JP4290598B2 - Piston cooling system - Google Patents
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Description
この発明は、ピストン冷却装置に係り、特に内燃機関のピストンを冷却する装置に関する。 The present invention relates to a piston cooling device, and more particularly to a device for cooling a piston of an internal combustion engine.
従来より、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関では、ピストン焼き付き等を防止するためのピストン冷却装置が用いられている。例えば特許文献1には、ピストン内に環状の冷却通路を有し、供給口にジェットノズルからオイルを噴射して冷却通路内にオイルを供給すると共にこのオイルを排出口から排出してピストンを冷却する装置が開示されている。 Conventionally, piston cooling devices for preventing piston seizure and the like have been used in internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines. For example, in Patent Document 1, an annular cooling passage is provided in a piston, oil is injected from a jet nozzle into a supply port, oil is supplied into the cooling passage, and the oil is discharged from a discharge port to cool the piston. An apparatus is disclosed.
しかしながら、特許文献1のピストン冷却装置では、冷却通路から一旦排出されたオイルがピストンの下降などに伴って排出口から再び冷却通路内へ逆流することがある。その場合、この逆流したオイルにより、冷却通路内に供給され排出口へ向かうオイルの進行が妨げられてオイルが冷却通路から排出されにくくなる。その結果、冷却通路内のオイルよりも温度の低い新しいオイルを冷却通路内へ供給することが困難となり、冷却効率が低下してしまう。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、冷却効率を向上させることができるピストン冷却装置を提供することを目的とする。
However, in the piston cooling device of Patent Document 1, oil once discharged from the cooling passage may flow back into the cooling passage again from the discharge port as the piston descends. In this case, the backflowed oil prevents the oil supplied to the cooling passage and traveling toward the discharge port from being discharged, making it difficult for the oil to be discharged from the cooling passage. As a result, it becomes difficult to supply new oil having a lower temperature than the oil in the cooling passage into the cooling passage, and the cooling efficiency is lowered.
The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a piston cooling device capable of improving the cooling efficiency.
この発明に係るピストン冷却装置は、ピストン内に形成された環状の冷却通路とこの冷却通路にそれぞれ連通するオイル供給口とオイル排出口とを備え、ジェットノズルからオイル供給口に向けてオイルを噴射することにより冷却通路内にオイルを供給してオイル排出口から排出するピストン冷却装置において、オイル排出口近傍の冷却通路内に配置されると共にオイル排出口から冷却通路内へのオイルの逆流を防止するための逆流防止手段を備えるものである。 A piston cooling device according to the present invention includes an annular cooling passage formed in a piston, an oil supply port and an oil discharge port communicating with the cooling passage, respectively, and injects oil from the jet nozzle toward the oil supply port. In the piston cooling device that supplies oil into the cooling passage and discharges it from the oil discharge port, it is arranged in the cooling passage near the oil discharge port and prevents backflow of oil from the oil discharge port into the cooling passage. Backflow prevention means is provided.
冷却通路内から一旦排出されたオイルがピストンの下降などに伴ってオイル排出口から冷却通路内に逆流しようとするが、オイル排出口近傍の冷却通路内に配置された逆流防止手段によりこのオイルの冷却通路内への逆流が防止される。 The oil once discharged from the cooling passage tries to flow backward from the oil discharge port into the cooling passage as the piston descends, etc., but this oil is prevented by the backflow prevention means arranged in the cooling passage near the oil discharge port. Backflow into the cooling passage is prevented.
逆流防止手段として、オイル排出口と冷却通路との連通部に対向する冷却通路の内壁面近傍に、オイル排出口から冷却通路内へ流入しようとするオイルを遮断するオイル遮断用壁部材を突出形成することができる。また、オイル排出口が冷却通路に対しほぼT字状に連通されている場合に、これらオイル排出口と冷却通路との連通部の両側に位置する冷却通路内にそれぞれオイル遮断用壁部材が形成されていることが好ましい。
また、逆流防止手段として、オイル排出口と冷却通路との連通部に対向する冷却通路の内壁面に、オイル排出口から冷却通路内へ流入しようとするオイルを一時的に保持するオイル保持用空隙部を形成することもできる。
As a backflow prevention means, an oil blocking wall member is formed in the vicinity of the inner wall surface of the cooling passage facing the communicating portion between the oil discharge port and the cooling passage so as to block the oil flowing from the oil discharge port into the cooling passage. can do. Further, when the oil discharge port communicates with the cooling passage in a substantially T-shape, oil blocking wall members are formed in the cooling passages located on both sides of the communication portion between the oil discharge port and the cooling passage. It is preferable that
Also, as a backflow prevention means, an oil retaining gap that temporarily holds oil that is about to flow into the cooling passage from the oil discharge port, on the inner wall surface of the cooling passage facing the communicating portion between the oil discharge port and the cooling passage. A part can also be formed.
