JP2016169675A - 過給機付き内燃機関のオイル戻し構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク室の圧力の影響を受け難いオイル戻し構造によって、過給機からオイルが漏出することを防止して排ガス性能および燃費性能が低下することを防止できるとともに、クランク室の圧力の影響を受け難いオイル戻し構造を簡素化して、内燃機関を軽量化かつ小型化できる過給機付き内燃機関のオイル戻し構造を提供すること。【解決手段】クランクギヤ６Ａを覆うようにシリンダブロック６に取付けられたギヤカバー１３を備え、過給機に供給されるオイルを、オイルドレイン管１２を通してシリンダブロック２に戻すようにした過給機付きエンジンのオイル戻し構造であって、ギヤカバー１３とシリンダブロック２とによって、クランク室７Ａと離隔するオイル排出室１５を形成し、オイルドレイン管１２の下流端１２ｂをオイル排出室１５に連通させる。【選択図】図５

Description

本発明は、過給機付き内燃機関のオイル戻し構造に関し、特に、過給機を潤滑したオイルを過給機から排出する過給機付き内燃機関のオイル戻し構造に関する。

自動車等の車両に搭載された過給機付き内燃機関において、過給機のハウジングにあるタービンシャフトの軸受部を潤滑および冷却するために、内燃機関から軸受部にオイルが供給される。

オイルは、過給機のハウジングを通過した後、過給機から排出されて、オイルドレインホース（オイル戻し通路）を通じて内燃機関のシリンダブロックに設けられたクランク室、オイルパンと通じる開口通路からオイルパンに戻される。

ところが、クランク室の圧力が高い場合には、オイルドレインホースを流れるオイルがオイルパンに流れ落ちることが阻害され、過給機のハウジングに押し戻されてしまい、軸受部から吸気装置（コンプレッサ側）もしくは排気装置（タービン側）にオイルが漏出してしまうおそれがある。

そして、吸気装置にオイルが侵入した場合には、吸気通路の汚損や、混合気へのオイル混入により、最適な燃焼が阻害され、燃焼室にカーボンが堆積して排ガス性能悪化、燃費悪化等の不具合が生じるおそれがある。
また、排気装置にオイルが侵入した場合には、排気触媒の汚損、排ガス性能悪化等の不具合が生じる。また、オイル消費が増加することになり、使用者の負担となることも懸念される。

従来、排気管内の排気ガスへの潤滑油の混入を防止するものとしては、例えば、特許文献１に記載された排気ターボ過給機の潤滑油戻し構造が知られている。この潤滑油戻し構造は、潤滑油戻し通路の途中に、この潤滑油戻し通路を介して戻される潤滑油を所定量貯留可能な容積の副室を介設するとともに、内燃機関下部に対し潤滑油戻し通路の下流端開口よりも高い位置で一端が連通する連通管路の他端を、上記副室を介して潤滑油戻し通路の途中に連通するように副室に対して開口させている。
これにより、排気ターボ過給機の軸受部から排気管内の排気ガスへの潤滑油の混入を確実に防止することができる。

特開２００７−３２５０６号公報

このような従来の排気ターボ過給機の潤滑油戻し構造にあっては、連通管路、副室を介してクランク室と上流側潤滑油戻し通路部とが連通しているため、クランク室の圧力変動によって上流側潤滑油戻し通路部内でオイルの排出が阻害されるおそれがある。
また、副室、連通管路を新たに設置しなければならず、内燃機関の重量増加、コスト増加およびレイアウトの困難性等が懸念される。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、クランク室の圧力の影響を受け難いオイル戻し構造によって、過給機からオイルが漏出することを防止して排ガス性能および燃費性能が低下することを防止できるとともに、クランク室の圧力の影響を受け難いオイル戻し構造を簡素化して、内燃機関を軽量化かつ小型化できる過給機付き内燃機関のオイル戻し構造を提供することを目的とするものである。

本発明は、クランクギヤが設けられたクランクシャフトを収容するクランクケースを有するとともに過給機が取付けられたシリンダブロックと、クランクギヤを覆うようにシリンダブロックに取付けられたギヤカバーとを備え、過給機に供給されるオイルを、オイルドレイン管を通してシリンダブロックに戻すようにした過給機付き内燃機関のオイル戻し構造であって、ギヤカバーとシリンダブロックとによって、クランクケースの内部と離隔するオイル排出室を形成し、オイルドレイン管の下流端をオイル排出室に連通するものから構成されている。

このように上記の本発明によれば、クランクギヤを覆うようにシリンダブロックに取付けられたギヤカバーとシリンダブロックとによって、クランクケースの内部と離隔するオイル排出室を形成し、オイルドレイン管の下流端をオイル排出室に連通している。

