CN101069007B - 内燃机用发动机的活塞及内燃机用发动机的活塞和活塞环的组合 - Google Patents

Abstract

本发明提供在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压之际，能够充分抑制润滑油消耗量的内燃机用发动机的活塞及内燃机用发动机的活塞和由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环的组合。内燃机用发动机的活塞在安装有油环的油环槽中设置有与活塞内部空间连通的贯通孔，并且，与第二环槽相关的孔按照从第二环槽底的活塞上下方向下部侧跨过环槽下表面的方式开口，被设置成为朝向活塞内部空间以直线方式连通的贯通孔，组合了压力环的内燃机用发动机的活塞和三个环结构的活塞环组合中，压力环设置了即定范围内的合口间隙。

Description

内燃机用发动机的活塞及内燃机用发动机的活塞和活塞环的组合

技术领域

本发明涉及在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压之际，能够改善润滑油消耗量的内燃机用发动机的活塞及内燃机用发动机的活塞和活塞环的组合。

背景技术

近年来，作为对内燃机用发动机的燃料费进行改善的机构，强烈要求活塞环与缸体(cylinder)间的摩擦阻力的减少。在汽车用发动机中普遍使用了图9(a)的主要部分概略局部纵剖视图所示的三个环结构的活塞。

在这种三个环结构的活塞中，于活塞头部1的外周部从上依次设置有第一环槽2、第二环槽3和油环槽4，各环槽中安装有活塞环，通过组装到缸体11内来使用活塞。在这种三个环结构的活塞中，为了达到对汽车用发动机的燃料费进行改善的目的，对于活塞环实现了低张力化和活塞环的环宽度h1(图12)的薄宽度化，以便降低摩擦。

另外，在三个环结构的活塞的头部1处如图9(a)、(b)所示，在第二环槽3的上方形成有第二环槽脊(land)5，且在第二环槽3的下方形成有第三环槽脊6，而且，设置有用于使油环14所刮掉的润滑油返回到油盘的放油孔8。图9(a)中，7表示活塞裙(skirt)部，10A表示活塞上下方向。当这种三个环结构的活塞在缸体11内沿移动方向10H往复移动时，附着于缸体壁面的多余润滑油会被油环14刮落，并从与油环14相关的放油孔8使多余的润滑油返回到油盘。

可是，在仅设置了与油环14相关的放油孔8的活塞中，当从以高转速旋转的状态强制利用发动机闸的制动力对发动机进行减速，并在之后进行加速的加减速行驶模式中进行了发动机的运转时，仅通过活塞环的改善难以将润滑油消耗量降低至要求的标准。另外，第一环主要具有作为对气密性进行确保的压力环的作用，第二环具有对第一环的气密性进行补充，并进行润滑油控制(oil control)的作用。

因此，提出了通过改善发动机的活塞，来抑制润滑油消耗量与泄漏气体(blow by gas)量的方案(专利文献1～7)。

在专利文献1中，提出了一种在安装压力环的环槽的槽底设置了与活塞内部连通的孔的活塞，另外，在专利文献2中记载有一种在第二环槽底设置有与活塞内部连通的孔，作为使残存的未燃烧气体向曲轴室逃逸的泄漏气体通路的活塞。专利文献3提出了一种在双循环发动机中，在第二环槽底设置有与活塞内部连通的孔，由此可对活塞环良好地进行润滑，同时防止从增压气体的扫气口向曲轴箱的漏气，并且防止曲轴箱内的油向扫气口的流出的活塞。

专利文献4提出了一种相对铅垂线以倾斜状态设置的倾斜发动机用活塞，该活塞在发动机运转时，润滑用的油由于重力而蓄积于缸体及活塞的下部，从而阻止了油进入到环状空间内并向燃烧室侧挤出。

专利文献5、6提出了一种在油环槽正上方的环槽脊部设置孔，作为使润滑油向活塞内部空间逃逸的油逃逸孔，并在第二环槽中没有油逃逸孔的活塞。

另外，专利文献7中记载了一种通过在第二环槽底设置与活塞内部连通的孔，并按照与该孔连通的方式在第二环槽下侧面设置沿半径方向整个宽度延伸的偏置(offset)槽，来降低第二环槽脊压力，且降低油消耗的技术。

