JP2016089627A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関し、詳細にはオイルジェットを含むピストンの冷却装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly, to a cooling device for a piston including an oil jet.
レシプロ内燃機関において、オイルポンプによって加圧された潤滑油をオイルジェットからピストンの裏面に吹き付けることによってピストンを冷却する装置が公知となっている(例えば、特許文献1)。特許文献1に係るピストン冷却装置は、オイルポンプに接続されると共に、クランクシャフトの軸受の摺接面に開口した上流側油路と、クランクシャフトのジャーナルの外周面に一端が開口すると共に、カウンターウエイトの突出端面に他端が開口した下流側油路とを有する。この冷却装置では、ピストンが下死点付近にあるときに、上流側油路と下流側油路とが互いに接続され、下流側油路のカウンターウエイト側の開口端によって形成された噴射口(オイルジェット)からピストンの裏面に向けて潤滑油が噴射される。このようなピストン冷却装置では、クランクシャフトの回転に応じて上流側油路及び下流側油路の接続、切断が切り換えられ、潤滑油が間欠的に噴射されるため、潤滑油の噴射量が低減され、その結果オイルポンプの負荷が低減される。また、噴射口とピストンとが互いに最も接近したときに、上流側油路及び下流側油路が接続されて噴射口から潤滑油が噴射されるため、潤滑油がピストンの裏面に確実に供給される。
In a reciprocating internal combustion engine, a device for cooling a piston by spraying lubricating oil pressurized by an oil pump from an oil jet onto the back surface of the piston is known (for example, Patent Document 1). The piston cooling device according to
しかしながら、引用文献1に係るピストン冷却装置は、噴射口がカウンターウエイトに形成されているため、クランクシャフトの回転に応じて噴射口の位置及び向きが変化し、ピストン裏面において潤滑油が吹き付けられる位置が一定しない。そのため、ピストンの内部に潤滑油の流通を可能にするクーリングチャンネルが形成され、その一部がピストンの裏面に開口している場合に、引用文献1に係るピストン冷却装置はクーリングチャンネルに潤滑油を効率良く供給することができないという問題が生じる。
However, in the piston cooling device according to the cited
本発明は、以上の背景を鑑み、必要なタイミングで潤滑油を噴射し、かつ噴射位置が一定するオイルジェットを備えた内燃機関を提供することを課題とする。 In view of the above background, it is an object of the present invention to provide an internal combustion engine including an oil jet that injects lubricating oil at a necessary timing and has a fixed injection position.
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関は、少なくとも1つのシリンダ(11)が形成された内燃機関本体(2)と、前記シリンダのそれぞれに往復動可能に収容され、コンロッド(18)を介してクランクシャフト(20)に連結された少なくとも1つのピストン(15)と、前記ピストンのそれぞれに対応して前記内燃機関本体に取り付けられ、対応する前記ピストンの裏面に向けて潤滑油を噴射する少なくとも1つのオイルジェット(44)と、オイルポンプ(35)から前記オイルジェットのそれぞれに延びる油路(41、43)と、前記油路に設けられ、前記オイルポンプと前記オイルジェットとの連通、切断を切り換える切換バルブ(42)とを有し、前記切換バルブは、前記クランクシャフトから動力を受けて駆動され、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記オイルジェットを前記オイルポンプに接続することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an internal combustion engine of the present invention includes an internal combustion engine body (2) having at least one cylinder (11) formed therein, and is accommodated in each of the cylinders so as to be able to reciprocate, and a connecting rod (18). At least one piston (15) connected to the crankshaft (20) via the cylinder, and attached to the internal combustion engine main body corresponding to each of the pistons, and injecting lubricating oil toward the back surface of the corresponding piston At least one oil jet (44), an oil passage (41, 43) extending from the oil pump (35) to each of the oil jets, and communication between the oil pump and the oil jet provided in the oil passage And a switching valve (42) for switching cutting, and the switching valve is driven by receiving power from the crankshaft. Characterized by connecting the oil jet corresponding to any of said piston when any of said piston is positioned in a predetermined moving range in the oil pump.
この構成によれば、オイルジェットは、内燃機関本体に取り付けられているため、ピストンの裏面の一定した位置に潤滑油を吹き付けることができる。また、切換バルブによって、オイルジェットは所定のタイミングで潤滑油を噴射するため、常に噴射する場合に比べてオイルポンプの負荷が低減される。 According to this configuration, since the oil jet is attached to the internal combustion engine body, the lubricating oil can be sprayed to a fixed position on the back surface of the piston. Further, since the oil jet injects the lubricating oil at a predetermined timing by the switching valve, the load of the oil pump is reduced as compared with the case of always injecting.
また、上記発明において、前記切換バルブは、バルブケース(46)と、前記バルブケースに回転可能に受容され、前記クランクシャフトと動力伝達機構(51)を介して連結されることによって前記クランクシャフトと同速で回転するバルブボディ(47)とを有し、前記バルブケースは、前記バルブボディの外周面(47A)と摺接する内周面(46A)と、前記油路の上流側(41)に連通すると共に前記内周面に開口した入口ポート(54)と、前記油路の下流側(43)に連通すると共に前記内周面に開口した少なくとも1つの出口ポート(55)とを有し、前記バルブボディは、前記外周面に開口した接続通路(58)を有し、前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記出口ポートを前記入口ポートに接続するとよい。 In the above invention, the switching valve is rotatably received in the valve case (46) and the valve case, and is connected to the crankshaft through the power transmission mechanism (51). A valve body (47) that rotates at the same speed, and the valve case is disposed on an inner peripheral surface (46A) that is in sliding contact with an outer peripheral surface (47A) of the valve body, and on an upstream side (41) of the oil passage. An inlet port (54) that communicates and opens to the inner peripheral surface, and at least one outlet port (55) that communicates with the downstream side (43) of the oil passage and opens to the inner peripheral surface; The valve body has a connection passage (58) opened in the outer peripheral surface, and the connection passage corresponds to the arbitrary piston when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range. The outlet port may be connected to the inlet port that.
この構成によれば、バルブボディが、ピストン位置と同期したクランクシャフトによって駆動されるため、切換バルブはピストン位置に応じた所定のタイミングで油路を開閉することができる。 According to this configuration, since the valve body is driven by the crankshaft synchronized with the piston position, the switching valve can open and close the oil passage at a predetermined timing corresponding to the piston position.
また、上記発明において、前記バルブボディは、円筒形に形成され、前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、前記出口ポートの前記内周面側における開口端が周方向に延在しているとよい。 Further, in the above invention, the valve body is formed in a cylindrical shape, and at least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case, and an opening end on the inner peripheral surface side of the outlet port. Should extend in the circumferential direction.
