JP2010159733A

JP2010159733A - 内燃機関の潤滑装置

Info

Publication number: JP2010159733A
Application number: JP2009004156A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Nagumo; 俊行南雲; Atsushi Sato; 敦佐藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-01-12
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2010-07-22

Abstract

【課題】オイル還流通路へのブローバイガスの流入を防止することができるオイル循環装置を提供する。
【解決手段】ブローバイガス通路（通路２０、ブリーザチャンバ９）に介装されたオイルセパレータ（２５）によって分離されたエンジンオイルをオイルパン３に還流させるオイル環流通路（第１〜第３オイル還流通路２６，２９，３０、オイルドレンパイプ３１）と、オイルポンプが設けられたオイル供給通路（オイルストレーナ４１，オイル供給管４４）とを備え、オイル供給通路の流入口４３とオイル環流通路の流出口３１ａとは、常にオイルパン内のエンジンオイルに浸漬される部位に設けられ、オイル環流通路の流出口は、オイル還流通路の流出口に作用する吸気負圧が前記オイルポンプによる前記オイル供給通路への吸入圧より大きくなる位置に設けられたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の潤滑装置に係り、より詳細には、ブローバイガスから分離されたエンジンオイルをオイルパンに還流させる構造に関するものである。

自動車の内燃機関には、クランク室内のブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス還流装置が一般に備えられている。ブローバイガスはエンジンオイルを含んでいるため、ブローバイガス還流装置にはオイルセパレータが備えられており、オイルセパレータによってオイルミストを取り除かれたブローバイガスが吸気系に流入するようになっている。そして、オイルセパレータによってブローバイガスから分離されたエンジンオイルは、オイル還流通路を通ってオイルパンに還流される。

ブローバイガス還流装置には吸気系の吸入負圧が作用するため、オイルセパレータやオイル還流通路の圧力はクランク室に比べて低圧になっている。そのため、オイル還流通路の流出口（下流端）がオイルパン内に貯留されたエンジンオイルの液面より上方に位置する場合には、クランク室とブローバイガス還元装置とがオイル還流通路を介して連通され、クランク室内のブローバイガスは、オイルセパレータによりエンジンオイルを取り除かれることなく吸気系に流入する問題が発生する。

この問題を解決する方法として、オイルパン内にオイル溜まりを設け、オイル溜まりに保持されたエンジンオイル内にオイル還流通路の流出口を配置したものがある（例えば、特許文献１）。この構成では、オイル溜まり内に常に一定量のエンジンオイルが保持され、オイル還流通路の流出口は常にエンジンオイル内に浸漬されるため、クランク室内のブローバイガスが、オイル還流通路に流入することができなくなる。

特開２００８−１９７４３公報

しかしながら、オイルパン内にオイル溜まりを設けた場合には、オイルパンの構造が複雑になる他、オイル溜まりを形成するスペースをオイルパン内に確保するために、オイルパンが大型化するという問題がある。

本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであって、オイル溜まりを別途設けることなく、かつ簡素な構造でありながら、オイル還流通路へのブローバイガスの流入を防止することができるオイル循環装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、オイルパン（３）に貯留されたエンジンオイルを内燃機関（エンジンＥ）の各部に供給するとともに、ブローバイガスから分離したエンジンオイルをオイルパンに還流させる内燃機関の潤滑装置において、クランク室（１７）と吸気系とを連通させるブローバイガス通路（通路２０、ブリーザチャンバ９）と、前記ブローバイガス通路に介装されたオイルセパレータ（２５）と、前記ブローバイガス通路と前記オイルパンとを連通させ、前記オイルセパレータによって分離されたエンジンオイルを前記オイルパンに還流させるオイル環流通路（第１〜第３オイル還流通路２６，２９，３０、オイルドレンパイプ３１）と、オイルパンに貯留されたエンジンオイルを内燃機関の各部に供給するオイル供給通路（オイルストレーナ４１，オイル供給管４４）と、前記オイル供給通路に設けられたオイルポンプとを備え、前記オイル供給通路の流入口（４３）と前記オイル環流通路の流出口（３１ａ）とは、前記内燃機関が搭載される車両の急加速時、急減速時、左右旋回時においても前記オイルパン内のエンジンオイルに浸漬される部位に設けられ、前記オイル環流通路の流出口は、前記オイルポンプによる前記オイル供給通路への吸入圧が当該オイル還流通路の流出口に作用する吸気負圧以下となる位置に設けられたことを特徴とする。ここで、吸気負圧および吸入圧はともに負の値であり、吸気負圧が吸入圧より大きいとは絶対値が大きいことをいう。

