JP2019027390A

JP2019027390A - 内燃機関の油路構造

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Publication number: JP2019027390A
Application number: JP2017149275A
Authority: JP
Inventors: 竜太郎山城; Ryutaro Yamashiro
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-08-01
Also published as: JP6958080B2

Abstract

【課題】内燃機関が長期間停止していた場合でも、内燃機関の再始動と同時に燃料ポンプにオイルを供給できる油路構造を提供する。【解決手段】オイル供給部１０から燃料ポンプ２０に潤滑用オイルを供給する内燃機関の油路構造１００であって、オイル供給部１０のオイル出口１０ｏｕｔと燃料ポンプ２０のオイル入口２０ｉｎとを連通する油路３０を備え、オイル供給部１０のオイル出口１０ｏｕｔは、燃料ポンプ２０のオイル入口２０ｉｎよりも低い位置に設けられ、油路３０は、オイル入口２０ｉｎよりも高い位置に位置された高位部分Ｈを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の油路構造に関するものである。

一般に、内燃機関の油路構造においては、潤滑用オイルがオイル供給部から油路を通じて被潤滑部に供給されて潤滑が行われる。一方、内燃機関の燃料ポンプは、燃料潤滑とオイル潤滑がある。ハウジングを有していない燃料ポンプの場合、オイル潤滑が一般的である。

特開２００１−００３８３５号公報

ここで、燃料ポンプをオイルで潤滑しようとする場合、他の被潤滑部と同様に、オイル供給部と燃料ポンプとの間に油路が設けられる。

オイル供給部のオイル出口が、燃料ポンプのオイル入口よりも低い位置に設けられた場合、内燃機関が長期間停止していると、オイル入口のオイルが、油路を通じてオイル供給部に落ち切ってしまう可能性がある。

この状態で内燃機関を再始動させると、燃料ポンプにオイルが再び供給されるまでの間、燃料ポンプを潤滑できず、燃料ポンプが焼付きによって損傷する虞がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決して、内燃機関が長期間停止していた場合でも、内燃機関の再始動と同時に燃料ポンプにオイルを供給できる油路構造を提供することにある。

本発明の一態様によれば、オイル供給部から燃料ポンプに潤滑用オイルを供給する内燃機関の油路構造であって、前記オイル供給部のオイル出口と前記燃料ポンプのオイル入口とを連通する油路を備え、前記オイル供給部のオイル出口は、前記燃料ポンプのオイル入口よりも低い位置に設けられ、前記油路は、前記オイル入口よりも高い位置に位置された高位部分を有する内燃機関の油路構造が提供される。

また、前記油路の少なくとも一部は、外部に露出されたオイルパイプによって画成され、前記高位部分は、前記オイルパイプに形成されることが好ましい。

また、前記オイルパイプは、前記オイル供給部のオイル出口の高さ位置から上方に向かうと共に下方に折り返され、その折り返し部により前記高位部分が形成されることが好ましい。

本発明によれば、内燃機関が長期間停止していた場合でも、内燃機関の再始動と同時に燃料ポンプにオイルを供給できる油路構造を提供できる。

内燃機関の油路構造を含む全体構成の概略斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。潤滑用オイルが油路に貯留された状態を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って説明する。なお、本実施形態の内燃機関１の図中に示す各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎない。

図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関１の油路構造１００を含む全体構成の概略斜視図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。

図１及び図２に示すように、内燃機関１の油路構造１００は、オイル供給部としてのメインギャラリ１０から燃料ポンプとしてのサプライポンプ２０に潤滑用オイルを供給する油路構造である。

内燃機関１は、多気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に接続されたシリンダヘッド３と、シリンダブロック２の下部に形成されたクランクケース４と、を備える。なお、内燃機関１は、ＯＨＶ（オーバーヘッドバルブ）式エンジンからなり、クランクケース４内にカムシャフト５が設けられる。但し、内燃機関１の種類、形式等は任意であって良い。

メインギャラリ１０は、シリンダブロック２の内部に形成されたオイルギャラリである。図示しないが、メインギャラリ１０は、オイルポンプから送られたオイルを貯留すると共に、クランクピン等の複数の被潤滑部にそれぞれオイルを供給する複数の枝分かれしたオイル出口を有する。