この構成によれば、接続通路と出口ポートの接続が継続する期間を延長させることができる。また、出口ポートの内周面側における開口端の周方向を任意に変更することによって、オイルジェットの噴射期間を容易に設定することができる。 According to this configuration, it is possible to extend the period during which the connection between the connection passage and the outlet port continues. Moreover, the oil jet injection period can be easily set by arbitrarily changing the circumferential direction of the opening end on the inner peripheral surface side of the outlet port.
また、上記発明において、前記バルブボディは、円筒形に形成され、前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、前記接続通路の前記出口ポートと対向する開口端が周方向に延在しているとよい。 In the above invention, the valve body is formed in a cylindrical shape, and at least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case and is an open end facing the outlet port of the connection passage. Should extend in the circumferential direction.
この構成によれば、接続通路と出口ポートの接続が継続する期間を延長させることができる。また、接続通路の出口ポートと対向する開口端の周方向を任意に変更することによって、オイルジェットの噴射期間を容易に設定することができる。 According to this configuration, it is possible to extend the period during which the connection between the connection passage and the outlet port continues. Moreover, the oil jet injection period can be easily set by arbitrarily changing the circumferential direction of the opening end facing the outlet port of the connection passage.
また、上記発明において、前記バルブボディは、前記バルブボディの回転軸線に対して偏倚した重心を有するとよい。 In the above invention, the valve body may have a center of gravity that is deviated with respect to the rotation axis of the valve body.
この構成によれば、バルブボディは、内燃機関の1次振動を低減する1次バランサシャフトとして機能することができる。そのため、切換バルブは、1次バランサ装置を兼ねることができ、内燃機関の小型化が可能になる。 According to this configuration, the valve body can function as a primary balancer shaft that reduces primary vibrations of the internal combustion engine. Therefore, the switching valve can also serve as the primary balancer device, and the internal combustion engine can be downsized.
また、上記発明において、前記バルブボディは、円筒形に形成され、前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記バルブボディの軸方向端面(47C)と摺接するスラスト面(46B)に開口し、前記接続通路は前記出口ポートに対応して前記スラスト面に開口しているとよい。 In the above invention, the valve body is formed in a cylindrical shape, and at least one of the outlet ports has an opening in a thrust surface (46B) that is in sliding contact with an axial end surface (47C) of the valve body of the valve case. And the said connection channel | path is good to open to the said thrust surface corresponding to the said exit port.
この構成によれば、出口ポートの少なくとも1つがスラスト面に開口するため、バルブボディの外周面に対応して配置させる出口ポートを少なくすることができる。これにより、バルブボディの軸方向長さを短くすることができ、バルブボディの小型化及び軽量化が可能になると共に、バルブボディ及びバルブケースの摺接面積が小さくなる。これにより、バルブボディを回転させるために必要な動力が低減され、内燃機関の負荷が低減される。 According to this configuration, since at least one of the outlet ports opens in the thrust surface, the number of outlet ports arranged corresponding to the outer peripheral surface of the valve body can be reduced. As a result, the axial length of the valve body can be shortened, the valve body can be reduced in size and weight, and the sliding contact area between the valve body and the valve case can be reduced. Thereby, the power required to rotate the valve body is reduced, and the load on the internal combustion engine is reduced.
また、上記発明において、前記ピストンは複数設けられ、前記ピストンのうち同位相で往復動するものに対応する前記出口ポートは、前記スラスト面に開口する部分が集合して共通の集合通路(101、102)を形成するとよい。 Further, in the above invention, a plurality of the pistons are provided, and the outlet port corresponding to the piston that reciprocates in the same phase gathers a portion that opens in the thrust surface, and a common collecting passage (101, 102) may be formed.
この構成によれば、集合通路によって出口ポート全体の長さ及び容積が小さくなるため、バルブケース及びバルブボディを小型化することができる。 According to this configuration, the length and volume of the entire outlet port are reduced by the collecting passage, so that the valve case and the valve body can be reduced in size.
また、上記発明において、前記切換バルブは、前記クランクシャフトのジャーナル(202)と、前記ジャーナルを回転可能に支持する軸受(211)とを含み、前記油路の上流側及び下流側(213、214)は、互いに独立して前記軸受の内周面に開口し、前記ジャーナルは、前記ジャーナルの外周面に開口した接続通路(215)を有し、前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記油路の上流側及び下流側を互いに接続するとよい。 In the above invention, the switching valve includes a journal (202) of the crankshaft and a bearing (211) that rotatably supports the journal, and the upstream side and the downstream side (213, 214) of the oil passage. ) Are opened to the inner peripheral surface of the bearing independently of each other, the journal has a connection passage (215) opened to the outer peripheral surface of the journal, and the connection passage is free from a predetermined piston. The upstream side and the downstream side of the oil passage corresponding to the arbitrary piston may be connected to each other when located in the movement range.
この構成によれば、クランクシャフト及びその軸受によって切換バルブが構成されるため、切換バルブを構成するために別途部品を設ける必要がなく、内燃機関の小型化及び軽量化が可能になる。 According to this configuration, since the switching valve is configured by the crankshaft and its bearing, it is not necessary to provide a separate part to configure the switching valve, and the internal combustion engine can be reduced in size and weight.
また、上記発明において、前記接続通路の前記油路の下流側と対向する開口端が周方向に延在しているとよい。 Moreover, in the said invention, it is good for the opening end which opposes the downstream of the said oil path of the said connection channel | path to extend in the circumferential direction.
この構成によれば、接続通路と出口ポートの接続が継続する期間を延長させることができる。また、接続通路の出口ポートと対向する開口端の周方向を任意に変更することによって、オイルジェットの噴射期間を容易に設定することができる。 According to this configuration, it is possible to extend the period during which the connection between the connection passage and the outlet port continues. Moreover, the oil jet injection period can be easily set by arbitrarily changing the circumferential direction of the opening end facing the outlet port of the connection passage.
また、上記発明において、前記接続通路は、前記ジャーナルの外周面において周方向に延設された溝であるとよい。 In the above invention, the connection passage may be a groove extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the journal.
この構成によれば、接続通路の加工が容易になる。 According to this configuration, processing of the connection passage is facilitated.
また、上記発明において、前記ピストンは、前記ピストンの内部に形成され、一部が前記ピストンの裏面に開口したクーリングチャンネル(16)を有し、前記オイルジェットの噴射口は、前記ピストンの往復方向において前記クーリングチャンネルの開口(16B)と対向するように配置されているとよい。 Further, in the above invention, the piston has a cooling channel (16) formed inside the piston, a part of which is open on the back surface of the piston, and the oil jet injection port is a reciprocating direction of the piston. It is good to arrange | position so that it may oppose the opening (16B) of the said cooling channel.
この構成によれば、オイルジェットの噴射口が、常にクーリングチャンネルの開口を向いているため、噴射された潤滑油は効率良くクーリングチャンネルに供給される。 According to this configuration, since the injection port of the oil jet always faces the opening of the cooling channel, the injected lubricating oil is efficiently supplied to the cooling channel.
