JP2004270459A - ターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ターボチャージャへの給油遅れを解消できるターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置を提供する。
【解決手段】ギアポンプ17の出側とエンジンのメインギャラリ20との間は、第1の管路21でつながれている。第1の管路21の管路C部21Cには、逆止弁30が組み込まれている。エンジン停止時には、メインギャラリ20とギアポンプ17間、及び、ターボチャージャ潤滑管路51とギアポンプ17間は逆止弁30で遮断され、ギアポンプ17側へオイルが抜け出るのを防ぐことができる。エンジン稼動時には、エンジン停止時においてギアポンプ17側へのオイル抜けが防止されているので、エンジン稼動直後に油圧を立ち上げることができる。そして、ターボチャージャ50側へは、ターボチャージャ潤滑管路51を介して、メインギャラリ20とは無関係に給油することができるので、エンジン始動時のターボチャージャ50への給油遅れはほとんどゼロとなる。
【選択図】 図1
【解決手段】ギアポンプ17の出側とエンジンのメインギャラリ20との間は、第1の管路21でつながれている。第1の管路21の管路C部21Cには、逆止弁30が組み込まれている。エンジン停止時には、メインギャラリ20とギアポンプ17間、及び、ターボチャージャ潤滑管路51とギアポンプ17間は逆止弁30で遮断され、ギアポンプ17側へオイルが抜け出るのを防ぐことができる。エンジン稼動時には、エンジン停止時においてギアポンプ17側へのオイル抜けが防止されているので、エンジン稼動直後に油圧を立ち上げることができる。そして、ターボチャージャ50側へは、ターボチャージャ潤滑管路51を介して、メインギャラリ20とは無関係に給油することができるので、エンジン始動時のターボチャージャ50への給油遅れはほとんどゼロとなる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジン等に用いられる潤滑装置に関する。特には、ターボチャージャへの給油遅れを解消できるターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの潤滑装置に関連する公知文献として、例えば特開昭48−85919号公報(特許文献1)を挙げることができる。
この特許文献1には、ディーゼルエンジンに装備される過給機の給油装置が開示されている。この装置は、エンジンにより駆動される潤滑油ポンプを備えている。この潤滑油ポンプの吐出側は、エンジン回転部に配管された潤滑油系へとつながっている。そして、この潤滑油系の一部から分岐した分岐管が、過給機の給油口につながっている。この分岐管には、潤滑油ポンプから過給機側への一方向にのみ油を流す逆止弁が組み込まれている。
【0003】
特許文献1のような構成では、逆止弁で分岐管と過給機との間の油の逆流を阻止することはできるが、装置の停止中には分岐管内から潤滑油系側へと油が逆流して抜ける場合がある。このように油が抜けると、装置を稼動した直後から油圧が立ち上がるまでに時間がかかり、潤滑油ポンプから過給機への給油が遅れる場合がある。過給機は、エンジンが始動して排気ガスが流れると直ぐに高速で回り出すため、過給機への給油が遅れると焼き付き不具合等を引き起こすおそれがある。
【0004】
前述の特許文献1以外に、図4に示すようなターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置も知られている。
図4は、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
この図に示す例では、オイルパン111内のオイルをギアポンプ117で吸い上げ、管路121を通してエンジンのメインギャラリ120へと送る。管路121の途中には、上流側にオイルクーラー123が、下流側にラインフィルタ124がそれぞれ組み込まれている。
【0005】
メインギャラリ120の図中左端寄りからは、エンジンのターボチャージャ125内を通過してオイルパン111へとつながる管路127が延び出ている。ターボチャージャ125の潤滑部位は、大気に開放されている。管路127中において、メインギャラリ120とターボチャージャ125との間には、逆止弁130が組み込まれている。この逆止弁130は、ターボチャージャ125側からメインギャラリ120へのオイルの逆流を阻止する。メインギャラリ120へと送られたオイルの一部は、管路127を通ってターボチャージャ125を潤滑し、再びオイルパン111へと戻る。なお、ターボチャージャ125以外の他のエンジン潤滑部位(クランクシャフト133やピストン137、ロッカーアーム135、吸排気弁136、カムシャフト138の軸受け部分等)も、基本的には大気に開放されている。
【0006】
このような潤滑装置の配管ラインでは、ターボチャージャ125等のエンジン潤滑部位が大気開放状態となっているので、エンジンの停止時にエアが吸い込まれ、配管ライン中のオイルがオイルパン111へと抜け戻ってしまう。そして、メインギャラリ120内のオイルが管路121からオイルパン111へと抜けると、エンジンの始動時に油圧が立ち上がるまでに時間がかかってしまい、ターボチャージャ125への給油が遅れる可能性がある。特に、低温時にはオイルの粘性が高くなるので、このような現象が顕著になり易い傾向がある。
【0007】
【特許文献1】
