JP2017166568A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine.
内燃機関において、アルミ製のピストンに代えて、熱効率改善効果の大きいスチール製のピストンを用いることが行われている。
スチール製のピストンは、アルミ製のピストンと比較して小型化が図られている。
そのため、コンロッドの小端部とピストンピンとの間に設けられている小端ブッシュが燃焼室近くに配置されることとなるため、小端ブッシュとして、耐食性の高いソリッドブッシュが用いられている。
In an internal combustion engine, instead of an aluminum piston, a steel piston having a large thermal efficiency improvement effect is used.
Steel pistons are smaller than aluminum pistons.
Therefore, since the small end bush provided between the small end portion of the connecting rod and the piston pin is disposed near the combustion chamber, a solid bush having high corrosion resistance is used as the small end bush.
ここで、ソリッドブッシュは高価であるため、より安価な巻きブッシュを採用したいという要望がある。しかし、巻きブッシュは、高温で冷却用オイルの硫黄成分と当該巻きブッシュ内の銅成分とが結合して硫化銅となるおそれがあるため、巻きブッシュを冷却することが望まれている。 Here, since the solid bush is expensive, there is a demand for adopting a cheaper wound bush. However, it is desired that the winding bush be cooled because the sulfur component of the cooling oil and the copper component in the winding bush may be combined with each other to form copper sulfide at a high temperature.
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、小型化可能なスチール製のピストンと安価な巻きブッシュという組み合わせを実現しつつ、巻きブッシュを好適に冷却することが可能な内燃機関を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an internal combustion engine capable of suitably cooling a winding bush while realizing a combination of a steel piston capable of being downsized and an inexpensive winding bush. The issue is to provide.
前記課題を解決するために、本発明の内燃機関は、シリンダ室を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドと、前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、冷却用オイルを噴射するオイル噴射部と、を備え、前記ピストンは、鉄製であり、前記小端ブッシュは、巻きブッシュであり、前記ピストンには、噴射された前記冷却用オイルが流通するクーリングチャンネルが形成されており、前記小端部には、前記クーリングチャンネルを流通して当該クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルが流通する小端部流路が形成されており、前記小端部流路は、前記小端部の径方向外側端部と径方向内側端部とを連通しており、前記クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導くことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an internal combustion engine of the present invention is installed in a cylinder block and a cylinder head constituting a cylinder chamber, a piston slidable in the cylinder chamber, and a pair of pin holes formed in the piston. A piston pin, a connecting rod externally fitted to the piston pin at the small end, a small end bush provided between the connecting rod and the small end, and cooling oil. An oil injection unit that injects, the piston is made of iron, the small end bush is a wound bush, and the piston has a cooling channel through which the injected cooling oil flows. A small end portion through which the cooling oil flowing through the cooling channel and discharged from the cooling channel flows. The small end flow path communicates a radially outer end and a radially inner end of the small end, and the cooling end discharged from the cooling channel is formed in the small end flow path. Oil is guided to the small end bush.
かかる構成によると、クーリングチャンネル及び小端部流路を介して冷却用オイルを小端ブッシュへかけるので、小端ブッシュを好適に冷却することができる。 According to such a configuration, the cooling oil is applied to the small end bush via the cooling channel and the small end passage, so that the small end bush can be suitably cooled.
前記小端ブッシュには、前記小端部流路と連通する小端ブッシュ流路が形成されており、前記小端ブッシュ流路は、前記小端部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く構成であってもよい。 The small end bushing is formed with a small end bushing channel that communicates with the small end channel, and the small end bushing channel receives the cooling oil discharged from the small end channel. The structure which guide | induces to the said piston pin may be sufficient.
かかる構成によると、小端ブッシュ流路を介して冷却用オイルをピストンピンへかけるので、ピストンピン及び小端ブッシュを好適に冷却することができる。 According to such a configuration, since the cooling oil is applied to the piston pin through the small end bush flow path, the piston pin and the small end bush can be suitably cooled.
