JP2006299979A - Piston cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン用油冷却式ピストン冷却装置に適用され、リング溝の背部に形成された環状の冷却室及び該冷却室への冷却液供給用の冷却液入口穴を有するピストンと、該冷却液入口穴に向けて冷却液を噴出する冷却液噴出ノズルとをそなえたピストンの冷却装置に関する。 The present invention is applied to an oil-cooled piston cooling device for an engine, and includes a piston having an annular cooling chamber formed at the back of a ring groove and a coolant inlet hole for supplying a coolant to the cooling chamber, and the cooling The present invention relates to a piston cooling device having a coolant jet nozzle for jetting coolant toward a liquid inlet hole.
図7〜図9は、ディーゼルエンジン用冷却式ピストンの冷却装置の従来の一例を示し、図7は冷却液噴出ノズルを含むピストンの縦断面図、図8はピストンの底面図、図9(A)はピストンの冷却液入口穴に沿う部分断面図、(B)はピストンのドレン穴に沿う部分断面図である。
図7〜図9において、1は該ディーゼルエンジンのピストン、1aはピストンリングが嵌着されるリング溝、2はピストン内部の前記リング溝1aの背部に環状に形成された冷却室、3は前記冷却室2に開口して該冷却室2に冷却液を導入する冷却液入口穴、4は前記冷却室2に開口して該冷却室2内の冷却液を排出するドレン穴である。
前記冷却液入口穴3は1個設けられ、図8のように、高温になる排気ポート20の下方部位に設けられている。21は吸気ポート、5はピストン1の背面、6はピストンピン穴、7はピストンピンボスである。
7 to 9 show an example of a conventional cooling device for a cooling piston for a diesel engine, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a piston including a coolant jet nozzle, FIG. 8 is a bottom view of the piston, and FIG. ) Is a partial cross-sectional view along the coolant inlet hole of the piston, and (B) is a partial cross-sectional view along the drain hole of the piston.
7 to 9, 1 is a piston of the diesel engine, 1a is a ring groove into which a piston ring is fitted, 2 is a cooling chamber formed in an annular shape at the back of the
One cooling
10は冷却液噴出ノズルで、前記冷却液入口穴3に対応して1個設けられて、噴出孔11から前記冷却液入口穴3に向けて冷却液を噴出するようになっている。
図5は該冷却液噴出ノズル10の詳細を示し、12はノズル本体、13は球状弁、17は弁座、14は調圧スプリングで、前記球状弁13は前記調圧スプリング14の取付荷重で設定された開弁圧で以って前記弁座17に押付けられている。16は冷却液入口通路で、エンジンの潤滑油通路から分岐された冷却液(潤滑油)が供給されている。
FIG. 5 shows the details of the
図示しない潤滑油通路から分岐され、該冷却液噴出ノズル10の冷却液入口通路16に導入された冷却液は、調圧スプリング14によって設定された開弁圧を超えると、球状弁13を押し開いて出口通路15に流入し、該出口通路15を通って前記噴出孔11から前記冷却液入口穴3に向けて噴出せしめられ、1個の冷却液噴出ノズル10に対向する冷却液入口穴3にそれぞれ流入する。
そして、この冷却液は、冷却液入口穴3から冷却室2に流入し、該冷却室2内を周方向に流動することによってピストン1を冷却し、ドレン穴4からピストン1の背面5に流出し、下方に落下せしめられる。
When the coolant branched from the lubricating oil passage (not shown) and introduced into the
The coolant flows into the
また、冷却液噴出ノズルから噴出される冷却液(潤滑油)によりピストンを冷却するようにしたピストンの冷却装置として、特許文献1(特開平9−96248号公報)、特許文献2(特開平10−54236号公報)等が提供されている。 Further, as a piston cooling device in which the piston is cooled by the cooling liquid (lubricating oil) ejected from the cooling liquid ejection nozzle, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-96248) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10). -54236) and the like.
