JP2006138307A - Internal combustion engine lubricating device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の潤滑装置に関し、特にピストンおよびシリンダボアにオイルを供給することが可能な、内燃機関の潤滑装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine lubrication device, and more particularly to an internal combustion engine lubrication device capable of supplying oil to pistons and cylinder bores.
従来、内燃機関の潤滑装置は、たとえば実開平4−121408号公報(特許文献1)および特開2002−266639号公報(特許文献2)に開示されている。
従来の技術では、ピストン裏面の冷却と所定圧以上の場合はボール弁の開閉とにより、シリンダボア内壁面にもオイルを噴射し、2系統のオイルジェットを有し、簡単な手段でスカッフの発生を防止するものである。しかしながら、上記装置は、冷間後の始動等にもピストンを冷却するため、ピストンの暖気が遅れ、ピストンの打音が長く続くという問題が発生した。 In the conventional technology, oil is also injected into the inner wall surface of the cylinder bore by cooling the back of the piston and opening and closing the ball valve when the pressure exceeds the specified pressure, and it has two oil jets to generate scuff by simple means. It is to prevent. However, since the above-described device cools the piston even when starting after cold, there is a problem that the warming of the piston is delayed and the sound of the piston continues for a long time.
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、始動時のフリクション低減、中速回転域のオイルポンプ駆動負荷の低減およびピストンの暖気の促進ができる内燃機関の潤滑装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine that can reduce friction at the time of start-up, reduce oil pump drive load in the middle speed rotation range, and promote piston warm-up. An object is to provide a lubricating device.
この発明に従った内燃機関の潤滑装置は、内燃機関のピストンにオイルを供給してピストンを冷却することが可能であり、かつ、シリンダボアにオイルを供給してシリンダボアを潤滑および冷却することが可能なオイルジェットを有する内燃機関の潤滑装置であって、オイルジェットは、ピストン用のオイルジェット部と、シリンダボア用のオイルジェット部とを各別に有する。内燃機関の運転状態に応じてオイルジェットでオイルをピストンおよびシリンダボアの少なくとも一方に供給することが可能である。 The internal combustion engine lubrication apparatus according to the present invention can supply oil to the piston of the internal combustion engine to cool the piston, and can supply oil to the cylinder bore to lubricate and cool the cylinder bore. The oil jet has an oil jet part for a piston and an oil jet part for a cylinder bore. Oil can be supplied to at least one of the piston and the cylinder bore by an oil jet according to the operating state of the internal combustion engine.
このように構成された内燃機関の潤滑装置では、内燃機関の運転状態に応じてオイルジェットでオイルをピストンおよびシリンダボアの少なくとも一方に供給することができ、始動時のフリクションの低減、中速回転域でのオイルポンプの負荷の低減およびピストンの暖気の促進を図ることができる。 In the lubricating device for an internal combustion engine configured as described above, oil can be supplied to at least one of the piston and the cylinder bore by an oil jet according to the operating state of the internal combustion engine. It is possible to reduce the load on the oil pump and to promote warming up of the piston.
好ましくは、オイルの粘度と流量とに応じて、オイルジェットでオイルをピストンおよびシリンダボアの少なくとも一方に供給することが可能である。 Preferably, the oil can be supplied to at least one of the piston and the cylinder bore by an oil jet according to the viscosity and flow rate of the oil.
好ましくは、オイルの温度と流量とに応じて、オイルジェットでオイルをピストンおよびシリンダボアの少なくとも一方に供給することが可能である。 Preferably, oil can be supplied to at least one of the piston and the cylinder bore by an oil jet according to the temperature and flow rate of the oil.
好ましくは、ピストン用のオイルジェット部とシリンダボア用のオイルジェット部との切り替えはバルブによって行われ、オイル流によるバルブへの押圧力と、弾性体によるバルブへの押圧力との釣り合いによりバルブの位置が決定される。 Preferably, switching between the oil jet portion for the piston and the oil jet portion for the cylinder bore is performed by a valve, and the position of the valve is determined by the balance between the pressing force to the valve by the oil flow and the pressing force to the valve by the elastic body. Is determined.
好ましくは、内燃機関の潤滑装置は内燃機関の回転数、オイル温度または吸気温度、スロットル開度、回転数とスロットル開度の積に応じてピストン用のオイルジェット部とシリンダボア用のオイルジェット部へのオイルの供給量を制御する制御部をさらに備える。 Preferably, the lubricating device of the internal combustion engine is connected to the oil jet portion for the piston and the oil jet portion for the cylinder bore in accordance with the rotational speed of the internal combustion engine, the oil temperature or the intake air temperature, the throttle opening, and the product of the rotational speed and the throttle opening. And a controller for controlling the amount of oil supplied.
