JPH04111505U - 内燃機関における給油装置 - Google Patents

内燃機関における給油装置

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JPH04111505U
JPH04111505U JP1991015489U JP1548991U JPH04111505U JP H04111505 U JPH04111505 U JP H04111505U JP 1991015489 U JP1991015489 U JP 1991015489U JP 1548991 U JP1548991 U JP 1548991U JP H04111505 U JPH04111505 U JP H04111505U
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oil
valve
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oil supply
hydraulic chamber
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泰弘 浦田
和英 熊谷
茂 鈴木
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕シリンダヘッドには、クランク軸に連なる動弁
カム軸と、シリンダヘッドに開閉作動可能に支持された
機関弁の作動特性を油圧室の油圧変化に応じて変更可能
な弁作動特性変更手段とを備える動弁装置が配設される
内燃機関における給油装置において、機関始動時の油圧
室への給油を速やかに行ない、弁作動特性変更手段の作
動範囲拡大を図り、かつ動弁装置側のオイルの寿命向上
を図る。 〔構成〕下部機関本体ED に配設された各オイル消費部
9に第1オイルを給油する第1オイルポンプP1 が接続
されて成る下部給油系OD と、動弁装置1が備える各オ
イル消費部10ならびに弁作動特性変更手段4の油圧室
に少なくとも低温時に第1オイルよりも低粘度である第
2オイルを給油する第2オイルポンプP2 が接続されて
成る上部給油系0U とが相互に独立して配設される。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、シリンダブロックの上面に結合されたシリンダヘッドには、シリン ダブロックを含む下部機関本体に回転自在に支承されたクランク軸に連なる動弁 カム軸と、シリンダヘッドに開閉作動可能に支持された機関弁の作動特性を油圧 室の油圧変化に応じて変更可能な弁作動特性変更手段とを備える動弁装置が配設 される内燃機関における給油装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、かかる動弁装置を備えた内燃機関は、たとえば特開昭61−22991 2号公報および特開昭61−275516号公報等により既に知られている。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】
これらの内燃機関において、弁作動特性変更手段の油圧室に作動油を供給する ためのオイルポンプは、機関本体下部のオイルパンから作動油を汲上げるように している。しかるに、オイルポンプは機関本体の下部に設置されるのが一般的で あるので、シリンダヘッドすなわち機関本体の上部に配設される弁作動特性変更 手段の油圧室とオイルポンプとの間の距離が比較的長く、したがって機関始動時 の油圧室への給油が遅れがちとなる。
【0004】 しかもオイルポンプから給油されるオイルは、クランク軸およびピストンの潤 滑に適した性状のものが用いられるのが一般的である。しかるに、そのようなオ イルは低温域では粘度が大となるものであり、動弁装置における弁作動特性変更 手段の油圧室に粘度の高いオイルを供給したのでは弁作動特性変更手段の作動が 不円滑となるので、弁作動特性変更手段の正常な作動範囲が制限される。そこで 、低温域で粘度の比較的低いオイルを用いると、クランク軸およびピストン等で 焼付き損傷が生じるおそれがある。