この構成によれば、オイル還流通路の流出口は、内燃機関が搭載された車両の走行時においてもオイルパンに貯留されたエンジンオイルに浸漬され、オイルパン内のブローバイガスがオイル還流通路の流出口に流入することが防止される。オイルポンプによるオイル供給通路への吸入圧が、オイル還流通路の流出口に作用する吸気負圧以下となる位置に、オイル還流通路の流出口を配置したため、オイル還流通路の流出口に加わるオイル供給通路への吸入圧の影響はなく、オイル供給通路へのオイル還流通路内の空気の噛み込み（エアレーション）が防止される。また、付加的にオイル溜まりを設ける必要がないため、オイルパンの小型化および簡素化が図れる。

本発明の第２の発明は第１の発明において、前記オイルポンプは、前記内燃機関の回転速度に比例する回転速度をもって駆動され、前記オイル還流通路の流出口は、前記内燃機関の最高回転時における前記オイルポンプによる前記オイル供給通路への吸入圧と、当該オイル還流通路の流出口に作用する吸気系による吸入負圧とが概ね等しくなる位置に、前記オイル供給通路の流入口から離れて配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、オイル供給通路への吸入圧が最大となる状態を基準として、オイル還流通路の流出口の位置を設定するため、内燃機関の運転状態における全範囲において、オイル還流通路内の空気のオイル供給通路への噛み込みが防止される。

以上のように構成することによって、オイル還流通路の流出口はオイルパンに貯留されたエンジンオイル内に浸漬され、オイル還流通路へのブローバイガスの流入を防止することができる。また、オイル還流通路内の空気のオイル供給通路への噛み込みが防止される。

実施形態に係るＶ型エンジンを破断して示す斜視図である。図１のII−II断面図である。図１のIII−III断面図である。オイルストレーナの流入口からの距離と、流入口への吸入圧との関係を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明を自動車のＶ型エンジンに適用した一実施形態について詳細に説明する。図１は、実施形態に係る内燃機関を破断して示す斜視図である。図１は、吸気配管、排気配管およびシリンダヘッド等を取り除いた状態を示している。本実施形態に係るエンジンＥは、図１の紙面の左上側が車両の前方となるようにエンジンルームに横置きに配置されている。以下、車両の進行方向を前方、車幅方向を右方または左方、鉛直方向を上方または下方として説明する。

図１に示すように、エンジンＥは、その下部にクランクケース２が一体に形成されたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の下部に締結されたオイルパン３とを主要構成要素とする。シリンダブロック１は、クランクケース２の上部にそれぞれシリンダボア（図示しない）を有する前後シリンダバンク４を所定の角度間隔をもってＶ型に配置したものであり、シリンダバンク４の上部にはいずれも図示しないシリンダヘッドおよびヘッドカバーが取り付けられる。

シリンダブロック１の上部には、前シリンダバンク４と、後シリンダバンク（図示しない）と、左壁部５および右壁部６とによって囲まれた凹部７が形成されている。凹部７の上部には、蓋８がガスケットを介してボルトにより締結され、ブローバイガス通路の一部をなすブリーザチャンバ９が画成されている。

クランクケース２の上部には下方に向けて複数のクランクジャーナル壁１１が突設されている。クランクジャーナル壁１１の下部にはベアリングビーム１２が締結されており、クランクジャーナル壁１１とベアリングビーム１２との間にベアリング１３を介してクランクシャフト１４が軸支されている。

