JP2018071425A

JP2018071425A - 潤滑油装置

Info

Publication number: JP2018071425A
Application number: JP2016211855A
Authority: JP
Inventors: 英樹長田; Hideki Osada; 英雄笠波; Hideo Kasanami
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-05-10

Abstract

【課題】遠心ロータの回転数上昇による添加剤の遠心分離を効果的に抑制する。
【解決手段】エンジン１の動力で駆動するオイルポンプ１３から圧送される潤滑油を、潤滑油配管２１を介して潤滑要素に供給する潤滑油装置１０であって、潤滑油配管２１から分岐するバイパス配管４６と、バイパス配管４６を介して供給される潤滑油により回転される遠心ロータ４２を有する遠心式オイルフィルタ４０と、バイパス配管４６に設けられて、遠心式オイルフィルタ４０に供給される潤滑油量を調整可能なバルブ４７と、遠心ロータ４２の回転数が潤滑油中に含まれる添加剤を遠心分離させる所定の上限回転数閾値よりも低くなるように、バルブ４７の開度を制御する制御部５０とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、潤滑油装置に関し、特に、遠心式オイルフィルタを備えた潤滑油装置に関する。

一般的に、エンジンの潤滑油には、金属部材同士の摺動により生じた金属粉や、シリンダ内の燃焼により生じた煤等のスラッジが混入する。このようなスラッジを潤滑油から除去するフィルタとして、ペーパーフィルタ等を有する濾過式オイルフィルタや、潤滑油中のスラッジを遠心分離する遠心式オイルフィルタ等が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２５４４０号公報

ところで、遠心式オイルフィルタは、エンジンの動力で駆動するオイルポンプから圧送される潤滑油により遠心ロータが高速回転することで、潤滑油中のスラッジを遠心分離するように構成されている。このため、例えば、エンジン回転数の上昇によりオイルポンプの油圧送量が増加し、これに伴い遠心ロータの回転数が上昇しすぎると、潤滑油中に含まれるスラッジのみならず、潤滑油に添加した添加剤も遠心分離されてしまう課題がある。

本開示の技術は、遠心ロータの回転数上昇による添加剤の遠心分離を効果的に抑制することを目的とする。

本開示の技術は、エンジンの動力で駆動するオイルポンプから圧送される潤滑油を、当該オイルポンプの吐出口に接続された潤滑油配管を介して前記エンジンの潤滑要素に供給する潤滑油装置であって、前記潤滑油配管から分岐するバイパス配管と、前記バイパス配管を介して供給される潤滑油により回転される遠心ロータを有する遠心式オイルフィルタと、前記バイパス配管に設けられて前記遠心式オイルフィルタに供給される潤滑油量を調整可能なバルブと、前記遠心ロータの回転数を取得する回転数取得手段と、前記回転数が潤滑油中に含まれる添加剤を遠心分離させる所定の上限回転数閾値よりも低くなるように、前記バルブの開度を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、前記エンジンの回転数と前記オイルポンプから前記遠心式オイルフィルタに供給される潤滑油量との関係を予め規定した第１マップと、前記潤滑油量と前記遠心ロータの回転数との関係を予め規定した第２マップと、をさらに備え、前記回転数取得手段は、前記回転数センサのセンサ値、前記第１マップ及び、前記第２マップに基づいて前記遠心ロータの回転数を取得してもよい。

また、前記潤滑油配管に濾過式オイルフィルタが介装され、前記バイパス配管が前記潤滑油配管の前記濾過式オイルフィルタよりも下流側から分岐形成され、前記バイパス配管が前記潤滑油配管よりも小径に形成されてもよい。

本開示の技術によれば、遠心ロータの回転数上昇による添加剤の遠心分離を効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る潤滑油装置を示す模式的な全体構成図である。本発明の一実施形態に係る潤滑油装置の各マップの一例を説明する模式図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る潤滑油装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、潤滑油装置１０は、エンジン１内の各潤滑要素に潤滑油を供給するもので、オイルパン１１と、オイルストレーナ１２と、オイルポンプ１３と、リリーフバルブ１４と、濾過式オイルフィルタ１５と、オイルギャラリ３０と、遠心式オイルフィルタ４０と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）５０とを備えている。

オイルパン１１は、潤滑油を貯留するもので、エンジン１の図示しないシリンダブロックの下部に取り付けられている。オイルストレーナ１２は、潤滑油に含まれる異物を除去する濾過器であって、オイルパン１１内の潤滑油に浸漬されている。オイルストレーナ１２は、潤滑油吸入配管２０を介してオイルポンプ１３の吸入口に接続されている。

