JP2015209796A - 内燃機関の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】始動時において確実に潤滑油を昇温させるとともに暖機後の過度の潤滑油の昇温を抑制し得る内燃機関の潤滑装置を提供する。【解決手段】本発明に係る内燃機関の潤滑装置は、オイルパン内の潤滑油をオイルポンプにより圧送して内燃機関の各部に供給するものであって、オイルポンプから圧送される潤滑油の圧力が所定圧力以上であるときに開弁して余剰の潤滑油を内燃機関の各部に供給せずオイルパンへ戻すためのリリーフバルブの下流から潤滑油を取り出し、取り出した潤滑油を機関上部における始動後速やかに加熱される加熱部に供給する副オイル通路を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の各部に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑装置に関するものである。

従来、内燃機関の潤滑装置として、オイルパン内の潤滑油をオイルポンプにより吸引し吐出して供給する内燃機関の潤滑装置においては、冷間始動時においては早期に潤滑油の温度を昇温させることにより、潤滑油の粘度を下げて各部動作部分の良好な潤滑を促すといった、所謂早期暖機を図る工夫がなされてきた。斯かる潤滑装置の一例としては、内燃機関の上部からオイルパンへ戻るオイル戻し通路の途中に弁を設け、オイルポンプの吐出圧力が低い程オイルパンへ戻る潤滑油の流量が少なくなるように弁体が動作させて流路の開口面積を減少するようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載のものは、オイルポンプの吐出圧力が小さいときにより多くの潤滑油を内燃期間内における温度が高くなる箇所（シリンダブロックにおけるシリンダボア近傍）に留まらせることにより、冷間始動時において油温を速やかに上昇させる、すなわち早期暖機を図ろうとするものである。

しかしながら上記特許文献１のようなものであると、油温が十分に上昇した暖機後においても弁体が動作するため、例えばアイドリング時や低・中回転時にはオイルポンプの吐出圧力が低下することで潤滑油が過度に加熱されてしまうということが頻繁に起こり、潤滑油が劣化し易くなってしまう懸念がある。

特開２００４−３０８５７８号公報

本発明は、このような不具合に着目したものであり、始動時において確実に潤滑油を昇温させるとともに暖機後の過度の潤滑油の昇温を抑制し得る内燃機関の潤滑装置を提供することを目的としている。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち本発明に係る内燃機関の潤滑装置は、オイルパン内の潤滑油をオイルポンプにより圧送して内燃機関の各部に供給する内燃機関の潤滑装置であって、オイルポンプから圧送される潤滑油の圧力が所定圧力以上であるときに開弁して余剰の潤滑油を内燃機関の各部に供給せずオイルパンへ戻すためのリリーフバルブの下流から潤滑油を取り出し、取り出した潤滑油を機関上部における始動後速やかに加熱される加熱部に供給する副オイル通路を設けたことを特徴とする。

このようなものであれば、冷間始動時においては暖機後よりもオイルポンプの吐出圧が高くなりリリーフバルブが開弁し易い傾向にあることにより、リリーフバルブから流れる潤滑油を副オイル通路から温度が高い加熱部へ供給されるので、油温の昇温を有効に促し得る。また通常内燃機関の各部に供給される潤滑油に加えて、リリーフバルブからオイルパンへ戻されるはずの潤滑油を、油温の上昇のために有効に供することができる。そして潤滑油が十分に上昇し粘性が低くなると、冷間始動時にリリーフバルブが開弁していたような運転状態でも開弁する機会が少なくなるため、暖機後の過度の潤滑油の昇温は抑制される。すなわち本発明によれば、始動時において確実に潤滑油を昇温させるとともに暖機後の過度の潤滑油の昇温を抑制し得る内燃機関の潤滑装置を実現することが可能となる。

本発明によれば、始動時において確実に潤滑油を昇温させるとともに暖機後の過度の潤滑油の昇温を抑制し得る内燃機関の潤滑装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る概略構成を示す図。 同実施形態に係る模式的な構成説明図。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２に本実施形態に係る内燃機関の潤滑装置の構成を示す。本実施形態に係る内燃機関の潤滑装置は、内燃機関１内に形成される流路を通じて潤滑油を循環させ内燃機関各部を潤滑する装置である。図１に示すように、内燃機関の潤滑装置は、オイルパン３内の潤滑油を汲み上げて内燃機関１の上部へ潤滑油を圧送するオイルポンプ５を備えている。オイルポンプ５は、内燃機関１の駆動力を受けて作動し内燃機関１の駆動と連動するものが用いられる。オイルポンプ５は、例えばクランクシャフトから直接駆動力を得て駆動するものが用いられる。

