CN106194480A - 内燃机的活塞 - Google Patents
内燃机的活塞 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106194480A CN106194480A CN201610349619.2A CN201610349619A CN106194480A CN 106194480 A CN106194480 A CN 106194480A CN 201610349619 A CN201610349619 A CN 201610349619A CN 106194480 A CN106194480 A CN 106194480A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- piston
- pod
- skirt section
- skirt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/02—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion
- F02F3/022—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion the pistons having an oval circumference or non-cylindrical shaped skirts, e.g. oval
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
提供一种内燃机的活塞,其能够良好地进行活塞与缸膛的内壁的润滑,并且能够降低油所致的活塞的拖曳阻力。设置于发动机的活塞(7)至少在上部裙部(36)和下部裙部(38)中形成有与活塞冠部(9)的中心轴(C)平行地延伸的纵槽(41、42A、42B、43A、43B),在与活塞冠部(9)的中心轴(C)正交的方向上,纵槽(41、42A、42B、43A、43B)设置在活塞销毂部(14、15)的延伸方向的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的活塞,特别涉及具有相对于缸膛(Cylinder bore)的内壁滑动的裙部的内燃机的活塞。
背景技术
以往,作为设置成相对于内燃机的缸膛的内壁往复运动自如的活塞,已知例如专利文献1所述的活塞。该活塞具备:一对裙部,其从活塞主体垂下;一对侧壁部,其使一对裙部彼此连续;以及一对活塞销毂部,其设置于一对侧壁部,保持活塞销。
考虑到热膨胀的影响,裙部形成为以活塞的中心轴方向中央部为最大外径的酒桶状,在裙部的表面形成有树脂覆膜。
另外,在裙部外周面之中的周面部分的左右两侧的部分沿推力方向形成有横条纹状覆膜而被良好地润滑,从而防止了活塞从该部分的位置与气缸发生抱缸(焼き付け)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特许第4749398号公报
发明内容
发明要解决的问题
这种现有的内燃机的活塞在裙部的圆周方向的两侧设置有与支撑将燃烧压力传递给连杆的活塞销的活塞销毂部连接的侧壁部。
由此,侧壁部所连接的裙部的两侧不易变形,裙部推压缸膛内壁的面压(每单位面积的压力)变大。另一方面,刚性变低,容易发生弹性变形的裙部的下部的面压得以缓和而变低。
因此,在活塞的往复运动时由活塞销负担了一部分的燃烧压力后,在裙部与缸膛的内壁接触时裙部的表面会产生面压较高的部位和面压较低的部位。
除此之外,形成为酒桶形状的裙部是:中心轴方向的中央部为最大外径的部位与缸膛的间隙(Clearance)较小,而与中央部相比,活塞的中心轴方向的上部及下部与缸膛的间隙较大。
因此,在树脂覆膜上以均一的深度在面压较大的位置和面压较小的位置形成有凹部的情况下,由于会有将油导入凹部的效果以及油从凹部流出致使油膜厚度变薄的作用,因此,油有可能无法充分供应到以较高的面压与缸膛的内壁接触且低速运转时与缸膛的内壁的间隙较小的裙部的部位而引起润滑不良。
另一方面,油会过量供应到以较低的面压与缸膛的内壁接触且与缸膛的内壁的间隙较大的裙部的部位。由此,活塞相对于缸膛的内壁进行往复运动时,相对于活塞的中央部,活塞的中心轴方向的上部和下部刮油。
其结果是,油成为阻力,活塞的剪切阻力会变大,即活塞的拖曳阻力会变大,燃料经济性有可能恶化。
本发明是着眼于上述这样的问题而完成的,其目的在于,提供一种内燃机的活塞,其能够良好地进行活塞和缸膛的内壁的润滑,并且能够降低油所致的活塞的拖曳阻力。
用于解决问题的方案
本发明的内燃机的活塞具备:活塞主体;一对裙部,其从活塞主体垂下;一对活塞销毂部,其从活塞主体垂下,保持活塞销;一对侧壁部,其连接一对裙部和一对活塞销毂部;以及树脂覆膜,其设置于裙部的外周面,裙部具有:中央裙部,其在活塞主体的中心轴方向上的中央部具有最大外径;上部裙部,其在中央裙部的上部边界上方发生弯曲,其外径从上部边界起向中心轴逐渐变小;以及下部裙部,其在中央裙部的下部边界下方发生弯曲,其外径从下部边界起向中心轴逐渐变小,裙部形成为在圆周方向上从裙部的圆周方向中央部越向侧壁部延伸该裙部的曲率越大,至少在与上部裙部和下部裙部对应的树脂覆膜中形成有与活塞主体的中心轴平行地延伸的纵槽,在与中心轴正交的方向上,纵槽设置在活塞销毂部的延伸方向的范围内。
沿上述裙部的圆周方向形成有多个且相邻的上述纵槽,上述纵槽的上述中心轴方向的长度形成为设置在上述壁侧的上述纵槽的长度大于设置在上述圆周方向中央部侧的上述纵槽的长度。
上述多个纵槽包含从上述树脂覆膜的上部延伸到上述上部边界的纵槽和从上述树脂覆膜的下部延伸到上述下部边界的纵槽。
上述纵槽的深度为5μm以上20μm以下的范围。
发明效果
根据上述的本发明,能够提高活塞和缸膛的内壁的润滑性,并且能够降低油所致的活塞的拖曳阻力。
附图说明
