JPH06280559A - エンジンの冷却機器制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン各部への潤滑油供給等に支障をきた
さないようにしつつ、オイルジェットからピストン内面
へ向けて噴出される潤滑油の霧化を確実に防止する。 【構成】 オイルジェット１５により潤滑油をピストン
本体５の内面へ向けて噴出する。オイルジェット１５に
作用する潤滑油の油圧を設定油圧値に調整するリリーフ
弁２０と、潤滑油の油温を検出する油温センサ２２とを
備えた。制御部２１は、潤滑油の油温に応じて設定油圧
値を、上記油温が高くなるにつれて小さくなるように変
更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オイルジェットにより
潤滑油をピストン内面へ向けて噴出することによりピス
トンを冷却するエンジンの冷却機器に係り、特にオイル
ジェットに作用する油圧を制御するエンジンの冷却機器
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジン等の内燃機関において、
高温の燃焼ガスに接するピストンを冷却してピストンの
焼き付き、ピストンの強度劣化等を防止すべく、オイル
ジェットによって潤滑油をコンロッド側からピストン内
面に吹き付けてピストンの温度上昇を抑制するものが知
られている（特開昭６３−７５３０９号公報）。

【０００３】ところで、上記オイルジェットはオイルポ
ンプから供給される潤滑油の油圧によって潤滑油をピス
トン内面に吹き付けるようにしているが、このオイルジ
ェットから噴出される潤滑油は油圧が高すぎると流速が
高くなり過ぎて霧状に拡散する。この結果、ピストンへ
吹き付けられる油量が減少し、ピストンの冷却効率が低
下する。

【０００４】特に、ピストン内部に冷却用のオイル流路
が形成され、このオイル流路のオイル導入口にオイルジ
ェットからの潤滑油が噴出供給される場合、上記霧化が
生じるとオイル流路へのオイル導入量の減少によるピス
トンの冷却効率の低下が顕著になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記問題の対策として
は、オイルポンプからの潤滑油の油圧を低くして潤滑油
の霧化を防止することが考えられる。

【０００６】ところが、従来、潤滑油をクランク軸、カ
ム軸等のエンジン各部にも供給することにより、エンジ
ン各部の潤滑、冷却を行なわせるようにしているため、
潤滑油を確実にエンジン各部に供給する必要がある。従
って、オイルポンプから供給される潤滑油の油圧をある
程度高くする必要がある。

【０００７】一方、クランク軸、カム軸等のエンジン各
部への潤滑油の圧送を行なうオイルポンプと、オイルジ
ェットへの潤滑油の圧送を行なうオイルポンプとを別々
に設け、エンジン各部への潤滑油の油圧とオイルジェッ
トへの潤滑油の油圧とを別々に設定することにより上記
問題を解決することが考えられるが、この場合、構成の
複雑化、コストアップを招くことになる。

【０００８】また、上記オイルジェットから噴出される
潤滑油は油温が高くなると粘度が低下して霧化し易くな
る。このため、オイルジェットに作用する潤滑油の油圧
を一定に保つだけでは、適正なピストンの冷却状態を維
持することが困難になる。

【０００９】本発明は、上記問題を解決するもので、エ
ンジン各部への潤滑油供給等に支障をきたさないように
しつつ、オイルジェットからピストン内面へ向けて噴出
される潤滑油の霧化を確実に防止するエンジンの冷却機
器制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
オイルジェットにより潤滑油をピストン内面へ向けて噴
出するエンジンの冷却機器において、上記オイルジェッ
トに作用する潤滑油の油圧を潤滑油の油温に応じた設定
値に調整する油圧制御手段を備えたものである。

【００１１】請求項２に係る発明は、上記オイルジェッ
トに作用する潤滑油の油圧を設定値に調整する油圧調整
手段と、上記潤滑油の油温を検出する油温検出手段と、
上記潤滑油の油温に応じて上記設定値を、上記油温が高
くなるにつれて小さくなるように変更する制御手段とか
ら上記油圧制御手段を構成するようにした。

【００１２】請求項３に係る発明は、ピストンは、その
内面側に形成されたオイル導入口より上記潤滑油が導入
されるピストン冷却用のオイル流路を備え、オイルジェ
ットは、上記オイル導入口へ向けて潤滑油を噴出するよ
うに形成されているようにした。

