JP7203100B2 - 改善された潤滑回路を備える内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、改善された潤滑回路が装備された内燃機関に関する。

知られているように、潤滑回路は、内燃機関の適切な機能を確実にするための本質的な部分である。

実際に、内燃機関の可動部に潤滑がないまたは不足する場合、可動部の差し押さえを引き起こし、指数関数的に摩耗を増加し及び／または著しく継続時間と信頼性を減らす。

潤滑回路は、本質的に常に油の薄膜で潤滑される必要がある全ての固定または可動部に圧力をかけられた油を送るオイルポンプを備える。

ウエットケースシステムにおいて、ポンプは、通常油受けにまたはその隣に設置される。油受けは、機関の内側に循環する全ての油を重力によって集めるように、クランクチャンバと連通し、その下に配置される。ポンプによって、油は、機関に再導入される。

この解決法は欠点がないわけではない。

実際に、油は、油受けに重力によって落ち、ここからオイルポンプによって再導入されるので、建設的な視点から全く単純である一方で、他方において、クランクチャンバの可動部によって放出された熱を直接に受けるので、油受けの油は、熱期間の高いストレスを加えられる。

さらに、当該可動部は、クランクチャンバにおいて、燃焼ガスと混合される油蒸気の存在を増加することによって油を変質する傾向がある。この態様は、ガスをエンジンの吸入に再導入する前に、ガスから油を効率的に分離するための、遠心タイプの特別な油蒸気回収装置を用いる必要を必然的に伴う。

潤滑油は、機関を適切に機能させるための本質的な要素であり、その加熱によって、急速な劣化を引き起こし、著しく潤滑力を減らす。これにより、油の変化時間を減らし、またパワートレイン性能を減らす。

これらの問題を解決するために、例えば、クランクチャンバの可動部によって構成される加熱源からできるだけ油を遠ざけるように油受けの大きさを大きくすることが知られている。この解決法は、しかしながら、特にオートバイの分野で、常に受け入れるわけではない大きさの増加を必然的に伴う。

油温度の増加を制限するために、潤滑油に特有の熱交換ラジエータを追加することも知られている。しかしながら、この解決法は、全体の大きさと回路のコストの両方を増加し、さらにオートバイの分野で、さらに一層、審美と大きさの外観の制限がある。

これらの温度の問題を解決するために、油がクランクチャンバから完全に分離してタンクに集められ、しばしばその上に置かれるドライケース解決法も知られている。

ポンプは、潤滑回路に油を送り、ドライケースの内側に置かれる。

しかしながら、この解決法は、まだ、大きさの不利を有し、しばしばオートバイの分野で適用可能でなく、利用できる空間は、大きく減らされる。

したがって、従来技術を参照して言及された欠点及び制限を解決する要求が感じられる。

そのような目的は、請求項１に記載の内燃機関によって達成される。

本発明のさらなる特性と利点は、その好ましい及び非限定の実施形態を有して以下に与えられる記載からさらに明確に理解されるであろう。

本発明の１つの実施形態による改善された潤滑回路が設けられた内燃機関の概略図を示す。 本発明の１つの実施形態による内燃機関の部分の、異なる断面平面に沿った、部分断面図である。 本発明の１つの実施形態による内燃機関の部分の、異なる断面平面に沿った、部分断面図である。 本発明の１つの実施形態による内燃機関の部分の、異なる断面平面に沿った、部分断面図である。 本発明によるオイルポンプの異なる角度からの概略斜視図を示す。 本発明によるオイルポンプの異なる角度からの概略斜視図を示す。 図５及び６のオイルポンプの断面図を示す。

以下に記載される実施形態に共通の要素及び要素の部分は、同じ符号を用いて示されるであろう。

前述の図を参照しながら、符号４は、全体に、本発明による内燃機関の概略全体図を意味する。

本発明の目的のために、内燃機関と言う用語は、広い意味で当該カテゴリにおいて、８サイクル内燃機関、ディーゼルサイクルエンジン及びロータリエンジン（Ｗａｎｋｅｌ）を含む、内燃機関の全てのタイプまたは構造を備えると、考えられることを特定されるべきである。

さらに、機関のタイプは、当該機関が取り付けられた車両のタイプに決して関係しない。

予想通り、本発明は、大きさ、重さ、構造に関して極めて限定的な制限によって特徴付けられたオートバイにおいて特別な利点を有するが、一般に自動車、工業車両及び原動機の付いた車両に適用できる。

用語オートバイは、少なくとも２つの車輪、すなわち前輪及び後輪を有するオートバイを意味すると解釈される。そのような定義は、それゆえ例えば、車両の前に２つの組のステアリングホイールと後の車軸に１つの駆動ホイールの３つの車輪を有するオートバイだけでなく、車両の前に１つのステアリングホイールと後の車軸に２つの駆動ホイールを備えるオートバイも含む。最後に、そのようなオートバイの定義は、また、車両の前に２つの車輪と後の車軸に２つの車輪を有するいわゆるクワッドバイクを含む。

