JP2006257919A - 軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンプの数を増すことなく、エンジン各部における最適な油圧、油量を確保することができる軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。
【解決手段】 エンジン（１）は、潤滑ポンプ（１０）によりエンジン各部（７）へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路（８）、噴射ポンプ（１５）により噴射系（１２）へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路（１３）、噴射ポンプ（１５）の下流から分岐してエンジン各部（７）に燃料を供給する分岐燃料供給経路（１７）を備える。分岐燃料供給経路（１７）にはレギュレータ（１８）が配設され、適切に減圧された燃料がエンジン各部（７）に含まれる可変動弁機構等に供給される。このような構成とすることにより、低圧の潤滑ポンプ（１０）を用い、エンジン各部（７）の最適な油圧、油量を確保できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンに関するものである。

従来、燃料タンクとディーゼルエンジンとの間に気泡分離を行うリザーバを配設し、そのリザーバとエンジンとの間に潤滑系燃料循環回路と、燃焼系燃料循環回路とを構成した軽油潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献１）。このような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用のオイルは不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。

図３は、特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、燃料タンク１０１、リザーバタンク１０２、オイルパン１０３を備えている。燃料タンク１０１とリザーバタンク１０２とは、セジメンタ（油水分離器）１０４、供給ポンプ（送油ポンプ）１０５を備えた油路１０６により連通している。

燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑剤の供給を必要とするエンジン各部１０７へ潤滑剤としての燃料を供給する潤滑系燃料循環回路１０８を有している。この潤滑系燃料供循環回路１０８には、冷却器１１２、フィルタ１０９、潤滑ポンプ１１０が配設されており、潤滑ポンプ１１０を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げてエンジン各部１０７へ供給している。エンジン各部１０７へ供給された後の燃料は、オイルパン１０３内へ流下し、スカベンジポンプ１１１により吸い上げられて再びリザーバタンク１０２へ戻されるようになっている。

また、燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１１４へ燃料を供給する燃焼系燃料循環回路１１３を有している。この燃焼系燃料循環回路１１３には、前記潤滑系燃料循環回路１０８と共通の冷却器１１２、フィルタ１１５、噴射ポンプ１１６が配設されており、噴射ポンプ１１６を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げて噴射系１１４へ供給している。噴射系１１４に供給された燃料のうち、燃焼に供されなかった燃料は再びリザーバタンク１０２へ戻される。

このように特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑系燃料循環回路１０８と燃焼系燃料循環回路１１３の二系統の燃料循環回路を有している。

また、従来の通常のエンジン、すなわち、潤滑剤として燃料とは別のエンジンオイルを用いる形式のエンジンでは、可変動弁機構を備えたものがある。ここで、可変動弁機構とは、エンジンの運転状況に応じて吸気弁や排気弁の作動状態を変更させる機構である。このような可変動弁機構では、その動力源として油圧を用いることがあり、この油圧はエンジン各部を潤滑させるエンジンオイルを供給することによって確保する構成としたものがある。

このような可変動弁機構は、前記のような燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００に組み込むことも可能である。この場合、燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００はエンジンオイルに代えて燃料を用いているため、この潤滑剤としての燃料を加圧すれば可変動弁機構を作動させるための油圧を確保することができる。
実開昭６０−１９４１１２号公報

しかしながら、このような可変動弁機構を作動させるための油圧を潤滑剤であるエンジンオイルや燃料を加圧することによって確保しようとすると、以下の不都合が生じる。

すなわち、エンジンオイルや燃料といった潤滑剤は、その機能を果たすためにはある程度の油量が必要となるが、その反面、油圧はそれ程必要とはしない。これとは対照的に、可変動弁機構を作動させるためには油圧は高圧でなければならないが、その反面、それ程油量を必要とするものではない。

このような相反する要求を単一の潤滑ポンプで賄おうとした場合、潤滑ポンプにより供給される潤滑剤の油量、油圧は最も厳しい箇所の条件で決めざるを得ず、各部で供給油量と油圧との最適化がなされていないという問題があった。このように各部で供給油量と油圧との最適化がなされていないと、フリクションが却って増大する箇所が現れたり、暖機性が悪化したりする等の弊害が生じうる。

