JP2021032173A - Lubrication device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車のエンジン等で用いる潤滑油の分配に関する。 The present invention relates to the distribution of lubricating oil used in automobile engines and the like.
エンジンの潤滑機構は、一般的に、エンジン上方のシリンダヘッドに導入された潤滑油が、シリンダブロックに設けられたオイル落とし穴を通過して、エンジン下方に設けられたオイルパンに落ちる構造となっている。オイルパンの中央付近にはオイルスクリーンが設けられ、オイルポンプで潤滑油を吸い上げてシリンダヘッドに導入する。これを繰り返して潤滑油が循環されている。 The engine lubrication mechanism generally has a structure in which the lubricating oil introduced into the cylinder head above the engine passes through an oil drop hole provided in the cylinder block and falls into an oil pan provided below the engine. There is. An oil screen is provided near the center of the oil pan, and the oil pump sucks up the lubricating oil and introduces it into the cylinder head. Lubricating oil is circulated by repeating this.
また、潤滑油はクランクジャーナルやクランクピンのあるシリンダブロックに十分な量を供給する必要がある。このため、潤滑油をシリンダヘッドに導入してシリンダブロックへ間接的に供給するだけでなく、シリンダブロックに直接的に潤滑油を導入する経路を設ける場合もある。 In addition, the lubricating oil needs to be supplied in a sufficient amount to the cylinder block having the crank journal and the crank pin. Therefore, not only the lubricating oil is introduced into the cylinder head and indirectly supplied to the cylinder block, but also a path for introducing the lubricating oil directly into the cylinder block may be provided.
ただし、潤滑油は冷却効果もある。これに対して、エンジンを昇温したいとき給油量を制限して摩擦熱により昇温を促進させる油量調整装置が特許文献1に記載されている。この油量調整装置では、エンジンに供給されるオイルの供給量はリリーフバルブにより一括調整されているが、局所的にオイルの流量を小さくすることはできないことを前提としている。経路断面積が大きい大流量経路を経由させる開弁状態と、その大流量経路より経路断面積が小さい小流量経路を経由させる閉弁状態とを切り替え、クランクシャフトと複数の軸受との間に介在する全ての摺動部に供給されるオイルの流量を温度に応じて切り替えることが記載されている。 However, the lubricating oil also has a cooling effect. On the other hand, Patent Document 1 describes an oil amount adjusting device that limits the amount of refueling when the engine is to be heated and promotes the temperature rise by frictional heat. In this oil amount adjusting device, the amount of oil supplied to the engine is collectively adjusted by the relief valve, but it is premised that the oil flow rate cannot be reduced locally. Switching between a valve open state that passes through a large flow path with a large path cross-sectional area and a valve closed state that passes through a small flow path with a smaller path cross-sectional area than the large flow path, intervening between the crankshaft and multiple bearings. It is described that the flow rate of the oil supplied to all the sliding parts is switched according to the temperature.
また、潤滑油の消費量は部位によって異なる。これに対して、別々の潤滑油ポンプを用意して潤滑油が無駄にならないようにする手法もあるが、装置が複雑化してしまう。そこで、潤滑油ポンプからジャーナル軸受部へ繋がる状態と、潤滑油ポンプから戻り通路を介して潤滑油タンクに繋がる状態とを切り替える三方弁を制御することで、各被潤滑部への給油路から潤滑油タンクへの戻り量を調整して、1つの潤滑油ポンプで各被潤滑部へ供給する潤滑油量を個別に所定の比率で分配できる潤滑油供給装置が特許文献2に記載されている。 In addition, the amount of lubricating oil consumed differs depending on the site. On the other hand, there is a method of preparing a separate lubricating oil pump so that the lubricating oil is not wasted, but the device becomes complicated. Therefore, by controlling a three-way valve that switches between the state where the lubricating oil pump is connected to the journal bearing and the state where the lubricating oil pump is connected to the lubricating oil tank via the return passage, lubrication is performed from the lubrication path to each lubricated part. Patent Document 2 describes a lubricating oil supply device capable of adjusting the amount of return to the oil tank and individually distributing the amount of lubricating oil supplied to each lubricated portion by one lubricating oil pump at a predetermined ratio.
さらに、オイルポンプからオイルが供給されるメインギャラリー(メイン流路)から枝分かれして、排気ポート熱を受熱出来る油路にオイルを流して昇温を図ることが特許文献3に記載されている。枝分かれしたそれぞれの経路はバイパス通路と呼ばれているが、それぞれの経路がエンジン内の別個の箇所への供給路となっており、経路は重複していない。それぞれの経路には個別に開閉できる弁が取り付けられて、個々の部位への供給量を調整している。 Further, Patent Document 3 describes that the oil is branched from the main gallery (main flow path) to which the oil is supplied from the oil pump, and the oil is flowed through the oil passage that can receive the heat of the exhaust port to raise the temperature. Each branched route is called a bypass passage, but each route is a supply route to a separate part in the engine, and the routes do not overlap. A valve that can be opened and closed individually is attached to each path to adjust the supply amount to each part.
