JP2013036436A

JP2013036436A - エンジンの暖機装置

Info

Publication number: JP2013036436A
Application number: JP2011175031A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Koyanagi; 正明小柳
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【解決手段】クランクシャフト５のジャーナル部５Ａはすべり軸受４によって回転自在に軸支されており、ベアリングキャップ３に加熱手段６が取り付けられている。エンジン１の暖機時においては、制御回路１２から供給される電力によって加熱手段６が加熱されるので、すべり軸受４の摺動部分の潤滑油が速やかに昇温される。
また、排気系部品１５（排気管）には熱電素子１４が連結されており、暖機時においては、排気ガスの熱によって熱電素子１４が発電して、その電力は制御回路１２を介して加熱手段６へ供給される。
【効果】暖機時に潤滑油を速やかに昇温させることができ、かつ、加熱手段６の消費電力を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンの暖機装置に関し、より詳しくは、クランクシャフト用のすべり軸受を加熱することで潤滑油を速やかに昇温させるようにしたエンジンの暖機装置に関する。

従来、クランクシャフト用のすべり軸受を加熱手段によって加熱するようにしたエンジンの暖機装置が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。
このような従来の装置においては、エンジンの暖機時に上記加熱手段によってクランクシャフト用のすべり軸受を直接加熱することにより、すべり軸受の摺動部分の潤滑油を速やかに昇温させることができる。

実開昭６１−１９８５０８号公報特開２０１０−１２７３７５号公報

上述した従来の装置においては、すべり軸受を加熱する加熱手段と、暖機時に加熱手段へ電力を供給して作動させる制御回路と、この制御回路に電力を供給する電源とを備えている。そして、このような従来の装置においては、加熱手段および制御回路が消費する電力をできるだけ抑制することが要望されている。そこで、特許文献２の装置においてはすべり軸受を外周面側から囲繞する断熱手段が配置されているが、この特許文献２においてもさらに電力消費量を抑制することが要望されていたものである。

上述した事情に鑑み、本発明は、シリンダーブロックの軸受部に連結されたベアリングキャップと、上記軸受部とベアリングキャップによって保持されたすべり軸受と、このすべり軸受によって回転自在に軸支されたクランクシャフトと、暖機時に上記すべり軸受を加熱させて潤滑油を昇温させる加熱手段と、暖機時に上記加熱手段に電力を供給して作動させる制御回路とを備えたエンジンの暖機装置において、
エンジンの作動時における熱の発生部分に、該熱の発生部分の熱によって発電する熱電素子を設けるとともに、この熱電素子を制御回路に電気的に接続して、暖機時においては上記熱電素子が発電した電力を上記制御回路を介して加熱手段に供給するように構成したものである。

上述した構成によれば、エンジンの暖機時においては、上記加熱手段によってすべり軸受が加熱されるので、該すべり軸受の摺動部分の潤滑油が速やかに昇温される。また、暖機時においては、上記熱電素子が発電して、その電力は制御回路を介して加熱手段へ供給される。
したがって、潤滑油を速やかに昇温させることができるとともに加熱手段の消費電力を抑制することができる。

本発明の一実施例を示すエンジンの要部の断面図。図１の熱電素子の接続箇所となる排気系部品とその周辺部分を示す斜視図。エンジンの暖機時における熱の発生箇所の昇温特性を示す図。エンジン暖機時における冷却水路と熱電素子の接続箇所に関する他の実施例を示す模式図。熱電素子の接続箇所に関する他の実施例を示す斜視図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１は自動車用のエンジン１の要部を示したものである。このエンジン１はシリンダーブロック２を備えており、このシリンダーブロック２の軸受部２Ａにベアリングキャップ３が連結されている。この軸受部２Ａとベアリングキャップ３とによって円筒状のすべり軸受４が保持されており、このすべり軸受４によってクランクシャフト５のジャーナル部５Ａが回転自在に軸支されている。