特開昭48−85919号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の課題に基づいてなされたものであって、ターボチャージャへの給油遅れを解消できるターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の第1のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置は、ターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置において、 オイルパンからオイルを汲み上げるオイルポンプと、 該オイルポンプ出口と前記エンジンのメインギャラリ間を結ぶ第1の管路と、 該第1の管路に設けられた第1の逆止弁と、 前記第1の管路の、前記オイルポンプ出口と前記第1の逆止弁の間から分岐するターボチャージャ潤滑管路と、 該ターボチャージャ潤滑管路に設けられた第2の逆止弁と、を具備することを特徴とする。
【0010】
前述の特許文献1の潤滑装置は、エンジンで駆動するポンプとターボチャージャ(過給機)間に逆止弁が設けられているので、エンジンが長時間にわたって停止したとしても、ターボチャージャへとつながる分岐管内の少量の潤滑油は保持できる。しかしながら、エンジンの潤滑油系側にはオイルが抜け出て空になってしまうので、再度エンジンを始動させる際には、この空になった部分を満たしてからでないと次の潤滑を行うことができない。過給機は、エンジンが始動して排気ガスが流れると直ぐに高速で回り出すため、過給機への給油が遅れると焼き付き不具合等を引き起こすおそれがある。
【0011】
一方、本発明によれば、オイルポンプ出口とエンジンのメインギャラリ間を結ぶ第1の管路に設けられた第1の逆止弁、及び、ターボチャージャ潤滑管路に設けられた第2の逆止弁により、オイルポンプ出口からエンジンのメインギャラリ(潤滑油系側)までの範囲内でオイルが抜け出るのを防ぐことができる。そのため、エンジンの始動直後に油圧を立ち上げることができ、ターボチャージャへの給油遅れを解消することができる。
【0012】
本発明の第1のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置においては、前記第1の逆止弁が、弁体を閉位置に向けて付勢するバネを有することができる。
この場合、エンジンのメインギャラリ側が相対的に負圧となって弁が開こうとする作用を、バネの付勢力で阻止することができる。そのため、第1の逆止弁及び第2の逆止弁があることにより、第1の管路の潤滑油がオイルパン側へ落ちなくなる。しかし、第1の逆止弁があってもカムシャフトやロッカーアーム等から空気を吸ってメインギャラリは空になりやすい。そこで、次回始動時、第1の逆止弁のスプリング力があるおかげで、メインギャラリ側にいく前にターボチャージャ側に潤滑油がいきやすくなり、ターボチャージャの始動時の潤滑不足を防止できる。
【0013】
本発明の第1のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置は、前記第1の逆止弁と前記第2の逆止弁とが一体形成されていることができる。
この場合、第1及び第2の二つの逆止弁を一体化とすることにより、構成がコンパクトになる。そのため、エンジンへの装着時の配置自由度が増す。
【0014】
本発明の第2のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置は、ターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置において、 オイルパンからオイルを汲み上げるオイルポンプと、 該オイルポンプ出口と前記エンジンのメインギャラリ間に設けられたオイルフィルタと、 該オイルフィルタ出口と前記ターボチャージャ間に設けられたターボチャージャ潤滑管路と、 該ターボチャージャ潤滑管路に設けられた逆止弁と、 前記オイルポンプ出口近傍と前記ターボチャージャ間に設けられた、前記オイルフィルタと前記逆止弁とをバイパスするバイパス潤滑管路と、
該バイパス潤滑管路に設けられた電磁弁と、を具備することを特徴とする。
【0015】
この潤滑装置によれば、エンジンを長時間停止した後で且つエンジンの温度が低温の場合には電磁弁を開き、オイルポンプの出口近傍からバイパス潤滑管路を介してターボチャージャへと直接給油することができる。そのため、ターボチャージャへの給油遅れを解消できる。
【0016】
本発明の第2のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置においては、前記エンジンの温度を検出する温度センサと、 該温度センサからの信号を受けて、前記エンジンの温度が所定値以下のときに、前記電磁弁を開く制御手段と、をさらに具備することができる。
ターボチャージャへの給油遅れは、長期にわたるエンジンの停止後や、エンジンの温度が低いときに発生し易い。本発明によれば、温度センサでエンジンの低温が検出されたときに、制御手段により電磁弁を開いてバイパス潤滑管路からターボチャージャへと早期に給油することが可能となるので、ターボチャージャへの給油遅れを一層解消できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
「第1実施の形態」
図1は、本発明の第1実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。図2(A)はエンジン停止時の逆止弁の作動状態を示す断面図であり、図2(B)はエンジン稼動時の逆止弁の作動状態を示す断面図である。
【0018】
図1に示す配管ラインの下側には、オイルを貯留するオイルパン11が示されている。このオイルパン11の内部には、サクションパイプ13が配置されている。このサクションパイプ13の吸い込み端部には、ストレーナ15が取り付けられている。このストレーナ15は、オイルパン11内のオイルを濾過する機能を有する。サクションパイプ13の吐き出し端部は、ギアポンプ(オイルポンプ)17の入側に接続されている。
