WO2014103429A1 - 内燃機関のオイルジェット装置 - Google Patents

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WO2014103429A1
WO2014103429A1 PCT/JP2013/072980 JP2013072980W WO2014103429A1 WO 2014103429 A1 WO2014103429 A1 WO 2014103429A1 JP 2013072980 W JP2013072980 W JP 2013072980W WO 2014103429 A1 WO2014103429 A1 WO 2014103429A1
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WO
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oil
valve
oil jet
valve housing
port
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PCT/JP2013/072980
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English (en)
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真也 高崎
晃浩 池田
永治 宮地
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
アイシン精機株式会社
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Publication date
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    • F01M1/00Pressure lubrication
    • F01M1/08Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/06Arrangements for cooling pistons
    • F01P3/08Cooling of piston exterior only, e.g. by jets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00Pressure lubrication
    • F01M1/08Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means
    • F01M2001/083Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means for lubricating cylinders
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals

Definitions

  • the present invention relates to an oil jet device for an internal combustion engine.
  • the present invention relates to an improvement in a mechanism for switching between execution and stop of an oil jet.
  • an engine internal combustion engine
  • an oil supply system for supplying engine oil (lubricating oil) to a lubricated part or a cooled part. It has been.
  • An oil jet device is connected to the oil supply system. A part of the engine oil discharged from the oil pump is supplied to the oil jet device and injected to the back side of the piston (hereinafter, this oil injection is referred to as an oil jet).
  • the piston can be cooled by this oil jet, and for example, occurrence of knocking can be prevented.
  • the oil jet device disclosed in the above publication is provided with a valve mechanism for adjusting the amount of the oil jet and switching between the execution and the stop of the oil jet.
  • the valve mechanism is provided with a valve body that can move forward and backward toward an oil passage connected to the oil jet nozzle. A biasing force from a spring is applied to the valve body, and the opening area of the oil passage is changed by adjusting the position of the valve body by switching between excitation and non-excitation of the electromagnetic solenoid.
  • valve mechanism having a valve body that changes the opening area of the oil passage
  • a valve body that is movable in a direction substantially orthogonal to the extending direction of the oil passage is provided, and a valve that guides the movement of the valve body
  • an opening communicating with the oil passage is formed on the side surface of the valve housing, and the opening and closing of the opening are switched by moving the valve body forward and backward within the valve housing.
  • the valve body is moved forward inside the valve housing to close the opening and shut off the oil passage (valve closed state), and the valve body is moved backward.
  • the valve housing is fixed to the oil passage by means such as press fitting or screw fastening.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view showing a closed valve state when a gap c is generated between the front end surface a1 of the valve housing a and the inner wall surface b1 of the oil passage b.
  • the present invention provides an oil jet device for an internal combustion engine that can prevent oil leakage to the oil jet nozzle side in a closed state.
  • the present invention is directed to an oil jet device of an internal combustion engine having an oil jet switching valve that opens and closes an oil passage communicating with an oil jet mechanism.
  • the oil jet switching valve is inserted into an insertion hole extending in a direction substantially orthogonal to the extension direction of the oil passage and is movable along the extension direction of the insertion hole. It is the structure provided with the made valve housing. Further, in the oil jet device of the internal combustion engine, when the oil jet switching valve is closed, the tip of the valve housing is pressed toward the inner wall surface of the oil passage by receiving a biasing force from the biasing means. It has a configuration.
  • the valve housing receives a biasing force from the biasing means, and the tip of the valve housing is pressed toward the inner wall surface of the oil passage.
  • the present invention does not fix the valve housing so that it cannot move, but allows the valve housing to move, and presses the tip of the valve housing toward the inner wall surface of the oil passage by the biasing force from the biasing means. It is said. For this reason, when the oil jet switching valve is closed, there is no gap between the tip of the valve housing and the inner wall surface of the oil passage. Therefore, it is possible to ensure a good sealing property between the two, and to prevent oil leakage to the oil jet mechanism side.
  • a recessed portion into which the tip of the valve housing fits may be formed in the oil passage.
  • a valve body is inserted into the valve housing so as to be able to move forward and backward, and the valve body moves forward to close an opening formed in the valve housing and block the oil passage.
  • a biasing force in the forward movement direction is applied to the valve main body by the biasing means, and when the valve main body moves forward, the valve main body comes into contact with a part of the inner surface of the valve housing.
  • the urging force from the urging means may be applied to the valve housing.
  • the urging force from the urging means is applied to the valve housing only when the oil jet switching valve is closed due to the forward movement of the valve body, and the tip of the valve housing is connected to the inner wall surface of the oil passage. It will be pressed toward. That is, the tip of the valve housing is pressed toward the inner wall surface of the oil passage in conjunction with the closing operation of the oil jet switching valve. For this reason, it is possible to set the period during which the urging force is applied to the valve housing only to the necessary period, and when the oil jet switching valve is closed, it is ensured that the tip of the valve housing faces the inner wall surface of the oil passage. Can be pressed.
  • a recess having a predetermined length dimension is formed in the inner wall surface of the insertion hole in a direction along the axis of the insertion hole, while the outer wall surface of the valve housing is located in the recess.
  • a protrusion having a clearance in the direction along the axis may be provided between the inner surface of the recess. That is, the valve housing may be movable along the axial center within the insertion hole by the dimension of the clearance.
  • This configuration can prevent the valve housing from falling out of the insertion hole. Further, the moving range of the valve housing can be limited. For this reason, it can be avoided that the valve housing is moved more than necessary and the oil flow in the oil passage is obstructed.
  • a control valve is provided for switching the hydraulic pressure for advancing and retracting the valve body inserted into the valve housing.
  • the control valve is provided with a first port and a second port.
  • the first port communicates with a main oil passage that supplies oil discharged from the oil pump toward the oil jet mechanism.
  • the second port communicates with the back pressure space of the valve body.
  • valve main body moves backward by releasing the hydraulic pressure acting on the back pressure space, thereby opening the opening. It is the structure which connects an oil path by opening.
  • control valve is provided with a drain port that communicates with the second port and discharges oil in the back pressure space when the control valve is in a switching state in which the first port and the second port are shut off. May be.
  • the tip of the valve housing is pressed toward the inner wall surface of the oil passage. For this reason, it becomes possible to ensure the sealing performance between the front-end
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an oil supply system of an engine (internal combustion engine) 1 according to the present embodiment.
  • an engine 1 includes a cylinder head 11 and a cylinder block 12 constituting an engine body, an oil pan 13 attached to a lower end portion of the cylinder block 12, and internal lubrication and internal cooling of the engine 1.
  • an oil supply system 2 that circulates engine oil (hereinafter also simply referred to as “oil”) in the engine 1.
  • a plurality of lubricated members and cooled members such as a piston 14, a crankshaft 15 and a camshaft 16 are accommodated.
  • the cylinder block 12 is formed with four cylinders. These cylinders are arranged over the cylinder arrangement direction (left-right direction in the figure).
  • the piston 14 is accommodated in the cylinder so as to be reciprocally movable in the vertical direction in the figure.
  • the oil stored in the oil pan 13 is sucked out from the oil pan 13 and supplied to the respective members to be lubricated and the members to be cooled. 13 is configured to be able to reflux.
  • an oil strainer 31 having a suction port 31a for sucking the oil stored in the oil pan 13 is disposed.
  • the oil strainer 31 is connected to an oil pump 32 provided in the cylinder block 12 via a strainer flow path 31b.
  • the oil pump 32 is a known rotary pump.
  • the rotor 32a of the oil pump 32 is mechanically coupled to the crankshaft 15 so as to rotate together with the crankshaft 15.
  • the oil pump 32 is connected to an oil inlet of an oil filter 33 provided outside the cylinder block 12 via an oil transport path 34.
  • the oil outlet of the oil filter 33 is connected to an oil supply path 35 provided as an oil flow path toward the lubricated member or the cooled member.
  • the oil pump 32 may be an electric oil pump.
  • the oil supply system 2 supplies the oil pumped up from the oil pan 13 via the oil strainer 31 to each member to be lubricated by the oil pump 32 to be used as lubricating oil, or to the member to be cooled such as the piston 14. It is used as cooling oil, or supplied to hydraulic operating equipment and used as hydraulic oil.
  • the oil pumped from the oil pump 32 passes through the oil filter 33 and then is sent to the main oil hole (main gallery; main oil passage) 21 extending along the cylinder row direction.
  • Oil passages 22 and 23 extending upward from the cylinder block 12 to the cylinder head 11 are communicated with one end side and the other end side of the main oil hole 21.
  • the oil passage 22 communicated with one end side (the left side in FIG. 1) of the main oil hole 21 is further branched into a chain tensioner side passage 24 and a VVT (Variable Valve Timing) side passage 25.
  • VVT Variariable Valve Timing
  • the oil supplied to the chain tensioner side passage 24 is used as hydraulic oil for the chain tensioner 41 for adjusting the tension of the timing chain.
  • the oil supplied to the VVT side passage 25 passes through an OCV (OilOControl Valve) oil filter 42a and is used as hydraulic oil for the VVT OCV 42b and the variable valve timing mechanisms 42 and 43.
  • the oil passage 23 communicated with the other end side (right side in FIG. 1) of the main oil hole 21 is branched into a lash adjuster side passage 26 and a shower pipe side passage 27.
  • the lash adjuster side passage 26 is further branched into an intake side passage 26a and an exhaust side passage 26b.
  • the intake side passage 26a the lash adjusters 44, 44,... Disposed corresponding to the intake valves of the respective cylinders communicate with the oil supply passages. It has come to be used.
  • the exhaust side passage 26b communicates with the oil supply passages of lash adjusters 45, 45,... Disposed corresponding to the exhaust valves of the respective cylinders, and the oil that has passed through the oil supply passages passes through the lash adjuster 45. It is used as hydraulic oil.
  • the lash adjuster side passage 26 also branches and supplies oil to the journal portion of each camshaft 16. Thereby, lubrication is performed between each camshaft 16 and the journal bearing portion of the cylinder head 11 and between each camshaft 16 and a journal bearing portion of a cam cap (not shown).
  • the shower pipe side passage 27 is also branched into an intake side passage 27a and an exhaust side passage 27b.
  • an oil spray hole (not shown) is formed corresponding to the cam lobe of the intake camshaft.
  • the oil flowing through the intake side passage 27a is sprayed from the oil spray hole toward the contact portion between the cam lobe of the intake camshaft and the roller portion of the rocker arm, and contributes to lubrication of both.
  • an oil spray hole (not shown) is formed corresponding to the cam lobe of the exhaust camshaft.
  • the oil flowing through the exhaust side passage 27b is sprayed from the oil spray hole to the cam lobe of the exhaust camshaft, and contributes to lubrication of both.
