JP2007064003A - Lubricating oil feeding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潤滑油供給装置に関する。 The present invention relates to a lubricating oil supply apparatus.
一般に、内燃機関では内燃機関内の各軸受部や摺動部に潤滑油が供給される。これにより、軸受部や摺動部等の摩擦面での流体潤滑を確保して、これら摩擦面での摩擦や磨耗を低減すると共に、摩擦面での冷却を促進することとしている。 Generally, in an internal combustion engine, lubricating oil is supplied to each bearing part and sliding part in the internal combustion engine. As a result, fluid lubrication is ensured on the friction surfaces such as the bearing portion and the sliding portion, and friction and wear on these friction surfaces are reduced, and cooling on the friction surfaces is promoted.
このように内燃機関内の各軸受部や摺動部に潤滑油を供給するにあたっては、オイルパン等のオイル溜りに貯留された潤滑油をオイルポンプによって汲み上げると共に汲み上げられた潤滑油を内燃機関内の各軸受部や摺動部に圧送するようにしている。 In this way, when supplying lubricating oil to each bearing part and sliding part in the internal combustion engine, the lubricating oil stored in an oil reservoir such as an oil pan is pumped up by the oil pump and the pumped lubricating oil is pumped into the internal combustion engine. The bearings and sliding parts are fed by pressure.
特許文献1に記載の潤滑装置では、オイルパン内に貯留されている潤滑油をオイルポンプによって汲み上げ、汲み上げられた潤滑油をクランクシャフト系潤滑経路及び動弁系潤滑経路を介して内燃機関の各軸受部や摺動部に潤滑油を供給するようにしている。特に、この潤滑装置では、クランクシャフト系潤滑経路に流入する潤滑油の流量と動弁系潤滑経路に流入する潤滑油の流量との割合を調整する供給割合調整弁を有しており、オイルパン内に貯留されている潤滑油の量が少なくなった場合には供給割合調整弁を制御してクランクシャフト系潤滑油経路に流入する潤滑油の流量の割合を少なくするようにしており、これにより潤滑油消費量の多いクランクシャフト系構成要素への潤滑油の供給割合が少ないものとされ、潤滑油消費量が少量に抑えられる。
In the lubricating device described in
ところで、内燃機関に用いられるオイルポンプの多くは、ベルト等を介して内燃機関のクランクシャフトに駆動される。このようにオイルポンプの駆動には内燃機関の出力の一部が利用されるため、潤滑油の汲み上げのためのオイルポンプの駆動負荷が大きくなると、内燃機関の出力に対する駆動損失が大きなものとなる。このため、内燃機関の出力に対する駆動損失を低減するという観点からは、オイルポンプの容量が小さくてオイルポンプの駆動負荷が小さいことが必要である。 By the way, many of the oil pumps used in the internal combustion engine are driven by a crankshaft of the internal combustion engine via a belt or the like. As described above, since a part of the output of the internal combustion engine is used for driving the oil pump, when the drive load of the oil pump for pumping up the lubricating oil becomes large, the drive loss with respect to the output of the internal combustion engine becomes large. . For this reason, from the viewpoint of reducing the driving loss with respect to the output of the internal combustion engine, it is necessary that the capacity of the oil pump is small and the driving load of the oil pump is small.
一方、オイルポンプの容量を小さくしてオイルポンプの駆動負荷を小さくすると、オイルポンプによって汲み上げられる潤滑油の流量が少なくなり、軸受部や摺動部等の摩擦面に十分に潤滑油を供給することができなくなり、油膜切れ等により摩擦面での摩擦や磨耗が増大してしまう。 On the other hand, if the capacity of the oil pump is reduced and the driving load of the oil pump is reduced, the flow rate of the lubricating oil pumped up by the oil pump decreases, and sufficient lubricating oil is supplied to the friction surfaces such as the bearings and sliding parts. And the friction and wear on the friction surface increases due to the oil film running out.
そこで、本発明は、オイルポンプの駆動負荷を低減しつつ軸受部や摺動部等の摩擦面に十分に潤滑油を供給することができる内燃機関の潤滑油供給装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a lubricating oil supply device for an internal combustion engine that can sufficiently supply lubricating oil to a friction surface such as a bearing portion or a sliding portion while reducing a driving load of an oil pump.
上記課題を解決するために、第1の発明では、内燃機関の潤滑対象の構成要素に潤滑油を供給する潤滑油供給装置において、潤滑油を貯留するオイル溜りと、負圧を発生させる負圧発生手段と、上記負圧発生手段によって発生せしめられた負圧によって上記オイル溜りに貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑対象の構成要素に供給する吸上げ供給手段とを具備する。
第1の発明によれば、オイルポンプを用いることなく負圧発生手段によって発生される負圧によって潤滑油の吸い上げが行われるため、オイルポンプの駆動負荷が低減される。また、オイルポンプではなく負圧を用いて内燃機関の潤滑対象の構成要素への潤滑油の供給が行われる。
In order to solve the above-described problem, in the first invention, in a lubricating oil supply device that supplies lubricating oil to components to be lubricated in an internal combustion engine, an oil reservoir for storing the lubricating oil, and a negative pressure that generates a negative pressure Generating means, and suction supply means for sucking up the lubricating oil stored in the oil reservoir by the negative pressure generated by the negative pressure generating means and supplying it to the components to be lubricated.
According to the first aspect, since the lubricating oil is sucked up by the negative pressure generated by the negative pressure generating means without using the oil pump, the driving load of the oil pump is reduced. Further, the lubricating oil is supplied to the components to be lubricated of the internal combustion engine using negative pressure instead of the oil pump.
