JP3966558B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、複数のシリンダが収容された機関本体ブロックと、機関に接続される少なくとも１つの補助装置を備えた内燃機関に関する。このような内燃機関は普通一般に知られている。
内燃機関、特に、比較的少量だけ製造される非常に大型の機関において生じる問題は、その形状・構成が使用目的に大きく依存することがよくあることである。従って、定置状態で使用するための内燃機関、たとえば動力プラントでの動力源として使用するための内燃機関に対していろいろ要求がなされるが、これらの要求は、例えば船舶等の推進のために使用される内燃機関への要求と異なっているのである。ここでは特に補助装置の設置方法が大きく異なる可能性がある。
従って、所謂ＤＰＰ（ディーゼル・パワー・プラント）における静止つまり定置発電機を駆動するために用いられる例えば大型ターボディーゼル機関の場合、１つ以上のターボ圧縮機と、段間冷却器とによって形成される過給機ユニットは、普通、発電機空間の縁に近接して設置する必要がある。なぜならば、その空間に排気装置が設置されるからである。それと同時に、動力が取り出される可能性のある内燃機関のはずみ車側を、逆に、発電機が設けられるであろう空間の真ん中の方へ向けることが望まれている。しかしながら、同様の内燃機関を船舶の推進用に用いたときには、一般には、過給機ユニットも内燃機関のはずみ車側も両方とも後ろ側へ向けるのが望ましい。というのは、排気装置もプロペラシャフトも船舶の後部に位置しているからである。冷却液や潤滑油等の運転流体を内燃機関内で循環させるために用いられるポンプ群は、定置状態での使用の場合には、発電機空間の外側付近に設置しなければならないことがしばしばある。というのは、外部冷却ユニットはしばしば発電機空間の外側に設けられるからである。一方、それとは異なり、推進の目的のためには、ポンプ群は、修理作業という観点から容易にアクセス可能でなければならず、内燃機関の前部に設けられなければならない。
このような内燃機関の形状・配置に対する異なる要求の結果、非常に多大な努力と、構成部品を種々変えることとによってのみ、定置使用に適した内燃機関を推進用の内燃機関に変換し得ることになる。これはさらに、内燃機関の製造の早い段階から最終使用目的を知っておく必要があり、従って、受け渡し期間をかなり長引かせるということを意味している。そのような内燃機関の製造コストは、非常に多くの異なる構成部品によって非常に増大する。
従って、本発明は、より簡単かつより低価格で製造することができる上述の種類の内燃機関を提供することを目的とする。この目的は、本発明によって次のように達成される。即ち、機関本体ブロックは、少なくとも２つの異なった箇所に実質上同一の接続部材を有し、この接続部材上に少なくとも１つの補助装置が配置されている。機関本体ブロック上の異なった箇所に接続部材を配置することによって、必要な補助装置は、内燃機関の組立の極めて遅い段階で、内燃機関上の所望の箇所に簡単に取り付けることができる。その結果、製造過程は、相当に合理化することができる。さらに、内燃機関をその寿命の途中で他の用途のために容易に改造することができる。
各接続部材は、少なくとも２組の接続点を有し、上記内燃機関は、上記接続点の１組と夫々協働する少なくとも２つの異なる補助装置を備えるのが好ましい。
上記接続点には、内燃機関のための運転流体を供給，排出するための導管を備えることができる。上記接続点の少なくとも幾つかは、閉鎖可能にすることができ、上記運転流体の流れ方向を制御するための手段を、上記導管内に配置することができる。かくて、上記補助装置は、例えば冷却回路または潤滑油回路などの内燃機関を貫流する運転流体の回路内に簡単に合体することができ、補助装置の位置が異なっても、同じ条件で使用することができる。
上記導管を上記機関本体ブロックおよび補助装置内に配置すれば、内燃機関の外面は、例えばサービス作業や点検作業のために容易に近づける状態に維持される。ここで、組立技術上の考慮から、上記導管および接続点の少なくとも幾つかを、単一の鋳物内に合体せしめることが推奨される。これによって、幾つかの接続作業が、著しく削減される。
近づきやすさの理由から、上記鋳物は、上記機関本体ブロックに固定される蓋を形成するのが好ましい。この蓋は、互いに対向して設けられ、かつ上記機関本体ブロックに接して置かれる前面と背面を備えることができ、この背面は、上記機関本体ブロック内の上記導管に接続するための開口を有し、これらの開口は、上記蓋内に設けられた流路によって互いに連通される。上記蓋が、上記機関本体ブロックの１つの外端部に取り付けられ、上記流路が、実質上鞍の形状をなして延在するとともに、上記機関本体ブロック内に配置されたクランク軸の軸受を取り囲めば、コンパクトな内燃機関が得られる。
容易にサービスすることができる内燃機関を得るために、上記蓋を、ポンプの蓋とし、少なくとも上記前面が、外部導管および／またはポンプに接続するための開口をもち、これらの開口が、上記蓋内に設けられた流路によって互いに連通、あるいは上記背面内の開口に連通するようにすることができる。上記蓋の背面および／または前面内の上記開口の少なくとも幾つかを、閉鎖可能にし、運転流体の流れの方向を制御するための弁を、上記流路の少なくとも１つに配置すれば、上記蓋は、比較的少ない変更でもって、外形が異なる内燃機関への使用にも適合させることができる。
上記蓋は、上記前面と上記背面の間にこれらと実質上平行に配置された少なくとも１つの隔壁を有するのが好ましい。かくて、上記流路は、蓋内の隔壁で分離された層として配置でき、これにより蓋の構造が非常に簡素化される。
上記シリンダを、Ｖ型に配置すれば、上記接続部材を、上記機関本体ブロックの外端部に位置させることができる。逆に、上記シリンダを、直線状に配置すれば、上記接続部材の少なくとも幾つかを、上記機関本体ブロックの側面に位置させるのが好ましい。