【0019】
ギアポンプ17の出側とエンジンのメインギャラリ20との間は、第1の管路21でつながれている。この第1の管路21は、大きく分けて、管路A部21A、管路B部21B及び管路C部21Cからなる。管路A部21Aは、ギアポンプ17出側とオイルクーラー23入側との間をつないでいる。管路B部21Bは、オイルクーラー23出側とラインフィルタ25入側との間をつないでいる。管路C部21Cは、ラインフィルタ25出側とメインギャラリ20入側との間をつないでいる。なお、管路A部21からは、オイルパン11内につながる管路D部21Dが分岐している。この管路D部21Dには、リリーフ弁19が組み込まれている。
【0020】
ギアポンプ17が稼動すると、オイルパン11内からサクションパイプ13を介してオイルが汲み上げられる。ギアポンプ17から出たオイルは、まず管路A部21A内を通ってオイルクーラー23へと流れる。この例のオイルクーラー23は水冷式であって、冷却水流路23aを備えている。オイルクーラー23で冷却されたオイルは、管路B部21B内を通ってラインフィルタ25へと流れる。このラインフィルタ25でより精度よく濾過されたオイルは、管路C部21C内を通ってエンジンのメインギャラリ20へと流れる。
【0021】
第1の管路21の管路C部21Cには、逆止弁30が組み込まれている。図2にわかり易く示すように、この逆止弁30は、ボディ(ケーシング)31を備えている。このボディ31の内部には、ボディ室(主流路)32が形成されている。このボディ室32は、第1室32A(図中右側)と、この第1室32Aよりも小径の第2室32B(図中左側)とからなる。ボディ室32の第1室32Aからは第1ポート33が分岐しており、第2室32Bからは第2ポート34が分岐している。
【0022】
第1の管路21の管路C部21C中において、逆止弁30は、ボディ31の第2室32B側の端部35が上流側(入側:図2の符号21C´)に接続され、第1ポート33が下流側(出側:図2の符号21C″)に接続されて組み込まれている。逆止弁30の第2ポート34は、後述するエンジンのターボチャージャ50につながるターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51A(図1参照)に接続されている。なお、ボディ31の端部36には、第3室40内を大気圧とするドレン管路37が接続されている。このドレン管路37の先は、オイルパン11につながっている。
【0023】
ボディ31内のボディ室32の第1室32A内には、ピストン41(弁体)が配置されている。このピストン41とボディ31の端部36との間には、バネ43が取り付けられている。一方、第2ポート34内には、ボール45(弁体)が配置されている。このような逆止弁30は、第1室32A及びピストン41・バネ43が、ギアポンプ17出口とメインギャラリ20間の油抜けを防ぐ第1の逆止弁の役割を果たし、第2室32B及びボール45が、ターボチャージャ潤滑管路51の油抜けを防ぐ第2の逆止弁の役割を果たす。図2のように二つの逆止弁を一体化とすることで構成がコンパクトになり、エンジンへの装着時の配置が容易になる。
なお、エンジンの構造位置関係上、第1ポート33におけるヘッド圧が充分にとれる場合は、バネ43の機構を省き、第2ポート34内と同じボールによる弁体構造とすることもできる。
【0024】
この逆止弁30は、エンジンの停止時・稼動時に以下の通りに作動する。
図2(A)に示すエンジン停止時においては、ピストン41は図中左側の閉位置に移動し、ボール45は第2ポート34を塞ぐ閉位置に下がる。この状態では、逆止弁30で管路C部21C・ターボチャージャ潤滑管路51がともに遮断される。一方、図2(B)に示すエンジン稼動時においては、ピストン41は油圧により図中右側の開位置に移動し、ボール45は第2ポート34を開く開位置に上がる。この状態では、逆止弁30を介して管路C部21C・ターボチャージャ潤滑管路51の双方がギアポンプ17側と連通する。
なお、逆止弁30の詳しい作用については後述する。
【0025】
図1に示すように、逆止弁30の第2ポート34には、前述の通り、ターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51Aが接続されている。このターボチャージャ潤滑管路51は、エンジンのターボチャージャ50内を通過している。ターボチャージャ潤滑管路51の出側管路51Bは、オイルパン11内につながっている。
【0026】
エンジンのメインギャラリ20は、シリンダブロック内に形成された孔(通路)である。このメインギャラリ20からは、エンジンのクランクシャフト53の軸受けにつながる複数(図1では7本)の分岐管20aが延び出ている。メインギャラリ20の図1中右端には、ロッカーアーム55及び吸排気弁56につながる管路57が接続されている。管路57からは、カムシャフト58につながる分岐管路59が分岐している。この分岐管路59からは、エンジンのカムシャフト58の軸受けにつながる複数(図1では7本)の分岐管59aが延び出ている。なお、カムシャフト58とロッカーアーム55は、ロッド54で接続されている。
【0027】
メインギャラリ20の図1中左端には、燃料噴射ポンプ60につながる管路61が接続されている。この燃料噴射ポンプ60からは、オイルパン11につながる管路62が延び出ている。さらに、メインギャラリ20の図1中左端寄りからは、ギア63につながる管路65と、前述のクランクシャフト53に連結されたピストン67のクーリング・潤滑用の管路68とが延び出ている。
【0028】
このような潤滑装置の逆止弁30の作用について図1及び図2を参照しつつ述べる。
