JP2021113526A

JP2021113526A - エンジン

Info

Publication number: JP2021113526A
Application number: JP2020006734A
Authority: JP
Inventors: 健太郎長井; Kentaro Nagai; 怜央吉田; Reo Yoshida; 智也秋朝; Tomoya Akitomo; 久美子坂口; Kumiko Sakaguchi; 昇一沖見; Shoichi Okimi
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: JP7299848B2

Abstract

【課題】ブリーザ室２の高いオイル分離性能が維持されるエンジンを提供する。
【解決手段】シリンダヘッド１６と、シリンダヘッドカバー１７と、シリンダヘッドカバー１７内と連通するブリーザ室２と、シリンダヘッドカバー１７内でシリンダヘッド１６の上部に取り付けられたロッカアームブラケット８と、ロッカアームブラケット８に支持されたロッカアーム枢軸８ａと、ロッカアーム枢軸８ａに支持された動弁用のロッカアーム８ｂと、ロッカアーム８ｂの入力端部８ｂａに当接するプッシュロッド８ｃと、プッシュロッド８ｃを収容するプッシュロッド室８ｄを備え、ロッカアーム８ｂはロッカアームブラケット８の脇に配置され、ロッカアームブラケット８はオイルガイド面８ｅを備え、オイルガイド面８ｅは、ロッカアーム８ｂに下方から臨み、プッシュロッド室８ｄの上開口８ｄａに向けて下り傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、エンジン運転状態に拘わらず、ブリーザ室の高いオイル分離性能が維持されるエンジンに関する。

従来、シリンダヘッドと、シリンダヘッドカバーと、シリンダヘッドカバー内と連通するブリーザ室と、シリンダヘッドカバー内でシリンダヘッドの上部に取り付けられたロッカアームブラケットと、ロッカアームブラケットに支持されたロッカアーム枢軸と、ロッカアーム枢軸に支持された動弁用のロッカアームと、ロッカアームの入力端部に当接するプッシュロッドと、プッシュロッドを収容するプッシュロッド室を備えたエンジンがある(例えば、特許文献１参照)。

特開２００５−２６４８４４号公報(図８参照)

《問題点》ブリーザ室の高いオイル分離性能を維持できないおそれがある。
特許文献１のエンジンでは、例えば、高速運転時や高負荷運転時等、エンジンの発熱量が大きくなる運転状態で、ブリーザ室の高いオイル分離性能を維持できないおそれがある。

本発明の課題は、エンジン運転状態に拘わらず、ブリーザ室の高いオイル分離性能が維持されるエンジンを提供することにある。

本願発明の主要な構成は、次の通りである。
図１(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ロッカアーム(８ｂ)はロッカアームブラケット(８)の脇に配置され、ロッカアームブラケット(８)はオイルガイド面(８ｅ)を備え、オイルガイド面(８ｅ)は、ロッカアーム(８ｂ)に下方から臨み、プッシュロッド室(８ｄ)の上開口(８ｄａ)に向けて下り傾斜している、ことを特徴とするエンジン。

本願発明は、次の効果を奏する。
《効果》エンジン運転状態に拘わらず、ブリーザ室(２)の高いオイル分離性能が維持される。
上記構成によれば、エンジン運転状態に拘わらず、ブリーザ室(２)の高いオイル分離性能が維持される。
その理由は、次のように推定される。すなわち、図１(Ａ)(Ｂ)に例示するロッカアーム(８ｂ)から流れ落ちるエンジンオイル(３０)は、オイルガイド面(８ｅ)を介してプッシュロッド室(８ｄ)に流入し、プッシュロッド室(８ｄ)の内面に接する油量が多くなる。このため、プッシュロッド室(８ｄ)を通過するエンジンオイル(３０)は、温度が上昇し難く、比較的粘度が高く、大きな油滴のオイルミストとなり、ブリーザ室(２)で凝集され易い。これにより、例えば、高速運転時や高負荷運転時等、エンジンの発熱量が大きくなる運転状態であっても、エンジン運転状態に拘わらず、ブリーザ室(２)の高いオイル分離性能が維持される。
《効果》動弁装置の潤滑性能が高まる。
図１(Ａ)に例示するように、ロッカアーム(８ｂ)から流れ落ちるエンジンオイル(３０)がオイルガイド面(８ｅ)を介してプッシュロッド室(８ｄ)に流入し、プッシュロッド(８ｃ)のタペット(３１)や動弁カム(３２)に供給されるため、動弁装置の潤滑性能が高まる。