  • the oil supply system 2 is provided with an oil jet device 5 for cooling the piston 14.
  • the oil jet device 5 will be described.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the oil jet device 5 and its surroundings.
  • FIG. 2 shows a state in which an oil jet switching valve 8 described later is closed (see FIG. 3 for a state in which the oil jet switching valve 8 is opened).
  • OSV 7 described later is disposed in the horizontal direction (the axial direction is the horizontal direction)
  • the hydraulic sensor 105 is disposed in the vertical direction (the axial direction is the vertical direction).
  • the oil jet device 5 includes an oil jet mechanism 51 and an oil jet switching mechanism 52 provided on the upstream side of the oil jet mechanism 51.
  • the oil jet mechanism 51 includes a plurality of (four in the present embodiment) piston jet nozzles (oil jet nozzles) 6, 6,... Disposed corresponding to the respective cylinders, and the oil jet switching mechanism 52.
  • An oil jet gallery (oil passage) 53 is provided for supplying oil flowing from the main oil hole 21 toward the piston jet nozzle 6 when the oil jet switching valve 8 is open.
  • the oil jet switching mechanism 52 includes an oil jet passage 54 communicating with the main oil hole 21, an OSV (Oil Switching Valve) 7 connected to the oil jet passage 54, and an oil jet switching valve. 8 is provided.
  • OSV Oil Switching Valve
  • the oil jet gallery 53 is formed inside the cylinder block 12.
  • the upstream end of the oil jet gallery 53 can communicate with the main oil hole 21 via the oil jet switching mechanism 52.
  • the downstream side of the oil jet gallery 53 is branched corresponding to each cylinder.
  • the piston jet nozzle 6 is disposed in the vicinity of the downstream end of each of the branched oil passages.
  • the piston jet nozzle 6 includes a main body portion 61 and a tubular nozzle 62 attached to the main body portion 61.
  • a check ball mechanism (check valve mechanism) 63 is accommodated in the main body 61.
  • the structure of the check ball mechanism 63 is formed with a through hole 61 a penetrating in the vertical direction inside the main body 61.
  • the upper end opening of the through hole 61 a communicates with the oil jet gallery 53.
  • the inner diameter of the through hole 61a the upper portion has a small diameter (hereinafter referred to as a small diameter portion) and the lower portion has a large diameter (hereinafter referred to as a large diameter portion). And the lower end of this small diameter part is the valve seat 61b.
  • a check ball 63a capable of coming into contact with the valve seat 61b and a spring 63b made of a compression coil spring for pressing the check ball 63a toward the valve seat 61b are accommodated.
  • the outer diameter of the check ball 63a is set to be larger than the inner diameter of the small diameter portion of the through hole 61a and smaller than the inner diameter of the large diameter portion.
  • a plug 63c that closes the lower end opening of the through hole 61a and contacts the lower end of the spring 63b is attached to the lower end of the main body 61. Thereby, the spring 63b is compressed between the valve seat 61b and the plug 63c.
  • the internal space of the nozzle 62 communicates with the large diameter portion of the through hole 61 a of the main body 61.
  • the nozzle 62 extends from the main body 61 in a substantially horizontal direction and then extends substantially vertically upward, and an injection hole is formed at the upper end of the nozzle 62 toward the back surface of the piston 14.
  • the check ball 63a is detached from the valve seat 61b against the urging force of the spring 63b.
  • the through hole 61a is opened (open state of the check ball mechanism 63; see FIG. 3).
  • the oil flowing from the oil jet gallery 53 into the through hole 61 a flows into the nozzle 62.
  • the oil that has flowed into the nozzle 62 is sprayed toward the back surface of the piston 14.
  • the piston 14 is cooled by this oil jet, and for example, an excessive increase in the in-cylinder temperature can be suppressed to prevent knocking.
  • the value of the hydraulic pressure released by the check ball mechanism 63 is adjusted by appropriately setting the spring constant of the spring 63b.
  • the oil jet flow path 54 of the oil jet switching mechanism 52 is formed inside the cylinder block 12, and the upstream end communicates with the main oil hole 21. Further, the downstream side of the oil jet passage 54 is branched into a pilot passage 54 a whose downstream end is connected to the OSV 7 and an oil jet introduction oil passage 54 b disposed substantially coaxially with the oil jet gallery 53. Yes.
  • the oil jet switching valve 8 is accommodated in a valve insertion hole 81 formed in the cylinder block 12.
  • the valve insertion hole 81 extends in a direction substantially orthogonal to the extending direction of the oil jet gallery 53 and the oil jet introduction oil passage 54b, and one end side (the upper end side in the figure) is in the internal space of the OSV 7. The other end side (the lower end side in the figure) communicates with the oil jet gallery 53 and the oil jet introduction oil passage 54b.
  • the oil jet switching valve 8 accommodated in the valve insertion hole 81 includes a valve housing 82, a valve body 83, a collar 84, a spring (attached). Force means) 85.
  • a valve housing 82 As shown in FIG. 4 (an exploded perspective view of the oil jet switching valve 8), the oil jet switching valve 8 accommodated in the valve insertion hole 81 includes a valve housing 82, a valve body 83, a collar 84, a spring (attached). Force means) 85.
  • the valve housing 82 is a substantially cylindrical member inserted into the valve insertion hole 81.
  • the outer diameter dimension of the valve housing 82 substantially matches the inner diameter dimension of the valve insertion hole 81.
  • the valve housing 82 is movable inside the valve insertion hole 81 in a direction along the axis (vertical direction in FIG. 2).
  • the length dimension of the valve housing 82 (the length dimension in the direction along the axis) is the same as the length dimension of the valve insertion hole 81 (the length dimension in the direction along the axis) and the oil jet introduction oil passage. It is set slightly shorter than the sum of the inner diameter dimension of 54b.
  • an oil introduction port 82a and an oil outlet port (opening) 82b are formed on the side surface in the vicinity of the tip of the valve housing 82 so as to face each other with the shaft center of the valve housing 82 interposed therebetween.
  • the oil introduction port 82a opens toward the oil jet introduction oil passage 54b.
  • the axis of the oil inlet 82 a is orthogonal to the axis of the valve housing 82.
  • the oil outlet 82 b opens toward the oil jet gallery 53.
  • the axis of the oil outlet 82 b is also orthogonal to the axis of the valve housing 82.
  • the opening area of the oil outlet 82b is set to be slightly smaller than the opening area of the oil inlet 82a.
  • the axis of the oil outlet 82b is located slightly above the axis of the oil inlet 82a (see FIG. 7A).
  • annular recess 81a is formed in the inner surface of the valve insertion hole 81 in the vicinity of the upper end in the drawing.
  • the formation position, height dimension, and outer diameter dimension of the recess 81a are appropriately set.
  • an annular protrusion 82c to be inserted into the recess 81a is formed on the outer peripheral surface of the valve housing 82.
  • the thickness dimension (vertical dimension in FIG. 2) of the protrusion 82c is slightly shorter than the height dimension (vertical dimension in the figure) of the recess 81a. That is, a clearance C is provided between the projection 82c and the recess 81a in the vertical direction in the figure. For this reason, the valve housing 82 is movable within the valve insertion hole 81 in a direction along the axis (vertical direction in the drawing) by the dimension of the clearance C.
  • the bottom (inner wall surface) of the oil passage at the boundary between the oil jet introduction oil passage 54b and the oil jet gallery 53 has a shape that substantially matches the shape of the tip portion (lower end portion) of the valve housing 82.
  • a recessed portion 55 is formed.
  • the recessed portion 55 has a substantially cylindrical shape.
  • the inner diameter dimension of the recessed portion 55 substantially matches the outer diameter dimension of the distal end portion of the valve housing 82 or is set slightly larger than the outer diameter dimension. For this reason, as described above, when the valve housing 82 that is movable in the vertical direction moves downward, the tip portion of the valve housing 82 is fitted into the recessed portion 55.
  • the lower surface of the projection 82c of the valve housing 82 is in contact with the bottom surface of the recess 81a of the valve insertion hole 81, or both A slight gap exists between the two.
  • the protrusion 82c and the recess 81a allow the movement of the valve housing 82 to a position where the tip portion of the valve housing 82 fits into the recess 55 when the valve housing 82 moves downward. C is formed.
  • an opening 82d is formed at the tip of the valve housing 82.
  • Protrusions 86 and 87 projecting toward the inner peripheral side are provided on the inner peripheral edge of the opening 82d.
  • the height dimension (t1 in the figure) of the protrusion 87 provided on the oil outlet 82b side is the height dimension (t2 in the figure) of the protrusion 86 provided on the oil inlet 82a side. Is set slightly longer.
  • An inclined surface 87a is formed at the upper end of the inner edge of the protrusion 87 provided on the oil outlet 82b side. In a closed state of the valve main body 83 to be described later, the tip end portion of the valve main body 83 comes into contact with the inclined surface 87a.
  • the formation range of the protrusion 87 on the oil outlet 82b side is set to a range of about 1/3 to 1/4 with respect to the entire circumference of the valve housing 82. This range is not limited to this, and as will be described later, an area (area of the inclined surface 87a) in which the urging force of the spring 85 is reliably transmitted to the valve housing 82 via the valve body 83 is secured. As long as it is within the range.
  • the valve body 83 is a member inserted into the valve housing 82, and as shown in FIG. 7A, a cylindrical body 83a and a valve part 83b integrally formed at the lower end of the body 83a. It has a bottomed cylindrical shape with The outer diameter dimension of the body portion 83a substantially matches the inner diameter dimension of the valve housing 82. For this reason, the valve main body 83 is movable in the direction along the axis (vertical direction in the figure) inside the valve housing 82.
  • the valve portion 83b includes a base portion 83c having an outer diameter that matches the outer diameter size of the body portion 83a, and a distal end portion 83d that is continuous with the lower end of the base portion 83c and has a smaller diameter than the base portion 83c. It has.
  • the outer diameter of the tip 83d is larger than the inner diameter of the opening 82d formed at the tip of the valve housing 82. As described above, in the closed state of the valve body 83, the tip 83d of the valve portion 83b is in contact with the inclined surface 87a of the protrusion 87 provided on the oil outlet 82b side of the valve housing 82. It has become.
  • the collar 84 is a cylindrical member inserted into the valve housing 82.
  • the outer diameter of the collar 84 substantially matches the inner diameter of the valve housing 82.
  • a spring seat 84 a with which the upper end edge of the spring 85 abuts is formed at the lower end portion of the collar 84. Further, the upper end surface of the collar 84 is in contact with the casing 71 of the OSV 7.
