JP2008032009A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパンに戻されるオイルをできるだけ迅速に、できるだけ少ない空気含有量で戻す空気−オイル分離装置の提供。
【解決手段】オイル除去装置８が、空気−オイル分離装置９と一体的に形成され、空気−オイル分離装置９のオイル流入口１３に通じており、空気−オイル分離装置９のオイル流出口が、内燃機関を備えた自動車のそれぞれの走行状態においてオイルパンのオイルレベルの上に存在するように配設されている、コンロッドを取り付けたクランクシャフトを回転可能に支承させたクランクケースと、回転するクランクシャフトからオイルを除去するためのオイル除去装置と、クランクケースの下に配設された、オイル除去装置によって除去されたオイルを収容するためのオイルパンと、回収したオイルから空気を分離するための空気−オイル分離装置とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、請求項１の上位概念に詳細に定義した様式の、クランクシャフトを回転可能に支承させたクランクケース有する内燃機関に関する。

この種の内燃機関は、特許文献１から公知である。この場合、オイルは、オイルパンに環流するオイルから空気を分離するために、シリンダヘッドの壁の下に延在する圧力通路とこの圧力通路に接続する長手方向通路を介してクランクケースの下に配設された空気−オイル分離要素に圧送される。このオイルからの空気の分離によって、オイルの品質が維持され、内燃機関の確実な機能が保証される。しかしながら、この場合、比較的長い通路を配置するための鋳造技術的な費用が高いこと、場所の必要量が大きいこと、オイルを圧送するため及びオイルから空気を分離するために必要なく動力が高いことが欠点である。

特許文献２には、オイルをコンロッド運動領域から掻取り、還流通路を介してオイルパンに戻す、リブとして形成されたオイルスクレーパが設けられている内燃機関用のオイルガイドハウジングが記載されている。但し、この構成は、オイルパンに戻されるオイルからの空気の分離が可能でない。
独国特許第４４ ２４ ２４８号明細書 独国特許出願公開第４０ ０１ ４６８号明細書

従って、本発明の課題は、オイルパンに戻されるオイルをできるだけ迅速に、できるだけ少ない空気含有量で戻し、このために必要な除去装置及び空気−オイル分離装置が、できるだけ少ない場所の必要量しか要求せず、コンパクトな構成を備える、内燃機関を提供することにある。

本発明によれば、この課題は、請求項１に挙げた特徴によって解決される。

本発明によりオイル除去装置と少なくとも１つの空気−オイル分離装置を一体的に形成することにより、非常にコンパクトなこれら両部分の構造が得られるので、これらは、大きな問題なく内燃機関に統合することができる。更に、空気−オイル分離装置のオイル除去装置からの距離が少ないことによって、空気−オイル分離装置内を支配する高い運動エネルギーによりオイルが除去され、空気とオイルの間の密度差に基づいて自動的なオイルの分離が行なわれるか、得られるので、ポンプを省略することができる。本発明による解決策の更なる利点は、クランクケースにいかなる付加的な通路等を統合する必要がなく、これにより付加的な鋳造技術的な費用が生じないことにある。

本発明によれば、空気−オイル分離装置の少なくとも１つのオイル流入口は、本発明による内燃機関を備えた自動車のそれぞれの走行状態においてオイルパンのオイルレベルの上に存在するので、常に、オイルが自由に抵抗なくオイルパンに戻されることが保証されている。好ましいことに、全てのオイル流入口は、オイルパン内に生じるオイルレベルの上に配設されている。

本発明の有利な発展形において、クランクシャフトに対して本質的に平行に空気−オイル分離装置の長手方向軸が延在し、この長手方向軸を中心として、導入されるオイルが回転する場合には、空気−オイル分離装置がその長手方向軸の方向に通常は、これに対して垂直な面内におけるよりも非常に大きいので、付加的な場所の問題が防止される。これは、空気−オイル分離装置が横に組み込まれるが、これにより、オイルが重力に基づくのではなく、高い遠心力に基づいて空気−オイル分離装置に達するので、空気−オイル分離装置の機能が侵害されないということである。

本発明の有利な発展形において、各オイル除去装置がコンロッドに付設されており、各オイル除去装置が、クランクシャフトの回転方向に相前後して配設された２つのオイル除去口を備える場合には、クランクケース内で回転するクランクシャフトから特に大量のオイルを除去することができる。

更に、各オイル除去口から、狭くなる通路が空気−オイル分離装置に通じていてもよい。このような狭くなる通路によって、オイルの流速が高められ、オイルは、このようにして更に迅速に空気−オイル分離装置に供給することができる。

