JP2008280900A - 過給機付エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】低温始動時の始動前にヒータで加熱を行うことで、潤滑油の粘度を下げて流動性を良くすることができ、よって始動直後の過給機に潤滑油を供給して、過給機をスムースに作動させることで焼きつきを防止できる過給機付エンジンを提供する。
【解決手段】潤滑油を潤滑油ポンプ２２からメインギャラリ２４、連結管２５ｄを介して過給機１４を潤滑する過給機付エンジン１であって、前記メインギャラリ２４及び連結管２５ｄにヒータ３１・３２を配置し、始動前の予熱時に加熱するようにした。また、前記連結管２５ｄの過給機１４側に逆止弁４２、ポンプ４１を介してオイルパン４と接続し、始動前の予熱時にポンプ４１を駆動して過給機１４に潤滑油を送油するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は燃焼用空気を加圧して吸気マニホールドに供給する過給機を具備する過給機付エンジンに関し、詳しくは、極低温条件での過給機への潤滑油を確保することによって、過給機の焼きつきを防止する技術に関する。

従来、過給機付エンジンにおける過給機の潤滑は、潤滑油ポンプから連結管を介して潤滑油を供給する技術が知られている。(例えば、「特許文献１」、「特許文献２」参照)。
実開平１−６３７３１号公報 特開平１１−２５７０８４号公報

上記に示すような従来技術においては、潤滑油の供給はシリンダブロックのメインギャラリから行うが、その供給圧力はメインギャラリの圧力と、連結管の絞りによる圧力によって左右される。その際、極低温環境（−２０℃程度）での始動時は、潤滑油粘度が高くなることによりメインギャラリの油圧が上がらず、さらに連結管での抵抗が加わって過給機の潤滑油供給圧力が低下し、過給機の焼きつきが発生する虞があった（図３参照）。

本発明は上記の課題を解決するために、低温始動時の始動前にヒータで加熱を行うことで、潤滑油の粘度を下げて流動性を良くすることができ、よって始動直後の過給機に潤滑油を供給して、過給機をスムースに作動させることで焼きつきを防止できる過給機付エンジンを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、前記メインギャラリまたは連結管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたものである。

請求項２においては、潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、前記メインギャラリ及び連結管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたものである。

請求項３においては、潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、前記連結管の過給機側に逆止弁、ポンプを介してオイルパンと接続し、始動前の予熱時にポンプを駆動して過給機に潤滑油を送油するようにしたものである。

請求項４においては、請求項３に記載する過給機付エンジンであって、前記逆止弁とポンプを連通する連通管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたものである。

請求項５においては、潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、前記潤滑油ポンプとメインギャラリとの間にフィルタを設け、該フィルタを過給機よりも高い位置に配置し、該フィルタの底部と前記連結管の過給機側との間に連通管を配置し、該連通管に開閉弁を設け、始動後に開閉弁を開けるようにしたものである。

請求項６においては、請求項５に記載する過給機付エンジンであって、前記潤滑油ポンプとフィルタを連通する配管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、低温始動時において、始動前にヒータの加熱により潤滑油の粘度が下がり、流動性が良くなり、始動直後の過給機に潤滑油を供給でき、過給機をスムースに作動させることができ、焼きつきを防止できる。また、メインギャラリにヒータを配置した場合には他の潤滑部分にも粘度の低下した潤滑油を送油でき、始動性を向上できる。

請求項２においては、低温始動時において、始動前にヒータの加熱により潤滑油の粘度が下がり、流動性が良くなり、始動直後の過給機に潤滑油を供給でき、過給機をスムースに作動させることができ、焼きつきを防止できる。また、始動直後のメインギャラリ及び連結管から送られてきた潤滑油を使いきったときには、エンジンの温度も上がり、通常の油圧を確保できる。

請求項３においては、低温始動時において、始動前にオイルパンから過給機に潤滑油を直接送るため、始動後の油圧を確保でき、過給機をスムースに作動でき、焼きつきを防止できる。また、通常運転時は逆止弁によりポンプ側に逆流することがなく、ロスが生じない。

