JP5545235B2 - 内燃機関の潤滑装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の潤滑装置に関し、特に、ピストンの潤滑及び冷却を行うオイルジェット機構を備えた内燃機関の潤滑装置に関する。

従来技術として、例えば特許文献１（実開昭５７−７３３４１号公報）に開示されているように、ピストンの裏面側に向けて潤滑油を噴出するオイルジェット機構を備えた内燃機関の潤滑装置が知られている。従来技術では、オイルジェット機構の上流側にサーモスタットを設けることにより、油温が低いときに潤滑油の噴出を抑制し、油温が高いときには噴出を促進する構成としている。これにより、従来技術では、エンジンの低回転時にピストンの過冷却を防止し、高回転時に冷却を確実に行うようにしている。

実開昭５７−７３３４１号公報 特開平３−１６８３１７号公報

上述した従来技術では、低温時に潤滑油の噴出を抑制する構成としている。しかし、この構成では、高温時には十分な潤滑性能が得られるものの、低温時には潤滑油の供給が不足してスカッフが生じ易いという問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、低温時にピストンの過冷却を回避しつつ、スカッフを防止することが可能な内燃機関の潤滑装置を提供することにある。

第１の発明は、内燃機関のピストンに向けて潤滑油を噴出するオイルジェットと、
上流側が油圧源に接続されると共に下流側が前記オイルジェットに接続され、前記油圧源から前記オイルジェットに潤滑油を供給するオイル通路と、
前記オイル通路の途中に設けられ、前記油圧源から供給される潤滑油を貯留するオイル貯留室と、
前記オイル貯留室の上流側で前記オイル通路に設けられ、機関温度が所定温度以上のときにのみ開弁する第１の通路開閉弁と、
前記オイル貯留室の下流側で前記オイル通路に設けられ、前記油圧源の作動時にのみ開弁する第２の通路開閉弁と、
を備えることを特徴とする。

第２の発明によると、前記第２の通路開閉弁は、圧力が入力された場合にのみ開弁する常閉の圧力作動弁により構成し、前記油圧源の作動時に発生する油圧を前記圧力作動弁に入力する油圧通路を備える。

第３の発明によると、前記第１の通路開閉弁は、前記機関温度である潤滑油の温度に応じて開，閉するサーモスタットにより構成している。

第１の発明によれば、低温始動時には、オイル貯留室に貯留された潤滑油のみを用いてピストンを潤滑することができる。従って、必要最小限の潤滑油によりスカッフの発生を防止することができ、ピストンの過冷却を回避しつつ、シリンダ等の部品をスカッフから保護することができる。また、低温始動時には、潤滑油の粘度が高いので、潤滑油の使用量が多いほどフリクションが増加する傾向がある。しかし、第１の発明によれば、ピストンで使用される潤滑油の量を必要最低限に抑えることができるので、始動時のフリクションを低下させ、始動性を向上させることができる。

また、内燃機関の停止時には、第１，第２の通路開閉弁によってオイル貯留室を密閉することができ、その内部には、内燃機関の運転中に供給された高い圧力の潤滑油を貯留しておくことができる。従って、始動時には、電動式のオイルポンプ等を使用しなくても、オイル貯留室内の潤滑油を自らの圧力によってピストンに供給することができ、システムの構成を簡略化してコストダウンを図ることができる。一方、内燃機関の暖機後には、第１，第２の通路開閉弁を開弁させることができ、油圧源から供給される十分な量の潤滑油をピストンに連続的に供給することができる。これにより、ピストンの潤滑及び冷却を効率よく行うことができる。

第２の発明によれば、第２の通路開閉弁は、油圧源から油圧通路を介して入力される油圧の有無に応じて開，閉することができる。これにより、第２の通路開閉弁を油圧源に対して容易に連動させることができる。

第３の発明によれば、第１の通路開閉弁をサーモスタットにより構成したので、温度センサ等を用いなくても、油圧源からオイルジェットに供給される潤滑油の流れを温度に応じて容易に制御することができる。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。 低温始動時におけるシステムの作動状態を示す動作説明図である。 暖機後におけるシステムの作動状態を示す動作説明図である。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関であるエンジンのピストン１に付設されるもので、オイルジェット１０、オイル通路１２、オイル貯留室１４、サーモスタット１６、逆止弁１８、圧力作動弁２０、油圧通路２２等を備えている。オイルジェット１０は、ピストン１の裏面側に向けて潤滑油を噴出し、ピストン１やその周辺部品を潤滑及び冷却するもので、例えば特開平３−１６８３１７号公報等に記載されているような公知の構成を有している。