以上の構成によれば、必要なタイミングで噴射し、かつ噴射位置が一定するオイルジェットを備えた内燃機関を提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide an internal combustion engine including an oil jet that is injected at a necessary timing and has a fixed injection position.
以下、図面を参照して本発明を自動車用の内燃機関に適用した各実施形態を説明する。 Embodiments in which the present invention is applied to an internal combustion engine for automobiles will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1及び図2に示すように、第1実施形態に係る内燃機関1は、直列4気筒のレシプロエンジンである。内燃機関1は、内燃機関本体2として、シリンダブロック3と、シリンダブロック3の下部に結合されたオイルパン4と、シリンダブロック3の上部に結合されたシリンダヘッド5とを有する。シリンダブロック3は、アッパブロック7と、アッパブロック7の下部に設けられたロアブロック8とを有する。アッパブロック7の上部には、第1〜第4シリンダ11(11A〜11D)が、互いに平行かつ一列に並ぶように形成されている。アッパブロック7の下部及びロアブロック8によってクランクケース12が形成されている。各シリンダ11は、上端がシリンダブロック3の上端面に開口する一方、下端がクランクケース12の内側に形成されるクランク室13に開口している。シリンダヘッド5は、シリンダブロック3の上端面に結合され、各シリンダ11の上端を閉じている。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1〜第4シリンダ11には、第1〜第4ピストン15A〜15Dが往復動可能に受容されている。図1に示すように、各ピストン15のクラウン部の内部には、クーリングチャンネル16が形成されている。クーリングチャンネル16は、クラウン部の内部に形成された油路であり、ピストン15の軸線を中心として環状に形成された環状部16Aと、環状部16Aからクラウン部の裏面、すなわちピストン15の裏面に延び、開口した一対の開口部16Bとを有する。開口部16Bは、ピストン15の軸線を中心として、互いに点対称となる位置に形成され、それぞれ、ピストン15の軸線方向に沿って下方を向いている。
The first to
各ピストン15は、コンロッド18を介してクランクシャフト20に連結されている。本実施形態では、クランク角を基準として、第1及び第4ピストン15A、15Dは互いに同位相に配置され、第2及び第3ピストン15B、15Cは第1ピストン15Aに対して180°ずれた位置に配置されている。クランクシャフト20は、アッパブロック7及びロアブロック8の境界に形成された軸受に回転可能に支持されている。
Each
図1に示すように、ロアブロック8の下部には、2次バランサ装置23が結合されている。2次バランサ装置23は、ロアブロック8に結合されたアッパハウジング24と、アッパハウジング24に結合されたロアハウジング25と、アッパハウジング24及びロアハウジング25の間に回転可能に支持された2本のバランサシャフト26、26とを有する。各バランサシャフト26、26は、重心が回転軸線に対して偏倚している。各バランサシャフト26、26は、互いに平行に配置され、図示しない歯車によって互いに連結され、互いに逆方向に回転する。2本のバランサシャフト26、26の一方は、図示しないチェーン伝達機構によってクランクシャフト20に連結され、クランクシャフト20の2倍の回転速度で回転する。
As shown in FIG. 1, a
図2は、内燃機関1の潤滑系30を示している。潤滑系30は、オイルパン4内に貯留された潤滑油を内燃機関1の摺接部や高温部に供給し、潤滑油による潤滑や冷却を行う装置である。図2に示すように、潤滑系30は、オイルパン4の底部に配置されたオイル吸込口31と、シリンダブロック3の内部に形成された潤滑油の通路であるメインギャラリ32と、オイル吸込口31とメインギャラリ32とを接続する油路33と、油路33上に上流側から順に配置された、オイルポンプ35、オイルフィルター36及びオイルクーラー37とを有する。オイルポンプ35は、公知のポンプであり、例えばトロコイドポンプであってよい。オイルポンプ35は、クランクシャフト20から動力を受けて駆動される。オイルポンプ35の駆動によって、オイルパン4内の潤滑油は、オイル吸込口31から吸入され、オイルポンプ35、オイルフィルター36、オイルクーラー37を順に通過して、メインギャラリ32に圧送される。
FIG. 2 shows the
メインギャラリ32には、メインギャラリ32からそれぞれ分岐した複数の油路が接続されている。油路の1つはクランクシャフト20とその軸受211との摺接部に潤滑油を供給し、他の1つは吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動する動弁機構39の摺接部に潤滑油を供給する。また、油路の他の1つは、ピストン15を冷却するためのピストン冷却装置40に潤滑油を供給する。
A plurality of oil passages branched from the
ピストン冷却装置40は、メインギャラリ32に接続された上流側油路41と、上流側油路41に接続された切換バルブ42と、切換バルブ42に接続された第1〜第4下流側油路43(43A〜44D)と、第1〜第4下流側油路43(43A〜44D)にそれぞれ接続された第1〜第4オイルジェット44(44A〜44D)とを有する。
The
図2〜図4に示すように、切換バルブ42は、筒形に形成されたバルブケース46と、バルブケース46に回転可能に受容された軸形(柱状)のバルブボディ47とを有する。バルブボディ47は、互いに結合される半割状のケース半体を有する。両ケース半体が、バルブボディ47を挟み込むように互いに結合されることによって、バルブボディ47がバルブケース46の内部に受容される。本実施形態では、バルブケース46のケース半体の一方は、2次バランサ装置23のアッパハウジング24と一体に形成され、ケース半体の一方はロアハウジング25と一体に形成されている。他の実施形態では、バルブケース46は、ハウジング24、25と別部材に形成され、溶接やボルト締結等によってこれらに結合されてもよい。
As shown in FIGS. 2 to 4, the switching
バルブボディ47は、断面円形の軸形に形成され、クランクシャフト20と平行に配置されている。バルブボディ47の一端は、バルブケース46を貫通して、バルブケース46の外部に突出している。バルブボディ47の一端は、動力伝達機構51を介してクランクシャフト20と連結されている。動力伝達機構51は、例えばクランクシャフト20及びバルブボディ47に設けられたスプロケットと、各スプロケットに掛け渡された無端状のチェーンとを含む。動力伝達機構51によって、バルブボディ47はクランクシャフト20と同じ回転速度で回転する。
The
バルブボディ47の外周面47Aは円周面に形成され、バルブケース46の内周面46Aと摺接している。バルブケース46には、外面から内周面46Aに延びる通路である、入口ポート54、及び第1〜第4出口ポート55(55A〜55D)が形成されている。入口ポート54、第1出口ポート55A、第2出口ポート55B、第3出口ポート55C、及び第4出口ポート55Dは、バルブケース46の軸方向に、記載の順序で互いに間隔をおいて配置されている。また、バルブケース46の内周面46Aにおいて、入口ポート54が開口する部分には、周方向に延在して環状をなす溝部56が形成されている。
An outer
バルブボディ47には、接続通路58が形成されている。接続通路58は、バルブボディ47の内部を軸方向に延びる主通路59と、主通路59からバルブボディ47の外周面47Aに径方向に延びて開口する第1〜第5通路60(60A〜60E)とを有する。第1〜第4通路60A〜60Dは、周方向に所定の幅を有する。本実施形態では、第1〜第4通路60A〜60Dは、径方向の各部において同じ角度幅を有するが、他の実施形態では、外端側(外周面47A側)が内端側(主通路59側)に比べて、周方向に角度幅が大きくなっていてもよい。
A
バルブケース46に対するバルブボディ47の回転範囲が所定の第1回転範囲にあるときに、第1通路60Aと第1出口ポート55Aとが接続されると共に第4通路60Dと第4出口ポート55Dとが接続され、バルブケース46に対するバルブボディ47の回転範囲が所定の第2回転範囲にあるときに第2通路60Bと第2出口ポート55Bとが接続されると共に第3通路60Cと第3出口ポート55Cとが接続される。第5通路60Eは、バルブケース46に対するバルブボディ47の回転位置に関わらず溝部56に常に対向するため、入口ポート54と常に接続されている。第5通路60Eは、溝部56と常に対向する位置に、複数形成されていてもよい。
When the rotation range of the
