JPH08121485A - Crank lubricating system for internal combustion engine and manufacture thereof - Google Patents
Crank lubricating system for internal combustion engine and manufacture thereofInfo
- Publication number
- JPH08121485A JPH08121485A JP26383994A JP26383994A JPH08121485A JP H08121485 A JPH08121485 A JP H08121485A JP 26383994 A JP26383994 A JP 26383994A JP 26383994 A JP26383994 A JP 26383994A JP H08121485 A JPH08121485 A JP H08121485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lubricating oil
- crank
- internal combustion
- crankshaft
- crank pin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のクランク
シャフトに潤滑油を供給する装置およびその製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for supplying lubricating oil to a crankshaft of an internal combustion engine and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】軸受部に潤滑油膜が構成される流体潤滑
状態では、摺動面の表面粗度が小さいほど油膜の構成が
有利となり、摩擦損失が減少する効果が大きい。2. Description of the Related Art In a fluid lubrication state in which a lubricating oil film is formed on a bearing, the smaller the surface roughness of the sliding surface, the more advantageous the structure of the oil film, and the greater the effect of reducing friction loss.
【０００３】このため、クランクシャフトのジャーナル
部とクランクピンにそれぞれに通常のラッピング仕上げ
加工を施したうえに、さらにマイクロフィニッシュ仕上
げ加工を施して、各摺動面の表面粗度を小さくすること
により、クランクシャフトの摩擦損失の低減をはかるも
のがある。Therefore, the crankshaft journal portion and the crank pin are each subjected to ordinary lapping finishing, and then further subjected to microfinishing finishing to reduce the surface roughness of each sliding surface. There are some that reduce the friction loss of the crankshaft.
【０００４】このようなクランクシャフトを備える内燃
機関の潤滑システムは、メインギャラリからシャフトの
主軸受に供給された潤滑油を、クランクシャフトの内部
を通してクランクピン部分に送り込むクランク内部通路
が形成され、主軸受部分ならびにコンロッドを装着する
クランクピン摺動面の潤滑が行われるようになっている
（例えば実開昭６３ー２８９１３号公報、参照）。A lubricating system for an internal combustion engine having such a crankshaft has a crank internal passage for feeding the lubricating oil supplied from the main gallery to the main bearing of the shaft to the crankpin portion through the inside of the crankshaft. Lubrication is performed on the bearing portion and the sliding surface of the crank pin on which the connecting rod is mounted (see, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-289913).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この潤滑によって冷却
も行われるのであるが、図９に示す測定装置（熱電対７
２，７３をクランクピン５の摺動面中央に埋め込み、熱
電対７４を軸受メタル９の背面に介装してある）によっ
て、クランクピン５の表面温度特性とジャーナル部１２
を支承する軸受メタル９の背面温度特性とを測定してみ
ると、図１０のようにクランクピン５の表面温度特性
（クランクピン５の内側と外側の平均温度）は機関の回
転数と共に急激に上昇する一方、軸受メタル９の背面温
度特性は機関の回転数と共に緩やかに上昇する。Although the cooling is performed by this lubrication, the measuring device (thermocouple 7 shown in FIG. 9 is used.
2, 73 are embedded in the center of the sliding surface of the crank pin 5, and the thermocouple 74 is provided on the back surface of the bearing metal 9), so that the surface temperature characteristics of the crank pin 5 and the journal portion 12 can be improved.
When the back surface temperature characteristic of the bearing metal 9 supporting the bearing is measured, the surface temperature characteristic of the crank pin 5 (average temperature inside and outside the crank pin 5) rapidly increases with the engine speed as shown in FIG. On the other hand, the temperature characteristic of the back surface of the bearing metal 9 gradually rises as the engine speed increases.
【０００６】この理由は、機関の高回転時には、ピスト
ン、コンロッド１等の慣性力が回転数の２乗に比例して
増大するため、クランクピン５の内側に荷重がかかる割
合が大となり、潤滑油膜が薄くなり、発熱が増加するこ
とによる。The reason for this is that at high engine speeds, the inertial force of the piston, connecting rod 1, etc. increases in proportion to the square of the number of revolutions, so the load on the inside of the crank pin 5 becomes large, and lubrication This is because the oil film becomes thinner and heat generation increases.
【０００７】このように比較的高温となるクランクピン
５の潤滑状態は、潤滑油の粘度が低下することにより潤
滑油膜が構成されにくく、一部境界潤滑の発生を含む混
合潤滑状態となっている。境界潤滑が発生すると摩擦係
数が大であるため、その発生頻度によって摩擦損失が急
激に上昇してくるが、境界潤滑状態における摩擦係数は
摺動面の材質による影響が支配的となり、表面粗度が小
さいことによる摩擦損失の低減効果は少なくなる。この
ため、比較的高温となるクランクピンの表面粗度をジャ
ーナル部の表面粗度と同等に小さくしても、製品のコス
トアップを招くわりに、クランクシャフトの摩擦損失を
低減する効果が少ないという問題点が考えられる。As described above, in the lubrication state of the crankpin 5 having a relatively high temperature, the lubricating oil film is hard to be formed due to the decrease of the viscosity of the lubricating oil, and it is a mixed lubrication state including the occurrence of the partial boundary lubrication. . Since the friction coefficient is large when boundary lubrication occurs, the friction loss increases rapidly depending on the frequency of occurrence, but the friction coefficient in the boundary lubrication state is dominated by the material of the sliding surface, and the surface roughness The effect of reducing friction loss due to the small value is small. Therefore, even if the surface roughness of the crankpin, which is relatively high in temperature, is made as small as the surface roughness of the journal part, the cost of the product is increased, but the effect of reducing the friction loss of the crankshaft is small. Points can be considered.
