JP4414877B2 - 軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン - Google Patents

Description

本発明は、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンに関するものである。

従来、燃料タンクとディーゼルエンジンとの間に気泡分離を行うリザーバを配設し、そのリザーバとエンジンとの間に潤滑系燃料循環回路と、燃焼系燃料循環回路とを構成した軽油潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献１）。このような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用のオイルは不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。

図６は、特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、燃料タンク１０１、気泡分離器の機能を兼ねたリザーバタンク１０２、オイルパン１０３を備えている。燃料タンク１０１とリザーバタンク１０２とは、セジメンタ（油水分離器）１０４、供給ポンプ（送油ポンプ）１０５を備えた油路１０６により連通している。

燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑剤の供給を必要とするエンジン各部１０７へ潤滑剤としての燃料を供給する潤滑系燃料循環回路１０８を有している。この潤滑系燃料供循環回路１０８には、冷却器１１２、フィルタ１０９、潤滑ポンプ１１０が配設されており、潤滑ポンプ１１０を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げてエンジン各部１０７へ供給している。エンジン各部１０７へ供給された後の燃料は、オイルパン１０３内へ流下し、スカベンジポンプ１１１により吸い上げられて再びリザーバタンク１０２へ戻されるようになっている。

また、燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１１４へ燃料を供給する燃焼系燃料循環回路１１３を有している。この燃焼系燃料循環回路１１３には、前記潤滑系燃料循環回路１０８と共通の冷却器１１２、フィルタ１１５、噴射ポンプ１１６が配設されており、噴射ポンプ１１６を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げて噴射系１１４へ供給している。噴射系１１４に供給された燃料のうち、燃焼に供されなかった燃料は再びリザーバタンク１０２へ戻される。

このように特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑系燃料循環回路１０８と燃焼系燃料循環回路１１３の二系統の燃料循環回路を有している。
実開昭６０−１９４１１２号公報

しかしながら、前記のような軽油潤滑式ディーゼルエンジン１００では、燃料タンク１０１、リザーバタンク１０２、オイルパン１０３というように３つのタンクを具備している。さらに、供給ポンプ１０５、潤滑ポンプ１１０、噴射ポンプ１０７、スカベンジポンプ１１１というように４つのポンプを具備している。このため、軽油潤滑式ディーゼルエンジン１００の構造は複雑なものとなっていた。

このような複雑な構成は大幅なコストアップにも繋がり、車両への搭載性の面でも不利となる。

そこで、本発明は、部品点数が削減された軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。

かかる課題を達成するための、本発明の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンは、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、低圧ポンプにより当該低圧ポンプの下流側に配設したレギュレータを経由して燃料タンクからエンジン潤滑系へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路と、前記レギュレータの上流側で前記潤滑系燃料供給経路と分岐する経路であって、前記低圧ポンプにより送油された燃料を高圧ポンプにより噴射系へ供給する噴射系燃料供給経路と、を備えたことを特徴とする。

このような軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンでは、前記潤滑系燃料供給経路に供給した燃料をオイルパンへ送油し、当該オイルパン内の燃料を前記燃料タンクへ戻す潤滑系燃料リターン経路を備えた構成とすることができ、また、前記潤滑系燃料供給経路に供給した燃料をオイルパンへ送油し、当該オイルパン内の燃料を前記潤滑系燃料供給経路における前記低圧ポンプの上流側へ戻す潤滑系燃料リターン経路を備えた構成とすることもできる。

さらに、前記ような軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンでは、前記噴射系燃料供給経路に供給した後の噴射系リターン燃料を前記オイルパンへ戻す噴射系燃料リターン経路を備えた構成とすることができ、また、前記噴射系燃料供給経路に供給した後の噴射系リターン燃料を前記燃料タンクへ戻す噴射系燃料リターン経路を備えた構成とすることもできる。

また、前記のような軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンでは、前記潤滑系燃料供給経路にフィルタを有し、前記低圧ポンプに供給される燃料は当該フィルタを通過する構成とすることが望ましい。

