KR0139269B1 - 내연 기관의 윤활 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 윤활 장치는 내연 기관의 엔진 각 부분에 공급되는 윤활유의 온도를 낮추어 주고 오일팬(1)측에서의 외부 공기에 의한 방열을 촉진하려는 것이다. 이 윤활 장치의 구성을 살펴보면, 오일팬(1)로부터 윤활유를 흡입하도록 오일 펌프(2)가 설치되어서 윤활유 공급 통로(3)을 거쳐 엔진 각 부분의 윤활유(4)에 윤활유를 압송한다. 토출된 윤활유의 일부가 분류되도록 윤활유 공급 통로(3)으로부터 바이패스 통로(6)이 분기 형성되어 있고 그 중간에 오일 냉각기(8)이 개재되어 있다. 바이패스 통로(6)의 선단은 오일 펌프(2)의 흡입측에 합류하고 오일 냉각기(8)에서 방열한 저온 윤활유가 오일팬(1)내에 혼합되지 않고 오일 펌프(2)에 되돌아오게 되어 있다.

Description

내연 기관의 윤활 장치

제1도는 본 발명에 따른 윤활 장치의 구성을 나타낸 구성 설명도.

제2도는 상기 윤활 장치의 더욱 구체적인 실시예를 도시한 제3도의 A-A선에 따른 단면도.

제3도는 상기 실시예의 오일팬을 도시한 평면도.

제4도는 오일팬을 도시한 제3도의 화살표(B) 방향에서 취한 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 오일팬 2 : 오일 펌프

3 : 윤활유 공급 통로 5 : 오일 휠터

6 : 바이패스 통로 8 : 오일 냉각기

21 : 흡입 통로 23 : 오일 여과기

27 : 합류 통로부

본 발명은 오일팬에 저류된 윤활유를 오일 펌프에 의해 엔진의 각 부분에 공급하는 내연 기관의 윤활 장치, 특히 바이패스 유동식의 오일 냉각기를 갖춘 윤활 장치에 관한 것이다.

내연 기관의 윤활유의 과도한 온도 상승을 피하기 위하여 공냉식 또는 수냉식의 오일 냉각기를 설치한 윤활 장치가 종래로부터 알려져 있는데, 그중 하나로 일본국 실용 공개(소)60-75614호에는 바이패스 유동식으로 오일 냉각기를 배치한 구성이 개시되어 있다. 이는 오일팬에 저류된 윤활유를 오일 펌프가 흡입하여 엔진 각 부분에 압송하는 윤활 장치에 있어서, 오일 펌프의 토출측에 윤활유의 일부가 분류(分流)하도록 바이패스 통로를 분기 형성하고 이 바이패스 통로에 오일 냉각기를 개재한 것으로, 상기 바이패스 통로의 선단은 크랭크 케이스내에서 개방되어 있다. 즉, 오일팬으로부터 오일 펌프에 의해 빨아올려진 윤활유의 일부는 바이패스 통로를 통해서 오일팬 안으로 되돌아오게 되고, 이때에 오일 냉각기를 통과하여 냉각된다. 그리고, 나머지 윤활유가 실제로 엔진 각 부분에 공급되어 각 부분을 윤활한다.

이렇게 바이패스 유동식으로 오일 냉각기를 설치한 구성에 의하면 오일 펌프에 의해 토출된 윤활유의 전부를 오일 냉각기에 통과시키는 구성에 비해서 압력손실을 적게할 수 있고 엔진 각 부분에 실제로 공급되는 윤활유의 압력을 높게 유지할 수 있는 잇점이 있다.

