JP2010174740A - Lubricating device of rotary piston engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータハウジングのトロコイド内周面に開口する供給口よりオイルを供給するようにしたロータリピストンエンジンの潤滑装置に関するものである。 The present invention relates to a lubricating device for a rotary piston engine in which oil is supplied from a supply port that opens to an inner peripheral surface of a trochoid of a rotor housing.
従来より、ロータリピストンエンジンではベアリング等の潤滑系とは別にガスシールの摺動面に潤滑油を供給するための潤滑系として、例えば特許文献1に開示されるように、ロータハウジングのトロコイド内周面に開口する供給口よりオイルを供給するようにしている。
Conventionally, in a rotary piston engine, a lubrication system for supplying lubricating oil to a sliding surface of a gas seal separately from a lubrication system such as a bearing, as disclosed in
また、同文献に開示されるものでは、エンジンの運転状態に応じて供給口からのオイル供給量を制御するようにしており、例えば、エンジンの運転状態が高回転高負荷状態(第1運転状態)のときには、ロータのシール部材の、トロコイド内周面との間のシール性要求等が高くなるため、オイル供給量を多くする一方、低回転低負荷状態(第2運転状態)のときには、シール性要求等が低くなるため、オイル供給量を少なくするようになっている。
しかしながら、前記従来例の潤滑装置では、エンジンの運転状態が前記第1運転状態から前記第2運転状態に移行すると、その移行直後は、第1運転状態のオイル供給量が多いため、ロータハウジング内(燃焼室内)のオイル量が過剰になり、オイル消費が嵩むという不具合を生じる。 However, in the lubricating device of the conventional example, when the engine operating state shifts from the first operating state to the second operating state, the oil supply amount in the first operating state is large immediately after the transition, so that the inside of the rotor housing The amount of oil in the (combustion chamber) becomes excessive, resulting in a problem of increased oil consumption.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロータハウジングのトロコイド内周面に開口する供給口よりオイルを供給するようにしたロータリピストンエンジンの潤滑装置において、オイル消費を抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a lubricating device for a rotary piston engine that supplies oil from a supply port that opens to the inner peripheral surface of a trochoid of a rotor housing. It is to control oil consumption.
第1の発明は、ロータハウジングのトロコイド内周面に開口する供給口よりオイルを供給するようにしたロータリピストンエンジンの潤滑装置であって、前記エンジンの運転状態に応じて前記供給口からのオイル供給量を制御する制御手段を備えており、前記制御手段は、前記エンジンの運転状態が第1運転状態のときには、前記オイル供給量を第1所定量にする一方、前記エンジンの運転状態が第2運転状態のときには、前記オイル供給量を前記第1所定量よりも少ない第2所定量にし、前記エンジンの運転状態が前記第1運転状態から前記第2運転状態に移行したときには、該移行から所定期間の間、前記オイル供給量を前記第2所定量よりも減量するように構成されていることを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is a lubricating device for a rotary piston engine in which oil is supplied from a supply port that opens to an inner peripheral surface of a trochoid of a rotor housing, and the oil from the supply port according to the operating state of the engine Control means for controlling the supply amount, wherein the control means sets the oil supply amount to a first predetermined amount when the engine operating state is the first operating state, while the engine operating state is the first operating state; In the second operation state, the oil supply amount is set to a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount, and when the engine operation state shifts from the first operation state to the second operation state, The oil supply amount is configured to be reduced from the second predetermined amount during a predetermined period.
これにより、制御手段によって、エンジンの運転状態が第1運転状態のときには、ロータハウジングのトロコイド内周面に開口する供給口からのオイル供給量を第1所定量にする一方、エンジンの運転状態が第2運転状態のときには、オイル供給量を第1所定量よりも少ない第2所定量にし、エンジンの運転状態が第1運転状態から第2運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、オイル供給量を第2所定量よりも減量することにより、ロータハウジング内のオイル量が過剰になるその移行直後に、オイル供給量を一時的に減量するので、オイル消費を抑制することができる。 Thus, when the engine operating state is the first operating state, the control means sets the oil supply amount from the supply port opened on the inner surface of the trochoid of the rotor housing to the first predetermined amount, while the engine operating state is In the second operating state, the oil supply amount is set to a second predetermined amount that is smaller than the first predetermined amount, and when the engine operating state shifts from the first operating state to the second operating state, the transition is performed for a predetermined period. By reducing the oil supply amount from the second predetermined amount, the oil supply amount is temporarily reduced immediately after the oil amount in the rotor housing becomes excessive, so that oil consumption can be suppressed. .
第2の発明は、上記第1の発明において、前記第1運転状態は、高回転領域における運転状態である一方、前記第2運転状態は、低回転領域における運転状態であることを特徴とするものである。 According to a second aspect, in the first aspect, the first operation state is an operation state in a high rotation region, while the second operation state is an operation state in a low rotation region. Is.
これにより、制御手段によって、エンジンの運転状態が高回転領域の運転状態のときには、オイル供給量を第1所定量にする一方、エンジンの運転状態が低回転領域における運転状態のときには、オイル供給量を第1所定量よりも少ない第2所定量にし、エンジンの運転状態が高回転領域における運転状態から低回転領域における運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、オイル供給量を第2所定量よりも減量することにより、ロータハウジング内のオイル量が過剰になるその移行直後に、オイル供給量を一時的に減量するので、オイル消費を抑制することができる。 Thus, the control means sets the oil supply amount to the first predetermined amount when the engine operating state is in the high rotation region, while the oil supply amount is when the engine operation state is in the low rotation region. Is set to a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount, and when the engine operating state shifts from the operating state in the high rotation region to the operating state in the low rotation region, 2 By reducing the amount from a predetermined amount, the oil supply amount is temporarily reduced immediately after the oil amount in the rotor housing becomes excessive, so that oil consumption can be suppressed.
第3の発明は、上記第1の発明において、前記第1運転状態は、高負荷領域における運転状態である一方、前記第2運転状態は、低負荷領域における運転状態であることを特徴とするものである。 According to a third invention, in the first invention, the first operation state is an operation state in a high load region, while the second operation state is an operation state in a low load region. Is.
これにより、制御手段によって、エンジンの運転状態が高負荷領域における運転状態のときには、オイル供給量を第1所定量にする一方、エンジンの運転状態が低負荷領域における運転状態のときには、オイル供給量を第1所定量よりも少ない第2所定量にし、エンジンの運転状態が高負荷領域における運転状態から低負荷領域における運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、オイル供給量を第2所定量よりも減量することにより、ロータハウジング内のオイル量が過剰になるその移行直後に、オイル供給量を一時的に減量するので、オイル消費を抑制することができる。 Thus, the control means sets the oil supply amount to the first predetermined amount when the engine operation state is in the high load region, while the oil supply amount when the engine operation state is in the low load region. Is set to a second predetermined amount smaller than the first predetermined amount, and when the engine operating state shifts from the operating state in the high load region to the operating state in the low load region, the oil supply amount is changed for the predetermined period from the transition. 2 By reducing the amount from a predetermined amount, the oil supply amount is temporarily reduced immediately after the oil amount in the rotor housing becomes excessive, so that oil consumption can be suppressed.
第4の発明は、上記第2又は3の発明において、前記制御手段は、前記第1所定量と前記第2所定量との差が大きいほど、前記所定期間を長くするように構成されていることを特徴とするものである。 In a fourth aspect based on the second or third aspect, the control means is configured to lengthen the predetermined period as the difference between the first predetermined amount and the second predetermined amount increases. It is characterized by this.
ところで、第1所定量と第2所定量との差が大きいと、前記移行直後のロータハウジング内のオイルの過剰量が大きくなる。 By the way, if the difference between the first predetermined amount and the second predetermined amount is large, the excessive amount of oil in the rotor housing immediately after the transition becomes large.
また、エンジンの運転状態が低回転低負荷領域における運転状態になると、ロータのシール部材の、トロコイド内周面との摺動による異音の発生を防止する要求(シール音要求)が高くなる。 Further, when the operating state of the engine becomes an operating state in a low rotation and low load region, a request (seal noise request) for preventing the generation of abnormal noise due to sliding of the seal member of the rotor with the inner peripheral surface of the trochoid increases.
ここで、本発明によれば、制御手段によって、第1所定量と第2所定量との差が大きいほど、所定期間を長くするので、ロータハウジング内のオイルの過剰量が大きくなるほど、その移行直後にオイル供給量を一時的に減量する期間を長くすることができ、シール音要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。 Here, according to the present invention, the control means makes the predetermined period longer as the difference between the first predetermined amount and the second predetermined amount increases, so that the transition increases as the excess amount of oil in the rotor housing increases. Immediately after that, the period during which the oil supply amount is temporarily reduced can be lengthened, and the oil consumption can be suppressed while satisfying the seal sound requirement.