補助装置として少なくとも１つの過給機ユニットおよび少なくとも１つの潤滑油ユニットを配置することができる。
上記過給機ユニットを、上記接続部材の１つに固定し、かつ少なくとも１つのターボ圧縮機を支持するための台座を備え、この台座内に、上記ターボ圧縮機を上記機関本体ブロック内の導管に接続する流路を配置すれば、内燃機関の柔軟性が増大する。かくて、機関本体ブロックを大きく変更することなく、内燃機関を過給するために、異種のターボ圧縮機を使用することができる。製造技術上の考慮から、上記台座を単一の鋳物として具体化し、この鋳物内に上記流路を設けることが推奨される。上記台座は、上記内燃機関の冷却系に接続される少なくとも１つの熱交換器を備えることができ、この熱交換器は、上記鋳物内に取り外し可能に配置されるモジュールを形成するのが好ましい。
上記潤滑油ユニットは、上記内燃機関の冷却系に接続される少なくとも１つの熱交換器と、この熱交換器と直列に設けられる少なくとも１つのフィルタ要素とを備えるのが好ましい。上記潤滑油の温度を最適に制御するために、上記潤滑油ユニットは、上記熱交換器に沿って延在し、かつ制御可能な弁によって閉鎖できるバイパスラインを更に備えるのが好ましい。上記潤滑油ユニットの封鎖を防止するために、潤滑油ユニットは、互いに独立に切り換えることができる複数のフィルタ要素が並列に設けられているのが好ましい。かくて、フィルタリング能力は、潤滑油の汚れ具合に適合せしめられ、さらにフィルタ要素は、内燃機関の運転中に取り替えることができる。上記潤滑油ユニットの構造を簡素化するために、潤滑油ユニットは、上記機関本体ブロックの上記接続部材と協働する少なくとも２つの実質上同一の取付部材を備えるのが好ましい。かくて、潤滑油ユニットは、機関本体ブロック上に異なった方法で取り付けることができ、これにより、潤滑油ユニットを流れる流れの方向は、常に同じになる。
上記過給機ユニットに接続するための排気ガス管系を、補助装置として更に配置することができ、その際、配置用の接続部材は、上記シリンダに関して対称に配置される。このようにして、過給機ユニットと潤滑油ユニットは、定置機関から推進機関へ切り換える場合、簡単に位置を交換することができ、その際、排気ガス系は半回転せしめられる。対称性を考慮して、上記機関本体ブロックは、その一方の外端部にカム軸駆動を収容するための空間を有するならば、この空間に対応する突出部を他方の外端部に有することができる。
本発明は、夫々が上述の内燃機関に用いることを意図した機関本体ブロック、鋳物として具体化された蓋、過給機ユニット、潤滑油ユニット、および排気ガス管系に更に関する。
最後に、本発明は、内燃機関を製造する方法に関し、この製造方法は、機関本体ブロックを製造し、この機関本体ブロック上の少なくとも２つの異なる箇所に実質上同一の接続部材を配置し、上記内燃機関の用途を決定し、この用途に応じて補助装置を上記接続部材の少なくとも１つに接続する手法である。
図１は本発明の第１実施形態に係る推進ユニットとして使用するための内燃機関の分解された部分を含む斜視図である。
図２は定置状態で使用されることを意図した内燃機関の図１に相当する図である。
図３は図１の内燃機関における運転流体の流路を示す概略斜視図である。
図４は図２の内燃機関における流れを示す図３に相当する図である。
図５は図１の矢印Ｖ方向の詳細斜視図である。
図６は図２の矢印VI方向の詳細斜視図である。
図７は取り外されたポンプカバーの斜視図である。
図８は図７の矢印VIII方向からの推進ユニットとして使用するための内燃機関のポンプカバーの一部破断正面図である。
図９は図１１のIX−IX線断面図である。
図１０は図１１のＸ−Ｘ線断面図である。
図１１は図１０の〓−〓線断面図である。
図１２は図９の矢印〓−〓方向の一部断面平面図である。
図１３，１４，１５は定置使用のための内燃機関のポンプカバーの図８，９，１０に相当する断面図である。
図１６は図５のＸVI−ＸVI線に沿って切断した潤滑油ユニットの断面図である。
図１７は図１６の矢印ＸVII方向から見た潤滑油ユニットの一部破断側面図である。
図１８は過給機ユニットの分解された部分を含む斜視図である。
図１９は図１８の矢印ＸIX方向から見た過給機ユニットの一部破断平面図である。
図２０は図１９のＸＸ−ＸＸ線断面図である。
図２１は図１９のＸ〓−Ｘ〓線断面図である。
図２２は取り外された端カバーの図１の矢印Ｘ〓方向の斜視図である。
図２３は図２２の矢印ＸＸIII方向の上記端カバーの一部破断正面図である。
図２４は図２２のＸＸIV−ＸＸIV線断面図である。
図２５および２６は定置使用のための内燃機関で用いるための端カバーの図２３および２４に相当する図である。
図２７は推進ユニットとして使用するための本発明の内燃機関の第２実施形態の斜視図である。
図２８は定置使用のための内燃機関の図２７に相当する図である。
内燃機関１（図１）には、機関本体ブロック２が設けられ、その中には複数のシリンダ（図示せず）が収容されている。Ｖ字形に配置されたシリンダには、それぞれシリンダヘッドが設けられている。このシリンダヘッドは、バルブカバーによって覆われ、吸気導管４と排気ガス導管５がシリンダヘッドに接続されている。出口５は全て、断熱ハウジング６の中にある集合排気ガス導管系に繋がる。内燃機関１には、そのクランクシャフト（図示せず）上に配置されたフライホイール７とハウジング８とが、一端ＦＳに設けられている。ハウジング８内にはカムシャフトのための駆動機構が収容され、そのカムシャフトはクランクシャフトによって作動される。内燃機関１には、フライホイール（はずみ車）７の反対側に配置された外端部ＰＳに、ポンプカバー９が設けられている。ポンプカバー９の中には、オイルポンプ１０と、低温冷却水ポンプ１１Ｌと、高温冷却水ポンプ１１Ｈが配置されている。ポンプカバー９は、機関本体ブロック２の張り出し部分１２の下に一部分配置されている。この張り出し部分１２はハウジング８の寸法と一致する寸法をもつ。このようにして、機関本体ブロック２は、直線Ｓに対して事実上対称であることが達成されている。これによって、その上の断熱ハウジング６を２つの異なる位置に置くことが可能になる。
