JP2023032898A - Engine oil passage structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に搭載されるエンジンのオイル通路構造に関する。 The present invention relates to an oil passage structure for an engine mounted on a vehicle such as an automobile.
車両に搭載されるエンジンは、一般に、エンジンのシリンダブロックの下側に設けられたオイルパン内に貯留されているオイルが、オイルポンプによって吸い出され、例えば、シリンダ、ピストン、カム等のエンジンの被潤滑部に供給されるように構成されている。 Generally, an engine mounted on a vehicle sucks out oil stored in an oil pan provided under a cylinder block of the engine by an oil pump. It is configured to be supplied to the part to be lubricated.
被潤滑部に供給されたオイルは、被潤滑部を潤滑すると共に、被潤滑部から摩擦熱等の熱を受熱して、エンジン本体に設けられたオイルリターン通路を介してオイルパンに戻される。 The oil supplied to the parts to be lubricated lubricates the parts to be lubricated, receives heat such as frictional heat from the parts to be lubricated, and is returned to the oil pan through an oil return passage provided in the engine body.
被潤滑部に供給されたオイルは、被潤滑部の温度に応じて被潤滑部から受熱して温度が上昇する場合がある。この場合、オイルの温度上昇によってオイルの粘度が下がって潤滑性が低下するため、オイルを冷却することが好ましい。 The temperature of the oil supplied to the lubricated portion may rise due to heat received from the lubricated portion depending on the temperature of the lubricated portion. In this case, it is preferable to cool the oil because the viscosity of the oil decreases due to the temperature rise of the oil and the lubricity decreases.
特許文献1には、複数のシリンダを備えたシリンダブロックと、シリンダブロックの上面に配置されてピストンと共に燃焼室を形成するシリンダヘッドと、に形成されたエンジンのオイルリターン通路構造が開示されている。前記オイルリターン通路は、シリンダヘッドとシリンダブロックにそれぞれ形成されると共に互いに連通されたヘッド側リターン通路とブロック側リターン通路とを備える。
前記シリンダブロックのシリンダの径方向外側には、シリンダを冷却するための冷却水を循環させるためのウォータジャケットがシリンダの外周を取り囲むように設けられている。前記ブロック側リターン通路は、ウォータジャケットのシリンダ径方向外側に設けられて、上下方向に延びている。ブロック側リターン通路のウォータジャケット側の内側面には、複数のフィンが設けられており、ウォータジャケット内を流れる冷却水を利用してオイルリターン通路を通過するオイルの放熱を促進させてオイルの昇温が抑制されるようになっている。 A water jacket for circulating cooling water for cooling the cylinder is provided on the radially outer side of the cylinder of the cylinder block so as to surround the outer periphery of the cylinder. The block-side return passage is provided outside the water jacket in the cylinder radial direction and extends vertically. A plurality of fins are provided on the inner surface of the block-side return passage on the water jacket side, and the cooling water flowing in the water jacket is used to promote the heat dissipation of the oil passing through the oil return passage, thereby raising the oil. temperature is controlled.
燃費の向上を目的に通常の粘度を備えたオイルよりも上限温度が低い低粘度オイルを採用する場合や、コスト及び部品点数の削減を目的にオイルクーラを廃止する場合、オイル自体の温度上昇の抑制がさらに求められている。 When using low-viscosity oil with a lower upper limit temperature than oil with normal viscosity for the purpose of improving fuel efficiency, or when eliminating the oil cooler for the purpose of reducing costs and the number of parts, the temperature rise of the oil itself is minimized. Further suppression is required.
本発明は、オイルの温度上昇を抑制可能なエンジンのオイル通路構造を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an engine oil passage structure capable of suppressing an increase in oil temperature.
本発明は、エンジン本体のシリンダブロックの下方に配置されたオイルパンに貯留されたオイルを、オイルポンプによって輸送して被潤滑部に供給した後に前記オイルパンに戻って循環するエンジンのオイル通路構造であって、前記エンジン本体のシリンダヘッドに設けられて、前記シリンダヘッド側から前記オイルパンへとオイルを戻すためのヘッド側オイルリターン通路を備え、
前記ヘッド側オイルリターン通路の内周面は、オイルに対する濡れ性を前記ヘッド側オイルリターン通路の流路方向に変化させて、前記内周面を伝って流れるオイルの流れを促進する濡れ性変化部を有しているエンジンのオイル通路構造を提供する。
The present invention is an engine oil passage structure in which oil stored in an oil pan arranged below a cylinder block of an engine body is transported by an oil pump, supplied to a lubricated part, and then returned to the oil pan for circulation. a head-side oil return passage provided in the cylinder head of the engine body for returning oil from the cylinder head side to the oil pan;
The inner peripheral surface of the head-side oil return passage has a wettability changing portion that changes the wettability with respect to oil in the direction of the flow path of the head-side oil return passage to promote the flow of oil flowing along the inner peripheral surface. To provide an engine oil passage structure having
本発明によれば、濡れ性変化部によって、ヘッド側オイルリターン通路においてオイルに対する濡れ性をヘッド側オイルリターン通路の流路方向に変化させることができる。ヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側オイルリターン通路の下流側に向かって流れるオイルの流れを促進することができ、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減できる。 According to the present invention, the wettability changing portion can change the wettability with respect to oil in the head-side oil return passage in the flow direction of the head-side oil return passage. By moving oil from the upstream side to the downstream side of the head-side oil return passage, the flow of oil flowing toward the downstream side of the head-side oil return passage can be promoted. Retention time can be reduced.
