JP2000282949A - エンジンのシリンダ構造 - Google Patents
エンジンのシリンダ構造Info
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- JP2000282949A JP2000282949A JP8356099A JP8356099A JP2000282949A JP 2000282949 A JP2000282949 A JP 2000282949A JP 8356099 A JP8356099 A JP 8356099A JP 8356099 A JP8356099 A JP 8356099A JP 2000282949 A JP2000282949 A JP 2000282949A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車のエンジンのオイル消費量を減ら
し、排気の清浄化を図る。 【解決手段】 シリンダライナ２の上死点と下死点の間
の部分に、内方に向けた上向き傾斜部２ｂと下向き傾斜
部２ａからなる山形の突出部を設ける。この突出部によ
り、トップリング３が掻き揚げるオイル量を減らすこと
ができるから、オイルの消費量が減少する。
し、排気の清浄化を図る。 【解決手段】 シリンダライナ２の上死点と下死点の間
の部分に、内方に向けた上向き傾斜部２ｂと下向き傾斜
部２ａからなる山形の突出部を設ける。この突出部によ
り、トップリング３が掻き揚げるオイル量を減らすこと
ができるから、オイルの消費量が減少する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
に適用するエンジンのシリンダ構造に関するものであ
る。
に適用するエンジンのシリンダ構造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンのピストンの外周には
複数個のリング溝が設けられており、このリング溝にピ
ストンリングが装着されて燃焼室とクランクケース側と
の気密性を得るようにしてある。このピストンリング
は、シリンダブロックのボア内に装着されたシリンダラ
イナの内壁を摺接することになる。
複数個のリング溝が設けられており、このリング溝にピ
ストンリングが装着されて燃焼室とクランクケース側と
の気密性を得るようにしてある。このピストンリング
は、シリンダブロックのボア内に装着されたシリンダラ
イナの内壁を摺接することになる。
【０００３】図１０と図１１は、その状態を示すもので
ある。ピストン１はシリンダライナ２の内側に所定の隙
間を有して設けられており、ファーストグローブ１ａ、
セカンドグローブ１ｂおよびサードグローブ１ｃの３つ
のリング溝により、上方からトップランド１ｄ、セカン
ドランド１ｅおよびサードランド１ｆが設けられる。フ
ァーストグローブ１ａ、セカンドグローブ１ｂおよびサ
ードグローブ１ｃには、トップリング３、セカンドリン
グ４および２本のオイルレール５が装着されている。２
本のオイルレール５の間には、スペーサ６が装着してい
る。
ある。ピストン１はシリンダライナ２の内側に所定の隙
間を有して設けられており、ファーストグローブ１ａ、
セカンドグローブ１ｂおよびサードグローブ１ｃの３つ
のリング溝により、上方からトップランド１ｄ、セカン
ドランド１ｅおよびサードランド１ｆが設けられる。フ
ァーストグローブ１ａ、セカンドグローブ１ｂおよびサ
ードグローブ１ｃには、トップリング３、セカンドリン
グ４および２本のオイルレール５が装着されている。２
本のオイルレール５の間には、スペーサ６が装着してい
る。
【０００４】この構造においてシリンダライナ２は、上
端から下端までが同一の肉厚のパイプで形成されてお
り、３個のピストンリングとも、ピストンが上下動する
とき、常に同一の接触度を保って移動するようになって
いる。シリンダライナ２をこの形状にしたとき、その加
工性はよいのであるが、ピストン１の上昇時にトップリ
ング３の前縁部がオイル７を掻き揚げるため、図１２に
示すようにオイル７の量が多くなり、その結果として堆
積が生ずる。
端から下端までが同一の肉厚のパイプで形成されてお
り、３個のピストンリングとも、ピストンが上下動する
とき、常に同一の接触度を保って移動するようになって
いる。シリンダライナ２をこの形状にしたとき、その加
工性はよいのであるが、ピストン１の上昇時にトップリ
ング３の前縁部がオイル７を掻き揚げるため、図１２に
示すようにオイル７の量が多くなり、その結果として堆
積が生ずる。
【０００５】このように堆積したオイル７は、上死点付
近で慣性力により燃焼室内に吸入されるので、これが燃
焼し、オイルが無駄に消費されるとともに、オイル燃焼
により排気成分が悪化することになる。そこでトップリ
ング３の外周部（シリンダライナ２との摺接部）の形状
を変えることによってオイルの掻揚げ量（堆積量）を従
来より減らすことができることになる。
近で慣性力により燃焼室内に吸入されるので、これが燃
焼し、オイルが無駄に消費されるとともに、オイル燃焼
により排気成分が悪化することになる。そこでトップリ