本発明の実施形態に係るエンジンのロッカアームブラケットと、その周辺部品を説明する図で、図１(Ａ)は立断面図、図１(Ｂ)は平面図である。本発明の実施形態に係るエンジンで用いるロッカアームブラケットを説明する図で、図２(Ａ)は斜視図、図２(Ｂ)は側面図、図２(Ｃ)は底面図、図２(Ｄ)は図２(Ａ)とは別の方向から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るエンジンで用いる梃子とロッカアームブラケットを説明する図で、図３(Ａ)〜(Ｄ)は梃子に関し、図３(Ａ)は平面図、図３ (Ｂ)は側面図、図３(Ｃ)は底面図、図３(Ｄ)は斜視図、図３(Ｅ)はロッカアームブラケットの斜視図である。本発明の実施形態に係るエンジンで用いるロッカアームブラケットとその周辺部品を説明する斜視図である。本発明の実施形態に係るエンジンの右側面図である。本発明の実施形態に係るエンジンの正面図である。本発明の実施形態に係るエンジンの左側面図である。

図１〜図７は、本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図で、この実施形態では、立形の直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。

このエンジンの概要は、次の通りである。
図５に示すように、このエンジンは、シリンダブロック(１５)と、シリンダブロック(１５)の上部に組み付けられたシリンダヘッド(１６)と、シリンダヘッド(１６)の上部に組み付けられたシリンダヘッドカバー(１７)と、クランク軸(１)の架設方向を前後方向、前後方向の一方を前として、シリンダブロック(１５)の前側に配置された伝動カバー(３ａ)と、シリンダブロック(１５)の後部に配置されたフライホイール(２０)と、シリンダブロック(１５)の下部に組み付けられたオイルパン(２９)を備えている。

図６に示すように、伝動装置(３)は、調時伝動ギヤトレインで、クランクギヤ(３ｃ)と、クランクギヤ(３ｃ)と噛み合わされた第１アイドルギヤ(３ｄ)と、第１アイドルギヤ(３ｄ)にそれぞれ噛み合わされた動弁カムギヤ(３ｅ)、第２アイドルギヤ(３ｆ)、並びに第３アイドルギヤ(３ｇ)と、第２アイドルギヤ(３ｆ)に噛み合わされた燃料サプライポンプ入力ギヤ(３ｈ)と、第３アイドルギヤ(３ｇ)に噛み合わされたＰＴＯ入力ギヤ(３ｂ)を備えている。
ＰＴＯは、パワーテイクオフの略称で、動力取り出しを意味する。
図５に示すＰＴＯ駆動装置(５)には、油圧ポンプが用いられている。図５に示すように、ＰＴＯ駆動装置(５)は、ＰＴＯ軸ケース(４)を介して伝動カバー(３ａ)に接続されている。

オイルパン(２９)内のエンジンオイルは、オイルポンプ(図示せず)の圧送力で、オイルギャラリ(図示せず)を介して伝動装置(３)の軸受や図１に示すロッカアーム(８ｂ)等の摺動部に供給されるが、オイルギャラリの途中でオイルクーラ(７)により冷却され、オイルフィルタ(２７)により浄化される。

このエンジンは、前後方向と直交する水平方向を左右横方向として、図２，３に示すように、シリンダヘッド(１６)の右側面に組み付けられた吸気マニホルド(２１)と、吸気マニホルド(２１)の吸気入口に組み付けられた吸気スロットル(２２)と、シリンダヘッドカバー(１７)の右側に架設されたコモンレール(２３)と、シリンダブロック(１５)の右側に配置された燃料サプライポンプ(２４)を備え、図７に示すように、シリンダヘッド(１６)の左側面に組み付けられた排気マニホルド(２５)と、排気マニホルド(２５)の排気出口に組み付けられた過給機(２６)を備えている。

