JPH11132101A - Cooling system of piston for internal combustion engine - Google Patents
Cooling system of piston for internal combustion engineInfo
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- JPH11132101A JPH11132101A JP31281097A JP31281097A JPH11132101A JP H11132101 A JPH11132101 A JP H11132101A JP 31281097 A JP31281097 A JP 31281097A JP 31281097 A JP31281097 A JP 31281097A JP H11132101 A JPH11132101 A JP H11132101A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ンの冷却装置に係わり、特に、高速、高出力のディーゼ
ルエンジンのピストンの冷却構造において、クーリング
ノズルからの冷却油を通路に導くことにより、冷却油の
捕捉効率を上げて冷却油量を低減すると共に、この通路
から直接ピストン裏面に冷却油を噴射し、ピストンの冷
却性能を向上させた内燃機関用ピストンの冷却装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston cooling system for an internal combustion engine, and more particularly, to a cooling structure for a piston of a high-speed, high-output diesel engine, by guiding cooling oil from a cooling nozzle to a passage. The present invention relates to a piston cooling device for an internal combustion engine, in which the efficiency of capturing cooling oil is increased to reduce the amount of cooling oil, and the cooling oil is directly injected from the passage to the back surface of the piston to improve the cooling performance of the piston.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、高出力のディーゼルエンジンで高
い耐熱・耐負荷性が要求されるピストンにおいては燃焼
室のリム部、及び、ピストンリング溝部の温度上昇を抑
制するため、ピストンの燃焼室の外側に冷却空洞を設
け、クーリングノズルからオイルを前記冷却空洞に向け
て噴射し、更に、燃焼室の温度上昇を抑制するために、
別のクーリングノズルからオイルを燃焼室裏面に向けて
噴射することは、周知の技術である。この技術によるピ
ストンの冷却装置の構成について図８により説明する。
シリンダーブロック７１内にはピストン７２が収納さ
れ、該ピストン７２にはコンロッド７３の上端部が連結
ピン７４により連結されている。このピストン７２の頭
部７２ａには後述するクーリングノズル７８ａから噴射
されたオイルによりピストン７２を冷却する冷却空洞７
５が形成されている。この冷却空洞７５は、環状冷却通
路７５ｂと、該環状冷却通路７５ｂにほぼＴ字状に直交
して連通される取入口７５ａと、該取入口７５ａから１
８０度離隔した位置で同じく前記環状冷却通路７５ｂと
ほぼＴ字状に連通される吐出口７５ｃとにより構成され
ている。一方、シリンダーブロック７１の下端寄りに
は、オイル供給手段としてのオイルポンプ７６から圧送
されたオイルをシリンダーブロック７１内へ導くための
オイル供給通路７７が形成され、そのクランク室Ｒ側の
開口端には、クーリングノズル７８ａ，７８ｂからなる
２口クーリングノズル７８が取着されている。クーリン
グノズル７８ａは前記冷却空洞７５の取入口７５ａに、
クーリングノズル７８ｂは燃焼室裏面７５ｄに、それぞ
れ指向されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of a high-power diesel engine which requires high heat resistance and load resistance, the temperature of the rim portion of the combustion chamber and the piston ring groove is suppressed. A cooling cavity is provided on the outside, oil is injected from the cooling nozzle toward the cooling cavity, and further, in order to suppress a rise in temperature of the combustion chamber,
Injecting oil from another cooling nozzle toward the back of the combustion chamber is a known technique. The configuration of a piston cooling device according to this technique will be described with reference to FIG.
A piston 72 is housed in the cylinder block 71, and an upper end of a connecting rod 73 is connected to the piston 72 by a connecting pin 74. A cooling cavity 7 for cooling the piston 72 with oil injected from a cooling nozzle 78a described later is provided in a head 72a of the piston 72.
5 are formed. The cooling cavity 75 includes an annular cooling passage 75b, an inlet 75a that is communicated with the annular cooling passage 75b in a substantially T-shape orthogonally, and one from the inlet 75a.
At the position separated by 80 degrees, the annular cooling passage 75b is also constituted by a discharge port 75c which is substantially T-shaped and communicates with the annular cooling passage 75b. On the other hand, near the lower end of the cylinder block 71, an oil supply passage 77 for guiding oil pumped from an oil pump 76 as oil supply means into the cylinder block 71 is formed. Has a two-port cooling nozzle 78 composed of cooling nozzles 78a and 78b. The cooling nozzle 78a is provided at an inlet 75a of the cooling cavity 75,
The cooling nozzles 78b are respectively directed to the combustion chamber back surface 75d.