これにより、オイル排出室が、クランクケースの内部と離隔してクランク室の圧力変動の影響を受けない。このため、過給機からオイルドレイン管に排出されるオイルが過給機に逆流することを防止でき、過給機からオイルドレイン管にオイルを円滑に排出できる。

したがって、過給機から吸気装置にオイルが侵入することを防止して、排ガス性能の悪化や燃費悪化等が生じることを防止できる。また、過給機から排気装置にオイルが侵入することを防止して、排ガス性能および燃費性能が低下することを防止できる。
これに加えて、クランク室の圧力の影響を受け難いオイル戻し構造を簡素化でき、内燃機関を軽量かつ小型に構成できる。

図１は、本発明の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造の一実施の形態を示す図であり、内燃機関の正面図である。 図２は、本発明の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造の一実施の形態を示す図であり、内燃機関の側面図である。 図３は、本発明の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造の一実施の形態を示す図であり、クランクギヤとバランサギヤの周辺の拡大図である。 図４は、本発明の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造の一実施の形態を示す図であり、ギヤカバーの裏面図である。 図５は、本発明の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造の一実施の形態を示す図であり、図２のＶ−Ｖ方向矢視断面図である。

以下、本発明に係る過給機付き内燃機関のオイル戻し構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図５は、本発明に係る一実施の形態の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造を示す図である。

まず、構成を説明する。
図１、図２において、自動車等の車両に搭載される内燃機関としてのエンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に設けられたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に設けられたシリンダヘッドカバー４と、シリンダブロック２の下部に設けられたオイルパン５とを備えている。

オイルパン５にはオイルが収容されており、オイルは、図示しないオイルポンプによってオイルパン５からシリンダブロック２およびシリンダヘッド３に供給され、シリンダヘッド３からシリンダブロック２を通してオイルパン５に還流される。
ここで、図１〜図５において、上下左右方向は、車両に搭乗する運転者から見た方向を示している。

シリンダブロック２は、図示しない気筒と、気筒に往復動自在に設けられた図示しないピストンと、ピストンに連結され、ピストンの直線運動を回転運動に変換するクランクシャフト６と（図３参照）を備えており、クランクシャフト６の回転駆動力は、変速機２０を介して図示しない駆動輪に伝達される。これにより、車両が走行する。

シリンダブロック２の下部にはクランクケース７が形成されており、クランクシャフト６は、クランクケース７に回転自在に収容されている。なお、クランクケース７は、クランクシャフト６を覆うようにシリンダブロック２の下部に形成される外壁である。

シリンダヘッド３には図示しない吸気ポートおよび排気ポートが形成されており、吸気ポートおよび排気ポートは、シリンダブロック２の気筒に連通している。なお、本実施の形態のエンジン１は、２気筒エンジンであり、吸気ポートおよび排気ポートは、気筒毎に設けられている。

シリンダヘッド３には図示しない排気マニホールドが設けられており、排気マニホールドは、排気ポートに連通し、排気ポートから排気される排気ガスが導入される排気通路を有する。排気マニホールドには過給機８が取付けられている。

過給機８は、タービンハウジング８Ａと、コンプレッサハウジング８Ｂと、軸受ハウジング８Ｃとを有する。内部にはタービンハウジング８Ａ内に配置される図示しないタービンホイールと、コンプレッサハウジング８Ｂ内に配置される図示しないコンプレッサホイールと、タービンホイールとコンプレッサホイールを両端に連結する図示しないシャフトとを有する。

タービンハウジング８Ａは、タービンホイールの上流側が排気マニホールドに接続されるとともに、タービンホイールの下流側が排気管９に接続されており、排気通路の一部を形成する。
一方、過給機８内においては、軸受ハウジング８Ｃと連結している。

コンプレッサハウジング８Ｂは、コンプレッサホイールの上流側を図示しないエアクリーナに通じる図示しない吸気管に接続されるともに、コンプレッサホイールの下流側を図示しない吸気マニホールドに通じる図示しない吸気管に接続されており、吸気通路の一部を形成する。 一方、過給機８内においては、軸受ハウジング８Ｃと連結している。

軸受ハウジング８Ｃは、内部に図示しない軸受部を有し、シャフトを回転自在に支持する。また、軸受ハウジング８Ｃには図示しないオイル供給管およびオイルドレイン管１２が接続されている。

オイルドレイン管１２は、上流端１２ａが軸受ハウジング８Ｃに連結されており、下流端１２ｂがギヤカバー１３に連結されている。これまでの説明において、上流、下流とは、吸入空気、排気ガス、およびオイルの流れる方向に対して上流、下流を意味する。

