JP2014185423A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンオイルを用いてエンジンの潤滑を行う建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine that performs engine lubrication using engine oil.
一般に、建設機械に設けられるエンジン内にはピストン,クランクシャフト等の多数の駆動部品があり、これらの駆動部品に磨耗等が発生しないようエンジンオイルを用いて駆動部品の潤滑を行う構成とされている(特許文献1)。 In general, an engine provided in a construction machine has a large number of drive parts such as pistons and crankshafts, and the drive parts are lubricated using engine oil so that the drive parts do not wear. (Patent Document 1).
エンジンオイルはエンジン内を循環するものであるため、循環に伴いその温度は上昇する。このエンジンオイルの冷却は、エンジン内を流れる冷却水により行われる。 Since engine oil circulates in the engine, its temperature rises with circulation. The engine oil is cooled by cooling water flowing through the engine.
即ち、従来ではエンジンオイルの温度は、冷却水の温度に依存するしかない構成とされていた。よって、エンジンの駆動状態等によりエンジンオイルの温度が上昇した場合には、冷却水のみでは十分に冷却されず、これによりヒートバランスが低下するおそれがあるという問題点があった。 That is, conventionally, the temperature of the engine oil has only been dependent on the temperature of the cooling water. Therefore, when the temperature of the engine oil rises due to the driving state of the engine or the like, there is a problem that the cooling water alone is not enough to cool, and the heat balance may be lowered.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ヒートバランスの向上を図った建設機械を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of said point, and aims at providing the construction machine aiming at the improvement of heat balance.
上記の課題は、第1の観点からは、
冷却風を生成する冷却ファンを有するエンジンと、
該エンジン内を循環するエンジンオイルを濾過するオイルフィルタとを有する建設機械であって、
前記エンジンと前記オイルフィルタとの間のエンジンオイルの流れ経路途中で、かつ前記冷却風の流路途中に、前記エンジンオイルを冷却するオイルクーラーを設けたことを特徴とする建設機械により解決することができる。
From the first point of view, the above problem is
An engine having a cooling fan for generating cooling air;
A construction machine having an oil filter for filtering engine oil circulating in the engine,
The problem is solved by a construction machine characterized in that an oil cooler for cooling the engine oil is provided in the middle of the flow path of engine oil between the engine and the oil filter and in the middle of the flow path of the cooling air. Can do.
開示の発明によれば、冷却水による冷却ばかりでなく、オイルクーラーによりエンジンオイルが冷却されるためヒートバランス性能の向上を図ることができる。 According to the disclosed invention, the engine oil is cooled not only by the cooling water but also by the oil cooler, so that the heat balance performance can be improved.
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態である建設機械を示している。本実施形態では、建設機械として油圧ショベル1を例に挙げて説明する。
FIG. 1 shows a construction machine according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a
油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、この下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3等を有している。また、上部旋回体3の前部側には作業アタッチメント4が設けられている。
The