このオイルポンプ５は、オイルストレーナ７を通じてオイルパン３内の潤滑油を吸引し、チェーンオイルノズル９、及びオイルフィルタ１１を通じてメインギャラリ１３に潤滑油を圧送する。

メインギャラリ１３から流路を通じて潤滑油が内燃機関各部に供給される。例えば、メインギャラリ１３から流路が複数に分岐し、各流路を通じてシリンダヘッド１５、オイルプレッシャスイッチ１７及びクランクジャーナル１９にそれぞれ潤滑油が供給される。シリンダヘッド１５に流下した潤滑油は、ＯＣＶ（Ｏｉｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）２１、ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）２３、オリフィス２５、吸気カムシャフト側のインテークカムシャフトジャーナル２７、排気カムシャフト側のエキゾーストカムシャフトジャーナル２９及びチェーンテンショナー３１にそれぞれに供給される。ＯＣＶ２１、インテークカムシャフトジャーナル２７、及びチェーンテンショナー３１及びエキゾーストカムシャフトジャーナル２９を流通した潤滑油は、オイルパン３に戻される。

クランクジャーナル１９に流下した潤滑油は、クランクピン３３に供給される。このクランクピン３３に供給された潤滑油は、オイルパン３に戻される。

しかして、本実施形態に係る内燃機関１の潤滑装置には、リリーフバルブ３５が設けられている。リリーフバルブ３５は、内燃機関１の各部を流通する潤滑油の量を調整するための弁手段であり、オイルポンプ５からオイルパン３に潤滑油を戻すオイル戻り通路３７の途中に設けられている。

ここで、本実施形態に係る内燃機関１の潤滑装置は、図１及び図２に示すように、オイルポンプ５から圧送される潤滑油の圧力が所定圧力以上であるときに開弁して余剰の潤滑油を内燃機関１の各部に供給せずオイルパン３へ戻すためのリリーフバルブ３５の下流から潤滑油を取り出し、取り出した潤滑油を機関上部たるシリンダヘッド１５における始動後速やかに加熱される加熱部Ｘたるエキゾーストカムシャフトジャーナル２９近傍の領域に供給する副オイル通路３９を設けたことを特徴としている。

この副オイル通路３９は、例えば、内燃機関１とは別体に設けられたものであるが、勿論内燃機関１に一体に形成されたものであっても良い。また副オイル通路を内燃機関１とは別体に設ける場合に用いる素材は、暖機後の潤滑油の流通を行い得るものであれば種々の素材を適用し得る。この副オイル通路３９は、リリーフバルブ３５の出口近傍のオイル戻り通路３７から分岐し、シリンダヘッド１５側の前記加熱部Ｘへ潤滑油を供給する途中の経路に、機関温度たる潤滑油の温度が所定温度を上回ると開弁して副オイル通路３９の潤滑油の流通を許可する制御弁として機能するサーモスタット４１を備えている。このサーモスタット４１は、本実施形態では例えば、ワックス或いはパラフィンの膨張によって弁体を弁座に対して動作させることにより開閉する通常のものであっても良い。そして本実施形態における所定温度は、暖機が完了するタイミングよりも後に閉弁する温度に設定することが望ましい。通常暖機が完了する冷却水温度は８０℃とされ、潤滑油の温度上昇は冷却水の温度上昇よりも遅れる傾向にあることから、潤滑油の温度が８０℃となるか、或いは８０℃よりも高い温度となるように構成することが望ましい。

そして本実施形態では、内燃機関１１において始動後速やかに加熱される加熱部Ｘとして、シリンダヘッド１５における排気の熱を効率よく受熱し得る排気カム近傍の領域を設定している。しかしながら本発明の加熱部Ｘは勿論、斯かる部位に限定されることはない。例えば内燃機関１における点火コイル近傍であったり、内燃機関１が排気マニホルド一体型のものである場合には当該排気マニホルド近傍を加熱部Ｘに設定し、副オイル通路３９からの潤滑油を供給するようにしても良い。