図7〜9に示される従来のピストンの冷却装置にあっては、環状の冷却室2内に冷却液を供給する冷却液入口穴3を1個設けるとともに、前記冷却液入口穴3に向けて冷却液を噴出する冷却液噴出ノズル10を前記冷却液入口穴3に対応して設けた構成であるため、殊に低回転域において前記冷却室2内に供給される冷却液量が少なくなって冷却効果が低下するとともに、冷却液が排気ポート20の下方部位に設けられた1個の冷却液入口穴3から冷却室2に流入するので、冷却室内全体に冷却液が万遍なく供給され難く、ピストン1の周方向において冷却むらが生じてピストンの熱応力増大の一因となり、エンジンの高出力化を阻害する。
In the conventional piston cooling device shown in FIGS. 7 to 9, one cooling
また、図6はエンジンの回転数と潤滑油圧力の関係を示しており、前記従来技術にあっては、図6の(A)に示すように、前記冷却液噴出ノズル10の開弁圧Ps0が潤滑油圧力P1よりも低いため、エンジンの低回転域では回転の立ち上がり時に、潤滑油が、球状弁13が開いている冷却液噴出ノズル10側に流れて、ピストン1の冷却液として抜け出すため、潤滑油圧力P1が上昇し難くなって、潤滑油不足を生じ易いという問題が発生する。
FIG. 6 shows the relationship between the engine speed and the lubricating oil pressure. In the prior art, as shown in FIG. 6A, the valve opening pressure Ps of the
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、冷却室内に供給される冷却液量を増加してピストン全体の冷却効果を向上し、かつ冷却室全体に冷却液を万遍なく供給してピストンの周方向において冷却むらを生ずることなく均一温度になるように冷却することによりピストンの熱応力を低減してエンジンの高出力化に対応したピストンを得るとともに、エンジンの低回転域において、ピストンに所要の冷却液量の供給を保持しつつエンジン側の潤滑油圧力の低下を回避することによりエンジンの低回転域におけるエンジン潤滑部の潤滑油量不足の発生を防止できるピストンの冷却装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention increases the amount of cooling liquid supplied to the cooling chamber to improve the cooling effect of the entire piston, and supplies the cooling liquid uniformly to the entire cooling chamber to In order to reduce the thermal stress of the piston by cooling to a uniform temperature without causing uneven cooling in the direction, a piston corresponding to high engine output can be obtained. To provide a piston cooling device capable of preventing the occurrence of an insufficient amount of lubricating oil in an engine lubricating portion in a low engine speed range by avoiding a decrease in lubricating oil pressure on the engine side while maintaining a supply of cooling fluid. Objective.
本発明はかかる目的を達成するもので、リング溝の背部に形成された環状の冷却室及び該冷却室に冷却液を導入する冷却液入口穴を有するピストンと、該冷却液入口穴に向けて冷却液を噴出する冷却液噴出ノズルとをそなえたピストンの冷却装置において、前記ピストンの冷却液入口穴を2個設けるとともに、前記冷却液噴出ノズルを前記冷却液入口穴に対応して2個設けたことを特徴とする。 The present invention achieves such an object. An annular cooling chamber formed at the back of a ring groove, a piston having a cooling liquid inlet hole for introducing the cooling liquid into the cooling chamber, and the cooling liquid inlet hole. In the piston cooling device having a coolant jet nozzle for jetting coolant, two coolant coolant inlet holes are provided in the piston, and two coolant jet nozzles are provided corresponding to the coolant inlet holes. It is characterized by that.