【0005】 また機関本体下部では、ブローバイガスと接触したり、燃焼熱により加熱され たりするので、オイルの劣化が比較的早く進行するのに対し、動弁装置が配設さ れている機関本体上部では、ブローバイガスとの接触のおそれがなく、また燃焼 熱の影響も小さいのでオイル温度の上昇も比較的小さいのに、機関本体の上部お よび下部で同一のオイルを用いていると、機関本体下部での加熱による性状劣化 に伴って全オイルを比較的早いサイクルで交換する必要がある。
【0006】 本考案は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、機関始動時の油圧室への 給油を速やかに行なうとともに弁作動特性変更手段の作動範囲拡大を図り、しか も動弁装置側のオイルの寿命向上を図った内燃機関における給油装置を提供する ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本考案の第1の特徴によれば、下部機関本体に配設 された各オイル消費部に第1オイルを給油する第1オイルポンプが接続されて成 る下部給油系と、動弁装置が備える各オイル消費部ならびに前記油圧室に少なく とも低温から常温の範囲では第1オイルよりも低粘度である第2オイルを給油す る第2オイルポンプが接続されて成る上部給油系とが相互に独立して配設される 。
【0008】 また本考案の第2の特徴によれば、第2オイルの温度に対する粘度の変化割合 は第1オイルの温度に対する粘度の変化割合よりも小さい。
【0009】 さらに本考案の第3の特徴によれば、シリンダヘッドを含む上部機関本体内と 、下部機関本体内とで相互に独立したブリーザ系を備える。
【0010】
【実施例】
以下、図面により本考案の一実施例について説明すると、図1は内燃機関の給 油系統図、図2は上部給油系および弁作動特性変更手段の構成を示す縦断面図、 図3はブリーザ系を示す図、図4はオイルの温度に対する粘度変化を示すグラフ である。
【0011】 先ず図1において、4気筒内燃機関の機関本体Eは、シリンダブロックBC の 下部にオイルパンPO が結合されて成る下部機関本体ED と、シリンダブロック BC の上面に結合されるシリンダヘッドHC を含む上部機関本体EU とから成り 、前記シリンダヘッドHC には、各気筒毎に配設された機関弁としての吸気弁V および排気弁(図示せず)を駆動するための動弁装置1が配設される。この動弁 装置1は、各気筒の各吸気弁Vにそれぞれ対応したカム2ならびに各気筒の各排 気弁にそれぞれ対応したカム(図示せず)を備える動弁カム軸3と、動弁カム軸 3からの駆動力を油圧を介して各吸気弁Vおよび各排気弁に伝達すべく各気筒毎 に配設される吸気弁側弁作動特性変更手段4および排気弁側弁作動特性変更手段 (図示せず)とを備える。而して下部機関本体ED に回転自在に支承されたクラ ンク軸5に設けられた駆動プーリ6と、動弁カム軸3に設けられた従動プーリ7 とには無端状の伝達ベルト8が巻掛けられており、クランク軸5の回転動力が1 /2の減速比で動弁カム軸3に伝達される。
【0012】 機関本体Eには、下部機関本体ED 側の下部給油系OD と上部機関本体EU 側 の上部給油系OU とが相互に独立して配設される。而して下部給油系OD は、下 部機関本体ED に配設されている複数のクランクジャーナル部9や各気筒のピス トン(図示せず)の摺接面を冷却するためのクーリングジェット等の各オイル消 費部に第1オイルポンプP1 が接続されて成るものであり、第1オイルポンプP 1 は、第1オイルを汲上げるべく、オイルパンPO に接続される。また上部給油 系OU は、動弁装置1が備える複数のカムジャーナル部10や各カム2の摺接面 等の各オイル消費部ならびに各弁作動特性変更手段4に第2オイルポンプP2 が 接続されて成るものであり、第2オイルポンプP2 は、第2オイルを汲上げるべ く、シリンダヘッドHC に設けられたオイルバス14に接続される。しかも第1 オイルポンプP1 はクランク軸5に連結されてシリンダブロックBC に配設され 、第2オイルポンプP2 は動弁カム軸3に連結されてシリンダヘッドHC に配設 される。
【0013】 図2において、上部給油系OU では、オイルバス11から作動油を汲上げる第 2オイルポンプP2 の吐出口にフィルタ17および調圧弁18を備える給油路1 9がリリーフ弁20を介して接続され、該給油路19が各弁作動特性変更手段4 の油圧室41に接続されるとともに該給油路19のフィルタ17および調圧弁1 8間から分岐してオリフィス15を備える分岐路16が各カムジャーナル部10 等のオイル消費部に接続される。