ヘッド側オイルリターン通路が形成されたシリンダヘッドが、排気ガスによって暖められた場合においても、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減でき、オイルがシリンダヘッドから受熱することが抑制され、オイルの昇温を低減することができる。 Even when the cylinder head in which the head-side oil return passage is formed is warmed by the exhaust gas, the residence time of the oil in the head-side oil return passage can be reduced, and the oil is prevented from receiving heat from the cylinder head. Oil temperature rise can be reduced.
前記濡れ性変化部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の前記内周面に親油性が前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて高くなるように形成された複数の凹部を備えてもよい。 The wettability changing portion includes a plurality of concave portions formed on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage such that the oleophilicity increases from the upstream portion toward the downstream portion of the head-side oil return passage. may
本構成により、濡れ性変化部には、ヘッド側オイルリターン通路の内周面に複数の凹部が形成されるので、複数の凹部の形成による比較的簡単な構成によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて高くしてヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側オイルリターン通路の下流側にオイルを案内することができ、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減できる。 With this configuration, since a plurality of recesses are formed in the inner peripheral surface of the head-side oil return passage in the wettability changing portion, a relatively simple configuration formed by forming a plurality of recesses can improve the lipophilicity of the head-side oil return passage. It is possible to guide the oil to the downstream side of the head-side oil return passage by increasing the height from the upstream side to the downstream side of the passage and moving the oil from the upstream side to the downstream side of the head-side oil return passage. The retention time of oil in the side oil return passage can be reduced.
前記シリンダヘッドは、金属材料によって形成され、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが深く形成されてもよい。 The cylinder head may be made of a metal material, and the plurality of recesses may be formed to become deeper from an upstream portion toward a downstream portion of the head-side oil return passage.
本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて深さが深く形成される複数の凹部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて高くすることができる。 With this configuration, the plurality of recesses formed on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage with a depth extending from the upstream side to the downstream side of the head-side oil return passage increases the lipophilicity of the head-side oil return passage upstream of the head-side oil return passage. from the side to the downstream side.
前記ヘッド側オイルリターン通路の前記内周面には、フッ素樹脂材料からなる層が設けられており、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが浅く形成されてもよい。 A layer made of a fluororesin material is provided on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage. may be formed shallow.
本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて深さが浅く形成される複数の凹部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて高くすることができる。 With this configuration, a plurality of recesses formed on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage with shallower depths from the upstream side of the head-side oil return passage toward the downstream side of the head-side oil return passage improve the lipophilicity of the head-side oil return passage upstream of the head-side oil return passage. from the side to the downstream side.
前記シリンダヘッドは、金属材料によって形成され、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成されてもよい。 The cylinder head may be made of a metal material, and the plurality of recesses may be formed with a width that increases from an upstream portion toward a downstream portion of the head-side oil return passage.
本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて幅が大きく形成される複数の溝部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてさらに高くすることができる。 With this configuration, a plurality of grooves formed on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage with a large width from the upstream side to the downstream side of the head-side oil return passage provide lipophilicity to the upstream side of the head-side oil return passage. to the downstream side.
前記ヘッド側オイルリターン通路の内周面には、フッ素樹脂材料からなる層が設けられており、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成されてもよい。 A layer made of a fluororesin material is provided on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage, and the plurality of recesses increase in width from the upstream portion toward the downstream portion of the head-side oil return passage. may be formed.
本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて幅が大きく形成される複数の凹部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてさらに高くすることができる。 With this configuration, a plurality of concave portions formed on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage with a large width from the upstream side to the downstream side of the head-side oil return passage provide lipophilicity to the upstream side of the head-side oil return passage. to the downstream side.
前記ヘッド側オイルリターン通路は、前記シリンダヘッドの排気側に設けられてもよい。 The head-side oil return passage may be provided on the exhaust side of the cylinder head.
本構成により、ヘッド側オイルリターン通路を形成するエンジン本体が、排気ガスによって暖められた場合においても、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減でき、オイルがシリンダヘッドから受熱することが抑制され、オイルの昇温を低減することができる。 With this configuration, even when the engine body forming the head-side oil return passage is warmed by the exhaust gas, it is possible to reduce the retention time of the oil in the head-side oil return passage and prevent the oil from receiving heat from the cylinder head. It is suppressed, and the temperature rise of the oil can be reduced.