本発明の更なる有利な形成及び発展形は、残りの従属請求項に記載されている。本発明の実施例を、図面に関連させた後続の説明で詳細に説明する。

図１は、クランクケース２と、クランクケース２に取り付けられたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３をそれ自身公知の方法で閉鎖するシリンダヘッドカバー４とを有する内燃機関１を示す。内燃機関１は、この場合、ボクサー構造で形成されているが、他の任意のそれぞれの構造で形成されていてもよい。クランクケース２は、この場合、２つのクランクケース半体２ａ及び２ｂを備え、その間に複数のコンロッド６を取り付けたクランクシャフト５が支承されており、それ自身公知の方法で回転運動を行なう。単純化のために、コンロッド６の１つだけが図示されているが、コンロッドの数は、内燃機関１の図示されてないシリンダの数と一致し、従ってほぼ任意に変更することができる。クランクケース２の下には、内燃機関１の潤滑をするために使用されるオイルを収容したオイルパン７が存在する。即ち、内燃機関１は、ウエットサンプ潤滑を備える。

図２による立体図に認められるように、内燃機関１は、更に複数のオイル除去装置８を備えるが、このオイル除去装置は、回転するクランクシャフト５もしくはクランクシャフトに取り付けたクランクシャフトと共に回転するコンロッド６からオイルを除去するために使用され、これにより、自由に周囲に飛ばされる、もしくはクラックシャフト５及びコンロッド６によってオイルロールの形で共に回転するオイルを防止する。この場合、コンロッド６によって相当の量のオイルが運ばれるので、各オイル除去装置８がコンロッド６に付設されている。即ち、１つのシリンダだけを有し、その結果、１つのコンロッド６だけを有する内燃機関１の場合には、１つのオイル除去装置８だけが設けられる。場合によっては、コンロッド６が１つだけの場合には、オイル除去装置８の取付けが省略されてもよい。

オイル除去装置８は、スワールポットとも呼ばれる複数の空気−オイル分離装置９と一体的に形成されており、この空気−オイル分離装置に、クランクシャフト５とコンロッド６から除去もしくは掻取りされたオイルが導入され、脱泡される。オイル除去装置８と空気−オイル分離装置９は、図３に詳細に図示されている。これから、オイル除去装置８に、好ましいことに板材から形成され、オイルパン７からクランクケース２へのオイルの還流を防止する付加的なカバー要素１０が付設されていることが分かる。加えて、カバー要素１０は、オイル除去装置８をクランクケース２に取り付けるために使用される。この場合、コンロッド６に付設されたオイル除去装置８間には、良好なオイルの除去を得るために、クランクシャフト５のクランクウェブに付設された別のオイル除去装置が設けられてもよい。

この場合、図４に認められるように、各オイル除去装置８は、クランクシャフト５の回転方向に相前後して配設され、線６ａで示した運動時のコンロッド６の包絡線に適合した２つのオイル除去口１１を備える。両オイル除去口１１から、狭くなるそれぞれ１つの通路１２が、この実施例で各オイル除去装置８に付設された空気−オイル分離装置９に通じ、それぞれのオイル流入口１３にてそれぞれの空気−オイル分離装置９に流入する。空気−オイル分離装置９は、この場合本質的にシリンダ状のハウジング１４を備え、その長手方向軸１５は、クランクシャフト５に対して本質的に平行に延在する。

図４には、更に、空気−オイル分離装置９が本質的に中心の、即ちその長手方向軸１５に配設された空気排出管１６を備え、この空気排出管を通ってオイルから分離された空気がハウジング１４から出られることが認められる。ハウジング１４の直径及び長さ並びに期待すべきオイルの容積流に依存して、空気排出管１６は、多少深く空気−オイル分離装置９のハウジング１４内に延在する。空気−オイル分離装置９のハウジング１４に流入するオイルは、遠心力に基づいてハウジング１４の内壁に沿って螺旋状の軌道上を空気排出管１６と向かい合う、図７に概略的に図示したオイル流出口１７の方向に移動する。オイルのオイル流出口１７の方向の移動は、このオイル流出口の方向に傾斜させて通路１２を形成することによって支援することができる。空気の密度が小さいことに基づいて、空気は、循環するオイル流から内側に向かって出て、この理由から空気排出管１６を通って流出することができる。これに対して、オイルは、オイル流出口１７における各空気−オイル分離装置９から出ることができる。この場合、オイル流出口１７は、図７に認められるように、内燃機関１を備えた自動車のそれぞれの走行状態において、図７に図示したオイルパン７のオイルレベル１８の上に存在するように配設されている。場合によっては、個々の空気−オイル分離装置９のオイル流出口１７から、更にもう１つの別の配管が共通のオイル流出口に案内されていてもよいが、その場合、この共通のオイル流出口は、内燃機関１を備えた自動車のそれぞれの走行状態においてオイルパン７のオイルレベル１８の上に存在すべきである。車両姿勢、即ち水平、登坂、降坂、又は横への傾斜に応じて、オイルパン７内では図７に図示したオイルレベル１８が生じる。