专利文献1：实开昭50-43104号公报

专利文献2：特开昭55-161940号公报

专利文献3：实开平5-7951号公报

专利文献4：特开平5-71420号公报

专利文献5：特开平7-279752号公报

专利文献6：实开昭56-122748号公报

专利文献7：实开平6-14455号公报

但是，在专利文献1～5中并没有言及当发动机的吸气工序或发动机闸使用时等在燃烧室成为负压的情况下可充分抑制润滑油消耗量的活塞。

专利文献6、7中记载了在发动机的吸气工序或发动机闸使用时燃烧室成为负压的情况下，可以降低润滑油消耗量的活塞，专利文献6中的活塞的特征在于，在油环槽正上方的环槽脊部设置贯通到活塞主体内的通气孔。在该活塞中，由于仅在环槽脊部形成了通气孔，所以，被油环刮下的润滑油在通过环槽脊部之际能够从通气孔排出，但其只具有将上升至环槽脊的润滑油排出的能力。

专利文献7中的活塞的特征在于，在活塞的第二环槽底面和朝向曲轴室侧的面之间设置贯通孔。在专利文献7的图5中，图示公开了按照与该贯通孔连通的方式，在第二环槽下侧面设置沿半径方向整个宽度而延伸的偏置槽。但是，为了设置该图所示的贯通孔及偏置槽，必须单独对贯通孔和偏置槽实施加工，因此，不仅花费加工工时，而且成本也会增高。

当前，要求降低活塞环与缸筒(bore)之间的摩擦，压力环与油环的总计张力除以活塞环的直径得到的总计张力比需要设定为显著小的值，即0.2～0.6N/mm的范围中，因此寻求为了降低活塞环的摩擦的低张力化及环宽度h1的薄宽度化、滑动面形状的对策，并被进一步强烈要求。而且，在发动机内，为了谋求以更清洁的方式实现安全燃烧，进行了可变阀定时(valve timing)等最佳且有效的控制。由于因上述通常的发动机闸的减速产生的负压、和阀机构复杂化，所以，目前活塞的使用状态在负压环境下也很严峻。

这里，使用图9(b)对三个环结构的活塞的问题点进行说明。

该图示意地表示了利用发动机闸的减速时吸气行程前半段的状态。当在四循环汽油发动机中利用发动机闸进行了减速的情况下，由于吸入空气量极少，所以，在吸气行程～压缩行程的中途及膨胀行程的后半段，燃烧室内的压力低于大气压，成为吸气管内的绝对压力为8kPa～17.3kPa的负压(参照图8)状态。成为该吸气管内的绝对压力近似接近0的真空。另外，图9(b)中活塞朝下方加速，第二环13及油环14通过惯性力和基于燃烧室内的负压的力双方落座在对应的环槽上表面。

在这样的状态下，根据燃烧室内的负压程度，环绕第一环的润滑油经由第一环槽脊被向燃烧室内吸上，如果燃烧室内的负压作用至与第二环槽脊5对置的空间，则在第二环13周围、第二环槽3内及第三环槽脊6的位置存在的润滑油会被吸上至第二环槽脊5的位置，因此，润滑油消耗量增加。在此基础上，如果燃烧室内的负压进一步作用至与第三环槽脊6对置的空间，则油环14周围的润滑油会被吸上到第三环槽脊6的位置。这种油上升现象在燃烧室内越成为负压的情况下越显著，增加了润滑油消耗量。

因此，在现有的三个环结构的活塞中，难以在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压的情况下充分抑制润滑油消耗量。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压的情况下，能够充分抑制润滑油消耗量的内燃机用发动机的活塞及内燃机用发动机的活塞和由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环的组合。

本发明者们对三个环结构的活塞的构造专心地反复进行了研究，结果发现，除了使油环所刮下的润滑油向活塞内部空间逃逸的放油孔之外，通过将使被第二环刮下的润滑油向活塞内部空间逃逸的放油孔设置于特定位置，具有显著的效果，基于此提出了本发明。

本发明如下所述。

(1)一种内燃机用发动机的活塞，组装有由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环，在安装有油环的油环槽中贯通设置有与活塞内部空间连通的放油孔，其特征在于，

