JPH0121325B2

JPH0121325B2 -

Info

Publication number: JPH0121325B2
Application number: JP55151790A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakamura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1989-04-20
Also published as: JPS5776217A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、内燃機関の潤滑装置に関する。

（従来の技術）一般に、内燃機関には機関作動各部を潤滑冷却
してなめらかに作動するように、潤滑油を循環さ
せている。この潤滑油は高速高負荷時の潤滑冷却
作用が十分に行なわれ、しかも潤滑油の劣化速度
を抑えるためにオイルパン内に大量に溜められて
いる。

そして、このオイルパンは機関の摩擦熱などを
うばつて、比較的高温になつた戻り潤滑油を冷却
するため、機関の最下部に備えられ、オイルパン
の外壁が外気に接触して潤滑油の熱を外部に放熱
できるようにしてある（例えば、自動車工学全書
４、ガソリンエンジン、山海堂、昭和55年７月20
日発行）。

このような従来の内燃機関の潤滑装置を第１
図、第２図によつて説明すると、オイルパン１は
シリンダブロツクスカート部（図示せず）にボル
ト孔６を介してボルト締めによつて固定される。
オイルパン１内部の油溜２に溜つた潤滑油は、オ
イルポンプ（図示せず）の吸引力によりオイルス
トレーナ４から吸い上げられ、機関各部に圧送さ
れ作動各部を潤滑冷却して最終的には油滴となつ
て受皿部３へ落ち、隔壁７を経て放熱冷却しつつ
油溜２へ戻る。

なお、５はドレンコツクであり、潤滑油交換時
に潤滑油を抜き取るためのものである。

ところで、機関の潤滑部分の摩擦係数特性は、
第３図に示すように、表面粗さによつて比較的高
い摩擦係数を示す境界潤滑領域と、油膜による
潤滑が行なわれる流体潤滑領域と、その中間で
摩擦係数が急激に変化する混合領域に分割され
る。

そして、潤滑装置および潤滑油量は、通常、機
関の潤滑部の大部分が潤滑作用の良好な流体潤滑
領域内で潤滑がなされるように設計されてい
る。

この流体潤滑領域では、摩擦係数は潤滑油粘
度および機関回転数に比例し、機関の負荷に反比
例している。

従つて、潤滑油の温度が上がつて粘度が小さく
なれば摩擦係数も小さくなつて（Ｄ点→Ｃ点）、
機関のフリクシヨンロスが減り、円滑に作動する
ようになる。

（発明が解決しようとする課題）ところが、機関の負荷が高い場合（高負荷運転
時）には、潤滑油の温度を上げすぎると、｛（潤滑油粘度）×（回転速度）／（荷重）｝値が
減少して、Ｃ点よりＢ点へ移り、境界潤滑状態と
なり、摩擦係数が急に増大し、苛酷な場合には機
関各部の焼付きを生ずる場合もある。

これを防止するため、高負荷運転時までも流体
潤滑を十分に保てるように潤滑装置および潤滑油
量が大容量に設計されている。

しかし、このことは逆に運転頻度の多い機関低
中負荷領域でのフリクシヨンの増大を招くことに
なつてしまう。すなわち、従来では高負荷域に比
べて、低中負荷領域では、著しく潤滑油温度が低
く、そのため粘度が増大して、機関フリクシヨン
が大きくなり、燃費の増大および運転性の悪化を
招くという問題があつた。

この発明は上述したような課題を解決すること
を目的としている。

（課題を解決するための手段）そこでこの発明は、機関各部を強制潤滑する潤
滑装置を備える内燃機関において、オイルパンの
油溜部分をオイルストレーナを収納する内部油溜
と、その周囲の外部油溜とに画成し、前記内部油
溜にはその上面に開口部を有する上皿と機関から
の滴下潤滑油を前記開口部に案内する案内手段と
を設けると共に底部付近に位置して内外油溜を連
通する連通孔を開口し、かつ前記開口部と連通孔
とを機関の負荷状態に応じて相反的に開閉する制
御弁を設け、低中負荷時には開口部を開くと共に
連通孔を閉ざして内部油溜の潤滑油のみを循環さ
せ、高負荷時には開口部を閉ざすと共に連通孔を
開いて外部及び内部油溜の潤滑油を循環させるよ
うにした。

