JP2008025403A - エンジンの潤滑油供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低油温時等、潤滑油の粘度が高い状態のときにオイルジェットからの潤滑油の噴射を抑制し、エンジンの暖機促進を図ることができるコンパクトな潤滑油供給装置を提供することを課題とする。
【解決手段】潤滑油供給装置（１）は、エンジン潤滑各部へ潤滑油を供給するメインギャラリ（２）、オイルジェット（４）を備えている。各オイルジェット（４）は、メインギャラリ（２）から分岐点（２Ａ）で分岐したオイルジェットギャラリ（５）と接続され、潤滑油が供給される。分岐点（２Ａ）とオイルジェット（４）との間にはオイルコントロールバルブ（１２）が配置されている。このオイルコントロールバルブ（１２）は、吸気弁及び排気弁の開閉作動特性を切り替える機能を有する。このオイルコントロールバルブ（１２）を減圧状態とすることによってオイルジェットギャラリ（５）内の油圧を低下させ、オイルジェット（４）からの潤滑油の噴射を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの潤滑油供給装置の改良に関する。

従来、熱負荷の高いエンジンにおけるピストンの加熱を回避するため、ピストンの裏側へ潤滑油を噴射するいわゆるオイルジェットを備えた潤滑油供給装置が採用されている。オイルジェットは、一般的にシリンダブロック内のクランクケース側にノズルが位置しており、このノズルからピストンの背面に潤滑油を噴射してピストンを冷却する。ノズルに通じるオイルギャラリには所定油圧で開弁するチェックバルブが備えつけられており、潤滑油の圧力がこのチェックバルブの開弁圧を越えるとノズルから潤滑油が噴射される。このような潤滑油供給装置により、エンジンの高負荷・高回転時等に効率よくピストンの冷却を行うことができる。

ところが、冷間時等、潤滑油の粘度が高い状態では、エンジンの回転数が低く、オイルジェットによるピストンの冷却は不要である状況においても潤滑油の油圧が上昇し、チェックバルブを開放しピストンに向けた潤滑油の噴射が行われてしまうことがある。これでは、暖機が完了していない状態でさらなる冷却が行われてしまうこととなり、燃料の不十分な霧化、ＨＣ（炭化水素）の排出等、エミッションの悪化、燃費の悪化等の問題が発生する。

このような不都合を解消することを目的とした種々の提案がされている。例えば、特許文献１には、潤滑部にオイルを供給するメインギャラリと、ピストンにオイルを噴出させるオイルジェットにオイルを供給するオイルジェットギャラリとにメインラインとオイルジェットラインを連通し、両ラインにオイルコントロールバルブを配設したエンジンのオイル供給装置が提案されている。このオイル供給装置では、低回転・高負荷運転領域では、前記オイルジェットを開放してメインラインを絞り、オイルジェットギャラリへの油量比を増加させる。また、高回転・低負荷運転領域では、オイルジェットギャラリとメインギャラリとに供給する油量比を等しくする構成となっている。

特開２００５−１０５８８６号公報

特許文献１で開示されたエンジンのオイル供給装置では、オイルジェットギャラリ及びメインギャラリへ供給されるオイルはいずれもオイルコントロールバルブを通過する。このため、各ギャラリに供給されるオイルにポンプロスが生じることが考えられる。メインギャラリからは、エンジン内の潤滑部にオイルが供給されることとなるが、オイルコントロールバルブを通過させなければならないことからメインギャラリへのオイル供給が制限を受けることが懸念される。オイルコントロールバルブを大型化すればこのようなオイル供給に関する制限を緩和することが可能と考えられるが、オイルコントロールバルブの大型化は望ましくない。

