JPS5870020A - Piston cooling and controlling apparatus - Google Patents
Piston cooling and controlling apparatusInfo
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- JPS5870020A JPS5870020A JP9972781A JP9972781A JPS5870020A JP S5870020 A JPS5870020 A JP S5870020A JP 9972781 A JP9972781 A JP 9972781A JP 9972781 A JP9972781 A JP 9972781A JP S5870020 A JPS5870020 A JP S5870020A
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- cooling
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/06—Arrangements for cooling pistons
- F01P3/08—Cooling of piston exterior only, e.g. by jets
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ディーゼル機関等の内燃機関のピストン冷却
用の冷却油を供給する冷却油供給通路中に冷却油の供給
量を制御する制御弁を設け、内燃機関の高負荷以外の使
用状態のときのみ制御弁により冷却油の供給を停止させ
ることを特徴とするピストン冷却制御装置に関する。Detailed Description of the Invention The present invention provides a control valve for controlling the supply amount of cooling oil in a cooling oil supply passage that supplies cooling oil for piston cooling of an internal combustion engine such as a diesel engine. The present invention relates to a piston cooling control device characterized in that the supply of cooling oil is stopped by a control valve only in a state of use other than under load.
従来、この種の内燃機関のピストンクーリング装置は、
全員荷時以外の使用範囲、すなわち低中負荷、低中速等
のときでも冷却油をピストンに噴射させており、このた
め、低中負荷、低中速等の冷却の不必要なときにピスト
ンを不必要に冷却し、それによってトップクリアランス
一般に、トップクリアランスは、ピストンに最大の熱負
荷及び慣性力が働いたときに、シリンダヘッド及びバル
ブ間に過大な干渉が生じてピストン等9破損を生じない
ような最低値に設定してあり、上記条件の下にて、ピス
トンとシリンダヘッド、ピストンとバルブとの各々の間
隙はほぼ零となるが、これ以外の使用状態では不必要な
間隙を持つこととなり、この間隙により燃焼は悪化して
いた(グラフ参照)。Conventionally, this type of internal combustion engine piston cooling device is
Cooling oil is injected into the piston even when the piston is used in a range other than when all members are loaded, i.e. at low-medium loads and low-medium speeds. In general, when the maximum heat load and inertia force is applied to the piston, excessive interference occurs between the cylinder head and the valve, resulting in damage to the piston, etc. Under the above conditions, the gaps between the piston and the cylinder head, and between the piston and the valve, are almost zero, but under other usage conditions there are unnecessary gaps. As a result, this gap worsened combustion (see graph).
また、エンジンの性能向−I;に伴いピストンの熱負荷
が上昇し、ピストン冷却な、しでは耐久性を確保できな
い場合にはコンロッド端から冷却油を噴射させたり、ピ
ストンクーリングツエツトを設けて冷却油を噴射させて
、ピストンの燃焼室裏面に冷却油を流してピストンを冷
却していた。更に、強力な冷却効果を達成するため、ピ
ストン冷却油通路(冷却空洞)を設けて冷却油を流して
いた。In addition, if the thermal load on the piston increases with engine performance improvements and durability cannot be ensured without piston cooling, cooling oil may be injected from the connecting rod end or a piston cooling jet may be installed. Cooling oil was injected and flowed onto the back side of the piston's combustion chamber to cool the piston. Furthermore, in order to achieve a strong cooling effect, piston cooling oil passages (cooling cavities) were provided to allow cooling oil to flow.
これらの冷却油によるピストン冷却式構造では前記の不
必要なピストンとシリンダヘッド、ピストンとバルブと
の間の間隙は更に拡がり、低中速、低中負荷の性能、燃
費、排ガスを悪化させるように作用していた。In these piston-cooled structures using cooling oil, the unnecessary gaps between the piston and cylinder head, and the gaps between the piston and the valve, as described above, further widen, which deteriorates performance at low and medium speeds, low and medium loads, fuel efficiency, and exhaust gas. It was working.