图1是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是内燃机的主要部分构成图。
图2是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出活塞和缸膛的图。
图3是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是从车辆的后方观看活塞的图。
图4是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是从车辆的宽度方向观看活塞的图。
图5是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是从车辆的下方观看活塞的图。
图6是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是图3的VI-VI方向向视截面图。
图7是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出活塞与施加到活塞的裙部的面压之间的位置关系的图。
图8是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出活塞与活塞的裙部的曲面之间的位置关系的图。
图9是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出裙部与裙部和缸膛的内壁的间隙之间的位置关系的图。
图10是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出裙部的弯曲部与纵槽之间的位置关系的图。
图11是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出裙部和缸膛的内壁的间隙与纵槽之间的位置关系的图。
图12是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出活塞上升的情况下的油的流动的图。
图13是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是示出活塞下降的情况下的油的流动的图。
图14是示出本发明的内燃机的活塞的一实施方式的图,是关于未形成纵槽的活塞和具有纵槽的活塞示出裙部与缸膛的内壁的摩擦力及发动机转速的图。
附图标记说明
1...发动机(内燃机),6...缸膛,6a...内壁,7...活塞,8...连杆,8A...小径部,9...活塞冠部(活塞主体),10、11...裙部,10a、11a...左侧(裙部的圆周方向的一侧),10b、11b...右侧(裙部的圆周方向的另一侧),10c、11c...圆周方向中央部,12、13...侧壁部,14、15...活塞销毂部,16...活塞销,36...上部裙部,37...中央裙部,37a...上部边界,37b...下部边界,38...下部裙部,39...树脂覆膜,41、42A、42B、43A、43B...纵槽,C...中心轴(活塞主体的中心轴)
具体实施方式
以下,使用附图来说明本发明的内燃机的活塞的实施方式。
图1~图14是示出本发明的一实施方式的内燃机的活塞的图。此外,在图1~图9、图11~图13中,左右前后方向的箭头表示从驾驶席观看的车辆的左右前后方向。
首先,说明构成。
在图1中,作为车辆中搭载的内燃机的发动机1包括:气缸体3,其与曲轴箱2设置成一体;以及气缸盖4,其安装在气缸体3的上部。
在气缸体3的缸膛6内收纳有活塞7,活塞7例如由铝合金等构成。活塞7相对于缸膛6沿上下方向进行往复运动。
活塞7通过连杆8连结到曲轴5,活塞7的往复运动通过连杆8转换为曲轴5的旋转运动。
在此,缸膛6是根据气缸数设置于发动机1的,如果是4气缸,则在发动机1中设置有4个缸膛6。在本实施方式中,示出4气缸发动机,但气缸数不限于4气缸。另外,发动机1可以由汽油发动机、柴油发动机等发动机构成,但不限于此。
在图2中,活塞7具有:设置成相对于缸膛6的内壁6a往复运动自如的活塞冠部9(参照图3~图5);以及从活塞冠部9垂下的一对裙部10、11。在此,本实施方式的活塞冠部9构成本发明的活塞主体。
活塞7具有:一对活塞销毂部14、15,其从活塞冠部9垂下,保持活塞销16(参照图1)使其旋转自如;以及一对侧壁部12、13,其连接裙部10、11各自的左侧10a、11a及右侧10b、11b与活塞销毂部14、15。
活塞销16由圆柱形销构成,活塞销16的中心轴C1(参照图3)沿与活塞冠部9的中心轴C及进排气方向正交的方向延伸。
在此,本实施方式的裙部10、11的左侧10a、11a构成本发明的裙部的圆周方向的一侧,裙部10、11的右侧10b、11b构成本发明的裙部的圆周方向的另一侧。另外,左侧10a、11a和右侧10b、11b是从裙部10、11的右端或者左端沿圆周方向具有一定的宽度的部位。
活塞销毂部14、15具有插入活塞销16的活塞销安装孔14A、15A,活塞销16在插入到活塞销安装孔14A、15A的状态下支撑于活塞销毂部14、15。
在图1中,连杆8的小径部8A连结到活塞销16,连杆8的大径部8B连结到曲轴5。由此,活塞7的往复运动通过连杆8转换为曲轴5的旋转运动。
在气缸盖4中形成有进气口21,从进气口21吸入的空气导入形成在活塞7的上方的缸膛6中的燃烧室18。
在气缸盖4中形成有排气口22,在燃烧室18中燃烧后的废气从排气口22排出。
在气缸盖4中设置有:进气凸轮轴23,其具有进气凸轮23A;排气凸轮轴24,其具有排气凸轮24A;进气阀25,其利用进气凸轮23A将进气口21与燃烧室18连通或者切断;以及排气阀26,其利用排气凸轮24A将进气口21与燃烧室18连通或者切断。
在图2~图4中,在活塞冠部9的外周部从活塞冠部9的上方起依次形成有第1压缩环槽31、第2压缩环槽32以及油环槽33。