この発明に従えば、始動時のフリクションを低減することができ、かつ中速回転域のオイルポンプ駆動負荷を低減し、かつピストンの暖気を促進することができる内燃機関の潤滑装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lubricating device for an internal combustion engine that can reduce the friction at the time of starting, reduce the oil pump driving load in the middle speed rotation region, and promote the warming up of the piston. Can do.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態には同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従った潤滑装置を有する内燃機関の断面図である。図1を参照して、この発明に従った内燃機関1はエンジンであり、潤滑装置100を有する。内燃機関1は、シリンダブロック10と、シリンダブロック10のシリンダボア30に収納されたピストン20とを有する。ピストン20はコネクティングロッド40によりクランクシャフト50に接続されている。ピストン20が往復運動することで、この往復運動がコネクティングロッド40により回転運動に変換され、クランクシャフト50が回転する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine having a lubricating device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, an internal combustion engine 1 according to the present invention is an engine and has a lubricating
エンジンとしては、ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンのいずれをも用いることができる。さらに、ガソリンエンジンの場合、燃焼室内に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴型エンジンとしてもよく、ポート内で燃料を噴射するエンジンとしてもよい。 As the engine, either a gasoline engine or a diesel engine can be used. Further, in the case of a gasoline engine, it may be a so-called direct injection engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber, or an engine in which fuel is injected in a port.
さらに、ディーゼルエンジンの場合には、ピストン20の頂部がえぐられて燃焼室を構成し、この燃焼室に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴型のディーゼルエンジンを採用してもよく、さらに副室に燃料を噴射する、いわゆる副室式のディーゼルエンジンを採用してもよい。
Further, in the case of a diesel engine, a so-called direct injection type diesel engine in which the top of the
また、ピストン20を構成する材料としては、鉄、アルミニウムなどのさまざまな材料を採用することが可能である。また、ピストン20の製造方法としては、鋳造、鍛造などさまざまな方法を採用することが可能である。
Various materials such as iron and aluminum can be employed as the material constituting the
ピストン20の裏側に冷却を促進するためのクーリングチャネルを設けてもよい。ピストン20の外周にはリング溝が設けられ、このリング溝にピストンリング(図示せず)が嵌め合わせられる。ピストン20を冷却するため、および、シリンダボア30を冷却および潤滑するために、潤滑装置100からは、矢印121,122で示す方向にオイルが噴射される。矢印121で示すオイルは潤滑装置のシリンダボア用オイルジェット部106から噴射され、矢印122で示すオイルは、ピストン用オイルジェット部105により噴射される。
A cooling channel for promoting cooling may be provided on the back side of the
矢印121で示す方向に噴射されたオイルはシリンダボア30(ボア壁)に接触してボア壁としてのシリンダボア30とピストン20との摩擦を低減させる。すなわち、矢印121で示す方向に噴射されたオイルはシリンダボア30表面に油膜を形成し、この油膜がピストン20と接触することで、ピストン20とシリンダボア30との直接的な接触を防止し、摩擦抵抗を低減させることが可能である。
The oil injected in the direction indicated by the
矢印122で示す方向に供給されたオイルはピストン20の裏面と衝突し、ピストン20の熱を奪う。熱を奪ったオイルは下部方向に落下し、オイルパンへ集められ、その後オイルポンプ、仕向け地によってはオイルクーラーを介して再度潤滑のために用いられる。ピストン用オイルジェット部105と、シリンダボア用オイルジェット部106とは、オイルジェット150を構成し、いずれか一方または両方がオイルを噴射することが可能である。
The oil supplied in the direction indicated by the
これにより、ピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106の双方がオイルを噴射しない状態、ピストン用オイルジェット部105がオイルを噴射し、シリンダボア用オイルジェット部106がオイルを噴射しない状態、シリンダボア用オイルジェット部106がオイルを噴射し、ピストン用オイルジェット部105がオイルを噴射しない状態、シリンダボア用オイルジェット部106およびピストン用オイルジェット部105の双方がオイルを噴射する状態の4つの状態を採用することが可能である。
Thus, both the piston
シリンダボア用オイルジェット部106およびピストン用オイルジェット部105から噴射されるオイルは大きな液滴状であってもよく、さらに霧状であってもよい。
The oil injected from the cylinder bore
さらに、噴射圧力は特に制限されるものではなく、高圧噴射および低圧噴射のいずれをも採用することが可能である。 Furthermore, the injection pressure is not particularly limited, and either high pressure injection or low pressure injection can be employed.