（作用）上記構成に基づき、機関低中負荷時には、温度
の比較的高い内部油溜から、また高負荷時には外
気によつて冷却されやすい外部油溜から、潤滑油
が機関各部に圧送されるので、低中負荷時の潤滑
油温をが適度に高められる一方で、高負荷時の油
温は相対的に低下する。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

第４図、および第５図は本発明の一実施例を示
すもので、まず構成を説明すると、オイルパン
１′は、戻り潤滑油を受ける受皿部３と、受皿部
３と一体的に形成された油溜めのための外壁１０
より構成される。外壁１０の内部に、受皿部３と
連接する上皿１１によつて上面が覆われた内壁１
２が設けられ、これら略相似形の内壁１２と上記
外壁１０によつて、二重構造の内部油溜１３と外
部油溜１４とが画成されている。

上皿１１には、その上面に少量の潤滑油が溜ま
るように、つまり機関からの滴下潤滑油が確実に
上皿１１部分に集合するように案内手段として端
部にしきり板１５が設けられ、かつ開口部１６
と、上方に浸入防止壁１７をもつた孔１８とが設
けられている。

開口部１６は、後述の電磁弁２４によつて開閉
され、上皿１１に溜まつた潤滑油を内部油溜１３
に導びくためのものであり、一方孔１８には内部
油溜１３に収納されたオイルストレーナからの配
管が挿通される。

上記開口部１６の直下の内壁１２底部には、外
部油溜１４と内部油溜１３とを連通する連通孔１
９が設けられている。上記、オイルストレーナの
吸い込み口２０は、この連通孔１９の近傍にまで
達している。

そして、外壁１０の底部には開口部１６および
連通孔１９を相反的に開閉する電磁弁２４が設け
られる。

この電磁弁２４は、ソレノイドコイル２６、リ
ターンスプリング２５、弁棒２１により構成さ
れ、弁棒２１には弁体２２，２３がタンデムに固
定されており、それぞれ開口部１６、連通孔１９
を開閉するようになつている。

そして、電磁弁２４は、吸入負圧スイツチ２９
の開閉により機関負荷状態に応じて、ON―OFF
的に作動する。

例えば、吸入負圧が設定値以上の低中負荷域で
は、吸入負圧スイツチ２９の閉成により、バツテ
リ２７からの電流がイグニシヨンスイツチ２８を
介して電磁弁２４のソレノイドコイル２５に通
じ、弁棒２１がスプリング２５の付勢力に抗して
磁力により上方へ押し上げられて、連通孔１９が
閉じられると、同時に開口部１６が開かれる。一
方、設定値以上の高負荷時には、逆に吸入負圧ス
イツチ２８の開成により電磁弁２４はOFFとな
り、スプリング２５により弁棒２１が下降するた
め、今度は開口部１６が閉じて連通孔１９が開か
れる。

（図示の状態）なお、吸入負圧スイツチ２９と並列に潤滑油温
度を検知して、設定油温以下でONとなる油温ス
イツチ３０を設け、低温時に電磁弁２４を励磁す
るようにしてもよい。

また、図中５′はドレンコツク、３１は外部油
溜１４内の空気抜き孔であり、３２は外壁１０の
外側に取り付けられた冷却フインで、３３は弁棒
２１の摺動部分のオイルシールである。

次に作用を説明する。

機関低中負荷運転時には、機関吸入負圧が設定
値以上であるため、吸入負圧スイツチ２９は機関
吸入負圧を検知してON状態になつており、電磁
弁２４に電流が流れ、前述したように、弁体２２
は開口部１６を開放すると同時に連通孔１９を密
閉する。

これにより、上皿１１の上部と内部油溜１３が
連通し、内部油溜１３と外部油溜１４とは隔絶さ
れ、機関各部を潤滑して摩擦熱を吸収し比較的高
温になつた潤滑油は、受皿部３および上皿１１を
つたつて大部分が開口部１６より内部油溜１３内
に流入する。このとき、機関本体から上皿１１及
び受皿部３へと滴下してきた潤滑油は、端部のし
きり板１５により上皿１１の開口部１６の周囲に
少量溜められた状態になり、言い替えれば開口部
１６の付近に案内されるので、前記滴下潤滑油は
確実に内部油溜１３へと導入される。

内部油溜１３は外気との熱交換が直接にはでき
ないため、内部油溜１３の潤滑油は高温に保た
れ、その潤滑油が吸い込み口２０より吸い込まれ
て機関各部へ送られるため機関各部のフリクシヨ
ンを低く抑えることができる。