未图示的环状的第1压缩环和第2压缩环分别嵌合于第1压缩环槽31和第2压缩环槽32,作为活塞环的未图示的环状的油环嵌合于油环槽33。
第1压缩环槽31和第2压缩环槽32具有通过与缸膛6的内壁6a接触而将燃烧室18密闭的功能。
油环具有通过伴随活塞7的往复运动而与缸膛6的内壁6a接触,将附着在缸膛6的内壁6a的油刮落的功能。
另外,在油环槽33的底部形成有多个回油孔34,回油孔34形成在活塞冠部9的推力侧和反推力侧,从油环槽33的底部朝向活塞7的活塞冠部9的内周面开口。
在此,所谓推力侧,是指在活塞7于缸膛6内下降的冲程中,利用曲轴5的旋转力向缸膛6的内壁6a施加与曲轴5的轴线方向正交的方向的推力的活塞7的面。
所谓反推力侧,是指在活塞7于缸膛6内上升的冲程中,向缸膛6的内壁6a施加与上述推力为相反方向的推力的活塞7的面。
油从设置于连杆8的大径部8B的喷油孔8a(参照图1)供应到活塞7与缸膛6之间。由此,如图2所示,在活塞7与缸膛6的内壁6a之间形成油35。
因此,利用油35将活塞7冷却,并且将活塞7的外周部与缸膛6的内壁6a之间润滑。此外,作为油导入部件,并不特别限于喷油孔8a。
在曲轴箱2的下部设置有未图示的油底壳,缸膛6与油底壳连通。因此,当伴随着活塞7在缸膛6内沿上下方向的往复运动,嵌合于油环槽33的油环将附着在缸膛6的内壁6a的油刮落时,该油会从油环槽33穿过回油孔34排出到活塞冠部9的内周面,穿过裙部10、11之间返回到油底壳。
裙部10、11具有通过在活塞7的往复运动时与推力侧或者反推力侧接触来抑制活塞7的摆动行为的功能。
如图3所示,裙部10具有与活塞冠部9的中心轴C平行延伸的长边和沿与活塞冠部9的中心轴C垂直的方向延伸的短边。
此外,裙部11也与裙部10同样具有长边和短边。
在图6中,裙部10、11具有活塞冠部9的中心轴C方向的中央部为最大外径的中央裙部37,中央裙部37形成为其截面与活塞冠部9的中心轴C平行。
裙部10、11具有位于中央裙部37的上部边界37a上方的上部裙部36,上部裙部36在上部边界37a上方发生弯曲,其外径从上部边界37a起向活塞冠部9的中心轴C逐渐变小。
裙部10、11具有位于中央裙部37的下部边界37b下方的下部裙部38,下部裙部38在上部边界37a下方发生弯曲,其外径从上部边界37a起向活塞冠部9的中心轴C逐渐变小。这样,裙部10、11形成为酒桶状。
在图6中,为了便于说明,将裙部10、11描画成极端弯曲,但勿用说,裙部10、11在实际上并非这样极端弯曲。
在图5中,裙部10、11形成为在圆周方向上从圆周方向中央部10c、11c越向侧壁部12、13即左侧10a、11a和右侧10b、11b延伸而裙部10、11的曲率越大。
圆周方向中央部10c、11c是将侧壁部12与侧壁部13相连的裙部10、11的圆周方向的顶点。在圆周方向上,裙部10、11与缸膛6的内壁6a的间隙之中,圆周方向中央部10c、11c与缸膛6的内壁6a的间隙最小。
在图2、图5中,在裙部10、11的外周面上,例如通过丝网法按一定的厚度形成有具有低摩擦阻力性和高耐热性的树脂覆膜39(还参照图3)。树脂覆膜39形成在与缸膛6的内壁6a相对的中央裙部37、上部裙部36以及下部裙部38的表面。
在树脂覆膜39上形成有沿裙部10、11的圆周方向相邻的纵槽41、42A、42B、43A、43B。纵槽41、42A、42B、43A、43B沿与活塞冠部9的中心轴C相同的方向延伸,纵槽41、42A、42B、43A、43B在与活塞冠部9的中心轴C正交的方向(车辆宽度方向)上设置在活塞销毂部14、15的延伸方向的范围内(参照图7)。
在图3中,纵槽41、42A、42B、43A、43B的长度之中,裙部10、11的圆周方向中央部10c、11c侧的纵槽43A、43B形成得最短,侧壁部12、13侧的纵槽41形成得最长。另外,位于纵槽41与纵槽43A、43B之间的纵槽42A、42B形成得比纵槽41短且比纵槽43A、43B长。
如图7所示,纵槽42A、42B、43A、43B形成于与上部裙部36及下部裙部38对应的树脂覆膜39,在与位于比纵槽42A、42B、43A、43B靠裙部10(虽未图示,还有裙部11)的圆周方向中央部10c(11c)侧的中央裙部37对应的树脂覆膜39上未形成纵槽。
具体来说,在上部裙部36中,纵槽42A、43A从树脂覆膜39的上部39a延伸到作为上部裙部36与中央裙部37的边界的上部边界37a。
纵槽42B、43B在下部裙部38中从树脂覆膜39的下部39b延伸到作为下部裙部38与中央裙部37的边界的下部边界37b。另外,在活塞冠部9的中心轴C方向上,纵槽43A、43B比纵槽42A、42B离上部边界37a和下部边界37b远。
纵槽41跨上部裙部36、中央裙部37和下部裙部38而延伸。
在形成为酒桶形状的裙部10、11中,缸膛6的内壁6a与裙部10、11的上下左右端的四个角之间的间隙最大,缸膛6的内壁6a与裙部10、11的上下左右中央部的间隙最小(参照图9)。此外,在图9中,阴影线的间隔越短,表示间隙越小。
另外,位于裙部10、11的上下左右端的四个角与上下左右中央部之间的缸膛6的内壁6a与裙部10、11的间隙小于缸膛6的内壁6a与裙部10、11的上下左右端的四个角之间的间隙,大于缸膛6的内壁6a与裙部10、11的上下左右中央部的间隙。
此外,将裙部10、11的上下左右端的四个角称为大间隙区域51,将裙部10、11的上下左右中央部称为小间隙区域52,将大间隙区域51和小间隙区域52之间的裙部10、11的区域称为中间隙区域53。
如图10、图11所示,本实施方式的纵槽41、42A、42B、43A、43B形成于与裙部10、11的大间隙区域51对应的树脂覆膜39。此外,在图11中,在裙部10、11中,示出了裙部10、11和缸膛6的内壁6a的间隙与纵槽41、42A、42B、43A、43B之间的位置关系。
纵槽43A、43B在裙部10、11的大间隙区域51中形成于在裙部10、11的圆周方向上裙部10、11与缸膛6的内壁6a的间隙最小的部位。
