JPH10274020A - 建設機械のエンジンウォームアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン冷却水と共にエンジンオイルを効率
的に加温してウォーミングアップを行うことができるよ
うになり、エンジンの始動を円滑かつ確実に、しかも迅
速に行えるようにする。 【構成】 エンジン１０のウォームアップ用として用い
られる配管３０におけるヒータ１４からの流出側の配管
部３０ｂは直接エンジン１０に接続されるのではなく、
オイルパン１３を貫通させるようにして引き回した上
で、エンジン１０に接続するようになし、熱交換器１６
ａにより、温風流出口１５ｂからダクト２５を介してオ
イルパン１３に温風を供給してオイルパン１３内のエン
ジンオイルが加温され、かつヒータ１４からの流出側の
配管部３０ｂはオイルパン１３内を通っているから、こ
のオイルパン１３内を通過する際に、加温されたエンジ
ン冷却水によって、オイルパン１３内のエンジンオイル
がさらに加温される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等、
エンジンを備えた建設機械において、寒冷地等でのエン
ジンの始動性を向上させるための建設機械のエンジンウ
ォームアップ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の一例としての油圧ショベル
は、図５に示すように、下部走行体１上に上部旋回体２
が旋回可能に設置されており、この上部旋回体２には、
オペレータが搭乗する運転室３が設置されると共に、フ
ロント作業機構４が設けられる。フロント作業機構４は
ブーム５，アーム６及びフロントアタッチメントとから
構成され、例えばフロントアタッチメントとして図示の
ように、バケット７を用いると、土砂の掘削等の作業が
行われる。

【０００３】下部走行体１による走行及び上部旋回体２
の旋回動作は油圧モータで行われ、またフロント作業機
構４を構成するブーム５，アーム６及びバケット７の作
動は油圧シリンダにより行われる。このように、油圧シ
ョベルの駆動手段としては、油圧モータや油圧シリンダ
からなる油圧アクチュエータで構成されるが、この油圧
アクチュエータに圧油を供給するために油圧ポンプが用
いられ、また油圧ポンプを回転駆動するためにエンジン
が設置されている。そして、これら油圧ポンプやエンジ
ン等の機器は上部旋回体２に設けた機械室８内に配置さ
れる。

【０００４】油圧ショベルは通常は野外で作業を行うも
のであり、一日の作業を終えると、次の作業が開始する
までは油圧ショベルは作業現場に配置したままの状態に
保持されることになる。例えば、寒冷地の夜間等のよう
に、周囲の温度が極端に低い状況下で油圧ショベルが停
止した状態で長時間配置されていると、この油圧ショベ
ル全体が周囲温度と同じ温度にまで低下する。このため
に、油圧ショベルに設置されているエンジン及びその冷
却水、さらにはエンジンオイルの温度も低下する。エン
ジン冷却水及びエンジンオイルの温度が低い状態には、
エンジンの始動性が悪くなり、それらの温度が極端に低
い場合には、エンジンの始動そのものが不可能となって
しまうこともある。

【０００５】以上の点を考慮して、寒冷地で作動する油
圧ショベル等の建設機械には、ヒータを設置して、この
ヒータによりエンジン冷却水及びエンジンオイルを所定
の温度にまで加温することにより、その始動性を向上さ
せるようにしている。そこで、図６に従来技術によるエ
ンジンのウォーミングアップ装置の構成を示す。

【０００６】図中において、１０はエンジン、１１はラ
ジエータ、１２は冷却用ファン、１３はエンジン１０の
下部に設けたオイルパンをそれぞれ示す。さらに、１４
はヒータであって、このヒータ１４は、図７に示したよ
うに、エア流入口１５ａと温風流出口１５ｂとを設けた
ハウジング１５内に燃焼室１６を設けて、この燃焼チャ
ンバ１６には熱交換器１６ａを付設して設ける構成とし
たものである。また、ハウジング１５内には、車載用の
バッテリで作動する電動モータ１７が設置されており、
この電動モータ１７には空気流通用ファン１８が接続さ
れており、この空気流通用ファン１８を作動させること
によって、エア流入口１５ａから温風出口１５ｂに至る
流路が形成されることになる。また、燃焼チャンバ１６
には燃料配管１９が接続されると共に、この燃料配管１
９の燃料噴射口にはグロープラグ２０が対向配設されて
おり、また燃焼用空気吸引用ファン２１により燃焼用空
気が取り込まれる燃焼用空気流入管２２が開口してい
る。ここで、燃焼用空気吸引用ファン２１は、空気流通
用ファン１８と共に前述した電動モータ１７により駆動
されるようになっている。さらに、熱交換器１６ａは燃
料チャンバ１６からの熱が流入され、また燃焼ガス排出
管２３が接続されて、排気ガスがこの燃焼ガス排出管２
３から排出されるようになっている。