第5の発明は、上記第2又は3の発明において、前記エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段をさらに備えており、前記制御手段は、前記冷却水温度検出手段により検出された冷却水温度が所定温度以下のときには、前記冷却水温度に応じて前記オイル供給量を制御するとともに、該オイル供給量を、前記冷却水温度検出手段により検出された冷却水温度が前記所定温度よりも高いときにおいて前記エンジンの運転状態に応じて制御されるオイル供給量よりも、同じ回転状態及び負荷状態において増量するように構成されていることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, the apparatus further comprises a cooling water temperature detecting means for detecting a cooling water temperature of the engine, and the control means is detected by the cooling water temperature detecting means. When the cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the oil supply amount is controlled according to the cooling water temperature, and the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detecting means is less than the predetermined temperature. Is higher than the oil supply amount controlled in accordance with the operating state of the engine when the engine speed is high, it is configured to increase in the same rotational state and load state.
ところで、エンジンの冷却水温度が低いと、燃料の気化率が低くなり、ロータハウジング内のオイルが洗い流されて、ロータのシール部材が摩耗する虞がある。 By the way, when the engine coolant temperature is low, the fuel vaporization rate becomes low, and the oil in the rotor housing is washed away, and the seal member of the rotor may be worn.
ここで、本発明によれば、制御手段によって、冷却水温度検出手段により検出されたエンジンの冷却水温度が所定温度以下のときには、冷却水温度に応じてオイル供給量を制御するとともに、そのオイル供給量を、冷却水温度検出手段により検出されたエンジンの冷却水温度が所定温度よりも高いときにおいてエンジンの運転状態に応じて制御されるオイル供給量よりも、同じ回転状態及び負荷状態において増量するので、エンジンの冷却水温度が低いときに洗い流された分のオイルを補うことができ、ロータのシール部材の摩耗を防止することができる。 Here, according to the present invention, when the cooling water temperature of the engine detected by the cooling water temperature detecting means is not more than the predetermined temperature, the control means controls the oil supply amount according to the cooling water temperature, and the oil The supply amount is increased in the same rotational state and load state than the oil supply amount controlled according to the engine operating state when the engine coolant temperature detected by the coolant temperature detection means is higher than a predetermined temperature. Therefore, it is possible to supplement the oil that has been washed away when the engine coolant temperature is low, and to prevent wear of the seal member of the rotor.
第6の発明は、上記第5の発明において、前記制御手段は、前記エンジンの負荷が低いほど、前記増量値を小さくするように構成されていることを特徴とするものである。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, the control means is configured to decrease the increase value as the engine load is lower.
ところで、エンジンの運転状態が低負荷領域における運転状態になると、ロータのシール部材の、トロコイド内周面との間のシール性要求が低くなる。 By the way, when the operating state of the engine becomes an operating state in a low load region, the sealability requirement between the rotor sealing member and the inner peripheral surface of the trochoid is reduced.
ここで、本発明によれば、制御手段によって、エンジンの負荷が低いほど、前記増量値を小さくするので、シール性要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。 Here, according to the present invention, as the engine load is reduced by the control means, the increase value is reduced, so that oil consumption can be suppressed while satisfying the sealing requirement.
本発明によれば、制御手段によって、エンジンの運転状態が第1運転状態のときには、ロータハウジングのトロコイド内周面に開口する供給口からのオイル供給量を第1所定量にする一方、エンジンの運転状態が第2運転状態のときには、オイル供給量を第1所定量よりも少ない第2所定量にし、エンジンの運転状態が第1運転状態から第2運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、オイル供給量を第2所定量よりも減量することにより、ロータハウジング内のオイル量が過剰になるその移行直後に、オイル供給量を一時的に減量するので、オイル消費を抑制することができる。 According to the present invention, when the engine operating state is in the first operating state, the control means causes the oil supply amount from the supply port that opens to the inner surface of the trochoid of the rotor housing to be the first predetermined amount, while When the operating state is the second operating state, the oil supply amount is set to a second predetermined amount that is smaller than the first predetermined amount, and when the engine operating state shifts from the first operating state to the second operating state, a predetermined amount from the transition By reducing the oil supply amount from the second predetermined amount during the period, the oil supply amount is temporarily reduced immediately after the oil amount in the rotor housing becomes excessive, so that oil consumption is suppressed. be able to.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(エンジンの全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係るロータリピストンエンジン1の要部構成を示し、図2及び図3は、エンジン1の本体上に配置された潤滑装置Aを示す。図1のように、トロコイド内周面2aを有する繭状のロータハウジング2と、サイドハウジング3,3,…(図2、3を参照)とに囲まれたロータ収容室4には、概略三角形状のロータ6が収容されていて、その外周側に3つの作動室5,5,5が形成されている。図3のように、この実施形態のエンジン1は、2つのロータハウジング2,2を3つのサイドハウジング3,3,…の間に挟み込んで一体化しており、いわゆる2ロータタイプと呼ばれる。
(Entire engine configuration)
FIG. 1 shows a configuration of a main part of a
図3において右側に示すエンジン前側にはフロントカバー7が配設され、その略中央を貫通して突出するエキセントリックシャフト8(以下、単にシャフト8ともいう)の前端部には、補機駆動用のプーリ9,10が配設されている一方、該シャフト8の後端部にはフライホイール11が配設されている。以下、この明細書では、エンジン1の前後方向に並ぶ3つのサイドハウジング3,3,3のうち中央のものを、前後両側のものと区別する場合にはインターミディエイトハウジング3と呼ぶ。
A
図1に示すように、ロータ6は、サイドハウジング3を貫通するエキセントリックシャフト8の偏心輪8aに対して回転自在に支持されるとともに、図示は省略するが、ロータ6の内側に形成された内歯車がサイドハウジング3側の固定歯車(外歯車)と噛合しており、これにより移動軌跡が規定された遊星回転運動をする。すなわち、ロータ6は、外周の3つの頂部(アペックスシール16,16,…)を各々トロコイド内周面2aに摺接させながら、シャフト8の偏心輪8aの周りを自転し、且つ該シャフト8の軸心Xの周りに公転する。
As shown in FIG. 1, the
そうしてロータ6が移動する間に、該ロータ6の各頂部間にそれぞれ形成された作動室5,5,…が各々周方向に(図の時計回りに)移動しながら、所定の位相差を持って吸気、圧縮、膨張(燃焼)及び排気の4行程を行うようになっており、その燃焼による圧力がロータ6を介してシャフト8を回転させることになる。例えば図1において吸気ポート12に連通する作動室5(図の上側の作動室)は吸気下死点にあり、ロータ6の回転に連れて圧縮行程に移行する。
During the movement of the
そうして圧縮行程に移行した作動室5の内部で混合気が圧縮され、圧縮行程の終盤から膨張行程にかけて所定のタイミングで点火プラグ13,14により点火されて、燃焼・膨張行程が行われる。図1において右下に位置する作動室5は、燃焼・膨張行程の前半にあり、さらにロータ6が移動して作動室5が排気ポート15に連通すると、排気行程に移行する。同図の左下に位置する作動室5は排気行程の終盤にある。このような燃焼サイクルは各作動室5毎にシャフト8の3回転につき1回、行われ、作動室5がロータ6毎に3つあることから、エンジン1の1回転につき1回、燃焼が行われることになる。