上記シリンダーブロック２の軸受部２Ａには、図示しないオイルパン内の潤滑油をすべり軸受４の内周面およびクランクシャフト５のジャーナル部５Ａへ供給するための油供給通路２Ｂが形成されている。また、上記すべり軸受４には、上記シリンダーブロック２の油供給通路２Ｂと連通させて放射方向の貫通孔４Ａが形成されている。
そして、エンジン１が始動されると、図示しないオイルポンプによりオイルパン内の潤滑油が上記油供給通路２Ｂへ給送され、さらにすべり軸受４の貫通孔４Ａを経由してすべり軸受４の内周面とクランクシャフト５のジャーナル部５Ａに供給されるようになっている。このようにして、エンジン１の作動時においては、摺動部分となるすべり軸受４の内周面とクランクシャフト５のジャーナル部５Ａに供給されるようになっている。

本実施例においては、すべり軸受４の内周面とクランクシャフト５のジャーナル部５Ａに潤滑油が供給される際に、潤滑油を加熱するための加熱手段６を設けてあり、また、すべり軸受４の熱が外方へ拡散するのを防止するために断熱手段７を設けている。加熱手段６は熱電素子やＰＴＣヒーター等からなり、上記すべり軸受４の外周面を囲繞して配置されている。この加熱手段６は、電力が供給されると熱を発生させるようになっている。他方、断熱手段７は、上記加熱手段６の外周面を囲繞して配置されており、すべり軸受４および加熱手段６の熱が外方へ拡散するのを防止する機能を備えている。
さらに、上記加熱手段６に電力を供給して作動させる制御回路１２を設けてあり、制御回路１２は加熱手段６に電気的に接続されている。制御回路１２は電源としてのバッテリー１３に電気的に接続されており、このバッテリー１３から制御回路１２へ電力が供給されるようになっている。
そして、制御回路１２はエンジン１の始動後の暖機時において、加熱手段６に対して所要の電力を供給するようになっている。それにより、熱電素子である加熱手段６が発熱してすべり軸受４を加熱するようになっている。そのため、前述したように、エンジン１の暖機時にすべり軸受４の内周面とジャーナル部５Ａに供給される潤滑油は加熱手段６によって速やかに昇温されるようになっている。
この暖機時においては、すべり軸受４および加熱手段６の熱は断熱手段７によって外方へ拡散するのが防止されるようになっている。

しかして、本実施例は上述した構成を前提として、暖機時に上記制御回路１２を介して加熱手段６へ電力を供給する熱電素子１４を追加したことが特徴である。すなわち、この熱電素子１４は、加熱されると発電する性質を備えている。そして、図２に示すように、この熱電素子１４は、排気ガスを排出するための排気系部品１５の所要位置（排気管）に接続されており、かつ、この熱電素子１４は導線を介して上記制御回路１２に電気的に接続されている。これにより、熱電素子１４が発電した際には、その電力は制御回路１２を介して上記加熱手段６へ供給されるようになっている。

以上の構成において、エンジン１始動後の暖機時においては、上記制御回路１２から加熱手段６に電力が供給されることで該加熱手段６が発熱してすべり軸受４が加熱される。そのため、前述したように、すべり軸受４の内周面とクランクシャフト５のジャーナル部５Ａへ供給される潤滑油は速やかに昇温される。
また、このエンジン１の暖機時においては、排気ガスによって排気系部品１５全体が加熱されて、その温度が上昇する。そのため、加熱された熱電素子１４が発電して、発電された電力は制御回路１２を介して加熱手段６へ供給される。このように、熱電素子１４から制御回路１２を介して加熱手段６へ電力が供給されることで、バッテリー１３から加熱手段６へ供給する消費電力が抑制されることになる。

以上のように、本実施例によれば、エンジン１の暖機時においては、上記加熱手段６によってすべり軸受４が直接加熱されるので、すべり軸受４の内周面およびクランクシャフト５のジャーナル部５Ａへ昇温させた潤滑油を速やかに供給することができる。また、このエンジン１の暖機時においては、熱電素子１４によって発電された電力が制御回路１２を介して加熱手段６に供給されることで、熱電素子１４がない特許文献１の装置と比較すると加熱手段６の消費電力を抑制することができる。