前記オイル噴射部は、前記クーリングチャンネルへ向けて前記冷却用オイルを噴射するとともに、前記小端部へ向けて直接前記冷却用オイルを噴射する構成であってもよい。 The oil injection unit may inject the cooling oil toward the cooling channel and directly inject the cooling oil toward the small end.
かかる構成によると、冷却用オイルを小端部へ直接かけるので、小端部を好適に冷却することができる。 According to this configuration, since the cooling oil is directly applied to the small end portion, the small end portion can be suitably cooled.
また、本発明の内燃機関は、シリンダ室を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドと、前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、を備え、前記ピストンは、鉄製であり、前記小端ブッシュは、巻きブッシュであり、前記コンロッドの桿部から前記小端部には、冷却用オイルが流通する桿部流路が形成されており、前記桿部流路は、前記小端部において開口しており、当該桿部流路を流通する前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導くことを特徴とする。 The internal combustion engine of the present invention includes a cylinder block and a cylinder head that constitute a cylinder chamber, a piston that can slide in the cylinder chamber, a piston pin that is installed in a pair of pin holes formed in the piston, A connecting rod that is swingably fitted to the piston pin at a small end portion, and a small end bush provided between the connecting rod and the small end portion, wherein the piston is made of iron. The small end bush is a wound bush, and a flange flow passage through which cooling oil flows is formed from the flange portion of the connecting rod to the small end portion. An opening is formed at the end, and the cooling oil flowing through the flange channel is guided to the small end bush.
かかる構成によると、桿部流路を介して冷却用オイルを小端ブッシュへかけるので、小端ブッシュを好適に冷却することができる。 According to such a configuration, since the cooling oil is applied to the small end bush via the collar channel, the small end bush can be suitably cooled.
前記小端ブッシュには、前記桿部流路と連通する小端ブッシュ流路が形成されており、前記小端ブッシュ流路は、前記桿部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く構成であってもよい。 The small end bush is formed with a small end bush flow path communicating with the flange flow path, and the small end bush flow path uses the cooling oil discharged from the flange flow path as the piston. It may be configured to lead to a pin.
かかる構成によると、小端ブッシュ流路を介して冷却用オイルをピストンピンへかけるので、ピストンピン及び小端ブッシュを好適に冷却することができる。 According to such a configuration, since the cooling oil is applied to the piston pin through the small end bush flow path, the piston pin and the small end bush can be suitably cooled.
前記ピストンは、円柱形状を呈するヘッド部と、前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、を備え、前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に渦巻き溝が形成されている構成であってもよい。 The piston includes a head portion having a cylindrical shape, and a skirt portion extending from a peripheral portion of a side surface of the connecting rod of the head portion, and having a cylindrical shape, and the pair of pin holes includes the skirt portion. The spiral rod groove may be formed in a portion facing the small end portion on the side surface of the connecting rod of the head portion.
かかる構成によると、渦巻き溝によって冷却用オイルを小端部に滴下させ、小端部を好適に冷却することができる。 According to this configuration, the cooling oil can be dropped onto the small end portion by the spiral groove, and the small end portion can be suitably cooled.
前記ピストンは、円柱形状を呈するヘッド部と、前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、を備え、前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に複数の突起が形成されている構成であってもよい。 The piston includes a head portion having a cylindrical shape, and a skirt portion extending from a peripheral portion of a side surface of the connecting rod of the head portion, and having a cylindrical shape, and the pair of pin holes includes the skirt portion. And a plurality of protrusions may be formed on a side surface of the connecting portion of the head portion facing the small end portion.
かかる構成によると、突起によって冷却用オイルを小端部に滴下させ、小端部を好適に冷却することができる。 According to this configuration, the cooling oil can be dripped onto the small end portion by the protrusion, and the small end portion can be suitably cooled.
前記内燃機関は、比出力が60.0kw/L以下、前記ピストンのボア径が79mm以下、かつ、前記ピストンの頂面とピン穴との距離が20mm以上25mm以下である構成であってもよい。 The internal combustion engine may have a configuration in which a specific output is 60.0 kw / L or less, a bore diameter of the piston is 79 mm or less, and a distance between the top surface of the piston and a pin hole is 20 mm or more and 25 mm or less. .