そこで、本発明は、複雑な構成、制御をすることなく、上記のような問題を解決することができる軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。

かかる課題を達成するための、本発明の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンは、軽油等の燃料を潤滑剤として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、潤滑ポンプによりエンジン各部へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路と、噴射ポンプにより噴射系へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路と、前記噴射ポンプの下流から分岐してエンジン各部へ燃料を供給する分岐燃料供給経路と、を有することを特徴とする（請求項１）。本発明の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンは、燃料を潤滑剤としても用いるものであり、エンジン各部と噴射系に供給される燃料は共通している。すなわち、噴射ポンプから噴射される燃料と、潤滑ポンプから供給される燃料とは共通している。そこで、本発明は、噴射ポンプに噴射ポンプの機能と潤滑ポンプの機能とを担わせ、新たなポンプを追加することなくエンジン各部への燃料の供給経路を二系統としている。

このような軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンでは、前記エンジン各部を、低圧燃料を多量に供給するエンジン潤滑系と、高圧燃料を供給する高圧燃料供給系とに区別し、前記エンジン潤滑系には前記潤滑系燃料供給経路から燃料が供給され、前記高圧燃料供給系には前記分岐燃料供給経路から燃料が供給される構成とすることができる（請求項２）。すなわち、潤滑剤の供給が必要となるエンジン潤滑系と、従来、潤滑剤を加圧することによって必要な油圧を確保していた高圧燃料供給系とを区別し、エンジン潤滑系には潤滑ポンプからの潤滑油としての燃料の供給、高圧燃料供給系には、燃料噴射の必要性から高圧を確保できる噴射ポンプから高圧の燃料を供給するようにしたものである。ここで、高圧燃料供給系とは、例えば、前記のような可変動弁機構を指す。また、必要によっては、オイルジェットや、ラッシュアジャスタといった油圧の供給を受けることのある箇所を含めることができる。

このような構成は、燃料を潤滑剤として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンならではの構成である。すなわち、潤滑剤としてエンジンオイルを用いる通常のエンジンでは、エンジンオイルを供給する潤滑ポンプを備えた経路と、燃料を噴射する噴射ポンプを備えた経路とは完全に分離されたものであり、通常、噴射ポンプから燃料をエンジン各部に供給する構成とすることはできない。仮に、このようなエンジンオイルを用いる通常のエンジンにおいて、各部における適切な油圧、油量を確保しようとする場合は、要求が異なる箇所毎に所望の潤滑ポンプを備えた構成とすることが考えられるが、このような構成は、コストアップ、システム構成、制御の複雑化を招く。

本発明のように、燃料を潤滑剤として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであれば、噴射ポンプで圧力を高められた燃料を高圧燃料供給系に供給することができ、新たなポンプを装着することなく各部における最適な油圧、油量を確保することができる。

また、本発明に用いられる潤滑ポンプ自体はエンジン潤滑系に必要量の燃料を供給することができれば良く、燃料の高圧化は求められない。このため、高圧燃料供給に伴う損失を回避し、燃費低減を図ることができる。また、配管の設計上も圧力損失低減が可能である。

このような軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンでは、前記噴射ポンプと前記エンジン各部との間に位置する前記分岐燃料供給経路にレギュレータを配設した構成とすることができる（請求項３）。このように構成することにより、燃料の供給先、すなわち、高圧燃料供給系の要求する油圧を容易に確保することができる。例えば、噴射ポンプで加圧された燃料の圧力が、高圧燃料供給系の要求する圧力よりも高いときには、噴射ポンプの下流でレギュレータにより減圧した後、高圧燃料供給系に所望の圧力の燃料を供給することができる。ここで、レギュレータとしては、例えば、減圧弁や、リリーフ弁を用いることができる。