内燃機関４は、既知の方法で、クランクシャフト１２にトルクを供給することができる可動部に接続された当該クランクシャフト１２を収納するクランクチャンバ８を備える。

例えば、可動部は、コネクティングロッドヘッド１５においてロッド１４によってクランクシャフト１２に接続されるピストン１３、ピストンマス１３の往復直線運動のバランスを取るのに役立つカウンタウエイト１６及びクランクシャフト１２のクランクまたはエルボ１８を備える。

内燃機関４はさらに、コネクティングロッド１４、クランクシャフト１２、カムシャフト（図示せず）などの相対ブッシングをとくに参照して、当該クランクシャフト１２及びまたは当該可動部１３，１４，１５，１６，１８に潤滑油を差すように構成された潤滑回路２０を備える。

本発明の目的のために、当該潤滑油の作用によって潤滑され及び／または冷却される必要がある内燃機関４の全ての可動または固定部に圧力をかけられた油を送ることができるように、お互いに流体接続された複数のダクトを備える潤滑回路２０のタイプ、構造または大きさは、重要ではない。

内燃機関４は、当該潤滑油を集めるための油受け２４を備える。

特に、油受け２４は、潤滑回路２０に連続して循環される潤滑油の収集タンクを構成するように、クランクチャンバ８の下の内燃機関４の下部に配置される。

油を冷却する目的のために、油受け２４は冷却フィン３０が装備された閉じたケース２８を有する。

有利に、内燃機関４は、油受け２４からクランクチャンバ８を分離する分離隔壁３２を備える。

油受け２４は、単一体を形成するように、内燃機関４の残りと接続される。油受け２４は、クランクチャンバ８の下に配置されることが好ましい。

分離隔壁３２は、少量の油が、冷えたときに油の液面を制御することを容易にするために、クランクチャンバ８から油受け２４に重力によって流れることができるように、クランクチャンバ８と油受け２４の間に１またはそれ以上の連通穴を備えるので、クランクチャンバ８と油受け２４の間の分離は、必ずしも密閉する必要がない。当該少量は、以下に記載されるように、第１のオイルポンプ３６によってクランクチャンバ８から油受け２４に移動される油の量未満である。いずれの場合でも、分離隔壁３２は、著しくクランクチャンバ８から油受け２４への直接の熱放射を遮断するので、より以下に記載されるように、クランクシャフトの回転によって作り出されるクランクチャンバのガス／蒸気と油の混合を防ぐ。

有利に、潤滑回路２０は、第１のオイルポンプ３６と第２のオイルポンプ４０を備える。

第１のオイルポンプ３６は、吸引でクランクチャンバ８と流体接続され、排出で油受け２４と流体接続される。

第１のオイルポンプ３６とクランクチャンバ８の間の流体接続は、第１の吸引ダクト４４による一方で、第１のオイルポンプ３６と油受け２４の流体接続は、第１の排出ダクト４８による。

第２のオイルポンプ４０は、潤滑回路２０によって吸引で油受け２４と流体接続し、排出でクランクチャンバ８と流体接続し、機関の潤滑回路２０に圧力をかけられた油を再導入する。

特に、第２のオイルポンプ４０と油受け２４の間の流体接続は、第２の吸引ダクト５２による一方で、第２のオイルポンプ４０とクランクチャンバ８の間の流体接続は、第２の排出ダクト５６による。

クランクチャンバ８と油受け２４のこの特定の配置は、油受け２４の高さ、したがって、機関の全体の垂直の大きさを減らすことができる。

第１のオイルポンプ３６と第２のオイルポンプ４０は、お互いに直列に配置されることが好ましい。

当該第１及び第２のオイルポンプ３６，４０は、第１のオイルポンプ３６の排出流量Ｐ１は、第２のオイルポンプ４０の排出流量Ｐ２より少ないような大きさにされることが好ましい。

１つの実施形態によると、第１のオイルポンプ３６は、当該分離隔壁３２の底部６０の近くの油の第１の吸引ダクト４４を有するように、当該分離隔壁３２の近くに配置される。

当該底部６０は、クランクチャンバ８におけるその収集と第１の吸引ダクト４４によるその吸引を容易にするために、ある種の油収集ウエルを示すような形状にされることが好ましい。

実際に、見られるように、クランクチャンバ８の内側に集められた油の体積は、油受け２４の内側に集められた油の体積より著しく少ない。この理由のために、分離隔壁３２の近くの油のこの小さな体積の収集と続く吸引を容易にする一連の方法を選ぶことが好ましい。