このような過給機８において、排気ポートから排気された排気ガスのエネルギーによってタービンホイールが回転すると、シャフトによって連結されたコンプレッサホイールが回転する。これにより、吸入空気は過給されて、吸気マニホールドを通して吸気ポートに送られる。
一方、オイル供給管から供給されたオイルは、軸受部の潤滑および冷却を行い、その後、オイルドレイン管１２に排出される。

タービンハウジング８Ａの周囲には遮熱カバー２１が設けられており、遮熱カバー２１は、タービンハウジング８Ａに導入された高温の排気ガスの熱から周辺部材を保護する。

クランクケース７にはバランサシャフト１４（図３、図５参照）が収容されており、バランサシャフト１４は、クランクシャフト６と平行に延びている。クランクシャフト６の端部にはクランクギヤ６Ａが設けられており、バランサシャフト１４の端部にはバランサギヤ１４Ａが設けられている。
これらクランクギヤ６Ａおよびバランサギヤ１４Ａは、シリンダブロック２の外壁２Ａよりも外方に位置しており、隣り合う部分が互いに噛み合っている。

本実施の形態のエンジン１は、２気筒エンジンであり、気筒毎の吸入、圧縮、膨張、排気の行程が３６０°位相ずれしているので、バランサシャフト１４によって燃焼行程でエンジン１に生じる振動を抑制する。

バランサシャフト１４は、クランクシャフト６と同期し、かつクランクシャフト６と逆方向に回転することで、クランクシャフト６の回転により生じる主運動系(ピストンや図示しないコンロッドの一部)の質量により発生する、いわゆる、不平衡慣性力を打ち消す。これにより、エンジン１の振動が抑制される。

ギヤカバー１３は、クランクギヤ６Ａおよびバランサギヤ１４Ａを覆うように、図示しないボルトによってシリンダブロック２に取付けられており、ギヤカバー１３とシリンダブロック２の外壁２Ａおよびクランクケース７とによってオイル排出室１５が形成されている。
したがって、本実施の形態のオイル排出室１５は、クランクケース７の内部であるクランク室７Ａ（図５参照）と離隔している。

図４において、ギヤカバー１３にはパイプ１３Ａが取付けられており、パイプ１３Ａにはオイルドレイン管１２の下流端１２ｂが接続されている。これにより、オイルドレイン管１２の下流端１２ｂは、オイル排出室１５に連通している。

図４、図５において、ギヤカバー１３は、壁部１３ａを備えており、壁部１３ａは、シリンダブロック２に対向する内周面１３Ｂにシリンダブロック２側に向かって突出するように形成されている。これにより、オイル排出室１５に、壁部１３ａによってクランクギヤ６Ａおよびバランサギヤ１４Ａが収容されるギヤ空間１６と区画された空間部１７が形成される。

図５において、パイプ１３Ａは、壁部１３ａに対向するギヤカバー１３の外周部に取付けられており、パイプ１３Ａにはオイルドレイン管１２の下流端１２ｂが連通される。オイルドレイン管１２の下流端１２ｂは、クランクギヤ６Ａの回転軸方向６ａにおいて、クランクギヤ６Ａの歯幅Ｈの範囲と重ならない位置に開口している。
図３において、クランクケース７には開口部７ａが形成されており、開口部７ａは、クランク室７Ａとオイル排出室１５とを連通する。このため、オイル排出室１５に導入されるオイルは、開口部７ａからクランク室７Ａを通してオイルパン５に戻される。

次に、作用を説明する。
過給機８の軸受部を潤滑したオイルは、オイルドレイン管１２に排出され、オイルドレイン管１２からパイプ１３Ａを通してオイル排出室１５に排出される。オイル排出室１５に排出されたオイルは、壁部１３ａに衝突して落下した後、開口部７ａからクランク室７Ａを通してオイルパン５に戻される。

本実施の形態のエンジン１のオイル戻し構造によれば、クランクギヤ６Ａを覆うようにシリンダブロック２に取付けられたギヤカバー１３とシリンダブロック２とによって、クランク室７Ａと離隔するオイル排出室１５を形成し、オイルドレイン管１２の下流端１２ｂをオイル排出室１５に連通させている。

これにより、オイル排出室１５は、クランク室７Ａと離隔しているため、ピストンの往復動によって発生するクランク室７Ａの圧力変動の影響を受け難い。このため、過給機８からオイルドレイン管１２に排出されるオイルが過給機８に逆流することを防止でき、過給機８からオイルドレイン管１２にオイルを円滑に排出できる。