この作業アタッチメント4は、ブーム6、アーム9、及びバケット10等を有している。ブーム6は、旋回フレーム5に俯仰動可能に取り付けられている。アーム9は、ブーム6の先端側に回動可能に取り付けられている。また、バケット10は、アーム9の先端側に回動可能に取り付けられている。
The work attachment 4 includes a boom 6, an arm 9, a
ブームシリンダ12は、旋回フレーム5とブーム6との間に配設されている。このブームシリンダ12により、ブーム6は旋回フレーム5に対して俯仰動する。アームシリンダ13は、ブーム6とアーム9との間に配設されている。このアームシリンダ13により、アーム9はブーム6に対して回動動作する。更にバケットシリンダ14は、バケット10とアーム9との間に配設されている。このバケットシリンダ14により、バケット10はアーム9に対して回動する。
The
上部旋回体3は、下部走行体2上に旋回機構16を介して旋回自在に設置されている。この上部旋回体3には、図1に加え図2に示すように、旋回フレーム5、キャブ8、カウンタウエイト15、外装カバー(外装体)18、エンジン20、熱交換装置24、排気ガス処理装置30、エンジンオイルフィルタ40、及びエンジンオイルクーラー50等が配設されている。
The upper revolving unit 3 is installed on the lower traveling unit 2 through a
キャブ8は旋回フレーム5上に設けられており、その内部には運転席(図示せず)が設けられている。オペレータはキャブ8内の運転席に着座し、油圧ショベル1の運転操作を行う。
The cab 8 is provided on the revolving
カウンタウエイト15は、作業アタッチメント4との重量バランスをとる機能を奏する。また、外装カバー18及びエンジンフード17aは、エンジン室17内に配設されたエンジン20,熱交換装置24,及び排気ガス処理装置30等を覆うものである。
The
次に、エンジン室17内の構成について説明する。
Next, the configuration inside the
図2はエンジン室17の内部構成を示す概略構成図である。エンジン室17内には、エンジン20、熱交換装置24、排気ガス処理装置30、エンジンオイルフィルタ40、及びエンジンオイルクーラー50等が配設されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the internal configuration of the
エンジン20は、旋回フレーム5に配設されたエンジン取り付け座21の上部に、マウント22を介して支持されている。マウント22は防振マウントであり、エンジン20で発生する振動が旋回フレーム5に伝達されるのを防止している。
The
エンジン20のX1方向側(図中左側)には、冷却ファン23が配設されている。また、冷却ファン23のX1方向側には熱交換装置24が配設されている。
A
冷却ファン23は、エンジン20により回転駆動される。冷却ファン23が回転駆動されることにより、外気が冷却風39としてエンジン室17内に取り込まれる。熱交換装置24は、このエンジン室17に取り込まれた冷却風39により熱交換処理を行う。
The
冷却風39は、図2に破線の矢印で示すように図中右方向に流れる。よって、図中矢印X1方向側が冷却風上流側となり、図中矢印X2方向が冷却風下流側となる。
The
熱交換装置24は、ラジエータユニット24A、燃料クーラー24B、及びコンデンサ24C等を一体的にユニット化した構成とされている。
The
ラジエータユニット24Aは、エンジン20内を流れる冷却水を冷却するラジエータ、各種シリンダ12,13,14等の油圧機器の作動オイルの放熱をするための作動オイルクーラー、及びエンジン20に供給される過給空気を冷却するためのインタークーラーが並設されている。燃料クーラー24Bは、図示しない燃料タンクに戻る余剰燃料を冷却するものである。またコンデンサ24Cは、キャブ8に搭載されたエアコンで冷気を発生させるためのものである。
The
この熱交換装置24に流入する冷却水、作動油、過給空気、及び余剰燃料等は、冷却風39により冷却される。またエンジン20内にはピストン,クランクシャフト等の多数の駆動部品があり、これらの駆動部品に磨耗等が発生しないよう潤滑装置が設けられている(これについては後述する)。
Cooling water, hydraulic oil, supercharged air, surplus fuel, and the like flowing into the
一方、エンジン20のX2方向側には、油圧ポンプ27が一体的に取り付けられている。油圧ポンプ27は、作業アタッチメント4を駆動するブームシリンダ12、アームシリンダ13、バケットシリンダ14等の油圧源である。この油圧ポンプ27もエンジン20により駆動される。
On the other hand, a
エンジン20から排出された排気ガスは、排気ガス処理装置30により浄化処理が行われる。エンジン20から排出される排気ガス中には、窒素酸化物(NOx)等の有害物質が含まれることがあり、これらを浄化するためにエンジン20には排気ガス処理装置30が接続されている。
Exhaust gas discharged from the
この排気ガス処理装置30は、排気ガス中に含まれるパティキュレートマター(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ31(DPF)と、窒素酸化物(NOx)を還元除去する選択的還元剤(例えば、尿素等)を用いて還元除去する選択還元型触媒32(SCR)等が設けられている。
The exhaust
また、DPF31はその上流側に前段酸化触媒を備えており、SCR32はその下流側に後段酸化触媒を備えている。このDPF31は、酸化触媒担持型フィルタ(CSF)とすることも可能である。
Further, the
上記構成とされた排気ガス処理装置30は、フレーム本体36、支持体37、ファイヤーウォール42等を有するハウスフレーム35に支持される。
The exhaust
次に、図2を用いて潤滑装置について説明する。 Next, the lubrication apparatus will be described with reference to FIG.