本発明にかかるエンジンのオイル通路構造によれば、オイルの温度上昇を抑制することができる。 According to the engine oil passage structure of the present invention, it is possible to suppress the temperature rise of the oil.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施形態に係るオイル通路構造は、エンジン1に適用されている。図1に示すように、本発明の実施形態に係るエンジン1は、自動車等の車両に搭載され、クランク軸6aが前後方向に延びるいわゆる縦置き式のエンジン1である。エンジン1は、エンジン本体10を備え、エンジン本体10は、シリンダ2が形成されたシリンダブロック3と、シリンダ2上に配設されるシリンダヘッド4とを備える。
An oil passage structure according to an embodiment of the present invention is applied to an
シリンダ2内には、ピストン5が往復動可能に配置されている。ピストン5は、シリンダブロック3の下部に回転自在に支持されたクランクシャフト6にコンロッド7を介して連結され、ピストン5の往復運動がクランクシャフト6の回転運動に変換されるようになっている。
A piston 5 is arranged in the
シリンダヘッド4は、例えばアルミニウム合金等の金属材料で形成されている。シリンダヘッド4には、吸気ポート15及び排気ポート16が形成されている。各シリンダ2に2つの吸気ポート15及び排気ポート16が設けられ、2つの吸気ポート15及び排気ポート16はそれぞれ、シリンダ2の中心軸2aと直交するクランク軸6aの軸方向に離間して設けられている。
The
吸気ポート15には、空気を燃焼室8に供給する吸気通路(図示せず)が接続され、排気ポート16には、燃焼室8から燃焼ガスである排気ガスを排出する排気通路(図示せず)が接続されている。排気通路には、排気装置としての排気ガスを浄化する触媒を備えた触媒装置11及び排気管12が接続されている。触媒装置11とエンジン1は、車体幅方向に並んで配置されている。
An intake passage (not shown) that supplies air to the combustion chamber 8 is connected to the
シリンダヘッド4の上部には、仮想線で示すように、吸気ポート15及び排気ポート16をそれぞれ開閉する吸気弁及び排気弁が配設されている。吸気弁は、クランクシャフト6に駆動連結された吸気カムシャフト17によって所定のタイミングで吸気ポート15を開閉し、吸気行程において空気を燃焼室8に供給するようになっている。排気弁は、クランクシャフト6に駆動連結された排気カムシャフト18によって所定のタイミングで排気ポート16を開閉し、排気行程において燃焼室8から排気ガスを排出するようになっている。
Intake valves and exhaust valves for opening and closing the
シリンダヘッド4の内部には、冷却水が循環するヘッド側ウォータジャケット14が形成されている。ヘッド側ウォータジャケット14は、燃焼室8の上方で、図1に示されている断面では、吸気ポート15と排気ポート16の間に設けられている。ヘッド側ウォータジャケット14は、各燃焼室8の上方を取り囲むように形成されている。シリンダヘッド4は、シリンダヘッド4の上下方向の略中央部付近で、ヘッド側ウォータジャケット14の上方にデッキ面4aを有する。
A head-
図2に示すように、シリンダヘッド4は、気筒方向に延びて平面視で矩形状を有する。デッキ面4aには、シリンダ2毎に点火プラグ(図示せず)を装着するためのボス部51が設けられている。デッキ面4aには、ボス部51を挟んで吸気側及び排気側にはそれぞれ吸気用ボス部52と排気用ボス部53が設けられている。吸気用ボス部52には吸気弁が配置され、排気用ボス部53には排気弁が配置されている。
As shown in FIG. 2, the
デッキ面4aには、シリンダヘッド4をシリンダブロック3に取り付けるためのヘッドボルト(図示せず)を挿通するヘッドボルト挿通穴54aが気筒ごとにシリンダ2を囲むように複数設けられている。デッキ面4aには、後述のヘッド側リターン通路42,46が、ヘッドボルト挿通穴54aの反クランク軸側の側壁側に設けられている。
The
図1に示すように、シリンダヘッド4は、デッキ面4aのクランク軸に直交する幅方向の両側部から外側に向かって上方に延びる吸気側傾斜面4b及び排気側傾斜面4cと、デッキ面4aのクランク軸の一端側と他端側から立ち上がる前面部4dと後面部4eとを有する(図2参照)。前面部4d及び後面部4eには、吸気カムシャフト17及び排気カムシャフト18を配置するための凹部が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、排気側傾斜面4cは、シリンダヘッド2の側壁部の内面の一部を構成し、触媒装置11に隣接しているため、触媒装置11の排気ガスによって排気側傾斜面4cは、デッキ面4aに比べて高温となる。デッキ面4aの幅方向の中央部は、ヘッド側ウォータジャケット14の上方に位置しており、デッキ面4aの中央部がデッキ面4aの両側部に比べて冷却される。
As shown in FIG. 1 , the exhaust-side
図3に示すように、シリンダブロック3の上側には、冷却水が流通する冷却部としてのシリンダ側ウォータジャケット13がシリンダ2の径方向外側でシリンダ2を取り囲むように設けられている。シリンダ側ウォータジャケット13は、シリンダ列のシリンダ2の径方向外側を囲う閉ループ構造を有している。シリンダ側ウォータジャケット13は、上向きに開口するように形成されている。
As shown in FIG. 3 , on the upper side of the
シリンダ側ウォータジャケット13のうちクランク軸6aの軸線方向を挟んで両側に位置した部分は、シリンダ2を部分的に囲う複数の弧状部13aと、シリンダ2間に向かって入り込んだ複数の凹部13bを有する。シリンダ側ウォータジャケット13は、気筒列の軸方向の両側の部分では、弧状部13aと凹部13bとが交互に連続して配置されている。気筒列の前後の端部においては、弧状部13a同士を連結すると共にシリンダ2の前後端部を囲う前端部13c及び後端部13cがそれぞれ配置されている。
Portions of the cylinder-
シリンダブロック3の気筒列を挟んだ両側には、シリンダヘッド4を固定するためのヘッドボルトをねじ込むための複数のねじ穴54bが設けられている。各ねじ穴54bは、平面視でシリンダ側ウォータジャケット13の凹部13b、前端部13c、及び、後端部13cの外側に配置されている。
A plurality of screw holes 54b into which head bolts for fixing the