シリンダブロック２は、図示、右側に突き出して形成されたハウジング２ａを備える。ハウジング２ａは、鉛直方向に対して、上部が下部よりも外側になるように傾斜して設けられる。ハウジング２ａの上部には、サプライポンプ２０のシリンダ内周面を画成する断面円形状のシリンダ孔２ｂが形成される。シリンダ孔２ｂは、ハウジング２ａの傾斜した側面２ｃ（図示、右側面）に沿って、上面２ｄから斜め下方に延びるように形成される。シリンダ孔２ｂの下端は、ハウジング２ａの下部に位置するカム室６に連通する。カム室６には、カム７を有するカムシャフト５が回転可能に収容される。また、シリンダ孔２ｂの側面には、シリンダ孔２ｂ内にオイルを供給するためのオイル入口２０ｉｎが形成される。

サプライポンプ２０は、フィードポンプ（不図示）から送られた燃料をプランジャ２１で高圧状態にして、コモンレール（不図示）に吐出するように構成される。また、サプライポンプ２０は、フランジＦによってハウジング２ａの上面２ｄにネジ止め固定される。

より詳しくは、図３及び図４に示すように、サプライポンプ２０は、プランジャ２１と、プランジャ２１の下端に当接して設けられたタペット２２と、プランジャ２１をタペット２２側に付勢するスプリング２３と、タペット２２に回転可能に設けられ、カム７の外周面に当接されたローラ２４と、を備える。プランジャ２１、タペット２２、スプリング２３、及びローラ２４は、上方からシリンダ孔２ｂに挿入される。

タペット２２は、カム７が矢印Ａの方向（時計回り方向）に回転することで、ローラ２４と共にシリンダ孔２ｂの軸方向に直線往復運動するように構成される。

具体的には、タペット２２は、円筒状に形成され、ローラ２４を回転可能に支持するローラピン２４ａを下端部に有する。タペット２２の内部には、プランジャ２１とローラ２４を隔てる隔壁２２ａが形成される。また、図示しないが、タペット２２の外周部及び隔壁２２ａには、ローラ２４側にオイルを供給するための貫通孔が形成される。

オイル入口２０ｉｎは、タペット２２の前側の外周面の位置に位置される。オイル入口２０ｉｎからシリンダ孔２ｂ内に供給されたオイルは、シリンダ孔２ｂとタペット２２との摺動面を潤滑する。また同時に、シリンダ孔２ｂ内に供給されたオイルは、ローラ２４側に供給され、ローラ２４とカム７との摺動面、及び、ローラ２４とローラピン２４ａとの軸受面を潤滑する。なお、潤滑後のオイルは、シリンダ孔２ｂの下端からカム室６側に落ちる。

図１〜図３に示すように、本実施形態の油路構造１００は、メインギャラリ１０のオイル出口１０ｏｕｔとサプライポンプ２０のオイル入口２０ｉｎとを連通する油路３０を備える。オイル出口１０ｏｕｔは、サプライポンプ２０のオイル入口２０ｉｎよりも低い位置に設けられる。また、詳細は後述するが、油路３０は、オイル入口２０ｉｎよりも高い位置に位置された高位部分Ｈを有する。

オイル出口１０ｏｕｔは、メインギャラリ１０から各潤滑部にオイルを供給するオイルギャラリの複数のオイル出口の一つである。本実施形態のオイル出口１０ｏｕｔは、ハウジング２ａ下部の側面２ｃに形成される。また、オイル出口１０ｏｕｔには、雌ネジが形成される。

油路３０は、外部に露出されたオイルパイプ３１を有する。また、油路３０は、オイルパイプ３１とオイル入口２０ｉｎとを連通する油孔３２を有する。

油孔３２は、ハウジング２ａ上部の側面２ｃから、サプライポンプ２０のオイル入口２０ｉｎにかけて形成される。

また、本実施形態の油孔３２は、オイル入口２０ｉｎの位置から前方に向かうと共に、その途中で直角に曲がり、ハウジング２ａの側面２ｃに向かって外側に延びるように略Ｌ字状に形成される。より詳しくは、油孔３２は、ハウジング２ａの前面２ｅから後方に向かって水平方向に加工され、プラグＰで栓がされた第１油孔３２ａと、ハウジング２ａの側面２ｃから左斜め上方に向かって加工された第２油孔３２ｂと、が交差して成る。また、側面２ｃに位置する油孔入口３２ｉｎには、雌ネジが形成される。なお、本実施形態のオイル入口２０ｉｎは、油孔３２の油孔出口３２ｏｕｔに位置する。油孔出口３２ｏｕｔには、縮径されたオリフィスが形成される。

