(57)【要約】【課題】エンジン本体の構造変更を行わなくともオイル暖機が簡単かつ確実にできるエンジンの暖機システムを提供する。【解決手段】エンジン１１に接続された排気管１６に流れる排気ガスＧの熱Ｎを利用して潤滑油を昇温させるようにしたエンジンの暖機システムにおいて、エンジン１１との間で潤滑油を循環させる潤滑油循環経路３０と、エンジン１１とラジエータ１３との間で冷却媒体Ｗを循環させる冷却媒体循環経路４０と、排気管１６の一部１６ａに配設される受熱部２１と潤滑油循環経路３０の一部に配設される熱交換部２２とを有するヒートパイプ２０と、を備え、ヒートパイプ２０の熱交換部２２は、潤滑油循環経路３０と冷却媒体循環経路４０のサブ経路４２が重なる位置に配設される。【選択図】図１
2018071479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに接続された排気管に流れる排気ガス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の暖機システムにおいて、
前記エンジンとの間で前記潤滑油を循環させる潤滑油循環経路と、前記エンジンとラジエータとの間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環経路と、前記排気管の一部に配設される受熱部と前記潤滑油循環経路の一部に配設される熱交換部とを有するヒートパイプと、を備え、
前記ヒートパイプの熱交換部は、前記潤滑油循環経路と前記冷却媒体循環経路が重なる位置に配設されることを特徴とするエンジンの暖機システム。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの暖機システムであって、
前記熱交換部と前記潤滑油循環経路と前記冷却媒体循環経路が重なる部分の構造は、断面三層の円筒状に形成され、その中心層が前記熱交換部となり、中間層が前記潤滑油の潤滑油通路となり、最外層が前記冷却媒体の冷却媒体通路となっていることを特徴とするエンジンの暖機システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のエンジンの暖機システムであって、
前記冷却媒体循環経路は、前記エンジンと前記ラジエータとの間を循環するメイン経路と、前記メイン経路から分岐して該メイン経路と前記ヒートパイプの熱交換部との間を循環するサブ経路とからなり、
前記サブ経路には、前記冷却媒体を常に少量流通させることを特徴とするエンジンの暖機システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの暖機システムであって、
前記排気管の一部には、前記ヒートパイプの受熱部が接触するように配置され、
前記排気管の一部の排気ガスが流れる上流側には、前記潤滑油の温度が低温状態のときに該排気管の一部に排気ガスを供給すると共に、該潤滑油の温度が目標温度になったら該排気管の一部への排気ガスの供給を停止するように制御する開閉弁が設けられていることを特徴とするエンジンの暖機システム。
【請求項５】
請求項３記載のエンジンの暖機システムであって、
前記サブ経路に、該サブ経路に流通する少量の冷却媒体が所定温度より高くなったら前記ラジエータからの冷却媒体を該サブ経路に流すように制御するサーモスタッドを設けたことを特徴とするエンジンの暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス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の暖機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエンジンの暖機装置として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