このエンジンの燃料供給装置は、図５，６に示す燃料サプライポンプ(２４)やコモンレール(２３)からなるコモンレール式燃料噴射装置である。
このエンジンの吸気装置は、エアクリーナ(図示せず)と、図７に示す過給機(２６)のエアコンプレッサ(２６ａ)と、図５，６に示す吸気スロットル(２２)と、吸気マニホルド(２１)を備えている。
このエンジンの排気装置は、図６，７に示す排気マニホルド(２５)と、過給機(２６)の排気タービン(２６ｂ)と、排気処理装置(２８)を備えている。排気処理装置(２８)は、排気処理ケース(２８ａ)内にＤＯＣ(図示せず)とＤＰＦ(図示せず)を収容している。ＤＯＣはディーゼル酸化触媒の略称、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称である。

図１(Ａ)に示すように、このエンジンは、シリンダヘッド(１６)と、シリンダヘッドカバー(１７)と、シリンダヘッドカバー(１７)内と連通するブリーザ室(２)と、シリンダヘッドカバー(１７)内でシリンダヘッド(１６)の上部に取り付けられたロッカアームブラケット(８)と、ロッカアームブラケット(８)に支持されたロッカアーム枢軸(８ａ)と、ロッカアーム枢軸(８ａ)に支持された動弁用のロッカアーム(８ｂ)と、ロッカアーム(８ｂ)の入力端部(８ｂａ)に当接するプッシュロッド(８ｃ)と、プッシュロッド(８ｃ)を収容するプッシュロッド室(８ｄ)を備えている。

図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、ロッカアーム(８ｂ)はロッカアームブラケット(８)の脇に配置され、ロッカアームブラケット(８)はオイルガイド面(８ｅ)を備え、オイルガイド面(８ｅ)は、ロッカアーム(８ｂ)に下方から臨み、プッシュロッド室(８ｄ)の上開口(８ｄａ)に向けて下り傾斜している。

上記構成によれば、エンジン運転状態に拘わらず、ブリーザ室(２)の高いオイル分離性能が維持される。
その理由は、次のように推定される。すなわち、図１(Ａ)(Ｂ)に示すロッカアーム(８ｂ)から流れ落ちるエンジンオイル(３０)は、オイルガイド面(８ｅ)を介してプッシュロッド室(８ｄ)に流入し、プッシュロッド室(８ｄ)の内面に接する油量が多くなる。このため、プッシュロッド室(８ｄ)を通過するエンジンオイル(３０)は、温度が上昇し難く、比較的粘度が高く、大きな油滴のオイルミストとなり、ブリーザ室(２)で凝集され易い。これにより、例えば、高速運転時や高負荷運転時等、エンジンの発熱量が大きくなる運転状態であっても、エンジン運転状態に拘わらず、ブリーザ室(２)の高いオイル分離性能が維持される。
また、図１(Ａ)に示すように、ロッカアーム(８ｂ)から流れ落ちるエンジンオイル(３０)がオイルガイド面(８ｅ)を介してプッシュロッド室(８ｄ)に流入し、プッシュロッド(８ｃ)のタペット(３１)や動弁カム(３２)に供給されるため、動弁装置の潤滑性能が高まる。
シリンダヘッド(１６)の左右幅方向の一側を吸気側、他側を排気側として、プッシュロッド室(８ｄ)は排気側に配置されている。

図１(Ａ)(Ｂ)に示すロッカアーム(８ｂ)へのエンジンオイル(３０)の供給は、図６に示すオイルパン(２９)からオイルポンプ(図示せず)の圧送力で、オイルクーラ(７)、オイルフィルタ(２７)、オイルギャラリ(図示せず)、図１(Ａ)に示すロッカアームブラケット(８)、ロッカアーム枢軸(８ａ)を順に介して行われる。図２(Ｃ)に記載された符号(８ｍ)はロッカアームブラケット(８)のオイル導入口である。
ロッカアーム(８ｂ)に供給されたエンジンオイル(３０)は、図１(Ａ)に示すロッカアーム枢軸(８ａ)とロッカアーム(８ｂ)の摺動隙間を介して流出し、図１(Ｂ)に示すオイル流出孔(８ｎ)から流出し、ロッカアーム(８ｂ)から流れ落ちる。