しかしながら、エンジンの各部への供給量を調整するために、個々の経路に弁を設けたり、別個のポンプを利用したりすると、装置が複雑化してしまう。かといって個別の弁やポンプを設けないと、個々の分岐点でのオイルの分配比は固定の比率のままで、調整することができなかった。 However, providing valves in individual paths or using separate pumps to regulate the supply to each part of the engine complicates the equipment. However, without the provision of individual valves and pumps, the oil distribution ratio at each branch point remained fixed and could not be adjusted.
一方で、不足にならないように十分な量の潤滑油を各所に供給しようとすると、必要とする潤滑油圧力は余分にかかることになり、オイルポンプ仕事が大きくなる。また、それぞれの潤滑油を吐出する箇所の漏れ量も大きくなってしまう。このため、エンジンフリクションロスも過大となってしまっていた。さらに、潤滑油による冷却が過剰に行われるため、冷態エンジン始動から暖機までの完了時間も過大となっていた。 On the other hand, if a sufficient amount of lubricating oil is to be supplied to various places so as not to be insufficient, the required lubricating oil pressure will be excessively applied, and the oil pump work will increase. In addition, the amount of leakage at each point where the lubricating oil is discharged also increases. For this reason, the engine friction loss has also become excessive. Further, since the cooling with the lubricating oil is excessively performed, the completion time from the start of the cold engine to the warm-up is also excessive.
そこでこの発明は、複数のオイル吐出口からの吐出量を、個々の経路用の弁やポンプによらずに調整できるようにすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to adjust the discharge amount from a plurality of oil discharge ports without relying on valves or pumps for individual paths.
この発明は、
エンジンに潤滑油を供給する潤滑装置であって、
オイルポンプの下流に設けられるメイン流路と、
前記メイン流路に設けられ3方以上に分岐する多方弁と、
前記多方弁の下流に位置する分岐点(Q1)で前記メイン流路から分岐する第一潤滑油群配管と、
前記多方弁にて前記メイン流路と分岐し、前記分岐点(Q1)より上流で前記メイン流路と合流する合流点に接続するバイパス流路とを備え、
前記メイン流路のうち前記多方弁から前記合流点までのメイン流路部分区間と前記バイパス流路との長さが異なる
ことを特徴とする潤滑装置
により上記の課題を解決したのである。
This invention
A lubricant that supplies lubricating oil to the engine.
The main flow path provided downstream of the oil pump and
A multi-way valve provided in the main flow path and branching into three or more directions,
The first lubricating oil group piping that branches from the main flow path at the branch point (Q 1 ) located downstream of the multi-sided valve,
The branches and the main flow path at a multi-way valve, and a bypass passage that connects the junction to merge with the branch point (Q 1) the main flow path from upstream,
The above problem is solved by a lubrication device characterized in that the lengths of the main flow path portion section from the multi-sided valve to the confluence and the bypass flow path of the main flow path are different.
オイルポンプから先の流路における潤滑油の流量は、オイルポンプからの距離に応じて減衰していくという特徴がある。この発明はこれを利用し、メイン流路から前記多方弁で分岐して前記合流点で合流する前記バイパス流路を設け、メイン流路の前記多方弁から前記合流点までのメイン流路部分区間と前記バイパス流路との長さを変えておくことで、メイン流路部分区間を通過させる場合と、バイパス流路を通過させる場合とを切り替えることで、下流における潤滑油の流量を切り替えられるようにした。 The flow rate of lubricating oil in the flow path beyond the oil pump is characterized by decreasing according to the distance from the oil pump. The present invention utilizes this to provide the bypass flow path that branches from the main flow path at the multi-way valve and joins at the confluence, and is a partial section of the main flow path from the multi-way valve to the confluence of the main flow path. By changing the length of the bypass flow path and the bypass flow path, the flow rate of the lubricating oil in the downstream can be switched by switching between the case of passing through the main flow path portion section and the case of passing through the bypass flow path. I made it.