【０００７】ヒータ１４は、その燃焼チャンバ１６内で
燃料配管１９から供給された燃料と、燃焼用空気流入管
２２から取り込んだ燃焼用空気とを混合させて、グロー
プラグ２０により点火することにより燃焼させて、この
燃焼時に発生する熱を熱交換器１６ａによりエア流入口
１５ａから取り込んだエアを加温する。これによって、
温風流出口１５ｂからは温風が供給される。また、ハウ
ジング１５には加温用の配管２４が接続されており、こ
の配管２４は熱交換器１６ａを囲繞するように螺旋状に
巻回させた上で、ハウジング１５の外部に引き出されて
いる。

【０００８】以上のように、ヒータ１４においては、温
風流出口１５ｂから温風が供給されるから、この温風の
吹き付けによりある部材を加温できる。また、配管２４
内に流体を流すことによって、この配管２４内の流体を
加温できる。そこで、まず温風流出口１５ｂにダクト２
５を接続して、このダクト２５をエンジン１０のオイル
パン１３に対面させて設ける。これによって、オイルパ
ン１３に温風が接触することになり、その結果このオイ
ルパン１３内のエンジンオイルを加温することができ
る。

【０００９】一方、ヒータ１４に接続した配管２４の両
端をエンジン１０に接続して、内部にエンジン冷却水を
流すことによって、ウォーミングアップ用の配管とされ
る。ただし、この配管２４は、ラジエータ１１とエンジ
ン１０との間を接続するエンジン冷却水流通用配管２６
とは別個の経路による配管として、エンジン１０でそれ
と連通させる。そして、このエンジン冷却水流通用配管
２６に設けたエンジン冷却水を循環させるためのポンプ
等を用いた強制循環手段によりエンジン冷却水をラジエ
ータ１１からエンジン冷却水流通用配管２６からエンジ
ン１０を介してヒータ１４に供給し、ヒータ１４で加温
されたエンジン冷却水は、エンジン１０を経てラジエー
タ１１に還流させる循環経路を形成する。さらに、この
配管２４には止め弁２７を設けて、エンジン１０のウォ
ーミングアップが終了した時には、このヒータ１４への
流路を閉鎖できるようにする。これによって、エンジン
冷却水及びエンジンオイルを所定の作動温度にまで加温
することができ、もってエンジン１０の始動が可能な状
態にまでウォーミングアップされることになる。

【００１０】このようにしてエンジン１０のウォーミン
グアップが行われるが、ラジエータ１１にはエンジン１
０のオーバーヒート等を検出するために、そのエンジン
冷却水の温度は温度センサにより常にモニタリングされ
ており、従ってヒータ１４を用いて行うエンジンのウォ
ーミングアップ時にも、このエンジン冷却水の温度を基
準として行い、エンジン冷却水が設定温度にまで上昇す
ると、ヒータ１４の作動が自動的に停止するようになっ
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン冷
却水を流す配管２４は、ヒータ１４の熱交換器１６によ
り直接加温されることから、このエンジン冷却水は効率
的に加温することができる。これに対して、オイルパン
１３には、ヒータ１４からの温風が接触するだけである
から、オイルパン１３内のエンジンオイルの加温効率は
エンジン冷却水のそれよりかなり低いものとなる。従っ
て、同じくヒータ１４により加温されるものの、エンジ
ン冷却水の方がエンジンオイルより早く加温されること
になる結果、エンジン冷却水はウォーミングアップ温度
にまで加温されるが、エンジンオイルは十分に加温され
ず、完全にはウォーミングアップできない状態で、ヒー
タ１４が切れてしまうという事態が発生することがあ
る。そうなると、エンジン１０の始動性が悪くなってし
まう。

【００１２】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、ヒータにより行われ
るエンジンのウォーミングアップをより完全かつ確実に
行えるようにすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、エンジンを備えた建設機械に設けら
れ、ラジエータからのエンジン冷却水をヒータに導い
て、このエンジン冷却水を所定の温度にまで加温すると
共にこのヒータからの温風でエンジンオイルを加温する
ものであって、このヒータにより加温されたエンジン冷
却水によりエンジンオイルを加温する構成としたことを
その特徴とするものである。