【０００３】次に、前記のピストンの冷却装置の作動に
ついて図８により説明する。内燃機関が停止状態では、
オイルポンプ７６が停止されていて、クーリングノズル
７８ａ，７８ｂからはオイル噴射は行われない。この状
態で、内燃機関が起動されると、ピストン７２が往復動
され、コンロッド７３を介して図示しないクランクシャ
フトが回転される。また、オイルポンプ７６も作動さ
れ、オイル供給通路７７からクーリングノズル７８ａ，
７８ｂへオイルが圧送される。クーリングノズル７８ａ
から取入口７５ａに噴射されたオイルは、左右に分流し
て環状冷却通路７５ｂへ流入し、環状冷却通路７５ｂの
壁を冷却した後に吐出口７５ｃからクランク室に放出さ
れる。一方、クーリングノズル７８ｂから燃焼室裏面７
５ｄに噴射されたオイルは、燃焼室裏面７５ｄを冷却し
た後にクランク室に放出される。このため、ピストン７
２はクーリングノズル７８ａ，７８ｂから噴射されたオ
イルにより冷却されることになる。Next, the operation of the piston cooling device will be described with reference to FIG. When the internal combustion engine is stopped,
The oil pump 76 is stopped, and no oil injection is performed from the cooling nozzles 78a and 78b. In this state, when the internal combustion engine is started, the piston 72 reciprocates, and the crankshaft (not shown) is rotated via the connecting rod 73. The oil pump 76 is also operated, and the cooling nozzles 78a,
Oil is pumped to 78b. Cooling nozzle 78a
The oil injected into the intake port 75a from the outlet is branched right and left and flows into the annular cooling passage 75b. After cooling the wall of the annular cooling passage 75b, the oil is discharged from the discharge port 75c to the crank chamber. On the other hand, from the cooling nozzle 78b,
The oil injected to 5d is discharged to the crankcase after cooling the combustion chamber back surface 75d. For this reason, the piston 7
2 is cooled by oil injected from the cooling nozzles 78a and 78b.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピストンの冷却装置では次の問題点を有している。 （１）クーリングノズルから冷却対象のピストン裏面ま
では距離があるため、クーリングノズルからの噴油が拡
がり、コンロッドやピンボスに干渉して直接ピストン裏
面を冷却することができなかった。 （２）クーリングノズルから冷却空洞の穴まで距離があ
るため、クーリングノズルからの噴油が拡がり、冷却油
の捕捉効率が悪く、多量の噴油が必要であった。また、
ピストンの上昇・下降により、クーリングノズルの噴射
口の向きと冷却空洞の穴との関係が変化して、冷却油の
捕捉効率が悪く、多量の噴油が必要であった。 （３）ピストン裏面と冷却空洞の穴を別々に狙うクーリ
ングノズルを２個以上設ける必要があった。However, the conventional piston cooling device has the following problems. (1) Since there is a distance from the cooling nozzle to the back surface of the piston to be cooled, the spray oil from the cooling nozzle spreads, and the piston back surface could not be directly cooled by interfering with the connecting rod or the pin boss. (2) Since there is a distance from the cooling nozzle to the hole of the cooling cavity, the spray oil from the cooling nozzle spreads, the efficiency of catching the cooling oil is poor, and a large amount of spray oil is required. Also,
As the piston moves up and down, the relationship between the direction of the cooling nozzle injection port and the hole in the cooling cavity changes, resulting in poor cooling oil trapping efficiency and the need for a large amount of fuel oil. (3) It is necessary to provide two or more cooling nozzles separately aiming at the back surface of the piston and the hole of the cooling cavity.
【０００５】本発明は上記従来の問題点に着目し、クー
リングノズルからの噴油が、コンロッドやピンボスとの
干渉による冷却位置の制約を受けずに、最も理想的な位
置からピストン裏面と冷却空洞に確実に噴射するように
して、少ない冷却油を流してピストンを効率良く冷却で
きる高速、高出力の内燃機関用ピストンの冷却装置を提
供することを目的とする。The present invention pays attention to the above-mentioned conventional problems, and the oil jet from the cooling nozzle is not restricted by the cooling position due to the interference with the connecting rod or the pin boss. It is an object of the present invention to provide a high-speed, high-output internal-combustion-engine piston cooling device capable of injecting a small amount of cooling oil and cooling the piston efficiently by reliably injecting.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明に係わる内燃機関用ピストン
の冷却装置の第１発明は、内燃機関用ピストンの頂部が
凹んだ燃焼室の外側に環状の冷却空洞を形成し、この冷
却空洞にクーリングノズルから噴出された冷却油を取り
入れる冷却油導入部を備えた内燃機関用ピストンの冷却
構造において、冷却空洞の冷却油導入部とクーリングノ
ズルとの間で、かつ、ピストンの内部に冷却油用の通路
を設けるとともに、この通路の途中のピストンの燃焼室
裏面近傍にピストンの燃焼室裏面を冷却する穴を設けた
構成としたものである。上記構成によれば、冷却空洞の
冷却油導入部とクーリングノズルの間の距離が短くなっ
たので、冷却油の捕捉効率がアップし、冷却油量を低減
することができる。ピストンの燃焼室裏面近傍から冷却
油が噴射されるので、噴油がコンロッドやピンボスと干
渉することなくピストンの燃焼室裏面を直接、確実に冷
却することができる。また、一本の通路で冷却空洞冷却
用と燃焼室裏面冷却用の噴油を流すことができるので、
クーリングノズルを簡素化することができる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, a first invention of a cooling device for a piston for an internal combustion engine according to the present invention is directed to an outside of a combustion chamber in which the top of the piston for an internal combustion engine is concave. An annular cooling cavity is formed in the cooling structure of the piston for an internal combustion engine having a cooling oil introduction portion for taking in cooling oil injected from a cooling nozzle into the cooling cavity. And a passage for cooling oil is provided inside the piston, and a hole for cooling the back of the combustion chamber of the piston is provided near the back of the combustion chamber of the piston in the middle of the passage. According to the above configuration, since the distance between the cooling oil introduction portion of the cooling cavity and the cooling nozzle is shortened, the efficiency of capturing the cooling oil is increased, and the amount of the cooling oil can be reduced. Since the cooling oil is injected from the vicinity of the backside of the combustion chamber of the piston, the backside of the combustion chamber of the piston can be directly and reliably cooled without the injected oil interfering with the connecting rod or the pin boss. In addition, since oil oil for cooling the cooling cavity and for cooling the rear surface of the combustion chamber can flow through one passage,
The cooling nozzle can be simplified.