さらに、内燃機関１には過給機ユニット１３が設けられ、過給機ユニット１３は２機のターボ圧縮機と、それらに接続された所謂台座１５からなる。台座１５内には、なかんずく熱交換器または段間冷却器が配置されている。反対側ＰＳには、潤滑油ユニット１６が内燃機関に設けられていて、この潤滑油ユニット１６は１以上の冷却回路と濾過（フィルタ）回路とサーモスタットとを収容している。機関本体ブロック２は、外端部ＦＳとＰＳに、夫々２つの実質的に同一な接続部１７，１８をもっており、夫々に過給機ユニット１３と潤滑油ユニット１６とが配置され得る。このために、過給機ユニット１３の台座１５は、一致する接続面２４をもっている。一方、潤滑油ユニット１６は２つの実質的に鏡像のごとく対称な接続面２３をもっている。排気ハウジング６は、流出端Ｅが過給機ユニット１３に向けられている。また、排気ハウジング６の中に配置された二重排気ガス導管系の外端部２２（図２）は、ターボ圧縮機１４の連結部２１に接続される。排気ハウジング６は、その中で排気ガス導管系の同一接続部に配置され、同一接続部は直線Ｓに対して対称に配置される。内燃機関１の図示された実施の形態は、過給機ユニット１３が内燃機関１のフライホイール側ＦＳに配置され、潤滑油ユニット１６が反対側であるポンプ側ＰＳに配置されるので、推進ユニットとして船舶に組み込むのに適している。
同様の内燃機関１が、定置駆動装置として、例えば発電機用に使用されねばならないとき、過給機ユニット１３はフライホイール側ＦＳではなく、ポンプ側ＰＳに配置されるのが望ましい（図２）。そのとき、潤滑油ユニット１６はフライホイール側ＦＳに配置され得る。そのとき、過給機ユニット１３は、その台座１５の接続面２４が内燃機関１の接続部１８に対向するように配置される。一方、潤滑油ユニット１６は、その接続面２３が内燃機関１のもう一つ側の接続部材１７に対向するように置かれる。排気ハウジング６は、この中で半回転ほど回転させて、排気ガス導管１９と２０の同一接続部に再び固定される。これによって、排気ガスは、フライホイール側ＦＳではなく、ポンプ側ＰＳに流れる。
通常のように、内燃機関１は冷却系と潤滑油系とをもつ。このために、複数の導管が機関本体ブロック２に配置される。また、冷却および潤滑油系に補助装置が含まれるために、接続部材には、補助装置内に存在する導管用の接続点が設けられている。そして、これらの接続点は、内燃機関内に存在する冷却および潤滑油系の導管に接続される。これらの導管は、内燃機関の組立の作業をできるだけ簡単にするために、可能な限り機関本体ブロック２内に配置される。好ましくは、導管の一部と接続点は、各々の場合、単一の鋳造品に統合される。これによって、組立作業はさらに限定される。異なる補助装置が異なる場所に配置されて、異なる構造の内燃機関に使用するのに適している鋳物を作るために、少なくとも幾つかの接続点が閉鎖される。一方、導管にはそれを通って流れ方向を制御するための手段が設けられている。これは図３と図４に見られる。図３と図４には、冷却液と潤滑油の流れの経路が、推進のために使用されている図１の内燃機関と、定置配置の図２の内燃機関に対して示されている。
推進内燃機関（図３）の場合は、潤滑油は、ポンプカバー９の部分を形成している潤滑油ポンプ１０によって、導管２５を経由して、潤滑油ユニット１６の接続点２６まで導かれる。潤滑油ユニット１６内では、潤滑油の一部は、サーモスタットで制御されたタップ２７によって案内され、回路２８を経由して熱交換器３７を通り、そこで冷却される。一方、残りの潤滑油は、冷却された潤滑油と共に回路２８からフィルタ２９を通って流れ、次に接続部３０で潤滑油ユニット１６を出る。そこから、潤滑油はポンプカバーの外側にある導管６２を通って、接続部３１に流れる。次に、潤滑油は、ポンプカバー９の中に合体されている導管５０と導管５０に接続されたエルボとを通って、接続部５１に達する。濾過され，冷却された潤滑油は、そこから、カート６０を通って機関本体ブロック２の中を走行している導管５６を経て導かれ、内燃機関の異なる運動部分を潤滑する。この潤滑油は、最終的にはカート６０に集められ、そこから潤滑油ポンプ１０によって再び汲み上げられる。
潤滑油ユニット１６を通る潤滑油の流れは、より詳細には図１６に示される。図１６では、潤滑油ユニット１６は、熱交換器３７とフィルタ２９とが配置されたハウジング６１をどのように構成しているかが分かる。ここにおける熱交換器は、２つのパイプのパッケージを備え、パッケージの各々は複数の平行なチューブ６３によって形成されている。上記チューブ６３は、端フランジ６４の間に配置され、上記チューブ６３を通って、冷却液が流れる。チューブ６３はさらに冷却フィン６５によって相互に接続されている。これらの冷却フィン６５は、冷却用の潤滑油の流れの流路を形成している。パイプパッケージ６３は、熱交換器の２つのチャンバ６６と６７に配置されている。これらのチャンバは、隔壁６８によって相互に分離されている。隔壁６８には、通過開口６９がある。パイプパッケージ６３は、接続流路７０によって相互に連結されている。接続流路７０は、ハウジング６１上に配置されたカバー８８によって境界を画されている。このカバー８８によって、サービスや交換のために熱交換器の構成部品に容易に近づくことができる。濾過および／または冷却のための油は、接続部２６を経て、潤滑油ユニット１６のハウジング６１の中に流れる。調整可能なバルブ、図示の実施の形態ではサーモスタット制御のタップ２７の位置は、どの部分の潤滑油が通路開口７３を経由してフィルタ２９に直接流れるか、どの部分が、熱交換器３７の入口開口２６と出口開口３８の回りに広がる流路７１を経て、チャンバ６７に導かれるかを決定する。チャンバ６７内の潤滑油は、パイプパッケージ６３に沿って冷却フィン６５の間を流れ、チューブ６３を流れる冷却液によって冷却される。続いて、潤滑油は隔壁６８の開口６９を通ってチャンバ６６に流れ、チャンバ６６ではパイプパッケージ６３に沿って再び流れ、こうして潤滑油はさらに冷却される。次に、潤滑油は開口７２を経て熱交換器３７を出て、サーモスタットで制御されるタップ２７に沿って流れて、フィルタ２９に至る。