かかる発明によれば、環状の冷却室内に冷却液を供給する冷却液入口穴を2個設けるとともに、前記冷却液入口穴に向けて冷却液を噴出する冷却液噴出ノズルを前記冷却液入口穴に対応して2個設けたので、冷却液入口穴及び冷却液噴出ノズルをそれぞれ1個そなえた従来技術に比べて、前記冷却室内に供給される冷却液量が2倍となり、かつ冷却室内の2箇所に開口する冷却液入口穴から冷却液が供給されるので、冷却室内全体に冷却液を万遍なく供給できて、ピストン全体の冷却効果が向上すると共に、ピストンを周方向において冷却むらを生ずることなく均一温度になるように冷却できて、ピストンの熱応力を低減可能となって、エンジンの高出力化に対応したピストンを提供できる。 According to this invention, two cooling liquid inlet holes for supplying the cooling liquid are provided in the annular cooling chamber, and the cooling liquid jet nozzle for jetting the cooling liquid toward the cooling liquid inlet hole is provided in the cooling liquid inlet hole. Since the two correspondingly provided, the amount of the coolant supplied to the cooling chamber is doubled as compared with the prior art having one coolant inlet hole and one coolant jet nozzle, and 2 in the cooling chamber. Since the coolant is supplied from the coolant inlet hole that opens at the location, the coolant can be supplied uniformly throughout the cooling chamber, improving the cooling effect of the entire piston and causing uneven cooling of the piston in the circumferential direction. The piston can be cooled to a uniform temperature without any problems, and the thermal stress of the piston can be reduced, so that the piston corresponding to the high output of the engine can be provided.
かかる発明において、好ましくは、2個の吸気ポートと2個の排気ポートとをそなえたエンジンに装備されて、前記2個の冷却液入口穴を、前記排気ポート下方部位及び吸気ポート下方部位にそれぞれ設ける。
このように構成すれば、通常、ピストンの排気ポート下方部位1箇所のみから冷却液を冷却室に供給していたのを、該排気ポート下方部位に加えて吸気ポート下方部位からも冷却液を冷却室に供給するように構成したので、排気ポート下方部位への冷却液量と吸気ポート下方部位への冷却液量とを最適量に調整することによって、ピストン全体の冷却効果を向上できる。
In this invention, preferably, the engine is provided with an engine having two intake ports and two exhaust ports, and the two coolant inlet holes are respectively provided in the exhaust port lower portion and the intake port lower portion. Provide.
With this configuration, the cooling liquid is normally supplied to the cooling chamber from only one part below the exhaust port of the piston, and the cooling liquid is also cooled from the lower part of the intake port in addition to the lower part of the exhaust port. Since it is configured so as to be supplied to the chamber, the cooling effect of the entire piston can be improved by adjusting the amount of cooling liquid to the lower part of the exhaust port and the amount of cooling liquid to the lower part of the intake port.
また、かかる発明において、好ましくは、2個の吸気ポートと2個の排気ポートとをそなえたエンジンに装備されて、前記2個の冷却液入口穴を、前記2個の排気ポート下方部位にそれぞれ設ける。
このように構成すれば、通常、ピストンの排気ポート下方部位1箇所のみから冷却液を冷却室に供給していたのを、2個の排気ポート下方部位のそれぞれから冷却液を冷却室に供給するように構成したので、高温になる排気ポート下方部位近傍の冷却効果を向上できて、高熱負荷時におけるピストンの過熱を防止可能となり、エンジンの高出力化に対応できるピストンが得られる。
In the invention, it is preferable that the engine is provided with an engine having two intake ports and two exhaust ports, and the two coolant inlet holes are respectively provided at the lower portions of the two exhaust ports. Provide.
With this configuration, the coolant is normally supplied to the cooling chamber from only one location below the exhaust port of the piston, whereas the coolant is supplied to the cooling chamber from each of the two locations below the exhaust port. With this configuration, it is possible to improve the cooling effect in the vicinity of the lower portion of the exhaust port that is at a high temperature, to prevent overheating of the piston at the time of high heat load, and to obtain a piston that can cope with high engine output.
また、かかる発明において、好ましくは、前記2個の冷却液入口穴は、異なる内径で構成される。
このように構成すれば、ピストンの周方向温度分布によって、前記2個の冷却液入口穴の配置を設定するとともに、該2個の冷却液入口穴の内径を設定することによって、ピストンの周方向温度分布を均一にでき、これによってピストンの周方向温度差による熱応力を低減できる。
In the invention, it is preferable that the two coolant inlet holes have different inner diameters.
If comprised in this way, while setting the arrangement of the two coolant inlet holes according to the circumferential temperature distribution of the piston, and setting the inner diameter of the two coolant inlet holes, the circumferential direction of the piston The temperature distribution can be made uniform, thereby reducing the thermal stress due to the temperature difference in the circumferential direction of the piston.
