JP2013204573A - Engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジンに関し、より詳しくは、暖機時においてエンジン本体で温まった冷却水の熱を利用して潤滑油を昇温させるようにしたエンジンに関する。 The present invention relates to an engine, and more particularly to an engine in which the temperature of a lubricating oil is increased by using heat of cooling water warmed by an engine body during warm-up.
従来、暖機時にエンジン本体からラジエータへ戻される冷却水の熱を利用して潤滑油を昇温させるようにしたエンジンは公知である(例えば特許文献1)。この特許文献1のエンジンは、暖機時においてはエンジン本体からラジエータへ流れる冷却水をオイルクーラーに流通させ、それにより熱交換器としてのオイルクーラーを介して潤滑油を昇温させるようになっている。
また、従来、トラスミッションの潤滑油を外部加熱源を用いて昇温させるようにした装置が提案されている(特許文献2)。この特許文献2の装置においては、潤滑油を流通させる複数の流体回路の連通状態を切り換える切換手段を備えており、暖機時においては、トランスミッションと外部加熱源とを連通させる流体回路に潤滑油を流通させることで、トランスミッションの潤滑油を昇温させるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine that raises the temperature of a lubricating oil by using heat of cooling water returned from an engine body to a radiator during warm-up is known (for example, Patent Document 1). In the engine of
Conventionally, an apparatus has been proposed in which the temperature of lubricating oil for a truss mission is raised using an external heating source (Patent Document 2). The device of
ところで、従来、エンジンの暖機時においては、エンジン内の摺動部の摩擦を低減させるためにオイルパン内の潤滑油を速やかに昇温させることが要望されている。
そこで、前述した特許文献1の装置においては、暖機時にオイルクーラーを介してオイルパン内の潤滑油を昇温させるように構成しているが、オイルパン内の潤滑油の温度が上昇するまでに時間が掛かるという欠点があった。
また、上記特許文献2の装置においても潤滑油全体を外部加熱源によって昇温させる構成となっているので、この特許文献2の装置をエンジン本体の暖機に用いたとしても潤滑油の温度が上昇するまでに時間が掛かるという欠点がある。
したがって、従来の装置においては暖機時のフリクションロスが大きくなり、ひいてはエンジンの燃費が低下するという欠点があった。
By the way, conventionally, when the engine is warmed up, it is desired to quickly raise the temperature of the lubricating oil in the oil pan in order to reduce the friction of the sliding portion in the engine.
In view of this, the apparatus disclosed in
Further, the apparatus of
Therefore, the conventional apparatus has a drawback that the friction loss at the time of warm-up becomes large, and consequently the fuel consumption of the engine is lowered.
上述した事情に鑑み、本発明は、クランクシャフトの複数のジャーナル部を軸支する複数のメインベアリング部を有するエンジン本体と、潤滑油を貯溜するオイルパンと、上記エンジン本体に形成されて潤滑油が流通する潤滑油供給通路と、上記エンジン本体に形成されて冷却水が流通することによりエンジン本体を冷却する冷却水通路と、上記冷却水通路の入口とラジエータの冷却水出口とを接続して、冷却水をラジエータから冷却水通路へ流通させる供給通路と、上記冷却水通路の出口とラジエータの冷却水入口とを接続して、冷却水通路内で温度が上昇した冷却水をラジエータへ戻す還流通路とを備えて、エンジンの作動中においては、上記オイルパン内の潤滑油を上記潤滑油供給通路を介して上記クランクシャフトの摺動部分へ供給するようにしたエンジンにおいて、
上記冷却水通路内で温度が上昇した冷却水の熱を上記潤滑油供給通路内の潤滑油へ伝熱する伝熱手段を設けて、エンジンの暖機時においては、上記伝熱手段を介して潤滑油供給通路内の潤滑油を昇温させることを特徴とするものである。
In view of the circumstances described above, the present invention provides an engine main body having a plurality of main bearing portions that pivotally support a plurality of journal portions of a crankshaft, an oil pan for storing lubricating oil, and a lubricating oil formed on the engine main body. A lubricating oil supply passage through which the coolant flows, a cooling water passage formed in the engine body to cool the engine body by circulating cooling water, an inlet of the cooling water passage and a cooling water outlet of the radiator are connected , The supply passage for circulating the cooling water from the radiator to the cooling water passage, and the outlet of the cooling water passage and the cooling water inlet of the radiator are connected to return the cooling water whose temperature has risen in the cooling water passage to the radiator When the engine is in operation, the lubricating oil in the oil pan is supplied to the sliding portion of the crankshaft through the lubricating oil supply passage. In the engine that was so that,
Heat transfer means for transferring the heat of the cooling water whose temperature has risen in the cooling water passage to the lubricating oil in the lubricating oil supply passage is provided, and when the engine is warmed up, The temperature of the lubricating oil in the lubricating oil supply passage is raised.
