DE102017112089A1

DE102017112089A1 - Kolbenkühleinrichtung

Info

Publication number: DE102017112089A1
Application number: DE102017112089.0A
Authority: DE
Inventors: Akira Yamashita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2017-12-07
Also published as: US20170350304A1; JP2017218912A; CN107461273A; JP6439751B2; CN107461273B; US10309290B2

Abstract

Ein Kühlhohlraum (26) ist innerhalb eines Kolbens (12) eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Einlass/Auslass-Löcher (20, 22) des Kühlhohlraums (26) sind in einer unteren Fläche des Kolbens (12) vorgesehen. Eine erste Öldüse (30), die Öl in Richtung zu dem Einlass/Auslass-Loch (20) hin spritzt, und eine zweite Öldüse (34), die Öl in Richtung zu einem sich von dem Einlass/Auslass-Loch (20, 22) unterscheidenden Teil hin spritzt, sind enthalten. Die erste Öldüse (30) wird dazu gebracht, vorrangig zu der zweiten Öldüse (34) Öl zu spritzen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Kolbenkühleinrichtung und betreffen insbesondere eine Kolbenkühleinrichtung zum auf einer geeigneten Temperatur Halten eines Kolbens, der in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors angeordnet ist.
Stand der Technik
Patentliteratur 1 offenbart eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines Kolbens, der in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Der in Patentliteratur 1 beschriebene Kolben umfasst einen Kühlhohlraum innerhalb des Kolbens. Der Kühlhohlraum steht mit zwei Einlass/Auslass-Löchern in Verbindung, die an einer unteren Flächenseite des Kolbens vorgesehen sind.
Auf der unteren Flächenseite des Kolbens sind zwei Öldüsen vorgesehen. Eine der Öldüsen ist so vorgesehen, dass sie einem der Einlass/Auslass-Löcher gegenüberliegt, wenn sich der Kolben in der Nähe eines oberen Totpunkts befindet. Die andere Öldüse ist so vorgesehen, dass sie dem anderen Einlass/Auslass-Loch gegenüberliegt, wenn sich der Kolben in der Nähe des unteren Totpunkts befindet.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann eine Ölströmung in dem Kühlhohlraum erzeugt werden, indem Öl von dem einen der Einlass/Auslass-Löcher aus zugeführt wird, wenn sich der Kolben in der Nähe des oberen Totpunkts befindet. Ferner kann, wenn sich der Kolben in der Nähe des unteren Totpunkts befindet, eine Ölströmung in dem Kühlhohlraum ausgebildet werden, indem das Öl von dem anderen Einlass/Auslass-Loch aus zugeführt wird. Folglich kann gemäß der oben beschriebenen üblichen Kühleinrichtung der Kolben während eines Betriebs des Verbrennungsmotors passend von der Innenseite des Kolbens her gekühlt werden.
Liste des zugehörigen Standes der Technik
Das Folgende ist eine Liste von Patentliteraturen, welche der Anmelder als zugehörige Stände der Technik zu der vorliegenden Erfindung festgestellt hat.
[Patentliteratur 1]

Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-301744 A

[Patentliteratur 2]

Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-163936 A

Durch die Ausführungsformen der Erfindung zu lösendes Problem In einem Verbrennungsmotor kann zusätzlich zu der wie oben beschriebenen Öldüse eine Düse oder dergleichen zum in Richtung zur unteren Fläche bzw. Unterseite des Kolbens hin Sprühen bzw. Spritzen von Öl verwendet sein. Wenn die Düse, die Öl in Richtung zum Kühlhohlraum hin sprüht bzw. spritzt, zusammen mit einer anderen Öldüse verwendet ist, ist es notwendig, die beiden Düsen zu steuern, sodass sie gerade genug Ölmenge spritzen, um eine geeignete Temperatur des Kolbens beizubehalten.
Jedoch weist die in Patentliteratur 1 beschriebene Kühleinrichtung nur die Düsen auf, die Öl zu dem Kühlhohlraum des Kolbens hin zuführen, und weist keine Lösung für den Fall auf, in dem eine Düse dieser Art und eine andere Öldüse mit einem anderen Zweck in Kombination verwendet sind.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden erstellt, um das wie oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist ein Ziel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenkühleinrichtung bereitzustellen, die eine Öldüse zum Zuführen von Öl zu einem Kühlhohlraum eines Kolbens und eine Öldüse mit einem anderen Zweck in Kombination nutzt und die eine Temperatur des Kolbens für einen langen Zeitraum passend stabil halten kann.
Überblick
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, ist eine erste Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kolbenkühleinrichtung, die in einem Verbrennungsmotor installiert ist. Die Kolbenkühleinrichtung weist auf: einen Kühlhohlraum, der innerhalb des Kolbens vorgesehen ist und ein Einlass/Auslass-Loch aufweist, das an einer unteren Fläche bzw. Unterseite des Kolbens offen ist, eine erste Öldüse, die Öl in Richtung zum Einlass/Auslass-Loch hin spritzt bzw. sprüht, und eine zweite Öldüse, die Öl in Richtung zu einem sich von dem Einlass/Auslass-Loch unterscheidenden Teil hin spritzt bzw. sprüht, wobei die erste Öldüse vorranging zu der zweiten Öldüse Öl spritzt.
Eine zweite Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten ersten Ausprägung, wobei die Kolbenkühleinrichtung ferner eine Ölpumpe aufweist, die einen Öldruck erzeugt, der zum Spritzen von Öl notwendig ist, und wobei, wenn eine Ausgabeölmenge der Ölpumpe kleiner ist im Vergleich zu einer Ölmenge, die notwendig ist zum Bewirken, dass Öl aus beiden von der ersten Öldüse und der zweiten Öldüse gespritzt wird, die Ausgabeölmenge bevorzugt in einer Ölspritzung aus der ersten Öldüse verbraucht wird.
Eine dritte Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten zweiten Ausprägung, wobei die erste Öldüse und die zweite Öldüse mit der Ölpumpe über einen gemeinsamen Öldruckpfad in Verbindung stehen und ein Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse ein niedrigerer Druck im Vergleich zu einem Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse ist.
Eine vierte Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten dritten Ausprägung, wobei die Ölpumpe eine Zweistufentyp-Ölpumpe ist mit einer Funktion des Umschaltens eines erzeugten Öldrucks zu zwei Stufen einer Niederdruckseite und einer Hochdruckseite, der Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse gleich zu dem oder niedriger als der erzeugte Öldruck der Niederdruckseite ist und der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse höher als der erzeugte Öldruck der Niederdruckseite ist und gleich zu einem oder niedriger als ein erzeugter Öldruck der Hochdruckseite ist.
Eine fünfte Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten dritten oder vierten Ausprägung, wobei der Verbrennungsmotor eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, die erste Öldüse und die zweite Öldüse in jedem der Zylinder eingerichtet sind und die erste Öldüse und die zweite Öldüse, die zu jedem der Mehrzahl von Zylindern gehörten, mit dem gemeinsamen Öldruckpfad in Verbindung stehen.
Eine sechste Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten zweiten Ausprägung, wobei die erste Öldüse und die zweite Öldüse mit der Ölpumpe über einen gemeinsamen Öldruckpfad in Verbindung stehen. Die Kolbenkühleinrichtung weist ferner auf: einen Steuermechanismus, der eine Ölmenge steuert, die aus der zweiten Öldüse gespritzt wird, und eine Steuereinrichtung, welche den Steuermechanismus steuert, sodass die Menge des Öls, das aus der zweiten Öldüse gespritzt wird, sich vermindert, wenn ein Öldruck, welcher der ersten Öldüse zugeführt wird, niedriger ist im Vergleich zu einem Druck, der notwendig ist zum Bewirken, dass Öl aus der ersten Öldüse gespritzt wird.
Eine siebte Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten zweiten Ausprägung, wobei die Kolbenkühleinrichtung ferner aufweist: eine Ölpumpe, die einen Öldruck an die erste Öldüse liefert, indem sie durch Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors angetrieben wird, eine elektrische Ölpumpe, die durch Elektroenergie angetrieben wird und einen Öldruck an die zweite Öldüse liefert, und eine Steuereinrichtung, die bewirkt, dass Öl, welches von der elektrischen Ölpumpe geliefert wurde, aus der zweiten Öldüse gespritzt wird unter einer Bedingung, wobei eine Ölspritzung seitens der zweiten Öldüse erforderlich ist.
Eine achte Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten ersten Ausprägung, wobei eine Ölmenge, die aus der zweiten Öldüse gespritzt wird, bevorzugt vermindert wird unter einer Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens, wobei eine übermäßige Kühlung für den Kolben auftritt, wenn Öl aus beiden von der ersten Öldüse und der zweiten Öldüse gespritzt wird.
Eine neunte Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der oben erörterten achten Ausprägung, wobei die Kolbenkühleinrichtung ferner aufweist: einen Steuermechanismus, welcher die Menge des Öls, das aus der zweiten Öldüse gespritzt wird, steuert, und einer Steuereinrichtung, welche den Steuermechanismus steuert, sodass die Menge des Öls, das aus der zweiten Öldüse gespritzt wird, sich vermindert unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens.
Eine zehnte Ausprägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kolbenkühleinrichtung gemäß einer von den oben erörterten ersten bis neunten Ausprägungen, wobei der Kolben aus Stahl hergestellt ist.
Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
In der ersten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kühlhohlraum innerhalb des Kolbens vorgesehen und nimmt daher auf einfache Weise eine Temperatur von einer Kolbenoberseite bzw. Kolbendeckfläche auf. Folglich wird leicht eine Ablagerung innerhalb des Kühlhohlraums erzeugt. In der vorliegenden Erfindung wird während eines Betriebs des Verbrennungsmotors eine Ölspritzung aus der ersten Öldüse vorrangig durchgeführt zu einer Ölspritzung aus der zweiten Öldüse. Wenn Öl aus der ersten Öldüse gespritzt wird, wird eine Strömung des Öls in dem Kühlhohlraum aufrechterhalten und wird eine Ablagerungserzeugung unterdrückt. Folglich wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Kühleffizienz seitens des Kühlhohlraums kaum beeinträchtigt und kann die Temperatur des Kolbens für einen langen Zeitraum korrekt bzw. passend stabil gehalten werden.
Gemäß der zweiten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung kann Öl bevorzugt aus der ersten Öldüse gespritzt werden, wenn wegen einer Beschränkung der Ausgabeölmenge der Ölpumpe Öl nicht aus beiden der Öldüsen gespritzt werden kann.
Gemäß der dritten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung wird in dem Prozess einer Erhöhung des Drucks des Öldruckpfades eine Ölspritzung aus der ersten Öldüse zuerst begonnen. Folglich kann gemäß der vorliegenden Erfindung in der Situation, in der die Ausgabeölmenge der Ölpumpe unzureichend ist, um zu bewirken, dass Öl aus beiden der Öldüsen gespritzt wird, die Ausgabeölmenge bevorzugt in einer Ölspritzung aus der ersten Öldüse verbraucht werden.
Gemäß der vierten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung wird, wenn der erzeugte Öldruck der Ölpumpe sich auf der Niederdruckseite befindet, Öl aus der ersten Öldüse gespritzt, wohingegen kein Öl aus der zweiten Öldüse gespritzt wird. Ferner wird, wenn der erzeugte Öldruck der Ölpumpe sich auf der Hochdruckseite befindet, Öl aus beiden der Öldüsen gespritzt. Folglich können gemäß der vorliegenden Erfindung durch Umschalten des Zustandes der Ölpumpe ein Zustand mit der ersten Öldüse Priorität gegeben und ein Zustand einer Spritzung aus beiden der Öldüsen zuverlässig umgeschaltet bzw. gewechselt werden.
Gemäß der fünften oder sechsten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung wird der erzeugte Öldruck der Ölpumpe der ersten Öldüse und der zweiten Öldüse, welche in jedem der Mehrzahl von Zylindern gemeinschaftlich eingerichtet sind, zugeführt. Wenn der Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse und der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse in diesem Fall der gleiche sind, tritt in der Situation, in der der erzeugte Öldruck nahe an dem Ventilöffnungsdruck ist, solch eine Schwankung bzw. Abweichung auf, dass Ventile von beiden der Öldüsen in einigen der Zylinder öffnen, wohingegen keines von Ventilen der Öldüsen in anderen Zylinder öffnet. In der vorliegenden Erfindung öffnen sich wegen des Unterschiedes der Ventilöffnungsdrücke die Ventile der zweiten Öldüsen nicht in allen der Zylinder, wenn sich nicht die Ventile der ersten Öldüsen in allen der Zylinder öffnen. Folglich können gemäß der vorliegenden Erfindung Schwankungen bzw. Abweichungen unter den Zylindern bezüglich einer Kolbenkühlung unterdrückt werden.
Gemäß der siebten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung wird, wenn der Öldruck, welcher der ersten Öldüse zugeführt wird, unzureichend ist, die Ölmenge, die aus der zweiten Öldüse gespritzt wird, vermindert. Da die erste Öldüse und die zweite Öldüse über den gemeinsamen Öldruckpfad mit der Ölpumpe in Verbindung stehen, nimmt, wenn die Ölmenge, die aus der zweiten Öldüse gespritzt wird, sich vermindert, der Öldruck, welcher der ersten Öldüse zugeführt wird, zu. Folglich kann gemäß der vorliegenden Erfindung unter der Umgebung eines unzureichenden Öldrucks bevorzugt die erste Öldüse dazu gebracht werden, Öl zu spritzen.
Gemäß der achten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung wird der Öldruck vom mechanischen Typ einer elektrischen Pumpe an die erste Öldüse geliefert. Da der Öldruck von der elektrischen Pumpe an die zweite Öldüse geliefert wird, wird der Öldruck, welcher von dem mechanischen Typ einer elektrischen Pumpe erzeugt wird, nicht in der zweiten Öldüse verbraucht, sondern wird der ersten Öldüse zugeführt. Folglich kann gemäß der vorliegenden Erfindung sogar zu der Niederlastzeit, in welcher das Vermögen der Ölpumpe niedrig ist, eine ausreichende Ölmenge für die erste Öldüse bereitgestellt werden und kann Öl bevorzugt aus der ersten Öldüse gespritzt werden.
Gemäß der neunten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung wird unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens die Ölmenge aus der zweiten Öldüse bevorzugt vermindert. Im Ergebnis wird die Situation, in der die erste Öldüse vorrangig zu der zweiten Öldüse Öl spritzt, erzeugt. Gemäß der Situation kann eine Ablagerungsansammlung in dem Kühlhohlraum wirksam verhindert werden, während eine übermäßige Kühlung des Kolbens vermieden wird.
Gemäß der zehnten Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung kann durch Verwenden des Steuermechanismus, welcher die Ölmenge aus der zweiten Öldüse steuert, und der Steuereinrichtung, welche den Steuermechanismus steuert, unter Herstellung der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens der Zustand, der keine übermäßige Kühlung verursacht und in dem Kühlhohlraum keine Ablagerung ansammelt, wirksam erzeugt werden.
Gemäß der elften Ausprägung einer Ausführungsform der Erfindung kann der Stahlkolben geeignet gekühlt werden. Der Stahlkolben hat im Vergleich zu einem Aluminiumkolben leicht eine hohe Temperatur und es wird leicht eine Ablagerung in dem Hohlraum erzeugt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann Öl bevorzugt in den Kühlhohlraum geliefert werden und kann daher, sogar wenn der der Kolben aus Stahl hergestellt ist, eine Ablagerungsansammlung wirksam verhindert werden.
Figurenkurzbeschreibung
1 ist eine Darstellung, welche die Konfiguration einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ist eine Darstellung, die Eigenschaften von Aluminium und Eisen in vergleichender Weise zeigt,
3 ist ein Diagramm, das eine Temperatur eines Aluminiumkolbens und eine Temperatur eines Stahlkolbens in vergleichender Weise zeigt,
4 ist ein Ablaufdiagramm für eine Routine, die in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird,
5 ist eine Darstellung, welche die Konfiguration einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
6 ist ein Ablaufdiagramm für eine Routine, die in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird,
7 ist eine Darstellung, welche die Konfiguration einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
8 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum Erläutern eines Betriebs der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
9 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum Erläutern einer Ungleichmäßigkeit, die zwischen Zylindern in einer Situation auftritt, in welcher die Öffnungsdrücke von zwei Öldüsen identisch sind,
10 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum Erläutern von Betriebsabläufen bzw. eines Betriebs, womit die Ungleichmäßigkeit zwischen Zylindern in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beseitigt wird, und
11 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum Erläutern eines durch eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Betriebs.
Bezugszeichenliste

12: Kolben
18: ringförmiger Hohlraum
20, 22: Einlass/Auslass-Löcher
26: Kühlhohlraum
30: erste Öldüse
34, 72: zweite Öldüse
40: Öldüse
42: Hauptverteilung bzw. Hauptkanal
54: elektronisch gesteuertes Gerät bzw. elektronisches Steuergerät (ESG)
70: elektrische Ölpumpe

