JPS6047821A

JPS6047821A - タ−ボ過給機の排油機構

Info

Publication number: JPS6047821A
Application number: JP15443483A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Yamada; 浩一郎山田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-08-24
Filing date: 1983-08-24
Publication date: 1985-03-15
Also published as: JPH0123658B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は排油機構に係シ、特にターボ過給機に使用する
に好適な排油機構に関する。

〔発明の背景〕

実開昭５１−３７０７号公報に見られるようなターボ過
給機は、毎分１０万〜２０万回転以上の高速回転するタ
ービン、およびコンプレッサグレードから成っておムこ
の高速回転を可能にしているのは自転しながらシャフト
を保持するいわゆるフルフロートメタルによるものであ
る。しかし、フルフロートメタルが正常に作動するには
一般に６０ｔ〜１００を毎時の多量の潤滑油が必要とさ
れ、この油は一般に、エンジン自身の潤滑油の一部を給
油する場合が多い。一方、エンジンのオイルパン内にあ
る油の蛍は２ｔ〜６を程度の少量のため、ターボ過給機
に給油された油は、速やかにオイルパンへもどさないと
、短時間で、オイルパン内の油は無くなってしまう。

これ等の条件から、一般にターボ過給機を潤滑した油は
、エンジンオイルパン内へ、ドレーンパイプを通シ自然
落下する機構となっている。

一方、前記したタービンおよびコンプレッサグレードは
、それぞれ排気ガスと、エンジン吸気内に位置しておシ
、軸受室内の油が洩れない様に軸封機構が設けられてい
るが、軸の回転数が毎分２０万回転以上となると、焼付
きや、機械損失増加のため、接触式の軸封を用いること
ができず、非接触式のピストンリングや、ラビリンスに
よる軸封を用いらざるをえない。したがって、軸受室内
に油がたまム軸封位置（特にシャフト中心位置）以上に
油がたまシ始めると、非接触式の軸側機構を油が乗シこ
えて、各ブレードへ油が流出し、タービン側へ出た油は
、その高温によシ火災事故を生じｆｃ−１）、コンプレ
ッサ側へ出た油は、エンジン内に吸引されてエンジンを
劣下させたり、また、これ等油洩れによシ、エンジンオ
イルパン内の油量を著しく減少させる不具合を発生する
。

一般に毎時６０ｔの油を大気中に放出する場合、軸受室
内に油がたまらない様にするならば、ドレーンパイプの
内径はφ１０〜φ１４ｗｎ必要である。

しかし、ターボ過給機の排油は、前述したように、エン
・ンンのオイルパンに連通しており、このオイルパン内
は、ピストンの移動による体積変化や、燃焼室内のガス
のふき抜は等によって大気とは異なシ圧力が大きく変動
している。この変動圧力は、前記したドレーンパイプ内
伝わりターボ過給機の軸受室へと伝わろうとするが、こ
の圧力波が軸受室から流出してくる油を防′がし、実験
によれば気胞となってドレーンされる油を逆流させ、と
の結果、軸受室内に油がたまり、前記した油洩れ事故を
発生させる。

との気胞が、排油を妨たけなくするには、実験によると
、特に油の粘度の高い低温時（−ｉｏｃ〜−２０Ｃ）に
はドレーンパイプの内径をφ１８〜φ２０と大きくしな
ければならない。

さらに、ピストン移動による体積変化の多い２気筒、３
気筒では、さらにオイルパン内の圧力変動が大きく、ド
レーンパイプの内径は、φ２５以上必要な場合も出てく
る。しかし、最近のエンジンの小型化およびそれにとも
なうターボの小型化はこれほど太いドレーンパイプを取
付けるスペースは全くないのが実状である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ドレーンパイプの上下流の圧力差を無
くして、パイプ内の気胞による逆流を防止し、これによ
シ、ターボ過給機の油もれを防止するターボ過給機の排
油機構を提供するにある。

〔発明の概要〕

このような目的を達成するために、本発明はターボ過給
機のドレーンパイプ内の状態を調べ、油の逆流が、エン
ジンオイルパン内に発生した圧力変動による気胞である
ことを実験でつきとめ、この圧力変動が少なくともドレ
ーンパイプの上下流内で発生させないように圧力バラン
スを取るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明によるターボ過１９　ｈの排油機構の一
実施例を示す構成図である。同図において、ｌはターボ
過給機、２はエンジンである。ターボ過給機１はコンプ
レッサ３、軸受室４、タービン２５から成っておシ、軸
受室４内にはフルフロートメタル５がちシ、フルフロー
トメタル５はシャフト６を保持している。シャフト６の
両端には、コンブレラザブレード７およびタービンブレ
ード８が固定されておシ、さらに、シャフト６の軸受室
４の両端部にはそれぞれピストンリングにょる軸封９，
１０が設けられている。エンジン２は、燃焼室１１、ピ
ストン１２、オイルパン１３、クランクケース室１４か
ら成っている。また、オイルパン１３内の油をオイルポ
ンプ１５を介してターボ過給機１の軸受室４に設けられ
た給油口１６へ送油するようになっている。給油口１６
へ給油された油はフルフロートメタル５着；を１１　滑
した後、軸受室４の下端にある排油口１７に果められる
ようになっている。排油口１７と、エンジン２のクラン
クケース室１４は、ドレーンパイプ１８で連通されてい
る。さらに、軸受室４には、通気孔１９が開口しておシ
通気孔１９とクランクケース室１４は、通気パイプ２ｏ
で連通ずることによって、エンジン１のブローパイ圧力
を、軸受室４へ導く構造となっている。通気孔１９の軸
受室４の開口部は、フル７０−トメタル５から流出して
くる油が、飛散しないように、消防止板２１が設けられ
ていたり、仮シに、軸受室４内に油がたまってきても、
開口部１９に油がかからないようにシャフト６の中心よ
シも上方に開口するようになっている。

