CN107461273B - 活塞冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞冷却装置，其目的在于，同时使用用于向活塞的冷却空腔供给机油的喷油嘴、和使目的有所不同的喷油嘴，来适度地保持活塞的温度。在内燃机的活塞(12)的内部设置冷却空腔(26)。在活塞(12)的背面设置冷却空腔(26)的出入孔(20)、(22)。所述活塞冷却装置具备朝向所述出入孔(20)喷射机油的第一喷油嘴(30)、和朝向与所述出入孔(20)不同的部位喷射机油的第二喷油嘴(34)。使所述第一喷油嘴(30)优先于所述第二喷油嘴(34)而喷射机油。

Description

活塞冷却装置

技术领域

本发明涉及一种活塞冷却装置，尤其涉及一种用于将被配置于内燃机的气缸内的活塞的温度保持为适当温度的活塞冷却装置。

背景技术

在专利文献1中公开了一种用于对被配置于内燃机的气缸内的活塞进行冷却的冷却装置。专利文献1中所记载的活塞的内部具备冷却空腔。冷却空腔与被设置在活塞的背面侧的两个出入孔连通。

在活塞的背面侧设置有两个喷油嘴。一方的喷油嘴以活塞位于上止点附近时朝向一方的出入孔的方式而被设置。另一方的喷油嘴以活塞位于下止点附近时朝向另一方的出入孔的方式而被设置。

根据上述的结构，当活塞位于上止点附近时，能够从一方的出入孔供给机油从而在冷却空腔内实现机油的流通。此外，当活塞位于下止点附近时，能够从另一方的出入孔供给机油从而在冷却空腔内形成机油的流通。因此，根据上述的现有的冷却装置，能够在内燃机的工作中对活塞从其内部适度地进行冷却。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-301744号公报

专利文献2：日本特开2008-163936号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在内燃机中，除了上述的喷油嘴之外，有时还会使用用于朝向活塞的背面喷射机油的喷嘴等。而且，在同时使用了朝向冷却空腔喷射机油的喷油嘴和其他的喷油嘴的情况下，需要从这双方的喷油嘴喷射在适当地保持活塞的温度的基础上不会发生过多或不足的机油。

然而，专利文献1中所记载的冷却装置仅具备向活塞的冷却空腔供给机油的喷嘴，其并没有提出此种喷嘴与目的有所不同的其他喷油嘴被同时使用的情况下的解决方案。

此发明是为了解决上述那样的课题而被完成的，其目的在于，提供一种能够同时使用用于向活塞的冷却空腔供给机油的喷油嘴、和使目的有所不同的喷油嘴，从而长期且稳定地适度保持活塞的温度的活塞冷却装置。

用于解决课题的方法

第一发明是为了实现上述目的而被搭载于内燃机中的活塞的冷却装置，其特征在于，具备：

冷却空腔，其被设置在所述活塞的内部，并且具备在该活塞的背面上开口的出入孔；

第一喷油嘴，其朝向所述出入孔喷射机油；

第二喷油嘴，其朝向与所述出入孔不同的部位喷射机油，

所述第一喷油嘴优先于所述第二喷油嘴而喷射机油。

此外，第二发明为，在第一发明中，其特征在于，

具备机油泵，所述机油泵生成机油的喷射中所需的油压，

在所述机油泵的喷油量与从所述第一喷油嘴和所述第二喷油嘴双方喷射机油所需的油量相比较少的情况下，使该喷油量优先消耗于从所述第一喷油嘴实施的机油喷射中。

此外，第三发明为，在第二发明中，其特征在于，

所述第一喷油嘴以及所述第二喷油嘴经由共用的油压路径而与所述机油泵连通，

所述第一喷油嘴的开阀压与所述第二喷油嘴的开阀压相比为低压。

此外，第四发明为，在第三发明中，其特征在于，

所述机油泵为两级式机油泵，所述两级式机油泵具有将生成油压向低压侧与高压侧这两级进行切换的功能，

所述第一喷油嘴的开阀压在所述低压侧的生成油压以下，

所述第二喷油嘴的开阀压高于所述低压侧的生成油压且在所述高压侧的生成油压以下。

此外，第五或第六发明为，在第三或第四发明中，其特征在于，

所述内燃机具备多个气缸，

所述第一喷油嘴以及所述第二喷油嘴被配置在各个气缸上，

属于多个气缸中的各个气缸的第一喷油嘴以及第二喷油嘴连通于所述油压路径。

此外，第七发明为，在第二发明中，其特征在于，

所述第一喷油嘴以及所述第二喷油嘴经由共用的油压路径而与所述机油泵连通，

所述活塞冷却装置具备：

控制机构，其对从所述第二喷油嘴被喷射的油量进行控制；

控制装置，其在向所述第一喷油嘴被供给的油压低于从该第一喷油嘴喷射机油所需的压力的情况下，对所述控制机构进行控制以减少从所述第二喷油嘴被喷射的油量。

此外，第八发明为，在第二发明中，其特征在于，具备：

机油泵，其通过利用内燃机的驱动转矩而被驱动，从而向所述第一喷油嘴供给油压；

电动机油泵，其通过电力而被驱动并向所述第二喷油嘴供给油压；

控制装置，其在被要求了由所述第二喷油嘴而实施的机油喷射的条件下，使所述第二喷油嘴喷射从所述电动机油泵被供给的机油。

此外，第九发明为，在第一发明中，其特征在于，在当从所述第一喷油嘴以及所述第二喷油嘴的双方喷射机油时所述活塞会发生过冷的冷却能力过剩条件下，优先减少从所述第二喷油嘴被喷射的油量。