この発明によれば、オイル排出口近傍の冷却通路内に、オイル排出口から冷却通路内へのオイルの逆流を防止するための逆流防止手段を配置したので、この逆流防止手段によりオイル排出口から冷却通路内へのオイルの逆流が防止され、冷却通路内からのオイルの排出を容易に行うことができる。その結果、新しいオイルを冷却通路内へ円滑に供給することができ、冷却効率を向上させることができる。 According to the present invention, the backflow prevention means for preventing the backflow of oil from the oil discharge port into the cooling passage is disposed in the cooling passage near the oil discharge port. Backflow of oil into the cooling passage is prevented, and oil can be easily discharged from the cooling passage. As a result, new oil can be smoothly supplied into the cooling passage, and the cooling efficiency can be improved.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に、この発明の実施の形態1に係るピストン冷却装置が装備されたエンジンの部分断面図を示す。このピストン冷却装置は、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジン等の内燃機関のピストンを冷却するためのものである。エンジンのシリンダブロック1内にピストン2がスライド自在に配置されている。ピストン2内には、その下端でシリンダブロック1のクランク室3に対し開口するような中空部2aが形成されている。また、ピストン2の頭部には環状の冷却通路4が形成されている。この冷却通路4の所定箇所にはこの冷却通路4に直交するようにオイル供給口5が下方へ向けて連通されると共に、ピストン2の中心軸に関してこのオイル供給口5からほぼ180度離間した位置の冷却通路4にはこの冷却通路4に直交するようにオイル排出口6が下方へ向けて連通されている。これらオイル供給口5及びオイル排出口6はその下端でピストン2の中空部2aに対し開口している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of an engine equipped with a piston cooling apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This piston cooling device is for cooling pistons of internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines. A piston 2 is slidably disposed in a cylinder block 1 of the engine. A hollow portion 2 a is formed in the piston 2 so as to open to the crank chamber 3 of the cylinder block 1 at its lower end. An annular cooling passage 4 is formed at the head of the piston 2. An
また、シリンダブロック1のクランク室3の内壁面には、冷却用のオイル(潤滑油)をオイル供給口5に噴射して冷却通路4内へ供給するためのジェットノズル7がオイル供給口5に指向されて配置されている。なお、ジェットノズル7にはこのノズル7にオイルを供給するための図示されないオイル圧送ポンプが接続されている。また、ピストン2はコンロッド8を介して図示されないクランクシャフトに連結されており、その往復運動によりクランクシャフトが回転される。
A jet nozzle 7 for injecting cooling oil (lubricating oil) into the
図2に示されるように、オイル排出口6は冷却通路4に対しほぼT字状に連通しており、オイル排出口6と冷却通路4との連通部6aの両側に位置する冷却通路4内には、その天井面4aに一対のオイル遮断用壁部材9及び10が互いに所定の間隔を隔ててそれぞれ突出形成されている。これら壁部材9及び10は、互いに対向する直立面9a及び10aと、その反対側に位置する緩やかな傾斜面9b及び10bとをそれぞれ有している。ここで、各直立面9a及び10aが天井面4aに対してなす角度は、図2に破線矢印で示されるようにオイル排出口6から冷却通路4内へ逆流しようとするオイルRを確実に遮断できるように直角に近い値に設定されることが好ましい。また、各傾斜面9b及び10bが天井面4aに対してなす角度は、図2に実線矢印で示されるように冷却通路4内をオイル排出口6に向かって流れるオイルSの進行を妨げないように小さな値に設定されることが好ましい。
なお、冷却通路4、オイル供給口5、オイル排出口6、ジェットノズル7、図示しないオイル圧送ポンプ、及びオイル遮断用壁部材9及び10により、この発明のピストン冷却装置が構成されている。
As shown in FIG. 2, the
The cooling passage 4, the
次に、この発明の実施の形態1に係るピストン冷却装置の作用について説明する。冷却用のオイルが図示しないオイル圧送ポンプからジェットノズル7に圧送されてジェットノズル7からオイル供給口5へ噴射されると、このオイルSはオイル供給口5から環状の冷却通路4内へ流入し、左右に分流してそれぞれ冷却通路4内を流れ、冷却通路4のオイル排出口6付近で再び合流してオイル排出口6から排出される。これによりピストン2の冷却が行われる。
Next, the operation of the piston cooling apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. When cooling oil is pumped from an oil pump (not shown) to the jet nozzle 7 and injected from the jet nozzle 7 to the
ここで、冷却通路4内から一旦排出されたオイルがピストン2の下降などに伴ってオイル排出口6から冷却通路4内に逆流し、その天井面4aを伝って冷却通路4内に拡がろうとするが、このオイルRはオイル遮断用壁部材9及び10の直立面9a及び10aにより遮断され、これにより冷却通路4内へのオイルRの逆流が防止される。従って、このオイルRが順方向に流れるオイルS、すなわち冷却通路4内をオイル排出口6へ向かって流れるオイルSと干渉してオイルSの進行を妨げる等の不具合が防止され、冷却通路4内からオイルSを容易に排出することができる。その結果、ピストン2の動作にかかわらず温度の低い新しいオイルを冷却通路4内に円滑に供給することができ、これにより冷却効率を向上させることができる。
Here, the oil once discharged from the inside of the cooling passage 4 flows back into the cooling passage 4 from the
また、ジェットノズル7からのオイル噴射量を減らしても、冷却通路4内に新しいオイルを円滑に流通させて良好なピストン冷却効果を得ることができるため、ジェットノズル7にオイルを圧送するオイル圧送ポンプとして小能力のポンプを用いることができ、エンジン全体の燃費を向上させることができる。
また、オイル遮断用壁部材9及び10は、直立面9a及び10aの反対側に緩やかな傾斜面9b及び10bを有しているため、冷却通路4内をオイル排出口6へ向かって流れる順方向のオイルSをこれら壁部材9及び10により遮断することなくオイル排出口6から効率よく排出することができる。
Further, even if the amount of oil injected from the jet nozzle 7 is reduced, new oil can be smoothly circulated in the cooling passage 4 and a good piston cooling effect can be obtained. A small-capacity pump can be used as the pump, and the fuel efficiency of the entire engine can be improved.