【０００８】この発明は、上記の問題点を解消し、生産
性の低下を抑えつつ、クランクシャフトの摩擦損失を低
減するクランク潤滑システムを提供することを目的とし
ている。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a crank lubrication system which reduces the friction loss of the crankshaft while suppressing the decrease in productivity.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の内燃機関
のクランク潤滑システムは、ピストンの往復動をコンロ
ッドを介して回転運動に変換するクランクシャフトを備
え、クランクシャフトは機関本体に主軸受を介して回転
可能に支承されるジャーナル部と、コンロッドに回転可
能に支承されるクランクピンを有し、オイルポンプから
吐出する潤滑油を主軸受に供給する供給路を形成し、ク
ランクシャフトの内部に主軸受に供給された潤滑油をク
ランクピンに導くクランク内部通路を形成し、クランク
ピンの表面粗度をジャーナル部の表面粗度より大きくす
る。A crank lubrication system for an internal combustion engine according to claim 1 comprises a crankshaft for converting reciprocating motion of a piston into rotary motion via a connecting rod, the crankshaft having a main bearing in an engine body. Has a journal part that is rotatably supported via a crankshaft and a crank pin that is rotatably supported by a connecting rod, and forms a supply path for supplying lubricating oil discharged from an oil pump to the main bearing. A crank internal passage for guiding the lubricating oil supplied to the main bearing to the crank pin is formed, and the surface roughness of the crank pin is made larger than the surface roughness of the journal portion.
【００１０】請求項２記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムは、請求項１に記載の発明において、機関の高速
時に前記グルーブへ供給される潤滑油量を増やす潤滑油
量調節手段を備える。According to a second aspect of the present invention, there is provided a crank lubrication system for an internal combustion engine according to the first aspect, further comprising a lubricating oil amount adjusting means for increasing an amount of lubricating oil supplied to the groove when the engine is operating at high speed.
【００１１】請求項３記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムは、請求項１または２に記載の発明において、前
記潤滑油量調節手段として、機関に駆動されるオイルポ
ンプの吐出圧に応動して前記グルーブに潤滑油を供給す
る通路断面積を拡大する油圧供給制御弁を備える。According to a third aspect of the present invention, there is provided a crank lubrication system for an internal combustion engine according to the first or second aspect, wherein the lubricating oil amount adjusting means is responsive to a discharge pressure of an oil pump driven by the engine. A hydraulic pressure supply control valve for enlarging a passage cross-sectional area for supplying lubricating oil to the groove is provided.
【００１２】請求項４記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムの製造方法は、請求項１から３のいずれか一つに
記載の発明において、クランクピンとジャーナル部にラ
ッピング仕上げ加工を施し、ジャーナル部のみにマイク
ロフィニッシュ仕上げ加工を施す。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a crank lubrication system for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, wherein the crank pin and the journal portion are subjected to lapping finishing, and only the journal portion is subjected to lapping. Micro finish finish processing.
【００１３】[0013]
【作用】請求項１記載の内燃機関のクランク潤滑システ
ムは、オイルポンプから供給路に送られた潤滑油は、主
軸受に供給され、主軸受とジャーナル部の摺動部を潤滑
するとともに、クランク内部通路を通ってクランクピン
に送られ、コンロッドの軸受とクランクピンの摺動部を
潤滑する。In the crank lubrication system for an internal combustion engine according to claim 1, the lubricating oil sent from the oil pump to the supply passage is supplied to the main bearing to lubricate the sliding portion between the main bearing and the journal, and the crank. It is sent to the crank pin through the internal passage and lubricates the bearing of the connecting rod and the sliding part of the crank pin.
【００１４】この潤滑によってジャーナル部とクランク
ピンの冷却も行われるのであるが、クランクピンに働く
ピストン、コンロッド等の慣性力が回転数の２乗に比例
して増大するため、クランクピンの表面温度特性は機関
の回転数と共に急激に上昇する一方、ジャーナル部の表
面温度特性は機関の回転数と共に緩やかに上昇して、ジ
ャーナル部の最高温度はクランクピンに比べて低く抑え
られる。This lubrication also cools the journal portion and the crankpin, but since the inertial force of the piston, connecting rod, etc. acting on the crankpin increases in proportion to the square of the rotational speed, the surface temperature of the crankpin is increased. The characteristic rapidly increases with the engine speed, while the surface temperature characteristic of the journal part gradually increases with the engine speed, and the maximum temperature of the journal part is suppressed lower than that of the crankpin.
【００１５】比較的低温に保たれるジャーナル部の潤滑
状態は、潤滑油の粘度が高く、潤滑油膜が構成され、流
体潤滑状態となっている。このように軸受表面温度が低
い流体潤滑状態では、表面粗度が小さいほど油膜の構成
が有利となり、摩擦損失が減少する効果が大きい。この
ため、比較的低温となるジャーナル部の表面粗度をクラ
ンクピンの表面粗度より小さくすることにより、ジャー
ナル部の摩擦損失を有効に低減することができる。The lubrication state of the journal portion kept at a relatively low temperature is such that the viscosity of the lubricating oil is high, the lubricating oil film is formed, and the journal portion is in the fluid lubrication state. In such a fluid lubrication state in which the bearing surface temperature is low, the smaller the surface roughness is, the more advantageous the oil film structure is, and the greater the effect of reducing the friction loss is. Therefore, by making the surface roughness of the journal portion, which has a relatively low temperature, smaller than the surface roughness of the crank pin, it is possible to effectively reduce the friction loss of the journal portion.