オイル通路１２は、油圧源としてのオイルポンプ２から吐出される潤滑油をオイルジェット１０に供給するもので、上流側がオイルポンプ２の吐出側に接続され、下流側がオイルジェット１０に接続されている。なお、オイルポンプ２は、エンジンにより駆動される機械式のポンプ等により構成され、オイルパン内の潤滑油を吸込んでエンジンの各部に供給するものである。また、オイル通路１２の途中には、オイルポンプ２から吐出される潤滑油を貯留するオイル貯留室１４が設けられている。オイル貯留室１４の容積は、例えば低温始動時にピストン１に供給すべき潤滑油の量（低温始動時に生じるスカッフの防止に必要な潤滑油の量）に応じて設定されている。

さらに、オイル通路１２には、サーモスタット１６、逆止弁１８及び圧力作動弁２０が設けられている。まず、サーモスタット１６及び逆止弁１８は、本実施の形態において第１の通路開閉弁を構成するもので、オイル貯留室１４の上流側（オイルポンプ２とオイル貯留室１４との間）に配置されている。そして、サーモスタット１６は、機関温度の一例である潤滑油の温度が所定の開弁温度未満のときに閉弁し、この油温が前記開弁温度以上のときに開弁するように構成されている。なお、サーモスタット１６の開弁温度は、例えばエンジンの暖機が完了したときの油温に対応して予め設定されている。サーモスタット１６を用いることにより、温度センサ等を使用しなくても、オイルポンプ２からオイルジェット１０に供給される潤滑油の流れを温度に応じて容易に制御することができる。

逆止弁１８は、サーモスタット１６の下流側（オイル貯留室１４とサーモスタット１６との間）に配置されており、サーモスタット１６からオイル貯留室１４に向けて順方向に潤滑油が流れるのを許し、これと逆方向に潤滑油が流れるのを規制するように構成されている。順方向の圧力に対する逆止弁１８の開弁圧は、オイルポンプ２の吐出圧よりも小さく設定されている。サーモスタット１６と共に逆止弁１８を用いることにより、耐圧が比較的低いサーモスタット１６を用いて潤滑油の流れを制御することができる。

一方、圧力作動弁２０は、本実施の形態において第２の通路開閉弁を構成するもので、オイル貯留室１４の下流側（オイル貯留室１４とオイルジェット１０との間）に配置されている。また、圧力作動弁２０は、外部から圧力が入力された場合にのみ開弁する常閉の圧力作動弁により構成され、圧力の入力部２０Ａを備えている。この入力部２０Ａには、オイルポンプ２から吐出される潤滑油の油圧を入力部２０Ａに入力するための油圧通路２２が接続されている。

これにより、圧力作動弁２０は、オイルポンプ２（エンジン）の作動時に開弁し、エンジンの停止時には閉弁状態に保持される。なお、圧力作動弁２０の弁体は、圧力が入力されてない状態で自重により閉弁位置を保持し、圧力の入力時には、入力された圧力により重力に抗して開弁位置に変位するように構成されている。上記構成によれば、圧力作動弁２０をオイルポンプ２と連動して容易に開，閉させることができる。

［実施の形態１の作動］
本実施の形態のシステムは上述の如き構成を有するもので、次に、図１乃至図３を参照しつつ、その作動について説明する。まず、エンジンの停止時には、潤滑油の温度がサーモスタット１６の開弁温度未満に低下しており、また、オイルポンプ２が停止している。このため、サーモスタット１６、逆止弁１８及び圧力作動弁２０は、図１に示すように、全て閉弁した状態に保持されている。また、オイル貯留室１４は、逆止弁１８と圧力作動弁２０とによって密閉されており、その内部には、エンジンの運転中に供給された潤滑油が高い圧力を保持した状態で貯留されている。

次に、図２は、低温始動時におけるシステムの作動状態を示す動作説明図である。この図に示すように、エンジンが始動すると、オイルポンプ２が駆動されるので、その吐出圧が油圧通路２２を介して圧力作動弁２０に作用し、圧力作動弁２０が開弁する。一方、低温始動時には、まだ潤滑油の温度がサーモスタット１６の開弁温度未満であるため、サーモスタット１６及び逆止弁１８は、閉弁した状態に保持されている。この結果、低温運転時には、オイル貯留室１４内に貯留された高圧の潤滑油のみがオイルジェット１０からピストン１に向けて噴出し、これによりピストン等が潤滑される。一方、オイルポンプ２から吐出される潤滑油は、オイルジェット１０に供給されることなく、エンジンの他の潤滑部位に供給される。この状態は、エンジンの暖機が完了するまで継続される。