図2(A)に示すエンジン停止時においては、ピストン41がバネ43の付勢力を受けて図中左側の閉位置に移動し、管路C部21Cがボディ室32内の第1室32Aと第2室32Bとの間で遮断される。一方、ボール45は、自重により第2ポート34を塞ぐ閉位置に下がり、管路C部21C上流側とターボチャージャ潤滑管路51との間も遮断されている。このように、エンジン停止時には、メインギャラリ20とギアポンプ17間(図1参照)はピストン41・バネ43(第1の逆止弁)で遮断され、ターボチャージャ潤滑管路51とギアポンプ17間(図1参照)はボール45(第2の逆止弁)で遮断されるので、ギアポンプ17側へオイルが抜け出るのを防ぐことができる。
【0029】
図2(B)に示すエンジン稼動時においては、油圧によりピストン41がバネ43の付勢力に抗して図中右側の開位置に移動し、管路C部21Cがボディ室32内で開放される。一方、ボール45は、油圧により第2ポート34を開く開位置に上がり、管路C部21C上流側とターボチャージャ潤滑管路51との間も開放される。ここで、前述の通り、図2(A)に示すエンジン停止時にはギアポンプ17側へのオイル抜けが防止されているので、エンジン稼動直後に油圧を立ち上げることができる。そして、ターボチャージャ50側へは、ターボチャージャ潤滑管路51を介して、メインギャラリ20とは無関係に給油することができるので、エンジン始動時のターボチャージャ50への給油遅れはほとんどゼロとなり、ターボ焼き付き不具合等を回避することができる。
【0030】
「第2実施の形態」
図3は、本発明の第2実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。図3に示す潤滑装置の配管ラインは、図1に示す配管ラインと比較して、以下(1)〜(4)の点で大きく異なる。
(1)第1の管路21の管路C部21Cに逆止弁30が設けられていない。
【0031】
(2)逆止弁30の第2ポート34から延び出ていたターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51Aが、メインギャラリ20の左端寄りの管路65と管路68との間から延び出ている(符号51A´)。そして、このターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51A´には、逆止弁80が組み込まれている。
【0032】
(3)ギアポンプ17出口近傍と、ターボチャージャ50上流側・逆止弁80下流側の入側管路51A´との間をつなぐバイパス潤滑管路81が設けられている。そして、このバイパス潤滑管路81には、フィルタ85及び電磁弁83が組み込まれている。
【0033】
(4)エンジンの温度を検出する温度センサ91を備えている。この温度センサ91と電磁弁83は、制御装置90に接続されている。この制御装置90は、温度センサ91からの信号を受けて、エンジンの温度が所定値以下のときに電磁弁83を開く指令を送る。
なお、その他の構成は図1に示すものとほぼ同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【0034】
図3の潤滑装置によれば、エンジンを長時間停止した後で、且つ、温度センサ91の検出したエンジン温度が低い場合には、エンジン始動後数秒程度の範囲で、制御装置90の制御により電磁弁83を開とする。電磁弁83が開くと、ギアポンプ17の出口近傍からバイパス潤滑管路81を介して、メインギャラリ20とは無関係にターボチャージャ50へとオイルが供給される。ターボチャージャ50への給油遅れは、長期にわたるエンジンの停止後や、エンジンの温度が低いときに発生し易いので、温度センサ91でエンジンの低温状態を検出した場合に、バイパス潤滑回路81を通してターボチャージャ50へと早期に給油することで、ターボチャージャ50への給油遅れを効果的に解消できる。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ターボチャージャへの給油遅れを解消できるターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
【図2】図2(A)はエンジン停止時の逆止弁の作動状態を示す断面図であり、図2(B)はエンジン稼動時の逆止弁の作動状態を示す断面図である。
【図3】本発明の第2実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
【図4】ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
【符号の説明】
11 オイルパン 17 ギアポンプ(オイルポンプ)
20 メインギャラリ 21 第1の管路
21A 管路A部 21B 管路B部
21C 管路C部 21D 管路D部
30 逆止弁
31 ボディ(ケーシング) 32 ボディ室(主流路)
32A 第1室 32B 第2室
33 第1ポート 34 第2ポート
40 第3室
41 ピストン(弁体) 43 バネ
45 ボール(弁体)
50 ターボチャージャ 51 ターボチャージャ潤滑管路
51A(51A´) 入側管路 51B 出側管路
80 逆止弁 81 バイパス潤滑管路
83 電磁弁 85 フィルタ
90 制御装置 91 温度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジン等に用いられる潤滑装置に関する。特には、ターボチャージャへの給油遅れを解消できるターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの潤滑装置に関連する公知文献として、例えば特開昭48−85919号公報(特許文献1)を挙げることができる。