【００１６】一方、比較的高温となるクランクピンの潤
滑状態は、潤滑油の粘度が低下することにより潤滑油膜
が構成されにくく、一部境界潤滑の発生を含む混合潤滑
状態となっている。境界潤滑が発生すると摩擦係数が大
であるため、その発生頻度によって摩擦損失が急激に上
昇してくるが、境界潤滑状態における摩擦係数は摺動面
の材質による影響が支配的となり、表面粗度が小さいこ
とによる摩擦損失の低減効果は少なくなる。このため、
比較的高温となるクランクピンの表面粗度をジャーナル
部の表面粗度より大きくしても、摩擦損失を増大するこ
とが避けられる。On the other hand, the lubrication state of the crankpin, which is relatively high in temperature, is a mixed lubrication state in which the lubricating oil film is less likely to be formed due to the decrease in the viscosity of the lubricating oil and the occurrence of partial boundary lubrication. Since the friction coefficient is large when boundary lubrication occurs, the friction loss increases rapidly depending on the frequency of occurrence, but the friction coefficient in the boundary lubrication state is dominated by the material of the sliding surface, and the surface roughness The effect of reducing friction loss due to the small value is small. For this reason,
Even if the surface roughness of the crankpin, which has a relatively high temperature, is made larger than the surface roughness of the journal portion, it is possible to avoid increasing the friction loss.
【００１７】請求項２記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムにおいて、潤滑油量調節手段は、機関の高回転時
にジャーナル部およびクランクピンへ供給される潤滑油
量を増やすことにより、大端部の軸受隙間に介在する潤
滑油の温度が過度に上昇することを抑え、潤滑油膜を維
持して、焼き付き等の発生を防止するとともに、クラン
クピンの摩耗を抑えて耐久性を高められる。In a crank lubrication system for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention, the lubricating oil amount adjusting means increases the amount of lubricating oil supplied to the journal portion and the crank pin when the engine is rotating at a high speed, so that the bearing at the large end portion is increased. It is possible to prevent the temperature of the lubricating oil intervening in the gap from rising excessively, maintain the lubricating oil film, prevent the occurrence of seizure, etc., and suppress the wear of the crank pin to improve the durability.
【００１８】潤滑油量調節手段は、機関の低回転時にジ
ャーナル部およびクランクピンへ供給される潤滑油量を
減らすことにより、ジャーナル部およびクランクピンの
軸受隙間に介在する潤滑油の温度を高く保ち、潤滑油の
粘性抵抗を小さく抑えて、フリクションの低減がはかれ
る。The lubricating oil amount adjusting means reduces the amount of lubricating oil supplied to the journal portion and the crank pin when the engine is running at a low speed, thereby keeping the temperature of the lubricating oil present in the bearing gap between the journal portion and the crank pin high. , The viscosity resistance of the lubricating oil is suppressed to a low level, and the friction is reduced.
【００１９】請求項３記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムにおいて、油圧供給制御弁は、機関回転数の上昇
に応じて吐出油圧が上昇する機関駆動のオイルポンプの
吐出油圧に応動して潤滑油を供給する通路断面積を拡大
し、高速時の潤滑油量を機械的に増大させることができ
る。In a crank lubrication system for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention, the hydraulic pressure supply control valve responds to the discharge hydraulic pressure of an engine-driven oil pump whose discharge hydraulic pressure increases in accordance with the increase of the engine speed to supply lubricating oil. It is possible to increase the cross-sectional area of the supply passage and mechanically increase the amount of lubricating oil at high speed.
【００２０】請求項４記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムにおいて、クランクピンに施されるマイクロフィ
ニッシュ仕上げ加工の工数が減らされるため、生産性を
高められる。In the crank lubrication system for the internal combustion engine according to the fourth aspect, the number of man-hours required for the micro-finishing of the crank pin is reduced, so that the productivity can be improved.
【００２１】また、１つのクランクシャフトに設けられ
る複数のジャーナル部は、互いに同軸上に形成されてい
るため、それぞれを同時に仕上げ加工を施すことが可能
であり、ジャーナル部に対するマイクロフィニッシュ仕
上げ加工の工数を増やしても、クランクピンにマイクロ
フィニッシュ仕上げ加工を施す場合と比べれば、生産性
の悪化はわずかで済む。Further, since the plurality of journal portions provided on one crankshaft are formed coaxially with each other, it is possible to finish each of them simultaneously, and the number of man-hours required for finishing the microfinishing of the journal portions is large. Even if the number is increased, the productivity will be less deteriorated as compared with the case where the crankpin is subjected to microfinishing.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００２３】図１に示すように、４気筒機関に備えられ
るクランクシャフト１０は、コンロッド１の大端部２に
支承される４つのクランクピン５と、機関本体３の主軸
受１３に支承される５つのジャーナル部１２を有する。
クランクシャフト１０は、ピストンの往復運動をコンロ
ッド１を介して図中矢印で示す方向の連続回転運動に変
換する。As shown in FIG. 1, a crankshaft 10 provided in a four-cylinder engine is supported by four crankpins 5 supported by a large end portion 2 of a connecting rod 1 and a main bearing 13 of an engine body 3. It has five journal parts 12.
The crankshaft 10 converts the reciprocating motion of the piston through the connecting rod 1 into continuous rotary motion in the direction indicated by the arrow in the figure.
【００２４】機関本体３にはオイルポンプから吐出する
潤滑油を主軸受１３に導く供給路３３が形成される。A supply passage 33 for guiding the lubricating oil discharged from the oil pump to the main bearing 13 is formed in the engine body 3.
