JP2003301744A - Piston cooling device and method - Google Patents

Piston cooling device and method

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JP2003301744A
JP2003301744A JP2002105474A JP2002105474A JP2003301744A JP 2003301744 A JP2003301744 A JP 2003301744A JP 2002105474 A JP2002105474 A JP 2002105474A JP 2002105474 A JP2002105474 A JP 2002105474A JP 2003301744 A JP2003301744 A JP 2003301744A
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JP
Japan
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piston
cooling
oil
inlet
dead center
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Application number
JP2002105474A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsunori Kumagai
厚法 熊谷
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein a conventional method for cooling a cooling cavity defined in a piston by means of an oil jet jetted from a single nozzle causes insufficient cooling and uneven cooling. <P>SOLUTION: Nozzles 58a and 58b for jetting oil are disposed on a crankshaft side of a piston 23. The nozzle 58a jets oil over an inlet/outlet 29a cut in the piston 23 to inject the oil into a cooling cavity 26 when the piston 23 is at the top dead center. The nozzle 58b jets oil over an inlet/outlet cut in the piston 23 to inject the oil into the cooling cavity 26 when the piston 23 is at the bottom dead center. The piston 23 is thus cooled with increased efficiency and cooled evenly. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ンに冷却用のオイルを噴射する装置及び方法に関し、特
にピストンに形成した冷却空洞とピストンの裏面にそれ
ぞれオイルを噴射供給するものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for injecting cooling oil into a piston of an internal combustion engine, and more particularly to an apparatus and method for injecting oil into a cooling cavity formed in the piston and a back surface of the piston.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のエンジンの高性能化に伴い、ピス
トンに対する熱負荷が増大している。この問題の解決の
ためにピストンに冷却空洞を設けるとともに、この冷却
空洞内部にオイルを噴射してピストンを冷却する方法が
ある。しかしながらピストンの熱負荷が更に増加した場
合は、上記の方法によるピストンの冷却ではその効率が
追いつかず、ピストン裏面の温度が上昇するためにコン
ロッド等に加わる熱負荷が増大して焼けが発生する場合
がある。特に吸気系に過給器等を設けて高圧縮比となる
内燃機関ではこの現象は顕著である。
2. Description of the Related Art The heat load on pistons has increased with the recent high performance of engines. To solve this problem, there is a method of providing a cooling cavity in the piston and injecting oil into the cooling cavity to cool the piston. However, if the heat load on the piston further increases, the efficiency cannot be kept up by cooling the piston by the above method, and the heat load on the connecting rod etc. increases due to the rise in the temperature on the back surface of the piston, causing burns. There is. This phenomenon is particularly remarkable in an internal combustion engine in which a supercharger or the like is provided in the intake system to achieve a high compression ratio.

【0003】この問題に対して、例えば公開技報91−
6590号にあるように、冷却空洞の開口部に向かって
噴射するオイルジェットを設けると共に、ピストン裏面
に向かって噴射するオイルジェットを設け、それぞれ個
別にオイルを噴射してピストンを冷却する方法が提案さ
れている。
To address this problem, for example, open technical report 91-
As described in No. 6590, a method of cooling the piston by providing an oil jet for injecting toward the opening of the cooling cavity and an oil jet for injecting toward the back surface of the piston and individually injecting oil is proposed. Has been done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の方法
では、ピストン全体としてみれば冷却効率が向上し、熱
負荷を抑制することが可能となっているが、一方向から
冷却空洞内にオイルを噴射して他方向からオイルを排出
するために、冷却空洞の入口と出口でその周辺温度が異
なること、及び一方向からピンボス面にオイルを噴射す
ると、ピンボス面に接続されているコンロッド等が障害
となってピンボス面に均等にオイルが噴射できなこと等
の理由から、ピストンに局部的に冷却が行われない箇所
が発生し、不均一な冷却となり、冷却の効率が悪くな
る。
However, in the above-mentioned method, the cooling efficiency is improved as a whole of the piston and the heat load can be suppressed. However, the oil is introduced into the cooling cavity from one direction. In order to inject and discharge oil from the other direction, the ambient temperature at the inlet and outlet of the cooling cavity is different, and if oil is injected to the pin boss surface from one direction, the connecting rod etc. connected to the pin boss surface will be obstructed. Therefore, because the piston cannot be sprayed with oil evenly on the pin boss surface, a part of the piston is not locally cooled, resulting in uneven cooling, resulting in poor cooling efficiency.

【0005】本発明は、前記の問題に鑑みてされたもの
で、冷却用のオイルをピストンに噴射することでピスト
ンを冷却する装置及び方法において、ピストンの冷却効
率を向上させると共に、ピストンを均一に冷却すること
を課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and in an apparatus and method for cooling a piston by injecting cooling oil into the piston, the cooling efficiency of the piston is improved and the piston is made uniform. The task is to cool it.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、内燃機関の気筒内に設けられたピストンと、このピ
ストンの駆体内部に設けられた空洞である冷却空洞と、
前記ピストンのピンボスが設けられている面であるピン
ボス面に穿設されて前記冷却空洞まで貫通する複数の入
出孔と、前記気筒のピストンに対して、その噴出孔の噴
出方向がピンボス下面に対して斜状に設けられたノズル
と、を含む冷却装置であって、前記複数のノズルより冷
却液を噴射する際に、第1のノズルから前記ピストンが
上死点又は上死点近傍の位置にある時に第1の入出孔に
向けた冷却液噴射を行って冷却空洞内へ冷却液を注入
し、第2のノズルから前記ピストンが下死点又は下死点
近傍の位置にある時に、第2の入出孔に向かって冷却液
噴射を行い、前記冷却空洞内へ冷却液を注入するピスト
ン冷却装置を使用した。
In order to solve the above-mentioned problems, a piston provided in a cylinder of an internal combustion engine, and a cooling cavity which is a cavity provided inside a starting body of the piston,
With respect to the piston of the cylinder, a plurality of inlet / outlet holes formed in the pin boss surface, which is the surface on which the pin boss of the piston is provided, and penetrating to the cooling cavity, and the ejection direction of the ejection hole are with respect to the lower surface of the pin boss. And a diagonally provided nozzle, wherein when the cooling liquid is jetted from the plurality of nozzles, the piston is located at a top dead center or a position near the top dead center from the first nozzle. At a certain time, the cooling liquid is injected toward the first inlet / outlet hole to inject the cooling liquid into the cooling cavity, and when the piston is at or near the bottom dead center from the second nozzle, the second A piston cooling device was used which injects the cooling liquid toward the inlet / outlet holes and injects the cooling liquid into the cooling cavity.

【0007】このピストン冷却装置は、複数個設けられ
た各ノズルより噴射する冷却液を冷却空洞に至るまで穿
設した各冷却液入出孔に交互に噴射する。このそれぞれ
の冷却液入出孔に交互に冷却液を噴射することによっ
て、冷却空洞内を通る冷却液の流れ方向が交互に変化可
能となる。これにより各入出孔周辺、及び冷却空洞内の
冷却効率をほぼ均一にすることが可能となる。
In this piston cooling device, the cooling liquid jetted from each of the plurality of nozzles is jetted alternately into the respective cooling liquid inlet / outlet holes drilled up to the cooling cavity. By alternately injecting the cooling liquid into the respective cooling liquid inlet / outlet holes, the flow direction of the cooling liquid passing through the cooling cavity can be changed alternately. As a result, it becomes possible to make the cooling efficiency around each inlet / outlet hole and inside the cooling cavity substantially uniform.