潤滑装置は、前記のようにエンジンオイルをエンジン20内で循環させることによりエンジン内部に配設された駆動部品の潤滑を行うものである。この潤滑装置は、オイルパン38、エンジンオイルポンプ、エンジンオイルフィルタ40、及びエンジンオイルクーラー50等により構成されている。
As described above, the lubrication device circulates engine oil in the
オイルパン38は、エンジン20の下部に配設されている。エンジンオイルは、このオイルパン38に充填されている。
The
エンジンオイルポンプは、オイルパン38に充填されているエンジンオイルをエンジン20を構成する各駆動部品に圧送するものである。なお、エンジンオイルポンプのオイルパン38からのエンジンオイル吸入口に、塵埃を除去するストレーナを設けた構成としてもよい。
The engine oil pump pumps the engine oil filled in the
エンジンオイルフィルタ40はエンジンオイルを濾過するオイルフィルタであり、エンジン20内を循環する間にエンジンオイルに混込した駆動部品の磨耗粉等を除去するものである。よって、エンジンオイルフィルタ40の内部には、磨耗粉等を除去するためのフィルタ部材が設けられている。
The
エンジンオイルフィルタ40は、このようにエンジンオイルに混じり込んだ磨耗粉等をフィルタで濾過することにより除去する構成であるため、定期的にメンテナンスを行う必要がある。このためエンジンオイルフィルタ40は、外装カバー18に設けられメンテナンス時に開かれるメンテナンスドア19の近傍に配置された構成とされている。
Since the
また一般に、エンジン20とメンテナンスドア19とは離間している。このため、エンジン20とエンジンオイルフィルタ40は、エンジンオイル配管41を用いて接続されている。
In general, the
具体的には、エンジン20にはエンジンオイルをエンジンオイルフィルタ40に向けて流出させるオイル流出ポート28が設けられると共に、エンジンオイルフィルタ40で濾過されたエンジンオイルが流入するオイル流入ポート29が設けられている。エンジンオイル配管41は、各ポート28,29とエンジンオイルフィルタ40との間に配設されている。
Specifically, the
ところで、エンジンオイルはエンジン20内を循環して駆動部品を潤滑するものであるため、エンジン20の熱により加熱される。エンジンオイルが既定温度以上に加熱されると適正に潤滑機能を奏することができなくなる虞がある。
By the way, the engine oil circulates in the
このエンジンオイルは、エンジン20内を循環しラジエータ24Aで冷却される冷却水で冷却される。よって、冷却水によりエンジンオイルが既定温度以下に冷却されている場合には、ヒートバランスが取れており良好な潤滑を行うことができる。
The engine oil is cooled by cooling water that circulates in the
しかしながら、エンジンの駆動状態等によりエンジンオイル及び冷却水の温度が上昇した場合には、エンジンオイルが十分に冷却されず、これによりヒートバランスが低下するおそれがあることは前述した通りである。 However, as described above, when the temperature of the engine oil and the cooling water rises due to the driving state of the engine or the like, the engine oil is not sufficiently cooled, and this may reduce the heat balance.
そこで本実施形態では、エンジン20とエンジンオイルフィルタ40との間で、かつ、冷却風39の流路途中にエンジンオイルを冷却するエンジンオイルクーラー50を配設した。
Therefore, in the present embodiment, the engine oil cooler 50 that cools the engine oil is disposed between the
エンジンオイルクーラー50は、例えばチューブ、コアユニット、及び一対のプレート部材からなる一般的な空冷式オイルクーラーを用いることができる。
As the
チューブは、内部にエンジンオイルが流れるよう構成されており、インナーフィンが内設されている。コアユニットは、複数のチューブが積層されると共に、積層されたチューブ同士の間にアウターフィンが配設された構成とされている。また、各チューブの両端部には、積層された各チューブ間でエンジンオイルを流すための貫通穴が形成されている。更に、一対のプレート部材は、コアユニットを上下から挟むよう配設される。 The tube is configured to allow engine oil to flow inside, and has an inner fin. The core unit has a configuration in which a plurality of tubes are stacked and an outer fin is disposed between the stacked tubes. In addition, through holes for flowing engine oil between the stacked tubes are formed at both ends of each tube. Further, the pair of plate members are disposed so as to sandwich the core unit from above and below.