ブリーザ室(２)は、オイル分離通路(図示せず)と、ダイヤフラム式のブリーザ弁(図示せず)を備え、エンジンオイル(３０)のオイルミストを含むブローバイガスをオイル分離通路の壁やブリーザ弁に衝突させ、これらの表面にエンジンオイル(３０)を凝集させて、ブローバイガスからエンジンオイル(３０)を分離する。オイル分離通路は、ラビリンス構造であってもよい。

図２(Ａ)(Ｃ)に示すように、オイルガイド面(８ｅ)は、ロッカアームブラケット(８)下部を脇側に膨出させた脇側膨出部(８ｆ)の上面に形成されている。
上記構成により、図２(Ａ)(Ｃ)に示すように、オイルガイド面(８ｅ)を脇側膨出部(８ｆ)の上面に形成するため、図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、ロッカアーム(８ｂ)から流れ落ちるエンジンオイル(３０)を受け止め易く、多くのエンジンオイル(３０)をプッシュロッド室(８ｄ)に案内できる。

図１(Ａ)に示すように、ロッカアームブラケット(８)をシリンダヘッド(１６)に固定するブラケット押圧固定具(３３)と、シリンダヘッド(１６)をシリンダブロック(１５)に固定するヘッドボルト(３４)と、ヘッドボルト(３４)のボルト頭部(３４ａ)を収容するボルト頭部収容部(３４ｂ)を備えている。
ロッカアームブラケット底面(８ｇ)は、ブラケット押圧固定具(３３)の押圧力でシリンダヘッド(１６)に押圧される。
ボルト頭部収容部(３４ｂ)は、ロッカアームブラケット底面(８ｇ)から上向きに凹入され、図２(Ｃ)に示すように、ロッカアームブラケット底面(８ｇ)は、脇側膨出部(８ｆ)で脇側に拡張されている。

上記構成により、図１(Ａ)に示すように、ボルト頭部収容部(３４ｂ)にヘッドボルト(３４)のボルト頭部(３４ａ)が収容されるため、省スペース化により、エンジンを小型化できる。
また、上記構成により、図２(Ｃ)に示すように、ロッカアームブラケット底面(８ｇ)の面積は、ボルト頭部収容部(３４ｂ)の凹入により減少するが、その減少が脇側膨出部(８ｆ)による拡張で緩和されるため、図１(Ａ)に示すシリンダヘッド(１６)に対するロッカアームブラケット底面(８ｇ)の接圧が大きくなり過ぎず、ブラケット押圧固定具(３３)の押圧力によるロッカアームブラケット(８)の座屈を防止できる。
ブラケット押圧固定具(３３)には、頭付きボルトが用いられている。
シリンダヘッド(１６)とロッカアームブラケット(８)は、いずれも鋳鉄製である。ロッカアームブラケット(８)は、アルミダイカスト製であってもよい。

図１(Ａ)に示すように、このエンジンは、前記の通り、シリンダヘッド(１６)の上面に取り付けられたロッカアームブラケット(８)と、図１(Ｂ)に示すように、ロッカアームブラケット(８)の両脇に揺動自在に取り付けられたロッカアーム(８ｂ)(８ｂ)を備え、更に、図１(Ａ)に示すように、ロッカアームブラケット(８)の一端側に沿ってシリンダヘッド(１６)のインジェクタ取付孔(１６ａ)に差し込まれた燃料インジェクタ(９)と、ロッカアームブラケット(８)の上面に取り付けられた梃子(１０)を備えている。

図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、梃子(１０)は、ロッカアームブラケット(８)で受け止められる支点部(１０ａ)と、ロッカアームブラケット(８)側に押圧される作用点部(１０ｂ)と、燃料インジェクタ(９)をインジェクタ取付孔(１６ａ)に押し込む力点部(１０ｃ)を備えている。