図4に示すように、シリンダブロック3は、上側に位置するシリンダブロックアッパ3aとシリンダブロックアッパ3aの下方に配置されるシリンダブロックロア3bとを有し、シリンダ側ウォータジャケット13は、シリンダブロックアッパ3aの上側の領域に設けられている。シリンダ側ウォータジャケット13は、シリンダブロック3の上端から下方に向かって後述のメインギャラリ37aの上方近傍まで延びる深さで形成されている。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態において、シリンダブロックロア3bの下端には、ピストン5、クランクシャフト6、カムシャフト17,18等の被潤滑部を潤滑するためのオイルを貯留するためのオイルパン30が配置されている。
In this embodiment, an
本実施形態では、エンジン1は、図1に示すように、シリンダ2の中心軸2aが垂直方向から10度などの所定角度θ1排気側に傾斜した方向に延びるように配置された状態で車体フレームに支持されて車両に搭載されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
図1、図4~図6に示すように、エンジン1には、被潤滑部(ピストン5、クランクシャフト6、カムシャフト17,18等)を潤滑するオイルをエンジン1内で循環させるオイル通路20が備えられている。オイル通路20は、被潤滑部にオイルを供給するオイル供給通路21と、被潤滑部に供給したオイルをオイルパンに戻すためのオイルリターン通路22とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 4 to 6, the
図5に示すように、オイル供給通路21は、オイルパン30に貯留されているオイルを吸い上げるオイルポンプ31と、オイルポンプ31から吐出されるオイルを濾過するオイルフィルタ32と、オイルポンプ31から吐出されるオイルを冷却するオイルクーラ33と、エンジン本体10に設けられた供給油路35とを備える。
As shown in FIG. 5 , the
供給油路35は、オイルパン30側に設けられた第1供給油路36と、シリンダブロック3に設けられた第2供給油路37と、シリンダヘッド4に設けられた第3供給油路38と、第1供給油路36と第2供給油路37とを連通させる第1連通油路39と、第2供給油路37と第3供給油路38とを連通させる第2連通油路40とを備える。
The
図1及び図5に示すように、オイルポンプ31は、クランクシャフト6により駆動され、オイルポンプ31から吐出されたオイルは、第1供給油路36を通ってオイルフィルタ32へ流入して濾過された後、オイルクーラ33へ流入して冷却される。オイルクーラ33で冷却されたオイルは、第1連通油路39を通ってシリンダブロック3の第2供給油路37に供給される。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
図1、図4及び図5に示すように、第1供給油路36は、オイルパン30内に設けられると共にオイルポンプ31とオイルフィルタ32とを接続する油路36aと、オイルパン30の排気側の側面に隣接して設けられると共にオイルフィルタ32とオイルクーラ33とを接続する油路36bと、オイルクーラ33から上方に延びると共にシリンダブロック3に設けられた第1連通油路39に接続される36cとを備える。
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the first
図4及び図5に示すように、第1連通油路39は、シリンダブロックロア3bに設けられると共に排気側に開口してシリンダ2の径方向(エンジン本体10の幅方向)に延びる油路39aと、油路39aの径方向内側の端部から上方に延びてシリンダブロックロア3bを上方に開口する油路39bと、シリンダブロックアッパ3aに設けられると共に油路39bに連通させて上方に延びる油路39cとを備える。
As shown in FIGS. 4 and 5, the first
第2供給油路37は、油路39cが接続されると共に気筒列方向に延びるメインギャラリ37aと、メインギャラリ37aから分岐してクランク軸6a側に向かって下方に延びてクランクシャフト6の被潤滑部にオイルを供給するための複数の分岐油路37bとを備える。
The second
メインギャラリ37aは、シリンダブロック3の気筒列方向に直交する幅方向においてシリンダブロック3の排気側の位置であってシリンダ2の下端部近傍に位置している。複数の分岐油路37bのそれぞれの下流端は、シリンダブロック3のクランク軸6aに向かって開口している。
The
図5及び図6に示すように、第2供給油路37は、メインギャラリ37aの一方側の端部から分岐して幅方向に延びて第2連通油路40に連通する油路37cをさらに備える。
As shown in FIGS. 5 and 6, the second
第2連通油路40は、シリンダブロックアッパ3aに設けられると共に油路37cのメインギャラリ37a側の端部から上方に延びる油路40aと、シリンダヘッド4に設けられて油路40aに連通すると共に上方に延びる油路40bとを備える。
The second
第3供給油路38は、油路40bの上端から幅方向両側に延びる油路38aと、油路38aの排気側と吸気側から上方に延びる一対の油路38bと、油路38bから気筒列方向に延びるヘッド側ギャラリ38cとを備える。ヘッド側ギャラリ38cは、ヘッド側ギャラリ38cからカムシャフト17,18の吸気側及び排気側それぞれのカムジャーナル等にオイルを供給するように形成された複数の分岐油路38dを備える。
The third
なお、オイル供給通路21は、上述の構成以外にも、例えば、ピストンを冷却するためのオイルジェット等にオイルを供給するように形成されている。
In addition to the configuration described above, the
図4に示すように、オイル供給通路21を介してエンジン1の被潤滑部としてのカムシャフト17,18に供給されたオイルは、シリンダヘッド4の吸気側及び排気側傾斜面4b,4c及びデッキ面4aに滴下され(矢印a)、デッキ面4aに設けられたオイルリターン通路22を構成するヘッド側リターン通路42,46を通ってオイルパン30に戻される。
As shown in FIG. 4, the oil supplied to the
エンジン1の車体搭載状態において、デッキ面4aは、水平面2bに対して排気側が吸気側よりも下方となるように傾斜している。よって、デッキ面4aに滴下したオイルは、排気側のヘッド側リターン通路42に案内されやすくなっている。
When the
オイルリターン通路22は、被潤滑部としてのカムシャフト17,18に供給されたオイルが排気ポート16側と吸気ポート15側に分かれて流れる複数の排気側リターン通路41及び吸気側リターン通路45とを備える。排気側リターン通路41及び吸気側リターン通路45は、シリンダヘッド4に設けられたヘッド側リターン通路42,46と、シリンダブロック3に設けられたブロック側リターン通路43,47とを備える。排気側リターン通路41と吸気側リターン通路45とは、同様の構成を備えるため、排気側リターン通路41について説明する。
The
