JP3836927B2 - 内燃機関の潤滑油管装置 - Google Patents

内燃機関の潤滑油管装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関において、機関内に潤滑油を循環させる潤滑油管装置において、遠心式潤滑油濾し器の配置に関する技術である。
【0002】
【従来の技術】
従来、潤滑油遠心濾し器はベンド状の取付台により、シリンダブロックに取付けられ、該潤滑油遠心濾し器で濾過された潤滑油は、そのままオイルパンなどに戻していた。
例えば図17に示すように、シリンダブロック2’の側蓋80にベンド状の取付台86を配設し、該取付台86の上部に、潤滑油遠心濾し器50を設置していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように遠心潤滑油濾し器を取り付けると、専用の取付台を必要とするためコストが高くなったり、必要とする剛性を得るのが困難であった。
また、燃料ポンプ駆動ケース内のベアリングなどへの注油は、潤滑油管またはキリ孔による強制注油か、飛沫注油によるものであったが、強制注油はコストが高くなり、飛沫注油は注油不足になる恐れがあった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する
シリンダブロック2に燃料噴射ポンプを駆動する為の燃料噴射ポンプ駆動ケース51を固設し、該燃料噴射ポンプ駆動ケース51の上部の取付座51bに遠心式潤滑油濾し器50を固定し、該燃料噴射ポンプ駆動ケース51は、ベアリング48を介して燃料噴射ポンプ駆動軸46を軸支し、該燃料噴射ポンプ駆動軸46の一端には燃料噴射ポンプ駆動ギア45を設け、該燃料噴射ポンプ駆動ギア45は、前記燃料噴射ポンプ駆動ケース51に付設されたギアケース10に内蔵され、潤滑油はシリンダブロック2内に穿設された孔53から、潤滑油管52を通じて遠心式潤滑油濾し器50に供給されてロータ62を回転させ、該遠心式潤滑油濾し器50にて濾過された後、入口孔51cから燃料噴射ポンプ駆動ケース51内に侵入し、前記燃料噴射ポンプ駆動ケース51内のベアリング48及び燃料噴射ポンプ駆動ギア45に注油して、潤滑油出口51dからギアケース10内へ戻すように構成したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
図1は本構成の潤滑油調圧弁を取付けたエンジンを示す部分背面図、図2は同じく潤滑油調圧弁を示す断面図、図3は本構成の潤滑油濾し器を示す正面図、図4は同じく側面断面図、図5は同じく正面断面図、図6は同じく平面断面図、図7は遠心式潤滑油濾し器の取付け状態を示す正面図、図8は同じく側面図、図9は燃料ポンプ駆動ケースの平面図、図10は同じく正面断面図、図11は遠心式潤滑油濾し器の構成を示す斜視図、図12は潤滑油冷却器のシリンダブロックへの取付け状態を示す背面図、図13は同じく平面図、図14は潤滑油冷却器を示す正面断面図、図15は同じく図14におけるA−A断面図、図16は同じく図14におけるB−B断面図、図17は従来の潤滑油管装置を示す背面図、図18は従来の潤滑油調圧弁を示す断面図、図19は従来の潤滑油冷却器のシリンダブロックへの取付け状態を示す背面図である。
【0006】
遠心式潤滑油濾し器50の取付け構造について、図7ないし図11により説明する。
遠心式潤滑油濾し器50は、シリンダブロック2に固設した燃料噴射ポンプ駆動ケース51上部の取付座51bにボルトなどで固定されている。燃料噴射ポンプ駆動ケース51は、ベアリング48・48・・・を介して燃料噴射ポンプ駆動軸46を軸支し、該燃料噴射ポンプ駆動軸46の一端には燃料噴射ポンプ駆動ギア45を、他端には駆動カップリング47を設けている。燃料噴射ポンプ駆動ギア45は、ギアケース10及びフライホイールハウジング11に内蔵されている。
【0007】