この特許文献1には、ディーゼルエンジンに装備される過給機の給油装置が開示されている。この装置は、エンジンにより駆動される潤滑油ポンプを備えている。この潤滑油ポンプの吐出側は、エンジン回転部に配管された潤滑油系へとつながっている。そして、この潤滑油系の一部から分岐した分岐管が、過給機の給油口につながっている。この分岐管には、潤滑油ポンプから過給機側への一方向にのみ油を流す逆止弁が組み込まれている。
【0003】
特許文献1のような構成では、逆止弁で分岐管と過給機との間の油の逆流を阻止することはできるが、装置の停止中には分岐管内から潤滑油系側へと油が逆流して抜ける場合がある。このように油が抜けると、装置を稼動した直後から油圧が立ち上がるまでに時間がかかり、潤滑油ポンプから過給機への給油が遅れる場合がある。過給機は、エンジンが始動して排気ガスが流れると直ぐに高速で回り出すため、過給機への給油が遅れると焼き付き不具合等を引き起こすおそれがある。
【0004】
前述の特許文献1以外に、図4に示すようなターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置も知られている。
図4は、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
この図に示す例では、オイルパン111内のオイルをギアポンプ117で吸い上げ、管路121を通してエンジンのメインギャラリ120へと送る。管路121の途中には、上流側にオイルクーラー123が、下流側にラインフィルタ124がそれぞれ組み込まれている。
【0005】
メインギャラリ120の図中左端寄りからは、エンジンのターボチャージャ125内を通過してオイルパン111へとつながる管路127が延び出ている。ターボチャージャ125の潤滑部位は、大気に開放されている。管路127中において、メインギャラリ120とターボチャージャ125との間には、逆止弁130が組み込まれている。この逆止弁130は、ターボチャージャ125側からメインギャラリ120へのオイルの逆流を阻止する。メインギャラリ120へと送られたオイルの一部は、管路127を通ってターボチャージャ125を潤滑し、再びオイルパン111へと戻る。なお、ターボチャージャ125以外の他のエンジン潤滑部位(クランクシャフト133やピストン137、ロッカーアーム135、吸排気弁136、カムシャフト138の軸受け部分等)も、基本的には大気に開放されている。
【0006】
このような潤滑装置の配管ラインでは、ターボチャージャ125等のエンジン潤滑部位が大気開放状態となっているので、エンジンの停止時にエアが吸い込まれ、配管ライン中のオイルがオイルパン111へと抜け戻ってしまう。そして、メインギャラリ120内のオイルが管路121からオイルパン111へと抜けると、エンジンの始動時に油圧が立ち上がるまでに時間がかかってしまい、ターボチャージャ125への給油が遅れる可能性がある。特に、低温時にはオイルの粘性が高くなるので、このような現象が顕著になり易い傾向がある。
【0007】
【特許文献1】
特開昭48−85919号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の課題に基づいてなされたものであって、ターボチャージャへの給油遅れを解消できるターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の第1のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置は、ターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置において、 オイルパンからオイルを汲み上げるオイルポンプと、 該オイルポンプ出口と前記エンジンのメインギャラリ間を結ぶ第1の管路と、 該第1の管路に設けられた第1の逆止弁と、 前記第1の管路の、前記オイルポンプ出口と前記第1の逆止弁の間から分岐するターボチャージャ潤滑管路と、 該ターボチャージャ潤滑管路に設けられた第2の逆止弁と、を具備することを特徴とする。
【0010】
前述の特許文献1の潤滑装置は、エンジンで駆動するポンプとターボチャージャ(過給機)間に逆止弁が設けられているので、エンジンが長時間にわたって停止したとしても、ターボチャージャへとつながる分岐管内の少量の潤滑油は保持できる。しかしながら、エンジンの潤滑油系側にはオイルが抜け出て空になってしまうので、再度エンジンを始動させる際には、この空になった部分を満たしてからでないと次の潤滑を行うことができない。過給機は、エンジンが始動して排気ガスが流れると直ぐに高速で回り出すため、過給機への給油が遅れると焼き付き不具合等を引き起こすおそれがある。
【0011】
一方、本発明によれば、オイルポンプ出口とエンジンのメインギャラリ間を結ぶ第1の管路に設けられた第1の逆止弁、及び、ターボチャージャ潤滑管路に設けられた第2の逆止弁により、オイルポンプ出口からエンジンのメインギャラリ(潤滑油系側)までの範囲内でオイルが抜け出るのを防ぐことができる。そのため、エンジンの始動直後に油圧を立ち上げることができ、ターボチャージャへの給油遅れを解消することができる。
【0012】
本発明の第1のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置においては、前記第1の逆止弁が、弁体を閉位置に向けて付勢するバネを有することができる。
この場合、エンジンのメインギャラリ側が相対的に負圧となって弁が開こうとする作用を、バネの付勢力で阻止することができる。そのため、第1の逆止弁及び第2の逆止弁があることにより、第1の管路の潤滑油がオイルパン側へ落ちなくなる。しかし、第1の逆止弁があってもカムシャフトやロッカーアーム等から空気を吸ってメインギャラリは空になりやすい。そこで、次回始動時、第1の逆止弁のスプリング力があるおかげで、メインギャラリ側にいく前にターボチャージャ側に潤滑油がいきやすくなり、ターボチャージャの始動時の潤滑不足を防止できる。