ヘッド側リターン通路42は、平面視で略円形状に形成されて上下方向に延びている。ヘッド側リターン通路42は、シリンダヘッド4の排気側に複数備えられると共にブロック側リターン通路43に連通されるようになっている。ヘッド側リターン通路42は、各シリンダ2間で、各シリンダ2と気筒列方向にずれた位置に配置されている。
The head-
ブロック側リターン通路43は、平面視で略円形状に形成されて上下方向に延びている。ブロック側リターン通路43は、シリンダブロックアッパ3aの上端から下端にかけて上下方向に延びるアッパ側通路リターン43a,43bと、シリンダブロックロア3bの上端から下方に延びてオイルパン30に開口するロア側リターン通路43fを備えている。
The block-
アッパ側リターン通路43a,43bは、シリンダブロックアッパ3aの上側に位置する上側リターン通路43aと、シリンダブロックアッパ3aの下側に位置する下側リターン通路43bとを備える。
The
上側リターン通路43aは、図3及び図4に示すように、シリンダ側ウォータジャケット13に隣接すると共に、シリンダ側ウォータジャケット13に沿って設けられている。上側リターン通路43aは、シリンダブロック3の上端からシリンダ側ウォータジャケット13の下端近傍まで延びている。上側リターン通路43aは、シリンダ側ウォータジャケット13と略同じ程度の深さで形成されている。
The
上側リターン通路43aは、シリンダ側ウォータジャケット13の弧状部13a間で、シリンダ2間に入り込んだ凹部13bの外側に位置している。上側リターン通路43aは、シリンダ2間で、各シリンダ2の中心軸2aと気筒列方向位置がオフセットしている。
The
下側リターン通路43bは、オイル供給通路21の第1連通油路39の油路39cの外側に隣接すると共に、油路39cに沿って設けられている。下側リターン通路43bは、メインギャラリ37aの近傍からシリンダブロックアッパ3aの下端まで延びている。
The
上側リターン通路43aと下側リターン通路43bとは、気筒列方向に直交する幅方向位置がオフセットしており、下側リターン通路43bは、上側リターン通路43aよりもエンジン本体10の外壁側に配置されている。上側リターン通路43aと下側リターン通路43bとの間には、上側リターン通路43aと下側リターン通路43bとを連通させるための径方向通路43cが設けられている。
The
径方向通路43cは、略円形状を有し、シリンダブロック3の外壁部からシリンダ側ウォータジャケット13の下方側に向かって、上側リターン通路43a及び下側リターン通路43bに直交する方向に延びている。上側リターン通路43aの下端部が径方向通路43cに連通され、下側リターン通路43bの上端部が径方向通路43cに連通されることで、上側リターン通路43aと下側リターン通路43bが径方向通路43cを介して連通されている。
The
ロア側通路43fは、シリンダブロックロア3bの上端から下端に向かって上下方向に延びている。ロア側通路43fは、下側リターン通路43bに連通すると共に、オイルパン30に開口するように形成されている。
The
エンジン1の運転が開始されると、クランクシャフト6の回転に伴ってオイルポンプ31が駆動される。そして、図5に矢印で示すように、オイルポンプ31は、オイルパン30に貯留されているオイルをオイルポンプ31の吸込口31aから吸入し、吸入されたオイルを、第1供給油路36、第1連通油路39、第2供給油路37、第2連通油路40、第3供給油路38を順次経由して、エンジン本体10内の被潤滑部に供給する。
When the
このようにして被潤滑部に供給されたオイルは、オイル供給通路21を介して被潤滑部を潤滑すると共に、被潤滑部の動作時に生じる摩擦熱等の熱を吸収した後にオイルリターン通路22を介してオイルパン30に戻される。
The oil supplied to the parts to be lubricated in this way lubricates the parts to be lubricated through the
オイルリターン通路22に流入するオイルは、被潤滑部の動作時に生じる摩擦熱等の熱を吸収することで温められているため、ヘッド側ウォータジャケット14の上方を含む位置に設けられたデッキ面4a、及び、シリンダ側ウォータジャケット13に隣接して設けられた上側リターン通路43aでオイルの熱を放熱することで冷却されて、オイルパン30に戻される。
Since the oil flowing into the
図7は、図4に示すヘッド側リターン通路の断面図である。図7には、本発明の実施形態におけるオイルリターン通路の模式的断面図が示されている。図7に示すように、ヘッド側リターン通路42は、エンジン1の排気側の外壁部に隣接して設けられている。このため、ヘッド側リターン通路42を通過するオイルは、触媒装置11によって受熱したシリンダヘッド4の外壁部からの受熱によって昇温しやすい。これに対し、本実施形態では、親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性をヘッド側リターン通路42の流路方向に変化させることで、ヘッド側リターン通路42を流れるオイルをヘッド側リターン通路42から流出しやすくすることで、ヘッド側リターン通路42におけるオイルの昇温を抑制させる。
7 is a cross-sectional view of the head-side return passage shown in FIG. 4. FIG. FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of an oil return passage in an embodiment of the invention. As shown in FIG. 7, the head-
図7に示すようにヘッド側リターン通路42には、親油性がヘッド側リターン通路の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性がヘッド側リターン通路42の流路方向に変化された濡れ性変化部60が設けられている。
As shown in FIG. 7, in the head-
濡れ性変化部60は、ヘッド側リターン通路42の内周面42aに親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるように形成された複数の凹部としての複数の溝部61を備えている。複数の溝部61はそれぞれ、ヘッド側リターン通路42の周方向全体に亘ってヘッド側リターン通路42の周方向に延びるように形成され、複数の溝部61は、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側にそれぞれ離間して形成されている。
The
複数の溝部61はそれぞれ、所定幅W1を有すると共に所定深さD1を有するU字状に形成されている。複数の溝部61の幅W1は、同一に設定され、複数の溝部61の深さD1は、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向って深くなるように設定されている。