Thus, the air-fuel mixture is compressed inside the working
そのような燃焼による高圧のガスが作動室5から吹き抜けることを阻止するために、ロータ6外周の3つの頂部にはそれぞれロータ幅方向(図1の紙面に垂直な方向)に亘ってアペックスシール16,16,…が配設されている。また、ロータ6の両側面には、それぞれ、隣り合う頂部間を結ぶように弓状のサイドシール17,17,…が配設され、それら両シール部材の接合する部位には、一側に開口する概略円筒状のコーナシール18,18,…が配設されている。尚、各シール部材16〜18は、それぞれロータ6に形成された溝に嵌め込まれて、図示しないばね部材により外方へ付勢されている。
In order to prevent the high-pressure gas due to such combustion from blowing through the working
この実施形態のエンジン1は、吸排気ポートがいずれもサイドハウジング3,3,…の側面に開口するサイド吸気・サイド排気方式のものである。すなわち、インターミディエイトハウジング3にはエンジン前後方向に並んで一対の第1吸気ポート12,12が形成され、それぞれロータ収容室4,4に臨んで開口している。一方、サイドハウジング3,3には、図3にのみ示すが、それぞれ第2及び第3の2つの吸気ポート20,21が形成されている。
The
同様にインターミディエイトハウジング3には、第1吸気ポート12,12の下方にてエンジン前後方向に並んで一対の第1排気ポート15,15が形成されて、それぞれロータ収容室4,4に臨んで開口する一方、サイドハウジング3,3には、それぞれ第2、第3吸気ポート20,21の下方に第2排気ポート22,22が形成されている。
Similarly, in the
尚、前記した第1〜第3吸気ポート12,20,21には、図示しないが吸気マニホルドを介して、各ポート12,20,21への吸気の流通経路をエンジン1の運転状態に応じて切換える可変吸気系が接続されている。この吸気系の上流側には、吸気の流れを絞ってその流量を調節するスロットル弁が配設され、下流側には各ポート12,20,21へと分岐する分岐通路毎にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタが配設されている。
The first to
また、前記吸気系の上流側には、スロットル弁によって調整される吸気の流量Qを計測するエアフローセンサ23(図2に模式的に示す)が配設されている。さらに、図3に示すように、エキセントリックシャフト8の前端側にはその回転角度を検出する電磁式の回転角センサ(エキセン角センサ24)が配設されている。さらにまた、エンジン1の冷却水回路(図示せず)には、エンジン1の冷却水温度を検出する冷却水温度センサ25(図2に模式的に示す。冷却水温度検出手段)が配設されている。
Further, an air flow sensor 23 (schematically shown in FIG. 2) for measuring an intake air flow rate Q adjusted by a throttle valve is disposed upstream of the intake system. Further, as shown in FIG. 3, an electromagnetic rotation angle sensor (an eccentric angle sensor 24) that detects the rotation angle is disposed on the front end side of the
(潤滑装置の構成)
この実施形態のエンジン1では、アペックスシール16,16,…やサイドシール17,17,…等によるガスシール部に潤滑のためのオイル(エンジンオイル)を直接、供給する専用の潤滑装置Aを設けている。この潤滑装置Aは、シャフト8の主軸受け等にオイルを供給するためのオイルギャラリからオイルを取り出し、オイルコントロールバルブ30(OCV)により圧力を調整した後に、メタリング(計量)・オイルポンプ31,32により計量して、ロータハウジング2のトロコイド内周面2aに臨むノズル40,…,41,…に送り出すようにしたものである。
(Lubrication system configuration)
In the
尚、前記OCV30やオイルポンプ31,32は、図2に模式的に示すようにコントローラ50(Programable Control Module:以下、PCMと略称)によりドライバ回路51を介して制御されるようになっている。詳しくは後述するが、PCM50は、少なくともエアフローセンサ23、エキセン角センサ24及び冷却水温度センサ25からの信号に基づいてオイルポンプ31,32の制御を行う制御手段であり、OCV30については、第2オイルポンプ32に付設されたオイル圧センサ52からの信号に基づいて、フィードバック制御を行うものであり、図示しないタイマカウンタ等を備えている。
The
そうしてOCV30の制御により圧力を調整されたオイルは、上流側配管33によって第1オイルポンプ31に送られ、この第1オイルポンプ31の作動によりノズル40,…に分配されるとともに、余剰のオイルは中間配管34によって下流側の第2オイルポンプ32に送られる。そして、その第2オイルポンプ32の作動によってオイルがノズル41,41に分配されるとともに、余剰のオイルは下流側配管35によってオイルフィラーパイプ(図示せず)に送られ、エンジン1のオイルギャラリへと戻される。
Then, the oil whose pressure is adjusted by the control of the
第1、第2オイルポンプ31,32は、図1、3に示すようにエンジン1の上方(図の例ではインターミディエイトハウジング3の上方)においてロータ6の移動方向に並んで配置され、ブラケット36,37(図2では省略)を介してハウジング2,3,…の上部に取り付けられている。上流側の第1オイルポンプ31は、下流側の第2オイルポンプ32に比べて低い位置にあり、且つロータ6の移動方向について進み側に位置している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the first and second oil pumps 31 and 32 are arranged side by side in the moving direction of the
また、前記第1オイルポンプ31において上流側配管33の接続されるオイル吸入口Pは、中間配管34の上流端が接続されるオイル戻し口Rよりも低い位置に(下方に)ある。一方、下流側の第2オイルポンプ32において前記中間配管34の下流端が接続されるオイル吸入口Pは、前記第1オイルポンプ31のオイル戻し口Rよりも高い位置にあり、且つ下流側配管35が接続されるオイル戻し口Rよりも低い位置にある。
In the
つまり、OCV30から始まり2つのオイルポンプ31,32を直列に繋ぐ供給経路においてオイルは常に上向きに流れるようになっており、このことで、第1オイルポンプに吸入されるオイルにエアが混入していても、それは自然に中間配管34から第2オイルポンプ32へと向かうようになる。そして、この第2オイルポンプ32においてもオイルに混入するエアは自然に下流側配管35に向かうようになる。
In other words, the oil always flows upward in the supply path that starts from the
また、第1、第2オイルポンプ31,32には、各々ノズル40,…,41,…に至るオイル供給管38,…,39,…が接続される複数のオイル吐出口D,…が設けられ、それらのオイル吐出口D,…はいずれも各オイルポンプ31,32におけるオイルの吸入口P及び戻し口Rよりも低く位置付けられている(第1オイルポンプ31の相対的に高い位置のオイル吐出口D,Dはオイル吸入口Pと殆ど同じ高さにあるが、僅かにオイル吐出口D,Dの方が低い)。
Further, the first and second oil pumps 31 and 32 are provided with a plurality of oil discharge ports D to which
こうして2つのオイルポンプ31,32のそれぞれにおいてオイル吐出口D,…が相対的に低い位置に(即ち相対的に下方に)あることで、オイル吸入口Pから吸入されたオイルにエアが混入していても、そのエアは、より下方に位置するオイル吐出口D,…には向かい難く、より上方に位置するオイル戻し口Rに向かうようになる。つまり、各オイルポンプ31,32において相対的に低位置にあるオイル吐出口D,…から吐出されて、オイル供給管38,…,39,…によりノズル40,…,41,…に送られるオイルには、エアは混入し難くなっている。
Thus, in each of the two
ここで、第1オイルポンプ31のオイル吐出口D,…に接続されたオイル供給管38,…は、下流端がロータハウジング2においてロータ幅方向(エンジン前後方向)の両側寄りに各々配置されたサイドノズル40,…に接続されている。一方、第2オイルポンプ32のオイル吐出口D,…に接続されたオイル供給管39,…の下流端は、ロータ幅方向の略中央に配置されたセンタノズル41,41に接続されている。
Here, the
図4に拡大して示すように、センタノズル41,41は、各ロータハウジング2毎に1つずつ配置され、該ロータハウジング2の外周からトロコイド内周面2aまでロータ幅方向の略中央部を貫通する嵌挿孔2b(センタ供給口)に挿入されている。センタノズル41の上端にはオイル供給管38,…の端部が接続されて、ボルトにより締結されている。このセンタノズル41,41からトロコイド内周面2aの略中央に供給されるオイルは、アペックスシール16,…との間の潤滑に供される。
As shown in an enlarged view in FIG. 4, the center nozzles 41, 41 are arranged one by one for each
一方、サイドノズル40,…は、各ロータハウジング2毎に2つずつ配置されており、前記センタノズル41の嵌挿孔2bの両側においてロータ6移動方向の進み側に所定距離、離れて形成された一対の嵌挿孔2c,2c(サイド供給口)に挿入されている。一対の嵌挿孔2c,2cは下端側ほど互いに離れるハの字状をなしている。サイドノズル40,40から各々トロコイド内周面2aの両側寄りに供給されるオイルは、サイドハウジング3の側面にまで回り込み、ロータ6側部のサイドシール17,…やコーナーシール18,…との間の潤滑に供される。
On the other hand, two
つまり、この実施形態の潤滑装置Aでは、2つのロータ収容室4,4のそれぞれについて2つのサイドノズル40,40と1つのセンタノズル41とが配設され、合計6個のノズル40,…,41,…が使用されている。そのうちの4つのサイドノズル40,…には4本のオイル供給管38,…によってそれぞれ第1オイルポンプ31からオイルが供給され、2つのセンタノズル41,41には2本のオイル供給管39,39によってそれぞれ第2オイルポンプ32からオイルが供給される。
That is, in the lubricating device A of this embodiment, two
前記したように、第1オイルポンプ31は、エンジン1の上方にてロータ6の移動方向につき第2オイルポンプ32よりも進み側に位置しており、その第1オイルポンプ31からオイルが送られるサイドノズル40,…は、トロコイド内周面2aにおいてセンタノズル41よりもロータ6移動方向の進み側に位置している。このことで、第1オイルポンプ31からサイドノズル40,…までのオイルの流通距離を第2オイルポンプ32からセンタノズル41,41までの距離と揃え易くなり、オイルポンプ31,32の作動によって各ノズル40,…,41,…から供給するオイル量の制御応答性を揃えて制御性を高める上で有利になる。
As described above, the
ところで、この実施形態では前記第1、第2のオイルポンプ31,32として基本的に同じメタリング・オイルポンプを用いている。これは、本来は4つのオイル吐出口を有するものであって、図5に第1オイルポンプ31の詳細を示すように、カバー43aで覆われた電磁石43bによりロッド43cをその軸心(軸線Z)方向に進退駆動する電磁アクチュエータ43(駆動機構部)と、これにより駆動されるプランジャ44aを備えたポンプボディ44と、からなる。
By the way, in this embodiment, basically the same metering oil pump is used as the first and second oil pumps 31 and 32. This originally has four oil discharge ports. As shown in detail in FIG. 5, the