ング３の外周部（シリンダライナ２との摺接部）の形状
を変えることによってオイルの掻揚げ量（堆積量）を従
来より減らすことができることになる。
【０００６】図１３のは、従来構造のオイル堆積量、
はトップリング３の形状変更後のオイル堆積量を示
す。しかしながらピストンリングの形状を変えるのは、
加工性が悪いので問題がある。また、エンジンを長期に
わたって使用したときに、摩耗によってピストンリング
の形状が上下対称形になってしまうので、効果に持続性
がないという問題もあった。
はトップリング３の形状変更後のオイル堆積量を示
す。しかしながらピストンリングの形状を変えるのは、
加工性が悪いので問題がある。また、エンジンを長期に
わたって使用したときに、摩耗によってピストンリング
の形状が上下対称形になってしまうので、効果に持続性
がないという問題もあった。
【０００７】ピストン部あるいは燃焼室部分に改良を加
えたものとして、実開平５−２１１４４号公報および実
開平５−３０４４５号公報に記載されたものがある。前
者のものは、ピストンのトップランドの周面形状を変え
ることによりピストンの上下動が円滑に行えるようにし
たものであり、後者は、ピストン頂部の中心と燃焼室の
中心がオフセットしているものについての技術である。
これらの考案は、それぞれの構成により、所期の目的を
達成することができるが、本発明が問題としているオイ
ルの堆積についての解決はできない。
えたものとして、実開平５−２１１４４号公報および実
開平５−３０４４５号公報に記載されたものがある。前
者のものは、ピストンのトップランドの周面形状を変え
ることによりピストンの上下動が円滑に行えるようにし
たものであり、後者は、ピストン頂部の中心と燃焼室の
中心がオフセットしているものについての技術である。
これらの考案は、それぞれの構成により、所期の目的を
達成することができるが、本発明が問題としているオイ
ルの堆積についての解決はできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの点に鑑み
てなされたものであり、シリンダライナの断面形状を変
えることにより、上記したオイルの堆積を防ぐようにし
たエンジンのシリンダ構造を提供しようとするものであ
る。
てなされたものであり、シリンダライナの断面形状を変
えることにより、上記したオイルの堆積を防ぐようにし
たエンジンのシリンダ構造を提供しようとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、請求項１に記載した発明にお
いては、ピストンのリング溝に装着したピストンリング
がシリンダライナの内壁を摺接するエンジンのシリンダ
構造において、前記シリンダライナの上死点（ＴＤＣ）
と下死点（ＢＤＣ）の間の部分に、内方に向けた突出部
を設けたことを特徴とする。
決するための手段として、請求項１に記載した発明にお
いては、ピストンのリング溝に装着したピストンリング
がシリンダライナの内壁を摺接するエンジンのシリンダ
構造において、前記シリンダライナの上死点（ＴＤＣ）
と下死点（ＢＤＣ）の間の部分に、内方に向けた突出部
を設けたことを特徴とする。
【００１０】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１に記載されたものにおいて、前記突出部が、上死点
と下死点の間で上向き傾斜部と下向き傾斜部の両方を備
えていることを特徴とする。
項１に記載されたものにおいて、前記突出部が、上死点
と下死点の間で上向き傾斜部と下向き傾斜部の両方を備
えていることを特徴とする。
【００１１】また、請求項３に記載された発明は、請求
項１に記載されたものにおいて、前記突出部が、上死点
と下死点の間の緩やか曲面であることを特徴とする。
項１に記載されたものにおいて、前記突出部が、上死点
と下死点の間の緩やか曲面であることを特徴とする。
【００１２】さらに、請求項４に記載された発明は、請
求項２に記載されたものにおいて、前記突出部は、シリ
ンダライナの中央部より上方にあることを特徴とする。
求項２に記載されたものにおいて、前記突出部は、シリ
ンダライナの中央部より上方にあることを特徴とする。
【００１３】上記構成とすれば、ピストンが上下動する
とき、ピストンリングがシリンダライナの突出部に向か
うときにはシリンダライナとの密着度が高くなり、突出
部を通過するときには徐々に間隙が開き易くなる。
とき、ピストンリングがシリンダライナの突出部に向か
うときにはシリンダライナとの密着度が高くなり、突出
部を通過するときには徐々に間隙が開き易くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
について説明する。この実施の形態では、シリンダライ
ナ２の中間部（上死点と下死点の間の部分）を、内方に
向けてボア径変化分Δｒだけ高くして突出部とし、両端
部からこの突出部の頂点に直線で結んだ山形形状として
ある。すなわち、突出部が、上死点（ＴＤＣ）と下死点
（ＢＤＣ）の間で上向き傾斜部２ａと下向き傾斜部２ｂ
の両方を備えている。