オイルパン３は、アッパケース１５とロアケース１６とによって構成されている。アッパケース１５は、下向きに開口した箱形状を呈し、その上部においてクランクケース２の下部にボルトで締結されている。ロアケース１６は、上向きに開口した箱形状を呈し、その開口がアッパケース１５の開口に一致するようにアッパケース１５にボルトで固定されている。

クランクケース２の上部と、クランクジャーナル壁１１と、ベアリングビーム１２とアッパケース１５とによってクランク室１７が画成されている。アッパケース１５の上部にはクランク室１７とオイルパン３内部とを連通する貫通孔１８が形成されている。クランク室１７の下部に溜まったエンジンオイルは、貫通孔１８を通過してオイルパン３内に還流される。また、クランク室１７内のブローバイガスが、貫通孔１８を通過してオイルパン３内に流入する。図中の白抜きの矢印はブローバイガスの流れを示す。

アッパケース１５の上部には開口２１が形成されている一方、シリンダブロック１には、一端が開口２１に連続し、他端が凹部７の右壁部６に開口する通路２０が形成されている。オイルパン３内のブローバイガスは、通路２０を通過して、凹部７内（すなわち、ブリーザチャンバ９）に流入する。通路２０およびブリーザチャンバ９は、ブローバイガス通路の一部をなす。

ブリーザチャンバ９には、蓋８の下面に固定されたオイルセパレータ２５が設けられている。オイルセパレータ２５は、箱形状の本体２５ａと、本体２５ａの側部に形成されたブローバイガス導入孔２５ｂと、本体２５ａの上部に突設されたブローバイガス排出管２５ｃと、本体２５ａの下部に突設されたオイル排出管２５ｄと、本体２５ａの内部に設けられた複数のバッフルプレート２５ｅとを備えている。

ブローバイガス導入孔２５ｂを通過してオイルセパレータ２５の内部に流入したブローバイガスは、ブローバイガス排出管２５ｃに到達するまでにバッフルプレート２５ｅに衝突し、ブローバイガス中に含まれるエンジンオイルがバッフルプレート２５ｅに付着して、取り除かれる。バッフルプレート２５ｅに付着したエンジンオイルはオイルセパレータ２５の底部に捕集され、オイル排出管２５ｄを通してオイルセパレータ２５の外部に排出される。

ブローバイガス排出管２５ｃは、蓋８に形成された貫通孔８ａを通過してブリーザチャンバ９の外部に延びている。ブローバイガス排出管２５ｃの先端には吸気系に連通するブリーザホース（図示しない）が連結されている。ブリーザホースはブローバイ通路の一部をなす。

凹部７の底部には、一端がシリンダブロック１の側部に開口する第１オイル還流通路２６の他端が開口している。第１オイル還流通路２６の凹部７側の開口部にはオイル排出管２５ｄの先端部が嵌入している。第１オイル還流通路２６のシリンダブロック１の側部における開口部は、シリンダブロック１の側部より突設されたリブ２７によって囲まれている。リブ２７の下部は、下方へと延びてシリンダブロック１の下端に到達している。リブ２７は、アッパケース１５の上部に当接する部分に壁部２７ａを備えている。壁部２７ａには貫通孔２８が形成されている。リブ２７の突出端にはクランク室１７の左端を構成するクランクケースカバー（図示しない）がボルトにより締結され、リブ２７と、シリンダブロック１と、クランクケースカバーとによって、第２オイル還流通路２９が画成される。

アッパケース１５の上部には、一端が貫通孔２８に連通するとともに他端がオイルパン３の内部に開口する第３オイル還流通路３０が形成されている。第３オイル還流通路３０のオイルパン側の開口端には、管状のオイルドレンパイプ３１の一端が嵌入している。オイルドレンパイプ３１の他端は、ロアケース１６の底部１６ａへと延びて流出口３１ａを形成している。