このような構成によれば、エンジンの暖機時においては、伝熱手段を介して潤滑油供給通路内の潤滑油を速やかに昇温させることができ、該昇温された潤滑油をクランクシャフトの摺動部分へ供給することができる。そのため、暖機時におけるフリクションロスを低減させることができ、燃費が良好なエンジンを提供することができる。 According to such a configuration, when the engine is warmed up, the temperature of the lubricating oil in the lubricating oil supply passage can be quickly raised through the heat transfer means, and the heated lubricating oil is supplied to the crankshaft. Can be supplied to the sliding portion. Therefore, friction loss during warm-up can be reduced, and an engine with good fuel efficiency can be provided.
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2は自動車用エンジンの要部の構成を示したものである。図1ないし図2において、本実施例のエンジンのエンジン本体1は、シリンダブロック2とシリンダヘッド3とを備えており、シリンダブロック2の下部にクランクケース4が連結されており、さらにクランクケース4の下部にオイルパン5が連結されている。このオイルパン5内に潤滑油6としてのエンジンオイルが貯溜されている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments. FIGS. 1 and 2 show the configuration of the main part of an automobile engine. 1 and 2, the
クランクケース4およびシリンダブロック2内にクランクシャフト7が設けられている。このクランクシャフト7の各ジャーナル部7Aは、シリンダブロック2の各メインベアリング部2Aとそこに連結されたベアリングキャップ11およびそれら各部の内周面に装着されたすべり軸受12によって回転自在に軸支されている。クランクシャフト7の各ピン部7Bにはコンロッド13を介してピストン14が連結されている。
本実施例のエンジンはシリンダ15を4つ備えた4気筒のエンジンであり、従ってクランクシャフト7は、4箇所のピン部7Bと5箇所のジャーナル部7Aを備えている。上記クランクシャフト7の各ジャーナル部7Aを軸支するために、上記メインベアリング部2Aは5箇所形成されており、それらの各箇所にベアリングキャップ11が合計5個連結されている。
クランクシャフト7における各ジャーナル部7Aと隣接位置の各ピン部7Bおよび各すべり軸受12とにわたって、各部の軸心に対して傾斜させた図示しない給油通路が形成されている。
A
The engine of the present embodiment is a four-cylinder engine having four
An oil supply passage (not shown) that is inclined with respect to the axial center of each portion is formed across each
シリンダブロック2には、上記クランクシャフト7の摺動部であるジャーナル部7Aおよびピン部7Bに潤滑油6を供給するための潤滑油供給通路16が形成されている。この潤滑油供給通路16は、クランクシャフト7の長手方向に沿ってシリンダブロック2に形成された主供給通路16Aと、この主供給通路16Aから分岐して各メインベアリング部2Aの内周面に開口する分岐通路16Bと、上記主供給通路16Aと上記オイルパン5内とを連通させ、かつ図示しないオイルポンプが設けられる導入通路とを備えている。なお、オイルポンプの駆動時においては、この潤滑油供給通路16内に潤滑油6が常時導入された状態となっている。
そして、クランクシャフト7が回転されるエンジンの暖機時(作動時)においては、オイルパン5内の潤滑油6は、図示しないオイルポンプにより潤滑油供給通路16の主供給通路16A及び分岐通路16Bを介してクランクシャフト7の摺動部となる各ジャーナル部7Aへ供給されるとともに、前述したクランクシャフト7内の図示しない給油通路を経由してピン部7Bへも供給されるようになっている。
The
When the engine in which the
さらに、シリンダブロック2とシリンダヘッド3とにわたって冷却水通路17が設けられており、この冷却水通路17に冷却水Wを流通させることでエンジン本体1を冷却するようになっている。
冷却水通路17は、シリンダブロック2に形成されたウォータージャケット17aとシリンダヘッド3に形成されたヘッド側通路17bおよびそれらを連通させるための図示しないガスケットに穿設された複数の連通孔とから構成されている。そして、シリンダブロック2の側面に開口するウォータージャケット17aの端部が冷却水通路17の入口17Aとなっており、シリンダヘッド3の側面に開口するヘッド側通路17bの一端が冷却水通路17の出口17Bとなっている。
