JP2001241357A - Combination of piston ring and piston using the same - Google Patents

Combination of piston ring and piston using the same

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JP2001241357A
JP2001241357A JP2000056060A JP2000056060A JP2001241357A JP 2001241357 A JP2001241357 A JP 2001241357A JP 2000056060 A JP2000056060 A JP 2000056060A JP 2000056060 A JP2000056060 A JP 2000056060A JP 2001241357 A JP2001241357 A JP 2001241357A
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JP
Japan
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ring
pressure ring
piston
combustion chamber
combination
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Application number
JP2000056060A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Takao
敏明 高尾
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Nippon Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
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Publication date
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combination of piston rings preventing a lubricating oil from being sucked into a combustion chamber even when high negative pressure occurs within a cylinder by adopting a variable cylinder engine and driving a conventional engine within the zone of an engine brake. SOLUTION: The first pressure ring 3, the second pressure ring 4 and an oil ring 5 are successively arranged from the combustion chamber side in ring grooves 6a, 6b, 6c, and the pressure ring of a double lap abutment 9 is used for the ring 4. Combustion gas and the lubricating oil are allowed to pass from the combustion chamber to the oil pan side and not allowed to pass from the latter to the former. Consequently, the lubricating oil can be prevented from running out from the abutment 9 of the ring 4 to the combustion chamber side even when the high negative pressure occurs within the cylinder.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リング溝に燃焼室
側から第1圧力リング、第2圧力リングおよびオイルリ
ングを順次配列するピストンリングの組合せ、およびこ
の組合せを用いたピストンに関し、特に可変気筒エンジ
ンに用いられるピストンリングの組合せに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combination of a piston ring in which a first pressure ring, a second pressure ring, and an oil ring are sequentially arranged in a ring groove from a combustion chamber side, and a piston using the combination. The present invention relates to a combination of piston rings used for a cylinder engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ピストンリングの組合せとしては、ピス
トン本体の燃焼室側に二本の圧力リングを装着し、この
圧力リングのオイルパン側にオイルリングを装着した三
本リング構成が一般的である。ピストン本体の外周には
3列の環状のリング溝が形成される。リング溝には燃焼
室側から第1圧力リング、第2圧力リングおよびオイル
リングが順次配列される。第1圧力リングおよび第2圧
力リングの合口には、製造コスト等を考慮してストレー
ト合口、すなわち、圧力リングをその周方向に直交する
方向に切断した合口が用いられる。この三本リング構成
のピストンリングの組合せによって、燃焼室の気密性と
潤滑油の燃焼室への漏れを防いでいる。
2. Description of the Related Art As a combination of piston rings, a three-ring structure in which two pressure rings are mounted on a combustion chamber side of a piston body and an oil ring is mounted on an oil pan side of the pressure ring is generally used. . Three rows of annular ring grooves are formed on the outer periphery of the piston body. A first pressure ring, a second pressure ring, and an oil ring are sequentially arranged in the ring groove from the combustion chamber side. As the joint between the first pressure ring and the second pressure ring, a straight joint, that is, a joint obtained by cutting the pressure ring in a direction orthogonal to the circumferential direction is used in consideration of manufacturing cost and the like. The combination of the three rings of the piston ring prevents airtightness of the combustion chamber and leakage of lubricating oil to the combustion chamber.

【0003】ところで、所定運転条件で一部の気筒の運
転を停止し、残りの気筒で減筒運転を行う可変気筒エン
ジンが知られている。通常のエンジンは、例えば6気筒
エンジンなら6気筒全てを順次各気筒毎に運転し、スム
ーズな回転をつくりだす。一方、この可変気筒エンジン
は、省資源を図るために負荷が必要とされないときには
6気筒全てを動かすことなく、例えば6気筒のうちの半
分のみを運転し、残りの3気筒を止めた状態、具体的に
はバルブを全閉した状態で連続的に運転する。
There is known a variable cylinder engine in which operation of some cylinders is stopped under predetermined operating conditions and reduced cylinder operation is performed in the remaining cylinders. In a normal engine, for example, in the case of a six-cylinder engine, all six cylinders are sequentially operated for each cylinder to produce smooth rotation. On the other hand, this variable-cylinder engine does not operate all six cylinders when a load is not required to save resources, for example, operates only half of the six cylinders and stops the remaining three cylinders. Typically, it is operated continuously with the valve fully closed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この可
変気筒エンジンのピストンに、従来のピストンリングの
組合せを適用した場合、燃料を供給するバルブを全閉し
た状態でピストンが下がるので、気筒内が真空に近い高
負圧となり、潤滑油が燃焼室に吸い上げられてしまうと
いう問題が発生する。吸い上げられた潤滑油は、バルブ
が閉じているので逃げるところがなく、シリンダーのな
かに溜まってしまう。可変気筒を解除して全気筒のエン
ジンを運転したときに、この吸い上げられた潤滑油が燃
焼し、この結果、潤滑油の供給量が増えたり、カーボン
スラッジが発生したり、大気汚染が発生してしまう。
However, when a conventional piston ring combination is applied to the piston of this variable cylinder engine, the piston is lowered in a state where the fuel supply valve is fully closed, so that the cylinder has a vacuum. , And a problem occurs that the lubricating oil is sucked into the combustion chamber. The sucked lubricant has no place to escape because the valve is closed and accumulates in the cylinder. When the variable cylinders are released and all cylinders are operated, the sucked lubricating oil burns, resulting in increased lubricating oil supply, carbon sludge, and air pollution. Would.

