JP2010163933A

JP2010163933A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2010163933A
Application number: JP2009005949A
Authority: JP
Inventors: Tomio Iwata; 富男岩田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-07-29

Abstract

【課題】簡易な構造であり製造コストも抑制され、オイルパンによる潤滑油の回収性が向上し、潤滑油の消費量が抑制された内燃機関を提供することを課題とする。
【解決手段】内燃機関１は、クランクシャフト４１と、潤滑油を貯留するオイルパン３０と、クランクシャフト４１とオイルパン３０との間に設けられたバッフルプレート２０とを備え、バッフルプレート２０は、クランクシャフト４１の回転中心を通る垂線Ｓよりもクランクシャフト４１の回転の上流側に位置し、クランクシャフト４１の回転方向に沿った湾曲面２１と、クランクシャフト４１の回転の下流側に位置した水平面２３と、水平面２３に設けられ潤滑油をオイルパン３０に排出する排出孔２４と、水平面２３上を下流側に流れる潤滑油が衝突する衝突面２５と、を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は内燃機関に関する。

特許文献１には、バッフルプレート上に落下した潤滑油中の気泡を減らした状態でオイルパンへ潤滑油を供給する技術が開示されている。このバッフルプレートには、潤滑油をオイルパンへと排出する排出孔を有している。また、オイルパン内には、排出孔から排出された潤滑油をオイルパンに貯留された潤滑油に落下する前に衝突させる衝突壁が設けられている。

特開２００７−２０５２２８号公報

オイルパン内に衝突壁を設ける場合、オイルパン内の高さを十分に取ることができないものについては、このような衝突壁を設けることは困難である。また、オイルパンは、内燃機関が搭載される車両の形式によって構造が異なっている。このため、車両の形式毎に、衝突壁を備えたオイルパンを製造する必要があり製造コストの増加に繋がる。

また、排出孔の大きさが小さいと、潤滑油の排出性が悪化し、クランクが潤滑油を攪拌することによる抵抗が大きくなる。従って、フリクション抵抗が増大する。排出孔が大きいと、往復動するピストンの背面の影響により、オイルパン内の潤滑油がブローバイガスの排出口から排出される恐れがある。潤滑油が排出されると、潤滑油を回収できないため潤滑油の消費量が増大する。

本発明の目的は、簡易な構造であり製造コストも抑制され、オイルパンによる潤滑油の回収性が向上し、潤滑油の消費量が抑制された内燃機関を提供することである。

上記目的は、クランクシャフトと、潤滑油を貯留するオイルパンと、前記クランクシャフトと前記オイルパンとの間に設けられたバッフルプレートとを備え、前記バッフルプレートは、前記クランクシャフトの回転中心を通る垂線よりも前記クランクシャフトの回転の上流側に位置し、前記クランクシャフトの回転方向に沿った湾曲面と、前記前記クランクシャフトの回転の下流側に位置した水平面と、前記水平面に設けられ潤滑油を前記オイルパンに排出する排出孔と、前記水平面上を前記下流側に流れる潤滑油が衝突する衝突面と、を有している、ことを特徴とする内燃機関によって達成できる。

バッフルプレートが衝突面を有しているので、オイルパン内に衝突壁を設ける必要はない。これにより、内燃機関の製造コストが抑制される。また、バッフルプレートは水平面を有し、水平面には排出孔が形成されているので、排出孔の大きさを大きくすることなく、排出孔からの潤滑油の排出を促進することができる。これにより、排出孔を大きくすることによる不利益を抑制しつつ、クランクシャフトがバッフルプレートに溜まった潤滑油を攪拌することに伴う抵抗の増大を抑制できる。

本発明によれば、簡易な構造であり製造コストも抑制され、オイルパンによる潤滑油の回収性が向上し、潤滑油の消費量が抑制された内燃機関を提供できる。

図１は、本実施形態に係る内燃機関の模式的な断面図である。図２は、バッフルプレートの拡大断面図である。図３は、本実施形態とは異なる構造のバッフルプレートを採用した内燃機関の模式的な断面図である。図４は、本実施例に係る内燃機関と従来の内燃機関とのフリクション値の差を示したグラフである。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る内燃機関１の模式的な断面図である。内燃機関１は、Ｖ型のエンジンである。内燃機関１は、シリンダブロック１０、バッフルプレート２０、オイルパン３０を備える。シリンダブロック１０の下部にオイルパン３０が連結されている。また、シリンダブロック１０内には、クランクシャフト４１が配置されている。クランクシャフト４１には、コネクティングロッド４３の一端が連結されている。コネクティングロッド４３の他端にはピストン４５が連結されている。吸気、圧縮、膨張、排気行程を繰り返す過程でピストン４５が往復動し、これに伴ってクランクシャフト４１は回転する。