第2の発明では、第1の発明において、クランク室内の潤滑対象の構成要素を潤滑するためのクランク室内用潤滑経路と、該クランク室内用潤滑経路とは別経路であって動弁系の潤滑対象の構成要素を潤滑するための動弁系用潤滑経路との二つの潤滑経路を具備し、上記吸上げ供給手段は動弁系用潤滑経路を介して動弁系の潤滑対象の構成要素に潤滑油を供給するためにのみ用いられる。
第2の発明によれば、吸上げ供給手段により動弁系の潤滑対象の構成要素に潤滑油が供給される。吸上げ供給手段では負圧により潤滑油の吸い上げ及び供給が行われ、負圧によって吸い上げ及び供給される潤滑油の流量は、通常、オイルポンプによって汲み上げ及び供給される潤滑油の流量よりも少ない。しかしながら、動弁系の潤滑対象の構成要素は潤滑条件がそれほど厳しくないため、吸上げ供給手段による潤滑油の吸い上げ及び供給によって十分に動弁系の潤滑対象の構成要素を潤滑することができる。
In the second invention, in the first invention, the crank chamber lubrication path for lubricating the components to be lubricated in the crank chamber and the crank chamber lubrication path are separate paths and lubricate the valve train. It comprises two lubrication paths including a valve train lubrication path for lubricating the target component, and the suction supply means is connected to the valve target lubrication target component via the valve train lubrication path. Used only to supply lubricating oil.
According to the second aspect of the invention, the lubricating oil is supplied to the component to be lubricated of the valve operating system by the suction supply means. The suction supply means sucks up and supplies the lubricating oil by negative pressure, and the flow rate of the lubricating oil sucked up and supplied by the negative pressure is usually smaller than the flow rate of the lubricating oil pumped up and supplied by the oil pump. However, since the components to be lubricated in the valve system are not so severe in lubrication conditions, the components to be lubricated in the valve system can be sufficiently lubricated by sucking up and supplying the lubricating oil by the suction and supply means.
第3の発明では、第1又は第2の発明において、上記吸上げ供給手段は、負圧発生手段によって発生せしめられる負圧の大きさを制御する負圧制御弁を具備し、該負圧制御弁によって負圧の大きさを制御することにより上記吸上げ供給手段から潤滑対象の構成要素に供給される潤滑油の量が制御される。 In a third invention, in the first or second invention, the suction supply means includes a negative pressure control valve for controlling the magnitude of the negative pressure generated by the negative pressure generating means, and the negative pressure control By controlling the magnitude of the negative pressure by the valve, the amount of lubricating oil supplied from the suction supply means to the component to be lubricated is controlled.
第4の発明では、第1〜第3のいずれか一つの発明において、上記負圧発生手段及びオイル溜りに連通する主通路と、該主通路から分岐して各潤滑対象の構成要素に向かって延びる分岐通路とを具備し、上記負圧発生手段によって発生せしめられた負圧が上記主通路に提供されているときにはこの負圧により分岐通路への分岐部よりも鉛直上方まで潤滑油が吸い上げられると共に、上記負圧発生手段によって発生せしめられた負圧の上記主通路への提供が中止せしめられると上記分岐部よりも鉛直上方まで吸い上げられていた潤滑油の少なくとも一部が上記分岐通路を介して各潤滑対象の構成要素に供給せしめられる。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, a main passage communicating with the negative pressure generating means and the oil reservoir, and a branch from the main passage toward a component to be lubricated And when the negative pressure generated by the negative pressure generating means is provided to the main passage, the negative pressure causes the lubricating oil to be sucked up vertically above the branching portion to the branch passage. At the same time, when the supply of the negative pressure generated by the negative pressure generating means to the main passage is stopped, at least a part of the lubricating oil sucked up vertically above the branch portion passes through the branch passage. To be supplied to each component to be lubricated.
第5の発明では、第4の発明において、上記主通路上であって上記分岐通路への分岐部よりも負圧発生手段側に、潤滑油の通過を防止する潤滑油通過防止部材が設けられる。 According to a fifth invention, in the fourth invention, a lubricating oil passage prevention member for preventing the passage of the lubricating oil is provided on the main passage and closer to the negative pressure generating means than the branching portion to the branch passage. .
第6の発明では、第5の発明において、上記潤滑油通過防止部材は、上記主通路の軸線方向に移動可能な空間分離板を具備し、該空間分離板は上記負圧発生手段によって主通路に提供されている負圧に応じて移動する。 According to a sixth aspect, in the fifth aspect, the lubricating oil passage preventing member includes a space separation plate movable in the axial direction of the main passage, and the space separation plate is separated from the main passage by the negative pressure generating means. Move according to the negative pressure provided.
本発明によれば、オイルポンプの駆動負荷を低減しつつ、内燃機関の潤滑対象の構成要素、すなわち軸受部や摺動部等の摩擦面に十分に潤滑油を供給することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, lubricating oil can fully be supplied to friction surfaces, such as a bearing part and a sliding part, which are the lubrication target components of an internal combustion engine, reducing the drive load of an oil pump.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は本発明の潤滑油供給装置を備えた内燃機関の側面断面図であり、図2は図1のA部を拡大した側面断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view of an internal combustion engine provided with the lubricating oil supply device of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged side sectional view of a portion A in FIG.