【0014】 シリンダヘッドHC には、各気筒毎にシリンダブロックBC との間に形成され る燃焼室22の頂部に開口する吸気弁口23が吸気ポート24に通じて穿設され るとともに、吸気弁口23を開閉可能な吸気弁Vが上下移動自在に配設される。 該吸気弁Vの上端部には鍔部25が設けられ、該鍔部25とシリンダヘッドHC との間には弁ばね26が縮設される。而して吸気弁Vは、弁ばね26のばね力に より上方すなわち閉弁方向に向けて付勢される。
【0015】 各弁作動特性変更手段4は、シリンダヘッドHC の上部に回転自在に配設され ている動弁カム軸3のカム2からの駆動力を吸気弁Vに伝達するとともに機関の 要求に応じて吸気弁Vの作動特性を変更可能に構成されるものであり、吸気弁V およびカム2間に介設される伝動機構31と、該伝動機構31における油圧室4 1に接続される油圧回路32とが、シリンダヘッドHC に固定される支持ブロッ ク34に設けられて成る。
【0016】 伝動機構31は、吸気弁Vと同軸にして支持ブロック34に固定される第1シ リンダ体35と、吸気弁Vの上端に当接するとともに第1シリンダ体35との間 にダンパ室36を画成して第1シリンダ体35の下部に摺動可能に嵌合される弁 駆動ピストン37と、カム2の上方で支持ブロック34に固定される第2シリン ダ体38と、吸気側動弁カム28に摺接しながら支持ブロック34に摺動可能に 嵌合されるリフタ39と、該リフタ39に上端を当接させるとともに第2シリン ダ体38との間に油圧室41を画成して第2シリンダ体38の下部に摺動可能に 嵌合されるカム従動ピストン40とを備える。
【0017】 第1シリンダ体35の内面には前記油圧室41に常時連通する環状凹部44が 設けられており、該環状凹部44は、吸気弁Vすなわち弁駆動ピストン37がそ の全閉位置から所定量だけ開弁方向に作動したときに油圧室41をダンパ室36 に連通させるべく形成される。しかも弁駆動ピストン37には、油圧室41に通 じる環状凹部44からダンパ室36への作動油の流通のみを許容するチェック弁 42と、環状凹部44をダンパ室36に連通させるオリフィス43とが設けられ る。
【0018】 このような伝動機構31においては、油圧室41の油圧を解放しないときの吸 気弁Vの全閉状態では図2で示す状態にあり、この状態からカム2の回転に応じ てカム従動ピストン40が上方に押上げられると、油圧室41で発生した油圧が チェック弁42およひオリフィス43を介してダンパ室36に導かれ、そのダン パ室36の油圧により弁駆動ピストン37が下方に押下げられる。而して該弁駆 動ピストン37の下方への摺動途中で油圧室41は環状凹部44を介してダンパ 室36に直接連通し、それによりダンパ室36への油の流入量が大となり、弁駆 動ピストン37はさらに下方に押下げられ、吸気弁Vが弁ばね26のばね力に抗 して開弁する。
【0019】 吸気弁Vが全開状態になった後に、カム2による押圧力が解除されると、吸気 弁Vは弁ばね26のばね力により上方すなわち閉弁方向に駆動される。この吸気 弁Vの閉弁作動により弁駆動ピストン37も上方に押上げられ、ダンパ室36の 油は油圧室41に戻される。而して吸気弁Vの閉弁作動途中で環状凹部44およ びダンパ室36間の直接の連通状態が解除され、ダンパ室36および環状凹部4 4間にオリフィス43が介在するようになると、ダンパ室36から環状凹部44 すなわち油圧室41への油の戻り量が制限される。このため、吸気弁Vの上方へ の移動速度すなわち閉弁速度が閉弁作動途中から緩められ、吸気弁Vが緩やかに 着座することにより、着座時の衝撃が緩和される。
【0020】 また支持ブロック34には、吸気弁Vが完全に閉弁した状態で該吸気弁Vの上 端を検出するリフトセンサSが配設される。
【0021】 上記伝動機構31における油圧室41の油圧を、吸気弁Vの開弁作動途中で解 放すると、油圧室41は弁ばね26のばね力に打勝って吸気弁Vを開弁し続ける だけの伝達機能を失うことになり、カム2がリフタ39を上方に押続けるにもか かわらず、吸気弁Vは前記油圧解放時から弁ばね26の弾発力により閉弁作動を 開始し、油圧室41の容積は縮小する。