オイルパン３０には、内燃機関１を潤滑するための潤滑油が貯留されている。バッフルプレート２０は、クランクシャフト４１とオイルパン３０との間に配置されている。バッフルプレート２０の上面に落ちた潤滑油は、クランクシャフト４１によって攪拌される。バッフルプレート２０には、後述する排出孔２４ａ〜２４ｃ、衝突面２５が設けられている。クランクシャフト４１によって攪拌された潤滑油は、排出孔２４ａ〜２４ｃを介してオイルパン３０へと排出される。尚、シリンダブロック１０には戻り通路１２が設けられている。戻り通路１２は、不図示のシリンダヘッド側からオイルパン３０へ潤滑油を排出するための通路である。

次に、バッフルプレート２０の形状について説明する。図２は、バッフルプレート２０の拡大断面図である。図２に示すように、バッフルプレート２０は、湾曲面２１、水平面２３を有している。クランクシャフトの回転中心を通過する垂線Ｓに対して、上流側に位置するのが湾曲面２１、下流側に位置するのが水平面２３である。ここで、クランクシャフト４１は、図１、図２において、時計方向に回転する。上流側、下流側とは、クランクシャフト４１の回転方向の上流側、下流側をいう。湾曲面２１は、クランクシャフト４１の回転方向に沿うように湾曲している。湾曲面２１の最下端と水平面２３とが連続している。水平面２３の高さは、湾曲面２１の最下端と一致している。

バッフルプレート２０上に落下した潤滑油はクランクシャフト４１の回転によって下流側へと流れる。これにより、潤滑油は、湾曲面２１から水平面２３に向けて流れて、水平面２３に設けられた排出孔２４ａ〜２４ｃからオイルパン３０へと排出される。また、下流側には衝突面２５が設けられている。詳細には、水平面２３の最も下流側に設けられた排出孔２４ｃよりも更に下流側に衝突面２５が設けられている。衝突面２５は、鉛直方向に沿うように設けられている。衝突面２５は、水平面２３に対して直交していなくてもよい。尚、排出孔２４ａ〜２４ｃのそれぞれの形状は、例えば楕円もしくは長円であり、その大きさは、長軸半径が７ｍｍ、短軸半径が４ｍｍである。

クランクシャフト４１によって下流側へ流れた潤滑油の一部は、衝突面２５の壁面に衝突する。これによって、潤滑油の気液分離が促進されて、潤滑油中の気泡が減る。また、衝突面２５に衝突した潤滑油は、排出孔２４ｃからオイルパン３０へと排出される。また、水平面２３は水平であるため、潤滑油は水平面２３の下流側にスムーズに流れる。これにより、潤滑油の排出は、排出孔２４ａ〜２４ｃを介してスムーズに行われる。これにより、クランクシャフト４１が潤滑油を攪拌することに伴うフリクション抵抗の増大を抑制できる。

次に、従来のバッフルプレートについて説明する。図２には、従来のバッフルプレート２０ｘについても点線で示している。従来のバッフルプレート２０ｘは、垂線Ｓに対して対称形状であった。即ち、垂線Ｓに対して上流側及び下流側で双方とも、クランクシャフト４１の回転方向に沿うように湾曲していた。また、下流側の湾曲面２３ｘに排出孔が設けられていた。このため、湾曲面２３ｘ上を流れる潤滑油は、重力に逆らって湾曲面２３ｘを上るように流れることになる。このため、この排出孔からの潤滑油の排出はスムーズに行われなかった。

一方、排出孔の大きさを大きくすれば、このような下流側の湾曲面２３ｘに排出孔を設けた場合であっても、潤滑油の排出はスムーズに行うことができる。しかしながら、排出孔の大きさを大きくすると、それに伴って、オイルパン３０内に貯留された潤滑油は、ピストンの背圧の影響を大きく受ける。これにより、戻り通路１２からオイルパン３０への潤滑油の排出を妨げる恐れがあった。

そこで、本実施例のように、水平面２３を設けることにより、水平面２３を下流側に流れる潤滑油は、重力に逆らって流れることはない。このため、水平面２３に設ける排出孔の大きさを過剰に大きくしなくても、潤滑油の排出が促進される。