그러나, 상기 종래의 구성에서는 오일 냉각기를 통과하여 저온으로 된 윤활유가 오일팬의 고온 윤활유와 혼합되어 다시 오일 펌프에 의해 빨아올려지는 형태로 되기 때문에 엔진 각 부분에 압송되는 윤활유의 온도를 그보다 낮게 할 수가 없다. 또한, 오일 냉각기의 방열과 함께 오일팬내의 평균 오일 온도가 낮아지기 때문에 오일팬측에서의 방열 효율은 저하되어 버리고 그 결과, 오일 냉각기의 방열 열량에 알맞는 충분한 오일 온도 저하 효과를 확보할 수 없다고 하는 단점이 있다.

본 발명에 따른 내연 기관의 윤활 장치는 내연 기관의 크랭크 케이스 하부에 설치된 오일팬과, 이 오일팬에 저류된 윤활유를 흡입하여 이 윤활유를 공급 통로를 거쳐 엔진 각 부분에 압송하는 오일 펌프와, 이 오일 펌프가 토출한 윤활유의 일부가 분류하도록 윤활유 공급 통로로부터 분기 형성되고 통로의 선단이 상기 오일 펌프의 흡입측에 합류한 바이패스 통로와, 이 바이패스 통로에 개재된 오일 냉각기를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 청구 범위 제2항의 발명에서는 오일팬내에 이르는 흡입 통로와 상기 바이패스 통로의 합류 통로부가 오일팬의 벽 내부에 형성되고, 이 합류 통로부에 오일 펌프의 흡입구가 접속되어 있다.

또한, 청구 범위 제3항의 발명에서는 상기 흡입 통로가 오일팬과 일체로 형성된 격벽 및 이 격벽에 부착된 커버에 의해 통로 형상으로 형성되어 있다.

상기 구성에서는 오일 펌프에 의해 토출된 윤활유의 일부가 바이패스 통로측으로 분류하고 나머지가 엔진 각 부분에 공급된다. 바이패스 통로로 분류한 윤활유는 오일 냉각기를 통과할 때 방열하여 저온으로 되어 다시 오일 펌프의 흡입측으로 되돌아 온다. 즉, 저온으로 윤활유가 오일팬내에 되돌아오지 않고 직접 오일 펌프에 도입되게 되어 엔진 각 부분에 공급되는 윤활유의 온도가 낮게 된다.

또한, 오일 냉각기를 경유하여 저온으로 된 윤활유가 오일팬내에 되돌아오지 않기 때문에 오일팬내에 저류되어 있는 윤활유의 온도는 높게 된다. 따라서, 외부 공기와의 온도차가 크게 확보되어 오일팬에서의 방열량이 커지게 된다.

또한, 청구 범위 제2항의 구성에 의하면, 오일 냉각기를 경유하여 저온으로 된 윤활유가 오일 펌프의 흡입구 바로 앞에 위치하는 벽부의 합류 통로부에 되돌아와서 여기에서 오일팬 내부로부터 흡입되는 윤활유에 합류한다. 그 때문에 오일팬 내부로 연장되는 섹션 파이프 등에 합류시킨 경우에 비해서 오일 냉각기 통과후의 저온 윤활유가 오일팬 내부의 고온 윤활유로부터 열을 받지 않게 되고, 오일 펌프에 흡입된 시점에서 오일 온도가 상당한 저온으로 유지된다. 게다가, 합류 통로부에 이르는 흡입 통로를 제3항의 것처럼 구성하면 합류하기 전의 윤활유가 오일팬 외벽을 따라 흐르게 되고, 오일팬 외벽을 거친 방열 작용에 의해 오일펌프에 흡입되는 윤활유의 온도가 더욱 저온으로 된다.