図1を参照すると、1はオイルパン(オイル溜り)2上に固定されたシリンダブロック、3はシリンダブロック1上に固定されたシリンダヘッド、4はシリンダヘッド3上に固定されたシリンダヘッドカバー、5はシリンダブロック1とオイルパン2とにより画成されるクランク室、6はシリンダヘッド3とシリンダヘッドカバー4とにより画成されるシリンダヘッド室をそれぞれ示す。クランクシャフト7はコネクティングロッド8およびピストンピン9を介して各ピストン10に連結される。なお、ピストン10の頂面とシリンダヘッド3の下壁面間には燃焼室11が形成される。一方、シリンダヘッド室6内には動弁系機構12が収容される。動弁系機構12は吸気弁13及び排気弁14と吸気カムシャフト15及び排気カムシャフト16とを具備する。さらに、シリンダヘッド3内には吸気弁13によって開閉される吸気ポート17及び排気弁14によって開閉される排気ポート18が設けられる。
Referring to FIG. 1, 1 is a cylinder block fixed on an oil pan (oil reservoir) 2, 3 is a cylinder head fixed on the
図1のA部の拡大図である図2を参照すると、シリンダヘッド1内にはバルブガイド挿入孔21が形成され、このバルブガイド挿入孔21内に吸気弁13のバルブステム13aを案内するためのバルブガイド22が圧入される。バルブガイド22の頂部にはバルブガイドとバルブステム13aとの間に形成される環状の間隙をシールするためのシール部材23が取付けられる。このシール部材23はシリンダヘッド3に取付けられてもよい。また、バルブステム13aの頂部にはコッタを介してバルブリテーナ24が取付けられる。バルブリテーナ24とシリンダヘッド3との間には圧縮バネ25が挿入され、この圧縮バネ25の付勢力により吸気弁13が閉弁方向に付勢されている。さらに、バルブステム13aの頂部と、吸気弁13を駆動するための吸気カム15aとの間にはバルブリフタ26が挿入される。バルブリフタ26はシリンダヘッド3内に形成されたバルブリフタ案内孔27により案内される。
Referring to FIG. 2, which is an enlarged view of part A in FIG. 1, a valve
吸気カム15aがバルブリフタ27に作用するとバルブリフタ26が吸気弁13と共に下降せしめられ、斯くして吸気弁13が開弁せしめられる。一方、吸気カム15aがバルブリフタ26に作用しなくなるとバルブリテーナ24に作用する圧縮バネ25の付勢力によってバルブリフタ26と吸気弁13とが上昇せしめられ、斯くして吸気弁13が閉弁せしめられる。なお、排気弁14についても同様であるので説明を省略する。
When the
さらに図2を参照すると、シリンダヘッド室6内の最も低い位置には凹部30が形成される。この凹部30はサブオイルパン(オイル溜り)、すなわち動弁系用潤滑油が貯留せしめられるオイルパンを構成し、以下サブオイルパンと称する。後述するように、吸気カム15a、バルブリフタ26等を潤滑した潤滑油はシリンダヘッド室6の壁面に沿いつつ流れてサブオイルパン30内に集められることとなる。
Still referring to FIG. 2, a
図1に示す内燃機関では、二つの潤滑経路を備えている。すなわち内燃機関は、クランク室5内の潤滑対象構成要素、例えばクランクシャフト7、コネクティングロッド8、ピストン10等を潤滑するためのクランク室内用潤滑経路と、シリンダヘッド室6内の動弁系機構12を潤滑するための動弁系用潤滑経路とを具備している。
The internal combustion engine shown in FIG. 1 has two lubrication paths. That is, the internal combustion engine includes a lubrication path for the crank chamber for lubricating the components to be lubricated in the
図3にはクランク室内用潤滑経路が示される。この図面において、実線は潤滑油がオイルポンプにより強制的に送られる潤滑油流れを示しており、これに対し破線は潤滑油が自然落下により流れる潤滑油流れを示している。 FIG. 3 shows a lubrication path for the crank chamber. In this drawing, the solid line indicates the lubricating oil flow in which the lubricating oil is forcibly sent by the oil pump, while the broken line indicates the lubricating oil flow in which the lubricating oil flows due to natural fall.
図3を参照すると、クランク室内用潤滑経路ではオイルパン2内の潤滑油がオイルストレーナを介して機関駆動式のオイルポンプにより汲み上げられる。オイルポンプから吐出された潤滑油は次いでオイルフィルタを介してクランクシャフト7に供給される。クランクシャフト7に供給された潤滑油の一部はオイルパン2に戻り、残りの潤滑油は次いでコネクティングロッド8に供給される。コネクティングロッド8に供給された潤滑油の一部はオイルパン2に戻り、残りの潤滑油は次いでピストン10及びシリンダ壁に供給される。ピストン10及びシリンダ壁に供給された潤滑油はオイルパン2に戻る。なお、オイルポンプとオイルフィルタ間には、例えばオイルポンプの下流が目詰まりしたときにオイルポンプから吐出された潤滑油をオイルパンに逃すリリーフバルブが設けられる。
Referring to FIG. 3, in the crank chamber lubricating path, the lubricating oil in the
一方、動弁系用潤滑経路については、通常、上述したクランク室内用潤滑経路と同様に、機関駆動式のオイルポンプ(以下、「サブオイルポンプ」と称す)が用いられ、サブオイルポンプによってサブオイルパン内の潤滑油が汲み上げられ、動弁系機構12の各構成要素等に潤滑油が供給される。具体的には、サブオイルパン内の潤滑油がサブオイルポンプにより汲み上げられ、サブオイルポンプから吐出された潤滑油はカムシャフトのジャーナル軸受に供給される。カムシャフトのジャーナル軸受に供給された潤滑油は次いでカム、バルブリフタ、バルブステムに供給されて、その後サブオイルパンに戻される。
On the other hand, for the valve train lubrication path, an engine-driven oil pump (hereinafter referred to as “sub oil pump”) is usually used in the same manner as the crank chamber lubrication path described above. The lubricating oil in the oil pan is pumped up, and the lubricating oil is supplied to each component of the