【００２５】主軸受２はジャーナル部１２に摺接する軸
受メタル９を備える。機関本体３には軸受メタル９の外
周面に対峙するグルーブ１５が形成され、グルーブ１５
の底部に供給路３３が開口している。軸受メタル９の軸
受面に開口するグルーブ１７が形成され、このグルーブ
１７の底部に開口してグルーブ１５と連通する通孔１６
がそれぞれ形成される。これにより、供給路３３から送
られる潤滑油は、グルーブ１５から通孔１６を通ってグ
ルーブ１７に流入する。The main bearing 2 has a bearing metal 9 which is in sliding contact with the journal portion 12. A groove 15 is formed in the engine body 3 so as to face the outer peripheral surface of the bearing metal 9.
The supply path 33 is open at the bottom of the. A groove 17 is formed on the bearing surface of the bearing metal 9 and is open at the bottom of the groove 17 to communicate with the groove 15.
Are respectively formed. As a result, the lubricating oil sent from the supply path 33 flows from the groove 15 into the groove 17 through the through hole 16.
【００２６】クランクシャフト１０の内部には各ジャー
ナル部１２とクランクピン５を結ぶクランク内部通路１
１が形成される。オイルポンプから吐出される潤滑油
は、機関本体に形成された供給路３３から各主軸受１３
のグルーブ１７に供給され、グルーブ１７から各クラン
ク内部通路１１を通して各クランクピン５に供給される
ようになっている。Inside the crankshaft 10, a crank internal passage 1 connecting each journal 12 and the crankpin 5 is provided.
1 is formed. The lubricating oil discharged from the oil pump is supplied from the supply passage 33 formed in the main body of the engine to each main bearing 13
Are supplied to the respective grooves 17, and are supplied from the grooves 17 to the respective crank pins 5 through the respective crank internal passages 11.
【００２７】図２に示すように、オイルパン４７に貯溜
された潤滑油はオイルポンプ３４によって吸い上げら
れ、オイルポンプ３４から吐出される潤滑油は、機関の
運転条件に応じて油圧供給制御弁３５を介して第１オイ
ル供給通路３６または第２オイル供給通路３９に分流さ
れる。As shown in FIG. 2, the lubricating oil stored in the oil pan 47 is sucked up by the oil pump 34, and the lubricating oil discharged from the oil pump 34 is controlled by the hydraulic pressure supply control valve 35 depending on the operating conditions of the engine. Through the first oil supply passage 36 or the second oil supply passage 39.
【００２８】第１オイル供給通路３６から導かれる潤滑
油は、オリフィス３７を介して動弁系に供給されるとと
もに、オリフィス３８を介して供給路３３に供給され
る。The lubricating oil introduced from the first oil supply passage 36 is supplied to the valve operating system via the orifice 37 and is also supplied to the supply passage 33 via the orifice 38.
【００２９】第２オイル供給通路３９から導かれる潤滑
油は、オリフィス４０を介して供給路３３に供給され
る。The lubricating oil introduced from the second oil supply passage 39 is supplied to the supply passage 33 via the orifice 40.
【００３０】油圧供給制御弁３５には、図３のように常
開の第１オイル供給孔４１（第１オイル供給通路３６に
つながる）と、圧力に応動する弁体４２によって開閉さ
れる第２オイル供給孔４３（第２オイル供給通路３９に
つながる）および第１リリーフ孔４４、第２リリーフ孔
４５が設けられる。The hydraulic pressure supply control valve 35 has a normally open first oil supply hole 41 (which is connected to the first oil supply passage 36) and a second oil pressure control valve 35 which is opened and closed by a valve body 42 which responds to pressure. An oil supply hole 43 (which is connected to the second oil supply passage 39), a first relief hole 44, and a second relief hole 45 are provided.
【００３１】オイルポンプ３４の吐出量がそれほど多く
ないときは、第１オイル供給孔４１のみが開かれ、潤滑
油が第１オイル供給通路３６に送られる。この場合、オ
イルポンプ３４の吐出量が増え、吐出圧が高くなってく
ると、弁体４２がスプリング４６に抗して後退して第１
リリーフ孔４４が開かれることで、吐出圧が所定圧に維
持される。When the discharge amount of the oil pump 34 is not so large, only the first oil supply hole 41 is opened and the lubricating oil is sent to the first oil supply passage 36. In this case, when the discharge amount of the oil pump 34 increases and the discharge pressure increases, the valve body 42 moves backward against the spring 46 and moves to the first position.
The discharge pressure is maintained at a predetermined pressure by opening the relief hole 44.
【００３２】そして、さらにオイルポンプ３４の吐出量
が増え、吐出圧が設定値を越えてくると、さらに弁体４
２がスプリング４６に抗して後退して第２オイル供給孔
４３が開かれ（第１リリーフ孔４４は閉じられる）、潤
滑油が第２オイル供給通路３９にも送られる。この場
合、吐出圧が設定上限圧を越えるようなときは、図４の
ように第１リリーフ孔４４と共に第２リリーフ孔４５が
開かれ、その設定圧に維持される。When the discharge amount of the oil pump 34 further increases and the discharge pressure exceeds the set value, the valve body 4 is further increased.
2 retracts against the spring 46 to open the second oil supply hole 43 (closes the first relief hole 44), and the lubricating oil is also sent to the second oil supply passage 39. In this case, when the discharge pressure exceeds the set upper limit pressure, the second relief hole 45 is opened together with the first relief hole 44 as shown in FIG. 4, and the set pressure is maintained.