此外，第十发明为，在第九发明中，其特征在于，具备：

控制机构，其对从所述第二喷油嘴被喷射的油量进行控制；

控制装置，其在所述冷却能力过剩条件下，对所述控制机构进行控制以减少从所述第二喷油嘴被喷射的油量。

此外，第十一发明为，在第一至第十发明中的任意一项中，其特征在于，所述活塞为钢制。

发明效果

在第一发明中，由于冷却空腔被设置在活塞内部，因此容易受到来自活塞表面的温度的影响。因此，在冷却空腔的内部容易产生淀积。在本发明中，在内燃机的运转中，相对于从第二喷油嘴实施的机油喷射，优先从第一喷油嘴喷射机油。如果从第一喷油嘴喷射着机油，则会维持冷却空腔内的机油的流动，从而会抑制淀积的生成。因此，根据本发明，不易损害由冷却空腔所实现的冷却效率，从而能够长期且稳定地对活塞的温度恰当地进行保持。

根据第二发明，在因机油泵的喷油量的制约从而无法从双方的喷油嘴喷射机油的情况下，能够优先使第一喷油嘴喷射机油。

根据第三发明，在油压路径的压力上升的过程中，首先开始从第一喷油嘴喷射机油。因此，根据本发明，在机油泵的喷油量相对于从双方的喷油嘴喷射机油而言不充足的状况下，使该喷油量优先消耗于从第一喷油嘴实施的机油喷射中。

根据第四发明，如果机油泵的生成油压为低压侧，则从第一喷油嘴喷射机油，而从第二喷油嘴不喷射机油。此外，如果机油泵的生成油压为高压侧，则从双方的喷油嘴喷射机油。因此，根据本发明，通过切换机油泵的状态，从而能够切实地对第一喷油嘴优先的状态、和双方喷射的状态进行切换。

根据第五或第六发明，机油泵的生成油压被共用地供给至配置于多个气缸的各自之上的第一喷油嘴以及第二喷油嘴。在该情况下，如果第一喷油嘴的开阀压与第二喷油嘴的开阀压为相同，则在生成油压接近于该开阀压的状况下会产生如下的偏差，即，在一部分的气缸中双方喷油嘴均开阀，而在一部分的气缸中任何一个喷油嘴都不开阀。在本发明中，只要是因开阀压的不同从而在全部的气缸中第一喷油嘴均不开阀，那么在任意的气缸中第二喷油嘴也均不开阀。因此，根据本发明，能够抑制与活塞冷却相关的气缸之间的偏差。

根据第七发明，在向第一喷油嘴供给的油压不充足的情况下，减少从第二喷油嘴被喷射的油量。由于第一喷油嘴与第二喷油嘴经由共用的油压路径而与机油泵连通，因此如果减少从第二喷油嘴被喷射的油量，则向第一喷油嘴被供给的油压会上升。因此，根据本发明，在油压不足的环境下，能够优先使第一喷油嘴喷射机油。

根据第八发明，第一喷油嘴中从机械式的电动泵被供给有油压。由于第二喷油嘴从电动泵被供给有油压，因此机械式的电动泵所生成的油压不会消耗于第二喷油嘴中，而是会被供给至第一喷油嘴。因此，根据本发明，即使在机油泵的能力较低的低负载时，也能够向第一喷油嘴提供充足的油量，从而能够优先从第一喷油嘴喷射机油。

根据第九发明，在冷却能力过剩条件下，优先减少从第二喷油嘴被喷射的油量。其结果为，会形成使第一喷油嘴优先于第二喷油嘴而喷射机油的状况。根据该状况，能够在避免活塞的过冷的同时有效地阻止冷却空腔内的淀积物的堆积。

根据第十发明，通过使用对从第二喷油嘴被喷射的油量进行控制的控制机构、和对该控制机构进行控制的控制装置，从而在冷却能力过剩条件成立的情况下，能够有效地形成不会产生过冷并且不会使冷却空腔内堆积淀积物的状态。

根据第十一发明，能够适度地对钢制的活塞进行冷却。钢制的活塞与铝制的活塞相比而容易成为高温，从而容易在冷却空腔内产生淀积物。根据本发明，由于能够优先向冷却空腔内供给机油，因此即使活塞为钢制也能够有效地防止淀积物的堆积。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式1的结构的图。

图2为对铝和铁的特性进行比较而表示的图。

图3为对铝制活塞的温度和钢制活塞的温度进行对比而表示的图。

图4为在本发明的实施方式1中所执行的程序的流程图。

图5为表示本发明的实施方式2的结构的图。

图6为在本发明的实施方式2中所执行的程序的流程图。

图7为表示本发明的实施方式3的结构的图。

图8为用于对本发明的实施方式3的动作进行说明的时序图。

图9为用于对两个喷油嘴的开阀压相同的情况下所产生的气缸间偏差进行说明的时序图。

图10为用于对在本发明的实施方式3中气缸间偏差被消除的状况进行说明的时序图。

图11为用于对本发明的实施方式4的动作进行说明的时序图。

具体实施方式

实施方式1

实施方式1的结构

图1为用于对本发明的实施方式1的活塞冷却装置的结构进行说明的图。图1示出了被配置在内燃机的一个气缸内的气缸衬筒10、和被配置于该气缸衬筒10之中的活塞12。虽然内燃机具有多个气缸，但为了便于图示在图1中仅示出了这些气缸中的一个。