与第二环槽相关的放油孔按照从第二环槽底的活塞上下方向下部侧跨过第二环槽下表面的方式开口，被设置成朝向活塞内部空间以直线方式连通的贯通孔。

(2)根据(1)所述的内燃机用发动机的活塞，其特征在于，与前述第二环槽相关的放油孔按照从第二环槽底的活塞上下方向下部侧跨过第二环槽下表面的方式开口，被设置成朝向活塞内部空间以直线方式向下倾斜。

(3)根据(1)所述的内燃机用发动机的活塞，其特征在于，与0前述第二环槽相关的放油孔按照从第二环槽底的活塞上下方向下部侧跨过第三环槽脊的上部的方式，相对活塞上下方向被垂直设置。

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的内燃机用发动机的活塞，其特征在于，与前述第二环槽相关的放油孔被设置成，活塞外面侧的开口不仅位于推力方向，而且位于反推力方向。

(5)根据(4)所述的内燃机用发动机的活塞，其特征在于，与前述第二环槽相关的放油孔被设置成活塞外面侧的开口相对销轴心对称。

(6)根据内燃机用发动机的活塞，组装有由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环，在安装有油环的油环槽中贯通设置有与活塞内部空间连通的放油孔，其特征在于，

与第二环槽相关的放油孔按照从第二环槽下表面跨过第三环槽脊的上部的方式开口，被设置成为朝向活塞内部空间以直线方式向下倾斜、且与活塞内部空间连通的贯通孔。

(7)根据(6)所述的内燃机用发动机的活塞，其特征在于，与前述第二环槽相关的放油孔被设置成，活塞外面侧的开口不仅位于推力方向，而且位于反推力方向。

(8)根据(7)所述的内燃机用发动机的活塞，其特征在于，与前述第二环槽相关的放油孔被设置成活塞外面侧的开口相对销轴心对称。

(9)一种内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，是组装有由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环的内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，其特征在于，

前述活塞被设置成：在安装有油环的油环槽中贯通设置有与活塞内部空间连通的放油孔，且与第二环槽相关的放油孔按照从第二环槽底的活塞上下方向下部侧跨过环槽下表面的方式开口，作为朝向活塞内部空间以直线方式连通的贯通孔，

前述活塞环，其作为压力环的第一环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.002～0.004，第二环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.0030～0.0096。

(10)一种内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，是组装有由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环的内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，其特征在于，

前述活塞被设置成：在安装有油环的油环槽中贯通设置有与活塞内部空间连通的放油孔，且与第二环槽相关的放油孔按照从第二环槽下表面跨过第三环槽脊的上部的方式开口，作为朝向活塞内部空间以直线方式向下倾斜、且与活塞内部空间连通的贯通孔，

前述活塞环，其作为压力环的第一环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.002～0.004，第二环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.0030～0.0096。

根据本发明，通过将活塞环安装于环槽，并将活塞组装到缸体内，在运转发动机时，可以从与油环槽相关的放油孔使油环所刮下的润滑油向活塞内部空间逃逸，并且，能够使第二环所刮下的润滑油从与第二环槽相关的孔迅速向活塞内部空间逃逸。

因此，根据本发明的三个环结构的活塞，在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压时可充分抑制润滑油消耗量。