【０００７】第２発明は、内燃機関用ピストンの頂部が
凹んだ燃焼室の外側に環状の冷却空洞を形成し、この冷
却空洞にクーリングノズルから噴出された冷却油を取り
入れる冷却油導入部を備えた内燃機関用ピストンの冷却
構造において、冷却空洞の冷却油導入部とクーリングノ
ズル（ａ）との間に冷却空洞冷却油用の通路を、冷却空
洞の下部壁とクーリングノズル（ｂ）との間にピストン
の燃焼室裏面冷却油用の通路とを設けた構成としたもの
である。上記構成によれば、冷却空洞の冷却油導入部と
クーリングノズル（ａ）の間、およびピストンの燃焼室
裏面近傍とクーリングノズル（ｂ）の間の距離が短くな
ったので、冷却油の捕捉効率がアップし、冷却油量を低
減することができる。ピストンの燃焼室裏面近傍から冷
却油が噴射されるので、噴油がコンロッドやピンボスと
干渉することなくピストンの燃焼室裏面を直接、確実に
冷却することができる。冷却空洞およびピストンの燃焼
室裏面に別々に充分な冷却油を供給することができるの
で、高速、高出力用のエンジンに好適に使用することが
できる。According to a second aspect of the present invention, an annular cooling cavity is formed outside a combustion chamber in which the top of a piston for an internal combustion engine is depressed, and a cooling oil introducing portion for taking in cooling oil ejected from a cooling nozzle is provided in the cooling cavity. In the cooling structure for a piston for an internal combustion engine, a passage for the cooling cavity cooling oil is provided between the cooling oil introduction portion of the cooling cavity and the cooling nozzle (a), and between a lower wall of the cooling cavity and the cooling nozzle (b). And a passage for cooling oil on the back side of the combustion chamber of the piston. According to the above configuration, the distance between the cooling oil introduction portion of the cooling cavity and the cooling nozzle (a) and the distance between the vicinity of the back surface of the combustion chamber of the piston and the cooling nozzle (b) are shortened. And the amount of cooling oil can be reduced. Since the cooling oil is injected from the vicinity of the backside of the combustion chamber of the piston, the backside of the combustion chamber of the piston can be directly and reliably cooled without the injected oil interfering with the connecting rod or the pin boss. Since sufficient cooling oil can be separately supplied to the cooling cavity and the back surface of the combustion chamber of the piston, it can be suitably used for a high-speed, high-output engine.
【０００８】第３発明は、第１発明あるいは第２発明の
構成において、ピストンの下面視で、前記冷却空洞の冷
却油導入部、および前記ピストンの燃焼室裏面冷却油用
の通路の上端部を、ピストンのピン軸の長手方向の中心
でピン軸に直交する線上近傍に位置させた構成としたも
のである。上記構成によれば、通路からの冷却油がピス
トンのピン軸の垂直方向から噴射されるので、ピストン
の燃焼室裏面を更に効果的に冷却することができる。According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, when viewed from the bottom of the piston, the cooling oil introduction portion of the cooling cavity and the upper end of the passage for the cooling oil on the back side of the combustion chamber of the piston. , The piston is located in the vicinity of a line perpendicular to the pin axis at the longitudinal center of the pin axis. According to the above configuration, since the cooling oil from the passage is injected from the direction perpendicular to the pin axis of the piston, the back surface of the combustion chamber of the piston can be more effectively cooled.
【０００９】第４発明は、第１発明、第２発明、あるい
は第３発明のいずれかの構成において、前記冷却油の通
路はガイドパイプまたは鋳物の通路とする構成としたも
のである。上記構成によれば、通路の強度が充分に確保
できると共に、構造がシンプルで製作が容易である。According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first, second, and third aspects, the cooling oil passage is a guide pipe or a casting passage. According to the above configuration, the strength of the passage can be sufficiently ensured, and the structure is simple and easy to manufacture.
【００１０】第５発明は、第４発明の構成において、ガ
イドパイプの一端は、冷却空洞の冷却油導入部の穴、あ
るいは冷却空洞の下部壁に設けられた受穴に挿入、ある
いは圧入、あるいはねじ込み等の手段により支持されて
いる構成としたものである。上記構成によれば、ガイド
パイプの支持が確実で、しかも組立が容易である。According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, one end of the guide pipe is inserted, press-fitted, or inserted into a hole of a cooling oil introduction portion of the cooling cavity or a receiving hole provided in a lower wall of the cooling cavity. It is configured to be supported by means such as screwing. According to the above configuration, the support of the guide pipe is reliable, and the assembly is easy.
【００１１】第６発明は、第１発明から第５発明のいず
れかの構成において、前記冷却空洞はピストンのトップ
リングの内周側に位置する構成としたものである。上記
構成によれば、熱負荷の最も厳しいトップリング部が冷
却空洞内の冷却油により効果的に冷却されるので、この
ピストンは高速、高出力用のエンジンに好適に使用する
ことができる。According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fifth aspects, the cooling cavity is located on an inner peripheral side of a top ring of the piston. According to the above configuration, since the top ring portion having the strictest heat load is effectively cooled by the cooling oil in the cooling cavity, the piston can be suitably used for a high-speed, high-output engine.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる内燃機関
用ピストンの冷却装置の第１実施例を図１乃至図３によ
り説明する。図１は内燃機関用ピストンの冷却装置の側
面断面図であり、また、図２のＡ−Ａ断面図である。図
２は図１のＸ視図である。図３は図１のＢ−Ｂ断面図で
ある。図１において、ピストン１の頭部２にはクーリン
グノズル６０から噴射された噴油によりピストン１を冷
却する冷却空洞１０（以下、シェーカギャラリ１０とい
う）がトップリング溝５の内周側位置に形成されてい
る。また、シェーカギャラリ１０の上面壁１０ａは、ト
ップリング溝５の上側溝壁より上方に位置して、ピスト
ン１の上端面、ピストンの頂部が凹んだ燃焼室１０ｂ、
およびトップリング溝５を十分に冷却している。このシ
ェーカギャラリ１０は、環状冷却通路１２と、該環状冷
却通路１２にほぼＴ字状に直交して連通される取入口１
１と、該取入口１１からほぼ１８０度離隔した位置で同
じく前記環状冷却通路１２とほぼＴ字状に直交して連通
される吐出口１３とにより構成されている。またピスト
ン１の内部で前記シェーカギャラリ１０とピストンスカ
ート３の下端部３ａとの間に冷却油用の通路１６のため
のガイドパイプ１５が設けられている。図２、図３に示
すように、ガイドパイプ１５の上部は、ピストン１のピ
ン軸ｓの長手方向の中心ｐでピン軸ｓに直交する線上に
位置するところで、シェーカギャラリ１０の取入口１１
に挿入され、上端は吐出口１５ａとしてシェーカギャラ
リ１０に開口されている。ガイドパイプ１５の下部はフ
ランジ１５ｄを介してピストンスカート３の下端部３ａ
にボルト１７で締結され、ガイドパイプ１５の下端はラ