在活塞12的表面上设置有向燃烧室14开口的腔室16。在活塞12上，以围绕腔室16的方式而形成有环状空腔18。环状空腔18被设置在活塞12的内部。在活塞12的内部还设置有，在活塞12的直径方向上对置配置的两个出入孔20、22。出入孔20、22在活塞12的背面上开口，并且在活塞12的轴向上延伸且与环状空腔18连通。在下文中，将环状空腔18与出入孔20、22统称为“冷却空腔”26。

活塞12在其背面侧具备活塞销座28。在活塞销座28上连结有与曲轴连接的连杆(均省略图示)。在活塞12的背面侧、即曲轴箱侧配置有第一喷油嘴30。在第一喷油嘴30中内置有以既定的开阀压来进行开阀的单向阀。当受到超过了开阀压的油压的供给时，第一喷油嘴30会从其喷射孔32喷射机油。喷射孔32以如下方式而设置，即，从该喷射孔32被喷射的机油的轴线与活塞12的往复运动的方向成为平行，且所述喷射孔32朝向一方的出入孔20的开口部。因此，从第一喷油嘴30被喷射的机油在活塞12的往复运动的几乎全部过程中均朝向出入孔20的开口部而被喷射。

在活塞12的背面侧还配置有第二喷油嘴34。第二喷油嘴34与第一喷油嘴30同样地具有通过受到超过既定的开阀压的油压的供给而喷射机油的功能。在本实施方式中，第一喷油嘴30的开阀压与第二喷油嘴34的开阀压为相同压力。第二喷油嘴34的喷射孔36以如下方式而设置，即，其并不朝向出入孔20、22的开口部喷射机油，而是朝向活塞12的背面、更具体而言朝向活塞销座28周边喷射机油。

图1所示的结构具备用于向第一喷油嘴30及第二喷油嘴34供给机油的油压回路。该油压回路具备从内燃机的油底壳38抽吸机油的机油泵40。机油泵40为通过内燃机的驱动转矩而被驱动的机械式的泵。

机油泵40的喷出口与主油道42连通。在主油道42中安装有用于检测其内部的油压的油压传感器44。此外，在主油道42上，连通有用于向内燃机的各个部位供给机油的油道46、与第一喷油嘴30连通的油道48、以及与第二喷油嘴34连通的油道50。

在与第二喷油嘴34连通的油道50上组装有机油控制阀52。机油控制阀52为接收来自外部的指令从而使开度变化的电控式的阀机构。通过机油控制阀52，从而能够对从主油道42向第二喷油嘴34流动的油量进行控制。

在机油控制阀52上连接有电子控制单元(ECU)54。在ECU54上连接有油压传感器44。并且，在ECU54上连接有被搭载在内燃机上的各种传感器。具体而言，在ECU54上连接有如下的传感器。

·对内燃机转速进行检测的转速传感器56

·对吸入空气量进行检测的空气流量计58

·对排气空燃比进行检测的空燃比传感器60

·对冷却水温进行检测的水温传感器62

·内置于第一喷油嘴30中的油量传感器

·内置于第二喷油嘴34中的油量传感器

在本实施方式中，内燃机的活塞12为钢制。图2为对铝和铁的特性进行比较而表示的图。此外，图3为对铝制的活塞的温度64与钢制的活塞的温度66进行对比而表示的图。另外，图3所示的温度64、66为在固定的转速下使内燃机的负载发生了变化的情况下所获得的温度。

如图2所示，铁的热传导率远低于铝的热传导率。因此，如图3所示，钢制的活塞的温度66与铝制的活塞的温度64相比容易成为高温。此处，在图3中标注符号68而表示的虚线为，机油开始发生碳化的温度。如图3所示，钢制的活塞与铝制的活塞相比，其温度66较容易到达碳化开始温度68。因此，在如本实施方式那样使用了钢制的活塞12的内燃机中，对活塞12适度地进行冷却以使之不发生机油的碳化是特别重要的。

实施方式1的活塞冷却装置的动作

在内燃机的运转中，在燃烧室14的内部会产生较大的燃烧热。活塞12的表面会因暴露于该燃烧热中而成为高温。环状空腔18被设置在靠近活塞12的表面的位置处。因此，环状空腔18的内部与活塞12的背面相比而容易成为高温。相反地，如果对环状空腔18适度地进行油冷，那么与对活塞12的背面进行油冷相比，能够高效地降低活塞12的表面温度。

(通常运转条件)

本实施方式的活塞冷却装置在正常的运转条件下，使第一喷油嘴30以及第二喷油嘴34双方朝向活塞12而喷射机油。从第一喷油嘴30被喷射的机油从出入孔20进入到冷却空腔26内，并流过环状空腔18而从出入孔22流出。另一方面，从第二喷油嘴34被喷射的机油被喷射到活塞12的背面、特别是活塞销座的周边。在该情况下，能够使机油持续在冷却空腔26内流通并且能够对活塞12从背面也进行冷却。其结果为，能够适度地防止活塞12的过热。

(冷却能力过剩条件)