かかる構成によると、小型化可能なスチール製のピストンと安価な巻きブッシュという組み合わせを実現しつつ、冷却用オイルの噴射量を抑えることができる。 According to such a configuration, the injection amount of the cooling oil can be suppressed while realizing a combination of a steel piston that can be reduced in size and an inexpensive winding bush.
また、本発明の内燃機関は、シリンダ室を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドと、前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、前記コンロッドと前記ピストンピンとの間に設けられている小端ブッシュと、前記小端ブッシュを冷却するための冷却用オイルを噴射するオイル噴射部と、を備え、前記ピストンは、鉄製であり、小端ブッシュは、巻きブッシュであり、比出力が60.0kw/L以下、前記ピストンのボア径が79mm以下、かつ、前記ピストンの頂面とピン穴との距離が20mm以上25mm以下であることを特徴とする。 The internal combustion engine of the present invention includes a cylinder block and a cylinder head that constitute a cylinder chamber, a piston that can slide in the cylinder chamber, a piston pin that is installed in a pair of pin holes formed in the piston, A connecting rod that is swingably fitted to the piston pin at a small end, a small end bush provided between the connecting rod and the piston pin, and cooling oil for cooling the small end bush The piston is made of iron, the small end bush is a wound bush, the specific output is 60.0 kw / L or less, the piston bore diameter is 79 mm or less, and The distance between the top surface of the piston and the pin hole is 20 mm or more and 25 mm or less.
本発明によると、冷却用オイルの噴射量を抑えつつ、小型化可能なスチール製のピストンと安価な巻きブッシュという組み合わせを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a combination of a steel piston and an inexpensive winding bush that can be downsized while suppressing the injection amount of the cooling oil.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. The same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に示すように、本実施形態のエンジン1は、所謂ディーゼルエンジンで、シリンダブロック11に開口する筒孔からなるシリンダ(シリンダ室)12と、シリンダ12内を筒軸方向に移動可能に配置されたピストン21と、ピストン21に揺動可能に連結されるコンロッド13と、クランクケース14に支持されつつ、コンロッド13を介して、ピストン21の往復移動を回転運動に変換するクランクシャフト15とを備えている。シリンダ室12は、シリンダブロック11及びシリンダヘッド17によって構成されている。
また、クランクケース14には、ピストン21の下死点近傍に位置する部位に、潤滑油(冷却用オイル)を噴射する潤滑油噴射部16が配置されている。潤滑油噴射部の噴射ノズル16aは、後記する導入口26aに向かって開口し、噴射ノズル16aからは、オイルポンプ(図示せず)で昇圧された潤滑油が、導入口26aに向けて噴射される。
As shown in FIG. 1, the
Further, the
コンロッド13は、断面視H次形状を呈する桿部13aと、桿部13aの一端部に形成されてクランクシャフト15と連結される大端部13bと、桿部13aの他端部に形成されてピストンピン27cを介してピストン21と揺動可能に連結される小端部13cと、を一体に備える。
The connecting
ピストン21は、図2に示すように、鉄製すなわちスチール合金材からなり、シリンダ12内に配置された状態で、シリンダヘッド17側に位置するヘッド部22と、クランクケース14側に位置するスカート部23と、によって構成されている。
ヘッド部22は、シリンダ12の筒孔よりも僅かに小さい直径を有し、直径よりも軸方向の寸法が短い略円柱形状を呈する。なお、ヘッド部22のシリンダヘッド17に対向する面を頂面22a、クランクケース14に対向する面を裏面22b、シリンダ12の筒孔に対向する面を外周面22cとする。