【0013】
本発明の第1のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置は、前記第1の逆止弁と前記第2の逆止弁とが一体形成されていることができる。
この場合、第1及び第2の二つの逆止弁を一体化とすることにより、構成がコンパクトになる。そのため、エンジンへの装着時の配置自由度が増す。
【0014】
本発明の第2のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置は、ターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置において、 オイルパンからオイルを汲み上げるオイルポンプと、 該オイルポンプ出口と前記エンジンのメインギャラリ間に設けられたオイルフィルタと、 該オイルフィルタ出口と前記ターボチャージャ間に設けられたターボチャージャ潤滑管路と、 該ターボチャージャ潤滑管路に設けられた逆止弁と、 前記オイルポンプ出口近傍と前記ターボチャージャ間に設けられた、前記オイルフィルタと前記逆止弁とをバイパスするバイパス潤滑管路と、
該バイパス潤滑管路に設けられた電磁弁と、を具備することを特徴とする。
【0015】
この潤滑装置によれば、エンジンを長時間停止した後で且つエンジンの温度が低温の場合には電磁弁を開き、オイルポンプの出口近傍からバイパス潤滑管路を介してターボチャージャへと直接給油することができる。そのため、ターボチャージャへの給油遅れを解消できる。
【0016】
本発明の第2のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置においては、前記エンジンの温度を検出する温度センサと、 該温度センサからの信号を受けて、前記エンジンの温度が所定値以下のときに、前記電磁弁を開く制御手段と、をさらに具備することができる。
ターボチャージャへの給油遅れは、長期にわたるエンジンの停止後や、エンジンの温度が低いときに発生し易い。本発明によれば、温度センサでエンジンの低温が検出されたときに、制御手段により電磁弁を開いてバイパス潤滑管路からターボチャージャへと早期に給油することが可能となるので、ターボチャージャへの給油遅れを一層解消できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
「第1実施の形態」
図1は、本発明の第1実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。図2(A)はエンジン停止時の逆止弁の作動状態を示す断面図であり、図2(B)はエンジン稼動時の逆止弁の作動状態を示す断面図である。
【0018】
図1に示す配管ラインの下側には、オイルを貯留するオイルパン11が示されている。このオイルパン11の内部には、サクションパイプ13が配置されている。このサクションパイプ13の吸い込み端部には、ストレーナ15が取り付けられている。このストレーナ15は、オイルパン11内のオイルを濾過する機能を有する。サクションパイプ13の吐き出し端部は、ギアポンプ(オイルポンプ)17の入側に接続されている。
【0019】
ギアポンプ17の出側とエンジンのメインギャラリ20との間は、第1の管路21でつながれている。この第1の管路21は、大きく分けて、管路A部21A、管路B部21B及び管路C部21Cからなる。管路A部21Aは、ギアポンプ17出側とオイルクーラー23入側との間をつないでいる。管路B部21Bは、オイルクーラー23出側とラインフィルタ25入側との間をつないでいる。管路C部21Cは、ラインフィルタ25出側とメインギャラリ20入側との間をつないでいる。なお、管路A部21からは、オイルパン11内につながる管路D部21Dが分岐している。この管路D部21Dには、リリーフ弁19が組み込まれている。
【0020】
ギアポンプ17が稼動すると、オイルパン11内からサクションパイプ13を介してオイルが汲み上げられる。ギアポンプ17から出たオイルは、まず管路A部21A内を通ってオイルクーラー23へと流れる。この例のオイルクーラー23は水冷式であって、冷却水流路23aを備えている。オイルクーラー23で冷却されたオイルは、管路B部21B内を通ってラインフィルタ25へと流れる。このラインフィルタ25でより精度よく濾過されたオイルは、管路C部21C内を通ってエンジンのメインギャラリ20へと流れる。
【0021】
第1の管路21の管路C部21Cには、逆止弁30が組み込まれている。図2にわかり易く示すように、この逆止弁30は、ボディ(ケーシング)31を備えている。このボディ31の内部には、ボディ室(主流路)32が形成されている。このボディ室32は、第1室32A(図中右側)と、この第1室32Aよりも小径の第2室32B(図中左側)とからなる。ボディ室32の第1室32Aからは第1ポート33が分岐しており、第2室32Bからは第2ポート34が分岐している。
【0022】
第1の管路21の管路C部21C中において、逆止弁30は、ボディ31の第2室32B側の端部35が上流側(入側:図2の符号21C´)に接続され、第1ポート33が下流側(出側:図2の符号21C″)に接続されて組み込まれている。逆止弁30の第2ポート34は、後述するエンジンのターボチャージャ50につながるターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51A(図1参照)に接続されている。なお、ボディ31の端部36には、第3室40内を大気圧とするドレン管路37が接続されている。このドレン管路37の先は、オイルパン11につながっている。