について説明する。この実施の形態では、シリンダライ
ナ２の中間部（上死点と下死点の間の部分）を、内方に
向けてボア径変化分Δｒだけ高くして突出部とし、両端
部からこの突出部の頂点に直線で結んだ山形形状として
ある。すなわち、突出部が、上死点（ＴＤＣ）と下死点
（ＢＤＣ）の間で上向き傾斜部２ａと下向き傾斜部２ｂ
の両方を備えている。
【００１５】シリンダライナ２をこの形状としたことに
より、ピストンリング（トップリング３）の内周形状
を、上部が下部に対して縮径するようにしたのと同一の
効果を得ることができることになる。
より、ピストンリング（トップリング３）の内周形状
を、上部が下部に対して縮径するようにしたのと同一の
効果を得ることができることになる。
【００１６】突出高さΔｒは、ピストンストロークが８
０ｍｍのとき、０．２〜０．４ｍｍ程度である。これに
より、オイルの堆積量（消費量）は、図２ののように
減少する（は従来のもの）。
０ｍｍのとき、０．２〜０．４ｍｍ程度である。これに
より、オイルの堆積量（消費量）は、図２ののように
減少する（は従来のもの）。
【００１７】図４ないし図７は、図１に示したシリンダ
ライナ２に対するトップリング３の動きと、そのときの
オイル７の動きを示すものである。まず、図４に示すト
ップリング３の下降ストローク前半では、リング前縁で
掻き下げられたオイル量７ａが多く、トップリング３が
通過したあとのオイル量（油膜）７ｂは薄くなる。
ライナ２に対するトップリング３の動きと、そのときの
オイル７の動きを示すものである。まず、図４に示すト
ップリング３の下降ストローク前半では、リング前縁で
掻き下げられたオイル量７ａが多く、トップリング３が
通過したあとのオイル量（油膜）７ｂは薄くなる。
【００１８】図５に示すトップリング３の下降ストロー
クの後半では、リング前縁で掻き下げられるオイル量７
ａが少なくなり、堆積量も少なくなる。続いて、図６に
示すトップリング３の上昇ストローク前半では、下降ス
トローク後半で残したオイル７をリング前縁が掻き上げ
るので、堆積するオイル量７ｂは多くなる。さらに図７
に示す上昇ストロークの後半では、上昇ストローク前半
で堆積したオイルをシリンダライナ２に塗って行くこと
になるため、堆積量は減少する。
クの後半では、リング前縁で掻き下げられるオイル量７
ａが少なくなり、堆積量も少なくなる。続いて、図６に
示すトップリング３の上昇ストローク前半では、下降ス
トローク後半で残したオイル７をリング前縁が掻き上げ
るので、堆積するオイル量７ｂは多くなる。さらに図７
に示す上昇ストロークの後半では、上昇ストローク前半
で堆積したオイルをシリンダライナ２に塗って行くこと
になるため、堆積量は減少する。
【００１９】このように、トップリング３がシリンダラ
イナ２内を往復動するときに、オイル７の厚さが終始変
化し、必要な潤滑機能が得られるとともに、ピストンが
上死点付近に上昇したときにはオイル７の量が減少する
ので、燃焼室内に吸入されることがない。潤滑性能が向
上するからシリンダライナ３の内壁に供給するオイル７
の量を最小限にすることができる。これは、シリンダラ
イナ７の上部の潤滑を従来と同等にした場合（たとえば
クランク角度９０°までの堆積量を同じにしたとき）、
図３の（は従来のもの）のような低減効果が得られ
ることになる。
イナ２内を往復動するときに、オイル７の厚さが終始変
化し、必要な潤滑機能が得られるとともに、ピストンが
上死点付近に上昇したときにはオイル７の量が減少する
ので、燃焼室内に吸入されることがない。潤滑性能が向
上するからシリンダライナ３の内壁に供給するオイル７
の量を最小限にすることができる。これは、シリンダラ
イナ７の上部の潤滑を従来と同等にした場合（たとえば
クランク角度９０°までの堆積量を同じにしたとき）、
図３の（は従来のもの）のような低減効果が得られ
ることになる。
【００２０】図８および図９に示すものは、本発明の実
施の形態の他の例である。まず図８のものは、突出部
が、上死点（ＴＤＣ）と下死点（ＢＤＣ）の間の緩やか
な円弧状の曲面２ｃに形成されている。この場合のボア
径変化分Δｒ１は、図１のもののボア径変化分Δｒより
小さくすることができる。このような形状にすると、上
死点と下死点の付近により多くのオイルを残すので、オ
イル消費とともに、上死点と下死点でのリングスティッ
ク（固着、摩耗）を改善できることになる。
施の形態の他の例である。まず図８のものは、突出部
が、上死点（ＴＤＣ）と下死点（ＢＤＣ）の間の緩やか
な円弧状の曲面２ｃに形成されている。この場合のボア
径変化分Δｒ１は、図１のもののボア径変化分Δｒより
小さくすることができる。このような形状にすると、上
死点と下死点の付近により多くのオイルを残すので、オ
イル消費とともに、上死点と下死点でのリングスティッ
ク（固着、摩耗）を改善できることになる。
【００２１】図９に示すものは、本発明の実施の形態の
他の例である。この実施の形態は図１に示したものの変
形例であり、頂点を上死点に近付けて（シリンダライナ
７の高さの３／４程度のところ）、上向き傾斜部２ｂが