そこで、本発明は、低油温時等、潤滑油の粘度が高い状態のときにオイルジェットからの潤滑油の噴射を抑制し、エンジンの暖機促進を図ることができるコンパクトな潤滑油供給装置を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するための、本発明のエンジンンの潤滑油供給装置は、エンジン潤滑各部へ潤滑油を供給するメインギャラリと、油圧に応じて開閉する弁機構を備え、高油圧時に当該弁機構が開弁状態となってピストンへ向かう潤滑油の噴射を行うオイルジェットと、前記メインギャラリから分岐し、前記オイルジェットへ潤滑油を供給するオイルジェットギャラリと、当該オイルジェットギャラリ及び前記メインギャラリに潤滑油を供給するオイルポンプと、前記オイルジェットギャラリの分岐点と前記オイルジェットとの間に配置される潤滑油減圧手段と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。
ここで、前記潤滑油減圧手段は、オイルジェットギャラリに供給される潤滑油の油圧をコントロールするものである。この潤滑油減圧手段が作動すると、前記弁機構が閉弁状態となりオイルジェットからの潤滑油の噴射を抑制する。本発明の構成によれば、メインギャラリに供給される潤滑油は潤滑油減圧手段を通過することなくオイルポンプから直接供給される。この結果、潤滑油減圧手段がメインギャラリへ供給される潤滑油の油量、油圧等に与える影響は限られたものとなる。このため、潤滑油減圧手段の仕様決定に際し、メインギャラリへ供給される潤滑油への影響を考慮する必要性は低く、装置の大型化を回避することができる。

このようなエンジンの潤滑油供給装置では、前記潤滑油減圧手段は、制御手段と接続された電動バルブである構成とすることができる（請求項２）。電動バルブとしては、例えばソレノイドによって開度調整を行うことができるものを採用することができる。さらに、前記潤滑油減圧手段は、油圧によって吸気弁又は排気弁の開閉作動特性を切り替えるオイルコントロールバルブであって、オイル導入口、第一オイル排出口、第二オイル排出口、進角用オイル吐出口及び遅角用オイル吐出口が設けられたケースと、制御手段と接続され、前記ケース内で作動して前記各口の開閉を行う弁部を設けたスプールと、を備えた構成とすることができる（請求項３）。近年のエンジンには、吸気弁や排気弁の開閉時期等の開閉動作特性を適切なものに変更することができるいわゆる可変弁機構を備えたものがある。この可変弁機構には開閉動作特性の変更を潤滑油の油圧を用いて行う形式の物がある。本発明は、このような可変弁機構を構成するオイルコントロールバルブを前記潤滑油減圧手段として利用しようとするものである。このような構成とすることにより、新たなハード構成を追加することなく低油温時におけるオイルジェットからの潤滑油噴射を回避することができる。

なお、可変弁機構を構成するオイルコントロールバルブを前記潤滑油減圧手段として利用しようとする場合、このオイルコントロールバルブの設置位置は限定されない。すなわち、エンジンの潤滑油供給装置は、エンジン潤滑各部へ潤滑油を供給するメインギャラリと、油圧に応じて開閉する弁機構を備え、高油圧時に前記弁機構が開弁状態となってピストンへ向かう潤滑油の噴射を行うオイルジェットと、当該オイルジェットへ潤滑油を供給するオイルジェットギャラリと、当該オイルジェットギャラリ及び前記メインギャラリに潤滑油を供給するオイルポンプと、前記オイルジェットに供給される潤滑油の油圧を減圧する潤滑油減圧手段と、を備え、当該潤滑油減圧手段は、油圧によって吸気弁又は排気弁の開閉作動特性を切り替えるオイルコントロールバルブであって、オイル導入口、第一オイル排出口、第二オイル排出口、進角用オイル吐出口及び遅角用オイル吐出口が設けられたケースと、制御手段と接続され、前記ケース内で作動して前記各口の開閉を行う弁部を設けたスプールと、を備えた構成とすることができる（請求項４）。

本発明によれば、潤滑油減圧手段をオイルジェットギャラリのメインギャラリからの分岐点とオイルジェットとの間に配置したり、可変弁機構を構成するオイルコントロールバルブを潤滑油減圧手段として用いたりしたので、低温時等にオイルジェットからの潤滑油の噴射を抑制する装置をコンパクトに構成することができる。