Detaillierte Beschreibung
Erste Ausführungsform
[Konfiguration der ersten Ausführungsform]
1 ist eine Darstellung zum Erläutern einer Konfiguration einer Kolbenkühleinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt eine Zylinderlaufbuchse 10, die in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, und einen Kolben 12, der darin angeordnet ist. Obwohl der Verbrennungsmotor eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, zeigt 1 der Einfachheit halber lediglich einen der Zylinder.
An einer Oberseite bzw. Deckfläche des Kolbens 12 ist ein Hohlraum 16, der zu einer Verbrennungskammer 14 hin offen ist, vorgesehen. In dem Kolben 12 ist ein ringförmiger Hohlraum 18 ausgebildet, sodass er den Hohlraum 16 umgibt. Der ringförmige Hohlraum 18 ist innerhalb des Kolbens 12 vorgesehen. Innerhalb des Kolbens 12 sind zwei Einlass/Auslass-Löcher 20 und 22, die so angeordnet sind, dass sie einander in einer Durchmesserrichtung des Kolbens 12 gegenüberliegen, außerdem vorgesehen. Die Einlass/Auslass-Löcher 20 und 22 sind zu einer Unterseite bzw. unteren Fläche des Kolbens 12 hin offen und erstrecken sich in einer Axialrichtung des Kolbens 12, sodass sie mit dem ringförmigen Hohlraum 18 in Verbindung stehen. Nachstehend werden der ringförmige Hohlraum 18 und die Einlass/Auslass-Löcher 20 und 22 allgemein „ein Kühlhohlraum” 26 genannt.
Der Kolben 12 weist ein Bolzenauge 28 auf einer unteren Flächenseite auf. Eine Pleuelstange, welche mit einer Kurbelwelle (beide nicht dargestellt) verbindet, ist mit dem Bolzenauge 28 verbunden. Eine erste Öldüse 30 ist auf der unteren Flächenseite angeordnet, das heißt auf einer Kurbelgehäuseseite des Kolbens 12. Die erste Öldüse 30 enthält ein Verschlussventil, das bei einem bestimmten Ventilöffnungsdruck öffnet. Wenn die erste Öldüse 30 eine Zufuhr eines Öldrucks, der den Ventilöffnungsdruck überschreitet, empfängt, spritzt bzw. sprüht die erste Öldüse 30 Öl aus einem Einspritzloch 32 dieser heraus. Das Einspritzloch 32 ist so vorgesehen, dass die Längsachse von aus dem Einspritzloch 32 gespitztem Öl parallel zu einer Richtung einer Hin-Und-Her-Bewegung des Kolbens 12 wird und auf einen Öffnungsabschnitt des einen Einlass/Auslass-Lochs 20 zusteuert. Folglich wird das Öl, das aus der ersten Öldüse 30 gespritzt wird, in einem im Wesentlichen gesamten Prozess der Hin-Und-Her-Bewegung des Kolbens 12 in Richtung zu dem Öffnungsabschnitt des Einlass/Auslass-Lochs 20 hin gespritzt.
Auf der unteren Flächenseite des Kolbens 12 ist ferner eine zweite Öldüse 34 angeordnet. Die zweite Öldüse 34 hat eine Funktion des Spritzens bzw. Sprühens von Öl durch Empfangen einer Zufuhr eines Öldrucks, der einen bestimmten Ventilöffnungsdruck überschreitet, in zu der ersten Öldüse 30 ähnlicher Weise. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse 30 und der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 34 die gleichen. Ein Einspritzloch 36 der zweiten Öldüse 34 ist vorgesehen, um Öl in Richtung zu der unteren Fläche bzw. Unterseite des Kolbens 12 hin zu spritzen bzw. sprühen, genauer in Richtung zu einem Umfang des Bolzenauges 28, anstatt den Öffnungsabschnitten der Einlass/Auslass-Löcher 20 und 22.
Eine in 1 dargestellte Konfiguration umfasst einen Öldruckkreis zum Zuführen von Öl zu der ersten Öldüse 30 und der zweiten Öldüse 34. Der Öldruckkreis umfasst eine Ölpumpe 40, die Öl aus einer Ölwanne 38 des Verbrennungsmotors hochpumpt. Die Ölpumpe 40 ist eine Pumpe vom mechanischen Typ, welche durch Drehmoment des Verbrennungsmotors angetrieben wird.
Der Ausgangsanschluss der Ölpumpe 40 steht mit einer Hauptverteilung bzw. einem Hauptkanal 42 in Verbindung. An der Hauptverteilung 42 ist ein Öldrucksensor 44 angebracht zum Erfassen eines Öldrucks innerhalb der Verteilung 42. Ferner stehen eine Ölpassage 46 zum Zuführen von Öl zu jeweiligen Teilen des Verbrennungsmotors, eine Ölpassage 48, welche zu der ersten Öldüse 30 hin führt, und eine Ölpassage 50, welche zu der zweiten Öldüse 34 hin führt, mit der Hauptverteilung 42 in Verbindung.
Ein Ölsteuerventil 52 ist in die Ölpassage 50 integriert, welche zu der zweiten Öldüse 34 hin führt. Das Ölsteuerventil 52 ist ein elektronisch gesteuerter Ventilmechanismus, der einen Öffnungsgrad ändert durch Empfangen einer Anweisung von einer Außenseite her. Gemäß dem Ölsteuerventil 52 kann eine Ölmenge, die aus der Hauptverteilung 42 zu der zweiten Öldüse 34 hin strömt, gesteuert werden.
Ein elektronisch gesteuertes Gerät bzw. elektronisches Steuergerät (ESG) 54 ist mit dem Ölsteuerventil 52 verbunden. Der Öldrucksensor 44 ist mit dem ESG 54 verbunden. Ferner sind diverse Sensoren, mit denen der Verbrennungsmotor ausgerüstet ist, mit dem ESG 54 verbunden. Genauer sind die folgenden Sensoren mit dem ESG 54 verbunden: ein Motordrehzahlsensor 56, der eine Motordrehzahl erfasst, ein Luftmassenmesser bzw. Luftströmungsmesser 58, der eine Einlassluftmenge erfasst, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 60, der ein Auslass-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst, ein Wassertemperatursensor 62, der eine Kühlwassertemperatur erfasst, ein Ölmengensensor, der in die erste Öldüse 30 integriert ist, und ein Ölmengensensor, der in die zweite Öldüse 34 integriert ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kolben 12 des Verbrennungsmotors aus Stahl hergestellt. 2 ist eine Darstellung, die Eigenschaften von Aluminium und Eisen in vergleichender Weise zeigt. Ferner ist 3 ein Diagramm, das eine Temperaturspur eines Aluminiumkolbens und eine Temperaturspur eines Stahlkolbens in vergleichender Weise zeigt. Es ist zu bemerken, dass die zu den in 3 dargestellten Spuren 64 und 66 gehörenden Temperaturen einige sind, die erlangt werden, wenn eine Last des Verbrennungsmotors unter einer unveränderlichen Motordrehzahl verändert wird.
Wie in 2 gezeigt, ist eine Wärmeleitfähigkeit von Eisen viel niedriger im Vergleich zu der Wärmeleitfähigkeit von Aluminium. Folglich wird, wie in 3 gezeigt, die Temperatur 66 des Stahlkolbens leicht höher im Vergleich zu der Temperatur 64 des Aluminiumkolbens. Hier repräsentiert eine Strichlinie, die in 3 gezeigt ist, indem ihr eine Bezugsziffer 68 zugeordnet ist, eine Temperatur, bei welcher eine Karbonisation bzw. Verkohlung von Öl beginnt. Wie in 3 dargestellt, erreicht in dem Stahlkolben, dessen Temperatur 66 im Vergleich zu dem Aluminiumkolben leichter die Karbonisationsstarttemperatur 68. Folglich ist es in dem Verbrennungsmotor, der wie in der vorliegenden Ausführungsform den Stahlkolben 12 nutzt, besonders wichtig, den Kolben 12 korrekt so zu kühlen, dass eine Karbonisation bzw. Verkohlung von Öl nicht auftritt.
[Betrieb der Kolbenkühleinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform]
Während eines Betriebs des Verbrennungsmotors wird innerhalb der Verbrennungskammer 14 große Verbrennungswärme erzeugt. Die Oberseite bzw. Deckfläche des Kolbens 12 ist der Verbrennungswärme ausgesetzt und hat eine hohe Temperatur. Der ringförmige Hohlraum 18 ist an einer Position nahe zu der Oberseite bzw. Deckfläche des Kolbens 12 vorgesehen. Folglich hat ein Inneres des ringförmigen Hohlraums 18 im Vergleich zu der Unterseite bzw. unteren Fläche des Kolbens 12 leichter eine hohe Temperatur. Andererseits kann eine passende Kühlung des ringförmigen Hohlraums 18 mit Öl die Oberseitentemperatur des Kolbens 12 effizienter reduzieren als eine Kühlung der Unterseite des Kolbens 12 mit Öl.
(Normalbetriebsbedingung)
Die Kolbenkühleinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform spritzt bzw. sprüht unter der Normalbetriebsbedingung Öl aus sowohl der ersten Öldüse 30 als auch der zweiten Öldüse 34 in Richtung zu dem Kolben 12 hin. Das Öl, welches aus der ersten Öldüse 30 gespritzt wird, tritt von dem Einlass/Auslass-Loch 20 her in den Kühlhohlraum 26 ein und strömt in dem ringförmigen Hohlraum 18, um aus dem Einlass/Auslass-Loch 22 herauszuströmen. Andererseits wird das Öl, das aus der zweiten Öldüse 34 gespritzt wird, zu der Unterseite bzw. unteren Fläche des Kolbens 12, insbesondere dem Umfang des Bolzenauges, hin gespritzt. Gemäß dieser Art und Weise kann Öl kontinuierlich am Strömen in dem Kühlhohlraum 26 gehalten werden und kann der Kolben 12 auch von der Unterseite her gekühlt werden. Im Ergebnis kann ein Überhitzen des Kolbens 12 geeignet verhindert werden.
(Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens)
Die Wärmemenge, die durch den Kolben 12 von der Verbrennungskammer 14 aufgenommen wird, variiert in Übereinstimmung mit einem Lastzustand des Verbrennungsmotors. Zum Beispiel ist in einem Niedriglastzustand eines Leerlaufbetriebs oder dergleichen die Wärmemenge zwangsläufig klein. Wenn Öl in der Situation wie dieser aus sowohl der ersten Öldüse 30 als auch der zweiten Öldüse 34 gespritzt wird, kann der Kolben 12 übermäßig gekühlt werden. Nachstehend wird eine Bedingung, unter welcher eine übermäßige Kühlung wie diese auftritt, als „eine Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens” bezeichnet werden.
Unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens ist zum Beispiel ein Stoppen einer Ölkühlung des Kolbens 12 denkbar, um eine übermäßige Kühlung des Kolbens 12 zu vermeiden. Jedoch befindet sich das Innere des ringförmigen Hohlraums 18 nahe an der Oberseite des Kolbens 12 und hat sogar unter der Bedingung wie dieser leicht eine hohe Temperatur. Wenn unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens die Ölkühlung des Kolbens 12 gestoppt wird, kann die Temperatur in dem ringförmigen Hohlraum 18 die Karbonisationsstarttemperatur 68 (siehe 3) erreichen.