【0008】ピストンを冷却するために、ピストン内部
に空洞を設けると共に、この空洞に冷却液を注入する注
入孔を設けて、この注入孔より冷却液を注入してピスト
ンを冷却する技術は公知であり、この冷却空洞に冷却液
を注入する入出孔は、その目的から少なくとも2以上の
孔より構成される。しかし、従来のピストン冷却では、
一方向からの冷却液の噴射である。これに対して2以上
の入出孔より冷却液を冷却空洞内部に注入する場合に
は、それぞれの入出孔から個別に冷却液を注入するため
に、複数のノズルを、それぞれの冷却液入出孔に冷却液
を入出できるように設ける。
In order to cool the piston, a cavity is provided inside the piston, an injection hole for injecting a cooling liquid is provided in the cavity, and a cooling liquid is injected from the injection hole to cool the piston. The inlet / outlet hole for injecting the cooling liquid into the cooling cavity is composed of at least two holes for that purpose. However, with conventional piston cooling,
It is the injection of the cooling liquid from one direction. On the other hand, when the cooling liquid is injected into the cooling cavity through the two or more inlet / outlet holes, a plurality of nozzles are provided in the respective cooling liquid inlet / outlet holes in order to individually inject the cooling liquid from each inlet / outlet hole. Provided so that cooling liquid can enter and exit.

【0009】ピストンの冷却効率をより高めるために、
前記ピストン冷却装置は前記第1又は第2の何れかのノ
ズルより噴射される冷却液の軌跡とピストンのピンボス
面に穿設された冷却液入出孔とが重ならない位置で冷却
液を噴射する。
In order to increase the cooling efficiency of the piston,
The piston cooling device injects the cooling liquid at a position where the trajectory of the cooling liquid ejected from the first or second nozzle does not overlap the cooling liquid inlet / outlet hole formed in the pin boss surface of the piston.

【0010】ピストンの入出孔に冷却液を注入する際に
は、気筒内に設けたノズルより冷却液を噴射する。この
時ノズルの噴射方向をピンボス面向けると共にピンボス
面に対して斜めより噴射されたオイルが当たるようにし
て、ピストンが上下運動する際のある一点でのみノズル
より噴射される冷却液の軌跡とピンボス面に設けられた
入出孔とが重なるようにするのが好ましい。これによ
り、ピストンの所定の位置でのみ冷却空洞内部に冷却液
を注入することが可能となるばかりでなく、所定の位置
以外では入出孔以外の場所、例えば冷却空洞より離れた
位置にあるピストンピンボス等に冷却液を噴射すること
が可能となる。よってピストン内部に設けられた冷却空
洞だけでなくピンボス面からの冷却ができる。
When injecting the cooling liquid into the inlet / outlet hole of the piston, the cooling liquid is jetted from a nozzle provided in the cylinder. At this time, the injection direction of the nozzle is directed to the pin boss surface, and the oil injected obliquely hits the pin boss surface so that the piston moves up and down at a certain point. It is preferable that the entrance and exit holes provided in the surface overlap. As a result, not only can the cooling liquid be injected into the cooling cavity only at a predetermined position of the piston, but also at a position other than the predetermined position other than the inlet / outlet hole, for example, the piston pin boss located at a position distant from the cooling cavity. It becomes possible to inject the cooling liquid to the above. Therefore, not only the cooling cavity provided inside the piston but also the cooling from the pin boss surface can be performed.

【0011】また、冷却効率を高めるために、前記ピス
トンが上死点と下死点の中間位置にある時に、少なくと
も前記第1又は第2の何れかのノズルより噴射される冷
却液の軌跡と重なるように配置された第3の入出孔であ
って、前記ピストンが上死点と下死点の中間位置にある
時に、前記第1又は第2の何れかのノズルより噴射され
る冷却液によって、この第3の冷却液入出孔より冷却液
が冷却空洞に注入されるピストン冷却装置とすることが
できる。
In order to improve the cooling efficiency, when the piston is at the intermediate position between the top dead center and the bottom dead center, at least the locus of the cooling liquid sprayed from the first nozzle or the second nozzle is set. The third inlet / outlet holes arranged so as to be overlapped with each other, and when the piston is at an intermediate position between the top dead center and the bottom dead center, by the cooling liquid injected from either the first nozzle or the second nozzle. A piston cooling device can be provided in which the cooling liquid is injected into the cooling cavity through the third cooling liquid inlet / outlet hole.

【0012】冷却液を噴射するノズルは前記のように、
ピンボス面に対して斜に冷却液を噴射するように取り付
けられている。よって、ピンボス面に設けられた一つの
入出孔とはピストンの可動範囲内のある特定の位置での
み噴射された冷却液の軌跡と重なる、すなわち入出孔よ
り冷却液が注入されるようになる。よって、ノズルに対
応して冷却液が注入される第1又は第2の入出孔の付近
に新たに第3の入出孔を設けて、ピストンが他の位置に
移動した際に第1又は第2の入出孔何れかに噴射するノ
ズルより第3の入出孔に噴射可能とする。これにより、
ピストンが動く際に一つのノズルから少なくとも2回は
冷却空洞内部に冷却液を注入することが可能となる。
The nozzle for injecting the cooling liquid is, as described above,
It is attached so as to jet the cooling liquid obliquely to the pin boss surface. Therefore, one inlet / outlet hole provided on the pin boss surface overlaps with the trajectory of the cooling liquid injected only at a certain position within the movable range of the piston, that is, the cooling liquid is injected from the inlet / outlet hole. Therefore, a third inlet / outlet hole is newly provided in the vicinity of the first or second inlet / outlet hole into which the cooling liquid is injected corresponding to the nozzle, and the first or second piston is moved when the piston moves to another position. It is possible to inject into the third inlet / outlet hole from a nozzle that injects into either of the inlet / outlet holes of This allows
It is possible to inject the cooling liquid into the cooling cavity at least twice from one nozzle as the piston moves.

【0013】また、ピストンを冷却する際に、ピストン
温度が低下することによる燃焼効率の悪化を防止するた
めに、内燃機関の気筒内の温度に応じて、ピストンに冷
却液を噴射するノズルの本数を変更する。
Further, when cooling the piston, in order to prevent the deterioration of the combustion efficiency due to the decrease of the piston temperature, the number of nozzles for injecting the cooling liquid to the piston according to the temperature in the cylinder of the internal combustion engine. To change.

