-
Technologischer Hintergrund
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorölzufuhrvorrichtung, die entsprechenden Teilen eines Motors eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen Öl zuführt.
-
Stand der Technik
-
Die japanische Offenlegungsschrift
JP H08- 144 730 A offenbart eine Motorölzufuhrvorrichtung, in der ein Hauptkanal und ein über ein Steuerventil an den Hauptkanal angeschlossener Öldüsenkanal parallel zueinander in einem Seitenabschnitt In Richtung Zylinderblockbreite (senkrecht zu einer Zylinderbankrichtung) angeordnet sind. Die Ölzufuhrvorrichtung ist so konfiguriert, dass einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle über einen Zufuhrweg Öl zugeführt wird, der vom Hauptkanal abzweigt und dass gleichzeitig einem Kolbengleitabschnitt von einem an den Öldüsenkanal angeschlossenen Öldüsenmundstück aus Öl zugeführt wird.
-
In einer Ölzufuhrvorrichtung wie der oben beschriebenen ist es aus Perspektive der Herstellung und Funktion erstrebenswert, dass die entsprechenden im Zylinderblock geformten Kanäle rationell angeordnet sind. Außerdem - da der Zylinderblock im Gussverfahren hergestellt ist - empfiehlt es sich, Gussfehler wie Lunker zu unterdrücken, damit die Ausbeute verbessert werden kann.
-
Aus der
US 2011 / 0 276 249 A1 ist eine Motorölzufuhrvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
-
Die
AT 4 340 E zeigt eine weitere Motorölzufuhrvorrichtung.
-
Kurzfassung der Erfindung
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Motorölzufuhrvorrichtung zu schaffen, die aus Perspektive der Funktionen und Herstellung eines Zylinderblocks rationell konfiguriert ist, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung bereit zu stellen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Motorölzufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorölzufuhrvorrichtung, die enthält: einen Zylinderblock einschließlich mehrerer den Zapfen lagernder Wandabschnitte, die in Richtung Zylinderbankbreite ausgerichtet sind und jeweils einen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle und einen Zylinder lagern, der mit einer Kurbelkammer kommuniziert, die zwischen den zapfenlagernden, nahe aneinander liegenden Wandabschnitten geformt ist; ein die Welle lagerndes Profil, das an dem zapfenlagernden Wandabschnitt angeordnet ist und den Kurbelzapfen trägt, der in Verbindung mit dem kurbelzapfenlagernden Wandabschnitt steht; und ein Düsenmundstück, das an einem Deckenabschnitt der Kurbelkammer befestigt ist und Öl in einen Kolben einspritzt, der im Zylinder gleitet, wobei der Zylinderblock einen ersten Ölzufuhrweg aufweist, der in Richtung Zylinderbank an einer Stelle an einem Seitenabschnitt des Zylinders verläuft, die senkrecht zur Richtung Zylinderbankbreite ist; einen Zweigölweg, der vom ersten Ölzufuhrweg an einer Stelle des zapfenlagernden Wandabschnitts abzweigt und einem Kurbellagerabschnitt Ö1 zuführt, der den Kurbelzapfen lagert; und einen zweiten Ölzufuhrweg, der an einer Stelle in Richtung Zylinderbank verläuft, die weiter außen liegt als der erste Ölzufuhrweg in Richtung Breite, und der dem Düsenmundstück Öl zuführt.
-
Figurenliste
-
- [1] 1 zeigt im Querschnitt eine schematische Konfiguration eines Mehrzylindermotors, in dem eine Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt.
- [2] 2 zeigt im vertikalen Schnitt eine detaillierte Struktur eines Lagerabschnitts einer Kurbelwelle.
- [3] 3 zeigt im vertikalen Schnitt einen ersten Lagerabschnitt (einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2).
- [4] 4 zeigt im vertikalen Schnitt einen zweiten Lagerabschnitt (einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 2).
- [5] 5 ist eine schematische Darstellung einer gesamten Konfiguration einer Ölzufuhrvorrichtung.
- [6] 6 ist eine schematische Darstellung nur eines Ölzufuhrwegs (in dem Zustand, in dem der Ölzufuhrweg diagonal von unter einem Motor aus dargestellt ist.)
- [7] 7 zeigt einen Zylinderblock in Draufsicht.
- [8] 8 zeigt einen Zylinderblock von unten.
- [9] 9 zeigt einen Zylinderblock im Querschnitt (entlang der Linie IX-IX in 8).
- [10] 10 zeigt einen Zylinderblock im Querschnitt (entlang der Linie X-X in 8).
- [11] 11 zeigt einen Zylinderblock in seitlicher Ansicht.
- [12] 12 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 2 (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 nacheinander in gerader Reihe in einer Richtung senkrecht zu einer Papierebene in 1 angeordnet sind, und welcher in einem Kraftfahrzeug 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 5). Vier Zylinderbohrungen 8 sind in Zylinderblock 5 geformt, und in jedem der Zylinderbohrungen 8 ist ein Kolben 9 gleitend untergebracht. Der Kolben 9, die Zylinderbohrung 8 und der Zylinderkopf 4 bilden eine Brennkammer 10 für jeden Zylinder. Weiterhin ist jeder Kolben 9 mit einer Pleuelstange 11 an eine Kurbelwelle 12 gekoppelt, die rotierend von Zylinderblock 5 und dergleichen gelagert ist.
-
Eine Einlassöffnung 14 und eine Auslassöffnung 15, die in der Brennkammer 10 münden, sind auf dem Zylinderkopf 4 angeordnet, und ein Einlassventil 16 und ein Auslassventil 17, die jeweils die Einlassöffnung 14 und die Auslassöffnung 15 öffnen und schließen, sind an den Öffnungen 14 und 15 befestigt.