【００３３】すなわち、エンジンの回転が低く、オイル
ポンプ３４の吐出量が所定値以下のときは、潤滑油が第
１オイル供給通路３６に供給され、エンジンの回転が高
くなり、オイルポンプ３４の吐出量が所定値を越えてく
ると、第１、第２オイル供給通路３６，３９の双方に潤
滑油が供給される。That is, when the engine speed is low and the discharge amount of the oil pump 34 is less than a predetermined value, the lubricating oil is supplied to the first oil supply passage 36, the engine speed is increased, and the discharge amount of the oil pump 34 is increased. When the amount exceeds the predetermined value, the lubricating oil is supplied to both the first and second oil supply passages 36 and 39.
【００３４】そして本発明の要旨とするところである
が、各クランクピン５の表面粗度は各ジャーナル部１２
の表面粗度より大きく設定される。As the gist of the present invention, the surface roughness of each crankpin 5 is determined by each journal portion 12.
Is set to be larger than the surface roughness of.
【００３５】この実施例では各ジャーナル部１２の表面
はラッピング仕上げ加工が施された後、さらにマイクロ
フィニッシュ仕上げ加工が施される一方、各クランクピ
ン５はラッピング仕上げ加工のみが施され、マイクロフ
ィニッシュ仕上げ加工が施されない。In this embodiment, the surface of each journal portion 12 is subjected to lapping finishing and then microfinishing, while each crankpin 5 is subjected only to lapping finishing and microfinishing. Not processed.
【００３６】図５、図６にもそれぞれ示すように、ジャ
ーナル部１２のマイクロフィニッシュ仕上げ加工が施さ
れた表面は、クランクピン５のラッピング仕上げ加工が
施された表面に対して、細かい凹凸が落とされた所定の
滑らかな表面に磨き上げられている。As shown in FIGS. 5 and 6, the microfinished surface of the journal portion 12 has fine irregularities removed from the surface of the crankpin 5 that has been lapped. It has been polished to a predetermined smooth surface.
【００３７】以上のように構成され、次に作用について
説明する。With the above construction, the operation will be described.
【００３８】オイルポンプから供給路３３に送られた潤
滑油は、主軸受１３のグルーブ１７に導かれ、主軸受１
３とジャーナル部１２の摺動部を潤滑するとともに、グ
ルーブ１７に連通したクランク内部通路１１を通ってク
ランクピン５に送られ、大端部２の軸受とクランクピン
５の摺動部を潤滑する。The lubricating oil sent from the oil pump to the supply passage 33 is guided to the groove 17 of the main bearing 13, and the main bearing 1
3 and the sliding portion of the journal portion 12 are lubricated, and are sent to the crank pin 5 through the crank internal passage 11 communicating with the groove 17 to lubricate the bearing portion of the large end portion 2 and the sliding portion of the crank pin 5. .
【００３９】この潤滑によってジャーナル部１２とクラ
ンクピン５の冷却も行われるのであるが、クランクピン
５の表面温度特性は機関の回転数と共に急激に上昇する
一方、ジャーナル部１２の表面温度特性は機関の回転数
と共に緩やかに上昇して、ジャーナル部１２の最高温度
はクランクピン５に比べて低く抑えられる。This lubrication also cools the journal portion 12 and the crank pin 5. The surface temperature characteristic of the crank pin 5 sharply rises with the engine speed, while the surface temperature characteristic of the journal portion 12 changes. The maximum temperature of the journal portion 12 is suppressed to be lower than that of the crankpin 5 as the rotation speed of the crankshaft gradually increases.
【００４０】この理由は、機関の高回転時には、ピスト
ン、コンロッド１等の慣性力が回転数の２乗に比例して
増大するため、クランクピン５の内側に荷重がかかる割
合が大となり、潤滑油膜が薄くなり、発熱が増加するこ
とによる。The reason for this is that at high engine speeds, the inertial force of the piston, connecting rod 1, etc. increases in proportion to the square of the number of revolutions, so the load on the inside of the crank pin 5 becomes large, and lubrication This is because the oil film becomes thinner and heat generation increases.
【００４１】図７は、マイクロフィニッシュ仕上げ加工
が施された軸と、ラッピング仕上げ加工が施された軸に
ついて、軸表面温度を変えて摩擦損失を測定した実験結
果である。この場合、軸受メタルは高速のガソリンエン
ジンで一般に使用されている、鉛を主成分とするオーバ
レイ付きケルメットメタルを組み込んでいる。FIG. 7 shows the result of an experiment in which the friction loss was measured by changing the surface temperature of the shaft for the microfinished shaft and the shaft for the lapping finish. In this case, the bearing metal incorporates lead-based kelmet metal with overlay, which is commonly used in high speed gasoline engines.
【００４２】これによれば、実用頻度が高い低中速低負
荷運転時におけるジャーナル部に相当する温度条件で
は、マイクロフィニッシュ仕上げ加工が施された軸の方
が、ラッピング仕上げ加工が施された軸より摩擦損失が
大幅に小さい。この温度条件では、潤滑油の粘度が上昇
することにより潤滑油膜が構成され、流体潤滑状態とな
っており、表面粗度が小さいほど油膜の構成が有利とな
り、摩擦損失が減少する。According to this, under the temperature condition corresponding to the journal portion during low-medium-speed / low-load operation, which is frequently used, the shaft finished with microfinishing is better than the shaft finished with lapping. Friction loss is much smaller. Under this temperature condition, the viscosity of the lubricating oil increases to form a lubricating oil film, which is in a fluid lubrication state. The smaller the surface roughness, the more advantageous the oil film structure is, and the friction loss decreases.