【００１４】そして、エンジンオイルをより効率的に加
温するには、ヒータからオイルパンに向けて温風を供給
すると共に、ラジエータとヒータとの間にエンジン冷却
水を流通させるウォームアップ用の配管を設けて、この
配管におけるヒータからラジエータににエンジン冷却水
を流入させる配管部分がオイルパンを通るように引き回
すように構成することができる。この場合において、こ
の配管部分は、オイルパンの内部を貫通するように引き
回すか、またはオイルパンのケーシングと接触するよう
にして引き回すようにすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。まず、図１及び図２に本
発明の第１の実施の形態を示す。なお、これらの図にお
いて、前述した従来技術と同一または均等な構成要素に
ついては、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略
する。

【００１６】エンジン１０に付設したラジエータ１１に
おけるエンジン冷却水と、オイルパン１３内のエンジン
オイルとは、ヒータ１４を用いて加温することによっ
て、エンジン１０のウォーミングアップを行うという基
本構成については、前述した従来技術のものと格別の差
異はない。また、このために、ヒータ１４の温風流出口
１５ｂからのダクト２５をオイルパン１３に対面させる
ように配置すると共に、エンジン１０とヒータ１４との
間にエンジン冷却水を流通させる配管３０を設け、この
配管３０をヒータ１４に接続するように構成している。

【００１７】ところで、本実施の形態においては、ウォ
ームアップ用として用いられる配管３０における流入側
の配管部３０ａはエンジン１０から直接ヒータ１４に導
かれるが、ヒータ１４からの流出側の配管部３０ｂは直
接エンジン１０に接続されるのではなく、オイルパン１
３の内部を貫通させるようにして引き回した上で、エン
ジン１０に接続するように構成している。

【００１８】以上のように構成することによって、エン
ジン１０のウォーミングアップを行う際には、ヒータ１
４を作動させて、燃焼チャンバ１６内で燃料を燃焼させ
ることにより熱を発生させる。この結果、熱交換器１６
ａにより、温風流出口１５ｂからダクト２５を介してオ
イルパン１３に温風として供給することによってオイル
パン１３内のエンジンオイルが加温される。また、これ
と共に、ラジエータ１１内のエンジン冷却水をエンジン
冷却水流通用配管２６からエンジン１０を介して配管３
０内を流れる流路を形成する。配管３０はヒータ１４に
接続されているから、この配管３０内を流れるエンジン
冷却水はヒータ１４の熱交換器１６ａとの熱交換により
加温されて、エンジン１０を経てラジエータ１１に還流
するから、エンジン冷却水も同時に加温される。

【００１９】ここで、エンジン冷却水が流れる配管３０
は、そのヒータ１４からの流出側の配管部３０ｂは直接
エンジン１０に接続されてはおらず、オイルパン１３内
を通っているから、このオイルパン１３内を通過する際
に、加温されたエンジン冷却水によって、オイルパン１
３内のエンジンオイルがさらに加温される。このよう
に、エンジンオイルは、ヒータ１４からの温風が供給さ
れると共に、エンジン冷却水が流れる配管３０における
流出側の配管部３０ｂが接触することによって、より効
率的に加温されることになる。従って、配管部３０ｂ内
を流れるエンジン冷却水の流量や流速等を適宜設定して
おけば、エンジン冷却水がエンジン１０の始動時におけ
る目標となる温度にまで上昇した時には、エンジンオイ
ルもその目標温度にまで上昇することも可能となる。こ
のように、エンジン冷却水とエンジンオイルとをほぼ同
時にウォーミングアップ時の目標温度にまで加温できる
と、ウォーミングアップを効率的に行うことができる。

【００２０】そして、エンジン冷却水及びエンジンオイ
ルが目標となる温度にまで上昇すると、それがエンジン
冷却水の温度を検出する温度センサにより検出され、こ
の温度センサからの信号に基づいてヒータ１４は停止す
る。これによって、エンジン１０のウォーミングアップ
が終了する。この結果、エンジン冷却水も、またエンジ
ンオイルも共に目標となる温度になるから、エンジン１
０は円滑かつ確実に、しかも迅速に始動することにな
り、その始動性が向上する。そして、ウォーミングアッ
プが終了した後には、配管３０に設けた止め弁３１を操
作して、ヒータ１４側への経路を遮断する。

【００２１】前述した実施の形態においては、ヒータ１
４からの流出用の配管部分をオイルパン１３の内部に挿
通させるように構成しているが、これによってオイルパ
ン１３の内部のエンジンオイルと直接熱交換させること
ができるようになる。しかしながら、オイルパン１３に
おける配管部３０ｂを挿通させた部位を気密構造にする
必要があり、構成が多少複雑になるおそれがあり、また
配管部３０ｂを通したことにより、オイルパン１３の内
容積が小さくなってしまう。このような事態を避けるに
は、図３及び図４に示した構成とすれば良い。

