JP2015232281A - Internal combustion engine oil jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オイルをピストンの裏面やシリンダの内面へ向け噴射するオイルジェット装置に関する。 The present invention relates to an oil jet device that injects oil toward a back surface of a piston or an inner surface of a cylinder.
自動車(車両)に搭載されるエンジン(内燃機関)では、高温時のピストンを冷却するために、特許文献1,3にも開示されているようにピストンの下方にオイルジェット装置を配置して、エンジンのオイルギャラリからのオイルをピストンの裏面へ噴射することが行われている。
またエンジンでは、エンジン冷態時におけるシリンダ内面のスカッフィングを防ぐために、オイルジェット装置を用いて、オイルをシリンダの内面へ噴射することが行われている。
In an engine (internal combustion engine) mounted on an automobile (vehicle), in order to cool the piston at high temperature, an oil jet device is disposed below the piston as disclosed in
Further, in an engine, in order to prevent scuffing of the inner surface of the cylinder when the engine is cold, oil is injected onto the inner surface of the cylinder using an oil jet device.
ところで、エンジンでは、両方の機能が求められることがある。
しかし、ピストン冷却とスカッフィング抑制とでは、オイルの吐出方向が異なる。そのため、両方の機能を確保するのには、二種類のオイルジェット装置を装備したり、特許文献2に開示されているような二種類のジェットノズルを使い分ける構造、すなわちピストン冷却用ジェットノズルとスカッフィング抑制用ジェットノズルとを用い、これら両ジェットノズルをノズル切換機構で、エンジン温度にしたがい切り換える構造が用いられる。
By the way, an engine may require both functions.
However, the oil discharge direction differs between piston cooling and scuffing suppression. Therefore, in order to ensure both functions, two types of oil jet devices are installed, or two types of jet nozzles are used properly as disclosed in Patent Document 2, that is, piston cooling jet nozzles and scuffing A structure is used in which a jet nozzle for suppression is used and the two jet nozzles are switched by a nozzle switching mechanism according to the engine temperature.
ところが、前者の二基のオイルジェット装置を用いる構造は、二基分のスペースを要するため、シリンダ下側の限られた部位には、簡単に据付けることはできない。また後者の二種類のジェットノズルを用いる構造についても、複数のジェットノズルの採用によりノズル全体は過大となるため、限られたシリンダ下側の部位に、簡単に据付けることは難しい。 However, since the former structure using two oil jet devices requires two spaces, it cannot be easily installed in a limited area below the cylinder. Also, in the latter structure using the two types of jet nozzles, since the entire nozzle becomes excessive due to the use of a plurality of jet nozzles, it is difficult to easily install in a limited portion below the cylinder.
そこで、本発明の目的は、据付性に優れる、一つのジェットノズルで、ピストン裏面、シリンダ内面へのオイルの噴射を可能とした内燃機関のオイルジェット装置を提供する。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an oil jet device for an internal combustion engine that is capable of injecting oil to the back surface of a piston and the inner surface of a cylinder with a single jet nozzle that is excellent in installation.
本発明の態様は、オイルを噴射する噴射向きが可変可能に形成されたジェットノズルと、ジェットノズルのオイル噴射向きを、内燃機関の温度にしたがい、内燃機関のピストンの裏面へ向かう方向とシリンダの内面へ向かう方向とに変える変更部とを備えるものとした(請求項1)。
好ましくは、ジェットノズルは、可撓性を有するノズル部材を有し、変更部は、内燃機関の温度変化に伴う変形により、ノズル部材の姿勢を変更させる変形部材を有するものとした(請求項2)。
According to an aspect of the present invention, a jet nozzle in which the injection direction for injecting oil is variably formed, the oil injection direction of the jet nozzle according to the temperature of the internal combustion engine, and the direction toward the back surface of the piston of the internal combustion engine and the cylinder The change part changed to the direction which goes to an inner surface shall be provided (Claim 1).
Preferably, the jet nozzle has a flexible nozzle member, and the changing unit has a deforming member that changes the posture of the nozzle member due to deformation accompanying a temperature change of the internal combustion engine. ).
好ましくは、変形部材は、形状記憶部材であるものとした(請求項3)。
好ましくは、ジェットノズルは、可撓性を有するノズル部材を有し、可変部は、ノズル部材を姿勢変更が可能に支持する支持部材と、内燃機関の温度にしたがい支持部材を操作するアクチュエータ部とを有するものとした(請求項4)。
Preferably, the deformable member is a shape memory member (claim 3).
Preferably, the jet nozzle includes a flexible nozzle member, and the variable portion includes a support member that supports the nozzle member so that the posture of the nozzle member can be changed, and an actuator unit that operates the support member in accordance with the temperature of the internal combustion engine. (Claim 4).
