JP2015086768A - Internal combustion engine with oil jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、ピストンを冷却するためのオイルジェット装置を備えた内燃機関に関するもので、特に、車両用内燃機関を好適な対象にしている。 The present invention relates to an internal combustion engine provided with an oil jet device for cooling a piston, and is particularly suitable for a vehicle internal combustion engine.
車両用内燃機関において、クランク室の上端部下面にオイルジェット装置を設けてピストンを冷却することが広く行われている。オイルジェット装置の内部には、オイル入口を塞ぐ弁体とこれを押すばねとから成る圧力弁が配置されており、機関の回転数が高くなってオイル通路の圧力が基準値を超えると、オイルが弁体を押しのけてオイル室に流入するようになっている。 In an internal combustion engine for a vehicle, an oil jet device is provided on the lower surface of the upper end portion of the crank chamber to cool the piston. Inside the oil jet device, there is a pressure valve consisting of a valve body that closes the oil inlet and a spring that presses the oil inlet. If the engine speed increases and the oil passage pressure exceeds the reference value, Pushes the valve body and flows into the oil chamber.
オイルはオイルポンプから吐出しており、オイルポンプの吐出圧は機関の回転数に比例して高くなる。従って、オイルジェット装置の作動も機関の回転数に連動している。しかし、機関の回転数が高ければ常にオイルジェット装置によるオイルの噴射が必要というわけではなく、機関の回転数が所定値まで高くなっていてもピストンの冷却が必要でない場合もある。 Oil is discharged from the oil pump, and the discharge pressure of the oil pump increases in proportion to the engine speed. Therefore, the operation of the oil jet device is also linked to the engine speed. However, if the engine speed is high, oil injection by the oil jet device is not always necessary, and cooling of the piston may not be necessary even if the engine speed is increased to a predetermined value.
この点について特許文献1では、機関の減速時には燃料はカットされているためピストンの冷却が必要ない点に着目し、オイルポンプとして可変容量式のものを採用し、車両の減速時にはオイルポンプの吐出圧が基準値まで上昇しないように吐出圧を制御することが記載されている。
In this regard,
さて、機関の減速時には燃料噴射もカットされているので、オイルでピストンを冷却する必要性は低いが、機関回転数がある程度に高くてもピストンの冷却が不要な状態は他にも存在している。例えば、始動してすぐ車両を発進させた場合のように、車両を走行させながら暖機運転している状態では、機関回転数が高くてもピストンは高温化していないため、オイルで冷却するのは却ってよくないと云える。 Now, since the fuel injection is cut when the engine is decelerated, the need to cool the piston with oil is low, but there are other situations where the piston does not need to be cooled even if the engine speed is high to some extent. Yes. For example, in a state where the vehicle is warmed up while running, such as when the vehicle is started immediately after starting, the piston is not heated even if the engine speed is high. Can not be rejected.
また、寒冷地での走行のように低温環境下での運転では、長時間継続運転しても機関温度がさほど高くならないこともあり、この場合も、オイルジェットの噴出を停止し続けておくのが燃費の面から有益である。 Also, when operating in a low temperature environment such as driving in a cold region, the engine temperature may not become so high even if it is operated continuously for a long time, and in this case also, the jet of oil jet continues to stop Is beneficial in terms of fuel economy.
しかし、特許文献1は減速時にしかオイルジェットの噴出を停止できないため、暖機運転中や低温環境下での運転におけるオイルジェット噴出停止要請には応えることができない。また、オイルはクランク軸やカム軸等の潤滑を行うことを本来の目的とするものであり、機関の回転数が高くなるとオイルの吐出圧を高くして潤滑機能を確保せねばならず、この原則は減速時等であっても変わりはないが、特許文献1では減速時にはオイルポンプの吐出圧が低くなるため、各潤滑部の潤滑が不完全になるおそれもある。
However, since
本願発明は、このような現状を改善することを目的とするものである。 The present invention aims to improve such a current situation.
本願発明は、オイル通路から分岐した枝通路にピストン冷却用のオイルジェット装置を接続し、オイル通路内のオイルの圧力が基準値を超えると前記オイルジェット装置からオイルが噴出する構成の内燃機関において、前記オイル通路にはオイルを逃がすリリーフ通路が接続されており、前記リリーフ通路に、吸気負圧が予め設定した基準値より負圧側に高い場合及び/又は前記ピストンの冷却が必要でない状態で前記オイル通路のオイル圧力が基準値に上昇した場合にオイルを逃がすリリーフ弁が設けられている。 The present invention relates to an internal combustion engine having a structure in which an oil jet device for cooling a piston is connected to a branch passage branched from an oil passage, and when the oil pressure in the oil passage exceeds a reference value, the oil jets from the oil jet device. The oil passage is connected to a relief passage that allows oil to escape, and the relief passage includes the relief passage when the intake negative pressure is higher than a preset reference value and / or when the piston does not need to be cooled. A relief valve is provided for releasing oil when the oil pressure in the oil passage rises to a reference value.
