(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関始動時に潤滑用オイルを加熱する簡単な配管構造を備えた暖気促進装置を提供しようとするものである。【解決手段】内燃機関の潤滑油を排気管まで導き、排気管内部あるいは排気管の外周に設けられたオイル加熱部を経由して内燃機関に潤滑油を戻す油路と、オイル加熱部へ向かう上記油路を油温に応じて開閉する制御弁とを備え、あるいは更に、オイル加熱部のオイル出口に連なるオイル戻り油路が、オイル加熱部側の端部よりオイル戻り方向に沿って低くなるよう傾斜させて設けてあることを特徴とする暖気促進装置である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の潤滑油を排気管まで導き、排気管内部あるいは排気管の外周に設けられたオイル加熱部を経由して内燃機関に潤滑油を戻す油路と、オイル加熱部へ向かう上記油路を油温に応じて開閉する制御弁とを備えたことを特徴とする暖気促進装置。
【請求項２】
オイル加熱部のオイル出口に連なるオイル戻り油路は、オイル加熱部側の端部よりオイル戻り方向に沿って低くなるよう傾斜させて設けてあることを特徴とする請求項１に記載の暖気促進装置。
【請求項３】
上記内燃機関のうち、ウエットサンプ方式内燃機関においては、クランクケースにオイルパンを備え、オイル戻り油路のオイル戻し開口がストレーナの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の暖気促進装置。
【請求項４】
上記内燃機関のうち、ドライサンプ方式内燃機関においては、内燃機関とは別体のオイルタンクを備え、上記オイル加熱部は、オイルタンクから内燃機関へ向かう油路の途中から分岐して設けられることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の暖気促進装置。
【請求項５】
排気管にフランジ付き取付座を設け、このフランジに、オイル加熱部へのオイル入口とオイル加熱部からのオイル出口とを備えた部材を接続することを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の暖気促進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は暖気促進装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、始動直後から内燃機関が温まるまでに暖気運転が必要である。この間は燃焼、出力等の性能が低下するため、短時間で暖気を完了することが望まれる。このため、暖気運転時にオイルを温めることによって、摩擦抵抗を減少させ、暖気特性を向上させて、暖気運転を早めることが考えられる。
【０００３】
特許文献１には、高温の排気ガスの一部をオイルヒータへ導いて潤滑用オイルを加熱する技術が開示されている。上記従来の技術においては、オイルヒータとして別体の熱交換器を設ける必要があるため部品点数が増加し、また、排気マニホールドとオイルヒータとの間にそれぞれ配管が必要となるため構造が複雑化していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０７３８７号公報（図１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、内燃機関始動時に潤滑用オイルを加熱するための、簡単な配管構造を備えた暖気促進装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、内燃機関の潤滑油を排気管まで導き、排気管内部あるいは排気管の外周に設けられたオイル加熱部を経由して内燃機関に潤滑油を戻す油路と、オイル加熱部へ向かう上記油路を油温に応じて開閉する制御弁とを備えたことを特徴とする暖気促進装置に関するものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の暖気促進装置において、オイル加熱部のオイル出口に連なるオイル戻り油路は、オイル加熱部側の端部よりオイル戻り方向に沿って低くなるよう傾斜させて設けてあることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の暖気促進装置において、ウエットサンプ方式内燃機関においては、クランクケースにオイルパンを備え、オイル戻り油路のオイル戻し開口がストレーナの近傍に配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の暖気促進装置において、ドライサンプ方式内燃機関においては、内燃機関とは別体のオイルタンクを備え、上記オイル加熱部は、オイルタンクから内燃機関へ向かう油路の途中から分岐して設けられることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４に記載の暖気促進装置において、排気管にフランジ付き取付座を設け、このフランジに、オイル加熱部へのオイル入口とオイル加熱部からのオイル出口とを備えた部材を接続することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によって、暖気運転時に潤滑油の温度を素早く適正温度に到達させて内燃機関の潤滑性能を向上させると共に、暖気運転終了後は、制御弁によって潤滑油の加熱を停止し、過熱による潤滑油の劣化を防止することが出来る。