-
Das Einlassventil 16 und das Auslassventil 17 sind jeweils in eine Richtung geneigt, in der sich die jeweiligen Öffnungen 14 und 15 über Rückstellfedern 18 und 19 schließen (eine Aufwärtsrichtung in 1) und sind so konfiguriert, dass sie die jeweiligen Öffnungen 14 und 15 öffnen, 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 angeordnet 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 Öffnungen 14 und 15.
-
Im Zylinderkopf 4 sind Teile an einer Einlassseite und an einer Auslassseite angeordnet, die jeweils den vier Zylindern mit Montagebohrungen 26 und 27 entsprechen, an denen die HLA eingeführt und befestigt sind. Zusätzlich werden die Ölwege 75 und 76, die jeweils mit den Montagebohrungen 26 und 27 die HLA 24 an der Einlassseite und der Auslassseite kommunizieren, im Zylinderkopf 4 so gebildet, dass sie in einer Zylinderbankrichtung 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 Montagebohrungen 26 und 27 befestigt sind, und die Schwenkmechanismen der HLA 24 stellen automatisch das Ventilspiel auf Null, wobei sie den Öldruck (Arbeitsdruck) anwenden.
-
Im Zylinderblock 5 verläuft ein Hauptkanal 64 /der dem Hauptölzufuhrweg gemäß der vorliegende Erfindung entspricht), in Zylinderbankrichtung in einer Seitenwand auf einer Seite (Einlassseite) der Zylinderbohrung 8 in Richtung Breite des Zylinderblocks 5, und ein Paar Nebenkanäle 65 und 66 (die dem ersten und zweiten Nebenölzufuhrweg gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen), die in vorgegebenen Abständen in Richtung 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 Kanäle 64 bis 66 sind Ölwege für die entsprechenden, später ausführlich zu beschreibenden Kanäle 64 bis 66.
-
Eine Öldüse 28 zum Kühlen der Kolben, die mit dem Hauptkanal 64 kommuniziert, ist an einer Stelle unter dem Hauptkanal 64 angeordnet und mit jedem Kolben 9 verbunden. Eine Öldüse 29 zum Schmieren der Kolben, die mit dem Nebenkanal 66 kommuniziert, ist zwischen Nebenkanälen 65 und 66 an einer Stelle angeordnet, die sich in Nähe einer unteren Seite des Nebenkanals 66 befindet, die an einer Außenseite in Richtung Breite des Zylinderblocks 5 liegt und die mit jedem Kolben 9 verbunden ist (siehe 7 und 8).
-
Zwischen Öldüsen 28 und 29 weist die Öldüse 28 zum Kühlen der Kolben ein Düsenmundstück 28a auf, 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 vorwiegend zentralen Teil einer hinteren Fläche des Kolbens 9 hin aus dem Düsenmundstück 28a einzuspritzen. Andererseits weist die Öldüse 29 zur Schmierung der Kolben ein Düsenmundstück 29a auf, 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 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 zwischen den Schwenkarmen 22 und 23 und den Nockenstößeln 22a und 23a tropft, die unter den Düsenmundstücken 30a und 31a angeordnet sind. Weiterhin (nicht dargestellt) ist ein hydraulisch betriebener variabler Ventiltriebsmechanismus (VVT) in den Motor 2 eingebaut und wechselt die Öffnungs- und Schließeinstellungen der Einlass- und Auslassventile 16 und 17 gemäß einem 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 anliegend an einen 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 anliegend an einen hinteren Endabschnitt 12B der Kurbelwelle 12.
-
Ein erstes Paar Kurbelwangen (Kurbelgewichte) 42A und ein erster Kurbelstift 43A sind zwischen dem ersten Zapfen 41A und dem zweiten Zapfen 41B angeordnet, ein zweites Paar Kurbelwangen 42B und ein zweiter Kurbelstift 43B sind zwischen dem zweiten Zapfen 41B und dem dritten Zapfen 41C angeordnet, ein drittes Paar Kurbelwangen 42C und ein dritter Kurbelstift 43C sind zwischen dem dritten Zapfen 41C und dem vierten Zapfen 41D angeordnet, und ein viertes Paar Kurbelwangen 42D und ein vierter Kurbelstift 43D sind zwischen dem vierten Zapfen 41D und dem fünften Zapfen 41E angeordnet.
-
Zusätzlich 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 lagern. Spezifisch enthalten die Lagerabschnitte einen ersten Lagerabschnitt 50A, der den ersten Zapfen 41A lagert, 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 angeordnete erste Lagerblech 44A ist zwischen einem ersten Blockseitenlagerabschnitt 51A des Zylinderblocks 5 und einem ersten Lagerdeckel 52A befestigt, der mit dem ersten Blockseitenlagerabschnitt 51A gekoppelt ist. Das im zweiten Lagerabschnitt 50B angeordnete zweite Lagerblech 44B ist zwischen einem zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B von Zylinderblock 5 und einem zweiten Lagerdeckel 52B befestigt, der mit dem zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B gekoppelt ist. Das im dritten Lagerabschnitt 50C angeordnete zweite Lagerblech 44C ist zwischen einem dritten Blockseitenlagerabschnitt 51C des Zylinderblocks 5 und einem dritten Lagerdeckel 52C befestigt, der mit dem dritten Blockseitenlagerabschnitt 51C gekoppelt ist. Das im vierten Lagerabschnitt 50D angeordnete vierte Lagerblech 44D ist zwischen einem vierten Blockseitenlagerabschnitt 51D des Zylinderblocks 5 und einem vierten Lagerdeckel 52D befestigt, der mit dem vierten Blockseitenlagerabschnitt 51 D gekoppelt ist. Das im fünften Lagerabschnitt 50E angeordnete fünfte Lagerblech 44E ist zwischen einem fünften Blockseitenlagerabschnitt 51E des Zylinderblocks 5 und einem fünften Lagerdeckel 52E befestigt, der mit dem ,fünften Blockseitenlagerabschnitt 51E gekoppelt ist.