이후에 본 발명의 일 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 윤활 장치의 구성을 도시한 설명도로, 내연 기관의 크랭크 케이스 하부에 오일팬(1)이 부착되어 있어서 윤활유가 저류되도록 되어 있는 동시에 여기로부터 윤활유를 흡입하도록 오일 펌프(2)가 설치되어 있다. 이 오일 펌프(2)는 예를 들어, 크랭크 축에 의해 구동되는 기어식 펌프등으로 되고 윤활유 공급 통로(3)을 통해서 엔진 각 부분의 윤활부(4)에 윤활유를 압송한다. 상기 윤활유 공급 통로(3)에는 오일 휠터(5)가 개재되어 있으며, 이 오일 필터(5)보다 상류측인 위치 또는 하류측인 위치에서 윤활유 공급 통로(3)으로부터 바이패스 통로(6)이 분기 형성되어 있다. 각 부분의 윤활부(4)에 보내어진 윤활유는 최종적으로 크랭크 케이스 안으로 유출되어 오일팬(1)에 회수된다.

상기 바이패스 통로(6)에는 소정 압력에서 개방되는 해제 밸브(7)이 개재되어 있으며, 공냉식 또는 수냉식의 오일 냉각기(8)이 개재되어 있다. 그리고, 바이패스 통로(6)의 선단은 오일팬(2)의 흡입측에 합류되어 있다.

제2도 내지 제4도는 상기 오일팬(1) 등의 구체적인 구성을 도시한다. 이러한 구성은 V형 6기통 엔진에 적용한 것으로, 제2도에 도시한 것처럼 실린더 블록(11)의 하면에 오일팬(1)이 부착되어 있으며 엔진 전단부에 내부 기어식 펌프로된 오일 펌프(2)가 배치되어 크랭크 축(12)에 직접 구동되도록 되어 있다.

상기 오일팬(1)은 알루미늄 합금으로 주조한 것으로 비교적 얕은 접시 형상으로 형성되어 있으며, 엔진 후단측의 하면에 폭이 넓은 부분(13, 제3도 참조)을 갖고 이 부분(13) 하면에 별개의 오일팬 하부(14)가 볼트(16)에 의해 부착되어 오일 탱크부(15)를 형성한다. 상기 오일팬 하부(14)는 금속판을 프레스 성형한 것이고, 오일팬(1)의 저부에는 상기 오일 탱크부(15)안에 연통시키도록 개구부(17, 제3도 참조)이 형성되어 있다.

또한, 오일팬(1)의 저면에는 전후 방향으로 좁고 긴 사각형의 격벽(18)에 의해 둘러싸인 부분의 상면 개구리를 덮도록 금속판으로 된 흡입 통로 커버(19)가 볼트(20)에 의해 부착되어 있고, 이에 의해서 오일 펌프(2)의 흡입측에 통하는 흡입통로(21)의 대부분이 형성되어 있다. 이 흡입 통로(21)의 선단부는 연통구(22)를 거쳐 오일 여과기(23)의 내측에 연통되어 있다. 상기 오일 여과기(23)는 금속망 형상의 것으로 오일팬(1)의 저벽에 직접 부착되어 있으며, 이 오일 여과기(23)을 덮는 여과기 커버(24)가 볼트(25)에 의해 함께 체결되어 있다.

또한, 상기 흡입 통로(21)의 기단측은 격벽(18)에 연속되는 팽창부(26)내의 연통로(21a)에 의해 형성되고, 이 연통로(21a) 거쳐서 합류 통로부(27)에 접속되어 있다. 상기 합류 통로부(27)은 오일팬(1) 상면측으로부터 원통형으로 오목하게 설치되고 그 상면 개구가 흡입구 접속구(28)로 되어 있다. 오일팬(1)의 전단에는 합류 통로부(27)을 끼고 상기 연통로(21a)와 대향하도록 플러그 부착구멍(29)가 형성되어 있다. 이 플러그 부착 구멍(29)는 오일팬(1)의 전단면에 개방되고 여기에서 접속관(30a)를 구비한 테이퍼 플러그(30)이 나사결합되어 있다. 즉, 상기 합류 통로부(27)은 연통로(21a) 및 플러그 부착구멍(29)와 함께 오일팬(1)의 저벽부 내부에 형성되어 있다. 또한, 상기 연통로(21a)와 플러그 부착 구멍(29)는 오일팬(1)의 외측으로부터 드릴 가공에 의해 동시에 가공되어 있다. 상기 테이퍼 플러그(30)의 접속관(30a)는 상술한 바이패스 통로(6)을 구성하는 도시하지 않은 배관을 거쳐 공냉식 오일 냉각기(8)의 출구측에 접속되어 있다.