また、かかる発明において、好ましくは、前記冷却室内の冷却液をピストンの下部空間に排出するドレン穴を、前記冷却室の周方向において、前記2個の冷却液入口穴の間の位置、またはピストン中心に対して前記2個の冷却液入口穴と反対側の位置のいずれか一方に2個以上設ける。
このように構成すれば、2個の冷却液入口穴とドレン穴とを、冷却室の周方向において離れた位置に配置されるので、冷却液入口穴から冷却室内に導入された冷却液が直ぐにドレン穴に抜け出すのを回避できて、冷却室の周方向に沿って十分な量の冷却液を流動させることができる。
In this invention, it is preferable that a drain hole for discharging the cooling liquid in the cooling chamber to the lower space of the piston is a position between the two cooling liquid inlet holes in the circumferential direction of the cooling chamber, or the piston. Two or more are provided at either one of the positions opposite to the two coolant inlet holes with respect to the center.
If comprised in this way, since the two coolant inlet holes and the drain hole are arrange | positioned in the position away in the circumferential direction of the cooling chamber, the coolant introduced into the cooling chamber from the coolant inlet hole immediately It is possible to avoid getting out of the drain hole, and a sufficient amount of coolant can flow along the circumferential direction of the cooling chamber.
また、本発明は、前記2個の冷却液噴出ノズルは、冷却液の噴出始め圧力を調整する開弁圧調整機構をそれぞれそなえ、該2個の開弁圧調整機構の開弁圧を異なる開弁圧に設定したことを特徴とする。
かかる発明によれば、冷却液噴出ノズルの開弁圧を低開弁圧(Ps0)と高開弁圧(Ps1)とに設定することにより、少ない冷却液量でも十分なエンジンの低回転域では、低開弁圧(Ps0)側の冷却液噴出ノズルのみから冷却液がピストンに供給されてピストンを十分に冷却できるとともに、高開弁圧(Ps1)側の冷却液噴出ノズルが閉じているので、この高開弁圧(Ps1)側の冷却液噴出ノズル10の入口側に連通されているエンジン側の潤滑油圧力の低下が回避され、エンジンの低回転域でも、十分な量の潤滑油をエンジン潤滑部に供給できる。
これにより、冷却液噴出ノズル10の開弁圧を低開弁圧(Ps0)と高開弁圧(Ps1)との2段階の開弁圧に設定することによって、エンジンの低回転域において、ピストン1に所要の冷却液量の供給を保持しつつエンジン側の潤滑油圧力の低下を回避することが可能となって、エンジンの低回転域におけるエンジン潤滑部の潤滑油量不足の発生を防止できる。
Further, according to the present invention, each of the two cooling liquid ejection nozzles includes a valve opening pressure adjusting mechanism for adjusting a pressure at which the cooling liquid starts to be ejected, and the two valve opening pressure adjusting mechanisms have different valve opening pressures. The valve pressure is set.
According to this invention, by setting the valve-opening pressure of the coolant jet nozzle to the low valve-opening pressure (Ps 0 ) and the high valve-opening pressure (Ps 1 ), sufficient engine low speed can be achieved even with a small amount of coolant. In the region, the coolant is supplied to the piston only from the coolant opening nozzle on the low valve opening pressure (Ps 0 ) side to sufficiently cool the piston, and the coolant jet nozzle on the high valve opening pressure (Ps 1 ) side is Since it is closed, a decrease in the lubricating oil pressure on the engine side that is in communication with the inlet side of the
Thereby, by setting the valve opening pressure of the
かかる発明において、好ましくは、前記開弁圧調整機構は、冷却液の圧力が調圧スプリングの設定圧を超えたとき球状弁が開弁するように構成されており、前記2個の冷却液噴出ノズルは前記調圧スプリングのみ異なる部材で構成する。
このように構成すれば、2個の冷却液噴出ノズルの開弁圧を調圧スプリングの取付荷重を変えるのみで異なる開弁圧に設定できることとなり、調圧スプリングを変えるのみで同一の冷却液噴出ノズルを用いることができる。
In this invention, preferably, the valve opening pressure adjusting mechanism is configured such that the spherical valve opens when the pressure of the coolant exceeds the set pressure of the pressure adjusting spring, and the two coolant discharges The nozzle is composed of different members only in the pressure adjusting spring.