図には2つのみ示すが、ポンプボディ44には、4つのプランジャ44a,…をそれぞれ進退可能に収容する4つのプランジャ室44b,…が形成され、それらが各々吸入側のメイン通路44cに連通されるとともに、各プランジャ室44b,…の基端側(図の上側)は、ポンプボディ44の基端側に形成されたディスク収容室44dに連通している。このディスク収容室44dは断面円形状であり、各プランジャ室44b,…だけでなく、それらをバイパスする通路44eによってもメイン通路44cに連通されている。
Although only two are shown in the figure, the
前記ディスク収容室44dの中央部には電磁アクチュエータ43側からロッド43cの先端が突出していて、そこには円盤状のディスク43dが固定されている。このディスク43dは、電磁アクチュエータ43のロッド43cと4つのプランジャ44a,…とを繋ぐものであり、ロッド43cの進退によりディスク43dがディスク収容室44d内を軸線Z方向に移動すると、これと一体に4つのプランジャ44a,…が進退駆動されることになる。
The tip of a
すなわち、ロッド43cの後退によりディスク43dが軸線Z方向の一側(図の上側)に移動すると、4つのプランジャ44a,…も後退し、その先端が臨むプランジャ室44b,…にはメイン通路44cから所定量のオイルが吸い込まれる。そしてロッド43cの前進によりディスク43dが軸線Z方向の他側(図の下側)に移動すれば、4つのプランジャ44a,…も前進し、これによりオイルがプランジャ室44b,…の先端からオイル吐出口D,…への連通路44f,…に押し出される。
That is, when the
図の例では連通路44f,…は、プランジャ室44b,…の先端から真直ぐに延びて、オイルの逆流を防止するチェックバルブ44gを収容するとともに、ポンプボディ44の端面に開口する部位がプラグにより封止されていて、その側方にオイル吐出口D,…が連通している。このオイル吐出口D,…には、オイル供給管38,…の端部を締結するボルト44hが螺入されており、オイルはボルト44h内の通路を流通してオイル供給管38,…に吐出される。
In the example shown in the figure, the
尚、図示の符号44iは、オイル吸入口Pに螺入された円筒状のコネクタを示し、このコネクタ44iには上流側配管33の下流端が嵌着される。また、図に仮想線で示すように、ポンプボディ44には、ディスク収容室44dからオイル戻し口Rに至るオイルの戻し流路44jも形成されている。
In addition, the code |
前記の如き構成のオイルポンプは、通常、電磁アクチュエータ43によるプランジャ44a,…の駆動方向(軸線Z)が略水平になるように配置され、オイルがディスク収容室44dからロッド43cの外周を伝わって電磁アクチュエータ43の内部に行き渡ることで、当該ロッド43cの潤滑や電磁石43bの冷却に利用されることになる。
The oil pump having the above-described configuration is usually arranged so that the driving direction (axis Z) of the
しかしながら、この実施形態では、上述したように第1、第2オイルポンプ31,32において、それぞれ、吐出口D,…が相対的に低位置となるように、ポンプボディ44を電磁アクチュエータ43よりも下方に位置付けており、この際、例えば図5のように軸線Zを上下方向(鉛直方向)に向けることも考えられるが、敢えて軸線Zが上下方向に対し斜めになるように、オイルポンプ31,32を傾斜させている(図1、2を参照)。
However, in this embodiment, as described above, in the first and second oil pumps 31, 32, the
これは、上述の如く2つのオイルポンプ31,32が直列に介設された供給経路において、オイルが常に上向きに流れるようにするために、各オイルポンプ31,32においてオイルの戻し口Rよりも吸入口Pを低く位置付けるためであり、また、そうして各オイルポンプ31,32を傾斜させることによって、オイルを電磁アクチュエータ43にも行き渡らせることができる。このために、軸線Zは上下方向に対し45°くらい傾斜させているが、例えば30〜60°くらい傾斜させればよい。
This is because, in the supply path in which the two
そうして適切に傾けて配置したオイルポンプ31,32のポンプボディ44内では、吸入側のメイン通路44cからプランジャ室44b,…及びバイパス通路44eを介してディスク収容室44dにもオイルが流通し、前記のようにプランジャ44a,…の進退作動によって所要量のオイルが吐出される一方、余剰のオイルはディスク収容室44dから戻し流路44jを通ってオイル戻し口Rから排出される。このとき、オイルの中に混入しているエアは自然に上方のオイル戻し口Rに向かうようになり、下方の吐出口D,…から吐出されるオイルからは分離されることになる。
Then, in the
さらに、そうして個々のオイルポンプ31,32にて吐出するオイルから混入エアを分離するようにした上で、この実施形態では、特に、相対的に高い位置にある第2オイルポンプ32において本来4つの吐出口D,…のうち低位置の2つのみを使用し、それぞれにオイル供給管39,39を接続する一方で、高位置の2つのオイル吐出口は閉塞している。すなわち、2つのオイルポンプ31,32を合わせた本来8個のオイル吐出口D,…のうち、最高位にある吐出口では吐出するオイルに比較的エアが混入し易いので、この2つは使用しないことによって、オイルの混入エアをより確実に分離するようにしている。
Furthermore, in this embodiment, the mixed air is separated from the oil discharged from the individual oil pumps 31 and 32. In this embodiment, the
(オイルの供給制御)
次に、上述の如き構成の潤滑装置Aにおけるオイルの供給制御について説明する。この実施形態では潤滑装置Aの適用されるロータリピストンエンジン1は、排気ポート15,22がサイドハウジング3,3,…の側面に開口するサイド排気方式のものであり、排気温度の高くなる高負荷時や排気流量の多い高回転時には、ロータ6側部の熱負荷が高くなって潤滑要求が強くなる一方、低負荷側や低回転側ではロータ6側部への潤滑要求は低くなる。
(Oil supply control)
Next, oil supply control in the lubricating device A configured as described above will be described. In this embodiment, the
より詳しくは図6にエンジン1の運転領域毎の潤滑要求を示すと、まず、低負荷低回転の領域では、アペックスシール16のトロコイド内周面2aとの摺動による異音の発生を防止する要求(シール音要求)があり、低回転であっても高負荷になれば、燃焼に伴い各シール部材16〜18に付着するカーボンを洗い流して、スティックを防止する必要がある(信頼性要求(シールスティック))。
More specifically, FIG. 6 shows the lubrication requirements for each operation region of the
また、実使用頻度の高い中負荷中回転領域では各シール部材16〜18の本来の機能である摺動部との間のシール性要求が支配的となる。このシール性要求は、燃焼圧の増大する高負荷域ほど高くなり、高出力を得るためにはオイル供給量を増やす必要がある(出力性能要求)。さらに高負荷高回転領域では、各シール部材16〜18やその摺動面の摩耗を防止するためにもオイル供給量の増大が要求される(信頼性要求(ガスシール等))。
Further, in the middle load middle rotation region where the actual use frequency is high, the sealability requirement with the sliding portion, which is the original function of each seal member 16-18, becomes dominant. This requirement for sealing performance becomes higher in a high load region where the combustion pressure increases. In order to obtain a high output, it is necessary to increase the oil supply amount (output performance requirement). Further, in the high-load high-rotation region, an increase in the amount of oil supply is required in order to prevent wear of the
そのようにエンジン1の運転状態によって異なる潤滑要求を項目別に整理して、各要求項目毎にロータ6の外周及び側部のいずれの潤滑要求が強いか(トロコイド面とサイド面とでいずれのオイル供給量を多くしなくてはならないか)を示すと、以下の表1のようになる。
As such, the lubrication requirements that differ depending on the operating state of the
この表1では、ロータ6の外周(トロコイド内周面)と側部(サイド面)とのうち、潤滑要求の大きい方に○印を付けている。すなわち、低負荷低回転領域のシール音要求に対してはアペックスシール16の摺動音の発生を防止すればよく、トロコイド内周面にオイルを供給すれば足りる。同様に高負荷低回転時のアペックスシール16のカーボンスティック(信頼性要求)に対しても、トロコイド内周面へのオイル供給が必要となる。
In Table 1, among the outer periphery (trochoid inner peripheral surface) and the side portion (side surface) of the
また、出力、トルク、エミッション(EM)の全てに関連するガスシール性は、各シール部材16〜18の本来の機能であるから、この要求に対しては全運転領域においてトロコイド面及びサイド面の両方にオイルを供給する必要があるが、相対的にアペックスシール16の潤滑要求が強いので、トロコイド面へのオイル供給量の方が多くなる。そして、高負荷高回転でアペックスシール16の摩耗を抑えるためには、トロコイド面へのオイル供給量を増やす必要がある。
In addition, since the gas sealability related to all of output, torque, and emission (EM) is an original function of each of the
さらに、前記高負荷低回転時の信頼性要求としてはサイドシール17やコーナシール18のカーボンスティックも防止しなくてはならず、この点からはサイド面へのオイル供給量を多くする必要がある。同様に、前記高負荷高回転時にはアペックスシール16と同様にサイドシール17やコーナシール18の摩耗も抑えなくてはならず、この点からはサイド面へのオイル供給量を増やす必要がある。
Further, as a reliability requirement at the time of high load and low rotation, the carbon sticks of the
以上、要するに、エンジン1の低負荷低回転領域ではトロコイド内周面、即ちロータ6外周にのみオイルを供給すればよいが、エンジン負荷ないし回転速度の上昇に対応して、ロータ6の側部へもオイルを供給する必要性が生じ、負荷ないし回転速度のいずれかが高くなるほど、両方へのオイル供給量を増やさなくてはならない。
In short, in the low load and low rotation region of the
そこで、この実施形態の潤滑装置Aでは、上述の如くエンジン1の上部に配設した2つのオイルポンプ31,32の作動を、それぞれPCM50によりエンジン1の運転状態に応じて制御することにより、トロコイド内周面2aの中央部及びその両側に各々位置するセンタ及びサイドノズル40,…,41,…からのオイルの供給量を以下のように変更するようにしている。