ヘッド部22の頂面22aには、その中央部に、円形の窪みからなるキャビティ24が形成されている。また、キャビティ24を囲む環状枠部25の内部には、クーリングチャネル26が形成されている。
ヘッド部22の裏面22bには、一対のボス部27と、ボス部27から延設される延壁部27aと、摺壁部28が立設されるとともに、導入口26a、排出口26bが開口している。
ヘッド部22の外周面22cには、リング溝22caが形成され、このリング溝22caに、ピストンリング22cbが嵌め込まれている。
As shown in FIG. 2, the
The head portion 22 has a substantially cylindrical shape having a diameter slightly smaller than the cylinder hole of the
On the
On the
A ring groove 22ca is formed on the outer
キャビティ24は、中央部が浅く、周縁部が深く窪みつつ、頂面22a付近が底部よりも狭まるようにくびれている。なお、キャビティ24の形状は、本実施形態の形状に限らず、要求される燃焼室(図示せず)の形状に応じて、様々な形状に設定される。
クーリングチャネル26は、キャビティ24を囲む環状枠部25の内部に、キャビティ24の形状、及び環状枠部25の形状に倣った円環状の空間で構成されている。つまり、クーリングチャネル26は、頂面22a付近で、中間部分よりも径方向に空間が拡がるように設定されている。なお、クーリングチャネル26の形状は、本実施形態の形状に限らず、キャビティ24の形状に応じて様々な形状に設定される。
The
The cooling
図1に示すように、一対のボス部27は、それぞれが平板形状を有し、板面が対向するように、平行に立設されている。また、一対のボス部27の間隔は、コンロッド13の一端、すなわち、小端部13aが配置可能な寸法に設定されている。そして、一対のボス部27のそれぞれには、ピン孔27bが開口している。
ピン孔27bは、一対のボス部27を同一の孔径で同一直線上に沿って貫通している。そして、各ピン孔27bには、コンロッド13の小端部13cを貫通するピストンピン27cの両端が、それぞれ挿嵌される。つまり、ピストンピン27cは、コンロッド13を揺動可能に軸支することで、コンロッド13をピストン21に連結している。
延壁部27aは、各ボス部27の板面に沿って延設される板状部材で、ボス部27よりも薄板に設定されている。
As shown in FIG. 1, the pair of
The
The extending
摺壁部28は、ヘッド部22の裏面22b上に、延壁部27aの端部間を繋ぎつつ、立設される一対の円弧壁で構成されている。つまり、摺壁部28は、一対のボス部27の端部間を繋いでいる。摺壁部28は、その円弧がヘッド部22の外周面22cと同じ曲率を備えている。
つまり、ピストン21の裏面22b側には、一対のボス部27、延壁部27a、及び摺壁部28によって、断面略楕円形の筒形状を呈するスカート部23が形成されている。
The sliding
That is, on the
導入口26aは、ボス部27と延壁部27aと摺壁部28とに囲まれた裏面22bの周縁部分に、噴射ノズル16に向かって開口している。導入口26aは、クーリングチャネル26に連通し、噴射ノズル16から噴出される潤滑油をクーリングチャネル26に供給する。また、導入口26aは、その形状が、噴射ノズル16aから噴射される潤滑油をクーリングチャネル26内に導きやすいように設定されている。
The
<コンロッド>
図2に示すように、コンロッド13は、断面視H次形状を呈する桿部13aと、桿部13aの一端部に形成されてクランクシャフト15と連結される大端部13b(図1参照)と、桿部13aの他端部に形成されてピストンピン27cを介してピストン21と揺動可能にと連結される小端部13cと、を備える。小端部13cの貫通孔には、ピストンピン27cが挿入されている。
<Connecting rod>
As shown in FIG. 2, the connecting
小端部13cの上端部には、小端部流路13c1が形成されている。小端部流路13c1は、小端部13cの外周面と貫通孔の内周面とを連通する孔部である。
A small end channel 13c1 is formed at the upper end of the
桿部13a及び小端部13cの下端部には、桿部流路13a1が形成されている。桿部流路13a1は、小端部13cの貫通孔の内周面に開口する孔部である。
A flange channel 13a1 is formed at the lower ends of the
<小端ブッシュ>
また、ピストンピン21の外周面とコンロッド13の小端部13cの内周面との間には、小端ブッシュ31が設けられている。小端ブッシュ31は、巻きブッシュであり、銅及びニッケルを含む合金によって形成されている。小端ブッシュ31には、小端ブッシュ流路31a,31bが形成されている。小端ブッシュ流路31aは、小端部流路13c1に対応する部位に形成されており、小端ブッシュ31の外周面と内周面とを連通する孔部である。小端ブッシュ流路31bは、桿部流路13a1に対応する部位に形成されており、小端ブッシュ31の外周面と内周面とを連通する孔部である。
<Small end bush>
A
<潤滑油の流れ>
次に、潤滑油噴射部16から噴射される潤滑油の流れ及び作用について説明する。
<Lubricant oil flow>
Next, the flow and action of the lubricating oil injected from the lubricating