ッパ状に開口し、取入口１５ｂを形成している。ガイド
パイプ１５は、コンロッド７３と干渉しない位置に配置
されている。この位置は、ピストン１のピン軸ｓの長手
方向の中心線に対して約４５度の近傍で、かつ、ピスト
ン１の内周壁の近傍、あるいは接触して配置されてい
る。ガイドパイプ１５は、この位置から上方方向に所定
の長さで垂直に設けられ、その位置より曲げられてピス
トン１のピン軸ｓの長手方向の中心ｐでピン軸ｓに直交
する線上に位置するところに導かれている。また、図
１、図３に示すように、ガイドパイプ１５の上部には、
シェーカギャラリ１０の取入口１１の下部で燃焼室裏面
４の近傍に複数個の噴油孔１５ｃが燃焼室裏面４を指向
して穿孔されている。一方、図示しないシリンダーブロ
ックの下端寄りには、冷却油供給手段としてのオイルポ
ンプ６１から圧送された冷却油を、図示しないシリンダ
ーブロック内へ導くための冷却油供給通路６２が形成さ
れ、該冷却油供給通路６２に連通してクーリングノズル
６０が取着されている。このクーリングノズル６０は前
記ガイドパイプ１５の取入口１５ｂに指向されている。
なお、クーリングノズル６０はシェーカギャラリ１０お
よび燃焼室裏面４に適切な油量を噴射するように流量設
定されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a cooling device for a piston for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a side sectional view of a cooling device for a piston for an internal combustion engine, and is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 2 is an X view of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. In FIG. 1, a cooling cavity 10 (hereinafter, referred to as a shaker gallery 10) that cools the piston 1 with a jet oil injected from a cooling nozzle 60 is formed in the head 2 of the piston 1 at an inner peripheral position of the top ring groove 5. Have been. The upper surface wall 10a of the shaker gallery 10 is located above the upper groove wall of the top ring groove 5, and the upper end surface of the piston 1 and the combustion chamber 10b in which the top of the piston is recessed,
And the top ring groove 5 is sufficiently cooled. The shaker gallery 10 includes an annular cooling passage 12 and an inlet 1 that is substantially perpendicular to the annular cooling passage 12 and communicates with the annular cooling passage 12.
1 and a discharge port 13 which is also substantially 180 degrees apart from the intake port 11 and communicates with the annular cooling passage 12 substantially orthogonally in a T-shape. A guide pipe 15 for a passage 16 for cooling oil is provided between the shaker gallery 10 and the lower end 3a of the piston skirt 3 inside the piston 1. As shown in FIGS. 2 and 3, the upper portion of the guide pipe 15 is located on a line perpendicular to the pin axis s at the center p in the longitudinal direction of the pin axis s of the piston 1, and the inlet 11 of the shaker gallery 10
The upper end is opened to the shaker gallery 10 as a discharge port 15a. The lower portion of the guide pipe 15 is connected to the lower end 3a of the piston skirt 3 via a flange 15d.
And the lower end of the guide pipe 15 is opened like a trumpet to form an inlet 15b. The guide pipe 15 is arranged at a position that does not interfere with the connecting rod 73. This position is located at about 45 degrees with respect to the longitudinal center line of the pin axis s of the piston 1 and near or in contact with the inner peripheral wall of the piston 1. The guide pipe 15 is provided vertically at a predetermined length upward from this position, is bent from that position, and is located on a line orthogonal to the pin axis s at the longitudinal center p of the pin axis s of the piston 1. It is led to where. In addition, as shown in FIGS.
A plurality of oil injection holes 15c are drilled in the lower part of the intake 11 of the shaker gallery 10 near the back surface 4 of the combustion chamber so as to face the back surface 4 of the combustion chamber. On the other hand, near the lower end of the cylinder block (not shown), a cooling oil supply passage 62 for guiding the cooling oil fed from an oil pump 61 as cooling oil supply means into the cylinder block (not shown) is formed. A cooling nozzle 60 is attached in communication with the supply passage 62. The cooling nozzle 60 is directed to the inlet 15b of the guide pipe 15.
The flow rate of the cooling nozzle 60 is set so as to inject an appropriate amount of oil to the shaker gallery 10 and the combustion chamber back surface 4.
【００１３】次に、作動について説明する。図１におい
て、エンジンのオイルポンプ６１からの冷却油は、冷却
油供給通路６２を通りクーリングノズル６０に圧送され
る。該クーリングノズル６０からガイドパイプ１５の取
入口１５ｂに噴射された冷却油は、ガイドパイプ１５の
通路１６を上昇し、吐出口１５ａからシェーカギャラリ
１０へ入り、左右に分流して環状冷却通路１２へ流入す
る。環状冷却通路１２の壁を冷却した後に吐出口１３か
ら図示しないクランク室に放出される。同時に、ガイド
パイプ１５の通路１６を上昇した冷却油は、ガイドパイ
プ１５の上部に設けられた複数個の噴油孔１５ｃから燃
焼室裏面４へ向かって（図１、図２の矢印ｆ方向）噴射
され、燃焼室裏面４を冷却した後に図示しないクランク
室に放出される。Next, the operation will be described. In FIG. 1, cooling oil from an oil pump 61 of the engine is pumped to a cooling nozzle 60 through a cooling oil supply passage 62. The cooling oil injected from the cooling nozzle 60 into the inlet 15b of the guide pipe 15 rises in the passage 16 of the guide pipe 15, enters the shaker gallery 10 from the discharge port 15a, is branched right and left, and flows into the annular cooling passage 12. Inflow. After cooling the wall of the annular cooling passage 12, it is discharged from the discharge port 13 to a crank chamber (not shown). At the same time, the cooling oil that has risen in the passage 16 of the guide pipe 15 is directed toward the combustion chamber back surface 4 from a plurality of oil injection holes 15c provided in the upper part of the guide pipe 15 (in the direction of arrow f in FIGS. 1 and 2). The fuel is injected and cooled into the crank chamber (not shown) after cooling the combustion chamber back surface 4.