【0014】ディーゼル機関等の気筒内の燃焼室に直接
燃料を添加する形式の内燃機関では、ピストン温度が低
下することにより、燃焼室を構成するピストン上面に添
加された燃料が凝縮すること等、燃焼性に悪影響を及ぼ
す問題がある。よってピストン冷却方法によるピストン
の不必要な冷却を防止するために、ピストン温度に応じ
て冷却液を噴射するノズルの本数を変更することが好ま
しい。
In an internal combustion engine of a type in which fuel is directly added to a combustion chamber in a cylinder such as a diesel engine, when the temperature of the piston is lowered, the fuel added to the upper surface of the piston constituting the combustion chamber is condensed. There is a problem that adversely affects flammability. Therefore, in order to prevent unnecessary cooling of the piston by the piston cooling method, it is preferable to change the number of nozzles that inject the cooling liquid according to the piston temperature.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明に
係る実施の形態1について述べる。図1において、内燃
機関(以下、エンジンという)1は、燃料供給系10、
燃焼室20、吸気系30、排気系35、冷却系50及び
潤滑系60等を主要部として構成される直列4気筒の圧
縮着火式であるディーゼルエンジンシステムである。以
下、本ディーゼルエンジンシステムの構成について説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Embodiment 1) Embodiment 1 according to the present invention will be described below. In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 includes a fuel supply system 10,
The in-line four-cylinder compression ignition type diesel engine system mainly includes a combustion chamber 20, an intake system 30, an exhaust system 35, a cooling system 50, a lubricating system 60 and the like. The configuration of the diesel engine system will be described below.

【0016】燃料供給系10は、サプライポンプ11、
蓄圧室(コモンレール)12、燃料噴射弁13、機関燃
料通路P1等を備えて構成される。
The fuel supply system 10 includes a supply pump 11,
A pressure accumulation chamber (common rail) 12, a fuel injection valve 13, an engine fuel passage P1 and the like are provided.

【0017】サプライポンプ11は燃料タンク(図外)
からくみ上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路P1を介
してコモンレール12に供給する。コモンレール12は
サプライポンプ11から供給された高圧燃料を所定の圧
力に保持(蓄圧)する機能を有し、この蓄圧した燃料を
各燃料噴射弁13に分配する。燃料噴射弁13はその内
部に電磁ソレノイド(図外)を備えた電磁弁であり、適
宜開弁して燃焼室20内に燃料を供給噴射する。
The supply pump 11 is a fuel tank (not shown)
The fuel drawn up is made into a high pressure and supplied to the common rail 12 through the engine fuel passage P1. The common rail 12 has a function of holding (accumulating) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 11 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to each fuel injection valve 13. The fuel injection valve 13 is an electromagnetic valve having an electromagnetic solenoid (not shown) inside, and is opened appropriately to supply and inject fuel into the combustion chamber 20.

【0018】吸気系30は、各燃焼室20内に供給され
る吸気空気の通路(吸気通路)を形成する。一方、排気
系35は、各燃焼室20から排出される排気ガスの通路
(排気通路)を形成する。
The intake system 30 forms a passage (intake passage) for intake air supplied into each combustion chamber 20. On the other hand, the exhaust system 35 forms a passage (exhaust passage) for the exhaust gas discharged from each combustion chamber 20.

【0019】また、このエンジン1には、周知の過給器
(ターボチャージャ)40が備えられている。ターボチ
ャージャ40は、シャフト4を介して連結されたタービ
ンホイール42とコンプレッサ43とを備える。一方の
コンプレッサ43は吸気系30内の吸気に晒され、他方
のタービンホイール42は排気系35内の排気ガスに晒
されている。このような構成を有するターボチャージャ
40は、タービンホイール42が受ける排気流(排気
圧)を利用してコンプレッサ43を回転させ、吸気圧を
高める効果(過給効果)を有する。
The engine 1 is also provided with a known supercharger (turbocharger) 40. The turbocharger 40 includes a turbine wheel 42 and a compressor 43 that are connected via the shaft 4. One compressor 43 is exposed to intake air in the intake system 30, and the other turbine wheel 42 is exposed to exhaust gas in the exhaust system 35. The turbocharger 40 having such a configuration has an effect of increasing the intake pressure (supercharging effect) by rotating the compressor 43 using the exhaust flow (exhaust pressure) received by the turbine wheel 42.

【0020】吸気系30において、ターボチャージャ4
0に設けられたインタークーラ31は、過給によって昇
温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ31よ
りも更に下流に設けられたスロットル弁32は、その開
度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉弁
であり、所定の条件下において吸気通路の流路面積を絞
り、同吸入空気の供給量を調整(低減)する機能を有す
る。
In the intake system 30, the turbocharger 4
The intercooler 31 provided at 0 forcibly cools the intake air whose temperature has risen due to supercharging. The throttle valve 32, which is provided further downstream than the intercooler 31, is an electronically controlled on-off valve whose opening can be adjusted steplessly, and reduces the flow passage area of the intake passage under predetermined conditions. , Has a function of adjusting (reducing) the supply amount of the intake air.

【0021】また、エンジン1には、燃焼室20の上流
(吸気系30)及び下流(排気系35)をバイパスする
排気環流通路(EGR通路)45が形成されている。具
体的には、EGR通路45は排気系35におけるターボ
チャージャ40上流の排気集合管35aと吸気系30に
おけるスロットル弁32の下流側を連通している。この
EGR通路45は、排気ガスの一部を適宜吸気系30に
戻す機能を有する。EGR通路45には、電子制御によ
って無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在
に調節することが可能なEGR弁46と、EGR通路4
5を通過(環流)する排気ガスを冷却するためのEGR
クーラ47が設けられている。
Further, the engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 45 that bypasses the upstream side (intake system 30) and the downstream side (exhaust system 35) of the combustion chamber 20. Specifically, the EGR passage 45 connects the exhaust collecting pipe 35 a upstream of the turbocharger 40 in the exhaust system 35 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake system 30. The EGR passage 45 has a function of appropriately returning a part of the exhaust gas to the intake system 30. The EGR passage 45 is opened and closed steplessly by electronic control, and an EGR valve 46 capable of freely adjusting the flow rate of exhaust gas flowing through the passage and the EGR passage 4 are provided.
EGR for cooling exhaust gas passing through 5 (circulation)
A cooler 47 is provided.

【0022】また、排気系35において、燃焼室より接
続する排気集合管40a、タービンホイール42が設け
られた部位より下流側には、排気ガスの流路に沿って排
気通路35b、その下流に触媒ケーシング37、更に下
流に排気通路35cが順次連結されている。触媒ケーシ
ング37には、排気ガス中に含まれる微粒子を除去する
パティキュレートフィルタ、及びこのパティキュレート
フィルタ上に担持されてNOx等の有害成分を浄化する
触媒が収容されている。
Further, in the exhaust system 35, an exhaust passage 35b is provided along the exhaust gas flow path downstream of the portion where the exhaust collecting pipe 40a connected to the combustion chamber and the turbine wheel 42 are provided, and a catalyst is provided downstream thereof. The casing 37 and an exhaust passage 35c are further connected downstream. The catalyst casing 37 accommodates a particulate filter that removes fine particles contained in the exhaust gas, and a catalyst that is carried on the particulate filter to purify harmful components such as NOx.

【0023】冷却系50は、サーモスタット51、ラジ
エータ52、冷却ポンプ53、クーリングファン54及
びバイパスパイプ55から構成される。エンジン1内部
の冷却水路を通過してエンジン廃熱等により熱せられた
冷却水がサーモスタット51を経てラジエータ52内に
流入する。ラジエータ52は冷却水が流れる水路25を
有すると共にその水路を形成する管の外部に多数の放熱
板(フィン)を有する。よって熱せされた冷却水はラジ
エータ52内部を通過する際にクーリングファン54に
よって強制的に冷却される。この冷却された冷却水が冷
却ポンプ53によりエンジン1内部の冷却水路25に送
られて各部を冷却する。
The cooling system 50 comprises a thermostat 51, a radiator 52, a cooling pump 53, a cooling fan 54 and a bypass pipe 55. Cooling water that has passed through the cooling water passage inside the engine 1 and is heated by engine waste heat or the like flows into the radiator 52 through the thermostat 51. The radiator 52 has a water passage 25 through which cooling water flows, and has a large number of heat dissipation plates (fins) outside the pipe forming the water passage. Therefore, the heated cooling water is forcibly cooled by the cooling fan 54 when passing through the inside of the radiator 52. The cooled cooling water is sent to the cooling water passage 25 inside the engine 1 by the cooling pump 53 to cool each part.