≪クーリングチャンネルを介した流れ≫
潤滑油噴射部16の噴射ノズル16aから噴射された潤滑油は、導入口26aからクーリングチャネル26内に流入する。なお、導入口26aへ流入しなかった潤滑油は、導入口26aの周辺、及び摺壁部28の内周面28aに当たり、当たった部位を冷却するとともに、シリンダ12の内面に当たり、摺壁部28とシリンダ12との間の潤滑を行う。
導入口26aへ流入した潤滑油は、クーリングチャネル26内を通過する間に、キャビティ24を囲む環状枠部25の熱を奪い、冷却する。
そして、クーリングチャネル26内を通過した潤滑油は、後からクーリングチャネル26内に導入された潤滑油に押し出されて、排出口26bから吐出される。
≪Flow through cooling channel≫
Lubricating oil injected from the
Lubricating oil that has flowed into the
Then, the lubricating oil that has passed through the cooling
排出口26bから吐出された潤滑油は、吐出の勢いで、コンロッド13、及びピストンピン27cに吹き付けられる。コンロッド13、及びピストンピン27cに吹き付けられた潤滑油は、隙間に入り込んで、コンロッド13とピストンピン27cとの間の潤滑、及びピストンピン27cとピン孔27bとの間の潤滑を行う。
Lubricating oil discharged from the
また、コンロッド13、及びピストンピン27cに吹き付けられ、跳ね返った潤滑油は、ヘッド部22の裏面22b、及び摺壁部28の内周面28aに跳ね返る。そして、ヘッド部22の裏面22bに跳ね返った潤滑油は、キャビティ24の底部24aを冷却する。また、摺壁部28の内周面28aに跳ね返った潤滑油は、摺壁部28に形成された連通孔(図示せず)を通じて摺壁部28の外周面28bに流出し、摺壁部28とシリンダ12との間の潤滑を行う。
Further, the lubricating oil sprayed and bounced to the connecting
また、排出口26bから吐出された潤滑油は、小端部流路13c1を介して小端ブッシュ31へ導かれる。さらに、小端ブッシュ31へ導かれた潤滑油は、小端ブッシュ流路31aを介してピストンピン27cへ導かれる。これらの潤滑油によって、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cが好適に冷却され、これらの腐食が防止される。
Further, the lubricating oil discharged from the
≪小端部へ直接噴射≫
また、噴射ノズル26bから噴射された潤滑油は、小端部13cの外周面へ直接吹き付けられる。かかる潤滑油によって、小端部13cが好適に冷却される。
≪Direct injection to small end≫
Moreover, the lubricating oil injected from the
≪桿部流路を介した流れ≫
また、図示しない噴射ノズルから噴射された潤滑油は、桿部流路13a1を介して小端ブッシュ31へ導かれる。さらに、小端ブッシュ31へ導かれた潤滑油は、小端ブッシュ流路31bを介してピストンピン27cへ導かれる。かかる潤滑油によって、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cが好適に冷却され、これらの腐食が防止される。
≪Flow through buttocks flow path≫
Moreover, the lubricating oil injected from the injection nozzle which is not shown in figure is guide | induced to the
なお、図2及び後記する図5,6に示すように、小端部13cの内周面及び小端ブッシュ31の外周面の少なくとも一方に、桿部流路13a1,小端部流路13c1の少なくとも一方と連通して潤滑油が流通する溝部が形成されている。本実施形態では、小端部13cの内周面に、小端部流路13cと連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部13c2が形成されている。また、小端部13cの内周面に、桿部流路13a1と連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部13c3が形成されている。
As shown in FIG. 2 and FIGS. 5 and 6 to be described later, at least one of the inner peripheral surface of the
また、小端ブッシュ31の内周面及びピストンピン27cの外周面の少なくとも一方に、小端ブッシュ流路31a,31bの少なくとも一方と連通して潤滑油が流通する溝部が形成されていてもよい。本実施形態では、ピストンピン27cの外周面に、小端ブッシュ流路31aと連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部27c1が形成されている。また、ピストンピン27cの外周面に、小端ブッシュ流路31bと連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部27c2が形成されている。
Further, at least one of the inner peripheral surface of the