With this configuration, the valve opening pressures of the two coolant jet nozzles can be set to different valve opening pressures only by changing the mounting load of the pressure adjusting spring, and the same coolant jetting can be achieved simply by changing the pressure adjusting spring. A nozzle can be used.
本発明によれば、冷却室内への冷却液供給用の冷却液入口穴を2個設けるとともに、冷却液噴出ノズルを冷却液入口穴に対応して2個設けたので、従来技術に比べて、冷却室内に供給される冷却液量が2倍となり、かつ冷却室内の2箇所に開口する冷却液入口穴から冷却液が供給されるため、冷却室内全体に冷却液を万遍なく供給できて、ピストン全体の冷却効果が向上すると共に、ピストンを周方向において冷却むらを生ずることなく均一温度になるように冷却できる。これにより、ピストンの熱応力を低減可能となって、エンジンの高出力化に対応したピストンを提供できる。 According to the present invention, two cooling liquid inlet holes for supplying the cooling liquid into the cooling chamber are provided and two cooling liquid ejection nozzles are provided corresponding to the cooling liquid inlet holes. Since the amount of coolant supplied into the cooling chamber is doubled and the coolant is supplied from the coolant inlet holes that are opened at two locations in the cooling chamber, the coolant can be supplied uniformly throughout the cooling chamber, The cooling effect of the whole piston is improved, and the piston can be cooled to a uniform temperature without causing uneven cooling in the circumferential direction. Thereby, the thermal stress of a piston can be reduced and the piston corresponding to the high output of an engine can be provided.
また本発明によれば、冷却液噴出ノズルの開弁圧を低開弁圧と高開弁圧とに設定することにより、エンジンの低回転域では、低開弁圧側の冷却液噴出ノズルのみから冷却液がピストンに供給されてピストンを十分に冷却できるとともに、高開弁圧側の冷却液噴出ノズルが閉じているので、エンジン側の潤滑油圧力の低下が回避され、十分な量の潤滑油をエンジン潤滑部に供給できる。
これにより、冷却液噴出ノズルの開弁圧を低開弁圧と高開弁圧との2段階の開弁圧に設定することによって、エンジンの低回転域において、ピストンに所要の冷却液量の供給を保持しつつエンジン側の潤滑油圧力の低下を回避することができて、エンジンの低回転域におけるエンジン潤滑部の潤滑油量不足の発生を防止できる。
Further, according to the present invention, by setting the valve opening pressure of the coolant jet nozzle to the low valve open pressure and the high valve open pressure, only the coolant jet nozzle on the low valve open pressure side is used in the low engine speed range. The coolant is supplied to the piston to sufficiently cool the piston, and the coolant opening nozzle on the high valve opening pressure side is closed, so that a decrease in the lubricating oil pressure on the engine side is avoided and a sufficient amount of lubricating oil is supplied. Can be supplied to the engine lubrication section.
As a result, by setting the valve opening pressure of the coolant jet nozzle to a two-stage valve opening pressure of a low valve opening pressure and a high valve opening pressure, the required amount of coolant is applied to the piston in the low engine speed range. It is possible to avoid a decrease in the lubricating oil pressure on the engine side while maintaining the supply, and it is possible to prevent an insufficient amount of lubricating oil in the engine lubricating portion in the low engine speed range.