【００２２】即ち、図３及び図４の実施の形態において
は、エンジン冷却水が流れる配管４０のうち、エンジン
冷却水を流入させる側の配管部４０ａがヒータ１４に接
続されるが、このヒータ１４で加温されたエンジン冷却
水をエンジン１０に向けて流出させる流出側の配管部４
０ｂは、オイルパン１３内を通っておらず、そのケーシ
ングに当接させるようにして引き回されている。これに
よって、オイルパン１３内のエンジンオイルは直接加温
されるのではないが、ヒータ１４からの温風と共に、そ
のケーシングを介してエンジン冷却水からの熱がエンジ
ンオイルに伝達される。この結果、やはりエンジンオイ
ルの加温を効率的に行えることになる。しかも、オイル
パン１３には格別透孔等を設ける必要はないので構成が
簡略化される。ここで、配管部４０ｂからオイルパン１
３への熱伝達をより効率的に行うには、この配管部４０
ｂを２以上の管路に分割して、それぞれの分岐した管路
をオイルパン１３のケーシングに当接させる等、オイル
パン１３への接触面積を大きくすれば良い。

【００２３】なお、前述した各実施の形態においては、
エンジン冷却水をエンジンからヒータに流入させるよう
にしたが、このエンジン冷却水はラジエータからヒータ
に流すように構成しても良い。また、エンジン冷却水の
温度を検出してヒータの作動を停止させるようにした
が、これ以外にも、例えばエンジンオイルの温度等を検
出してヒータを停止させる等の構成を採用することも可
能である。さらに、エンジン冷却水とヒータとの間の配
管には手動操作による止め弁を設ける構成としたが、こ
れに代えてヒータの作動停止に連動して、自動的に流路
を遮断する構成としたも良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エンジ
ン冷却水をヒータで加温した後に、この加温されたエン
ジン冷却水によりエンジンオイルを加温するように構成
したので、エンジン冷却水と共にエンジンオイルを効率
的に加温できるようになり、エンジンのウォーミングア
ップを確実に行うことができ、エンジンの始動を円滑か
つ確実に、しかも迅速に行える等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すエンジンのウ
ォーミングアップ装置の構成説明図である。

【図２】図１の矢印Ａ方向から見た図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示すエンジンのウ
ォーミングアップ装置の構成説明図である。

【図４】図３の矢印Ｂ方向から見た図である。

【図５】建設機械の一例としての油圧ショベルの外観図
である。

【図６】従来技術によるエンジンのウォーミングアップ
装置の構成説明図である。

【図７】ヒータの構成説明図である。

【符号の説明】

１０ エンジン １１ ラジエー
タ １３ オイルパン １４ ヒータ １５ａ エア流入口 １５ｂ 温風流
出口 １６ 燃焼チャンバ １６ａ 熱交換
器 ３０，４０ 配管 ３０ａ，４０ａ
流入側の配管部 ３０ｂ，４０ｂ 流出側の配管部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンを備えた建設機械に設けられ、
   エンジン冷却水をヒータに導いて、このエンジン冷却水
   を所定の温度にまで加温すると共に、このヒータからの
   温風によりエンジンオイルを加温するものにおいて、前
   記ヒータにより加温されたエンジン冷却水によりエンジ
   ンオイルをも加温する構成としたことを特徴とする建設
   機械のエンジンウォームアップ装置。
2. 【請求項２】 前記ヒータからオイルパンに向けて温風
   を供給すると共に、前記ラジエータまたはエンジンと前
   記ヒータとの間にエンジン冷却水を流通させるウォーム
   アップ用の配管を設けて、この配管における前記ヒータ
   からラジエータに流入させる配管部分がオイルパンの内
   部を通るように引き回す構成としたことを特徴とする請
   求項１記載の建設機械のエンジンウォームアップ装置。
3. 【請求項３】 前記ヒータからオイルパンに向けて温風
   を供給すると共に、前記ラジエータまたはエンジンと前
   記ヒータとの間にエンジン冷却水を流通させるウォーム
   アップ用の配管を設けて、この配管における前記ヒータ
   からラジエータにエンジン冷却水を流入させる配管部分
   がオイルパンのケーシングと接触するようにして引き回
   す構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械
   のエンジンウォームアップ装置。