このエンジンオイルクーラー50は、冷却ファン23で生成される冷却風39により冷却されるが、エンジンオイルクーラー50を上記構成とすることにより冷却風との接触面積を広くでき、冷却効率を高めることができる。
The engine oil cooler 50 is cooled by the cooling
また、前記のようにエンジンオイルクーラー50の配設位置は、冷却風39の流路途中に設定されている。よって、エンジンオイルがエンジンオイルクーラー50内を流れる際、エンジンオイルの熱は冷却風に放熱される。これによりエンジンオイルは、エンジンオイルクーラー50により冷却される。
As described above, the arrangement position of the engine oil cooler 50 is set in the middle of the flow path of the cooling
上記構成とされたエンジンオイルクーラー50は、本実施形態ではエンジン20の側部に配置されている。即ち、エンジンオイルクーラー50は、冷却風39の流れに対しラジエータ24Aの下流側に配置されている。
The engine oil cooler 50 configured as described above is disposed on the side of the
エンジンオイルクーラー50の配設位置は、熱交換装置24に組み込むことにより、冷却風39の流れに対しラジエータ24Aの上流側に配設することも考えられる。この構成としても、エンジンオイルクーラー50には冷却風39が流れ込み、エンジンオイルの冷却を行うことができる。
It is conceivable that the engine oil cooler 50 is disposed on the upstream side of the
しかしながら、エンジン20で昇温したエンジンオイルが流入するエンジンオイルクーラー50は、一種の熱源として考えられる。よって、この熱源となるエンジンオイルクーラー50を冷却水を冷却するラジエータ24Aの前に配置するのは、ヒートバランスを維持する面から望ましくない。よって、エンジンオイルクーラー50は、冷却風39の流れに対しラジエータ24Aの下流側に配置するのが望ましい。
However, the engine oil cooler 50 into which engine oil heated by the
なお、熱交換装置24(ラジエータ24A)に流入する冷却風39と熱交換装置24を通過した冷却風39を比較すると、熱交換装置24を通過した冷却風39の温度の方が高くなっている。
When the cooling
しかしながら、エンジン20のオイル流出ポート28から流出したエンジンオイルの温度は、熱交換装置24を通過した冷却風39の温度よりも高い。このため、熱交換装置24を通過した冷却風39であっても、エンジンオイルクーラー50においてエンジンオイルの冷却を十分に行うことができる。
However, the temperature of the engine oil flowing out from the
上記のように、エンジンオイルクーラー50は、エンジン20の外部に配設されるものである。このためエンジンオイルクーラー50は、エンジン20とエンジンオイルフィルタ40とを接続するエンジンオイル配管41に配設されている。
As described above, the engine oil cooler 50 is disposed outside the
このエンジンオイル配管41は、第1配管41A,第2配管41B,及び第3配管41Cとにより構成されている。
The engine oil pipe 41 includes a
第1配管41Aは、エンジン20に設けられたオイル流出ポート28とエンジンオイルクーラー50とを接続する。また第2配管41Bは、エンジンオイルクーラー50とエンジンオイルフィルタ40とを接続する。更に第3配管41Cは、エンジンオイルフィルタ40とオイル流入ポート29とを接続する。
The first pipe 41 </ b> A connects the
従って、エンジン20のオイル流出ポート28から流出した温度の高いエンジンオイルは、第1配管41Aを介してエンジンオイルクーラー50に流入して冷却処理が行われる。エンジンオイルクーラー50で冷却されたエンジンオイルは、エンジンオイル配管41を介してエンジンオイルフィルタ40に流入して濾過処理が行われる。エンジンオイルフィルタ40で濾過処理が行われたエンジンオイルは、第3配管41C及びオイル流入ポート29を介してエンジン20に再び流入する。
Therefore, the high temperature engine oil flowing out from the
このように本実施形態では、エンジンオイルはエンジン20内で冷却水により冷却されると共に、エンジンオイルクーラー50によっても冷却される。よって、エンジンオイルの温度が適正な潤滑処理を行いうる既定温度以上になることを防止でき、ヒートバランスを適正に保つことができる。
As described above, in this embodiment, the engine oil is cooled by the cooling water in the
また、エンジンオイルクーラー50を設けることによりエンジンオイルの温度が適正温度に保たれるため、エンジンオイルの上昇に起因した冷却水の温度上昇も抑制させる。よって、これによってもヒートバランスを適正に保つことができる。
In addition, since the engine oil temperature is maintained at an appropriate temperature by providing the
次に、図3を用いて建設機械の他の実施形態について説明する。 Next, another embodiment of the construction machine will be described with reference to FIG.