附图说明

图1是表示第一实施方式的三个环结构的活塞的概略局部纵剖视图。

图2是表示将第一实施方式的活塞组装于缸体的状态的概略局部纵剖视图。

图3是对加速时或恒速时的第一实施方式所涉及的活塞的作用进行说明的示意图。

图4是对减速时的第一实施方式所涉及的活塞的作用进行说明的示意图。

图5(a)、(b)分别是表示第二、第三实施方式所涉及的三个环结构的活塞的概略局部纵剖视图。

图6是表示在本发明例的活塞中设置的放油孔9的活塞周向位置的示意图。

图7是表示在本发明例的活塞中设置的放油孔8的活塞周向位置的示意图。

图8是表示本发明例的活塞的效果的图表。

图9(a)是表示现有的三个环结构的活塞构造的概略局部纵剖视图，(b)是说明其问题点的示意图。

图10是表示比较例1的三个环结构的活塞构造的概略局部纵剖视图。

图11是表示比较例2的三个环结构的活塞构造的概略局部纵剖视图。

图12是表示活塞环尺寸a1、h1的说明图。

图13是表示活塞环的合口间隙S1和环标称直径d1的说明图。

附图标记说明

1活塞头部，2第一环槽，3第二环槽，4油环槽，5第二环槽脊，6第三环槽脊，7活塞裙部，8、9、19、29、49、59放油孔，10A活塞上下方向，10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H活塞移动方向，11缸体，12第一环，13第二环，14油环，15推力(thrust)方向，16销轴心，α1、α2角度，θ1、θ2、θ3、θ4角度，a1环厚度，h1环宽度，S1合口间隙，d1环标称直径，20第二环槽上表面，21第二环槽底，22第二环槽下表面，X活塞外面侧，Y活塞内面侧，Z活塞内部空间。

具体实施方式

下面，参照附图，对将本发明所涉及的三个环结构的活塞应用于四循环汽油发动机的情况进行说明。

图1是表示第一实施方式所涉及的三个环结构的活塞构造的概略局部纵剖视图，图2是表示将第一实施方式所涉及的三个环结构的活塞组装于缸体11的状态的概略局部纵剖视图。

第一实施方式所涉及的三个环结构的活塞如图1的概略局部纵剖视图所示，是在活塞头部1的外周部从上依次设置了第一环槽2、第二环槽3、油槽4的结构。在该三个环结构的活塞的活塞头部1中，在第一环槽2的下部形成第二环槽脊5，而且在第二环槽3的下部形成第三环槽脊6。图1中，7表示活塞裙部，10A表示活塞上下方向。另外，20表示第二环槽上表面，21表示第二环槽底，22表示第二环槽下表面，X表示活塞外面侧，Y表示活塞内面侧，Z表示活塞内部空间。图1中的活塞内部空间Z是指，活塞中未图示的连杆(connectingrod)所位于的空间。

此外，在图1所示的活塞中，表示了没有设置用于对活塞内进行冷却的喷油机构的情况。例如在设置了喷油机构的情况下，根据从喷涂喷油的位置，有可能润滑油由活塞内部空间Z进入到放油孔8、9，并向活塞外面侧X倒流，所以，喷涂喷油的位置需要被设置成油不会溅到放油孔8、9上。

该第一实施方式所涉及的三个环结构的活塞如图2所示，在各环槽2、3、4中分别安装对应的第一环12、第二环13、油环14，并组装在缸体11内使用。

这里，第一实施方式所涉及的三个环结构的活塞如图1所示，其特征在于，除了与油环槽4相关的放油孔8之外，将与第二环槽3相关的放油孔9设置成从第二环槽底21的活塞上下方向下部侧跨过第三环槽脊6的上部，作为垂直活塞上下方向地与活塞内部空间连通的贯通孔。

另外，与油环槽4相关的放油孔8如图2所示，和现有的三个环结构的活塞同样，是与活塞内部空间连通的孔，在活塞沿移动方向10B往复移动之际，具有使油环14所刮下的多余润滑油返回到油盘的功能。

通过图3、图4的示意图，对第一实施方式所涉及的三个环结构(图2)的活塞作用进行更详细的说明。

由于前述的与第二环槽3相关的放油孔9，是按照从第二环槽底21的活塞上下方向下部侧跨过第三环槽脊6的上部的方式，垂直于活塞上下方向地设置的放油孔，所以，可以发挥下述的作用效果。

这里，图3、4中示意地表示了在提高发动机转速的加速时或将发动机的转速设为相同的恒速时，上升到第二环13的位置的润滑油从与第二环槽3相关的放油孔9排出的状态。其中，为了易于理解说明，只表示了安装第二环13和油环14的位置。

图3(a)表示吸气行程的前半段，图3(b)表示吸气行程的后半段。

在表示吸气行程前半段的(a)中，由于活塞朝向移动方向10C加速，所以，第二环13、油环14基于惯性力都落座于对应的环槽的上表面。从活塞裙部7向油环14供给的润滑油被油环14刮下，从油环槽4的放油孔8排出大半，一些通过油环14向第三环槽脊6上升。由于在图3(a)中惯性力朝上，所以，第三环槽脊6的润滑油向第二环槽3内进入，剩余的润滑油通过放油孔9被迅速地向活塞内部空间排出。在表示吸气行程后半段的图3(b)中，活塞朝向移动方向10D移动，由于惯性力朝下，所以，第二环槽3内的润滑油基于向下方的流动，被迅速从放油孔9排出。