冷却水通路17の入口17Aは、供給通路21を介してラジエータ22側の冷却水Wの吐出口22Aに接続されており、他方、冷却水通路17の出口17Bは、還流通路23を介してラジエータ22側の冷却水Wの吸入口22Bへ接続されている。
シリンダブロック2に近い供給通路21の途中には、エンジン作動時に作動されるウォータポンプPが設けられており、エンジンの作動中においては、このウォータポンプPによって冷却水Wが上記冷却水通路17内へ給送されるようになっている。
Further, a
The
The
In the middle of the
さらに、冷却水通路17の出口17BとウォータポンプPよりも少し上流の供給通路21とにわたってバイパス通路24が設けられている。バイパス通路24の一端24Aは上記出口17Bに接続されており、バイパス通路24の他端24Bは供給通路21に接続されている。バイパス通路24の途中には、自動車内の暖房源となるヒーターコア25が設けられている。バイパス通路24の他端24Bと供給通路21の接続箇所には冷却水Wの温度に応じて流路を第1位置と第2位置とに切り換えるサーモスタット26が配置されている。
本実施例においては、上記サーモスタット26によって、エンジンの作動後の暖機時と暖機の完了後において、冷却水Wの循環ルートを切り換えるようになっている。つまり、エンジンが作動されて暖機運転が開始されると、開始直後では冷却水Wの温度が所定温度よりも低いのでサーモスタット26は第1位置となっている。そのため、サーモスタット26の前後の供給通路21の連通が阻止される一方、サーモスタット26より下流の供給通路21とバイパス通路24が連通する。そのため、作動中のウォータポンプPによって冷却水Wは、冷却水通路17、バイパス通路24およびサーモスタット26より下流の供給通路21を流通する第2循環ルートR2のみで循環する。つまり、エンジンの暖機時においては、両通路21、23とラジエータ22を介する第1循環ルートR1では冷却水Wは循環しないようになっている。
そして、エンジンの暖機が終了して冷却水Wの温度が所定温度まで上昇すると、サーモスタット26が第1位置から第2位置へ切り換えられる。そのため、暖機終了後においては、サーモスタット26の前後の供給通路21が連通する一方、供給通路21とバイパス通路24の他端24Bとの連通が阻止される。そのため、暖機終了後においては、冷却水Wは、両通路21、23、冷却水通路17およびラジエータ22を介する第1循環ルートR1のみで循環し、前述した第2循環ルートR2では循環しないようになっている。このように、本実施例のエンジンは、バイパス通路24とサーモスタット26を備えることにより、暖機時には第2循環ルートR2で冷却水Wが循環し、暖機終了後においては第1循環ルートR1で冷却水Wが循環するようになっている。
Furthermore, a
In the present embodiment, the
When the warm-up of the engine ends and the temperature of the cooling water W rises to a predetermined temperature, the
しかして、本実施例は上述した構成を前提として、エンジン本体1の暖機時において潤滑油6の温度を速やかに上昇させるために冷却水通路17と潤滑油供給通路16とにわたって伝熱手段27を追加したことが特徴である。本実施例においては、冷却水通路17内で温度が上昇した冷却水Wの熱を伝熱手段27により主供給通路16A内の潤滑油6へ伝熱することで、その位置の潤滑油6を直接に昇温させるようになっている。
伝熱手段27は、全体としてコ字形をした銅製のヒートパイプ28からなり、その内部は真空となっている。ヒートパイプ28は、クランクシャフト7の長手方向に沿って伸びる一対の第1挿入部28Aと第2挿入部28B、およびそれらの一端を接続する接続部28Cから構成されている。
そして、ヒートパイプ28の第1挿入部28Aは、上記冷却水通路17のウォータジャケット17aに水平に挿入されており、他方、ヒートパイプ28の第2挿入部28Bは、潤滑油供給通路16の主供給通路16内に水平に挿入されている。なお、第1挿入部28Aの一端の外周部とそれをウォータジャケット17Aに貫通させた箇所には液密を保持する図示しないシール部材が装着されている。また、第1挿入部28Bの長手方向両端の外周部と主供給通路16内との間にも液密を保持するシール部材31が装着されている。
Therefore, in the present embodiment, on the premise of the above-described configuration, the heat transfer means 27 extends over the cooling
The heat transfer means 27 is composed of a
The