バルブケース46の外面側において、入口ポート54は上流側油路41に接続され、第1出口ポート55Aは第1下流側油路43Aに接続され、第2出口ポート55Bは第2下流側油路43Bに接続され、第3出口ポート55Cは第3下流側油路43Cに接続され、第4出口ポート55Dは第4下流側油路43Dに接続されている。
On the outer surface side of the
図2に示すように、第1〜第4下流側油路43(43A〜44D)の各下流端には、対応する番号の第1〜第4オイルジェット44(44A〜44D)が接続されている。図1に示すように、各オイルジェット44は、内部に油路が形成された基部63と、基部63から突出し、基部63内の油路と接続されたノズル64とを有する。オイルジェット44の基部63は、シリンダブロック3の内面(クランク室13側)に結合されている。詳細には、各基部63は、アッパブロック7のクランク室13の上壁を形成する部分の下面に結合されている。また、各オイルジェット44の基部63は、対応する番号のシリンダ11の下端側(クランク室13側)の開口の周囲に結合されている。すなわち、第1オイルジェット44Aの基部63は、第1シリンダ11Aの下端側の開口の周囲に結合されている。各ノズル64は、基部63から側方に延びた後、上方に向けて屈曲し、対応する番号のシリンダ11の内側に突入している。各ノズル64の噴射口は、シリンダ軸線と平行かつ上方を向き、対応する番号のピストン15のクーリングチャンネル16の開口部16Bと対向している。これにより、各オイルジェット44から噴射される潤滑油は、シリンダ軸線方向に沿って上方に飛び、対応するピストン15のクーリングチャンネル16の開口部16Bに到達可能となっている。
As shown in FIG. 2, first to fourth oil jets 44 (44 </ b> A to 44 </ b> D) with corresponding numbers are connected to the downstream ends of the first to fourth downstream oil passages 43 (43 </ b> A to 44 </ b> D). Yes. As shown in FIG. 1, each
各基部63の油路内には、チェックバルブ(不図示)が設けられている。チェックバルブは、基部63側からノズル64側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する。また、チェックバルブは、上流側(下流側油路43側)と下流側(ノズル64側)との圧力差が所定値以上となった場合に開くように構成されている。
A check valve (not shown) is provided in the oil passage of each base 63. The check valve allows the flow from the base 63 side to the
上流側油路41及び下流側油路43は、少なくとも一部がシリンダブロック3内に形成されている。上流側油路41及び下流側油路43の一部は、シリンダブロック3に結合された管部材によって形成されてもよい。本実施形態では、上流側油路41及び下流側油路43は、バルブケース46の外面に結合された管部材と、アッパブロック7、ロアブロック8、2次バランサ装置23のハウジング24、25の内部に形成された通路とによって形成されている。他の実施形態では、入口ポート54及び出口ポート55がバルブケース46内を2次バランサ装置23のハウジング24、25まで延び、ハウジング24、25の内部に形成された上流側油路41及び下流側油路43に直接に接続するようにしてもよい。
At least a part of the
切換バルブ42において、各通路60と各出口ポート55とが連通するタイミングは、対応するピストン15の位置に応じて設定されている。図5は、切換バルブ42の互いに対応する通路60と出口ポート55とが連通する期間と、ピストン位置(クランク角)との関係を示す図である。図において、ピストン位置はクランク角によって表され、上死点(TDC)にあるときを0°として基準にし、上死点前の上昇期間を負の値で表し、上死点後の下降期間を正の値で表す。ピストン速度は、上向き(上昇期間)を正の値とし、下向き(下降期間)を負の値とする。同じく、クーリングチャンネル16内の潤滑油に生じる慣性力は、上向きを正の値とし、下向きを負の値とする。本実施形態では、各オイルジェット44から噴射される潤滑油の速度は、上向きであり、ピストン15の上向きの速度の最大値よりも小さな値に設定されている。
In the switching
オイルジェット44から噴射される潤滑油の速度からピストン15の速度を引いた値(速度差)が大きいほど、潤滑油のピストン15に接近する方向の相対速度が大きくなるため、オイルジェット44から噴射される潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易くなる。また、クーリングチャンネル16内の潤滑油に生じる慣性力が上向きに大きいほど、オイルジェット44から噴射される潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易くなる。クーリングチャンネル16内の潤滑油に生じる慣性力が下向きに大きい場合、クーリングチャンネル16内の潤滑油は流出する方向に流れるため、オイルジェット44から噴射される潤滑油は入り難くなる。また、オイルジェット44及びピストン15の距離が近いほど、ピストン裏面に到達したときの潤滑油の運動エネルギーが維持され易くなるため、オイルジェット44から噴射される潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易くなる。以上の要因を考慮すると、例えばピストン位置が−30°以上130°以下の移動範囲で、オイルジェット44がオイルを噴射する、すなわち切換バルブ42の各ピストン15に対応する通路60と出口ポート55とが接続されるようにするとよい。第1回転範囲は、第1ピストン15Aを対象として上記の範囲を定めたものであり、第2回転範囲は、第2ピストン15Bを対象として上記の範囲を定めたものである。なお、第1回転範囲及び第2回転範囲は、内燃機関の往復運動系の寸法に応じて適切な範囲が変化する。
The greater the value (speed difference) obtained by subtracting the speed of the
本実施形態では、第1ピストン15と第4ピストン15とは位相が同じであるため、第1通路60A及び第1出口ポート55Aの接続と第4通路60D及び第4出口ポート55Dの接続とは同じタイミングで行われる。第2ピストン15と第3ピストン15とは位相が同じであり、第1ピストン15に対して180°位相がずれているため、第2通路60B及び第2出口ポート55Bの接続と第3通路60C及び第3出口ポート55Cの接続とは、同じタイミングであり、第1通路60A及び第1出口ポート55Aの接続と180°ずれたタイミングで行われる。
In the present embodiment, since the
第1実施形態に係る内燃機関1では、ピストン冷却装置40がクランクシャフト20と同期して油路の開閉を行う切換バルブ42を有するため、オイルジェット44がピストン位置に応じて潤滑油をピストン15の裏面に向けて間欠的に噴射する。そのため、オイルジェット44が常に噴射する場合に比べて噴射される潤滑油量が低減され、オイルポンプ35の負荷が低減される。上記したように、オイルジェット44から噴射された潤滑油のクーリングチャンネル16内への入り易さは、ピストン15の位置に応じて変化するため、噴射された潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易い期間のみ、オイルジェット44が潤滑油を噴射することで、効率良くピストン15を冷却することができる。
In the
第1実施形態に係る内燃機関1では、オイルジェット44が内燃機関本体2であるシリンダブロック3に固定されているため、オイルジェット44の位置及び噴射方向は常に一定となる。そのため、オイルジェット44の噴射方向をピストン15の往復方向と平行にすることで、オイルジェット44から噴射される潤滑油は、常にクーリングチャンネル16の開口部16Bに向けて噴射される。
In the
切換バルブ42のバルブボディ47は、動力伝達機構51を介してクランクシャフト20と連結され、クランクシャフト20と同じ回転速度で回転するため、ピストン15の往復動と同期して所定のタイミングで各通路60と各出口ポート55とが接続される。各オイルジェット44が噴射を継続する期間は、各通路60の外周面47A側(出口ポート55側)の開口端の周方向長さを変更することによって容易に設定することができる。また、図6に示すように、出口ポート55の内周面46A側(各通路60側)の開口端の周方向長さを変更することによっても、各オイルジェット44が噴射を継続する期間は容易に設定することができる。
Since the
第1実施形態では、バルブケース46が2次バランサ装置23のアッパハウジング24及びロアハウジング25と一体に形成された形態を例示したが、他の実施形態ではバルブケース46は、ロアブロック8やアッパブロック7に直接に結合されてもよいし、ロアブロック8やアッパブロック7に一体に形成されてもよい。また、2次バランサ装置23は必須の構成ではないため、他の実施形態では省略してもよい。また、バルブボディ47は、クランクシャフト20と同期して回転するオイルポンプ35の回転軸に連結されてもよい。