以上、説明したように、本発明は、潤滑ポンプによりエンジン各部へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路と、噴射ポンプにより噴射系へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路と、前記噴射ポンプの下流から分岐してエンジン各部へ燃料を供給する分岐燃料供給経路とを有する構成となっていれば良く、他の経路や構成要素は特に限定されるものではない。例えば、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、供給ポンプにより燃料タンクからオイルパンへ燃料を供給する燃料供給経路と、潤滑ポンプにより前記オイルパンからエンジン各部へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路と、当該潤滑系燃料供給経路に供給した後の潤滑系リターン燃料を前記オイルパンへ戻す潤滑系燃料リターン経路と、噴射ポンプにより前記オイルパンから噴射系へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路と、前記噴射ポンプの下流から分岐してエンジン各部に燃料を供給する分岐燃料供給経路と、前記噴射ポンプと前記エンジン各部との間に位置する前記分岐燃料供給経路に配設したレギュレータとを備え、前記エンジン各部を、低圧燃料を多量に供給するエンジン潤滑系と、高圧燃料を供給する高圧燃料供給系とに区別し、前記エンジン潤滑系には前記潤滑系燃料供給経路から燃料が供給され、前記高圧燃料供給系には前記分岐燃料供給経路から燃料が供給される構成とすることができる（請求項４）。

本発明によれば、噴射ポンプに噴射ポンプの機能と潤滑ポンプの機能とを担わせ、噴射ポンプの下流から分岐してエンジン各部へ燃料を供給する分岐燃料供給経路を備えた構成とし、エンジン各部への燃料の供給経路を二系統としたので、新たなポンプを装着することなく各部における最適な油圧、油量を確保することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、実施例の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）１の概略構成を示した説明図である。エンジン１は、燃料タンク２、オイルパン３を備えている。燃料タンク２とオイルパン３とは燃料供給経路４によって連通している。この燃料供給経路４にはセジメンタ５、電動供給ポンプ６が配設されており、この電動供給ポンプ６により燃料タンク２からオイルパン３へ燃料が供給されるようになっている。ここで、オイルパン３は、シリンダブロックの下部に一体的に設けられたものを指すが、別置きのオイルタンクであってもよい。

エンジン１は、潤滑剤の供給を必要とするエンジン各部７へ潤滑剤としての燃料を供給する潤滑系燃料供給経路８を有している。この潤滑系燃料供給経路８にはフィルタ９、５０ｋＰａ程度の圧力で燃料を圧送可能な潤滑ポンプ１０が配設されており、潤滑ポンプ１０を駆動することにより燃料をオイルパン３から吸い上げてエンジン各部７へ供給している。また、エンジン１は、潤滑系燃料供給経路８を通じてエンジン各部７へ供給された燃料をオイルパン３へ戻す潤滑系燃料リターン経路１１を有している。

さらに、エンジン１は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１２へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路１３を有している。この噴射系燃料供給経路１３には、フィルタ１４、低圧ポンプと高圧ポンプとを組み合わせ１０ＭＰａ以上の高圧で燃料を圧送可能な噴射ポンプ１５が配設されており、噴射ポンプ１５を駆動することにより燃料をオイルパン３から吸い上げて噴射系１２へ供給している。

また、エンジン１は噴射系燃料供給経路１３を通じて噴射系１２へ供給された後の噴射系リターン燃料を燃料タンク２へ戻す噴射系燃料リターン経路１６を有している。なお、噴射系リターン燃料とは、噴射ポンプ１５に一体的に設けられた供給ポンプ（低圧ポンプ）、コモンレールおよび燃料噴射弁（いずれも図示せず）の各々から戻されるリターン燃料を指す。

さらに、エンジン１は、噴射ポンプ１５の下流から分岐してエンジン各部７へ燃料を供給する分岐燃料供給経路１７を有している。この分岐燃料供給経路１７には減圧弁を備えたレギュレータ１８を備えている。このレギュレータ１８は噴射ポンプ１５により高圧とされた燃料を４００ｋＰａ程度の圧力に減圧してエンジン各部７に供給するものである。

