JP2026026558A - 潤滑油供給装置、ディーゼルエンジン、およびディーゼルエンジンの起動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディーゼルエンジンの起動直後であっても、高圧燃料ポンプの摺動部を潤滑させ、高圧燃料ポンプの損傷を抑制することができる。
【解決手段】ディーゼルエンジンの高圧燃料ポンプの摺動部に対して潤滑油を供給するための潤滑油供給装置は、潤滑油が貯留されている潤滑油貯留部と前記高圧燃料ポンプとを接続する潤滑油ラインと、潤滑油貯留部から吸い上げた潤滑油を、潤滑油ラインを介して、高圧燃料ポンプの摺動部に供給するためのオイルポンプと、潤滑油ラインにおける高圧燃料ポンプの上流側に設けられたオイル溜まりと、を備え、オイル溜まりは、潤滑油が流入する流入口と、潤滑油が流出する流出口であって流入口よりも低い位置にある流出口と、を含み、オイル溜まりの流出口は、潤滑油ラインの出口よりも低い位置にある。
【選択図】図２

Description

本開示は、ディーゼルエンジンの高圧燃料ポンプの摺動部に対して潤滑油を供給するための潤滑油供給装置に関する。

例えば、特許文献１には、圧縮機のロータ軸とこのロータ軸を回転自在に支持する軸受との間に潤滑油を供給するように構成されている過給機が開示されている。

特開２０１２－５７５４４号公報

ディーゼルエンジンには、燃焼室に高圧燃料を噴射するため燃料を高圧にする高圧燃料ポンプが設けられている。高圧燃料ポンプの摺動部（例えば、カム軸とタペットローラとの間の接触部分）は、ディーゼルエンジンの起動直後から高い圧力を受けることになる。このため、ディーゼルエンジンの起動直後から高圧燃料ポンプの摺動部に潤滑油が供給されていないと、高圧燃料ポンプが損傷してしまう虞がある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、過給機の起動直後のガス圧が低いため、過給機の起動直後から速やかにロータ軸と軸受との間に潤滑油を供給する構成について開示も示唆もされていない。このため、特許文献１に記載の技術では、過給機が起動してから潤滑油がロータ軸と軸受との間に供給されるまでにはタイムラグがある。

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、ディーゼルエンジンの起動直後であっても、高圧燃料ポンプの摺動部を潤滑させ、高圧燃料ポンプの損傷を抑制することができる潤滑油供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る潤滑油供給装置は、ディーゼルエンジンの高圧燃料ポンプの摺動部に対して潤滑油を供給するための潤滑油供給装置であって、前記潤滑油が貯留されている潤滑油貯留部と前記高圧燃料ポンプとを接続する潤滑油ラインと、前記潤滑油貯留部から吸い上げた前記潤滑油を、前記潤滑油ラインを介して、前記高圧燃料ポンプの前記摺動部に供給するためのオイルポンプと、前記潤滑油ラインにおける前記高圧燃料ポンプの上流側に設けられたオイル溜まりと、を備え、前記オイル溜まりは、前記潤滑油が流入する流入口と、前記潤滑油が流出する流出口であって前記流入口よりも低い位置にある流出口と、を含み、前記オイル溜まりの前記流出口は、前記潤滑油ラインの出口よりも低い位置にある。

本開示の潤滑油供給装置によれば、ディーゼルエンジンの起動直後であっても、高圧燃料ポンプの摺動部を潤滑させ、高圧燃料ポンプの損傷を抑制することができる。

高圧燃料ポンプの構成の一例を概略的に示す図である。 一実施形態に係る潤滑油供給装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るオイル溜まりの構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係る調圧装置の構成の一例を概略的に示す図である。 一実施形態に係る潤滑油供給装置の作用・効果を説明するための図である。 一実施形態に係る潤滑油供給装置を備えるディーゼルエンジンの起動方法のフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態による潤滑油供給装置、ディーゼルエンジン、およびディーゼルエンジンの起動方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

本開示に係る潤滑油供給装置は、ディーゼルエンジンに設けられ、ディーゼルエンジンの高圧燃料ポンプの摺動部に対して潤滑油を供給する。高圧燃料ポンプは、高圧燃料をディーゼルエンジンのインジェクタに供給する燃料供給装置であって、例えば、メカニカルに構成されている列型ポンプやコモンレールに燃料を圧送するハイプレッシャポンプである。

＜高圧燃料ポンプ＞
図１は、高圧燃料ポンプ１００の構成の一例を概略的に示す図である。図１に示すように、高圧燃料ポンプ１００は、プランジャ１０２と、タペットローラ１０４と、カムシャフト１０６と、を含む。この高圧燃料ポンプ１００は、内部にタペットローラ１０４およびカムシャフト１０６を収容するカム室１０１が形成されているハウジング１０３と、ハウジング１０３に取り付けられているシリンダ１０８と、をさらに含んでいる。

プランジャ１０２は、シリンダ１０８内を軸方向に沿って往復動するようにシリンダ１０８内に収容されている。シリンダ１０８は、シリンダヘッド１１０によってカムシャフト１０６側とは反対側の開口が覆われている。高圧燃料ポンプ１００には、プランジャ１０２、シリンダ１０８、およびシリンダヘッド１１０によって画定される加圧室１０７が形成されている。高圧燃料ポンプ１００は、カムシャフト１０６の回転に応じてプランジャ１０２を往復動させるとともに、加圧室１０７に燃料Ｆを吸入し、吸入した燃料Ｆを圧縮して加圧室１０７から吐出する。