-
Wie in 8 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 geformt sind und entsprechend den Zapfen 41A bis 41E in Zylinderbankrichtung beabstandet sind. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51E den zapfenlagernden Wandabschnitten gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Lagerdeckel 52A bis 52E entsprechen den wellenlagernden Profilen gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
The jeweiligen Lagerbleche 44A bis 44E bestehen aus einem bogenförmigen oberen Blech und einem bogenförmigen unteren Blech. Zusammen bilden das obere und das untere Blech eine zylindrische Gestalt (siehe 3 und 4). Zusätzlich 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 angeordnet und zwischen den beiden oberen und unteren Seiten der Blockseitenlagerabschnitte 51A und 51E und den Lagerdeckeln 52A und 52E eingefügt.
-
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) geformt, welche die unteren Flächen der entsprechenden Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51 E darstellen. Zusätzlich, 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, sind ein erster Ölzufuhrweg 68A bis zu einem fünften Ölzufuhrweg 68E, die jeweils den Lagerabschnitten 50A bis 50E an Stellen der entsprechenden Blockseitenlagerabschnitte 51A bis 51E Öl zuführen, im Zylinderblock 5 geformt t(siehe 5 und 6).
-
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 inneren Randfläche des oberen Blechs der jeweiligen Lagerbleche 44A bis 44E geformt.
-
Zusätzlich werden ein erster innerer Ölweg 46A, ein zweiter innerer Ölweg 46B und ein dritter innerer Ölweg 46C integral und kommunikativ in der Kurbelwelle 12 geformt, und zwar vom ersten Kurbelstift 43A, von der ersten Kurbelwange 42A, dem zweiten Zapfen 41B und der zweiten Kurbelwange 42B bis 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 geformt, und zwar vom vierten Kurbelstift 43D, der vierten Kurbelwange 42D, dem vierten Zapfen 41D und der dritten Kurbelwange 42C bis zum dritten Kurbelstift 43C. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die inneren Ölwege 46A bis 46C und 47A bis 47C den inneren Durchläufen 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. Zusätzlich 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 inneren 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.
-
<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 entsprechenden hydraulischen Betriebsbereichen des Motors 2 zuführt. Weiterhin ist die Ölpumpe 56 eine von Motor 2 angetriebene Zusatzmaschine.
-
Die 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 Deckelprofil besteht, das 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 einem äußeren peripheren Abschnitt des Pumpenelements angeordnet 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 Profil im Pumpenkörper untergebracht ist und den Nockenring 566 ständig in einer Richtung unter Spannung hält, in der ein eine gewisse Exzentrizität des Nockenrings 566 in Bezug auf das Rotationszentrum des Rotors 563 zunimmt: und ein Paar Ringprofile 568, das leitend an beiden Seitenabschnitten einer inneren Randfläche des Rotors 563 angeordnet 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 eine Auslassöffnung 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 gebildet wird, ist innerhalb des Gehäuses 561 geformt, und das Gehäuse 561 enthält eine Zufuhrbohrung 569a, die in der Druckkammer 569 mündet. 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 relativ 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 angeordnet, der mit der Auslassöffnung 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 dem (nachfolgend beschriebenen) Hauptkanal 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 vom Hauptkanal 64 zur Druckkammer 569 der Ölpumpe 56 führt, ist mit der Ölpumpe 56 verbunden. Ein zweites (nachfolgend beschriebenes) aus einem linearen Magnetventil bestehendes Ölsteuerventil 93 ist zwischen dem Ölweg 62 und dem Hauptkanal 64 angeordnet. 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, im Zylinderblock 5, im 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 ein Hauptmotorkörper bezeichnet, wenn es sich so ergibt.
-
Wie in 5 und 6 dargestellt, gehören zum Ölzufuhrweg 60: der stromaufwärts gelegene Hauptkanal 64, der hauptsächlich dazu dient, den hydraulischen Betriebsbereichen mit hohem Druck das erforderliche Öl zuzuführen; die beiden stromabwärts gelegenen Nebenkanäle 65 und 66, die Öl an die hydraulischen Betriebsbereiche führen, die relativ niedrigeren Druck brauchen (hydraulische Betriebsbereiche, in denen der erforderliche Druck geringer ist als dort, wo das Öl direkt aus dem Hauptkanal zugeführt wird); der Ölweg 61 für die Ölzufuhr, die das Öl von der Ölpumpe 56 an den Hauptkanal 64 über den Ölfilter 58 und den Ölkühler 59 fördert; der Ölweg 62, der Öl vom Hauptkanal 64 ableitet und zur Pumpensteuerung an die Druckkammer 569 der Ölpumpe 56 liefert; sowie verschiedene Ölwege, die vom Hauptkanal 64 und dergleichen abzweigen.
-
Der Ölweg 61 enthält: ein Rohr 61a, das die Auslassöffnung 561b der Ölpumpe 56 und einen Öffnungsteil des Kurbelgehäuses 6 miteinander verbindet; einen Durchlass 61b, der im Hauptmotorkörper geformt ist, um den Ölkühler 59 zu erreichen, der an einer Seitenfläche (einer Einlass-Seitenfläche) des Zylinderblocks 5 befestigt ist - vom Öffnungsteil über Ölfilter 58, der an einem Seitenbereich (einer Einlass-Seitenfläche) des Kurbelgehäuses 6 befestigt ist; und einen Durchlass 61c, der den Ölkühler 59 und den Hauptkanal 64 miteinander verbindet.
-
Wie in 1 und 5 dargestellt, ist der Hauptkanal 64 im Zylinderblock 5 an einer Stelle angeordnet, 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. Der Hauptkanal 64 führt in Richtung Zylinderbank. Die Nebenkanäle 65 und 66 (als ersten Nebenkanal 65 und zweiten Nebenkanal 66 bezeichnet) sind jeweils in Zylinderblock 5 gegenüber dem Hauptkanal 64 angeordnet, wobei die Zylinderbohrung 8 als Mitte gilt, sodass der zweite Nebenkanal 66 weiter außen in Richtung Breite des Zylinderblocks 5 liegt (näher an einer Seite gegenüber der Zylinderbohrung 8) als der erste Nebenkanal 65. Die Nebenkanäle 65 und 66 sind mit vorgeschriebenen Abständen in Richtung Breite des Zylinderblocks 5 vorgesehen. Die entsprechenden Kanäle 64 bis 66 einschließlich dem Hauptkanal 64 verlaufen horizontal in gerader Linie in Richtung Zylinderbank, also parallel zueinander.