【００１４】このような第１実施例によれば、次の効果
がある。 （１）シェーカギャラリ１０の冷却油取入口１１とクー
リングノズル６０の間の距離が短くなったので、冷却油
の捕捉効率がアップし、充分な流量を確保することがで
きるので、冷却油量を低減することができる。 （２）冷却油がピストン１の燃焼室裏面４近傍で、か
つ、ピストンのピン軸の垂直方向から噴射されるので、
噴油がピストン１のコンロッドやピンボスに干渉するこ
となく、ピストンの燃焼室裏面４を直接、確実に冷却す
ることができる。 （３）一本のガイドパイプ１５でシェーカギャラリ１０
冷却用と燃焼室裏面４冷却用の噴油を流すことができる
ので、クーリングノズル６０を簡素化することができ
る。 （４）ガイドパイプ１５の上部はシェーカギャラリ１０
の取入口１１に挿入されているので、ガイドパイプ１５
の支持が確実で信頼性が高く、しかも組立が容易であ
る。 （５）シェーカギャラリ１０はピストン１のトップリン
グ溝５の内周側に位置しているので、熱負荷の最も厳し
いトップリング部および燃焼室リム部がシェーカギャラ
リ１０内の冷却油により効果的に冷却されるので、この
ピストン１は高速、高出力用のエンジンに好適に使用す
ることができる。According to the first embodiment, the following effects can be obtained. (1) Since the distance between the cooling oil inlet 11 of the shaker gallery 10 and the cooling nozzle 60 is shortened, the efficiency of capturing the cooling oil is increased, and a sufficient flow rate can be secured. Can be reduced. (2) Since the cooling oil is injected near the back surface 4 of the combustion chamber of the piston 1 and in a direction perpendicular to the pin axis of the piston,
It is possible to directly and reliably cool the combustion chamber back surface 4 of the piston without the injected oil interfering with the connecting rod or the pin boss of the piston 1. (3) Shaker gallery 10 with one guide pipe 15
The cooling nozzle 60 can be simplified because the jet oil for cooling and for cooling the back surface 4 of the combustion chamber can flow. (4) The upper part of the guide pipe 15 is the shaker gallery 10
Of the guide pipe 15
Is reliable and highly reliable, and is easy to assemble. (5) Since the shaker gallery 10 is located on the inner peripheral side of the top ring groove 5 of the piston 1, the top ring portion and the combustion chamber rim portion where the heat load is strictest are more effectively made by the cooling oil in the shaker gallery 10. Since the piston 1 is cooled, the piston 1 can be suitably used for a high-speed, high-output engine.
【００１５】次に、本発明に係わる内燃機関用ピストン
の冷却装置の第２実施例を図４により説明する。本実施
例は、前記第１実施例におけるガイドパイプ１５の代わ
りに、通路１６Ａをピストン１Ａと一体的に鋳物で成形
したものである。第２実施例の通路１６Ａは、第１実施
例と同様に、ピストン１の下側ではコンロッド７３と干
渉しない位置に配置され、上方ではピストン１のピン軸
ｓの長手方向の中心ｐでピン軸ｓに直交する線上に位置
するところに導かれている。従って、通路１６Ａ以外は
前記第１実施例と同一であり、説明は省略する。なお、
鋳物の通路１６Ａの形状は、第１実施例と同様にしても
良い。Next, a second embodiment of a piston cooling device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, instead of the guide pipe 15 in the first embodiment, the passage 16A is formed integrally with the piston 1A by casting. Similarly to the first embodiment, the passage 16A of the second embodiment is arranged at a position below the piston 1 so as not to interfere with the connecting rod 73, and at the upper side at the center p of the pin axis s of the piston 1 in the longitudinal direction. It is guided to a position located on a line orthogonal to s. Therefore, the structure other than the passage 16A is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. In addition,
The shape of the passage 16A of the casting may be the same as that of the first embodiment.
【００１６】このような第２実施例によれば、通路１６
Ａがピストン１Ａと一体的に成形されているため、通路
１６Ａの構成がシンプルで信頼性が高い。According to the second embodiment, the passage 16
Since A is integrally formed with the piston 1A, the configuration of the passage 16A is simple and highly reliable.