【0023】
ボディ31内のボディ室32の第1室32A内には、ピストン41(弁体)が配置されている。このピストン41とボディ31の端部36との間には、バネ43が取り付けられている。一方、第2ポート34内には、ボール45(弁体)が配置されている。このような逆止弁30は、第1室32A及びピストン41・バネ43が、ギアポンプ17出口とメインギャラリ20間の油抜けを防ぐ第1の逆止弁の役割を果たし、第2室32B及びボール45が、ターボチャージャ潤滑管路51の油抜けを防ぐ第2の逆止弁の役割を果たす。図2のように二つの逆止弁を一体化とすることで構成がコンパクトになり、エンジンへの装着時の配置が容易になる。
なお、エンジンの構造位置関係上、第1ポート33におけるヘッド圧が充分にとれる場合は、バネ43の機構を省き、第2ポート34内と同じボールによる弁体構造とすることもできる。
【0024】
この逆止弁30は、エンジンの停止時・稼動時に以下の通りに作動する。
図2(A)に示すエンジン停止時においては、ピストン41は図中左側の閉位置に移動し、ボール45は第2ポート34を塞ぐ閉位置に下がる。この状態では、逆止弁30で管路C部21C・ターボチャージャ潤滑管路51がともに遮断される。一方、図2(B)に示すエンジン稼動時においては、ピストン41は油圧により図中右側の開位置に移動し、ボール45は第2ポート34を開く開位置に上がる。この状態では、逆止弁30を介して管路C部21C・ターボチャージャ潤滑管路51の双方がギアポンプ17側と連通する。
なお、逆止弁30の詳しい作用については後述する。
【0025】
図1に示すように、逆止弁30の第2ポート34には、前述の通り、ターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51Aが接続されている。このターボチャージャ潤滑管路51は、エンジンのターボチャージャ50内を通過している。ターボチャージャ潤滑管路51の出側管路51Bは、オイルパン11内につながっている。
【0026】
エンジンのメインギャラリ20は、シリンダブロック内に形成された孔(通路)である。このメインギャラリ20からは、エンジンのクランクシャフト53の軸受けにつながる複数(図1では7本)の分岐管20aが延び出ている。メインギャラリ20の図1中右端には、ロッカーアーム55及び吸排気弁56につながる管路57が接続されている。管路57からは、カムシャフト58につながる分岐管路59が分岐している。この分岐管路59からは、エンジンのカムシャフト58の軸受けにつながる複数(図1では7本)の分岐管59aが延び出ている。なお、カムシャフト58とロッカーアーム55は、ロッド54で接続されている。
【0027】
メインギャラリ20の図1中左端には、燃料噴射ポンプ60につながる管路61が接続されている。この燃料噴射ポンプ60からは、オイルパン11につながる管路62が延び出ている。さらに、メインギャラリ20の図1中左端寄りからは、ギア63につながる管路65と、前述のクランクシャフト53に連結されたピストン67のクーリング・潤滑用の管路68とが延び出ている。
【0028】
このような潤滑装置の逆止弁30の作用について図1及び図2を参照しつつ述べる。
図2(A)に示すエンジン停止時においては、ピストン41がバネ43の付勢力を受けて図中左側の閉位置に移動し、管路C部21Cがボディ室32内の第1室32Aと第2室32Bとの間で遮断される。一方、ボール45は、自重により第2ポート34を塞ぐ閉位置に下がり、管路C部21C上流側とターボチャージャ潤滑管路51との間も遮断されている。このように、エンジン停止時には、メインギャラリ20とギアポンプ17間(図1参照)はピストン41・バネ43(第1の逆止弁)で遮断され、ターボチャージャ潤滑管路51とギアポンプ17間(図1参照)はボール45(第2の逆止弁)で遮断されるので、ギアポンプ17側へオイルが抜け出るのを防ぐことができる。
【0029】
図2(B)に示すエンジン稼動時においては、油圧によりピストン41がバネ43の付勢力に抗して図中右側の開位置に移動し、管路C部21Cがボディ室32内で開放される。一方、ボール45は、油圧により第2ポート34を開く開位置に上がり、管路C部21C上流側とターボチャージャ潤滑管路51との間も開放される。ここで、前述の通り、図2(A)に示すエンジン停止時にはギアポンプ17側へのオイル抜けが防止されているので、エンジン稼動直後に油圧を立ち上げることができる。そして、ターボチャージャ50側へは、ターボチャージャ潤滑管路51を介して、メインギャラリ20とは無関係に給油することができるので、エンジン始動時のターボチャージャ50への給油遅れはほとんどゼロとなり、ターボ焼き付き不具合等を回避することができる。
【0030】
「第2実施の形態」
図3は、本発明の第2実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。図3に示す潤滑装置の配管ラインは、図1に示す配管ラインと比較して、以下(1)〜(4)の点で大きく異なる。
(1)第1の管路21の管路C部21Cに逆止弁30が設けられていない。
【0031】
(2)逆止弁30の第2ポート34から延び出ていたターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51Aが、メインギャラリ20の左端寄りの管路65と管路68との間から延び出ている(符号51A´)。そして、このターボチャージャ潤滑管路51の入側管路51A´には、逆止弁80が組み込まれている。
【0032】
(3)ギアポンプ17出口近傍と、ターボチャージャ50上流側・逆止弁80下流側の入側管路51A´との間をつなぐバイパス潤滑管路81が設けられている。そして、このバイパス潤滑管路81には、フィルタ85及び電磁弁83が組み込まれている。