活塞12从燃烧室14接受到的热量会根据内燃机的负载状态而发生变动。例如，在怠速运转等的低负载状态下，其热量必然会变少。当在这样的状况下从第一喷油嘴30与第二喷油嘴34的双方喷射机油时，活塞12有时会过冷。在下文中，将可能产生这种过冷的条件称为“冷却能力过剩条件”。

在冷却能力过剩条件下，为了避免活塞12的过冷，例如考虑使活塞12的油冷停止。然而，环状空腔18的内部靠近活塞12的表面，从而即使是在这样的条件下也容易成为高温。而且，即使是在冷却能力过剩条件下，如果停止活塞12的油冷，环状空腔18内的温度有时也会达到碳化开始温度68(参照图3)。

因此，在本实施方式中，在冷却能力过剩条件下，关闭机油控制阀52从而仅停止从第二喷油嘴34实施的机油喷射。在该情况下，针对活塞12的整体进行冷却的冷却能力与在通常运转条件下相比而下降。其结果为，能够适度地避免活塞12的过冷。此外，由于来自第一喷油嘴30的喷射被持续实施，因此在冷却空腔26内持续流动有机油。其结果为，环状空腔18内的温度会下降，从而避免了因机油的碳化所导致的淀积物的生成，并且，即使假设发生了机油的碳化，由于该碳化物会被冲洗因此也能够防止淀积物的堆积。

(油压不足条件)

在本实施方式中，机油泵40的生成油压根据内燃机的状态而发生变动。例如，在内燃机处于怠速运转等的低负载状态的情况下，该生成油压相对而言会成为低压。另一方面，在内燃机处于加速运转等的高负载状态的情况下，该油压会成为高压。此外，机油泵40的生成油压也会受到机油的粘度的影响。因此，在油温较高从而机油粘度较低的状况下，机油泵40的生成油压相对而言会成为低压。

如图1所示，在本实施方式的活塞冷却装置中，第一喷油嘴30及第二喷油嘴34经由主油道42而同时从机油泵40接受油压的供给。因此，在机油泵40的生成油压变低的低负载状态、或者高油温状态下，有可能会发生无法从第一喷油嘴30与第二喷油嘴34的双方喷射机油的情况。

在此情况下，具体而言，在主油道42的油压达到第一喷油嘴30以及第二喷油嘴34的开阀压的时间点处，使任意一方的喷油嘴开阀，并且开始从该喷油嘴喷射机油。当从任意一个喷油嘴开始喷射机油时，主油道42的油压会下降，从而另一个喷油嘴会成为无法开阀的状态。如果假设先从第二喷油嘴34开始喷射机油，那么在此之后从第一喷油嘴30将不会喷射机油。在下文中，将如上文所述机油泵40的喷油量相对于从双方的喷油嘴喷射机油而言变得不充足的条件称为“油压不足条件”。

在本实施方式中，在油压不足条件下，将机油控制阀52关闭从而截断向第二喷油嘴34的油压供给。如果向第二喷油嘴34的油压供给被截断，那么在主油道42的油压达到开阀压的时间点处能够切实地从第一喷油嘴30开始喷射机油。

如上所述，由冷却空腔26所实施的油冷与活塞12背面的油冷相比能够以较高效率对活塞12进行冷却。此外，冷却空腔26的内部、尤其是环状空腔18的内部处于与活塞12的背面相比容易成为高温从而容易产生淀积物的环境中。因此，在仅能够从任意一方喷嘴喷射机油的环境下，优选为优先从第一喷油嘴30实施喷射。根据本实施方式的活塞冷却装置，能够在油压不足条件下满足该要求。

(实施方式1中的控制流程)

图4为在本发明的实施方式1中ECU54所执行的程序的流程图。图4所示的程序在内燃机启动后以预定的周期而被反复执行。在该程序中，首先对内燃机的运转状态进行检测(步骤100)。具体而言，此处，根据被搭载于内燃机中的各种传感器来对活塞12的温度推断和油温的检测所需的信息进行检测。

接下来，对活塞12的温度进行推断(步骤102)。活塞12的温度能够根据活塞12的吸热量Qin与活塞12的放热量Qout来进行计算。此外，吸热量Qin能够根据内燃机转速、燃料喷射量、以及在燃烧室14中流动的气体量等而以公知的方法进行计算。另一方面，放热量Qout能够根据朝向活塞12所喷射的机油的油量以及油温等而以公知的方法进行计算。另外，活塞12的温度也可以根据以内燃机转速、吸入空气量等为参数而预先规定的图表来进行推断。

接下来，对活塞12的温度是否低于冷却能力过剩条件的判断温度进行辨别(步骤104)。本步骤的处理是为了判断冷却能力过剩条件是否成立而执行的。另外，冷却能力过剩条件成立与否也可以设为，基于内燃机转速、内燃机负载、冷却水温、吸入空气温度等来进行判断。

在于上述步骤104中判断为活塞12的温度与判断温度相比为低温的情况下，能够判断为冷却能力过剩条件已成立。即，能够判断为，当在该情况下持续从第一喷油嘴30以及第二喷油嘴34的双方喷射机油时，活塞12会达到过冷的状态。在该情况下，将机油控制阀52闭阀以使得从第二喷油嘴34实施的机油喷射停止(步骤106)。