このエンジンの暖機装置１は、図４に示すように、ピストン３を摺動させるクランクシャフト３ａを回転自在に軸支したエンジン本体２と、クランクシャフト３ａの長手方向に沿って形成されて潤滑油としてのエンジンオイル４が流通する主供給通路５ａと該主供給通路５ａから分岐して形成されてエンジンオイル４が流通する分岐通路５ｂとからなる潤滑油供給通路５と、エンジン本体２に接続されて排気ガスＧを排出する排気管６と、この排気管６の一部６ａにボルト連結された受熱部材７と、一端８ａが受熱部材７の延長部７ａの下端に連結され、他端側の直線状の放熱部８ｂが潤滑油供給通路５の主供給通路５ａ内に挿入された銅製のヒートパイプ８と、受熱部材７の切断部７ｂにソレノイド９ａ及び可動軸９ｂを介して接触・分離させる伝熱部材９ｃを有し、排気ガスＧの熱をヒートパイプ８に伝達する状態と伝達しない状態とに切り換える断続機構９と、を備えている。
【０００４】
そして、エンジンの始動によりピストン３が摺動してエンジン本体２のシリンダ２ａ内の排気ガスＧが排気管６に排気される際に、排気管６が排気ガスＧの熱によって加熱されると共に、排気管６の一部６ａに連結された受熱部材７が加熱される。この排気ガスＧによって加熱された受熱部材７の熱がヒートパイプ８及びその放熱部８ｂを介して潤滑油供給通路５の主供給通路５ａ内のエンジンオイル４へ伝導され、主供給通路５ａ内のエンジンオイル４が速やかに昇温されることでエンジンが暖機される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３６４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のエンジンの暖機装置１では、ヒートパイプ８をエンジン本体２内に設けられた潤滑油供給通路５の主供給通路５ａ内に挿入しているので、エンジン本体２側の変更が大きくなり、また、エンジン本体２を分解しないとメンテナンスも困難であった。さらに、排気管６の近傍に排気ガスＧの熱をヒートパイプ８に伝達する状態と伝達しない状態とに切り換える断続機構９を設けているため、断続機構９のソレノイド９ａ等が排気ガスＧの熱を受けて壊れて、暖機装置１の機能が損なわれる虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、エンジン本体の構造変更を伴わずにオイル暖機が簡単かつ確実にできるエンジンの暖機システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、エンジンに接続された排気管に流れる排気ガス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の暖機システムにおいて、前記エンジンとの間で前記潤滑油を循環させる潤滑油循環経路と、前記エンジンとラジエータとの間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環経路と、前記排気管の一部に配設される受熱部と前記潤滑油循環経路の一部に配設される熱交換部とを有するヒートパイプと、を備え、前記ヒートパイプの熱交換部は、前記潤滑油循環経路と前記冷却媒体循環経路が重なる位置に配設されることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明によれば、ヒートパイプの熱交換部を、潤滑油循環経路と冷却媒体循環経路が重なる位置に配設したことで、エンジン本体の構造変更を行わなくともオイル暖機が簡単かつ確実にでき、また、暖機システムのメンテナンスも簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態のエンジンの暖機システムの概略構成図である。
【図２】上記エンジンの暖機システムの熱交換部の概略構成図である。
【図３】図２中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図４】従来のエンジンの暖機装置の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態のエンジンの暖機システムの概略構成図、図２は同エンジンの暖機システムの熱交換部の概略構成図、図３は図２中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。
【００１３】