タペットローラ１０４は、カムシャフト１０６に当接しており、カムシャフト１０６の回転を直線的な往復動に変換してプランジャ１０２に伝達する。図１に例示する形態では、タペットローラ１０４は、タペット１１２によって保持されている。タペット１１２は、プランジャ１０２に連接されており、タペットローラ１０４を収容して保持するための溝１１２ａが形成されている。タペット１１２は、シリンダ１０８よりもカムシャフト１０６側に配置されている。高圧燃料ポンプ１００は、プランジャ１０２およびタペットローラ１０４をカムシャフト１０６側に付勢するためのポンプ用スプリング１１４をさらに含んでいる。ポンプ用スプリング１１４は、シリンダ１０８とタペット１１２との間に形成されるポンプ用スプリング室１１５に配置されており、一端がシリンダ１０８に接続され、他端がタペット１１２に接続されている。

高圧燃料ポンプ１００が駆動しているとき、カム室１０１には潤滑油供給装置１から供給された潤滑油Ｘが充填されている。タペットローラ１０４は、カムシャフト１０６との間に潤滑油Ｘによる油膜を形成した状態で転がって摺動する。同様に、タペットローラ１０４は、タペット１１２との間に潤滑油Ｘによる油膜を形成した状態で転がって摺動する。なお、本開示では、タペットローラ１０４は、カムシャフト１０６やタペット１１２に直接的に接触している状態だけではなく、カムシャフト１０６やタペット１１２との間に油膜を介在させる状態も含めて当接状態とする。

以下、潤滑油供給装置１がカム室１０１に潤滑油Ｘを供給する場合を例にして説明する。つまり、高圧燃料ポンプ１００の摺動部がカム室１０１である場合を例にして、潤滑油供給装置１の構成および作用・効果について説明する。

＜潤滑油供給装置＞
（構成）
図２は、一実施形態に係る潤滑油供給装置１の構成を概略的に示す図である。図２に示すように、潤滑油供給装置１は、潤滑油ライン２と、オイルポンプ４と、オイル溜まり６と、を含む。図２に例示する形態では、潤滑油供給装置１は、ストレーナ８と、オイルクーラ１０と、オイルフィルタ１２と、調圧装置１４と、をさらに含んでいる。

潤滑油ライン２は、潤滑油Ｘが貯留されている潤滑油貯留部１２０と高圧燃料ポンプ１００とを接続する。潤滑油貯留部１２０は、潤滑油Ｘを貯留するための貯留空間１２１が形成されており、例えば、ディーゼルエンジンＥに搭載されているオイルパンである。潤滑油貯留部１２０は、上下方向Ｄ１において高圧燃料ポンプ１００よりも下方に配置されている。潤滑油ライン２は、カム室１０１と貯留空間１２１とを連通している。潤滑油ライン２は、一端に貯留空間１２１に対して開口している入口２ａが形成され、他端にカム室１０１に対して開口している出口２ｂが形成されている。

オイルポンプ４は、潤滑油貯留部１２０の貯留空間１２１から吸い上げた潤滑油Ｘを、潤滑油ライン２を介して、高圧燃料ポンプ１００のカム室１０１に供給する。オイルポンプ４は、ディーゼルエンジンＥの駆動によって駆動されるように構成されている。つまり、オイルポンプ４は、ディーゼルエンジンＥが停止すると停止する。ストレーナ８は、オイルポンプ４よりも潤滑油ライン２の潤滑油貯留部１２０側に設けられており、オイルポンプ４によって吸い上げられた潤滑油Ｘを濾過する。尚、本開示は、オイルポンプ４による潤滑油Ｘの供給先をカム室１０１（高圧燃料ポンプ１００の摺動部）に限定するものではない。オイルポンプ４は、潤滑油ライン２から分岐する不図示の分岐ラインを介して、潤滑油Ｘを高圧燃料ポンプ１００のカム室１０１以外（例えば、ディーゼルエンジンＥのシリンダとピストンとの間）に供給してもよい。

オイルクーラ１０、オイルフィルタ１２、および調圧装置１４のそれぞれは、オイルポンプ４よりも潤滑油ライン２の高圧燃料ポンプ１００側に設けられている。オイルクーラ１０は、オイルポンプ４から吐出される潤滑油Ｘを冷却する。オイルフィルタ１２は、ストレーナ８よりも小さい異物を補足可能な目開きを有するメッシュを含んでおり、オイルクーラ１０によって冷却された潤滑油Ｘを濾過する。調圧装置１４は、オイル溜まり６よりも潤滑油ライン２の潤滑油貯留部１２０側（高圧燃料ポンプ１００側とは反対側）に設けられる。調圧装置１４は、潤滑油ライン２においてオイルフィルタ１２とオイル溜まり６との間に位置している。調圧装置１４は、オイルフィルタ１２を通過した潤滑油Ｘの圧力を所定の圧力に調整する。調圧装置１４の具体的な構成は後述する。