【００１２】
請求項２の発明によって、戻り油路は戻り方向に沿って低くなるよう傾斜させて設けてあるので、制御弁の切換によって、オイルがオイル加熱部を通らなくなった後でも、戻り油路内にオイルが残らないので、オイルの過加熱が防止される。
【００１３】
請求項３の発明によって、戻り油路のオイル戻り口がストレーナの近傍に配置されているので、加温されたオイルが効果的にオイルポンプに吸入され、内燃機関の暖気が促進される。
【００１４】
ドライサンプ方式内燃機関においては、スカベンジングポンプからオイルタンクへ向かうクランクケース外部配管油路の中のオイルや、内燃機関とは別体のオイルタンクの中のオイルは、外気によって冷却されやすい。請求項４の発明によって、上記のようなオイルが冷却されやすい構造の内燃機関であっても、加熱された温かいオイルを内燃機関に供給することが出来る。
【００１５】
請求項５の発明によって、フランジ付き取付座にオイルの入口と出口とを備えた部材を取り付けるので、取付けが簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関１の縦断面を右方から見た図に、オイル回路を示した図である。矢印Ｆは前方を指している。この内燃機関１は動力発生部２と変速機部３とが一体化されている。内燃機関１の外殻は、クランクケース４、シリンダブロック５、シリンダヘッド６、シリンダヘッドカバー７、及びオイルパン８からなっている。クランクケース４に支持された軸受に、クランク軸10、変速機のメイン軸11、およびカウンタ軸12が回転可能に支持されている。
【００１７】
シリンダブロック５のシリンダ穴の中には、ピストン13が摺動可能に収容され、コンロッド14を介して、クランク軸10と接続されている。
【００１８】
ピストン13の上面に向き合うシリンダヘッド６の下部に燃焼室が設けてあり、上記燃焼室に連なる吸気ポート15と排気ポート16がシリンダヘッド６に設けてある。吸気ポート15と排気ポート16の内端側開口には、それぞれの開口を開閉する吸気弁17と排気弁18が設けてある。シリンダヘッド６の中には吸気カム軸19、排気カム軸20を始めとする動弁機構が設けられている。上記排気ポート16の外部開口は排気管21に接続されている。排気管21は内燃機関１の前部を下方へ湾曲し、さらに後方へ伸びて、図示していない消音器に接続されている。
【００１９】
クランクケース４の下部に、オイルパン８が接続されている。オイルパン８にストレーナ23を備えたオイル吸入管24が設けられ、その上部にオイルポンプ25が接続されている。オイルポンプ25はオイルポンプ軸26に接続されている。オイルポンプ25の上部にオイル吐出口27が設けてある。オイルポンプ25はオイルパン８内のオイル28をオイル吸入管24から吸い上げてオイル吐出管27から吐出する。
【００２０】
上記内燃機関１にはオイル回路が設けられている。図１において、オイル吐出口27から変速機のメイン軸11に向かう油路Ａ１が上方へ伸びている。メイン軸に達した油路Ａ１の端に、カウンタ軸12へ向かう油路Ａ２が接続している。上記油路Ａ１の途中から油路Ａ３が分岐してクランク軸10に達している。油路Ａ３の途中の分岐部Ｘから上方へ向かう油路Ａ４と下方へ向かう油路Ｂ１が分岐している。Ａを付した油路は潤滑用油路、Ｂを付した油路は潤滑油加熱用油路である。上方へ向かう油路は、シリンダヘッド６内で、吸気カム軸19へ向かう油路Ａ５と、排気カム軸20へ向かう油路Ａ６に分岐し、それぞれのカム軸の周辺を潤滑する。
【００２１】
油路Ａ３の途中の分岐部Ｘから下方へ分岐した油路は、分岐部Ｘから、内燃機関の前部の排気管21内に設けられたオイル加熱部30に至る往き油路Ｂ１と、排気管内油路Ｂ２と、オイル加熱部30からクランクケース内に至る戻り油路Ｂ３とから構成されている。往き油路Ｂ１はクランクケース４を貫通して外部へ突出し、オイル加熱部30のオイル入口に接続されている。戻り油路Ｂ３は一端が加熱部30のオイル出口に接続され、クランクケース４を貫通してクランクケース４の内部へ向けて設けられ、クランクケース４内の端部32に設けられたオイル戻し開口33がストレーナ23の近傍のオイルパン８の上方に位置するように固定されている。オイル加熱部30は簡単な構造の一種の熱交換器であり、排気管内油路Ｂ２の外周を流れる高温排気ガスによって油路Ｂ２内のオイルが加熱される。戻り油路Ｂ３内での加熱されたオイルの滞留を防止し、オイルの戻りを促進するために、戻り油路Ｂ３は、オイル加熱部30側の端部31よりクランクケース内の端部32の方が低くなるよう傾斜させて固定してある。
【００２２】