Therefore, in the lubrication apparatus A of this embodiment, the operation of the two
すなわち、PCM50は、まず、エアフローセンサ23及びエキセン角センサ24からの信号に基づいて各作動室5への吸気充填効率を計算し、これをエンジン1の負荷状態と見倣す。そしてそのエンジン負荷と、エキセン角センサ24からの信号により求まるエンジン回転速度とに基づき(即ちエンジン1の運転状態に基づき)、図7のような通常制御マップを参照して、各ノズル40,…,41,…へのオイル供給量、つまり、第1、第2オイルポンプ31,32からのオイル吐出量を計算する。
That is, the
図7に示す通常制御マップは、エンジン1の負荷状態及び回転速度に対応する各ノズル40,…,41,…からの適切なオイル供給量を、予め実験等によって調べて設定したものであり、エンジン1の運転領域を回転速度によって低・中・高の3つの回転域に等分した場合に、低回転域の殆ど(相対的に高負荷高回転側の一部の領域を除く)と中回転域における低負荷側の一部の領域とにおいてセンタノズル41,…のみによりオイルを供給する一方、それ以外の運転領域においてはセンタ及びサイドの両方のノズル40,…,41,…によりオイルを供給するようにしたものである。
The normal control map shown in FIG. 7 is obtained by investigating and setting appropriate oil supply amounts from the
前記の通常制御マップにおいて、例えば全負荷(WOT)状態でエンジン回転速度が上昇したときのオイル供給量(流量)の変化と、エンジン回転速度がne1で一定のままエンジン負荷が増大したときのオイル供給量(流量)の変化とを、それぞれ図示するように、センタ及びサイドノズル40,…,41,…によるオイルの供給量は、エンジン負荷及びエンジン回転速度の上昇に伴い徐々に増大し、これとともにセンタノズル41,…からのオイル供給量に対してサイドノズル40,…からのオイル供給量の比率が徐々に高くなっている。
In the normal control map, for example, the change in oil supply amount (flow rate) when the engine speed increases in the full load (WOT) state, and the oil when the engine load increases while the engine speed remains constant at ne1 The change in supply amount (flow rate) is shown in the figure, and the oil supply amount by the center and
斯かる通常制御マップから読み込んだ各ノズル40,…,41,…へのオイル供給量の目標値に基づいて、PCM50は第1、第2オイルポンプ31,32を作動させ、それぞれのオイル吐出量を制御する。尚、オイルポンプ31,32からのオイルの吐出は、上述したようにプランジャ44a,…の進退作動によって行われ、その行程容積は一定であるから、吐出量は、プランジャ44a,…の進退作動が行われる頻度(所定時間あたりの作動回数)によって制御される。
The
したがって、この実施形態に係る潤滑装置Aによると、ロータリピストンエンジン1の運転中に、エアフローセンサ23及びエキセン角センサ24からの信号に基づいて検出されるエンジン1の運転状態に基づいて、PCM50により第1,第2オイルポンプ31,32がそれぞれ制御され、ロータハウジング2のトロコイド内周面2aに対してセンタ及びサイドノズル40,…,41,…より、エンジン1運転状態に応じてオイルが供給されるようになる。
Therefore, according to the lubrication apparatus A according to this embodiment, the
すなわち、エンジン1が相対的に低負荷低回転側にあるときにはセンタノズル41,…のみによりオイルが供給され、主にロータ6外周(アペックスシール16)の潤滑が行われて、アペックスシール16とトロコイド内周面2aとの摺動による異音の発生が防止される。このとき、ロータ6側部の潤滑要求は低いので、シャフト8の軸受からリークするオイルによって十分な潤滑が行われ、サイドノズル40,…からはオイルを供給しなくてもよい。よって、エンジンオイルの消費が抑制される。
That is, when the
一方、エンジン負荷ないし回転速度の上昇に伴い、排気によるロータ6側部の温度上昇が大きくなり、その潤滑要求が強くなれば、センタノズル41,…のみならず、サイドノズル40,…からもオイルが供給されるようになる。これにより各シール部材16〜18にオイルが十分に供給されて、本来のガスシール機能が発揮される。特に低回転高負荷ではオイルが各シール部材16〜18からカーボンを洗い流し、そのスティックを予防する。
On the other hand, as the engine load or the rotational speed increases, the temperature rise at the side of the
そして、エンジン負荷ないし回転速度が高くなるほど、ロータ6の外周及び側部へのオイル供給量が増やされ、高負荷に対して燃焼圧が高くなっても作動室5からのガスの吹き抜けを阻止して、高出力を得ることができる。また、高負荷の高回転域ではオイル供給量の増大によって各シール部材16〜18やその摺動面の摩耗を防止することができる。
As the engine load or rotational speed increases, the amount of oil supplied to the outer periphery and the side of the
つまり、この実施形態の潤滑装置Aによれば、トロコイド内周面2aにおけるロータ6幅方向の中央部付近とその側方とにそれぞれ供給するオイルの量を、ロータ2の外周及び側部の各々の潤滑要求の変化に対応して、きめ細かく変えることができるので、各部の潤滑要求を満たしつつ、エンジンオイルの消費を抑制することができる。
That is, according to the lubrication apparatus A of this embodiment, the amount of oil supplied to the vicinity of the central portion of the trochoid inner
この実施形態の潤滑装置Aでは、PCM50は、上述したように、エンジン1の運転状態が高回転領域における或る運転状態(以下、第1高回転運転状態という。本発明でいうところの第1運転状態)のときには、サイドノズル40,…からのオイル供給量を所定の供給量(以下、第1供給量という。本発明でいうところの第1所定量)にする一方、エンジン1の運転状態が低回転領域における或る運転状態(以下、第1低回転運転状態という。本発明でいうところの第2運転状態)のときには、サイドノズル40,…からのオイル供給量を前記第1供給量よりも少ない所定の供給量(以下、第2供給量という。本発明でいうところの第2所定量)にするようになっている(図7を参照)。
In the lubrication apparatus A of this embodiment, as described above, the
ところで、エンジン1の運転状態が高回転領域における運転状態から低回転領域における運転状態に移行すると、その移行直後は、高回転領域における運転状態のオイル供給量が多いため、ロータハウジング2(ロータ収容室4)内(燃焼室内)のオイル量が過剰になり、オイル消費が嵩むという不具合を生じる。
By the way, when the operation state of the
そこで、この実施形態では、PCM50は、エンジン1の運転状態が前記第1高回転運転状態から前記第1低回転運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、サイドノズル40,…からのオイル供給量を前記第2供給量よりも減量するようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイル量が過剰になるその移行直後に、サイドノズル40,…からのオイル供給量を一時的に減量することができ、オイル消費を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, when the operation state of the
ところで、前記第1供給量と前記第2供給量との差が大きいと、前記移行直後のロータハウジング2内のオイルの過剰量が大きくなる。また、上述したように、エンジン1の運転状態が低回転低負荷領域における運転状態になると、シール音要求が高くなる。
By the way, if the difference between the first supply amount and the second supply amount is large, the excess amount of oil in the
そこで、この実施形態では、PCM50は、前記第1供給量と前記第2供給量との差が大きいほど、前記所定期間を長くするようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイルの過剰量が大きくなるほど、その移行直後にオイル供給量を一時的に減量する期間を長くすることができ、シール音要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, the
ところで、エンジン1の冷却水温度が低いと、燃料の気化率が低くなり、ロータハウジング2内のオイルが洗い流されて、ロータ6の各シール部材16〜18が摩耗する虞がある。
By the way, when the cooling water temperature of the
そこで、この実施形態では、PCM50は、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が所定温度以下のときには、その冷却水温度に応じてサイドノズル40,…からのオイル供給量を制御するとともに、そのオイル供給量を、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が前記所定温度よりも高いときにおいてエンジン1の運転状態に応じて制御されるオイル供給量よりも、同じエンジン回転状態及び負荷状態において増量するようになっている。これにより、エンジン1の冷却水温度が低いときに洗い流された分のオイルを補うことができ、ロータ6の各シール部材16〜18の摩耗を防止することができる。
Therefore, in this embodiment, when the cooling water temperature of the
ところで、上述したように、エンジン1の運転状態が低負荷領域における運転状態になると、シール性要求が低くなる。
By the way, as described above, when the operating state of the
そこで、この実施形態では、PCM50は、エンジン1の負荷が低いほど、前記増量値を小さくするようになっている。これにより、シール性要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, the
また、この実施形態の潤滑装置Aでは、PCM50は、上述したように、エンジン1の運転状態が高回転領域における或る運転状態(以下、第2高回転運転状態という。本発明でいうところの第1運転状態)のときには、センタノズル41,…からのオイル供給量を所定の供給量(以下、第3供給量という。本発明でいうところの第1所定量)にする一方、エンジン1の運転状態が低回転領域における或る運転状態(以下、第2低回転運転状態という。本発明でいうところの第2運転状態)のときには、センタノズル41,…からのオイル供給量を前記第3供給量よりも少ない所定の供給量(以下、第4供給量という。本発明でいうところの第2所定量)にするようになっている(図7を参照)。
In the lubricating device A of this embodiment, as described above, the
そして、この実施形態の潤滑装置Aでは、前記と同様の理由で、センタノズル41,…からのオイルの供給量を以下のように制御するようにしている。 In the lubricating device A of this embodiment, the amount of oil supplied from the center nozzles 41,... Is controlled as follows for the same reason as described above.