ヒートパイプ28の第1挿入部28Aはウォータジャケット17a内の冷却水Wに浸漬されており、他方、第2挿入部28Bは主供給通路16A内の潤滑油6に浸漬されている。そのため、エンジンの作動中においては、ウォータジャケット17a内の温まった冷却水Wの熱がヒートパイプ28を介して主供給通路16A内の潤滑油6に伝熱されることで、該主供給通路16内の潤滑油6が速やかに昇温されるようになっている。このように、本実施例においては、ヒートパイプ28の第1挿入部28Aが受熱部となっており、他方、第2挿入部28Bが放熱部となっている。そして、図2からも明らかなように、このヒートパイプ28は、受熱部としての第1挿入部28Aの高さが放熱部である第2挿入部28Bよりも低い状態に維持される、いわゆる「ボトムヒート」の配置となっている。このように、本実施例のヒートパイプ28からなる伝熱手段27は、ウォータジャケット17a内で温まった冷却水Wの熱を主供給通路16A内の潤滑油6に直接伝熱して、該主供給通路16A内の潤滑油6を昇温させるようになっている。
The
以上の構成において、エンジンが作動されて暖機運転が開始されると、オイルパン5内の潤滑油6は図示しないポンプによって潤滑油通路16を介してクランクシャフト7の摺動部であるジャーナル部7A、ピン部7Bへ供給される。
エンジン作動に伴ってウォータポンプPも作動されるが、エンジンの作動直後においては冷却水Wの温度が低いのでサーモスタット26は第1位置となっている。そのため、冷却水Wは、バイパス通路24と供給通路21の一部および冷却水通路17を経由する第2循環ルートR2のみで循環される。
そして、エンジン本体1の熱によって冷却水通路17内の冷却水Wの温度は上昇し、該温まった冷却水Wの熱は伝熱手段27としてヒートパイプ28を介して主供給通路16Aの潤滑油6に伝熱される。これにより、主供給通路16A内の潤滑油6が速やかに昇温されてから各分岐通路16Bを経由して各ジャーナル部7Aとピン部7Bへ供給される。
In the above configuration, when the engine is operated and the warm-up operation is started, the lubricating
Although the water pump P is also operated along with the engine operation, the
The temperature of the cooling water W in the cooling
前述した特許文献1の装置では、オイルパン内の潤滑油全体を加熱して、それをクランクシャフト等へ供給している。これに対して、本実施例においては、主供給通路16A内の潤滑油6をヒートパイプ28によって直接加熱し、それを各ジャーナル部7A、ピン部7Bへ供給するようにしている。そのため、速やかに昇温された潤滑油6が各ジャーナル部7A、ピン部7Bへ供給されるので、暖機時におけるクランクシャフト7のフリクションロスを低減させることができ、燃費も向上させることができる。
なお、暖機運転が終了して冷却水Wの温度が所定温度まで上昇すると、サーモスタット26が第1位置から第2位置へ切り換わる。そのため、暖機が終了すると、その後、冷却水Wは両通路21、23とラジエータ22を経由する記第1循環ルートR1で循環するようになっている。そして、この暖機後のエンジン作動中においては、伝熱手段27としてのヒートパイプ28が主供給通路16A内の潤滑油6に対するオイルクーラーとして機能するので、クランクシャフト7のジャーナル部7A、ピン部7Bに供給される潤滑油6が過剰に加熱されないようになっている。
In the apparatus of
When the warm-up operation ends and the temperature of the cooling water W rises to a predetermined temperature, the
次に、図3は本発明の第2実施例を示したものである。この第2実施例においては、伝熱手段27を構成するヒートパイプ28全体を同じ高さで水平となるように配置したことが特徴である。すなわち、ウォータジャケット17aに挿入された第1挿入部28Aの高さと、主供給通路16A内に挿入された第2挿入部28Bの高さ、および接続部28cは同じ高さに設定されており、従ってコ字形のヒートパイプ28全体が同じ高さで水平となるようにエンジン本体1に配置されている。換言すると、この図3に示す実施例においては、ヒートパイプ28はボトムヒートではない配置となっている。その他の構成は上述した第1の実施例と同じであり、それと対応する構成部分には同一の部材番号を付している。
このような実施例であっても、上述した第1の実施例と同等の効果を得ることが可能である。また、この図3の実施例においては、ヒートパイプ28は、受熱部としての第1挿入部28Aと放熱部としての第2挿入部28Bは同じ高さとなっている。そのため、ヒートパイプ28のオイルクーラーとしての機能は、この図3の実施例の方が上記第1の実施例よりも効果が上がると考えられる。
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The second embodiment is characterized in that the
Even in this embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above. In the embodiment of FIG. 3, in the