【0033】
(4)エンジンの温度を検出する温度センサ91を備えている。この温度センサ91と電磁弁83は、制御装置90に接続されている。この制御装置90は、温度センサ91からの信号を受けて、エンジンの温度が所定値以下のときに電磁弁83を開く指令を送る。
なお、その他の構成は図1に示すものとほぼ同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【0034】
図3の潤滑装置によれば、エンジンを長時間停止した後で、且つ、温度センサ91の検出したエンジン温度が低い場合には、エンジン始動後数秒程度の範囲で、制御装置90の制御により電磁弁83を開とする。電磁弁83が開くと、ギアポンプ17の出口近傍からバイパス潤滑管路81を介して、メインギャラリ20とは無関係にターボチャージャ50へとオイルが供給される。ターボチャージャ50への給油遅れは、長期にわたるエンジンの停止後や、エンジンの温度が低いときに発生し易いので、温度センサ91でエンジンの低温状態を検出した場合に、バイパス潤滑回路81を通してターボチャージャ50へと早期に給油することで、ターボチャージャ50への給油遅れを効果的に解消できる。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ターボチャージャへの給油遅れを解消できるターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
【図2】図2(A)はエンジン停止時の逆止弁の作動状態を示す断面図であり、図2(B)はエンジン稼動時の逆止弁の作動状態を示す断面図である。
【図3】本発明の第2実施の形態に係る、ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
【図4】ターボチャージャが装備されたディーゼルエンジンに用いられる潤滑装置の配管ラインの一例を示す系統図である。
【符号の説明】
11 オイルパン 17 ギアポンプ(オイルポンプ)
20 メインギャラリ 21 第1の管路
21A 管路A部 21B 管路B部
21C 管路C部 21D 管路D部
30 逆止弁
31 ボディ(ケーシング) 32 ボディ室(主流路)
32A 第1室 32B 第2室
33 第1ポート 34 第2ポート
40 第3室
41 ピストン(弁体) 43 バネ
45 ボール(弁体)
50 ターボチャージャ 51 ターボチャージャ潤滑管路
51A(51A´) 入側管路 51B 出側管路
80 逆止弁 81 バイパス潤滑管路
83 電磁弁 85 フィルタ
90 制御装置 91 温度センサ
Claims (5)
- ターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置において、
オイルパンからオイルを汲み上げるオイルポンプと、
該オイルポンプ出口と前記エンジンのメインギャラリ間を結ぶ第1の管路と、
該第1の管路に設けられた第1の逆止弁と、
前記第1の管路の、前記オイルポンプ出口と前記第1の逆止弁の間から分岐するターボチャージャ潤滑管路と、
該ターボチャージャ潤滑管路に設けられた第2の逆止弁と、
を具備することを特徴とするターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置。 - 前記第1の逆止弁が、弁体を閉位置に向けて付勢するバネを有することを特徴とする請求項1記載のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置。
- 前記第1の逆止弁と前記第2の逆止弁とが一体形成されていることを特徴とする請求項1記載のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置。
- ターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置において、
オイルパンからオイルを汲み上げるオイルポンプと、
該オイルポンプ出口と前記エンジンのメインギャラリ間に設けられたオイルフィルタと、
該オイルフィルタ出口と前記ターボチャージャ間に設けられたターボチャージャ潤滑管路と、
該ターボチャージャ潤滑管路に設けられた逆止弁と、
前記オイルポンプ出口近傍と前記ターボチャージャ間に設けられた、前記オイルフィルタと前記逆止弁とをバイパスするバイパス潤滑管路と、
該バイパス潤滑管路に設けられた電磁弁と、
を具備することを特徴とするターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置。 - 前記エンジンの温度を検出する温度センサと、
該温度センサからの信号を受けて、前記エンジンの温度が所定値以下のときに、前記電磁弁を開く制御手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項4記載のターボチャージャ付きエンジンの潤滑装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014010653A1 (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-16 | 川崎重工業株式会社 | 車両用エンジンの潤滑システム |
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-
2003
- 2003-03-05 JP JP2003058277A patent/JP2004270459A/ja not_active Withdrawn
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