上述したような内燃機関１の冷間始動時においては、粘性の高い潤滑油がオイルポンプ５によって圧送される際に速やかに圧力が上昇する。これによりリリーフバルブ３５は暖機前に速やかに開弁し、副オイル通路３９を通って、さらには開弁状態にあるサーモスタット４１を通過し、上記の加熱部Ｘへ潤滑油が供給される。しかる後、潤滑油の温度が上昇すると、潤滑油の粘性が低くなるに伴いリリーフバルブ３５が閉弁するか、或いはサーモスタット４１が所定温度以上となった潤滑油温を検知し、パラフィン又はワックスの膨張が起こり潤滑油の流通を遮断し、加熱部Ｘへの潤滑油の供給が停止される。これにより、暖機後に不要に加熱部Ｘへ潤滑油が供給されることもない。

以上のような構成とすることにより、本実施形態に係る内燃機関１の潤滑装置は、冷間始動時においては暖機後よりもオイルポンプ５の吐出圧が高くなりリリーフバルブ３５が開弁し易い傾向にあることに着目することにより想到、実現されたものである。すなわち冷間始動時ではリリーフバルブ３５から流れる潤滑油を副オイル通路３９から温度が高い加熱部Ｘへ高い頻度で供給されるので、その結果、油温の昇温を有効に促している。また本実施形態では通常内燃機関１の各部に供給される潤滑油に加えて、リリーフバルブからオイルパン３へ戻されるはずの潤滑油を、油温の上昇のために有効に利用せしめている。換言すれば、早期暖機を目的としてオイルポンプ５の吐出量すなわち仕事量を増やすことを有効に回避しながら、より速やかな潤滑油の昇温を可能にしている。その結果、オイルポンプ５の仕事量の節約、ひいては燃費の向上にも資するものとなっている。そして潤滑油が十分に上昇し粘性が低くなると冷間始動時にリリーフバルブ３５が開弁していたような運転状態でも開弁する機会が少なくなるため、暖機後の過度の潤滑油の昇温は抑制される。またリリーフバルブ３５からオイルパン３へ戻される潤滑油を利用しているので、オイルポンプ５から内燃機関１の各部へ圧送される潤滑油の流通にはなんら影響を与えることが無い。その為、内燃機関１の潤滑に供されるためにメインギャラリ等を流れる潤滑油の挙動及び作用に何ら影響を与えることもない。すなわち本実施形態によれば、始動時において確実に潤滑油を昇温させるとともに暖機後の過度の潤滑油の昇温を抑制し得る内燃機関１の潤滑装置が実現されている。

特に本実施形態では、副オイル通路３９にさらにサーモスタット４１を設ける事によって、暖機後の過度の潤滑油の昇温をさらに有効に抑制し得るものとなっている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、上記実施形態では制御弁としてサーモスタットを適用した態様を開示したが勿論、冷却水の温度を水温センサにより検知し、検知された冷却水温度により電気的に開閉制御される電磁弁を適用しても良い。斯かる場合であっても勿論、暖機完了に伴う開弁タイミングは上記同様、冷却水温が８０℃となるタイミングよりも後のタイミングとすべく、例えばタイムラグを設けたり、８０℃よりも高いタイミングを閾値に設定したりしておくことが望ましい。また副オイル通路の具体的な配管経路や材質といった具体的な態様は上記実施形態のものに限定されることはなく、既存のものを含め、種々の態様のものを適用することができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は内燃機関に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑装置として利用することができる。

１…内燃機関
３…オイルパン
５…オイルポンプ
３５…リリーフバルブ
３９…副オイル流路
４１…サーモスタット
Ｘ…加熱部

Claims (1)

1. オイルパン内の潤滑油をオイルポンプにより圧送して内燃機関の各部に供給する内燃機関の潤滑装置であって、
   オイルポンプから圧送される潤滑油の圧力が所定圧力以上であるときに開弁して余剰の潤滑油を内燃機関の各部に供給せずオイルパンへ戻すためのリリーフバルブの下流から潤滑油を取り出し、取り出した潤滑油を機関上部における始動後速やかに加熱される加熱部に供給する副オイル通路を設けた
   内燃機関の潤滑装置。

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