そのような目的に、クランクチャンバ８は、第１のオイルポンプ３６の吸引側から油を集めるような形状にされたオイルスクレーパフィン６４を備える。

例えば、図２で見られるように、オイルスクレーパフィン６４は、ほとんどカウンタウエイト１６をかするように、クランクシャフト１２のカウンタウエイト１６に対して、実質的に反対の形状にされる。

オイルスクレーパフィン６４の目的は、クランクチャンバ８の内側の油の制御できないこぼれを避け、かわりに第１のオイルポンプ３６に流体接続される第１の排出ダクト４８の側面に分離隔壁３２の底部６０のその収集に有利に働くことである。

見られるように、当該オイルスクレーパフィン６４は、動作中にクランクシャフト１２の回転の方向に対して、油の広がりに障壁を作り出すように配置される。

例えば、クランクシャフト１２に垂直な断面平面において、オイルスクレーパフィン６４と第１の吸引ダクト４４は、当該クランクシャフト１２に対して反対の側面に配置される。さらに、クランクシャフト１２の回転方向に対して、クランクシャフトのカウンタウエイト１６は、第１に第１の吸引ダクト４４、その後オイルスクレーパフィン６４を角ばって掃き、それにより第１の吸引ダクト４４の側面にエンジンオイルを保持する。

可能な実施形態によると、第２のオイルポンプ４０は、単一の駆動モータを使用できるように当該第１のオイルポンプ３６と同軸である。

当該第１及び／または第２のオイルポンプ３６，４０は、容積型ポンプであることが好ましい。

例えば、当該第１及び／または第２のオイルポンプ３６，４０は、ローブ式容積型ポンプであることが好ましい。

明白に、本発明の目的のために、他のタイプのオイルポンプ３６，４０を用いることができ、特に容積型ポンプが好ましい。

当該第１及び第２のオイルポンプ３６，４０は、動作手段７６に動作可能なように接続された、当該駆動軸７２上に適合された羽根６８を備える。

動作手段７６は、クランクシャフト１２が回転するときはいつでも潤滑を確実にするように、クランクシャフト１２に接続されることが好ましい、ストラップ、チェーン、単一のまたは直列のギアなどを備える。

本発明による内燃機関の機能は、ここから記載されるであろう。

特に、内燃機関４の動作の間、第１のオイルポンプ３６は、第１の吸引ダクト４４を通って、分離隔壁３２の下のクランクチャンバに重力によって集められる油を吸引する。

見られるように、エンジンオイルは、また第１の吸引ダクト４４の近くのモータオイルの蓄積を容易にするように、クランクシャフト１２の回転方向に対して適切に配置されたオイルスクレーパフィン６４の作用によって集められる。

この油は、既知の方法で、全ての固定及び／または可動部に潤滑油を差し、及び／または冷却することができるように、第１のポンプ３６によって油受け２４に送られ、ここから、第２の吸引ダクト５２によって次に送る第２のオイルポンプ４０から第２の排出ダクト５６を通って、潤滑回路２０に吸引される。

見られるように、クランクチャンバ８において分離隔壁３２において集められる油の体積は、油受け２４に存在する油の体積よりかなり小さいので、第２のオイルポンプ４０の排出流量Ｐ２は、第１のオイルポンプ３６の排出流量Ｐ１より大きい。

非常に少量の油がクランクチャンバ８に集められる事実によると、そのような油は、例えばクランク１８またはクランクシャフト１２のカウンタウエイト１６など可動部の打撃によって混合現象を受けない。

２つのオイルポンプ３６，４０は、単一駆動とまた全体の大きさを減らすように、同じ駆動軸７２上に適合されることが好ましい。

油は、クランクチャンバ８に打撃され、混合されず、したがってクランクチャンバ８に存在する吹き抜けガスと混合する傾向がない。

この理由のために、エンジンの吸引側に再注入される前に、シンプルラビリンスに当該吹き抜けガスを通すことができる。

記載から理解されるように、本発明は、従来技術で述べられた欠点を克服することができる。

特に、油受けとクランクチャンバの分離によって、油は、受ける放射が少なく、受ける混合が少なく、したがって受ける加熱が少ない。

実際に、クランクチャンバで集められ、連続加熱作用を受ける油の量は、油受けに落ちる全ての油が発散する従来技術の解決法と比べて著しく減らされる。

油は、温かい本体から熱を受けること、干渉する及び潤滑油を差す可動部によって機械的に圧力を与えられることの両方により、加熱される。クランクチャンバの油の量を減らすことは、可動部の「機械作用」による加熱を防ぐ。

