JP5691511B2 - Oil supply device for piston for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダボア内を往復動する内燃機関用ピストンのオイル供給装置に関し、特にピストンに対して潤滑用オイルを噴射するオイル噴射ノズルと冷却用オイルを噴射するオイル噴射ノズルを備えた内燃機関用ピストンのオイル供給装置に関する。 The present invention relates to an oil supply device for a piston for an internal combustion engine that reciprocates in a cylinder bore, and particularly to an internal combustion engine having an oil injection nozzle for injecting lubricating oil to the piston and an oil injection nozzle for injecting cooling oil. The present invention relates to an oil supply device for a piston.
従来、内燃機関（以下、エンジンと記す）のピストンには、燃焼ガスの爆発ガス圧を受ける頂部と周囲にピストンリング溝を設けたランド部から形成されるピストンクラウン部と、ピストンピンを介してコネクティングロッドの小端部に連結されるピンボス部と、ピストンの往復動をガイドするスカート部が形成されている。特に、ピストンクラウン部の頂部は高温の燃焼ガスに曝されるため、ピストンクラウン部の裏面に対して冷却用オイルを噴射するオイルジェットを設け、ピストンを冷却している。 2. Description of the Related Art Conventionally, pistons of internal combustion engines (hereinafter referred to as engines) include a piston crown portion formed from a top portion that receives an explosion gas pressure of combustion gas, a land portion that is provided with a piston ring groove in the periphery, and a piston pin. A pin boss portion connected to the small end portion of the connecting rod and a skirt portion for guiding the reciprocation of the piston are formed. In particular, since the top of the piston crown is exposed to high-temperature combustion gas, an oil jet that injects cooling oil is provided on the back of the piston crown to cool the piston.
通常、ピストンの複数のランド部同士間には、トップリングとセカンドリングを夫々装着する２つのコンプレッションリング溝とオイルリングを装着するオイルリング溝が形成されている。オイルリングは、ピストンが上昇（上死点側へ移動）するとき、オイルを持ち上げシリンダボアの内周面にオイル油膜を形成し、ピストンが下降（下死点側へ移動）するとき、潤滑に必要なオイル油膜を残しながら余分なオイルを掻き落とす機能を有している。それ故、オイルの掻き落としが不十分な場合、セカンドリング溝とオイルリング溝との間のランド部にオイルが滞留し、この滞留したオイルが燃焼室へ侵入するため、オイル消費量増加の原因になっていた。 In general, two compression ring grooves for mounting a top ring and a second ring and an oil ring groove for mounting an oil ring are formed between a plurality of land portions of the piston. The oil ring is necessary for lubrication when the piston rises (moves to the top dead center side) and raises oil to form an oil film on the inner peripheral surface of the cylinder bore, and when the piston descends (moves to the bottom dead center side) It has the function of scraping off excess oil while leaving a clean oil film. Therefore, if the oil scraping is insufficient, the oil stays in the land between the second ring groove and the oil ring groove, and the retained oil enters the combustion chamber, causing an increase in oil consumption. It was.
特許文献１に記載されたエンジンの潤滑装置は、ピストンのセカンドリング溝とオイルリング溝との間のランド部に径方向へ貫通してランド部外周とピストン内方を連通する複数の連通路と、ピストンクラウン部の裏面側にオイルジェットから噴射されたオイルを導入可能な開口部を有し且つ複数の連通路のピストン内方側開口に連通するオイル溜め部と、オイルジェットから噴射されたオイルをピストン上昇時に開口部へ誘導し、ピントン下降時に開口部への導入を制限するオイル誘導制限部を備えている。このエンジンの潤滑装置は、ピストン上昇時にオイルジェットから噴射されたオイルがオイル溜め部に導入し、ピストン下降時にオイルジェットから噴射されたオイルがオイル溜め部に入ることを制限するため、オイルリングの上方空間に滞留するオイル量を適切に調整し、摺動抵抗の低減とオイル消費量の低減を両立している。 The engine lubrication device described in Patent Document 1 includes a plurality of communication passages that penetrate the land portion between the second ring groove and the oil ring groove of the piston in the radial direction and communicate between the outer periphery of the land portion and the inside of the piston. An oil reservoir having an opening through which the oil injected from the oil jet can be introduced on the back side of the piston crown and communicating with the piston inner opening of the plurality of communication passages; and the oil injected from the oil jet Is provided to the opening when the piston is raised, and an oil induction limiting portion is provided that restricts the introduction to the opening when the pinton is lowered. This engine lubrication device restricts the oil injected from the oil jet when the piston is raised into the oil reservoir and restricts the oil injected from the oil jet when the piston is lowered into the oil reservoir. The amount of oil staying in the upper space is adjusted appropriately to achieve both reduction in sliding resistance and reduction in oil consumption.
特許文献１のエンジンの潤滑装置は、ピストン部の裏面にオイル誘導斜面とオイル制限斜面を備えたピストン側凸部を設け、コネクティングロッドの小端部にコンロッド側凸部を設けることにより、ピントン上昇時にはコンロッド側凸部がオイルをオイル誘導斜面側へ誘導し、ピントン下降時にはコンロッド側凸部がオイルをオイル制限斜面側へ誘導している。しかし、潤滑用オイルをセカンドリング溝とオイルリング溝との間のランド部に供給するとき、コンロッド側凸部とオイル誘導斜面にオイルを衝突させてオイルの進行方向を強制的に変更し、一旦オイル溜め部に貯留した後、貯留されたオイルをランド部へ供給するような潤滑用オイル径路であるため、供給される潤滑用オイルの油圧損失が大きく、前記ランド部に十分なオイル量を供給できない虞がある。しかも、特許文献１の潤滑用オイル径路では、ピストン構造やコンロッド構造等の構造の複雑化を招き、ピストンの製造コストが高価になるという虞もある。 The engine lubrication device of Patent Document 1 is provided with a piston-side convex portion having an oil guiding slope and an oil-limiting slope on the back surface of the piston portion, and a connecting rod-side convex portion is provided at the small end portion of the connecting rod, thereby raising the pinton. Sometimes the connecting rod side convex portion guides oil to the oil guiding slope side, and when the pinton descends, the connecting rod side convex portion guides oil to the oil limiting slope side. However, when lubricating oil is supplied to the land between the second ring groove and the oil ring groove, the oil is forced to collide with the convex part on the connecting rod side and the oil guiding slope to forcibly change the oil traveling direction. The lubricating oil path is such that the stored oil is supplied to the land after being stored in the oil reservoir, so the oil loss of the supplied lubricating oil is large and a sufficient amount of oil is supplied to the land. There is a possibility that it cannot be done. Moreover, the lubricating oil path of Patent Document 1 may complicate the structure of the piston structure, the connecting rod structure, etc., and may increase the manufacturing cost of the piston.
また、ピストンの冷却性能を向上する場合、前記エンジンの潤滑装置と冷却用オイルを噴射するオイルジェットを併用することも考えられる。しかし、オイルジェットから噴射された冷却用オイルをピストンの一端部側から他端部側に亙ってピストンクラウン部の裏面全域に安定的に流す必要があるものの、前記エンジンの潤滑装置には冷却用オイル径路の途中にオイル溜め部の開口部やピストン側凸部等の障害物が存在し、これらの障害物が冷却用オイルの流れを阻害するため、ピストンの冷却性能を十分に確保できない虞がある。 Further, in order to improve the cooling performance of the piston, it is also conceivable to use the engine lubrication device and an oil jet for injecting cooling oil in combination. However, although it is necessary to flow the cooling oil injected from the oil jet from the one end side of the piston to the other end side in a stable manner over the entire back surface of the piston crown portion, the engine lubrication device has a cooling function. There are obstacles such as the opening of the oil reservoir and the convex part on the piston side in the middle of the oil path, and these obstacles obstruct the flow of the cooling oil. There is.