これら溝部13c2,13c3,27c1,27c2は、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cの軸方向端部でそれぞれ開放されており、当該溝部13c2,13c3,27c1,27c2を流通する潤滑油を当該溝部13c2,13c3,27c1,27c2から排出可能となっている。かかる溝部13c2,13c3,27c1,27c2を潤滑油が流通することによって、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cがより好適に冷却される。
These groove portions 13c2, 13c3, 27c1, 27c2 are opened at the axial ends of the
また、本実施形態では、2組の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aが形成されている。一方の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aは、排出口26bと略対向するように形成されており、他方の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aは、一方の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aに対して、桿部13aの軸線対称となるように形成されている。
In the present embodiment, two sets of small end flow paths 13c1 and small end
<ピストンの寸法等>
図3(a)(b)に示すように、一般的に、鉄製のピストンは、アルミ製のピストンと比較して熱伝導率が小さいため、特にシリンダ軸線方向の小型化が実現されており、ピストンの頂面とピン穴の上端部との距離が小さく設定されている。本実施形態において、エンジン1は、比出力が60.0[kW/L]以下、ピストン21のボア径(直径)が79[mm]以下、かつ、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が20[mm]以上25[mm]以下に設定されている。
<Piston dimensions, etc.>
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), generally, an iron piston has a smaller thermal conductivity than an aluminum piston, and therefore, downsizing particularly in the cylinder axis direction is realized. The distance between the top surface of the piston and the upper end of the pin hole is set small. In the present embodiment, the
ここで、比出力が60[kW/L]以下に設定されているのは、エンジン1の小型化を実現するためである。また、ピストン21のボア径が79[mm]以下、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が25[mm]以下に設定されているのは、ピストン21の重量増に起因するエンジン1の振動による商品性低下を防止するためである。また、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が20[mm]以上に設定されているのは、小端ブッシュ31をピストン21の上方に区画される燃焼室から離して小端ブッシュ31の高温化を防ぐためである。
Here, the specific output is set to 60 [kW / L] or less in order to reduce the size of the
すなわち、図4に示すように、ピストン21の頂面22aとピン穴27bとの距離の上限は、燃費を考慮した潤滑油噴射装置26の噴射量の下限によって決定される。また、ピストン21の頂面22aとピン穴27bとの距離の下限は、燃費を考慮した潤滑油噴射装置26の噴射量の上限によって決定される。また、ピストン21の重量の上限(換言すると、ボア径の上限)は、エンジン1の振動を考慮した重量の上限によって決定される。また、ピストン21の重量の下限(換言すると、ボア径の下限)は、燃費を考慮した潤滑油噴射装置26の噴射量の下限によって決定される。
That is, as shown in FIG. 4, the upper limit of the distance between the
<変形例>
続いて、ピストン21の裏面22bの構造に関する変形例について、図5及び図6を参照して説明する。図5(b)及び図6(c)において、クーリングチャンネル26の導入口26aは省略されており、また、排出口26bは、図2とは左右反対側に設けられている。
<Modification>
Subsequently, a modified example related to the structure of the
≪第一の変形例≫
図5(a)に示すように、ピストン21の裏面22bには、渦巻き溝22b1が形成されている。渦巻き溝22b1は、コンロッド13の小端部13cと対向する部位に形成されている。図5(b)に示すように、ピストン裏面22bに付着した潤滑油は、ピストン21下降工程時に渦巻き溝22b1に沿って移動し、当該渦巻き溝22b1の中央部に集まる。渦巻き溝22b1の中央部に集まった潤滑油は、ピストン21上昇工程時にコンロット13の小端部13cに滴下し、小端部13cを好適に冷却することができる。