さらに、本発明の他の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンは、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、低圧ポンプにより燃料タンクからエンジン潤滑系へ燃料を供給する第一潤滑系燃料供給経路と、低圧ポンプによりオイルパンからエンジン潤滑系へ燃料を供給する第二潤滑系燃料供給経路と、前記第一潤滑系燃料供給経路を通じて前記エンジン潤滑系に供給される燃料の量と前記第二潤滑系燃料供給経路を通じて前記エンジン潤滑系に供給される燃料の量を調整する流量調整手段と、前記第一及び第二潤滑系燃料供給経路に供給した燃料を前記オイルパンへ戻す潤滑系燃料リターン経路と、高圧ポンプにより前記オイルパンから噴射系へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、燃料タンクから低圧ポンプで吸い上げた燃料を分岐させてエンジン潤滑系と噴射系とに供給するようにしたので、高圧の燃料を噴射系へ送り込む高圧ポンプへ燃料を供給する専用のフィードポンプが不要となり、部品点数の削減を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、実施例１の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）１の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。エンジン１は、燃料タンク２、オイルパン３を備えている。このオイルパン３は、燃料を一旦リザーブし、燃料の気泡分離の機能も果たすものである。オイルパン３は、シリンダブロックの下部に一体的に設けられたものを指すが、別置きのオイルタンクであってもよい。

エンジン１は、潤滑剤の供給を必要とするエンジン潤滑系４へ潤滑剤としての燃料を供給する潤滑系燃料供給経路５を有している。この潤滑系燃料供給経路５には図１に示すように燃料タンク２側、すなわち上流側から順にセジメンタ６、フィルタ７、潤滑ポンプの機能を果たす低圧ポンプ８、さらにレギュレータ９が配設されている。ここで、低圧ポンプ８が駆動されることにより、この低圧ポンプ８の下流側に配設したレギュレータ９を経由して燃料タンク２内の燃料がエンジン潤滑系４へ供給されることになる。このとき、エンジン潤滑系４に供給される燃料はレギュレータ９の働きによって適度な圧力に調整されている。通常、低圧ポンプ８により供給される燃料の圧力をレギュレータ９によって減圧後エンジン潤滑系４に供給する。より具体的には、低圧ポンプ８は、後述するように高圧ポンプ１１へのフィードポンプの役割も有することからその吐出圧力は１０００ｋＰａ程度である。しかし、これではエンジン潤滑系４に供給する圧力として高すぎる。そこで本実施例のエンジン１では、低圧ポンプ８とエンジン潤滑系４との間に備えたレギュレータ９により、低圧ポンプ８による吐出圧力を３００ｋＰａ程度にまで低下させ、その後、エンジン潤滑系４に供給するようにしている。
なお、エンジン潤滑系４はエンジン１のシリンダヘッド周りやクランク軸周りなど、従来のエンジンにおいてエンジンオイルの供給を受ける箇所を指す。

エンジン１は、レギュレータ９の上流側で潤滑系燃料供給経路５と分岐する経路であって、噴射ポンプの機能を果たす高圧ポンプ１１により噴射系１２へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路１０を有している。すなわち、低圧ポンプ８は高圧ポンプ１１へのフィードポンプとしての機能を果たしており、低圧ポンプ８により供給された燃料が高圧ポンプ１１により噴射系１２へ供給されるようになっている。ここで、噴射系１２は、筒内へ燃料を噴射するものであり、高圧ポンプ１１から燃料の供給を受ける図示しないコモンレール及びインジェクタ等が含まれる。

また、エンジン１は、潤滑系燃料供給経路５に供給した燃料をオイルパン３へ送油し、さらにオイルパン３内の燃料を燃料タンク２へ戻す潤滑系燃料リターン経路１３を有している。ここで、オイルパン３から燃料タンク２への送油はスカベンジポンプ１４により行うようになっている。

さらに、エンジン１は、噴射系燃料供給経路１０に供給した後の噴射系リターン燃料をオイルパン３へ戻す噴射系燃料リターン経路１５を有している。

以上のように構成されるエンジン１は、低圧ポンプ８が循環ポンプの機能と高圧ポンプ１１へのフィードポンプの機能を担っている。このため、エンジン１はフィードポンプそのものを装備する必要がなく、これに付随する部品を削減することができる。この結果、エンジン１の車両への搭載性を向上させることができる。