図１(Ｂ)に示すように、燃料インジェクタ(９)は、梃子(１０)の力点部(１０ｃ)を受け止める梃子受止面(９ａ)(９ａ)を備え、図１(Ａ)に示すように、インジェクタ取付孔(１６ａ)は、奥端に燃料インジェクタ(９)の押し込み圧を受け止めるインジェクタ受圧面(１６ｂ)を備えている。

図１(Ａ)に示すように、梃子(１０)の力点部(１０ｃ)は、作用点部(１０ｂ)よりも低い位置で、燃料インジェクタ(９)の両脇に配置される一対の力点爪(１０ｃａ)(１０ｃａ)で構成され、作用点部(１０ｂ)と一対の力点爪(１０ｃａ)(１０ｃａ)は、燃料インジェクタ(９)の周面と対向する接続部(１１)で接続されている。

上記構成によれば、図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、梃子(１０)の一対の力点爪(１０ｃａ)(１０ｃａ)が低い位置に配置されるため、燃料インジェクタ(９)も低い位置に配置でき、エンジンの小型化を図ることができる。

梃子(１０)は鋳造物で、図１(Ａ)に示すように、支点部(１０ａ)は、梃子(１０)とロッカアームブラケット(８)に嵌入する鋼球で構成されている。作用点部(１０ｂ)は、ロッカアームブラケット(８)のネジ具貫通孔(８ｋ)を貫通してシリンダヘッド(１６)に締結された押圧ネジ具(１０ｄ)でロッカアームブラケット(８)側に押圧されている。燃料インジェクタ(９)の押し込み圧は、銅パッキン(９ｂ)を介してインジェクタ受圧面(１６ｂ)に受け止められている。燃料インジェクタ(９)の先端は、燃焼室(６)内に突出している。押圧ネジ具(１０ｄ)はブラケット押圧固定具(３３)で兼用されている。図１(Ａ)(Ｂ)中の符号(８ｐ)は、ロッカアームブラケット(８)の位置決め用締結具で、スタッドボルトとナットが用いられている。

図１(Ａ)に示すように、接続部(１１)は、その下部に円弧状のスライド面(１１ａ)を備え、図３(Ｅ)に示すように、ロッカアームブラケット(８)は、上面に下り傾斜状のガイド面(８ｈ)(８ｈ)を備え、図１(Ａ)に示すロッカアームブラケット(８)への梃子(１０)の組み付け時に、ガイド面(８ｈ)(８ｈ)で接続部(１１)のスライド面(１１ａ)を滑らせることにより、図１(Ｂ)に示す一対の力点爪(１０ｃａ)(１０ｃａ)が燃料インジェクタ(９)の梃子受圧面(９ａ)に導かれるように構成されている。

上記構成によれば、図３(Ｅ)に示すロッカアームブラケット(８)のガイド面(８ｈ)で図１(Ｂ)に示す一対の力点爪(１０ｃａ)(１０ｃａ)が燃料インジェクタ(９)の梃子受圧面(９ａ)に導かれるため、ロッカアームブラケット(８)への梃子(１０)の組み付けが容易になる。

図３(Ａ)(Ｃ)に示すように、接続部(１１)は、燃料インジェクタ(９)の周面に臨む端壁(１１ｂ)と、図３(Ｂ)に示す端壁(１１ｂ)の上縁(１１ｂａ)と作用点部(１０ｂ)の間に配置された天井部(１１ｃ)と、図３(Ａ)に示す端壁(１１ｂ)の両脇縁(１１ｂｂ)(１１ｂｂ)と天井部(１１ｃ)の両脇縁(１１ｃａ)(１１ｃａ)の間に設けられた両脇壁(１１ｄ)(１１ｄ)を備え、図３(Ｃ)に示すこの両脇壁(１１ｄ)(１１ｄ)が下部に一対のスライド面(１１ａ)(１１ａ)を備え、更に、図３(Ａ)(Ｃ)に示すように、接続部(１１)は、端壁(１１ｂ)と天井部(１１ｃ)と両脇壁(１１ｄ)(１１ｄ)に囲まれた除肉空間(１１ｅ)を備えている。

上記構成によれば、図３(Ａ)〜(Ｃ)に示す両脇壁(１１ｄ)(１１ｄ)が補強リブとなり、接続部(１１)の剛性が高い。
また、図３(Ａ)(Ｃ)に示す除肉空間(１１ｅ)により、梃子(１０)が軽量となる。