  • the spring 85 is formed of a compression coil spring, and is housed in a compressed state between the upper surface of the valve portion 83 b of the valve body 83 and the spring seat 84 a of the collar 84. Therefore, a downward biasing force in the figure is applied to the valve body 83. That is, an urging force is applied in such a direction that the valve body 83 is advanced toward the boundary portion between the oil jet introduction oil passage 54 b and the oil jet gallery 53.
  • the OSV 7 is accommodated in a casing 71 so that a plunger 72 can reciprocate.
  • the OSV 7 switches the oil flow path by the reciprocating movement of the plunger 72 when the electromagnetic solenoid 77 is energized / de-energized.
  • the casing 71 is formed with a hydraulic pressure introduction port (first port) 71a, a valve pressure port (second port) 71b, and a drain port 71c.
  • the hydraulic pressure introduction port 71a is provided on the front end surface of the casing 71 and communicates with the pilot flow path 54a.
  • the valve pressure port 71b is provided on the side surface (the lower surface in FIG. 2) of the casing 71 and communicates with the valve insertion hole 81 (the back pressure space of the valve body 83).
  • the drain port 71c is provided on the side surface of the casing 71 on the base end side (electromagnetic solenoid 77 side) from the position where the valve pressure port 71b is formed, and communicates with a drain oil passage 12a connected to a crankcase (not shown).
  • a check ball 73 is accommodated in a position corresponding to the hydraulic pressure introduction port 71a and the valve pressure port 71b in the casing 71.
  • the check ball 73 communicates with the hydraulic pressure introduction port 71a and the valve pressure port 71b according to the position, and closes the hydraulic pressure introduction port 71a and the valve pressure port 71b from the drain port 71c (see FIG. 2).
  • the valve pressure port 71b and the drain port 71c are in communication with each other, and the valve pressure position where the valve pressure port 71b and the drain port 71c are shut off from the hydraulic pressure introduction port 71a (see the state of FIG. 3). It is possible to move between.
  • a stopper 74 is fixed on the hydraulic introduction port 71a side with respect to the accommodation position of the check ball 73.
  • the stopper 74 has a hydraulic pressure introducing hole 74a that allows the hydraulic pressure introducing port 71a to communicate with the inside of the casing 71 (the accommodation space for the check ball 73).
  • the inner diameter dimension of the hydraulic pressure introduction hole 74 a is set smaller than the outer diameter dimension of the check ball 73. Therefore, when the check ball 73 is in a position retracted from the stopper 74, as shown in FIG. 2, the hydraulic pressure introduction hole 74a is opened, and the hydraulic pressure introduction port 71a, the valve pressure port 71b, Will communicate. On the other hand, when the check ball 73 moves toward the stopper 74 and comes into contact with the stopper 74, the hydraulic pressure introduction hole 74a is closed as shown in FIG. The valve pressure port 71b is shut off.
  • a valve seat 75 is fixed to the drain port 71c side with respect to the accommodation position of the check ball 73.
  • the valve seat 75 has a drain hole 75a that communicates the drain port 71c and the inside of the casing 71 (the accommodation space for the check ball 73).
  • the inner diameter of the drain hole 75a is set smaller than the outer diameter of the check ball 73. Therefore, when the check ball 73 is in a position retracted from the valve seat 75, the drain hole 75a is opened as shown in FIG. 3, and the valve pressure port 71b and the drain port 71c are connected. You will communicate.
  • the check ball 73 moves toward the valve seat 75 and contacts the valve seat 75, the drain hole 75a is closed as shown in FIG. 2, and the valve pressure port 71b is closed. And the drain port 71c are shut off.
  • the plunger 72 is applied with a biasing force toward the check ball 73 by a spring 76 formed of a compression coil spring, and is driven by an electromagnetic solenoid 77. That is, when no voltage is applied to the electromagnetic solenoid 77, as shown in FIG. 3, the plunger 72 moves forward in the casing 71 to the left in the figure by the urging force of the spring 76. This state is the OFF state of OSV7. On the other hand, when a voltage is applied to the electromagnetic solenoid 77, the plunger 72 moves backward in the casing 71 to the right in the figure against the urging force of the spring 76, as shown in FIG. This state is the ON state of OSV7. Application and non-application of voltage to the electromagnetic solenoid 77 are controlled by the ECU 100 (see FIG. 5).
  • the plunger 72 does not press the check ball 73 as shown in FIG.
  • the check ball 73 receives the hydraulic pressure from the pilot flow path 54 a
  • the check ball 73 moves backward from the stopper 74 and comes into contact with the valve seat 75.
  • the hydraulic pressure introduction port 71a and the valve pressure port 71b communicate with each other.
  • the hydraulic pressure from the main oil hole 21 through the pilot flow path 54 a is introduced into the valve insertion hole 81.
  • the valve body 83 is provided with a spring 85 provided on the back surface side.
  • valve body 83 It moves toward the oil jet introduction oil passage 54b by the force (moves downward in the figure).
  • the valve body 83 closes the oil outlet 82b of the valve housing 82, and the outer edge of the tip 83d of the valve body 83 is located on the oil outlet 82b side of the valve housing 82. It contacts the inclined surface 87a of the protrusion 87. Due to this contact, the valve housing 82 also receives a biasing force from the spring 85, and the valve housing 82 moves forward toward the recessed portion 55, and as shown in FIG. The part fits into the recessed part 55. As a result, the downstream end of the oil jet introduction oil passage 54b is closed by the oil jet switching valve 8, and no oil is supplied to the oil jet gallery 53 of the oil jet mechanism 51, and the oil jet is stopped.
  • the oil jet switching valve 8 since the oil pressure from the main oil hole 21 is acting on the front end surface of the valve body 83 of the oil jet switching valve 8, the oil jet switching valve 8 is provided with a biasing force of a spring 85 provided on the back side thereof. Against the inside of the valve insertion hole 81 (moves upward in the figure). As the valve main body 83 moves, the valve main body 83 opens the oil outlet port 82b of the valve housing 82, and the oil jet introduction oil passage 54b and the oil jet gallery 53 are communicated with each other. Oil is supplied to the oil jet gallery 53. When the oil pressure supplied to the oil jet gallery 53 reaches a predetermined value as the engine speed increases, the check ball mechanism 63 of the piston jet nozzle 6 is opened, and the oil jet is executed. The piston 14 is cooled.
  • the oil jet switching valve 8 is opened and closed by switching the hydraulic pressure inside the valve insertion hole 81 in conjunction with the switching operation of the OSV 7. For this reason, this OSV 7 needs only to have a function of switching the oil supply passage, and can be realized as a relatively small one. As a result, the oil jet switching mechanism 52 is reduced in size. Further, when the oil jet switching valve 8 is moved backward, the hydraulic pressure in the valve insertion hole 81 is lowered. For this reason, the backward movement of the oil jet switching valve 8 is started almost simultaneously with the switching of the OSV 7, and the controllability is good.
  • the cooling of the piston 14 is mainly intended to prevent the occurrence of knocking in the combustion stroke of the engine 1. For this reason, basically, when the engine 1 is warming up, the demand for cooling the piston 14 is low, and after the warming up of the engine 1 is completed (particularly, in a high-load operating range or high rotation Area), the demand for cooling the piston 14 increases. For this reason, for example, at the initial stage of the cold start of the engine 1, since the coolant temperature is relatively low, the request for cooling the piston 14 is low, the OSV 7 is turned on, and the oil jet is stopped.
  • the OSV 7 is turned off, and engine oil is supplied to the oil jet gallery 53, and each piston jet nozzle The engine oil is injected from 6, 6,... Toward the back surfaces of the pistons 14, 14,.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a control system according to OSV7.
  • the ECU 100 is an electronic control device that executes operation control of the engine 1 and the like.
  • the ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a backup RAM, and the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like.
  • the CPU executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM.
  • the RAM is a memory for temporarily storing calculation results in the CPU, data input from each sensor, and the like.
  • the backup RAM is a non-volatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped.
  • a plurality of sensors are connected to the ECU 100.
  • the crank position sensor 101 that transmits a pulse signal every time the crankshaft 15 that is the output shaft of the engine 1 rotates by a predetermined angle
  • the air flow meter 102 that detects the intake air amount, and the depression amount of the accelerator pedal.
  • An accelerator opening sensor 103 that detects the accelerator opening
  • a water temperature sensor 104 that detects the temperature of engine coolant
  • a hydraulic sensor 105 that detects the oil pressure inside the main oil hole 21, and the like are connected to the ECU 100. Signals from these sensors 101 to 105 are input to the ECU 100.
  • the oil pressure sensor 105 is attached to the main oil hole 21 and detects the oil pressure inside the main oil hole 21.
  • the ECU 100 includes, as well-known sensors, an oil temperature sensor, a throttle opening sensor, a wheel speed sensor, a shift position sensor, a brake pedal sensor, an intake air temperature sensor, an A / F sensor, and an O 2 sensor.
  • a cam position sensor or the like (all not shown) is connected, and signals from these sensors are also input.
  • the ECU 100 performs control of various actuators (throttle motor, injector, igniter, etc.) of the engine 1 and control of opening / closing of the OSV 7 (oil jet control) based on output signals of various sensors. .
  • the OSV 7 is turned on and the oil jet is stopped during a period when a predetermined oil jet stop condition is satisfied.
  • This oil jet stop condition is satisfied, for example, when the engine rotation speed is equal to or lower than a predetermined speed and the engine load is equal to or lower than a predetermined value.
  • FIG. 6 shows an oil jet execution map stored in the ROM of the ECU 100.
  • an oil jet execution area and an oil jet stop area are set using the engine speed and the engine load as parameters. That is, when the engine rotation speed is Ne1 or less in the figure and the engine load is KL1 or less in the figure, the oil jet stop signal is output from the ECU 100, assuming that the engine operation area is in the oil jet stop area, The OSV 7 is turned on to stop the oil jet.
  • the engine rotation speed exceeds Ne1 in the figure or when the engine load exceeds KL1 in the figure, it is determined that the engine operation area is in the oil jet execution area and the ECU 100 An execution signal is output and the OSV 7 is turned off to execute the oil jet.
  • the values of the engine rotation speed Ne1 and the engine load KL1 are set by experiments or simulations. For example, each value is set so that knocking does not occur in the combustion stroke of the engine 1 and the temperature of the piston 14 is appropriately maintained (so that the piston 14 is not overcooled).
  • the OSV 7 When a predetermined oil jet stop condition is satisfied and an oil jet stop signal is output from the ECU 100, the OSV 7 is turned on as described above, and the valve body 83 is moved to the spring 85 as shown in FIG. 7A. The urging force moves toward the oil jet introduction oil passage 54b (moves downward in the figure). Along with the movement of the valve body 83, the valve body 83 closes the oil outlet 82b of the valve housing 82, and the outer edge of the tip 83d of the valve body 83 is located on the oil outlet 82b side of the valve housing 82. It contacts the inclined surface 87a of the protrusion 87.