本発明によれば、ジェットノズルの噴射向きを可変する構造により、据付性に優れる、一つのジェットノズルを用いたオイルジェット装置で、オイルをピストン裏面、シリンダ内面へ噴射することができる。つまり、一つのジェットノズルの流用で、高温時のピストン冷却、冷態時のスカッフィング抑制ができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, oil can be injected to a piston back surface and a cylinder inner surface with the oil jet apparatus using one jet nozzle which is excellent in installation property by the structure which changes the injection direction of a jet nozzle. That is, by using one jet nozzle, piston cooling at a high temperature and scuffing at a cold state can be suppressed.
以下、本発明を図1から図3に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
図1は、本発明を適用したエンジン(内面機関)のオイルジェット装置を示し、図2(a),(b)は、オイルがシリンダ内面へ噴射される状態を示し、図3(a),(b)は、オイルがピストン裏面へ噴射される状態を示している。
図1中1は、本発明を適用したレシプロエンジン(以下、単にエンジンという:内燃機関)のシリンダブロックを示している。シリンダブロック1には、図2および図3に示されるようにシリンダ3が設けられている。またシリンダ3内には、ピストン5が往復動可能に収められている。ピストン5は、ピストンピン6およびコンロッド7を介して、クランクシャフト(図示しない)に連結される。そして、ピストン5の動きがもたらす、例えば吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程といった燃料の燃焼サイクルにより、シリンダ3内で熱エネルギーを発生させ、同熱エネルギーを運動エネルギーに変換して、クランクシャフトへ出力されるようにしている。
The present invention will be described below based on the first embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 shows an oil jet device of an engine (inner surface engine) to which the present invention is applied. FIGS. 2 (a) and 2 (b) show a state in which oil is injected to the inner surface of the cylinder. (B) has shown the state by which oil is injected to the piston back surface.
In FIG. 1,
また図1〜図3にも示されるようにシリンダブロック1のうち、シリンダ3の下方、例えばシリンダ3端が開口している端壁面1aには、シリンダ3の近くに位置して、オイルジェット装置9が据え付けられている。このオイルジェット装置9には、一つのジェットノズル17を用いて、ピストン裏面(ピストン冠面裏)、シリンダ内面へオイルを噴射可能とした構造が用いられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the
このオイルジェット装置9の各部について説明すると、同装置9は、端壁面1aに据え付く例えば短柱状の取付部15と、この取付部15の外周面からシリンダ3内へ向かって突き出たジェットノズル17とを有している。
このうち取付部15は、シリンダブロック1内に形成されたオイルギャラリ、例えばメインオイルギャラリ(図示しない)のオイルをジェットノズル17の基端(入口)へ導く通路19、逆止弁21などを有している。むろん、メインオイルギャラリから取付部15における通路19の入口までは、メインオイルギャラリから延びる中継路23が形成される。
The parts of the
Of these, the
ジェットノズル17は、可撓性を有するノズル部材から構成される。例えばジェットノズル17は、合成樹脂製で、中間部の外周部分には、多数の環状溝でなる蛇腹部25が形成されている。蛇腹部25は、ジェットノズル17を中間部から弯曲変形しやすくする部位で、この蛇腹部25のもたらす可撓性にて、ジェットノズル先端に形成される噴射口17aの向きを可変可能としている。このジェットノズル17には、オイル噴射向きを変える変更部であるところの、エンジンの温度で変形する変形部材、例えばコイル形の形状記憶合金部材27(形状記憶部材に相当)が組み付けられている。
The
具体的には、形状記憶合金部材27は、例えば直線形のコイル形状(図2:低温時)が用いられている。この形状記憶合金部材27が、蛇腹部25の外周面に巻き付けられている。このときの形状記憶合金部材27の剛性により、蛇腹部25を真っ直ぐな姿勢に保持し、ジェットノズル17のノズル端(噴射口17a)がシリンダ3の内面に向くようにしている。