下向き傾斜部２ａより小さくなるようにしている。この
形状にした場合には、頂点が高い位置にあることから、
ボア径変化分Δｒ２を図１のもののボア径変化分Δｒよ
り小さくしても、燃焼室へのオイルの吸入量が減ること
になる。
他の例である。この実施の形態は図１に示したものの変
形例であり、頂点を上死点に近付けて（シリンダライナ
７の高さの３／４程度のところ）、上向き傾斜部２ｂが
下向き傾斜部２ａより小さくなるようにしている。この
形状にした場合には、頂点が高い位置にあることから、
ボア径変化分Δｒ２を図１のもののボア径変化分Δｒよ
り小さくしても、燃焼室へのオイルの吸入量が減ること
になる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したエンジンのシリ
ンダ構造であるから、請求項１に記載したような構成と
すれば、ピストンが上下動するとき、ピストンリングが
シリンダライナの突出部に向かう上昇ストロークの前半
ではシリンダライナとの密着度が高くなり、突出部を通
過した後半では徐々に間隙が開き易くなるので、従来は
生じていたオイルの堆積が生じにくくなる。また、請求
項２に記載の構成とすれば、この作用が一層明確にな
る。さらに請求項３に記載の構成とすれば、突出部が緩
やかな曲面であることにより、ピストンリングのシリン
ダライナへの追従が円滑に行われる。そして請求項４し
た構成とすれば、頂点が端部に近くなるので、シリンダ
ライナの加工性が向上する。
ンダ構造であるから、請求項１に記載したような構成と
すれば、ピストンが上下動するとき、ピストンリングが
シリンダライナの突出部に向かう上昇ストロークの前半
ではシリンダライナとの密着度が高くなり、突出部を通
過した後半では徐々に間隙が開き易くなるので、従来は
生じていたオイルの堆積が生じにくくなる。また、請求
項２に記載の構成とすれば、この作用が一層明確にな
る。さらに請求項３に記載の構成とすれば、突出部が緩
やかな曲面であることにより、ピストンリングのシリン
ダライナへの追従が円滑に行われる。そして請求項４し
た構成とすれば、頂点が端部に近くなるので、シリンダ
ライナの加工性が向上する。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】図１のものと従来のもののオイル堆積量を比較
するグラフである。
するグラフである。
【図３】オイルの供給量を減らしたときの図１のものと
従来のもののオイル堆積量を比較するグラフである。
従来のもののオイル堆積量を比較するグラフである。
【図４】図１のもののピストンリングの下降ストローク
前半の説明図である。
前半の説明図である。
【図５】図１のもののピストンリングの下降ストローク
後半の説明図である。
後半の説明図である。
【図６】図１のもののピストンリングの上昇ストローク
前半の説明図である。
前半の説明図である。
【図７】図１のもののピストンリングの上昇ストローク
後半の説明図である。
後半の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の他の例である。
【図９】本発明の実施の形態のさらに他の例である。
【図１０】ピストンリングとシリンダライナとの関係を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１１】図１０のうちの要部を模式的に拡大した断面
図である。
図である。
【図１２】オイルが堆積した様子を示す説明図である。
【図１３】従来構造とトップリングの形状変更後のオイ
ル堆積量を示すグラフである。
ル堆積量を示すグラフである。
１ ピストン ２ シリンダライナ ２ａ 上向き傾斜部 ２ｂ 下向き傾斜部 ２ｃ 曲面 ３ トップリング ７ オイル ７ａ オイル量 ７ｂ オイル量
Claims (4)
- 【請求項１】 ピストンのリング溝に装着したピストン
リングがシリンダライナの内壁を摺接するエンジンのシ
リンダ構造において、前記シリンダライナの上死点と下
死点の間の部分に、内方に向けた突出部を設けたことを
特徴とするエンジンのシリンダ構造。 - 【請求項２】 前記突出部が、上死点と下死点の間で上
向き傾斜部と下向き傾斜部の両方を備えていることを特
徴とする請求項１に記載のエンジンのシリンダ構造。 - 【請求項３】 前記突出部が、上死点と下死点の間の緩
やか曲面であることを特徴とする請求項１に記載のエン
ジンのシリンダ構造。 - 【請求項４】 前記突出部は、シリンダライナの中央部
より上方にあることを特徴とする請求項２に記載のエン
ジンのシリンダ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08356099A JP3778247B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | エンジンのシリンダ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08356099A JP3778247B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | エンジンのシリンダ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000282949A true JP2000282949A (ja) | 2000-10-10 |