-
Ölzufuhrwege, die jeweils vom Hauptkanal 64 und dem ersten Nebenkanal 65 abzweigen und die Öl an die Lagerabschnitte 50A bis 50E führen, werden in Zylinderblock 5 geformt.
-
Spezifisch, wie in 5 und 6 dargestellt, werden der erste Ölzufuhrweg 68A, der dritte Ölzufuhrweg 68C und der fünfte Ölzufuhrweg 68E, die jeweils vom ersten Nebenkanal 65 abzweigen und den ersten Lagerabschnitt 50A erreichen, der dritte Lagerabschnitt 50C, und der fünfte Lagerabschnitt 50D im Zylinderblock 5 geformt. Weiterhin werden der zweite Ölzufuhrweg 68B und der vierte Ölzufuhrweg 68D, die jeweils vom Hauptkanal 64 abzweigen und den zweiten Lagerabschnitt 50B erreichen, sowie der vierte Lagerabschnitt 50D in Zylinderblock 5 geformt. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die Ölzufuhrwege 68A, 68C und 68E den ersten Zweigölwegen gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Ölzufuhrwege 68B und 68D entsprechen den zweiten Zweigölwegen gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Wie in 8 und 9 dargestellt, wird der erste Ölzufuhrweg 68A im ersten Blockseitenlagerabschnitt 51A des Zylinderblocks 5 geformt. Der erste Ölzufuhrweg 68A zweigt vom zweiten Nebenkanal 66 in der Stellung des ersten Blockseitenlagerabschnitts 51A in Richtung Zylinderbank ab und verläuft diagonal vom zweiten Nebenkanal 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 vom ersten Nebenleitungskanal 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 bedeutet Bezugszeichen 54 in 9 und 10 eine an den Blockseitenlagerabschnitten 51A bis 51E geformte Öffnung, und die anliegenden Kurbelkammern 53A bis 53D kommunizieren miteinander durch die Öffnung 54.
-
Andererseits, wie in 8 und 10 dargestellt, ist der zweite Ölzufuhrweg 68B im zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B des Zylinderblocks 5 geformt. Der zweite Ölzufuhrweg 68B zweigt vom Hauptkanal 64 an einer Stelle des zweiten Blockseitenlagerabschnitts 51B in Richtung Zylinderbank ab und verläuft diagonal abwärts vom Hauptkanal 64 in Richtung zweiter Lagerabschnitt 50B. Zusätzlich, wie in 4 dargestellt, mündet der zweite Ölzufuhrweg 68B an der bogenförmigen Fläche des zweiten Blockseitenlagerabschnitts 51B, der das zweite Lagerblech 44B an einer Stelle gegenüber einer äußeren Randfläche des zweiten Lagerblechs 44B lagert. Daher wird der Ölnut 45 des zweiten Lagerblechs 44B vom Hauptkanal 64 durch den zweiten Ölzufuhrweg 68B Öl 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 des Hauptkanals 64 und der Nebenkanäle 65 und 66 miteinander in Richtung Breite des Zylinderblocks 5, wie in 4 und 10 dargestellt, ist weiterhin im zweiten Blockseitenlagerabschnitt 51B geformt. Wie dargestellt, setzt sich der Relaisölweg 70 wie folgt zusammen: ein rillenförmiger Ölweg 69a, in peripherer Richtung 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 erster Nebenkanal 65 verläuft, die an einer Stelle etwas unterhalb des ersten Nebenkanals 65 umbiegt, an einer Stelle unter dem zweiten Nebenkanal 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 reicht (siehe 5, 7, und 8).
-
Wie in 10 und 11 dargestellt, sind zwei Ölsteuerventile, nämlich die ersten und zweiten Ölsteuerventile 92 und 93, in der OVC-Einheit 90 untergebracht. Wie nur schematisch dargestellt, ist das erste Ölsteuerventil 92 mit dem ersten Nebenkanal 65 und dem zweiten Nebenkanal 66 über Relaisölwege 65a und 66a verbunden, die jeweils im Zylinderblock 5 geformt sind, und mit dem Hauptkanal 64 über den Relaisölweg 70 und den zweiten Ölzufuhrweg 68B verbunden. Das zweite Ölsteuerventil 93 ist mit dem Hauptkanal 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 der Hauptkanal 64 jeweils mit dem ersten Nebenkanal 65 und dem zweiten Nebenkanal 66 über den Relaisölweg 70, das erste Ölsteuerventil 92 und die Relaisölwege 65a und 66a kommunizieren mit Ölweg 62 über den Relaisölweg 70 und das zweite Steuerventil 93. Weiterhin entspricht im vorliegenden Beispiel der Relaisölweg 70 dem ersten Relaisölweg gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Relaisölwege 65a und 66a entsprechen dem zweiten Relaisölweg gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Wie in 1 und 8 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 aneinander liegen, geformt. Wie bereits beschrieben und in 1 und 5 dargestellt, sind die Düsenmundstücke 28a der Öldüsen 28 für die Kolbenkühlung in Deckenabschnitten der entsprechenden Kurbelkammern 53A bis 53D an Stellen unter dem Hauptkanal 64 befestigt, und die entsprechenden Düsenmundstücke 28a sind mit dem Hauptkanal 64 verbunden. Zusätzlich sind die Düsenmundstücke 29a der Öldüsen 29 für die Kolbenschmierung in Deckenabschnitten der entsprechenden Kurbelkammern 53A bis 53D an Stellen unter dem zweiten Nebenkanal 66 befestigt, und die entsprechenden Düsenmundstücke 29a sind mit dem zweiten Nebenkanal 66 verbunden.