図７は、更に、少なくとも１つのスペーサ２０によってオイルパン７の底から間隔を置いた吸込み口１９を示す。吸込み口１９を介して、図示してないオイルポンプがオイルパン７からオイルを吸い込み、このオイルを内燃機関１内の潤滑箇所に導く。吸込み口１９は、自動車のそれぞれの走行状態においてもしくは各車両姿勢において、その際に生じるオイルレベル１８の下に存在すべきである。

図５及び６は、空気−オイル分離装置９の選択的な実施形を示す。この場合、複数のオイル除去装置８に共通の空気−オイル分離装置９が付設されているが、この空気−オイル分離装置は、同様にシリンダ状のハウジング１４を備え、その長手方向軸は、クランクシャフト５に対して本質的に平行に延在する。この場合、それぞれ３つのコンロッド６に付設された２つの空気−オイル分離装置９が設けられている。期待すべき高いオイル容積に基づいて、空気−オイル分離装置９の容積は、図３及び図４に図示した実施形のそれよりも大きく、図３及び図４に図示した実施形に対して図５及び図６の実施形は簡単な製造を可能にする。これに対して、図３及び図４の実施形は、空気−オイル分離装置９のそれぞれの容積に基づいて効果的である。

内燃機関の概略図を示す。 図１の本発明による内燃機関のクランクケースの立体図を示す。 空気−オイル分離装置を有する本発明によるオイル除去装置の第１の実施形を示す。 図３の切断線ＩＶ−ＩＶによる断面図を示す。 空気−オイル分離装置を有する本発明によるオイル除去装置の第２の実施形を示す。 図５の切断線ＶＩ−ＶＩによる断面図を示す。 図１の本発明による内燃機関のクランクケースの概略図を示す。

符号の説明

１ 内燃機関
２ クランクケース
２ａ クランクケース半体
２ｂ クランクケース半体
３ シリンダヘッド
４ シリンダヘッドカバー
５ クランクシャフト
６ コンロッド
６ａ 運動時のコンロッドの包絡線
７ オイルパン
８ オイル除去装置
９ 空気−オイル分離装置
１０ カバー要素
１１ オイル除去口
１２ 通路
１３ オイル流入口
１４ ハウジング
１５ ハウジングの長手方向軸
１６ 空気排出管
１７ オイル流出口
１８ オイルレベル
１９ 吸込み口
２０ スペーサ

Claims (10)

1. 少なくとも１つのコンロッドを取り付けたクランクシャフトを回転可能に支承させたクランクケースと、回転するクランクシャフトからオイルを除去するためのオイル除去装置と、クランクケースの下に配設された、オイル除去装置によって除去されたオイルを収容するためのオイルパンと、回収したオイルから空気を分離するための少なくとも１つの空気−オイル分離装置とを有する内燃機関において、
   オイル除去装置（８）が、少なくとも１つの空気−オイル分離装置（９）と一体的に形成され、空気−オイル分離装置（９）のオイル流入口（１３）に通じており、少なくとも１つの空気−オイル分離装置（９）の少なくとも１つのオイル流出口（１７）が、内燃機関（１）を備えた自動車のそれぞれの走行状態においてオイルパン（７）のオイルレベル（１８）の上に存在するように配設されていることを特徴とする内燃機関。
2. クランクシャフト（５）に対して本質的に平行に空気−オイル分離装置（９）の長手方向軸（１５）が延在し、この長手方向軸を中心として、導入されるオイルが回転することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 各オイル除去装置（８）がコンロッド（６）に付設されていること、各オイル除去装置（８）が、クランクシャフト（５）の回転方向に相前後して配設された２つのオイル除去口（１１）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
4. 各オイル除去口（１１）から、狭くなる通路（１２）が空気−オイル分離装置（９）に通じていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
5. 通路（１２）が、接線方向に空気−オイル分離装置（９）に合流することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。
6. 各オイル除去装置（８）に空気−オイル分離装置（９）が付設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関。
7. 複数のオイル除去装置（８）に共通の空気−オイル分離装置（９）が付設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関。
8. 少なくとも１つの空気−オイル分離装置（９）が本質的にシリンダ状のハウジング（１４）を備え、このハウジングのオイル流入口（１３）の反対側の一端に、中心空気排出管（１６）が配設され、その他端に、オイル流出口（１７）が横に配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の内燃機関。
9. クランクシャフト（５）のクランクウェブに、付加的なそれぞれのオイル除去装置が付設されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の内燃機関。
10. クランクシャフト（５）とオイルパン（７）間に、オイルパン（７）からクランクケース（２）へのオイルの還流を防止するためのカバー要素（１０）が配設されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の内燃機関。

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