JPH0521126U - 内燃機関のピストン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力油をピストンクーリングノズルに供給し
てピストンの冷却を行う内燃機関のピストン冷却装置の
油圧ポンプを、無駄のない必要最小限の容量とし、しか
もピストンクーリングノズルの冷却能力を向上する。 【構成】 エンジンに駆動される油圧ポンプ１からオイ
ルクーラ４、オイルフィルタ５、メインギャラリ６を経
て各部のジャーナルやロッカアーム等２０〜２３の潤滑
および冷却用の油を供給する油圧回路３にリリーフバル
ブ１０を設け、リリーフ回路１４にピストンクーリング
ノズル２４を接続する。油圧ポンプ１の吐出量を、ピス
トンクーリングが必要となるエンジン定格回転の５０〜
６０％のときリリーフ圧力になるように選定することに
より、油圧ポンプ１の容量を必要最小限にすることがで
き、ピストンクーリングノズル２４の噴出圧力はリリー
フ圧力と同一となり、冷却能力が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関のピストン冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５は従来のピストン冷却装置の系統図を示し、１は油圧ポンプであり図示し ないエンジンにより駆動される。２はオイルパン、３０はリリーフバルブであり リリーフ回路３１はオイルパン２に接続している。４はオイルクーラ、５はオイ ルフィルタ、６はメインギャラリィであり油圧ポンプ１の油圧回路３に接続して いる。メインギャラリィ６に送られた油は、主運動系ジャーナル２０、シリンダ ライナ２１、動弁系ジャーナル２２、バルブ，ロッカアーム２３に送られて各部 の潤滑および冷却を行い、一部はピストンクーリングノズル２４に送られてピス トンを冷却する。

【０００３】 次に作動を説明すると、エンジンが始動すると油圧ポンプ１が回転し、油は油 圧回路３からオイルクーラ４、オイルフィルタ５を経てメインギャラリィ６に送 られる。その際、メインギャラリィ６の油圧はオイルクーラ４およびオイルフィ ルタ５の抵抗によりオイルクーラ４以前の油圧よりも低下して、低い圧力の油が 主運動系ジャーナル２０、その他の潤滑系やピストンクーリングノズル２４に送 られる。油圧ポンプ１の吐出圧力が予め定められた圧力に達するとリリーフバル ブ３０が作動し、油はリリーフしてオイルパン２に流れる。

【０００４】 図６は油の関連特性を示したグラフであり、（ａ）はエンジン回転数と油圧ポ ンプ吐出量との関係を示し、（ｂ）はエンジン回転数とリリーフバルブおよびメ インギャラリィの油圧との関係を示す。グラフ（ａ）の縦軸は油圧ポンプ吐出量 、横軸はエンジン回転数を示し、グラフ（ｂ）の縦軸は油圧、横軸はエンジン回 転数であり、実線はリリーフバルブ、点線はメインギャラリィを示す。エンジン がアイドリング回転数ｎ₁ の時にはリリーフバルブの油圧はｐ₁ であり、メイン ギャラリィの油圧はｐ₂ である。エンジンが定格回転数の５０〜６０％の回転数 ｎ₂ になると、リリーフバルブの油圧はリリーフ油圧ｐ₃ となり、油はリリーフ バルブからリリーフする。この時のメインギャラリィの油圧はｐ₄ である。以後 エンジンの定格回転数まで油圧は同一である。このｐ₂ とｐ₄ とは各部の潤滑お よび冷却に必要な圧力である。その間、油圧ポンプの吐出量はグラフ（ａ）の実 線で示すように、エンジンの回転数ｎ₁ でｖ₄ であり、ｎ₂ でｖ₃ であり、ｎ₃ でｖ₅ である。しかしながら、エンジン回転数ｎ₂ でリリーフバルブはリリーフ するので、回転数ｎ₂ からｎ₃ の間にメインギャラリィに送られる油量はｖ₃ で ある。この吐出量のうち、ピストンクーリング以外に必要な油量は破線で示すご とく、ｎ₁ でｖ₁ であり、ｎ₂ およびｎ₃ でｖ₂ である。従って、実線ＥＦＣと 破線ＡＢＤとの間の油量がピストンクーリングに利用される油量である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ピストンクーリングはエンジン回転数がアイドリングから定格回転数の５０〜 ６０％までは不要であり、ピストンクーリング油量はエンジン定格回転において 図６（ａ）のｖ₃ −ｖ₂ 、即ち、ＣＤあれば良い。従って、ＡＢＣＦＥに囲まれ る面積に相当する油量は不必要である。しかしながら、前述のメインギャラリィ での油圧ｐ₂ およびｐ₄ を確保するためには、エンジン回転数ｎ₁ ，ｎ₂ ，ｎ₃ において吐出量がＥ，Ｆ，Ｇなる油圧ポンプが必要となる。そのため、エンジン 回転数がｎ₂ になるとリリーフバルブが作動して、ＦＧＣに囲まれる油量がリリ ーフされる。即ち、過大なポンプを必要とし不経済である。また、ピストンクー リングノズルでの最大油圧はｐ₄ であり、高出力エンジンに対してはピストンク ーリング能力が不足する。