クランク室用潤滑経路は基本的にクランク室5内に配置されており、一方、動弁系用潤滑経路は基本的にシリンダヘッド室6内に配置されている。このため、クランク室用潤滑経路で用いられる潤滑油と動弁系用潤滑油経路で用いられる潤滑油とは基本的に混ざり合うことがなく、これら二つの潤滑経路で別の潤滑油を用いることができる。特に、動弁系用潤滑経路では粘度の高い潤滑油が用いられるのが好ましく、クランク室用潤滑経路では粘度の低い潤滑油が用いられるのが好ましい。このように各潤滑経路で異なる潤滑油を用いるようにすることで、内燃機関の運転に伴って生じる動弁系機構及びクランク室内機構(クランクシャフトやピストン)におけるフリクションを低減することができる。
The crank chamber lubrication path is basically arranged in the
また、互いに異なる潤滑経路を設けることによって動弁系用潤滑油経路の潤滑油の劣化を低減することができる。すなわち、クランク室内用潤滑経路の潤滑油は燃焼室11内からクランク室5内に漏れ入るブローバイガスと接触し、それにより潤滑油中にカーボンが混入し易い。このカーボンを含んだ潤滑油は境界潤滑である動弁系機構の潤滑には適さない。このため、動弁系用潤滑経路の潤滑油と、クランク室用潤滑経路の潤滑油とが互いに共通であったり、または混合し合ったりすると動弁系用潤滑経路の潤滑油が早期に劣化することとなる。これに対し、潤滑経路を別のものとすることによりクランク室用潤滑経路で用いられる潤滑油と動弁系用潤滑油経路で用いられる潤滑油とは基本的に混ざり合うことがないため、動弁系用潤滑経路の潤滑油の劣化を低減することができる。
Moreover, deterioration of the lubricating oil in the valve operating system lubricating oil path can be reduced by providing different lubricating paths. That is, the lubricating oil in the lubricating path for the crank chamber comes into contact with the blow-by gas that leaks from the combustion chamber 11 into the
ところで、動弁系用潤滑経路について上述したようにサブオイルパン内の潤滑油を汲み上げるのにサブオイルポンプを用いると、内燃機関の出力の一部がサブオイルポンプを駆動するのに用いられるため、内燃機関の出力に対する駆動損失が大きくなる。また、サブオイルポンプを設けると製造コストの増大を招く。 By the way, if the sub oil pump is used to pump up the lubricating oil in the sub oil pan as described above for the valve train lubrication path, a part of the output of the internal combustion engine is used to drive the sub oil pump. The drive loss with respect to the output of the internal combustion engine becomes large. In addition, if a sub oil pump is provided, the manufacturing cost increases.
そこで、本実施形態では、サブオイルポンプを用いることなく動弁系用潤滑経路における潤滑油の供給を行うこととしている。以下、図4〜図6を参照して、本実施形態における動弁系用潤滑経路の潤滑油の供給について詳細に説明する。 Therefore, in this embodiment, the lubricating oil is supplied in the valve train lubrication path without using the sub oil pump. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 6, the supply of the lubricating oil in the valve train lubrication path in the present embodiment will be described in detail.
図4は、シリンダヘッド3を概略的に示す上面図であり、吸気カムシャフト15の近傍のみが示されている。図4にはシリンダヘッド3上に固定されるシリンダヘッドカバー4が外された状態が示されている。図からわかるように、シリンダヘッド3には吸気カム15aを複数備えた吸気カムシャフト15が設けられる。図4には4気筒の内燃機関用の吸気カムシャフト15が示されている。本実施形態の内燃機関では各気筒あたり二つの吸気弁13が設けられており、各吸気弁13はそれぞれ一つの吸気カム15aによって開閉駆動せしめられる。吸気カムシャフト15はタイミングチェーン等を介してクランクシャフト7に連結され、クランクシャフト7の回転に同期して回転せしめられる。特に、本実施形態では、クランクシャフト7の回転角度に対するカムシャフト15の回転角度を連続的に変更して、吸気弁13の位相角を変更することができる連続可変バルブタイミング機構(図示せず)を有する。
FIG. 4 is a top view schematically showing the
また、シリンダヘッド3上には吸気カムシャフト15をシリンダヘッド3上に回転可能に繋止するためのカムキャップ31が配置される。カムキャップ31は、一つの気筒に対応する二つの吸気カム15aの間において吸気カムシャフト15をシリンダヘッド3上に繋止するように配置される。カムキャップ31はそれぞれ二本のボルト32によってシリンダヘッド3に固定され、カムキャップ31に対面するシリンダヘッド3の上面部分とカムキャップ31の底面とは、吸気カムシャフト15のジャーナル軸受33(図5参照)を画成する。吸気カムシャフト15は、これらジャーナル軸受33に受容されると共にジャーナル軸受33内で回転することができる。
A
ここで、本実施形態の動弁系用潤滑経路は、吸気カム15a及びバルブリフタ26に潤滑油を供給するためのカム供給機構35と、ジャーナル軸受33に潤滑油を供給するための軸受供給機構36とを有する。
Here, the valve train lubrication path of the present embodiment includes a
図5は、図4のラインV−Vに沿ったシリンダヘッド3の断面におけるカム供給機構35を概略的に示した図である。カム供給機構35は、主通路を画成するメインパイプ40と分岐通路を画成する分岐パイプ41とを有する。メインパイプ40は、水平方向に延びることのないように配置され、本実施形態では鉛直方向に延びるように配置される。また、メインパイプ40は、一方の端部でサブオイルパン30に連通すると共に他方の端部で集合パイプ42を介してバキュームスイッチングバルブ(以下、「VSV」と称す)37に連通する。分岐パイプ41は、メインパイプ40から分岐すると共に、その先端が各吸気カム15a、バルブリフタ26及び吸気カム15aとバルブリフタ26との間の接触部のうちの少なくともいずれか一つに向けられる。特に、分岐パイプ41はメインパイプ40から水平方向よりも下方に向かって延びるように配置される。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the