In the first embodiment, the form in which the
第1実施形態に係る切換バルブ42の構成の一部変形例について以下に示す。図7に示すように、切換バルブ42のバルブボディ47は、動力伝達機構51が設けられる一端に加えて、他端もバルブケース46の外方に突出している。バルブボディ47の他端には、バルブボディ47の径方向に突出するようにアンバランスウエイト71が結合されている。これにより、アンバランスウエイト71を含むバルブボディ47の重心は、バルブボディ47の回転軸線に対して径方向に変位している。バルブボディ47は、その重心の位置がピストン15及びクランクシャフト20の1次慣性力を打ち消すように設定され、1次バランサ装置を構成する。このように、切換バルブ42は、1次バランサ装置を兼ねる。
A partial modification of the configuration of the switching
切換バルブ42が1次バランサ装置を兼ねる場合、2次バランサ装置23を省略し、バルブケース46をロアブロック8やアッパブロック7に直接に結合する、或はロアブロック8やアッパブロック7と一体に形成するとよい。また、1次バランサ装置を兼ねる切換バルブ42は、様々な気筒数や各ピストンの位相差を有する内燃機関に適用することができる。1次バランサ装置を兼ねる切換バルブ42は、例えば、各ピストンが互いに120°間隔の位相差を有する3気筒直列の内燃機関に適している。
When the switching
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態に係る内燃機関1の切換バルブ42の構成のみが相違し、他の構成は同様である。第2実施形態において、内燃機関1と同様の構成については説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, only the configuration of the switching
図8に示すように、切換バルブ42は、バルブケース46と、バルブケース46に受容されたバルブボディ47とを有する。バルブボディ47は、所定の厚みを有する円板形(円柱)に形成され、軸線を中心とした円周面に形成された外周面47Aと、軸線方向における両端部に、軸線と直交するように設けられた第1端面47B及び第2端面47Cとを有する。バルブボディ47は、軸方向における長さが直径よりも小さく形成されている。バルブボディ47は、軸線を回転軸線として回転可能にバルブケース46に受容され、外周面47A及び第1及び第2端面47B、47Cがバルブケース46の内面と摺接している。第1端面47Bの中央には、円柱状のシャフト47Dが突設されている。シャフト47Dはバルブケース46を貫通し、バルブケース46の外方に突出している。シャフト47Dの先端部は、動力伝達機構51を介してクランクシャフト20と連結されている。
As shown in FIG. 8, the switching
バルブケース46の第2端面47Cに摺接するスラスト面46Bには、第1集合通路101及び第2集合通路102の一端が開口している。第1及び第2集合通路101、102は、スラスト面46Bから互いに平行にバルブケース46内をバルブボディ47の軸線方向に延び、他端側が閉塞されている。本実施形態では、第1及び第2集合通路101、102は、バルブケース46に直接に形成された孔である。他の実施形態では、有底筒形に形成されたバルブケース46の内部に2つの管部材を挿入し、管部材の内壁によって第1及び第2集合通路101、102を形成してもよい。
One end of the
バルブケース46には、外面から内周面46Aに延びる入口ポート54と、外面から第1集合通路101に延びる第1及び第4出口ポート55A、55Dと、外面から第2集合通路102に延びる第2及び第3出口ポート55B、55Cとが形成されている。バルブボディ47の軸線方向において、入口ポート54、第1出口ポート55A、第2出口ポート55B、第3出口ポート55C、及び第4出口ポート55Dは、記載の順序で互いに間隔をおいてバルブケース46に形成されている。また、バルブケース46の内周面46Aにおいて、入口ポート54が開口する部分には、周方向に延在して環状をなす溝部56が形成されている。入口ポート54は上流側油路41に接続され、第1出口ポート55Aは第1下流側油路43Aに接続され、第2出口ポート55Bは第2下流側油路43Bに接続され、第3出口ポート55Cは第3下流側油路43Cに接続され、第4出口ポート55Dは第4下流側油路43Dに接続されている。
The
バルブボディ47には、接続通路58が形成されている。接続通路58は、一端である第1端58Aが外周面47Aに開口する一方、他端である第2端58Bが第2端面47Cに開口する。接続通路58の第1端58Aは、バルブボディ47の回転位置に関わらず、溝部56と常に対向する位置に形成されている。接続通路58の第2端58Bは、バルブボディ47が所定の第1回転範囲にあるときに第1集合通路101と接続し、バルブボディ47が所定の第2回転範囲にあるときに第2集合通路102と接続するように形成されている。第1回転範囲は、第1ピストン15の位置に基づいて設定され、オイルジェット44から噴射される潤滑油が第1ピストン15のクーリングチャンネル16に入り易い範囲に設定されている。同様に、第2回転範囲は、第2ピストン15の位置に基づいて設定され、オイルジェット44から噴射される潤滑油が第2ピストン15のクーリングチャンネル16に入り易い範囲に設定されている。第1及び第2回転範囲の設定手法は第1実施形態と同様である。接続通路58の第2端58Bと第1及び第2集合通路101、102の接続期間の変更は、バルブボディ47の軸線を中心とした第1及び第2集合通路101、102の周方向長さを変更することによって行うことができる。また、他の実施形態では、第1及び第2集合通路101、102の接続期間を変更するために、バルブボディ47の軸線を中心とした接続通路58の第2端58Bの周方向長さを変更してもよい。
A
第2実施形態に係る切換バルブ42では、第1実施形態に係る切換バルブ42と比較して、第1〜第4出口ポート55A〜55Dをバルブボディ47の外周面47Aに対応させる必要がないため、バルブボディ47の軸線方向における長さを短くすることができ、バルブボディ47の小型化及び軽量化が可能になると共に、バルブボディ47とバルブケース46との摺接面積が低減される。これにより、バルブボディ47を回転させるために必要な動力が低減され、内燃機関1の燃費が向上する。
In the switching
第2実施形態では、第1及び第4ピストン15A、15Dが同位相に配置され、第2及び第3ピストン15B、15Cが同位相に配置されているため、第1及び第4出口ポート55A、55Dの上流側を共用にして第1集合通路101とすることができ、第2及び第3出口ポート55B、55Cの上流側を共用にして第2集合通路102とすることができる。
In the second embodiment, the first and
第2実施形態の変形例として、図9及び図10に、内燃機関をピストン位相が120°間隔の直列3気筒内燃機関、及び単気筒内燃機関に対応した切換バルブ42の集合通路の例を示す。図9及び図10は、図8(C)に対応する図であり、バルブケース46の横断面を示している。図9に示すように、ピストン位相が120°間隔の直列3気筒内燃機関では、第1〜第3出口ポート55A〜55Cを第2端面47Cと摺接するスラスト面46Bに直接に開口させるとよい。図10に示すように、単気筒内燃機関では、第1出口ポート55Aを第2端面47Cと摺接するスラスト面46Bに直接に開口させるとよい。なお、ピストン位相が180°間隔の直列2気筒内燃機関の場合は、図8に示す切換バルブ42を使用することができる。
As a modification of the second embodiment, FIG. 9 and FIG. 10 show examples of collective passages of the switching
(第3実施形態)
第3実施形態に係る内燃機関200は、第1実施形態に係る内燃機関1と比較して、切換バルブ42の構成が相違する。また、第1実施形態では、切換バルブ42が上流側油路41と下流側油路43との間に配置されているのに対して、第3実施形態では、切換バルブ42は、上流側油路41から分岐した後の各下流側油路43に設けられている。第3実施形態の他の構成は、第1実施形態と同様であり、同様の構成については説明を省略する。
(Third embodiment)
The
図11及び図12に示すように、クランクシャフト20は、第1〜第4ピストン15A〜15Dに対応した第1〜第4クランクスロー201(201A〜201D)と、各クランクスロー201の両脇に設けられ、クランクシャフト20の回転軸をなす第1〜第5クランクジャーナル202(202A〜202E)とを有する。各クランクスロー201は、隣り合うクランクジャーナル202の互いに対向する端部から径方向において同方向に突出した一対のクランクウエブ203(203A〜203D)と、一対のクランクウエブ203間に掛け渡されたクランクピン204(204A〜204D)とを有する。各クランクピン204はコンロッド18を介してピストン15に連結されている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