  • valve housing 82 Due to this contact, the valve housing 82 also receives a biasing force from the spring 85, and the valve housing 82 moves forward toward the recessed portion 55. Then, the tip end portion of the valve housing 82 is pressed toward the bottom surface of the recessed portion 55. Therefore, a good sealing property is ensured between the front end surface of the valve housing 82 and the bottom surface of the recessed portion 55, and the piston jet nozzle 6 side is formed between the front end surface of the valve housing 82 and the bottom surface of the recessed portion 55. Oil is prevented from leaking out.
  • valve housing 82 is movable in the direction along the axis by the clearance C (clearance C between the protrusion 82c and the recess 81a), not only can the valve housing 82 be prevented from coming off.
  • the moving range of the valve housing 82 can be limited. For this reason, it can be avoided that the valve housing 82 is moved more than necessary and the oil flow in the oil passage is obstructed.
  • valve housing 82 is different from that of the above embodiment. Since other configurations and operations are the same as those of the above-described embodiment, only the configuration of the valve housing 82 will be described here.
  • the oil jet switching valve 8 has a configuration in which a sealing material 88 is attached to the tip surface of the valve housing 82.
  • the seal member 88 is attached from the front end surface of the valve housing 82 to the side surface of the front end portion of the valve housing 82 by means such as adhesion.
  • the sealing material 88 is made of rubber or resin, and the material is not particularly limited as long as it has elasticity.
  • the present invention is applied to an in-line four-cylinder gasoline engine has been described.
  • the number of cylinders and the type of engine (V type, horizontally opposed type, etc.) are not particularly limited.
  • the present invention can also be applied to a diesel engine.
  • the OSV 7 is provided in the oil jet switching mechanism 52.
  • the present invention is not limited to this, and an OCV (Oil Control Valve) whose opening degree can be adjusted may be provided.
  • the present invention is applied to a conventional vehicle (a vehicle equipped with only the engine 1 as a driving force source) has been described.
  • a hybrid vehicle an engine and an electric motor are mounted as a driving force source
  • the present invention can also be applied to a vehicle.
  • the oil jet device 5 has been described as an example of a device that can be switched between supply and non-supply of engine oil.
  • the present invention is not limited to this, and can also be applied to an apparatus that switches between supply and non-supply of engine oil to a cam shower or a timing chain jet. That is, the present invention is applied when switching between supply and non-supply of engine oil to the shower pipe side passage 27 and when switching between supply and non-supply of engine oil to a timing chain jet (not shown).
  • These devices are designed to supply the engine oil by turning off the OSV and opening the oil jet switching valve in a situation where the engine speed is lower than the predetermined speed and lubrication due to scattering of engine oil cannot be performed. is there.
  • the present invention can be applied to a seal structure of a mechanism for switching between execution and stop of an oil jet in an oil jet device.

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Abstract

 油路の延長方向に対して略直交する方向に延びる挿入孔に挿入され且つこの挿入孔の延長方向に沿って移動自在とされたバルブハウジングを備える。オイルジェット切り換えバルブの閉弁時、付勢手段からの付勢力を受けることによってバルブハウジングの先端部が油路の内壁面に向けて押圧される。

Description

内燃機関のオイルジェット装置
 本発明は内燃機関のオイルジェット装置に係る。特に、本発明は、オイルジェットの実行と停止とを切り換える機構の改良に関する。
 従来、例えば特許文献1および特許文献2に開示されているように、エンジン(内燃機関)には、被潤滑部分や被冷却部分にエンジンオイル(潤滑油)を供給するためのオイル供給系が設けられている。また、このオイル供給系にはオイルジェット装置が接続されている。そして、オイルポンプから吐出されたエンジンオイルの一部がオイルジェット装置に供給されてピストン裏面側に噴射されるようになっている(以下、このオイル噴射をオイルジェットという)。このオイルジェットによりピストンを冷却し、例えばノッキングの発生を防止することができる。
 また、前記公報に開示されているオイルジェット装置には、オイルジェットの量を調整したり、オイルジェットの実行と停止とを切り換えたりするためのバルブ機構が設けられている。具体的に、このバルブ機構には、オイルジェットノズルに繋がる油路に向けて進退移動自在な弁体が設けられている。この弁体にはスプリングからの付勢力が付与されており、電磁ソレノイドの励磁および非励磁を切り換えることで弁体の位置を調整して油路の開口面積を変更する。
特開平9-209733号公報 特開2010-236438号公報
 ところで、前記油路の開口面積を変更する弁体を備えたバルブ機構として、油路の延長方向に対して略直交方向に移動自在な弁体を設けると共に、この弁体の移動をガイドするバルブハウジングを油路に設けておく構成が考えられる。この場合、バルブハウジングの側面には油路に連通する開口が形成され、このバルブハウジングの内部で弁体を進退移動させることにより、前記開口の開放と閉鎖とが切り換えられることになる。例えば、電磁ソレノイドの励磁および非励磁を切り換えることによって、バルブハウジングの内部で弁体を前進移動させて前記開口を閉鎖して油路を遮断する状態(閉弁状態)と、弁体を後退移動させて前記開口を開放して油路を連通させる状態(開弁状態)とを切り換える構成が挙げられる。この場合、バルブハウジングは、圧入やネジ締結等の手段によって油路に固定される。
 しかしながら、この構成にあっては、バルブハウジングの加工誤差や取り付け誤差等が原因で、バルブハウジングの先端面と油路の内壁面との間に隙間が生じてしまって、この隙間からオイルジェットノズル側にオイルが漏れ出してしまう可能性がある。つまり、弁体を前進移動させた前記閉弁状態であっても(弁体によって前記開口を閉鎖した状態であっても)、オイルジェットノズル側にオイルが漏れ出してしまう可能性がある。図7Bは、バルブハウジングaの先端面a1と油路bの内壁面b1との間に隙間cが生じている場合における閉弁状態を示す断面図である。このようにバルブハウジングaの先端面a1と油路bの内壁面b1との間に隙間cが生じてしまっている場合には、弁体dによってバルブハウジングaの開口a2を閉鎖しても、前記隙間cからオイルジェットノズル側にオイルが漏れ出してしまうことになる(図中に破線で示す矢印を参照)。
 本発明は、閉弁状態におけるオイルジェットノズル側へのオイルの漏れを防止することができる内燃機関のオイルジェット装置を提供する。
 本発明は、オイルジェット機構に連通する油路を開閉するオイルジェット切り換えバルブを有する内燃機関のオイルジェット装置を対象とする。そして、内燃機関のオイルジェット装置は、前記オイルジェット切り換えバルブが、前記油路の延長方向に対して略直交する方向に延びる挿入孔に挿入され且つこの挿入孔の延長方向に沿って移動自在とされたバルブハウジングを備えた構成となっている。また、内燃機関のオイルジェット装置は、前記オイルジェット切り換えバルブの閉弁時、付勢手段からの付勢力を受けることによって前記バルブハウジングの先端部が前記油路の内壁面に向けて押圧される構成となっている。
 この構成により、前記オイルジェット切り換えバルブの閉弁時にあっては、バルブハウジングが付勢手段からの付勢力を受け、このバルブハウジングの先端部が前記油路の内壁面に向けて押圧される。つまり、本発明は、バルブハウジングを移動不能に固定するものではなく、バルブハウジングを移動自在とし、付勢手段からの付勢力によってバルブハウジングの先端部を油路の内壁面に向けて押圧するものとしている。このため、オイルジェット切り換えバルブの閉弁時には、バルブハウジングの先端部と油路の内壁面との間に隙間が生じない。従って、この両者間のシール性を良好に確保することが可能になってオイルジェット機構側へのオイルの漏れを防止することができる。