この場合、リリーフ弁の開きとオイルジェットの噴出量との関係は、リリーフ弁の開きによってオイルジェットの噴出が完全に止まる場合と、リリーフ弁の開きによってオイルジェットの噴出量が少なくなる場合との両方を含んでいる。噴出量を抑制する場合は、機関の回転数に応じて、予め設定した基準値までは完全に停止して、基準値を超えたら量を少なくして噴出させることが可能である。 In this case, the relationship between the relief valve opening and the oil jet ejection amount is that the oil jet ejection stops completely due to the relief valve opening, and the oil jet ejection amount decreases due to the relief valve opening. Includes both. In the case of suppressing the ejection amount, it is possible to stop completely until a reference value set in advance according to the number of revolutions of the engine, and to eject it when the reference value is exceeded.
さて、車両の減速時や下り坂走行時には機関は真空ポンプと同じ状態になるため、吸気系の負圧は真空側に大きく上昇する。従って、吸気負圧の上昇に応じてリリーフ弁を開くことで、オイルポンプの吐出圧は変えることなく、ピストンに対するオイルジェットの噴出を停止又は抑制できる。同様に、機関温度が所定値まで上昇しておらずピストンの冷却が不要な場合も、例えば冷却水温度やオイル温度を利用してリリーフ弁を開くことで、オイルポンプの吐出圧は変えることなく、ピストンに対するオイルジェットの噴出を停止又は抑制できる。 Now, when the vehicle decelerates or runs downhill, the engine is in the same state as the vacuum pump, so the negative pressure in the intake system rises greatly to the vacuum side. Therefore, by opening the relief valve in accordance with the increase in intake negative pressure, it is possible to stop or suppress the ejection of the oil jet to the piston without changing the discharge pressure of the oil pump. Similarly, even when the engine temperature has not risen to a predetermined value and piston cooling is not required, for example, by opening the relief valve using the cooling water temperature or oil temperature, the discharge pressure of the oil pump does not change. The jet of oil jet to the piston can be stopped or suppressed.
これにより、各潤滑部の適切な潤滑は確保しつつ、ピストンの過冷却による燃費悪化やオイルのミスト化による消費増大、或いはオイルが燃焼室に吸い込まれて燃焼することによる燃えかすの発生を防止又は著しく抑制できる。オイルに混入していた気泡をリリーフ通路から排出できる利点もある。また、本願発明はオイル通路からオイルを逃がすものであり、リリーフ弁を各オイルジェット装置に設ける必要はないため、リリーフ弁は1カ所だけ設けたらよい。従って、コスト面においても有利である。 As a result, while ensuring proper lubrication of each lubrication part, fuel consumption deterioration due to piston overcooling, increased consumption due to oil mist generation, or generation of burnout due to oil being sucked into the combustion chamber and burning are prevented. Or it can suppress remarkably. There is also an advantage that air bubbles mixed in the oil can be discharged from the relief passage. Further, the present invention allows oil to escape from the oil passage, and it is not necessary to provide a relief valve in each oil jet device, so that only one relief valve needs to be provided. Therefore, it is advantageous in terms of cost.