このフィルタ２９は、同様にハウジング７４を備え、ハウジング７４内には、壁８９によって相互に分離された複数の受入空間８２が配置されている。環状のフィルタ要素７５は、受入空間８２の各々に配置されている。受入空間８２は、カバー８１によって夫々閉鎖される。濾過するために、潤滑油はタップ２７から空間７６を経て流路に流れる。上記空間７６は閉鎖要素７７によって閉鎖できる。上記流路はフィルタ要素７５に沿って広がり、夫々分岐ライン７８，７９，８０を経てフィルタ要素７５に接続されている。続いて、潤滑油は半径方向に流れ、フィルタユニット７５を通って、フィルタユニット７５と隔壁８９の間の空間に流れる。濾過された潤滑油は、そこから収集流路８４（図１７）に流れ、そこから潤滑油はドレン開口３０に流れる。濾過空間８２を収集流路８４に連結する流路８３と８５は、夫々別々に閉鎖できる。このため、フィルタ２９は３つの弁８６（ここではその内の２つだけが示されている）を備え、これらの弁８６は制御ロッド８７の変位によって別々に操作され得る。３つの弁８６の１つは、制御ロッド８７を変位させることによって望み通りに閉鎖され得る。これによって、フィルタ要素７５は、もはや濾過回路の一部を形成しない。例えば、カバー８１を取り除くことによって、このフィルタ要素をフィルタハウジング７４から取り外すことができ、フィルタ要素を洗浄あるいは交換できる。弁８６と制御ロッド８７は、３つの弁８６が全部同時に閉鎖できないように形成されている。内燃機関を通る潤滑油回路の意図されていない中断は、このようにして常に防止される。同じ理由で、フィルタ要素７５に至る空間７６が閉鎖されるような位置を閉鎖要素７７がとると、供給空間７６をドレイン開口３０に直接接続しているバイパス流路９０が、同時に開かれるように、閉鎖要素７７は具体化されている。
内燃機関がＤＤＰ（デイーゼル・パワー・プラント）配置において据え付け（定置）内燃機関として使用されるとき、潤滑油ユニット１６は内燃機関のフライホイール側ＦＳに位置される（図４）。従って、潤滑油は、潤滑油ポンプ１０によってポンプ側ＰＳからフライホイール側ＦＳに送られなければならない。このために、ポンプ１０は外部導管５２に接続され、この外部導管５２は、接続部３１の位置で、図３で既に示され，ポンプカバー９の中に合体されている導管５０の一部に入れ替わっている。潤滑油は、ポンプカバー９の下側で同じようにその中で機関本体ブロック２の横方向に合体されている導管５３を経て送られ、最終的には外部導管を経て接続部４７に導かれる。そこから、潤滑油は、カート６０を貫いて内燃機関のフライホイール側ＦＳに至る導管４６を通って導かれる。そして、潤滑油は、フライホイール側ＦＳで横の導管５４と垂直な導管５５を経て、潤滑油ユニット１６の接続部２６に導かれる。ここにおいて、潤滑油は、上述したのと同じ冷却回路と濾過回路を通る。ここで注目すべきことは、潤滑油ユニット１６の姿勢は、例えば排気ハウジング６あるいは過給機ユニット１３とは違って、両方の場合とも同じであるということである。従って、このユニットは、別の接続部に固定されるとき、半回転の回転は行われない。濾過および冷却された潤滑油は、潤滑油ユニット１６から、垂直導管４４と角度ピース４５と、カート６０を通る導管５６とを経て導かれる。ここから、潤滑油は内燃機関の運動部分に沿って導かれる。
低温系と高温系という２つの別の系が冷却液のために存在する。図３の推進内燃機関の場合、低温冷却系は低温冷却水ポンプ１１Ｌによって作動される。低温冷却水ポンプ１１Ｌは、冷却水をタップ３２を経て導管３３に汲み上げる。冷却液は、導管３３を通って機関本体ブロックのポンプ側ＰＳからフライホイール側ＦＳに導かれる。そのフライホイール側ＦＳでは、冷却液は、過給機ユニット１３の台座１５に配置された熱交換器３４を通り流れる。熱交換器３４は、所謂段間冷却器９６の第２段を形成する。この段間冷却器９６では、空気密度を増し、これと共に吸気の酸素量を増加するために、ターボ圧縮機１４によって圧縮された吸気が、約２００℃から約５０℃に冷却される。続いて、熱交換器３４から、冷却液が導管３５を通って内燃機関のポンプ側ＰＳに還流する。潤滑油は、ポンプカバー９に入る導管５７と短かな外部エルボを経て、潤滑油ユニット１６の接続部３６に案内される。潤滑油ユニット１６において、冷却液は熱交換器３７を通って流れ、その熱交換器３７では潤滑油が回路２８で冷却される。次に、冷却液は、接続点３８と、部分的にポンプカバー９に入る導管とを経由して、タップ３２に至り、続いてサーモスタットで制御された複数のタップ３９づたいに流れ、戻り導管４０を経て低温冷却液ポンプ１１Ｌに至る。これらのサーモスタットで制御されたタップ３９は、冷却液のどの部分が即座に使用するのに適しているか、そしてどの部分が外部冷却ユニットでさらに冷却されなければならないかを決める。