アッパブロック7は、クランクケース12を各シリンダ11に対応するように分割する第1〜第5軸受壁206(206A〜206E)を有する。各軸受壁206の下端面には、半割状の円周面をなす上軸受部207(207A〜207E)が形成されている。ロアブロック8は、各軸受壁206の下端面に結合されるベアリングキャップ208(208A〜208E)を有し、各ベアリングキャップ208の上端面には半割状の円周面をなす下軸受部209(209A〜209E)が形成されている。上軸受部207及び下軸受部209は、協働して断面が円形の孔を形成し、円筒形の滑り軸受211(211A〜211E)(メタル軸受)を受容する。各滑り軸受211は、半割り形に形成され、それぞれ上軸受部207及び下軸受部209に回転不能に装着される。第1〜第5クランクジャーナル202は、対応する番号の滑り軸受211に回転可能に支持される。
The
第3実施形態では、切換バルブ42は、クランクジャーナル202と、滑り軸受211とによって形成される。上流側油路41は、メインギャラリ32から延び、アッパブロック7内において第1〜第3下流側油路43A〜43Cと接続されている。上流側油路41は、メインギャラリ32の一部として構成されてもよい。この場合、各下流側油路43はメインギャラリ32から分岐して延びるように構成される。
In the third embodiment, the switching
第1下流側油路43Aは、第1軸受壁206Aの内部を上流側油路41から第1滑り軸受211Aに向けて延びると共に第1滑り軸受211Aを径方向に貫通して第1滑り軸受211Aの内周面に開口する第1上流部213Aと、第1滑り軸受211Aの内周面に開口すると共に、第1滑り軸受211Aを径方向に貫通し、第1ベアリングキャップ208A及び第1軸受壁206Aの内部を第1オイルジェット44Aに向けて延び、第1オイルジェット44Aに接続される第1下流部214Aとを有する。
The first
第2下流側油路43Bは、第3軸受壁206Cの内部を上流側油路41から第3滑り軸受211Cに向けて延びると共に第3滑り軸受211Cを径方向に貫通して第3滑り軸受211Cの内周面に開口する第2上流部213Bと、第3滑り軸受211Cの内周面に開口すると共に、第3滑り軸受211Cを径方向に貫通し、第3ベアリングキャップ208C及び第3軸受壁206Cの内部を第2及び第3オイルジェット44B、44Cに向けて分岐して延び、第2及び第3オイルジェット44B、44Cに接続される第2下流部214Bとを有する。
The second
第3下流側油路43Cは、第5軸受壁206Eの内部を上流側油路41から第5滑り軸受211Eに向けて延びると共に第5滑り軸受211Eを径方向に貫通して第5滑り軸受211Eの内周面に開口する第3上流部213Cと、第5滑り軸受211Eの内周面に開口すると共に、第5滑り軸受211Eを径方向に貫通し、第5ベアリングキャップ208E及び第5軸受壁206Eの内部を第4オイルジェット44Dに向けて延び、第4オイルジェット44Dに接続される第3下流部214Cとを有する。
The third
各滑り軸受211の内周面において、各上流部213A、213B、213Cの開口端と各下流部214A、214B、214Cの開口端とは、各滑り軸受211の軸線方向に互いにオフセットして配置されている。
On the inner peripheral surface of each sliding bearing 211, the opening ends of the respective
第1クランクジャーナル202Aには第1接続通路215Aが形成され、第3クランクジャーナル202Cには第2接続通路215Bが形成され、第5クランクジャーナル202Eには第3接続通路215Cが形成されている。各接続通路215は、一端及び他端が各クランクジャーナル202の外周面に開口している。各接続通路215の一端及び他端は、各クランクジャーナル202の軸線方向において互いにオフセットして配置されている。クランクシャフト20が第1回転範囲にあるときに、第1接続通路215Aが第1滑り軸受211Aの内面に開口した第1上流部213A及び第1下流部214Aを接続すると共に、第3接続通路215Cが第5滑り軸受211Eの内面に開口した第3上流部213C及び第3下流部214Cを接続する。また、クランクシャフト20が第2回転範囲にあるときに、第2接続通路215Bが第3滑り軸受211Cの内面に開口した第2上流部213B及び第2下流部214Bを接続する。各接続通路215による対応する上流部213及び下流部214の接続期間の長さは、開口端の周方向長さを変更することによって調整可能である。他の実施形態では、各接続通路215による対応する上流部213及び下流部214の接続期間の長さは、各滑り軸受211の内周面に開口する上流部213及び下流部214の開口端の周方向長さによって調整してもよい。
A
第2及び第4軸受壁206B、206D内部には、メインギャラリ32から第2及び第4滑り軸受211B、211Dに向けて延び、各滑り軸受211を径方向に貫通する油路220が形成されている。この油路220によって、第2滑り軸受211Bと第2クランクジャーナル202Bとの摺接部、及び第4滑り軸受211Dと第4クランクジャーナル202Dとの摺接部に潤滑油が供給される。クランクシャフト20には、第2クランクジャーナル202Bの外周面から第1及び第2クランクピン204A、204Bの外周面に延びる第1シャフト内油路221と、第4クランクジャーナル202Dの外周面から第3及び第4クランクピン204C、204Dの外周面に延びる第2シャフト内油路222とが形成されている。第1滑り軸受211Aと第1クランクジャーナル202Aとの摺接部は第1上流部213Aから供給される潤滑油によって潤滑され、第5滑り軸受211Eと第5クランクジャーナル202Eとの摺接部は第3上流部213Cから供給される潤滑油によって潤滑される。
第3実施形態に係る内燃機関200では、切換バルブ42がクランクシャフト20とクランクシャフト20を回転可能に支持する滑り軸受211によって構成されるため、第1及び第2実施形態のようにバルブケース46及びバルブボディ47を別途設ける必要がなく、内燃機関200を小型化することができる。
In the
(第4実施形態)
第4実施形態に係る内燃機関300は、第3実施形態に係る内燃機関200を直列3気筒に変更した例である。以下の説明では、内燃機関200とどうようの構成は同一の符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
An
内燃機関300では、各ピストン15の位相差は互いに120°となるように設定されている。図13〜図15に示すように、クランクシャフト20は、第1〜第3クランクスロー201A〜201Cと、第1〜第4クランクジャーナル202A〜202Dとを有する。アッパブロック7及びロアブロック8は、第1〜第4クランクジャーナル202A〜202Dに対応して、第1〜第4軸受壁206A〜206Dと、第1〜第4ベアリングキャップ208A〜208Dとを有する。第1〜第4軸受壁206A〜206D及び第1〜第4ベアリングキャップ208A〜208Dと、第1〜第4クランクジャーナル202A〜202Dとの間には、第1〜第4滑り軸受211A〜211Dが介装されている。
In the
第2及び第4軸受壁206B、206Dには、メインギャラリ32から第2及び第4滑り軸受211B、211Dに向けて延び、各滑り軸受211を径方向に貫通する油路220が形成されている。この油路220によって、第2滑り軸受211Bと第2クランクジャーナル202Bとの摺接部、及び第4滑り軸受211Dと第4クランクジャーナル202Dとの摺接部に潤滑油が供給される。クランクシャフト20には、第2クランクジャーナル202Bの外周面から第1及び第2クランクピン204A、204Bの外周面に延びる第1シャフト内油路221と、第4クランクジャーナル202Dの外周面から第3クランクピン204Cの外周面に延びる第2シャフト内油路222とが形成されている。
The second and fourth bearing
上流側油路41は、メインギャラリ32から延び、アッパブロック7内において第1及び第2下流側油路43A、43Bと接続されている。第1下流側油路43Aは、第1軸受壁206Aの内部を上流側油路41から第1滑り軸受211Aに向けて延びると共に第1滑り軸受211Aを径方向に貫通して第1滑り軸受211Aの内周面に開口する第1上流部213Aと、第1滑り軸受211Aの内周面に開口すると共に、第1滑り軸受211Aを径方向に貫通し、第1軸受壁206Aの内部を第1オイルジェット44Aに向けて延び、第1オイルジェット44Aに接続される第1下流部214Aとを有する。第1滑り軸受211Aにおいて、第1上流部213A及び第1下流部214Aの開口端は、同一円周上に配置されている。
The