本発明の目的は、ピストンの摺動抵抗の低減とオイル消費量の低減とを両立でき、ピストン構造を簡単化しつつピストンの潤滑性能と冷却性能を高めることができる内燃機関用ピストンのオイル供給装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an oil supply device for a piston for an internal combustion engine that can reduce both the sliding resistance of the piston and the oil consumption, and can improve the lubrication performance and cooling performance of the piston while simplifying the piston structure. Is to provide.
請求項１の内燃機関用ピストンのオイル供給装置は、ピストンクラウン部と、このピストンクラウン部の裏面に形成され且つコネクティングロッド及びピストンピンを介してクランク軸に連結される１対のピンボス部と、前記ピストンクラウン部から下方へ延びる１対のスカート部を備え、シリンダボア内を往復動する内燃機関用ピストンのオイル供給装置において、前記ピストンは、一方のスカート部側において前記１対のピンボス部のピン軸直交方向の一方側端部からそれら端部に対向する前記一方のスカート部の方へ膨出させた１対の膨出部と、これら１対の膨出部の下端に夫々開口し且つ上方へ凹入した１対のオイル導入穴と、これらオイル導入穴と前記ピストンクラウン部のオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面とを連通する複数の給油路を有し、前記１対のオイル導入穴の開口に対して潤滑用オイルを噴射する第１オイル噴射ノズルと、他方のスカート部側のピストンクラウン部の裏面に対して冷却用オイルを噴射する第２オイル噴射ノズルと、前記ピストンが上昇過程のときのみ、前記１対のオイル導入穴の開口に対してオイルを供給するオイル間欠供給手段とを設けたことを特徴としている。 An oil supply device for a piston for an internal combustion engine according to claim 1 includes: a piston crown portion; a pair of pin boss portions formed on a back surface of the piston crown portion and connected to a crankshaft through a connecting rod and a piston pin; In the oil supply apparatus for an internal combustion engine piston, which includes a pair of skirt portions extending downward from the piston crown portion and reciprocates in a cylinder bore, the piston is provided on one skirt portion side with the pins of the pair of pin boss portions. A pair of bulges bulged from one side end in the direction perpendicular to the axis toward the one skirt facing each other, and a lower end of each of the pair of bulges and an upper opening A pair of oil introduction holes recessed into the circumferential surface, and a circumferential surface between the oil introduction holes and the oil ring groove and compression ring groove of the piston crown portion. A first oil injection nozzle that injects lubricating oil into the openings of the pair of oil introduction holes, and a back surface of the piston crown portion on the other skirt portion side. A second oil injection nozzle for injecting cooling oil and an intermittent oil supply means for supplying oil to the openings of the pair of oil introduction holes only when the piston is in the ascending process are provided. Yes.
この内燃機関用ピストンのオイル供給装置では、ピストンが上昇過程のときのみ、第１オイル噴射ノズルから噴射された潤滑用オイルがオイル導入穴に導入される。この潤滑用オイルは、複数の給油路を経てオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面に相当するランド部へ供給され、シリンダボア面のオイル油膜形成に寄与する。ピストンが下降過程のとき、潤滑用オイルはオイル導入穴への導入が規制されるため、前記ランド部に供給されない。 In this internal combustion engine piston oil supply device, lubricating oil injected from the first oil injection nozzle is introduced into the oil introduction hole only when the piston is in the ascending process. The lubricating oil is supplied to a land portion corresponding to the peripheral surface between the oil ring groove and the compression ring groove through a plurality of oil supply passages, and contributes to the formation of an oil film on the cylinder bore surface. When the piston is in the descending process, the lubricating oil is restricted from being introduced into the oil introduction hole, and thus is not supplied to the land portion.
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記複数の給油路は前記オイル導入穴の頂部に連通し且つピストン軸心直交方向へ延びることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記第１オイル噴射ノズルを平面視にて吸気側位置に配置し、前記第２オイル噴射ノズルを平面視にて排気側位置に配置したことを特徴としている。
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the plurality of oil supply passages communicate with the top of the oil introduction hole and extend in a direction perpendicular to the piston axis.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the first oil injection nozzle is disposed at an intake side position in a plan view, and the second oil injection nozzle is disposed at an exhaust side position in a plan view. It is characterized by that.
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記オイル間欠供給手段は、前記第１オイル噴射ノズルとオイル導入穴の開口との間に位置する前記コネクティングロッドの側部に設けられ、前記ピストンが下降過程のとき、前記第１オイル噴射ノズルから噴射されたオイルの進路を遮断可能なオイル供給遮断手段であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the intermittent oil supply means includes a connecting rod disposed between the first oil injection nozzle and the opening of the oil introduction hole. The oil supply blocking means is provided at a side and capable of blocking a course of oil injected from the first oil injection nozzle when the piston is in a descending process.
請求項１の発明によれば、潤滑用オイルが、ピストンが上昇過程のときのみ、オイルリングの先行域に対応したランド部に供給されるため、ピストンの摺動抵抗の低減とオイル消費量の低減を両立できる。また、１対のピンボス部を利用してオイル導入穴を形成し、オイル導入穴から前記ランド部へ連なる給油路を設けたため、ピストン構造を簡単化でき、潤滑用オイルの油圧損失を生じることなくピストンの潤滑性能を増すことができる。しかも、１対のピンボス部に形成された膨出部により冷却用オイルが流れる径路を形成したため、冷却用オイルの流れを阻害することなくピストンクラウン部の裏面を流動する冷却用オイルを誘導することができ、一方のスカート側から他方のスカート側に亙ってピストンクラウン部の裏面に冷却用オイルを供給することができ、ピストンの冷却性能を増すことができる。 According to the invention of claim 1, since the lubricating oil is supplied to the land portion corresponding to the preceding area of the oil ring only when the piston is in the ascending process, the sliding resistance of the piston is reduced and the oil consumption is reduced. Both reductions can be achieved. In addition, an oil introduction hole is formed using a pair of pin bosses, and an oil supply passage that extends from the oil introduction hole to the land portion is provided, so that the piston structure can be simplified and no hydraulic loss of lubricating oil occurs. The lubrication performance of the piston can be increased. In addition, since the path through which the cooling oil flows is formed by the bulging portions formed in the pair of pin boss portions, the cooling oil flowing on the back surface of the piston crown portion is guided without obstructing the flow of the cooling oil. The cooling oil can be supplied to the back surface of the piston crown portion from one skirt side to the other skirt side, and the cooling performance of the piston can be increased.
請求項２の発明によれば、オイル導入穴に噴射された第１オイル噴射ノズルからの潤滑用オイルの油圧損失を最小に抑え、ランド部への給油能率を向上できる。
請求項３の発明によれば、吸気側部分に比べて熱負荷が高いピストンの排気側部分を先行冷却でき、第１オイル噴射ノズルのレイアウトの自由度を増すことができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to minimize the oil pressure loss of the lubricating oil from the first oil injection nozzle injected into the oil introduction hole and improve the oil supply efficiency to the land portion.
According to the invention of claim 3, the exhaust side portion of the piston having a higher thermal load than the intake side portion can be pre-cooled, and the degree of freedom of the layout of the first oil injection nozzle can be increased.
請求項４の発明によれば、コネクティングロッドの作動軌跡を利用して、オイル間欠供給手段を簡単な構成で形成でき、ピストンが上昇過程のときのみオイル導入穴への潤滑用オイルの導入を許容し、ピストンが下降過程のときオイル導入穴への潤滑用オイルの導入を制限することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the intermittent oil supply means can be formed with a simple configuration by using the operating locus of the connecting rod, and the introduction of lubricating oil into the oil introduction hole is allowed only when the piston is in the ascending process. When the piston is in the descending process, the introduction of the lubricating oil into the oil introduction hole can be restricted.
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、以下、図における上下方向を上下方向とし、エンジンの吸気側を前方、排気側を後方として説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described based on examples. In the following description, the vertical direction in the figure is the vertical direction, the intake side of the engine is the front, and the exhaust side is the rear.