≪First modification≫
As shown in FIG. 5A, a
≪第二の変形例≫
図6(a)に示すように、ピストン21の裏面22bには、複数の突起22b2が形成されている。図6(b)に示すように、ピストン裏面22bに付着した潤滑油は、ピストン21下降工程時に複数の突起22b2に集まる。複数の突起22b2に集まった潤滑油は、ピストン21上昇工程時にコンロット13の小端部13cに滴下し、小端部13cを好適に冷却することができる。
≪Second modification≫
As shown in FIG. 6A, a plurality of
本発明の実施形態に係るエンジン1は、クーリングチャンネル26及び小端部流路13c1を介して潤滑油を小端ブッシュ31へかけたり、潤滑油を小端部13cへ直接かけたり、桿部流路13bを介して潤滑油を小端ブッシュ31へかけたりするので、小端ブッシュ31を好適に冷却することができる。
The
また、エンジン1は、小端ブッシュ流路31a,31bを介して潤滑油をピストンピン27cへかけるので、ピストンピン27c及び小端ブッシュ31を好適に冷却することができる。
Further, since the
また、エンジン1は、比出力が60.0[kw/L]以下、ピストン21のボア径が79[mm]以下、かつ、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が20[mm]以上25[mm]以下であるので、潤滑油の噴射量を抑えつつ、小型化可能なスチール製のピストン21と安価な巻きブッシュ31という組み合わせを実現することができる。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形可能である。例えば、溝部13c2(13c3)がある場合には、小端ブッシュ流路31a(31b)及び溝部27c1(27c2)は省略可能である。また、小端ブッシュ流路31a(31b)及び溝部27c1(27c2)がある場合には、溝部13c2(13c3)は省略可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can deform | transform suitably. For example, when there is the groove 13c2 (13c3), the small
1 エンジン(内燃機関)
21 ピストン
13 コンロッド
13a 桿部
13b 大端部
13c 小端部
16 潤滑油噴射装置(オイル噴射部)
26 クーリングチャンネル
27c ピストンピン
31 小端ブッシュ
1 engine (internal combustion engine)
21
26
Claims (9)
前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、
前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、
小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、
前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、
冷却用オイルを噴射するオイル噴射部と、
を備え、
前記ピストンは、鉄製であり、
小端ブッシュは、巻きブッシュであり、
前記ピストンには、噴射された前記冷却用オイルが流通するクーリングチャンネルが形成されており、
前記小端部には、前記クーリングチャンネルを流通して当該クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルが流通する小端部流路が形成されており、
前記小端部流路は、前記小端部の径方向外側端部と径方向内側端部とを連通しており、前記クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導く
ことを特徴とする内燃機関。 A cylinder block and a cylinder head constituting the cylinder chamber;
A piston slidable in the cylinder chamber;
A piston pin installed in a pair of pin holes formed in the piston;
A connecting rod externally fitted to the piston pin at a small end so as to be swingable;
A small-end bush provided between the connecting rod and the small-end portion;
An oil injection section for injecting cooling oil;
With
The piston is made of iron,
The small end bush is a wound bush,
The piston is formed with a cooling channel through which the injected cooling oil flows.
The small end portion is formed with a small end portion flow path through which the cooling oil flowing through the cooling channel and discharged from the cooling channel flows.