| JP3778247B2 JP3778247B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=13805911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08356099A Expired - Fee Related JP3778247B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | エンジンのシリンダ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3778247B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018091121A1 (de) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | Daimler Ag | Motorblock für einen verbrennungsmotor eines kraftwagens und verfahren zum herstellen eines motorblocks für einen verbrennungsmotor eines kraftwagens |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP08356099A patent/JP3778247B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018091121A1 (de) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | Daimler Ag | Motorblock für einen verbrennungsmotor eines kraftwagens und verfahren zum herstellen eines motorblocks für einen verbrennungsmotor eines kraftwagens |
| CN109937295A (zh) * | 2016-11-15 | 2019-06-25 | 戴姆勒股份公司 | 用于汽车内燃机的发动机机体和用于汽车内燃机的发动机机体的制造方法 |
| JP2019533781A (ja) * | 2016-11-15 | 2019-11-21 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ | 自動車の燃焼機関用のエンジンブロック及び自動車の燃焼機関用のエンジンブロックを製造するための方法 |
| US20200063686A1 (en) * | 2016-11-15 | 2020-02-27 | Daimler Ag | Engine Block for an Internal Combustion Engine of a Motor Vehicle and Method of Manufacturing an Engine Block for an Internal Combustion Engine of a Motor Vehicle |
| US10787989B2 (en) | 2016-11-15 | 2020-09-29 | Daimler Ag | Engine block for an internal combustion engine of a motor vehicle and method of manufacturing an engine block for an internal combustion engine of a motor vehicle |
| CN109937295B (zh) * | 2016-11-15 | 2022-05-24 | 戴姆勒股份公司 | 用于汽车内燃机的发动机机体和用于汽车内燃机的发动机机体的制造方法 |
| JP7109131B2 (ja) | 2016-11-15 | 2022-07-29 | メルセデス・ベンツ グループ アクチェンゲゼルシャフト | 自動車の燃焼機関用のエンジンブロック |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3778247B2 (ja) | 2006-05-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060110 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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