一方、機関吸入負圧が所定値以下の高負荷運転
時には、吸入負圧スイツチ２９はOFFとなつて
電磁弁２４の通電が遮断されるので、こんどは逆
に開口部１６を密閉すると同時に連通孔１９を開
放し、内部油溜１３を外部油溜１４と連通状態に
する。この結果、外気によつて冷却された低温の
潤滑油が内部油溜１３へ流入し、吸い込み口２０
より吸入されて機関各部へと循環される。

機関各部を潤滑した高温の潤滑油は、受皿部３
に滴下し上皿１１へ流れ込むが、開口部１６が閉
状態にあるためしきり板１５を越えて外部油溜へ
と流入し、外気との熱交換によつて冷却される。

このようにして、高負荷時に高温となりやすい
潤滑油を積極的に冷却し、適正な潤滑性能を維持
するのである。

以上の潤滑油温度と負荷との関係は、第６図に
示すようになり、本発明の温度特性イは従来の特
性ロに比較して、要求特性ハにきわめて近以し、
すなわち、低中負荷域で比較的温度が高く、高負
荷域では相対的に油温を低く保てるため、高負荷
域においても、機関潤滑部の摩擦係数特性が中低
負荷域と同様に、流体潤滑領域を逸脱することな
く、流体潤滑を保ち円滑に作動する。

なお、オイルストレーナの吸い込み口２０を連
通孔１９に近づければ近づけるほど効果は顕著で
ある。

ところで、従来の潤滑装置では、一か所に大量
に蓄えられた潤滑油は、第７図の運転モデルに示
すように、温度αが漸時上昇してゆくために、始
動後、長時間にわたつて適切な値まで温度上昇を
得ることができず、その間、機関各部の摩擦が増
大し燃費や運転性の悪化をもたらしていたが、油
温スイツチ３０を設けることによつて、機関が十
分に暖機されてない間は、潤滑油通路（図示せ
ず）に設置された油温スイツチ３０がONとな
り、吸入負圧スイツチ２９のON、OFFに関係な
く電磁弁２４に通電され、内部油溜１３の比較的
少量の潤滑油のみが機関各部を循環するために、
従来よりは速く潤滑油温度が昇温し機関各部のフ
リクシヨンを低減することができる。

ここで、油温スイツチ３０のON―OFF切替え
設定温度は機関高負荷運転時の要求潤滑油温度近
辺の値に設定するのが望ましい。

また、油温スイツチ３０は潤滑油温度を検知す
るが、機関冷却水温度βを検知する水温スイツチ
でも同様の効果は得られ、さらに機関の暖機状態
を検知できるものなら他のものでもよいのは明ら
かである。

ところで、受皿部３、内壁１２、上皿１１等を
熱伝導の小さな断熱材で形成すれば、内部油溜１
３と外部油溜１４との熱交換を小さくでき、低中
負荷運転時あるいは暖機中の潤滑油昇温効果は増
大する。また、外壁１０の外気側の冷却フイン３
２は外部油溜１４の潤滑油と外気との熱交換を促
進し、外部油溜１４の潤滑油の冷却効果を増大さ
せる。

第８図には、他の実施例を示す。

この実施例は、開口部１６と連通孔１９のおの
おのの弁体２２，２３を機関吸入負圧によつて作
動する負圧作動式制御弁４０（ダイヤフラム装
置）で開閉する例である。

負圧作動式制御弁４０は、ダイヤフラム４１、
大気と連通する大気室４２ａ、大気室４２ａ側へ
ダイヤフラム４１を付勢するスプリング４２ｂ、
スプリング４２ｂを収納する負圧室４３および負
圧室４３に負圧を導びく負圧通路４４よりなり、
吸入負圧が負圧室４３に伝達されると、大気がダ
イヤフラム４１をスプリング４２ｂの付勢力に打
ちかつて、上方に引き上げ、ダイヤフラム４１に
固着された弁棒２１を同時に上動させて、開口部
１６を開くとともに連通孔１９を閉じる。

さらに負圧室４３への負圧を伝達する吸入負圧
経路４５の途中には、逆止弁４６およびサーモワ
ツクス型あるいはバイメタル型等の油温を検知し
て切り替え作動する負圧切換スイツチ４７が介装
され、負圧切換スイツチ４７の切り替え作動によ
つて、暖気前は逆止弁４６および負圧切換スイツ
チ４７を介して、また、暖機後は負圧切換スイツ
チ４７のみを介して負圧が伝達される。

すなわち、機関暖機前では、温度検出部４７ａ
により負圧切換スイツチ４７の通路４８，４９，
５０が連通し、逆止弁４６の通路４６ａを介して
伝達された吸入負圧を通過させ負圧室４３に導び
いて、ダイヤフラム４１を作動させて弁体２２が
開口部１６を開放し、同時に弁体２３が連通孔１
９を密閉する。（図示の状態）この作用は、高負
荷運転状態になつて吸入負圧が低下しても逆止弁
４６の弁体４６ｂが通路４６ａを密閉するので接
続され、したがつて、常に内部油溜１３の潤滑油
のみが循環し、暖機を促進するのである。

一方、機関が暖機すると、負圧切換スイツチ４
７の温度検知部４７ａが、潤滑油温度が設定値以
上であることを検知して、可動部材４７ｂが図中
上方へ移動し、弁棒４７ｃ及びこれに連続した弁
体５４をスプリング５１の力に抗して押し上げる
ため通路５２が開かれ、通路５３と５０と連通す
ると、同時に通路４９を閉じる。

したがつて、吸入負圧は、逆止弁４６をバイパ
スして、通路５３，５２，５０をのみ通過して負
圧室４３に供給される。これによつて制御弁４０
は吸入負圧に応じて弁体２２，２３の開閉制御を
行なう。

すなわち、低負荷では弁体２２を開き、弁体２
３を閉じ、内部油溜１３の油を潤滑させ、高負荷
時には、逆に弁体２２を閉じ弁体２３を開き、内
外油溜１３，１４を連通させて、全ての潤滑油を
循環させる。

したがつて、本実施例においても、第１の実施
例と同様の効果が得られる。

（発明の効果）以上、説明してきたようにこの発明によれば、
オイルパンの油溜部分を内部油溜と外部油溜を有
する二重構造とし、機関低中負荷運転時には内部
油溜部分の比較的少量のしかも保温された潤滑油
を機関各部へ循環させ、機関高負荷運転時には、
外部油溜を含めた冷却されやすい潤滑油を機関各
部へ供給するようにしたため、低中負荷領域では
潤滑油の粘性によるフリクシヨンを低減し、燃費
の大巾な改善がはかれる一方、高負荷運転時には
機関各部を大量かつ低温の潤滑油で潤滑すること
ができ、出力向上並びに機関破損を未然に防止す
るという効果がある。

特にこの発明では、内部油溜の上下に設けた開
口部と連通孔とを制御弁を介して相反的に開閉す
る構成により内外の油溜を確実に仕切ると共に、
機関本体から戻つてくる潤滑油を高負荷時には外
部油溜に、低中負荷時には内部油溜へとそれぞれ
の負荷状態に応じて確実に導くようにしたので、
オイルパンから機関へと供給する潤滑油を運転状
態の変化に応じて速やかに適温に制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオイルパンの平面図、第２図は
その断面図である。第３図は摩擦係数を示す説明
図である。第４図は本発明の平面図、第５図はそ
の断面図である。第６図は負荷と潤滑油温度を示
す説明図、第７図は運転モデルの一例を示す説明
図、第８図は他の実施例の断面図である。１′……オイルパン本体、３……受皿部、４…
…オイルストレーナ、１０……外壁、１２……内
壁、１３……内部油溜、１４……外部油溜、１６
……開口部、１９……連通孔、２２……弁体、２
３……弁体、２９……吸入負圧スイツチ、２４…
…電磁弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１機関各部を強制潤滑する潤滑装置を備える内
燃機関において、オイルパンの油溜部分をオイル
ストレーナを収納する内部油溜と、その周囲の外
部油溜とに画成し、前記内部油溜にはその上面に
開口部を有する上皿と機関からの滴下潤滑油を前
記開口部に案内する案内手段とを設けると共に底
部付近に位置して内外油溜を連通する連通孔を開
口し、かつ前記開口部と連通孔とを機関の負荷状
態に応じて相反的に開閉する制御弁を設け、低中
負荷時には開口部を開くと共に連通孔を閉ざして
内部油溜の潤滑油のみを循環させ、高負荷時には
開口部を閉ざすと共に連通孔を開いて外部及び内
部油溜の潤滑油を循環させるようにしたことを特
徴とする内燃機関の潤滑装置。