メインパイプ40のサブオイルパン30側の端部(或いは、少なくともメインパイプ40からの分岐パイプ41の分岐部41aよりもサブオイルパン30側のメインパイプ40内)には、メインパイプ用逆止弁43が設けられる。メインパイプ用逆止弁43はサブオイルパン30側の端部からVSV37側の端部に向かって潤滑油が流れるのを許可するが、VSV37側の端部からサブオイルパン30側の端部に向かって潤滑油が流れるのを禁止する。また、分岐パイプ41には分岐パイプ用逆止弁44が設けられる。分岐パイプ用逆止弁44は、分岐部41aから吸気カム15a等に向かって潤滑油が流れるのを許可するが、吸気カム15a側から分岐部41aに向かって潤滑油が流れるのを禁止する。
At the end of the
メインパイプ40と分岐パイプ41とから構成されるカム供給機構35は各吸気カム15a毎に設けられる。そして、図4に示されたように全ての吸気カム15aに対応するカム供給機構35のメインパイプ40は集合パイプ42により一つのVSV37に連通せしめられる。すなわち、集合パイプ42は、全てのカム供給機構35のメインパイプ40に連通していると共に、これら複数のメインパイプ40を一つのパイプに集合させてVSV37に連通させる。
A
VSV37には、集合パイプ42に加えて、負圧発生装置38と連通する負圧パイプ45及び大気と連通する大気圧パイプ46に連通されている。負圧発生装置38は、例えばブレーキブースタ(図示せず)や負圧を利用して作動する負圧アクチュエータ等に負圧を提供するために従来から内燃機関に設けられている装置である。負圧発生装置38としては、例えば、内燃機関として火花点火式内燃機関(ガソリンエンジン)が用いられている場合にはスロットル弁よりも下流側の吸気管が利用され、特にスロットル弁の開度が小さいときに大きな負圧が発生せしめられる。一方、内燃機関として圧縮自着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)が用いられている場合には内燃機関の出力を用いて負圧を発生させるバキュームポンプが利用される。
In addition to the collecting
VSV37は、集合パイプ42に提供される圧力、すなわちメインパイプ40のVSV37側の端部に提供される圧力を、負圧発生装置(負圧発生手段)38によって生成された負圧と大気圧との間で切り換えることができる。すなわち、VSV37がオンになっているときにはメインパイプ40のVSV37側の端部の圧力が負圧とされ、一方、VSV37がオフになっているときにはメインパイプ40のVSV37側の端部の圧力が大気圧とされる。
The
このように構成されたカム供給機構35では、以下のようにして吸気カム15a及びバルブリフタ26に潤滑油を供給する。まず、図5(a)に示したように、VSV37がオンにされると、メインパイプ40のVSV37側の端部の圧力が負圧とされる。このとき、メインパイプ40内では上記負圧によりサブオイルパン30側の端部からVSV37側の端部に向かって、すなわち鉛直上方に向かって潤滑油が流れようとするためメインパイプ用逆止弁43は開弁される。一方、分岐パイプ41内では上記負圧により吸気カム15a側から分岐部41aに向かって潤滑油が流れようとするため分岐パイプ用逆止弁44は閉弁される。従って、VSV37がオンにされると分岐パイプ41内の潤滑油は基本的に移動せず、一方、メインパイプ40内では負圧によりサブオイルパン30から潤滑油が鉛直上方へと吸い上げられる。本実施形態では、少なくともメインパイプ40内の潤滑油の液面が分岐パイプ41への分岐部41aよりも鉛直上方へ吸い上げられるまでVSV37がオンにされる。
The
その後、図5(b)に示したように、VSV37がオフにされると、メインパイプ40のVSV37側の端部の圧力が大気圧とされる。このとき、メインパイプ40内では重力によりVSV37側の端部からサブオイルパン30側の端部に向かって潤滑油が流れようとするためメインパイプ用逆止弁43は閉弁される。一方、分岐パイプ41内では重力により分岐部41aから吸気カム15a側に向かって潤滑油が流れようとするため分岐パイプ用逆止弁44は開弁される。従って、VSV37がオフにされてもメインパイプ40内の潤滑油はメインパイプ用逆止弁43を介してサブオイルパン30内に戻されることはない。一方、分岐パイプ41では吸気カム15a側の端部から吸気カム15a及びバルブリフタ26に潤滑油が供給される。特に、本実施形態では、VSV37がオンにされているときにメインパイプ40内で分岐部よりも鉛直上方側に吸い上げられていた潤滑油は、VSV37がオフにされると基本的に全て吸気カム15a及びバルブリフタ26に供給される。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, when the
このように本実施形態によれば、カム供給機構35及びVSV37は、負圧発生手段によって発生せしめられた負圧によってサブオイルパン30に貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑対象の構成要素、すなわち吸気カム15a及びバルブリフタ26等に供給する吸上げ供給手段を構成する。また、VSV37の切換え周期を変更することにより吸気カム15a等に供給される潤滑油の量を制御することができる。すなわち、VSV37の切換え周期が早いと供給される潤滑油の量が多くなり、逆にVSV37の切換え周期が遅いと供給される潤滑油の量が少なくなる。
As described above, according to the present embodiment, the
図6は、図4のラインVI−VIに沿ったシリンダヘッド3の断面における軸受供給機構36を概略的に示した図である。軸受供給機構36は、カムキャップ31と対面するシリンダブロック3の部分に形成された鉛直方向に延びるブロック内孔47と、カムキャップ31内に形成された鉛直方向に延びるキャップ内孔48とを有する。ブロック内孔47とキャップ内孔48とは、カムキャップ31がシリンダブロック3上に固定されたときに整列するように形成される。ブロック内孔47の下方にはサブオイルパン30に連通する下方パイプ49が設けられ、キャップ内孔48の上方には上方パイプ50が設けられる。上方パイプ50は、一方の端部でキャップ内孔48に連通すると共に他方の端部で集合パイプ51を介してVSV37に連通する。下方パイプ49、ブロック内孔47、キャップ内孔48及び上方パイプ50は、一方の端部でVSV37に連通し且つ他方の端部でサブオイルパン30に連通する主通路を画成する。
FIG. 6 is a view schematically showing the bearing
軸受供給機構36は、さらに、シリンダブロック3及びカムキャップ31内で上記主通路から分岐する分岐通路を画成する分岐孔52を有する。分岐孔52の先端はジャーナル軸受33に連通している。すなわち、分岐孔52の先端は、カムキャップ31に対面するシリンダヘッド3の上面部分及びカムキャップ31の底面の少なくともいずれか一方に連通している。
The bearing
主通路(下方パイプ49、ブロック内孔47、キャップ内孔48及び上方パイプ50)と分岐孔52とから構成される軸受供給機構36は各カムキャップ31毎に設けられる。そして、図4に示したように全てのカムキャップ31に対応する軸受供給機構36の主通路は集合パイプ51により一つのVSV37に連通せしめられる。すなわち、集合パイプ51は全ての軸受供給機構36の主通路に連通していると共に、これら複数の主通路を一つのパイプに集合させてVSV37に連通させる。