Further, since the oil blocking
なお、上述の実施の形態1において、オイル遮断用壁部材9及び10の大きさ、形状、及び天井面4aにおける設置位置等は、冷却通路4内へのオイル供給量、冷却通路4の形状や容積、内燃機関の想定運転条件、オイル排出口6から冷却通路4内へ逆流しようとするオイルRの量等により適宜調整されることが好ましい。
In the first embodiment described above, the size and shape of the oil
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2を図3により説明する。この実施の形態2のピストン冷却装置は、図1に示した実施の形態1のピストン冷却装置において、オイル遮断用壁部材9及び10の代りに、この発明の逆流防止手段として、オイル保持用空隙部21を形成したものである。すなわち、冷却通路4の天井面4aには、オイル供給口6と冷却通路4との連通部6aに対向する箇所に、天井面4aの上部へ凹状に窪んだオイル保持用空隙部21が形成されている。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The piston cooling device according to the second embodiment is the same as the piston cooling device according to the first embodiment shown in FIG. 1, except that the oil retaining gap is used as the backflow prevention means of the present invention instead of the oil
冷却通路4内から一旦排出されたオイルが、ピストン2の下降などに伴ってオイル排出口6から冷却通路4内に逆流し、天井面4aを伝って冷却通路4内に拡がろうとすると、このオイルRはオイル保持用空隙部21内に収容されて保持され、これにより冷却通路4内へのオイルRの逆流が防止される。従って、このオイルRが冷却通路4内をオイル排出口6へ向かって流れる順方向のオイルSと干渉してオイルSの進行を妨げる等の不具合が防止され、冷却通路4内からオイルSを容易に排出することができる。従って、実施の形態1と同様に、温度の低い新しいオイルを冷却通路4内に円滑に供給して冷却効率を向上させることができる。
When the oil once discharged from the cooling passage 4 flows back into the cooling passage 4 from the
なお、上述の実施の形態2において、オイル保持用空隙部21の容積、形状、及び天井面4aにおける設置位置等は、冷却通路4内へのオイル供給量、冷却通路4の形状や容積、内燃機関の想定運転条件、オイル排出口6から冷却通路4内へ逆流しようとするオイルRの量等により適宜調整されることが好ましい。
In the second embodiment described above, the volume and shape of the
1 シリンダブロック、2 ピストン、2a 中空部、3 クランク室、4 冷却通路、4a 天井面、5 オイル供給口、6 オイル排出口、6a 連通部、7 ジェットノズル、8 コンロッド、9,10 オイル遮断用壁部材、9a,10a 直立面、9b,10b 傾斜面、21 オイル保持用空隙部、S 順方向へ流れるオイル、R 逆流しようとするオイル。 1 Cylinder block, 2 piston, 2a hollow part, 3 crank chamber, 4 cooling passage, 4a ceiling surface, 5 oil supply port, 6 oil discharge port, 6a communicating part, 7 jet nozzle, 8 connecting rod, 9, 10 For oil shut off Wall member, 9a, 10a Upright surface, 9b, 10b Inclined surface, 21 Oil retaining gap, S Forward oil, R Backflow oil.
Claims (4)
オイル排出口近傍の冷却通路内に配置されると共にオイル排出口から冷却通路内へのオイルの逆流を防止するための逆流防止手段
を備えるピストン冷却装置。 An annular cooling passage formed in the piston and an oil supply port and an oil discharge port respectively communicating with the cooling passage are provided, and oil is injected into the cooling passage by jetting oil from the jet nozzle toward the oil supply port. In the piston cooling device that supplies and discharges from the oil outlet,
A piston cooling device comprising a backflow preventing means disposed in a cooling passage in the vicinity of the oil discharge port and preventing backflow of oil from the oil discharge port into the cooling passage.
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