ここで、図３はエンジン１を始動してから暖機時におけるエンジン１の熱の発生箇所における昇温特性を示している。この図３に示すように、潤滑油油温（オイルパン内の潤滑油の温度）やエンジン１の出口の冷却水温と比較すると排気温（排気系部品の温度）が最も高温となる。そのため、前述したように、本実施例においては、排気系部品１５の排気管に上記熱電素子１４を接続している。なお、熱電素子１４は、排気管以外の排気系部品１５のいずれの位置に接続しても良い。

上述した第１実施例においては熱電素子１４を排気系部品１５に接続しているが、図４に示すように熱電素子１４を排気系部品１５以外の熱の発生箇所に接続しても良い。つまり、熱電素子１４をエンジン１のシリンダーブロック２に接続しても良いし、或いは熱電素子１４をシリンダーヘッド１７に接続しても良い。さらには、熱電素子１４をエンジン１の出口側の冷却管２１に接続しても良い。この図４において、熱電素子１４を設けた冷却管２１は、ラジエータ１６とエンジン１とを接続する通常の冷却管２２とは別個に設けられている。そして、暖機時においては、温度調節用のサーモスタット２３によりエンジン１から冷却管２２を介してのラジエータ１６への冷却水の流通は阻止される一方、エンジン１の出口側からの冷却水は冷却管２１を流通して再度エンジン１に戻るようになっている。なお、冷却管２１の途中には熱交換器としてのヒーターコア２４が設けられており、内部を流通する冷却水の温度を下げるようになっている。
図３について前述したように、エンジン１の暖機時には排気温（排気系部品１５）が最も高温となり、また、シリンダーブロック２やシリンダーヘッド１７も高温となるので、それらの箇所に熱電素子１４を接続することで上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
図３に示したように、エンジン１の出口の冷却水温も高温となるので、この図４に示すようにエンジン１の出口の冷却管２１に熱電素子１４を接続した場合においても、上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

さらに、図５は本発明の他の実施例を示したものである。この実施例は、排気系部品１５（排気管）に熱電素子１４の高温側の箇所を接続するとともに、熱電素子１４における低温側の箇所を冷却管２１に接触させている。この冷却管２１内には、図示しないラジエータの冷却水が流通するようになっている。上記図３に示したように、排気温と比べると冷却水温は低くなるので、この図５の実施例においては、熱電素子１４における高温側の箇所と低温側の箇所の温度差が大きいので、熱電素子１４の発電量を増大させることができる。
なお、上述した各実施例においては、熱電素子１４が発電した電力を制御回路１２を介して加熱手段６に供給するようにしているが、熱電素子１４が発電した電力を加熱手段６とバッテリー１３の両方に供給するようにしても良い。

１‥エンジン２‥シリンダーブロック
３‥ベアリングキャップ４‥すべり軸受
５‥クランクシャフト１１‥加熱手段
１２‥制御回路１４‥熱電素子
１５‥排気系部品（熱の発生部分）

Claims

シリンダーブロックの軸受部に連結されたベアリングキャップと、上記軸受部とベアリングキャップによって保持されたすべり軸受と、このすべり軸受によって回転自在に軸支されたクランクシャフトと、暖機時に上記すべり軸受を加熱させて潤滑油を昇温させる加熱手段と、暖機時に上記加熱手段に電力を供給して作動させる制御回路とを備えたエンジンの暖機装置において、
エンジンの作動時における熱の発生部分に、該熱の発生部分の熱によって発電する熱電素子を設けるとともに、この熱電素子を制御回路に電気的に接続して、暖機時においては上記熱電素子が発電した電力を上記制御回路を介して加熱手段に供給するように構成したことを特徴とするエンジンの暖機装置。
上記熱電素子が接続される熱の発生部分は、排気系部品、シリンダーブロック、および冷却水路の全てまたはいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの暖機装置。
上記熱電素子における高温側を上記排気系部品に接続し、上記熱電素子における低温側を上記ラジエータの冷却水用の冷却管に接続して、上記熱電素子が発電する際の発電量を増大させたことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの暖機装置。
上記制御回路は電源であるバッテリーから電力を供給されるようになっており、上記暖機時に熱電素子が発電した電力は、上記加熱手段およびバッテリーに供給されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエンジンの暖機装置。