Folglich schließt unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens die vorliegende Ausführungsform das Ölsteuerventil 52, sodass nur eine Ölspritzung aus der zweiten Öldüse 34 gestoppt wird. Gemäß der Prozedur wird das Kühlvermögen des gesamten Kolbens 12 im Vergleich zu dem Kühlvermögen unter der Normalbetriebsbedingung reduziert. Als Ergebnis kann eine übermäßige Kühlung des Kolbens 12 geeignet vermieden werden. Ferner strömt, da eine Spritzung aus der ersten Öldüse 30 fortgesetzt wird, Öl weiter in dem Kühlhohlraum 26. Im Ergebnis wird die Temperatur in dem ringförmigen Hohlraum 18 abgesenkt, wird eine Ablagerungserzeugung durch Karbonisierung von Öl vermieden und kann, sogar wenn eine Karbonisation von Öl auftritt, Karbid des Öls weggewaschen werden, sodass eine Ablagerungsansammlung verhindert werden kann.
(Bedingung eines unzureichenden Öldrucks)
In der folgenden Ausführungsform variiert ein erzeugter Öldruck der Ölpumpe 40 in Übereinstimmung mit dem Zustand des Verbrennungsmotors. Zum Beispiel wird, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Niedriglastzustand eines Leerlaufbetriebs oder dergleichen befindet, der erzeugte Öldruck relativ niedrig. Andererseits wird, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Hochlastzustand eines Beschleunigungsbetriebs oder dergleichen befindet, der Öldruck hoch. Ferner wird der erzeugte Öldruck der Ölpumpe 40 auch durch die Viskosität des Öls beeinflusst. Folglich wird in einer Situation, in der die Öltemperatur hoch ist und die Ölviskosität niedrig ist, der erzeugte Öldruck der Ölpumpe 40 relativ niedrig.
Wie in 1 gezeigt, empfangen in der Kolbenkühleinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Öldüse 30 und die zweite Öldüse 34 beide über die Hauptverteilung 42 eine Zufuhr des Öldrucks von der Ölpumpe 40. Folglich tritt in einem Niedriglastzustand oder einem Ölhochtemperaturzustand, in dem der erzeugte Öldruck der Ölpumpe 40 niedrig ist, eine Situation auf, in der Öl nicht aus sowohl der ersten Öldüse 30 als auch der zweiten Öldüse 34 gespritzt werden kann.
In solch einer Situation öffnet praktisch das Ventil von entweder der ersten oder der zweiten Öldüse, um eine Ölspritzung aus gerade der Düse zu starten, zu einem Zeitpunkt, zu dem der Öldruck der Hauptverteilung 42 den Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse 30 und der zweiten Öldüse 34 erreicht. Wenn eine der Düsen Öl zu spritzen beginnt, wird der Öldruck der Hauptverteilung 42 reduziert und wird die andere Düse in einen Zustand gebracht, in dem deren Ventil nicht in der Lage ist, sich zu öffnen. In einem Fall, in dem die zweite Öldüse 34 vorangehend beginnt, Öl zu spritzen, wird danach kein Öl aus der ersten Öldüse 30 gespritzt. Nachstehend wird solch eine Bedingung, bei welcher die Ausgabeölmenge aus der Ölpumpe 40 unzureichend ist, um zu bewirken, dass beide der Öldüsen Öl spritzen, als „eine Bedingung unzureichenden Öldrucks” bezeichnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird unter der Bedingung eines unzureichenden Öldrucks das Ölsteuerventil 52 geschlossen, um eine Öldruckzufuhr zu der zweiten Öldüse 34 abzusperren. Wenn die Öldruckzufuhr zu der zweiten Öldüse 34 abgesperrt ist, wird eine Ölspritzung aus der ersten Öldüse 30 zuverlässig zu dem Zeitpunkt begonnen, zu dem der Öldruck der Hauptverteilung 42 den Ventilöffnungsdruck erreicht.
Wie oben beschrieben, kann im Vergleich zu einer Ölkühlung der Unterseite des Kolbens 12 eine Ölkühlung durch den Kühlhohlraum 26 den Kolben 12 effizienter kühlen. Ferner hat im Vergleich zu der Unterseite des Kolbens 12 das Innere des Kühlhohlraums 26, insbesondere das Innere des ringförmigen Hohlraums 18, leichter eine hohe Temperatur und befindet sich in einer Umgebung, in der eine Ablagerung leicht erzeugt wird. Folglich wird in der Umgebung, in der Öl aus lediglich einer der Düsen gespritzt werden kann, zweckmäßigerweise einer Spritzung aus der ersten Öldüse 30 Priorität gegeben. Gemäß der Kolbenkühleinrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann die Anforderung unter der Bedingung unzureichenden Öldrucks erfüllt werden.
(Steuerungsablauf in der ersten Ausführungsform)
4 ist ein Ablaufdiagramm für eine Routine, die von dem ESG 54 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Die in 4 gezeigte Routine wird wiederholt in vorbestimmten Zyklen bzw. Zeiträumen nach einer Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors gestartet. In der Routine wird zuerst ein Betriebszustand des Verbrennungsmotors erfasst (Schritt 100). Genauer wird in dem vorliegenden Schritt Information, die notwendig ist zum Schätzen der Temperatur des Kolbens 12 und Erfassen der Öltemperatur, von diversen Sensoren erfasst, welche in dem Verbrennungsmotor installiert sind.
Als Nächstes wird eine Temperatur des Kolbens 12 geschätzt (Schritt 102). Die Temperatur des Kolbens 12 kann auf Basis einer Wärmeeintragsmenge Qin in den Kolben 12 und einer Wärmeabgabemenge Qout von dem Kolben 12 berechnet werden. Ferner kann die Wärmeeintragsmenge Qin mittels eines bekannten Verfahrens auf Basis der Motordrehzahl, der Kraftstoffeinspritzmenge, der in die Verbrennungskammer 14 strömenden Gasmenge und dergleichen berechnet werden. Andererseits kann die Wärmeabgabemenge Qout mittels eines bekannten Verfahrens auf Basis einer in Richtung zu dem Kolben 12 hin gespritzten Ölmenge und einer Öltemperatur oder dergleichen berechnet werden. Die Temperatur des Kolbens 12 kann geschätzt werden in Übereinstimmung mit einem Kennfeld, das im Voraus mit der Motordrehzahl, der Einlassluftmenge und dergleichen als Parametern gesetzt wurde.
Als Nächstes wird bestimmt, ob die Temperatur des Kolbens 12 niedriger als eine Bestimmungstemperatur für die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens ist oder nicht (Schritt 104). Eine Verarbeitung des vorliegenden Schritts wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens realisiert ist oder nicht. Es ist zu bemerken, dass, ob die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens realisiert ist oder nicht, auf Basis der Motordrehzahl, der Motorlast, der Kühlwassertemperatur, der Einlasslufttemperatur und dergleichen bestimmt werden kann.
Wenn in dem oben beschriebenen Schritt 104 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kolbens 12 niedriger als die Bestimmungstemperatur ist, kann bestimmt werden, dass die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens realisiert ist. Das heißt, in diesem Fall kann bestimmt werden, dass der Kolben 12 den Zustand erreicht, in dem er übermäßig gekühlt wird, wenn Öl weiter aus sowohl der ersten Öldüse 30 als auch der zweiten Öldüse 34 gespritzt wird. In diesem Fall wird das Ölsteuerventil 52 geschlossen, sodass eine Ölspritzung aus der zweiten Öldüse 34 gestoppt wird (Schritt 106).
Wenn in der oben beschriebenen Verarbeitung von Schritt 104 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kolbens 12 nicht niedriger als die Bestimmungstemperatur ist, kann bestimmt werden, dass die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens nicht realisiert ist. In diesem Fall wird bestimmt, ob der Druck der Hauptverteilung 42 niedriger als ein Bestimmungsdruck für die Bedingung eines unzureichenden Öldrucks ist oder nicht (Schritt 108). Eine Verarbeitung für den vorliegenden Schritt wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Bedingung eines unzureichenden Öldrucks realisiert ist oder nicht. Es ist zu bemerken, dass die Bestimmung bezüglich der Bedingung eines unzureichenden Öldrucks auf Basis einer Ausgabeölmenge (Kapazität) der Ölpumpe 40 durchgeführt werden kann.
Wenn in oben beschriebenem Schritt 108 bestimmt wird, dass der Öldruck der Hauptverteilung 42 niedriger als der Bestimmungsöldruck ist, kann bestimmt werden, dass die Bedingung eines unzureichenden Öldrucks realisiert ist. Das heißt, in diesem Fall kann bestimmt werden, dass die Ausgabeölmenge der Ölpumpe 40 unzureichend ist, um Öl aus sowohl der ersten Öldüse 30 als auch der zweiten Öldüse 34 zu spritzen. In diesem Fall wird, um einer Ölspritzung aus der ersten Öldüse 30 Priorität zu geben, die oben beschriebene Verarbeitung in Schritt 106 ausgeführt.
Wenn in oben beschriebenem Schritt 108 bestimmt wird, dass der Öldruck der Hauptverteilung 42 nicht niedriger als der Bestimmungsöldruck ist, kann bestimmt werden, dass die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens und die Bedingung eines unzureichenden Öldrucks nicht realisiert sind. In diesem Fall wird das Ölsteuerventil 52 geöffnet, um zu bewirken, dass zusätzlich zu der ersten Öldüse 30 Öl aus der zweiten Öldüse 34 gespritzt wird (Schritt 110).
Gemäß der obigen Verarbeitung kann sowohl unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens als auch unter der Bedingung eines unzureichenden Öldrucks vorrangig zu einer Ölspritzung aus der zweiten Öldüse 34 Öl aus der ersten Öldüse 30 gespritzt werden. Folglich kann gemäß der Kolbenkühleinrichtung der vorliegenden Ausführungsform der Kolben 12 sogar unter diesen Bedingungen auf einer geeigneten Temperatur gehalten und kann eine Erzeugung oder Ansammlung einer Ablagerung in dem Kühlhohlraum 26 wirksam verhindert werden. Daher kann gemäß der Einrichtung die Fähigkeit, den Kolben stabil auf eine geeignete Temperatur zu kühlen, über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden.
[Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform]
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Stahlkolben 12 verwendet, jedoch ist das Material des Kolbens 12 nicht auf Eisen beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann auf Kolben angewendet werden, die aus Materialien anders als Eisen geformt sind, wie beispielsweise einen Kolben aus Aluminium.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform spritzt die zweite Öldüse 34, welche Öl zu einem sich von den Einlass/Auslass-Löchern 20 und 22 des Kühlhohlraums 26 unterscheidenden Teil spritzt, zu der unteren Fläche bzw. Unterseite des Kolbens 12 hin. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, die zweite Öldüse 34 kann zum Beispiel Öl in Richtung zu dem Teil anders als dem Kolben 12 einspritzen. Ferner ist die Anzahl von Düsen, welche Öl zu den sich von den Einlass/Auslass-Löchern 20 und 22 unterscheidenden Teilen spritzen, nicht auf eins beschränkt, sondern kann zwei oder mehr sein.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird eine Spritzung aus der zweiten Öldüse 34 gestoppt, wenn einer Ölspritzung aus der ersten Öldüse 30 Priorität gegeben werden sollte. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann, wenn unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens einer Einspritzung aus der ersten Öldüse 30 Priorität gegeben wird, die Ölspritzmenge aus der zweiten Öldüse 34 auf eine Menge vermindert werden, mit welcher eine übermäßige Kühlung des Kolbens 12 nicht auftritt. Ferner kann, wenn unter der Bedingung eines unzureichenden Öldrucks einer Einspritzung aus der ersten Öldüse 30 Priorität gegeben wird, die Spritzmenge aus der zweiten Öldüse 34 vermindert werden, sodass die Ölmenge, die der ersten Öldüse 30 zugeführt wird, eine ausreichende Menge wird.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform spritzt die erste Öldüse 30 während eines Betriebs des Verbrennungsmotors stets Öl. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zu einer kalten Zeit, in welcher eine Kühlung des Kolbens 12 überhaupt nicht erforderlich ist, oder dergleichen kann wie eine Spritzung aus der zweiten Öldüse 34 auch eine Spritzung aus der ersten Öldüse 30 gestoppt werden.
Es ist zu bemerken, dass die Hauptverteilung 42 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform „einem gemeinsamen Öldruckpfad” in der oben beschriebenen dritten Erfindung entspricht. Ferner entsprechen das Ölsteuerventil 52 und das ESG 54 „einem Steuermechanismus” und „einer Steuereinrichtung” in der oben beschriebenen sechsten oder neunten Erfindung.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben werden. 5 ist eine Darstellung zum Erläutern einer Konfiguration einer Kolbenkühleinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine in 5 dargestellte Konfiguration ist mit Ausnahme eines Punktes, dass die zweite Öldüse 34 eine Zufuhr eines Öldrucks von einer elektrischen Ölpumpe 70 anstatt der Hauptverteilung 42 empfängt, gleich zu der in 1 dargestellten Konfiguration. Nachstehend werden Elementen in 5, welche die gleichen wie die in 1 dargestellten Elemente sind oder dazu korrespondieren, einheitliche Bezugsziffern zugeordnet werden und wird eine Erläuterung dieser weggelassen oder vereinfacht werden.
Gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform beeinflusst eine Ölspritzung aus der zweiten Öldüse 34 nicht den Öldruck der Hauptverteilung 42. Folglich wird im Gegensatz zu dem Fall der ersten Ausführungsform in der vorliegenden Ausführungsform die Bedingung eines unzureichenden Öldrucks nicht realisiert. Das heißt, in der Kolbenkühleinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Zustand, in dem ein erzeugter Öldruck der Ölpumpe 40 bevorzugt der ersten Öldüse 30 gegeben wird, strukturell gewährleistet. Somit kann gemäß der Einrichtung sogar in einem Zustand, in dem eine Öltemperatur hoch ist und eine Ölviskosität niedrig ist, Öl korrekt aus der ersten Öldüse 30 gespritzt werden.
Ferner kann gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform sogar in der Situation, in der die Bedingung eines unzureichenden Öldrucks in der ersten Ausführungsform realisiert ist, durch Betreiben der elektrischen Ölpumpe 70 Öl sowohl aus der ersten Öldüse 30 als auch aus der zweiten Öldüse 34 gespritzt werden. Folglich kann gemäß der Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform in der Situation wie dieser ein Kühlvermögen, das im Vergleich zu der Einrichtung gemäß der ersten Ausführungsform exzellenter ist, dargeboten werden.
6 ist ein Ablaufdiagramm für eine Routine, die von dem ESG 54 in der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. Das in 6 dargestellte Ablaufdiagramm ist mit Ausnahme eines Punktes, dass Schritt 108 weggelassen ist, gleich zu der in 4 dargestellten Routine. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform in Schritt 106 ein Stopp der zweiten Öldüse 34 angewiesen wird, wird eine Stoppanweisung an die elektrische Ölpumpe 70 ausgegeben. Wenn die elektrische Ölpumpe 70 gestoppt ist, wird eine Ölspritzung aus der zweiten Öldüse 34 ebenfalls gestoppt. Folglich kann gemäß der Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens ein Auftreten einer übermäßigen Kühlung für den Kolben 12 korrekt verhindert werden, während bewirkt wird, dass Öl in dem Kühlhohlraum 26 strömt.
Wenn in der in 6 dargestellten Routine in Schritt 110 eine Ölspritzung aus der zweiten Öldüse 34 angewiesen wird, wird eine Betriebsanweisung an die elektrische Ölpumpe 70 ausgegeben. Die elektrische Ölpumpe 70 kann einen Öldruck erzeugen, welcher den Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 34 überschreitet. Folglich spritzt, wenn die Ölpumpe 70 betrieben wird, die zweite Öldüse 34 Öl in Richtung zur unteren Fläche bzw. Unterseite des Kolbens 12 hin. Somit kann gemäß der Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter der Normalbetriebsbedingung der Kolben 12 geeignet gekühlt werden durch Verwenden von sowohl der ersten Öldüse 30 als auch der zweiten Öldüse 34.
Wie oben beschrieben, kann die Kolbenkühleinrichtung der vorliegenden Ausführungsform in zu dem Fall der ersten Ausführungsform gleicher Weise bewirken, dass das Öl in dem Kühlhohlraum 26 strömt. Ferner kann gemäß der Einrichtung der Kolben 12 passender als im Fall der ersten Ausführungsform gekühlt werden. Folglich kann mittels der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Temperatur des Kolbens 12 ebenfalls für einen langen Zeitraum korrekt stabil gehalten werden.
[Modifikationsbeispiel der zweiten Ausführungsform]
Es ist zu bemerken, dass in der vorliegenden Ausführungsform gleich zu dem Fall der ersten Ausführungsform der Kolben 12 aus Aluminium hergestellt sein kann. Ferner kann die zweite Öldüse 34 Öl in Richtung zu einem Teil anders als dem Kolben 12 hin spritzen. Außerdem kann die Anzahl von zweiten Öldüsen 34 zwei oder mehr sein. Ferner kann unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens die Ölspritzmenge aus der zweiten Öldüse 34 vermindert werden. Anschließend kann Öl aus der ersten Öldüse 30 in Übereinstimmung mit einer Notwendigkeit gestoppt werden.
Es ist zu bemerken, dass in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform das ESG 54 einer „Steuereinrichtung” in der oben beschriebenen siebten Erfindung entspricht. Ferner entsprechen die elektrische Ölpumpe 70 und das ESG 54 einem „Steuermechanismus” und einer „Steuereinrichtung” in der oben beschriebenen neunten Erfindung.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 bis 10 die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 7 ist eine Darstellung zum Erläutern einer Konfiguration einer Pumpen- bzw. Kolbenkühleinrichtung der dritten Ausführungsform. Nachstehend werden in 7 Elementen, welche die gleichen wie die in 1 dargestellten Elemente sind oder dazu korrespondieren, einheitliche Bezugsziffern zugeordnet werden und wird eine Erläuterung dieser weggelassen oder vereinfacht werden.
Die Kolbenkühleinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine zweite Öldüse 72. Die zweite Öldüse 72 steht ohne Passieren durch das Ölsteuerventil 52 hindurch (siehe 1) direkt mit der Hauptverteilung 42 in Verbindung. Der zweiten Öldüse 72 ist ein Ventilöffnungsdruck P2 gegeben, der höher als ein Ventilöffnungsdruck P1 der ersten Öldüse 30 ist. Die Kolbenkühleinrichtung der vorliegenden Ausführungsform erfordert im Gegensatz zu dem Fall der ersten oder der zweiten Ausführungsform kein elektronisches Steuergerät.
[Betrieb der dritten Ausführungsform]
(Betrieb in einem einzelnen Zylinder)
8 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum in vergleichender Weise Erläutern eines Betriebs der in 7 dargestellten Kolbenkühleinrichtung und eines Betriebs einer Einrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel. Hier bezieht sich „die Einrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel” auf eine Einrichtung, wobei die zweite Öldüse 72 mit der zweiten Öldüse 34 in der in 7 dargestellten Konfiguration ersetzt ist. Ein Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 34, die in dem Vergleichsbeispiel verwendet ist, ist wie im Fall der ersten Öldüse 30 auf P1 gesetzt.
Das oberste Diagramm in 8 zeigt eine Motordrehzahl, welche sich mit einer unveränderlichen Rate nach einem Zeitpunkt t0 erhöht. Da die Ölpumpe 40 eine Pumpe vom mechanischen Typ ist, erhöht sich eine Ausgabeölmenge aus der Ölpumpe 40 wie sich die Motordrehzahl erhöht.