また、前記バイパス流路は、前記メイン流路の前記多方弁から前記合流点までの距離より長く形成され、エンジン始動から暖機までの間は、前記バイパス流路を潤滑油が流れるように前記多方弁を制御する制御手段を有する構成を採用できる。前記メイン流路の前記多方弁から前記合流点までの距離とはすなわち、前記バイパス流路と並行する前記メイン流路部分区間である。エンジン始動から暖機までの間は、前記メイン流路部分区間よりも長い前記バイパス流路を潤滑油が流れるようにすることで、潤滑油の流量を減少させて、潤滑油による冷却効果を一時的に低減させて、速やかな暖機ができる。 Further, the bypass flow path is formed longer than the distance from the multi-sided valve of the main flow path to the confluence point, and the lubricating oil flows through the bypass flow path from engine start to warm-up. A configuration having a control means for controlling the multi-way valve can be adopted. The distance from the multi-way valve of the main flow path to the confluence point is, that is, the main flow path partial section parallel to the bypass flow path. From engine start to warm-up, the flow rate of the lubricating oil is reduced by allowing the lubricating oil to flow through the bypass flow path, which is longer than the main flow path portion section, and the cooling effect of the lubricating oil is temporarily suspended. It can be reduced and warmed up quickly.
さらに、前記合流点と前記分岐点(Q1)との間に、絞り弁を備え、前記制御手段は、前記絞り弁を開閉することで供給される潤滑油の量を調節する構成を採用できる。通常時は前記絞り弁を絞った状態で制御し、所定の条件を満たした緊急時には前記絞り弁を開放するように制御する。例えば、前記分岐点(Q1)の温度が規定値を超えていたり、油量が規定値を超えて減少していたり、焼き付きが生じている可能性を示す信号を受け取ったときなどが挙げられる。 Further, between the joining point and the branch point (Q 1), provided with a throttle valve, the control means may adopt a configuration for adjusting the amount of lubricant supplied by opening and closing the throttle valve .. Normally, the throttle valve is controlled in a throttled state, and in an emergency when a predetermined condition is satisfied, the throttle valve is controlled to be opened. For example, such as when the temperature of the branch point (Q 1) is or exceeds the prescribed value, the oil amount or has decreased beyond a predetermined value, receives a signal indicating the possibility of seizure is occurring ..
さらにまた、前記第一潤滑油群配管への分岐点(Q1)より下流に位置する分岐点(Q2)で前記メイン流路から分岐する第二潤滑油群配管を備え、前記第一潤滑油群配管はシリンダブロックに潤滑油を供給し、前記第二潤滑油群配管はシリンダヘッドに潤滑油を供給する構成を採用できる。シリンダブロックは特に潤滑油の量を必要とする傾向にあるクランクを含む。前記第一潤滑油群配管がこのシリンダブロックに潤滑油を供給し、前記第二潤滑油群配管はシリンダヘッドに潤滑油を供給するようにする。前記第一潤滑油群配管は上流に位置する分岐点(Q1)でメイン流路から分かれるため、流量を多く確保することができる。この発明ではさらに、暖機まではメイン流路部分区間よりも比較的長いバイパス流路を潤滑油が通るようにすることで、シリンダブロックへの潤滑油の供給量を焼き付かない程度の最低限度に絞り、潤滑油による冷却効果を抑制することで昇温を促進させる。暖機完了したら比較的短いメイン流路部分区間を潤滑油が通るようにすることで、前記第一潤滑油群配管の分岐点(Q1)での圧力を向上させて、その分岐点(Q1)で分かれてシリンダブロックへ供給される潤滑油の供給量を増やすようにする。シリンダブロックへ供給される潤滑油の供給量が増えると、第二潤滑油群配管が供給するシリンダヘッドへの潤滑油の供給量はそれに比べて減ることになる。すなわち、シリンダブロックへの供給を行う第一潤滑油群配管への潤滑油の供給量を増加させたいときには、分岐点までの長さが短いメイン流路部分区間を通るように前記多方弁を制御し、前記第一潤滑油群配管への供給量の比率を低下させてそれより下流の部位となる第二潤滑油群配管への供給量の比率を増加させたいときには、分岐点(Q1)までの長さが長いバイパス流路を通るように前記多方弁を制御することにより、潤滑油の供給量を一箇所の多方弁で調整できるようにした。 Furthermore, the first lubricating oil group piping is provided with a second lubricating oil group piping branching from the main flow path at a branching point (Q 2 ) located downstream from the branch point (Q 1 ) to the first lubricating oil group piping. The oil group piping can supply lubricating oil to the cylinder block, and the second lubricating oil group piping can adopt a configuration in which lubricating oil is supplied to the cylinder head. Cylinder blocks specifically include cranks that tend to require a large amount of lubricating oil. The first lubricating oil group pipe supplies lubricating oil to the cylinder block, and the second lubricating oil group pipe supplies lubricating oil to the cylinder head. The first lubricating oil group pipes for split from the main flow path at a branch point located upstream (Q 1), it is possible to secure a large amount of flow. Further, in the present invention, the lubricating oil is allowed to pass through the bypass flow path, which is relatively longer than the main flow path portion section until warming up, so that the supply amount of the lubricating oil to the cylinder block is not seized. The temperature rise is promoted by suppressing the cooling effect of the lubricating oil. By allowing the lubricating oil to pass through the relatively short main flow path portion section after warming up, the pressure at the branch point (Q 1) of the first lubricating oil group piping is improved, and the branch point (Q 1) is improved. Increase the amount of lubricating oil supplied to the cylinder block by dividing it in 1). When the supply amount of the lubricating oil supplied to the cylinder block increases, the supply amount of the lubricating oil to the cylinder head supplied by the second lubricating oil group piping decreases accordingly. That is, when it is desired to increase the amount of lubricating oil supplied to the first lubricating oil group piping that supplies the cylinder block, the multi-way valve is controlled so as to pass through the main flow path portion section having a short length to the branch point. and, wherein when it is desired to increase the first lubricating oil group ratio of feed to the second lubricating oil group pipe supply amount to reduce the ratio of the that downstream of the site on the pipe, the branch point (Q 1) By controlling the multi-way valve so that it passes through a bypass flow path having a long length up to, the amount of lubricating oil supplied can be adjusted by one multi-way valve.