以下、本発明の実施例１について図１〜図１０に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例のオイル供給装置１は、車両の多気筒エンジン、例えば横置き直列４気筒ガソリンレシプロエンジンＥのピストン１０に対して潤滑用オイルと冷却用オイルを供給するものである。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an oil supply apparatus 1 of this embodiment supplies lubricating oil and cooling oil to a piston 10 of a multi-cylinder engine of a vehicle, for example, a horizontal in-line 4-cylinder gasoline reciprocating engine E. It is.
エンジンＥは、シリンダヘッド（図示略）と、シリンダブロック２と、オイルパン９（図１１参照）等を備えている。シリンダヘッドには、吸気側カム軸（図示略）と排気側カム軸（図示略）が回転自在に枢支されている。これら両カム軸にはクランク軸３から回転駆動力が伝達され、夫々のカム軸に連動連結された吸排気バルブ（図示略）が往復動される。エンジンＥは、吸気側カム軸が車両の進行方向前方になるよう自動車のエンジンルームに搭載され、上方程後側へ傾斜する後方スラント状に配置されている。 The engine E includes a cylinder head (not shown), a cylinder block 2, an oil pan 9 (see FIG. 11), and the like. An intake side cam shaft (not shown) and an exhaust side cam shaft (not shown) are pivotally supported by the cylinder head. A rotational driving force is transmitted from the crankshaft 3 to these camshafts, and intake and exhaust valves (not shown) linked to the respective camshafts are reciprocated. The engine E is mounted in the engine room of the automobile so that the intake camshaft is in front of the vehicle in the traveling direction, and is arranged in a rear slant shape that inclines rearward as it moves upward.
図１に示すように、シリンダブロック２は、クランク軸３と、４本のコネクティングロッド４と、４つのシリンダボア５と、４つのピストン１０と、気筒毎に１対の第１オイル噴射装置２０と、４つの第２オイル噴射装置３０等を備えている。シリンダブロック２は、クランク軸３を収容するクランク室を形成している。 As shown in FIG. 1, the cylinder block 2 includes a crankshaft 3, four connecting rods 4, four cylinder bores 5, four pistons 10, and a pair of first oil injection devices 20 for each cylinder. Four second oil injection devices 30 and the like are provided. The cylinder block 2 forms a crank chamber that houses the crankshaft 3.
図１に示すように、クランク軸３は、ジャーナル部（図示略）と、ピン部３ａと、アーム部（図示略）等を備え、図中、矢印Ａで示す方向に回転する。クランク軸３は、シリンダブロック２に軸受部を介して回転自在に枢支されている。ピン部３ａには、コネクティングロッド４の下端に形成された大端部４ａが軸受部を介して回転自在に連結されている。コネクティングロッド４の上端に形成された小端部４ｂには、クランク軸３と平行に配置されたピストンピン１０ａを介してピストン１０が揺動自在に連結されている。シリンダボア５は円筒状に形成されている。 As shown in FIG. 1, the crankshaft 3 includes a journal portion (not shown), a pin portion 3a, an arm portion (not shown), and the like, and rotates in a direction indicated by an arrow A in the drawing. The crankshaft 3 is pivotally supported by the cylinder block 2 via a bearing portion. A large end portion 4a formed at the lower end of the connecting rod 4 is rotatably connected to the pin portion 3a via a bearing portion. A piston 10 is swingably connected to a small end 4b formed at the upper end of the connecting rod 4 via a piston pin 10a disposed in parallel with the crankshaft 3. The cylinder bore 5 is formed in a cylindrical shape.
図１〜図７に示すように、ピストン１０は、ピストンクラウン部１１と、１対のスカート部１２と、１対のピンボス部１３と、１対のオイル導入穴１８と、複数の給油路１９ａ〜１９ｃ等を備えている。ピストン１０は、下方に向かって開口する有底円筒状に形成され、例えば、アルミニウム合金により形成されている。ピストン１０は、シリンダボア５内に嵌入され、シリンダボア５内を上下方向に往復動可能に形成されている。 As shown in FIGS. 1 to 7, the piston 10 includes a piston crown portion 11, a pair of skirt portions 12, a pair of pin boss portions 13, a pair of oil introduction holes 18, and a plurality of oil supply passages 19a. To 19c and the like. The piston 10 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens downward, and is made of, for example, an aluminum alloy. The piston 10 is fitted in the cylinder bore 5 and is formed so as to be able to reciprocate up and down in the cylinder bore 5.
ピストンクラウン部１１は、頂面１１ａと、裏面１１ｂと、ランド部１４と、３つのリング溝１５〜１７等を備えている。裏面１１ｂには、吸気側リセス部１１ｃと、排気側リセス部１１ｄと、両リセス部１１ｃ，１１ｄの間に亙って形成されたリセス間連結部１１ｅが形成されている。吸気側リセス部１１ｃと排気側リセス部１１ｄは、夫々、裏面１１ｂの吸気側部分と排気側部分の位置に頂面１１ａ側へ湾曲状に凹入形成されている。リセス間連結部１１ｅは、吸気側リセス部１１ｃと排気側リセス部１１ｄに滑らかに連なるよう構成されている。 The piston crown portion 11 includes a top surface 11a, a back surface 11b, a land portion 14, three ring grooves 15 to 17, and the like. The back surface 11b is formed with an intake side recess portion 11c, an exhaust side recess portion 11d, and an interrecess connecting portion 11e formed between the recess portions 11c and 11d. The intake-side recess portion 11c and the exhaust-side recess portion 11d are formed in a concave shape on the top surface 11a side at positions of the intake-side portion and the exhaust-side portion of the back surface 11b, respectively. The inter-recess connecting portion 11e is configured to smoothly connect to the intake-side recess portion 11c and the exhaust-side recess portion 11d.
１対のスカート部１２は、ピストン１０の吸気側部分と排気側部分に夫々ピストンクラウン部１１の下端から下方へ延びるよう形成されている。それ故、ピストン１０が上下方向へ往復動するとき、１対のスカート部１２がシリンダボア５にガイドされるため、ピストンピン１０ａを回転中心とするピストン１０の揺動が抑制される。 The pair of skirt portions 12 are formed on the intake side portion and the exhaust side portion of the piston 10 so as to extend downward from the lower end of the piston crown portion 11, respectively. Therefore, since the pair of skirt portions 12 are guided by the cylinder bore 5 when the piston 10 reciprocates in the vertical direction, the swing of the piston 10 with the piston pin 10a as the rotation center is suppressed.
ピストンクラウン部１１の外周には、頂面１１ａとスカート部１２との間の位置にランド部１４が形成されている。ランド部１４には、トップリング溝１５とセカンドリング溝１６とオイルリング溝１７が形成されている。トップリング溝１５は、頂面１１ａに最も近接した位置に形成され、トップリング４５（第１コンプレッションリング）が装着されている。セカンドリング溝１６は、トップリング溝１５よりも下方位置に形成され、セカンドリング４６（第２コンプレッションリング）が装着されている。オイルリング溝１７は、セカンドリング溝１６よりも下方且つスカート部１２側位置に形成され、オイルリング４７が装着されている。尚、説明の便宜上、図３を除いて、各リング４５〜４７の図示を省略している。 On the outer periphery of the piston crown portion 11, a land portion 14 is formed at a position between the top surface 11a and the skirt portion 12. In the land portion 14, a top ring groove 15, a second ring groove 16, and an oil ring groove 17 are formed. The top ring groove 15 is formed at a position closest to the top surface 11a, and a top ring 45 (first compression ring) is mounted thereon. The second ring groove 16 is formed at a lower position than the top ring groove 15, and a second ring 46 (second compression ring) is mounted thereon. The oil ring groove 17 is formed below the second ring groove 16 and at a position on the skirt portion 12 side, and an oil ring 47 is attached to the oil ring groove 17. For convenience of explanation, the rings 45 to 47 are not shown except for FIG.