請求項４においては、始動前にヒータの加熱により潤滑油の粘度が下がり、流動性が良くなり、効率よく過給機に供給できる。

請求項５においては、エンジン始動後に、ヘッド圧により過給機に潤滑油を供給でき、始動時の過給機への潤滑油を確保できる。フィルタを潤滑油ポンプ近傍に配置する構造に比べて、過給機への潤滑油の供給が容易に行える。

請求項６においては、低温始動時において、始動前にヒータの加熱により潤滑油の粘度が下がり、流動性が良くなり、効率よく過給機に供給できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
図１は本発明に係る過給機付エンジンの左側側面図である。
図２は同じく平面図である。
図３は従来技術に係る過給機潤滑構造を示す概略図である。
図４は本発明の実施例１に係る過給機潤滑構造を示す概略図である。
図５は本発明の実施例２に係る過給機潤滑構造を示す概略図である。
図６は本発明の実施例３に係る過給機潤滑構造を示す概略図である。
なお、以下の説明においては、過給機付エンジン１のクランク軸方向を前後方向とし、過給機付エンジン１の出力側（図１における右側）を後方、その反対側を前方とし、前方に向かって左右を決定するものとする。

［全体構成］
図１及び図２は、本発明に係る過給機付エンジン（本実施例においては、６気筒ディーゼルエンジン）１の全体を示す図である。過給機付エンジン１は、前後方向に長く延びる長形のシリンダブロック２を備えており、このシリンダブロック２の上端部にはシリンダヘッド３が設けられ、下端部にはオイルパン４が設けられている。つまり、シリンダヘッド３及びオイルパン４は、それぞれシリンダブロック２に沿って設けられるため、これらシリンダヘッド３及びオイルパン４も前後方向に長い形状を有している。また、シリンダヘッド３の上面は、該シリンダヘッド３に固定される弁腕室ケース８によって吸気弁や排気弁や弁腕等が被装されており、該弁腕室ケース８内に弁腕室が形成されている。

また、シリンダブロック２内には、略水平に前後方向に延びるようにクランク軸５（図１に中心線のみ図示）が備えられており、このクランク軸５の後端部には、フライホイール６が取り付けられている。そして、このフライホイール６は、シリンダブロック２の後側に固設されるフライホイールハウジング７に覆われている。そして、過給機付エンジン１の出力側には、フライホイールハウジング７を介してクラッチ（減速逆転機）５０が設けられている。

前記シリンダヘッド３の一側面（左側面）には、吸気マニホールド１１がシリンダヘッド３と略同じ長さ亘って該側面に沿うように設けられている。また、シリンダヘッド３の他側面（右側面）には、吸気マニホールド１１と同様にして排気マニホールド１２が設けられている。

前記吸気マニホールド１１の直上部には、細長形に形成されるとともに該吸気マニホールド１１と一体的に構成されるインタークーラ１３が配置されている。
また、前記排気マニホールド１２の直上部には、過給機（ターボチャージャ）１４が、その回転軸を排気マニホールド１２の長手方向と平行となるように配置されている。
そして、これら過給機１４とインタークーラ１３とは、吸気通路管１５により接続されている。該吸気通路管１５は、弁腕室ケース８の後側、即ちシリンダヘッド３の後側を迂回するように配置し、上方への突出を抑えている。また、吸気通路管１５は、フライホイールハウジング７の上方、かつ、シリンダヘッド３後側の空いた空間を利用して配管し、後方への突出を抑えている。また、シリンダヘッド３の前側（反出力側）には、過給機付エンジン１内に供給する清水の冷却水を冷却する清水クーラ１６が設けられており、その長手方向を過給機付エンジン１の左右方向として配置されている。