本発明の目的は、上記欠点を解消することであり、ピス
トンの熱負荷を検知し、高負荷になった時のみに冷却油
−をピストンに対して供給し冷却を行ってトップクリア
ランスを適切にするために、冷却油を供給する冷却油供
給通路中に冷却油の供給量を制御で塾る制御弁を設け、
ピストンの熱負荷(噴射ポンプのレバー位置等で検知で
きる)が上昇して冷却を必要とする時以外、すなわち始
動直後、低中負荷、低中速等の時には冷却油の供給を停
止させてピストン温度を最適状態に維持することを特徴
とするピストン冷却制御装置を提供することである。The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks.The purpose of the present invention is to detect the heat load on the piston, supply cooling oil to the piston only when the load is high, and perform cooling to properly maintain the top clearance. In order to do this, a control valve is installed in the cooling oil supply passage that supplies cooling oil to control the amount of cooling oil supplied.
Except when the heat load on the piston (which can be detected by the position of the injection pump lever, etc.) increases and cooling is required, that is, immediately after startup, at low-medium loads, at low-medium speeds, etc., the supply of cooling oil is stopped and the piston is cooled. It is an object of the present invention to provide a piston cooling control device characterized by maintaining temperature at an optimum state.
する。do.
図は、本発明によるピストン冷却制御装置を概略的に示
している。ピストン冷却制御装置において、内燃機関に
使用されるピストン1に対してクーリングジェット3か
ら冷却油12が冷却油通路2に噴射される。冷却油12
けオイルタンク(図示省略)からポンプ(図示省略)に
よって冷却供給通路4を通ってクーリングジエツ)3に
供給される。供給通路4の途中には制御弁5が設けられ
ている。制御弁5の作動は、コンピュータ内蔵の制御装
置6によって制御される。この制御装置6は、吸気温度
7.エンノン回転数8.ロードレバー角度9.冷却油温
度10、潤滑M(メインホール)iff1度11等の各
各の熱負荷検知装置に連結されており、これら要因に応
じて制御装置6が作動し、制御弁5を作動させるように
なっている。The figure schematically shows a piston cooling control device according to the invention. In the piston cooling control device, cooling oil 12 is injected from a cooling jet 3 into a cooling oil passage 2 for a piston 1 used in an internal combustion engine. Cooling oil 12
The cooling oil is supplied from a cooling oil tank (not shown) to a cooling jet 3 through a cooling supply passage 4 by a pump (not shown). A control valve 5 is provided in the middle of the supply passage 4. The operation of the control valve 5 is controlled by a control device 6 with a built-in computer. This control device 6 controls the intake air temperature to 7. Ennon rotation speed 8. Load lever angle 9. It is connected to each heat load detection device such as cooling oil temperature 10, lubrication M (main hole) IF 1 degree 11, etc., and the control device 6 operates according to these factors to operate the control valve 5. ing.
作動に関して、内燃機関がその始動直後、低中負荷、低
中速等の場合には一般にピストン熱負荷が低くなってい
る。本発明によるピストン冷却制御装置は、ピストン熱
負荷を上記諸要因から検知し、その測定値に応じて制御
装置6を働かせ、制御弁5を作動させて冷却油12の供
給量を制御する。通常、高負荷時のみ制御弁5を開放し
て冷却油12をクーリングツエツト2に供給し、そこか
らピストン1に対して噴射させる。それにより、高負荷
時にピストン1を冷却することができる。高負荷時以外
、すなわち内燃機関の始動直後を含む低中負荷、低中速
時には制御弁5は閉止され、冷却油12によるピストン
1の冷却は停rhされ、ピストン1け直ちに所望の温度
にまで上昇することができる3その後、ピストン温度が
上昇し、ピストン1をそれ以上加熱する必要がなくなれ
ば、制御装置6が働いて制御弁5を作動して開放し、冷
却油12をクーリングジェット3に供給する。そこから
冷却油12はピストン1の冷却油通路2に噴射されピス
トン1は冷却される。このように、制御弁5の簡単な操
作のみでピストン1の温度が制御され、ピストンヘッド
とシリンダへノドとの間のトップクリアランスtが最適