【０００６】 本考案は上記の問題点に着目してなされたもので、過大な油圧ポンプを必要と せず、ピストンクーリングノズルでの最大圧力の高い内燃機関のピストン冷却装 置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 上記の目的達成のため、本考案に係る内燃機関のピストン冷却装置においては 、油圧ポンプからの圧力油によりピストンを冷却する内燃機関のピストン冷却装 置において、前記油圧ポンプに予め定められた油圧に達すると油をリリーフする リリーフバルブを接続し、該リリーフバルブのリリーフ回路にピストンクーリン グノズルを接続したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】

上記の構成によれば、リリーフバルブのリリーフ回路にピストンクーリングノ ズルを接続したため、油圧が上昇してリリーフバルブがリリーフすると、リリー フされた油はピストンクーリングノズルから噴出してピストンを冷却する。

【０００９】

【実施例】

以下に本考案に係る内燃機関のピストン冷却装置の実施例について、図面を参 照して詳述する。図１はピストン冷却装置の系統図であり、１は図示しないエン ジンにより駆動される油圧ポンプ、２はオイルパンである。４はオイルクーラ、 ５はオイルフィルタ、６はメインギャラリィであり、油圧ポンプ１の油圧回路３ に接続している。メインギャラリィ６には主運動系ジャーナル２０、シリンダラ イナ２１、動弁系ジャーナル２２、バルブ，ロッカアーム２３が接続している。 オイルクーラ４の上流にはリリーフバルブ１０が設けられ、リリーフ回路１４ にはピストンクーリングノズル２４が接続されている。１２は圧力回路、１３は パイロット回路である。

【００１０】 図２はリリーフバルブ１０の断面図であり、本体１１にはスプール１５が滑動 自在に嵌入されている。１２は圧力回路であり、１３はパイロット回路であり、 １４はリリーフ回路である。リリーフ回路１４はピストンクーリングノズル２４ に接続している。スプール１５にはランド１６および環状溝１７が設けられてい る。１８はばねでスプール１５をパイロット回路１３の側に付勢している。

【００１１】 次に作動について説明する。エンジンが始動すると油圧ポンプ１は回転を開始 し、油は油圧回路３からオイルルーラ４、オイルフィルタ５、オイルギャラリィ ６を経て、主運動系ジャーナル２０、シリンダライナ２１、動弁系ジャーナル２ ２、バルブ，ロッカアーム２３に送られ、潤滑および冷却を行う。エンジン回転 が上昇し、油圧が上昇して予め定められた圧力ｐ₃ に達すると、リリーフバルブ １０はリリーフしてリリーフ回路１４からピストンクーリングノズル２４に油を 送り、油を噴出してピストンを冷却する。