図2は、図1中の潤滑装置を詳細に示す断面図である。図2を参照して、潤滑装置100は、シリンダブロック10に取付けられる筐体101を有する。筐体101は、第1室102、第2室103およびバイパス室104から構成される内部空間を有する。この内部空間にオイル112が蓄えられている。内部空間には可動栓108が設けられ、可動栓108は縮みばね107により位置決めされている。内部空間に連なるようにピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106が設けられ、シリンダボア用オイルジェット部106からは矢印121で示す方向にオイルを噴出させることが可能であり、ピストン用オイルジェット部105からは矢印122で示すようにオイルを噴出させることが可能である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the lubricating device in FIG. 1 in detail. With reference to FIG. 2, the
筐体101の入口114からオイルが供給される。供給されたオイルは一旦第1室102に蓄えられ、可動栓108の位置により、シリンダボア用オイルジェット部106および/またはピストン用オイルジェット部105から放出されるか、または放出されない。可動栓108は矢印111で示す範囲を移動することが可能であり、可動栓108の位置に応じて、オイル112が外部へ放出されないか、または外部へ放出されるかが決定される。
Oil is supplied from the
図3から図6は、図2で示す潤滑装置の動作を説明するための断面図である。図3を参照して、通常のエンジン始動時、すなわちオイル112の温度がたとえば0℃以上であり、かつエンジンの回転数(クランクシャフトの回転数)が600回転以下の場合図3で示す位置に可動栓108が位置決めされる。可動栓108の位置は、縮みばね112による押圧力と、入口114から流入するオイルの押圧力とにより決定し、図3で示す状態では、オイル112による押圧力が小さいため、縮みばね107が最も伸びきった位置となる。この位置に可動栓108が位置している場合には、入口114から流入したオイルはバイパス室104を通ってシリンダボア用オイルジェット部106に達する。その後図1および図2で示すように、矢印121で示す方向に噴射され、オイル112がシリンダボア30を潤滑する。すなわち、図3で示すエンジン停止時から始動直後および低回転時は、オイル112は、入口114から第1室102、バイパス室104、第2室103およびシリンダボア用オイルジェット部106を経由してボア壁面であるシリンダボア30に到達する。これにより、始動時にシリンダボア30に多くのオイルを供給することができ、始動時のフリクションを低減することができる。
3 to 6 are cross-sectional views for explaining the operation of the lubricating device shown in FIG. Referring to FIG. 3, when the engine is normally started, that is, when the temperature of
図4を参照して、中速回転時には入口114からのオイルの流量が大きくなる。これにより、オイル112による可動栓108への押圧力が大きくなり、図3で示す位置から可動栓108が下側へ移動する。そのため、可動栓108はバイパス室104の出口を封止するとともに、ピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106の入口を封止する。その結果、オイル112はシリンダボア用オイルジェット部106およびピストン用オイルジェット部105から噴出されない。したがって、中速回転時にはオイルは第1室102およびバイパス室104に密閉されて噴射されない。その結果オイル噴射量を減らし、オイルポンプの駆動負荷を低減することが可能である。また、ピストン20を冷却しないため、ピストン20の暖気を促進することが可能である。
Referring to FIG. 4, the oil flow rate from
図5を参照して、高回転時には、入口114からのオイルの流量が特に大きくなり、これに伴いオイル112による可動栓108に対する押圧力も大きくなる。その結果、図4で示す位置から縮みばね107がさらに縮む。このため、可動栓108はピストン用オイルジェット部105の入口を開放し、かつシリンダボア用オイルジェット部106の入口を封止する。このため、第1室102のオイルはピストン用オイルジェット部105へ流れ込む。このオイル112が矢印122で示す方向に噴射され、ピストン20を冷却する。高回転時には、燃焼室で発生する熱量も大きくなるため、この熱を除去する必要がある。オイル112を矢印122で示す方向に噴射してピストン20に接触させることで、オイルによりピストン20を十分に冷却することができる。
With reference to FIG. 5, at the time of high rotation, the flow rate of oil from the
図6を参照して、図3から図5では、オイル112の温度が0℃以上であり、オイルの粘性が低い場合を示したが、オイル112の温度が0℃以下の場合には、オイルの粘性が急激に上昇する。このため、矢印で示す方向から流入したオイルが特に大きな押圧力を可動栓108に対して与える。その結果、可動栓108は一番下側まで移動する。このとき、縮みばね107は最も縮められた状態となる。可動栓108が下側へ移動することで、可動栓108はピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106の双方の入口を開放する。その結果、第1室102のオイルがピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106の双方へ供給され、シリンダボア用オイルジェット部106からは矢印121で示す方向にオイル112が噴射され、ピストン用オイルジェット部105からは矢印122で示す方向にオイル112が噴射される。これにより、シリンダボア30がオイルで潤滑されて始動時のフリクションを低減できる。さらに、ピストン用オイルジェット部105からオイルを噴射させることにより、潤滑装置100によるオイルに対する抵抗を低減させることができる。その結果過大な油圧の発生を低減でき、オイルポンプに加える負荷を低減することができる。
Referring to FIG. 6, FIGS. 3 to 5 show the case where the temperature of the
この発明に従った潤滑装置100は、内燃機関1のピストン20にオイルを供給してピストン20を冷却することが可能であり、かつ、シリンダボア30にオイルを供給してシリンダボア30を潤滑および冷却することが可能なオイルジェットを有する内燃機関の潤滑装置であって、オイルジェット150は、ピストン用オイルジェット部105とシリンダボア用オイルジェット部106とを各別に有する。内燃機関1の運転状態に応じてオイルジェットでオイルをピストン20およびシリンダボア30の少なくとも一方に供給することが可能である。