したがって、過給機８から吸気管や吸気マニホールドを備えた吸気装置にオイルが侵入することを防止できる。このため、吸気通路の汚損や、気筒に導入される混合気へのオイル混入により、最適な燃焼が阻害されることを防止できるとともに、気筒内の燃焼室にカーボンが堆積して排ガス性能悪化、燃費悪化等の不具合が生じることがない。したがって、排ガス性能の悪化や燃費悪化等が生じることを防止できる。

また、過給機８から排気マニホールド、排気管９および触媒コンバータ１０を備えた排気装置にオイルが侵入することを防止することができる。このため、触媒コンバータ１０の汚損、排ガス性能悪化等の不具合が生じることを防止できるとともに、オイル消費が増加することを防止して使用者の負担を軽減できる。この結果、排ガス性能および燃費性能が低下することを防止できる。これに加えて、クランク室７Ａの圧力の影響を受け難いオイル戻し構造を簡素化でき、エンジン１を軽量かつ小型に構成できる。

また、本実施の形態のエンジンのオイル戻し構造によれば、ギヤカバー１３が、シリンダブロック２に対向する内周面１３Ｂに壁部１３ａを有し、オイル排出室１５に、壁部１３ａによってクランクギヤ６Ａが収容されるギヤ空間１６と区画された空間部１７が形成され、空間部１７にオイルドレイン管１２の下流端１２ｂが連通される。

これにより、壁部１３ａによってオイル排出室１５のギヤ空間１６と区画された空間部１７が、クランク室７Ａの内部の圧力変動の影響をより一層受け難くできる。また、空間部１７が、クランクギヤ６Ａの回転による圧力を受け難くなるので、過給機８からオイルドレイン管１２にオイルをより円滑に排出できる。

さらに、オイルドレイン管１２からオイル排出室１５に排出されるオイルを壁部１３ａに衝突させて滴下させることができる。これにより、オイル排出室１５の下方に設けられたオイルパン５にオイルを円滑に導くことができる。

また、本実施の形態のエンジンのオイル戻し構造によれば、オイルドレイン管１２の下流端１２ｂが、クランクギヤ６Ａの回転軸方向６ａにおいて、クランクギヤ６Ａの歯幅Ｈの範囲と重ならない位置に開口する。

オイルがクランクギヤ６Ａに掛からないようになるため、オイルを液状の状態でオイルパンに戻すことができる。
これにより、高速で回転するクランクギヤ６Ａにオイルが掛かり、飛散して、オイルミストとなることを防止でき、オイル排出室１５内の空気中にオイル成分が浮遊することを防止することができる。

このため、オイル排出室１５と連通するクランク室７Ａにオイル排出室１５内の空気が流入しても、クランク室７Ａ内の空気中のオイル成分が増加することはない。
これにより、クランク室７Ａ内の空気がブローバイガスとして吸気装置に還流して処理される際に、ブローバイガス中のオイル成分が増加していないため、吸気装置の汚損を低減できる。

本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...エンジン（内燃機関）、２...シリンダブロック、６...クランクシャフト、６Ａ...クランクギヤ、６ａ...回転軸方向（クランクギヤの回転軸方向）、７...クランクケース、８...過給機、１２...オイルドレイン管、１２ｂ...下流端（オイルドレイン管の下流端）、１３...ギヤカバー、１３Ｂ...内周面（ギヤカバーの内周面）、１３ａ...壁部（ギヤカバーの壁部）、１５...オイル排出室、１６...ギヤ空間、１７...空間部

Claims (3)

1. クランクギヤが設けられたクランクシャフトを収容するクランクケースを有するとともに過給機が取付けられたシリンダブロックと、
   前記クランクギヤを覆うように前記シリンダブロックに取付けられたギヤカバーとを備え、
   前記過給機に供給されるオイルを、オイルドレイン管を通して前記シリンダブロックに戻すようにした過給機付き内燃機関のオイル戻し構造であって、
   前記ギヤカバーと前記シリンダブロックとによって、前記クランクケースの内部と離隔するオイル排出室を形成し、
   前記オイルドレイン管の下流端を前記オイル排出室に連通することを特徴とする過給機付き内燃機関のオイル戻し構造。
2. 前記ギヤカバーは、前記シリンダブロックに対向する内周面に壁部を有し、前記オイル排出室に、前記壁部によって前記クランクギヤが収容されるギヤ空間と区画された空間部が形成され、
   前記空間部に前記オイルドレイン管の下流端が連通されることを特徴とする請求項１に記載の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造。
3. 前記オイルドレイン管の下流端は、前記クランクギヤの回転軸方向において、前記クランクギヤの歯幅の範囲と重ならない位置に開口することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の過給機付き内燃機関のオイル戻し構造。
   
   

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