Each of the plurality of
このように、複数の溝部61は、深さD1がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって深くなるように形成され、これにより、親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるように形成されている。図6では、図を見やすくするために溝部61を拡大して示しているが、溝部61は、例えば幅及び深さが数μm~数十μmの範囲内で形成される微細な溝部である。
In this way, the plurality of
図8は、オイルに対する濡れ性を説明するための説明図である。図8(a)は、オイル100が壁面101に付着した状態を示し、図8(b)は、オイル100が壁面101に設けられた溝部102に侵入した状態を示している。図8では、溝部102の幅をWとし、溝部102の深さをDとし、溝部102の開口面積をa1とし、溝部102の面積をa2として示している。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining wettability to oil. 8A shows a state in which the
オイル100が図8(a)に示す状態から図8(b)に示す状態に変形し、オイル100が新しい表面を作るときに必要なエネルギーをE1とすると、エネルギーE1は、次式:E1=Esurf×(a2-a1)によって表すことができる。ここで、Esurfはオイル100の表面自由エネルギーを示している。
When the
また、オイル100が図8(b)に示す状態から図8(a)に示す状態に変形し、オイル100を壁面101、具体的には溝部102の壁面101から引き剥がすときに必要なエネルギーをE2とすると、エネルギーE2は、次式:E2=Einterface×a2によって表すことができる。ここで、Einterfaceはオイル100の界面相互作用エネルギーを示している。
Also, the energy required when the
壁面101に対するオイル100の親油性の度合いである親油度は(E2-E1)で表すことができ、E1<E2の場合には図8(b)に示すようにオイル100が壁面101の溝部102に侵入した状態が安定し(親油)、エネルギーE1とエネルギーE2との差(E2-E1)が大きいほど親油度が高くなる。E1>E2の場合には図8(a)に示すようにオイル100が壁面101に付着した状態が安定する(撥油)。
The lipophilicity, which is the degree of lipophilicity of the
親油度(E2-E1)は、(Einterface-Esurf)×a2+Esurf×a1として表され、溝部102が次式:Einterface>Esurfである金属材料によって形成される場合、溝部102の深さDを大きくすると溝部102の面積a2が大きくなることから、親油度が高くなって親油性が高くなる。
The lipophilicity (E2−E1) is expressed as (Einterface−Esurf)×a2+Esurf×a1. When the
一方、溝部102が、次式:Einterface<Esurfであるフッ素樹脂材料によって形成される場合、溝部102の深さDを大きくすると溝部102の面積a2が大きくなることから、親油度が低くなって親油性が低くなり撥油性が高くなる。
On the other hand, when the
また、溝部102の幅Wを大きくすると溝部102の面積a2と溝部102の開口面積a1との差が小さくなってエネルギーE1が小さくなることから、溝部102が金属材料又はフッ素樹脂材料のいずれの材料によって形成される場合についても、親油度が高くなって親油性が高くなる。
Further, when the width W of the
図7に示すヘッド側リターン通路42では、複数の溝部61は、深さD1がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって深くなるように形成され、親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるように形成されている。
In the head-
このように、親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性を変化させることで、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側リターン通路42の下流側にオイルを案内することができ、ヘッド側リターン通42路内におけるオイルの滞留時間を削減できる。
In this way, by changing the wettability of the oil so that the lipophilicity increases from the upstream side to the downstream side of the head-
ヘッド側リターン通路42が形成されたエンジン本体10が、触媒装置11の排気ガス等によって温められた場合においても、ヘッド側リターン通路42内におけるオイルの滞留時間を削減でき、オイルがエンジン本体10から受熱することが抑制され、オイルの昇温を低減することができる。
Even when the
濡れ性変化部60には、ヘッド側リターン通路42の内周面に複数の凹部としての溝部61が形成されるので、複数の凹部61の形成による比較的簡単な構成によって、濡れ性変化部60を形成することができる。
In the
図9は、図3に示すヘッド側リターン通路42の変形例を示す断面図である。図9に示すヘッド側リターン通路42の内周面42aには、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂からなる層42bが設けられている。フッ素樹脂からなる層42bは、例えば厚さが数百μmで形成される。フッ素樹脂からなる層42bは、撥油性を有している。
FIG. 9 is a sectional view showing a modification of the head-
図9に示すヘッド側リターン通路42についても、図7に示すヘッド側リターン通路42と同様に、親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性がヘッド側リターン通路42の流路方向に変化された濡れ性変化部70が設けられている。ヘッド側リターン通路42のフッ素樹脂からなる層42bの内周面42cに、撥油性が低くなる、すなわち親油性が高くなる親油性が上流側から下流側に向けて高くなるように形成された複数の溝部71を備える濡れ性変化部70を備えてもよい。
Similarly to the head-
フッ素樹脂からなる層42bの内周面42cに形成された複数の溝部72はそれぞれ、ヘッド側リターン通路42の周方向全体に亘ってヘッド側リターン通路42の周方向に延びるように形成され、複数の溝部71は、ヘッド側リターン通路42の上端側から下端側にそれぞれ離間して形成されている。