図３に示すように、トップリング４５とセカンドリング４６は、略Ｃ字状に形成され、トップリング溝１５とセカンドリング溝１６に夫々強制的に弾性圧縮変形された状態で嵌め込まれている。これにより、両リング４５，４６は、一定の復元力によりシリンダボア５の表面に接触し、エンジンＥの燃焼室からクランク室に漏出するブローバイガス量を抑制している。オイルリング４７は、両リング４５，４６と同様に略Ｃ字状に形成され、オイルリング溝１７に強制的に弾性圧縮変形された状態で嵌め込まれている。これにより、オイルリング４７は、一定の復元力によりシリンダボア５の表面に接触し、ピストン１０が上昇過程のとき、オイルを持ち上げてシリンダボア５の内周面にオイル油膜を形成し、ピストン１０が下降過程のとき、潤滑に必要なオイル油膜を残しながら大部分のオイルを掻き落としている。 As shown in FIG. 3, the top ring 45 and the second ring 46 are formed in a substantially C shape, and are fitted into the top ring groove 15 and the second ring groove 16 in a state where they are forcibly elastically compressed and deformed, respectively. Thereby, both the rings 45 and 46 are brought into contact with the surface of the cylinder bore 5 with a constant restoring force, and the amount of blow-by gas leaking from the combustion chamber of the engine E to the crank chamber is suppressed. The oil ring 47 is formed in a substantially C shape like both the rings 45 and 46, and is fitted into the oil ring groove 17 in a state where it is forcibly elastically deformed. As a result, the oil ring 47 contacts the surface of the cylinder bore 5 with a certain restoring force, and when the piston 10 is in the ascending process, the oil is lifted to form an oil film on the inner peripheral surface of the cylinder bore 5 and the piston 10 descends. During the process, most of the oil is scraped off while leaving the oil film necessary for lubrication.
図１，図５，図７に示すように、ピストンクラウン部１１には、１対のスカート部１２の間の位置において裏面１１ｂから下方へ延びる１対のピンボス部１３が形成されている。
一方のピンボス部１３は、ピストン１０の中心に対してピストンピン１０ａの軸線平行方向一方側寄りの位置に配置され、他方のピンボス部１３はピストン１０の中心に対してピストンピン１０ａの軸線平行方向他方側寄りの位置に配置され、両ピンボス部１３はピストン１０の中心を挟むように並列状に形成されている。
As shown in FIGS. 1, 5, and 7, the piston crown portion 11 is formed with a pair of pin boss portions 13 extending downward from the back surface 11 b at a position between the pair of skirt portions 12.
One pin boss portion 13 is disposed at a position closer to one side in the axial direction of the piston pin 10 a than the center of the piston 10, and the other pin boss portion 13 is in the direction parallel to the axis of the piston pin 10 a with respect to the center of the piston 10. It arrange | positions in the position near the other side, and both the pin boss | hub parts 13 are formed in parallel so that the center of piston 10 may be pinched | interposed.
図２，図５，図６に示すように、１対のピンボス部１３は、裏面１１ｂの中央部分にリセス間連結部１１ｅを挟んで対向配置され、夫々、ピン孔１３ａと、膨出部１３ｂと、オイル導入穴１８を備えている。１対のピン孔１３ａは、軸受部を介してピストンピン１０ａを支承している。１対のピンボス部１３がピストンピン１０ａを介してコネクティングロッド４と連結されるため、クランク軸３の回転駆動力がコネクティングロッド４を介してピストン１０に伝達され、ピストン１０がシリンダボア内を上下方向に往復動する。 As shown in FIGS. 2, 5, and 6, the pair of pin boss portions 13 are disposed to face each other with the inter-recess connecting portion 11e sandwiched between the center portion of the back surface 11b, and the pin hole 13a and the bulging portion 13b, respectively. And an oil introduction hole 18. The pair of pin holes 13a supports the piston pin 10a via a bearing portion. Since the pair of pin boss portions 13 are connected to the connecting rod 4 via the piston pin 10a, the rotational driving force of the crankshaft 3 is transmitted to the piston 10 via the connecting rod 4, and the piston 10 moves up and down in the cylinder bore. Reciprocate.
１対の膨出部１３ｂは、１対のピンボス部１３の吸気側端部から、これら吸気側端部に対向する吸気側スカート部１２の方向へ膨出するように形成されている。それ故、ピストン１０の中心から各ピンボス部１３の吸気側端部までの距離はピストン１０の軸心から各ピンボス部１３の排気側端部までの距離よりも長く構成され、平面視にて、吸気側リセス部１１ｃの面積は排気側リセス部１１ｄの面積よりも小さく形成されている。 The pair of bulging portions 13b are formed so as to bulge from the intake side end portions of the pair of pin boss portions 13 toward the intake side skirt portion 12 facing the intake side end portions. Therefore, the distance from the center of the piston 10 to the intake side end of each pin boss portion 13 is configured to be longer than the distance from the axial center of the piston 10 to the exhaust side end of each pin boss portion 13, and in plan view, The area of the intake side recess portion 11c is formed smaller than the area of the exhaust side recess portion 11d.
１対の膨出部１３ｂには、夫々、オイル導入穴１８が形成されている。各オイル導入穴１８は、膨出部１３ｂの下端に開口し、この開口部１８ａからピストンクラウン部１１内部に亙り上方へ凹入するよう形成されている。それ故、吸気側リセス部１１ｃの近傍部分をオイル導入穴１８に滞留するオイルを利用して冷却することができる。これらオイル導入穴１８は、ピンボス部１３と膨出部１３ｂを一体形成し、膨出部１３ｂに対してドリル等の加工工具を用いて機械加工により製造している。 An oil introduction hole 18 is formed in each of the pair of bulging portions 13b. Each oil introduction hole 18 opens at the lower end of the bulging portion 13b, and is formed so as to be recessed upward from the opening portion 18a into the piston crown portion 11. Therefore, the vicinity of the intake side recess portion 11c can be cooled by using the oil staying in the oil introduction hole 18. These oil introduction holes 18 are integrally formed with the pin boss portion 13 and the bulging portion 13b, and are manufactured by machining with respect to the bulging portion 13b using a processing tool such as a drill.
図６に示すように、ピストンクラウン部１１内部には、複数の給油路１９ａ〜１９ｃが形成されている。複数の給油路１９ａ〜１９ｃは、１対のオイル導入穴１８の頂部からピストン１０の軸線直交方向へ延び、セカンドリング溝１６とオイルリング溝１７の間のランド部１４と連通するよう形成されている。 As shown in FIG. 6, a plurality of oil supply passages 19 a to 19 c are formed inside the piston crown portion 11. The plurality of oil supply passages 19 a to 19 c are formed so as to extend from the tops of the pair of oil introduction holes 18 in the direction orthogonal to the axis of the piston 10 and communicate with the land portion 14 between the second ring groove 16 and the oil ring groove 17. Yes.
各オイル導入穴１８には、夫々、３つの給油路１９ａ〜１９ｃが連通されている。給油路１９ａはオイル導入穴１８と吸気側ランド部１４を連通し、給油路１９ｂはオイル導入穴１８と吸気側と吸気側の中間位置近傍のランド部１４を連通し、給油路１９ｃはオイル導入穴１８と排気側ランド部１４を連通している。給油路１９ｂは給油路１９ｃよりも通路長が短く、給油路１９ａは給油路１９ｂよりも通路長が短く形成されている。これら給油路１９ａ〜１９ｃは、オイル導入穴１８と同様に、ピストンクラウン部１１に対してドリル等の加工工具を用いて機械加工により製造している。 Three oil supply passages 19a to 19c are communicated with each oil introduction hole 18, respectively. The oil supply passage 19a communicates with the oil introduction hole 18 and the intake side land portion 14, the oil supply passage 19b communicates with the oil introduction hole 18 and the land portion 14 near the intermediate position between the intake side and the intake side, and the oil supply passage 19c introduces the oil. The hole 18 communicates with the exhaust-side land portion 14. The oil supply passage 19b is shorter than the oil supply passage 19c, and the oil supply passage 19a is formed shorter than the oil supply passage 19b. These oil supply passages 19 a to 19 c are manufactured by machining with respect to the piston crown portion 11 using a processing tool such as a drill in the same manner as the oil introduction hole 18.