状態に維持される。Regarding operation, the piston heat load is generally low immediately after the internal combustion engine is started, under low to medium load, low to medium speed, etc. The piston cooling control device according to the present invention detects the piston thermal load from the above-mentioned factors, operates the control device 6 according to the measured value, operates the control valve 5, and controls the supply amount of the cooling oil 12. Normally, the control valve 5 is opened only when the load is high, and the cooling oil 12 is supplied to the cooling jet 2, from which it is injected against the piston 1. Thereby, the piston 1 can be cooled during high loads. The control valve 5 is closed at times other than high loads, that is, at low and medium loads including immediately after starting the internal combustion engine, and at low and medium speeds, cooling of the piston 1 by the cooling oil 12 is stopped rh, and the piston 1 immediately reaches the desired temperature. 3 Then, when the piston temperature rises and there is no need to heat the piston 1 any further, the control device 6 operates to operate and open the control valve 5 and direct the cooling oil 12 to the cooling jet 3. supply From there, the cooling oil 12 is injected into the cooling oil passage 2 of the piston 1, and the piston 1 is cooled. In this way, the temperature of the piston 1 is controlled by only a simple operation of the control valve 5, and the top clearance t between the piston head and the cylinder throat is maintained in an optimum state.
第2図及び第3図は、本発明によるピストン冷却制御装
置を使用したものAと従来のものBきを比較したもので
ある。FIGS. 2 and 3 compare a piston cooling control device A using the piston cooling control device according to the present invention and a conventional device B.
第2図は、横軸をエンジンの回転数N(RPM)とし、
縦軸をピストンリング溝部のピストン温度T (’C)
としたもので、エンノンの全負荷の場合の関係を示す。In Figure 2, the horizontal axis is the engine rotation speed N (RPM),
The vertical axis is the piston temperature T ('C) of the piston ring groove.
, and shows the relationship in case of full load of Ennon.
したがって、゛斜線のi¥t’分が性能向上程度を示し
ている。Therefore, the diagonal line "i\t'" indicates the degree of performance improvement.
第3図は、横軸をエンジンの回転数N(RPM)とし、
縦軸を軸平均有効圧力P me (怜、1 )としたも
ので、エンジンの全負荷の場合の関係を示す。そして、
Aはトップクリアランスを二08となり、Bはトップク
リアランスt = 1. (1となっているもので、斜
線の部分が性能向に程度を示している。In Figure 3, the horizontal axis is the engine rotation speed N (RPM),
The vertical axis represents the axial average effective pressure P me (rei, 1), and shows the relationship when the engine is at full load. and,
A has a top clearance of 208, and B has a top clearance of t = 1. (1), and the shaded area indicates the degree of performance improvement.
以上の構成のように、本発明によるピストン冷却制御装
置はピストン熱負荷を検知して高負荷時を除いた使用状
態の時にピストンへの冷n)油の供給を停止するもの、
すなわら、ピストンの熱口荷を感知し、高速・高角(a
8.1のピストン温度を冷却油の供給によって適切に
冷却して緒持し、低中速・低中負荷時には制御弁を閉1
1シて冷却油の供給を停止し、ピストン温度が最適値ま
で−L昇づるのを促進し、または各々の使用状態におけ
る最高温度(性能、耐久性からの限定温度以下)に維持
することができるもの(・あるから、ピストン温度が最
適値に達するま(・が従来のものより短縮され、適切に
ピストンを膨張させることができ、低中負荷・低中速等
の(・ツブクリアランスを小さくすることがでさ、出力
性能、燃費、排ガス等を改善できる。一般に、ピストン
クーリングジェットを取jHJる際、11(中速のメイ
ンホール油圧低下が問題になり、必要油量を確保するた
めにオイルポンプ容量ノIツブを行う必要が生じるが、
本発明のピストン冷!Jlシリ御装置を用いた場合には
、これが不要に1.する。ビスI−ン温度を最適状態に
保つことによりピストン燃焼室壁温が低いために生じる
燃焼不良を負荷、回転速度に関係なく改善することがで
きる。更に、ビス[〜ン温麿振幅を減じることにより、
ピストンの耐久性を向上さけることができる。なお、冷
却油にょっ(ピストンを冷却している場合に、低中負荷
・低中速の過冷却防止という目的からは高熱負荷対策と
して次の■〜■が用いられる。すなわち、■冷却油通路
を設けたピストンにピストンクーリングジェットによっ
て冷却するのが最ち自効であり、■ピストンクーリング
ジェットによる冷却油噴射及び■コンロッド末端軽山の
冷7JI曲噴射に5有効である。As configured above, the piston cooling control device according to the present invention detects the piston thermal load and stops the supply of cold oil to the piston when the piston is in use except when the load is high.