オイル溜まり６は、潤滑油ライン２における高圧燃料ポンプ１００の上流側に設けられている。オイル溜まり６には、潤滑油ライン２から潤滑油Ｘが流入する流入口６ａおよび潤滑油ライン２に潤滑油Ｘが流出する流出口６ｂが形成されている。流出口６ｂは、上下方向Ｄ１において流入口６ａよりも低い位置にある。流出口６ｂは、上下方向Ｄ１において潤滑油ライン２の出口２ｂよりも低い位置にある。一実施形態では、潤滑油ライン２のうち潤滑油貯留部１２０の接続位置に相当する入口２ａを潤滑油ライン２の長さに対する０％の位置とし、入口２ａから潤滑油ライン２のうち高圧燃料ポンプ１００の接続位置に相当する出口２ｂに向かうにつれて増加し、出口２ｂを潤滑油ライン２の長さに対する１００％の位置と定義する。オイル溜まり６は、潤滑油ライン２の長さに対する５０％以上１００％未満の範囲内に位置する。より具体的には、オイル溜まり６は、潤滑油ライン２の長さに対する８０％以上１００％未満の範囲内に位置する。つまり、オイル溜まり６は、高圧燃料ポンプ１００の直前に配置されている。

一実施形態では、オイル溜まり６が潤滑油Ｘを貯留可能な貯留容量Ｖは、潤滑油ライン２のうち潤滑油貯留部１２０からオイル溜まり６までの部分の容積の０．８倍以上５倍以下である。より具体的には、貯留容量Ｖは、潤滑油ライン２の入口２ａからオイル溜まり６の流入口６ａまでの潤滑油ライン２の内部空間の体積ＶＬの０．８倍以上５倍以下である。

図２に例示する形態では、ディーゼルエンジンＥには、潤滑油Ｘをオイル溜まり６に供給するように構成される電動ポンプ１３０（いわゆるプライミングポンプ）が設けられている。電動ポンプ１３０は、不図示の補機バッテリから供給される電気によって駆動するように構成されており、ディーゼルエンジンＥの駆動と別個独立して駆動可能である。

図３は、一実施形態に係るオイル溜まり６の構成を概略的に示す図である。図３に示すように、オイル溜まり６は、潤滑油Ｘを貯留可能な溜まり空間１７が形成されている箱部１６を含む。箱部１６には、溜まり空間１７に対して開口している流入口６ａおよび流出口６ｂが形成されている。上述したように、流出口６ｂは、上下方向Ｄ１において流入口６ａよりも低い位置にある。上述したように、流出口６ｂは、上下方向Ｄ１において潤滑油ライン２の出口２ｂよりも低い位置にある。幾つかの実施形態では、流入口６ａは、上下方向Ｄ１において潤滑油ライン２の出口２ｂよりも低い位置にある。

図３に例示する形態では、潤滑油ライン２のうち流出口６ｂから出口２ｂまでの部分である出口部２０は、流出口６ｂから高圧燃料ポンプ１００に近づくように水平方向に沿って延びる第１の水平延在部２１と、出口２ｂからオイル溜まりに近づくように水平方向に沿って延びる第２の水平延在部２２と、第１の水平延在部２１と第２の水平延在部２２とを接続するとともに上下方向Ｄ１に沿って延びる上下延在部２３と、を含む。第１の水平延在部２１および第２の水平延在部２２のそれぞれは、水平方向に対して傾斜していてもよい。

図３に例示する形態では、箱部１６の下端を含む最低部２４を箱部１６の高さ方向Ｄ２（上下方向Ｄ１）の長さに対する０％の位置とし、箱部１６の上端を含む最上部２６に向かうにつれて増加し、箱部１６の最上部２６を箱部１６の高さ方向の長さに対する１００％の位置と定義する。流出口６ｂは、箱部１６の高さ方向の長さに対する０％以上５％以下の範囲内に位置する。流入口６ａは、箱部１６の高さ方向の長さに対する９０％以上１００％以下の範囲内に位置する。尚、箱部１６の高さ方向Ｄ２と上下方向Ｄ１は同じ方向である。

図３に例示する形態では、箱部１６は、流出口６ｂから流入口６ａに向かうにつれて溜まり空間１７を水平方向に沿って切断した断面積Ｓを拡大させる拡大部２８を含む。拡大部２８は、箱部１６のうち溜まり空間１７を水平方向から覆う側部３０の一部である。拡大部２８は、下方から上方に向かうにつれて溜まり空間１７を拡径している。拡大部２８は、上下方向Ｄ１において下端が流出口６ｂより下方に位置し、上端が上下方向Ｄ１において流入口６ａと流出口６ｂとの間に位置している。尚、幾つかの実施形態では、拡大部２８は、上下方向Ｄ１において下端が流出口６ｂと同じ位置である。幾つかの実施形態では、拡大部２８は、上端が上下方向Ｄ１において流入口６ａより上方に位置する、または流入口６ａと同じ位置である。

図４を参照して、調圧装置１４について説明する。図４は、一実施形態に係る調圧装置１４の構成の一例を概略的に示す図である。図４に示すように、調圧装置１４は、ケーシング４０と、リリーフバルブ４２と、スプリング４４と、キャップ４６と、を含んでいる。