往き油路Ｂ１の中間部から分岐し、戻り油路Ｂ３の中間部につながるバイパス油路Ｂ４が設けられ、往き油路Ｂ１からのバイパス油路Ｂ４の分岐部に制御弁34が設けてある。この制御弁34は、図示していない油温センサの信号によって、オイル加熱部30へ向かう油路を閉じ、バイパス油路Ｂ４を開いて、オイルを、オイル加熱部30を通さず、バイパス油路Ｂ４経由で戻り油路Ｂ３へ送り、クランクケース４内へオイルを戻すための油路切換制御を行う。
【００２３】
図２はオイル加熱部30の拡大断面図である。図において21は排気管であり、矢印Ｅに沿って排気管21内を高温の排気ガスが流れる。排気管21の側面の一部に開口40が設けられ、フランジ付き取付座41が上記開口40の周囲に溶接されている。別途、曲がり管42が溶接された蓋43が用意されている。この蓋43は上記取付座41のフランジ41ａに適合するものであり、ボルト44によって上記取付座41のフランジ41ａに取付けられる。曲がり管42の両端は何れも排気管21の外方へ突出しており、その一方の端は、前記往き油路Ｂ１に接続されるオイルの入口42Ａである。曲がり管42の他方の端は、前記戻り油路Ｂ３に接続される昇温オイルの出口42Ｂである。曲がり管42の中間部は排気管内油路Ｂ２となっており、高温の排気流に曝されており、曲がり管42の中を小矢印に沿って流れるオイルが曲がり管42の外周に沿って流れる高温の排気ガスによって加熱される。
【００２４】
次に、上記各図を参照しながら、この実施の形態の作用について説明する。内燃機関１が始動されると、オイルパン８内のオイル28はオイルポンプ25によって内燃機関１の各部に供給される。同時にオイル回路の分岐部Ｘから潤滑オイルの一部が往き油路Ｂ１を経由して排気管21に設けられたオイル加熱部30へ供給され、そこで加熱されたオイルは、戻り油路Ｂ３を経由してクランクケース内のストレーナ23の近傍へ戻される。ストレーナ23の近傍へ戻されたオイルはストレーナ23を経てオイルポンプ25に吸入され、再び内燃機関１各部へ供給される。オイル加熱部30で加熱された後、循環して内燃機関各部へ供給されるオイルは昇温しており粘性も低下しているので、潤滑部の摩擦抵抗が減少し、暖気運転が促進される。
【００２５】
オイル回路には、図示していない油温センサが設けられ、油温を監視している。油温センサの検知によって、油温が低いと判定された時は、制御弁34は、オイル加熱部30へ向かう油路を開き、バイパス油路Ｂ４へ向かう側を閉じて、オイルを、オイル加熱部30を通すよう制御する。油温センサの検知によって、油温が十分高くなり、暖気運転を終了しても良いと判定された時、その信号によって制御弁34が駆動され、オイル加熱部30に向かう油路が閉じられ、バイパス油路Ｂ４が開く。これによって分岐部Ｘから往き油路Ｂ１に流入したオイルは加熱されること無く、バイパス油路Ｂ４と戻り油路Ｂ３を経由してオイルパンに戻り、通常運転に適した油温で、オイルポンプ25によって内燃機関の各部へ供給される。
【００２６】
図３は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関50の内部断面図に、オイル回路を示した図である。この内燃機関50は、動力発生部51と、変速機部52と、潤滑油供給部53とからなり内燃機関50の外部に燃料タンク54が備えてある。動力発生部51の上部にカム軸55が設けられ、吸気弁56、排気弁57を、その頂部を押して駆動する。ピストン58はコンロッド59を介してクランク軸60のクランクピン61に回動可能に接続されている。
【００２７】
クランク軸60の回転力は、歯車62、63、および多板クラッチ64を介して変速機のメイン軸65に伝達され、更に変速機のメイン軸65とカウンタ軸66に設けられ互いに噛み合っている歯車群67、68、によって変速され、カウンタ軸66の出力歯車69から出力される。
【００２８】
クランク軸60の延長上に設けられたオイルポンプ軸70には、スカベンジングポンプ71とフィードポンプ72が設けてある。スカベンジングポンプ71は図示されていないオイルパンから、内燃機関下部に滴下し貯留されたオイルをオイルストレーナ73に連なるオイル吸入管Ｃ１から吸い上げて、油路Ｃ２経由で燃料タンク54へ汲み上げる。燃料タンク54内のオイルは、前記オイルポンプ軸70に設けられたフィードポンプ72によって吸い出され、オイルフィルタ74を経て内燃機関内の各摺動部へ送られる。
【００２９】
オイルフィルタ74の出口75から出たオイルは、油路Ｄ２とＤ３に分かれて進む。油路Ｄ２に進んだオイルはオイルポンプ軸70の中を通り、クランク軸60の中心孔60ａに入り、クランクピン61を経てコンロッド大端に給油される。
【００３０】
オイルフィルタ74の出口75から出て油路Ｄ３に進んだオイルは、油路Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６に分かれる。油路Ｄ４に進んだオイルは、変速機軸65、66の中心孔を経て歯車群の各歯車に注油され、あるいは変速機軸65、66を支持するボールベアリングに給油される。油路Ｄ５に進んだオイルは、クランク軸60を支持するベアリングに給油され、他の一部はピストン58の裏面に向けて噴射される。油路Ｄ６に進んだオイルは、カム軸55の中心孔に入り、動弁機構の各部を潤滑する。