ブローバイガスより分離されたエンジンオイルは、図中の黒色矢印に示すように、オイルセパレータ２５のオイル排出管２５ｄから排出され、オイル還流通路を構成する第１オイル還流通路２６、第２オイル還流通路２９、第３オイル還流通路３０、オイルドレンパイプ３１を通過して、オイルパン３内に還流する。

オイルパン３の内部には、エンジンオイルが貯留されており、オイル供給通路の上流端を構成するオイルストレーナ４１がエンジンオイルに浸漬された状態で配置されている。オイルストレーナ４１は、下向きに開口する鍔付きの上カップ部材４１ａと、上向きに開口する鍔付きの下カップ部材４１ｂとを外殻として備えている。上カップ部材４１ａと下カップ部材４１ｂとは、網４２（図２参照）を介装した状態で、鍔部同士が結合されている。下カップ部材４１ｂの底部には、流入口４３が形成されている（図２参照）。流入口４３は、オイル供給通路の流入口となる。

上カップ部材４１ａには、図示しないオイルポンプに連続するオイル供給管４４が連結されている。また、上カップ部材４１ａは、一端がアッパケース１５の上部に連結されたブラケット４５の他端に連結され、支持されている。これにより、オイルストレーナ４１のオイルパン３内での位置決めがなされている。さらに、上カップ部材４１ａには、一端がオイルドレンパイプ３１の流出口付近に連結されたブラケット４６の他端が連結されている。これにより、オイルドレンパイプ３１はオイルストレーナ４１に支持され、オイルドレンパイプ３１とオイルストレーナ４１との相対位置が固定されている。各ブラケット４５，４６は、ビード加工によって、その剛性が高められている。

オイルポンプは、その駆動軸がクランクシャフト１４と無端ベルトによって連結されており、クランクシャフト１４の回転力を受けて駆動される。オイルポンプの駆動軸の回転速度は、クランクシャフト１４の回転速度に比例して増加する。オイルポンプの駆動軸の回転数が増加するとオイルポンプの吸入圧力が増加する。

オイルポンプが駆動されると、オイルパン３に貯留されたエンジンオイルはオイルストレーナ４１の流入口４３よりオイルストレーナ４１内に吸入される。このとき、オイル内のスラッジや不純物は網４２に捕集される。オイルストレーナ４１内に流入したエンジンオイルは、オイル供給管４４を通過してオイルポンプに入り、オイルポンプからクランクシャフト１４のベアリング１３の他、図示しないカム軸の軸受や動弁機構の軸受等に圧送される。

図２は図１のII−II断面図であって、オイルストレーナ４１の流入口４３およびオイルドレンパイプ３１の流出口３１ａの位置を示す。オイルストレーナ４１の流入口４３およびオイルドレンパイプ３１の流出口３１ａは、いずれもロアケース１６の底部１６ａに相対した状態で、かつロアケース１６の底部１６ａに近接して配置されている。このように配置することによって、流入口４３および流出口３１ａは、エンジンオイルに深く浸漬された状態となる。例えば、エンジンＥが運転され、オイルポンプが駆動されると、オイルパン内のエンジンオイルはオイルポンプにより吸入されて、エンジンオイルの液面レベルが低下するが、このような場合にも流入口４３および流出口３１ａは、エンジンオイルの液面下に安定的に維持されるようになる。

また、流入口４３および流出口３１ａは、ロアケース１６の前後方向における中央付近に配置されている。流入口４３および流出口３１ａの位置は、エンジンＥが搭載される自動車の急加速時（急発進時）および急減速時（急制動時）においても、流入口４３および流出口３１ａがエンジンオイルの液面下に維持されるように設定されている。図２中の二点鎖線Ａは自動車が１．０Ｇ（９．８ｍ／ｓ２）の加速度で急加速（急発進）した場合、二点鎖線Ｂは自動車が１．０Ｇの加速度で急減速（急制動）した場合のエンジンオイルの液面を示している。自動車が急加速した場合には、エンジンオイルには慣性力が加わり、エンジンオイルはオイルパン３内で後方に移動する。流入口４３および流出口３１ａは、このときのエンジンオイルの液面（二点鎖線Ａ）よりも下方に位置するように（すなわち、エンジンオイル中に常に浸漬されるように）配置されている。同様に、自動車が急減速した場合には、エンジンオイルはオイルパン内を前方に移動し、エンジンオイルの液面（二点鎖線Ｂ）のようになるが、流入口４３および流出口３１ａはこのときのエンジンオイルの液面（二点鎖線Ｂ）よりも下方に位置するように配置されている。