この発明により、メイン流路からエンジンの各部位に分岐する各所に個別の弁や個別のポンプを設けなくても、上流に設けた多方弁を調整することで個々の部位に供給される潤滑油の量を調整することができる。 According to the present invention, the lubricating oil supplied to each part by adjusting the multi-way valve provided upstream without providing a separate valve or a separate pump at each part of the engine branching from the main flow path. The amount of can be adjusted.
以下、この発明について詳細に説明する。この発明は、主に車両に搭載されるエンジンに導入する潤滑油をエンジンに導入して循環させる潤滑装置である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention is a lubricating device that mainly introduces lubricating oil to be introduced into an engine mounted on a vehicle into an engine and circulates the lubricating oil.
この発明を備えた潤滑装置の実施形態例の機能ブロック図を図1に示す。オイルパン11に蓄積された潤滑油は、オイルスクリーン12を介してオイルポンプ13により吸い上げられる。オイルポンプ13の吐出口からは、メイン流路21を構成する配管16へ圧力をかけて潤滑油が吐き出される。なお、メイン流路21を構成する配管16には、配管が閉塞したり、下流に設けた弁が締め切られたときに圧力を逃がすためのリリーフ弁14が設けられる。リリーフ弁14の先はオイルパン11へ戻るように配される。
A functional block diagram of an embodiment of a lubrication device according to the present invention is shown in FIG. The lubricating oil accumulated in the
また、配管16には、リリーフ弁14とは別に、エンジンの振動を押さえるバランサユニット15への分岐が設けられていてもよい。配管の都合上、リリーフ弁14の直後に設けてあるとよい。後述する多方弁22より前にバランサユニット15への分岐を設けておくことで、多方弁22の切り替えに関わりなく、バランサユニット15へ供給される潤滑油量を安定させることができる。なお、バランサユニット15は、後述する第一潤滑油群配管31が供給する部位の群に含まれていてもよいし、第二潤滑油群配管42が供給する部位の群に含まれていてもよいし、その他の部位の群に含まれていてもよい。
Further, the
また、図示しないがオイルポンプ13の下流にオイルフィルタを設ける実施形態であってもよい。ただし、オイルフィルタはそれ以降の部位に送られる潤滑油の圧力を減衰させる。このため、この発明にかかる潤滑装置で潤滑油の圧力を適切に調整する場合は、オイルフィルタの構造や配置が、この発明にかかる潤滑装置による潤滑油の分配率の切り替えを阻害しないように設定することが好ましい。
Further, although not shown, an embodiment in which an oil filter is provided downstream of the
メイン流路21の先には、クランクシャフトを含むシリンダブロック30へ潤滑油を供給する第一潤滑油群配管31と、それより下流の第二潤滑油群配管42を含む配管群への潤滑油とを分岐させる分岐点Q1が設けられている。メイン流路21の配管16には分岐点Q1よりも上流に、多方弁22が設けられている。多方弁22として図1に示す実施形態では三方弁を記載している。ただし本発明は三方弁に限定されず、四方以上の多方弁を用いてもよい。
At the end of the
多方弁22で配管は分岐しており、オイルポンプ13から供給された潤滑油は、多方弁22を切り替えることで、それぞれ別の経路に送り込まれる。それぞれの経路は、下流の合流点24で合流する。ただし、多方弁22から合流点24までのそれぞれの経路は、互いに長さが異なる流路を有する。この実施形態では、多方弁22から合流点24までの長さが最も短い流路をメイン流路部分区間23bと呼び、メイン流路部分区間23bと並行しメイン流路部分区間よりも長い迂回路をバイパス流路23aと呼ぶ。オイルポンプ13から合流点24までの流路の長さは、メイン流路部分区間23bを通ると短く、バイパス流路23aを通ると長くなる。このような流路の長さの切り替えを、多方弁22の弁を切り替えることにより行うことができる。なお、多方弁22が四方以上の弁である場合、前記のメイン流路部分区間23b及びバイパス流路23aとのいずれとも合流点24までの長さが異なる第三、第四の流路に繋がるようにしておいてもよい。
The piping is branched at the
なお、図示しないが、メイン流路21を構成するメイン流路部分区間23bよりもバイパス流路23aの方が短い構成を選択することもできる。その場合、流路を短縮しようとする場合にバイパス流路23aを通るように多方弁22を制御することになる。
Although not shown, it is possible to select a configuration in which the
多方弁22の制御は、制御装置27が実行する制御手段で行う。この制御装置27は、専用の装置でもよい。また、この発明にかかる潤滑装置を搭載する車両が使用するエンジンコントロールユニットが制御装置27としての機能を兼務してもよい。