A bearing
また、本実施形態では、図4に示したように、軸受供給機構36にはカム供給機構35に連通されるVSV37と同一のVSV37が連通される。従って、VSV37は、集合パイプ51に提供される圧力、すなわち主通路のVSV37側の端部に提供される圧力を、負圧発生装置38によって生成された負圧と大気圧との間で切り換えることができる。すなわち、VSV37がオンになっているときには主通路のVSV37側の端部の圧力が負圧とされ、一方、VSV37がオフになっているときには主通路のVSV37側の端部の圧力が大気圧とされる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
このように構成された軸受供給機構36では、以下のようにしてジャーナル軸受33に潤滑油を供給する。まず、VSV37がオンにされると、主通路のVSV37側の端部の圧力が負圧とされる。このとき、主通路37内では上記負圧によりサブオイルパン30側の端部からVSV37側の端部に向かって潤滑油が吸い上げられる。このとき、潤滑油が主通路を分岐孔52への分岐部よりも鉛直上方にまで吸い上げられると、吸い上げられた潤滑油の一部が分岐孔52を通ってジャーナル軸受33に供給される。
In the
その後、VSV37がオフにされると、主通路のVSV側の端部の圧力が大気圧とされる。このため、主通路内の潤滑油は重力によりサブオイルパン30に向かって鉛直下方へと流れる。これと同時に、主通路内において分岐孔52への分岐部よりも鉛直上方にまで吸い上げられていた潤滑油の一部は、分岐孔52を介してジャーナル軸受33に供給される。
Thereafter, when the
このように本実施形態によれば、軸受供給機構36及びVSV37は、負圧発生装置38によって発生せしめられた負圧によってサブオイルパン30に貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑対象の構成要素、すなわちジャーナル軸受33等に供給する吸上げ供給手段を構成する。
As described above, according to the present embodiment, the bearing
なお、本実施形態では、カム供給機構35に用いられるVSVと軸受供給機構36に用いられるVSVとが同一とされているが、カム供給機構35と軸受供給機構36とでは別のVSVを用いるようにしてもよい。この場合、一方のVSVはカム供給機構35に連通する集合パイプ42に連通し、他方のVSVは軸受供給機構36に連通する集合パイプ51に連通する。これにより、カム供給機構35と軸受供給機構36とで別のタイミングでVSVの切換を行うようにすることができる。
In this embodiment, the VSV used for the
或いは、軸受供給機構36はVSVに接続されなくてもよい。上述したように、主通路のVSV側の端部の圧力が負圧とされている間、ジャーナル軸受33には分岐孔52を介して潤滑油が供給される。従って、主通路のVSV側の端部の圧力が常に負圧であったとしても、すなわち負圧発生装置38と主通路との間にVSVを介さなくてもジャーナル軸受33には潤滑油が供給される。このため、軸受供給機構36は、連続的に又は断続的に負圧を発生させることができる負圧発生装置38にさえ連通していれば、間にVSVを介さなくても、すなわちVSVに接続されなくてもよい。
Alternatively, the bearing
また、軸受供給機構36の下方パイプ49に、メインパイプ用逆止弁と同様な逆止弁を設けてもよい。これにより、VSV37がオンにされて主通路のVSV側の端部の圧力が負圧とされると、逆止弁が開弁されて潤滑油が主通路内で鉛直上方へ吸い上げられ、その後VSV37がオフにされて主通路のVSV側の端部の圧力が大気圧とされると逆止弁が閉弁されて分岐部よりも鉛直上方に吸い上げられていた潤滑油が全て分岐孔52を介してジャーナル軸受33に供給されるようになる。
Further, a check valve similar to the main pipe check valve may be provided in the
このように、本実施形態の動弁系用潤滑経路では、動弁系用潤滑経路用のオイルポンプを用いることなく潤滑油の吸い上げが行われる。従って、動弁系用潤滑経路及びクランク室内用潤滑経路の各潤滑経路毎にオイルポンプを用いて動弁系用潤滑経路及びクランク室内用潤滑経路のそれぞれの潤滑を行う場合に比べて、製造コストを低減することができる。 Thus, in the valve train lubrication path of the present embodiment, the lubricating oil is sucked up without using the oil pump for the valve train lubrication path. Therefore, compared to the case where the lubrication path for the valve train system and the lubrication path for the crank chamber are lubricated using an oil pump for each lubrication path of the valve train lubrication path and the crank chamber lubrication path, the manufacturing cost is reduced. Can be reduced.
また、オイルポンプは、通常、内燃機関のクランクシャフトによって直接的にまたはベルト等を介して間接的に駆動される。従って、潤滑油を汲み上げるためのオイルポンプの駆動負荷が大きくなると、内燃機関の出力に対する駆動損失が大きなものとなる。本実施形態では、動弁系用潤滑経路用のオイルポンプが不要であるため、動弁系用潤滑経路用のオイルポンプが必要な従来の潤滑油供給装置に比べて内燃機関の出力に対する駆動損失を低減することができる。 The oil pump is usually driven directly by a crankshaft of an internal combustion engine or indirectly through a belt or the like. Accordingly, when the driving load of the oil pump for pumping up the lubricating oil increases, the driving loss with respect to the output of the internal combustion engine increases. In this embodiment, since the oil pump for the valve operating system lubrication path is not required, the driving loss for the output of the internal combustion engine compared to the conventional lubricating oil supply device that requires the oil pump for the valve operating system lubrication path. Can be reduced.