【００１３】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、オイルジェ
ットに作用する潤滑油の油圧が設定値に調整され、オイ
ルジェットにより潤滑油がピストン内面へ向けて噴出さ
れる。そして、潤滑油の油温に応じて潤滑油の粘度に見
合うように上記設定値が変更されることにより、オイル
ジェットから噴出される潤滑油が霧化しないように調整
することができ、ピストン内面へ向けて潤滑油をピスト
ン内面へ確実に吹き付けてピストンを冷却することがで
きる。

【００１４】上記請求項２記載の発明によれば、潤滑油
の油温に応じて潤滑油の粘度に見合うように上記設定値
が、油温が高くなるにつれて小さくなるように変更され
ることにより、オイルジェットから噴出される潤滑油が
霧化しないように適正に調整され、ピストン内面へ向け
て潤滑油をピストン内面へ確実に吹き付けてピストンを
冷却することができる。

【００１５】上記請求項３記載の発明によれば、オイル
ジェットから噴出された潤滑油がオイル導入口からピス
トン冷却用のオイル流路に導入されることにより、ピス
トンを内部から冷却することができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明に係る冷却機器制御装置を適
用した内燃機関（エンジン）の一実施例を示している。
このエンジン１は、シリンダブロック２の上部にシリン
ダヘッド３を備えている。このシリンダブロック２とシ
リンダヘッド３とによって形成される気筒４の内部に
は、ピストン本体５が図中矢印Ａ方向に上下動可能に配
設されている。

【００１７】また、気筒４内には燃焼室４０が形成さ
れ、この燃焼室４０を臨むシリンダヘッド３の内、図中
右側には、吸気通路６０を介して空気を燃焼室４０内へ
供給するための吸気口６が形成されている。この吸気口
６には、不図示のカムによって開閉駆動される吸気弁７
が配設されている。また、吸気通路６０の途中には、タ
ーボチャージャあるいはスーパーチャージャ等の過給機
６１が配設されており、過給空気を燃焼室４０内へ供給
するようになっている。

【００１８】一方、上記シリンダヘッド３の内、図中左
側には、燃焼ガスを排出するための排気口８が形成され
ている。この排気口８には、不図示のカムによって開閉
駆動される排気弁９が配設されている。また、シリンダ
ヘッド３における燃焼室４０の中心部の相当位置には、
燃焼室４０内で圧縮混合気を点火させるための点火プラ
グ１０が配設されている。

【００１９】燃焼室４０の外周に位置するシリンダブロ
ック２内には、冷却水を循環させるためのウォータジャ
ケット１１が形成されている。このウォータジャケット
１１の下方であって、図中右側にはエンジン各部、例え
ば不図示のクランク軸、カム軸を潤滑、冷却する潤滑油
が圧送状態で循環させるための通常油路１２が配設さ
れ、図中左側にはピストンまわりを冷却する潤滑油が圧
送状態で循環させるためのピストン冷却油路１３が配設
されている。この通常油路１２及びピストン冷却油路１
３の潤滑油は、図２に示すオイルポンプ１８によって循
環されるようになっている。

【００２０】ピストン冷却油路１３の下方のシリンダブ
ロック２には、気筒４のクランク室１４内であってピス
トン本体５の最下点（図１の状態）より下方にオイルジ
ェット１５が配設されており、このオイルジェット１５
とピストン冷却油路１３との間にはオイル導入管１６が
接続されている。オイルジェット１５は、そのオイル噴
出口１５０がピストン本体５の内面に向くように配設さ
れており、ピストン冷却油路１３からオイル導入管１６
を介してオイルジェット１５に圧送された潤滑油をオイ
ル噴出口１５０から噴出させるようになっている。

【００２１】ピストン本体５は、ピストン基体５０と、
このピストン基体５０の頂部の外周部に支持されるトッ
プランド部５１とから構成されている。ピストン基体５
０は裏面でピストンピン５２を支持するようになってお
り、このピストンピン５２はコンロッド５３の小端部５
３０に回動可能に連結されている。