【0022】 油圧回路32は、上述の油圧室41からの油圧の解放および油圧室41への作 動油の給油を司どるものであり、油圧解放弁45と、アキュムレータ46と、一 方向弁47と、チェック弁48とを有して支持ブロック34に配設される。
【0023】 油圧解放弁45は、油圧室41に連通して支持ブロック34に穿設された油路 49と、アキュムレータ46に連通しながら支持ブロック34に穿設された油路 50との間に介設される電磁弁である。一方向弁47は、前記油路50および油 路49間で、前記油圧解放弁45を迂回して支持ブロック34に配設されるもの であり、油路50の油圧が油路49の油圧よりも設定圧以上大きくなったときに 開弁してアキュムレータ46から油路49すなわち油圧室41に向けての油の流 通のみを許容するものである。チェック弁48は、アキュムレータ46と一方向 弁47との中間部すなわち油路50と、給油路19との間に介設され、給油路1 9から油路50側への作動油の流通のみを許容するものである。
【0024】 ところで、吸気弁Vの開弁作動途中で油圧解放弁45により油圧室41の油圧 を解放したときに、次の開弁作動開始までにアキュムレータ46の油圧は一方向 弁47を介して油圧室41に戻され、不足分がチェック弁48を介して油圧室4 1に補給される。而してチェック弁48を介して油路50に作用する油圧は、一 方向弁47の開弁圧である下限圧と、アキュムレータ46の蓄圧開始圧である上 限圧との間に在ることが必要であり、そのような範囲となるように油圧が調圧弁 18により調圧される。
【0025】 図3において、上述のように上部給油系OU および下部給油系OD が相互に独 立して設けられることにより、機関本体Eにおいて、上部機関本体EU および下 部機関本体ED 間でオイルを落下させるための構造が不要となり、それに伴って 図3で示すように、上部機関本体ED と、下部機関本体ED とで相互に独立した ブリーザ系BU ,BD が設けられる。上部機関本体EU 側のブリーザ系BU は、 連通管54と、セパレータ55と、ガス導出管56と、ガス導出管56に介設さ れる一方向弁57とから構成されるものである。連通管54は、機関本体Eに連 なる吸気系Iにおいてエアクリーナ51およびスロットル弁52間と上部機関本 体EU 内の上部との間にわたって設けられ、セパレータ55は、前記連通管54 の開口端とはずれた位置で上部機関本体EU 内の上部を区画するようにして配設 され、ガス導出管56は、吸気系Iにおいてスロットル弁52よりも下流側の吸 気チャンバ53と前記セパレータ55で区画された上部機関本体EU 内の上部と の間にわたって設けられる。また下部機関本体ED 側のブリーザ系BD は、連通 管58と、セパレータ59と、ガス導出管60と、ガス導出管60に介設される 一方向弁61とから構成される。而して連通管58は、エアクリーナ51および スロットル弁52間の吸気系Iと下部機関本体ED 内の上部との間にわたって設 けられ、セパレータ59は、膨大化した容積を有して下部機関本体ED 内の上部 に連通され、ガス導出管60は、吸気系Iの吸気チャンバ53と前記セパレータ 59との間にわたって設けられる。
【0026】 ところで、下部給油系OD で用いられる第1オイルの温度に対する粘度変化が 図4の直線Aで示すものであるときに、上部給油系OU で用いられる第2オイル は、図4の直線B,Cで示すように、少なくとも低温時には第1オイルよりも低 粘度であるものが用いられ、望ましくは、直線Cで示すように温度変化に対する 粘度変化の割合が第1オイルよりも小さいものが用いられる。
【0027】 而して上記直線Aで示す第1オイルとしては、従来からエンジンオイルとして 用いられているたとえばウルトラU(商品名)が用いられ、直線Bで示す第2オ イルとしてはたとえばシリコンKF96(商品名)が用いられ、直線Cで示す第 2オイルとしてはたとえばRO−10(商品名)やフルードスペシャル(商品名 )が用いられ、それらの温度に対する動粘度(cst)は表1で示す通りである 。
【0028】
【表1】
【0029】 次にこの実施例の作用について説明すると、上部給油系OU の第2オイルポン プP2 は、シリンダヘッドHC に設けられたオイルバス14から作動油を汲上げ るべくシリンダヘッドHC に配設されるものであり、弁作動特性変更手段4の油 圧室41および第2オイルポンプP2 間の距離を比較的短くすることができ、し たがって、機関の始動時には、弁作動特性変更手段4の油圧室41への給油を速 やかに行なって応答性を向上することができる。