図１，図２に示すように、第１オイル噴射装置２０は、各シリンダボア５に２つづつ配置されている。１対の第１オイル噴射装置２０は、エンジンＥのオイルポンプ８（図１１参照）にオイルギャラリ６ａを介して接続され、前記１対のオイル導入穴１８の開口部１８ａに対して潤滑用オイルを噴射可能に構成されている。各第１オイル噴射装置２０は、夫々、平面視にて対応するピンボス部１３に対してピストンピン１０ａの軸線直行方向吸気側位置、又は、ピストンピン１０ａの反スラスト側スカート部１２側に配置されている。１対の第１オイル噴射装置２０は、略同一の構造であるため、以下の説明では一方の第１オイル噴射装置２０のみについて説明する。 As shown in FIGS. 1 and 2, two first oil injection devices 20 are arranged in each cylinder bore 5. The pair of first oil injection devices 20 is connected to the oil pump 8 (see FIG. 11) of the engine E via an oil gallery 6a, and lubricates the opening 18a of the pair of oil introduction holes 18 with lubricating oil. It is comprised so that injection is possible. Each first oil injection device 20 is disposed at the intake side position in the direction orthogonal to the axial direction of the piston pin 10a with respect to the corresponding pin boss portion 13 in plan view, or on the side opposite to the thrust side skirt 12 of the piston pin 10a. ing. Since the pair of first oil injection devices 20 have substantially the same structure, only the first oil injection device 20 will be described in the following description.
第１オイル噴射装置２０は、第１バルブ部２１と、第１オイル噴射ノズル２２と、第１ケース部２３等を備えている。第１バルブ部２１は、ボルト部材の内部にチェックバルブを備えている。第１バルブ部２１は、シリンダブロック２に形成されたねじ穴に螺合され、その先端に形成された開口がオイルギャラリ６ａに連通されている。第１バルブ部２１がシリンダブロック２に取付けられた状態で、オイル供給圧が所定値のとき、第１バルブ部２１が開動作し、オイルは第１ケース部２３内の油路を介して第１オイル噴射ノズル２２へ流動する。 The first oil injection device 20 includes a first valve portion 21, a first oil injection nozzle 22, a first case portion 23, and the like. The first valve unit 21 includes a check valve inside the bolt member. The first valve portion 21 is screwed into a screw hole formed in the cylinder block 2, and an opening formed at the tip thereof is communicated with the oil gallery 6a. When the oil supply pressure is a predetermined value with the first valve portion 21 attached to the cylinder block 2, the first valve portion 21 opens, and the oil passes through the oil passage in the first case portion 23. 1 Flows to the oil injection nozzle 22.
第１オイル噴射ノズル２２は、シリンダボア５の外側位置からシリンダボア５の内側位置に向かって延びる管状部材により形成されている。第１オイル噴射ノズル２２は、ピストン１０が下死点付近のとき、噴射開口端がオイル導入穴１８の開口部１８ａの略直下近傍位置に配置されている。尚、第１オイル噴射装置２０はチェックバルブとしての第１バルブ部２１を省くことが可能である。 The first oil injection nozzle 22 is formed by a tubular member extending from the outer position of the cylinder bore 5 toward the inner position of the cylinder bore 5. When the piston 10 is near bottom dead center, the first oil injection nozzle 22 has an injection opening end disposed substantially directly below the opening 18 a of the oil introduction hole 18. In addition, the 1st oil injection apparatus 20 can omit the 1st valve part 21 as a check valve.
図１，図２に示すように、第２オイル噴射装置３０は、シリンダボア５毎に１つづつ配置されている。第２オイル噴射装置３０は、エンジンＥのオイルポンプ８にオイルギャラリ６ｂを介して接続され、排気側リセス部１１ｄに対して冷却用オイルを噴射可能に構成されている。第２オイル噴射装置３０は、平面視にてピストン中心に対してピストンピン１０ａの軸線直行方向排気側位置、又は、ピストンピン１０ａのスラスト側スカート部１２側に配置されている。それ故、１対の第１オイル噴射装置２０と第２オイル噴射装置３０は、平面視にてピストンピン１０ａの軸線に対して千鳥状にレイアウトされている。 As shown in FIGS. 1 and 2, one second oil injection device 30 is arranged for each cylinder bore 5. The second oil injection device 30 is connected to the oil pump 8 of the engine E via an oil gallery 6b, and is configured to be able to inject cooling oil to the exhaust-side recess portion 11d. The second oil injection device 30 is disposed on the exhaust gas side position of the piston pin 10a in the direction orthogonal to the axis of the piston pin 10a or the thrust side skirt 12 side of the piston pin 10a in plan view. Therefore, the pair of first oil injection device 20 and second oil injection device 30 are laid out in a staggered manner with respect to the axis of the piston pin 10a in plan view.
第２オイル噴射装置３０は、第２バルブ部３１と、第２オイル噴射ノズル３２と、第２ケース部３３等を備えている。第２バルブ部３１は、ボルト部材の内部にチェックバルブを備えている。第２バルブ部３１は、シリンダブロック２に形成されたねじ穴に螺合され、先端に形成された開口がオイルギャラリ６ｂに連通されている。第２バルブ部３１がシリンダブロック２に取付けられた状態で、オイル供給圧が所定値以上のとき、第２バルブ部３１が開動作し、オイルは第２ケース部３３内の油路を介して第２オイル噴射ノズル３２へ流動する。 The second oil injection device 30 includes a second valve portion 31, a second oil injection nozzle 32, a second case portion 33, and the like. The second valve unit 31 includes a check valve inside the bolt member. The second valve portion 31 is screwed into a screw hole formed in the cylinder block 2, and an opening formed at the tip is communicated with the oil gallery 6b. When the second valve portion 31 is attached to the cylinder block 2 and the oil supply pressure is equal to or higher than a predetermined value, the second valve portion 31 opens and the oil passes through the oil passage in the second case portion 33. It flows to the second oil injection nozzle 32.
第２オイル噴射ノズル３２は、シリンダボア５の外側位置からシリンダボア５の内側位置に向かって延びる管状部材により形成されている。第２オイル噴射ノズル３２から噴射された冷却用オイルは、排気側リセス部１１ｄからリセス間連結部１１ｅを流れ吸気側リセス部１１ｃに到達し、クランク室内へ滴下する。 The second oil injection nozzle 32 is formed by a tubular member extending from the outer position of the cylinder bore 5 toward the inner position of the cylinder bore 5. The cooling oil injected from the second oil injection nozzle 32 flows from the exhaust side recess portion 11d through the inter-recess connecting portion 11e, reaches the intake side recess portion 11c, and drops into the crank chamber.
次に、オイル間欠供給手段について説明する。
図１，図３に示すように、本実施例１のオイル供給装置１には、ピストン１０が上昇過程のときのみ、１対のオイル導入穴１８の開口部１８ａに対して潤滑用オイルを供給可能なオイル間欠供給手段としてのバッフル部材７（オイル供給遮断手段）が設けられている。バッフル部材７は、矩形形状の金属製板状部材により形成され、コネクティングロッド４の小端部４ｂの下方位置にコネクティングロッド４と一体的に設けられている。バッフル部材７は、コネクティングロッド４の吸気側側部にボルト（図示略）により固定され、１対の第１オイル噴射ノズル２２と１対のオイル導入穴１８の開口部１８ａとの間の位置に形成され、ピストン１０が下降過程のとき、１対の第１オイル噴射ノズル２２から噴射された潤滑用オイルの進路を遮断するよう構成されている。
Next, the intermittent oil supply means will be described.