【００２２】ピストン本体５の内部には、オイル流路１
７が、例えばピストン本体５の周方向及び径方向に形成
されている。このオイル流路１７には、ピストン本体５
の内面側であってオイルジェット１５のオイル噴出口１
５０に対向する位置にオイル導入口１７０が開口されて
おり、このオイル導入口１７０に対する周方向での対向
位置にオイル排出口１７１が開口されている。そして、
オイルジェット１５のオイル噴出口１５０から噴出され
た潤滑油の一部が、オイル導入口１７０からオイル流路
１７内に導かれ、オイル流路１７を通ってオイル排出口
１７１から排出されることにより、ピストン本体５を冷
却するようになっている。

【００２３】上記ピストン冷却油路１３の途中には、図
２に示すように、ワンウェイバルブ１９が配設されてい
る。このワンウェイバルブ１９は、オイルポンプ１８
（通常油路１２）側からオイルジェット１５側へのみ潤
滑油が流れるようにするものである。これにより、エン
ジン停止時にオイルポンプ１８が停止してオイルポンプ
１８側の油圧が低下したときに、オイルジェット１５の
オイル噴出口１５０から入った空気がオイルポンプ１８
側に混入することが防止される。また、ワンウェイバル
ブ１９は、流路抵抗としての作用を有し、オイルジェッ
ト１５からの潤滑油の噴出及び後述するリリーフ弁２０
によるリリーフによってオイルポンプ１８側の油圧が低
下することを防いでいる。

【００２４】また、オイルジェット１５には、オイルジ
ェット１５に作用する油圧を設定油圧値（設定値）に調
整するリリーフ弁（油圧制御手段）２０が接続されてい
る。このリリーフ弁２０は、図３に示すように、その内
部に、頂点をオイル流入側Ｂに向けた略円錐形状の弁２
００と、この弁２００と一端で連結して弁２００をオイ
ル流入側Ｂに付勢する調整バネ２０１と、この調整バネ
２０１を支持する部分に連結されたロッド２０２ａと、
このロッド２０２ａの突出量を変更することにより調整
バネ２０１の付勢力を調整する比例ソレノイド２０２と
を有している。

【００２５】次に、リリーフ弁２０の作用について説明
する。すなわち、オイルジェット１５へ圧送される潤滑
油の油圧が比例ソレノイド２０２の調整量で決まる設定
油圧値以上になると、弁２００が油圧によって調整バネ
２０１の付勢力に抗して押し込まれて開成し、潤滑油が
オイル流出側Ｃから不図示のオイルパンに戻される。こ
れにより、オイルジェット１５へ圧送される潤滑油の油
圧が上記設定油圧値に調整される。

【００２６】従って、上記設定油圧値を、オイルジェッ
ト１５のオイル噴出口１５０から噴出された潤滑油が霧
状しない油圧値であって、且つ、潤滑油をオイル流路１
７内に充分に供給することができる油圧値に設定するこ
とで、オイルジェット１５のオイル噴出口１５０から噴
出された潤滑油を確実にピストン本体５の内面へ吹き付
けるとともに、潤滑油をオイル流路１７内に供給してピ
ストン本体５を確実に冷却することができる。

【００２７】続いて、上記リリーフ弁２０の比例ソレノ
イド２０２の制御系について図３を用いて説明する。こ
の制御系は、比例ソレノイド２０２を制御する制御部２
１（制御手段）と、例えばピストン冷却油路１３の途中
適所に配設された油温センサ（油温検出手段）２２とか
ら構成されている。

【００２８】油温センサ２２は、例えばピストン冷却油
路１３の適所に配設され、潤滑油の油温を検出して制御
部２１へ出力するものである。制御部２１は、上記油温
に基づいて比例ソレノイド２０２のロッド２０２ａの突
出量を制御することにより調整バネ２０１の付勢力を調
整するものである。また、制御部２１は、潤滑油の油温
に対応する比例ソレノイド２０２のロッド２０２ａの突
出量を記憶したテーブルを有しており、このテーブルに
基づいて比例ソレノイド２０２を制御するようになって
いる。

【００２９】すなわち、上述した潤滑油の霧化は潤滑油
の粘度に依存し、この潤滑油の粘度は油温によって変化
する。例えば、油温が高温になるほど粘度が低くなって
潤滑油が霧化するときの油圧が低下する。従って、油温
が高温になるほど設定油圧値が小さくなるように変更す
ることで、オイルジェット１５のオイル噴出口１５０か
ら噴出される潤滑油の霧化を確実に防止することができ
る。