【００３１】
燃料タンク54から出てフィードポンプ72に至る油路Ｄ１の途中に、油路Ｄ１から分岐し排気管76に至り、再び上記油路Ｄ１に戻る油路が設けてある。この油路は、分岐部から、内燃機関の前部の排気管76内に設けられたオイル加熱部77に至る往き油路Ｅ１と、排気管内油路Ｅ２と、オイル加熱部77から油路Ｄ１の上記分岐部の下流側へ戻る戻り油路Ｅ３とから構成されている。往き油路Ｅ１はクランクケースを貫通して外部へ突出し、オイル加熱部77の排気管内油路Ｅ２のオイル入口に接続されている。戻り油路Ｅ３は一端が加熱部77の排気管内油路Ｅ２のオイル出口に接続され、油路Ｄ１の上記分岐部の下流側へ接続されている。オイル加熱部77は簡単な構造の一種の熱交換器であり、排気管内油路Ｅ２の外周を流れる高温排気ガスによって油路Ｅ２内のオイルが加熱される。
【００３２】
油路Ｄ１と往き油路Ｅ１の分岐部に制御弁78が設けてある。この制御弁78は図示していない油温センサの検知によって、油温が低いと判定された時は、オイル加熱部77へ向かう油路Ｅ1を開き、油路Ｄ1のフィードポンプ72へ向かう側を閉じて、オイルを、オイル加熱部77を通すよう制御する。オイル加熱部77の油路Ｅ２は排気管77内を流れる排気ガスに曝されているので内部のオイルは加熱され昇温する。油温センサの検知によって、油温が十分高くなり、暖気運転を終了しても良いと判定された時は、オイル加熱部77へ向かう油路Ｅ1を閉じ、油路Ｄ1のフィードポンプ72へ向かう側を開いて、オイルを、オイル加熱部77を通さず、油路Ｄ１経由のみで、フィードポンプ72へ送るよう制御する。これによって、オイルは加熱されること無く、通常運転に適した油温で、内燃機関の各部へ供給される。
【００３３】
戻り油路Ｅ３は、オイル戻り方向に沿って低くなるよう傾斜させて設けてある。これは、制御弁78がオイル加熱部77へ向かう油路Ｅ１を閉じた時、加熱されたオイルの、油路Ｅ２、Ｅ３内での過熱・滞留を防止し、オイルの戻りを促進するための構造である。
【００３４】
ドライサンプ方式内燃機関においては、燃料タンクへ向かう油路Ｃ２の大部分、および燃料タンク54は、クランクケース79の外部に設けられるので、内部のオイルは外気によって冷却されることが多い。このような場合でも、本実施形態のオイル加熱部77の作用によってオイルが加熱され、暖気運転を促進することが出来る。
【００３５】
以上詳述したように、本実施形態においては、簡単な構造のオイル加熱部によって暖気運転時にオイルを加熱して昇温させるので、暖気運転を早めることが出来る。また油温が適正温度に達すると、オイル加熱を中止して通常の運転に移ることができる。これによって、暖気運転時の内燃機関の潤滑性能を向上させると共に、暖気運転終了後は潤滑油の加熱を停止して、過熱による潤滑油の劣化を防止することができる。
【００３６】
なお上記各実施形態においては、オイル加熱部として、油路の一部が排気管の内部に設けられ、排気流に曝されている構造を示したが、オイル加熱用油路を、排気管の外面に接して配置して、排気管壁を伝導する熱によってオイルを加熱するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関１の縦断面を右方から見た図に、オイル回路を示した図である。
【図２】オイル加熱部30の拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る内燃機関50の断面図に、オイル回路を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…内燃機関（ウエットサンプ方式）、４…クランクケース、21…排気管、23…ストレーナ、30…オイル加熱部、31…油路Ｂ３のオイル加熱部側の端部、32…油路Ｂ３のクランクケース内の端部、33…オイル戻し開口、34…制御弁、41…フランジ付き取付座、42Ａ…オイル入口、42Ｂ…オイル出口、43…蓋、50…内燃機関（ドライサンプ方式）、54…燃料タンク、、55…カム軸60…クランク軸、65…メイン軸、66…カウンタ軸、70…オイルポンプ軸、71…スカベンジングポンプ、72…フィードポンプ、76…排気管、77…オイル加熱部、76…制御弁、Ｘ…分岐部、Ｂ１…オイル加熱部への往き油路、Ｂ２…排気管内油路、Ｂ３…オイル加熱部からの戻り油路、Ｂ４…バイパス油路、Ｄ１…燃料タンク54から出てフィードポンプ72に至る油路、Ｅ１…油路Ｄ１から分岐しオイル加熱部77に至る往き油路、Ｅ２…排気管内油路、Ｅ３…オイル加熱部77から油路Ｄ１の上記分岐部の下流側へ戻る戻り油路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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