图3(c)表示对压缩工序中的活塞作用进行说明的示意图。活塞沿着移动方向10E加速，第二环13、油环14都落座于对应的环槽的下表面侧。这里，因筒内压力的上升而从第一环12的合口漏出的气体进入到第二环槽脊5，但由于在第二环槽3内从放油孔9排出大半的气体，所以，随着该气体的流动，放油孔9附近的第二环槽3内的润滑油及放油孔9内的润滑油被向活塞内部空间排出。

接着，利用图4，对从以高转速使发动机旋转的状态强制利用发动机闸的制动力进行减速时第一实施方式的活塞作用进行说明。

图4(a)表示吸气行程的前半段，图4(b)表示吸气行程的后半段。在从以高转速使发动机旋转的恒速行驶状态强制利用发动机闸的制动力进行了减速的情况下，在吸气行程～压缩行程的中途、及膨胀行程的后半段会在燃烧室内产生低于大气压的负压。

因此，由于图4的吸气行程前半段(a)、后半段(b)都因为筒内的负压对第二环槽脊5作用多少的负压，所以，第二环13因该负压被吸附于上表面侧而落座。由于基于放油孔9使得第三环槽脊6成为与活塞内部压力同样的压力(接近大气压的压力)，所以，来自油环14周围的润滑油很少被吸上，因此，向第三环槽脊6上升的润滑油量也减少。

而且，第二环槽3内的润滑油在图4(a)中，基于朝上的惯性力通过油环14，向第三环槽脊6进入的润滑油从与第二环槽3相关的放油孔9被迅速排出。另外，在图4(b)中基于朝下的惯性力第二环槽3内的润滑油向下方流动，从放油孔9被迅速排出。

通过这种基于第二环13的止回阀作用的提高及来自油环14的负压流动引起的吸上润滑油量的降低，在筒内作用大的负压的运转条件下，可充分抑制润滑油消耗量。

另一方面，在是图9(b)所示的没有与活塞内部空间连通的与第二环槽3相关的放油孔9的现有三个环结构的活塞时，在燃烧室内的压力低于大气压的条件下上升到第三环槽脊6的位置的润滑油、及被第二环13刮下的润滑油主要从第二环13的合口缝隙被吸上。因此，在现有三个环结构的活塞的情况下，当组装到发动机中进行运转时，燃烧室内的压力越低于大气压，润滑油消耗量越显著恶化。

另外，与第二环槽3相关的放油孔9也可以是设置在图5(a)、(b)所示的位置的放油孔19、29。

图5(a)所示的与第二环槽3相关的放油孔19被设置成，按照从第二环槽下表面22跨过第三环槽脊6的上部的方式开口，朝向活塞内部空间向下以直线倾斜，且作为与活塞内部空间连通的贯通孔。另外，如图2所示，第二环槽下表面22是指在安装了第二环13的情况下，与第二环13的下表面对置一侧的面。

由于设置了与该第二环槽3相关的放油孔19的第二实施方式所涉及的三个环结构的活塞也具有在第二环槽的下表面具有开口，并朝向活塞内部空间以直线方式向下连通的贯通孔，因此，可发挥与上述第一实施方式的三个环结构的活塞同样的作用效果。

另外，第三实施方式所涉及的三个环结构的活塞如图5(b)所示，与第二环槽3相关的放油孔29按照从第二环槽底21的活塞上下方向下部侧跨过第二环槽下表面22的方式开口，朝向活塞内部空间向下倾斜。其中，如图2所示，第二环槽底21是指安装了第二环13时与第二环13的背面对置的部分。

以上说明的本发明所涉及的三个环结构的活塞，将与第二环槽3相关的放油孔设置成在第二环槽下表面开口，作为与活塞内部空间以直线连通的贯通孔。由于该贯通孔以直线方式设置，所以在活塞加工时易于加工，且可以迅速逃逸油。

因此，根据本发明所涉及的三个环结构的活塞，如通过后述的实施例所确认那样，基于在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压的条件下，被第二环13刮下的润滑油从与第二环槽3相关的放油孔被迅速排出的作用效果，和现有的活塞相比可充分抑制润滑油消耗量。