以上のように、燃料噴射ポンプ駆動ケース51上に遠心式潤滑油濾し器50を設置し、潤滑油はシリンダブロック2内のキリ孔53から、潤滑油管52を通じて遠心式潤滑油濾し器50に供給され、該遠心式潤滑油濾し器50にて濾過された後、入口孔51cから燃料噴射ポンプ駆動ケース51内に侵入し、ベアリング48・48・・・を注油して、潤滑油出口51dからギアケース10内へ戻るのである。
また、遠心式潤滑油濾し器50を付設しないエンジン仕様の場合のために、燃料噴射ポンプ駆動ケース51には飛沫油入口51aを設け、潤滑油出口51dはベアリング48・48・・・が確実に注油されるよう、オイルレベルを有する位置に設けている。
【0008】
図11において、遠心式潤滑油濾し器50の構成を説明する。
よごれた潤滑油は、ボディ55下部に開口している流入口56から遠心式潤滑油濾し器50内に入り、中空スピンドル57上部に達して孔57aからバッフル板を通り、ロータ62内上部へ送られる。
ロータ62内へ送られた潤滑油のダートパーティクルは、遠心力により分離、凝集されて、スラッジ状になってロータ62の内壁に付着、捕捉され、付着ダート61となる。
【0009】
一方、ダートパーティクルが分離された清浄な潤滑油は、スクリーン59を通ってドライブチェンバ60へ送られ、ジェットノズル63から噴出されて、出口64から排出される。
なお、潤滑油のダートパーティクルを分離、凝集する遠心力は、潤滑油がジェットノズル63から噴出するときの力で、ロータ62が高速回転することで発生するのである。
【0010】
以上のように、遠心式潤滑油濾し器50を燃料噴射ポンプ駆動ケース51に設置したので高い剛性が得られ、遠心式潤滑油濾し器50の取付部及び潤滑油管52の振動による破損を防止することができた。
また、濾過後の潤滑油を燃料噴射ポンプ駆動ケース51内のベアリングなどの注油に利用したので安定した注油量が確保でき、燃料噴射ポンプ駆動軸46を軸支している燃料噴射ポンプ駆動ケース51の信頼性及び耐久性の向上を図ることができた。
【0011】
従来、内燃機関の潤滑油管装置において、シリンダブロック内の潤滑油圧を調圧する方法として、潤滑油調圧弁をシリンダブロック外部に設置し、潤滑油管経路から潤滑油調圧弁まで専用通路を設け、また排油にも専用通路を設けていた。
例えば図17に示すように、潤滑油調圧弁21’を潤滑油配管途中に取付け、潤滑油濾し器31’からバイパス89を通じて潤滑油調圧弁21’に案内されたり、潤滑油冷却器66’から潤滑油調圧弁21’に案内された潤滑油を、該潤滑油調圧弁21’にて調圧した後に、潤滑油通路83を介してシリンダブロック内の潤滑油メインギャラリに送っていた。また、潤滑油調圧弁21’からの排油は、排油通路84を介して、シリンダブロック内へ案内していた。
【0012】
前記潤滑油調圧弁は潤滑油メインギャラリの調圧排油通路のみを有し、過給機などからの戻し油は戻り管を専用配管して、潤滑油調圧弁とは独立してシリンダブロック内へ戻すような経路に構成し、該戻り管は戻し油の自重のみを利用していた。
図18に示すように潤滑油調圧弁21’は、本体29’内のバルブ25’が、該バルブ25’と調整ボルト28’に嵌装したバネ受け27’との間に介装したバネ26’によって入口部29a’側に付勢されている。そして、調圧するべき潤滑油、即ち潤滑油メインギャラリから導いた潤滑油の圧力が一定値よりも高くなると、配管2a’から入口部29a’へ達していた潤滑油がバルブ25’をバネ26’の付勢に逆らって押し、余分な潤滑油が調圧排油通路23’を通じて排油管2b’へ排出されるのである。
また、過給機からの戻り油は、図17に示すように、過給機用潤滑油戻り管85を通じて、自重によりシリンダブロック2’内へ案内されていた。
【0013】