また、エンジン１はフィルタ７を備えており、低圧ポンプ８に供給される燃料からは異物が取り除かれるので、噴射系１２に供給される燃料に異物が混入することを抑制することができる。さらに、フィルタ７を通過した燃料を噴射系１２に供給することによって噴射系１２におけるエアレーションの発生を回避することができる。

次に、本発明の実施例２について図２を参照しつつ説明する。実施例２のエンジン２０が、実施例１のエンジン１と異なる点は、実施例１のエンジン１では、噴射系燃料供給経路１０に供給した後の噴射系リターン燃料をオイルパン３へ戻す噴射系燃料リターン経路１５を有しているのに対し、実施例２のエンジン２０では、噴射系燃料供給経路１０に供給した後の噴射系リターン燃料を燃料タンク２へ戻す噴射系燃料リターン経路２１を有する構成としている点である。

多くの車両では、前側に搭載されるエンジン本体に対し、燃料タンク２は車両の後側に搭載されるが、本実施例のエンジン２のような構成とすれば、高温となる噴射系リターン燃料を噴射系燃料リターン経路１５に流通させることにより冷却できる。

なお、他の構成については実施例１のエンジン１と同様であるので、共通する構成要素については図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

次に、本発明の実施例３について図３を参照しつつ説明する。実施例３のエンジン２５が、実施例１のエンジン１と異なる点は、実施例１のエンジン１では、潤滑系燃料供給経路５に供給した燃料をオイルパン３へ送油し、さらにオイルパン３内の燃料を燃料タンク２へ戻す潤滑系燃料リターン経路１３を有する構成としているのに対し、実施例３のエンジン２５では、潤滑系燃料供給経路５に供給した燃料をオイルパン３へ送油し、さらにオイルパン３内の燃料を潤滑系燃料供給経路５における低圧ポンプ８の上流側へ戻す潤滑系燃料リターン経路２６を有する構成としている点である。

このような構成とすることにより、潤滑系燃料リターン経路２６を実施例１のエンジン１における潤滑系燃料リターン経路１３と比較して短縮できる効果がある。この結果、エンジン２５を車両に搭載する際の自由度が向上する。

なお、他の構成については実施例１のエンジン１と同様であるので、共通する構成要素については図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

次に、本発明の実施例４について図４を参照しつつ説明する。実施例４のエンジン３０が、実施例２のエンジン２０と異なる点は、実施例２のエンジン２０では、潤滑系燃料供給経路５に供給した燃料をオイルパン３へ送油し、さらにオイルパン３内の燃料を燃料タンク２へ戻す潤滑系燃料リターン経路１３を有しているのに対し、実施例４のエンジン３０では、潤滑系燃料供給経路５に供給した燃料をオイルパン３へ送油し、さらにオイルパン３内の燃料を潤滑系燃料供給経路５における低圧ポンプ８の上流側へ戻す潤滑系燃料リターン経路３１を有する構成としている点である。

また、実施例２のエンジン２０では、オイルパン３内の燃料を吸い上げる手段としてスカベンジポンプ１４を用いていたのに対し、実施例４のエンジン３０ではスカベンジポンプを廃止している点も異なる。

このような構成とすることにより、さらに部品点数を削減することができる。 なお、他の構成については実施例１のエンジン１、実施例２のエンジン２０と同様であるので、共通する構成要素については図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図４に示したエンジン３０では、噴射系リターン燃料を燃料タンク２へ戻す噴射系燃料リターン経路２１としているが、噴射系リターン燃料をオイルパン３に戻す構成とすることもできる。

図５は、実施例５のエンジン５０の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。エンジン５０は、燃料タンク５１、オイルパン５２を備えている。このオイルパン５２は、燃料を一旦リザーブし、燃料の気泡分離の機能も果たすものである。また、オイルパン５２にはオイルレベルセンサ６３が装着されている。

エンジン５０は、低圧ポンプ５３により燃料タンク５１からセジメンタ５６を経てエンジン潤滑系５４へ燃料を供給する第一潤滑系燃料供給経路５５を有している。また、エンジン５０は、共通の低圧ポンプ５３によりオイルパン５２から共通のセジメンタ５６を経てエンジン潤滑系５４へ燃料を供給する第二潤滑系燃料供給経路５７を有している。