定置状態で使用するための内燃機関（図４）の場合には、低温冷却液はポンプ１１Ｌを介して、今は別の位置を占めているタップ３２まで案内される。この流体は、次に、ポンプカバー９に組み込まれた、つまり、一体化された据え付け導管を通って過給機ユニット１３の熱交換器３４まで導かれ、一部外に出ている導管４１と、ポンプカバーに一体化された導管５７とを通って導管３５まで運ばれ、この導管３５を通って流体は内燃機関のはずみ車ＦＳ側へと運ばれる。そこで上向き方向に傾いている導管３５の部分は、潤滑油ユニット１６の接続点３６に接続しており、冷却液はそこで再度、回路３７を流れて箇所３８でこのユニットから離れる。続いて、冷却液は導管３３を通って運ばれて内燃機関のポンプ側ＰＳまで戻り、次に、タップ３２とサーモスタット制御のタップ３９とを介して戻り管４０まで運ばれる。戻り管４０も同様にポンプカバー９に一体化されている。この状況において、導管３３と導管３５内の流れの方向は、推進機関の場合とは反対である。
高温冷却系は高温冷却水ポンプ１１Ｈによって作動させられる。冷却液は上記ポンプ１１Ｈから吐出されて接続部１８４を通って現内燃機関冷却系（図３）内へと入る。内燃機関を通過した後、この高温冷却液は過給機ユニット１３の接続点４２と４３に集められ、次に熱交換器５８を通過する。この熱交換器５８は段間冷却器９６の第１段で、そこで圧縮吸気が約２００℃からおよそ１００℃にまで冷却される。高温冷却液は、この熱交換器５８から、導管４４とＵ管４５を通って横断導管５４まで流れ、続いて、導管４６を通って接続部４７まで流れる。この接続部４７からは、冷却液の少なくとも一部がサーモスタット制御の複数のタップ４８を介し、ポンプカバーに一体化された導管４９を通ってポンプ１１Ｈまで戻される。ここで使用されている導管４６と接続部４７は、上述したように、内燃機関の定置実施形態で油管として使用されているものである。
内燃機関の定置の実施形態（図４）では、上記高温冷却水はポンプ１１Ｈと接続部４１によって再び吐出されて内燃機関を通り抜け、ついには過給機ユニット１３の接続部４２と４３におけるポンプ側に達する。そして、そこから、冷却水は再び熱交換器５８を経由して流れ、ついには外部導管５９を通って上記サーモスタット制御のタップ４８に達する。そして、そこから冷却水の一部がポンプ１１Ｈへと戻される。
既述したように、上記過給機ユニット１３は台座１５を備えている。この台座１５は、接続部分１７，１８の一方に取り付けられ得るとともに、その上にはターボ圧縮機１４が設けられている。台座１５は１つの鋳物９４として具体化されており、内部に複数の流路が設けられている。これらの流路は、内燃機関の冷却・潤滑油系にターボ圧縮機１４を組み込むために、機関本体ブロック２における導管に接続することができる。台座１５にはさらに２段の段間冷却器９６（図１８）が配置されており、この冷却器９６は内燃機関１の冷却系に連結されている。上記段間冷却器９６は、上記鋳物９４に取り外し可能に収納されたモジュールとして具体化されている。鋳物９４はこの目的のためにＵ形の凹部９５を備えており、これは後部をカバー（蓋）９７によって、また側部をカバー（蓋）９８によって閉鎖されている。既述したように、段間冷却器９６は、内燃機関１の高温冷却系に接続された熱交換器５８の形をとった第１段を備えると共に、内燃機関１の低温冷系に接続された熱交換器３４によって形成された第２段を備えている。圧縮吸気は、ターボ圧縮機１４から、吸気管１３１と１３２およびカバー９７に形成された流路１３５（図１９）を通って、上記段間冷却器９６へと流れ、そこで２段階で約２００℃から大体５０℃にまで冷却される。この後、この冷却圧縮空気は流路１３６を通って吹き出されて機関本体ブロック２内の吸気収集空間９１内へと入る。
熱交換器３４，５８は夫々、複数の平行な管１５９によって形成されている。これらの管は、孔あき端フランジ１６１と１６２との間に配列されるとともに、オプションとして中間フランジ１６２によって支持されている。端フランジ１６３は２つのリブ１３９，１４０によって４つの接続する四分割部１６３Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割されている。上記カバー９８の内側も同様に４つの四分割部に分割されており、液密状態で上記端フランジ１６３に接続することができる。接続する四分割部１６３Ａは、カバー９８の開口１０４に接続され、この開口１０４は外部導管１３４を介して鋳物９４の開口９９に接続される。この開口９９は、鋳物９４に設けられると共に３つの供給用開口４２，４３，１４３を備えた流路１３７（図１９）の出口を形成している。機関本体ブロック２の開口９２と９３（図６）からやってきた高温冷却水は、上記開口４２と４３を通って上記流路１３７内へと流れ込む。一方、上記開口１４３は、ターボ圧縮機１４（図２１）から来る冷却液のために戻り管１４２に接続されている。こうして、高温の冷却液は流路１３７から流れ出て、導管１３４を通って接続する四分割部１６３Ａまで行き、そこから熱交換器５８の上部を通過する。端フランジ１６１の位置で、上記複数の導管１５９は相互に接続されて複数の戻り管が形成されており、これらの管は上記象限１６３Ｃに出て来ている。冷却液はそこから、カバー９８の開口１０５，外部導管１６４（図３），開口１０８，および鋳物９４の出口開口１３８（図２０）を経由して機関本体ブロック２まで戻る。
既に述べたように、段間冷却器９６の第２段３４は、内燃機関の低温冷却系に連結されている。この目的のために、カバー９８は二つの接続部１１９および１２０を有し、これらの接続部は夫々低温にある冷却液用の供給管および排出管に接続されている。低温にある冷却液は接続部１１９から四分割部１６３Ｂを経由して熱交換器３４内へ流れ、そして結局、この熱交換器を四分割部１６３Ｄを経由して去り、接続部１２０を経由して機関本体ブロック２へ戻る。