另一方面，在于上述步骤104的处理中辨别为活塞12的温度与判断温度相比不为低温的情况下，能够判断为冷却能力过剩条件不成立。在该情况下，接下来对主油道42的压力是否低于油压不足条件下的判断压力进行辨别(步骤108)。本步骤的处理是为了判断油压不足条件是否成立而执行的。另外，油压不足条件的成立与否也可以设为，基于机油泵40的喷油量(能力)来进行判断。

在于上述步骤108中判断为主油道42的油压低于判断油压的情况下，能够判断为油压不足条件已成立。即，在该情况下，能够判断为机油泵40的喷油量相对于从第一喷油嘴30及第二喷油嘴34的双方喷射机油而言不充足。在该情况下，为了优先从第一喷油嘴30喷射机油而执行上述的步骤106的处理。

另一方面，在于上述步骤108中辨别为主油道42的油压不低于判断油压的情况下，能够判断为冷却能力过剩条件和油压不足条件均不成立。在该情况下，为了在第一喷油嘴30之外从第二喷油嘴34也喷射机油，从而使机油控制阀52开阀(步骤110)。

根据以上处理，在冷却能力过剩条件下以及油压不足条件下，能够使第一喷油嘴30优先于第二喷油嘴34而喷射机油。因此，根据本实施方式的活塞冷却装置，在这种条件下也能够将活塞12保持在适当温度，并且能够有效地阻止冷却空腔26内的淀积物的生成或堆积。因此，根据该装置，能够长期维持将活塞稳定地冷却为适当温度的能力。

实施方式1的改变例

另外，虽然在上述的实施方式1中使用了钢制的活塞12，但活塞12的材质并不限定于铁。即，本发明还可以应用于铝制的活塞等的由铁以外的材质形成的活塞中。

此外，虽然在上述的实施方式1中，朝向与冷却空腔26的出入孔20、22不同的部位喷射机油的第二喷油嘴34向活塞12的背面喷射机油，但本发明并不限定于此。即，第二喷油嘴34例如也可以朝向活塞12以外的部位喷射机油。并且，向与出入孔20、22不同的部位喷射机油的喷嘴的数量并不限定于一个，也可以为两个以上。

此外，虽然在上述的实施方式1中设定为，在应当优先从第一喷油嘴30喷射机油的情况下停止从第二喷油嘴34喷射机油，但该方法并不限定于此。例如，也可以采用如下方式，即，在于冷却能力过剩条件下优先从第一喷油嘴30进行喷射的情况下，使从第二喷油嘴34喷射的机油喷射量减少至不会使活塞12产生过冷的量。此外，也可以采用如下方式，即，在于油压不足条件下优先从第一喷油嘴30进行喷射的情况下，减少第二喷油嘴34的喷射量以使得被供给至第一喷油嘴30的油量成为充足的量。

此外，虽然在上述的实施方式1中设定为，在内燃机的工作中始终使第一喷油嘴30喷射机油，但本发明并不限定于此。在完全不需要活塞12的冷却的冷态时等，能够将从第二喷油嘴34实施的喷射和从第一喷油嘴30实施的喷射均停止。

另外，在上述的实施方式1中，主油道42相当于上述第三发明的“共用的油压路径”。此外，机油控制阀52及ECU54相当于上述第七或第十发明的“控制机构”及“控制装置”。

实施方式2.

接下来，参照图5及图6来对本发明的实施方式2进行说明。图5为用于对本发明的实施方式2的活塞冷却装置的结构进行说明的图。在图5所示的结构中，除了第二喷油嘴34不是从主油道42而是从电动机油泵70接受油压的供给这一点以外，均与图1所示的结构相同。在下文中，对于在图5中与图1所示的要素相同或相应的要素标注相同的符号并省略或简略其说明。

根据本实施方式的结构，从第二喷油嘴34实施的机油喷射不会影响主油道42的油压。因此，与实施方式1的情况不同，在本实施方式中油压不足条件不会成立。即，在本实施方式的活塞冷却装置中，在结构上保证了将机油泵40的生成油压优先向第一喷油嘴30供给的状态。因此，根据该装置，即使在油温较高从而机油粘度较低的情况下，也能够从第一喷油嘴30适度地喷射机油。

并且，根据本实施方式的结构，即使是在实施方式1中油压不足条件成立的状况下，也可以通过使电动机油泵70工作而从第一喷油嘴30与第二喷油嘴34的双方喷射机油。因此，根据本实施方式的装置，在这种状况下，与实施方式1的装置相比能够发挥更为优异的冷却能力。

图6为在本实施方式中ECU54所执行的程序的流程图。在图6所示的流程图中，除了删除了步骤108这一点之外，与图4所示的程序均相同。在本实施方式中，在于步骤106中被指示使第二喷油嘴34停止时，会向电动机油泵70发出停止指令。如果电动机油泵70停止，那么从第二喷油嘴34实施的机油喷射也会停止。因此根据本实施方式的装置，在冷却能力过剩条件下，能够在使机油于冷却空腔26中流动的同时适度地防止在活塞12中产生过冷的情况。

在于图6所示的程序中的步骤110中被指示了从第二喷油嘴34喷射机油的情况下，向电动机油泵70发出工作指令。电动机油泵70能够产生超过第二喷油嘴34的开阀压的油压。因此，如果电动机油泵70工作，则第二喷油嘴34会朝向活塞12的背面喷射机油。因此，根据本实施方式的装置，在通常的运转条件下，能够使用第一喷油嘴30与第二喷油嘴34的双方来对活塞12适度地进行冷却。