ケーシング４０は、内部にリリーフ経路４１、潤滑油ライン２の一部４３、分岐流路４５、調圧室４７、およびオイル溜まり６の溜まり空間１７が形成されている。リリーフ経路４１は、潤滑油ライン２から潤滑油Ｘの一部をリリーフする。リリーフ経路４１の少なくとも一部は、オイル溜まり６の流入口６ａよりも上方に位置している。リリーフ経路４１は、入口４１ａが調圧室４７に対して開口している。リリーフ経路４１は、入口４１ａから上方に向かって延びている。図４に例示する形態では、ケーシング４０には、ケーシング４０の表面を開口するリリーフ経路４１の出口４１ｂが形成されている。リリーフ経路４１の出口４１ｂは、上方に開口している。

リリーフ経路４１を流通する潤滑油Ｘは、例えば、潤滑油貯留部１２０（オイルパン）に戻される。潤滑油供給装置１は、リリーフ経路４１の出口４１ｂと貯留空間１２１とを連通する戻しライン５０をさらに含んでいる。この戻しライン５０は、リリーフ経路４１の出口４１ｂから上方に延びてから下方に延びる折り返し部５２を含んでいる。

図４に例示する実施形態では、溜まり空間１７がケーシング４０内に形成されている。つまり、オイル溜まり６は、調圧装置１４と一体的に構成されている。そして、潤滑油ライン２の一部４３は、オイルフィルタ１２を通過した潤滑油Ｘをオイル溜まり６に案内するようにケーシング４０内に形成されている。分岐流路４５は、潤滑油ライン２の一部４３から分岐しており、潤滑油ライン２の一部４３と調圧室４７とを連通している。

調圧室４７は、上下方向Ｄ１に対して傾斜する長手方向Ｄ３を有している。調圧室４７の一端は、ケーシング４０内に位置しており、閉塞している。調圧室４７の他端は、ケーシング４０の表面に位置しており、開口している。調圧室４７は、内部にリリーフバルブ４２およびスプリング４４のそれぞれが配置されている。調圧室４７の開口は、キャップ４６によって閉塞されている。図４に例示する形態では、オイル溜まり６の溜まり空間１７は、調圧室４７の長手方向Ｄ３に沿って長く延びている。

リリーフバルブ４２は、調圧室４７内を長手方向Ｄ３に沿って移動することでリリーフ経路４１に対して開弁または閉弁する。リリーフバルブ４２は、調圧室４７を潤滑油Ｘが流入される流入空間４９とスプリング４４が配置されるスプリング室５１とに仕切っている。流入空間４９は、分岐流路４５に対して開口しており、分岐流路４５を介して潤滑油Ｘが流入される。スプリング室５１は、リリーフバルブ４２が長手方向Ｄ３においてキャップ４６と離間することで形成されている。スプリング４４は、一端がリリーフバルブ４２に接続され、他端がキャップ４６に接続されている。スプリング４４は、リリーフバルブ４２を閉弁方向に付勢する。つまり、スプリング４４は、リリーフバルブ４２を長手方向Ｄ３の一方側に付勢する。

（作用・効果）
一実施形態に係る潤滑油供給装置１の作用・効果について説明する。図５は、一実施形態に係る潤滑油供給装置１の作用・効果を説明するための図であって、経過時間を横軸とし、カム室１０１内の潤滑油Ｘの量を縦軸とするグラフである。実線Ｌ１が一実施形態に係る潤滑油供給装置１からカム室１０１に供給された潤滑油Ｘの量であり、点線Ｌ２が従来の潤滑油供給装置からカム室１０１に供給された潤滑油の量である。一点鎖線Ｌ３は、オイルポンプ４の回転数である。タイミングＴ０は、オイルポンプ４の駆動が開始するタイミング（ディーゼルエンジンＥの回転によってオイルポンプ４の回転が開始するタイミング）である。タイミングＴ１は、オイルポンプ４が吸い込んだ流体（主に空気）の吐出が開始するタイミングである。尚、オイルポンプ４の回転数は、タイミングＴ０、タイミングＴ１、およびタイミングＴ２のうちタイミングＴ０が最も小さく、タイミングＴ２が最も大きい。

高圧燃料ポンプ１００が潤滑油貯留部１２０（オイルパン）よりも上方に位置している場合、ディーゼルエンジンＥが停止すると、高圧燃料ポンプ１００内の潤滑油Ｘと潤滑油貯留部１２０内の潤滑油Ｘとのヘッド圧の差によって潤滑油Ｘが潤滑油ライン２を通って潤滑油貯留部１２０に戻ってしまう虞がある。そして、潤滑油ライン２に潤滑油Ｘが充填されていない状態でディーゼルエンジンＥを起動すると、従来からの潤滑油供給装置では、図５に示すように、オイルポンプ４の空気の吐出が開始するタイミングＴ１から実際にカム室１０１に潤滑油Ｘが供給されるタイミングＴ２までには空気がカム室１０１に供給される空気圧送期間ΔＴが生じる。このため、タペットローラ１０４、カムシャフト１０６、およびタペット１１２のそれぞれは無潤滑またはほとんど潤滑されていない状態で摺動することになり、損傷してしまう虞がある。