【0024】またサーモスタット51には熱により弁を
開閉する機構が設けられ、温度に応じて弁を開閉するこ
とによりバイパスパイプ55に熱せられた冷却水を排水
し、冷却水の温度調節を行う。
Further, the thermostat 51 is provided with a mechanism for opening and closing the valve by heat. By opening and closing the valve according to the temperature, the cooling water heated in the bypass pipe 55 is drained and the temperature of the cooling water is adjusted.

【0025】潤滑系60は、オイルパン61、オイルポ
ンプ62、オイルストレーナ63、オイルクーラ64、
オイルフィルタ65、オイルギャラリ66、インジェク
ションポンプ67及びノズル58a、ノズル58bより
構成される。オイルパン61はオイルを貯留すると共
に、高温となったオイルを冷却する。またオイルポンプ
62、オイルストレーナ63でオイルパン61に貯留さ
れたオイルを吸い上げる際に、オイルの慣性力等による
空気の巻き込みが起こらないようにオイルパン61は、
仕切板等で仕切られてオイルが不用意に偏らないように
する。オイルポンプ62で吸い上げられたオイルは、オ
イルクーラ64に流入して冷却される。このオイルクー
ラ64内部には冷却水が流れる管が設けられており、こ
の管を介して冷却水とオイルの熱交換を行う。この後に
オイルフィルタ65に流入し、オイルフィルタ65内の
濾紙にてオイル中に含まれる微少な不純物が除去され
る。その後にオイルの流通経路であるオイルギャラリ6
6を経て、インジェクションポンプ67で加圧されてノ
ズル58a、ノズル58bよりオイルジェットとして噴
射される。ノズル58a、ノズル58bは気筒内若しく
はクランクケース内に設けられており、その噴出孔がピ
ストンのピンボス面に向かって斜に噴射するように設置
されている。
The lubrication system 60 includes an oil pan 61, an oil pump 62, an oil strainer 63, an oil cooler 64,
It is composed of an oil filter 65, an oil gallery 66, an injection pump 67, a nozzle 58a, and a nozzle 58b. The oil pan 61 stores the oil and cools the hot oil. Further, when sucking up the oil stored in the oil pan 61 by the oil pump 62 and the oil strainer 63, the oil pan 61 is made to prevent air entrapment due to the inertial force of the oil or the like.
Prevent the oil from being unintentionally biased by a partition plate. The oil sucked up by the oil pump 62 flows into the oil cooler 64 and is cooled. A pipe through which cooling water flows is provided inside the oil cooler 64, and heat exchange between the cooling water and oil is performed through this pipe. After that, it flows into the oil filter 65, and the filter paper in the oil filter 65 removes minute impurities contained in the oil. After that, oil gallery 6 which is the distribution channel of oil
After 6, the pressure is increased by the injection pump 67 and is injected as an oil jet from the nozzles 58a and 58b. The nozzles 58a and 58b are provided in the cylinder or the crankcase, and the ejection holes thereof are installed so as to obliquely eject toward the pin boss surface of the piston.

【0026】また、エンジン1の各部位には、各種セン
サが取り付けられており、当該部位の環境条件やエンジ
ン1の運転状態に関する信号を出力する。
Various sensors are attached to each part of the engine 1 to output signals relating to the environmental conditions of the part and the operating state of the engine 1.

【0027】すなわち、レール圧センサ70は、コモン
レール12内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出
信号を出力する。エアフローメータ72は、吸気系30
内のスロットル弁32上流において吸入空気の流量(吸
気量)に応じた検出信号を出力する。水温センサ71は
エンジン1内部にて暖められた冷却水温に応じた検出信
号を出力する。
That is, the rail pressure sensor 70 outputs a detection signal corresponding to the pressure of the fuel stored in the common rail 12. The air flow meter 72 uses the intake system 30.
A detection signal corresponding to the flow rate of intake air (intake air amount) is output upstream of the throttle valve 32. The water temperature sensor 71 outputs a detection signal corresponding to the temperature of the cooling water warmed inside the engine 1.

【0028】また、アクセル開度センサ76はアクセル
ペダル(図外)に取り付けられ、同ペダルの踏込量に応
じてエンジン1において要求する仕事量の基となる検出
信号を出力する。クランク角センサ77は、エンジン1
の出力軸(クランクシャフト)が一定角度回転する毎に
検出信号(パルス)を出力する。これら各センサ70〜
79は、電子制御装置(ECU)80と電気的に接続さ
れている。
Further, the accelerator opening sensor 76 is attached to an accelerator pedal (not shown) and outputs a detection signal which is a basis of a work amount required in the engine 1 in accordance with a depression amount of the pedal. The crank angle sensor 77 is the engine 1
A detection signal (pulse) is output every time the output shaft (crank shaft) of the above rotates by a certain angle. Each of these sensors 70-
79 is electrically connected to an electronic control unit (ECU) 80.

【0029】図2に示すように、ECU80は中央演算
処理装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、
ランダムアクセスメモリ(RAM)及び運転停止後も記
憶した情報が消去されないバックアップRAM、タイマ
カウンタ等と、A/D変換器を含む入力ポートと、出力
ポートとが、双方向性バスにより接続されて構成される
論理演算回路を備える。
As shown in FIG. 2, the ECU 80 includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM),
A random access memory (RAM), a backup RAM that does not erase stored information even after operation is stopped, a timer counter, etc., an input port including an A / D converter, and an output port are connected by a bidirectional bus. And a logical operation circuit.

【0030】ECU80は、前記各種センサの検出信号
を入力ポートを介して入力し、これら信号に基づいてE
CU80に有するCPUにおいて、ROMに記憶されて
いるプログラムから、エンジン1の燃料噴射等について
の基本制御を行う他、排気浄化に伴う還元剤(還元剤と
して機能する燃料)添加に係る燃料噴射の供給量等、エ
ンジン1の運転状態に関係する各種制御を行う。
The ECU 80 inputs the detection signals of the various sensors through the input port, and based on these signals, E
In the CPU of the CU 80, the program stored in the ROM is used to perform basic control of the fuel injection of the engine 1 and the like, and the supply of fuel injection related to addition of a reducing agent (fuel that functions as a reducing agent) accompanying exhaust gas purification Various controls related to the operating state of the engine 1 such as the amount are performed.