 一例として、前記油路に、前記バルブハウジングの先端部が嵌り込む凹陥部を形成してもよい。
 このようにすれば、付勢手段からの付勢力を受けてバルブハウジングの先端部が前記油路の内壁面に向けて押圧された状態にあっては、このバルブハウジングの先端部が油路の凹陥部に嵌り込むことになる。このため、バルブハウジングの先端部と油路の内壁面との間のシール性をいっそう高く得ることが可能になる。
 また、一例として、前記バルブハウジングの内部に、バルブ本体を進退移動自在に挿入させ、このバルブ本体が前進移動することによって、前記バルブハウジングに形成されている開口を閉鎖して油路を遮断する一方、前記バルブ本体が後退移動することによって、前記開口を開放して油路を連通させる構成としてもよい。そして、前記バルブ本体に、前記付勢手段によって前進移動方向への付勢力を付与し、このバルブ本体が前進移動した際に、このバルブ本体が前記バルブハウジングの内面の一部に当接することにより、前記付勢手段からの付勢力をバルブハウジングに付与する構成としてもよい。
 このようにすれば、バルブ本体が前進移動することによるオイルジェット切り換えバルブの閉弁時にのみ付勢手段からの付勢力をバルブハウジングに付与して、このバルブハウジングの先端部を油路の内壁面に向けて押圧することになる。つまり、オイルジェット切り換えバルブの閉弁動作に連動してバルブハウジングの先端部を油路の内壁面に向けて押圧することになる。このため、バルブハウジングに付勢力を付与する期間を必要期間のみに設定することが可能になると共に、オイルジェット切り換えバルブの閉弁時に、バルブハウジングの先端部を油路の内壁面に向けて確実に押圧することが可能になる。
 また、一例として、前記挿入孔の内壁面に、この挿入孔の軸心に沿う方向に所定長さ寸法を有する凹部を形成する一方、前記バルブハウジングの外壁面に、前記凹部内に位置し且つこの凹部の内面との間に前記軸心に沿う方向のクリアランスを有する突起を設けてもよい。すなわち、前記クリアランスの寸法だけ前記バルブハウジングを前記挿入孔の内部において前記軸心に沿って移動自在としてもよい。
 この構成によれば、前記挿入孔からバルブハウジングが抜け落ちてしまうことを防止できる。また、このバルブハウジングの移動範囲を制限することができる。このため、バルブハウジングが必要以上に移動してしまって油路でのオイル流れが阻害されてしまうといったことが回避できる。
 また、一例として以下の構成としてもよい。前記バルブハウジングの内部に挿入されたバルブ本体を進退移動させるための油圧を切り換える制御バルブを設ける。この制御バルブに第1ポートおよび第2ポートを備えさせる。第1ポートは、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルジェット機構に向けて供給するメインオイル通路に連通している。第2ポートは、前記バルブ本体の背圧空間に連通している。そして、前記制御バルブが第1ポートと第2ポートとを連通させる切り換え状態にある場合には、前記背圧空間にメインオイル通路からの油圧が作用することによって前記バルブ本体が前進移動して前記バルブハウジングに形成されている開口を閉鎖することにより油路を遮断する。一方、前記制御バルブが第1ポートと第2ポートとを遮断する切り換え状態にある場合には、前記背圧空間に作用する油圧が解除されることによって前記バルブ本体が後退移動して前記開口を開放することにより油路を連通させる構成となっている。
 この構成によれば、制御バルブの第1ポートと第2ポートとが連通すると、メインオイル通路の油圧が、第1ポートおよび第2ポートを経てバルブ本体の背圧空間に導入される。この背圧空間に導入された油圧および前記付勢手段の付勢力の作用によりバルブ本体が前進移動して油路を閉鎖することになる。その結果、オイルジェット機構に向けてのオイルの供給は停止される。一方、制御バルブの第1ポートと第2ポートとが遮断されると、メインオイル通路の油圧はバルブ本体の背圧空間に導入されず、バルブ本体が後退移動して油路を開放することになる。その結果、オイルジェット機構に向けてオイルが供給されることになる。このように制御バルブの切り換え動作に連動してバルブ本体に作用する油圧を切り換えてバルブ本体の進退移動が行われるため、制御バルブの機能としては油路の切り換え機能のみを備えておればよく、比較的小型なものとして実現できる。このため、オイル消費量の比較的多いオイルジェット装置であっても、その小型化を図ることが可能である。
 また、一例として、前記制御バルブに、前記第1ポートと第2ポートとを遮断する切り換え状態にある場合に、前記第2ポートに連通して前記背圧空間のオイルを排出するドレンポートを設けてもよい。
 これによれば、第1ポートと第2ポートとを遮断させてバルブ本体を後退移動させる際に、このバルブ本体の背圧空間の油圧を下降させることが可能になる。このため、第1ポートと第2ポートとを遮断させるのと略同時にバルブ本体の後退移動が開始されることになり、制御性が良好になる。
 本発明では、オイルジェット切り換えバルブの閉弁時、バルブハウジングの先端部を油路の内壁面に向けて押圧するようにしている。このため、バルブハウジングの先端部と油路の内壁面との間のシール性を良好に確保することが可能になってオイルジェット機構側へのオイルの漏れを防止することができる。
実施形態に係るエンジンのオイル供給系統の概略構成を示す図である。 オイルジェット装置およびその周辺の断面図であって、オイルジェット切り換えバルブおよびチェックボール機構の閉鎖状態を示す図である。 オイルジェット装置およびその周辺の断面図であって、オイルジェット切り換えバルブおよびチェックボール機構の開放状態を示す図である。 オイルジェット切り換えバルブの分解斜視図である。 OSVの制御系を示すブロック図である。 エンジン回転速度およびエンジン負荷をパラメータとするオイルジェット実行マップを示す図である。 実施形態に係るオイルジェット切り換えバルブの先端部分を拡大した断面図であって、オイルジェット切り換えバルブの閉鎖状態を示す図である。 比較例におけるオイルジェット切り換えバルブの先端部分を拡大した断面図であって、オイルジェット切り換えバルブの閉鎖状態を示す図である。 変形例におけるオイルジェット切り換えバルブの先端部分を拡大した断面図である。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用の多気筒(例えば直列4気筒)ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。
 -エンジンのオイル供給系統-
 図1は、本実施形態に係るエンジン(内燃機関)1のオイル供給系統の概略構成を示す図である。この図1に示すように、エンジン1は、エンジン本体を構成するシリンダヘッド11およびシリンダブロック12と、このシリンダブロック12の下端部に取り付けられたオイルパン13と、エンジン1の内部潤滑や内部冷却等のためのエンジンオイル(以下、単に「オイル」という場合もある)をエンジン1内で循環させるオイル供給系統2とを備えている。
 前記エンジン1の内部には、ピストン14、クランクシャフト15、カムシャフト16等の複数の被潤滑部材や被冷却部材が収容されている。
 前記シリンダブロック12には、4つのシリンダが形成されている。これらシリンダは、気筒配列方向(図中左右方向)に亘って配置されている。シリンダの内部には前記ピストン14が図中上下方向に往復移動可能に収容されている。
 オイル供給系統2は、オイルパン13に貯留されているオイルが、このオイルパン13から吸い出されて前記各被潤滑部材や被冷却部材へ供給され、これら被潤滑部材や被冷却部材からオイルパン13内に還流し得るように構成されている。
 オイルパン13内の底部近傍には、このオイルパン13の内部に貯留されているオイルを吸い込むための吸込口31aを有するオイルストレーナ31が配置されている。このオイルストレーナ31は、シリンダブロック12に設けられたオイルポンプ32に対し、ストレーナ流路31bを介して接続されている。
 前記オイルポンプ32は、周知のロータリポンプから構成されている。オイルポンプ32のロータ32aは、クランクシャフト15と共に回転するように、このクランクシャフト15と機械的に結合されている。このオイルポンプ32は、シリンダブロック12の外部に設けられたオイルフィルタ33のオイル入口に対し、オイル輸送路34を介して接続されている。また、オイルフィルタ33のオイル出口は、被潤滑部材や被冷却部材に向かうオイル流路として設けられたオイル供給路35と接続されている。なお、オイルポンプ32としては電動オイルポンプであってもよい。
 前記オイル供給路35を経てオイルが供給されるオイル供給系統2の具体構成について以下に説明する。
 このオイル供給系統2は、オイルパン13からオイルストレーナ31を介して汲み上げたオイルを、オイルポンプ32によって各被潤滑部材に供給して潤滑油として利用したり、ピストン14等の被冷却部材に供給して冷却油として利用したり、油圧作動機器に供給して作動油として利用したりするようになっている。
 具体的に、オイルポンプ32から圧送されたオイルは、オイルフィルタ33を経た後、気筒列方向に沿って延びるメインオイルホール(メインギャラリ;メインオイル通路)21に送り出される。このメインオイルホール21の一端側および他端側には、シリンダブロック12からシリンダヘッド11に亘って上方に延びるオイル通路22,23が連通されている。
 メインオイルホール21の一端側(図1における左側)に連通されているオイル通路22は、さらに、チェーンテンショナ側通路24と、VVT(Variable Valve Timing)側通路25とに分岐されている。
 チェーンテンショナ側通路24に供給されたオイルは、タイミングチェーンの張力を調整するためのチェーンテンショナ41の作動油として利用される。一方、VVT側通路25に供給されたオイルは、OCV(Oil Control Valve)用オイルフィルタ42aを経て、VVT用OCV42bおよび可変バルブタイミング機構42,43の作動油として利用される。
 一方、メインオイルホール21の他端側(図1における右側)に連通されているオイル通路23は、ラッシュアジャスタ側通路26とシャワーパイプ側通路27とに分岐されている。
 ラッシュアジャスタ側通路26は、吸気側通路26aと排気側通路26bとに更に分岐されている。吸気側通路26aにあっては、各気筒の吸気バルブに対応して配設されたラッシュアジャスタ44,44,…の給油路に連通され、この給油路を経たオイルがラッシュアジャスタ44の作動油として利用されるようになっている。同様に、排気側通路26bにあっては、各気筒の排気バルブに対応して配設されたラッシュアジャスタ45,45,…の給油路に連通され、この給油路を経たオイルがラッシュアジャスタ45の作動油として利用されるようになっている。
 なお、このラッシュアジャスタ側通路26は、各カムシャフト16のジャーナル部にもオイルを分岐供給する。これにより、各カムシャフト16とシリンダヘッド11のジャーナル軸受け部との間、および、各カムシャフト16と図示しないカムキャップのジャーナル軸受け部との間の潤滑が行われる。
 シャワーパイプ側通路27も、吸気側通路27aと排気側通路27bとに分岐されている。吸気側通路27aにあっては、吸気カムシャフトのカムロブに対応して図示しないオイル散布孔が形成されている。これにより、吸気側通路27aを流れるオイルがオイル散布孔から吸気カムシャフトのカムロブとロッカアームのローラ部との接触部分に向けて散布され、この両者の潤滑に寄与する。同様に、排気側通路27bにあっても、排気カムシャフトのカムロブに対応して図示しないオイル散布孔が形成されている。これにより、排気側通路27bを流れるオイルがオイル散布孔から排気カムシャフトのカムロブに散布され、この両者の潤滑に寄与する。
 -オイルジェット装置-
 前記オイル供給系統2には、ピストン14を冷却するためのオイルジェット装置5が備えられている。以下、このオイルジェット装置5について説明する。
 図2は、オイルジェット装置5およびその周辺の断面図である。この図2は、後述するオイルジェット切り換えバルブ8が閉鎖している状態を示している(オイルジェット切り換えバルブ8が開放している状態については図3を参照)。なお、便宜上、図2および図3では、後述するOSV7を水平方向(軸線方向を水平方向)に配置させ、油圧センサ105を鉛直方向(軸線方向を鉛直方向)に配置させている。
 図2に示すようにオイルジェット装置5は、オイルジェット機構51と、このオイルジェット機構51の上流側に設けられたオイルジェット切り換え機構52とを備えている。