The
オイル112の粘度と流量とに応じて、オイルジェット150でオイル112をピストン20およびシリンダボア30の少なくとも一方に供給することが可能である。
The
オイル112の温度と流量とに応じて、オイルジェット150でオイル112をピストン20およびシリンダボア30の少なくとも一方に供給することが可能である。
The
ピストン用オイルジェット部105とシリンダボア用オイルジェット部106との切り替えはバルブとしての可動栓108によって行われ、オイル流による可動栓108への押圧力と、弾性体としての縮みばね107による可動栓108への押圧力との釣り合いにより可動栓108バルブの位置が決定される。
Switching between the piston
このように構成された潤滑装置100では、始動時のフリクションを低減することができる。さらに、中速回転域でのオイルポンプの駆動負荷を低減することができる。さらに、ピストンの暖気を促進することができる。
In the
(実施の形態2)
図7は、この発明の実施の形態2に従った潤滑装置を有する車両のエンジンシステムの図である。図7を参照して、この発明の実施の形態2に従った潤滑装置を実現するエンジンECUを含む車両のエンジンシステムについて説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a diagram of a vehicle engine system having a lubricating device according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, a vehicle engine system including an engine ECU that implements a lubrication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
図7で示すように、このエンジンシステムにおいては、エアクリーナ200を介した空気が、エンジンの燃焼室に導入される。その際、吸入空気量がエアフローメータ202により検知されて、エンジンECU1000に吸入空気量を表わす信号が入力される。また、スロットルバルブ300の開度により、吸入空気量が変化する。このスロットルバルブ300の開度は、エンジンECU1000からの信号に基づいて作動したスロットルモータ304により変化する。スロットルバルブ300の開度はスロットルポジションセンサ302により検知されて、エンジンECU1000にスロットルバルブ300の開度を表わす信号が入力される。
As shown in FIG. 7, in this engine system, air through the
燃料は、フュエルタンク400に貯蔵され、フュエルポンプ402により高圧フュエルポンプ800を介して高圧フュエルインジェクタ804から燃焼室に噴射される。インテークマニホールドから導入された空気と、フュエルタンク400から高圧フュエルインジェクタ804を介して燃焼室に噴射された燃料との混合気が、エンジンECU1000から制御信号が入力されるイグナイタ一体式イグニッションコイル808を用いて着火されて燃焼する。
The fuel is stored in the
混合気が燃焼した後の排ガスは、イグゾーストマニホールドを通り、三元触媒コンバータ900および三元触媒コンバータ902を通って、大気に排出される。
The exhaust gas after the air-fuel mixture burns passes through the exhaust manifold, passes through the three-way
このエンジンシステムは、三元触媒コンバータ900の下流側からEGR(Exhaust Gas Recirculation)パイプ500を通ってEGRバルブ502によりその流量が制御されるEGR装置を有する。
This engine system has an EGR device in which the flow rate is controlled by an
図8は、エンジンシステムを制御するエンジンECU1000、各種センサおよび各種アクチュエータを含む制御ブロック図である。図8を参照して、エンジンECU(Electronic Control Unit)1000には、各種センサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D(アナログ/デジタル)コンバータ1010と、EFI―CPU(Electronic Fuel Injection-Central Processing Unit)1020と、ECT―CPU(Electronically Controlled Automatic Transmission-Central Processing Unit)1030と、これらのCPUに電力を供給する定電圧電源1040と、ボデー多重通信2000と通信するための通信IC1050とを含む。
FIG. 8 is a control block diagram including an
バキュームセンサ306は、吸気管内の圧力を検出する圧力センサである。エアフローメータ202は吸気量および吸気温度を検出するセンサであり、この吸気に関する情報を得るためのセンサである。
The
スロットルポジションセンサ302は、たとえばスロットルボデーに配置され、スロットルバルブ300の開度を検出する。たとえば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサが採用されることにより正確な制御と恒久的な信頼性を確保することができる。アクセルポジションセンサ1102は、運転者がどの程度アクセルペダル1100を踏み込んだかを検出するセンサである。
The
酸素センサ710は、上流側の触媒コンバータのエンジン側における排気ガスの酸素濃度を検出し、酸素センサ712は、上流側の三元触媒コンバータ900と下流側の三元触媒コンバータ902との間における排気ガスの酸素濃度を検知する。
The oxygen sensor 710 detects the oxygen concentration of the exhaust gas on the engine side of the upstream catalytic converter, and the
水温センサ706は、エンジン冷却水の水温を検出する。燃圧センサ700は、各気筒における燃焼室内における燃焼時の圧力を検出する。
The
カム角センサ708は、シリンダヘッド後端に取付けられており、インテークカムシャフトに固定された、カムシャフトタイミングロータの突起をカム角センサ708が検知することにより、気筒判別および実カムシャフト角度を検出することができる。カム角センサ708も、前述のクランク角センサ702と同様、検出精度の高い電磁ピックアップ式センサが用いられる。
The