まず、従来の潤滑油調圧弁の設置場所では、潤滑油メインギャラリ自体の潤滑油を調圧しているのではなくその周辺部の潤滑油を調圧しているので、反応速度などの調圧性能がある程度までしか得られなかった。また、潤滑油メインギャラリから潤滑油調圧弁までの専用通路などを設ける必要があり、部品点数が増加したり、設置スペースが大きくなってしまっていた。
【0014】
また、従来の潤滑油調圧弁の構成では、過給機用潤滑油管を設置する場所の確保が難しい場合は、強引に配管しなければならず、自重のみを利用している戻り管にとっては、配管が複雑になったり長くなったりして、潤滑油の戻り性能が悪くなる恐れがあった。
【0015】
本構成は、シリンダブロック2の正面下部に潤滑油調圧弁21を固設し、該潤滑油調圧弁21の調圧部21aはシリンダブロック2内の潤滑油メインギャラリ2aと連通し、潤滑油調圧弁21の排油部21bはシリンダブロック内クランク室と連通し、該潤滑油調圧弁21は摺動自在に配設したバルブ25を配置し、該バルブ25は、バネ受け27との間に介装したバネ26によって入口部29a側に付勢され、前記潤滑油メインギャラリ2a内の潤滑油の圧力が一定値よりも高くなると、潤滑油メインギャラリ2aから入口部29aへ達していた潤滑油がバルブ25を押し、余分な潤滑油が調圧排油通路23を通じてシリンダブロック2内へ排出されるよう構成し、該潤滑油調圧弁21の機構内に、前記調圧排油通路23に併置して過給機潤滑油戻り通路24を穿設し、過給機5からの戻り油が、過給機潤滑油戻り管22を介して、該過給機潤滑油戻り通路24に供給され通過し、シリンダブロック2内へ排出されるべく構成し、該調圧排油通路23及び過給機潤滑油戻り通路24の形状を、併置した調圧排油通路23を通過する潤滑油の流れにより、過給機潤滑油戻り通路24の出口付近に負圧が発生し、該過給機潤滑油戻り通路24に吸引力が生じる形状とし、該過給機5からの戻り油の吸引効果を奏するように構成したものである。
【0016】
まず、本構成の潤滑油を調圧する潤滑油調圧弁21のシリンダブロック2への設置構造について説明する。
図1において、潤滑油調圧弁21はシリンダブロック2の正面下部に固設されている。該潤滑油調圧弁21の調圧部21aはシリンダブロック2内の潤滑油メインギャラリ2aと連通し、排油部21bはシリンダブロック内クランク室と連通している。
また、過給機5からの戻り油が過給機潤滑油戻り管22を通じて、潤滑油調圧弁21内に案内されている。
【0017】
図2において、潤滑油調圧弁21について説明する。
潤滑油調圧弁21の本体29内に、左右に摺動自在に配設したバルブ25が、該バルブ25と調整ボルト28に嵌装したバネ受け27との間に介装したバネ26によって入口部29a側に付勢されている。
そして、調圧するべき潤滑油、即ち潤滑油メインギャラリ2a内の潤滑油の圧力が一定値よりも高くなると、潤滑油メインギャラリ2aから入口部29aへ達していた潤滑油がバルブ25をバネ26の付勢に逆らって押し、余分な潤滑油が調圧排油通路23を通じてシリンダブロック2内へ排出されるよう構成している。
【0018】
また、前記過給機潤滑油戻り管22の先端は、過給機潤滑油戻り通路入口24aと接続され、過給機5から過給機潤滑油戻り管22を通じて潤滑油調圧弁21内に案内された戻り油は、過給機潤滑油戻り通路24を通ってシリンダブロック2内へ排出されるのである。
この場合に、過給機5からの戻り油が円滑にシリンダブロック2内まで流れ排出されるように、調圧排油通路23及び過給機潤滑油戻り通路24の形状を、過給機潤滑油戻り通路24に吸引力が生じるような形状に形成している。
即ち、調圧排油通路23を通過する潤滑油の流れにより、過給機潤滑油戻り通路24の出口付近に負圧を発生させ、その結果戻り油がシリンダブロック2内の方向へ吸引されるのであるが、このような効果を引き出す形状に、調圧排油通路23及び過給機潤滑油戻り通路24を形成しているのである。
【0019】
以上のように、潤滑油調圧弁21を潤滑油メインギャラリー2aに直接接続して設置したので、正確な調圧ができることとなり、調圧性能の向上を図ることができ、ひいてはエンジン自体の性能向上及び信頼性向上を図ることができた。その上、部品点数を削減することができ、省スペース化が図れた。