As shown in FIGS. 1 and 3, in the oil supply device 1 of the first embodiment, lubricating oil is supplied to the openings 18a of the pair of oil introduction holes 18 only when the piston 10 is in the ascending process. A baffle member 7 (oil supply blocking means) is provided as a possible intermittent oil supply means. The baffle member 7 is formed of a rectangular metal plate-like member, and is provided integrally with the connecting rod 4 at a position below the small end portion 4 b of the connecting rod 4. The baffle member 7 is fixed to the intake side of the connecting rod 4 by bolts (not shown) and is positioned between the pair of first oil injection nozzles 22 and the opening 18a of the pair of oil introduction holes 18. When the piston 10 is in the descending process, the path of the lubricating oil injected from the pair of first oil injection nozzles 22 is cut off.
図８に示すように、ピストン１０が上死点位置から下死点に移動する下降過程（クランク角が９０°）のとき、コネクティングロッド４の大端部４ａは小端部４ｂに比べて吸気側位置に移動している。これにより、バッフル部材７の位置は、ピストン１０が上死点位置（クランク角が０°）のときのバッフル部材７の位置と比べて吸気側に移動し、第１オイル噴射ノズル２２から噴射された潤滑用オイルの進路を遮断している。 As shown in FIG. 8, when the piston 10 moves downward from the top dead center position to the bottom dead center (crank angle is 90 °), the large end 4a of the connecting rod 4 is inhaled compared to the small end 4b. Moved to the side position. Thereby, the position of the baffle member 7 moves to the intake side as compared with the position of the baffle member 7 when the piston 10 is at the top dead center position (crank angle is 0 °), and is injected from the first oil injection nozzle 22. The course of the lubricating oil is blocked.
図９に示すように、ピストン１０が下死点位置から上死点に移動する上昇過程（クランク角が２７０°）のとき、コネクティングロッド４の大端部４ａは小端部４ｂに比べて排気側位置に移動している。これにより、バッフル部材７の位置は、ピストン１０が下死点位置（クランク角が１８０°）のときのバッフル部材７の位置と比べて排気側に移動し、第１オイル噴射ノズル２２から噴射された潤滑用オイルの進路を開放している。 As shown in FIG. 9, when the piston 10 is moving upward from the bottom dead center position to the top dead center (crank angle is 270 °), the large end 4a of the connecting rod 4 is exhausted compared to the small end 4b. Moved to the side position. Thereby, the position of the baffle member 7 moves to the exhaust side as compared with the position of the baffle member 7 when the piston 10 is at the bottom dead center position (crank angle is 180 °), and is injected from the first oil injection nozzle 22. The course of the lubricating oil is open.
バッフル部材７のピストンピン１０ａの軸線直行方向の幅は、ピストン１０が下死点位置のとき、オイル導入穴１８の開口部１８ａに対して第１オイル噴射ノズル２２から噴射された潤滑用オイルを供給可能な長さに設定している。バッフル部材７のピストンピン１０ａの軸線方向の幅は、ピストン１０が下降過程のとき、１対の第１オイル噴射ノズル２２から噴射された潤滑用オイルの進路を遮断可能な長さに設定している。 The width of the baffle member 7 in the direction orthogonal to the axis of the piston pin 10a is such that when the piston 10 is at the bottom dead center position, the lubricating oil injected from the first oil injection nozzle 22 to the opening 18a of the oil introduction hole 18 is reduced. The length that can be supplied is set. The width in the axial direction of the piston pin 10a of the baffle member 7 is set to a length that can block the course of the lubricating oil injected from the pair of first oil injection nozzles 22 when the piston 10 is in the descending process. Yes.
次に、オイル供給装置１の作用、効果について説明する。
このオイル供給装置１では、ピストン１０が上昇過程のときのみ、１対の第１オイル噴射ノズル２２から噴射された潤滑用オイルが開口部１８ａからオイル導入穴１８に導入される。この導入された潤滑用オイルは、複数の給油路１９ａ〜１９ｃを経てオイルリング溝１７とセカンドリング溝１６の間のランド部１４へ供給され、シリンダボア５周面のオイル油膜を形成する。ピストン１０が下降過程のとき、潤滑用オイルはバッフル部材７の作動によりオイル導入穴１８に導入されないため、前記ランド部１４には供給されない。それ故、ピストン１０の摺動抵抗の低減とオイル消費量の低減を両立できる。
また、１対のピンボス部１３を利用してオイル導入穴１８を形成し、オイル導入穴１８から前記ランド部１４へ連なる給油路１９ａ〜１９ｃを設けたため、ピストン１０の構造を簡単化できる。潤滑用オイルを直接的にオイル導入穴１８の内部に溜めると共に潤滑用オイル径路を短縮化できるため、潤滑用オイルの油圧損失を生じることなく潤滑用オイルを前記ランド部１４へ供給でき、ピストン１０の潤滑性能を増すことができる。それ故、図１０に示すように、各ピストンリング４５〜４７の摺動抵抗を減少でき、エンジンＥの燃費を改善できる。
Next, the operation and effect of the oil supply device 1 will be described.
In the oil supply device 1, the lubricating oil injected from the pair of first oil injection nozzles 22 is introduced into the oil introduction hole 18 from the opening 18a only when the piston 10 is in the ascending process. The introduced lubricating oil is supplied to the land portion 14 between the oil ring groove 17 and the second ring groove 16 through a plurality of oil supply passages 19a to 19c to form an oil oil film on the circumferential surface of the cylinder bore 5. When the piston 10 is in the descending process, the lubricating oil is not introduced into the oil introduction hole 18 by the operation of the baffle member 7, and therefore is not supplied to the land portion 14. Therefore, both reduction in sliding resistance of the piston 10 and reduction in oil consumption can be achieved.
In addition, since the oil introduction hole 18 is formed by using the pair of pin boss portions 13 and the oil supply passages 19a to 19c are provided from the oil introduction hole 18 to the land portion 14, the structure of the piston 10 can be simplified. Since the lubricating oil can be directly accumulated in the oil introduction hole 18 and the lubricating oil path can be shortened, the lubricating oil can be supplied to the land portion 14 without causing a hydraulic loss of the lubricating oil. The lubrication performance can be increased. Therefore, as shown in FIG. 10, the sliding resistance of each piston ring 45 to 47 can be reduced, and the fuel efficiency of the engine E can be improved.
吸気側リセス部１１ｃと排気側リセス部１１ｄとリセス間連結部１１ｅにより冷却用オイル径路を形成したため、ピストンクラウン部１１の裏面１１ｂを流れる冷却用オイルを誘導することができ、排気側スカート部１２から吸気側スカート部１２に亙って冷却用オイルの流動抵抗を低減でき、ピストン１０の冷却性能を増すことができる。１対のピンボス部１３の膨出部１３ｂによりリセス間連結部１１ｅを吸気側へ延長したため、吸気側スカート部１２側の冷却用オイルの流速低下を防止でき、オイル導入穴１８の潤滑用オイルと協働してピストン１０の吸気側部分を効果的に冷却できる。 Since the cooling oil path is formed by the intake-side recess portion 11c, the exhaust-side recess portion 11d, and the inter-recess connection portion 11e, the cooling oil flowing through the back surface 11b of the piston crown portion 11 can be guided, and the exhaust-side skirt portion 12 Thus, the flow resistance of the cooling oil can be reduced over the intake side skirt portion 12, and the cooling performance of the piston 10 can be increased. Since the inter-recess connecting portion 11e is extended to the intake side by the bulging portions 13b of the pair of pin boss portions 13, it is possible to prevent a decrease in the flow velocity of the cooling oil on the intake side skirt portion 12 side. In cooperation, the intake side portion of the piston 10 can be effectively cooled.