 前記オイルジェット機構51は、各気筒それぞれに対応して配設された複数(本実施形態では4個)のピストンジェットノズル(オイルジェットノズル)6,6,…、および、前記オイルジェット切り換え機構52のオイルジェット切り換えバルブ8が開放状態にある際に、前記メインオイルホール21から流入したオイルをピストンジェットノズル6に向けて供給するオイルジェットギャラリ(油路)53を備えている。
 一方、オイルジェット切り換え機構52は、前記メインオイルホール21に連通するオイルジェット流路54、このオイルジェット流路54に接続されたOSV(Oil Switching Valve;制御バルブ)7、および、オイルジェット切り換えバルブ8を備えている。
 以下、オイルジェット機構51およびオイルジェット切り換え機構52それぞれの具体構成について説明する。
 (オイルジェット機構)
 前記オイルジェットギャラリ53は、前記シリンダブロック12の内部に形成されている。このオイルジェットギャラリ53の上流端は、前記オイルジェット切り換え機構52を介してメインオイルホール21に連通可能となっている。また、このオイルジェットギャラリ53の下流側は各気筒に対応して分岐している。この分岐された油路それぞれの下流端近傍には前記ピストンジェットノズル6が配設されている。これにより、前記オイルジェット切り換え機構52のオイルジェット切り換えバルブ8が開放状態にある際(図3を参照)には、前記メインオイルホール21からオイルジェット切り換え機構52を経てオイルジェットギャラリ53に向けてオイルが供給されるようになっている(オイルジェット切り換え機構52におけるオイルジェット切り換えバルブ8の開閉動作については後述する)。
 ピストンジェットノズル6は、本体部61と、この本体部61に取り付けられた管状のノズル62とを備えている。
 前記本体部61の内部にはチェックボール機構(チェック弁機構)63が収容されている。このチェックボール機構63の構成として具体的には、前記本体部61の内部に、上下方向に貫通する貫通孔61aが形成されている。この貫通孔61aは、その上端開口が前記オイルジェットギャラリ53に連通している。また、この貫通孔61aの内径寸法としては、上側部分が小径(以下、小径部分という)とされ、下側部分が大径(以下、大径部分という)とされている。そして、この小径部分の下端が弁座61bとなっている。
 この貫通孔61aの内部には、前記弁座61bに当接可能なチェックボール63aと、このチェックボール63aを弁座61bに向けて押圧する圧縮コイルバネで成るスプリング63bとが収容されている。チェックボール63aの外径寸法は、前記貫通孔61aの小径部分の内径寸法よりも大きく、且つ大径部分の内径寸法よりも小さく設定されている。さらに、本体部61の下端には、前記貫通孔61aの下端開口を閉鎖すると共に、スプリング63bの下端が当接するプラグ63cが装着されている。これにより、スプリング63bは、前記弁座61bとプラグ63cとの間で圧縮されている。
 一方、前記ノズル62は、その内部空間が前記本体部61の貫通孔61aの大径部分に連通している。また、ノズル62は、前記本体部61から略水平方向に延びた後、略鉛直上方に延び、その上端部に、前記ピストン14の裏面に向かう噴射孔が形成されている。
 この構成により、前記オイルジェットギャラリ53から前記貫通孔61aの上端開口に作用する油圧が所定圧未満である場合には、前記スプリング63bの付勢力によってチェックボール63aが前記弁座61bに当接する。これにより、前記貫通孔61aは閉鎖される(チェックボール機構63の閉鎖状態;図2を参照)。この場合、ノズル62の噴射孔からのオイルジェットは実行されない。
 一方、前記オイルジェットギャラリ53から前記貫通孔61aの上端開口に作用する油圧が所定圧以上に達すると、前記スプリング63bの付勢力に抗してチェックボール63aが前記弁座61bから離脱する。これにより、前記貫通孔61aは開放される(チェックボール機構63の開放状態;図3を参照)。この場合、オイルジェットギャラリ53から貫通孔61aに流入したオイルがノズル62に流れ込む。これにより、ノズル62に流れ込んだオイルがピストン14の裏面に向けて噴射される。このオイルジェットによりピストン14が冷却され、例えば筒内温度の過上昇を抑制してノッキングの発生を防止できる。なお、チェックボール機構63が開放する油圧の値は、前記スプリング63bのバネ定数が適宜設定されることによって調整される。
 (オイルジェット切り換え機構)
 前記オイルジェット切り換え機構52のオイルジェット流路54は、前記シリンダブロック12の内部に形成されており、上流端が前記メインオイルホール21に連通している。また、このオイルジェット流路54の下流側は、下流端がOSV7に繋がるパイロット流路54aと、前記オイルジェットギャラリ53と略同軸上に配設されたオイルジェット導入油路54bとに分岐されている。
 前記オイルジェット切り換えバルブ8は、前記シリンダブロック12の内部に形成されたバルブ挿入孔81に収容されている。このバルブ挿入孔81は、前記オイルジェットギャラリ53およびオイルジェット導入油路54bの延長方向に対して略直交する方向に延びており、一端側(図中の上端側)が前記OSV7の内部空間に連通し、他端側(図中の下端側)が前記オイルジェットギャラリ53およびオイルジェット導入油路54bに連通している。
 このバルブ挿入孔81に収容されているオイルジェット切り換えバルブ8は、図4(オイルジェット切り換えバルブ8の分解斜視図)にも示すように、バルブハウジング82、バルブ本体83、カラー84、スプリング(付勢手段)85を備えている。以下、それぞれについて説明する。
 <バルブハウジング>
 バルブハウジング82は、前記バルブ挿入孔81に挿入された略円筒形状の部材である。このバルブハウジング82の外径寸法はバルブ挿入孔81の内径寸法に略一致している。このため、このバルブハウジング82は、バルブ挿入孔81の内部において、その軸心に沿う方向(図2における上下方向)に移動自在となっている。また、このバルブハウジング82の長さ寸法(軸心に沿う方向の長さ寸法)は、前記バルブ挿入孔81の長さ寸法(軸心に沿う方向の長さ寸法)と前記オイルジェット導入油路54bの内径寸法との和よりも僅かに短く設定されている。
 また、このバルブハウジング82の先端部近傍の側面には、このバルブハウジング82の軸心を挟んで対向するオイル導入口82aおよびオイル導出口(開口)82bが形成されている。オイル導入口82aは前記オイルジェット導入油路54bに向けて開口している。また、このオイル導入口82aの軸心はバルブハウジング82の軸心に対して直交している。一方、オイル導出口82bは前記オイルジェットギャラリ53に向けて開口している。また、このオイル導出口82bの軸心もバルブハウジング82の軸心に対して直交している。また、このオイル導出口82bの開口面積は、前記オイル導入口82aの開口面積よりも僅かに小さく設定されている。また、このオイル導出口82bの軸心は、前記オイル導入口82aの軸心よりも僅かに上側に位置している(図7Aを参照)。
 また、前記バルブ挿入孔81の内面における図中の上端近傍位置には円環状の凹部81aが形成されている。この凹部81aの形成位置、高さ寸法および外径寸法は適宜設定される。
 一方、前記バルブハウジング82の外周面には、前記凹部81aに挿入される円環状の突起82cが形成されている。この突起82cの厚さ寸法(図2における上下方向の寸法)は、前記凹部81aの高さ寸法(図中の上下方向の寸法)よりも僅かに短くなっている。つまり、これら突起82cと凹部81aとの間には、図中の上下方向にクリアランスCを有している。このため、バルブハウジング82は、バルブ挿入孔81の内部において、このクリアランスCの寸法だけ軸心に沿う方向(図中の上下方向)に移動自在となっている。
 また、前記オイルジェット導入油路54bと前記オイルジェットギャラリ53との境界部分の油路の底部(内壁面)には、前記バルブハウジング82の先端部分(下端部分)の形状に略合致する形状の凹陥部55が形成されている。この凹陥部55は略円柱形状である。この凹陥部55の内径寸法は、前記バルブハウジング82の先端部分の外径寸法に略一致しているか、または、この外径寸法よりも僅かに大きく設定されている。このため、前述した如く上下方向に移動自在となっているバルブハウジング82が下側に向かって移動する場合には、このバルブハウジング82の先端部分が凹陥部55に嵌り込むようになっている。また、この凹陥部55にバルブハウジング82の先端部分が嵌り込んだ状態では、前記バルブハウジング82の突起82cの下面が前記バルブ挿入孔81の凹部81aの底面に当接しているか、または、この両者の間に僅かな隙間が存在するように構成されている。つまり、前記突起82cおよび凹部81aは、バルブハウジング82が下側に向かって移動する際に、このバルブハウジング82の先端部分が凹陥部55に嵌り込む位置までバルブハウジング82の移動を許容する前記クリアランスCを有するように形成されている。
 さらに、図7Aにも示すように、バルブハウジング82の先端部には開口82dが形成されている。この開口82dの内周縁には、内周側に向かって突出する突部86,87が設けられている。前記オイル導出口82b側に設けられている突部87の高さ寸法(図中のt1)は、前記オイル導入口82a側に設けられている突部86の高さ寸法(図中のt2)よりも僅かに長く設定されている。また、このオイル導出口82b側に設けられている突部87の内縁上端部には傾斜面87aが形成されている。後述するバルブ本体83の閉鎖状態では、この傾斜面87aにバルブ本体83の先端部が当接するようになっている。なお、前記オイル導出口82b側の突部87の形成範囲としては、バルブハウジング82の全周囲に対して1/3~1/4程度の範囲に設定されている。この範囲はこれに限定されるものではなく、後述するように、スプリング85の付勢力がバルブ本体83を介してバルブハウジング82に確実に伝達される面積(前記傾斜面87aの面積)が確保される範囲であればよい。
 <バルブ本体>
 バルブ本体83は、前記バルブハウジング82の内部に挿入される部材であって、図7Aに示すように、円筒形状の胴部83aと、この胴部83aの下端に一体形成された弁部83bとを有した有底円筒形状となっている。胴部83aの外径寸法は前記バルブハウジング82の内径寸法に略一致している。このため、このバルブ本体83はバルブハウジング82の内部において、その軸心に沿う方向(図中の上下方向)に移動自在となっている。また、前記弁部83bの構成としては、前記胴部83aの外径寸法に一致する外径を有する基部83cと、この基部83cの下端に連続し、この基部83cよりも小径の先端部83dとを備えている。また、この先端部83dの外径寸法は、前記バルブハウジング82の先端部に形成されている前記開口82dの内径寸法よりも大径となっている。そして、前述した如く、バルブ本体83の閉鎖状態では、この弁部83bの先端部83dが、前記バルブハウジング82におけるオイル導出口82b側に設けられている突部87の傾斜面87aに当接する構成となっている。また、この弁部83bの先端部83dが前記傾斜面87aに当接した状態にあっては、弁部83bの先端部83dと前記オイル導入口82a側の突部86との間に隙間が生じている。これにより、この弁部83bの先端部83dに前記メインオイルホール21およびオイルジェット導入油路54bの油圧が作用する構成となっている。この油圧は、弁部83bの先端部83dに対して垂直方向に作用して、前記バルブ本体83を後退移動(図中の上方へ移動)させる力として作用することになる。
 <カラー>
 カラー84は、前記バルブハウジング82の内部に挿入される円筒形状の部材である。このカラー84の外径寸法はバルブハウジング82の内径寸法に略一致している。また、このカラー84の下端部には、前記スプリング85の上端縁が当接するスプリング座84aが形成されている。また、このカラー84の上端面は、前記OSV7のケーシング71に当接されている。
 <スプリング>
 スプリング85は、圧縮コイルバネで成り、前記バルブ本体83の弁部83bの上面とカラー84のスプリング座84aとの間に圧縮された状態で収容されている。このため、バルブ本体83には、図中下向きの付勢力が付与されている。つまり、このバルブ本体83を前記オイルジェット導入油路54bとオイルジェットギャラリ53との境界部分に向かって前進させる方向の付勢力が付与されている。このため、バルブ本体83の背圧とオイルジェット導入油路54bの内圧(弁部83bの先端部83dに作用する油圧)とが略同一になった場合には、このスプリング85の付勢力によってバルブ本体83がオイルジェット導入油路54b側へ前進移動し、バルブハウジング82のオイル導出口82bを閉鎖する。これにより、オイルジェット導入油路54bとオイルジェットギャラリ53との間が遮断されることになる(オイルジェット切り換えバルブ8の閉鎖状態;図2の状態を参照)。一方、オイルジェット導入油路54bの内圧(弁部83bの先端部83dに作用する油圧)が、バルブ本体83の背圧とスプリング85の付勢力との和よりも高くなった場合には、このスプリング85の付勢力に抗してバルブ本体83がオイルジェット導入油路54bから後退する方向に移動し(バルブ挿入孔81の内部に引き込まれ)、バルブハウジング82のオイル導出口82bを開放する。これにより、オイルジェット導入油路54bとオイルジェットギャラリ53との間が連通されることになる(オイルジェット切り換えバルブ8の開放状態;図3の状態を参照)。