オイルパイプ３１は、ハウジング２ａの側面２ｃに沿って、ハウジング２ａの下部から上部にかけて配置される。具体的には、オイルパイプ３１は、メインギャラリ１０のオイル出口１０ｏｕｔの高さ位置から上方に向かうと共に、下方に折り返されて形成される。より詳しくは、オイルパイプ３１は、フック状に形成され、上端部に折り返し部３１ａを有する。また、オイルパイプ３１は、両端部に設けられた管継手３３を介して、油孔入口３２ｉｎ及びオイル出口１０ｏｕｔのそれぞれに連通される。

管継手３３は、周知のアイジョイント３３ａとアイボルト３３ｂを含む。アイジョイント３３ａは、環状に形成され、半径方向外側に突き出したパイプ部３３ｃを外周部に有する。また、アイジョイント３３ａの内周側には、アイボルト３３ｂが挿通されて、液室３３ｄが形成される。パイプ部３３ｃは、オイルパイプ３１の端部に接続され、オイルパイプ３１と液室３３ｄとを連通させる。アイボルト３３ｂの軸部には、先端から軸方向に延びる縦穴３３ｅと、縦穴３３ｅから半径方向外側に延びて液室３３ｄに連通する横穴３３ｆと、が形成される。これにより、管継手３３には、アイジョイント３３ａのパイプ部３３ｃからアイボルト３３ｂの縦孔３３ｅにかけて流路が形成される。また、アイボルト３３ｂは、油孔入口３２ｉｎ及びオイル出口１０ｏｕｔのそれぞれの雌ネジに螺合して、アイジョイント３３ａを側壁２ｃに固定する。なお、管継手３３は、アイジョイント３３ａとアイボルト３３ｂ以外の種類であっても良い。

ここで、図２中、符号ｈ１は、油路３０における最も高い高さ位置を示し、符号ｈ２は、オイル入口２０ｉｎの高さ位置を示す。これら高さ位置ｈ１，ｈ２で示す通り、本実施形態の油路構造１００では、オイル入口２０ｉｎよりも高い位置に位置された高位部分Ｈが、オイルパイプ３１に形成される。より詳しくは、高位部分Ｈは、オイルパイプ３１の折り返し部３１ａにより形成される。

他方、符号ｈ３は、高位部分Ｈとオイル入口２０ｉｎとの間の油路３０における最も低い高さ位置を示す。高さ位置ｈ２，ｈ３の間には、オイル入口２０ｉｎよりも低い位置に位置された油路３０の低位部分Ｌが形成される。この低位部分Ｌは、高位部分Ｈよりも下方に位置する折り返し部３１ａと、管継手３３と、油孔入口３２ｉｎから斜め上方に向かって延びる第２油孔３２ｂと、水平方向に延びる第１油孔３２ａと、によって形成される。また、低位部分Ｌは、図２に示すように、前面視略Ｖ字状に形成される。

次に、図１〜図５に基づいて、本実施形態の油路構造１００の作用効果を説明する。図５は、符号Ｏで示す潤滑用オイルが油路３０に貯留された状態を示す概略斜視図である。

先ず、サプライポンプ２０においては、内燃機関１の運転中、カム７の回転に従って、タペット２２がローラ２４と共にシリンダ孔２ｂの軸方向に直線往復運動する。そして、これに伴って、プランジャ２１がシリンダ孔２ｂの軸方向に直線往復運動することで、フィードポンプから送られた燃料が加圧され、高圧燃料がコモンレールに吐出される。

また、内燃機関１の運転中、シリンダ孔２ｂ内には、油路３０を通じてメインギャラリ１０からオイルが供給される。より詳しくは、メインギャラリ１０内のオイルは、オイル出口１０ｏｕｔから押し出され、オイルパイプ３１及び油孔３２を通じて、サプライポンプ２０のオイル入口２０ｉｎに送られる。そして、上述した通り、オイル入口２０ｉｎからシリンダ孔２ｂ内に供給されたオイルは、シリンダ孔２ｂとタペット２２との摺動面やローラ２４等を潤滑する。また、潤滑後のオイルは、シリンダ孔２ｂの下端からカム室６側に落ちる。