【００４３】これに対して、高速高負荷運転時に相当す
る温度条件では、マイクロフィニッシュ仕上げ加工が施
された軸と、ラッピング仕上げ加工が施された軸とは摩
擦損失が同等になる。この温度条件では、潤滑油の粘度
が低下することにより潤滑油膜が構成されにくく、一部
境界潤滑の発生を含む混合潤滑状態となっている。境界
潤滑が発生すると摩擦係数が大であるため、その発生頻
度によって摩擦損失が急激に上昇してくるが、境界潤滑
状態での摩擦係数は摺動面の材質による影響が支配的と
なり、表面粗度が小さいことによる摩擦損失の低減効果
は少なくなる。On the other hand, under a temperature condition corresponding to high-speed and high-load operation, the friction loss is equal between the microfinished shaft and the lapping-finished shaft. Under this temperature condition, the lubricating oil film is hard to be formed due to the decrease in the viscosity of the lubricating oil, resulting in a mixed lubrication state including the occurrence of partial boundary lubrication. When boundary lubrication occurs, the friction coefficient is large, so the friction loss increases rapidly depending on the frequency of occurrence.However, the effect of the material of the sliding surface predominantly affects the friction coefficient in the boundary lubrication state. The effect of reducing the friction loss due to the small degree is small.
【００４４】本発明は、上記した点に着目してなされた
ものであり、表面温度が低いジャーナル部１２は、マイ
クロフィニッシュ仕上げ加工が施されることにより、表
面粗度を小さくして、油膜の構成を有利とし、摩擦損失
の低減が有効にはかられる。The present invention has been made by paying attention to the above points, and the journal portion 12 having a low surface temperature is subjected to micro-finishing processing to reduce the surface roughness and to form an oil film. The configuration is advantageous, and the friction loss is effectively reduced.
【００４５】一方、ラッピング仕上げ加工のみが施され
るクランクピン５は、その表面温度が高いことにより、
表面粗度を大きくしても摩擦損失の増大は小さく抑えら
れる。On the other hand, the crankpin 5 to which only lapping finishing is applied has a high surface temperature,
Even if the surface roughness is increased, the increase in friction loss can be suppressed to a small level.
【００４６】４気筒機関の場合、４つのクランクピン５
に対するマイクロフィニッシュ仕上げ加工を施さないこ
とにより、生産コストを大幅に低減することができる。
なお、５つのジャーナル部１２は互いに同軸上に設けら
れているため、それぞれを同時にマイクロフィニッシュ
仕上げ加工を施すことが可能であり、マイクロフィニッ
シュ仕上げ加工を施すことによってクランクピン５ほど
生産コストアップを招かない。In the case of a four-cylinder engine, four crankpins 5
The production cost can be significantly reduced by not performing the micro-finishing process on the.
Since the five journal portions 12 are provided coaxially with each other, it is possible to simultaneously perform the micro-finishing processing on each of them, and by performing the micro-finishing processing, the crankpin 5 causes an increase in production cost. It doesn't.
【００４７】機関の回転が低いときは、オイルポンプ３
４からの潤滑油が油圧供給制御弁３５を介して第１オイ
ル供給通路３６のみから供給路３３に送られるが、機関
の回転数が所定値以上に高くなると、オイルポンプ３４
からの潤滑油が油圧供給制御弁３５を介して第１オイル
供給通路３６と第２オイル供給通路３９の両方から供給
路３３に送られる。これにより、図８に示すように、供
給路３３へ供給される潤滑油量は、機関の高回転時には
油圧供給制御弁３５の開弁作動に伴って大幅に増大され
る。When the engine speed is low, the oil pump 3
The lubricating oil from No. 4 is sent to the supply passage 33 only from the first oil supply passage 36 via the hydraulic pressure supply control valve 35, but when the engine speed becomes higher than a predetermined value, the oil pump 34
The lubricating oil from is sent to the supply passage 33 from both the first oil supply passage 36 and the second oil supply passage 39 via the hydraulic pressure supply control valve 35. As a result, as shown in FIG. 8, the amount of lubricating oil supplied to the supply passage 33 is greatly increased with the opening operation of the hydraulic pressure supply control valve 35 during high engine speed.
【００４８】自動車用機関において実用頻度が高い低中
回転時に供給路３３に供給される潤滑油量が抑えられる
ことにより、主軸受１３、大端部２の軸受に介在する潤
滑油の温度を高く保ち、潤滑油の粘性抵抗を小さく抑え
て、フリクションの低減がはかれる。By suppressing the amount of lubricating oil supplied to the supply passage 33 during low-to-medium speed rotation, which is frequently used in automobile engines, the temperature of the lubricating oil interposed in the main bearing 13 and the bearing of the large end portion 2 is increased. Keeping the viscosity resistance of the lubricating oil small and reducing the friction.
【００４９】油圧供給制御弁３５が開弁する高回転時
に、油圧供給制御弁３５を介して供給路３３に供給され
る潤滑油量が大幅に増やされることにより、主軸受１
３、大端部２の軸受に介在する潤滑油の温度が過度に上
昇することを防止するとともに、潤滑油膜を維持して、
これらに焼き付きが生じることを防止する。At the time of high rotation in which the hydraulic pressure supply control valve 35 opens, the amount of lubricating oil supplied to the supply passage 33 via the hydraulic pressure supply control valve 35 is greatly increased, so that the main bearing 1
3, prevent the temperature of the lubricating oil present in the bearing of the large end 2 from rising excessively, and maintain the lubricating oil film,
It prevents the seizure of these.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の内燃
機関のクランク潤滑システムは、ピストンの往復動をコ
ンロッドを介して回転運動に変換するクランクシャフト
を備え、クランクシャフトは機関本体に主軸受を介して
回転可能に支承されるジャーナル部と、コンロッドに回
転可能に支承されるクランクピンを有し、オイルポンプ
から吐出する潤滑油を主軸受に供給する供給路を形成
し、クランクシャフトの内部に主軸受に供給された潤滑
油をクランクピンに導くクランク内部通路を形成し、ク
ランクピンの表面粗度をジャーナル部の表面粗度より大
きくしたため、製品のコストアップを抑えつつ、クラン
クシャフトの摩擦損失を低減することができる。As described above, the crank lubrication system for an internal combustion engine according to claim 1 includes the crankshaft for converting the reciprocating motion of the piston into the rotary motion via the connecting rod, and the crankshaft is the main bearing of the engine body. Has a journal part that is rotatably supported via a crankshaft and a crank pin that is rotatably supported by a connecting rod, and forms a supply path for supplying the lubricating oil discharged from the oil pump to the main bearing. The internal surface of the crank that guides the lubricating oil supplied to the main bearing to the crankpin is formed, and the surface roughness of the crankpin is made larger than the surface roughness of the journal, which reduces the cost of the product and reduces the friction of the crankshaft. The loss can be reduced.