台座１５の鋳物９４には、さらに流路が設けられている。その流路を通してターボ圧縮機１４が内燃機関１の冷却潤滑系に接続され得る。ここで、ターボ圧縮機１４は夫々支持部１２９，１３０上に搭載されている。開口１４６，１５１および１５３、夫々１４６，１５２および１５４がこれらの支持部内に設けられている。これらの開口は台座１５内の流路を経由して台座１５の接続面２４内の開口１４４，１４７，１４８，１５７および１５８に接続されている。代わりに、これらの開口は内燃機関１の接続部材１７または１８内に設けられた開口に接続されている。そのうちの（比較的大きい）冷却水開口９２，９３および１６５のみがここに図示されている（図６）。ターボ圧縮機１４は内燃機関１の冷却系に供給開口１４４を介して接続されている。この供給開口は、導管１４１を越えて支持部１２９および１３０内の開口１４５および１４６に接続されている。ターボ圧縮機を通して流れる冷却液は、台座１５に接続されている戻り導管１４２を経由して内燃機関に戻されるとともに、開口１４３内に流出し、この開口から冷却液は導管１３７内へ流れる。ターボ圧縮機１４と機関の潤滑系との間の接続部は、油供給開口１４７および１４８によって形成されている。それは、夫々鋳物９４内に設けられた流路１４９および１５０を経由して支持部１２９および１３０内の開口１５１および１５２内へ出る。ターボ圧縮機１４から還流する油は開口１５３および１５４を経由して鋳物９４内へ受け入れられ、続いて排出管１５５および１５６を経由して接続面２４内の出口開口１５７および１５８へ運ばれる。
図７はポンプカバー９をより詳細に示している。このポンプカバーは、前面１９９と背面１９８を有し、機関本体ブロック２の反対側に対向して配置される単一の鋳物からなっている。前面および背面１９８，１９９には、機関本体ブロック２内の導管、外部導管およびポンプに接続された開口が設けられている。また、それらの前面と背面との間には、その鋳物内に流路が設けられている。さらに、ポンプカバー９の鋳物内には、複数の隔壁１６６が設けられている。それらの隔壁は、前面および背面と実質的に平行に延び、ポンプカバー９を、内部を上記流路が設けられた複数の層に分割している。ポンプカバー９の前面１９９には、三つの開口１６８，１８２および１９２が設けられている。その中に、夫々低温冷却水用ポンプ１１Ｌ、高温冷却水用ポンプ１１Ｈおよび油ポンプ１０が収容され得る。これらのポンプは、搭載用フランジ１６７，１８１および１９１によってポンプカバー９に搭載されている。これらのポンプは、ポンプカバー９内に突出し、内燃機関１のクランクシャフトに接続された歯車、歯付きベルトまたはチェーンによって駆動される。
低温冷却液ポンプ１１Ｌは、ポンプカバー９と実質的に機関本体ブロック２を通して低温冷却水を循環させるために働く。推進ユニットとして設計されている図３に示す内燃機関１の実施形態では、低温冷却液は、開口１６９を通してポンプカバー内に送り出され、上記カバーを横切って延びている流路１７０を経由して弁３２へ実質的に運ばれる。この弁３２は、二つの位置を有し、ポンプカバー９と内燃機関１を通してその冷却液の流れの向きを制御するために働く。図１０に示す位置では、低温冷却液は、導管３３（図３）を通して機関本体ブロック２内へ、ポンプカバー９の背面１９８内の出口開口１７８を経由して送り出される。その冷却液は、そこから過給機ユニット１３の熱交換器３４を通して流れ、続いてポンプカバー９に戻され、背面１９８内の開口１７７を通してポンプカバーに入る。それから、低温冷却液は、背面１９８に沿って延びている内部導管５７を経由し、隔壁１６６内の開口を経由して流路１７５へ案内され、さらにそこから出口開口１７４を通して、潤滑油ユニット１６に接続されているエルボ２００（図３）へ案内される。潤滑油ユニット１６から、その冷却液はエルボ２０１を経由してポンプカバー９の前面１９９内の取入開口１７３へ戻され、続いて導管１７２を経由して隔壁１６６内の開口を通して導管１７１へ導かれ、さらにそこから弁３２を経由してサーモスタット制御タップ３９へ導かれる。サーモスタット制御タップ３９から上記冷却液の一部は出口開口１７９を通して外部熱交換器へ運ばれる。上記冷却液の残りは、ポンプカバーを横方向に延びている導管１８０を経由して、ポンプ１１Ｌに導く外部導管２０３のための接続部へ戻される。
高温冷却液ポンプ１１Ｈは、高温の冷却液をポンプカバー９の前面１９９内の開口１８４を経由して導管１８５内へ送り出す。この導管は分配チャンバ１８６内へ出て、それから高温冷却液は、背面１９８内の開口１８７，１８８を経由して機関本体ブロック２へ流れる。機関本体ブロック２から出て戻ってくる高温冷却液は、接続部４７（図３）からエルボを経由してポンプカバー（図９）の下側部内の取入開口１９７内に達し、そこからその冷却液は流路１９０を経由してサーモスタット制御タップ４８へ流れる。ここで、高温冷却液の一部は出口開口１９１を経由して外部熱交換器へ案内される。一方、上記高温冷却液の残りは、集水チャンバ１８３を経由して、ポンプ１１Ｈに接続された外部導管２０４へ運ばれる。
最後に、油ポンプ１０は、潤滑ユニット１６からくる油を外部導管を経由して、ポンプカバー９の開口３１へ送り出す。そこからその油は、導管５０を経由して、ポンプカバーの下側部に設けられた出口開口９３と、同様に下側部に設けられた開口１９５（ここでは栓１９４によって閉じられている）とに流れる。その油は開口１９３から出てエルボと接続部５１を経由して機関本体ブロック２内へ流れる。