複数の給油路１９ａ〜１９ｃはオイル導入穴１８の頂部に連通し、ピストン１０軸心直交方向へ延びているため、オイル導入穴１８に噴射された第１オイル噴射ノズル２２からの潤滑用オイルの油圧損失を最小に抑え、ランド部１４への給油能率を向上できる。
第１オイル噴射ノズル２２を平面視にて吸気側位置に配置し、第２オイル噴射ノズル３２を平面視にて排気側位置に配置したため、ピストン１０の吸気側部分に比べて熱負荷が高いピストン１０の排気側部分を先行冷却でき、第１オイル噴射ノズル２２のレイアウトの自由度を増すことができる。
Since the plurality of oil supply passages 19a to 19c communicate with the top of the oil introduction hole 18 and extend in the direction orthogonal to the axis of the piston 10, the lubricating oil from the first oil injection nozzle 22 injected into the oil introduction hole 18 is supplied. The oil pressure loss can be minimized and the oil supply efficiency to the land portion 14 can be improved.
Since the first oil injection nozzle 22 is arranged at the intake side position in plan view and the second oil injection nozzle 32 is arranged at the exhaust side position in plan view, the piston having a higher thermal load than the intake side portion of the piston 10 The 10 exhaust side portions can be pre-cooled, and the degree of freedom in the layout of the first oil injection nozzle 22 can be increased.
第１オイル噴射ノズル２２とオイル導入穴１８の開口部１８ａとの間に位置するコネクティングロッド４の側部に設けられ、ピストン１０が下降過程のとき、第１オイル噴射ノズル２２から噴射されたオイルの進路を遮断可能なバッフル部材７を設けたため、コネクティングロッド４の作動軌跡を利用して、オイル間欠供給手段を簡単な構成で形成でき、ピストン１０が上昇過程のときのみオイル導入穴１８への潤滑用オイルの導入を許容し、ピストン１０が下降過程のときオイル導入穴１８への潤滑用オイルの導入を制限することができる。 Oil that is provided on the side of the connecting rod 4 located between the first oil injection nozzle 22 and the opening 18a of the oil introduction hole 18 and is injected from the first oil injection nozzle 22 when the piston 10 is in the descending process. Since the baffle member 7 capable of shutting off the path of the oil is provided, the intermittent oil supply means can be formed with a simple configuration by using the operation locus of the connecting rod 4, and only when the piston 10 is in the ascending process, the oil introduction hole 18 is provided. The introduction of the lubricating oil can be allowed, and the introduction of the lubricating oil into the oil introduction hole 18 can be restricted when the piston 10 is in the descending process.
図１１に基づいて、実施例２に係るオイル供給装置１Ａについて説明する。尚、実施例１と同様の部材については、同一の符号を附し、説明を省略する。
実施例１との相違点は、実施例１では、エンジンＥの運転状態に拘わらず、ピストン１０が上昇過程のとき、１対のオイル導入穴１８の開口部１８ａに対して潤滑用オイルを供給していたのに対し、本実施例２では、エンジンＥＡの運転状態に応じて潤滑用オイルの供給を制限している点である。
An oil supply apparatus 1A according to the second embodiment will be described based on FIG. In addition, about the member similar to Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
The difference from the first embodiment is that, in the first embodiment, the lubricating oil is supplied to the openings 18a of the pair of oil introduction holes 18 when the piston 10 is in the rising process regardless of the operating state of the engine E. On the other hand, in the second embodiment, the supply of lubricating oil is limited according to the operating state of the engine EA.
図１１に示すように、エンジンＥＡは、オイルポンプ８と、メインギャラリ６と、オイルギャラリ６ａ〜６ｃと、オイル供給装置１Ａと、コントロールユニット５０等を有している。オイルポンプ８は、オイルパン９に貯留されたオイルを加圧し、メインギャラリ６によりエンジンＥＡの各部位へ圧送している。オイルポンプ８の下流側には、オイルに含まれる不純物を除去するためオイルフィルタ８ａが設けられている。メインギャラリ６には、オイルギャラリ６ａ〜６ｃが並列接続されている。オイルギャラリ６ｃには、クランク軸給油装置５２が設けられている。クランク軸給油装置５２は、クランク軸３の各軸受部（図示略）に設けられ、クランク軸３の軸受部やピン部３ａ等の各摺動部に潤滑用オイルを供給している。 As shown in FIG. 11, the engine EA includes an oil pump 8, a main gallery 6, oil gallery 6a to 6c, an oil supply device 1A, a control unit 50, and the like. The oil pump 8 pressurizes the oil stored in the oil pan 9 and feeds it to each part of the engine EA by the main gallery 6. An oil filter 8a is provided on the downstream side of the oil pump 8 in order to remove impurities contained in the oil. Oil gallery 6a-6c is connected to main gallery 6 in parallel. The oil gallery 6c is provided with a crankshaft oiling device 52. The crankshaft oil supply device 52 is provided in each bearing portion (not shown) of the crankshaft 3 and supplies lubricating oil to each sliding portion such as the bearing portion of the crankshaft 3 and the pin portion 3a.
オイル供給装置１Ａは、第１オイル噴射装置２０Ａと、第２オイル噴射装置３０と、流量制御弁５１等を備えている。第１オイル噴射装置２０Ａは、実施例１と同様に、各シリンダボア５に２つづつ配置されている。１対の第１オイル噴射装置２０Ａは、１対のオイル導入穴１８の開口部１８ａに対して潤滑用オイルを噴射可能に構成されている。
流量制御弁５１は、オイルギャラリ６ａの第１オイル噴射装置２０Ａよりも上流側位置に設けられている。流量制御弁５１は、例えば、デューティソレノイドにより駆動するスプール弁であり、コントロールユニット５０から送信される制御信号によりオイルギャラリ６ａの上流側位置で開閉制御される。
The oil supply device 1A includes a first oil injection device 20A, a second oil injection device 30, a flow control valve 51, and the like. Similarly to the first embodiment, two first oil injection devices 20A are arranged in each cylinder bore 5. The pair of first oil injection devices 20 </ b> A is configured to be able to inject lubricating oil into the openings 18 a of the pair of oil introduction holes 18.
The flow control valve 51 is provided at a position upstream of the first oil injection device 20A of the oil gallery 6a. The flow control valve 51 is, for example, a spool valve that is driven by a duty solenoid, and is controlled to be opened and closed at a position upstream of the oil gallery 6 a by a control signal transmitted from the control unit 50.
コントロールユニット５０は、エンジン回転数センサ、負荷センサ、水温センサ、クランクアングルセンサ等に電気的に接続され、各センサの検出値に基づき、エンジンＥＡの運転状態に応じて流量制御弁５１を制御している。 The control unit 50 is electrically connected to an engine speed sensor, a load sensor, a water temperature sensor, a crank angle sensor, etc., and controls the flow control valve 51 according to the operating state of the engine EA based on the detection value of each sensor. ing.
次に、オイル供給装置１Ａの作動について説明する。
コントロールユニット５０は、流量制御弁５１を以下のような形態で開閉制御している。
Next, the operation of the oil supply device 1A will be described.
The control unit 50 controls the opening and closing of the flow control valve 51 in the following manner.
エンジンＥＡが暖機状態で且つエンジン負荷が所定負荷以下の燃費運転領域のとき、潤滑用オイルの供給を禁止している。これにより、シリンダライナ壁からの吸熱を防止し、シリンダライナ壁の早期昇温を図っている。エンジンＥＡが暖機状態で且つエンジン負荷が所定負荷以上の高負荷運転領域のとき、エンジンＥＡが低回転の場合、潤滑用オイルの供給を禁止し、エンジンＥＡが高回転の場合、潤滑用オイルを供給する前記基本作動を行う。この高回転における潤滑用オイルの供給により、ピストン１０の焼付きを防止し、エンジンＥＡの信頼性を増すことができる。 When the engine EA is in a warm-up state and the engine load is in a fuel consumption operation region where the engine load is equal to or less than a predetermined load, supply of lubricating oil is prohibited. As a result, heat absorption from the cylinder liner wall is prevented, and the cylinder liner wall is heated quickly. When the engine EA is in the warm-up state and the engine load is in a high load operation region where the engine load is equal to or higher than a predetermined load, the supply of lubricating oil is prohibited when the engine EA is at a low speed, and when the engine EA is at a high speed, the lubricating oil is The above basic operation of supplying is performed. By supplying the lubricating oil at this high speed, seizure of the piston 10 can be prevented and the reliability of the engine EA can be increased.