なお、本実施形態ではエンジンオイルクーラー50の配設位置に特徴があるため、図3にはエンジン室17の断面のみを示す。また図3において、図1及び図2に示した構成と対応する構成については同一符号を付してその説明は省略する。更に、図3において冷却風39は、エンジンオイルクーラー50に流入するもののみを示している。
In the present embodiment, the engine oil cooler 50 is provided with different positions, and FIG. 3 shows only a cross section of the
エンジンオイルフィルタ40は、前記のように定期的にメンテナンスを行う必要がある。このため、エンジンオイルフィルタ40は、メンテナンス時に開かれるメンテナンスドア19の近傍に配置されている。
The
一方、エンジンオイルクーラー50もメンテナンスを行う場合がある。また、エンジンオイルクーラー50は、エンジン20とエンジンオイルフィルタ40とを接続するエンジンオイル配管41に設けられており、エンジンオイルクーラー50の配設位置はこのエンジンオイル配管41の配設範囲において比較的自由に選定することが可能である。更に、メンテナンスドア19は、一般に冷却風39の流れに対しラジエータ24Aの下流側に配設される。
On the other hand, the engine oil cooler 50 may also be maintained. The engine oil cooler 50 is provided in an engine oil pipe 41 that connects the
そこで本実施形態では、エンジンオイルクーラー50をメンテナンス時に開かれるメンテナンスドア19の近傍に配設した。この構成とすることにより、ヒートバランスを維持しつつ、かつエンジンオイルクーラー50のメンテナンス性の向上を図ることができる。
Therefore, in this embodiment, the engine oil cooler 50 is disposed in the vicinity of the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した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・変更が可能なものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be modified and changed.
1 油圧ショベル
2 下部走行体
3 上部旋回体
4 アタッチメント
5 旋回フレーム
6 ロアブーム
8 キャブ
15 カウンタウエイト
16 旋回機構
17 エンジン室
17a エンジンフード
18 外装カバー
19 メンテナンスドア
20 エンジン
23 冷却ファン
24 熱交換装置
24A ラジエータ
24B 燃料クーラー
24C コンデンサ
27 油圧ポンプ
28 オイル流出ポート
29 オイル流入ポート
30 排気ガス処理装置
31 DOC
32 SCR
39 冷却風
40 エンジンオイルフィルタ
41 エンジンオイル配管
41A 第1配管
41B 第2配管
41C 第3配管
50 エンジンオイルクーラー
DESCRIPTION OF
32 SCR
39
Claims (3)
該エンジン内を循環するエンジンオイルを濾過するオイルフィルタとを有する建設機械であって、
前記エンジンと前記オイルフィルタとの間のエンジンオイルの流れ経路途中で、かつ前記冷却風の流路途中に、前記エンジンオイルを冷却するオイルクーラーを設けたことを特徴とする建設機械。 An engine having a cooling fan for generating cooling air;
A construction machine having an oil filter for filtering engine oil circulating in the engine,
A construction machine characterized in that an oil cooler for cooling the engine oil is provided in the middle of the flow path of engine oil between the engine and the oil filter and in the middle of the flow path of the cooling air.
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Cited By (3)
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JP2020056152A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 株式会社日立建機ティエラ | Construction machine |
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