【0020】
また、潤滑油調圧弁21に過給機潤滑油戻り管22を連結して、調圧排油通路23及び過給機潤滑油戻り通路24の形状を、過給機潤滑油戻り通路24に吸引力が生じるような形状に形成したので、過給機潤滑油戻り管22がコンパクトに設置でき省スペース化が図れ、潤滑油の戻り性能の向上を図ることができた。
【0021】
また、従来の潤滑油濾し器はシリンダブロック内の潤滑油メインギャラリに直接は設置しておらず、油圧検出器や油温検出器などが付設されていなかったため、これらの油圧、油温検出器などは潤滑油濾し器とは独立して配置され、配管などで連結していた。
例えば図17に示すように、潤滑油濾し器31’は2個のエレメント32’・32’を備え、切換え弁35’を有していた。そして、配管81・82などにより、潤滑油濾し器31’とは別の場所に独立して設置された油圧、油温検出器などを、潤滑油濾し器31’と連結していた。
【0022】
また、従来の潤滑油濾し器では、様々な機器を取付ける余剰スペースのない機関においては、油圧検出器や油温検出器などを潤滑油濾し器から独立して設置するのは困難であり、配管が複雑で部品点数も多かった。
その上、潤滑油メインギャラリの油温や潤滑油濾し器内の差圧などを、実際に検知したい場所から離れた位置で検知しているため、実際の値を検知しているとは言い難かった。
【0023】
また、潤滑油濾し器をシリンダブロックの潤滑油メインギャラリに直接取付け、該潤滑油濾し器に逆洗機能付き切換弁、油温計、差圧警報装置、測温抵抗体、濾過前油の取り入れ口及び濾過後油の取り出し口を設けたことである。
【0024】
次に、潤滑油濾し器31について、図3ないし図6により説明する。
図3において、潤滑油濾し器31は、2個のエレメント32・32を有し、逆洗機能を備えた切換え弁35が配設されている。即ち、該切換え弁35を操作して洗浄弁39を開くことにより、潤滑油をエレメント32内のみで逆流させてエレメント32を洗浄し、洗浄後の潤滑油をパイプ91から排出することができるのである。
【0025】
また、図4、図5において、潤滑油濾し器31への潤滑油の出入口は、シリンダブロックに直接取付けられており、シリンダブロック2内の潤滑油通路2cと濾過前潤滑油通路41とが連通し、潤滑油メインギャラリ2aと濾過後潤滑油通路40とが連通している。汚れた潤滑油は、潤滑油通路2cから濾過前潤滑油通路41に侵入し、エレメント32を通過して汚れが取り除かれ、濾過後潤滑油通路40を通過して潤滑油メインギャラリ2aへ戻るのである。
【0026】
潤滑油濾し器31には差圧警報装置36を配設し、濾過後潤滑油通路40から分岐した差圧計測用枝管40aと、濾過前潤滑油通路41から分岐した差圧計測用枝管41aとが、該差圧警報装置36に連通している。この差圧警報装置36により、濾過前後の潤滑油の差圧を検知することができ、差圧が設定値以上に達すると電気信号を発生してアラームなどに使用できるよう構成している。
【0027】
前記濾過後潤滑油通路40には、油温計37と測温抵抗体38とを挿入して、濾過後潤滑油通路40内の潤滑油の温度を計測可能にしている。濾過後潤滑油通路40は潤滑油メインギャラリ2aと直接接続して連通しているので、濾過後潤滑油通路40内の潤滑油の温度と潤滑油メインギャラリ2a内の潤滑油の温度とはほぼ等しく、濾過後潤滑油通路40内の潤滑油の温度を計測することで、潤滑油メインギャラリ2a内の潤滑油の温度を正確に検知することができるのである。
また、測温抵抗体38から電気信号を発生するように構成しており、この電気信号をアラームなどに利用することができる。
【0028】
濾過後潤滑油通路40に濾過後潤滑油出入口33aを設け、該濾過後潤滑油出入口33aに管継手33を介して外部配管を接続することで、濾過後潤滑油を潤滑油濾し器31から出入りさせ、例えばピストンポンプ用の潤滑油などに使用することができる。
