JP2007231899A

JP2007231899A - Oil discharge unit of cylinder head

Info

Publication number: JP2007231899A
Application number: JP2006057524A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nakajima; 中島　　茂; Norifumi Mizushima; 教文水嶋; Hideo Takahashi; 秀夫高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve both fuel economy ion and lubricating performance by improving an oil discharge unit of a cylinder head. <P>SOLUTION: The oil discharge unit is configured to attach by engagement pawl members 14, 15 of upper side and lower side on an oil trap passage 7 provided in a cylinder head 1 a pipe 14 of bimetal construction which is formed of a low thermal conductive material and of which diameter enlarges by rise in temperature. The oil discharge unit is configured to make oil O flow down from clearance 21 between outer peripheral surface of the pipe 14 and inner peripheral surface of the oil trap passage 7 at the time of low temperature and to swiftly raise oil temperature by exhaust gas heat and to make oil overflowing the clearance 21 flow down from a passage 22 of pipe 14 inside at the time of high load operation. The oil discharge unit is configured to ensure amount of oil within an oil pan and to bring the outer peripheral surface of the pipe 14 into close contact with the inner peripheral surface of the oil fall passage 7 at the time of high temperature. The oil discharge unit is configured to constrain rise in oil temperature by making the oil flow down only from the passage 22. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッド上のオイル（潤滑油）を排出してオイルパンに戻すオイル排出装置に関する。 The present invention relates to an oil discharge device that discharges oil (lubricating oil) on a cylinder head of an internal combustion engine and returns it to an oil pan.

一般に、自動車用内燃機関では、シリンダヘッド上のオイルを、シリンダヘッドに設けられたオイル落とし通路から排出し、シリンダブロックに重合して形成されたオイル落とし通路を経てオイルパンに戻すようにしている。
特許文献１には、シリンダヘッドに排気ポートに近接して設けられたオイル落とし通路にオイルの流量を調整する流量調整手段を設け、低温時にはオイルの排出流量を減少し排気ポートからの受熱量を増大させてオイル温度を上昇させることにより、燃費向上を図った技術が開示されている。
特開２００５−４２６２２号公報 In general, in an internal combustion engine for an automobile, oil on a cylinder head is discharged from an oil dropping passage provided in the cylinder head and returned to an oil pan through an oil dropping passage formed by superposing on a cylinder block. .
In Patent Document 1, a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of oil is provided in an oil dropping passage provided in the cylinder head in the vicinity of the exhaust port, and at a low temperature, the oil discharge flow rate is reduced to reduce the amount of heat received from the exhaust port. A technique for improving fuel efficiency by increasing the oil temperature by increasing is disclosed.
JP 2005-42222 A

しかしながら、上記特許文献１では、低温時に高負荷運転してオイルポンプから吐出されるオイルの循環量が増大すると、オイルの排出量すなわちオイルパンへの戻し流量は減少したままなので、オイルパン内のオイル量が減少し、オイルポンプがエアを吸ってしまい、オイル圧の低下、軸部へのオイル供給不足による潤滑不良を発生する。
また、上記の対策としてオイルの初期設定量を多くすると、オイルパンが大きくなり、部品コスト増、重量増という問題が発生する。 However, in Patent Document 1 described above, when the amount of oil circulated from the oil pump is increased at a high load operation at low temperatures, the amount of oil discharged, that is, the return flow rate to the oil pan remains reduced. The amount of oil decreases and the oil pump sucks air, resulting in a decrease in oil pressure and poor lubrication due to insufficient oil supply to the shaft.
Further, if the initial set amount of oil is increased as the above-mentioned countermeasure, the oil pan becomes large, and there arises a problem that the parts cost and the weight increase.

なお、オイル落とし通路に絞りを設けた場合は、高温、高負荷時にオイル温度が高くなりすぎて、オイル劣化を生じやすくなるという問題を生じる。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、低温時にオイル温度を上昇させて燃費を向上させながら、高負荷運転時にはオイル循環量を確保して良好な潤滑性能を確保できるようにすることを目的とする。 When a throttle is provided in the oil dropping passage, the oil temperature becomes too high at a high temperature and a high load, which causes a problem that oil deterioration is likely to occur.
The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and while increasing the oil temperature at low temperatures to improve fuel efficiency, the oil circulation rate is ensured during high load operation to ensure good lubrication performance. The purpose is to be able to.