-
Wie in 1, 7, und 8 dargestellt, sind die Düsenmundstücke 28a und 29a der entsprechenden Öldüsen 28 und 29 so angeordnet, dass die Düsenmundstücke 28a und 29a - in einem Zustand, in dem 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 5 und 6 dargestellt, enthält der Hauptmotorkörper auch einen Zweigölweg 72, der von einem Endabschnitt an einer Seite des ersten Zylinders 1 des Hauptkanals 64 des Zylinderblocks 5 abzweigt und zum Zylinderkopf 4 verläuft. Der Zweigölweg 72 dient dazu, Betriebsöl an den oben beschriebenen VVT zu liefern.
-
Zusätzlich enthält der Hauptmotorkörper einen Zweigölweg 73, der von einem Endabschnitt an einer Seite des ersten Zylinders 1 vom ersten Nebenkanal 65 abzweigt und zum Zylinderkopf 4 führt. Ein Ölweg 74, der in den Zylinderkopf 4 in dessen Breitenrichtung 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 der Einlassseite von 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 des ersten Nebenkanals 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.
-
Zusätzlich ist ein Öldrucksensor 80, der den Öldruck im Hauptkanal 64 erkennt, in Nähe eines Endabschnitts des Hauptkanals 64 auf Seite des ersten Zylinders 1 angeschlossen, und ein Signal über den Öldruck des Hauptkanals 64 wird von Öldrucksensor 80 an den (nachfolgend beschriebenen) Controller 100 gesendet, wenn Motor 2 läuft.
-
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 beendet ist, und dieses Öl wird dann von der Ölpumpe 56 erneut im Umlauf gebracht.
-
Betriebsfunktionen des Motors 2 wie die oben beschriebenen werden vom Controller 100 gesteuert. Der Controller 100 ist eine bekannte Steuervorrichtung auf Mikrocomputerbasis, der den Öldruck im Ölzufuhrweg 60 integral steuert. Informationen von verschiedenen Sensoren, welche die Betriebszustände des Motors 2 erkennen, werden in den Controller 100 eingegeben. So weist der Motor 2 zum Beispiel zusätzlich zu dem Öldrucksensor 80 einen Kurbelwinkelsensor 81 auf, der den Rotationswinkel der Kurbelwelle 12 erkennt, sowie 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 dem Controller 100 zugeführt. 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 VVT aufgrund der Messdaten des Nockenwinkelsensors 84.
-
Aufgrund der von den jeweiligen Sensoren 80 bis 85 erkannten Informationen bestimmt der Controller 100 einen Betriebszustand des Motors 2, stellt aufgrund einer vorgegebenen Map einen Zielöldruck ein und sorgt für Feedbackregelung in Bezug auf den Öldruck in Ölzufuhrweg 60 basiert auf dem Zielöldruck.
-
Genauer gesagt liefert die Ölzufuhrvorrichtung 1 Öl an eine Vielzahl von hydraulischen Betriebsbereichen (VVT, HLA 24, die Öldüsen 28 und 29, die Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 und dergleichen), die von Ölpumpe 56 bedient werden. Der für die jeweiligen hydraulischen Betriebsbereiche erforderliche Öldruck ändert sich je nach dem Betriebszustand des Motors 2. Damit alle hydraulischen Betriebsbereiche in allen Betriebszuständen des Motors 2 den erforderlichen Öldruck erhalten können, ist es rationell, für jeden Betriebszustand des Motors 2 den Öldruck so einzustellen, dass er dem maximalen Bedarf der jeweiligen Betriebsbereiche 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 Betriebsbereiche verantwortlich, die einen relativ hohen Öldruck erfordern; in der vorliegenden Ausführungsform sind das der VVT, 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 Betriebsbereiche, die einen relativ geringen Öldruck erfordern.
-
Obwohl nicht dargestellt, wird in der vorliegenden Ausführungsform für jeden Betriebszustand des Motors 2 eine Öldruckregel-Map aufgestellt, in welcher der Zielöldruck des Betriebszustands nach dem höchsten erforderlichen Öldruck des Öldrucks der Zufuhrabschnitte und dergleichen festgesetzt wird, der für VVT, die Öldüsen 28 und 29 sowie die zweiten und vierten Lagerbleche 44B und 44D verantwortlich ist, die im Speicherabschnitt des Controllers 100 gespeichert sind. Der Controller 100 erstellt Öldruck-Feedbackregelung, wobei ein Pumpenausstoß der Ölpumpe 56 von einer Funktion des zweiten Ölsteuerventils 93 geregelt wird, sodass Öldruck (der tatsächliche Öldruck) des Hauptkanals 64 wie vom Öldrucksensor 80 erkannt den Zielöldruck darstellt.
-
Weiterhin ist das erste Ölsteuerventil 92 so konfiguriert, dass es allein die Ölfließraten des ersten Nebenkanals 65 und des zweiten Nebenkanals 66 ineinandergreifend regelt. Indem der Controller 100 das erste Ölsteuerventil 92 gemäß einem Betriebszustand des Motors 2 regelt, regelt er den Öldruck, der vom ersten Nebenkanal 65 an das Lagerblech 44A, das dritte Lagerblech 44C und das fünfte Lagerblech 44F durch den ersten Ölzufuhrweg 68A, den dritten Ölzufuhrweg 68C und den fünften Ölzufuhrweg 68 geliefert wird, und der Controller regelt eine Ölfließrate in Bezug auf den zweiten Nebenkanal 66, um die Öleinspritzung durch Öldüse 29 für die Kolbenschmierung ein- und auszuschalten.