【００５１】請求項２記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムは、機関の高速時に前記グルーブへ供給される潤
滑油量を増やす潤滑油量調節手段を備えたため、高回転
時に大端部の軸受隙間に介在する潤滑油の温度が過度に
上昇することを防止し、潤滑油膜を維持して、焼き付き
等が発生することがなく、クランクピンの摩耗を抑えて
耐久性を高められる。機関の低回転時にグルーブへ供給
される潤滑油量を減らすことにより、大端部の軸受隙間
に介在する潤滑油の温度を高く保ち、潤滑油の粘性抵抗
を小さく抑えて、自動車用機関において実用頻度の高い
低回転時の出力を高めるとともに、燃費の低減がはかれ
る。A crank lubrication system for an internal combustion engine according to a second aspect of the invention is provided with a lubricating oil amount adjusting means for increasing the amount of lubricating oil supplied to the groove when the engine is operating at a high speed. The temperature of the intervening lubricating oil can be prevented from rising excessively, the lubricating oil film can be maintained, seizure, etc. will not occur, and the wear of the crank pin can be suppressed to improve durability. By reducing the amount of lubricating oil supplied to the groove when the engine is running at low speeds, the temperature of the lubricating oil present in the bearing gap at the large end can be kept high, and the viscous resistance of the lubricating oil can be kept low, making it practical for use in automobile engines. The output can be increased at low rotation speed, which is frequently used, and the fuel consumption can be reduced.
【００５２】請求項３記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムは、請求項１または２に記載の発明において、前
記潤滑油量調節手段として、機関に駆動されるオイルポ
ンプの吐出圧に応動して前記グルーブに潤滑油を供給す
る通路断面積を拡大する油圧供給制御弁を備えたため、
高速時の潤滑油量を機械的に増大側に調節でき、構造の
簡素化がはかれる。A crank lubrication system for an internal combustion engine according to a third aspect is the crank lubrication system for an internal combustion engine according to the first or second aspect, wherein the lubricating oil amount adjusting means is responsive to a discharge pressure of an oil pump driven by the engine. Since it is equipped with a hydraulic pressure supply control valve that expands the passage cross-sectional area that supplies lubricating oil to the groove,
The amount of lubricating oil at high speed can be mechanically adjusted to the increasing side, and the structure can be simplified.
【００５３】請求項４記載の内燃機関のクランク潤滑シ
ステムの製造方法は、請求項１から３のいずれか一つに
記載の発明において、クランクピンとジャーナル部にラ
ッピング仕上げ加工を施し、ジャーナル部のみにマイク
ロフィニッシュ仕上げ加工を施すため、クランクピンに
施されるマイクロフィニッシュ仕上げ加工の工数が減ら
して、生産性を高められる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a crank lubrication system for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, wherein the crank pin and the journal portion are subjected to lapping finishing, and only the journal portion is subjected to lapping. Since the micro-finishing process is applied, the number of man-hours for the micro-finishing process applied to the crank pin is reduced, and the productivity can be improved.
【図１】本発明の実施例を示すクランクシャフトの側面
図。FIG. 1 is a side view of a crankshaft showing an embodiment of the present invention.
【図２】同じく潤滑経路を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram similarly showing a lubrication path.
【図３】同じく油圧供給制御弁の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a hydraulic pressure supply control valve.
【図４】同じく油圧供給制御弁の動作状態を示す断面
図。FIG. 4 is a sectional view showing an operating state of the hydraulic pressure supply control valve.
【図５】同じくラッピング仕上げ加工とマイクロフィニ
ッシュ仕上げ加工により表面を示す拡大図。FIG. 5 is an enlarged view showing a surface similarly subjected to lapping finish processing and microfinishing finish processing.
【図６】同じくラッピング仕上げ加工とマイクロフィニ
ッシュ仕上げ加工により表面粗度を示す説明図。同じく
クランクシャフト等の断面図。FIG. 6 is an explanatory view showing the surface roughness by lapping finish processing and microfinishing finishing processing. Similarly, a sectional view of a crankshaft and the like.
【図７】同じく軸の表面粗度と摩擦損失の関係を示す特
性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the surface roughness of the shaft and friction loss.
【図８】同じく潤滑油の供給量の特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram of a lubricating oil supply amount.
【図９】クランクシャフトの温度測定図。FIG. 9 is a temperature measurement diagram of a crankshaft.
【図１０】クランクシャフトの温度特性図。FIG. 10 is a temperature characteristic diagram of a crankshaft.