このため、本発明に係るシリンダヘッドのオイル排出装置は、
シリンダヘッドに設けたオイル落とし通路に、低熱伝導材で形成され、かつ、温度上昇によって径が拡張するバイメタル構造のパイプを装着して構成され、
低温時には前記パイプの外周面と前記オイル落とし通路の内周面との間に隙間を有し、高温時には前記パイプの径が拡張してパイプの外周面とオイル落とし通路の内周面とが略隙間なく密着する構成とした。 For this reason, the oil discharge device of the cylinder head according to the present invention is
The oil drop passage provided in the cylinder head is formed by mounting a pipe with a bimetallic structure that is formed of a low thermal conductivity material and whose diameter expands due to temperature rise,
When the temperature is low, there is a gap between the outer peripheral surface of the pipe and the inner peripheral surface of the oil dropping passage, and when the temperature is high, the diameter of the pipe expands so that the outer peripheral surface of the pipe and the inner peripheral surface of the oil dropping passage are approximately It was set as the structure closely_contact | adhered without gap.

かかる構成によれば、
低温時には、バイメタル構造のパイプの径が小さく、パイプ外周面とオイル落とし通路の内周面との間に隙間を有する。
この状態で、シリンダヘッド上のオイルは、オイル落とし通路の内周面とパイプ外周面との隙間を通ってオイルパンに排出される。 According to such a configuration,
When the temperature is low, the pipe of the bimetal structure is small, and there is a gap between the outer peripheral surface of the pipe and the inner peripheral surface of the oil dropping passage.
In this state, the oil on the cylinder head is discharged to the oil pan through the gap between the inner peripheral surface of the oil dropping passage and the outer peripheral surface of the pipe.

したがって、オイルはオイル落とし通路の内周面と接触しつつシリンダヘッドに形成される排気ポートから排気熱を十分に供給されて速やかにオイル温度を上昇させることができ、これにより、燃費が向上する。
また、低負荷時に高負荷運転を行ってオイル循環量が増大し、オイルが前記隙間をオーバーフローすると、該オーバーフローしたオイルは、パイプ内側の通路を通って排出される。 Accordingly, the oil can be quickly supplied with exhaust heat from the exhaust port formed in the cylinder head while being in contact with the inner peripheral surface of the oil dropping passage, so that the oil temperature can be quickly raised, thereby improving fuel efficiency. .
When the oil circulation amount increases by performing a high load operation at a low load and the oil overflows the gap, the overflowed oil is discharged through a passage inside the pipe.

したがって、オイルパン内のオイル量を確保することができ、オイルポンプ内へのエアの吸い込みを防止でき、オイル圧力の低下、ひいては潤滑不良の発生を防止できる。
一方、高温時は、パイプの径が拡張し、パイプの外周面がオイル落とし通路の内周面に略隙間なく密着する。
したがって、オイルは、常にパイプ内側の大きな断面の通路を通って速やかに排出される。 Therefore, the amount of oil in the oil pan can be ensured, air can be prevented from being sucked into the oil pump, and the oil pressure can be prevented from being lowered, and hence the occurrence of poor lubrication.
On the other hand, when the temperature is high, the diameter of the pipe expands, and the outer peripheral surface of the pipe is in close contact with the inner peripheral surface of the oil dropping passage with almost no gap.
Therefore, the oil is always discharged quickly through a large cross-sectional passage inside the pipe.

また、パイプは低熱伝導材で形成されているため、排出の際に排気ポートからの排気熱が伝導されにくくオイル温度の上昇を抑制できる。
したがって、高負荷運転を行った場合でもオイル温度が高温となりすぎることなく、オイルの劣化、潤滑不良を防止できる。 Further, since the pipe is formed of a low heat conductive material, the exhaust heat from the exhaust port is hardly conducted during discharge, and the rise in the oil temperature can be suppressed.
Therefore, even when a high load operation is performed, the oil temperature does not become too high, and oil deterioration and poor lubrication can be prevented.