【0031】尚、ノズル58a、ノズル58bを通じて
各気筒に冷却剤となるオイルを供給する潤滑系60、エ
ンジン1を冷却すると共にオイルを冷却する潤滑系50
の機能を制御するECU80等は、併せて本実施の形態
に係るエンジン1の冷却装置を構成する。前記冷却制御
等は、当該制御に関する指令信号を出力するECU80
を含め、この冷却装置を構成する各種部材の作動を通じ
て実施される。
A lubrication system 60 for supplying oil as a coolant to each cylinder through the nozzles 58a and 58b, and a lubrication system 50 for cooling the engine 1 as well as the oil.
The ECU 80 and the like that control the functions of the above together constitute a cooling device for the engine 1 according to the present embodiment. The cooling control or the like is an ECU 80 that outputs a command signal related to the control.
Including the above, the operation is performed through the operation of various members constituting this cooling device.

【0032】以下、燃焼室20内での燃料の燃焼に伴う
発熱の冷却方法について述べる。ディーゼル機関は、燃
焼室内に取り込まれた空気を高圧縮し、この圧縮時に発
生する圧縮熱で燃焼室内に噴射された燃料を燃焼させて
動力を得ている。即ち燃焼室内の温度を上昇させて発火
点にまですることによって燃料に点火し燃焼させること
に起因する燃焼室20内の気体の体積膨張を動力として
いる。
The method of cooling the heat generated by the combustion of the fuel in the combustion chamber 20 will be described below. The diesel engine highly compresses the air taken into the combustion chamber and burns the fuel injected into the combustion chamber with the compression heat generated during this compression to obtain power. That is, the volume expansion of the gas in the combustion chamber 20 caused by igniting and burning the fuel by raising the temperature in the combustion chamber to the ignition point is used as the power.

【0033】この燃焼源となる燃料は一般にピストンが
上死点になる前から燃焼室内に噴射されて燃焼室内に拡
散する。そしてピストンが上死点付近において初めて燃
料に着火して燃焼開始し、この燃焼による内部気体の膨
張により燃焼室の体積膨張を促すものである。
The fuel as the combustion source is generally injected into the combustion chamber before the piston reaches the top dead center and diffused into the combustion chamber. The piston ignites the fuel and starts combustion for the first time near the top dead center, and the expansion of the internal gas by this combustion promotes the volume expansion of the combustion chamber.

【0034】燃焼室内の壁温が高温になった状態で通常
の燃焼行程を行うと、燃焼室内の気体が圧縮されて高温
になると共に、燃焼室の壁温よりの熱が供給されてピス
トンが上死点付近になる前に燃焼を開始する場合があ
る。この時にピストンには背圧、すなわちクランクシャ
フトが回転する方向とは逆の力が作用する。よって、燃
料が運動量に変わる効率である燃焼効率が低下すること
や、場合によってはピストンとクランクシャフトを連結
するコンロッドの破損等が発生する。
When the normal combustion process is performed with the wall temperature in the combustion chamber being high, the gas in the combustion chamber is compressed and becomes high in temperature, and heat higher than the wall temperature of the combustion chamber is supplied to the piston. Combustion may start before reaching the top dead center. At this time, a back pressure, that is, a force opposite to the direction in which the crankshaft rotates acts on the piston. As a result, the combustion efficiency, which is the efficiency with which the fuel changes into momentum, decreases, and in some cases, the connecting rod that connects the piston and the crankshaft is damaged.

【0035】その他にも、燃焼室周辺が高温になること
により、燃焼室を形成する駆体の外気側と燃焼室側で熱
膨張率が変わり、駆体の変形や、接合箇所の気密性低下
等が生じる場合がある。よって、燃焼室周辺を冷却し、
正常な機関運転を行うことが必要となる。
In addition, as the temperature around the combustion chamber becomes high, the coefficient of thermal expansion changes between the outside air side and the combustion chamber side of the vehicle body forming the combustion chamber, causing deformation of the vehicle body and deterioration of the airtightness of the joint. Etc. may occur. Therefore, cool around the combustion chamber,
It is necessary to operate the engine normally.

【0036】図2に燃焼室20周辺の断面概略図を示
す。燃焼室20はシリンダブロック21内部に、筒状に
形成されたシリンダライナ24を貫入し、この上方にシ
リンダヘッド22を接合すると共に、下方よりシリンダ
ライナ24内にピストン23を挿入することにより形成
されている。
FIG. 2 shows a schematic sectional view of the periphery of the combustion chamber 20. The combustion chamber 20 is formed by penetrating a cylinder-shaped cylinder liner 24 inside a cylinder block 21, joining a cylinder head 22 above this, and inserting a piston 23 into the cylinder liner 24 from below. ing.

【0037】シリンダブロック21のシリンダライナ2
4の外側に接する部分には冷却水路25が設けられ、内
部を冷却水が流通するようになっている。
Cylinder liner 2 of cylinder block 21
A cooling water passage 25 is provided in a portion in contact with the outer side of 4, and cooling water flows through the inside.

【0038】同様にシリンダヘッド22にも、その駆体
に設けられた燃料噴射弁13や、吸気バルブ27a、排
気バルブ27b等を冷却するために冷却水を流通させる
冷却水路25が設けられている。この冷却水路25内を
冷却水が流れることにより、燃料が燃焼して高温になる
シリンダヘッド22及びシリンダブロック21が冷却さ
れる。
Similarly, the cylinder head 22 is also provided with a cooling water passage 25 through which cooling water is circulated in order to cool the fuel injection valve 13, the intake valve 27a, the exhaust valve 27b, etc. provided in the vehicle body. . By the cooling water flowing in the cooling water passage 25, the cylinder head 22 and the cylinder block 21 are cooled by burning the fuel to a high temperature.

【0039】また、シリンダヘッド22には、燃焼室2
0に大気を吸入させる吸気ポート33と、燃焼室20内
で燃料を燃焼したガスを排気するための排気ポート38
が設けられ、これら吸気ポート33、排気ポート38は
それぞれ吸気バルブ27a、排気バルブ27bによって
開閉され、燃焼室20で吸排気を行う。
The cylinder head 22 has a combustion chamber 2
Intake port 33 for inhaling the atmosphere to 0, and exhaust port 38 for exhausting gas that burns fuel in the combustion chamber 20
The intake port 33 and the exhaust port 38 are opened and closed by an intake valve 27a and an exhaust valve 27b, respectively, so that intake and exhaust are performed in the combustion chamber 20.

【0040】燃焼室20の下方にはピストン23がシリ
ンダライナ24に貫入されている。ピストン23はピン
ボス28を介してコンロッド90とピン接合されてお
り、このコンロッド90はクランクシャフト(図外)に
連結されている。前記コンロッド90は、ピストン23
が行う直線運動をクランクシャフトの回転運動に変える
役割を果たす。よってこのクランクシャフトが回転する
ことによりピストン23はシリンダライナ24内部にて
直線往復運動を行う。
A piston 23 is inserted into a cylinder liner 24 below the combustion chamber 20. The piston 23 is pin-joined to a connecting rod 90 via a pin boss 28, and the connecting rod 90 is connected to a crankshaft (not shown). The connecting rod 90 includes the piston 23.
Plays the role of converting the linear motion of the robot into the rotational motion of the crankshaft. Therefore, when the crankshaft rotates, the piston 23 makes a linear reciprocating motion inside the cylinder liner 24.