［過給機潤滑構造・従来技術］
以上のように構成される過給機付エンジン１において、前記過給機１４を潤滑する方向として、従来図３のようにシリンダブロック２のメインギャラリ２４から潤滑油を供給する方法が用いられている。図３は従来技術に係る過給機潤滑構造を示す概略図である。
従来技術によれば、シリンダブロック２におけるメインギャラリ２４と過給機１４が連結管２５ｄによって接続され、また前記メインギャラリ２４とフィルタ２３、フィルタ２３と潤滑油ポンプ２２、潤滑油ポンプ２２とストレーナ２１がそれぞれ連結管２５ｃ・２５ｂ・２５ａによって接続され、これらのストレーナ２１、潤滑油ポンプ２２、フィルタ２３、メインギャラリ２４及び連結管２５ａ・２５ｂ・２５ｃ・２５ｄによって過給機潤滑経路が形成されている。
オイルパン４に貯溜された潤滑油は、潤滑油ポンプ２２の駆動によってストレーナ２１より吸入され、連結管２５ａ・２５ｂ・２５ｃ・２５ｄを介してフィルタ２３、メインギャラリ２４及び過給機１４に送られ、過給機１４を潤滑するのである。
このとき、潤滑油の供給圧力はメインギャラリ２４での圧力と、連結管２５ａ・２５ｂ・２５ｃ・２５ｄの絞りによる圧力によって左右される。その際、−２０℃程度の極低温環境で過給機付エンジン１を始動する場合は、潤滑油粘度が高くなることによりメインギャラリ２４の油圧が上がらず、さらに連結管２５ａ・２５ｂ・２５ｃ・２５ｄでの抵抗が加わって過給機１４の潤滑油供給圧力が低下し、過給機１４の潤滑が充分行われずに焼きつきが発生する虞がある。

［過給機潤滑構造・実施例１］
上記課題を解決するための、本発明の実施例１に係る過給機潤滑構造を図４に示す。なお、本実施例以降の過給機潤滑構造の説明において、各実施例と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。
本実施例においては、前記シリンダブロック２に形成されるメインギャラリ２４にヒータ３１を配置し、連結管２５ｄにヒータ３２を配置し、該ヒータ３１・３２は制御回路１９と接続され、過給機付エンジン１始動前の予熱時に、それぞれのヒータ３１・３２によって加熱するようにしている。即ち、始動前に始動スイッチ（キースイッチ）を予熱とすると、バッテリー等の電源から制御回路１９からの制御信号によりヒータ３１・３２に電力が供給されて、ヒータ３１によってメインギャラリ２４内の潤滑油を、ヒータ３２によって連結管２５内の潤滑油を加熱し、それぞれの個所における潤滑油の粘度を下げるように構成したものである。そして、始動後にはヒータ３１・３２には電力が供給されないように制御している（以下の実施例も同様に制御される）。但し、ヒータ３１・３２は始動スイッチに直接接続してグロ―ヒータと連動する構成とすることも可能である。また、ヒータ３１・３２は電熱線や面状ヒータ等により構成することができ、メインギャラリ２４の内部または外部に設けることができる。
これにより、低温始動時においても、始動前にヒータ３１・３２で加熱することにより潤滑油の粘度が下がり、流動性が良くなる。よって始動直後の過給機１４に潤滑油を供給でき、過給機１４をスムースに作動させることができ、焼きつきを防止できるのである。また、始動直後においてメインギャラリ２４及び連結管２５ｄから送られて、ヒータ３１・３２により温められた後の潤滑油を使いきったときには、エンジンの温度も上がり、通常の油圧を確保できる。なお、前記ヒータ３１・３２については、何れか一方のみ配置する構成にすることも可能である。メインギャラリ２４にヒータ３１を配置した場合にはクランク軸や弁腕等の他の潤滑部分にも粘度の低下した潤滑油を送油でき、始動性を向上させることができる。

［過給機潤滑構造・実施例２］
次に、本発明の実施例２に係る過給機潤滑構造を図５に示す。
本実施例においては、前記連結管２５ｄの過給機１４側とオイルパン４との間に逆止弁４２、電動モーターＭにより駆動されるポンプ４１を介して連通管２５ｅで接続し、始動前の予熱時にポンプ４１を駆動して過給機１４に潤滑油を送油するようにしている。また、連通管２５ｅ上でポンプ４１と逆止弁４２との間にヒータ４３を配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしている。即ち、オイルパン４と連結管２５ｄの過給機１４側とを別の連結管２５ｅで接続し、この連結管２５ｅ上にオイルパン４側から順にポンプ４１、ヒータ４３、逆止弁４２を配置したものであり、逆止弁４２は、オイルパン４側から過給機１４側にのみ潤滑油が流れるように配置している。前記電動モーターＭとヒータ４３は制御回路１９と接続され、低温始動時に作動するようにし、前記同様にグロ―ヒータと連動する構成とすることも可能である。
これにより、低温始動時において、始動前に電動モーターＭの作動によりポンプ４１が駆動されて、オイルパン４から過給機１４に潤滑油を直接送るため、始動後の油圧を確保でき、過給機１４をスムースに作動でき、焼きつきを防止できる。また、通常運転時は逆止弁４２によりポンプ４１側に逆流することがなく、ロスが生じない。さらに、始動前にヒータ４３の加熱により潤滑油の粘度が下がり、流動性が良くなり、効率よく過給機１４に供給できる。なお、前記ヒータ４３については、仕様により取り外す構成にすることも可能である。