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は車両用の3気筒内燃機関に適用しており、そこで、シリンダブロック1には3つのシリンダボア2がクランク軸の軸線方向に並べて形成されている。各シリンダボア2にはピストン3が摺動自在に嵌まっている。ピストン3は、コンロッド4を介してクランクピン(図示せず)に連結されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is applied to a three-cylinder internal combustion engine for a vehicle. Therefore, three
シリンダブロック1の上面にはシリンダヘッド5が固定されており、シリンダヘッド5には、吸気弁6で開閉される吸気ポート7と、排気弁8が開閉される排気ポート9とが形成されており、燃焼室の上底面には点火プラグ10が望んでいる。シリンダヘッド5の長手一側面には、各吸気ポート7に連通した吸気マニホールド11が固定されている。
A
吸気マニホールド11には吸気通路12が接続されており、吸気通路12に、スロットルバルブ13及びサージタンク14が接続されている。実際には、吸気マニホールド11にサージタンク14を固定して、サージタンク14にスロットルバルブ13を取り付けていることが多い。サージタンク14には、吸気圧センサ15を設けている。
An
図1(A)のとおり、シリンダブロック1のうち、シリンダボア2の並びの外端のコーナー部の近くの箇所に上下方向に延びるメインオイルギャラリー17が形成されており、シリンダブロック1のうち、平面視でクランク軸心18を挟んだ片側でかつシリンダボア2の下端寄りの高さ位置に、シリンダボア2の列の外側に位置してクランク軸心Oと平行に延びるオイルジェット用オイル通路18が、メインオイルギャラリー17から分岐した状態に形成されている。敢えて述べるまでもでもないが、メインオイルギャラリー17の下端はオイルポンプの吐出口に接続されている。
As shown in FIG. 1A, a
オイルジェット用オイル通路18からは、シリンダボア2の外側に位置したオイルジェット用枝通路19が下向きに分岐している。オイルジェット用枝通路19の上端部は、オイルジェット用オイル通路18に連通した小径のオリフィス部19aになっている。オイルジェット用枝通路19は、シリンダブロック1の下面のうちシリンダボア2の下端の箇所に設けた平坦面20に開口している。そして、平坦面20にオイルジェット装置21を取り付けている。なお、メインオイルギャラリー17から枝通路を分岐させることも可能である。
An oil
オイルジェット装置21は、オイルジェット用枝通路19に上側部分が嵌まっている筒状の本体部22と、本体部22の露出部から分岐したノズル23とを有しており、ノズル23からオイルジェットがピストン3の下面に向けて噴出する。本体部22にはフランジ24を設けており、フランジ24がビス25でシリンダブロック1に固定されている。
The
オイルジェット装置21における本体部22の上端は小径穴(オイル入口)22aになっており、小径穴22aがボール状弁体27で下方から塞がれ、弁体27はばね28で下方から支持されている。ばね28はプラグ状の底板26で支持されている。オイルジェット用オイル通路18の圧力が所定値まで上昇すると、弁体27がばね28に抗して下降し、これにより、オイルがオイルジェット用オイル通路18から本体部22に流入してノズル23から噴出する。
The upper end of the
シリンダブロック1のうちオイルジェット用オイル通路18の外側の部位でかつメインオイルギャラリー17に近い部位(すなわち、オイルジェット用オイル通路18の付け根に近い部位)には、オイルジェット用オイル通路18から外向きに分岐したリリーフ通路29が形成されている。リリーフ通路29は、水平部29aとその終端から下向きに延びる縦長部29bとを有しており、下端はクランク室又はオイルパンに開口している。
A portion of the
そして、リリーフ通路29に、その縦長部29bと同心の上下長手の弁室30を形成し、弁室30に、スライド式の棒状弁体31を上下スライド自在に配置して、弁体31を上からばね32で付勢している。リリーフ通路29の弁室30はドリル加工で形成されており、ドリル穴を塞ぐプラグ33でばね32を上から支持している。
Then, the
リリーフ通路29の水平部29は弁室30に向けて開口しており、弁体31は、下降し切った状態ではリリーフ通路29の水平部29aを塞ぎ、ばね32に抗して上昇し切ると、リリーフ通路29の水平部29aと縦長オイルポンプ29bとが連通する。従って、本実施形態では、弁室30と弁体31とばね32で請求項に記載したリリーフ弁34が構成されている。
The
弁室30の上端部には吸引ポート35が連通しており、吸引ポート35に真空ポンプ36が接続されている。真空ポンプ36はECU(エンジン・コントロール・ユニット)37の指令で駆動されるようになっており、ECU37には、既述の吸気圧センサ15や冷却水温度センサ38が接続されている。冷却水温度センサ37は機関温度検知手段の一例であり、機関温度検知手段としてオイル温度センサを使用することも可能である。或いは、ラジェータは冷却水の温度によってON・OFFされるので、真空ポンプ36の駆動をラジェータの駆動に関連させてもよい。
A
以上の構成において、機関回転数が予め設定した基準回転数になると、オイルポンプの吐出圧が設定値を超えて、オイルはオイルジェット装置21からピストン3に向けて噴出する。これが基本態様であるが、車両の減速時や下り坂走行によって吸気負圧が所定値(例えば−75KPa)よりも真空側に高くなると、吸気圧センサ15からの信号によって真空ポンプ36が駆動されて、リリーフ弁34の弁体31が上昇して(リリーフ弁34が開いて)、オイルはオイルジェット用オイル通路18からクランクケースやオイルパンにリークする。このため、オイルジェット装置からのオイルの噴出が停止又は抑制される。
In the above configuration, when the engine speed reaches a preset reference speed, the discharge pressure of the oil pump exceeds the set value, and oil is ejected from the
また、暖機運転中や低温環境下での運転のように機関温度が予め設定した基準温度まで高くなっていない状態でも、冷却水温度センサ38からの信号に基づくECU37からの指令により、真空ポンプ36が駆動されてリリーフ弁34が開くことで、オイルジェット装置21からのオイルの噴出が中止又は抑制される。これにより、クランク軸やカム軸等の各潤滑部の適切な潤滑は確保しつつ、ピストン3の過冷却による燃費悪化やオイルのミスト化によるオイル消費増大、或いはオイルが燃焼室に吸い込まれて燃焼することによるデポジットの発生等の問題を防止又は著しく抑制できる。吸気負圧と機関温度との2つの条件が重なったときにリリーフ弁34を開くことも可能である。