【0030】 ところで、下部給油系OD で循環する第1オイルは、図4の直線Aで示すよう に、低温度で比較的高い粘度を有し、クランク軸5およびピストンの潤滑に適し た性状を有するものであり、クランク軸5およびピストン等で焼付き損傷が生じ ることはない。
【0031】 上部給油系OU で循環する第2オイルは、図4の直線B,Cで示すように少な くとも低温度では第1オイルよりも粘度の低いものであり、上部給油系OU と下 部給油系OD とを相互に独立させることにより、弁作動特性変更手段4の正常作 動範囲を低温側に拡大することが可能となる。また、図4の直線Bで示すように 温度変化に対する粘度変化の割合が比較的小さいものを第2オイルとして用いた 方が、高温時の粘度低下をより小さくしてカムジャーナル部10等の潤滑に有利 であるが、図4の直線Cで示すように全温度域にわたって低い粘度を有するもの であっても、動弁カム軸3の回転数はクランク軸5の回転数の1/2であって比 較的低いので、カムジャーナル部10等の潤滑に有効に用いることができる。
【0032】 また下部給油系OD では、第1オイルがブローバイガスと接触したり、燃焼熱 により第1オイルが加熱されたりするので、第1オイルの性状劣化は比較的早く 進行するが、上部給油系OU では、ブローバイガスとの接触のおそれがなく、ま た燃焼熱の影響も小さいので第2オイルの温度上昇も小さいことから性状劣化の 進行は遅い。したがって第2オイルが比較的効果であっても、第2オイルの交換 サイクルを長くすることが可能となる。
【0033】 さらに上部給油系OU と下部給油系OD とを独立させたことに伴い、上部機関 本体EU 側のブリーザ系BU と、下部機関本体ED 側のブリーザ系BU とを相互 に独立させたので、機関本体Eからのブリーザを効果的に行なうことが可能とな る。
【0034】 以上の各実施例では、機関弁として吸気弁を取り上げて説明したが、本考案を 機関弁としての排気弁に関連して実施することも可能である。
【0035】
【考案の効果】
以上のように本考案の第1の特徴によれば、下部機関本体に配設された各オイ ル消費部に第1オイルを給油する第1オイルポンプが接続されて成る下部給油系 と、動弁装置が備える各オイル消費部ならびに前記油圧室に少なくとも低温から 常温の範囲では第1オイルよりも低粘度である第2オイルを給油する第2オイル ポンプが接続されて成る上部給油系とが相互に独立して配設されるので、第2オ イルポンプを油圧室に近接配置して機関始動時の油圧室への給油を速やかに行な うとともに弁作動特性変更手段の作動範囲を低温側に拡大することができ、しか も上部給油系のオイル交換サイクルを長くすることができる。
【0036】 また本考案の第2の特徴によれば、第2オイルの温度に対する粘度の変化割合 は第1オイルの温度に対する粘度の変化割合よりも小さいので、高温時の動弁装 置の潤滑を有利に行なうことができる。
【0037】 さらに本考案の第3の特徴によれば、シリンダヘッドを含む上部機関本体内と 、下部機関本体内とで相互に独立したブリーザ系を備えるので、上部給油系およ び下部給油系を相互に独立させたにもかかわらず、機関本体からのブリーザを効 果的に行なうことができる。
【提出日】平成4年2月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】 図2において、上部給油系OU では、オイルバス14から作動油を汲上げる第 2オイルポンプP2 の吐出口にフィルタ17および調圧弁18を備える給油路1 9が接続されるとともにリリーフ弁20が接続され、該給油路19が各弁作動特 性変更手段4の油圧室41に接続されるとともに該給油路19のフィルタ17お よび調圧弁18間から分岐してオリフィス15を備える分岐路16が各カムジャ ーナル部10等のオイル消費部に接続される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】 伝動機構31は、吸気弁Vと同軸にして支持ブロック34に固定される第1シ リンダ体35と、吸気弁Vの上端に当接するとともに第1シリンダ体35との間 にダンパ室36を画成して第1シリンダ体35の下部に摺動可能に嵌合される弁 駆動ピストン37と、カム2の上方で支持ブロック34に固定される第2シリン ダ体38と、カム2に摺接しながら支持ブロック34に摺動可能に嵌合されるリ フタ39と、該リフタ39に上端を当接させるとともに第2シリンダ体38との 間に油圧室41を画成して第2シリンダ体38の下部に摺動可能に嵌合されるカ ム従動ピストン40とを備える。