一実施形態によれば、潤滑油ライン２における高圧燃料ポンプ１００の上流側にオイル溜まり６が設けられている。そして、オイル溜まり６の流出口６ｂは流入口６ａよりも低い位置にあり、且つ、潤滑油ライン２の出口２ｂよりも低い位置にある。このため、ディーゼルエンジンＥが停止した際にオイル溜まり６に潤滑油Ｘを貯留させておくことができる。そして、図５に示すように、ディーゼルエンジンＥを起動してからタイミングＴ１になると、オイルポンプ４はオイル溜まり６に貯留されている潤滑油Ｘをカム室１０１に速やかに供給することができる。このため、ディーゼルエンジンＥの起動直後であっても、タペットローラ１０４、カムシャフト１０６、およびタペット１１２のそれぞれは表面に油膜が形成された状態で摺動するので、タペットローラ１０４、カムシャフト１０６、およびタペット１１２の損傷を抑制することができる。本開示に係る潤滑油供給装置１は、タペットローラ１０４やカムシャフト１０６のようなディーゼルエンジンＥの起動直後に高い負荷を受ける高負荷部品の損傷を抑制するのに特に有利である。さらに、保護対象を高負荷部品に限定することで、オイル溜まり６を小さくし、潤滑油供給装置１のコンパクト化を図ることができる。

一実施形態によれば、流出口６ｂが箱部１６の高さ方向Ｄ２の長さに対する０％以上５％以下の範囲内に位置しているので、ディーゼルエンジンＥを起動してから速やかにオイル溜まり６に貯留されている潤滑油Ｘの大部分または全部をカム室１０１に供給することができる。このため、ディーゼルエンジンＥの起動直後において、タペットローラ１０４、カムシャフト１０６、およびタペット１１２のそれぞれの表面に油膜が非形成である状態を回避できる。

一実施形態によれば、貯留容量Ｖを潤滑油ライン２の内部空間の体積ＶＬの０．８倍以上とすることで、オイル溜まり６からカム室１０１に供給された潤滑油Ｘが消費される前に、潤滑油貯留部１２０に貯留されている潤滑油Ｘをカム室１０１に供給することができる。このため、カム室１０１への潤滑油Ｘの供給不足を抑制し、タペットローラ１０４、カムシャフト１０６、およびタペット１１２の損傷を抑制することができる。また、一実施形態によれば、貯留容量Ｖを潤滑油ライン２の内部空間の体積ＶＬの５倍以下とすることで、必要以上なオイル溜まり６の巨大化を抑制することができる。

一実施形態によれば、オイル溜まり６が潤滑油ライン２の長さに対する８０％以上１００％未満の範囲内に位置するので、つまりオイル溜まり６が高圧燃料ポンプ１００のすぐ近くに配置される。このため、図５に示すように、ディーゼルエンジンＥを起動してからタイミングＴ１になると、オイルポンプ４はオイル溜まり６に貯留されている潤滑油Ｘをカム室１０１に速やかに供給することができる。また、オイル溜まり６が高圧燃料ポンプ１００のすぐ近くに配置されることで、オイル溜まり６をコンパクトにすることができる。

一実施形態によれば、オイル溜まり６が拡大部２８を含む箱部１６を含んでいるので、オイル溜まり６に貯留されている潤滑油Ｘの受圧面積を大きくして、この潤滑油Ｘを高圧燃料ポンプ１００に圧送するためにオイルポンプ４が発生させる圧力を小さくすることができる。

一実施形態によれば、リリーフ経路４１の少なくとも一部がオイル溜まり６の流入口６ａよりも上方に位置しているので、ディーゼルエンジンＥが停止した際に、オイル溜まり６に貯留されている潤滑油Ｘがリリーフ経路４１を介して潤滑油貯留部１２０（オイルパン）に流出することを抑制できる。

一実施形態によれば、オイル溜まり６が調圧装置１４と一体的に構成されているので、オイル溜まり６と調圧装置１４とを一体化させたコンパクトな潤滑油供給装置１を提供することができる。

一実施形態によれば、オイル溜まり６の溜まり空間１７が調圧室４７の長手方向Ｄ３に沿って長く延びているので、調圧装置１４をコンパクト化することができる。

＜ディーゼルエンジンの起動方法＞
図６は、一実施形態に係る潤滑油供給装置１を備えるディーゼルエンジンＥの起動方法のフローチャートである。このディーゼルエンジンＥは、上述した電動ポンプ１３０も備えている。図６に示すように、ディーゼルエンジンＥの起動方法は、準備ステップＳ１と、潤滑ステップＳ２と、燃料圧送ステップＳ３と、を含む。

準備ステップＳ１は、例えば、ディーゼルエンジンＥを起動させる起動ボタンが押下されると、電動ポンプ１３０を駆動させて潤滑油Ｘをオイル溜まり６に供給する。潤滑ステップＳ２は、準備ステップＳ１によって潤滑油Ｘがオイル溜まり６に供給された後に、オイルポンプ４を駆動させてカム室１０１に潤滑油Ｘを供給する。燃料圧送ステップＳ３では、潤滑ステップＳ２によって潤滑油Ｘがカム室１０１に供給された後に、高圧燃料ポンプ１００を駆動させてインジェクタに燃料Ｆを圧送する。そして、インジェクタが燃料Ｆを燃焼室に噴射し、燃焼室内で燃料Ｆを燃焼させることで、ディーゼルエンジンＥが起動する。