-
Das erste Ölsteuerventil 92 besteht z.B. aus einem linearen Magnetventil, und der Controller 100 regelt eine an die entsprechenden Lagerbleche 44A bis 44E gelieferte Ölmenge, die Ein-und Ausschaltzustände der Öldüse 28 und dergleichen (wie in 12 dargestellt), indem ein Einschaltdauer-Regelsignal zum ersten Ölsteuerventil 92 gesendet wird. Weiterhin besteht das zweite Ölsteuerventil 93 in ähnlicher Weise z.B. aus einem linearen Magnetventil, und durch Übermittlung eines Einschaltdauer-Regelsignals an das zweite Ölsteuerventil 93 regelt der Controller 100 eine von Ölpumpe 56 gelieferte ölmenge.
-
<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 den Hauptkanal 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. Zusätzlich wird Öl im Hauptkanal 64 vom zweiten Ölzufuhrweg 68B zum ersten Nebenleitungskanal 65 und zum zweiten Nebenleitungskanal 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 vom Hauptkanal 64 abzweigt.
-
Das dem ersten Nebenkanal 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 dem ersten Nebenkanal 65 zugeführten Öls dem Zylinderkopf 4 durch den Zweigölweg 73 zugeführt, der vom ersten Nebenkanal 65 abzweigt und weiter den HLA 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 dem zweiten Nebenkanal 66 zugeführte Öl wird aus dem Düsenmundstück 29a der Öldüse 29 eingespritzt, um den Kolben 9 zu schmieren.
-
In der Ölzufuhrvorrichtung 1, sind der erste Nebenkanal 65 und der zweite Nebenkanal 66, die jeweils in Richtung Zylinderbank verlaufen, in einem Seitenabschnitt (Auslassseite) der Zylinderbohrung 8 des Zylinderblocks 5 vorgesehen. Folgende Vorteile werden dadurch erzielt, dass der erste Nebenkanal 65 für die Ölzufuhr an Kurbelwelle 12 (die ersten, dritten und fünften Lagerabschnitte 50A, 50C und 50E) an einer Innenseite angeordnet sind, in anderen Worten, dass eine Seite der Zylinderbohrung 8 und der zweite Nebenkanal 65 für die Zufuhr von Öl an die Öldüse 29 an einer Außenseite des ersten Nebenkanals 65 liegen:
-
Erstens, wie in 9 und 10 dargestellt, können die Ölzufuhrwege 68A, 68C und 68E, die vom ersten Nebenkanal 65 abzweigen, nahe der Zylinderbohrung 8 angeordnet werden, weil der erste Nebenkanal 65 an der Seite der Zylinderbohrung 8 liegt. Demzufolge kann die Schraubbohrung 55 für die Befestigung der Lagerdeckel 52A, 52C und 52E an den Blockseitenlagerabschnitten 51A, 51C und 51E mit Spielraum an einer Stelle angeordnet werden, die von den Ölzufuhrwegen 68A, 68C und 68E an einer Außenseite getrennt ist (an einer Seite abseits der Zylinderbohrung 8). Normalerweise werden die Schraubbohrung 55 und die Ölzufuhrwege 68A, 68C und 68E bearbeitet, nachdem der Zylinderblock 5 als Gussprofil aus Aluminiumlegierung oder dergleichen geformt worden ist. Da die Schraubbohrung 55 jedoch wie oben beschrieben mit Spielraum angeordnet werden kann, lassen sich Bearbeitungsfehler - z.B. dass die Schraubbohrung 55 und die Ölzufuhrwege 68A, 68C und 68E miteinander kommunizieren können - von vorn herein vermeiden.
-
Weiterhin kann - weil der zweite Nebenkanal 66 an einer Außenseite des ersten Nebenkanals 65 angeordnet ist - das Düsenmundstück 29a der Öldüse 29, das damit verbunden ist, eine Form erhalten, die nahezu an der Deckenfläche der Kurbelkammer 53 verläuft, und die, wie oben beschrieben, nur wenig von der senkrechten Richtung abweicht (siehe 1). Darum kann das Düsenmundstück 29a auf kompakte Weise angeordnet werden, während störender Kontakt zwischen den Kurbelwangen 42 (42A bis 42D) der Kurbelwelle 12 und dem Düsenmundstück 29a in den engen Kurbelkammern 53 (53A bis 53D) vermieden wird.
-
Weiterhin, gemäß der oben beschriebenen Konfiguration der Ölzufuhrvorrichtung 1, liegt der Hauptkanal 64 an einer Stelle gegenüber dem ersten Nebenkanal 65 relativ zur Zylinderbohrung 8, und Öl wird den Lagerabschnitten außer den ersten, dritten und fünften Lagerabschnitten 50A, 50C und 50E der Kurbelwelle 12 zugeführt, oder in anderen Worten, der zweite Lagerabschnitt 50B und der vierte Lagerabschnitt 50D führen durch den zweiten Ölzufuhrweg 68B und den vierten Ölzufuhrweg 68D, die vom Hauptkanal 64 abzweigen. Gemäß dieser Konfiguration kann Öl, da es mit relativ hohem Druck von der Ölpumpe 56 an den zweiten Lagerabschnitt 50B und den vierten Lagerabschnitt 50D geliefert werden kann, auch ohne Überschuss oder Mangel an die zweiten und vierten Lagerabschnitte 50B und 50D geliefert werden, während die angemessenen Ölmengen an die entsprechenden Kurbelstifte 43A bis 43D der Kurbelwelle 12 geliefert werden. Andererseits kann die Zufuhr einer überschüssigen Ölmenge an die ersten, dritten und fünften Lagerabschnitte 50A, 50C und 50E verhindert werden, indem das Öl mit relativ niedrigem Druck durch die Ölzufuhrwege 68A, 68C, und 68E geführt wird, die von dem ersten Nebenkanal 65 abzweigen, und darum können angemessene Ölmengen ohne Überschuss oder Mangel zugeführt werden. Darum ist es in Bezug auf die Ölzufuhrvorrichtung 1 auch ein Vorteil, dass die Kurbelwelle auf sachgemäße Weise geschmiert werden kann.