このような構成において、クランクケース室１４内の圧
力をＰｌ、軸受室４内の圧力をＰ２とする。第２図およ
び第３図に一例として２気筒エンジンの動作例で説明す
ると第２図では今、ピストンは２気筒共下降方向に動き
、第３図では、同様に上昇方向へ移動している。一般に
２気筒エンジンは、これを繰シ返す運動で成シ立ってい
る。

第２図のようにピストンが下降している時は、２気筒エ
ンジンに限らず、エンジン２の燃焼室内のどれかは燃焼
を行なっておシ、この高い圧力がピストン１２の外周部
からクランクケース室１４内へ洩れ出てきてクランクケ
ース室１４内の圧力Ｐ１を高めるがさらに２気筒エンジ
ンでは、第２図のように、全ピストン１２が下降するた
め、その容積変化でさらにＰｌを高くしてしまう。

一方、第３図のように、全ピストン１２が上昇を始める
と、この容積の変化が、クランクケース室１４内の圧力
Ｐ１を低下させることになる。この圧力変化の様子を実
験的にめ／こものが第６図■線である。同図から示され
るように、ピストンの上下動につれて、クランクケース
内の圧力は＋１００ｍｎＨｇから−９０ｍｎＨｇの曲を
変動している。

このような運転状態でのドレーンパイプ１８内の排油状
態を目視した場合第４図のようになる１、ここで、従来
にあっては矢印ａで示した圧力が空気の流れとなって上
方に移動する。すなわちクランクケース室１４から軸受
室４へ流出し、この空気流が気胞２２とな９矢印すで示
した排油の落下を防害し、終には、軸受室４内に排油が
逆流して油がたまシ、軸封９，１ｏまで油面が達するど
軸封を乗シ越えて油がコンプレッサおよびタービンブレ
ード７．８へ洩れ出てしまう。この時のクランクケース
室１４内の圧力Ｐ１と、軸受室４内の圧力Ｐ２の差圧力
を第６図の■線に示す。気胞２２の発生によってＰｌの
方がＰ２よ）高くなシ、油が逆流していることが実験的
にも判る。

しかし、実施例のようにすれば、クランクケース室１４
内に発生した圧力変動Ｐｌは第５図の矢印ａで示したよ
うに通気パイプ２０を介してドレーンパイプ１８の上流
である軸受室４へ導入されるため、気胞２２のｉｂＬは
無く、矢印すで示した排油はスムーズにドレーンパイプ
１８内を通過して軸受室４からクランクケース室１４へ
落下流出される。この時のＰｌとＰ２の差圧は、第６図
の＠緋で示したように、０となり圧力差の発生が無いこ
とからドレーンパイプ１８内の排油の流れがスムーズで
あることが判り、排油の逆流による軸受室４内の油のた
まりはなく、ｌｑｌ封９，１０からの油洩れは全く発生
しないことになる。

上述した実施例では、通気パイプ２０をエンジン２のオ
イルパン１３に連通させたものであるが、これに限定さ
れず、エンジンへラドカバーに連通させても同様の効果
が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によるターボ過給機の排油機構
によれば、ドレーンパイプの上下流の圧力差を常時無く
することができるため、ドレーンパイプ内の気胞発生が
無く、スムーズな排油が可能となシ、排油の逆流による
軸封部からの洩れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるターボ過給イ々の排油機（、′り
の一実施例を示す断面図、第２図および第３図は前記タ
ーボ過給機の排油機構の動作を説明する断面図、第４図
および第５図は本発明の詳細な説明する部分断面図、第
６図（ａ）ｆｒ、いしくＣ）は従来、および本発明の排
油機構の動作線図を示す。１・・・ターボ過給機、２・・・エンジン、３・・・コ
ンプレッサ、４・・・ｕｌｌ受室、５・・・フルフロー
トメタル、６・・・シャフト、７・・・コンブレノザブ
レード、８・・・タービブレード、９・・・軸封、１０
・・・軸封、１１・・・燃焼室、１２・・・ピストン、
１３・・・オイルパン、１４・・・クランクケース室、
１５・・・オイルポンプ、１６・・・給油口、１７・・
・排油孔、Ｊ８・・・ドレーンパイプ、１９・・・通気
孔、２０・・・通気パイプ、２１・・・消防止板、２２
・・・気胞、２５・・・夕〜ビン。代理人　弁理士　鵜沼辰之＄ＩＩ２］第２閉　栢３０

Claims

【特許請求の範囲】１、強制給油によって自転しながらシャフトを保持する
いわゆるフルフロートメタルを偏見、メタルを潤滑した
後の排油をドレンパイプ内を自然落下によシ落下せしめ
てエンジンのオイルパン内へ排油するターボ過給機の排
油機構において、前記フルフロートメタルが保持されて
いる軸受室内と、前記エンジン室内を通気パイプで連通
させたことを特徴とするターボ過給機の排油機構。２、前記通気パイプの軸受室開口部に、油防止板を設け
た特許請求の範囲第１項記載のターボ過給機の排油機構
。