纵槽41在裙部10、11的大间隙区域51中形成于在裙部10、11的圆周方向上裙部10、11与缸膛6的内壁6a的间隙最大的部位。
树脂覆膜39例如是使用丝网印刷机将以PAI(聚酰胺酰亚胺)和二硫化钼为主成分的涂料涂布到裙部10、11而成的,通过对裙部10、11实施纵槽形状的掩模处理,将与树脂覆膜39的厚度相同的10μm的深度的纵槽41、42A、42B、43A、43B形成于裙部10、11的表面。
接着,说明活塞7与缸膛6的内壁6a之间产生摩擦力的原理。
当活塞7在缸膛6内进行往复运动时,会从连杆8和活塞销16将燃烧压力的一部分施加到活塞7。
在该燃烧压力使裙部10或者裙部11与缸膛6的内壁6a接触时,活塞销毂部14、15与活塞销16的接触部位成为将裙部10、11推压到缸膛6的内壁6a时的推压力的输入点。
通过活塞7的往复运动在裙部10、11和缸膛6的内壁6a之间产生的摩擦力是由于裙部10、11一边受到由燃烧压力所致的推压力一边沿缸膛6的内壁6a往复运动而产生的。
图7是示出裙部10、11与缸膛6的内壁6a之间的面压分布的图。此外,在图7中,阴影线的间隔越短,表示面压越大。
在本实施方式的活塞7中,活塞销毂部14、15与活塞销16的接触部位成为将裙部10、11推压到缸膛6的内壁6a时的推压力的输入点,因而,裙部10、11与缸膛6的内壁6a之间的面压在与活塞销毂部14、15的延伸方向相同区域的裙部10、11的圆周方向的区域变高。
另外,本实施方式的裙部10、11形成为与活塞销16的中心轴C1正交的方向的裙部10、11的圆周方向中央部高的酒桶形状,并且裙部10、11形成为在圆周方向上从圆周方向中央部10c、11c越向侧壁部12、13延伸而裙部10、11的曲率越大。
由此,中央裙部37与缸膛6的内壁6a的间隙为最小,与活塞销16的中心轴C1正交的方向的裙部10、11的圆周方向中央部10c、11c与缸膛6的内壁6a的面压为最高。
因此,裙部10、11与缸膛6的内壁6a的间隙较小且裙部10、11与缸膛6的内壁6a的面压较高的部位的润滑条件比裙部10、11与缸膛6的内壁6a的间隙较大且裙部10、11与缸膛6的内壁6a的面压较低的部位的润滑条件更为苛刻。
本实施方式的活塞7能够在这种苛刻的润滑条件下进行良好的润滑,以下,具体说明对活塞7进行润滑的方法。
此外,裙部10、11均进行同样的动作,因此,在以后的说明中,仅说明裙部10的动作。另外,在以后的说明中,活塞7的上游、下游的表述是指相对于活塞7的移动方向来说上方为上游,下方为下游。
本实施方式的活塞7通过在裙部10的大间隙区域51中设置纵槽41、42A、42B、43A、43B,能够在活塞7进行往复运动时,更多地将油引入到裙部10、11的大间隙区域51和缸膛6的内壁6a之间。
如图12所示,当活塞7上升时,油从上游侧导入上部裙部36与缸膛6的内壁6a之间。
如油O1所示,导入到上部裙部36与缸膛6的内壁6a之间的油的一部分在与活塞销毂部14、15的延伸方向相同区域的大间隙区域51中导入纵槽42A、43A。
导入到纵槽42A、43A的油O1在活塞销毂部14、15的延伸方向的范围内被引导到上部边界37a后,导入活塞冠部9的中心轴C方向的中央部为最大外径的中央裙部37与缸膛6的内壁6a之间的中间隙区域53。
裙部10是从左侧10a和右侧10b越往圆周方向中央部10c而缸膛6的内壁6a与裙部10、11的间隙越小,因此,如油O2所示,导入到中间隙区域53的油O1朝向裙部10的圆周方向中央部10c移动而导入小间隙区域52。
由此,将润滑条件苛刻的裙部10的小间隙区域52及中间隙区域53与缸膛6的内壁6a润滑。
此外,由于油丰富地存在于大间隙区域51与缸膛6的内壁6a之间,因此,此处有可能成为会受到该油所致的阻力的位置。
本实施方式的活塞7将导入到大间隙区域51与缸膛6的内壁6a之间的油O1从上游侧的纵槽41、42A、43A导入下游侧的纵槽41、42B、43B。由此,能够将剩余的油从纵槽41、42B、43B无滞留地顺畅排出到下游侧,能够降低油所致的活塞7的拖曳阻力。
另一方面,如图13所示,当活塞7下降时,油从上游侧导入下部裙部38与缸膛6的内壁6a之间。
如油O3所示,导入到下部裙部38与缸膛6的内壁6a之间的油的一部分在与活塞销毂部14、15的延伸方向相同区域的大间隙区域51中导入纵槽42B、43B。
导入到纵槽42B、43B的油O3在活塞销毂部14、15的延伸方向的范围内被引导到下部边界37b后,导入中央裙部37与缸膛6的内壁6a之间的中间隙区域53。
如油O4所示,导入到中间隙区域53的油O3朝向裙部10的圆周方向中央部10c移动,导入中央裙部37与缸膛6的内壁6a之间的小间隙区域52。
由此,将润滑条件苛刻的裙部10的小间隙区域52及中间隙区域53与缸膛6的内壁6a润滑。
另外,导入到大间隙区域51与缸膛6的内壁6a之间的油从上游侧的纵槽41、42B、43B导入下游侧的纵槽41、42A、43A。由此,能够将剩余的油从纵槽41、42B、43B顺畅地排出到下游侧,能够降低油所致的活塞7的拖曳阻力。
特别是,本实施方式的活塞7在大间隙区域51之中在裙部10与缸膛6的内壁6a的间隙为最大的部位具有从上部裙部36连续延伸到下部裙部38的纵槽41。
由此,在活塞7往复运动时,能够将导入到大间隙区域51之中间隙较大的裙部10与缸膛6的内壁6a之间的油通过纵槽41无滞留地顺畅排出到下游侧,因此,能够将更多量的油排出到下游侧。
另一方面,导入到活塞7与缸膛6的内壁6a之间的油的量与活塞7的速度成正比。因此,在发动机1的低转速区中油量减少,有可能造成小间隙区域52及中间隙区域53与缸膛6的内壁6a出现润滑不良。
另外,在发动机1的高转速区中,导入到大间隙区域51与缸膛6的内壁6a之间的油量增多,油所致的活塞7的拖曳阻力会增大。
在本实施方式的活塞7中,在发动机1的低转速区中,能够从纵槽42A、42B、43A、43B向小间隙区域52及中间隙区域53与缸膛6的内壁6a之间导入足够的油,提高小间隙区域52及中间隙区域53与缸膛6的内壁6a的润滑性。