Specifically, the shape
コイル形の形状記憶合金部材27には、予め円弧形のコイル形状(図3)が記憶されている。この記憶した円弧形は、ピストン5が高温となるエンジンの温度が上昇したときに表れ出る。この表れ出る円弧形にて蛇腹部25を曲成し、ジェットノズル17を中間部から弯曲させて、ジェットノズル17のノズル端(噴射口17a)がピストン裏面へ向くようにしている。
The coil-shaped shape
つまり、形状記憶合金部材27により、ジェットノズル17のオイル噴射向きが、エンジンの温度にしたがい、ピストン5の裏面(ピストン冠面裏)、シリンダ3の内面に向く方向に変わるようにしている。
このジェットノズル17の挙動を説明すると、エンジンの冷態時(低温時)、ジェットノズル17は、図2に示されるように直線形の形状記憶合金部材27によって、噴射口17aがシリンダ3の内面に向く姿勢に保持される。つまり、オイル噴射向きはシリンダ内面に定められる。
That is, the shape
The behavior of the
すると、メインオイルギャラリからのオイルは、通路19、逆止弁21を経て、ジェットノズル17内を通り、噴射口17aからシリンダ内面へ噴射される。これより、シリンダ3の内面に付着したオイルにより、シリンダ内面とピストン5との間が潤滑され、スカッフィングが抑えられる。
またエンジンの運転より、エンジンの温度が上昇すると、形状記憶合金部材27は、図3に示されるように直線形から円弧形に変形(変態)する。すると、蛇腹部25は、形状記憶合金部材27にならい円弧形に曲成し、ジェットノズル17を中間部から弯曲させる。これにより、ジェットノズル17は、シリンダ内面に向く姿勢から、噴射口17aがピストン5の裏面へ向く姿勢に変わる。すると、メインオイルギャラリからのオイルは、今度は、ピストン裏面(ピストン冠面裏)へ噴射され、高温となるピストン5の頂部(冠面)が冷却される。
Then, the oil from the main oil gallery passes through the
Further, when the temperature of the engine rises due to the operation of the engine, the shape
このようにオイルジェット装置9は、ジェットノズル17の噴射向きを変える構造により、一つのジェットノズル17で、オイルをピストン裏面、シリンダ内面へ噴射することができる。つまり、一つのジェットノズル17で、高温時におけるピストン冷却、冷態時におけるスカッフィング抑制が実現できる。しかも、ジェットノズル17は、一つでよく、ノズル全体が過大になることが抑えられるから、図2および図3に示されるようなシリンダ下側の限られた部位にオイルジェット装置9の据付けが求められる場合でも、優れた据付性により、容易に据付けることができる。
As described above, the
しかも、ジェットノズル17のオイル噴射向きを変える構造は、可撓性を有するノズル部材に形状記憶部材27(変形部材)を組み合わせただけなので、簡単、かつコンパクトな構造ですむ。特に形状記憶部材27を用いると、ノズル端の向きの変更がしやすい。そのうえ、蛇腹部25にコイル形の形状記憶部材27を巻装したことで、ノズル端の向きの変更が容易となるだけでなく、コイル形の形状記憶合金部材27が、低下した蛇腹部25の剛性を補う(補強)ので、信頼性に優れたオイルジェット装置9が実現できる。
In addition, the structure for changing the oil injection direction of the
図4は、本発明の第2の実施形態を示す。
本実施形態は、形状記憶合金部材の代わりにバイメタル部材を用いたものである。
具体的には、例えば、円弧を描いて曲がる蛇腹部25の内周部分と外周部分とに、蛇腹部25の軸方向に延びた帯板形のバイメタル部材31a,31b(変形部材)を添わせて設け、バイメタル部材31a,31bの挙動を利用して、エンジンの温度が低いとき(冷態時)は、噴射口17aをシリンダ内面へ向かわせ、エンジンの温度が高くなると、噴射口17aをピストン裏面へ向かわせるようにしたものである。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a bimetal member is used instead of the shape memory alloy member.
Specifically, for example, strip-shaped
このようにバイメタル部材31a,31b(変形部材)を用いる構造でも、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
図5は、本発明の第3の実施形態を示す。
本実施形態は、第1,2の実施形態のような自己制御で噴射向きを変えるものではなく、外部制御で噴射向きを変えるようにしたものである。
Thus, the structure using the
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
This embodiment does not change the injection direction by self-control as in the first and second embodiments, but changes the injection direction by external control.