The control of the
メイン流路21には、合流点24より下流であって、分岐点Q1よりも上流に、絞り弁25を有すると好ましい。制御装置27の制御手段が絞り弁25を開閉することで、流路の断面積を拡大または縮小させ、それに応じて供給される潤滑油の量を増加または減少させる。すなわち、絞り弁25を絞ると、それより下流における潤滑油の圧力及び流量を減少させることができる。一方、絞り弁25を開放すると潤滑油の圧力及び流量を減少させることなく下流に送り込むことができる。制御装置27の前記制御手段は、通常時は絞り弁25を絞っておき、緊急時には絞り弁25を開放するように制御することができる。緊急時とは、例えば分岐点Q1での温度の規定範囲を超えた上昇、下流における油量の規定範囲を超える減少、焼き付きを検知した場合などである。いずれも供給する潤滑油を一時的に急増させることで、潤滑性能を向上させたり、冷却効果を高めたりする。
The
絞り弁25の制御も、制御装置27の制御手段が行うとよい。すなわち、制御手段は絞り弁25の制御を多方弁22の制御と連携して一括で行えるようにするとよい。
The control means of the control device 27 may also control the
分岐点Q1は、クランクジャーナル32及びクランクピン33を含むシリンダブロック30に潤滑油を供給する第一潤滑油群配管31と、潤滑油を供給すべき残りの部位に潤滑油を供給する配管41とに分岐する分岐点である。この残りの部位にはシリンダヘッド40が含まれ、配管41の先の分岐点Q2で分岐する第二潤滑油群配管42がシリンダヘッド40への潤滑油を供給する。
Branch point Q 1 represents a first lubricating
なお、第一潤滑油群配管31が潤滑油を供給するシリンダブロック30は、クランクを含んでいるとよく、クランクに関する全ての部位である必要はない。第一潤滑油群配管31が潤滑油を供給すると望ましい部位は、特に冷態での始動時に速やかに暖めたい部位や、油量を大きく変化させたい部位を適宜選択して設定することができる。ただし、特に油量を多く必要とする部位を第一潤滑油群配管31が纏めて供給を担うと好ましい。
The
分岐点Q1で分岐され、第一潤滑油群配管31に供給された潤滑油は、この実施形態ではシリンダブロック30に含まれるクランクジャーナル32に供給される。その一部はクランクピン33に供給されてからオイルパン11へ落下し、残りはオイルパン11へそのまま落下される。
Is branched at the branch point Q 1, the lubricating oil supplied to the first lubricating
一方、配管41の先は適宜分岐される。この実施形態では、分岐点Q2で分岐され、上方のシリンダヘッド40に向かう第二潤滑油群配管42と、下方のバランサギヤハウジング69に向かう配管43と、タイミングチェーンテンショナー66へ向かう配管44とに分かれる。また、分岐点Q1よりも下流でかつ分岐点Q2よりも上流にさらに別の分岐点Q3を設けて、サブ分岐配管51を分岐させている。
On the other hand, the tip of the
シリンダヘッド40に含まれる部位としては、例えば、ローラーロッカーアーム61、カムジャーナル62、カムオイルシャワー63などが挙げられる。第二潤滑油群配管42からさらに分岐してそれぞれの部位に潤滑油が送り込まれ、送られた潤滑油は最終的にオイルパン11へ落下する。
Examples of the portion included in the
配管44からタイミングチェーンテンショナー66へ送られた潤滑油は、ターボチャージャー67を経由してオイルパン11へ落下する。
The lubricating oil sent from the
サブ分岐配管51の先には、タイミングチェーンジェット52、オイルジェット53などの、オイル消費量が分岐点Q2以降の各部より比較的多い部位を割り当てる。導入された潤滑油は最終的にオイルパン11へ落下する。
The previous
この発明にかかる潤滑装置では、多方弁22を切り替えることで、分岐点Q1における潤滑油の圧力と、それより下流にある別の分岐点Q2における潤滑油の圧力とを一箇所で調整できる。潤滑油の圧力は、オイルポンプ13の吐出口13aからの流路の長さに応じて、主に摩擦によって減衰する。この性質を利用して、吐出口13aから分岐点Q1までの距離Lを切り替えることにより、この減衰幅を増減させて、分岐点Q1における潤滑油の圧力を増減できる。分岐点Q1における圧力が上がると、第一潤滑油群配管31に供給される潤滑油量が増える。すなわち、流路が長いバイパス流路23aを経由する多方弁22の配置から、流路が短いメイン流路部分区間23bを経由する多方弁22の配置に切り替えることで、第一潤滑油群配管31に供給される潤滑油の比率を増やすことができる。逆に、第一潤滑油群配管31に供給される潤滑油の比率を一時的に減らしたいときには、流路が長いバイパス流路23aを経由するように多方弁22を切り替える。
Lubricating apparatus according to the present invention, by switching the
弁と分岐点Q1及び分岐点Q2とにおける潤滑油の圧力との関係を、図2〜図5を用いて説明する。図2及び図3は絞り弁25を絞ってそれより下流の圧力を減少させている状態の圧力変化を示す。図4及び図5は絞り弁25を開放した状態の圧力変化を示す。このうち、図2及び図3から説明する。図2は分岐点Q1までの流路(L2)が長いバイパス流路23aに繋がるように多方弁22が設定された状態を示す。図3は分岐点Q1までの流路(L1)が短いメイン流路部分区間23bに繋がるように多方弁22が設定された状態を示す。図中左の油槽は、オイルポンプ13による油圧を表す仮想的なものである。オイルポンプ13の吐出口13aの圧力を、吐出口13aから液面までの仮想的な高さH0として表している。吐出口13aにおける流量Qは、断面積Aと流速vとの積である。トリチェリの定理から、下記式(1)の法則が成り立つ。なお、gは重力加速度であり、H0は吐出口13aにおける圧力を示す液面からの仮想的な高さ(深さ)である。