如以上所说明的那样，本实施方式的活塞冷却装置与实施方式1的情况同样地，能够使机油在冷却空腔26内流动。此外，根据该装置，能够以实施方式1的情况以上的程度，而对活塞12适度地进行冷却。因此，根据本实施方式的装置，也能够长期而稳定地对活塞12的温度适度地进行维持。

实施方式2的改变例

另外，在本实施方式中，与实施方式1的情况相同，活塞12也可以为铝制。此外，第二喷油嘴34也可以朝向活塞12以外的部位喷射机油。此外，第二喷油嘴34的数量也可以为两个以上。并且，在冷却能力过剩条件下，也可以减少从第二喷油嘴34喷射的机油喷射量。而且，也可以根据需要而停止从第一喷油嘴30喷射机油。

另外，在上述的实施方式2中，ECU54相当于上述第八发明中的“控制装置”。此外，电动机油泵70及ECU54相当于上述第十发明中的“控制机构”及“控制装置”。

实施方式3.

接下来，参照图7至图10来对本发明的实施方式3进行说明。图7为用于对本实施方式3的泵冷却装置的结构进行说明的图。以下，对于在图7中与图1所示的要素相同或相应的要素而标注共用的符号并省略或简略其说明。

本实施方式的活塞冷却装置具备第二喷油嘴72。第二喷油嘴72并未经由机油控制阀52(参照图1)，而是与主油道42直接连通。在第二喷油嘴72上被供给有与第一喷油嘴30的开阀压P1相比而较高的开阀压P2。另外，本实施方式的活塞冷却装置与实施方式1或2的情况有所不同，其不需要电子控制单元。

实施方式3的动作

(单一气缸的情况下的动作)

图8为用于对图7所示的活塞冷却装置的动作、和比较例的装置的动作进行对比说明的时序图。此处，“比较例的装置”是指，在图7所示的结构中将第二喷油嘴72置换为第二喷油嘴34的装置。另外，比较例所使用的第二喷油嘴34的开阀压与第一喷油嘴30的情况同样地被设定为P1。

图8的最上部分示出了在时刻t0以后内燃机转速以固定的比例上升的情况。由于机油泵40为机械式的泵，因此随着内燃机转速上升，从机油泵40喷出的喷油量会增加。

在图8的第二部分至最下部分中，以虚线所表示的波形74、76、78、80共同示出了比较例的装置的动作。另一方面，在这些图中以实线所表示的波形82、84、86、88共同示出了本实施方式的装置的动作。

图8的第二部分表示主油道42中的油压的变化。第三部分表示第一喷油嘴30的开阀状态。此外，第四部分表示第二喷油嘴72或34的开阀状态。

图8的第二部分中所示的波形74示出了比较例的油压在时刻t1的时间点处到达开阀压P1，并且在暂时下降了之后于时刻t2处再次到达开阀压P1的情况。在比较例中，第一喷油嘴30的开阀压与第二喷油嘴34的开阀压均为P1。因此，如第四个波形78所示，在比较例的装置中，第二喷油嘴34在时刻t1的时间点处有时会开阀。

如果第二喷油嘴34开阀，则主油道42的油压在该时间点处会暂时地降低从而成为不满足开阀压P1的值(参照上述波形74)。此时，第一喷油嘴30无法开阀并会维持闭阀状态。然后，在于时刻t2处油压再次返回至开阀压P1时，第一喷油嘴30会在该时间点处转移至开阀状态(参照第三个波形76)。

图8的最下部分示出了活塞12的温度变化。在第二喷油嘴34于时刻t1处开阀，并且第一喷油嘴30于时刻t2处开阀的情况下，活塞12的温度表现为沿着波形80的变化。由第二喷油嘴34所实施的冷却的冷却效率并未达到由第一喷油嘴30所实施的冷却的冷却效率那么高。因此，虽然在比较例的情况下，在时刻t1以后活塞12的温度会暂时性地稍微下降，但在此之后又会向上升转变。而且，在于时刻t2处冷却空腔26的油冷开始以后，在该油冷的影响波及到活塞表面之前，该温度上升将会持续。因此，如波形80所示，比较例中的活塞12的温度在收敛于稳定值之前容易成为高温。

在本实施方式的装置中，第二喷油嘴72的开阀压被设定为高于P1的P2。因此，在该装置中，在时刻t1的时间点处第二喷油嘴72不会开阀(参照第四部分的波形86)，从而在该时间点处第一喷油嘴30会可靠地开阀(参照第三部分的波形84)。

第二部分的波形82示出了本实施方式中的油压在于时刻t1处暂时下降以后，在时刻t3处达到开阀压P2的情况。此外，第三部分的波形86示出了通过该油压上升从而本实施方式的第二喷油嘴72在时刻t3处向开阀状态转移的情况。

如上所述那样，在本实施方式中，在时刻t1的时间点处会可靠地开始实施由第一喷油嘴30所实施的机油喷射。在该情况下，活塞12的温度如最下部分的波形88所示，在时刻t1的时间点处会较大程度地降低，并且在此之后会维持为大致稳定的值。而且，当在时刻t3处开始从第二喷油嘴72喷射时，活塞12的温度会进一步下降并收敛为稳定值。