クランク角センサ702は、クランク角度および回転数を検出するセンサであって、検出精度の高い電磁ピックアップ式センサなどが用いられる。クランクシャフトが回転することにより、クランクシャフト50に取付けられたクランクシャフトタイミングロータ突起部とクランク角センサのエアギャップが変化するためクランク角センサ702のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。この発生電圧は、タイミングロータ突起がクランク角センサ702に近づくときと離れるときとでは逆向きになるため、交流電圧として表われ、これによりクランク位置およびクランク角速度を検出することができる。ノックセンサ704は、エンジンにおけるノッキングの状態を検出する。
The
次に、エンジンECU1000から制御信号が出力されるアクチュエータについて説明する。高圧フュエルインジェクタ804は、高圧スリットノズルフュエルインジェクタであって、スリットノズルの作用により微粒化された扇状に大きく広がりつつ燃焼室に噴射される。高圧フュエルインジェクタ804を高速および精密に動作させるためEDU806が設けられる。
Next, an actuator that outputs a control signal from
VVT用OCV802は、最適なバルブタイミングにインテークカムシャフトの位相を制御するためのオイルコントロールバルブである。キャニスタパージVSV406は、キャニスタパージ量を増減させるために、エンジンECU1000からの制御信号によりその開度が制御される。スロットルモータ304は、スロットルバルブ300の開閉を調整する。
The
気流制御バルブ用VSV602には、エンジンの運転状態に応じて気流制御バルブ600を開閉するバルブであって、エンジンECU1000から出力された制御信号に基づいてこの気流制御バルブ用VSV602を介してアクチュエータのダイヤフラム室に係る負圧を切換えることにより気流制御バルブ600が開閉する。
The airflow
EGR用ステッピングモータ502Aは、EGR装置のEGRバルブ502の開度を調整するモータであって、エンジンECU1000から制御信号が出力される。
The
高圧フュエルポンプ800は、燃料を加圧するためのポンプであって、シリンダヘッドカバーに取付けられる。高圧フュエルポンプ800は、フュエルタンク400からの低圧燃料の吸入通路を開閉する電磁弁、カムシャフトによって駆動される燃料を加圧するプランジャ、フュエルデリバリパイプへの通路を機械的に開閉するチェックバルブで構成する。
The high-
図9は、図7で示す潤滑装置100の断面図である。図9を参照して、潤滑装置100は制御部160により可動栓108が制御される点で、実施の形態1に従った潤滑装置100と異なる。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
可動栓108は矢印111で示す上下方向に移動可能であり、位置AからDまでの位置に位置決めされることが可能である。可動栓108は連結棒161およびコイル162を含む制御部160により制御される。制御部160の連結棒161の位置はコイル162により制御される。具体的には、たとえば連結棒161内に磁石が埋込まれており、コイル162で生じる電磁力との反発力および吸引力に応じて連結棒161の位置が決められる。
The
コイル162は図7で示すエンジンECU1000に接続されており、エンジンECU1000から供給される電力に応じて連結棒161の位置を連続的に変化させることが可能である。
なお、この実施の形態では制御部160としてコイルを用いて可動栓108の位置を決める例を示したが、制御部160の構成はこれに限られるものではなく、ステッピングモータを用いて制御部160を構成してもよい。具体的には、ステッピングモータにピニオンが設けられ、連結棒161にラックが設けられ、ラックとピニオンが噛合い、ステッピングモータ(ピニオン)の回転に応じて連結棒161および可動栓108が上下する構成としてもよい。
In this embodiment, an example in which the position of the
さらに、コイル162は、オイルコントロールバルブを構成するスプール弁のソレノイドと同様の構成としてもよい。
Further, the
次に、図7から図9で示す装置を用いた潤滑装置100の駆動方法について説明する。図10は、潤滑装置100の動作を示すフローチャートである。図10を参照して、潤滑装置100を駆動させる場合には、まずクランク角センサ702がクランクシャフト50の回転数を検出する。検出された回転数がエンジンECU1000に伝えられ、回転数が500rpm(回転/分)以上かどうかが判断される(ステップ1001、以下、ステップをSと称する)。
Next, a method for driving the
回転数が500rpm以下であれば(S1001にてNO)、エンジンECU1000は始動時モードであると判断する。次に、吸気温センサを内蔵したエアフローメータ202からエンジンECU1000へ吸気温度に関する情報が送られる。この吸気温度が0℃以上であるかどうかをエンジンECU1000が判断する。エンジンECU1000が、吸気温度が0℃以上と判断すると(S1002においてYES)、エンジンECU1000は制御部160に対し、可動栓108を位置Aまで駆動させるよう信号を送り、可動栓108が移動する(図3参照)。その結果、シリンダボア用オイルジェット部106から矢印121で示す方向にオイル112が噴射され、シリンダボア30へオイルが供給される。これにより、シリンダボア30が十分に潤滑され、始動時のスカッフ性などの問題が生じない。
If the rotational speed is 500 rpm or less (NO in S1001),
吸気温が0℃以上であるとエンジンECUが判断すれば、(S1002においてNO)、エンジンECU1000は制御部160に対し、可動栓108を位置Dまで駆動させるように信号を送る。可動栓108が位置Dに達するとピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106からオイル112が噴射される(図6参照)。低温時に2つのジェット部からオイルを噴射させることで、油圧回路の圧力を上昇させることなく、過大な油圧の発生を予め防止でき、オイルポンプに加える負荷を低減することができる。
If the engine ECU determines that the intake air temperature is 0 ° C. or higher (NO in S1002),
クランクシャフト50の回転数が500rpm以上であるとエンジンECU1000が判断すれば(S1001にてYES)、エンジンECU1000は通常運転モードであると判断する。さらに、エンジンECU1000が、クランクシャフト50の回転数が所定値N以上であるかどうかを判断する(S1003)。回転数がN以下であるとエンジンECU1000が判断すれば(S1003にてNO)、スロットルポジションセンサ302から伝えられたスロットル開度情報に基づき、エンジンECU1000はスロットル開度がT以上かどうかを判断する(S1004)。スロットル開度がT以下であれば(S1004にてNO)、エンジンECU1000は制御部160に対し、可動栓108を位置Bで位置決めするように信号を送る。これにより、可動栓108は位置Bに位置決めされ、ピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106のいずれからもオイル112が噴出されない。