The relationship between the pressure of the lubricating oil in the valve branch point Q 1 and the branch point Q 2 Prefecture, will be described with reference to FIGS. 2 and 3 show a pressure change in a state where the
Q=A×v=A×(2×g×H0)……(1) Q = A × v = A × (2 × g × H 0 ) …… (1)
ただし、メイン流路21のそれぞれの箇所における圧力は、吐出口13aからの距離に応じて圧力損失が増加する。このため、管内のそれぞれの箇所における圧力を仮想的な高さHで仮に示すと、図2のグラフで実線にて示すように、吐出口13aから離れれば離れるほど仮想的な高さHは下がることになる。さらに、途中に設けられてある絞り弁25によって断面積Aが絞られるため、実際の圧力に相当する仮想的な高さHは実線からさらに下がった破線で表されるように段階的に減衰する。分岐点Q1における圧力は、吐出口13aからの距離L2に応じた損失による減衰と、絞り弁25による減少とにより減少した仮想的な高さH1に相当するものとなる。この圧力によって分岐点Q1から第一潤滑油群配管31への潤滑油の供給がなされる。分岐点Q1の後では分岐により第一潤滑油群配管31へ分かれた分の圧力が減少するため、圧力を示す仮想的な高さH1aはH1から大きく減少する。その後、分岐点Q2に近づくにつれてさらに吐出口13aからの距離が大きくなるため、それに応じて圧力を示す仮想的な高さHも減少していき、分岐点Q2では仮想的な高さH2はH1aよりもさらに低くなる。また、分岐点Q2でさらに分岐し、配管44に残る圧力を示す仮想的な高さはさらに減少してH2aとなる。以上のように、H1>H1a>H2>H2aのように減少していく。なお、実際には分岐点Q1より先の分岐点Q2に向かって、配管の高さが上がっている場合もある。この場合、分岐点Q2における圧力はさらに下がるため、分岐点Q2周辺における圧力を示す仮想的な高さH2,H2aは図2よりもさらに下がる。
However, as for the pressure at each position of the
多方弁22を切り替えて、バイパス流路23aからメイン流路部分区間23bに繋がるように変更すると、図3に示すように分岐点Q1までの長さが短くなる(L2>L1)。すると、分岐点Q1までの圧力の減衰幅が減る。このため、分岐点Q1における圧力を示す図3の状況における仮想的な高さH3は、多方弁22がバイパス流路23aに繋がった図2の状況における仮想的な高さH1よりも高くなる。これにより、分岐点Q1から第一潤滑油群配管31へ供給される油量を図2の状況よりも増加させることができる。なお、分岐点Q1以降の配管41や第二潤滑油群配管42、配管44等における圧力は、全体的には図2の実施形態より高い傾向が続くが、図2の状況と同様に、分岐点の前後で段階的に下がり、また、吐出口13aからの距離が大きくなるに従って、圧力を示す仮想的な高さHも減少していく。従って、H3>H1であり、かつH3>H3a>H4>H4aのように減少していく。
By switching the
図2の状況と図3の状況とは、多方弁22を切り替えることのみで変更可能である。これにより分岐点Q1から第一潤滑油群配管31へ供給される潤滑油の量を制御することができる。同時に、分岐点Q1と分岐点Q2との間の流路の長さを固定しているにもかかわらず、分岐点Q2に供給される潤滑油の流量も多方弁22によって調整できることになる。吐出口13aから分岐点Q1までの距離に比べて、吐出口13aから分岐点Q2までの距離の方が長い代わりに、多方弁22の切り替えによって変化する変化率は小さくなる。この違いにより、第一潤滑油群配管31に供給される潤滑油を多方弁22の切り替えにより減少させても、第二潤滑油群配管42に供給される潤滑油の量は単純に同じ比率で減少するわけではない。このことから、分岐点Q1と分岐点Q2との間の距離や、多方弁22から合流点24までの各々の流路の距離とを適切に設定しておくことで、多方弁22を切り替えるだけで、それぞれの部位に供給される潤滑油の量を適切に変更することができる。
The situation of FIG. 2 and the situation of FIG. 3 can be changed only by switching the
次に、絞り弁25を開放した場合について説明する。図4は絞り弁25を開放してあり、多方弁22がバイパス流路23aに繋がっている状態である。図5は絞り弁25を開放してあり、多方弁22がメイン流路部分区間23bに繋がっている状態である。いずれも、絞り弁25による圧力の減少がないため、分岐点Q1までは圧力を示す仮想的な高さは距離に応じた減少のみで実線で示すように減少していく。従って、図4の状況で分岐点Q1における圧力を示す仮想的な高さH5は、絞り弁25を絞った図2の状況での分岐点Q1における圧力を示す仮想的な高さH1よりも大きい。すなわち、H5>H1である。これにより、分岐点Q1から第一潤滑油群配管31へ供給される潤滑油量も、図2の状況より増加する。また、分岐点Q1以降のそれぞれの圧力を示す仮想的な高さHは、いずれも図2の状況よりも増加する。すなわち、H5a>H1aであり、H6>H2であり、H6a>H2aである。
Next, a case where the