次に、図３は、暖機後におけるシステムの作動状態を示す動作説明図である。エンジンの暖機が完了すると、潤滑油の温度がサーモスタット１６の開弁温度以上に上昇し、サーモスタット１６が開弁する。これにより、オイルポンプ２の吐出圧がサーモスタット１６を介して逆止弁１８に作用するので、逆止弁１８は、この順方向の圧力を受けて開弁する。このとき、圧力作動弁２０も、オイルポンプ２の吐出圧により開弁状態に保持されているので、オイルポンプ２から吐出される潤滑油は、サーモスタット１６、オイル貯留室１４及び圧力作動弁２０を介してオイルジェット１０に流入し、オイルジェット１０からピストン１に向けて噴出する。即ち、暖機後には、オイルポンプ２から供給される潤滑油がピストン１に向けて連続的に噴出するようになり、ピストン１の潤滑及び冷却が十分に行われる。

以上詳述した通り、本実施の形態によれば、低温始動時には、オイル貯留室１４に貯留された潤滑油のみを用いてピストン１を潤滑することができる。従って、必要最小限の潤滑油によりスカッフの発生を防止することができ、ピストン１の過冷却を回避しつつ、シリンダ等の部品をスカッフから保護することができる。また、低温始動時には、潤滑油の粘度が高いので、潤滑油の使用量が多いほどフリクションが増加する傾向がある。しかし、上記構成によれば、ピストン１で使用される潤滑油の量を必要最低限に抑えることができるので、始動時のフリクションを低下させ、始動性を向上させることができる。

また、エンジンの停止時には、逆止弁１８と圧力作動弁２０とによってオイル貯留室１４を密閉することができ、その内部には、エンジンの運転中に供給された高い圧力の潤滑油を貯留しておくことができる。従って、始動時には、電動式のオイルポンプ等を使用しなくても、オイル貯留室１４内の潤滑油を自らの圧力によってピストン１に供給することができ、システムの構成を簡略化してコストダウンを図ることができる。一方、エンジンの暖機後には、サーモスタット１６、逆止弁１８及び圧力作動弁２０を開弁させることができ、オイルポンプ２から供給される十分な量の潤滑油をピストン１に連続的に供給することができる。これにより、ピストン１の潤滑及び冷却を効率よく行うことができる。

なお、前記実施の形態１では、第１の通路開閉弁としてサーモスタット１６及び逆止弁１８を採用し、第２の通路開閉弁として圧力作動弁２０を採用するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１，第２の通路開閉弁を電磁弁により構成し、これらの通路開閉弁をエンジン制御用の制御装置（ＥＣＵ）等により制御してもよい。この場合、ＥＣＵは、センサ等により検出した潤滑油の温度が前記開弁温度以上である場合に第１の通路開閉弁を開弁し、また、エンジンの運転中にのみ第２の通路開閉弁を開弁させる構成とすればよい。さらに、第１の通路開閉弁を電磁弁により構成する場合には、機関温度として、例えばエンジン冷却水やシリンダブロックの温度を検出する構成としてもよい。

１ ピストン
２ オイルポンプ（油圧源）
１０ オイルジェット
１２ オイル通路
１４ オイル貯留室
１６ サーモスタット（第１の通路開閉弁）
１８ 逆止弁（第１の通路開閉弁）
２０ 圧力作動弁（第２の通路開閉弁）
２０Ａ 入力部
２２ 油圧通路

Claims (3)

1. 内燃機関のピストンに向けて潤滑油を噴出するオイルジェットと、
   上流側が油圧源に接続されると共に下流側が前記オイルジェットに接続され、前記油圧源から前記オイルジェットに潤滑油を供給するオイル通路と、
   前記オイル通路の途中に設けられ、内燃機関の運転中に前記油圧源から供給される潤滑油が圧力を保持した状態で貯留されるオイル貯留室と、
   前記オイル貯留室の上流側で前記オイル通路に設けられ、機関温度が所定の開弁温度以上のときにのみ開弁する第１の通路開閉弁と、
   前記オイル貯留室の下流側で前記オイル通路に設けられ、前記油圧源の作動時にのみ開弁する第２の通路開閉弁と、を備え、
   前記第２の通路開閉弁は、圧力が入力された場合にのみ開弁する常閉の圧力作動弁により構成し、前記油圧源の作動時に発生する油圧を前記圧力作動弁に入力する油圧通路を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記第１の通路開閉弁から前記オイル貯留室に向けて潤滑油が流れるのを許し、前記オイル貯留室から前記第１の通路開閉弁に向けて潤滑油が逆流するのを規制する逆止弁を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記第１の通路開閉弁は、前記機関温度である潤滑油の温度に応じて開，閉するサーモスタットにより構成してなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。

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