The small end channel communicates the radially outer end and the radially inner end of the small end, and guides the cooling oil discharged from the cooling channel to the small end bush. An internal combustion engine characterized by the above.
前記小端ブッシュ流路は、前記小端部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The small end bush is formed with a small end bush passage communicating with the small end passage.
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the small-end bush passage guides the cooling oil discharged from the small-end passage to the piston pin.
前記クーリングチャンネルへ向けて前記冷却用オイルを噴射するとともに、前記小端部へ向けて直接前記冷却用オイルを噴射する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関。 The oil injection unit is
The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the cooling oil is injected toward the cooling channel, and the cooling oil is directly injected toward the small end portion.
前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、
前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、
小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、
前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、
を備え、
前記ピストンは、鉄製であり、
小端ブッシュは、巻きブッシュであり、
前記コンロッドの桿部から前記小端部には、冷却用オイルが流通する桿部流路が形成されており、
前記桿部流路は、前記小端部において開口しており、当該桿部流路を流通する前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導く
ことを特徴とする内燃機関。 A cylinder block and a cylinder head constituting the cylinder chamber;
A piston slidable in the cylinder chamber;
A piston pin installed in a pair of pin holes formed in the piston;
A connecting rod externally fitted to the piston pin at a small end so as to be swingable;
A small-end bush provided between the connecting rod and the small-end portion;
With
The piston is made of iron,
The small end bush is a wound bush,
From the collar part of the connecting rod to the small end part, a collar channel for circulating cooling oil is formed,
The flange part flow path opens at the small end part, and guides the cooling oil flowing through the flange part flow path to the small end bush.
前記小端ブッシュ流路は、前記桿部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く
ことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関。 The small end bush is formed with a small end bush channel communicating with the collar channel,
5. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the small-end bush passage guides the cooling oil discharged from the flange passage to the piston pin.
円柱形状を呈するヘッド部と、
前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、
を備え、
前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、
前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に渦巻き溝が形成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関。 The piston is
A head portion having a cylindrical shape;
A skirt portion that extends from the peripheral edge of the side surface of the connecting rod of the head portion and has a cylindrical shape;
With
The pair of pin holes are formed in the skirt portion,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a spiral groove is formed on a side surface of the connecting portion of the head portion facing the small end portion.
円柱形状を呈するヘッド部と、
前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、
を備え、
前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、
前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に複数の突起が形成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関。 The piston is
A head portion having a cylindrical shape;
A skirt portion that extends from the peripheral edge of the side surface of the connecting rod of the head portion and has a cylindrical shape;
With
The pair of pin holes are formed in the skirt portion,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of protrusions are formed on a side surface of the connecting portion of the head portion facing the small end portion.
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の内燃機関。 The specific output is 60.0 kw / L or less, the bore diameter of the piston is 79 mm or less, and the distance between the top surface of the piston and the pin hole is 20 mm or more and 25 mm or less. The internal combustion engine according to claim 7.
前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、
前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、
小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、
前記コンロッドと前記ピストンピンとの間に設けられている小端ブッシュと、
前記小端ブッシュを冷却するための冷却用オイルを噴射するオイル噴射部と、
を備え、
前記ピストンは、鉄製であり、
小端ブッシュは、巻きブッシュであり、
比出力が60.0kw/L以下、前記ピストンのボア径が79mm以下、かつ、前記ピストンの頂面とピン穴との距離が20mm以上25mm以下である
ことを特徴とする内燃機関。 A cylinder block and a cylinder head constituting the cylinder chamber;
A piston slidable in the cylinder chamber;
A piston pin installed in a pair of pin holes formed in the piston;
A connecting rod externally fitted to the piston pin at a small end so as to be swingable;
A small end bush provided between the connecting rod and the piston pin;
An oil injection part for injecting cooling oil for cooling the small end bush;
With
The piston is made of iron,
The small end bush is a wound bush,
A specific output is 60.0 kw / L or less, a bore diameter of the piston is 79 mm or less, and a distance between a top surface of the piston and a pin hole is 20 mm or more and 25 mm or less.
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