The plurality of grooves 72 formed in the inner
複数の溝部71はそれぞれ、所定幅W2を有すると共に所定深さD2を有するU字状に形成されている。複数の溝部71の幅W2は、同一に設定され、複数の溝部71の深さD2は、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向って浅くなるように設定されている。
Each of the plurality of
複数の溝部71は、深さD2がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって浅くなるように形成され、これにより、親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるように形成されている。
The plurality of
このように、親油性がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性を変化させることで、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側リターン通路42の下流側にオイルを案内することができ、ヘッド側リターン通路42内におけるオイルの滞留時間を削減できる。
In this way, by changing the wettability of the oil so that the lipophilicity increases from the upstream side to the downstream side of the head-
本実施形態では、ヘッド側リターン通路42に形成される複数の溝部61は、幅W1が同一に設定されて深さD1がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって深くなるように形成されているが、深さD1を一定に設定しつつ、幅W1がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。
In this embodiment, the plurality of
本実施形態では、ヘッド側リターン通路42において、フッ素樹脂からなる層42bの内周面42cに形成された複数の溝部71は、幅W2が同一に設定されて深さD2がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって浅くなるように形成されているが、深さD2を一定に設定しつつ、幅W2がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。
In this embodiment, in the head-
本実施形態では、複数の溝部61,71は、断面U字状に形成されているが、断面矩形状、三角形状などの他の断面形状に形成することも可能である。複数の溝部61,71は、ヘッド側リターン通路42の周方向全体に亘ってヘッド側リターン通路42の周方向に延びるように形成されているが、ヘッド側リターン通路42の周方向の一部、例えば、排気側にのみヘッド側リターン通路42の周方向に延びるように形成するようにしてもよい。
In the present embodiment, the plurality of
本実施形態では、ヘッド側リターン通路42に形成される複数の溝部61は、幅W1が同一に設定されて深さD1がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって深くなるように形成されているが、深さD1の変化に加えて、幅W1がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。これにより、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって、より親油性が高められる。
In this embodiment, the plurality of
本実施形態では、ヘッド側リターン通路42において、フッ素樹脂からなる層42bの内周面42cに形成された複数の溝部71は、幅W2が同一に設定されて深さD2がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって浅くなるように形成されているが、深さD2の変化に加えて、幅W2がヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。これにより、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって、より親油性が高められる。
In this embodiment, in the head-
本実施形態では、ヘッド側リターン通路42の濡れ性変化部60,70に設けられた複数の凹部が複数の溝部61,71によって形成されているが、複数の凹部はヘッド側リターン通路42の内周面に周方向に並べて配置された複数のディンプル列を流路方向に並べて配置することで形成されてもよい。ディンプル列は、例えば、平面視で円形状に形成され、その断面がヘッド側リターン通路42の径方向外側に凹となる円弧状を有する複数のディンプルを周方向に沿って並べて配置したものであってもよい。周方向に並ぶディンプル列を構成する複数のディンプルは、同じ深さ及び幅としての直径で形成されている。流路方向に並べて配置されたディンプル列の深さ及び幅としての直径は、複数の溝部61,71同様に、親油性が流路方向に変化するように設定されてもよい。これにより、ヘッド側リターン通路42の上流側から下流側に向かって親油性が高められる。
In this embodiment, the plurality of recesses provided in the
本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。 The present invention is not limited to the illustrated embodiments, and various improvements and design changes are possible without departing from the gist of the invention.
以上のように、本発明によれば、オイルの温度上昇を抑制可能なエンジンのオイル通路構造を提供することができるので、エンジンの製造産業分野において好適に利用される可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to provide an engine oil passage structure capable of suppressing an increase in temperature of oil, so that it may be preferably used in the engine manufacturing industrial field.
1 エンジン
3 シリンダブロック
10 エンジン本体
11 排気装置
20 オイル通路
30 オイルパン
31 オイルポンプ