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、本発明の潤滑油供給装置１の概略構成を示した説明図である。
潤滑油供給装置１は、エンジン潤滑各部へ潤滑油を供給するメインギャラリ２、ピストン３（図２参照）へ向かう潤滑油の噴射を行うオイルジェット４を備えている。オイルジェット４は気筒毎に備えている。各オイルジェット４は、メインギャラリ２から図中、２Ａで示した分岐点で分岐したオイルジェットギャラリ５と接続され、このオイルジェットギャラリ５から潤滑油が供給される。図２は、オイルジェット４の構成を示した説明図である。オイルジェット４は、オイルジェットギャラリ５と潤滑油通路６を介して連通する弁室７、当該弁室７内に配置されたチェックボール８及びスプリング９からなる弁機構を備えている。弁室７からはノズル１０が延びている。この弁機構は図２においてＢ部を拡大して示したように、オイルジェットギャラリ５内の潤滑油の油圧が低いときは、スプリング９の付勢されたチェックボール８によって潤滑油通路６を閉塞しノズル１０からの潤滑油の噴射を停止させる。一方、オイルジェットギャラリ５内の潤滑油の油圧が高くなるとチェックボール８がスプリング９の付勢力に抗して押し下げられ、弁室７内に潤滑油が流入し、ノズル１０から潤滑油を噴射させる。

メインギャラリ２の上流にはオイルポンプ１１が配置されている。メインギャラリ２と、このメインギャラリ２から分岐したオイルジェットギャラリ５にはこのオイルポンプ１１によって潤滑油が供給される。

潤滑油供給装置１は、オイルジェットギャラリ５の分岐点２Ａとオイルジェット４との間に本発明の潤滑油減圧手段に相当するオイルコントロールバルブ１２が配置されている。このオイルコントロールバルブ１２は、電動バルブの一種であり、接続されたＥＣＵ（Electronic control unit）１３からの指令に基づいてソレノイド１２ａが駆動されて作動する。なお、ＥＣＵ１３は本発明における制御手段に相当する。ＥＣＵ１３は、図示しない水温センサやエアーフロメータから水温や吸入空気量のデータを取得する。

ここで、オイルコントロールバルブ１２の具体的な構成について説明する。オイルコントロールバルブ１２は、シリンダヘッド１４内に配置された吸気弁及び排気弁の開閉作動特性を切り替える機能を有する。オイルコントロールバルブ１２は、ケース１２ｂと、このケース１２ｂ内で移動するスプール１２ｃを備えている。ケース１２ｂは、図１においてＡ部を拡大して断面として示したように、オイル導入口１２ｂ１、第一オイル排出口１２ｂ２、第二オイル排出口１２ｂ３、進角用オイル吐出口１２ｂ４及び遅角用オイル吐出口１２ｂ５が設けられている。オイル導入口１２ｂ１は、オイルジェットギャラリ５と接続されておりオイルジェットギャラリ５から潤滑油をケース１２ｂ内に導入する。第一オイル排出口１２ｂ２及び第二オイル排出口１２ｂ３は何らの配管とも接続されておらず、開放状態とされることによってケース１２ｂ内の潤滑油を図示しないオイルパン内に放出する。また、進角用オイル吐出口１２ｂ４は、吸気弁及び排気弁を進角側に調整するときにケース１２ｂ内の潤滑油を吐出する口であり、遅角用オイル吐出口１２ｂ５は、吸気弁及び排気弁を遅角側に調整するときにケース１２ｂ内の潤滑油を吐出する口である。

一方、スプール１２ｃは３つの弁部、第一弁部１２ｃ１、第二弁部１２ｃ２、第三弁部１２ｃ３が設けられており、ソレノイド１２ａが駆動されることによって作動する。スプール１２ｃがケース１２ｂ内で移動し、各弁部１２ｃ１〜１２ｃ３の位置が変わるとケース１２ｂに設けられた各口１２ｂ１〜１２ｂ５の開閉を行って、ケース１２ｂにおける種々の連通状態を創出する。