该情况下，为了顺畅地排出被第二环13刮下的润滑油，优选与第二环槽3相关的放油孔的直径为0.1mm以上，具有这种大小的与第二环槽3相关的放油孔9在活塞周向设置两处以上。

而且，本发明所涉及的三个环结构的活塞，优选将与第二环槽3相关的放油孔9设置成活塞外面侧的开口除了位于推力方向之外，还位于反推力方向。

并且，本发明所涉及的三个环结构的活塞，优选将与第二环槽3相关的放油孔9设置成相对销轴心16对称。图6中表示了后述的设置于本发明例1、2的活塞的、与第二环槽3相关的放油孔9的活塞周向位置。图6中15表示推力方向。

根据将与第二环槽3相关的放油孔9设置成活塞外面侧的开口相对销轴心16对称的三个环结构的活塞，可以将第二环13所刮下的润滑油相对销轴心16对称地、且在活塞周向均匀地从与第二环槽3相关的孔迅速排出，因此优选。而且，在将与第二环槽3相关的孔设置成活塞外面侧的开口相对销轴心16对称的情况下，还具有易于加工的优点。

另外，在前述本发明所涉及的三个环结构的活塞与活塞环的组合中，可以使用作为压力环的第一环12的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.002～0.004，第二环13的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.0030～0.0096。

图13表示了第二环13的合口间隙S1和环标称直径d1。另外，在第一环12中，合口间隙S1和环标称直径d1也表示同样的部位。

将第一环12的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1设为0.002～0.004的理由在于，如果S1/d1超过0.004，则泄漏气体量有可能恶化，另外，如果S1/d1小于0.002则有合口部发生干涉的可能性。而且，将第二环13的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1设为0.0030～0.0096的理由在于，如果S1/d1超过0.0096，则减速时或高速轻负载时的润滑油消耗量有可能恶化，另外，如果S1/d1小于0.0030，则中速～高速的高负载时的润滑油消耗量有可能恶化。

综上所述，本发明所涉及的三个环结构的活塞，在将第一环12及第二环13的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1设定为前述范围内与活塞环进行组合时，与没有设置和活塞内部空间连通的与第二环槽3相关的放油孔9的现有三个环结构的活塞相比，即使在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压的情况下，也不会增加泄漏气体量，可减少合口部发生干涉的可能性，充分抑制润滑油消耗量。

而且，在本发明所涉及的三个环结构的活塞中，即使安装由油环主体和撑胀器(expander)构成的二件式、或由两根侧轨和间隔撑胀器(space expander)构成的三件式的任意一种作为油环14，也具有充分抑制润滑油消耗量的效果。与活塞环槽内具有轴向密封性的三件式相比，没有轴向密封性的二件式在组装于本发明的活塞时，可以发挥更出色的润滑油消耗量的抑制效果。

并且，本发明所涉及的三个环结构的活塞，相对于总计张力比为0.2～0.6N/mm的环的组合，具有更出色的润滑油消耗量的抑制效果，所述总计张力比是将所安装的两个压力环、一个油环的张力进行总计的总计张力除以缸筒直径后的值。

实施例

使用图1所示的三个环结构的活塞，安装具有表1所示的环规格a1、h1、S1的活塞环，设三个环的张力总计后的总计张力除以缸筒直径后的总计张力比为0.38N/mm，通过组装于缸体11对加减速行驶时的润滑油消耗量及泄漏气体量进行调查。设测试发动机是缸筒直径86mm、冲程86mm、排气量1998cc的串连4气筒的水冷四循环汽油发动机。

[表1]

本发明例1、2除了与油环槽4相关的放油孔8之外，将与第二环槽3相关的放油孔9设置成活塞外面侧的开口相对销轴心16对称，并设α1＝α2＝45度，如图6所示设置了4个。设与第二环槽3相关的放油孔9的直径为1.5mm，按照从第二环槽底的活塞上下方向下部侧跨过第三环槽脊上部的方式，相对活塞上下方向垂直且以直线方式设置。

而且，与油环槽4相关的放油孔8被设置成活塞外面侧的开口相对销轴心16对称，且θ1＝θ3＝10度、θ2＝θ4＝30度，如图7所示，在推力侧设置四个，在反推力侧设置了四个。设与油环槽4相关的放油孔8的直径为2.0mm。