さらに、本実施形態の動弁系用潤滑経路では、動弁系機構に対して潤滑油を供給するにあたってオイルポンプを利用せずに負圧を利用している。このため、オイルポンプを利用する場合にはオイルポンプによって潤滑油が圧送されるが、負圧を利用する本実施形態では負圧及び重力により潤滑油が送られる。このため、負圧を利用して潤滑油を供給する場合には、オイルポンプを利用して潤滑油を供給する場合と比べて、潤滑対象の構成要素に十分に満遍なく潤滑油が行き届かない可能性もある。 Furthermore, in the valve train lubrication path of the present embodiment, negative pressure is used without using an oil pump when supplying lubricant to the valve train mechanism. For this reason, when the oil pump is used, the lubricating oil is pumped by the oil pump. However, in the present embodiment using the negative pressure, the lubricating oil is fed by the negative pressure and gravity. For this reason, when supplying lubricating oil using negative pressure, it is possible that the lubricating oil will not reach the components to be lubricated sufficiently evenly compared to supplying lubricating oil using an oil pump. There is also sex.
しかしながら、動弁系機構における潤滑条件は、内燃機関の他の部品、特にクランク室用潤滑経路によって潤滑油の供給が行われる潤滑対象の構成要素における潤滑条件に比べてそれほど厳しくない。これは、動弁系機構12が収容されるシリンダヘッド室6内の温度が比較的低温であることや、シリンダヘッド室6内へのブローバイガスの混入が極めて少量であることによるものである。従って、本実施形態のように動弁系機構に対してオイルポンプを利用せずに負圧を利用して潤滑油の供給を行ったとしても動弁系機構を十分に潤滑することができる。
However, the lubrication conditions in the valve train mechanism are not so severe as compared to the lubrication conditions in the other components of the internal combustion engine, in particular, the components to be lubricated in which the lubricating oil is supplied by the crank chamber lubrication path. This is because the temperature in the cylinder head chamber 6 in which the
なお、上記説明においては、動弁系機構12への潤滑油の提供として、吸気カムシャフト15周りへの潤滑油の提供、すなわち吸気カム15a及びそれに対応するバルブリフタ26、及び吸気カムシャフト15のジャーナル軸受33への潤滑油の提供について説明したが、排気カムシャフト15周りへの潤滑油の提供、すなわち排気カム及びそれに対応するバルブリフタ及び排気カムシャフト16のジャーナル軸受33への潤滑油の提供についても同様な構成としてもよい。
In the above description, as the supply of the lubricating oil to the
また、上記実施形態においては、主通路の鉛直上方側の端部への負圧の提供を制御するためにオン・オフ弁であるVSVが用いられているが、斯かる負圧の提供を制御することができれば他の弁を用いてもよい。このような弁としては、例えば、連続的に負圧を調整することができる電磁負圧調整弁が挙げられる。電磁負圧調整弁を用いれば、主通路の鉛直上方側の端部に提供される負圧の大きさを常に最適な値に制御することができ、これにより、VSVのようにオン・オフ切換え周期を調整することだけでなく、提供される負圧の大きさを調整することによっても潤滑対象の構成要素に供給される潤滑油の量を制御することができるようになる。 In the above-described embodiment, the VSV that is an on / off valve is used to control the supply of the negative pressure to the vertically upper end of the main passage. However, the supply of such a negative pressure is controlled. Other valves may be used if possible. As such a valve, for example, an electromagnetic negative pressure adjusting valve capable of continuously adjusting the negative pressure can be mentioned. If an electromagnetic negative pressure adjusting valve is used, the magnitude of the negative pressure provided to the vertical upper end of the main passage can be controlled to an optimum value at all times, thereby enabling on / off switching as in the case of VSV. The amount of lubricating oil supplied to the component to be lubricated can be controlled not only by adjusting the period but also by adjusting the magnitude of the negative pressure provided.
さらに、上記実施形態では、負圧発生手段によって発生せしめられた負圧によってオイル溜りに貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑対象の構成要素に供給する吸上げ供給手段(カム供給機構、軸受供給機構及びVSV等)は、動弁系用潤滑経路を介して動弁系の潤滑対象の構成要素に潤滑油を供給するために用いられているが、クランク室内用潤滑経路を介してクランク室内の潤滑対象の構成要素に潤滑油を供給するために用いられてもよい。また、上記実施形態では、二つの潤滑経路を備えた内燃機関に吸上げ供給手段を用いているが、クランク室内用潤滑経路と動弁系用潤滑経路とが分かれていない一つの潤滑経路を備えた内燃機関に本発明の吸上げ供給手段を用いてもよい。この場合、サブオイルパンではなくオイルパンから潤滑油が吸い上げられることになる。 Further, in the above-described embodiment, the suction supply means (cam supply mechanism, bearing supply mechanism) that sucks up the lubricating oil stored in the oil reservoir by the negative pressure generated by the negative pressure generating means and supplies it to the components to be lubricated. And VSV, etc.) are used to supply lubricating oil to the components subject to lubrication of the valve train system via the valve train lubrication path, but the lubrication of the crank chamber is performed via the crank chamber lubrication path. It may be used to supply lubricating oil to the subject component. Further, in the above embodiment, the suction supply means is used for the internal combustion engine having two lubrication paths. However, the crank chamber lubrication path and the valve train lubrication path are not separated from each other. The suction supply means of the present invention may be used for an internal combustion engine. In this case, the lubricating oil is sucked up from the oil pan instead of the sub oil pan.