さらに、濾過後潤滑油通路40に濾過後潤滑油出口42aを設け、該濾過後潤滑油出口42aに逆止弁付き管継手42を連結して外部配管を接続し、濾過後潤滑油を例えば過給機5などに供給することができる。
【0029】
また図6において、濾過後潤滑油通路40bの外周に配設した濾過前潤滑油通路41bに濾過前潤滑油入口34aを設け、該濾過前潤滑油入口34aに管継手34を介して外部配管を接続することで、濾過前の潤滑油を潤滑油濾し器31に導き、エレメント32に通して濾過し、エンジンへ供給することができる。例えば、潤滑油プライミングなどに適用することができる。
このように潤滑油濾し器31を構成したので、潤滑油メインギャラリ2aの潤滑油温度を正確に検知することができ、部品点数の削減や省スペース化が図れた。
【0030】
また従来、潤滑油冷却器は、本体をシリンダブロックにボルトなどで取付け、シリンダブロック内の冷却水通路と潤滑油冷却器の冷却水出入口とは冷却水管などによって間接的に連結していた。
図17、図19に示すように、潤滑油冷却器66’の本体をボルト68・68・・・によりシリンダブロック2’に取付け、該潤滑油冷却器66’の冷却水出入口67’・67’は、ゴムホース87・87によって、冷却水管88・88と連結されていた。
【0031】
また、従来のように潤滑油冷却器をシリンダブロックに取付けると、潤滑油冷却器の本体をシリンダブロックに取付けるときと、冷却水管をシリンダブロックに取付けるときの、2回のシリンダブロックへの取付け作業を行なう必要があり、手間がかかる上に大きなスペースを要していた。
また、潤滑油冷却器を、シリンダブロック内の冷却水通路出入口部に直接的に、冷却水導管を介して取付けたことである。
【0032】
次に、潤滑油冷却器66のシリンダブロック2への取付け機構を図12ないし図16を用いて説明する。
潤滑油冷却器66の左右端には冷却水導管67・67が固設され、該冷却水導管67・67がボルト68・68・・・によりシリンダブロック2に取付けられ、これにより潤滑油冷却器66もシリンダブロック2に固設されることとなる。冷却水導管67・67は、シリンダブロック2内の冷却水通路75・75と連通しており、潤滑油冷却器66内への冷却水の出入りを可能としている。
【0033】
このようにして取付けた潤滑油冷却器66内には、冷却水通路75を流れる冷却水が冷却水入口67aから侵入し、潤滑油冷却器66内に多数横設された細管92・92・・・を通過して、冷却水出口67bから冷却水通路75へ戻るのである。
一方、潤滑油は潤滑油入口69から潤滑油冷却器66内に侵入し、コア入口70から細管92・92・・・が多数配設されたコア72内に入り、冷却水の流れとは逆方向に蛇行してコア72内を流れて冷却され、コア出口71から出て潤滑油出口へ至り、シリンダブロック2の潤滑油通路2cヘ戻るのである。
【0034】
以上のように、シリンダブロック2に冷却水導管67・67を固設することで、潤滑油冷却器66を取付けるとともに、該冷却水導管67・67と冷却水通路75・75とを連通させたので、冷却水経路の簡素化や取付け工数の低減、また部品点数の削減を図ることができた。
【0035】
【発明の効果】
本発明は、シリンダブロック2に燃料噴射ポンプを駆動する為の燃料噴射ポンプ駆動ケース51を固設し、該燃料噴射ポンプ駆動ケース51の上部の取付座51bに遠心式潤滑油濾し器50を固定し、該燃料噴射ポンプ駆動ケース51は、ベアリング48を介して燃料噴射ポンプ駆動軸46を軸支し、該燃料噴射ポンプ駆動軸46の一端には燃料噴射ポンプ駆動ギア45を設け、該燃料噴射ポンプ駆動ギア45は、前記燃料噴射ポンプ駆動ケース51に付設されたギアケース10に内蔵され、潤滑油はシリンダブロック2内に穿設された孔53から、潤滑油管52を通じて遠心式潤滑油濾し器50に供給されてロータ62を回転させ、該遠心式潤滑油濾し器50にて濾過された後、入口孔51cから燃料噴射ポンプ駆動ケース51内に侵入し、前記燃料噴射ポンプ駆動ケース51内のベアリング48及び燃料噴射ポンプ駆動ギア45に注油して、潤滑油出口51dからギアケース10内へ戻すように構成したので、高い剛性が得られ、遠心式潤滑油濾し器の取付部及び潤滑油管の振動による破損を防止することができた。