另外,在发动机1的高转速区中,能够将导入到大间隙区域51与缸膛6的内壁6a之间的油量从纵槽41、42A、42B、43A、43B无滞留地顺畅排出到下游侧,能够降低油所致的活塞7的拖曳阻力。这样,能够与发动机1的转速的增减无关地同时实现裙部10的润滑和活塞7的拖曳阻力的降低。
图14是使用未形成纵槽的树脂覆膜和具有纵槽41A等的本实施方式的树脂覆膜39而计测了裙部与缸膛的内壁的摩擦力的实验数据。
该实验数据是使用活塞单体摩擦力评价装置改变发动机转速使活塞工作而得到的。从该实验数据能够明确看出,使用了本实施方式的树脂覆膜39的活塞7与使用了现有的树脂覆膜的活塞相比,裙部与缸膛的内壁的摩擦力平均下降了约10%。
这样,根据本实施方式的活塞7,至少在上部裙部36和下部裙部38中形成与活塞冠部9的中心轴C平行延伸的纵槽41、42A、42B、43A、43B,在与活塞冠部9的中心轴C正交的方向上,将纵槽41、42A、42B、43A、43B设置在活塞销毂部14、15的延伸方向的范围内。
由此,在活塞7往复运动时,能够将油导入间隙小且以高压与缸膛6的内壁6a接触的裙部10、11和缸膛6的内壁6a之间。因此,能够提高裙部10、11与缸膛6的内壁6a的润滑性,能够防止裙部10、11和缸膛6的内壁6a发生抱缸。
另外,根据本实施方式的活塞7,能够将导入到裙部10、11的大间隙区域51与缸膛6的内壁6a之间的多量的油通过纵槽41、42A、42B、43A、43B无滞留地顺畅排出到活塞7的移动方向的下游侧。由此,能够降低油所致的活塞7的拖曳阻力,能够防止发动机1的燃料经济性恶化。
另外,根据本实施方式的活塞7,裙部10、11形成为在圆周方向上从圆周方向中央部10c、11c越向侧壁部12、13延伸而裙部10、11的曲率越大,从裙部10、11的左侧10a和右侧10b越往圆周方向中央部10c、11c,缸膛6的内壁6a与裙部10、11的间隙越小。
并且,纵槽41、42A、42B、43A、43B沿裙部10、11的圆周方向相邻地形成,在活塞冠部9的中心轴C方向上,与设置在裙部10、11的圆周方向中央部10c、11c侧的纵槽43A、43B的长度相比,设置在侧壁部12、13侧的纵槽41形成得较长。
由此,能够将油顺畅地导入大间隙区域51,能够将润滑中未使用的剩余的油通过纵槽41无滞留地顺畅排出到活塞7的下游侧。因此,能够更有效地降低油所致的活塞7的拖曳阻力。
另外,根据本实施方式的活塞7,具有比纵槽41短的长度的纵槽42A、43A从树脂覆膜39的上部39a延伸到作为上部裙部36与中央裙部37的边界的上部边界37a。
而且,长度比纵槽41短的纵槽42B、43B从树脂覆膜39的下部39b延伸到作为下部裙部38与中央裙部37的边界的下部边界37b。
由此,能够从纵槽43A、43B将油可靠地导入缸膛6的内壁6a与裙部10、11的面压由于缸膛6的内壁6a与裙部10、11的间隙变小而变高的上部边界37a和下部边界37b。
因此,能够可靠地将油导入缸膛6的内壁6a与中央裙部37之间,能够可靠地将缸膛6的内壁6a与中央裙部37润滑。
另外,根据本实施方式的活塞7,将纵槽41、42A、42B、43A、43B的深度形成为10μm,因此,能够使油沿纵槽41、42A、42B、43A、43B顺畅地流通。此外,纵槽41、42A、42B、43A、43B的深度优选形成在5μm以上20μm以下的范围。
这是因为,当纵槽41、42A、42B、43A、43B的深度为5μm以下时,会难以使油沿着纵槽41、42A、42B、43A、43B流动,因而不优选。另外,当纵槽41、42A、42B、43A、43B的深度为20μm以上时,树脂覆膜39的厚度会增大,这会招致过量的油滞留,因而不优选。
虽然公开了本发明的实施方式,但本领域技术人员明白能不脱离本发明的范围加以变更。权利要求意在包含所有这种修正和等价物。
Claims (8)
1.一种内燃机的活塞,
具备:活塞主体;一对裙部,其从上述活塞主体垂下;一对活塞销毂部,其从上述活塞主体垂下,保持活塞销;一对侧壁部,其连接上述一对裙部和上述一对活塞销毂部;以及树脂覆膜,其设置于上述裙部的外周面,
上述裙部具有:中央裙部,其在上述活塞主体的中心轴方向上的中央部具有最大外径;上部裙部,其在上述中央裙部的上部边界上方发生弯曲,其外径从上述上部边界起向上述中心轴逐渐变小;以及下部裙部,其在上述中央裙部的下部边界下方发生弯曲,其外径从上述下部边界起向上述中心轴逐渐变小,
上述裙部形成为在圆周方向上从上述裙部的圆周方向中央部越向上述侧壁部延伸该裙部的曲率越大,
上述内燃机的活塞的特征在于,
至少在与上述上部裙部和上述下部裙部对应的上述树脂覆膜中形成有与上述活塞主体的中心轴平行地延伸的纵槽,
在与上述中心轴正交的方向上,上述纵槽设置在上述活塞销毂部的延伸方向的范围内。
2.根据权利要求1所述的内燃机的活塞,其特征在于,
沿上述裙部的圆周方向形成有多个且相邻的上述纵槽,
上述纵槽的上述中心轴方向的长度形成为设置在上述壁侧的上述纵槽的长度大于设置在上述圆周方向中央部侧的上述纵槽的长度。
3.根据权利要求1所述的内燃机的活塞,其特征在于,
上述多个纵槽包含从上述树脂覆膜的上部延伸到上述上部边界的纵槽和从上述树脂覆膜的下部延伸到上述下部边界的纵槽。
4.根据权利要求2所述的内燃机的活塞,其特征在于,
上述多个纵槽包含从上述树脂覆膜的上部延伸到上述上部边界的纵槽和从上述树脂覆膜的下部延伸到上述下部边界的纵槽。
5.根据权利要求1所述的内燃机的活塞,其特征在于,
上述纵槽的深度为5μm以上20μm以下的范围。
6.根据权利要求2所述的内燃机的活塞,其特征在于,
上述纵槽的深度为5μm以上20μm以下的范围。
7.根据权利要求3所述的内燃机的活塞,其特征在于,
上述纵槽的深度为5μm以上20μm以下的范围。
8.根据权利要求4所述的内燃机的活塞,其特征在于,