또한, 상기 오일팬(1)의 전단부에는 테이퍼 플러그(30)과 평행하게 늘어선 형상으로 나트리지형의 오일 휠터(5)가 착탈가능하게 설치되어 있다. 그리고, 이 오일 휠터(5)의 부착 위치에 대응하여 오일팬(1)의 전단부 내측에 토출구 접속구(32)와 윤활유 출구(33)이 상면을 향한 개구를 형성하고 있다. 상기 토출구 접속구(32)는 오일 휠터(5)의 입구측에, 상기 윤활유 출구(33)은 오일 휠터(5)의 출구측에 각각 접속되어 있다. 또한, 오일팬(1)의 전단부 측면에 상기 윤활유 출구(33)으로부터 분기된 통로를 갖는 바이패스 통로 접속부(34)가 설치되어 있다. 이 바이패스 통로 접속부(34)는 상술한 바이패스 통로(6)을 구성하는 도시하지 않은 배관을 거쳐 공냉식 오일 냉각기(8)의 입구측에 접속되어 있다. 또한, 상기 윤활유 출구(33)은 실린더 블록(11)측의 도시하지 않은 오일 통로에 접속되도록 되어 있다.

오일 펌프(2)의 하우징은 제3도에 도시한 것처럼 오일팬(1)의 전단부에 크랭크축(12)와 직교하도록 배치되어 있고 그 흡입구(35, 제2도)가 흡입구 접속구(28)에 그리고 도시하지 않은 토출구가 토출구 접속구(32)에 각각 접속되어 있다. 또한, 이들 접속부에는 제2도에 도시한 것처럼 원통 형상의 칼라(36) 및 0링(37)이 사용된다.

상기의 구성에 있어서는 오일 펌프(2)가 작동하면 흡입 통로(21)을 통해서 오일 탱크부(15)로부터 윤활유가 흡입되어, 오일 휠터(5)를 통해서 윤활유 출구(33)측에 토출된다. 이때에, 일부의 윤활유가 바이패스 통로(6)으로 되는 바이패스 통로 접속부(34)측에 분류되고 나머지가 윤활유 출구(33)으로부터 도시하지 않은 오일 통로를 통해서 엔진 각 부분에 압송된다. 바이패스 통로 접속부(34)로부터 바이패스 통로(6)에 분류된 윤활유는 오일 냉각기(8)을 통과할 때 방열하고 테이퍼 플러그(30)을 통해서 합류 통로부(27)에 유입된다. 그리고, 이 합류 통로부(27)에 있어서 흡입 통로(21)로부터 유입되는 윤활유와 합류하여 재차 오일펌프(2)에 흡입된다.

따라서, 상기 구성에서는 오일 냉각기(8)에 의해 냉각된 저온인 윤활유가 오일 탱크부(15)에 되돌아 오지 않고 그대로 오일 펌프(2)에 흡입되어 엔진 각 부분을 향하여 토출되므로 엔진 각 부분의 윤활부에 공급되는 윤활유의 온도를 충분히 낮게 할 수 있다. 특히, 오일 냉각기(8)을 나온 저온의 윤활유가 오일 펌프(2)의 흡입구(35)에 근접한 합류 통로부(27)에 되돌아오므로 예를 들어, 오일팬내에 노출되는 섹션 파이프의 도중에서 합류시킨 경우 등에 비해서 오일 냉각기(8)을 통과한 후의 저온 윤활유가 오일팬(1)내의 고온 윤활유로부터 열을 받는 것이 적어지게 되고, 저온 상태 그대로 오일 펌프(2)에 도입될 수 있다. 게다가, 오일 탱크부(15)로부터 합류 통로부(27)에 이르는 흡입 통로(21)은 오일팬(1)과 일체인 격벽(18)에 의해 오일팬(1) 저벽을 따라 형성되어 있으므로 외부 공기에 의한 냉각 작용을 받기 쉽고 별개의 섹션 파이프를 사용한 경우 보다도 저온인 상태에서 오일 탱크부(15)측으로부터 윤활유를 도입할 수 있고 엔진 각 부분에 공급하는 윤활유의 온도를 더욱 낮추는데 기여하게 된다.