すなわち、PCM50は、エンジン1の運転状態が前記第2高回転運転状態から前記第2低回転運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、センタノズル41,…からのオイル供給量を前記第4供給量よりも減量するようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイル量が過剰になるその移行直後に、センタノズル41,…からのオイル供給量を一時的に減量することができ、オイル消費を抑制することができる。
That is, when the operation state of the
また、PCM50は、前記第3供給量と前記第4供給量との差が大きいほど、前記所定期間を長くするようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイルの過剰量が大きくなるほど、その移行直後にオイル供給量を一時的に減量する期間を長くすることができ、シール音要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Further, the
さらに、PCM50は、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が所定温度以下のときには、その冷却水温度に応じてセンタノズル41,…からのオイル供給量を制御するとともに、そのオイル供給量を、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が前記所定温度よりも高いときにおいてエンジン1の運転状態に応じて制御されるオイル供給量よりも、同じエンジン回転状態及び負荷状態において増量するようになっている。これにより、エンジン1の冷却水温度が低いときに洗い流された分のオイルを補うことができ、ロータ6の各シール部材16〜18の摩耗を防止することができる。
Further, when the cooling water temperature of the
さらにまた、PCM50は、エンジン1の負荷が低いほど、前記増量値を小さくするようになっている。これにより、シール性要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Furthermore, the
一方、この実施形態の潤滑装置Aでは、PCM50は、上述したように、エンジン1の運転状態が高負荷領域における或る運転状態(以下、第1高負荷運転状態という。本発明でいうところの第1運転状態)のときには、サイドノズル40,…からのオイル供給量を所定の供給量(以下、第5供給量という。本発明でいうところの第1所定量)にする一方、エンジン1の運転状態が低負荷領域における或る運転状態(以下、第1低負荷運転状態という。本発明でいうところの第2運転状態)のときには、サイドノズル40,…からのオイル供給量を前記第5供給量よりも少ない所定の供給量(以下、第6供給量という。本発明でいうところの第2所定量)にするようになっている(図7を参照)。
On the other hand, in the lubrication apparatus A of this embodiment, as described above, the
ところで、エンジン1の運転状態が高負荷領域における運転状態から低負荷領域における運転状態に移行すると、その移行直後は、高負荷領域における運転状態のオイル供給量が多いため、ロータハウジング2内のオイル量が過剰になり、オイル消費が嵩むという不具合を生じる。
By the way, when the operation state of the
そこで、この実施形態では、PCM50は、エンジン1の運転状態が前記第1高負荷運転状態から前記第1低負荷運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、サイドノズル40,…からのオイル供給量を前記第6供給量よりも減量するようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイル量が過剰になるその移行直後に、サイドノズル40,…からのオイル供給量を一時的に減量することができ、オイル消費を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, when the operation state of the
ところで、前記第5供給量と前記第6供給量との差が大きいと、前記移行直後のロータハウジング2内のオイルの過剰量が大きくなる。また、上述したように、エンジン1の運転状態が低回転低負荷領域における運転状態になると、シール音要求が高くなる。
By the way, if the difference between the fifth supply amount and the sixth supply amount is large, the excessive amount of oil in the
そこで、この実施形態では、PCM50は、前記第5供給量と前記第6供給量との差が大きいほど、前記所定期間を長くするようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイルの過剰量が大きくなるほど、その移行直後にオイル供給量を一時的に減量する期間を長くすることができ、シール音要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, the
ところで、上述したように、エンジン1の冷却水温度が低いと、燃料の気化率が低くなり、ロータハウジング2内のオイルが洗い流されて、ロータ6の各シール部材16〜18が摩耗する虞がある。
By the way, as described above, when the cooling water temperature of the
そこで、この実施形態では、PCM50は、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が所定温度以下のときには、その冷却水温度に応じてサイドノズル40,…からのオイル供給量を制御するとともに、そのオイル供給量を、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が前記所定温度よりも高いときにおいてエンジン1の運転状態に応じて制御されるオイル供給量よりも、同じエンジン回転状態及び負荷状態において増量するようになっている。これにより、エンジン1の冷却水温度が低いときに洗い流された分のオイルを補うことができ、ロータ6の各シール部材16〜18の摩耗を防止することができる。
Therefore, in this embodiment, when the cooling water temperature of the
ところで、上述したように、エンジン1の運転状態が低負荷領域における運転状態になると、シール性要求が低くなる。
By the way, as described above, when the operating state of the
そこで、この実施形態では、PCM50は、エンジン1の負荷が低いほど、前記増量値を小さくするようになっている。これにより、シール性要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, the
また、この実施形態の潤滑装置Aでは、PCM50は、上述したように、エンジン1の運転状態が高負荷領域における或る運転状態(以下、第2高負荷運転状態という。本発明でいうところの第1運転状態)のときには、センタノズル41,…からのオイル供給量を所定の供給量(以下、第7供給量という。本発明でいうところの第1所定量)にする一方、エンジン1の運転状態が低負荷領域における或る運転状態(以下、第2低負荷運転状態という。本発明でいうところの第2運転状態)のときには、センタノズル41,…からのオイル供給量を前記第7供給量よりも少ない所定の供給量(以下、第8供給量という。本発明でいうところの第2所定量)にするようになっている(図7を参照)。
In the lubricating device A of this embodiment, as described above, the
そして、この実施形態の潤滑装置Aでは、前記と同様の理由で、センタノズル41,…からのオイルの供給量を以下のように制御するようにしている。 In the lubricating device A of this embodiment, the amount of oil supplied from the center nozzles 41,... Is controlled as follows for the same reason as described above.