上述纵槽的深度为5μm以上20μm以下的范围。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015-105538 | 2015-05-25 | ||
JP2015105538A JP6443759B2 (ja) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | 内燃機関のピストン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106194480A true CN106194480A (zh) | 2016-12-07 |
CN106194480B CN106194480B (zh) | 2019-04-16 |
Family
ID=57281882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610349619.2A Active CN106194480B (zh) | 2015-05-25 | 2016-05-24 | 内燃机的活塞 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9828938B2 (zh) |
JP (1) | JP6443759B2 (zh) |
CN (1) | CN106194480B (zh) |
DE (1) | DE102016208832B4 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109296471A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-01 | 天津酝环科技发展有限公司 | 一种高效润滑活塞 |
CN110410229A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 三菱自动车工业株式会社 | 活塞润滑结构 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3063122A1 (fr) * | 2017-02-21 | 2018-08-24 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de transmission de mouvement pour moteur thermique |
US11041456B2 (en) | 2017-03-30 | 2021-06-22 | Quest Engines, LLC | Internal combustion engine |
US10753308B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-08-25 | Quest Engines, LLC | Internal combustion engine |
US10526953B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-01-07 | Quest Engines, LLC | Internal combustion engine |
JP6892550B2 (ja) * | 2017-03-30 | 2021-06-23 | クエスト エンジンズ,エルエルシー | ピストンシールシステム |
US10590834B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-03-17 | Quest Engines, LLC | Internal combustion engine |
US10590813B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-03-17 | Quest Engines, LLC | Internal combustion engine |
US10465629B2 (en) | 2017-03-30 | 2019-11-05 | Quest Engines, LLC | Internal combustion engine having piston with deflector channels and complementary cylinder head |
US10598285B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-03-24 | Quest Engines, LLC | Piston sealing system |
US10989138B2 (en) | 2017-03-30 | 2021-04-27 | Quest Engines, LLC | Internal combustion engine |
JP6894981B2 (ja) | 2017-04-28 | 2021-06-30 | クエスト エンジンズ,エルエルシー | 可変容積室デバイス |
WO2018204684A1 (en) | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Quest Engines, LLC | Variable volume chamber for interaction with a fluid |
US11060636B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-07-13 | Quest Engines, LLC | Engines and pumps with motionless one-way valve |