第2下流側油路43Bは、第3軸受壁206Cの内部を上流側油路41から第3滑り軸受211Cに向けて延びると共に第3滑り軸受211Cを径方向に貫通して第3滑り軸受211Cの内周面に開口する第2上流部213Bと、第3滑り軸受211Cの内周面に開口すると共に、第3滑り軸受211Cを径方向に貫通し、第3軸受壁206Cの内部を第2オイルジェット44Bに向けて延び、第2オイルジェット44Bに接続される第1分岐下流部217Aと、第3滑り軸受211Cの内周面に開口すると共に、第3滑り軸受211Cを径方向に貫通し、第3軸受壁206Cの内部を第3オイルジェット44Cに向けて延び、第3オイルジェット44Cに接続される第2分岐下流部217Bとを有する。第3滑り軸受211Cにおいて、第2上流部213B、第1分岐下流部217A、及び第2分岐下流部217Bの開口端は、同一円周上に配置され、周方向において第1分岐下流部217A及び第2分岐下流部217Bの間に第2上流部213Bが配置されている。
The second
第1クランクジャーナル202Aには第1接続通路215Aが形成され、第3クランクジャーナル202Cには第2接続通路215Bが形成されている。各接続通路215は、各クランクジャーナル202の外周面に凹設された溝として形成されている。各接続通路215は、各クランクジャーナル202の周方向に延在している。
A
クランクシャフト20が第1回転範囲にあるときに、第1接続通路215Aが第1滑り軸受211Aの内面に開口した第1上流部213Aと第1下流部214Aとを接続する。また、また、クランクシャフト20が第2回転範囲にあるときに、第2接続通路215Bが第3滑り軸受211Cの内面に開口した第2上流部213Bと第1分岐下流部217Aを接続する。また、クランクシャフト20が第3回転範囲にあるときに、第2接続通路215Bが第3滑り軸受211Cの内面に開口した第2上流部213Bと第2分岐下流部217Bを接続する。なお、第2接続通路215Bは、第1分岐下流部217Aと第2分岐下流部217Bとを接続することができない長さに設定されている。
When the
第4実施形態では、接続通路215がクランクジャーナル202の外面に形成された溝であるため加工が容易である。また、第1下流部214A、第1分岐下流部217A、及び第2分岐下流部217Bがベアリングキャップ208を通過しないため、ベアリングキャップ208の構造が簡素になる。また、第2接続通路215Bが第2上流部213Bと、第2分岐下流部217B又は第2分岐下流部217Bとを接続する構成としたため、切換バルブ42を小型化することができる。
In the fourth embodiment, since the connection passage 215 is a groove formed on the outer surface of the crank journal 202, processing is easy. Further, since the first
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、内燃機関の気筒数や各ピストン15の位相は任意に選択することができる。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, the number of cylinders of the internal combustion engine and the phase of each
1...内燃機関、2...内燃機関本体、3...シリンダブロック、4...オイルパン、5...シリンダヘッド、7...アッパブロック、8...ロアブロック、11...シリンダ、15...ピストン、16...クーリングチャンネル、16A...環状部、16B...開口部、20...クランクシャフト、23...2次バランサ装置、24...アッパハウジング、25...ロアハウジング、30...潤滑系、32...メインギャラリ、35...オイルポンプ、40...ピストン冷却装置、41...上流側油路、42...切換バルブ、43...下流側油路、44...オイルジェット、46...バルブケース、46A...内周面、46B...スラスト面、47...バルブボディ、47A...外周面、47B...第1端面、47C...第2端面、51...動力伝達機構、54...入口ポート、55...出口ポート、56...溝部、58...接続通路、58A...第1端、58B...第2端、59...主通路、60...通路、101...第1集合通路、102...第2集合通路、200...内燃機関、202...クランクジャーナル、206...軸受壁、208...ベアリングキャップ、211...滑り軸受、213...上流部、214...下流部、215...接続通路
1 ... Internal combustion engine, 2 ... Internal combustion engine body, 3 ... Cylinder block, 4 ... Oil pan, 5 ... Cylinder head, 7 ... Upper block, 8 ... Lower block, DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記シリンダのそれぞれに往復動可能に収容され、コンロッドを介してクランクシャフトに連結された少なくとも1つのピストンと、
前記ピストンのそれぞれに対応して前記内燃機関本体に取り付けられ、対応する前記ピストンの裏面に向けて潤滑油を噴射する少なくとも1つのオイルジェットと、
オイルポンプから前記オイルジェットのそれぞれに延びる油路と、
前記油路に設けられ、前記オイルポンプと前記オイルジェットとの連通、切断を切り換える切換バルブとを有し、
前記切換バルブは、前記クランクシャフトから動力を受けて駆動され、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記オイルジェットを前記オイルポンプに接続することを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine body formed with at least one cylinder;
At least one piston housed in each of the cylinders in a reciprocable manner and connected to a crankshaft via a connecting rod;
At least one oil jet attached to the internal combustion engine body corresponding to each of the pistons and injecting lubricating oil toward the back surface of the corresponding piston;
An oil passage extending from an oil pump to each of the oil jets;
A switching valve provided in the oil passage, for switching between communication and disconnection between the oil pump and the oil jet;
The switching valve is driven by receiving power from the crankshaft, and connects the oil jet corresponding to the arbitrary piston to the oil pump when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range. An internal combustion engine.
前記バルブケースは、前記バルブボディの外周面と摺接する内周面と、前記油路の上流側に連通すると共に前記内周面に開口した入口ポートと、前記油路の下流側に連通すると共に前記内周面に開口した少なくとも1つの出口ポートとを有し、
前記バルブボディは、前記外周面に開口した接続通路を有し、
前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記出口ポートを前記入口ポートに接続することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The switching valve includes a valve case and a valve body that is rotatably received by the valve case and rotates at the same speed as the crankshaft by being connected to the crankshaft via a power transmission mechanism.
The valve case communicates with an inner peripheral surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the valve body, with an upstream side of the oil passage and with an inlet port that is open to the inner peripheral surface, and with a downstream side of the oil passage. And at least one outlet port opened in the inner peripheral surface,