図３は図１のIII−III断面図であって、オイルストレーナ４１の流入口４３およびオイルドレンパイプ３１の流出口３１ａの位置を示す。流入口４３および流出口３１ａは、ロアケース１６の車幅方向における中央付近に配置されている。流入口４３および流出口３１ａの位置は、エンジンＥが搭載される自動車の右旋回時および左旋回時においても、流入口４３および流出口３１ａがエンジンオイルに常に浸漬されるように設定されている。図３中の二点鎖線Ｃは自動車が右旋回して０．８Ｇの加速度が加わった場合、二点鎖線Ｄは自動車が左旋回して０．８Ｇの加速度が加わった場合のエンジンオイルの液面を示している。自動車が右旋回した場合には、エンジンオイルは慣性力によってオイルパン内を左方に移動し、左旋回した場合には、エンジンオイルはオイルパン内を右方に移動する。流入口４３および流出口３１ａは、右旋回時のエンジンオイルの液面（二点鎖線Ｃ）および左旋回時のエンジンオイルの液面（二点鎖線Ｄ）のいずれよりも下方に位置するように配置されている。

以上のように、急加速時（１．０Ｇ）、急減速時（１．０Ｇ）、左右旋回時（０．８Ｇ）を含む自動車の走行時や停止時のいずれにおいても、流出口３１ａはエンジンオイルに常に浸漬されているため、ブローバイガスが流出口３１ａよりオイルドレンパイプ３１内に流入することが防止される。オイルドレンパイプ３１は、第１〜第３オイル還流通路２６，２９，３０およびオイルセパレータ２５を介して吸気系と連通しているため、オイルドレンパイプ３１内の圧力は吸気系の吸気負圧を受けて、クランク室１７およびオイルパン３内の圧力よりも低圧となっている。そのため、流出口３１ａがエンジンオイルの液面よりも上方に位置する場合には、ブローバイガスがオイルドレンパイプ３１に流入し、オイルセパレータ２５のバッフルプレート２５ｅ付近を通過することなく、エンジンオイルを含んだ状態で吸気系に流れる現象が発生する。本実施形態では、流出口３１ａは常にエンジンオイルに浸漬された状態となるため、オイルパン３内のブローバイガスがオイルドレンパイプ３１内に流入することはない。

図４は、オイルストレーナ４１の流入口４３からの距離と、流入口４３への吸入圧との関係を示す図である。図中の実線１０１は、オイルポンプによるオイルストレーナ４１の流入口４３への吸入圧を示しており、圧力が負の値に大きいほど吸入圧が大きいことを表している。実線１０１は、エンジンＥの最高回転時、すなわちオイルポンプの吸入力が最大のときの吸入圧力を示している。流入口４３への吸入圧は、流入口４３付近が最も大きく、流入口４３から離れるにつれて減少し（圧力が増加し）、流入口４３から所定の距離ｄ１で０となる。

図４中の１点鎖線１０２は、オイルドレンパイプ３１の流出口３１ａに作用する吸気系の吸気負圧を示す。吸気負圧は、オイルストレーナ４１の流入口４３からの距離にかかわらず一定である。

図４より、流出口３１ａを流入口４３の付近に配置した場合には、流出口３１ａに作用する吸気負圧より流入口４３への吸入圧の方が大きいため、オイルドレンパイプ３１内のエンジンオイルは流入口４３に吸入される。このとき、オイルドレンパイプ３１内にはエンジンオイルに加えて空気が存在するため、エンジンオイルに伴って空気も流入口４３に吸入されることになる。すなわち、流入口４３への空気の噛み込みが発生する。空気の噛み込みが発生すると、噛み込まれた空気はオイルポンプ内に滞留し、オイルポンプの性能の低下を引き起こす。