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
図1は本発明の実施例に係るディーゼルエンジン用冷却式ピストンの冷却装置における冷却液噴出ノズルを含むピストンの縦断面図、図2は前記実施例における冷却液入口穴配置の第1例を示すピストンの底面図、図3の(A)は前記実施例におけるピストンの冷却液入口穴に沿う部分断面図、(B)はピストンのドレン穴に沿う部分断面図である。
かかるディーゼルエンジンは、図2のように、2個の吸気ポート21,21と2個の排気ポート20,20とをそなえている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a piston including a coolant jet nozzle in a cooling device for a cooling piston for a diesel engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a first example of an arrangement of coolant inlet holes in the embodiment. 3 is a bottom view of the piston, FIG. 3A is a partial cross-sectional view along the coolant inlet hole of the piston in the embodiment, and FIG. 3B is a partial cross-sectional view along the drain hole of the piston.
Such a diesel engine includes two
図1〜図3において、1はディーゼルエンジンのピストン、1aはピストンリング(図示せず)が嵌着されるリング溝、2はピストン内部の前記リング溝1aの背部に環状に形成された冷却室である。
3は前記冷却室2に開口して該冷却室2に冷却液を導入する冷却液入口穴、4は前記冷却室2に開口して該冷却室2内の冷却液を排出するドレン穴である。
また、5はピストン1の背面、6はピストンピン穴、7はピストンピンボスである。
1 to 3, 1 is a piston of a diesel engine, 1a is a ring groove into which a piston ring (not shown) is fitted, and 2 is a cooling chamber formed in an annular shape at the back of the
3 is a coolant inlet hole that opens into the
Further, 5 is the back surface of the
前記冷却液入口穴3は2個設けられ、この第1例では、図2のように、排気ポート20下方部位及び吸気ポート21の下方部位で、シリンダ中心(ピストン中心)1aに関してほぼ対称な位置にそれぞれ設けられている。
このように構成すれば、通常、ピストン1の排気ポート20下方部位1箇所のみから冷却液を冷却室2に供給していたのを、該排気ポート20下方部位に加えて吸気ポート21下方部位からも冷却液を冷却室2に供給するように構成したので、排気ポート20下方部位への冷却液量と吸気ポート21下方部位への冷却液量とを最適量に調整することによって、ピストン1全体の冷却効果を向上できる。
Two coolant inlet holes 3 are provided. In this first example, as shown in FIG. 2, positions substantially symmetrical with respect to the cylinder center (piston center) 1 a at the lower part of the
With this configuration, the coolant is normally supplied to the
また、この第1例では、前記ドレン穴4は、図2のように、2個の吸気ポート21,21及び2個の排気ポート20,20のうち、前記冷却液入口穴3が設けられていない側の吸気ポート21及び排気ポート20の下方部位であって、シリンダ中心(ピストン中心)1aに関してほぼ対称な位置にそれぞれ設けられている。
尚、該ドレン穴4は、前記冷却室2の周方向において、前記冷却液入口穴3から離れた位置であれば、3個以上設けてもよい。
In the first example, the
Note that three or
一方、図4に示される前記冷却液入口穴3の配置の第2例では、前記2個の冷却液入口穴3,3を、前記2個の排気ポート20,20の下方部位にそれぞれ設けている。
このように構成すれば、通常、ピストン1の排気ポート20下方部位1箇所のみから冷却液を冷却室に供給していたのを、2個の排気ポート20下方部位のそれぞれから冷却液を冷却室2に供給するように構成したことにより、高温になる排気ポート20下方部位近傍の冷却効果を向上できて、高熱負荷時におけるピストンの過熱を防止できる。