初めてディーゼルエンジンＥを起動させる場合やディーゼルエンジンＥを停止させてから長時間が経過した場合には、オイル溜まり６に潤滑油Ｘが貯留されていないまたは貯留量が十分ではない可能性がある。図６に例示する方法によれば、オイル溜まり６に潤滑油Ｘが貯留されていない状態であったとしても、タイミングＴ０（オイルポンプ４の駆動が開始するタイミング）からタイミングＴ１（オイルポンプ４が吸い込んだ空気の吐出が開始するタイミング）までの間に、電動ポンプ１３０によって潤滑油Ｘがオイル溜まり６に供給される。そして、オイルポンプ４は、電動ポンプ１３０によって予めオイル溜まり６に貯留されている潤滑油Ｘをカム室１０１に速やかに供給することができる。尚、幾つかの実施形態では、オイル溜まり６に潤滑油Ｘが十分に貯留されている場合には、準備ステップＳ１はスキップされる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

［１］本開示に係る潤滑油供給装置（１）は、ディーゼルエンジン（Ｅ）の高圧燃料ポンプ（１００）の摺動部（１０１）に対して潤滑油（Ｘ）を供給するための潤滑油供給装置であって、
前記潤滑油が貯留されている潤滑油貯留部（１２０）と前記高圧燃料ポンプとを接続する潤滑油ライン（２）と、
前記潤滑油貯留部から吸い上げた前記潤滑油を、前記潤滑油ラインを介して、前記高圧燃料ポンプの前記摺動部に供給するためのオイルポンプ（４）と、
前記潤滑油ラインにおける前記高圧燃料ポンプの上流側に設けられたオイル溜まり（６）と、を備え、
前記オイル溜まりは、前記潤滑油が流入する流入（６ａ）口と、前記潤滑油が流出する流出口であって前記流入口よりも低い位置にある流出口（６ｂ）と、を含み、
前記オイル溜まりの前記流出口は、前記潤滑油ラインの出口（２ｂ）よりも低い位置にある。

高圧燃料ポンプが潤滑油貯留部（オイルパン）よりも上方に位置している場合、ディーゼルエンジンが停止すると、高圧燃料ポンプと潤滑油貯留部とのヘッド圧の差によって潤滑油が潤滑油ラインを通って潤滑油貯留部にまで戻ってしまう虞がある。そして、潤滑油ラインに潤滑油が充填されていない状態でディーゼルエンジンを起動すると、高圧燃料ポンプの摺動部は無潤滑またはほとんど潤滑されていない状態で摺動することになり、高圧燃料ポンプが損傷してしまう虞がある。上記［１］に記載の構成によれば、潤滑油ラインにおける高圧燃料ポンプの上流側にオイル溜まりが設けられている。そして、オイル溜まりの流出口は流入口よりも低い位置にあり、且つ、潤滑油ラインの出口よりも低い位置にある。このため、ディーゼルエンジンが停止した際にオイル溜まりに潤滑油を貯留させておき、ディーゼルエンジンを起動してから、オイル溜まりに貯留されている潤滑油を高圧燃料ポンプの摺動部に速やかに供給することができる。よって、ディーゼルエンジンの起動直後であっても、高圧燃料ポンプの摺動部を潤滑させ、高圧燃料ポンプの損傷を抑制することができる。尚、ディーゼルエンジンおよびディーゼルエンジンの周辺機器のレイアウトの都合上、高圧燃料ポンプを潤滑油貯留部に対してヘッド圧の差が生じないように設置することは難しい。

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］に記載の構成において、
前記オイル溜まりは、前記潤滑油を貯留可能な溜まり空間（１７）が形成されている箱部（１６）を含み、
前記箱部の最低部（２４）を前記箱部の高さ方向（Ｄ２）の長さに対する０％の位置とし、前記箱部の最上部（２６）を前記箱部の前記高さ方向の長さに対する１００％の位置と定義すると、
前記流出口は、前記箱部の高さ方向の長さに対する０％以上５％以下の範囲内に位置する。

上記［２］に記載の構成によれば、ディーゼルエンジンを起動してから速やかにオイル溜まりに貯留されている潤滑油の大部分または全部を高圧燃料ポンプの摺動部に供給することができる。このため、ディーゼルエンジンの直後において、高圧燃料ポンプの摺動部が潤滑されていない状態を回避できる。

［３］幾つかの実施形態では、上記［１］または［２］に記載の構成において、
前記オイル溜まりが前記潤滑油を貯留可能な貯留容量（Ｖ）は、前記潤滑油ラインのうち前記潤滑油貯留部から前記オイル溜まりまでの部分の容積の０．８倍以上５倍以下である。

上記［３］に記載の構成によれば、貯留容量を潤滑油ラインのうち潤滑油貯留部からオイル溜まりまでの部分の容積の０．８倍以上とすることで、オイル溜まりから高圧燃料ポンプの摺動部に供給された潤滑油が消費される前に、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油を高圧燃料ポンプの摺動部に供給することができる。このため、高圧燃料ポンプの摺動部への潤滑油の供給不足を抑制し、高圧燃料ポンプの損傷を抑制することができる。また、貯留容量を潤滑油ラインのうち潤滑油貯留部からオイル溜まりまでの部分の容積の５倍以下とすることで、必要以上なオイル溜まりの巨大化を抑制することができる。