【００１７】次に、本発明に係わる内燃機関用ピストン
の冷却装置の第３実施例を図５乃至図７により説明す
る。先ず、図７により本実施例の要部について説明す
る。シェーカギャラリ３０の冷却油取入口３１とクーリ
ングノズル６０ａの間にシェーカ冷却油用の通路３６ａ
のためのガイドパイプ３５ａと、ピストン２１の燃焼室
裏面２４近傍とクーリングノズル６０ｂの間にピストン
２１の燃焼室裏面２４冷却油用の通路３６ｂのためのガ
イドパイプ３５ｂとを設けたものである。次に、詳細に
ついて説明する。図５において、ピストン２１の頭部２
２にはクーリングノズル６０ａから噴射された噴油によ
りピストン２１を冷却するシェーカギャラリ３０がトッ
プリング溝２５の内周側位置に形成されている。このシ
ェーカギャラリ３０は環状冷却通路３２と、該環状冷却
通路３２にほぼＴ字状に直交して連通される取入口３１
と、該取入口３１からほぼ１８０度離隔した位置で、同
じく前記環状冷却通路３２とほぼＴ字状に直交して連通
される吐出口３３とにより構成されている。ピストン２
１の内部で、前記シェーカギャラリ３０とピストンスカ
ート２３の下端部２３ａとの間にガイドパイプ３５ａが
設けられている。ガイドパイプ３５ａの上部は、シェー
カギャラリ３０の冷却油取入口３１に挿入され、上端は
吐出口３５ｃとしてシェーカギャラリ３０に開口されて
いる。ガイドパイプ３５ａの下部は後述するガイドパイ
プ３５ｂの下部と共に、フランジ３５ｄを介してピスト
ンスカート２３の下端部２３ａにボルト３７で締結さ
れ、ガイドパイプ３５ａの下端はラッパ状に開口し、取
入口３５ｅを形成している。更に、図７に示すように、
ピストン２１の内部で、シェーカギャラリ３０の下部壁
３２ａとピストンスカート２３の下端部２３ａとの間に
ガイドパイプ３５ｂが設けられている。図６、図７に示
すように、ガイドパイプ３５ｂの上部は、ピストン２１
のピン軸ｓの長手方向の中心ｐでピン軸ｓに直交する線
上に位置するところで、シェーカギャラリ３０の下部壁
３２ａに設けられた受穴３４に挿入され、この受穴３４
の下部で燃焼室裏面２４の近傍に複数個の噴油孔３５ｇ
が燃焼室裏面２４を指向して穿孔されている。ガイドパ
イプ３５ｂの下部は前述のガイドパイプ３５ａの下部と
共に、フランジ３５ｄを介してピストンスカート２３の
下端部２３ａにボルト３７で締結され、ガイドパイプ３
５ｂの下端はラッパ状に開口し、取入口３５ｆを形成し
ている。一方、図５、図７に示すように、図示しないシ
リンダーブロックの下端寄りには、冷却油供給手段とし
てのオイルポンプ６１から圧送された冷却油を、図示し
ないシリンダーブロック内へ導くための冷却油供給通路
６２が形成され、該冷却油供給通路６２に連通してクー
リングノズル６０ａ，６０ｂが取着されている。このク
ーリングノズル６０ａ，６０ｂはそれぞれ前記ガイドパ
イプ３５ａ，３５ｂの取入口３５ｅ，３５ｆに指向され
ている。なお、クーリングノズル６０ａ，６０ｂはそれ
ぞれシェーカギャラリ３０および燃焼室裏面２４に適切
な油量を噴射するように流量設定されている。Next, a third embodiment of a cooling device for a piston for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, main parts of the present embodiment will be described with reference to FIG. A passage 36a for the shaker cooling oil between the cooling oil inlet 31 of the shaker gallery 30 and the cooling nozzle 60a.
And a guide pipe 35b for a passage 36b for cooling oil on the back surface 24 of the combustion chamber of the piston 21 between the vicinity of the back surface 24 of the combustion chamber of the piston 21 and the cooling nozzle 60b. Next, details will be described. In FIG. 5, the head 2 of the piston 21
2, a shaker gallery 30 that cools the piston 21 with the oil sprayed from the cooling nozzle 60 a is formed at an inner peripheral position of the top ring groove 25. The shaker gallery 30 includes an annular cooling passage 32 and an inlet 31 that is substantially perpendicular to the annular cooling passage 32 and communicates with the annular cooling passage 32.
And a discharge port 33 substantially 180 degrees apart from the intake port 31 and communicating with the annular cooling passage 32 at right angles to the T-shaped cross section. Piston 2
Inside 1, a guide pipe 35 a is provided between the shaker gallery 30 and the lower end 23 a of the piston skirt 23. The upper part of the guide pipe 35a is inserted into the cooling oil inlet 31 of the shaker gallery 30, and the upper end is opened to the shaker gallery 30 as a discharge port 35c. The lower part of the guide pipe 35a is fastened to the lower end part 23a of the piston skirt 23 via a flange 35d with a bolt 37 together with the lower part of a guide pipe 35b described later. The lower end of the guide pipe 35a opens in a trumpet shape, and an inlet 35e is formed. Has formed. Further, as shown in FIG.
Inside the piston 21, a guide pipe 35b is provided between the lower wall 32a of the shaker gallery 30 and the lower end 23a of the piston skirt 23. As shown in FIGS. 6 and 7, the upper part of the guide pipe 35b is
Is located on a line orthogonal to the pin axis s at the center p in the longitudinal direction of the pin axis s, and is inserted into a receiving hole 34 provided in the lower wall 32a of the shaker gallery 30.
Near the back 24 of the combustion chamber, a plurality of oil injection holes 35 g
Are perforated so as to face the combustion chamber back surface 24. The lower portion of the guide pipe 35b, together with the lower portion of the guide pipe 35a, is fastened to the lower end portion 23a of the piston skirt 23 via a flange 35d with a bolt 37.
The lower end of 5b opens like a trumpet, and forms an inlet 35f. On the other hand, as shown in FIG. 5 and FIG. 7, near the lower end of the cylinder block (not shown), a cooling oil for pressure-feeding the cooling oil from an oil pump 61 as cooling oil supply means into the cylinder block (not shown). A supply passage 62 is formed, and cooling nozzles 60a and 60b are attached to communicate with the cooling oil supply passage 62. The cooling nozzles 60a and 60b are directed to inlets 35e and 35f of the guide pipes 35a and 35b, respectively. The flow rates of the cooling nozzles 60a and 60b are set so as to inject an appropriate amount of oil to the shaker gallery 30 and the combustion chamber back surface 24, respectively.