如以上所说明的那样，根据本实施方式的活塞冷却装置，能够在油压较低的环境下使第一喷油嘴30优先于第二喷油嘴72而喷射机油。冷却能力过剩条件在内燃机的轻负载运转中易于成立。而且，在内燃机的轻负载运转中，机油泵40的喷油量变少从而生成油压成为低压的情况较多。本实施方式的装置在这种环境下，优先地仅使第一喷油嘴30喷射机油。因此，根据该装置，在冷却能力过剩条件成立的环境下，不会使冷却空腔26内产生淀积物而能够将活塞12保持为适当温度。

此外，根据本实施方式的装置，在油压不足条件下，必然会形成从第二喷油嘴72实施的机油喷射被停止从而只有第一喷油嘴30喷射机油的状况。因此，根据该装置，即使是在油压不足条件下，也不会使冷却空腔26内产生淀积物，并能够将活塞12保持为适当温度。

(多个气缸的情况下的动作)

图7所示的结构被设置在内燃机所具备的多个气缸中的每一个之上。而且，各个气缸所具有的第一喷油嘴30及第二喷油嘴72均与主油道42连通。

图9为用于对在比较例的装置中#1气缸与#2气缸中所产生的动作进行说明的时序图。图9的第三部分的波形90示出了在时刻t1处#1气缸的第一喷油嘴30开阀的情况。此外，第四部分的波形91示出了在时刻t2处#1气缸的第二喷油嘴34开阀的情况。而且，最下部分的波形92示出了在时刻t3处#2气缸的第一喷油嘴30开阀的情况。

在比较例的装置中，在多个气缸的各自之中具备开阀压相同的第一喷油嘴30及第二喷油嘴34。由于这些喷油嘴是在相同的开阀压P1下开阀的，因此在主油道42的油压处于该P1附近的环境之下，关于哪一个喷油嘴开阀不存在秩序。即，图9所示的开阀顺序仅为有可能实现的顺序的一种，该顺序不具备再现性。而且，在最初的开阀发生之后、至全部喷油嘴开阀为止的期间内，在处于开阀状态的喷油嘴的组合中，会产生气缸间的偏差。其结果为，根据比较例的装置，各个气缸的活塞12的冷却能力上将会产生各种偏差。

图10为用于对在本实施方式的装置中于#1气缸和#2气缸中所产生的动作进行说明的时序图。图10的第四部分的波形93示出了在油压反复达到开阀压P1的状况下，#1气缸的第二喷油嘴72稳定地维持为闭阀状态的情况。

在本实施方式的装置中，第二喷油嘴72的开阀压如上文所述那样被设定为高于P1的值。在这种设定下，直至全部气缸中的第一喷油嘴30开阀为止，全部气缸中的第二喷油嘴72都不会开阀。以此方式，在本实施方式的装置中，能够将全部第一喷油嘴30优先于全部第二喷油嘴72而设为开阀状态。因此，根据该装置，与比较例的情况相比，能够极大地抑制各个气缸的冷却能力的差异。

实施方式3的改变例

另外，在本实施方式中，与实施方式1的情况相同，活塞12也可以为铝制。此外，第二喷油嘴34也可以朝向活塞12以外的部位喷射机油。此外，第二喷油嘴34的数量也可以为两个以上。而且也可以设为，根据需要而停止从第一喷油嘴30喷射机油。

实施方式4.

接下来，参照图7与图11来对本发明的实施方式4进行说明。本实施方式的活塞冷却装置能够通过向图7所示的结构组合以下的三点特征来实现。

(1)将机油泵40设为两级式的泵。另外，“两级式的泵”是指，具有将生成油压选择性地向低压侧(PL)与高压侧(PH)这两种进行切换的切换功能的泵。

(2)将第一喷油嘴30的开阀压P1设为低压侧的生成油压PL以下的值。

(3)将第二喷油嘴72的开阀压P2设为，高于低压侧的生成油压PL、且高压侧的生成油压PH以下的值。

两级式的机油泵40在来自内燃机的驱动力不足以生成高压侧的油压PH的轻负载运转时，必然会生成低压侧的油压PL。此外，该机油泵40即使是在能够获得足以生成高压侧的油压PH的驱动力的状况下，在能够判断出不需要生成PH的状况下也会生成低压侧的油压PL。根据本实施方式的结构，能够通过适当地切换机油泵40的状态而减少无用功的量。

此外，根据本实施方式的结构，在机油泵40生成了低压侧的油压PL的状况下只有第一喷油嘴30会成为开阀状态。此外，如果机油泵40生成高压侧的油压PH，则第一喷油嘴30与第二喷油嘴72的双方均会成为开阀状态。因此，根据该装置，通过切换机油泵40的状态，从而能够有意图地对喷射机油的喷油嘴的组合进行切换。

图11为用于对本实施方式的活塞冷却装置的动作、与比较例的装置的动作进行对比说明的时序图。此处，所谓“比较例的装置”是指，在本实施方式的结构中将第二喷油嘴72置换为第二喷油嘴34的装置。

图11的第二部分示出了两级式的机油泵40的生成油压。此处，在时刻t2处该生成油压从低压侧的值PL被切换为高压侧的值PH。

在图11的从第三部分至最下部分中，以虚线所表示的波形示出了比较例的装置的动作。另一方面，在这些图中以实线所表示的波形示出了本实施方式的装置的动作。

图11的第三部分示出了主油道42的油压的变化。此处，在时刻t1处该油压达到了开阀压P1。在此之后，经过了暂时性的下降，在时刻t2随着生成油压的切换，该油压达到开阀压P2。