油の動作温度を減らすことにより、後者は、従来の解決法より少ない圧力を与えられる。結果として、同じ機関動作のために、油は、相対置換間隔が長くされ、パワートレインの性能が増加されることにより、受ける劣化が少ない。

実験的な試験から、エンジンの同じ出力とタイプにおいて、本発明の解決法は、平均１０℃の油温度を減らすことができることを証明した。

さらに、クランクチャンバで集められた油の量が、従来の解決法に比べて著しく減らされる事実によると、油は、可動機械部の作用による混合現象を受けない。この場合においても、油は、相対置換間隔が長く、パワートレインの性能が増加されることにより、受ける劣化が少ない。

さらに、油が実質的に混合されないことにより、吹き抜けガスで混合される油の量が著しく減少するので、遠心油蒸気回収装置の排除ができ、より単純で、安いラビリンスを優先する。

全体の大きさを減らすように同軸の位置に２つのオイルポンプを設置し、従来の、単一のオイルポンプ解決法の大きさ内に収めることさえできる。

さらに、本発明の解決法は、油受けの大きさと規模を増やすことなく、過熱する油の問題を解決することができる。この態様は、特にオートバイの分野で役立ち、利益がある。

さらに、ドライケースシステムによる複雑さ及び特別な油ラジエータの使用を含む従来の解決法の重さとコストの増加は、回避される。

当業者は、続く請求項によって定義される発明の保護の領域内に残したまま、付随する及び特定の要求を満たすように上記された機関とオイルポンプに非常に多くの改良とバリエーションを作ることができる。

Claims (12)

1. 内燃機関（４）であって、
   クランクシャフト（１２）にトルクを供給できる可動部（１３，１４，１５，１６，１８）に接続されたクランクシャフト（１２）を収納するクランクチャンバ（８）と、
   前記クランクシャフト（１２）及び／または前記可動部（１３，１４，１５，１６，１８）に潤滑油を差すように構成された潤滑回路（２０）と、
   前記潤滑油を集めるための油受け（２４）と、を備え、
   前記内燃機関（４）は、前記油受け（２４）から前記クランクチャンバ（８）を分離する分離隔壁（３２）を備え、
   前記潤滑回路（２０）は、第１のオイルポンプ（３６）と第２のオイルポンプ（４０）を備え、
   前記第１のオイルポンプ（３６）は、吸引で前記クランクチャンバ（８）と流体接続され、排出で前記油受け（２４）と流体接続され、前記第２のオイルポンプ（４０）は、前記潤滑回路（２０）によって、吸引で前記油受け（２４）と流体接続され、排出で前記クランクチャンバ（８）と流体接続され、前記クランクチャンバ（８）に前記油を再導入し、前記可動部（１３，１４，１５，１６，１８）に油を差し、
   前記クランクチャンバ（８）は、前記第１のオイルポンプ（３６）の吸引側から前記油を集めるような形状にされたオイルスクレーパフィン（６４）を備え、
   前記オイルスクレーパフィン（６４）は、前記クランクシャフト（１２）のカウンタウェイト（１６）をかするように、前記カウンタウェイト（１６）と反対の形状にされている、内燃機関（４）。
2. 前記第１及び第２のオイルポンプ（３６，４０）は、互いに直列に配置されている、請求項１に記載の内燃機関（４）。
3. 前記第１及び第２のオイルポンプ（３６，４０）は、前記第１のオイルポンプ（３６）の排出流量（Ｐ１）が、前記第２のオイルポンプ（４０）の排出流量（Ｐ２）より少ないような大きさである、請求項１または２に記載の内燃機関（４）。
4. 前記第１のオイルポンプ（３６）は、前記分離隔壁（３２）の底部（６０）に集められた前記油の第１の吸引ダクト（４４）を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関（４）。
5. 前記第２のオイルポンプ（４０）は、前記第１のオイルポンプ（３６）と同軸である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関（４）。
6. 前記第１及び／または第２のオイルポンプ（３６，４０）は、容積型ポンプである、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の内燃機関（４）。
7. 前記第１及び／または第２のオイルポンプ（３６，４０）は、ローブ式容積型ポンプである、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関（４）。
8. 前記第１及び第２のオイルポンプ（３６，４０）は、動作手段（７６）に動作可能なように接続された駆動軸（７２）上に設けられた羽根（６８）を備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関（４）。
9. 前記オイルスクレーパフィン（６４）は、動作中の前記クランクシャフト（１２）の回転の方向に対する油の広がりに障壁を作り出すように配置される、請求項１に記載の内燃機関（４）。
10. 前記油受け（２４）は、前記クランクチャンバ（８）の下に設置される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の内燃機関（４）。
11. 前記油受け（２４）は、前記内燃機関（４）の残りと接続する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の内燃機関（４）。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の内燃機関（４）を備えるオートバイ。

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