図１(Ｂ)に示すように、梃子(１０)の作用点部(１０ｂ)で、バルブブリッジ(１２)の一部が上方から覆われている。
上記構成によれば、図１(Ｂ)に示すバルブブリッジ(１２)の上昇で飛散するエンジンオイルが梃子(１０)の作用点部(１０ｂ)で受け止められ、ロッカアーム室(１７ａ)内のオイルミスト量が減少し、図１(Ａ)に示すブリーザ室(２)からのエンジンオイル(３０)の流出量が減少するため、エンジンオイル(３０)の消費量を少なくできる。

図１(Ｂ)に示すように、梃子(１０)の作用点部(１０ｂ)で、バルブスプリング(１４)のスプリングリテーナ(１４ａ)の一部が上方から覆われている。
上記構成によれば、図１(Ｂ)に示すスプリングリテーナ(１４ａ)の上昇で飛散するエンジンオイル(３０)が梃子(１０)の作用点部(１０ｂ)で受け止められ、ロッカアーム室(１７ａ)内のオイルミスト量が減少し、図１(Ａ)に示すブリーザ室(２)からのエンジンオイル(３０)の流出量が減少するため、エンジンオイル(３０)の消費量を少なくできる。

(２)…ブリーザ室、(８)…ロッカアームブラケット、(８ａ)…ロッカアーム枢軸、(８ｂ)…ロッカアーム、(８ｂａ)…入力端部、(８ｃ)…プッシュロッド、(８ｄ)…プッシュロッド室、(８ｄａ)…上開口、(８ｅ)…オイルガイド面、(８ｆ)…脇側膨出部、(８ｇ)…ロッカアームブラケット底面、(３３)…ブラケット押圧固定具、(３４)…ヘッドボルト、(３４ａ)…ボルト頭部、(３４ｂ)…ボルト頭部収容部。

Claims

シリンダヘッド(１６)と、シリンダヘッドカバー(１７)と、シリンダヘッドカバー(１７)内と連通するブリーザ室(２)と、シリンダヘッドカバー(１７)内でシリンダヘッド(１６)の上部に取り付けられたロッカアームブラケット(８)と、ロッカアームブラケット(８)に支持されたロッカアーム枢軸(８ａ)と、ロッカアーム枢軸(８ａ)に支持された動弁用のロッカアーム(８ｂ)と、ロッカアーム(８ｂ)の入力端部(８ｂａ)に当接するプッシュロッド(８ｃ)と、プッシュロッド(８ｃ)を収容するプッシュロッド室(８ｄ)を備えた、エンジンにおいて、
ロッカアーム(８ｂ)はロッカアームブラケット(８)の脇に配置され、ロッカアームブラケット(８)はオイルガイド面(８ｅ)を備え、オイルガイド面(８ｅ)は、ロッカアーム(８ｂ)に下方から臨み、プッシュロッド室(８ｄ)の上開口(８ｄａ)に向けて下り傾斜している、ことを特徴とするエンジン。
請求項１に記載されたエンジンにおいて、
オイルガイド面(８ｅ)は、ロッカアームブラケット(８)下部を脇側に膨出させた脇側膨出部(８ｆ)の上面に形成されている、ことを特徴とするエンジン。
請求項２に記載されたエンジンにおいて、
ロッカアームブラケット(８)をシリンダヘッド(１６)に固定するブラケット押圧固定具(３３)と、シリンダヘッド(１６)をシリンダブロック(１５)に固定するヘッドボルト(３４)と、ヘッドボルト(３４)のボルト頭部(３４ａ)を収容するボルト頭部収容部(３４ｂ)を備え、
ロッカアームブラケット底面(８ｇ)は、ブラケット押圧固定具(３３)の押圧力でシリンダヘッド(１６)に押圧され、
ボルト頭部収容部(３４ｂ)は、ロッカアームブラケット底面(８ｇ)から上向きに凹入され、ロッカアームブラケット底面(８ｇ)は、脇側膨出部(８ｆ)で脇側に拡張されている、ことを特徴とするエンジン。