１ コンロッド ２ 大端部 ３ 機関本体 ４ ピストンピン ５ クランクピン ９ 軸受メタル １０ クランクシャフト １１ クランク内部通路 １７ グルーブ ３３ 供給路 ３４ オイルポンプ ３５ 油圧供給制御弁 ３６ 第１オイル供給通路 ３９ 第２オイル供給通路 1 Connecting Rod 2 Large End 3 Engine Body 4 Piston Pin 5 Crank Pin 9 Bearing Metal 10 Crank Shaft 11 Crank Internal Passage 17 Groove 33 Supply Route 34 Oil Pump 35 Hydraulic Supply Control Valve 36 First Oil Supply Passage 39 Second Oil Supply Passage
Claims (4)
転運動に変換するクランクシャフトを備え、 クランクシャフトは機関本体に主軸受を介して回転可能
に支承されるジャーナル部と、コンロッドに回転可能に
支承されるクランクピンを有し、 オイルポンプから吐出する潤滑油を主軸受に供給する供
給路を形成し、 クランクシャフトの内部に主軸受に供給された潤滑油を
クランクピンに導くクランク内部通路を形成し、 クランクピンの表面粗度をジャーナル部の表面粗度より
大きくしたことを特徴とする内燃機関のクランク潤滑シ
ステム。1. A crankshaft for converting reciprocating motion of a piston into rotational movement via a connecting rod, the crankshaft being rotatably supported by an engine body via a main bearing, and being rotatable on the connecting rod. It has a supported crank pin, forms a supply passage for supplying the lubricating oil discharged from the oil pump to the main bearing, and a crank internal passage for guiding the lubricating oil supplied to the main bearing to the crank pin inside the crankshaft. A crank lubrication system for internal combustion engines, characterized in that the surface roughness of the crank pin is made larger than the surface roughness of the journal part.
滑油量を増やす潤滑油量調節手段を備えたことを特徴と
する請求項１に記載の内燃機関のクランク潤滑システ
ム。2. The crank lubrication system for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a lubricating oil amount adjusting means for increasing the amount of lubricating oil supplied to the supply passage when the engine is operating at high speed.
るオイルポンプの吐出圧に応動して前記グルーブに潤滑
油を供給する通路断面積を拡大する油圧供給制御弁であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関
のクランク潤滑システム。3. The lubricating oil amount adjusting means is a hydraulic pressure supply control valve for expanding a passage sectional area for supplying lubricating oil to the groove in response to a discharge pressure of an oil pump driven by an engine. The crank lubrication system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
仕上げ加工を施し、ジャーナル部のみにマイクロフィニ
ッシュ仕上げ加工を施すことを特徴とする請求項１から
３のいすれか一つに記載の内燃機関のクランク潤滑シス
テムの製造方法。4. The crank lubrication for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the crank pin and the journal portion are subjected to lapping finish processing, and only the journal portion is subjected to microfinishing finish processing. System manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26383994A JPH08121485A (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Crank lubricating system for internal combustion engine and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26383994A JPH08121485A (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Crank lubricating system for internal combustion engine and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08121485A true JPH08121485A (en) | 1996-05-14 |
Family
ID=17394947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26383994A Pending JPH08121485A (en) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Crank lubricating system for internal combustion engine and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08121485A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105257681A (en) * | 2015-10-12 | 2016-01-20 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | Early stage calculation and correction method for strength of crank pin oil hole of internal combustion engine |
| JP2017180568A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | マツダ株式会社 | Bearing device of internal combustion engine |
-
1994
- 1994-10-27 JP JP26383994A patent/JPH08121485A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105257681A (en) * | 2015-10-12 | 2016-01-20 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | Early stage calculation and correction method for strength of crank pin oil hole of internal combustion engine |
| JP2017180568A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | マツダ株式会社 | Bearing device of internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6802650B2 (en) | Sliding element, sliding structure including the sliding element, and method for producing microscopic surface structure in the sliding element | |
| JPH08277831A (en) | Crank lubricating device for internal combustion engine | |
| US11225998B2 (en) | Half bearing and sliding bearing | |
| US4488826A (en) | Offset wall bearing | |
| US20190249711A1 (en) | Main bearing for crankshaft of internal combustion engine | |
| JPH08210343A (en) | Connecting rod bearing structure of internal combustion engine | |
| JPH09151993A (en) | Bearing part lubrication structure of balancer shaft | |
| JPH08121485A (en) | Crank lubricating system for internal combustion engine and manufacture thereof | |
| JP2730276B2 (en) | Piston cooling structure for internal combustion engine | |
| JPH07217638A (en) | Crankshaft structure for internal combustion engine | |
| CN102482952B (en) | Sliding support structure for shaft member | |
| JP3198829B2 (en) | Lubricating oil supply system for internal combustion engine | |
| JPH07317899A (en) | Piston pin for internal combustion engine and machining method therefor | |
| KR102082853B1 (en) | Connecting rod bearing for crankshaft of internal combustion engine | |
| US11261904B2 (en) | Half bearing and sliding bearing | |
| JPH074424A (en) | Crankshaft lubricating device for engine | |
| JPH08151915A (en) | Lubricating system of internal combustion | |
| JPH08121457A (en) | Lubricating oil supply system for internal combustion engine | |
| JPS6034819Y2 (en) | Slide bearing support device | |
| JPH08121242A (en) | Piston for internal combustion engine | |
| JPH0148430B2 (en) | ||
| JPH08159142A (en) | Bearing metal for connecting rod of internal combustion engine and lubricating device of bearing metal for connecting rod | |
| JPH07145811A (en) | Crankshaft for internal combustion engine | |
| JPH08177843A (en) | Lubricating system for internal combustion engine | |
| JPH05231418A (en) | Lubricating oil passage construction for connecting rod |