また、濾過後の潤滑油を燃料噴射ポンプ駆動ケース内のベアリングなどの注油に利用したので安定した注油量が確保でき、燃料噴射ポンプ駆動軸を軸支している燃料噴射ポンプ駆動ケースの信頼性及び耐久性の向上を図ることができた。
また、本願は燃料噴射ポンプ駆動ケースへの構成を説明したが、その他の軸受け装置、例えば冷却水ポンプ駆動装置などの、駆動軸と軸受けとを有するものであれば、同等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本構成の潤滑油調圧弁を取付けたエンジンを示す部分背面図である。
【図2】 同じく潤滑油調圧弁を示す断面図である。
【図3】 本構成の潤滑油濾し器を示す正面図である。
【図4】 同じく側面断面図である。
【図5】 同じく正面断面図である。
【図6】 同じく平面断面図である。
【図7】 遠心式潤滑油濾し器の取付け状態を示す正面図である。
【図8】 同じく側面図である。
【図9】 燃料ポンプ駆動ケースの平面図である。
【図10】 同じく正面断面図である。
【図11】 遠心式潤滑油濾し器の構成を示す斜視図である。
【図12】 潤滑油冷却器のシリンダブロックへの取付け状態を示す背面図である。
【図13】 同じく平面図である。
【図14】 潤滑油冷却器を示す正面断面図である。
【図15】 同じく図14におけるA−A断面図である。
【図16】 同じく図14におけるB−B断面図である。
【図17】 従来の潤滑油管装置を示す背面図である。
【図18】 従来の潤滑油調圧弁を示す断面図である。
【図19】 従来の潤滑油冷却器のシリンダブロックへの取付け状態を示す背面図である。
【符号の説明】
2 シリンダブロック
2a 潤滑油メインギャラリ
10 ギアケース
21 潤滑油調圧弁
23 調圧排油通路
24 過給機潤滑油戻り通路
31 潤滑油濾し器
35 切換え弁
36 差圧警報装置
37 油温計
38 測温抵抗体
40 濾過後潤滑油通路
41 濾過前潤滑油通路
48 ベアリング
50 遠心式潤滑油濾し器
51 燃料噴射ポンプ駆動ケース
66 潤滑油冷却器
67 冷却水通路
75 冷却水導管

Claims (1)

  1. シリンダブロック2に燃料噴射ポンプを駆動する為の燃料噴射ポンプ駆動ケース51を固設し、該燃料噴射ポンプ駆動ケース51の上部の取付座51bに遠心式潤滑油濾し器50を固定し、
    該燃料噴射ポンプ駆動ケース51は、ベアリング48を介して燃料噴射ポンプ駆動軸46を軸支し、該燃料噴射ポンプ駆動軸46の一端には燃料噴射ポンプ駆動ギア45を設け、該燃料噴射ポンプ駆動ギア45は、前記燃料噴射ポンプ駆動ケース51に付設されたギアケース10に内蔵され、
    潤滑油はシリンダブロック2内に穿設された孔53から、潤滑油管52を通じて遠心式潤滑油濾し器50に供給されてロータ62を回転させ、該遠心式潤滑油濾し器50にて濾過された後、入口孔51cから燃料噴射ポンプ駆動ケース51内に侵入し、前記燃料噴射ポンプ駆動ケース51内のベアリング48及び燃料噴射ポンプ駆動ギア45に注油して、潤滑油出口51dからギアケース10内へ戻すように構成したことを特徴とする内燃機関の潤滑油管装置。
JP03094697A 1997-02-14 1997-02-14 内燃機関の潤滑油管装置 Expired - Fee Related JP3836927B2 (ja)

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