【００１８】次に、作動について説明する。図５におい
て、エンジンのオイルポンプ６１からの冷却油は、冷却
油供給通路６２を通りクーリングノズル６０ａ，６０ｂ
に圧送される。先ず、クーリングノズル６０ａからガイ
ドパイプ３５ａの取入口３５ｅに噴射された噴油は、ガ
イドパイプ３５ａの通路３６ａを上昇し、吐出口３５ｃ
からシェーカギャラリ３０へ入り、左右に分流して環状
冷却通路３２へ流入する。環状冷却通路３２の壁を冷却
した後に，吐出口３３から図示しないクランク室に放出
される。また、図７において、クーリングノズル６０ｂ
からガイドパイプ３５ｂの取入口３５ｆに噴射された噴
油は、ガイドパイプ３５ｂの通路３６ｂを上昇し，ガイ
ドパイプ３５ｂの上部に設けられた複数個の噴油孔３５
ｇから燃焼室裏面２４へ向かって（図５、図６の矢印ｆ
方向）噴射され、燃焼室裏面２４を冷却した後に，図示
しないクランク室に放出される。Next, the operation will be described. In FIG. 5, cooling oil from an oil pump 61 of the engine passes through a cooling oil supply passage 62 and cooling nozzles 60a, 60b.
To be pumped. First, the spray oil injected from the cooling nozzle 60a to the inlet 35e of the guide pipe 35a rises in the passage 36a of the guide pipe 35a, and the discharge port 35c
Then, the water enters the shaker gallery 30, diverges right and left, and flows into the annular cooling passage 32. After cooling the wall of the annular cooling passage 32, it is discharged from the discharge port 33 to a crank chamber (not shown). In FIG. 7, the cooling nozzle 60b
Is injected into the inlet 35f of the guide pipe 35b through the passage 36b of the guide pipe 35b, and a plurality of oil holes 35 provided in the upper part of the guide pipe 35b.
g toward the back 24 of the combustion chamber (arrow f in FIGS. 5 and 6).
Direction), and is discharged to a crank chamber (not shown) after cooling the combustion chamber back surface 24.
【００１９】このような第３実施例によれば、次の効果
がある。 （１）シェーカギャラリ３０の冷却油取入口３１とクー
リングノズル６０ａとの間の距離、および燃焼室裏面２
４への噴油孔３５ｇとクーリングノズル６０ｂとの間の
距離が短くなったので、冷却油の捕捉効率がアップし、
充分な流量を確保することができるので、冷却油量を低
減することができる。 （２）冷却油がピストン２１の燃焼室裏面２４近傍で、
かつ、ピストン２１のピン軸の垂直方向から噴射される
ので、噴油がピストン２１のコンロッドやピンボスに干
渉することなく、ピストンの燃焼室裏面２４を直接、確
実に冷却することができる。 （３）シェーカギャラリ３０およびピストンの燃焼室裏
面２４に別々に充分な冷却油を供給することができるの
で、高速、高出力用のエンジンに好適に使用することが
できる。 （４）ガイドパイプ３５ａの上部はシェーカギャラリ３
０の取入口３１に、またガイドパイプ３５ｂの上部はシ
ェーカギャラリ３０の受穴３４に挿入されているので、
ガイドパイプ３５ａ，３５ｂの支持が確実で信頼性が高
く、しかも組立が容易である。 （５）シェーカギャラリ３０はピストン２１のトップリ
ング溝２５の内周側に位置しているので、熱負荷の最も
厳しいトップリング部および燃焼室リム部がシェーカギ
ャラリ３０内の冷却油により効果的に冷却されるので、
このピストン２１は高速、高出力用のエンジンに好適に
使用することができる。 なお、上記第３実施例では、２本のガイドパイプを用い
たが、両者共に鋳物の通路にしても良く、１本はガイド
パイプ及び１本は鋳物の通路にして、制作および配置を
容易にしても良い。According to the third embodiment, the following effects can be obtained. (1) The distance between the cooling oil inlet 31 of the shaker gallery 30 and the cooling nozzle 60a, and the back surface 2 of the combustion chamber
4, the distance between the oil injection hole 35g and the cooling nozzle 60b is shortened, so that the efficiency of catching the cooling oil is improved,
Since a sufficient flow rate can be secured, the amount of cooling oil can be reduced. (2) When the cooling oil is in the vicinity of the back surface 24 of the combustion chamber of the piston 21,
Further, since the fuel is injected from the direction perpendicular to the pin axis of the piston 21, the fuel oil can directly and reliably cool the combustion chamber back surface 24 of the piston without interfering with the connecting rod or the pin boss of the piston 21. (3) Since a sufficient amount of cooling oil can be separately supplied to the shaker gallery 30 and the combustion chamber back surface 24 of the piston, it can be suitably used for a high-speed, high-output engine. (4) The upper part of the guide pipe 35a is the shaker gallery 3.
0, and the upper part of the guide pipe 35b is inserted into the receiving hole 34 of the shaker gallery 30.
The support of the guide pipes 35a and 35b is reliable, high in reliability, and easy to assemble. (5) Since the shaker gallery 30 is located on the inner peripheral side of the top ring groove 25 of the piston 21, the top ring portion and the rim portion of the combustion chamber where the thermal load is strictest can be effectively made by the cooling oil in the shaker gallery 30. Because it is cooled,
This piston 21 can be suitably used for a high-speed, high-output engine. In the third embodiment, two guide pipes are used. However, both of them may be used as a casting passage, one as a guide pipe and one as a casting passage to facilitate production and arrangement. May be.