図１に示すように、エンジンの暖機システム１０は、車両の内燃機関を構成するエンジン１１と、このエンジン１１内のウォータジャケット（水路）１１ａに還流する冷却水（冷却媒体）Ｗを冷却するラジエータ１３と、冷却水Ｗを圧送するウォーターポンプ１４を備え、エンジン１１から排出された排気ガスＧの熱Ｎを排気管１６を介してループ型のヒートパイプ２０で輸送してエンジンオイル（潤滑油）Ｏを加温させて昇温するものである。
【００１４】
また、エンジン１１から排出された排気ガスＧは、エキゾーストマニホールド１５を介して排気管１６からマフラー１７へ排出される。排気管１６にはマフラー１７を経由しないバイパス部（排気管の一部）１６ａが分岐されている。このバイパス部１６ａの排気ガスＧが流れる上流側には、エンジンオイルＯの温度が低温状態のときにバイパス部１６ａに排気ガスＧを供給すると共に、エンジンオイルＯの温度が目標温度（例えば１００℃）になったらバイパス部１６ａへの排気ガスＧの供給を停止する開閉弁１８が設けられている。尚、エンジン１１には、エンジンオイルＯの吸入口１９ａと吐出口１９ｂが設けられている。
【００１５】
ループ型のヒートパイプ２０は、銅製或いはステンレス製の円筒状に形成されていて、排気管１６のバイパス部１６ａに配設される受熱部２１と、後述する潤滑油循環経路３０の一部に配設される熱交換部２２とを有している。即ち、ループ型のヒートパイプ２０の受熱部２１は、排気管１６のバイパス部１６ａの中央部分に接触するように配置されている。そして、ヒートパイプ２０の受熱部２１により排気ガスＧの熱Ｎがヒートパイプ２０の熱交換部２２側へ伝導されるようになっている。
【００１６】
また、図１に示すように、エンジンの暖機システム１０は、ヒートパイプ２０の他に、エンジン１１とループ型のヒートパイプ２０の熱交換部２２との間でエンジンオイルＯを循環させる潤滑油循環経路３０と、エンジン１１とラジエータ１３及びヒートパイプ２０の熱交換部２２との間で冷却水Ｗを循環させる冷却媒体循環経路４０と、を備えている。
【００１７】
図１〜図３に示すように、ヒートパイプ２０の熱交換部２２は、潤滑油循環経路３０と冷却媒体循環経路４０の後述するサブ経路４２が重なる位置に配設されている。即ち、図２、図３に示すように、熱交換部２２と潤滑油循環経路３０とサブ経路４２が重なる部分の構造は、断面三層の円筒状に形成され、その中心層Ａが熱交換部２２となり、中間層ＢがエンジンオイルＯの潤滑油通路３１となり、最外層Ｃが冷却水Ｗの冷却媒体通路４３となっている。
【００１８】
冷却媒体循環経路４０は、エンジン１１とラジエータ１３との間を循環するメイン経路４１と、メイン経路４１から分岐して該メイン経路４１とヒートパイプ２０の熱交換部２２との間を循環するサブ経路４２とから構成されている。即ち、ループ型のヒートパイプ２０の排気ガスＧの熱Ｎの熱輸送停止後も、銅製或いはステンレス製のヒートパイプ２０の材料の熱伝導でエンジンオイルＯの温度が上昇する可能性があるので、エンジン冷却用の冷却水Ｗが流れるサブ経路４２を設けてある。
【００１９】
冷却媒体循環経路４０のメイン経路４１の配管とそのバイパス配管４１ａの分岐の接続部分には、第１のサーモスタッド４４が設けられている。この第１のサーモスタッド４４により、冷却水Ｗの温度上昇時にラジエータ１３への冷却水Ｗの流量を制御して水温が調整されるようになっている。
【００２０】
さらに、冷却媒体循環経路４０のサブ経路４２には、冷却水Ｗの水温を感知できるように、冷却水Ｗを常に少量流通させている。このサブ経路４２には、サブ経路４２に流通する少量の冷却水Ｗが所定温度より高くなったらラジエータ１３の冷却水Ｗをサブ経路４２に所定量流すように制御する第２のサーモスタッド４５が設けられている。
【００２１】