【００３０】このように、リリーフ弁２０によってオイ
ルジェット１５へ圧送される潤滑油の油圧を霧化しない
油圧に制御するので、ピストン本体５の内面へ潤滑油を
確実に吹き付けとともに、潤滑油を充分にオイル導入口
１７０からオイル流路１７に導くことができ、潤滑油に
よってピストン本体５を確実に冷却することができる。
特に、過給機付きのエンジンではエンジン温度が高くな
るため、油温が上昇して潤滑油が霧化しやすいが、この
発明によって潤滑油の霧化が抑えられピストン本体５の
冷却効率を向上させることができる。

【００３１】また、ワンウェイバルブ１９によって流路
抵抗としてオイルポンプ１８側の油圧が低下することを
防ぐようにしつつ、オイルジェット１５に接続したリリ
ーフ弁２０でオイルジェット１５に作用する油圧を調整
しているので、オイルポンプ１８から圧送される潤滑油
の油圧を通常油路１２を介してクランク軸、カム軸等の
エンジン各部へ圧送するのに好適な比較的高圧の油圧に
設定することができる。

【００３２】なお、上記実施例では、過給機６１を有す
るエンジン１について説明したが、過給機を有しないエ
ンジンであっても本発明によってピストン本体５を確実
に冷却することができる。また、ピストン本体５にオイ
ル流路１７を有しないものであっても本発明によるピス
トン本体５の冷却効果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、オイルジェットに対して油圧
制御手段を設け、油温に応じて油圧調整用の設定値を変
更しつつ油圧を設定値に調整するので、潤滑油の粘度が
油温の変化によって変化しても潤滑油の霧化を防止する
ことができ、潤滑油をピストン内面へ確実に吹き付けて
ピストンを冷却することができる。しかも、上記油圧制
御手段を設けたことにより、オイルジェット以外に供給
される潤滑油の油圧は高くしても差し支えなく、エンジ
ン各部への潤滑油供給等に支障をきたすことがない。

【００３４】また、潤滑油がオイル導入口からピストン
冷却用のオイル流路に導入されるようにオイルジェット
から潤滑油を噴出するようにした場合、上記霧化の防止
により、オイル流路へ充分に潤滑油を供給する状態を確
保し、ピストンをより冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷却機器制御装置を適用した内燃
機関（エンジン）の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明に係る冷却機器制御装置を示す概略図で
ある。

【図３】本発明に係るリリーフ弁及び制御系を示す概略
図である。

【符号の説明】

１ エンジン１ ２ シリンダブロック ３ シリンダヘッド ４ 気筒 ５ ピストン本体 １２ 通常油路 １３ ピストン冷却油路 １５ オイルジェット １８ オイルポンプ １９ ワンウェイバルブ ２０ リリーフ弁 ２１ 制御部 ２２ 油温センサ １５０ オイル噴出口 ２０２ 比例ソレノイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 信一郎 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルジェットにより潤滑油をピストン
   内面へ向けて噴出するエンジンの冷却機器において、上
   記オイルジェットに作用する潤滑油の油圧を潤滑油の油
   温に応じた設定値に調整する油圧制御手段を備えたこと
   を特徴とするエンジンの冷却機器制御装置。
2. 【請求項２】 上記オイルジェットに作用する潤滑油の
   油圧を設定値に調整する油圧調整手段と、上記潤滑油の
   油温を検出する油温検出手段と、上記潤滑油の油温に応
   じて上記設定値を、上記油温が高くなるにつれて小さく
   なるように変更する制御手段とから上記油圧制御手段を
   構成したことを特徴とする請求項１記載のエンジンの冷
   却機器制御装置。
3. 【請求項３】 上記ピストンは、その内面側に形成され
   たオイル導入口より上記潤滑油が導入されるピストン冷
   却用のオイル流路を備え、上記オイルジェットは、上記
   オイル導入口へ向けて潤滑油を噴出するように形成され
   たことを特徴とする請求項１記載のエンジンの冷却機器
   制御装置。