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明が適用される４気筒内燃機関のシリンダヘッドの平面形状を示す。
シリンダヘッド１には、気筒毎に下流端部（２Ａ，２Ｂ）が２つに分岐した吸気ポート２と、上流端部（３Ａ，３Ｂ）が２つに分岐した排気ポート３とを備える。
各シリンダの中心部には、点火プラグの取り付け孔４が形成され、シリンダの周囲にはウォータジャケット５、シリンダヘッド締結用ボルトの通し穴６が形成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a planar shape of a cylinder head of a four-cylinder internal combustion engine to which the present invention is applied.
The cylinder head 1 includes an intake port 2 in which a downstream end (2A, 2B) branches into two and an exhaust port 3 in which an upstream end (3A, 3B) branches into two for each cylinder.
A spark plug mounting hole 4 is formed at the center of each cylinder, and a water jacket 5 and a cylinder head fastening bolt through hole 6 are formed around the cylinder.

そして、隣接する気筒の排気ポート３間に、オイル落とし通路７が形成されている。
図２は、低温時における上記オイル落とし通路７周辺部の縦断面を示す。
前記シリンダヘッド１は、ヘッドガスケット１１を介してシリンダブロック１２上に締結されている。
前記シリンダブロック１２にも、前記シリンダヘッド１側のオイル落とし通路７に重合してオイル落とし通路１３が形成され、オイル落とし通路１３から排出されたオイルを最終的に図示しないオイルパンに戻すように構成されている。 An oil dropping passage 7 is formed between the exhaust ports 3 of adjacent cylinders.
FIG. 2 shows a longitudinal section of the periphery of the oil dropping passage 7 at a low temperature.
The cylinder head 1 is fastened on a cylinder block 12 via a head gasket 11.
The cylinder block 12 also overlaps with the oil drop passage 7 on the cylinder head 1 side to form an oil drop passage 13 so that the oil discharged from the oil drop passage 13 is finally returned to an oil pan (not shown). It is configured.

前記シリンダヘッド１側のオイル落とし通路７の下端部には、周溝７ａが形成され、前記ヘッドガスケット１１には、前記周溝７ａより径を大きくしたオイル落とし孔１１ａが形成されている。
そして、低熱伝導性材で形成され、温度上昇に応じて径が拡張する機能を有したバイメタル構造のパイプ１４が、前記オイル落とし通路７内に取り付けられる。 A circumferential groove 7a is formed at the lower end of the oil dropping passage 7 on the cylinder head 1 side, and an oil dropping hole 11a having a diameter larger than that of the circumferential groove 7a is formed in the head gasket 11.
A pipe 14 having a bimetal structure, which is formed of a low thermal conductivity material and has a function of expanding its diameter in response to a temperature rise, is attached in the oil dropping passage 7.

前記パイプ１４には、上端部と下端部の内周面にそれぞれ３本ずつの弾性材で形成される上側係合爪部材１５と、下側係合爪部材１６とがパイプ１４の中心軸周り放射状に固定されている。
上側係合爪部材１５は、パイプ１４の上端から上方に突出した部分が外側に湾曲され、端部は下方に湾曲される。 The pipe 14 has an upper engaging claw member 15 and a lower engaging claw member 16 formed of three elastic materials on the inner peripheral surfaces of the upper end portion and the lower end portion, respectively, around the central axis of the pipe 14. It is fixed radially.
The upper engaging claw member 15 has a portion protruding upward from the upper end of the pipe 14 curved outward and an end curved downward.

