelt.
Gemäß dieser Konfiguration können durch das Regeln des Ölsteuerventils, sachgemäße Mengen von Öl zuverlässiger den Lagerabschnitten des Kurbelzapfens zugeführt werden, der nicht den spezifischen Kurbelzapfen darstellt. So kann zum Beispiel verhindert werden, wenn der Zielöldruck höher als der erforderliche Öldruck des zweiten Ölzufuhrabschnitts ist, dass den Lagerabschnitten des Kurbelzapfens, die nicht den spezifischen Kurbelzapfen darstellen, übermäßig viel Öl zugeführt wird, indem die Fließrate des Nebenölzufuhrwegs geregelt wird.
Weiterhin enthält in der oben beschriebenen Ölzufuhrvorrichtung bevorzugt, wenn der Nebenölzufuhrweg als erster Nebenölzufuhrweg ausgelegt ist, die Ölzufuhrvorrichtung einen zweiten Nebenölzufuhrweg enthält, der stromabwärts mit einer Seite des Hauptölzufuhrwegs und einem Düsenmundstück verbunden ist, welche den hydraulischen Betriebsabschnitt darstellt, und die mit dem zweiten Nebenölzufuhrweg verbunden ist und in einen Kolben des Motors Öl einspritzt.
Gemäß dieser Konfiguration kann Öl des Hauptölzufuhrwegs zum zweiten Nebenölzufuhrweg geführt werden und dem Kolben als Kühlöl und/oder Schmieröl zugeführt werden.
In diesem Fall wird vorzugsweise ein Ölsteuerventil eingesetzt, das eine Ölfließrate des zweiten Nebenölzufuhrwegs regelt.
Gemäß dieser Konfiguration kann durch Regelung des Ölsteuerventils die Ölzufuhr ein- und ausgeschaltet werden, und eine angemessene Ölmenge kann zuverlässiger zum Kolben gelangen. Wenn zum Beispiel der Zielöldruck höher als der erforderliche Öldruck des Düsenmundstücks ist, kann verhindert werden, dass dem Kolben übermäßig viel Öl zugeführt wird, indem die Ölfließrate des zweiten Nebenölzufuhrwegs geregelt wird.
In diesem Fall wird vorzugsweise eine einzelne Einheit des Ölsteuerventils eingesetzt, die einzeln eine Ölfließrate des ersten Nebenölzufuhrwegs und eine Ölfließrate des zweiten Nebenölzufuhrwegs regelt.
Gemäß dieser Konfiguration wird eine kompakte Konfiguration mit einem konsolidierten Ölsteuerventil erzielt, das die Ölfließrate des ersten Nebenölzufuhrwegs steuert, und so wird die Ölfließrate des zweiten Nebenölzufuhrwegs erzielt.
Weiterhin kann die oben beschriebene Ölzufuhrvorrichtung enthalten: eine das hydraulische Ventilmerkmal variierende Vorrichtung, die den hydraulischen Betriebsabschnitt darstellt und die Ventilmerkmale mindestens eines Einlassventils und des Auslassventils des Motors durch hydraulischen Betrieb gemäß einem Betriebszustand des Motors variiert; einen hydraulischen Ventilspieleinsteller, der das Spiel des Ventiltriebsmechanismus auf null hält; und einen dritten Ölzufuhrabschnitt, der einem geschmierten Abschnitt des Ventiltriebsmechanismus Öl zuführt, indem er Druck auf das Öl ausübt, wobei die die hydraulischen Ventilmerkmale variierende Vorrichtung mit dem Hauptölzufuhrweg kommuniziert, während der hydraulische Ventilspieleinsteller und der dritte Ölzufuhrabschnitt mit dem ersten Nebenölzufuhrweg kommuniziert.
Gemäß dieser Konfiguration können die richtigen Mengen an Öl an den hydraulischen Ventilspieleinsteller und den geschmierten Abschnitt des Ventiltriebsmechanismus zugeführt werden, während die betriebliche Reaktionsfähigkeit der hydraulischen Ventilmerkmale gesichert bleibt.