If
エンジンECUがスロットル開度がT以上であると判断すれば(S1004にてYES)、エンジンECU1000は制御部160に対し、可動栓108を位置Cに位置決めするよう信号を送る。これに伴い、制御部160は可動栓108を位置Cに位置決めする(図5参照)。これにより、ピストン用オイルジェット部105からオイル112が噴出する。
If engine ECU determines that the throttle opening is equal to or greater than T (YES in S1004),
エンジンECU1000が、回転数がN以上であると判断すれば(S1003にてYES)、エンジンECU1000は、回転数とスロットル開度の積がN×T以上であるかを判断する(S1005)。エンジンECU1000が、回転数とスロットル開度の積がN×Tを超えていると判断すれば(S1005にてYES)、エンジンECU1000は、制御部160に対し、可動栓108を位置Cに位置決めするよう信号を送る。これに伴い、制御部160は可動栓108を位置Cに位置決めする(図5参照)。これに伴い、ピストン用オイルジェット部105からオイルが噴出する。
If
S1005において回転数とスロットル開度の積がN×T以下であるとエンジンECU1000が判断すれば、エンジンECU1000は可動栓108を位置Bに位置決めするように制御部160に信号を送る。これに伴い、制御部160は位置Bに可動栓108を位置決めする(図4参照)。その結果、ピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106のいずれからもオイルが噴出しない。
If
なお、この実施の形態では、S1002において吸気温により温度を判断したが、オイルの温度(油温)によりS1002での判断を行なってもよい。すなわち、油温が0℃以上かどうかにより、可動栓108の位置がAおよびDのいずれかに決定される。
In this embodiment, the temperature is determined based on the intake air temperature in S1002, but the determination in S1002 may be performed based on the oil temperature (oil temperature). That is, the position of the
図11はエンジン回転数とスロットル開度の観点から見た可動栓の位置を示す図である。図11を参照して、エンジン回転数が500以下の場合は、始動時モードであるため、可動栓の位置はAまたはDとされる。これに対し、エンジン回転数が500以上であれば通常運転モードと判断され、回転数とスロットル開度の積がT×Nより大きいかどうかで可動栓の位置はBまたはCのいずれかにされる。積が大きい場合には、高速運転または高負荷運転であるため、可動栓は位置Cに位置決めされピストン用オイルジェット部105からオイルが噴出してピストンが冷却される。これに対し、積がT×N以下であれば、中負荷運転または軽負荷運転とされて可動栓がオイルの噴出を停止させる。その結果オイルポンプの駆動力を節減することができ、燃費の向上を図ることができる。
FIG. 11 is a diagram showing the position of the movable stopper viewed from the viewpoint of the engine speed and the throttle opening. Referring to FIG. 11, when the engine speed is 500 or less, it is the start mode, so the position of the movable plug is A or D. On the other hand, if the engine speed is 500 or more, it is determined as the normal operation mode, and the position of the movable stopper is set to either B or C depending on whether the product of the speed and the throttle opening is greater than T × N. The When the product is large, the high speed operation or the high load operation is performed, so that the movable stopper is positioned at the position C, and the oil is ejected from the
図12および図13は、油温と判定回転数Nおよび判定スロットル開度Tとの関係を示すグラフである。図12および図13を参照して、油温センサを備えたエンジンでは、油温により、判定回転数Nおよび判定スロットル開度Tの値を可変とする。図12では、NまたはTが、油温が高くなるにつれて連続的に減少する設定とされている。図13では、油温が高くなるに従い、NまたはTが段階的に減少する設定とされている。このように、油温を考慮して判定回転数Nおよび判定スロットル開度Tを設定すれば冷却効率をさらに向上させることができる。 12 and 13 are graphs showing the relationship between the oil temperature, the determination rotational speed N, and the determination throttle opening T. Referring to FIGS. 12 and 13, in the engine provided with the oil temperature sensor, the values of the determination rotation speed N and the determination throttle opening degree T are variable depending on the oil temperature. In FIG. 12, N or T is set to continuously decrease as the oil temperature increases. In FIG. 13, N or T is set to decrease stepwise as the oil temperature increases. Thus, if the determination rotation speed N and the determination throttle opening degree T are set in consideration of the oil temperature, the cooling efficiency can be further improved.