次に、バッフルプレート２０の製造について説明する。バッフルプレート２０は、従来のバッフルプレートと同様に、プレス加工によって製造される。即ち、水平面２３、衝突面２５、排出孔２４ａ〜２４ｃは、プレス加工によって製造される。即ち、バッフルプレート２０を１枚製造する過程で、衝突面２５が形成されるので、ビス止めや溶接などの加工は不要である。従って、オイルパン３０内に衝突壁を設ける場合と比較して簡易な構造であり製造コストが抑制される。

また、通常オイルパンは、内燃機関が搭載される車両の形式によって構造が異なっている。例えば、ＦＲ車、ＦＦ車、ＲＶ車などに応じてオイルパンの形状等は異なっている。このため、オイルパンに衝突壁を設ける場合には、内燃機関が搭載される車両の形式毎に、衝突壁を備えたオイルパンを製造する必要があり製造コストの増加に繋がる。一方、バッフルプレート２０に衝突壁２５を設けることにより、形式の異なる複数の内燃機関に対して、このようなバッフルプレートを共通に用いることができる。これにより、製造コストが抑制される。

次に、本実施形態とは異なる構造のバッフルプレート２０ｘ１を採用した内燃機関１ｘについて説明する。図３は、本実施形態とは異なる構造のバッフルプレート２０ｘ１を採用した内燃機関１ｘの模式的な断面図である。図３に示すように、バッフルプレート２０ｘ１には、バッフルプレート２０と異なり衝突面２５が設けられていない。衝突面２５が設けられていないため、排出孔２４ｃから排出された潤滑油は、シリンダブロック１０又はオイルパン３０の内壁面に衝突する。潤滑油が内壁面に衝突することにより、潤滑油が拡散した状態でオイルパン３０内に落下する。これにより、潤滑油中の気泡の割合が増大し、これに伴ってクランクケース内の圧力が上昇する。クランクケース内の圧力が上昇すると、ブローバイガス用の排出口からブローバイガスが排出される過程で、飛散した潤滑油がブローバイガスとともに排出される恐れがある。この排出口から潤滑油が排出されると、潤滑油を回収できず潤滑油の消費量が増大する。

しかしながら、本実施例のバッフルプレート２０は、衝突面２５を有している。このため、シリンダブロック１０又はオイルパン３０の内壁面に潤滑油が直接衝突することはない。従って、潤滑油を回収でき潤滑油の消費量が抑制される。

次に、本実施例に係る内燃機関１のフリクション値について説明する。図４は、本実施例の内燃機関１と従来の内燃機関とのフリクション値の差を示したグラフである。尚、従来の内燃機関は、図２に示したバッフルプレート２０ｘを採用してある。図４のグラフは、縦軸にフリクション値（Ｎｍ）、横軸に機関回転数（ｒｐｍ）を示している。また、バッフルプレート２０ｘを採用した従来の内燃機関のフリクション値を０とした場合での、本実施例に係る内燃機関１のフリクション値を示している。フリクション値は公知の方法によって算出した。

図４に示すように、機関回転数が比較的低い場合には、本実施例の内燃機関１と従来の内燃機関とのフリクション値については大きな差はない。しかしながら、機関回転数が３５００ｒｐｍ付近から、フリクション値の差が大きくなってきている。また、機関回転数が６０００ｒｐｍ付近では、フリクション値の差は、１．０Ｎｍ程度ある。このように、バッフルプレート２０を採用した内燃機関１は、中速域から高速域にかけてフリクションを低減の効果が顕著である。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１内燃機関
１０シリンダブロック
１２戻り通路
２０バッフルプレート
２１湾曲面
２３水平面
２４ａ〜２４ｃ排出孔
２５衝突面
３０オイルパン
４１クランクシャフト
４３コネクティングロッド
４５ピストン

Claims

クランクシャフトと、
潤滑油を貯留するオイルパンと、
前記クランクシャフトと前記オイルパンとの間に設けられたバッフルプレートとを備え、
前記バッフルプレートは、
前記クランクシャフトの回転中心を通る垂線よりも前記クランクシャフトの回転の上流側に位置し、前記クランクシャフトの回転方向に沿った湾曲面と、
前記前記クランクシャフトの回転の下流側に位置した水平面と、
前記水平面に設けられ潤滑油を前記オイルパンに排出する排出孔と、
前記水平面上を前記下流側に流れる潤滑油が衝突する衝突面と、を有している、ことを特徴とする内燃機関。