另外，本发明例1与本发明2相比缩小了合口间隙S1。除此之外，本发明例2与本发明例1相同。

测试发动机的加减速行驶模式为加速/恒速/减速复合了的运转条件，旋转区域每分钟旋转1000～4000转。负压值的设定通过强制利用发动机闸的制动力，对吸气管内的压力进行了控制。设减速时间一定，并将减速时间中吸气管内负压的平均值设定为任意的负压值来进行评价。

图8是将其负压值表示在横轴，并将该条件下的润滑油消耗量比表示在纵轴的图表。将按照吸气管内的绝对压力成为8.0kPa的方式运转发动机而得到的现有例时的润滑油消耗量设为1作为标准化，表示了润滑油消耗量比。

现有例将与本发明例2相同的活塞环安装于图9(a)所示的三个环结构的活塞，并将其组装于测试发动机的缸体进行了同样的试验。比较例1将与本发明例2相同的活塞环安装于图10所示的设置了定位于活塞头部1内的放油孔49的三个环结构的活塞，比较例2将与本发明例2相同的活塞环安装于在第三环槽脊6的上下方向的中间设置了放油孔59的三个环结构的活塞，并组装于测试发动机的缸体进行了同样的试验。

图12中表示了第二环13的尺寸a1、h1，图13中以第二环13为代表表示了合口间隙S1和环标称直径d1的定义。

由图8所示的表示了润滑油消耗量的改善效果的图表可知，组装了本发明例1、2的活塞的发动机与现有例相比，可以在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压的情况下充分抑制润滑油消耗量。该情况下，与比较例2的仅在第三环槽脊的上下方向中间进行设置的情况相比，可充分抑制润滑油消耗量。

另外，在比较了本发明例1、2的情况下可知，第一环12的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.0023、第二环13的S1/d1为0.0041的本发明例1，与脱离了本发明S1/d1的范围的本发明例2相比，在发动机的吸气工序或发动机闸使用时等燃烧室成为负压的情况下，具有更出色的润滑油消耗量的抑制效果。

与之相对，比较例1由于未排出第三环槽脊的油，所以，润滑油消耗量的抑制效果不够充分。

此外，虽在本发明例1、2的活塞中使用了图1所示的活塞，但使用图5(a)、(b)所示的活塞，也能够得到同样的结果。而且，在吸气管内的绝对压力为8.0kPa的情况下，润滑油消耗量比为0.18～0.35，通过组合本发明的活塞和活塞环，会发挥出色的润滑油消耗量的抑制效果。

Claims (2)

1.一种内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，是组装有由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环的内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，其特征在于，

前述活塞被设置成：在安装有油环的油环槽中贯通设置有与活塞内部空间连通的放油孔，

与前述油环槽相关的放油孔按照活塞外面侧的开口从油环槽底跨过前述油环槽和活塞裙部的方式开口，被设置成为朝向活塞内部空间以直线方式连通的贯通孔，

且与第二环槽相关的放油孔也按照活塞外面侧的开口从第二环槽底的活塞上下方向下部侧跨过环槽下表面的方式开口，作为朝向活塞内部空间以直线方式连通的贯通孔，

前述活塞环，其作为压力环的第一环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.002～0.004，第二环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.0041～0.0096。

2.一种内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，是组装有由两个压力环、一个油环构成的三个环结构的活塞环的内燃机用发动机的活塞与活塞环的组合，其特征在于，

前述活塞被设置成：在安装有油环的油环槽中贯通设置有与活塞内部空间连通的放油孔，

与前述油环槽相关的放油孔按照活塞外面侧的开口从油环槽底跨过前述油环槽和活塞裙部的方式开口，被设置成为朝向活塞内部空间以直线方式连通的贯通孔，

且与第二环槽相关的放油孔也按照活塞外面侧的开口从第二环槽下表面跨过第三环槽脊的上部的方式开口，作为朝向活塞内部空间以直线方式向下倾斜、且与活塞内部空间连通的贯通孔，

前述活塞环，其作为压力环的第一环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.002～0.004，第二环的合口间隙S1与环标称直径d1之比S1/d1为0.0041～0.0096。

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