［４］幾つかの実施形態では、上記［１］から［３］の何れか１つに記載の構成において、
前記潤滑油貯留部の接続位置を前記潤滑油ラインの長さに対する０％の位置とし、前記高圧燃料ポンプの接続位置を前記潤滑油ラインの長さに対する１００％の位置と定義すると、
前記オイル溜まりは、前記潤滑油ラインの長さに対する５０％以上１００％未満の範囲内に位置する。

上記［４］に記載の構成によれば、オイル溜まりが高圧燃料ポンプの近くに配置されるので、ディーゼルエンジンを起動してから速やかに高圧燃料ポンプの摺動部に潤滑油を供給することができる。

［５］幾つかの実施形態では、上記［１］から［４］の何れか１つに記載の構成において、
前記オイル溜まりは、前記潤滑油を貯留可能な溜まり空間（１７）が形成されている箱部（１６）を含み、
前記箱部は、前記流出口から前記流入口に向かうにつれて前記溜まり空間を水平方向に沿って切断した断面積を拡大させる拡大部（２８）を含む。

上記［５］に記載の構成によれば、オイル溜まりに貯留されている潤滑油の受圧面積を大きくして、この潤滑油を高圧燃料ポンプに圧送するためにオイルポンプが発生させる圧力を小さくすることができる。

［６］幾つかの実施形態では、上記［１］から［５］の何れか１つに記載の構成において、
前記オイル溜まりよりも前記潤滑油ラインの前記高圧燃料ポンプ側とは反対側に設けれる調圧装置であって、前記潤滑油ラインから前記潤滑油の一部をリリーフするリリーフ経路（４１）が形成される調圧装置（１４）をさらに備え、
前記リリーフ経路の少なくとも一部は、前記オイル溜まりの前記流入口よりも上方に位置している。

上記［６］に記載の構成によれば、ディーゼルエンジンが停止した際に、オイル溜まりに貯留されている潤滑油がリリーフ経路を介して流出することを抑制できる。

［７］幾つかの実施形態では、上記［６］に記載の構成において、
前記オイル溜まりは、前記調圧装置と一体的に構成されている。

上記［７］に記載の構成によれば、オイル溜まりと調圧装置とを一体化させたコンパクトな潤滑油供給装置を提供することができる。

［８］幾つかの実施形態では、上記［７］に記載の構成において、
前記調圧装置は、内部に長手方向を有する調圧室（４７）が形成されているケーシング（４０）と、前記調圧室内を前記長手方向に移動することで前記リリーフ経路に対して開弁または閉弁するリリーフバルブ（４２）と、前記リリーフバルブを閉弁方向に付勢するスプリング（４４）と、を含み、
前記オイル溜まりは、前記長手方向に沿って長く延びている。

上記［８］に記載の構成によれば、調圧装置をコンパクト化することができる。

［９］幾つかの実施形態では、ディーゼルエンジンは、上記［１］から［８］の何れか１つに記載の潤滑油供給装置を備える。

上記［９］に記載の構成によれば、起動直後から高圧燃料ポンプの摺動部に潤滑油を供給することで高圧燃料ポンプの損傷を抑制することができるディーゼルエンジンを提供することができる。

［１０］幾つかの実施形態では、上記［９］に記載のディーゼルエンジンの起動方法であって、前記潤滑油を前記オイル溜まりに供給するように構成される電動ポンプ（１３０）をさらに備えるディーゼルエンジンの起動方法は、
前記電動ポンプによって前記潤滑油を前記オイル溜まりに供給する準備ステップ（Ｓ１）と、
前記準備ステップの後、前記オイルポンプを駆動させて前記高圧燃料ポンプの前記摺動部に前記潤滑油を供給する潤滑ステップ（Ｓ２）と、
前記潤滑ステップとの後、前記高圧燃料ポンプを駆動させる燃料圧送ステップ（Ｓ３）と、
を備える。

初めてディーゼルエンジンを起動させる場合やディーゼルエンジンを停止させてから長時間が経過した場合には、オイル溜まりに潤滑油が貯留されていないまたは貯留量が十分ではない可能性がある。上記［１０］に記載の方法によれば、オイル溜まりに潤滑油が貯留されていない状態であったとしても、電動ポンプによって潤滑油がオイル溜まりに予め供給され、オイルポンプは、オイル溜まりに貯留されている潤滑油を高圧燃料ポンプの摺動部に速やかに供給することができる。

１ 潤滑油供給装置
２ 潤滑油ライン
２ａ 潤滑油ラインの入口
２ｂ 潤滑油ラインの出口
４ オイルポンプ
６ オイル溜まり
６ａ オイル溜まりの流入口
６ｂ オイル溜まりの流出口
８ ストレーナ
１０ オイルクーラ
１２ オイルフィルタ
１４ 調圧装置
１６ 箱部
１７ 溜まり空間
２０ 潤滑油ラインの出口部
２１ 第１の水平延在部
２２ 第２の水平延在部
２３ 上下延在部
２４ 最低部
２６ 最上部
２８ 拡大部
３０ 側部
４０ ケーシング
４１ リリーフ経路
４１ａ 入口
４１ｂ 出口
４２ リリーフバルブ
４４ スプリング
４５ 分岐流路
４６ キャップ
４７ 調圧室
４９ 流入空間
５０ 戻しライン
５１ スプリング室
５２ 折り返し部
１００ 高圧燃料ポンプ
１０１ カム室
１０２ プランジャ
１０３ ハウジング
１０４ タペットローラ
１０６ カムシャフト
１０７ 加圧室
１０８ シリンダ
１１０ シリンダヘッド
１１２ タペット
１１２ａ タペットの溝
１１４ ポンプ用スプリング
１１５ ポンプ用スプリング室
１２０ 潤滑油貯留部（オイルパン）
１２１ 貯留空間
１３０ 電動ポンプ