オイルポンプ１３は、オイルパン１１内の潤滑油を汲み上げて圧送するもので、図示しないシリンダブロック等の側部に取り付けられている。オイルポンプ１３は、クランクシャフト３３に図示しないギヤ等を介して接続されており、エンジン１の動力によって駆動される。オイルポンプ１３の吐出口には、第１潤滑油供給配管２１が接続されている。

リリーフバルブ１４は、第１潤滑油供給配管２１と潤滑油吸入配管２０とを接続してオイルポンプ１３を迂回するリリーフ配管１４Ａに介装されている。リリーフバルブ１４は、オイルギャラリ３０内の油圧が過剰に上昇しないように、オイルポンプ１３の圧送量が増加するエンジン１の中高速回転時に開弁して潤滑油を環流させる。

第１潤滑油供給配管２１の下流端には、濾過式オイルフィルタ１５の入口ポート１５Ａが接続されている。濾過式オイルフィルタ１５は、オイルポンプ１３から圧送される潤滑油に含まれる異物を除去するもので、そのハウジング１５Ｂ内には、濾材として機能するフィルタエレメント１５Ｃが収容されている。濾過式オイルフィルタ１５の出口ポート１５Ｄには、第２潤滑油供給配管２３が接続されている。

第２潤滑油供給配管２３の下流端には、オイルギャラリ３０が接続されている。オイルギャラ３０に導入された潤滑油は、動弁機構３１、オイルジェット３２、クランクシャフト３３のジャーナル部、ターボチャージャ３４の回転軸等の各摺動要素（潤滑要素）に供給されて、これら摺動要素３１〜３４を潤滑したのちに、オイルパン１１に戻されるようになっている。

遠心式オイルフィルタ４０は、潤滑油入口４１Ａ及び潤滑油出口４１Ｂが設けられたハウジング４１と、ハウジング４１内に回転自在に設けられた遠心ロータ４２と、潤滑油入口４１Ａから遠心ロータ４２内に潤滑油を導入する導入油路４３と、遠心ロータ４２の底部に開口する複数の噴出口４４とを備えている。噴出口４４から噴出される潤滑油の反動により遠心ロータ４２が回転すると、潤滑油中のスラッジが遠心分離されて遠心ロータ４２の内壁に付着堆積して捕促されるようになっている。

本実施形態において、遠心式オイルフィルタ４０の潤滑油出口４１Ｂには、潤滑油をオイルパン１１に戻す潤滑油リターン配管４５の上流端が接続されている。また、遠心式オイルフィルタ４０の潤滑油入口４１Ａには、第１潤滑油供給配管２１から分岐する潤滑油バイパス配管４６の下流端が接続されている。潤滑油バイパス配管４６は、その管径を第１潤滑油供給配管２１よりも小径に形成されている。潤滑油バイパス配管４６には、潤滑油バイパス配管４６内を流れて遠心式オイルフィルタ４０に供給される潤滑油量を調整可能な流量調整バルブ４７が設けられている。流量調整バルブ４７の作動は、ＥＣＵ５０によって制御される。

ＥＣＵ５０は、エンジン１等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うため、ＥＣＵ５０には、エンジン回転数センサ６１、油温センサ６２等の各種センサ類のセンサ値が入力される。

また、ＥＣＵ５０は、遠心式オイルフィルタ４０の遠心ロータ４２の回転を調整する回転制御も実施する。より詳しくは、ＥＣＵ５０のメモリには、予め実験等により作成した、エンジン回転数Ｎｅと、オイルポンプ１３から潤滑油バイパス配管４６を介して遠心式オイルフィルタ４０に供給される潤滑油量Ｏｑとの関係を規定する第１マップＭ１（図２（Ａ）参照）が記憶されている。

また、ＥＣＵ５０のメモリには、予め実験等により作成した、オイルポンプ１３から潤滑油バイパス配管４６を介して遠心式オイルフィルタ４０に供給される潤滑油量Ｏｑと、遠心ロータ４２のロータ回転数Ｎｒとの関係を規定する第２マップＭ２（図２（Ｂ）参照）が記憶されている。

さらに、第２マップＭ２には、遠心ロータ４２の上限回転数閾値Ｎｔｈが規定されている。この上限回転数閾値Ｎｔｈは、例えば、潤滑油中に含まれる添加剤が遠心分離される遠心ロータ４２の回転数を予め実験等により取得することで設定されている。すなわち、第２マップＭ２上において、ロータ回転数Ｎｒが上限回転数閾値Ｎｔｈよりも低い領域Ｃでは、遠心力によりスラッジは分離される一方、潤滑油中の添加剤は分離されないようになっている。