なお、油温センサが存在しない場合には、判定スロットル開度Tおよび判定回転数Nを一定の値とすることができる。 When there is no oil temperature sensor, the determination throttle opening degree T and the determination rotation speed N can be set to constant values.
このように構成された、実施の形態2に従った潤滑装置100でも、実施の形態1に従った潤滑装置100と同様の効果がある。
The
(実施の形態3)
図14は、この発明の実施の形態3に従った潤滑装置の平面図である。図15は、図14中のXV−XV線に沿った断面図である。図14を参照して、実施の形態3に従った潤滑装置100では可動栓108は連結棒161を中心として矢印Rで示す方向に回転可能である。可動栓108は円柱形状であり、これを収納する筐体101も円筒形状である。可動栓108内には、可動栓108を貫通するように第1油路108a、第2油路108bおよび第3油路108cが設けられており、第1から第3油路108aから108cはそれぞれ連結棒161内に設けられた油路に接続されている。第1から第3油路108aから108cは円の中心から半径方向外側に延びるように配置されており、その中をオイルが通過することが可能である。可動栓108が矢印Rで示す方向に回転すると、第1から第3油路108aから108cも連結棒161を中心として矢印Rで示す方向に回転することが可能である。
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a plan view of a lubricating device according to the third embodiment of the present invention. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. Referring to FIG. 14, in lubricating
可動栓108を取囲む筐体101には、外周方向に延びるようにピストン用オイルジェット部105とシリンダボア用オイルジェット部106とを有する。ピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106は、それぞれ、オイルの通過経路となってオイルをピストンまたはボアへ供給するための経路である。ピストン用オイルジェット部105およびシリンダボア用オイルジェット部106のそれぞれは筐体101で囲まれた空間内に連通しており、第1から第3油路108aから108cと連通してオイルの送出路となる。
The
図15を参照して、制御部160は、可動栓108に連結される連結棒161と、連結棒161の外周に取付けられた第1ギア163と、第1ギア163に噛合う第2ギア164と、第2ギア164と接続される連結シャフト165と、連結シャフト165を回転させるモータ166とを有する。連結棒161は内部にオイル通路を有し、そのオイル通路は第1から第3油路108aから108cに接続されている。連結棒161は回転可能に保持され、一方端側に可動栓108が取付けられ、他方端側に第1ギア163が取付けられる。
Referring to FIG. 15, the
第1ギア163は第2ギア164と噛合っており、モータ166が連結シャフト165を回転させると、この回転が第2ギア164および第1ギア163へ伝わり、第1ギア163が連結棒161を回転させる。これにより連結棒161に接続された可動栓108も回転する。
The
なお、この実施の形態では、制御部160はモータを有する構成としたが、これに限られるものではなく、制御部160が往復運動可能なソレノイドなどを有していてもよい。このソレノイドの往復運動がラックとピニオンにより回転力に変換され、この回転力が連結棒161に伝達されてもよい。
In this embodiment, the
図16から図19は図14および図15で示す潤滑装置の動作を説明するための平面図である。なお、図16から図19で示す回転位置の制御は図10で示すフローチャートに従い、実施の形態2における可動栓の位置AからDは、図16から図19における第3油路108cの位置AからDに対応する。
16 to 19 are plan views for explaining the operation of the lubricating device shown in FIGS. 14 and 15. The control of the rotational position shown in FIGS. 16 to 19 follows the flowchart shown in FIG. 10, and the position A to D of the movable stopper in the second embodiment is changed from the position A of the
図16を参照して、通常のエンジン始動時、すなわち、オイル112の温度がたとえば0℃以上であり、エンジンの回転数(クランクシャフトの回転数)がたとえば500回転以下の場合には、図16で示すように、第3油路108cが位置Aに位置決めされるように可動栓108が位置決めされる。このとき、第2油路108bとシリンダボア用オイルジェット部106とが連通するため、連結棒161内の油路から供給されたオイルはシリンダボア用オイルジェット部106から矢印121で示す方向に噴射され、オイルがシリンダボアを潤滑する。
Referring to FIG. 16, at the time of normal engine start, that is, when the temperature of
図17を参照して、中速回転時には、第3油路108cは1Bに位置決めされる。これにより、第1から第3油路108aから108cの出口が閉ざされた状態となり、シリンダボア用オイルジェット部106とピストン用オイルジェット部105からはオイルは放出されない。
Referring to FIG. 17, at the time of medium speed rotation,
図18を参照して、高回転時には、第3油路108cが位置Cに位置決めされる。これにより、第1油路108aがピストン用オイルジェット部105と連通し第1油路108aからピストン用オイルジェット部105へオイルが供給され、矢印122で示す方向にオイルが放出される。
Referring to FIG. 18, the
図19を参照して、低温始動時(温度0℃)の場合には、第3油路108cが位置Dに位置決めされる。このとき、第2油路108bがピストン用オイルジェット部105と連通し、第3油路108cがシリンダボア用オイルジェット部106と連通する。これにより、ピストン用オイルジェット部105からは矢印122で示す方向にオイルが噴射され、シリンダボア用オイルジェット部106からは矢印121で示す方向にオイルが噴射される。