【0041】ピストン23は、燃焼室20の下面を形成
し、燃焼室20が燃焼により膨張する際の稼働面とな
る。また、ピストン23はその上面に燃料が噴射されて
燃焼する。よってその駆体は燃焼熱により加熱されて過
熱状態となり、この燃焼熱によるピストン23の過熱状
態を改善するために冷却が必要となる。そこでピストン
23は、その内部に冷却空洞26を有すると共に、この
冷却空洞26に冷却液であるオイルを入出させる入出孔
29a、29bを有する。また、ピストン23の下方に
は斜上方に向かいオイルを噴射するノズル58a、ノズ
ル58bが設けられている。以下、このオイル噴射によ
るピストン23の冷却について述べる。
The piston 23 forms the lower surface of the combustion chamber 20 and serves as an operating surface when the combustion chamber 20 expands due to combustion. Further, fuel is injected onto the upper surface of the piston 23 and burns. Therefore, the driving body is heated by the combustion heat to be in an overheated state, and cooling is required to improve the overheated state of the piston 23 due to this combustion heat. Therefore, the piston 23 has a cooling cavity 26 therein, and also has inlet / outlet holes 29a, 29b for letting oil as a cooling liquid into and out of the cooling cavity 26. Further, below the piston 23, there are provided nozzles 58a and 58b for injecting oil obliquely upward. Hereinafter, cooling of the piston 23 by this oil injection will be described.

【0042】前述したように、冷却水を内部に流通させ
ることにより、燃焼室20を形成するシリンダブロック
21、シリンダヘッド22は、この冷却水で直接冷却す
ることが可能である。しかし、ピストン23は常時稼働
している箇所であるため、シリンダブロック21等から
冷却水路を延長することは不可能である。よってピスト
ン23を直接冷却水で冷却することは難しい。したがっ
て予め冷却水で冷却された潤滑油となるオイルを、ピス
トン23に噴射することによりピストン23の冷却を行
う。
As described above, by circulating the cooling water inside, the cylinder block 21 and the cylinder head 22 forming the combustion chamber 20 can be directly cooled by this cooling water. However, since the piston 23 is always operating, it is impossible to extend the cooling water passage from the cylinder block 21 or the like. Therefore, it is difficult to directly cool the piston 23 with cooling water. Therefore, the piston 23 is cooled by injecting into the piston 23 oil that serves as lubricating oil that has been cooled in advance with cooling water.

【0043】具体的には、ノズル58a、ノズル58b
からピストン23の下面にオイルを噴射すると共に、ピ
ストン23に設けられた冷却空洞26内部に、この冷却
空洞26に貫通する入出孔29a、29bよりオイルを
注入する。また、オイルを噴射するノズル58a、ノズ
ル58bはそれぞれピストン23が往復する軸線に対し
て斜方となるように取り付けられている。
Specifically, the nozzle 58a and the nozzle 58b
The oil is injected from the bottom to the lower surface of the piston 23, and the oil is injected into the cooling cavity 26 provided in the piston 23 through the inlet / outlet holes 29a and 29b penetrating the cooling cavity 26. Further, the nozzles 58a and 58b for injecting oil are attached so as to be oblique with respect to the axis line along which the piston 23 reciprocates.

【0044】ノズル58bは図2及び図3に示すよう
に、ピストン23が上死点付近にある時には、ピンボス
28周辺に向かってオイルを噴射する。またピストン2
3が下死点付近にある時には入出孔29bに向かってオ
イルを噴射して冷却空洞26の内部をオイルで満たす。
As shown in FIGS. 2 and 3, the nozzle 58b injects oil toward the periphery of the pin boss 28 when the piston 23 is near the top dead center. Again piston 2
When 3 is near the bottom dead center, oil is injected toward the inlet / outlet hole 29b to fill the inside of the cooling cavity 26 with oil.

【0045】ノズル58aは、図4及び図5に示すよう
に、ピストン23が上死点付近にある時には入出孔29
aに向かってオイルを噴射して冷却空洞26の内部をオ
イルで満たす。またピストン23が下死点付近にある時
にはピストン23の下面に噴射して下面全体を冷却す
る。
As shown in FIGS. 4 and 5, the nozzle 58a has an inlet / outlet hole 29 when the piston 23 is near the top dead center.
Oil is injected toward a to fill the inside of the cooling cavity 26 with oil. When the piston 23 is near the bottom dead center, the lower surface of the piston 23 is sprayed to cool the entire lower surface.

【0046】即ち、ノズル58a、ノズル58bをそれ
ぞれ斜に設置することにより、ピストン23が移動した
際に、このピストン23の下面とノズルから噴射される
オイルの軌跡とが異なる位置にて交わるようにした。ま
た、ピストン23が上死点付近にある時には入出孔29
aからオイルを注入して29bより排出し、下死点付近
にある時には入出孔29bからオイルを注入して29a
より排出する。一般にオイルが注入される箇所に対し
て、オイルが排出される箇所の温度が高くなる。よって
入出孔29aと入出孔29bとに交互にオイルを噴射す
ることにより、ピストン23を均一に冷却することが可
能となる。
That is, the nozzles 58a and 58b are installed obliquely so that when the piston 23 moves, the lower surface of the piston 23 and the trajectory of the oil injected from the nozzle intersect at different positions. did. Further, when the piston 23 is near the top dead center, the inlet / outlet hole 29
Oil is injected from a and discharged from 29b, and when it is near the bottom dead center, oil is injected from an inlet / outlet hole 29b to 29a.
Eject more. Generally, the temperature of the place where the oil is discharged becomes higher than the temperature where the oil is injected. Therefore, it is possible to uniformly cool the piston 23 by alternately injecting oil into the inlet / outlet hole 29a and the inlet / outlet hole 29b.

【0047】また、オイルをノズル58a、ノズル58
bより噴出する出力はエンジン1の出力に依存する。よ
ってエンジン1の出力が低下した場合には必然的にオイ
ルを排出する出力も低下する。またエンジン出力が低下
した状態、すなわち低負荷状態では燃焼室内温度も低下
するため、エンジンが高負荷状態に比べて冷却の必要性
も低下する。よってエンジン1の負荷状態に応じてオイ
ルを噴射するノズルの本数を変更する。即ち、加速時、
登坂時等の高負荷状態ではノズル58a、ノズル58b
の両方を用いて冷却を行う。定速走行時等の比較的負荷
が低い状態ではノズル58a、ノズル58bの何れかの
ノズルよりオイル噴射を行う。アイドリング時の低負荷
状態では、何れのノズルからもオイル噴射を行わない。
Further, oil is supplied to the nozzle 58a and the nozzle 58.
The output ejected from b depends on the output of the engine 1. Therefore, when the output of the engine 1 is reduced, the output for discharging the oil is also reduced. Further, in the state where the engine output is reduced, that is, in the low load state, the temperature in the combustion chamber is also reduced, so that the necessity of cooling is reduced as compared with the high load state of the engine. Therefore, the number of nozzles that inject oil is changed according to the load state of the engine 1. That is, during acceleration,
The nozzle 58a and the nozzle 58b are in a high load state such as when climbing a slope.
Both are used for cooling. When the load is relatively low, such as when traveling at a constant speed, oil injection is performed from any one of the nozzles 58a and 58b. In a low load state during idling, oil is not injected from any nozzle.

【0048】このように、エンジン1の負荷状態に応じ
てオイル噴射ノズルの本数を変化させることにより、低
負荷時にオイル噴射によるピストン23の過冷却を防止
することも可能である。
As described above, by changing the number of the oil injection nozzles according to the load state of the engine 1, it is possible to prevent the supercooling of the piston 23 due to the oil injection when the load is low.