ＥＣＵ５０は、まず、第１マップＭ１からエンジン回転数センサ６１のセンサ値に応じた値を読み取ることで、オイルポンプ１３から遠心式オイルフィルタ４０に供給されている現在の潤滑油量Ｏｑを取得する。次いで、ＥＣＵ５０は、第２マップＭ２から潤滑油量Ｏｑに応じた値を読み取ることで、遠心ロータ４２の現在のロータ回転数Ｎｒを取得する。さらに、ＥＣＵ５０は、第２マップＭ２から読み取られるロータ回転数Ｎｒが上限回転数閾値Ｎｔｈよりも低くなるように、流量調整バルブ４７の開度をフィードバック制御する。

すなわち、エンジン回転数Ｎｅの上昇によりオイルポンプ１３から圧送される潤滑油量が増加すると、流量調整バルブ４７の開度が閉側に絞られて、遠心式オイルフィルタ４０に供給される潤滑油量Ｏｑを減少させることで、遠心ロータ４２のロータ回転数Ｎｒが上限回転数閾値Ｎｔｈよりも低く抑えられるようになっている。

以上のように構成された本実施形態の潤滑油装置１０によれば、エンジン回転数Ｎｅの上昇によりオイルポンプ１３の潤滑油圧送量が増加し、これに伴い、潤滑油バイパス配管４６に流入する潤滑油量が増加すると、遠心ロータ４２のロータ回転数Ｎｒが潤滑油中の添加剤を遠心分離させる上限回転数閾値Ｎｔｈよりも低くなるように、流量調整バルブ４７の開度が閉側に絞られるようになっている。これにより、潤滑油中に含まれるスラッジを遠心分離させて捕促しつつ、潤滑油中に含まれる添加剤が遠心分離されることを効果的に防止することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態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、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、各マップＭ１，Ｍ２を潤滑油の油温毎に複数備え、油温センサ６２によって検出される潤滑油温に応じて、これら複数のマップＭ１，Ｍ２を適宜選択してロータ回転数Ｎｒを取得するように構成してもよい。

また、ロータ回転数Ｎｒは、エンジン回転数センサ６１のセンサ値と各マップＭ１，Ｍ２とに基づいて取得されるものとして説明したが、遠心ロータ４２の回転数を検出するセンサ（不図示）を設けて取得してもよい。

また、潤滑油バイパス配管４６が分岐する位置は、オイルポンプ１３よりも下流側であれば、第２潤滑油供給配管２３等の他の配管から分岐形成されてもよい。

また、潤滑油リターン配管４５の下流端をオイルギャラリ３０等の他の部位に接続して、遠心式オイルフィルタ４０を通過した潤滑油をエンジン１の各潤滑要素に供給するように構成してもよい。

１エンジン
１０潤滑油装置
１１オイルパン
１２ストレーナ
１３オイルポンプ
１４リリーフバルブ
１５オイルフィルタ
２０潤滑油吸入配管
２１第１潤滑油供給配管
２３第２潤滑油供給配管
３０オイルギャラリ
３１動弁機構
３２オイルジェット
３３クランクシャフト
３４ターボチャージャ
４０遠心式オイルフィルタ
４１ハウジング
４２遠心ロータ
４３導入油路
４４噴出口
４５潤滑油リターン配管
４６潤滑油バイパス配管
４７流量調整バルブ
５０ＥＣＵ
６１エンジン回転数センサ
６２油温センサ

Claims

エンジンの動力で駆動するオイルポンプから圧送される潤滑油を、当該オイルポンプの吐出口に接続された潤滑油配管を介して前記エンジンの潤滑要素に供給する潤滑油装置であって、
前記潤滑油配管から分岐するバイパス配管と、
前記バイパス配管を介して供給される潤滑油により回転される遠心ロータを有する遠心式オイルフィルタと、
前記バイパス配管に設けられて、前記遠心式オイルフィルタに供給される潤滑油量を調整可能なバルブと、
前記遠心ロータの回転数を取得する回転数取得手段と、
前記回転数が潤滑油中に含まれる添加剤を遠心分離させる所定の上限回転数閾値よりも低くなるように、前記バルブの開度を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする潤滑油装置。
前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、
前記エンジンの回転数と前記オイルポンプから前記遠心式オイルフィルタに供給される潤滑油量との関係を予め規定した第１マップと、
前記潤滑油量と前記遠心ロータの回転数との関係を予め規定した第２マップと、をさらに備え、
前記回転数取得手段は、前記回転数センサのセンサ値、前記第１マップ及び、前記第２マップに基づいて前記遠心ロータの回転数を取得する
請求項１に記載の潤滑油装置。
前記潤滑油配管に濾過式オイルフィルタが介装され、前記バイパス配管が前記潤滑油配管の前記濾過式オイルフィルタよりも下流側から分岐形成され、前記バイパス配管が前記潤滑油配管よりも小径に形成された
請求項１又は２に記載の潤滑油装置。