-
Während der Zylinderblock 5 in Bezug auf die oben beschriebene Ölzufuhrvorrichtung 1 zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen gegossen wird, hat sich in den letzten Jahren der Druckguss durchgesetzt. Wie der folgende einfache Überblick zeigt, wird ein Druckguss mit einem dem Zylinderblock 5 entsprechenden Hohlraum vorbereitet (Vorbereitungsstufe), indem geschmolzenes Metall wie z.B. eine Aluminiumlegierung, in den Hohlraum der Form gegossen wird, um den Zylinderblock zu formen (Formstufe). In diesem Fall werden die entsprechenden Kanäle 64 bis 66 gegossen, wobei vorher Kernstifte im Hauptkörper der Form angeordnet wurden. Anschließend, nach der Öffnung, wird der Zylinderblock 5 als Produkt durch Nacharbeitung (Bohrungen und Pressung) fertiggestellt (Nacharbeitungsstufe).
-
Bei diesem im Druckgussverfahren hergestellten Zylinderblock 5 wird in der Gießstufe das geschmolzene Metall in den Hohlraum in der Position gegossen, die einen Endabschnitt des Gusses auf der Seite des Hauptkanals 64 in Richtung Zylinderblockbreite 5 bildet und die dem unteren Endabschnitt einer Seitenwand (einem unteren Sockelteil) der Kurbelkammern 53 (53A bis 53D) entspricht. In Zylinderblock 5 wird diese Position zum Beispiel durch einen Pfeil in 10 dargestellt.
-
Gemäß dieser Methode wird - da das geschmolzene Metall von einer Seite des Hohlraums aus in den Hohlraum gegossen wird, die weniger Kernstifte zum Formen der Ölwege aufweist (den Hauptölzufuhrweg, den ersten Nebenölzufuhrweg und den zweiten Nebenölzufuhrweg) - wird der Fluss des geschmolzenen Metalls erwartungsgemäß weniger durch die Kernstifte gestört, und das Fließverhalten ist verbessert. Es kann deshalb das Auftreten von Lunkern unterdrückt werden, und die Produktionsausbeute kann effektiv gesteigert werden.
-
<Weitere Konfigurationen>
-
Die oben beschriebene Ölzufuhrvorrichtung 1 ist ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der Motorölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und eine spezifische Konfiguration kann je nach Bedarf modifiziert werden, ohne vom wesentlichen Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
So sind VVT, HLA 24, die Öldüsen 28 und 29, die Ölzufuhrabschnitte 30 und 31 und dergleichen, die mit dem Ölzufuhrweg 60 verbunden sind, Beispiele hydraulischer Betriebsbereiche gemäß der vorliegenden Erfindung, und spezifische Typen der hydraulischen Betriebsbereiche und spezifische Verbindungspositionen des hydraulischen Betriebsbereichs am Ölzufuhrweg 60 sind nicht auf die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Beispiele beschränkt.
-
Zusätzlich, obwohl eine von Motor 2 angetriebene Pumpe in der oben beschriebenen Ausführungsform als Schutzobjekt beantragt wird, kann die Ölpumpe 56 alternativ auch von einem Elektromotor angetrieben werden.
-
Weiterhin, obwohl ein Beispiel beschrieben wird, in dem die vorliegende Erfindung in einem Reihenvierzylinder-Benzinmotor zur Anwendung kommt, kann sich die vorliegende Erfindung auch auf andere Motoren wie zum Beispiel einen Dieselmotor beziehen.
-
Die oben beschriebene vorliegende Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden:
-
Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung eine Motorölzufuhrvorrichtung einschließlich: einem Zylinderblock einschließlich mehreren zapfenlagernden Wandabschnitten, die in einer Zylinderbankrichtung ausgerichtet sind und jeweils einen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle und einen Zylinder lagern, der mit einer Kurbelkammer kommuniziert, die zwischen den zapfenlagernden aneinander liegenden Wandabschnitten geformt ist; ein wellenlagerndes Profil, das an dem zapfenlagernden Wandabschnitt angeordnet ist und den Kurbelzapfen in Verbindung mit dem den kurbelzapfenlagernden Wandabschnitt steht; und ein Düsenmundstück, das an einem Deckenabschnitt der Kurbelkammer befestigt ist und Öl in einen Kolben einspritzt, der im Zylinder gleitet, wobei der Zylinderblock einen ersten Ölzufuhrweg aufweist, der an einer Stelle an einem Seitenabschnitt des Zylinders in Richtung Zylinderbank verläuft, die senkrecht zur Zylinderbankrichtung ist; einen Zweigölweg, der vom ersten Ölzufuhrweg an einer Stelle des zapfenlagernden Wandabschnitts abzweigt, die Öl an einen Kurbellagerabschnitt liefert, der den Kurbelzapfen lagert, und einen zweiten Ölzufuhrweg, der an einer Stelle in Richtung Zylinderbank verläuft, die weiter außen liegt als der erste Ölzufuhrweg in Richtung Breite, und der das Düsenmundstück mit Öl versorgt.
-
Gemäß dieser Konfiguration kann der vom ersten Ölzufuhrweg abzweigende Zweigölweg näher zum Zylinder angeordnet werden, weil der erste Ölzufuhrweg für die Zufuhr von Öl zum Kurbellagerabschnitt (Zweigölweg) an einer Seite näher zum Zylinder liegt als der zweite Ölzufuhrweg in Richtung Zylinderblockbreite. Da die Bohrungsabschnitte zur Befestigung von Teilen wie der Schraubbohrung für den Zusammenbau der wellenlagernden Profile mit dem zapfenlagernden Wandabschnitt an einer Außenseite (die vom Zylinder trennt) des Zweigölwegs mit Spielraum angeordnet werden können, lassen sich Bearbeitungsfehler bei der Bearbeitung des Zweigölwegs und bei der Anbringung von Bohrungen - wie z.B. die Herstellung einer falschen Verbindung zwischen dem Zweigölweg und den Befestigungsbohrungen - von vorn herein vermeiden. Außerdem, da das Düsenmundstück so geformt sein kann, dass es der Innenseite des Zylinders zugewandt ist, nämlich annähernd entlang der Deckenfläche der Kurbelkammer, weil der zweite Ölzufuhrweg für die Zufuhr von Öl zum Düsenmundstück, nämlich an einer vom Zylinder getrennten Stelle liegt, kann das Düsenmundstück auf kompakte Weise im Deckenabschnitt der Kurbelkammer angeordnet werden, wodurch verhindert wird, dass es die Kurbelwelle stört und insbesondere mit der Kurbelwange (dem Kurbelgewicht) in Konflikt gerät.