Ｄ１ 上下方向
Ｄ２ 箱部の高さ方向
Ｄ３ 調圧室の長手方向
Ｆ 燃料
Ｌ１ 実線（一実施形態に係る潤滑油供給装置）
Ｌ２ 点線（従来の潤滑油供給装置）
Ｌ３ 一点鎖線（オイルポンプの回転数）
Ｓ 断面積
Ｓ１ 準備ステップ
Ｓ２ 潤滑ステップ
Ｓ３ 燃料圧送ステップ
Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２ タイミング
Ｖ 貯留容量
ＶＬ 体積
Ｘ 潤滑油

Claims (10)

1. ディーゼルエンジンの高圧燃料ポンプの摺動部に対して潤滑油を供給するための潤滑油供給装置であって、
   前記潤滑油が貯留されている潤滑油貯留部と前記高圧燃料ポンプとを接続する潤滑油ラインと、
   前記潤滑油貯留部から吸い上げた前記潤滑油を、前記潤滑油ラインを介して、前記高圧燃料ポンプの前記摺動部に供給するためのオイルポンプと、
   前記潤滑油ラインにおける前記高圧燃料ポンプの上流側に設けられたオイル溜まりと、を備え、
   前記オイル溜まりは、前記潤滑油が流入する流入口と、前記潤滑油が流出する流出口であって前記流入口よりも低い位置にある流出口と、を含み、
   前記オイル溜まりの前記流出口は、前記潤滑油ラインの出口よりも低い位置にある、
   潤滑油供給装置。
2. 前記オイル溜まりは、前記潤滑油を貯留可能な溜まり空間が形成されている箱部を含み、
   前記箱部の最低部を前記箱部の高さ方向の長さに対する０％の位置とし、前記箱部の最上部を前記箱部の前記高さ方向の長さに対する１００％の位置と定義すると、
   前記流出口は、前記箱部の高さ方向の長さに対する０％以上５％以下の範囲内に位置する、
   請求項１に記載の潤滑油供給装置。
3. 前記オイル溜まりが前記潤滑油を貯留可能な貯留容量は、前記潤滑油ラインのうち前記潤滑油貯留部から前記オイル溜まりまでの部分の容積の０．８倍以上５倍以下である、
   請求項１または２に記載の潤滑油供給装置。
4. 前記潤滑油貯留部の接続位置を前記潤滑油ラインの長さに対する０％の位置とし、前記高圧燃料ポンプの接続位置を前記潤滑油ラインの長さに対する１００％の位置と定義すると、
   前記オイル溜まりは、前記潤滑油ラインの長さに対する５０％以上１００％未満の範囲内に位置する、
   請求項１または２に記載の潤滑油供給装置。
5. 前記オイル溜まりは、前記潤滑油を貯留可能な溜まり空間が形成されている箱部を含み、
   前記箱部は、前記流出口から前記流入口に向かうにつれて前記溜まり空間を水平方向に沿って切断した断面積を拡大させる拡大部を含む、
   請求項１または２に記載の潤滑油供給装置。
6. 前記オイル溜まりよりも前記潤滑油ラインの前記高圧燃料ポンプ側とは反対側に設けられる調圧装置であって、前記潤滑油ラインから前記潤滑油の一部をリリーフするリリーフ経路が形成される調圧装置をさらに備え、
   前記リリーフ経路の少なくとも一部は、前記オイル溜まりの前記流入口よりも上方に位置している、
   請求項１または２に記載の潤滑油供給装置。
7. 前記オイル溜まりは、前記調圧装置と一体的に構成されている、
   請求項６に記載の潤滑油供給装置。
8. 前記調圧装置は、内部に長手方向を有する調圧室が形成されているケーシングと、前記調圧室内を前記長手方向に移動することで前記リリーフ経路に対して開弁または閉弁するリリーフバルブと、前記リリーフバルブを閉弁方向に付勢するスプリングと、を含み、
   前記オイル溜まりは、前記長手方向に沿って長く延びている、
   請求項７に記載の潤滑油供給装置。
9. 請求項１または２に記載の潤滑油供給装置を備える、ディーゼルエンジン。
10. 請求項９に記載のディーゼルエンジンの起動方法であって、前記潤滑油を前記オイル溜まりに供給するように構成される電動ポンプをさらに備えるディーゼルエンジンの起動方法は、
    前記ディーゼルエンジンの起動直前に前記電動ポンプによって前記潤滑油を前記オイル溜まりに供給する準備ステップと、
    前記準備ステップの後、前記オイルポンプを駆動させて前記高圧燃料ポンプの前記摺動部に前記潤滑油を供給する潤滑ステップと、
    前記潤滑ステップとの後、前記高圧燃料ポンプを駆動させる燃料圧送ステップと、
    を備える、
    ディーゼルエンジンの起動方法。