US10753267B2 (en) | 2018-01-26 | 2020-08-25 | Quest Engines, LLC | Method and apparatus for producing stratified streams |
US11134335B2 (en) | 2018-01-26 | 2021-09-28 | Quest Engines, LLC | Audio source waveguide |
JP7015470B2 (ja) * | 2018-01-31 | 2022-02-03 | スズキ株式会社 | 内燃機関用ピストン |
JP2020045795A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | スズキ株式会社 | 内燃機関のピストン |
JP7137786B2 (ja) * | 2018-09-25 | 2022-09-15 | スズキ株式会社 | 内燃機関のピストン |
JP2021102928A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | ピストン |
US12105012B2 (en) * | 2021-05-14 | 2024-10-01 | Xtpl S.A. | Method of detecting surface irregularities on or in an internal surface of a cylinder for use in a piston-cylinder assembly, and related apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001280496A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Kubota Corp | エンジンの潤滑材被覆付きピストン |
EP2184477A1 (en) * | 2007-08-24 | 2010-05-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Piston of internal combustion engine |
JP2010106724A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Hino Motors Ltd | ピストン摺動部の潤滑構造 |
JP2011069295A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Honda Kinzoku Gijutsu Kk | エンジン用のピストン |
CN102171435A (zh) * | 2008-07-25 | 2011-08-31 | 费德罗-莫格尔公司 | 具有减摩油腔和储油槽的活塞裙 |
JP2014092124A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Suzuki Motor Corp | 内燃機関のピストン |
CN104131909A (zh) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | 铃木株式会社 | 内燃机的活塞 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR970062277A (ko) | 1996-02-29 | 1997-09-12 | 도오다 고오이찌로 | 내연 기관용 피스톤 |
JP2009030521A (ja) | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Toyota Motor Corp | ピストン |
JP4749398B2 (ja) | 2007-08-24 | 2011-08-17 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関のピストン |
JP6077784B2 (ja) | 2012-08-21 | 2017-02-08 | 川崎重工業株式会社 | 二輪車用索体のクランプ構造 |
JP6153803B2 (ja) * | 2013-07-25 | 2017-06-28 | 日野自動車株式会社 | ピストンの摺動部潤滑構造 |
JP6239955B2 (ja) | 2013-11-29 | 2017-11-29 | 立川ブラインド工業株式会社 | 日射遮蔽装置 |
JP6401104B2 (ja) * | 2015-04-22 | 2018-10-03 | 株式会社クボタ | エンジンのピストン |
-
2015
- 2015-05-25 JP JP2015105538A patent/JP6443759B2/ja active Active
-
2016
- 2016-05-23 DE DE102016208832.7A patent/DE102016208832B4/de active Active
- 2016-05-24 US US15/163,405 patent/US9828938B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-24 CN CN201610349619.2A patent/CN106194480B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001280496A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Kubota Corp | エンジンの潤滑材被覆付きピストン |