次に、図7を参照して本発明の第二実施形態の潤滑油供給装置について説明する。第二実施形態における潤滑油供給装置の構成は基本的に第一実施形態の潤滑油供給装置の構成と同様であるが、第二実施形態ではカム供給機構35のメインパイプ40内であって分岐パイプ41への分岐部よりもVSV37側、すなわち分岐部よりも鉛直上方に図7に示したような潤滑油通過防止装置54が配置される。
Next, a lubricating oil supply device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the lubricating oil supply device in the second embodiment is basically the same as the configuration of the lubricating oil supply device in the first embodiment. However, in the second embodiment, the lubricating oil supply device is branched in the
潤滑油通過防止装置54は、メインパイプ40内に配置されたハウジング55と、ハウジング55内に収容された潤滑油通過防止部材56とを有する。潤滑油通過防止部材56は、液体(例えば、潤滑油)及び気体(例えば、空気)を通過させない材料で形成されていると共に、ベローズ状に構成されている。ベローズ状の潤滑油通過防止部材56の一方の端部はハウジング55に連結されると共に、他方の端部には空間分離板56aが連結される。従って、潤滑油通過防止部材56のベローズの伸縮に伴って空間分離板56aがハウジング55の軸線方向、すなわちメインパイプ40の軸線方向に平行移動する。具体的には、潤滑油通過防止部材56は、ハウジング55内で、図7(a)に示したような延伸状態と図7(b)に示したような収縮状態との間で変化する。潤滑油通過防止部材56が延伸状態にあるときには空間分離板56aがハウジング55内で鉛直上方側の位置にあり、空間分離板56aよりも鉛直下方側のハウジング55内の空間が広くなる。一方、潤滑油通過防止部材56が収縮状態にあるときには空間分離板56aがハウジング55内で鉛直下方側の位置にあり、空間分離板56aよりも鉛直下方側のハウジング55内の空間が狭くなる。
The lubricating oil
このように構成された潤滑油通過防止装置54では、図5(a)に示したようにVSV37がオンにされてメインパイプ40のVSV37側の端部の圧力が負圧にされると、空間分離板56aがVSV37側に吸い上げられ、図7(a)に示したように潤滑油通過防止部材56が延伸状態とされる。これにより、潤滑油通過防止装置54よりもサブオイルパン30側のメインパイプ40内の圧力が低下せしめられるため、メインパイプ40内においてサブオイルパン30から潤滑油が鉛直上方に吸い上げられる。
In the lubricating oil
一方、図5(b)に示したようにVSV37がオフにされてメインパイプ40のVSV37側の端部の圧力が大気圧にされると、空間分離板56aがサブオイルパン30側に押し下げられて、図7(b)に示したように潤滑油通過防止部材56が収縮状態となる。すなわち、重力により潤滑油が鉛直下方に移動せしめられることにより空間分離板56aよりもサブオイルパン30側のメインパイプ内の圧力が低下せしめられ、これに伴って空間分離板56aがサブオイルパン30側に押し下げられる。このとき、図5(b)に示したように潤滑油が分岐パイプ41を介して吸気カム15a等に供給される。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the
このように、メインパイプ40内に潤滑油通過防止装置54を設けてもカム供給機構35は潤滑油通過防止装置54を設けていない場合と同様に作動し、カム供給機構35により潤滑油が吸気カム15a等に供給される。
Thus, even if the lubricating oil
一方、潤滑油のミスト等がVSV37や負圧発生装置38等に侵入すると、これら装置37、38が正確に作動しなくなりこれら装置の信頼性が失われる虞がある。これに対して本実施形態によれば、潤滑油通過防止装置54を設けたことにより潤滑油のミスト等は潤滑油通過防止部材56を超えて流れることがなくなる。従って、潤滑油通過防止装置54により潤滑油のミスト等がVSV37や負圧発生装置38等に侵入することが防止される。
On the other hand, if a mist of lubricating oil or the like enters the
また、潤滑油通過防止部材56が伸縮可能な量は潤滑油通過防止装置54の製造時に決まっている。従って、潤滑油防止部材56よりもVSV37側のメインパイプ40内の負圧が如何に大きくなっても、潤滑油通過防止部材56は図7(a)に示したような完全に延伸した状態よりも延伸することはない。このため、潤滑油防止部材56よりもVSV37側のメインパイプ40内の負圧が大きくなったとしても、吸い上げられる潤滑油の量は一定となる。すなわち、本実施形態によれば、VSV37を一回オンにしたときに吸気カム15a等に供給される潤滑油の量は一定となる。このため、VSV37をオン・オフするサイクルを変更することにより、吸気カム15a等に供給する潤滑油の量を制御することができる。
The amount by which the lubricating oil
なお、潤滑油通過防止装置54は軸受供給機構36に用いられてもよい。この場合、潤滑油通過防止装置54は上方パイプ50内に配置される。
The lubricating oil
15 吸気カムシャフト
26 バルブリフタ
33 ジャーナル軸受
35 カム供給機構
36 軸受供給機構
37 バキュームスイッチングバルブ(VSV)
38 負圧発生装置
40 メインパイプ(主通路)
41 分岐パイプ(分岐通路)
15
38
41 Branch pipe (branch passage)
Claims (6)
潤滑油を貯留するオイル溜りと、負圧を発生させる負圧発生手段と、上記負圧発生手段によって発生せしめられた負圧によって上記オイル溜りに貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑対象の構成要素に供給する吸上げ供給手段とを具備する、潤滑油供給装置。 In a lubricating oil supply apparatus that supplies lubricating oil to components to be lubricated in an internal combustion engine,
Oil reservoir for storing lubricating oil, negative pressure generating means for generating negative pressure, and components to be lubricated by sucking up the lubricating oil stored in the oil reservoir by the negative pressure generated by the negative pressure generating means A lubricating oil supply device comprising sucking and supplying means for supplying to the oil.
Priority Applications (1)
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