すなわち、PCM50は、エンジン1の運転状態が前記第2高負荷運転状態から前記第2低負荷運転状態に移行したときには、その移行から所定期間の間、センタノズル41,…からのオイル供給量を前記第8供給量よりも減量するようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイル量が過剰になるその移行直後に、センタノズル41,…からのオイル供給量を一時的に減量することができ、オイル消費を抑制することができる。
That is, when the operating state of the
また、PCM50は、前記第7供給量と前記第8供給量との差が大きいほど、前記所定期間を長くするようになっている。これにより、ロータハウジング2内のオイルの過剰量が大きくなるほど、その移行直後にオイル供給量を一時的に減量する期間を長くすることができ、シール音要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Further, the
さらに、PCM50は、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が所定温度以下のときには、その冷却水温度に応じてセンタノズル41,…からのオイル供給量を制御するとともに、そのオイル供給量を、冷却水温度センサ25により検出されたエンジン1の冷却水温度が前記所定温度よりも高いときにおいてエンジン1の運転状態に応じて制御されるオイル供給量よりも、同じエンジン回転状態及び負荷状態において増量するようになっている。これにより、エンジン1の冷却水温度が低いときに洗い流された分のオイルを補うことができ、ロータ6の各シール部材16〜18の摩耗を防止することができる。
Further, when the cooling water temperature of the
さらにまた、PCM50は、エンジン1の負荷が低いほど、前記増量値を小さくするようになっている。これにより、シール性要求を満たしつつ、オイル消費を抑制することができる。
Furthermore, the
以下、図8のフローチャート図に基づいて、図9のタイムチャート図等も参照しながら、オイルの供給制御フローについて説明する。図9は、エンジン1の運転状態が高負荷領域又は高回転領域における運転状態から低負荷領域又は低回転領域における運転状態に切り替わったときのエンジン1の各種状態の時間変化の一例を示すタイムチャート図であり、(a)は、エンジン負荷又はエンジン回転速度の時間変化を示すものであり、(b)は、タイマカウンタの時間変化を示すものであり、(c)は、各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量の時間変化を示すものである。
The oil supply control flow will be described below with reference to the flowchart of FIG. 8 and also with reference to the time chart of FIG. FIG. 9 is a time chart showing an example of a time change of various states of the
まず、ステップS1では、エアフローセンサ23、エキセン角センサ24及び冷却水温度センサ25からの信号に基づいて吸入空気量Q、エンジン回転速度Ne及びエンジン1の冷却水温度Twを検出する。続くステップS2では、吸入空気量Q及びエンジン回転速度Neに基づいてエンジン負荷ceを計算する。
First, in step S1, the intake air amount Q, the engine rotational speed Ne, and the coolant temperature Tw of the
そして、ステップS3では、冷却水温度Twが所定水温T1(後記図10を参照)以下であるか否かを判定する。ステップS3の判定結果がNOで所定水温T1よりも高いときはステップS4に進む一方、その判定結果がYESで所定水温T1以下のときはステップS24に進む。 In step S3, it is determined whether or not the cooling water temperature Tw is equal to or lower than a predetermined water temperature T1 (see FIG. 10 described later). If the determination result in step S3 is NO and higher than the predetermined water temperature T1, the process proceeds to step S4. If the determination result is YES and equal to or less than the predetermined water temperature T1, the process proceeds to step S24.
ステップS4では、エンジン負荷ceが低負荷であるか否かを判定する。ステップS4の判定結果がNOで高負荷であるときはステップS5に進む一方、その判定結果がYESで低負荷であるときはステップS8に進む。 In step S4, it is determined whether or not the engine load ce is low. If the determination result in step S4 is NO and the load is high, the process proceeds to step S5. If the determination result is YES and the load is low, the process proceeds to step S8.
ステップS5では、エンジン回転速度Neが低回転であるか否かを判定する。ステップS4の判定結果がNOで高回転であるときはステップS6に進む一方、その判定結果がYESで低回転であるときはステップS16に進む。 In step S5, it is determined whether or not the engine speed Ne is low. When the determination result of step S4 is NO and high rotation, the process proceeds to step S6, while when the determination result is YES and low rotation, the process proceeds to step S16.
ステップS6では、エンジン回転速度Ne及びエンジン負荷ceに基づいて前記通常制御マップから各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を設定し、続くステップS7では、その設定量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。
In step S6, oil supply amounts from the
一方、ステップS8では、前回計算したエンジン負荷ceが高負荷であったか否かを判定する。ステップS8の判定結果がYESで前回高負荷であったとき(即ちエンジン負荷ceが高負荷から低負荷に移行したとき。図9(a)を参照)はステップS9に進む一方、その判定結果がNOで前回低負荷であったときはステップS15に進む。 On the other hand, in step S8, it is determined whether or not the previously calculated engine load ce was a high load. When the determination result in step S8 is YES and the previous high load (that is, when the engine load ce has shifted from a high load to a low load; see FIG. 9A), the process proceeds to step S9, while the determination result is If NO and the previous low load, the process proceeds to step S15.
ステップS9では、減量フラグを1にし、続くステップS10では、各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を一時的に減量する時間iを設定して、その設定時間iのカウンタを開始する(図9(b)を参照)。この設定時間iは、前記高負荷時(前記ステップS8を参照)に要求されるオイル供給量と前記低負荷時(前記ステップS4を参照)に要求されるオイル供給量との差に応じて設定されており、その差が大きいほど長くされるようになっている。
In step S9, the reduction flag is set to 1, and in the subsequent step S10, a time i for temporarily reducing the amount of oil supplied from each
そして、ステップS11では、そのカウンタ値が設定時間i以上になったか否かを判定する。ステップS11の判定結果がNOで設定時間iよりも小さいときはステップS12に進む一方、その判定結果がYESで設定時間i以上になった(即ち前記所定期間(図9(c)を参照)を経過した)ときはステップS13に進む。 In step S11, it is determined whether or not the counter value is equal to or longer than the set time i. If the determination result in step S11 is NO and is smaller than the set time i, the process proceeds to step S12, while the determination result is YES and the set time i or more has been reached (that is, the predetermined period (see FIG. 9C)). When the time has elapsed), the process proceeds to step S13.
ステップS12では、各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を前記通常制御マップから設定される各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量(前記ステップS6を参照)よりも減量設定し(図9(c)を参照)、続くステップS7では、その設定量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。尚、その減量値は、予め実験等によって調べて設定したものである。
In step S12, the oil supply amount from each
また、ステップS13では、設定時間iのカウンタをリセットし、続くステップS14では、減量フラグを0にする。そして、ステップS6では、前記通常制御マップから各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を設定し、続くステップS7では、その設定量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。
In step S13, the counter for the set time i is reset, and in the subsequent step S14, the reduction flag is set to zero. In step S6, oil supply amounts from the
さらに、ステップS15では、減量フラグが1であるか否かを判定する。ステップS15の判定結果がYESで減量フラグが1であるときは、ステップS10に進んで各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を一時的に減量する時間iを設定し(エンジン負荷ceが前回から変化していないときはその設定時間iはそのままの値にする)、続くステップS11では、カウンタ値が設定時間i以上になったか否かを判定する。一方、ステップS15の判定結果がNOで減量フラグが0であるときは、ステップS6に進んで前記通常制御マップから各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を設定し、続くステップS7では、その設定量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。
Further, in step S15, it is determined whether or not the weight reduction flag is 1. When the determination result in step S15 is YES and the reduction flag is 1, the process proceeds to step S10 to set a time i for temporarily reducing the oil supply amount from each of the
これに対して、ステップS16では、前回検出したエンジン回転速度Neが高回転であったか否かを判定する。ステップS16の判定結果がYESで前回高回転であったとき(即ちエンジン回転速度Neが高回転から低回転に移行したとき。図9(a)を参照)はステップS17に進む一方、その判定結果がNOで前回低回転であったときはステップS23に進む。 On the other hand, in step S16, it is determined whether or not the previously detected engine speed Ne is high. When the determination result in step S16 is YES and the previous high rotation (that is, when the engine rotation speed Ne has shifted from high rotation to low rotation; see FIG. 9A), the process proceeds to step S17, while the determination result When NO is the last low rotation, the process proceeds to step S23.
ステップS17では、減量フラグを1にし、続くステップS18では、各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を一時的に減量する時間jを設定して、その設定時間jのカウンタを開始する(図9(b)を参照)。この設定時間jは、前記高回転時(前記ステップS16を参照)に要求されるオイル供給量と前記低負荷時(前記ステップS5を参照)に要求されるオイル供給量との差に応じて設定されており、その差が大きいほど長くされるようになっている。
In step S17, the reduction flag is set to 1. In subsequent step S18, a time j for temporarily reducing the oil supply amount from each
そして、ステップS19では、そのカウンタ値が設定時間j以上になったか否かを判定する。ステップS19の判定結果がNOで設定時間jよりも小さいときはステップS20に進む一方、その判定結果がYESで設定時間j以上になった(即ち前記所定期間(図9(c)を参照)を経過した)ときはステップS21に進む。 In step S19, it is determined whether or not the counter value is equal to or longer than the set time j. If the determination result in step S19 is NO and is smaller than the set time j, the process proceeds to step S20, while the determination result is YES and the set time j has been exceeded (that is, the predetermined period (see FIG. 9C)). When the time has elapsed), the process proceeds to step S21.