下側係合爪部材１６は、パイプ１４の下端から下方に突出した部分が外側に屈曲され、端部は下方に屈曲される。
前記上側係合爪部材１５の端部をオイル落とし通路７の内周面に当接させ、下側係合爪部材１６の下端部を前記周溝７ａに係合させて、オイル落とし通路７内にパイプ１４を取り付ける。 The lower engaging claw member 16 has a portion protruding downward from the lower end of the pipe 14 bent outward and an end bent downward.
The end of the upper engaging claw member 15 is brought into contact with the inner peripheral surface of the oil dropping passage 7, and the lower end portion of the lower engaging claw member 16 is engaged with the circumferential groove 7 a to Attach the pipe 14 to the pipe.

次に作用を説明する。
低温時は、図２に示すように、パイプ１４の径は小さく保たれ、オイル落とし通路７の内周面との間に隙間２１を有する。
シリンダヘッド１上のオイルＯは、オイル落とし通路７に至ると、前記オイル落とし通路７の内周面とパイプ１４との隙間２１を通って流下する。 Next, the operation will be described.
When the temperature is low, as shown in FIG. 2, the diameter of the pipe 14 is kept small, and a gap 21 is provided between the inner peripheral surface of the oil dropping passage 7.
When the oil O on the cylinder head 1 reaches the oil dropping passage 7, it flows down through a gap 21 between the inner peripheral surface of the oil dropping passage 7 and the pipe 14.

ここで、オイル落とし通路７に近接して排気ポート３が設けられているので、前記隙間２１内を流下するオイルは、オイル落とし通路７の内周面と接触しつつ排気ポート３を流れる排気からの熱が効率よく十分に供給される。
したがって、オイル温度を速やかに上昇させることができ、燃費を向上することができる。 Here, since the exhaust port 3 is provided close to the oil dropping passage 7, the oil flowing down in the gap 21 is discharged from the exhaust flowing through the exhaust port 3 while being in contact with the inner peripheral surface of the oil dropping passage 7. The heat is efficiently and sufficiently supplied.
Therefore, the oil temperature can be quickly raised, and fuel consumption can be improved.

また、低温時に高負荷運転を行ってオイル循環量が増大し、オイルが前記隙間２１をオーバーフローした場合は、オーバーフローしたオイルは、パイプ１４内側の通路２２を通って流下するため、オイル流量を絞られることなく、オイルパン内に戻されるオイル量を確保できる。これにより、図示しないオイルポンプがエアを吸い込むことなく、要求されたオイル循環量を確保でき、油圧の低下、潤滑不良の発生を防止できる。 Further, when the oil circulation amount increases due to high load operation at low temperatures and the oil overflows the gap 21, the overflowed oil flows down through the passage 22 inside the pipe 14, so the oil flow rate is reduced. The amount of oil returned into the oil pan can be ensured without being discharged. Thus, the required oil circulation amount can be ensured without sucking air by an oil pump (not shown), and a decrease in hydraulic pressure and occurrence of poor lubrication can be prevented.

一方、高温時には、図３に示すように、バイメタル機能によってパイプ１４の径が拡張し、パイプ１４の外周面がオイル落とし通路７の内周面に略密着する。
これにより、オイルは、常にパイプ１４内側の大きな断面の通路２２を通って速やかに排出される。
そして、パイプ１４は低熱伝導材で形成されているため、排出の際に排気ポート３からの排気熱を供給されにくい。 On the other hand, when the temperature is high, as shown in FIG. 3, the diameter of the pipe 14 is expanded by the bimetal function, and the outer peripheral surface of the pipe 14 is substantially in close contact with the inner peripheral surface of the oil dropping passage 7.
As a result, the oil is always quickly discharged through the passage 22 having a large cross section inside the pipe 14.
And since the pipe 14 is formed with the low heat conductive material, it is difficult to supply the exhaust heat from the exhaust port 3 at the time of discharge.