또한, 상술한 것처럼 오일 냉각기(8)을 통과한 저온 윤활유가 오일 펌프(2)에 직접 되돌아오기 때문에 오일팬(1) 저부와 오일 탱크부(15)내에 머물고 있는 윤활유의 온도가 높게 유지된다. 오일팬(1)의 외벽을 통해서 외부 공기에 방열되는 열량은 그 내부의 온도와 외부 공기의 온도차에 비례하므로 외부공기에 의한 오일팬(1)의 냉각 작용이 그만큼 커지게 되고 양호한 효율로 방열할 수 있다.

또한, 상기 실시예의 구성에 의하면 각 합류 통로부(27) 등이 오일팬(1)의 벽부분과 일체로 형성되어 있기 때문에 오일팬(1)의 강성 향상을 도모하여 오일팬(1)의 진동 및 이에 따른 소음이 억제된다.

게다가, 합류 통로부(27)을 오일팬(1)과 일체로 설치함과 동시에 흡입 통로(21)을 오일팬(1)과 일체인 격벽(18) 및 흡입 통로 커버(19)에 의해 형성하고 있기 때문에 통상의 섹션 파이프에서 처럼 내진성이 문제로 되지 않고, 오일 여과기(23)을 오일팬(1)에 직접 지지시킨 구성이 가능해진다. 이에 의하여 오일 여과기(23) 부분의 강성이 대폭 향상된다. 또한, 흡입 통로(21) 및 오일 여과기(23)을 미리 오일팬(1)에 설치할 수 있기 때문에 오일팬(1) 전체의 조립 부착 작업성이 양호해진다.

이상의 설명에서 명백한 것처럼, 본 발명에 따른 내연 기관의 윤활 장치에 의하면 오일 냉각기 통과 후의 저온 윤활유가 그대로 엔진 각 부분에 압송되기 때문에 엔진 각 부분에 공급되는 실제 윤활유의 온도를 더욱 낮게 유지할 수 있으며, 오일팬측에서 외부 공기에 의한 냉각을 효율적으로 행할 수 있고, 평균적인 온도를 더욱 낮추거나 오일 냉각기를 소형으로 할 수 있다.

Claims (3)

1. 내연기관의 윤활장치에 있어서, 내연 기관의 크랭크 케이스 하부에 설치된 오일팬과, 이 오일팬에 저류된 윤활유를 흡입하여 윤활유 공급 통로를 거쳐 엔진 각 부분에 압송하는 오일 펌프와, 이 오일 펌프가 토출한 윤활유의 일부가 분류하도록 윤활유 공급 통로로부터 분기형성되고 그 선단이 상기 오일 펌프의 흡입측에 합류한 바이패스 통로와 이 바이패스 통로에 개재된 오일 냉각기를 구비한 것을 특징으로 하는 내연 기관의 윤활 장치.
2. 제1항에 있어서, 오일팬내에 이르는 흡입 통로와 상기 바이패스 통로의 합류 통로부가 오일팬의 벽부분 내부에 형성되고, 이 합류 통로부에 오일 펌프의 흡입구가 접속된 것을 특징으로 하는 내연 기관의 윤활 장치.
3. 제2항에 있어서, 흡입 통로가 오일팬과 일체로 형성된 격벽 및 이 격벽에 부착된 커버에 의해 통로 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 내연 기관의 윤활 장치.