On the other hand, in the second example of the arrangement of the coolant inlet holes 3 shown in FIG. 4, the two coolant inlet holes 3, 3 are provided in the lower portions of the two
With this configuration, the cooling liquid is normally supplied to the cooling chamber from only one part below the
また、この第2例では、前記2個のドレン穴4は、図4のように、前記2個の吸気ポート21,21の下方部位にそれぞれ設けられている。
尚、この第2例においても、前記ドレン穴4は、前記冷却室2の周方向において、前記排気ポート20,20の下方部位にそれぞれ設けられた冷却液入口穴3から離れた位置であれば、3個以上設けてもよい。
Further, in the second example, the two
In this second example as well, the
前記第1例及び第2例のように、前記ドレン穴4を、前記冷却室2の周方向において前記2個の冷却液入口穴3の間の位置(第1例)、またはピストン中心1aに対して前記2個の冷却液入口穴3と反対側の位置(第2例)に設けることにより、2個の冷却液入口穴3とドレン穴4とを冷却室2の周方向において離れた位置に配置したので、冷却液入口穴3から冷却室2内に導入された冷却液が直ぐにドレン穴4に抜け出すのを回避できて、冷却室2の周方向に沿って十分な量の冷却液を流動させることができる。
As in the first and second examples, the
図1において、10は詳細を後述する冷却液噴出ノズルで、前記冷却液入口穴3に対応して2個設けられて、噴出孔11から前記冷却液入口穴3に向けて冷却液を噴出するようになっている。
前記冷却液噴出ノズル10の詳細を示す図5において、12はノズル本体、13は球状弁、17は弁座、14は調圧スプリングで、前記球状弁13は前記調圧スプリング14の取付荷重で設定された開弁圧で以って前記弁座17に押付けられている。
16は冷却液入口通路で、エンジンの潤滑油通路から分岐された冷却液(潤滑油)が供給されている。
In FIG. 1,
In FIG. 5 showing the details of the
A
該冷却液噴出ノズル10において、前記冷却液入口通路16に導入された冷却液は、調圧スプリング14によって設定された開弁圧を超えると、球状弁13を押し開いて出口通路15に流入し、該出口通路15を通って前記噴出孔11から前記冷却液入口穴3に向けて噴出せしめられ、2個の冷却液噴出ノズル10に対向する冷却液入口穴3にそれぞれ流入する。
そして、この冷却液は、それぞれの各冷却液入口穴3から冷却室2に流入し、該冷却室2内を周方向に流動することによってピストン1を冷却し、2個のドレン穴4,4からピストン1の背面5に流出し、下方に落下せしめられる。
In the
Then, the cooling liquid flows into the
かかる実施例によれば、環状の冷却室2内に冷却液を供給する冷却液入口穴3を2個設けるとともに、前記冷却液入口穴3に向けて冷却液を噴出する冷却液噴出ノズル10を前記冷却液入口穴3に対応して2個設けたので、冷却液入口穴3及び冷却液噴出ノズル10をそれぞれ1個そなえた従来技術に比べて、前記冷却室2内に供給される冷却液量が2倍となり、かつ冷却室2内の2箇所に開口する冷却液入口穴3から冷却液が供給されるので、冷却室2内全体に冷却液を万遍なく供給できて、ピストン1全体の冷却効果が向上すると共に、ピストン1を周方向において冷却むらを生ずることなく均一温度になるように冷却でき、該ピストン1の熱応力を低減可能となって、エンジンの高出力化に対応したピストンを提供できる。
According to this embodiment, two cooling liquid inlet holes 3 for supplying the cooling liquid are provided in the
また、かかる実施例において、前記2個の冷却液入口穴3を異なる内径で構成することもできる。
このように構成すれば、ピストン1の周方向温度分布によって、前記2個の冷却液入口穴3の配置を設定するとともに、該2個の冷却液入口穴3の内径を設定することによって、ピストン1の周方向温度分布を均一にでき、これによってピストン1の周方向温度差による熱応力を低減できる。
In this embodiment, the two coolant inlet holes 3 may be configured with different inner diameters.