【0049】(実施の形態2)本実施の形態1では、ピ
ストン23が上死点若しくは下死点にある時に冷却空洞
26内に向けてオイル噴射を行っている。この他にもピ
ストン23が上死点と下死点との中間位置付近でオイル
噴射を行い冷却空洞26内を冷却することも可能であ
る。本実施の形態2では、このような中間位置での冷却
が可能な例について説明する。
(Second Embodiment) In the first embodiment, oil injection is performed toward the inside of the cooling cavity 26 when the piston 23 is at the top dead center or the bottom dead center. In addition to this, it is also possible to cool the inside of the cooling cavity 26 by injecting oil near the intermediate position between the top dead center and the bottom dead center of the piston 23. In the second embodiment, an example in which cooling at such an intermediate position is possible will be described.

【0050】この装置では、図6に示すように、入出孔
129aの側に入出孔129cが設けられている。より
正確には、図7に示すように、入出孔129aはピスト
ン23が下死点及び下死点近傍に位置する時にノズル5
8aより噴射するオイルの軌跡と重なり、入出孔129
cはピストン23が上死点及び上死点近傍に位置する時
にノズル58aより噴出するオイルの軌跡と重なる位置
に設けられる。また、入出孔129bについては、図8
に示すように、ピストン23が上死点と下死点との中間
位置付近に位置する時にノズル58bより噴射されるオ
イルの軌跡と前記入出孔129bとが重なるように設け
られている。
In this apparatus, as shown in FIG. 6, an inlet / outlet hole 129c is provided on the inlet / outlet hole 129a side. More precisely, as shown in FIG. 7, the inlet / outlet hole 129a is provided at the nozzle 5 when the piston 23 is located at the bottom dead center and in the vicinity of the bottom dead center.
8a overlaps the trajectory of the oil injected from
c is provided at a position overlapping the trajectory of the oil ejected from the nozzle 58a when the piston 23 is located at the top dead center and near the top dead center. Further, regarding the inlet / outlet hole 129b, see FIG.
As shown in FIG. 5, when the piston 23 is located near the middle position between the top dead center and the bottom dead center, the locus of oil sprayed from the nozzle 58b and the inlet / outlet hole 129b are provided so as to overlap each other.

【0051】前記位置に入出孔129a、入出孔129
b、入出孔129cを設けると共に、ピストン23が上
死点及び上死点近傍に位置する時に、ノズル58aよ
り、入出孔129aに向かいオイル噴射を行い、ノズル
58bより、ピンボス面に向かいオイル噴射を行う。次
にピストン23が上死点と下死点との中間位置付近にあ
る時に、ノズル58aよりピンボス面に向かいオイル噴
射を行い、ノズル58bより、入出孔129bに向かい
オイル噴射を行う。そしてピストン23が下死点及び下
死点近傍に位置する時に、ノズル58aより入出孔12
9cに向かいオイル噴射を行い、ノズル58bよりピン
ボス面に向かいオイル噴射を行う。これにより、ピスト
ン23が上死点付近、上死点と下死点との中間位置付
近、下死点付近の何れの位置においても冷却空洞26内
に冷却液であるオイルを注入することが可能となる。
The inlet / outlet hole 129a and the inlet / outlet hole 129 are located at the above positions
b, the inlet / outlet hole 129c is provided, and when the piston 23 is located at the top dead center and in the vicinity of the top dead center, oil is jetted from the nozzle 58a toward the inlet / outlet hole 129a, and from the nozzle 58b toward the pin boss surface. To do. Next, when the piston 23 is near the intermediate position between the top dead center and the bottom dead center, oil is jetted from the nozzle 58a toward the pin boss surface, and oil is jetted from the nozzle 58b toward the inlet / outlet hole 129b. Then, when the piston 23 is located at the bottom dead center and in the vicinity of the bottom dead center, the nozzle 58a causes the inlet / outlet hole 12
Oil is jetted toward 9c, and oil is jetted from the nozzle 58b toward the pin boss surface. As a result, it is possible to inject the cooling oil into the cooling cavity 26 at any position of the piston 23 near the top dead center, near the middle position between the top dead center and the bottom dead center, and near the bottom dead center. Becomes

【0052】実施の形態1に示すように、ノズル58a
よりピンボス面にオイルを噴射して冷却を行う場合に比
べ、冷却空洞26内部にオイルを注入し、熱源となる燃
焼室20により近い位置で冷却を行うことができるの
で、冷却性能はより優れたものとなる。このように、ピ
ストン23の下面に、入出孔129cを設ける共にこの
入出孔129cにオイルを噴射することにより、ピスト
ン23をより効果的に冷却することが可能となる。
As shown in the first embodiment, the nozzle 58a
Compared with the case of cooling by injecting oil onto the pin boss surface, oil can be injected into the cooling cavity 26 and cooling can be performed at a position closer to the combustion chamber 20 that is a heat source, so that the cooling performance is more excellent. Will be things. As described above, by providing the inlet / outlet hole 129c on the lower surface of the piston 23 and injecting the oil into the inlet / outlet hole 129c, the piston 23 can be cooled more effectively.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、冷却空洞内に二つのノ
ズルから交互にオイルを注入することにより、、ピスト
ンの冷却効率を向上させると共に、ピストンを均一に冷
却することが可能となる。また、オイルの入出孔を更に
設けて、この入出孔に何れかのノズルよりオイルを注入
することで、冷却空洞内を流通するオイル量を増加させ
ることが可能となり、冷却効果をより高めることができ
る。
According to the present invention, by alternately injecting the oil into the cooling cavity from the two nozzles, the cooling efficiency of the piston can be improved and the piston can be cooled uniformly. Further, by further providing an oil inlet / outlet hole and injecting the oil from any of the nozzles into this inlet / outlet hole, the amount of oil flowing in the cooling cavity can be increased, and the cooling effect can be further enhanced. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施の形態に係るディーゼルエンジンシ
ステムを示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施の形態1に係る燃焼室周りの断面概
略構成図(ピストン上死点位置)。
FIG. 2 is a cross-sectional schematic configuration diagram (a piston top dead center position) around a combustion chamber according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施の形態1に係る燃焼室周りの断面概
略構成図(ピストン下死点位置)。
FIG. 3 is a cross-sectional schematic configuration diagram (a piston bottom dead center position) around a combustion chamber according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明実施の形態1に係る燃焼室周りの断面概
略構成図(ピストン上死点位置)。
FIG. 4 is a cross-sectional schematic configuration diagram (a piston top dead center position) around a combustion chamber according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明実施の形態1に係る燃焼室周りの断面概
略構成図(ピストン下死点位置)。
FIG. 5 is a cross-sectional schematic configuration diagram (a piston bottom dead center position) around a combustion chamber according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明実施の形態2に係るピストンに設けられ
た入出孔の位置関係を示す概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a positional relationship between inlet and outlet holes provided in the piston according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明実施の形態2に係る燃焼室周りの断面概
略構成図。
FIG. 7 is a schematic sectional configuration diagram around a combustion chamber according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明実施の形態2に係る燃焼室周りの断面概
略構成図。
FIG. 8 is a schematic sectional configuration diagram around a combustion chamber according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 10 燃料供給系 11 サプライポンプ 12 コモンレール 13 燃料噴射弁 14 遮断弁 17 燃料添加ノズル 20 燃焼室 21 シリンダブロック 22 シリンダヘッド 23 ピストン 24 シリンダライナ 25 冷却水路 26 冷却空洞 27a 吸気バルブ 27b 排気バルブ 28 ピンボス 29a 入出孔 29b 入出孔 30 吸気系 31 インタークーラ 32 スロットル弁 33 吸気ポート 35 排気系 35a 排気集合管 35b 排気通路 35c 排気通路 37 触媒ケーシング 38 排気ポート 40 ターボチャージャ 40a 排気集合管 42 タービンホイール 43 コンプレッサ 45 EGR通路 46 EGR弁 47 EGRクーラ 50 冷却系 51 サーモスタット 52 ラジエータ 53 冷却ポンプ 54 クーリングファン 55 バイパスパイプ 58a ノズル 58b ノズル 60 潤滑系 61 オイルパン 62 オイルポンプ 63 オイルストレーナ 64 オイルクーラ 65 オイルフィルタ 66 オイルギャラリ 67 インジェクションポンプ 70 レール圧センサ 71 水温センサ 72 エアフローメータ 76 アクセル開度センサ 77 クランク角センサ 80 ECU 90 コンロッド 129a 入出孔 129b 入出孔 129c 入出孔 P1 機関燃料通路 1 engine 10 Fuel supply system 11 Supply pump 12 common rail 13 Fuel injection valve 14 Shut-off valve 17 Fuel addition nozzle 20 Combustion chamber 21 cylinder block 22 cylinder head 23 pistons 24 cylinder liner 25 cooling channels 26 cooling cavities 27a intake valve 27b exhaust valve 28 pin boss 29a Entry / Exit hole 29b Entry / Exit hole 30 Intake system 31 Intercooler 32 Throttle valve 33 Intake port 35 Exhaust system 35a Exhaust collecting pipe 35b exhaust passage 35c exhaust passage 37 Catalyst casing 38 Exhaust port 40 turbocharger 40a Exhaust collecting pipe 42 turbine wheel 43 Compressor 45 EGR passage 46 EGR valve 47 EGR cooler 50 cooling system 51 thermostat 52 radiator 53 Cooling pump 54 Cooling fan 55 Bypass pipe 58a nozzle 58b nozzle 60 Lubrication system 61 oil pan 62 oil pump 63 Oil strainer 64 oil cooler 65 oil filter 66 Oil Gallery 67 injection pump 70 Rail pressure sensor 71 Water temperature sensor 72 Air flow meter 76 Accelerator position sensor 77 Crank angle sensor 80 ECU 90 connecting rod 129a Entry / Exit hole 129b Entry / Exit hole 129c Entry / Exit hole P1 engine fuel passage