以上、説明したようにエンジン１におけるエンジン各部７には、潤滑系燃料供給経路８からと、分岐燃料供給経路１７から燃料が供給されるが、各経路から供給される燃料の供給先は異なっている。すなわち、エンジン各部７は、低圧燃料を多量に供給するエンジン潤滑系と、高圧燃料を供給する高圧燃料供給系とに分けられており、潤滑系には潤滑系燃料供給経路８から燃料が供給され、高圧燃料供給系には分岐燃料供給経路１７から燃料が供給されている。

図２は、エンジン各部７を含む燃料の供給経路をより具体的に示した模式図であるが、エンジン１は、シリンダヘッドやロッカーシャフト、コンロッド等といったエンジン潤滑系を含む第一経路Ａと、この第一経路Ａとは別個の、可変動弁機構やラッシュアジャスタ、オイルジェットが含まれる高圧燃料供給系を含む第二経路Ｂが形成されている。

すなわち、第一経路Ａは、オイルパン３から潤滑ポンプ１０により潤滑系燃料供給経路８を通じて潤滑剤の供給を必要とするシリンダヘッドやロッカーシャフト、コンロッド等へ燃料を供給し、その後、潤滑系燃料リターン経路１１を通じて再び燃料をオイルパン３へ戻す経路である。一方、第二経路Ｂは、オイルタンク３から噴射ポンプ１５により吸い上げた高圧の燃料を、レギュレータ１８を通じて減圧し、これを可変動弁機構等が含まれる高圧燃料供給系に供給して、その後、オイルパン３に戻す経路である。

以上のように構成されるエンジン１は、一個の潤滑ポンプ１０、一個の噴射ポンプ１５により、エンジン各部７におけるエンジン潤滑系、高圧燃料供給系の最適な油圧、油量を確保することができる。また、潤滑ポンプ１０を低圧のものとすることができる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

実施例の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンの概略構成を示した説明図である。 エンジン各部を含む燃料の供給経路を示した模式図である。 従来の燃料潤滑式ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 燃料タンク
３ オイルパン
４ 燃料供給経路
５ セジメンタ
６ 電動供給ポンプ
７ エンジン各部
８ 潤滑系燃料供給経路
９、１４ フィルタ
１０ 潤滑ポンプ
１１ 潤滑系リターン経路
１２ 噴射系
１３ 噴射系燃料供給経路
１５ 噴射ポンプ
１６ 噴射系燃料リターン経路
１７ 分岐燃料供給経路
１８ レギュレータ

Claims (4)

1. 軽油等の燃料を潤滑剤として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、
   潤滑ポンプによりエンジン各部へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路と、
   噴射ポンプにより噴射系へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路と、
   前記噴射ポンプの下流から分岐してエンジン各部へ燃料を供給する分岐燃料供給経路と、
   を有することを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
2. 請求項１記載の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   前記エンジン各部を、低圧燃料を多量に供給するエンジン潤滑系と、高圧燃料を供給する高圧燃料供給系とに区別し、
   前記エンジン潤滑系には前記潤滑系燃料供給経路から燃料が供給され、前記高圧燃料供給系には前記分岐燃料供給経路から燃料が供給されることを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
3. 請求項１又は２記載の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   前記噴射ポンプと前記エンジン各部との間に位置する前記分岐燃料供給経路にレギュレータを配設したことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
4. 軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、
   供給ポンプにより燃料タンクからオイルパンへ燃料を供給する燃料供給経路と、
   潤滑ポンプにより前記オイルパンからエンジン各部へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路と、
   当該潤滑系燃料供給経路に供給した後の潤滑系リターン燃料を前記オイルパンへ戻す潤滑系燃料リターン経路と、
   噴射ポンプにより前記オイルパンから噴射系へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路と、
   前記噴射ポンプの下流から分岐してエンジン各部に燃料を供給する分岐燃料供給経路と、
   前記噴射ポンプと前記エンジン各部との間に位置する前記分岐燃料供給経路に配設したレギュレータと
   を備え、
   前記エンジン各部を、低圧燃料を多量に供給するエンジン潤滑系と、高圧燃料を供給する高圧燃料供給系とに区別し、
   前記エンジン潤滑系には前記潤滑系燃料供給経路から燃料が供給され、前記高圧燃料供給系には前記分岐燃料供給経路から燃料が供給されることを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
   

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