42 ヘッド側リターン通路
42a 内周面
60 濡れ性変化部
61 複数の溝部(複数の凹部)
D1 深さ
W1 幅
1
D1 depth W1 width
Claims (7)
前記エンジン本体のシリンダヘッドに設けられて、前記シリンダヘッド側から前記オイルパンへとオイルを戻すためのヘッド側オイルリターン通路を備え、
前記ヘッド側オイルリターン通路の内周面は、オイルに対する濡れ性を前記ヘッド側オイルリターン通路の流路方向に変化させて、前記内周面を伝って流れるオイルの流れを促進する濡れ性変化部を有しているエンジンのオイル通路構造。 An oil passage structure for an engine in which oil stored in an oil pan arranged below a cylinder block of an engine body is transported by an oil pump, supplied to a lubricated part, and then returned to the oil pan for circulation,
a head-side oil return passage provided in the cylinder head of the engine body for returning oil from the cylinder head side to the oil pan;
The inner peripheral surface of the head-side oil return passage has a wettability changing portion that changes the wettability with respect to oil in the direction of the flow path of the head-side oil return passage to promote the flow of oil flowing along the inner peripheral surface. engine oil passage structure.
請求項1に記載のエンジンのオイル通路構造。 The wettability changing portion includes a plurality of recesses formed on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage so that the oleophilicity increases from the upstream portion toward the downstream portion of the head-side oil return passage. The engine oil passage structure according to claim 1.
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが深く形成された
請求項2に記載のエンジンのオイル通路構造。 The cylinder head is made of a metal material,
3. The oil passage structure for an engine according to claim 2, wherein the plurality of recesses are formed to have a greater depth from an upstream portion toward a downstream portion of the head-side oil return passage.
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが浅く形成された
請求項2に記載のエンジンのオイル通路構造。 A layer made of a fluororesin material is provided on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage,
3. The engine oil passage structure according to claim 2, wherein the plurality of recesses are formed to have a shallower depth from an upstream portion toward a downstream portion of the head-side oil return passage.
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成された
請求項2又は請求項3に記載のエンジンのオイル通路構造。 The cylinder head is made of a metal material,
4. The engine oil passage structure according to claim 2 or 3, wherein the plurality of recesses are formed so as to increase in width from the upstream portion toward the downstream portion of the head-side oil return passage.
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成された
請求項2又は請求項5に記載のエンジンのオイル通路構造。 A layer made of a fluororesin material is provided on the inner peripheral surface of the head-side oil return passage,
6. The engine oil passage structure according to claim 2 or 5, wherein the plurality of recesses are formed so as to increase in width from the upstream portion toward the downstream portion of the head-side oil return passage.
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のエンジンのオイル通路構造。 The engine oil passage structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the head-side oil return passage is provided on the exhaust side of the cylinder head.
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