次に、内燃機関１が停止すると、メインギャラリ１０からシリンダ孔２ｂ内へのオイルの供給も停止する。

図示しないが、ここで仮に、油路３０が高位部分Ｈを有しない場合には、内燃機関１が長期間停止したときに、オイル入口２０ｉｎ及び油路３０内のオイルが、メインギャラリ１０に落ち切ってしまう可能性がある。この状態で内燃機関１を再始動させると、メインギャラリ１０から押し出されたオイルがオイル入口２０ｉｎに到達するまでにタイムラグが生じ、サプライポンプ２０の潤滑が間に合わない虞がある。その結果、シリンダ孔２ｂとタペット２２との摺動面等が焼付いて、サプライポンプ２０が損傷する虞がある。

これに対して、本実施形態の油路３０は、オイルパイプ３１の折り返し部３１ａに高位部分Ｈを有する。これにより、図５に示すように、内燃機関１が長期間停止した場合でも、オイル入口２０ｉｎと高位部分Ｈとの間の油路３０に、オイルＯを貯留することができるため、オイル入口２０ｉｎのオイルＯがメインギャラリ１０に落ち切るのを防止できる。その結果、内燃機関１の再始動と同時に、オイル入口２０ｉｎからシリンダ孔２ｂ内にオイルＯを供給して、サプライポンプ２０をオイルＯで潤滑できる。そして、シリンダ孔２ｂとタペット２２との摺動面等の焼付きを抑制して、サプライポンプ２０の損傷を抑制できる。

また、本実施形態の油路３０は、その一部が外部に露出されたオイルパイプ３１によって画成されるため、高位部分Ｈをオイルパイプ３１によって簡単に形成できる。

また、油路構造１００では、図２に示したように、第２油孔３２ｂが油孔入口３２ｉｎから斜め上方に延びて形成されており、高位部分Ｈとオイル入口２０ｉｎとの間の油路３０に、オイル入口２０ｉｎよりも低い位置に位置された略Ｖ字状の低位部分Ｌが形成される。そのため、例えば、第２油孔３２ｂが水平方向に延びて形成され、低位部分Ｌが形成されない場合と比較して、図５に示すように、オイル入口２０ｉｎの手前に、より多くの量のオイルＯを貯留できる。

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、適宜変更して実施することが可能である。例えば、オイル供給部及び燃料ポンプは、それぞれ任意の種類（例えば、フィードポンプ）であって良い。

また、図示しないが、例えば、上述の基本実施形態は、以下のように変形することができる。なお、下記の説明において、上記の基本実施形態と同一の構成要素に同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。

（第１変形例）
オイルパイプ３１や油孔３２の形状及び向きは、任意であって良い。例えば、オイル入口がシリンダ孔２ｂの右側に形成されている場合、油孔は、オイル入口からハウジング２ａの側面２ｃに向かって直線状に延びて形成されても良い。

（第２変形例）
油路は、油孔だけで画成されていても良い。また、逆に、油路の全てがオイルパイプで画成されていても良い。

（第３変形例）
上述の基本実施形態では、ハウジング２ａに形成されたシリンダ孔２ｂによって、サプライポンプ２０のシリンダ内周面が画成される。これに対して、第３変形例では、ハウジング２ａに形成された取付孔に挿入されたシリンダによって、シリンダ内周面が画成されても良い。この場合、オイル入口は、挿入されたシリンダの外部と内部を連通する貫通孔によって形成される。

１内燃機関
１０メインギャラリ（オイル供給部）
１０ｏｕｔオイル出口
２０サプライポンプ（燃料ポンプ）
２０ｉｎオイル入口
３０油路
３１オイルパイプ
３１ａ折り返し部
１００油路構造
Ｈ高位部分

Claims

オイル供給部から燃料ポンプに潤滑用オイルを供給する内燃機関の油路構造であって、
前記オイル供給部のオイル出口と前記燃料ポンプのオイル入口とを連通する油路を備え、
前記オイル供給部のオイル出口は、前記燃料ポンプのオイル入口よりも低い位置に設けられ、
前記油路は、前記オイル入口よりも高い位置に位置された高位部分を有する
ことを特徴とする内燃機関の油路構造。
前記油路の少なくとも一部は、外部に露出されたオイルパイプによって画成され、前記高位部分は、前記オイルパイプに形成される
請求項１記載の内燃機関の油路構造。
前記オイルパイプは、前記オイル供給部のオイル出口の高さ位置から上方に向かうと共に下方に折り返され、その折り返し部により前記高位部分が形成される
請求項２記載の内燃機関の油路構造。