ステップS20では、各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を前記通常制御マップから設定される各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量(前記ステップS6を参照)よりも減量設定し(図9(c)を参照)、続くステップS7では、その設定量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。尚、その減量値は、予め実験等によって調べて設定したものである。
In step S20, the oil supply amount from each
また、ステップS21では、設定時間jのカウンタをリセットし、続くステップS22では、減量フラグを0にする。そして、ステップS6では、前記通常制御マップから各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を設定し、続くステップS7では、その設定量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。
In step S21, the counter of the set time j is reset, and in the subsequent step S22, the reduction flag is set to zero. In step S6, oil supply amounts from the
さらに、ステップS23では、減量フラグが1であるか否かを判定する。ステップS23の判定結果がYESで減量フラグが1であるときは、ステップS10に進んで各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を一時的に減量する時間jを設定し(エンジン回転速度Neが前回から変化していないときはその設定時間jはそのままの値にする)、続くステップS11では、カウンタ値が設定時間j以上になったか否かを判定する。一方、ステップS15の判定結果がNOで減量フラグが0であるときは、ステップS6に進んで前記通常制御マップから各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を設定し、続くステップS7では、その設定量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。
Further, in step S23, it is determined whether or not the weight reduction flag is 1. If the decision result in the step S23 is YES and the reduction flag is 1, the process proceeds to a step S10 to set a time j for temporarily reducing the oil supply amount from the
片や、ステップS24では、冷却水温度Twに応じて各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量を設定する。具体的には、そのオイル供給量を、冷却水温度Twが前記所定水温T1よりも高いときにおいて前記通常制御マップから設定される各ノズル40,…,41,…からのオイル供給量(前記ステップS6を参照)よりも、同じエンジン回転状態及び負荷状態において増量設定する。この増量値は、エンジン負荷ceが低いほど、小さくされるようになっている。図10は、冷却水温度Twが所定温度T1以下のときの冷却水温度Tw及び増量値との関係の一例を示すグラフ図であり、同図の実線は、エンジン負荷ceが低負荷のときの両者の関係を示し、破線は、高負荷のときの両者の関係を示している。この図の例では、冷却水温度Twが所定温度T2以下になるまでは、冷却水温度Twが低くなるに従って、これと比例して増量値が大きくなる一方、所定温度T2以下になると、増量値は一定値となる。そして、ステップS7では、ステップS24で設定されたオイル供給量に基づいて各オイルポンプ31,32を駆動制御して、スタートにリターンする。
In step S24, the oil supply amount from each
(その他の実施形態)
尚、本発明の構成は前記した実施形態のものに限定されず、その他の種々の構成を包含する。すなわち、前記の実施形態では、エンジン1の負荷や回転速度の上昇に応じて、サイドノズル40,…からのオイル供給比率(センタノズル41,…からのオイル供給量に対する比率)を高めるようにしているが、これに限らず、サイドノズル40,…及びセンタノズル41,…からのオイル供給量を同程度の割合で増やすようにしてもよい。
(Other embodiments)
In addition, the structure of this invention is not limited to the thing of above-described embodiment, Other various structures are included. That is, in the above embodiment, the oil supply ratio from the
また、前記の実施形態では、2つのオイルポンプ31,32をエンジン1の上方においてロータ6の移動方向に並設し、オイルが上向きに流れるようにしているが、このようなオイルポンプ31,32のレイアウトは一例に過ぎず、そのレイアウトは自由であるし、2つのオイルポンプ31,32を用いる必要もない。
In the above embodiment, the two
さらに、発明の潤滑装置が適用されるロータリピストンエンジン1は、前記実施形態のように作動室5の両側に排気ポート15,22が開口するものに限定されず、いずれか一側にのみ排気ポートが開口するものであってもよい。この場合にはサイドノズル40,…は、排気ポートの開口する片側のみであってもよいが、前記実施形態のようにセンタノズル41,…をロータ幅方向の略中央部に位置付け、その両側にそれぞれサイドノズル40,…を配設すれば、ロータ6の外周から側部にかけて概ね均等な潤滑が可能になるので、好ましいと言える。
Furthermore, the
さらにまた、前記の実施形態では、エンジン1の運転状態の移行から所定期間の間、センタ供給口2b及びサイド供給口2cからのオイル供給量をそれぞれ減量制御するようにしているが、これに限らず、例えば、センタ供給口2b及びサイド供給口2cからのオイル供給量のうちいずれか一方を減量制御するようにしてもよく、また、センタ供給口2b及びサイド供給口2cからのオイル総供給量を減量制御するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the amount of oil supplied from the
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the claims, and is not limited by the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明にかかるロータリピストンエンジンの潤滑装置は、オイル消費を抑制することが必要な用途等に適用できる。 As described above, the lubrication device for a rotary piston engine according to the present invention can be applied to applications that require oil consumption to be suppressed.
A 潤滑装置
1 ロータリピストンエンジン
2 ロータハウジング
2a トロコイド内周面
2b センタ供給口
2c サイド供給口
25 冷却水温度センサ(冷却水温度検出手段)
3 サイドハウジング、インターミディエイトハウジング
50 コントローラ(PCM:制御手段)
A
3 Side housing,
Claims (6)
前記エンジンの運転状態に応じて前記供給口からのオイル供給量を制御する制御手段を備えており、
前記制御手段は、前記エンジンの運転状態が第1運転状態のときには、前記オイル供給量を第1所定量にする一方、前記エンジンの運転状態が第2運転状態のときには、前記オイル供給量を前記第1所定量よりも少ない第2所定量にし、前記エンジンの運転状態が前記第1運転状態から前記第2運転状態に移行したときには、該移行から所定期間の間、前記オイル供給量を前記第2所定量よりも減量するように構成されていることを特徴とするロータリピストンエンジンの潤滑装置。 A lubrication device for a rotary piston engine that supplies oil from a supply port that opens to the inner peripheral surface of a trochoid of a rotor housing,
Comprising control means for controlling the amount of oil supplied from the supply port in accordance with the operating state of the engine;
The control means sets the oil supply amount to a first predetermined amount when the operating state of the engine is in the first operating state, and reduces the oil supply amount when the engine operating state is in the second operating state. When the engine operating state shifts from the first operating state to the second operating state, the oil supply amount is changed to the second predetermined amount that is less than the first predetermined amount. 2. A lubricating device for a rotary piston engine, wherein the lubricating device is configured to reduce the amount from a predetermined amount.
前記第1運転状態は、高回転領域における運転状態である一方、前記第2運転状態は、低回転領域における運転状態であることを特徴とするロータリピストンエンジンの潤滑装置。 The rotary piston engine lubrication device according to claim 1,
The lubrication device for a rotary piston engine, wherein the first operation state is an operation state in a high rotation region, and the second operation state is an operation state in a low rotation region.
前記第1運転状態は、高負荷領域における運転状態である一方、前記第2運転状態は、低負荷領域における運転状態であることを特徴とするロータリピストンエンジンの潤滑装置。 The rotary piston engine lubrication device according to claim 1,
The first operating state is an operating state in a high load region, while the second operating state is an operating state in a low load region.
前記制御手段は、前記第1所定量と前記第2所定量との差が大きいほど、前記所定期間を長くするように構成されていることを特徴とするロータリピストンエンジンの潤滑装置。 The lubricating device for a rotary piston engine according to claim 2 or 3,
The lubricating device for a rotary piston engine, wherein the control means is configured to lengthen the predetermined period as a difference between the first predetermined amount and the second predetermined amount is larger.
前記エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記冷却水温度検出手段により検出された冷却水温度が所定温度以下のときには、前記冷却水温度に応じて前記オイル供給量を制御するとともに、該オイル供給量を、前記冷却水温度検出手段により検出された冷却水温度が前記所定温度よりも高いときにおいて前記エンジンの運転状態に応じて制御されるオイル供給量よりも、同じ回転状態及び負荷状態において増量するように構成されていることを特徴とするロータリピストンエンジンの潤滑装置。 The lubricating device for a rotary piston engine according to claim 2 or 3,
A cooling water temperature detecting means for detecting a cooling water temperature of the engine;
The control means controls the oil supply amount according to the cooling water temperature when the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detection means is equal to or lower than a predetermined temperature, and the oil supply amount is set to the cooling water temperature. When the coolant temperature detected by the temperature detection means is higher than the predetermined temperature, the oil supply amount is controlled in accordance with the operating state of the engine and is increased in the same rotational state and load state. A lubrication device for a rotary piston engine.
前記制御手段は、前記エンジンの負荷が低いほど、前記増量値を小さくするように構成されていることを特徴とするロータリピストンエンジンの潤滑装置。 The rotary piston engine lubrication device according to claim 5,
The said control means is comprised so that the said increase value may be made small, so that the load of the said engine is low, The lubrication apparatus of the rotary piston engine characterized by the above-mentioned.
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KR20210123570A (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-14 | 엘지전자 주식회사 | A rotary engine |
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