 <OSV>
 前記OSV7は、ケーシング71内にプランジャ72が往復移動可能に収容されている。このOSV7は、電磁ソレノイド77の通電/非通電に伴うプランジャ72の往復移動によってオイルの流路を切り換える。
 具体的に、前記ケーシング71には、油圧導入ポート(第1ポート)71a、バルブ圧力ポート(第2ポート)71b、および、ドレンポート71cが形成されている。前記油圧導入ポート71aは、ケーシング71の先端面に設けられ、前記パイロット流路54aに連通している。バルブ圧力ポート71bは、ケーシング71の側面(図2における下面)に設けられ、前記バルブ挿入孔81(バルブ本体83の背圧空間)に連通している。ドレンポート71cは、前記バルブ圧力ポート71bの形成位置よりも基端側(電磁ソレノイド77側)におけるケーシング71の側面に設けられ、図示しないクランクケースに繋がるドレン油路12aに連通している。
 また、このケーシング71内における前記油圧導入ポート71aおよびバルブ圧力ポート71bに対応する位置には、チェックボール73が収容されている。このチェックボール73は、その位置によって、前記油圧導入ポート71aとバルブ圧力ポート71bとを連通させ、且つこれら油圧導入ポート71aおよびバルブ圧力ポート71bをドレンポート71cから遮断するバルブ閉位置(図2の状態を参照)と、前記バルブ圧力ポート71bとドレンポート71cとを連通させ、且つこれらバルブ圧力ポート71bおよびドレンポート71cを油圧導入ポート71aから遮断するバルブ開位置(図3の状態を参照)との間で移動可能となっている。
 具体的に、チェックボール73の収容位置に対して油圧導入ポート71a側にはストッパ74が固定されている。このストッパ74は、前記油圧導入ポート71aとケーシング71の内部(チェックボール73の収容空間)とを連通する油圧導入孔74aを有している。この油圧導入孔74aの内径寸法は前記チェックボール73の外径寸法よりも小さく設定されている。このため、チェックボール73がストッパ74から後退した位置にある場合には、図2に示すように、前記油圧導入孔74aが開放されることになり、前記油圧導入ポート71aとバルブ圧力ポート71bとが連通することになる。一方、チェックボール73がストッパ74に向けて移動してストッパ74に当接した場合には、図3に示すように、前記油圧導入孔74aが閉鎖されることになり、前記油圧導入ポート71aとバルブ圧力ポート71bとが遮断されることになる。
 また、チェックボール73の収容位置に対してドレンポート71c側にはバルブシート75が固定されている。このバルブシート75は、前記ドレンポート71cとケーシング71の内部(チェックボール73の収容空間)とを連通するドレン孔75aを有している。このドレン孔75aの内径寸法は前記チェックボール73の外径寸法よりも小さく設定されている。このため、チェックボール73がバルブシート75から後退した位置にある場合には、図3に示すように、前記ドレン孔75aが開放されることになり、前記バルブ圧力ポート71bとドレンポート71cとが連通することになる。一方、チェックボール73がバルブシート75に向けて移動してバルブシート75に当接した場合には、図2に示すように、前記ドレン孔75aが閉鎖されることになり、前記バルブ圧力ポート71bとドレンポート71cとが遮断されることになる。
 また、前記プランジャ72は、圧縮コイルバネで成るスプリング76によって前記チェックボール73側に向かう付勢力が付与されていると共に、電磁ソレノイド77によって駆動するようになっている。つまり、電磁ソレノイド77に電圧が印加されていないときには、図3に示すように、前記スプリング76の付勢力によってプランジャ72がケーシング71内において図中左側に前進移動している。この状態がOSV7のOFF状態である。一方、電磁ソレノイド77に電圧が印加されたときには、図2に示すように、前記スプリング76の付勢力に抗してプランジャ72がケーシング71内において図中右側に後退移動している。この状態がOSV7のON状態である。電磁ソレノイド77への電圧の印加および非印加はECU100(図5を参照)によって制御される。
 前記OSV7のON状態では、図2に示すように、プランジャ72がチェックボール73を押圧しない。このチェックボール73は前記パイロット流路54aからの油圧を受けることによりストッパ74から後退してバルブシート75に当接した位置となる。これにより、前記油圧導入ポート71aとバルブ圧力ポート71bとが連通する。このため、バルブ挿入孔81に前記メインオイルホール21からパイロット流路54aを経た油圧が導入されることになる。この場合、オイルジェット切り換えバルブ8のバルブ本体83の先端面および背面それぞれにメインオイルホール21からの油圧が作用しているため、このバルブ本体83は、その背面側に設けられたスプリング85の付勢力によってオイルジェット導入油路54b側に向けて移動する(図中の下側に移動する)。このバルブ本体83の移動に伴い、このバルブ本体83がバルブハウジング82のオイル導出口82bを閉鎖すると共に、このバルブ本体83の先端部83dの外縁部が、バルブハウジング82におけるオイル導出口82b側の突部87の傾斜面87aに当接する。この当接により、バルブハウジング82も前記スプリング85からの付勢力を受けることになり、バルブハウジング82は前記凹陥部55に向かって前進移動して、図7Aに示すように、バルブハウジング82の先端部が凹陥部55に嵌り込むことになる。これにより、オイルジェット導入油路54bの下流端はオイルジェット切り換えバルブ8によって閉鎖された状態となり、オイルジェット機構51のオイルジェットギャラリ53にはオイルが供給されず、オイルジェットが停止される。
 一方、前記OSV7がOFF状態になると、図3に示すように、前記スプリング76の付勢力を受けてプランジャ72が前進移動してチェックボール73を押圧する。これにより、チェックボール73がバルブシート75から後退してストッパ74に当接した位置となる。これにより、前記バルブ圧力ポート71bとドレンポート71cとが連通する。このため、バルブ挿入孔81のオイルがバルブ圧力ポート71bおよびドレンポート71cからドレン油路12aを経てクランクケース内にドレンされる。これによりバルブ挿入孔81の油圧が急速に下降する。また、オイルジェット切り換えバルブ8のバルブ本体83の先端面にはメインオイルホール21からの油圧が作用しているため、このオイルジェット切り換えバルブ8は、その背面側に設けられたスプリング85の付勢力に抗してバルブ挿入孔81の内部に向けて移動する(図中の上側に移動する)。このバルブ本体83の移動に伴い、このバルブ本体83がバルブハウジング82のオイル導出口82bを開放することになり、前記オイルジェット導入油路54bとオイルジェットギャラリ53とが連通されてオイルジェット機構51のオイルジェットギャラリ53にオイルが供給される。そして、エンジン回転速度の上昇などに伴って、このオイルジェットギャラリ53に供給されるオイルの油圧が所定値に達すると前記ピストンジェットノズル6のチェックボール機構63が開放し、オイルジェットが実行されてピストン14が冷却されることになる。
 このようにオイルジェット切り換え機構52では、OSV7の切り換え動作に連動してバルブ挿入孔81内部の油圧を切り換えてオイルジェット切り換えバルブ8の開閉が行われる。このため、このOSV7は、給油路の切り換え機能のみを備えておればよく、比較的小型なものとして実現できる。これによりオイルジェット切り換え機構52の小型化が図られている。また、オイルジェット切り換えバルブ8を後退移動させる際に、バルブ挿入孔81の油圧を下降させるようになっている。このため、OSV7の切り換えと略同時にオイルジェット切り換えバルブ8の後退移動が開始されることになり、制御性が良好になっている。
 このピストン14の冷却は、エンジン1の燃焼行程におけるノッキングの発生を防止することを主な目的としている。このため、基本的には、エンジン1の暖機中などにあってはピストン14を冷却する要求は低く、エンジン1の暖機完了後(特に、暖機完了後の高負荷運転域や高回転域)にはピストン14を冷却する要求が高くなる。このため、例えば、エンジン1の冷間始動の初期時には、冷却水温度が比較的低いため、ピストン14を冷却する要求は低く、前記OSV7がON状態となって、オイルジェットは停止される。また、エンジン1の暖機完了後の所定運転域(高負荷運転域や高回転域)においては、前記OSV7がOFF状態となって、オイルジェットギャラリ53にエンジンオイルが供給され、各ピストンジェットノズル6,6,…からピストン14,14,…の裏面側に向けてエンジンオイルが噴射される。
 -OSVの制御系-
 図5は、前記OSV7に係る制御系を示すブロック図である。ECU100は、エンジン1の運転制御などを実行する電子制御装置である。ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップRAMなどを備えている。
 ROMには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMはCPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。また、バックアップRAMはエンジン1の停止時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
 前記OSV7に係る制御系にあっては、ECU100に複数のセンサが接続されている。具体的には、エンジン1の出力軸であるクランクシャフト15が所定角度だけ回転する度にパルス信号を発信するクランクポジションセンサ101、吸入空気量を検出するエアフロメータ102、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ103、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ104、および、前記メインオイルホール21の内部の油圧を検出する油圧センサ105などがECU100に接続されている。これらセンサ101~105からの信号がECU100に入力されるようになっている。前記油圧センサ105は図1および図2にも示すように前記メインオイルホール21に取り付けられ、このメインオイルホール21内部の油圧を検出する。
 なお、このECU100は、前記各センサ以外に、周知のセンサとして、油温センサ、スロットル開度センサ、車輪速センサ、シフトポジションセンサ、ブレーキペダルセンサ、吸気温センサ、A/Fセンサ、O2センサ、カムポジションセンサ等(何れも図示省略)が接続されており、これらセンサからの信号も入力されるようになっている。
 そして、ECU100は、各種センサの出力信号に基づいて、エンジン1の各種アクチュエータ(スロットルモータ、インジェクタ、イグナイタ等)の制御のほか、前記OSV7の開閉制御(オイルジェット制御)を行うようになっている。
 そして、前記オイルジェット装置5によるオイルジェットの切り換え制御としては、所定のオイルジェット停止条件が成立している期間中にあっては、前記OSV7がONとされてオイルジェットを停止する。このオイルジェット停止条件は、例えばエンジン回転速度が所定速度以下であり且つエンジン負荷が所定値以下である場合に成立する。
 図6は、前記ECU100のROMに記憶されたオイルジェット実行マップを示している。このオイルジェット実行マップでは、エンジン回転速度およびエンジン負荷をパラメータとして、オイルジェット実行領域とオイルジェット停止領域とが設定されている。つまり、エンジン回転速度が図中のNe1以下であり且つエンジン負荷が図中のKL1以下である場合には、エンジン運転領域がオイルジェット停止領域にあるとして、ECU100からオイルジェット停止信号が出力され、前記OSV7がONとされてオイルジェットを停止する。これに対し、エンジン回転速度が図中のNe1を超えている場合や、エンジン負荷が図中のKL1を超えている場合には、エンジン運転領域がオイルジェット実行領域にあるとして、ECU100からオイルジェット実行信号が出力され、前記OSV7がOFFとされてオイルジェットを実行する。