エンジンＥＡが温間状態で且つエンジン負荷が所定負荷以下の燃費運転領域のとき、潤滑用オイルを供給する前記基本作動を行う。エンジンＥＡが温間状態で且つエンジン負荷が所定負荷以上の高負荷運転領域のとき、潤滑用オイルの供給を禁止している。これにより、ピストン１０の下降過程のとき、オイルリング４７の上方空間に滞留する低粘度の潤滑用オイルが燃焼室へ侵入することを防止でき、オイル消費量を低減できる。 When the engine EA is in a warm state and the engine load is in a fuel consumption operation region where the engine load is equal to or less than a predetermined load, the basic operation of supplying lubricating oil is performed. When the engine EA is in a warm state and the engine load is in a high load operation region where the engine load is equal to or higher than a predetermined load, the supply of lubricating oil is prohibited. Thereby, it is possible to prevent the low-viscosity lubricating oil staying in the space above the oil ring 47 from entering the combustion chamber during the lowering process of the piston 10 and to reduce the oil consumption.
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、横置き４気筒エンジンの例を説明したが、少なくともレシプロエンジンであれば良く、単気筒エンジンや２気筒以上のエンジンやＶ型エンジン等種々の内燃機関用ピストンに適用することができる。また、縦置きエンジンにも適用可能である。
Next, a modification in which the above embodiment is partially changed will be described.
1) In the above embodiment, an example of a horizontally mounted four-cylinder engine has been described. However, at least a reciprocating engine may be used and applied to various internal combustion engine pistons such as a single cylinder engine, an engine having two or more cylinders, and a V-type engine. can do. It can also be applied to a vertical engine.
２〕前記実施例１においては、バッフル部材をボルトによりコネクティングロッドの側部へ固定した例を説明したが、コネクティングロッドの製造時、バッフル部材をコネクティングロッドと同時に一体形成しても良い。
３〕前記実施例１においては、１対の第１オイル噴射装置を吸気側位置に配置し、単一の第２オイル噴射装置を排気側位置に配置した例を説明したが、第１オイル噴射装置を排気側位置に配置し、第２オイル噴射装置を吸気側位置に配置しても良い。また、第２オイル噴射装置を１つのピストンに対して複数設置することも可能である。
2] In the first embodiment, the example in which the baffle member is fixed to the side portion of the connecting rod with the bolt has been described. However, the baffle member may be integrally formed simultaneously with the connecting rod when the connecting rod is manufactured.
3] In the first embodiment, the example in which the pair of first oil injection devices are arranged at the intake side position and the single second oil injection device is arranged at the exhaust side position has been described. The device may be arranged at the exhaust side position, and the second oil injection device may be arranged at the intake side position. It is also possible to install a plurality of second oil injection devices for one piston.
４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。 4) In addition, those skilled in the art can implement the present invention in various forms added with various modifications without departing from the spirit of the present invention, and the present invention includes such modifications. is there.
本発明は、シリンダボア内を往復動する内燃機関用ピストンのオイル供給装置において、潤滑用オイル噴射ノズルと冷却用オイル噴射ノズルを設け、ピンボス部により潤滑用オイル径路と冷却用オイル径路を形成したことにより、ピストンの摺動抵抗の低減とオイル消費量の低減とを両立でき、ピストン構造を簡単化しつつピストンの潤滑性能と冷却性能を高めることができる。 According to the present invention, in an oil supply device for an internal combustion engine piston that reciprocates in a cylinder bore, a lubricating oil injection nozzle and a cooling oil injection nozzle are provided, and a lubricating oil path and a cooling oil path are formed by a pin boss portion. Therefore, it is possible to achieve both reduction of the sliding resistance of the piston and reduction of the oil consumption, and it is possible to improve the lubricating performance and cooling performance of the piston while simplifying the piston structure.
１，１Ａ オイル供給装置
３ クランク軸
４ コネクティングロッド
５ シリンダボア
７ バッフル部材
１０ ピストン
１０ａ ピストンピン
１１ ピストンクラウン部
１２ スカート部
１３ ピンボス部
１３ｂ 膨出部
１４ ランド部
１５ トップリング溝
１６ セカンドリング溝
１７ オイルリング溝
１８ オイル導入穴
１９ａ〜１９ｃ 給油路
２０，２０Ａ 第１オイル噴射装置
２２ 第１オイル噴射ノズル
３０ 第２オイル噴射装置
３２ 第２オイル噴射ノズル
５０ コントロールユニット
５１ 流量制御弁
Ｅ，ＥＡ エンジン
1, 1A Oil supply device 3 Crankshaft 4 Connecting rod 5 Cylinder bore 7 Baffle member 10 Piston 10a Piston pin 11 Piston crown portion 12 Skirt portion 13 Pin boss portion 13b Expanding portion 14 Land portion 15 Top ring groove 16 Second ring groove 17 Oil ring Groove 18 Oil introduction holes 19a to 19c Oil supply passages 20, 20A First oil injection device 22 First oil injection nozzle 30 Second oil injection device 32 Second oil injection nozzle 50 Control unit 51 Flow rate control valve E, EA engine
Claims (4)
前記ピストンは、一方のスカート部側において前記１対のピンボス部のピン軸直交方向の一方側端部からそれら端部に対向する前記一方のスカート部の方へ膨出させた１対の膨出部と、これら１対の膨出部の下端に夫々開口し且つ上方へ凹入した１対のオイル導入穴と、これらオイル導入穴と前記ピストンクラウン部のオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面とを連通する複数の給油路を有し、
前記１対のオイル導入穴の開口に対して潤滑用オイルを噴射する第１オイル噴射ノズルと、
他方のスカート部側のピストンクラウン部の裏面に対して冷却用オイルを噴射する第２オイル噴射ノズルと、
前記ピストンが上昇過程のときのみ、前記１対のオイル導入穴の開口に対してオイルを供給するオイル間欠供給手段とを設けたことを特徴とする内燃機関用ピストンのオイル供給装置。 A piston crown portion, a pair of pin boss portions formed on the back surface of the piston crown portion and connected to the crankshaft via a connecting rod and a piston pin, and a pair of skirt portions extending downward from the piston crown portion. In an oil supply device for a piston for an internal combustion engine that reciprocates in a cylinder bore,
The pair of bulges that are bulged from one end in the direction perpendicular to the pin axis of the pair of pin bosses toward the one skirt facing the end on one skirt part side. A pair of oil introduction holes that are open at the lower ends of the pair of bulges and are recessed upward, and between the oil introduction holes, the oil ring groove and the compression ring groove of the piston crown portion. Having a plurality of oil supply passages communicating with the peripheral surface;
A first oil injection nozzle that injects lubricating oil into the openings of the pair of oil introduction holes;
A second oil injection nozzle that injects cooling oil to the back surface of the piston crown portion on the other skirt portion side;
An oil supply apparatus for a piston for an internal combustion engine, comprising: an intermittent oil supply means for supplying oil to the openings of the pair of oil introduction holes only when the piston is in a rising process.
The intermittent oil supply means is provided on a side portion of the connecting rod located between the first oil injection nozzle and the opening of the oil introduction hole. When the piston is in the descending process, the oil intermittent supply means is provided from the first oil injection nozzle. The oil supply device for a piston for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the oil supply device is an oil supply blocking means capable of blocking a course of the injected oil.
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