In other words, it detects the piston's hot load and performs high-speed, high-angle (a
8. Maintain the piston temperature in 1 by appropriately cooling it by supplying cooling oil, and close the control valve at low to medium speeds and low to medium loads.
It is possible to stop the supply of cooling oil and promote the piston temperature to rise to the optimum value by -L, or to maintain it at the maximum temperature in each usage condition (below the limit temperature from performance and durability). The time it takes for the piston temperature to reach its optimum value is shorter than that of conventional models, and the piston can be expanded appropriately. By doing so, it is possible to improve output performance, fuel efficiency, exhaust gas, etc. Generally, when installing a piston cooling jet, 11 (lower main hole oil pressure at medium speeds becomes a problem, and in order to secure the required amount of oil) It will be necessary to adjust the oil pump capacity, but
Cold piston of the present invention! When using the Jl series control device, this becomes unnecessary.1. do. By keeping the engine temperature at an optimal state, poor combustion caused by low piston combustion chamber wall temperature can be improved regardless of the load or rotational speed. Furthermore, by reducing the bis[~n] amplitude,
The durability of the piston can be improved. In addition, when cooling the piston with cooling oil, the following ■~■ are used as countermeasures against high heat loads for the purpose of preventing overcooling at low-medium loads and low-medium speeds.In other words, ■cooling oil passage The most effective method is to cool a piston equipped with a piston with a piston cooling jet, and it is most effective for (1) cooling oil injection by a piston cooling jet and (2) cold 7JI curved injection of a light mountain at the end of a connecting rod.
第1図は、本発明によるビスi〜ン冷却制御装置を示す
概略図、第2図及び第3図は、本発明と従来のものとの
比較線図である。
1・・・ピストン、2・・・冷却油通路、3・・・ピス
トンクーリングジェッ1−14・・・’を負uI油供給
通路、5・・・制御弁、6・・・制御装置、12・・・
冷却油、t・・・トップクリアランス。
特許出願人
日 野 自動車工業 株式会祖
代 理 人FIG. 1 is a schematic diagram showing a bison cooling control device according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are comparison diagrams between the present invention and a conventional one. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Piston, 2... Cooling oil passage, 3... Piston cooling jet 1-14...' uI oil supply passage, 5... Control valve, 6... Control device, 12 ...
Cooling oil, t...Top clearance. Patent applicant: Hino Jidosha Kogyo Co., Ltd.
Claims (1)
の供給量を制御する制御弁を設け、この制御弁を熱負荷
検知装置に連絡した制御装置に連結し、ピストン熱負荷
を検知して高負荷時以外の使用状態のときに、制御弁に
より冷却油の供給を停止させることを特徴とするピスト
ン冷却制御装置。A control valve for controlling the supply amount of cooling oil is provided in the supply passage that supplies cooling oil to the piston, and this control valve is connected to a control device connected to a heat load detection device to detect the piston heat load. A piston cooling control device characterized in that a control valve stops the supply of cooling oil when the system is in use other than when the load is high.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9972781A JPS5870020A (en) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | Piston cooling and controlling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9972781A JPS5870020A (en) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | Piston cooling and controlling apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5870020A true JPS5870020A (en) | 1983-04-26 |
Family
ID=14255097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9972781A Pending JPS5870020A (en) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | Piston cooling and controlling apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5870020A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1981
- 1981-06-29 JP JP9972781A patent/JPS5870020A/en active Pending
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