-
In der Ölzufuhrvorrichtung enthält die Kurbelwelle vorzugsweise mehrere Kurbelzapfen, und Öl wird in die Kurbelwelle von einem spezifischen Kurbelzapfen unter mehreren Kurbelzapfen eingeführt und einem Kurbelstift durch einen in der Kurbelwelle geformten inneren Durchlass zugeführt, wobei der erste Ölzufuhrweg und der zweite Ölzufuhrweg jeweils als erster Nebenölzufuhrweg und zweiter Nebenölzufuhrweg definiert werden, und der Zweigölweg wird als erster Zweigölweg definiert; der Zylinderblock enthält einen Hauptölzufuhrweg, der in Richtung Zylinderbank an einer Stelle gegenüber dem ersten Nebenölzufuhrweg in Richtung Breite verläuft, wobei der Zylinder als Mitte gilt, und dem von einer Ölpumpe kommendes Öl eingeführt wird; und ein zweiter Zweigölweg, der vom Hauptölzufuhrweg an einer Stelle abzweigt, wo sich der zapfenlagernde Wandabschnitt befindet, Öl an den Kurbellagerabschnitt liefert, von dem der spezifische Kurbelzapfen gelagert wird, dem ersten Nebenölzufuhrweg liefert und der zweite Nebenölzufuhrweg mit einer stromabwärts gelegenen Seite des Hauptölzufuhrwegs in Ölfließrichtung verbunden ist, wobei der erste Zweigölweg Öl an den Kurbellagerabschnitt des Kurbelzapfen liefert, der nicht den spezifischen Kurbelzapfen darstellt.
-
Gemäß dieser Konfiguration können angemessene Ölmengen vorzugsweise an die entsprechenden Kurbelzapfen und Kurbelstifte der Kurbelwelle geliefert werden. Zusätzlich, da der Hauptölzufuhrweg und die Nebenölzufuhrwegs voneinander getrennt auf beiden Seiten des Zylinders verlaufen, kann bei der Herstellung (im Druckgussverfahren) des Zylinderblocks die Lunkerbildung unterdrückt werden, die häufig dazu führt, dass die Ölwege sich versehentlich verbinden.
-
In diesem Fall enthält die Ölzufuhrvorrichtung vorzugsweise einen Relaisölweg, der einen Ölzufuhrweg darstellt, um den ersten Nebenölzufuhrweg oder den zweiten Nebenölzufuhrweg mit dem Hauptölzufuhrweg zu verbinden, und der auf einem zapfenlagernden Wandabschnitt geformt ist, an dem ein zweiter Zweigölweg unter mehreren zapfenlagernden Wandabschnitten geformt ist, und der weiterhin mit dem zweiten Zweigölweg verbunden ist.
-
Gemäß dieser Konfiguration können der Hauptölzufuhrweg und der erste Nebenölzufuhrweg oder der zweite Nebenölzufuhrweg rationell miteinander kommunizieren, indem sie einen zapfenlagernden Wandabschnitt ohne den ersten Zweigölweg unter den mehreren zapfenlagernden Wandabschnitten oder den zweiten Zweigölweg benutzen.
-
In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Relaisölweg als ein erster Relaisölweg definiert wird, die Ölzufuhrvorrichtung ein Ölsteuerventil enthält, das an einer Seitenfläche des Zylinderblocks in Richtung Breite und einen zweiten Relaisölweg enthält, der am zapfenlagernden Wandabschnitt geformt ist, und bewirkt, dass der erste Nebenölzufuhrweg oder der zweite Nebenölzufuhrweg mit dem Ölsteuerventil kommuniziert und der erste Relaisölweg so geformt ist, dass er mit dem Ölsteuerventil kommuniziert.
-
Gemäß dieser Konfiguration wird die Produktivität des Zylinderblocks gesteigert, da die ersten und zweiten Relaisölwege relativ einfache Formen haben können, die an der Seitenfläche des Zylinderblocks münden und außerdem dafür sorgen, dass der Hauptölzufuhrweg mit dem ersten oder dem zweiten Nebenölzufuhrweg über das Ölsteuerventil kommuniziert.
-
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des in der oben beschriebenen Ölzufuhrvorrichtung verwendeten Zylinderblocks, wobei das Verfahren folgende Stufen umfasst: eine Vorbereitungsstufe zur Vorbereitung einer Form mit einem dem Zylinderblock entsprechenden Hohlraum; eine Formstufe zum Formen des geschmolzenen Metalls im Hohlraum der Form, wobei das Metall in der Formstufe aus einer Stellung, die einen Endabschnitt der Form auf der Seite des Ölzufuhrwegs in Richtung Zylinderblockbreite darstellt und die dem unteren Ende einer Seitenwand der Kurbelkammer entspricht.
-
Gemäß diesem Verfahren, nach dem das geschmolzene Metall in den Hohlraum von einer Seite des Hohlraums aus gegossen wird, die eine geringere Anzahl an Kernstiften zum Formen der Ölwege aufweist (den Hauptölzufuhrweg, den ersten Ölzufuhrweg und den zweiten Nebenölzufuhrweg), können die Laufeigenschaften verbessert und das Auftreten von Lunkern kann unterdrückt werden.