また、多方弁22がメイン流路部分区間23bに繋がっている状態でも、絞り弁25が絞られた図3の状況に比べて、図5の状況では絞り弁25による圧力の減少がない。このため、分岐点Q1にて第一潤滑油群配管31へ供給される潤滑油の量は図5の方が多くなる。また、それ以降に供給される潤滑油の量に繋がる圧力を示す仮想的な高さHも、いずれも図3の状況に比べて図5の状況の方が多くなる。すなわち、H7>H3であり、H7a>H3aであり、H8>H4であり、H8a>H4aである。
Further, even in the state where the
この発明にかかる潤滑装置を制御する制御装置27は、各部の温度を始めとする状況に応じて、多方弁22及び絞り弁25を切り替えて、エンジンの効率的な運用や安全性の確保を実現する。
The control device 27 that controls the lubrication device according to the present invention switches between the
この発明にかかる潤滑装置を制御する制御装置27による制御手段の運用例について、図6とともに説明する。エンジンを始動させた段階で(S101)、まだエンジンが温まっていない(S102)状態であるとする。この状態で制御装置27は、多方弁22をバイパス流路23aに繋げ、絞り弁25を絞った状態とする(S103)。すなわち、上記の図2に示す状況に調整する。この設定では、第一潤滑油群配管31及び第二潤滑油群配管42のそれぞれに、シリンダブロック30やシリンダヘッド40等が焼け付かない程度の最低限度の油量が流れることになり、潤滑油による冷却が抑制されて、昇温が促進される。暖機が完了するまでは(S104→No)その状態を続ける。暖機が完了したら(S104→Yes)、制御装置27は多方弁22をメイン流路部分区間23bに繋げるように切り替える(S105)。通常時はこの状態で運用するとよい。
An operation example of the control means by the control device 27 that controls the lubrication device according to the present invention will be described with reference to FIG. It is assumed that the engine has not yet warmed up (S102) when the engine is started (S101). In this state, the control device 27 connects the
運用中に、緊急事態として定義されている状況になった場合は、別の制御を行う。緊急事態の要件としては、例えばエンジン各部の温度が予め設定した許容範囲を超えたり、各部に供給される潤滑油の油量が許容範囲を下回ったり、焼き付きの可能性が高くなったりした状況である。具体的には、それらの状況となったことをセンサで検知し、制御装置27にその信号が到達した段階で切り替えを行う(S106→Yes)。絞り弁25を開放して、第一潤滑油群配管31及び第二潤滑油群配管42のそれぞれに供給される潤滑油の量を速やかに増加させる(S107)。その状態を続けて、センサ等から入力される信号が緊急事態の要件を満たさなくなったら(S108→Yes)、絞り弁25を再び絞り、潤滑油の量を減少させる(S109)。以後は緊急事態の要件が成立するまでそのまま運用する。
During operation, if a situation is defined as an emergency, another control is performed. Emergency requirements include, for example, when the temperature of each part of the engine exceeds the preset allowable range, the amount of lubricating oil supplied to each part falls below the allowable range, or the possibility of seizure increases. is there. Specifically, the sensor detects that these situations have occurred, and switching is performed when the signal reaches the control device 27 (S106 → Yes). The
なお、このフローでは記載していないが、状況次第では多方弁22をバイパス流路23aに繋いだままで、絞り弁25を開放してもよい。また、絞り弁25を開放したままで、多方弁22の繋げる先をメイン流路部分区間23bとバイパス流路23aとで切り替えてもよい。
Although not described in this flow, depending on the situation, the
11 オイルパン
12 オイルスクリーン
13 オイルポンプ
13a 吐出口
14 リリーフ弁
15 バランサユニット
16 配管
21 メイン流路
22 多方弁
23a バイパス流路
23b メイン流路部分区間
24 合流点
25 絞り弁
27 制御装置
30 シリンダブロック
31 第一潤滑油群配管
32 クランクジャーナル
33 クランクピン
40 シリンダヘッド
42 第二潤滑油群配管
41,43,44 配管
51 サブ分岐配管
52 タイミングチェーンジェット
53 オイルジェット
61 ローラーロッカーアーム
62 カムジャーナル
63 カムオイルシャワー
66 タイミングチェーンテンショナー
67 ターボチャージャー
69 バランサギヤハウジング