EP2184477A1 (en) * | 2007-08-24 | 2010-05-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Piston of internal combustion engine |
CN102171435A (zh) * | 2008-07-25 | 2011-08-31 | 费德罗-莫格尔公司 | 具有减摩油腔和储油槽的活塞裙 |
JP2010106724A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Hino Motors Ltd | ピストン摺動部の潤滑構造 |
JP2011069295A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Honda Kinzoku Gijutsu Kk | エンジン用のピストン |
JP2014092124A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Suzuki Motor Corp | 内燃機関のピストン |
CN104131909A (zh) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | 铃木株式会社 | 内燃机的活塞 |
JP2014214737A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | スズキ株式会社 | 内燃機関のピストン |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110410229A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 三菱自动车工业株式会社 | 活塞润滑结构 |
CN110410229B (zh) * | 2018-04-27 | 2021-11-02 | 三菱自动车工业株式会社 | 活塞润滑结构 |
CN109296471A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-01 | 天津酝环科技发展有限公司 | 一种高效润滑活塞 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160348611A1 (en) | 2016-12-01 |
DE102016208832A1 (de) | 2016-12-01 |
US9828938B2 (en) | 2017-11-28 |
CN106194480B (zh) | 2019-04-16 |
JP2016217310A (ja) | 2016-12-22 |
JP6443759B2 (ja) | 2018-12-26 |
DE102016208832B4 (de) | 2021-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106194480A (zh) | 内燃机的活塞 | |
CN106121850B (zh) | 内燃机的活塞 | |
JP6159410B2 (ja) | 周期的に異なる溝を備えるピストンリング | |
JP4865019B2 (ja) | 内燃機関のコンロッド軸受 | |
US20150211438A1 (en) | Piston with oil reservoir | |
JP6116548B2 (ja) | 2ストロークエンジン用のピストンリング | |
CN103201487B (zh) | 在内壁面形成有凹凸的气缸 | |
JP2022507414A (ja) | 内燃機関のピストンおよびシリンダ | |
CN104781593B (zh) | 具有变化顶线的活塞环 | |
JP2017203408A (ja) | ピストン | |
JP2017198174A (ja) | 内燃機関 | |
US20200378332A1 (en) | Cylinder liner | |
JP6458327B2 (ja) | 周方向に溝を備えるピストンリング | |
CN107869402A (zh) | 具有用于改进摩擦学性能的表面特征的汽缸孔及方法 | |
CN103306812A (zh) | 一种内燃机的对置活塞和圆缺口曲柄及曲轴 | |
KR20190015237A (ko) | 오일 가압 효과의 릿지들을 가지는 2-파트 오일 제어 링(two part oil control ring having oil pressure effect ridges) | |
US11371609B2 (en) | Systems, devices, and/or methods for improving engine efficiency | |
JP2013181447A (ja) | ピストンの潤滑装置 | |
CN208816241U (zh) | 耐磨润滑式发动机活塞 | |
JP6838296B2 (ja) | 内燃機関 | |
US10385970B2 (en) | Bearing interface with recesses to reduce friction | |
JP2011169379A (ja) | クランクシャフト | |
CN109989847A (zh) | 用于往复活塞式内燃机的活塞 | |
JP5551541B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
US9027462B2 (en) | Piston ring with improved lubrication delivery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |