JPH0579314A - 内燃機関の潤滑油供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の潤滑油供給装置において、運転条
件に応じて油温を適正に調節するとともに、クランク室
に飛散するオイル飛沫を減少させる。 【構成】 クランクシャフト１のまわりでクランクシャ
フト１の潤滑を終えた潤滑油を回収する手段２１と、こ
れによって回収された潤滑油をオイルパン３を迂回して
オイルポンプ４の吸込側に導く戻し油通路３１と、この
戻し油通路３１からの潤滑油を選択的にオイルクーラ３
２に導く弁手段３３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の潤滑油供給
装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機関の暖機運転時の燃費やアイドリング
安定性を改善するために、暖機運転時に潤滑油温度を速
やかに上昇させたいという要求がある。

【０００３】この対策のため、従来、機関各部の潤滑を
終えた潤滑油を集めるロート状の案内板をクランク室内
に備え、この案内板を介して集められる潤滑油をオイル
スロートの吸込み口に導く配管をオイルパンに取付け、
暖機運転時に案内板の角度を調節することにより各部潤
滑後の比較的高温潤滑油をオイルパン内に放出すること
なく再循環させ、暖機後は案内板からオイルパン内に放
出するようにしたものがある(特開昭５９−１８３０１
７号公報、参照)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあってもクランクシャフトの軸受部分を
潤滑した潤滑油は、クランクシャフトの回転に伴ってク
ランク室に飛散し、クランクケースの内壁に付着して冷
却された後に回収されるため、暖機運転時に潤滑油温度
の上昇が遅れる。

【０００５】また、クランクシャフトのまわりから飛散
するオイル飛沫が、ピストンの下面やクランクシャフト
に衝突してこれらの運動エネルギを減殺する。

【０００６】本発明は上記の点に着目し、クランクシャ
フトのまわりから飛散するオイル飛沫を抑えつつ、潤滑
油温度を機関運転条件に応じて適正に調節することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、オイルパンに
貯溜された潤滑油をオイルポンプから油通路を通してク
ランクシャフトの摺接部に供給するようにした内燃機関
の潤滑油供給装置において、クランクシャフトのまわり
でクランクシャフトの潤滑を終えた潤滑油を回収する手
段と、これによって回収された潤滑油をオイルパンを迂
回してオイルポンプの吸込側に導く戻し油通路と、潤滑
油を冷却するオイルクーラと、戻し油通路からオイルポ
ンプの吸込側に導かれる潤滑油を選択的にオイルクーラ
に循環させる弁手段とを備える。

【０００８】また、上記内燃機関の潤滑油供給装置にお
いて、機関の負荷を検出する手段と、機関の回転数を検
出する手段と、潤滑油温度を検出する手段と、潤滑油温
度が所定の下限値より低い運転条件で戻し油通路からの
潤滑油をオイルクーラを迂回してオイルポンプの吸込側
に導き、潤滑油温度が上限値を越えて上昇する運転条件
で戻し油通路からの潤滑油をオイルクーラに導き、潤滑
油温度が下限値と上限値の間にあり、かつ機関の回転数
および負荷がそれぞれ所定値より低い運転条件で戻し油
通路からの潤滑油をオイルクーラを迂回してオイルポン
プの吸込側に導くように弁手段を切換作動させる制御手
段とを備える。

【０００９】

【作用】クランクシャフトの潤滑を終えた潤滑油が回収
手段によりクランクシャフトの周囲で回収されることに
より、クランク室に飛散するオイル飛沫が減少し、オイ
ル飛沫がピストンの下面やクランクシャフトに衝突して
これらの運動エネルギを減殺することを抑制できる。

【００１０】潤滑油温度が下限値より低い暖機運転時、
クランクシャフトの潤滑を終えて温度上昇した潤滑油
は、戻し油通路を通ってオイルパンおよびオイルクーラ
を迂回してオイルポンプの吸込側に導かれることによ
り、オイルポンプから機関の各潤滑部に供給される潤滑
油温度が速やかに上昇し、暖機運転時の燃費やアイドリ
ング安定性を改善できる。

【００１１】潤滑油温度が上限値を越えて上昇する機関
の高温時、戻し油通路から導かれる潤滑油は弁手段を介
してオイルクーラを通って冷却された後にオイルポンプ
に吸引されて機関を再循環する。オイルクーラにはクラ
ンクシャフトの潤滑を終えて温度上昇をした潤滑油が循
環するため、オイルクーラの冷却媒体に対する温度差が
大きく、潤滑油の冷却効果を高められ、あるいはオイル
クーラの小型化がはかれる。

【００１２】潤滑油温度が下限値と上限値の間にある場
合、機関の回転数および負荷がそれぞれ所定値より低い
運転条件では、潤滑油が過熱される心配がなく、潤滑油
をオイルクーラを迂回して循環させることにより、潤滑
油温度を比較的に高温に保ち、潤滑油の粘性抵抗を小さ
くして燃費やアイドリング安定性が改善される一方、機
関の回転数あるいは負荷がそれぞれ所定値を越えて上昇
する運転条件では潤滑油をオイルクーラを通して冷却す
ることにより、潤滑油の過熱を未然に防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１４】図１に示すように、４気筒機関に備えられ
るクランクシャフト１は、各コンロッド２の大端部１０
を軸受メタル１９を介して連結するクランクピン１１
と、各主軸受６に軸受メタル１８を介して支持されるク
ランクジャーナル１２と、クランクピン１１とクランク
ジャーナル１２とを互いに結ぶクランクウェブ１３、お
よびクランクウェブ１３に対してクランクシャフト１の
回転中心を挾んで対向する位置に所定の質量を付加する
カウンタウェイト１４とを有する。

【００１５】シリンダブロック２の下端にはオイルパン
３が設けられ、シリンダブロック２の前部にはオイルポ
ンプ４が設けられる。オイルポンプ４はクランクシャフ
ト１によって駆動されて、オイルパン３に貯溜された潤
滑油をオイルストレーナ５を介して吸上げ、オイルポン
プ４から吐出する潤滑油の一部は主軸受６に開口した図
示しない油通路から各クランクジャーナル１２と軸受メ
タル１８間の摺接部に供給され、ここからさらにクラン
クシャフト１の内部に配設される油通路１７を通してク
ランクピン１１と軸受メタル１９間の摺接部に供給され
る。また、オイルポンプ４から吐出する潤滑油の一部
は、各ピストン９とシリンダ８間の摺接部、シリンダヘ
ッド７上の動弁系にそれぞれ分配される。

【００１６】クランクシャフト１を潤滑した後の潤滑油
を回収する手段として、各主軸受６の周囲には環状の捕
集カバー２１がそれぞれ設けられる。

【００１７】図２，図３，図４にも示すように、各捕集
カバー２１は半割り状に２分割して形成され、それぞれ
のフランジ部２３が各主軸受６の前後端面６Ａ，６Ｂに
複数のビス２２を介して締結される。

【００１８】各捕集カバー２１はＪ字形断面をして、主
軸受６の前後端面６Ａ，６Ｂに接合する環部２４と、ク
ランクウェブ１３およびカウンタウェイト１４の表面に
対峙する環部２５とを有し、両者の間にクランクジャー
ナル１２と軸受メタル１８の間から放出される潤滑後の
潤滑油を集める環状溝２６を画成している。

【００１９】各主軸受６および各捕集カバー２１の環部
２４には環状溝２６の下部に開口する通孔２８，２９が
それぞれ形成され、各通孔２８に接続される戻し油通路
３１が配設される。この戻し油通路３１の一端はオイル
ストレーナ５の途中に接続され、各捕集カバー２１によ
って回収された潤滑油をオイルパン３を迂回してオイル
ポンプ４の吸込側に導く。

【００２０】戻し油通路３１から導かれる潤滑油を冷却
するオイルクーラとして、オイルパン３の外側に冷却配
管３２が設けられる。この冷却配管３２はこれを通過す
る潤滑油の熱を外気に放熱するようになっている。な
お、このオイルクーラとして、冷却配管のまわりに放熱
フィン等を有する熱交換器を設けても良い。

【００２１】図５にも示すように、戻し油通路３１から
の潤滑油を冷却配管３２に導く弁手段として、戻し油通
路３１の途中には電磁切換弁３３が設けられる。冷却配
管３２の入口３２Ａはこの切換弁３３を介して戻し油通
路３１に選択的に連通され、その出口３２Ｂは切換弁３
３より下流側の戻し油通路３１に接続されている。

【００２２】切換弁３３は戻し油通路３１を冷却配管３
２の入口３２Ａに連絡するポジションと、冷却配管３２
を迂回してオイルストレーナ５に短絡するポジションと
を持ち、コントローラ４１によって切換制御される。な
お、冷却配管３２の入口３２Ａと、戻し油通路３１の切
換弁３３より直下流側とにはオリフィス３６，３７がそ
れぞれ設けられる。

【００２３】図５において、３８はオイルポンプ４の吐
出圧を所定値以下に規制するリリーフバルブ、３９はオ
イルポンプ４から吐出される潤滑油の一部を各主軸受６
に分配するメインギャラリ、４０はシリンダヘッド７上
の動弁系に備えられる潤滑部である。

【００２４】切換弁３３を切換作動させる制御手段とし
てコントローラ４１は、機関の負荷を検出する手段とし
て吸気絞弁下流側に生じる吸気負圧を検出するセンサ４
２からの信号と、機関の回転数を検出する手段として回
転数センサ４３からの信号と、潤滑油温度を検出する手
段としてメインギャラリ３９内に配設された油温センサ
４４からの信号とをそれぞれ入力する。

【００２５】コントローラ４１は、潤滑油温度が下限値
より低い運転条件で戻し油通路３１からの潤滑油を冷却
配管３２を迂回してオイルポンプ４の吸込側に導き、潤
滑油温度が上限値を越えて上昇する運転条件で戻し油通
路３１からの潤滑油を冷却配管３２を通してオイルポン
プ４の吸込側に導き、潤滑油温度が下限値と上限値の間
にあり、かつ機関の回転数および負荷がそれぞれ所定値
より低い運転条件で戻し油通路３１からの潤滑油を冷却
配管３２を迂回してオイルポンプ４の吸込側に導くよう
に切換弁３３のポジションを切換える。

【００２６】ここでコントローラ４１における制御動作
を図６のフローチャートを参照しながら説明する。

【００２７】まず、ステップ１で油温が上限値Ｔｍａｘ
以上か否かを判定し、Ｔｍａｘ以上であれば機関の高温
状態と見なしてステップ５に進んで潤滑後の潤滑油を冷
却配管３２を通してオイルポンプ４に導く。

【００２８】これにより、機関の高温時、冷却配管３２
にはクランクジャーナル１２の潤滑を終えて温度上昇を
した潤滑油が循環するため、冷却配管３２の冷却媒体と
なる外気に対する温度差が大きく、潤滑油の冷却効果を
高められ、あるいは冷却配管３２（オイルクーラ）の小
型化がはかれる。

【００２９】ステップ２で油温が下限値Ｔｍｉｎ以下か
否かを判定し、Ｔｍｉｎ以下であれば機関の低温状態と
見なして、ステップ４に進んで潤滑後の潤滑油を冷却配
管３２を迂回してオイルポンプ４に導く。

【００３０】これにより、暖機運転時に、クランクジャ
ーナル１２の摺接部で加熱された潤滑油が冷却されるこ
となく再循環され、オイルポンプ４から機関の各潤滑部
に供給される潤滑油温度が速やかに上昇し、暖機運転時
の燃費やアイドリング安定性を改善できる。

【００３１】油温がＴｍａｘとＴｍｉｎの間にある運転
条件では、回転数が所定値Ｎ以下でかつ吸気負圧が所定
値Ｐ以下の場合、熱負荷の低い運転条件と見なしてステ
ップ４に進んで潤滑後の潤滑油を冷却配管３２を迂回し
てオイルポンプ４に導く。これに対して回転数が所定値
Ｎより高いかあるいは吸気負圧が所定値Ｐより高い場
合、熱負荷の高い運転条件と見なしてステップ５に進ん
で潤滑後の潤滑油を冷却配管３２を通してオイルポンプ
４に導く。

【００３２】これにより、暖機終了後でも低回転かつ低
負荷運転が続けられた場合は、クランクジャーナル１２
の潤滑を終えた潤滑油は冷却配管３２を迂回して循環
し、図７に示すように上限値Ｔｍａｘ付近に上昇する。
これにより、潤滑油の粘性抵抗を小さくして燃費やアイ
ドリング安定性が改善される。

【００３３】これに対して、高回転または高負荷運転が
続けられた場合は、クランクジャーナル１２の潤滑を終
えた潤滑油が冷却配管３２を循環し、図８に示すように
油温は比較的に下限値Ｔｍｉｎの近傍に保たれ、潤滑油
の過熱が防止される。

【００３４】また、回転数あるいは負荷の変動がある通
常の運転時は、図９に示すように油温は下限値Ｔｍｉｎ
と上限値Ｔｍａｘの間で変動するようになっている。

【００３５】クランクバャーナル１２の潤滑を終えた潤
滑油が捕集カバー２１により回収されることにより、ク
ランク室に飛散するオイル飛沫が減少し、オイル飛沫が
ピストン９の下面やクランクシャフト１に衝突してこれ
らの運動エネルギを減殺することを抑制できる。

【００３６】次に、図１０に示す他の実施例は、戻し油
通路３１から導かれる潤滑油を冷却配管３２を迂回して
オイルポンプ４の吸込側に導く弁手段として、ワックス
等の感温材により作動するサーモスタット弁４６が設け
られるものである。このサーモスタット弁４６はオイル
パン３に貯溜されたオイル中に設けられ、オイルパン３
内の油温が所定値以下の機関冷間時に戻し油通路３１か
らの潤滑油を冷却配管３２を迂回してオイルポンプ４の
吸込側に導き、オイルパン３内の油温が所定値以上に上
昇した暖機後は戻し油通路３１からの潤滑油を冷却配管
３２に通してオイルポンプ４の吸込側に導くようになっ
ている。

【００３７】次に、図１１に示す他の実施例について説
明する。

【００３８】クランクシャフト１を潤滑した後の潤滑油
を回収する手段として、図１２にも示すように、コンロ
ッド大端部１０の前後面１０Ａ，１０Ｂから環状に突出
する一対の第一カバー５１が軸受メタル１９に一体形成
される。各第一カバー５１は軸受メタル１９の両端をク
ランク形断面に曲折して形成され、コンロッド大端部１
０の前後面１０Ａ，１０Ｂからそれぞれ直交して突出し
ている。一方、図１３にも示すように、クランクシャフ
ト１側から環状に突出して各第一カバー５１に係合する
一対の第二カバー５２がそれぞれ２分割して設けられ
る。各第二カバー５２はＬ字形断面をしてクランクウェ
ブ端面１３Ａ，１３Ｂに接合するフランジ部５３を有
し、このフランジ部５３が複数のビス５４を介して締結
される。第一カバー５１と第二カバー５２は互いに微小
なクリアランスをもって嵌合し、クランクピン１１との
間に油溜室５５が環状に画成される。

【００３９】さらに、クランクシャフト１を潤滑した後
の潤滑油を回収する手段として、各主軸受６には軸受メ
タル１８と一体形成される第三カバー５７が設けられる
一方、クランクシャフト１側から環状に突出して各第三
カバー５７に係合する第四カバー５８が２分割して設け
られる。第三カバー５７と第四カバー５８は互いに微小
なクリアランスをもって嵌合し、クランクジャーナル１
２との間に油溜室５９が環状に画成される。

【００４０】クランクピン１１の周囲に画成される油溜
室５５と、クランクジャーナル１２の周囲に画成される
油溜室５９とはクランクウェブ１３を貫通する通孔６０
によって互いに連通し、各主軸受６および各軸受メタル
１８には油溜室５９の下部に開口する通孔２８，６１が
それぞれ形成され、各通孔２８に連通する戻し油通路３
１が配設される。この戻し油通路３１によって各捕集カ
バー２１からの潤滑油が集められるようになっている。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、内燃機関
の潤滑油供給装置において、クランクシャフトのまわり
でクランクシャフトの潤滑を終えた潤滑油を回収する手
段と、これによって回収された潤滑油をオイルパンを迂
回してオイルポンプの吸込側に導く戻し油通路と、潤滑
油を冷却するオイルクーラと、戻し油通路からオイルポ
ンプの吸込側に導かれる潤滑油を選択的にオイルクーラ
に循環させる弁手段とを備えたため、クランクシャフト
のまわりから飛散するオイル飛沫を抑えてフリクション
を低減するとともに、暖機性能を改善する一方で、オイ
ルクーラを小型化しつつ潤滑油が過熱されることを未然
に防止できる。

【００４２】また、上記内燃機関の潤滑油供給装置にお
いて、機関の負荷を検出する手段と、機関の回転数を検
出する手段と、潤滑油温度を検出する手段と、潤滑油温
度が下限値より低い運転条件で戻し油通路からの潤滑油
をオイルクーラを迂回してオイルポンプの吸込側に導
き、潤滑油温度が上限値を越えて上昇する運転条件で戻
し油通路からの潤滑油をオイルクーラに導き、潤滑油温
度が下限値と上限値の間にあり、かつ機関の回転数およ
び負荷がそれぞれ所定値より低い運転条件で戻し油通路
からの潤滑油をオイルクーラを迂回してオイルポンプの
吸込側に導くように弁手段を切換作動させる制御手段と
を備えたため、機関運転条件に応じて潤滑油温度がきめ
細かく調節されて、燃費やアイドリング安定性あるいは
機関の信頼性を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す機関の縦断面図である。

【図２】同じく要部を拡大した縦断面図である。

【図３】同じく捕集カバーの正面図である。

【図４】同じく捕集カバーの縦断面図である。

【図５】同じく油圧回路を含む構成図である。

【図６】同じく制御動作のフローチャートである。

【図７】同じく油温の特性図である。

【図８】同じく油温の特性図である。

【図９】同じく油温の特性図である。

【図１０】他の実施例の油圧回路を含む構成図である。

【図１１】さらに他の実施例を示す要部の縦断面図であ
る。

【図１２】同じくコンロッドを含む横断面図である。

【図１３】同じくクランクウェブを含む横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ２ コンロッド ３ オイルパン ４ オイルポンプ ５ オイルストレーナ ６ 主軸受 １１ クランクピン １２ クランクジャーナル ２１ 捕集カバー ３１ 戻し油通路 ３２ 冷却配管 ３３ 切換弁 ４１ コントローラ ４２ 吸気負圧センサ ４３ 回転数センサ ４４ 油温センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルパンに貯溜された潤滑油をオイル
   ポンプから油通路を通してクランクシャフトの摺接部に
   供給するようにした内燃機関の潤滑油供給装置におい
   て、クランクシャフトのまわりでクランクシャフトの潤
   滑を終えた潤滑油を回収する手段と、これによって回収
   された潤滑油をオイルパンを迂回してオイルポンプの吸
   込側に導く戻し油通路と、潤滑油を冷却するオイルクー
   ラと、戻し油通路からオイルポンプの吸込側に導かれる
   潤滑油を選択的にオイルクーラに循環させる弁手段とを
   備えたことを特徴とする内燃機関の潤滑油供給装置。
2. 【請求項２】 機関の負荷を検出する手段と、機関の回
   転数を検出する手段と、潤滑油温度を検出する手段と、
   潤滑油温度が所定の下限値より低い運転条件で戻し油通
   路からの潤滑油をオイルクーラを迂回してオイルポンプ
   の吸込側に導き、潤滑油温度が所定の上限値を越えて上
   昇する運転条件で戻し油通路からの潤滑油をオイルクー
   ラを通してオイルポンプの吸込側に導き、潤滑油温度が
   下限値と上限値の間にあり、かつ機関の回転数および負
   荷がそれぞれ所定値より低い運転条件で戻し油通路から
   の潤滑油をオイルクーラを迂回してオイルポンプの吸込
   側に導くように弁手段を切換作動させる制御手段とを備
   えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の潤滑油
   供給装置。