［過給機潤滑構造・実施例３］
次に、本発明の実施例３に係る過給機潤滑構造を図６に示す。
本実施例においては、前記潤滑油ポンプ２２とメインギャラリ２４との間にフィルタ２３を設け、該フィルタ２３を過給機１４よりも高い位置に配置し、該フィルタ２３の底部と前記連結管２５ｄの過給機１４側との間に連通管２５ｆを配置し、該連通管２５ｆに電磁式の開閉弁５１を設け、始動後に開閉弁５１を開けるようにしている。また、前記潤滑油ポンプ２２とフィルタ２３を連通する連結管２５ｂにヒータ５２を配置し、始動前の予熱時に加熱するようにした。前記開閉弁５１のソレノイド５１ａ及びヒータ５２は制御回路１９と接続されている。
前記連通管２５ｆの端部は図６に示すようにフィルタ２３のケース２３ｂを貫通して、エレメント２３ａの内部に位置するように配置される。即ち、連通管２５ｆはフィルタ２３を通過した潤滑油が流れるように構成されており、始動時に開閉弁５１を開けるように制御することにより、フィルタ２３内の潤滑油が抜け、過給機１４に流れる構成としている。
これにより、過給機付エンジン１始動後に、ヘッド圧により過給機１４に潤滑油を供給でき、始動時の過給機１４への潤滑油を確保できる。また、フィルタ２３を潤滑油ポンプ２２近傍に配置する構造に比べて、過給機１４への潤滑油の供給が容易に行える。さらに、連結管２５ｂにヒータ５２を配置することにより、低温始動時において、始動前にヒータ５２を加熱するように制御することにより潤滑油の粘度が下がり、流動性が良くなり、効率よく過給機１４に供給できる。なお、前記ヒータ５２については、前記同様に取り外す構成にすることも可能である。

本発明に係る過給機付エンジンの左側側面図。 同じく平面図。 従来技術に係る過給機潤滑構造を示す概略図。 本発明の実施例１に係る過給機潤滑構造を示す概略図。 本発明の実施例２に係る過給機潤滑構造を示す概略図。 本発明の実施例３に係る過給機潤滑構造を示す概略図。

符号の説明

１ 過給機付エンジン
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ オイルパン
１１ 吸気マニホールド
１２ 排気マニホールド
１３ インタークーラ
１４ 過給機
１５ 吸気通路管
２４ メインギャラリ

Claims (6)

1. 潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、
   前記メインギャラリまたは連結管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたことを特徴とする、過給機付エンジン。
2. 潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、
   前記メインギャラリ及び連結管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたことを特徴とする、過給機付エンジン。
3. 潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、
   前記連結管の過給機側に逆止弁、ポンプを介してオイルパンと接続し、
   始動前の予熱時にポンプを駆動して過給機に潤滑油を送油するようにしたことを特徴とする、過給機付エンジン。
4. 請求項３に記載する過給機付エンジンであって、
   前記逆止弁とポンプを連通する連通管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたことを特徴とする、過給機付エンジン。
5. 潤滑油を潤滑油ポンプからメインギャラリ、連結管を介して過給機を潤滑する過給機付エンジンであって、
   前記潤滑油ポンプとメインギャラリとの間にフィルタを設け、該フィルタを過給機よりも高い位置に配置し、
   該フィルタの底部と前記連結管の過給機側との間に連通管を配置し、該連通管に開閉弁を設け、
   始動後に開閉弁を開けるようにしたことを特徴とする、過給機付エンジン。
6. 請求項５に記載する過給機付エンジンであって、
   前記潤滑油ポンプとフィルタを連通する配管にヒータを配置し、始動前の予熱時に加熱するようにしたことを特徴とする、過給機付エンジン。

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