Further, even in a state where the engine temperature has not risen to a preset reference temperature during a warm-up operation or an operation in a low temperature environment, a vacuum pump is provided by a command from the
この場合、リリーフ弁34はオイルジェット用オイル通路18の付け根部の近傍に設けているので、1つのリリーフ弁34での制御でありながら、3つのオイルジェット装置21を的確に制御できる(オイルジェット用オイル通路18を全体的に圧力低下させることができる。)。
In this case, since the
リリーフ弁34としては様々のものを使用できる。例えば、弁体としてボールやヒンジ式回動弁を採用してもよい。また、弁体をアクチェータで駆動する場合、実施形態のような真空ポンプには限らず、電磁ソレノイドやモータなども使用できる。
Various types of
また、弁体は、吸気負圧で直接に駆動することも可能である。或いは、吸気負圧を蓄圧するアキュームレータを設けて、アキュームレータと吸引ポート35とを繋ぐ吸引通路に、冷却水温度又はオイル温度によって開閉するサーモ弁を設け、冷却水温度又はオイル温度が予め設定した基準値以下の場合には吸引通路を開いた状態に維持しておくといったことも可能である。
Further, the valve body can be directly driven by the intake negative pressure. Alternatively, an accumulator for accumulating the intake negative pressure is provided, and a thermo valve that opens and closes depending on the cooling water temperature or the oil temperature is provided in the suction passage that connects the accumulator and the
また、吸気負圧を利用して吸気行程にはオイルジェットの噴出を停止させることも可能であり、このように燃料を噴射している状態でのきめ細かい制御を行うと、オイルが燃焼室に吸い上げられることを的確に防止又は抑制できるため、オイルの燃焼によるデポジットの発生を防止できる利点がある。 It is also possible to stop the jet of oil jet during the intake stroke using the intake negative pressure, and if fine control is performed while fuel is being injected in this way, the oil is sucked into the combustion chamber Therefore, there is an advantage that deposits due to oil combustion can be prevented.
本願発明は車両用の内燃機関に実際に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be actually embodied in an internal combustion engine for a vehicle. Therefore, it can be used industrially.
1 シリンダブロック
2 シリンダボア
3 ピストン
5 シリンダヘッド
7 吸気ポート
11 吸気マニホールド
14 サージタンク
15 吸気圧センサ
17 メインオイルギャラリー
18 オイルジェット用オイル通路
19 オイルジェット用枝通路
21 オイルジェット装置
29 リリーフ通路
30 リリーフ弁を構成する弁室
31 リリーフ弁の弁体
32 リリーフ弁のばね
34 リリーフ弁
35 吸引ポート
36 リリーフ弁操作アクチェータの一例としての真空ポンプ
37 ECU
38 冷却水温度センサ
1
38 Cooling water temperature sensor
Claims (1)
前記オイル通路にはオイルを逃がすリリーフ通路が接続されており、前記リリーフ通路に、吸気負圧が予め設定した基準値より負圧側に高い場合及び/又は前記ピストンの冷却が必要でない状態で前記オイル通路のオイル圧力が基準値に上昇した場合にオイルを逃がすリリーフ弁が設けられている、
オイルジェット装置付き内燃機関。 An oil jet device for cooling the piston is connected to the branch passage branched from the oil passage, and the oil jets from the oil jet device when the oil pressure in the oil passage exceeds a reference value,
A relief passage for releasing oil is connected to the oil passage, and the oil is supplied to the relief passage when intake negative pressure is higher than a preset reference value and / or when cooling of the piston is not necessary. A relief valve is provided to release oil when the oil pressure in the passage rises to the reference value.
An internal combustion engine with an oil jet device.
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|---|---|---|---|---|
| CN106979048A (en) * | 2017-02-24 | 2017-07-25 | 宁波神通模塑有限公司 | A kind of automobile engine oil pan |
| JP7586251B1 (en) | 2023-08-18 | 2024-11-19 | いすゞ自動車株式会社 | Regulation System |
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| CN106979048B (en) * | 2017-02-24 | 2022-09-13 | 神通科技集团股份有限公司 | Oil pan of automobile engine |
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