この内燃機関が定置状態の使用のために設計される場合、ポンプカバー９内に設けられた流路の幾つかは閉じられ、流れの向きは弁３２（図１３，１４，１５）を変位させることによって変えられる。ここで、低温の冷却液は、ポンプ１１Ｌから出て上向きに流路１７１を通して開口１６９および導管１７０を経由して送り出され、続いて隔壁１６６内の開口を経由して流路１７２へ案内される。そこからその液体は開口１７３を経由してポンプカバー９を去り、過給機ユニット１３の熱交換器３４へ案内される。最後に、還流する低温の冷却液は、開口１７４、流路１７５および５７を経由して再び内燃機関に案内される。その後部で導管３５（図４）への開口１７７を通してである。最後に潤滑油ユニット１６から戻されるその冷却液は、ポンプカバーの後部の開口１７８を経由して空間１７６を通してサーモスタット制御タップ３９へ運ばれ、それから部分的に集水導管１８２を経由してポンプへ運ばれる。高温冷却液は、推進機関の場合のポンプカバー９の場合と同様に機関内に受け入れられるが、定置状態の使用のために設計された機関から戻る高温の冷却液は、前面１９９（内燃機関の他の変形例では栓がされている）内の開口１８９を経由して空間１９０へ案内され、部分的にそこからサーモスタット制御タップ４８を経由して再び集水導管１８３へ戻される。この実施形態では、空間１９０の底部にある開口１９７には栓２０２が設けられている。この実施形態では、油は、直接ポンプ１０から接続部３１を経由して導管５０内へ送り出される。そこからその油は、水平導管５３を通して出口開口１９５へ流れる。一方、出口開口１９３は栓１９６によって閉じられている。次に、出口開口１９５から油は、エルボを経由して機関本体ブロック２の底部内の接続部４７へ流れ、さらにそこから潤滑ユニット１６へ流れる。
よって、幾つかの開口を閉じまたは開いたままにし、単一の弁を切り換えることによって、種々の冷却液および潤滑油の流れをもつ機関にポンプカバー９が如何にして適合するようにされ得るのかが、明瞭に分かる。この結果、製造および在庫コストのかなりの節約となる。さらに、一つまたはそれ以上の隔壁および複数層に設けられた流路を有するポンプカバーの単純な構造の結果として、ポンプが比較的低コストで製造され得る。
同様の態様で、はずみ車側ＦＳには、冷却液および潤滑油の異なる流れの向きに適している内部の流路が同様に設けられた端カバー２０５が設けられている。この端カバー２０５には中央開口２０６が設けられている。この中央開口２０６を通して動力取出装置がはずみ車に接続され得る（図２２）。カバー２０５内には、機関のクランクシャフトを封じる実質的に鞍状の導管２１５および２１６が設けられている。さらに、この鋳物には水平流路５４と鉛直流路４４が設けられている。この端カバー２０５の使用は以下の通りである。機関１が推進ユニットとして用いられるとき（図２３および２４）、水平流路５４の上側の開口２１２が栓２１３によって封じられる。鋳物２０５の下側に位置する開口２０９，２１０はベンド４５によって接続される。このベンド４５を通して高温の冷却液が流れる。この高温冷却液は、過給機ユニット１３の熱交換器５８の外へ端カバー２０５内の開口２０７を経由して流出し、続いてそれに接続された流路４４および空間２０８を経由してベンド４５へ流れるものである。この高温冷却液は、そこから流路５４および出口開口２１１を通して機関本体ブロック２（図３）の底部の流路４６へ流れる。過給機ユニット１３の熱交換器３４へ案内される低温の冷却液は、機関本体ブロックに面している鋳物２０５の後側部２２２上に位置する開口２１７を経由して流路２１５内へ流れ、さらにそこから、機関本体ブロックから離れてそれに面する前側部２２１に位置する開口２１９を経由して過給機ユニット１３の接続部１１９へ流れる。次に、過給機ユニット１３から還流する冷却液は、端カバー２０５の内側で、端カバー２０５の前側部２２１上の開口２２０を経由して流れ、さらに流路２１６を通して端カバー２０５の後側部２２２上の出口開口２１８へ流れる。低温の冷却液は、そこから導管３５（図３）を通して還流する。
定置動力源としての内燃機関１の使用では、開口２１０は栓２１４によって封じられる。ベンド４５はなくなる。開口２１２は開かれる。さて、低温の冷却液は、機関本体ブロック２の底部にある導管３５の外へ開口２１８を通して導管２１６内へ流出し、そこから上向きに開口２２０へ流れる。そこからその冷却液は潤滑油ユニット１６（図４）を通して流れる。潤滑油ユニット１６の外へ還流する冷却液は再び開口２１９を経由して流路２１５を通って延び、そこから開口２１７を通して機関本体ブロック内の導管３３へ流れる。この応用では、流路４４および５４は潤滑油を輸送するために働く。この実施形態では、油は開口２１１を通して流路４４内に入り、開口２１２を通してこの流路を去る。そこから油は、垂直の導管５５内へ流れ、さらにそこから潤滑油ユニット１６へ流れる。次に、潤滑油ユニット１６からくる、濾過されかつ冷却された油は、開口２０７を通して流路４４内へ流れ、さらにそこから接続部２０８および開口２０９を経由して、機関本体ブロックの底部を延びている導管５６へ流れる。再び、幾つかの小さい変形によって、端カバー２０５が、たとえ異なる運転流体であっても、異なる向きの貫流に如何にして適合されるかが分かる。ポンプカバー９と同様に、端カバー２０５もまた、簡単な方法で、かつ低コストに製造され得る。
図示したように、図３の推進機関の場合には、高温および低温冷却液は、機関本体ブロック２およびカート６０内の導管を通してポンプ側とはずみ車側との間で機関の全長に沿って輸送される。一方、油はポンプ側でのみ使用され、そこからさらに機関を通して循環される。逆に、定置状態の実施形態では、油と低温冷却水は導管を通して機関の両端の間で輸送される。一方、高温冷却液は、ブロックの一つの側と当然ながら機関自体内でのみ用いられる。従って、導管を通る流れの向きは、機関の異なる適用にしたがって変化する。