If comprised in this way, while setting arrangement | positioning of the said 2
また、かかる実施例において、前記2個の冷却液噴出ノズル10は、冷却液の噴出始め圧力を調整する開弁圧調整機構としての球状弁13及び調圧スプリング14による開弁圧を、前記2個の冷却液噴出ノズル10において異なる開弁圧に設定している。
図6は、エンジンの回転数と潤滑油圧力の関係を示す。図6の(A)は、図7に示される従来技術の場合で、前述のように、開弁圧Ps0が潤滑油圧力P1よりも低いため、エンジンの低回転域では回転の立ち上がり時に、潤滑油が、球状弁13が開いている冷却液噴出ノズル10側に流れて、ピストン1の冷却液として抜け出すため、潤滑油圧力P1が上昇し難くなって、潤滑油不足を生じ易い。
Further, in this embodiment, the two cooling
FIG. 6 shows the relationship between the engine speed and the lubricating oil pressure. FIG. 6A is the case of the prior art shown in FIG. 7 and, as described above, the valve opening pressure Ps 0 is lower than the lubricating oil pressure P 1. Since the lubricating oil flows to the
これに対して、かかる実施例においては、図6の(B)のように、冷却液噴出ノズル10の開弁圧を低開弁圧Ps0と高開弁圧Ps1とに設定することにより、少ない冷却液量でも十分なエンジンの低回転域では、低開弁圧Ps0側の冷却液噴出ノズル10のみから、冷却液が、該冷却液噴出ノズル10に対応するピストン1の冷却液入口穴3に供給されて、ピストン1を十分に冷却できるとともに、高開弁圧Ps1側の冷却液噴出ノズル10が閉じているので、この高開弁圧Ps1側の冷却液噴出ノズル10の入口側に連通されているエンジン側の潤滑油圧力の低下が回避され、エンジンの低回転域でも、十分な量の潤滑油をエンジン潤滑部に供給できる。
これにより、冷却液噴出ノズル10の開弁圧を低開弁圧Ps0と高開弁圧Ps1との2段階の開弁圧に設定することによって、エンジンの低回転域において、ピストン1に所要の冷却液量の供給を保持しつつ、エンジン側の潤滑油圧力潤滑油圧力の低下を回避することができて、エンジンの低回転域におけるエンジン潤滑部の潤滑油量不足の発生を防止できる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 6B, the valve opening pressure of the
As a result, by setting the valve opening pressure of the
また、前記2個の冷却液噴出ノズル10は前記調圧スプリング14のみ異なる部材で構成しているので、2個の冷却液噴出ノズル10,10の開弁圧を調圧スプリング14の取付荷重を変えるのみで、異なる設定開弁圧に設定できることとなり、該調圧スプリング14を変えるのみで同一の冷却液噴出ノズル10を用いることができる。
Further, since the two cooling
本発明によれば、冷却室内に供給される冷却液量を増加してピストン全体の冷却効果を向上し、かつ冷却室全体に冷却液を万遍なく供給してピストンの周方向において冷却むらを生ずることなく均一温度になるように冷却することによりピストンの熱応力を低減して、エンジンの高出力化に対応したピストンを得ることができるとともに、エンジンの低回転域において、ピストンに所要の冷却液量の供給を保持しつつ、エンジン側の潤滑油圧力の低下を回避することが可能となり、エンジンの低回転域におけるエンジン潤滑部の潤滑油量不足の発生を防止できるピストンの冷却装置を提供できる。 According to the present invention, the amount of cooling liquid supplied into the cooling chamber is increased to improve the cooling effect of the entire piston, and the cooling liquid is uniformly supplied to the entire cooling chamber so that cooling unevenness is prevented in the circumferential direction of the piston. By cooling to a uniform temperature without being generated, it is possible to reduce the thermal stress of the piston and obtain a piston corresponding to the high output of the engine. Providing a piston cooling system that can prevent a decrease in the lubricating oil pressure on the engine side while maintaining the supply of the liquid amount, and can prevent the occurrence of insufficient lubricating oil amount in the engine lubrication part in the low engine speed range it can.
1 ピストン
1a リング溝
2 冷却室
3 冷却液入口穴
4 ドレン穴
10 冷却液噴出ノズル
11 噴出孔
13 球状弁
14 調圧スプリング
16 冷却液入口通路
20 排気ポート
21 吸気ポート
DESCRIPTION OF
Claims (7)
開弁するように構成されており、前記2個の冷却液噴出ノズルは前記調圧スプリングのみ異なる部材で構成されたことを特徴とする請求項6記載のピストンの冷却装置。
The valve opening pressure adjusting mechanism is configured such that the spherical valve opens when the pressure of the coolant exceeds the set pressure of the pressure adjusting spring, and the two coolant jet nozzles are only the pressure adjusting spring. 7. The piston cooling device according to claim 6, wherein the piston cooling device is composed of different members.
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