In den zweiten bis untersten Diagrammen in 8 stellen Kurvenformen 74, 76, 78 und 80, die mittels Strichlinien dargestellt sind, gemeinsam einen Betrieb der Einrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. Andererseits stellen Kurvenformen 82, 84, 86 und 88, die mittels Volllinien dargestellt sind, in diesen Diagrammen gemeinsam den Betrieb der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
Das zweite Diagramm in 8 stellt eine Änderung des Öldrucks in der Hauptverteilung 42 dar. Ein drittes Diagramm stellt einen Ventilöffnungszustand der ersten Öldüse 30 dar. Ferner stellt ein viertes Diagramm einen Ventilöffnungszustand der zweiten Öldüse 72 oder 34 dar.
Die Kurvenform 74, die in dem zweiten Diagramm in 8 dargestellt ist, drückt aus, dass der Öldruck in dem Vergleichsbeispiel den Ventilöffnungsdruck P1 zu einem Zeitpunkt t1 erreicht, sich dann temporär reduziert und danach zu einem Zeitpunkt t2 wieder den Ventilöffnungsdruck P1 erreicht. In dem Vergleichsbeispiel sind der Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse 30 und der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 34 beide P1. Demgemäß kann in der Einrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel, wie es die Kurvenform 78 in dem vierten Diagramm darstellt, das Ventil der zweiten Öldüse 34 zu dem Zeitpunkt t1 offen sein.
Wenn das Ventil der zweiten Öldüse 34 sich öffnet, fällt der Öldruck der Hauptverteilung 42 temporär ab, sodass er zu dem Zeitpunkt ein Wert ist, welcher niedriger als der Ventilöffnungsdruck P1 ist (siehe die Kurvenform 74). Zu dieser Zeit kann sich das Ventil der ersten Öldüse 30 nicht öffnen und behält einen Geschlossenzustand bei. Wenn der Öldruck zu dem Zeitpunkt t2 wieder den Ventilöffnungsdruck P1 erreicht, wechselt zu diesem Zeitpunkt die erste Öldüse 30 zu dem Ventiloffenzustand (siehe die Kurvenform 76 in dem dritten Diagramm).
Das unterste Diagramm in 8 stellt eine Temperaturänderung des Kolbens 12 dar. Wenn sich das Ventil der zweiten Öldüse 34 zu dem Zeitpunkt 11 öffnet und sich das Ventil der ersten Öldüse 30 zu dem Zeitpunkt t2 öffnet, zeigt die Temperatur des Kolbens 12 eine Änderung entlang der Kurvenform 80. Eine Kühleffizienz seitens der zweiten Öldüse 34 ist nicht so hoch wie eine Kühleffizienz seitens der ersten Öldüse 30. Somit verringert sich in dem Fall des Vergleichsbeispiels nach dem Zeitpunkt t1 die Temperatur des Kolbens 12 temporär geringfügig, aber erhöht sich danach erneut. Anschließend nimmt, nachdem zu dem Zeitpunkt t2 eine Ölkühlung des Kühlhohlraums 26 begonnen wird, die Temperatur kontinuierlich zu, bis der Einfluss der Ölkühlung auf die Kolbenoberseite ausgeübt wird. Demgemäß wird, wie durch die Kurvenform 80 gezeigt, die Temperatur des Kolbens 12 in dem Vergleichsbeispiel leicht eine hohe Temperatur, bis die Temperatur sich einem stabilen Wert annähert.
In der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 72 auf P2 gesetzt, der höher als P1 ist. Folglich öffnet sich in der Einrichtung das Ventil der zweiten Öldüse 72 nicht zu dem Zeitpunkt t1 (siehe die Kurvenform 86 in dem vierten Diagramm) und öffnet das Ventil der ersten Öldüse 30 zuverlässig zu dem Zeitpunkt (siehe die Kurvenform 84 in dem dritten Diagramm).
Die Kurvenform 82 in dem zweiten Diagramm zeigt, dass der Öldruck in der vorliegenden Ausführungsform zu dem Zeitpunkt t1 temporär abfällt und danach zu einem Zeitpunkt t3 den Ventilöffnungsdruck P2 erreicht. Ferner zeigt die Kurvenform 86 in dem vierten Diagramm, dass das Ventil der zweiten Öldüse 72 in der vorliegenden Ausführungsform zu dem bei der Öldruckerhöhung erhaltenen Zeitpunkt t3 zu einem Ventiloffenzustand wechselt.
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Ölspritzung seitens der ersten Öldüse 30 zuverlässig zu dem Zeitpunkt t1 begonnen. In diesem Fall fällt die Temperatur des Kolbens 12 zu dem Zeitpunkt t1 stark ab und behält danach einen im Wesentlichen stabilen Wert bei, wie durch die Kurvenform 88 in dem untersten Diagramm gezeigt. Anschließend fällt, wenn eine Spritzung aus der zweiten Öldüse 72 zu dem Zeitpunkt t3 begonnen wird, die Temperatur des Kolbens 12 weiter ab, um sich einem stabilen Wert anzunähern.
Wie oben beschrieben kann die Kolbenkühleinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter der Umgebung, in der der Öldruck niedrig ist, bewirken, dass die erste Öldüse 30 vorrangig zu der zweiten Öldüse 72 Öl spritzt. Die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens neigt dazu, realisiert zu werden, wenn der Verbrennungsmotor mit einer geringen Last arbeitet. Während des Geringlastbetriebs des Verbrennungsmotors ist die Ausgabeölmenge der Ölpumpe 40 klein und wird der erzeugte Öldruck oft ein niedriger Druck. Die Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform bewirkt, dass unter der Umgebung wie dieser bevorzugt nur die erste Öldüse 30 Öl spritzt. Folglich kann gemäß der Einrichtung unter der Umgebung, in der die Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens realisiert ist, der Kolben 12 ohne Ablagerungserzeugung in dem Kühlhohlraum 26 auf einer geeigneten Temperatur gehalten werden.
Ferner wird gemäß der Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter der Bedingung eines unzureichenden Öldrucks eine Ölspritzung aus der zweiten Öldüse 72 zwangsläufig gestoppt und wird die Situation, in der nur die erste Öldüse 30 Öl spritzt, erzeugt. Folglich kann gemäß der Einrichtung sogar unter der Bedingung eines unzureichenden Öldrucks der Kolben 12 ohne Ablagerungserzeugung in dem Kühlhohlraum 26 auf einer geeigneten Temperatur gehalten werden.
(Betrieb in einer Mehrzahl von Zylindern)
Die in 7 gezeigte Konfiguration ist in jedem einer Mehrzahl von Zylindern, die von dem Verbrennungsmotor umfasst sind, bereitgestellt. Die ersten Öldüsen 30 und die zweiten Öldüsen 72 der jeweiligen Zylinder stehen alle mit der Hauptverteilung 42 in Verbindung.
9 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum Erläutern von Betriebsabläufen, die für einen Zylinder #1 und einen Zylinder #2 in einer Einrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel auftreten. Eine Kurvenform 90 in einem dritten Diagramm in 9 zeigt, dass ein Ventil der ersten Öldüse 30 des Zylinders #1 sich zu dem Zeitpunkt t1 öffnet. Ferner zeigt eine Kurvenform 91 in einem vierten Diagramm, dass sich ein Ventil der zweiten Öldüse 34 des Zylinders #1 zu dem Zeitpunkt t2 öffnet. Eine Kurvenform 92 in einem untersten Diagramm zeigt, dass sich ein Ventil der ersten Öldüse 30 des Zylinders #2 zu dem Zeitpunkt t3 öffnet.
In der Einrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel sind die erste Öldüse 30 und die zweite Öldüse 30, die im Ventilöffnungsdruck gleich sind, in jeder der Mehrzahl von Zylindern enthalten. Ventile dieser Öldüsen öffnen sich bei dem gleichen Ventilöffnungsdruck P1, und daher gibt es bezüglich dessen, welche Öldüse sich unter der Umgebung öffnet, in der der Öldruck der Hauptverteilung 42 sich in der Nähe von P1 befindet, keine Reihenfolge. Das heißt, eine Ventilöffnungsreihenfolge, die in 9 dargestellt ist, ist lediglich eine von Reihenfolgen, die wahrscheinlich zu realisieren sind, und es gibt keine Reproduzierbarkeit der Reihenfolge bzw. Aufeinanderfolge. Eine Schwankung bzw. Abweichung zwischen Zylindern tritt in Kombinationen der Öldüsen, die sich in einem Ventilöffnungszustand befinden, auf, bis alle die Ventile der Öldüsen sich öffnen, nachdem eine erste Ventilöffnung auftritt. Als Ergebnis treten gemäß der Einrichtung des Vergleichsbeispiels diverse Schwankungen für die Kühlvermögen des Kolbens 12 in den jeweiligen Zylindern auf.
10 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum Erläutern von Betriebsabläufen, die für einen Zylinder #1 und einen Zylinder #2 in der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform auftreten. Eine Kurvenform 93 in einem vierten Diagramm in 10 zeigt, dass die zweite Öldüse 72 des Zylinders #1 in einer Situation, in der der Öldruck wiederholt den Ventilöffnungsdruck P1 erreicht, stabil einen Geschlossenzustand beibehält.
In der Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 72 auf einen Wert gesetzt, der höher als P1 ist, wie oben beschrieben. Unter der Einstellung öffnen sich die Ventile der zweiten Öldüse 72 in keinem der Zylinder, bis die Ventile der ersten Öldüsen 30 sich in allen der Zylinder öffnen. Auf diese Weise können in der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform alle der ersten Öldüsen 30 vorrangig zu allen der zweiten Öldüsen 72 in Ventilöffnungszustände gebracht werden. Folglich kann gemäß der Einrichtung die Schwankung im Kühlvermögen in den jeweiligen Zylindern im Vergleich zu dem Fall des Vergleichsbeispiels signifikanter beschränkt werden.
[Modifikationsbeispiel der dritten Ausführungsform]
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Kolben 12 wie im Fall der ersten Ausführungsform aus Aluminium hergestellt sein. Ferner kann die zweite Öldüse 34 Öl in Richtung zu einem Teil anders als dem Kolben 12 hin spritzen. Außerdem kann die Anzahl der zweiten Öldüsen 34 zwei oder mehr sein. Das Öl aus der ersten Öldüse 30 kann in Übereinstimmung mit einer Notwendigkeit gestoppt werden.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 11 zusammen mit 7 beschrieben werden. Eine Kolbenkühleinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch wie folgendes Aufnehmen dreier Merkmale in eine in 7 dargestellte Konfiguration realisiert werden.