同構造には、ノズル部材を、支持部材により姿勢変更が可能に支持する支持構造35と、支持部材を操作するアクチュエータ部37とを組み合わせた構造が用いられている。例えば、支持構造35は、円弧を描いて曲がる蛇腹部25の内周部分と外周部分とに、支持部材となる一対のワイヤ部材39を添わせて、ジェットノズル17(ノズル部材)の基端側まで延ばす。ちなみに、ジェットノズル17の外周面には、ワイヤ部材39を案内するワイヤガイド39aが設けてある。ワイヤ部材39の先端は、ジェットノズル17の先端部と蛇腹部25との間のノズル部分に支持され、ジェットノズル17を弯曲可能に支持している。すなわち、一対のワイヤ部材39の押し引きすると、ジェットノズル17が蛇腹部25から弯曲(曲成)され、ノズル端の向きが変わる(姿勢変更)。
In this structure, a structure is used in which a
アクチュエータ部37は、一対のワイヤ部材39の延出端間に介装される操作機構、例えばソレノイド41で構成される。すなわち、ソレノイド41のプランジャ41aの各端(両端)は、一対のワイヤ部材39端に接続されている。これにより、プランジャ41aが一方側へ変位すると、ワイヤ部材39の押し引きにより、ジェットノズル17が弯曲し、噴射口17aがピストン裏面に向く。またプランジャ41aが他方側へ変位すると、同様にワイヤ部材39の押し引きにより、ジェットノズル17は弯曲した状態から真っ直ぐの姿勢に戻り、噴射口17aがシリンダ内面に向く。
The
ソレノイド41には、制御部43を介してエンジンの温度を検出する温度センサ45が接続されている。そして、制御部43に予め設定された制御情報により、エンジンの温度が低いときは(冷態時)、ソレノイド41が、噴射口17aをシリンダ内面へ向かわせる方向に駆動され。エンジンの温度が高温になると、ソレノイド41が、噴射口17aをシリンダ内面へ向かわせる方向に駆動されるようにしている。
A
このようにアクチュエータ部37を用いて、エンジンの温度にしたがい、ジェットノズル17の向きを変えるようにしても、第1,2の実施形態と同様の効果を奏する。
但し、図4および図5において、第1の実施形態と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略した。
なお、上述した各実施形態における各構成およびそれの組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば上述の実施形態では、形状記憶合金部材やバイメタル部材やアクチュエータ部を用いて、自己制御、外部制御により、ジェットノズルのオイル噴射向きを可変したが、これに限らず、他の構造を用いて、ジェットノズルのオイル噴射向きを可変するようにしてもよい。むろん、ピストンは、クーリングチャンネルが付いている構造でも構わない、この場合、ノズル端は、クーリングチャンネルの入口に向く。
Thus, even if the direction of the
However, in FIG. 4 and FIG. 5, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
It should be noted that each of the above-described embodiments and combinations thereof are merely examples, and that addition, omission, replacement, and other modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say. Further, the present invention is not limited by the embodiment, and it is needless to say that the present invention is limited only by the “claims”. For example, in the above-described embodiment, the oil injection direction of the jet nozzle is changed by self-control and external control using a shape memory alloy member, a bimetal member, and an actuator unit. However, the present invention is not limited to this, and other structures are used. The oil injection direction of the jet nozzle may be varied. Of course, the piston may have a structure with a cooling channel. In this case, the nozzle end faces the inlet of the cooling channel.
1 シリンダブロック
3 シリンダ
5 ピストン
17 ジェットノズル
27、31a,31b 形状記憶合金部材,バイメタル部材(変更部、変形部材)
39 ワイヤ部材(支持部材)
41 ソレノイド(アクチェータ部)
DESCRIPTION OF
39 Wire member (support member)
41 Solenoid (actuator part)
Claims (4)
前記ジェットノズルのオイル噴射向きを、内燃機関の温度にしたがい、内燃機関のピストンの裏面へ向かう方向とシリンダの内面へ向かう方向とに変える変更部と、
を具備することを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。 A jet nozzle formed so that the injection direction for injecting oil is variable;
Changing the oil injection direction of the jet nozzle in accordance with the temperature of the internal combustion engine and changing the direction toward the back surface of the piston of the internal combustion engine and the direction toward the inner surface of the cylinder,
An oil jet device for an internal combustion engine, comprising:
前記変更部は、前記内燃機関の温度変化に伴う変形により、前記ノズル部材の姿勢を変更させる変形部材を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のオイルジェット装置。 The jet nozzle has a flexible nozzle member,
The oil jet device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the changing unit includes a deforming member that changes a posture of the nozzle member due to deformation accompanying a temperature change of the internal combustion engine.
前記変更部は、
前記ノズル部材を姿勢変更が可能に支持する支持部材と、
前記内燃機関の温度にしたがい前記支持部材を操作するアクチュエータ部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のオイルジェット装置。 The jet nozzle has a flexible nozzle member,
The changing unit is
A support member that supports the nozzle member such that the posture can be changed;
The oil jet device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: an actuator unit that operates the support member in accordance with a temperature of the internal combustion engine.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014118725A JP2015232281A (en) | 2014-06-09 | 2014-06-09 | Internal combustion engine oil jet device |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN115306511A (en) * | 2022-09-14 | 2022-11-08 | 陕西柴油机重工有限公司 | Cylinder sleeve piston pre-lubricating structure during initial starting of diesel engine |
JP7306554B1 (en) | 2022-09-28 | 2023-07-11 | いすゞ自動車株式会社 | oil jet device |
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2014
- 2014-06-09 JP JP2014118725A patent/JP2015232281A/en active Pending
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