以上実施形態のエンジンの暖機システム１０によれば、排気管１６のバイパス部１６ａに接触して排気ガスＧの熱Ｎを受熱する受熱部２１及び受熱部２１の熱Ｎをエンジン１１側に輸送して放熱する熱交換部２２を有したループ型のヒートパイプ２０と、エンジン１１とヒートパイプ２０の熱交換部２２との間で潤滑油としてのエンジンオイルＯを循環させる潤滑油循環経路３０と、エンジン１１とラジエータ１３との間で冷却水Ｗを循環させるメイン経路４１及びヒートパイプ２０の熱交換部２２とラジエータ１３との間で冷却水Ｗを循環させるサブ経路４２とを有した冷却媒体循環経路４０とを備え、ヒートパイプ２０の熱交換部２２を、潤滑油循環経路３０と冷却媒体循環経路４０のサブ経路４２が重なる位置に配設したことにより、エンジン１１の本体の構造変更を行わなくともエンジンオイルＯを簡単かつ確実に加温して昇温（オイル暖機）することができる。このように、排気ガスＧの熱Ｎをループ型のヒートパイプ２０で輸送し、エンジンオイルＯを加温できるので、エンジンフリクションを低減することができて燃費の向上を図ることができる。また、エンジン１１側は、エンジンオイルＯの吸入口１９ａと吐出口１９ｂを設けるだけで、最小限の変更で対応することができ、暖機システム１０のメンテナンスも簡単に行うことができる。
【００２２】
また、図２、図３に示すように、ループ型のヒートパイプ２０の熱交換部２２と潤滑油循環経路３０と冷却媒体循環経路４０のサブ経路４２が重なる部分の構造は、断面三層の円筒状に形成され、その中心層Ａが熱交換部２２となり、中間層ＢがエンジンオイルＯの潤滑油通路３１となり、最外層Ｃが冷却水Ｗの冷却媒体通路４３となっているので、ループ型のヒートパイプ２０の排気ガスＧの熱Ｎの輸送停止（ドライアウト）後に、銅製或いはステンレス製のヒートパイプ２０の材料（銅或いはステンレス）の熱伝導によるエンジンオイルＯの温度上昇を簡単かつ確実に防ぐことができる。
【００２３】
さらに、冷却媒体循環経路４０は、エンジン１１とラジエータ１３との間を循環するメイン経路４１と、メイン経路４１から分岐して該メイン経路４１とヒートパイプ２０の熱交換部２２との間を循環するサブ経路４２とからなり、このサブ経路４２には、冷却水Ｗを常に少量流通させることにより、サブ経路４２側に流れる冷却水Ｗの水温を感知することができ、また、エンジンオイルＯの加温時に、サブ経路４２においては、冷却水Ｗを水温感知に必要な最少量の冷却水Ｗしか流通させないので、サブ経路４２からメイン経路４１側への冷却水Ｗの熱移動を最小限にすることができる。
【００２４】
さらに、サブ経路４２に、サブ経路４２に流通する少量の冷却媒体Ｗが所定温度より高くなったらラジエータ１３からの冷却水Ｗをサブ経路４２に流すように制御する第２のサーモスタッド４５を設けたことにより、サブ経路４２に流通する少量の冷却水Ｗが所定温度より高くなったら第２のサーモスタッド４５を作動させてラジエータ１３の冷却水Ｗをサブ経路４２に所定量流して、潤滑油循環経路３０に循環するエンジンオイルＯを冷やすことができる。
【００２５】
さらに、排気管１６の一部としてのバイパス部１６ａに、ループ型のヒートパイプ２０の受熱部２１が接触するように配置され、バイパス部１６ａの排気ガスＧが流れる上流側に、エンジンオイルＯの温度が低温状態のときにバイパス部１６ａに排気ガスＧを供給すると共に、エンジンオイルＯの温度が目標温度になったらバイパス部１６ａへの排気ガスＧの供給を停止するように制御する開閉弁１８が設け、ループ型のヒートパイプ２０の媒体作動温度をエンジンオイルＯの加温目標温度以下に設定する（媒体がドライアウトして熱輸送が停止する）ため、加熱によるエンジンオイルＯの劣化を防止することができる。
【００２６】
尚、前記実施形態によれば、潤滑油としてのエンジンオイルを排気ガスの熱を利用して昇温する場合について説明したが、トランスミッションの複数のギヤを動かす際に使用するミッションオイルを昇温させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１０  エンジンの暖機システム
１１  エンジン
１３  ラジエータ
１６  排気管
１６ａ  バイパス部（排気管の一部）
１８  開閉弁
２０  ヒートパイプ
２１  受熱部
２２  熱交換部（中心層Ａ）
３０  潤滑油循環経路
３１  潤滑油通路（中間層Ｂ）
４０  冷却媒体循環経路
４１  メイン経路
４２  サブ経路
４３  冷却媒体通路（最外層Ｃ）
４５  サーモスタッド
Ｇ  排気ガス
Ｎ  排気ガスの熱
Ｏ  エンジンオイル（潤滑油）
Ｗ  冷却水（冷却媒体）
【図１】
2018071479.tif 000003
【図２】
2018071479.tif 000004
【図３】
2018071479.tif 000005
【図４】
2018071479.tif 000006