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の気筒内に設けられたピストン
と、 このピストンの駆体内部に設けられた空洞である冷却空
洞と、 前記ピストンのピンボスが設けられている面であるピン
ボス面に穿設されて前記冷却空洞まで貫通する複数の入
出孔と、 前記ピストンに対して、その噴出孔の噴出方向がピンボ
ス下面に対して斜状に設けられたノズルと、を含む冷却
装置であって、前記複数のノズルより冷却液を噴射する
際に、第1のノズルから前記ピストンが上死点又は上死
点近傍の位置にある時に第1の入出孔に向けた冷却液噴
射を行って冷却空洞内へ冷却液を注入し、第2のノズル
から前記ピストンが下死点又は下死点近傍の位置にある
時に、第2の入出孔に向かって冷却液噴射を行い、前記
冷却空洞内へ冷却液を注入するピストン冷却装置。
1. A piston provided in a cylinder of an internal combustion engine, a cooling cavity that is a cavity provided inside a piston body, and a pin boss surface that is a surface provided with a pin boss of the piston. A cooling device comprising: a plurality of inlet / outlet holes that are provided to penetrate to the cooling cavity; and a nozzle in which the ejection direction of the ejection hole is obliquely provided with respect to the lower surface of the pin boss with respect to the piston, When the cooling liquid is sprayed from the plurality of nozzles, the cooling liquid is sprayed toward the first inlet / outlet hole from the first nozzle when the piston is at or near the top dead center, thereby cooling the cavity. Cooling liquid is injected into the inside of the cooling cavity, and when the piston is at the bottom dead center or a position near the bottom dead center from the second nozzle, the cooling liquid is injected toward the second inlet / outlet hole to cool into the cooling cavity. Piston cooling device to inject liquid.
【請求項2】前記第1又は第2の何れかのノズルより噴
射される冷却液の軌跡とピストンのピンボス面に穿設さ
れた冷却液入出孔とが重ならない位置で冷却液を噴射す
ることを特徴とする請求項1に記載のピストン冷却装
置。
2. A coolant is jetted at a position where the locus of the coolant jetted from the first or second nozzle and the coolant inlet / outlet hole formed in the pin boss surface of the piston do not overlap each other. The piston cooling device according to claim 1.
【請求項3】前記ピストンが上死点と下死点の中間位置
にある時に、少なくとも前記第1又は第2の何れかのノ
ズルより噴射される冷却液の軌跡と重なるように配置さ
れた第3の入出孔であって、 前記ピストンが上死点と下死点の中間位置にある時に、
前記第1又は第2の何れかのノズルより噴射される冷却
液によって、この第3の冷却液入出孔より冷却液が冷却
空洞に注入されることを特徴とする請求項1又は2に記
載のピストン冷却装置。
3. When the piston is located at an intermediate position between the top dead center and the bottom dead center, at least one of the first and second nozzles is arranged so as to overlap the trajectory of the cooling liquid injected from the nozzle. 3 is an inlet / outlet hole, when the piston is at an intermediate position between the top dead center and the bottom dead center,
The cooling liquid injected from the third cooling liquid inlet / outlet hole is injected into the cooling cavity by the cooling liquid ejected from the first or second nozzle. Piston cooling device.
【請求項4】内燃機関の気筒内の温度に応じて、ピスト
ンに冷却液を噴射するノズルの本数を変更することを特
徴とする請求項1〜3何れかに記載のピストン冷却装
置。
4. The piston cooling device according to claim 1, wherein the number of nozzles for injecting cooling liquid to the piston is changed according to the temperature in the cylinder of the internal combustion engine.
【請求項5】内燃機関の気筒内に設けられたピストンに
穿設された複数の入出孔へ向けて、複数のノズルより交
互に冷却液を発射して、前記入出孔に連なる冷却空洞内
に冷却液を流入させ、この冷却空洞内で交互に異なる冷
却液流れを形成してピストンを均一に冷却すると共に、
前記複数のノズルよりピストン壁面に冷却液を噴射して
ピストンを冷却するピストン冷却方法。
5. A cooling cavity connected to the inlet / outlet holes by alternately ejecting a cooling liquid from a plurality of nozzles toward a plurality of inlet / outlet holes formed in a piston provided in a cylinder of an internal combustion engine. The cooling liquid is made to flow into the cooling cavity, and different cooling liquid flows are alternately formed in the cooling cavity to uniformly cool the piston.
A piston cooling method for cooling a piston by injecting a cooling liquid onto the wall surface of the piston from the plurality of nozzles.
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