Referring to FIG. 19, at the time of low temperature start (
この発明に従った潤滑装置100は、クランクシャフト50の回転数、オイル温度または吸気温度、スロットル開度、回転数とスロットル開度の積に応じてピストン用オイルジェット部105とシリンダボア用オイルジェット部106へのオイルの供給量を制御する制御部160を備える。
The
このように構成された、実施の形態3に従った潤滑装置100でも実施の形態1および2に従った潤滑装置100と同様の効果がある。
The
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまな変形することが可能である。まず、本発明に従った内燃機関は、自動車、自動二輪車に搭載されるものだけでなく、発電機用の内燃機関としても用いることができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment shown here can be variously modified. First, the internal combustion engine according to the present invention can be used as an internal combustion engine for a generator as well as one mounted on an automobile or a motorcycle.
さらに、内燃機関の形態として、ピストンが1つのみ設けられる単気筒型エンジン、複数設けられるエンジンのいずれに本発明を採用してもよい。また、エンジンの形式として、直列型、V型およびW型などのさまざまなエンジンに本発明を適用することが可能である。さらにオイルの噴射については、油温と回転数だけでなく、油圧、負荷、回転数、油温および運転状況などに応じてさまざまに変更することが可能である。 Furthermore, as an internal combustion engine, the present invention may be applied to either a single-cylinder engine provided with only one piston or an engine provided with a plurality of pistons. Further, the present invention can be applied to various engines such as an in-line type, a V type, and a W type as engine types. Furthermore, the oil injection can be variously changed according to not only the oil temperature and the rotation speed but also the oil pressure, the load, the rotation speed, the oil temperature, and the operation state.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は内燃機関の潤滑装置の分野で適用することができる。 The present invention can be applied in the field of lubricating devices for internal combustion engines.
1 内燃機関、10 シリンダブロック、20 ピストン、30 シリンダボア、40 コネクティングロッド、50 クランクシャフト、100 潤滑装置、101 筐体、102 第1室、103 第2室、104 バイパス室、105 ピストン用オイルジェット部、106 シリンダボア用オイルジェット部、107 縮みばね、108 可動栓、111 矢印、112 オイル、150 オイルジェット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine, 10 Cylinder block, 20 Piston, 30 Cylinder bore, 40 Connecting rod, 50 Crankshaft, 100 Lubricator, 101 Case, 102 1st chamber, 103 2nd chamber, 104 Bypass chamber, 105 Oil jet part for pistons , 106 Cylinder bore oil jet part, 107 compression spring, 108 movable stopper, 111 arrow, 112 oil, 150 oil jet.
Claims (5)
前記オイルジェットは、ピストン用のオイルジェット部と、シリンダボア用のオイルジェット部とを各別に有し、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記オイルジェットでオイルをピストンおよびシリンダボアの少なくとも一方に供給することが可能である、内燃機関の潤滑装置。 An internal combustion engine lubrication apparatus having an oil jet capable of supplying oil to a piston of an internal combustion engine to cool the piston and supplying oil to the cylinder bore to lubricate and cool the cylinder bore. And
The oil jet has an oil jet part for a piston and an oil jet part for a cylinder bore,
A lubricating device for an internal combustion engine capable of supplying oil to at least one of a piston and a cylinder bore by the oil jet according to an operating state of the internal combustion engine.
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