 なお、前記エンジン回転速度Ne1およびエンジン負荷KL1の値としては実験またはシミュレーションによって設定されている。例えば、エンジン1の燃焼行程においてノッキングが発生しない範囲であって且つピストン14の温度が適切に維持されるように(ピストン14を冷却し過ぎないように)各値は設定されている。
 そして、所定のオイルジェット停止条件が成立して、ECU100からオイルジェット停止信号が出力されている場合、前述した如く、前記OSV7がONとされ、図7Aに示すように、バルブ本体83はスプリング85の付勢力によってオイルジェット導入油路54b側に向けて移動する(図中の下側に移動する)。このバルブ本体83の移動に伴い、このバルブ本体83がバルブハウジング82のオイル導出口82bを閉鎖すると共に、このバルブ本体83の先端部83dの外縁部が、バルブハウジング82におけるオイル導出口82b側の突部87の傾斜面87aに当接する。この当接により、バルブハウジング82も前記スプリング85からの付勢力を受けることになり、バルブハウジング82は前記凹陥部55に向かって前進移動する。そして、バルブハウジング82の先端部が凹陥部55の底面に向けて押圧されることになる。このため、このバルブハウジング82の先端面と凹陥部55の底面との間のシール性が良好に確保され、このバルブハウジング82の先端面と凹陥部55の底面との間からピストンジェットノズル6側にオイルが漏れ出してしまうことが防止される。
 このように、オイルジェット切り換えバルブ8の閉弁状態にあっては、ピストンジェットノズル6側へのオイル漏れが防止され、オイル消費量の削減を図ることができる。また、ピストンジェットノズル6からの無駄なオイルジェットが禁止されることにより、オイルによる燃料希釈を抑制できると共に、ピストン14を必要以上に冷却してしまうことが抑制されてPN(Particle Number;スモーク)の低減を図ることもできる。
 また、本実施形態では、バルブ本体83が前進移動した際に、このバルブ本体83を介してスプリング85の付勢力がバルブハウジング82に付与される構成となっている。このため、バルブハウジング82に付勢力を付与する期間を必要期間のみに設定することが可能になると共に、オイルジェット切り換えバルブ8の閉弁時に、バルブハウジング82の先端部を凹陥部55の底面に向けて確実に押圧することが可能になる。
 さらに、バルブハウジング82は、前記クリアランスC(突起82cと凹部81aとの間のクリアランスC)だけ軸心に沿う方向に移動自在となっているため、このバルブハウジング82の抜け止めが図れるだけでなく、このバルブハウジング82の移動範囲を制限することができる。このため、バルブハウジング82が必要以上に移動してしまって油路でのオイル流れが阻害されてしまうといったことが回避できる。
 -変形例-
 次に、変形例について説明する。この変形例は、バルブハウジング82の構成が前記実施形態のものと異なっている。他の構成および動作は前記実施形態のものと同様であるので、ここではバルブハウジング82の構成についてのみ説明する。
 図8に示すように、本変形例に係るオイルジェット切り換えバルブ8にあっては、前記バルブハウジング82の先端面にシール材88が装着された構成となっている。このシール材88は、バルブハウジング82の先端面から、このバルブハウジング82の先端部分の側面に亘って接着などの手段によって装着されている。なお、このシール材88は、ゴム製または樹脂製であって、弾性を有する部材であれば特に材質は限定されない。
 このようにシール材88が装着されたことにより、前記スプリング85の付勢力を受けてバルブハウジング82が下方へ移動した状態では、このバルブハウジング82の先端面と前記凹陥部55との間にシール材88が介在されることになる。このため、バルブハウジング82の先端面と凹陥部55との間が確実にシールされてピストンジェットノズル6側へのオイル漏れが防止されることになる。
 -他の実施形態-
 以上、本発明の実施形態および変形例を図面に基づいて詳細に説明したが、これらはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
 また、前記実施形態および変形例では直列4気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明は、気筒数やエンジンの形式(V型や水平対向型等)は特に限定されるものではない。また、ディーゼルエンジンに対しても本発明は適用が可能である。
 また、前記実施形態および変形例では、オイルジェット切り換え機構52にOSV7を設けていた。本発明はこれに限らず、開度調整可能なOCV(Oil Control Valve)を設けるようにしてもよい。
 また、前記実施形態および変形例ではコンベンショナル車両(駆動力源としてエンジン1のみを搭載した車両)に本発明を適用した場合について説明したが、ハイブリッド車両(駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載した車両)に対しても本発明は適用可能である。
 また、前記実施形態および各変形例では、ピストン14を冷却するためのオイルジェット装置5に本発明を適用した場合について説明したが、シリンダ内壁面を冷却するためのオイルジェット装置に対しても本発明は適用が可能である。
 また、前記実施形態では、エンジンオイルの供給と非供給とが切り換えられる機器としてオイルジェット装置5を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、カムシャワーやタイミングチェーンジェットに対してエンジンオイルの供給と非供給とを切り換えるものに対しても適用が可能である。つまり、前記シャワーパイプ側通路27に対するエンジンオイルの供給と非供給とを切り換える場合や、図示しないタイミングチェーンジェットに対するエンジンオイルの供給と非供給とを切り換える場合に適用するものである。これらの機器はエンジン回転速度が所定回転速度以下となり、エンジンオイルの飛散による潤滑が行えなくなる状況においてOSVをOFFにしてオイルジェット切り換えバルブを開放し、これによりエンジンオイルを供給するようにしたものである。
 その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
 この出願は2012年12月27日に日本で出願された特願2012-285945号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、そのすべての内容は本出願に組み込まれるものである。
 本発明は、オイルジェット装置においてオイルジェットの実行と停止とを切り換える機構のシール構造に適用可能である。
1    エンジン(内燃機関)
21   メインオイルホール(メインオイル通路)
32   オイルポンプ
5    オイルジェット装置
51   オイルジェット機構
53   オイルジェットギャラリ(油路)
54b  オイルジェット導入油路(油路)
55   凹陥部
6    ピストンジェットノズル(オイルジェットノズル)
7    OSV(制御バルブ)
71a  油圧導入ポート(第1ポート)
71b  バルブ圧力ポート(第2ポート)
71c  ドレンポート
8    オイルジェット切り換えバルブ
81   バルブ挿入孔(背圧空間)
81a  凹部
82   バルブハウジング
82a  オイル導入口
82b  オイル導出口(開口)
82c  突起
83   バルブ本体
83d  先端部
85   スプリング(付勢手段)
87   突部
87a  テーパ面
C    クリアランス

Claims (7)

  1.  オイルジェット機構に連通する油路を開閉するオイルジェット切り換えバルブを有する内燃機関のオイルジェット装置において、
     前記オイルジェット切り換えバルブは、前記油路の延長方向に対して略直交する方向に延びる挿入孔に挿入され且つこの挿入孔の延長方向に沿って移動自在とされたバルブハウジングを備えており、
     前記オイルジェット切り換えバルブの閉弁時、付勢手段からの付勢力を受けることによって前記バルブハウジングの先端部が前記油路の内壁面に向けて押圧される構成となっていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
  2.  請求項1記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
     前記油路には、前記バルブハウジングの先端部が嵌り込む凹陥部が形成されていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
  3.  請求項1または2記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
     前記バルブハウジングの内部にはバルブ本体が進退移動自在に挿入されており、このバルブ本体が前進移動することによって、前記バルブハウジングに形成されている開口を閉鎖して油路を遮断する一方、前記バルブ本体が後退移動することによって、前記開口を開放して油路を連通させるようになっており、
     前記バルブ本体は、前記付勢手段によって前進移動方向への付勢力を受けており、このバルブ本体が前進移動した際に、このバルブ本体が前記バルブハウジングの内面の一部に当接することにより、前記付勢手段からの付勢力をバルブハウジングに付与する構成となっていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
  4.  請求項1または2記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
     前記挿入孔の内壁面には、この挿入孔の軸心に沿う方向に所定長さ寸法を有する凹部が形成されている一方、前記バルブハウジングの外壁面には、前記凹部内に位置し且つこの凹部の内面との間に前記軸心に沿う方向のクリアランスを有する突起が設けられており、前記クリアランスの寸法だけ前記バルブハウジングは前記挿入孔の内部において前記軸心に沿って移動自在とされていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
  5.  請求項3記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
     前記挿入孔の内壁面には、この挿入孔の軸心に沿う方向に所定長さ寸法を有する凹部が形成されている一方、前記バルブハウジングの外壁面には、前記凹部内に位置し且つこの凹部の内面との間に前記軸心に沿う方向のクリアランスを有する突起が設けられており、前記クリアランスの寸法だけ前記バルブハウジングは前記挿入孔の内部において前記軸心に沿って移動自在とされていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
  6.  請求項3記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
     前記バルブハウジングの内部に挿入されたバルブ本体を進退移動させるための油圧を切り換える制御バルブが設けられ、
     この制御バルブは、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルジェット機構に向けて供給するメインオイル通路に連通する第1ポート、および、前記バルブ本体の背圧空間に連通する第2ポートを備えており、
     前記制御バルブが第1ポートと第2ポートとを連通させる切り換え状態にある場合には、前記背圧空間にメインオイル通路からの油圧が作用することによって前記バルブ本体が前進移動して前記バルブハウジングに形成されている開口を閉鎖することにより油路を遮断する一方、前記制御バルブが第1ポートと第2ポートとを遮断する切り換え状態にある場合には、前記背圧空間に作用する油圧が解除されることによって前記バルブ本体が後退移動して前記開口を開放することにより油路を連通させる構成となっていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
  7.  請求項6記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
     前記制御バルブには、前記第1ポートと第2ポートとを遮断する切り換え状態にある場合に、前記第2ポートに連通して前記背圧空間のオイルを排出するドレンポートが設けられていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
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