
ドライサンプシステムは、4ストロークおよび大型2ストローク往復動内燃機関における潤滑油の管理方法の一つです。ドライサンプシステムは、2つ以上のオイルポンプと独立したオイルリザーバーを使用しますが、従来のウェットサンプシステムは、エンジン下部のメインサンプ(米国ではオイルパン)と単一のポンプのみを使用します。ドライサンプエンジンでは、エンジン内部の負圧を調整し、内部シールが反転しないようにするための圧力リリーフバルブが必要です。
ドライサンプ潤滑方式は、船舶などで使用される大型ディーゼルエンジンや、レーシングカー、曲技飛行機、高性能水上バイク、オートバイなどで使用されるガソリンエンジンで一般的に採用されています。ドライサンプは、信頼性の向上、オイル容量の増加、高G負荷時のオイル不足の軽減、その他の技術的または性能上の理由から、これらの用途に選択されることがあります。ただし、ドライサンプは、コストの増加、複雑さ、または大型化などの理由から、一部の用途には適さない場合があります。
エンジンは、エンジン全体を循環するオイルによって潤滑と冷却の両方が行われ、オイルはさまざまなベアリングやその他の可動部品に供給され、その後、重力によってエンジンの底部にあるオイルパンに排出されます。市販されているほとんどすべての自動車エンジンのウェットサンプシステムでは、循環していないオイルはオイルパンに溜まります。ポンプがオイルパンからオイルを回収し、エンジンに直接循環させます。ドライサンプシステムでは、オイルはエンジンの底部に溜まりますが、はるかに小さなオイルパンに溜まります。そこで、1つまたは複数のスカベンジポンプがオイルを吸い上げ、(通常は外部の)リザーバーに移送します。リザーバーでは、オイルは冷却および脱気されてから、加圧ポンプによってエンジンに再循環されます。リザーバーは通常、背が高く、幅が狭く、オイル出口が底部にあり、出口の上にバッフルが設けられており、オイルが揺れているときでもオイルがスムーズに供給されるように設計されています。
ドライサンプポンプの動作は、加圧ステージと掃気ステージで構成されます。「ステージ」という用語は、複数のポンプの動作を説明するためによく使用されますが、その用語から想像されるような直列ではなく、通常は並列で動作します。加圧ステージは、リザーバーの底からオイルを吸い上げ、フィルターを通してエンジン本体に送ります。[ 1 ]調整可能な圧力レギュレーターにより、さまざまなエンジン回転数で油圧が安定するようにします。ドライサンプシステムには、少なくとも2つのポンプ(1つの加圧ポンプと1つの掃気ポンプ)が必要であり、サンプ内のオイル量を最小限に抑えるために、最大4つまたは5つの掃気ポンプが使用されることもあります。加圧ポンプと掃気ポンプは、共通のクランクシャフトに取り付けられることが多く、システムの前面にある1つのプーリーで、エンジンの設計に必要な数のオイルポンプを駆動できます。クランクケースセクションごとに1つの掃気ポンプがあるのが一般的です。しかし、倒立型エンジン(一般的には航空機エンジン)の場合、各シリンダーバンクごとに独立した掃気ポンプを使用する必要がある。したがって、倒立型V型エンジンには、最低でも2つの掃気ポンプと1つの圧力ポンプが必要となる。
ドライサンプシステムは、クランクケースを密閉し、スカベンジポンプがオイルとガスの両方を吸い出すことで、エンジンのクランクケース内を大気圧より低い圧力(つまり部分真空)に保つように設計することもできます。 [ 1 ] [ 2 ]このようなエンジンでは、クランクケースに入るガス(ピストンリングを通過するブローバイガスだけでなく、空気漏れやオイル蒸気も含む)の速度が、オイルだけを除去するのに必要な量を超えてスカベンジポンプの容量からガスを除去する速度と等しくなったときに、圧力平衡に達します。あるいは、クランクケースをオイルリザーバーにベントし、そこからエンジンの吸気口または外気へベントすることで、クランクケース内を大気圧に近い圧力に保つこともできます。
ドライサンプシステムはウェットサンプシステムに比べて多くの利点があります。主な利点は次のとおりです。[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ]
ドライサンプエンジンは、ウェットサンプエンジンと比較して、以下のようないくつかの欠点があります。[ 1 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
ドライサンプは、信頼性と整備性の向上を主な理由として、船舶推進用などの大型ディーゼルエンジンでよく採用されています。また、 Gフォースの問題、信頼性の高いオイル供給、出力、車両の操縦性といった理由から、レーシングカーや曲技飛行機でもよく使用されています。シボレー コルベット Z06のC6、C7、C8世代はドライサンプ潤滑方式を採用しており、 500 マイル (800 km)走行後に最初のオイル交換が必要です。
ドライサンプ潤滑は、他の道路車両よりも激しい運転が予想されるオートバイに特に有効です。ホンダCB750(1969年)など多くのオートバイはドライサンプエンジンを採用していますが、現代のオートバイエンジンはウェットサンプ方式を採用する傾向があります(特に横置き直列4気筒エンジンは幅が広く、地上高を確保するためにフレームの高い位置に搭載する必要があるため、その下のスペースをウェットサンプに利用できます)。しかし、幅の狭いエンジンは低い位置に搭載できるため、理想的にはドライサンプ潤滑を採用すべきです。
ドライサンプ方式を採用しているオートバイのモデルには、以下のようなものがあります。