上述の実施形態は、Ｖ配列のシリンダを有する内燃機関に関するものである。しかしながら、シリンダが並列に配されたとき、機関本体ブロックの外端上に補助装置が設けられる必要はない。ただし、機関本体ブロックの側部は補助装置の設置のために用いることができる。このために、本発明による並列機関（図２７）は、夫々機関本体ブロック１０２の端部上の二つの接続部材１１７，１２７に加えて、ブロック１０２の側部上に二つの接続部分１１８，１２８を有している。図示の実施形態では、過給機ユニット１１３は機関１０１のはずみ車ＦＳ上の接続部分１１７上に台座１１５を配置して設けられている。一方、潤滑油ユニット１１６は、ポンプ側ＰＳに近接して、機関本体ブロック１０２の側部上の接続部分１１８上に設けられている。ここで、過給機ユニット１１３は、導管１２６に沿って、圧縮吸気のための段間冷却器のための空気箱１２５に接続されている。それは、機関本体ブロック１０２の側部に固定されているのと同様である。機関１０１が定置状態の使用のために設計されるとき、過給機ユニット１１３、潤滑油ユニット１１６および空気箱１２５は再び場所を変える。一方、排気ハウジング１０６の後の部分は半回転だけ回転される（図２８）。
鋳物として具体化されたポンプカバーおよび端カバー、鋳物として具体化された台座を有する過給機ユニット並びに潤滑油ユニットを、機関本体ブロックが特別の補助装置を合体させるのに適合されている非常に特殊な内燃機関に関して述べたが、当業者には、そこに伴う構造的利点を保持しながら、これらの要素を単一の構造のみに適した伝統的な内燃機関に適用できることが明らかである。

Claims (11)

1. 複数のシリンダを収容した機関本体ブロック（2;102）と、機関に接続される少なくとも１つの過給機ユニット（13,113）および潤滑油ユニット（16,116）を備えた内燃機関（1;101）において、
   上記機関本体ブロック（2;102）は、少なくとも２つの異なった箇所に実質上同一形状の接続部材（17,18;117,118,127,128）を有し、上記少なくとも１つの過給機ユニット（13,113）および潤滑油ユニット（16,116）は、上記接続部材（17,18;117,118,127,128）上に配置され、
   上記各接続部材（17,18;117,118）は、少なくとも２組の入口と出口を有し、
   上記内燃機関（1;101）は、上記入口と出口の１組と夫々協働する上記過給機ユニット（13,113）および潤滑油ユニット（16,116）と、上記入口と出口に接続され、かつ内燃機関（1;101）のための運転流体を供給，排出するための導管を備え、上記入口と出口の少なくとも幾つかは、閉鎖可能であり、上記運転流体の流れ方向を制御するための手段（32）が、上記導管内に配置されていることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関（1;101）において、上記導管は、上記機関本体ブロック（2;102）内に配置されていることを特徴とする内燃機関。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関（1;101）において、上記導管、入口および出口の少なくとも幾つかは、上記機関本体ブロック（２）に固定された蓋（9;205）をなす単一の鋳物（9;205）内に合体せしめられていることを特徴とする内燃機関。
4. 請求項３に記載の内燃機関（1;101）において、上記蓋（9;205）は、上記機関本体ブロック（2）の端面に固定される前面（199;221）とこの前面に対向する背面（198;222）を備え、上記背面（198;222）は、上記機関本体ブロック（2）内の上記導管に接続するための開口を有し、これらの開口は、上記蓋（9;205）内に設けられた流路によって互いに連通することを特徴とする内燃機関。
5. 請求項４に記載の内燃機関（1;101）において、上記蓋（9;205）の背面（198;222）内の上記開口の少なくとも幾つかは、閉鎖可能であり、上記流路内を流れる運転流体の方向を制御するための弁（32）が、上記流路の少なくとも１つに配置されていることを特徴とする内燃機関。
6. 請求項４または５に記載の内燃機関（1）において、上記蓋（9）は、上記前面（199）と上記背面（198）の間にこれらと実質上平行に配置された少なくとも１つの隔壁（166）を有することを特徴とする内燃機関。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の内燃機関（1;101）において、上記過給機ユニット（13）は、上記接続部材（17,18）の１つに固定し、かつ少なくとも１つのターボ圧縮機（14）を支持するための台座（15）を備え、この台座内に、上記ターボ圧縮機（14）を上記機関本体ブロック（2）内の導管に接続する流路が配置され、上記台座（15）は、単一の鋳物（94）として具現され、この鋳物内に上記流路が設けられていることを特徴とする内燃機関。
8. 請求項７に記載の内燃機関（1;101）において、上記台座（15）は、上記内燃機関（1）の冷却系に接続される少なくとも１つの熱交換器（34,58）を備え、上記熱交換器（34,58）は、上記鋳物（94）内に取り外し可能に配置されたモジュールを形成することを特徴とする内燃機関。
9. 請求項７または８に記載の内燃機関（1;101）において、潤滑油ユニット（16）は、上記内燃機関（1）の冷却系に接続される少なくとも１つの熱交換器（37）と、この熱交換器と直列に設けられた複数のフィルタ要素（75）を備え、これらのフィルタ要素（75）は、互いに並列に設けられ、独立に切り換えることができることを特徴とする内燃機関。
10. 請求項９に記載の内燃機関（1;101）において、上記機関本体ブロック（2）の上記接続部材（17,18）と協働する少なくとも２つの実質上同一形状の取付部材（23）を備えたことを特徴とする内燃機関。
11. 請求項７乃至１０のいずれか１つに記載の内燃機関（1;101）において、補助装置として、上記過給機ユニット（13;113）に接続するための排気ガス管系（6;106）が更に配置され、そのための接続部材が、上記機関本体ブロックの対称軸に関して対称に配置されていることを特徴とする内燃機関。

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