(1) Eine Zweistufentyp-Pumpe wird als die Ölpumpe 40 eingesetzt. Es ist zu bemerken, dass „die Zweistufentyp-Pumpe” sich auf eine Pumpe bezieht, die eine Funktion eines selektiven Umschaltens eines erzeugten Öldrucks zu zwei Arten aufweist, die eine Niederdruckseite (PL) und eine Hochdruckseite (PH) sind.
(2) Der Ventilöffnungsdruck P1 der ersten Öldüse 30 ist auf einem Wert von gleich zu dem oder geringer als der erzeugte Öldruck PL der Niederdruckseite gesetzt.
(3) Der Ventilöffnungsdruck P2 der zweiten Öldüse 72 ist auf einen Wert gesetzt, der höher als der erzeugte Öldruck PL der Niederdruckseite ist und gleich zu dem oder geringer als der erzeugte Öldruck PH der Hochdruckseite ist.

Die Zweistufentyp-Ölpumpe 40 erzeugt zwangsläufig den Öldruck PL der Niederdruckseite zu der Zeit eines Geringlastbetriebs, wobei eine Antriebskraft von dem Verbrennungsmotor unzureichend ist, um den Öldruck PH der Hochdruckseite zu erzeugen. Ferner erzeugt die Ölpumpe 40 den Öldruck PL der Niederdruckseite in der Situation, in der eine Erzeugung von PH unnötig ist, sogar in der Situation, in der die Antriebskraft, die ausreichend ist, um den Öldruck PH der Hochdruckseite zu erzeugen, erzielt werden kann. Gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform kann durch passendes Umschalten des Zustandes der Ölpumpe 40 ein Ausmaß unnützer Arbeit reduziert werden.
Außerdem wird gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform nur die erste Öldüse 30 in einen Ventilöffnungszustand gebracht in der Situation, in der die Ölpumpe 40 den Öldruck PL der Niederdruckseite erzeugt. Ferner werden, wenn die Ölpumpe 40 den Öldruck PH der Hochdruckseite erzeugt, sowohl die erste Öldüse 30 als auch die zweite Öldüse 72 in einen Ventilöffnungszustand gebracht. Folglich kann gemäß der Einrichtung eine Kombination von Düsen, die Öl spritzen, absichtlich gewechselt bzw. umgeschaltet werden, indem der Zustand der Ölpumpe 40 umgeschaltet wird.
11 ist ein Zeitsteuerungsschaubild zum in vergleichender Weise Erläutern des Betriebs der Kolbenkühleinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform und eines Betriebs einer Einrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel. Hier bezieht sich „die Einrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel” auf eine Einrichtung, wobei die zweite Öldüse 72 in der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform mit der zweiten Öldüse 34 ersetzt ist.
Ein zweites Diagramm in 11 zeigt einen erzeugten Öldruck, der Zweistufentyp-Ölpumpe 40. Hier wird zu dem Zeitpunkt t2 der erzeugte Öldruck von dem Wert PL der Niederdruckseite auf den Wert PH der Hochdruckseite umgeschaltet.
In einem dritten Diagramm bis einem untersten Diagramm in 11 stellen Kurvenformen, die durch Strichlinien gezeigt sind, den Betrieb der Einrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. Andererseits stellen in diesen Diagrammen Kurvenformen, die durch Volllinien gezeigt sind, den Betrieb der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
Das dritte Diagramm in 11 stellt eine Änderung des Öldrucks der Hauptverteilung 42 dar. Hier erreicht der Öldruck den Ventilöffnungsdruck P1 zu dem Zeitpunkt t1. Danach reduziert sich der Öldruck temporär und erreicht dann zu dem Zeitpunkt t2 mit einem Umschalten des erzeugten Öldrucks den Ventilöffnungsdruck P2.
In der Einrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel ist der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 34 gleich zu dem Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse 30 P1. Folglich kann, wie die Kurvenform 94 in einem fünften Diagramm zeigt, das Ventil der zweiten Öldüse 34 in der Einrichtung des Vergleichsbeispiels zu dem Zeitpunkt t1 offen sein. In diesem Fall öffnet sich das Ventil der ersten Öldüse 30 nicht bis zu dem Zeitpunkt t2, wie die Kurvenform 95 in einem vierten Diagramm zeigt. Als Ergebnis steigt, wie die Kurvenform 96 in dem untersten Diagramm zeigt, die Temperatur des Kolbens 12 temporär auf eine hohe Temperatur an, bevor sie sich einem stabilen Wert annähert.
In der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse 72 P2 und öffnet sich daher das Ventil der zweiten Öldüse 72 zu dem Zeitpunkt t1 nicht (siehe die Kurvenform 97 in dem fünften Diagramm). Als Ergebnis öffnet sich in der Einrichtung das Ventil der ersten Öldüse 30 zuverlässig zu dem Zeitpunkt t1 (siehe die Kurvenform 98 im vierten Diagramm).
Wie oben spritzt in der Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, während die Ölpumpe 40 den Öldruck PL der Niederdruckseite erzeugt, nur die erste Öldüse 30 zuverlässig Öl. Wenn der erzeugte Öldruck auf den Wert PH der Hochdruckseite umgeschaltet wird, beginnt zusätzlich zu der ersten Öldüse 30 auch Öl aus der zweiten Öldüse 72 gespritzt zu werden.
Folglich kann gemäß der Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform der Kolben 12 weiter für einen langen Zeitraum stabil auf eine geeignete Temperatur gekühlt werden, ohne dass in dem Kühlhohlraum 26 eine Ablagerung erzeugt wird, wie in dem Fall der dritten Ausführungsform. Ferner kann gemäß der Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Kombination der Düsen, welche Öl spritzen, durch Umschalten des Zustandes der Ölpumpe 40 genau umgeschaltet bzw. gewechselt werden. Somit kann gemäß der Einrichtung das Kühlvermögen für den Kolben im Vergleich zu dem Fall der dritten Ausführungsform bewusster gesteuert werden.
[Gemeinsamkeit mit der dritten Ausführungsform]
Die Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist gleich zu der Einrichtung in der dritten Ausführungsform in dem Punkt, dass Schwankungen in den Kühlvermögen in einer Mehrzahl von Zylindern unterdrückt werden können. Ferner sind die bezüglich der dritten Ausführungsform erläuterten Modifikationsbeispiele auch auf die Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform anwendbar.
Ein Kühlhohlraum ist somit innerhalb eines Kolbens eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Einlass/Auslass-Löcher des Kühlhohlraums sind in einer unteren Fläche des Kolbens vorgesehen. Eine erste Öldüse, die Öl in Richtung zu dem Einlass/Auslass-Loch hin spritzt, und eine zweite Öldüse, die Öl in Richtung zu einem sich von dem Einlass/Auslass-Loch unterscheidenden Teil hin spritzt, sind enthalten. Die erste Öldüse wird dazu gebracht, vorrangig zu der zweiten Öldüse Öl zu spritzen.