なお、上述した実施例においては、ヒートパイプ28における受熱部としての第1挿入部28Aをウォータジャケット17a内に挿入しているが、第1挿入部28Aをヘッド側通路17bに挿入するようにしても良い。さらに、第1挿入部28Aを冷却水通路17の代わりにバイパス通路24内に挿入するようにしても良い。そのような構成であっても、冷却水通路17内で温まった冷却水Wの熱をヒートパイプ28を介して主供給通路16A内の潤滑油6へ伝熱して、該主供給通路16A内の潤滑油6を昇温させることができる。
In the embodiment described above, the
1‥エンジン本体 2A‥メインベアリング部
5‥オイルパン 6‥潤滑油
7‥クランクシャフト 7A‥ジャーナル部
16‥潤滑油供給通路 16A‥主供給通路
17‥冷却水通路 17a‥ウォータジャケット
21‥供給通路 23‥還流通路
27‥伝熱手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
エンジンの作動中においては、上記オイルパン内の潤滑油を上記潤滑油供給通路を介して上記クランクシャフトの摺動部分へ供給するようにしたエンジンにおいて、
上記冷却水通路内で温度が上昇した冷却水の熱を上記潤滑油供給通路内の潤滑油へ伝熱する伝熱手段を設けて、エンジンの暖機時においては、上記伝熱手段を介して潤滑油供給通路内の潤滑油を昇温させることを特徴とするエンジン。 An engine main body having a plurality of main bearing portions that pivotally support a plurality of journal portions of the crankshaft; an oil pan for storing lubricating oil; a lubricating oil supply passage formed in the engine main body through which lubricating oil flows; and A cooling water passage that is formed in the engine main body and cools the engine main body by circulating the cooling water, and an inlet of the cooling water passage and a cooling water outlet of the radiator are connected, and the cooling water is passed from the radiator to the cooling water passage. A supply passage to be circulated, and a reflux passage for connecting the outlet of the cooling water passage and the cooling water inlet of the radiator to return the cooling water whose temperature has risen in the cooling water passage to the radiator,
During operation of the engine, in the engine that supplies the lubricating oil in the oil pan to the sliding portion of the crankshaft through the lubricating oil supply passage,
Heat transfer means for transferring the heat of the cooling water whose temperature has risen in the cooling water passage to the lubricating oil in the lubricating oil supply passage is provided, and when the engine is warmed up, An engine characterized by raising the temperature of lubricating oil in a lubricating oil supply passage.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7386129B2 (en) | 2020-06-03 | 2023-11-24 | ヤマハ発動機株式会社 | engine unit |
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2012
- 2012-03-29 JP JP2012077530A patent/JP2013204573A/en active Pending
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