さらに、エンジン５０は、これらの第一潤滑系燃料供給経路５５を通じてエンジン潤滑系５４に供給される燃料の量と、第二潤滑系燃料供給経路５７を通じてエンジン潤滑系５４に供給される燃料の量を調整する三方弁５８を有している。この三方弁５８は、本発明における流量調整手段に相当するものである。この三方弁５８は図示しないＥＣＵが取得したオイルレベルセンサ６３からの情報に基づいて開度調整がなされる。

また、エンジン５０は、第一潤滑系燃料供給経路５５、第二潤滑系燃料供給経路５７に供給した燃料をオイルパン５２へ戻す潤滑系燃料リターン経路５８を有している。

さらに、エンジン５０は、高圧ポンプ５９によりオイルパン５２からフィルタ６４を経て噴射系６０へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路６１と、噴射系６０からの噴射系リターン燃料を燃料タンク５１に戻す噴射系燃料リターン経路６２を有している。

以上のように構成されるエンジン５０は、オイルパン５２内の燃料の量が減少してきたときに、三方弁５８の開度調整を行い、燃料タンク５１から直接エンジン潤滑系５４に燃料を供給することができる。これにより、エンジン潤滑系５４における潤滑不良を回避することができる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

実施例１の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。 実施例２の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。 実施例３の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。 実施例４の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。 実施例５の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。 従来の燃料潤滑式ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。

符号の説明

１、２０、２５、３０、５０ エンジン
２、５１ 燃料タンク
３、５２ オイルパン
４、５４ エンジン潤滑系
５ 潤滑系燃料供給経路
６、５６ セジメンタ
７、６４ フィルタ
８、５３ 低圧ポンプ
９ レギュレータ
１０、６１ 噴射系燃料供給経路
１１、５９ 高圧ポンプ
１２、６０ 噴射系
１３、２６、３１、５８ 潤滑系燃料リターン経路
１４ スカベンジポンプ
１５、２１、６２ 噴射系燃料リターン経路
５５ 第一潤滑系燃料供給経路
５７ 第二潤滑系燃料供給経路
５８ 三方弁

Claims (5)

1. 軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、
   低圧ポンプにより当該低圧ポンプの下流側に配設したレギュレータを経由して燃料タンクからエンジン潤滑系へ燃料を供給する潤滑系燃料供給経路と、
   前記レギュレータの上流側で前記潤滑系燃料供給経路と分岐する経路であって、前記低圧ポンプにより送油された燃料を高圧ポンプにより噴射系へ供給する噴射系燃料供給経路と、を備え、
   前記潤滑系燃料供給経路に供給した燃料をオイルパンへ送油し、当該オイルパン内の燃料を前記潤滑系燃料供給経路における前記低圧ポンプの上流側へ戻す潤滑系燃料リターン経路を備えたことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
2. 請求項１記載の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   前記噴射系燃料供給経路に供給した後の噴射系リターン燃料を前記オイルパンへ戻す噴射系燃料リターン経路を備えたことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
3. 請求項１記載の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   前記噴射系燃料供給経路に供給した後の噴射系リターン燃料を前記燃料タンクへ戻す噴射系燃料リターン経路を備えたことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項記載の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   前記潤滑系燃料供給経路にフィルタを有し、前記低圧ポンプに供給される燃料は当該フィルタを通過することを特徴とした軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
5. 軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンであって、
   低圧ポンプにより燃料タンクからエンジン潤滑系へ燃料を供給する第一潤滑系燃料供給経路と、
   低圧ポンプによりオイルパンからエンジン潤滑系へ燃料を供給する第二潤滑系燃料供給経路と、
   前記第一潤滑系燃料供給経路を通じて前記エンジン潤滑系に供給される燃料の量と前記第二潤滑系燃料供給経路を通じて前記エンジン潤滑系に供給される燃料の量を調整する流量調整手段と、
   前記第一及び第二潤滑系燃料供給経路に供給した燃料を前記オイルパンへ戻す潤滑系燃料リターン経路と、
   高圧ポンプにより前記オイルパンから噴射系へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路と、
   を備えたことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。

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