【図１】本発明に係わる内燃機関用ピストン冷却装置の
第１実施例の側面断面図であり、また、図２のＡ−Ａ断
面図である。FIG. 1 is a side sectional view of a first embodiment of a piston cooling device for an internal combustion engine according to the present invention, and is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図２】同、図１のＸ視図である。FIG. 2 is an X view of FIG. 1;
【図３】同、図１のＢ−Ｂ断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 1;
【図４】同、第２実施例の噴油の通路を示す図である。FIG. 4 is a view showing a passage of a spray oil according to the second embodiment.
【図５】同、第３実施例の図６のＣ−Ｃ断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line CC of FIG. 6 of the third embodiment.
【図６】同、図５のＹ視図である。FIG. 6 is a Y view of FIG. 5;
【図７】同、図５のＤ−Ｄ断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line DD of FIG. 5;
【図８】従来技術のピストンの冷却装置を示す図であ
る。FIG. 8 is a view showing a conventional cooling device for a piston.
１，１Ａ，２１ ピストン ３，２３ ピストンスカート ４，２４ 燃焼室裏面 １０，３０ シェーカギャラリ １１，３１ 取入口 １３，３３ 吐出口 １５，３５ａ，３５ｂ ガイドパイプ １５ｃ，１５ｇ 噴油孔 １６，１６Ａ，１６ａ，１６ｂ 通路 ６１ オイルポンプ ６２ 通路 ６０，６０ａ，６０ｂ クーリングノズル 1,1A, 21 Piston 3,23 Piston skirt 4,24 Backside of combustion chamber 10,30 Shaker gallery 11,31 Intake 13,33 Discharge port 15,35a, 35b Guide pipe 15c, 15g Fuel hole 16,16A, 16a , 16b passage 61 oil pump 62 passage 60, 60a, 60b cooling nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｊ 1/09 Ｆ１６Ｊ 1/09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F16J 1/09 F16J 1/09
Claims (6)
室の外側に環状の冷却空洞を形成し、この冷却空洞にク
ーリングノズルから噴出された冷却油を取り入れる冷却
油導入部を備えた内燃機関用ピストンの冷却構造におい
て、冷却空洞の冷却油導入部とクーリングノズルとの間
で、かつ、ピストンの内部に冷却油用の通路を設けると
ともに、この通路の途中のピストンの燃焼室裏面近傍に
ピストンの燃焼室裏面を冷却する穴を設けたことを特徴
とする内燃機関用ピストンの冷却装置。An internal combustion engine having an annular cooling cavity formed outside a combustion chamber in which a top of a piston for an internal combustion engine is depressed, and a cooling oil introducing portion for taking in cooling oil ejected from a cooling nozzle in the cooling cavity. In the cooling structure of the piston for cooling, a passage for the cooling oil is provided between the cooling oil introduction portion of the cooling cavity and the cooling nozzle, and inside the piston, and the piston is provided near the back of the combustion chamber of the piston in the middle of the passage. A cooling device for a piston for an internal combustion engine, characterized in that a hole for cooling a back surface of the combustion chamber is provided.
室の外側に環状の冷却空洞を形成し、この冷却空洞にク
ーリングノズルから噴出された冷却油を取り入れる冷却
油導入部を備えた内燃機関用ピストンの冷却構造におい
て、冷却空洞の冷却油導入部とクーリングノズル（ａ）
との間に冷却空洞冷却油用の通路を、冷却空洞の下部壁
とクーリングノズル（ｂ）との間にピストンの燃焼室裏
面冷却油用の通路とを設けたことを特徴とする内燃機関
用ピストンの冷却装置。2. An internal combustion engine having an annular cooling cavity formed outside a combustion chamber in which a top of a piston for an internal combustion engine is recessed, and a cooling oil introducing portion for taking in cooling oil ejected from a cooling nozzle in the cooling cavity. In the cooling structure of the piston for cooling, the cooling oil introduction part of the cooling cavity and the cooling nozzle (a)
And a passage for cooling oil on the back side of the combustion chamber of the piston between the lower wall of the cooling cavity and the cooling nozzle (b). Piston cooling device.
却油導入部、および前記ピストンの燃焼室裏面冷却油用
の通路の上端部を、ピストンのピン軸の長手方向の中心
でピン軸に直交する線上近傍に位置させたことを特徴と
する請求項１あるいは請求項２記載の内燃機関用ピスト
ンの冷却装置。3. The lower surface of the piston is configured such that a cooling oil introduction portion of the cooling cavity and an upper end of a passage for the cooling oil on the back surface of the combustion chamber of the piston are aligned with the pin axis at the center in the longitudinal direction of the pin axis of the piston. 3. The cooling device for a piston for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cooling device is located near an orthogonal line.
鋳物の通路とすることを特徴とする請求項１、請求項
２、あるいは請求項３のいずれか記載の内燃機関用ピス
トンの冷却装置。4. The cooling device for a piston for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cooling passage is a guide pipe or a passage for a casting.
却装置において、ガイドパイプの一端は、冷却空洞の冷
却油導入部の穴、あるいは冷却空洞の下部壁に設けられ
た受穴に挿入、あるいは圧入、あるいはねじ込み等の手
段により支持されていることを特徴とする内燃機関用ピ
ストンの冷却装置。5. The cooling device for a piston for an internal combustion engine according to claim 4, wherein one end of the guide pipe is inserted into a hole of a cooling oil introduction portion of the cooling cavity or a receiving hole provided in a lower wall of the cooling cavity. Alternatively, a cooling device for a piston for an internal combustion engine, which is supported by means such as press fitting or screwing.
の内周側に位置することを特徴とする請求項１から請求
項５記載のいずれかの内燃機関用ピストンの冷却装置。6. The cooling device for a piston for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cooling cavity is located on an inner peripheral side of a top ring of the piston.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31281097A JPH11132101A (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Cooling system of piston for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31281097A JPH11132101A (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Cooling system of piston for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132101A true JPH11132101A (en) | 1999-05-18 |
Family
ID=18033692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31281097A Pending JPH11132101A (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Cooling system of piston for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
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