Claims

Motorölzufuhrvorrichtung, die eine Kurbelwelle mit mehreren Kurbelzapfen aufweist und in der innerhalb der Kurbelwelle aus einem spezifischen Kurbelzapfen unter den mehreren Kurbelzapfens Öl zugeführt wird, und das Öl durch einen in der Kurbelwelle geformten inneren Durchlass einem Kurbelstift zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölzufuhrvorrichtung aufweist: eine Ölpumpe, die eine Ausstoßmenge zu regeln vermag; einen Hauptölzufuhrweg, in den das aus der Ölpumpe ausgestoßene Öl eingeführt wird; einen Nebenölzufuhrweg, der in Ölfließrichtung mit einer stromabwärts gelegenen Seite des Hauptölzufuhrwegs verbunden ist; einen ersten Ölzufuhrabschnitt, der mit dem Hauptölzufuhrweg verbunden ist und einem Kurbellagerabschnitt des spezifischen Kurbelzapfens unter den mehreren Kurbelzapfen Öl zuführt; einen zweiten Ölzufuhrabschnitt, der mit dem Nebenölzufuhrweg verbunden ist und einem Kurbellagerabschnitt Öl zuführt, der nicht der spezifische Kurbelzapfen ist; mehrere hydraulische Betriebsabschnitte, zu denen mindestens der erste Ölzufuhrabschnitt und der zweite Ölzufuhrabschnitt gehören; einen Öldrucksensor, der einen Öldruck im Hauptölzufuhrweg erkennt, und eine Steuervorrichtung, die einen höchsten erforderlichen Öldruck unter den erforderlichen Öldruckwerten aus den mehreren hydraulischen Betriebsabschnitten gemäß einem Betriebszustand des Motors als Zielöldruck festsetzt, und der die Ausstoßmenge der Ölpumpe so regelt, dass der vom Öldrucksensor erkannte Öldruck dem Zielöldruck entspricht.
Motorölzufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Ölsteuerventil, das eine Ölfließrate des Nebenölzufuhrwegs regelt.
Motorölzufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Nebenölzufuhrweg als erster Nebenölzufuhrweg gilt, die Ölzufuhrvorrichtung einen zweiten Nebenölzufuhrweg aufweist, der mit einer stromabwärts gelegenen Seite des Hauptölzufuhrwegs verbunden ist und ein Düsenmundstück aufweist, welches den hydraulischen Betriebsabschnitt darstellt, das mit dem zweiten Nebenölzufuhrweg verbunden ist und Öl in einen Kolben des Motors einspritzt.
Motorölzufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein Ölsteuerventil aufweist, welches eine Ölfließrate des zweiten Nebenölzufuhrwegs regelt.
Motorölzufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine einzelne Einheit des Ölsteuerventils aufweist, die einzeln eine Ölfließrate des ersten Nebenölzufuhrwegs und eine Ölfließrate des zweiten Nebenölzufuhrwegs regelt.
Motorölzufuhrvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor einen Ventiltriebsmechanismus aufweist, der ein Einlassventil und ein Auslassventil betreibt, wobei die Motorölzufuhrvorrichtung weiterhin aufweist: eine die hydraulischen Ventilmerkmale variierende Vorrichtung, welche den hydraulischen Betriebsabschnitt darstellt und die Ventilmerkmale von mindestens einem der Einlassventile und des Auslassventils des Motors durch hydraulischen Betrieb gemäß einem Betriebszustand des Motors variiert; einen hydraulischen Ventilspieleinsteller, der das Ventilspiel des Ventiltriebsmechanismus auf null hält; und einen dritten Ölzufuhrabschnitt, der einem geschmierten Abschnitt des Ventiltriebsmechanismus durch Ausübung von Öldruck Öl zuführt, wobei die die hydraulischen Ventilmerkmale variierende Vorrichtung mit dem Hauptölzufuhrweg kommuniziert und der hydraulische Ventilspieleinsteller und der dritte Ölzufuhrabschnitt mit dem ersten Nebenölzufuhrweg kommunizieren.