Claims

Kolbenkühleinrichtung, die in einem Verbrennungsmotor installiert ist, wobei die Kolbenkühleinrichtung aufweist: einen Kühlhohlraum (26), der innerhalb des Kolbens (12) vorgesehen ist und ein Einlass/Auslass-Loch (20, 22) aufweist, das an einer unteren Fläche des Kolbens offen ist, eine erste Öldüse (30), die Öl in Richtung zu dem Einlass/Auslass-Loch (20) hin spritzt, und eine zweite Öldüse (34), die Öl in Richtung zu einem sich von dem Einlass/Auslass-Loch (20, 22) unterscheidenden Teil hin spritzt, wobei die erste Öldüse (30) vorrangig zu der zweiten Öldüse (34) Öl spritzt.
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Ölpumpe (40), die einen Öldruck erzeugt, der zum Spritzen von Öl notwendig ist, wobei, wenn eine Ausgabeölmenge der Ölpumpe (40) kleiner ist im Vergleich zu einer Ölmenge, die notwendig ist zum Bewirken, dass Öl aus beiden von der ersten Öldüse (30) und der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird, die Ausgabeölmenge bevorzugt in einer Ölspritzung aus der ersten Öldüse (30) verbraucht wird.
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: die erste Öldüse (30) und die zweite Öldüse (34) über einen gemeinsamen Öldruckpfad (42) mit der Ölpumpe (40) in Verbindung stehen, und ein Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse (30) ein niedrigerer Druck ist im Vergleich zu einem Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse (34).
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei: die Ölpumpe (40) eine Zweistufentyp-Ölpumpe ist mit einer Funktion des Umschaltens eines erzeugten Öldrucks zu zwei Stufen einer Niederdruckseite und einer Hochdruckseite, der Ventilöffnungsdruck der ersten Öldüse (30) gleich zu dem oder niedriger als der erzeugte Öldruck der Niederdruckseite ist, und der Ventilöffnungsdruck der zweiten Öldüse (34) höher als der erzeugte Öldruck der Niederdruckseite ist und gleich zu einem oder niedriger als ein erzeugter Öldruck der Hochdruckseite ist.
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei: der Verbrennungsmotor eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, die erste Öldüse (30) und die zweite Öldüse (34) in jedem der Zylinder eingerichtet sind, und die erste Öldüse (30) und die zweite Öldüse (34), die zu jedem der Mehrzahl von Zylindern gehören, mit dem gemeinsamen Öldruckpfad (42) in Verbindung stehen.
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: die erste Öldüse (30) und die zweite Öldüse (34) über einen gemeinsamen Öldruckpfad (42) mit der Ölpumpe (40) in Verbindung stehen, und die Kolbenkühleinrichtung ferner aufweist: einen Steuermechanismus (52), der eine Ölmenge steuert, die aus der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird, und eine Steuereinrichtung (54), welche den Steuermechanismus (52) steuert, sodass die Menge des Öls, das aus der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird, sich vermindert, wenn ein Öldruck, welcher der ersten Öldüse (30) zugeführt wird, niedriger ist im Vergleich zu einem Druck, der notwendig ist zum Bewirken, dass Öl aus der ersten Öldüse (30) gespritzt wird.
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 2, aufweisend: eine Ölpumpe (40), die einen Öldruck an die erste Öldüse (30) liefert, indem sie durch Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors angetrieben wird, eine elektrische Ölpumpe (70), die durch Elektroenergie angetrieben wird und einen Öldruck an die zweite Öldüse (34) liefert, und eine Steuereinrichtung (54), die bewirkt, dass Öl, welches von der elektrischen Ölpumpe geliefert wurde, aus der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird unter einer Bedingung, wobei eine Ölspritzung seitens der zweiten Öldüse (34) erforderlich ist.
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Ölmenge, die aus der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird, bevorzugt vermindert wird unter einer Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens, wobei eine übermäßige Kühlung für den Kolben (12) auftritt, wenn Öl aus beiden von der ersten Öldüse (30) und der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird.
Kolbenkühleinrichtung gemäß Anspruch 8, ferner aufweisend: einen Steuermechanismus (52), welcher die Menge des Öls, das aus der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird, steuert, und eine Steuereinrichtung (54), welche den Steuermechanismus (52) steuert, sodass sich die Menge des Öls, das aus der zweiten Öldüse (34) gespritzt wird, vermindert unter der Bedingung eines übermäßigen Kühlvermögens.
Kolbenkühleinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Kolben (12) aus Stahl hergestellt ist.