The valve body has a connection passage opened in the outer peripheral surface,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the connection passage connects the outlet port corresponding to the arbitrary piston to the inlet port when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range.
前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、
前記出口ポートの前記内周面側における開口端が周方向に延在していることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。 The valve body is formed in a cylindrical shape,
At least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case,
The internal combustion engine according to claim 2, wherein an opening end of the outlet port on the inner peripheral surface side extends in a circumferential direction.
前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、
前記接続通路の前記出口ポートと対向する開口端が周方向に延在していることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の内燃機関。 The valve body is formed in a cylindrical shape,
At least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case,
The internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein an opening end of the connection passage facing the outlet port extends in a circumferential direction.
前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記バルブボディの軸方向端面と摺接するスラスト面に開口し、前記接続通路は前記出口ポートに対応して前記スラスト面に開口していることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。 The valve body is formed in a cylindrical shape,
At least one of the outlet ports has an opening in a thrust surface that is in sliding contact with an axial end surface of the valve body of the valve case, and the connection passage has an opening in the thrust surface corresponding to the outlet port. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the engine is an internal combustion engine.
前記油路の上流側及び下流側は、互いに独立して前記軸受の内周面に開口し、
前記ジャーナルは、前記ジャーナルの外周面に開口した接続通路を有し、
前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記油路の上流側及び下流側を互いに接続することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The switching valve includes a journal of the crankshaft, and a bearing that rotatably supports the journal,
The upstream side and the downstream side of the oil passage open to the inner peripheral surface of the bearing independently of each other,
The journal has a connection passage opened in the outer peripheral surface of the journal,
2. The connection passage according to claim 1, wherein the upstream side and the downstream side of the oil passage corresponding to the arbitrary piston are connected to each other when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range. Internal combustion engine.
前記オイルジェットの噴射口は、前記ピストンの往復方向において前記クーリングチャンネルの開口と対向するように配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1つの項に記載の内燃機関。 The piston has a cooling channel formed inside the piston, a part of which is open on the back surface of the piston,
11. The internal combustion engine according to claim 1, wherein an injection port of the oil jet is disposed to face an opening of the cooling channel in a reciprocating direction of the piston. organ.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014220622A JP2016089627A (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014220622A JP2016089627A (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | Internal combustion engine |
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JP2016089627A true JP2016089627A (en) | 2016-05-23 |
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ID=56017965
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JP2014220622A Pending JP2016089627A (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | Internal combustion engine |
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JP (1) | JP2016089627A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112963260A (en) * | 2021-03-29 | 2021-06-15 | 潍柴动力股份有限公司 | Piston structure, engine and vehicle |
-
2014
- 2014-10-29 JP JP2014220622A patent/JP2016089627A/en active Pending
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