ここで、吸気弁及び排気弁を進角側に調整した場合、吸気弁及び排気弁を遅角側に調整した場合のオイルコントロールバルブ１２の状態について説明する。図３（ａ）は、スプール１２ｃを進角側に調整した状態を示している。第一弁部１２ｃ１と第二弁部１２ｃ２との間を通ってオイル導入口１２ｂ１から進角用オイル吐出口１２ｂ４へ抜ける経路と、第二弁部１２ｃ２と第三弁部１２ｃ３との間を通って遅角用オイル吐出口１２ｂ５から第二オイル排出口１２ｂ３へ抜ける経路が形成されている。このような状態になることによりオイルジェットギャラリ５から供給された潤滑油の油圧により吸気弁及び排気弁を進角側に調整する。その後の潤滑油は第二オイル排出口１２ｂ３からオイルパンへ排出される。
図３（ｂ）は、スプール１２ｃを遅角側に調整した状態を示している。第二弁部１２ｃ２と第三弁部１２ｃ３との間を通ってオイル導入口１２ｂ１から遅角用オイル吐出口１２ｂ５へ抜ける経路と、第一弁部１２ｃ１と第二弁部１２ｃ２との間を通って進角用オイル吐出口１２ｂ４から第一オイル排出口１２ｂ２へ抜ける経路が形成されている。このような状態になることによりオイルジェットギャラリ５から供給された潤滑油の油圧により吸気弁及び排気弁を遅角側に調整する。その後の潤滑油は第一オイル排出口１２ｂ２からオイルパンへ排出される。
なお、このようなスプール１２ｃの動作はＥＣＵ１３からの指令により行われる。

以上説明したように、オイルコントロールバルブ１２によって吸気弁及び排気弁の開閉作動特性が切り替えられる。本実施例では、このようなオイルコントロールバルブ１２の状態を制御することによってオイルジェットギャラリ５内の油圧を減圧する。図４は、オイルジェットギャラリ５内の油圧を減圧させるオイルコントロールバルブ１２の状態を示している。すなわち、オイル導入口１２ｂ１と進角用オイル吐出口１２ｂ４が連通し、この進角用オイル吐出口１２ｂ４と第一オイル排出口１２ｂ２とが連通した状態となっている。また、同時に、オイル導入口１２ｂ１と遅角用オイル吐出口１２ｂ５が連通し、この遅角用オイル吐出口１２ｂ５と第二オイル排出口１２ｂ３とが連通した状態となっている。スプール１２ｃをこのような位置状態とすることによりオイルジェットギャラリ５からオイル導入口１２ｂ１を通じてケース１２ｂ内に導入された潤滑油は即座に第一オイル排出口１２ｂ４及び第二オイル排出口１２ｂ５から放出される。このため、ケース１２ｂ内、さらにはオイルジェットギャラリ５内の油圧は減圧される。この結果、オイルジェットギャラリ５内の油圧を、潤滑油がオイルジェット４から噴射される圧力を規定しているチェックボール８を押し下げる圧力以下とすることができ、オイルジェット４からの潤滑油の噴射を停止させることができる。

次に、オイルジェット４からの潤滑油の噴射を停止させるためのオイルコントロールバルブ１２の制御について図５に示したフロー図を参照しつつ説明する。オイルジェット４からの潤滑油の噴射を停止させたいのは、エンジン始動後の低油温時である。このため、ＥＣＵ１３は、ステップＳ０１で水温が基準値Ｔｗよりも低いか否かを判断する。ステップＳ０１でＹｅｓと判断されたときはステップＳ０２へ進み積算吸入空気量が基準値Ｑａよりも少ないか否かを判断する。ステップＳ０２でＹｅｓと判断されたときは、暖機が完了しておらず、ピストン３は冷却すべきではないから、オイルジェット４からの潤滑油の噴射を停止すべきである。このため、ＥＣＵ１３は、ステップＳ０３へ進み、ソレノイド１２ａへ指令を出してオイルコントロールバルブ１２を図４に示したような減圧状態に調整する。なお、ステップＳ０１、ステップＳ０２でＮｏと判断されたときは、減圧制御は行わない。従って、オイルコントロールバルブ１２は、エンジンの運転状態に応じて吸気弁及び排気弁の開閉作動特性を切り替えるために制御される。また、オイルジェット４は、オイルジェットギャラリ５内の油圧に応じて動作するチェックボール８の動きに伴って潤滑油の噴射が制御される。