【００１２】 図２、図３はリリーフバルブ１０の作動説明図であり、図２は油圧の低い場合 を示す。即ち、スプール１５はばね１８によりパイロット回路１３側に移動して おり、ランド１６は圧力回路１２とリリーフ回路１４との連絡を遮断している。 油圧が上昇して予め定められた圧力ｐ₃ に達すると、パイロット回路１３から の油圧によってスプール１５はばね１８の力に抗して図３に示すように移動し、 環状溝１７によって圧力回路１２とリリーフ回路１４とは連通し、圧力油はピス トンクーリングノズル２４に送られる。

【００１３】 図４は油の関連特性を表したもので、（ａ）は油圧ポンプ吐出量とエンジン回 転数との関係を示すグラフで、縦軸はポンプ吐出量、横軸はエンジン回転数であ る。（ｂ）はリリーフバルブおよびメインギャラリィの油圧とエンジン回転数と の関係を示すグラフで、縦軸は圧力、横軸はエンジン回転数、実線はリリーフバ ルブ、点線はメインギャラリィを示す。

【００１４】 エンジンがアイドリング回転数ｎ₁ のとき、油圧ポンプの吐出量は（ａ）に示 すようにｖ₁ であり、これは前述のごとくピストンクーリング以外の部分の潤滑 に必要な油量である。この時の油圧は（ｂ）に示すように、リリーフバルブでは ｐ₁ であり、メインギャラリィではオイルクーラ、オイルフィルタの抵抗により ｐ₂ に下がる。ｐ₂ は各部の潤滑に必要な油圧である。エンジン回転数が定格回 転数の５０〜６０％になると吐出量はｖ₂ となり、前述の必要な油量は確保され る。この時の油圧はリリーフバルブでｐ₃ となり、リリーフバルブは作動してピ ストンクーリングを開始する。メインギャラリィの油圧は必要油圧ｐ₄ である。 エンジンが定格回転数ｎ₃ において、油圧ポンプは最大吐出量ｖ₃ となり、定 格回転数において必要な油量ｖ₃ −ｖ₂ 、即ちＣＤをピストンクーリングに供給 する。従って、ピストンクーリングに供給する油量はＢＣＤとなり、前述の必要 油量と合致する。また、ピストクーリングノズルからの吐出圧は途中に抵抗がな いためリリーフ圧力ｐ₃ となる。

【００１５】

【考案の効果】

以上詳述したごとく、本考案は油圧ポンプの圧力油を送って各部の潤滑を行う エンジンの潤滑回路にリリーフバルブを設け、該リリーフバルブのリリーフ回路 にピストンクーリングノズルを接続したため、以下のごとき効果を奏する。 （１）油圧ポンプの容量を必要最小限にし、油量を各部に適性に配分することが でき、経済的である。 （２）ピストンクーリングノズルからの吐出圧はリリーフ圧と同一なため、高い 油圧が得られ、高出力に適応する冷却能力のある内燃機関のピストン冷却装置が 得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のピストン冷却装置の系統図である。

【図２】リリーフバルブの平常時の断面図である。

【図３】リリーフバルブのリリーフ時の断面図である。

【図４】本考案のピストン冷却装置の油の関連特性グラ
フである。

【図５】従来のピストン冷却装置の系統図である。

【図６】従来のピストン冷却装置の油の関連特性グラフ
である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ３ 油圧回路 ４ オイルクーラ ５ オイルフィルタ ６ メインギャラリィ １０ リリーフバルブ １３ パイロット回路 １４ リリーフ回路 ２４ ピストンクーリングノズル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプからの圧力油によりピストン
   を冷却する内燃機関のピストン冷却装置において、前記
   油圧ポンプに予め定められた油圧に達すると油をリリー
   フするリリーフバルブを接続し、該リリーフバルブのリ
   リーフ回路にピストンクーリングノズルを接続したこと
   を特徴とする内燃機関のピストン冷却装置。