在比较例的装置中，第二喷油嘴34的开阀压与第一喷油嘴30的开阀压同样地为P1。因此，如第五部分的波形94所示，在比较例的装置中第二喷油嘴34在时刻t1的时间点处开阀。在该情况下，如第三部分的波形95所示，第一喷油嘴30直至时刻t2为止都不会开阀。其结果为，如最下部分的波形96所示，活塞12的温度在收敛为稳定值之前会暂时性地成为高温。

在本实施方式的装置中，由于第二喷油嘴72的开阀压为P2，因此在时刻t1的时间点处第二喷油嘴72不会开阀(参照第五部分的波形97)。其结果为，在该装置中，在时刻t1的时间点处，第一喷油嘴30会可靠地开阀(参照第四部分的波形98)。

以此方式，在本实施方式的装置中，在机油泵40生成低压侧的油压PL的期间内，只有第一喷油嘴30会可靠地喷射机油。而且，当该生成油压切换为高压侧的值PH时，除了第一喷油嘴30之外从第二喷油嘴72也会开始喷射机油。

因此，根据本实施方式的装置，与实施方式3的情况相同，不会使冷却空腔26产生淀积物，并且能够长期而稳定地将活塞12持续冷却为适当温度。并且，根据本实施方式的装置，能够通过切换机油泵40的状态，从而正确地对喷射机油的喷嘴的组合进行切换。因此，根据该装置，与实施方式3的情况相比，能够更加有意图地控制对于活塞12的冷却能力。

与实施方式3的共通性

另外，本实施方式的装置在能够对多个气缸的冷却能力的偏差进行抑制这一点上，与实施方式3的装置是相同的。此外，针对实施方式3所说明的改变例也能够应用于本实施方式的装置中。

符号说明

12 活塞；

18 环状空腔；

20、22 出入孔；

26 冷却空腔；

30 第一喷油嘴；

34、72 第二喷油嘴；

40 机油泵；

42 主油道；

54 电子控制单元(ECU)；

70 电动机油泵。

Claims (5)

1.一种活塞冷却装置，其为被搭载于内燃机中的活塞的冷却装置，其特征在于，具备：

冷却空腔，其被设置在所述活塞的内部，并且具备在该活塞的背面上开口的出入孔；

第一喷油嘴，其以被喷射的机油的轴线与所述活塞的往复运动的方向成为平行的方式朝向所述出入孔喷射机油；

第二喷油嘴，其朝向与所述出入孔不同的部位喷射机油，

所述第一喷油嘴优先于所述第二喷油嘴而喷射机油，

所述活塞冷却装置具备机油泵，所述机油泵生成机油的喷射中所需的油压，

在所述机油泵的喷油量与从所述第一喷油嘴和所述第二喷油嘴双方喷射机油所需的油量相比而较少的情况下，使该喷油量优先消耗于从所述第一喷油嘴实施的机油喷射中，

所述第一喷油嘴以及所述第二喷油嘴经由共用的油压路径而与所述机油泵连通，

所述第一喷油嘴的开阀压与所述第二喷油嘴的开阀压相比为低压，

所述机油泵为两级式机油泵，所述两级式机油泵具有将生成油压向低压侧与高压侧这两级进行切换的功能，

所述第一喷油嘴的开阀压在所述低压侧的生成油压以下，

所述第二喷油嘴的开阀压高于所述低压侧的生成油压且在所述高压侧的生成油压以下。

2.如权利要求1所述的活塞冷却装置，其特征在于，

所述内燃机具备多个气缸，

所述第一喷油嘴以及所述第二喷油嘴被配置在各个气缸上，

属于多个气缸中的各个气缸的第一喷油嘴以及第二喷油嘴连通于所述油压路径。

3.如权利要求1或2所述的活塞冷却装置，其特征在于，

所述活塞为钢制。

4.一种活塞冷却装置，其为被搭载于内燃机中的活塞的冷却装置，其特征在于，具备：

冷却空腔，其被设置在所述活塞的内部，并且具备在该活塞的背面上开口的出入孔；

第一喷油嘴，其以被喷射的机油的轴线与所述活塞的往复运动的方向成为平行的方式朝向所述出入孔喷射机油；

第二喷油嘴，其朝向与所述出入孔不同的部位喷射机油，

所述第一喷油嘴优先于所述第二喷油嘴而喷射机油，

所述活塞冷却装置具备机油泵，所述机油泵生成机油的喷射中所需的油压，

在所述机油泵的喷油量与从所述第一喷油嘴和所述第二喷油嘴双方喷射机油所需的油量相比而较少的情况下，使该喷油量优先消耗于从所述第一喷油嘴实施的机油喷射中，

所述第一喷油嘴以及所述第二喷油嘴经由共用的油压路径而与所述机油泵连通，

所述活塞冷却装置具备：

控制机构，其对从所述第二喷油嘴被喷射的油量进行控制；

控制装置，其在向所述第一喷油嘴被供给的油压低于从该第一喷油嘴喷射机油所需的压力的情况下，对所述控制机构进行控制以减少从所述第二喷油嘴被喷射的油量。

5.如权利要求4所述的活塞冷却装置，其特征在于，

所述活塞为钢制。