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】 また下部給油系OD では、第1オイルがブローバイガスと接触したり、燃焼熱 により第1オイルが加熱されたりするので、第1オイルの性状劣化は比較的早く 進行するが、上部給油系OU では、ブローバイガスとの接触のおそれがなく、ま た燃焼熱の影響も小さいので第2オイルの温度上昇も小さいことから性状劣化の 進行は遅い。したがって第2オイルが比較的高価であっても、第2オイルの交換 サイクルを長くすることが可能となる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】 さらに上部給油系OU と下部給油系OD とを独立させたことに伴い、上部機関 本体EU 側のブリーザ系BU と、下部機関本体ED 側のブリーザ系BD とを相互 に独立させたので、機関本体Eからのブリーザを効果的に行なうことが可能とな る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例の内燃機関の給油系統図であ
る。
【図2】上部給油系および弁作動特性変更手段の構成を
示す縦断面図である。
【図3】ブリーザ系を示す図である。
【図4】オイルの温度に対する粘度変化を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1 動弁装置 3 動弁カム軸 4 弁作動特性変更手段 9 オイル消費部としてのクランクジャー
ナル部 10 オイル消費部としてのカムジャーナル
部 41 油圧室 BC シリンダブロック BD ,BU ブリーザ系 ED 下部機関本体 EU 上部機関本体 HC シリンダヘッド OD 下部給油系 OU 上部給油系 P1 第1オイルポンプ P2 第2オイルポンプ V 機関弁としての吸気弁
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年2月26日
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダブロック(BC )の上面に結合
    されたシリンダヘッド(HC )には、シリンダブロック
    (BC )を含む下部機関本体(ED )に回転自在に支承
    されたクランク軸(5)に連なる動弁カム軸(3)と、
    シリンダヘッド(HC )に開閉作動可能に支持された機
    関弁(V)の作動特性を油圧室(41)の油圧変化に応
    じて変更可能な弁作動特性変更手段(4)とを備える動
    弁装置(1)が配設される内燃機関において、下部機関
    本体(ED )に配設された各オイル消費部(9)に第1
    オイルを給油する第1オイルポンプ(P1 )が接続され
    て成る下部給油系(OD )と、動弁装置(1)が備える
    各オイル消費部(10)ならびに前記油圧室(41)に
    少なくとも低温時に第1オイルよりも低粘度である第2
    オイルを給油する第2オイルポンプ(P2 )が接続され
    て成る上部給油系(0U )とが相互に独立して配設され
    ることを特徴とする内燃機関における給油装置。
  2. 【請求項2】 第2オイルの温度に対する粘度の変化割
    合は第1オイルの温度に対する粘度の変化割合よりも小
    さいことを特徴とする請求項1記載の内燃機関における
    給油装置。
  3. 【請求項3】 シリンダヘッド(HC )を含む上部機関
    本体(ED )と、下部機関本体(ED )とで相互に独立
    したブリーザ系(BU ,BD )を備えることを特徴とす
    る請求項1記載の内燃機関における給油装置。
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