したがって、高負荷運転を行った場合でもオイル温度を低温に維持でき、オイル劣化、潤滑不良を防止できる。
また、本実施形態によれば、パイプ１４を、上側係合爪部材１４と下側係合爪部材１５とによって、オイル落とし通路７内に容易に装着でき、特に、下側係合爪部材１５を、周溝７ａを介して、シリンダヘッド１とシリンダブロック１２との間に挟んで係合することにより、パイプ１４を確実に支持できる。 Therefore, even when a high load operation is performed, the oil temperature can be maintained at a low temperature, and oil deterioration and poor lubrication can be prevented.
Further, according to the present embodiment, the pipe 14 can be easily mounted in the oil dropping passage 7 by the upper engagement claw member 14 and the lower engagement claw member 15, and in particular, the lower engagement claw member 15. Is sandwiched between the cylinder head 1 and the cylinder block 12 via the circumferential groove 7a, whereby the pipe 14 can be reliably supported.

また、オイル落とし通路７が、隣接する気筒の排気ポート３間に形成されているので、低温時に排気熱をオイルに効率的に供給することができる。 Further, since the oil drop passage 7 is formed between the exhaust ports 3 of the adjacent cylinders, exhaust heat can be efficiently supplied to the oil at a low temperature.

本発明が適用される４気筒内燃機関のシリンダヘッドの平面図。1 is a plan view of a cylinder head of a four-cylinder internal combustion engine to which the present invention is applied. 低温時におけるオイル落とし通路周辺部の縦断面を示す図（図１のＡ−Ａ断面図）。The figure which shows the longitudinal cross-section of the oil dropping channel | path periphery part at the time of low temperature (AA sectional drawing of FIG. 1). 高温時におけるオイル落とし通路周辺部の縦断面を示す図。The figure which shows the longitudinal cross-section of the oil dropping channel | path periphery part at the time of high temperature.

符号の説明Explanation of symbols

１シリンダヘッド
３排気ポート
７オイル落とし通路（シリンダヘッド）
７ａ周溝
１１ａオイル落とし孔（ヘッドガスケット）
１２シリンダブロック
１３オイル落とし通路（シリンダブロック）
１４パイプ
１５上側係合爪部材
１６下側係合爪部材
２１隙間
２２パイプ内側の通路 1 Cylinder head 3 Exhaust port 7 Oil drop passage (cylinder head)
7a Circumferential groove 11a Oil drop hole (head gasket)
12 Cylinder block 13 Oil drop passage (cylinder block)
14 Pipe 15 Upper engaging claw member 16 Lower engaging claw member 21 Crevice 22 Pipe inner passage

Claims

シリンダヘッドに設けたオイル落とし通路に、低熱伝導材で形成され、かつ、温度上昇によって径が拡張するバイメタル構造のパイプを装着して構成され、
低温時には前記パイプの外周面と前記オイル落とし通路の内周面との間に隙間を有し、高温時には前記パイプの径が拡張して外周面とオイル落とし通路の内周面とが略隙間なく密着するようにしたことを特徴とするシリンダヘッドのオイル排出装置。 The oil drop passage provided in the cylinder head is formed by mounting a pipe with a bimetallic structure that is formed of a low thermal conductivity material and whose diameter expands due to temperature rise,
When the temperature is low, there is a gap between the outer peripheral surface of the pipe and the inner peripheral surface of the oil dropping passage, and when the temperature is high, the diameter of the pipe expands so that there is almost no gap between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the oil dropping passage. An oil discharge device for a cylinder head, characterized in that it is in close contact.

前記パイプは、固定用の爪部材を介してオイル落とし通路に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドのオイル排出装置。 2. The cylinder head oil discharge device according to claim 1, wherein the pipe is attached to an oil dropping passage through a fixing claw member. 3.

前記爪部材は、パイプの上端部と下端部とにそれぞれ設けられ、下側の爪部材をシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟んで装着することにより、パイプを支持することを特徴とする請求項２に記載のシリンダヘッドのオイル排出装置。 The claw member is provided at each of an upper end portion and a lower end portion of the pipe, and supports the pipe by mounting a lower claw member sandwiched between a cylinder head and a cylinder block. Item 3. The cylinder head oil discharger according to Item 2.

前記オイル落とし通路は、隣接する気筒の排気ポート間に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のシリンダヘッドのオイル排出装置。 The oil discharge device for a cylinder head according to any one of claims 1 to 3, wherein the oil drop passage is formed between exhaust ports of adjacent cylinders.