一方、流入口４３からの距離が、距離ｄ２以上となる位置に流出口３１ａを配置した場合には、流出口３１ａに作用する吸気負圧が、流入口４３への吸入圧よりも大きくなる。そのため、オイルドレンパイプ３１内のエンジンオイルがオイルポンプの吸入圧により流入口４３に吸入されることはなく、空気の噛み込みも防止される。本実施形態では、流出口３１ａと流入口４３との距離は、距離ｄ２以上に設定されている。

以上のように構成することによって、オイルドレンパイプ３１の流出口３１ａは、急加速時、急減速時、左右旋回時を含む自動車の走行時や停止時において、常にオイルパン３内のエンジンオイルに浸漬された状態となるため、オイルパン３内のブローバイガスが直接にオイルドレンパイプ３１に流入することが防止される。また、オイルドレンパイプ３１の流出口３１ａは、流出口３１ａに作用する吸気負圧が、流入口４３への吸入圧よりも大きくなる位置に配置されているため、オイルドレンパイプ３１内の空気のオイルストレーナ４１への噛み込みを防止することができる。また、流出口３１ａの流入口４３に対する位置は、オイルドレンパイプ３１とオイルストレーナ４１とを連結するブラケット４６によって固定されているため、自動車の急加速等やエンジンオイルの移動が発生する場合にも両者の位置関係は安定して維持される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、オイル供給通路の上流端にストレーナ４１を設けなくてもよい。この場合はオイル供給通路の上流端に形成される流入口が上記の流入口４３と同様の要件を満たすように配置することに留意する。その他装置の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

３：オイルパン、９：ブリーザチャンバ（ブローバイガス通路）、１５：アッパケース、１６：ロアケース、１７：クランク室、２０：通路（ブローバイガス通路）、２５：オイルセパレータ、２６：第１オイル還流通路（オイル還流通路）、２９：第２オイル還流通路（オイル還流通路）、３０：第３オイル還流通路（オイル還流通路）、３１：オイルドレンパイプ（オイル還流通路）、３１ａ：流出口、４１：オイルストレーナ（オイル供給通路）、４３：流入口、４４：オイル供給管（オイル供給通路）、Ｅ：エンジン（内燃機関）

Claims

オイルパンに貯留されたエンジンオイルを内燃機関の各部に供給するとともに、ブローバイガスから分離したエンジンオイルをオイルパンに還流させる内燃機関の潤滑装置において、
クランク室と吸気系とを連通させるブローバイガス通路と、
前記ブローバイガス通路に介装されたオイルセパレータと、
前記ブローバイガス通路と前記オイルパンとを連通させ、前記オイルセパレータによって分離されたエンジンオイルを前記オイルパンに還流させるオイル環流通路と、
オイルパンに貯留されたエンジンオイルを内燃機関の各部に供給するオイル供給通路と、
前記オイル供給通路に設けられたオイルポンプと
を備え、
前記オイル供給通路の流入口と前記オイル環流通路の流出口とは、前記内燃機関が搭載される車両の急加速時、急減速時、左右旋回時においても前記オイルパン内のエンジンオイルに浸漬される部位に設けられ、
前記オイル環流通路の流出口は、前記オイルポンプによる前記オイル供給通路への吸入圧が当該オイル還流通路の流出口に作用する吸気負圧以下となる位置に設けられたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
前記オイルポンプは、前記内燃機関の回転速度に比例する回転速度をもって駆動され、
前記オイル還流通路の流出口は、前記内燃機関の最高回転時における前記オイルポンプによる前記オイル供給通路への吸入圧と、当該オイル還流通路の流出口に作用する吸気系による吸入負圧とが概ね等しくなる位置に、前記オイル供給通路の流入口から離れて配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のオイル循環装置。