Q1、Q2,Q3 分岐点
11 Oil pan 12
Claims (4)
オイルポンプ(13)の下流に設けられるメイン流路(21)と、
前記メイン流路(21)に設けられ3方以上に分岐する多方弁(22)と、
前記多方弁(22)の下流に位置する分岐点(Q1)で前記メイン流路(21)から分岐する第一潤滑油群配管(31)と、
前記多方弁(22)にて前記メイン流路(21)と分岐し、前記分岐点(Q1)より上流で前記メイン流路(21)と合流する合流点(24)に接続するバイパス流路(23a)とを備え、
前記メイン流路(21)のうち前記多方弁(22)から前記合流点(24)までのメイン流路部分区間(23b)と前記バイパス流路(23a)の長さが異なる
ことを特徴とする潤滑装置。 A lubricant that supplies lubricating oil to the engine.
The main flow path (21) provided downstream of the oil pump (13) and
A multi-way valve (22) provided in the main flow path (21) and branched into three or more directions.
The multi-way valve branch point located downstream of (22) (Q 1) in the first lubricating oil group pipe branched from the main flow passage (21) (31),
The branched multi the main flow passage at-way valve (22) and (21), a bypass passage that connects the branch point (Q 1) the main flow path from the upstream (21) merges with the merge point (24) With (23a)
Among the main flow paths (21), the lengths of the main flow path portion section (23b) from the multi-sided valve (22) to the confluence point (24) and the bypass flow path (23a) are different. Lubrication device.
エンジン始動から暖機までの間は、前記バイパス流路(23a)を潤滑油が流れるように前記多方弁(22)を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載の潤滑装置。 The bypass flow path (23a) is formed longer than the distance from the multi-sided valve (22) of the main flow path (21) to the confluence point (24).
The lubrication device according to claim 1, further comprising a control means for controlling the multi-sided valve (22) so that lubricating oil flows through the bypass flow path (23a) from engine start to warm-up. ..
前記制御手段は、前記絞り弁(25)を開閉することで供給される潤滑油の量を調節することを特徴とする請求項2に記載の潤滑装置。 With throttle valve (25) between said merging point (24) and said branch point (Q 1),
The lubrication device according to claim 2, wherein the control means adjusts the amount of lubricating oil supplied by opening and closing the throttle valve (25).
前記第一潤滑油群配管(31)はシリンダブロック(30)に潤滑油を供給し、
前記第二潤滑油群配管(42)はシリンダヘッド(40)に潤滑油を供給することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の潤滑装置。 A second lubricating oil group pipe (42) that branches from the main flow path (21) at a branch point (Q 2 ) located downstream from the branch point (Q 1 ) of the first lubricating oil group pipe (31) is provided. ,
The first lubricating oil group pipe (31) supplies lubricating oil to the cylinder block (30).
The lubricating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second lubricating oil group pipe (42) supplies lubricating oil to the cylinder head (40).
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