以上説明したようにオイルコントロールバルブ１２が動作することによって、低油温状態のときにはオイルジェット４からの潤滑油の噴射が停止されるので、エンジンの暖機を妨げることがない。この結果、燃料の不十分な霧化、ＨＣの排出等、エミッションの悪化、燃費の悪化等の問題を回避することができる。また、潤滑油減圧手段として、可変弁機構を構成するオイルコントロールバルブ１２を利用しているので、潤滑油減圧手段として新たな構成を追加していないことから潤滑油供給装置１はコンパクトに構成されている。

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。

潤滑油供給装置の概略構成を示した説明図である。 オイルジェットの構成を示した説明図である。 オイルコントロールバルブの説明図であり、（ａ）はスプールを進角側に調整した状態を示した図、（ｂ）はスプールを遅角側に調整した状態を示した図である。 オイルコントロールバルブの説明図であり、減圧状態を示した図である。 オイルコントロールバルブの制御について示したフロー図である。

符号の説明

１ 潤滑油供給装置
２ メインギャラリ
３ ピストン
４ オイルジェット
５ オイルジェットギャラリ
６ 潤滑油通路
７ 弁室
８ チェックボール
９ スプリング
１０ ノズル
１１ オイルポンプ
１２ オイルコントロールバルブ
１２ａ ソレノイド
１２ｂ ケース
１２ｂ１ オイル導入口
１２ｂ２ 第一オイル排出口
１２ｂ３ 第二オイル排出口
１２ｂ４ 進角用オイル吐出口
１２ｂ５ 遅角用オイル吐出
１２ｃ スプール
１２ｃ１ 第一弁部
１２ｃ２ 第二弁部
１２ｃ３ 第三弁部
１３ ＥＣＵ
１４ シリンダヘッド

Claims (4)

1. エンジン潤滑各部へ潤滑油を供給するメインギャラリと、
   油圧に応じて開閉する弁機構を備え、高油圧時に当該弁機構が開弁状態となってピストンへ向かう潤滑油の噴射を行うオイルジェットと、
   前記メインギャラリから分岐し、前記オイルジェットへ潤滑油を供給するオイルジェットギャラリと、
   当該オイルジェットギャラリ及び前記メインギャラリに潤滑油を供給するオイルポンプと、
   前記オイルジェットギャラリの分岐点と前記オイルジェットとの間に配置される潤滑油減圧手段と、
   を備えたことを特徴とするエンジンの潤滑油供給装置。
2. 請求項１記載のエンジンの潤滑油供給装置において、
   前記潤滑油減圧手段は、制御手段と接続された電動バルブであることを特徴としたエンジンの潤滑油供給装置。
3. 請求項１記載のエンジンの潤滑油供給装置において、
   前記潤滑油減圧手段は、油圧によって吸気弁又は排気弁の開閉作動特性を切り替えるオイルコントロールバルブであって、
   オイル導入口、第一オイル排出口、第二オイル排出口、進角用オイル吐出口及び遅角用オイル吐出口が設けられたケースと、
   制御手段と接続され、前記ケース内で作動して前記各口の開閉を行う弁部を設けたスプールと、
   を備えたことを特徴とするエンジンの潤滑油供給装置。
4. エンジン潤滑各部へ潤滑油を供給するメインギャラリと、
   油圧に応じて開閉する弁機構を備え、高油圧時に前記弁機構が開弁状態となってピストンへ向かう潤滑油の噴射を行うオイルジェットと、
   当該オイルジェットへ潤滑油を供給するオイルジェットギャラリと、
   当該オイルジェットギャラリ及び前記メインギャラリに潤滑油を供給するオイルポンプと、
   前記オイルジェットに供給される潤滑油の油圧を減圧する潤滑油減圧手段と、
   を備え、
   当該潤滑油減圧手段は、油圧によって吸気弁又は排気弁の開閉作動特性を切り替えるオイルコントロールバルブであって、
   オイル導入口、第一オイル排出口、第二オイル排出口、進角用オイル吐出口及び遅角用オイル吐出口が設けられたケースと、
   制御手段と接続され、前記ケース内で作動して前記各口の開閉を行う弁部を設けたスプールと、
   を備えたことを特徴とするエンジンの潤滑油供給装置。
   

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