【0005】また、気筒内の真空に近い負圧は、可変気
筒エンジンのみならず、通常のエンジンをエンジンブレ
ーキ域で運転した場合にも発生し、上述のような問題を
引き起こす。
[0005] Negative pressure close to vacuum in a cylinder is generated not only when a variable cylinder engine but also a normal engine is operated in an engine braking range, causing the above-described problem.

【0006】そこで、本発明は、可変気筒エンジンを採
用したことによって、また通常のエンジンをエンジンブ
レーキ域で運転することによって、気筒内に高負圧が発
生しても、燃焼室に潤滑油が吸い上げられることがない
ピストンリングの組合せおよびその組合せを用いたピス
トンを提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention employs a variable-cylinder engine and operates a normal engine in an engine braking range, so that even if a high negative pressure is generated in the cylinder, the lubricating oil remains in the combustion chamber. An object of the present invention is to provide a piston ring combination that is not sucked up and a piston using the combination.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者は、気筒内に高負圧が発生したときには、
潤滑油が圧力リングの合口を通って燃焼室に吸い上げら
れることに着目した。そして、燃焼室に潤滑油が吸い上
げられるのを止めるためには、オイルリングに最も近い
第2圧力リングの合口をダブルラップ合口とし、合口か
ら燃焼室方向に潤滑油が通れない構造にするのが最も良
いことを知見した。具体的には、本発明は、リング溝に
燃焼室側から第1圧力リング、第2圧力リングおよびオ
イルリングを順次配列するピストンリングの組合せにお
いて、前記第2圧力リングは、一方の合口端側に外周面
および一方側面から周方向に延びる断面三角形の凸部を
設け、他方の合口端側に凸部に係合する凹部を設けたダ
ブルラップ合口の圧力リングからなることを特徴とする
ピストンリングの組合せにより、上述した課題を解決し
た。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present inventor has proposed that when a high negative pressure is generated in a cylinder,
It was noted that the lubricating oil was sucked into the combustion chamber through the joint of the pressure ring. In order to stop the lubricating oil from being sucked into the combustion chamber, the joint of the second pressure ring closest to the oil ring should be a double wrap joint, and the structure should be such that lubricating oil cannot pass from the joint to the combustion chamber. I found the best. Specifically, the present invention provides a combination of a piston ring in which a first pressure ring, a second pressure ring, and an oil ring are sequentially arranged in a ring groove from the combustion chamber side, wherein the second pressure ring is provided on one of the abutting end sides. A piston ring comprising a double wrap abutment pressure ring provided with an outer peripheral surface and a convex portion having a triangular cross section extending in a circumferential direction from one side surface and a concave portion engaged with the convex portion at the other abutment end side. The above-mentioned problem has been solved by the combination of.

【0008】本来、ダブルラップ合口の圧力リングは、
エンジンの小型化を図り、あるいはフリクションロスを
小さくした二本リング構成の圧力リングに用いられるこ
とが多い。燃焼室側の第1圧力リングにダブルラップ合
口のオイルリングを採用することで、二本リング構成で
あっても燃焼室のシール性を高めることができる。しか
し、本発明によれば、ダブルラップ合口の圧力リングを
第1圧力リングではなくて第2圧力リングに用いること
により、燃焼室側からオイルパン側には燃焼ガスや潤滑
油を通すが、オイルパン側から燃焼室側方向には燃焼ガ
スや潤滑油を通さなくすることができ、これにより、気
筒内に高負圧が発生しても第2圧力リングの合口から燃
焼室側へ潤滑油が流れるのを防止することができる。
[0008] Originally, the pressure ring of the double wrap joint,
It is often used for a pressure ring having a two-ring configuration in which the size of the engine is reduced or the friction loss is reduced. By employing an oil ring with a double wrap abutment as the first pressure ring on the combustion chamber side, the sealing performance of the combustion chamber can be improved even with a two-ring configuration. However, according to the present invention, the combustion gas and the lubricating oil are passed from the combustion chamber side to the oil pan side by using the pressure ring of the double wrap abutment for the second pressure ring instead of the first pressure ring. The combustion gas and the lubricating oil can be prevented from passing from the pan side to the combustion chamber side, so that even if a high negative pressure is generated in the cylinder, the lubricating oil flows from the joint of the second pressure ring to the combustion chamber side. Flow can be prevented.

【0009】また、本発明は、前記ピストンリングの組
合せは、所定運転条件で一部の気筒の運転を停止し、残
りの気筒で減筒運転を行う可変気筒エンジンに用いられ
ることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the combination of the piston rings is used in a variable cylinder engine in which operation of some cylinders is stopped under predetermined operating conditions and reduced cylinder operation is performed in the remaining cylinders. .

【0010】所定運転条件で一部の気筒の運転を停止
し、残りの気筒で減筒運転を行う可変気筒エンジンで
は、一部の気筒がバルブを全閉した状態で連続的に運転
され、気筒内が真空に近い高負圧となる。本発明は、燃
焼室側へ潤滑油が流れるのを防止することができるの
で、可変気筒エンジンにおけるピストン、すなわち、気
筒内に高負圧が発生するピストンに非常の有効なピスト
ンリングの組み合わせになる。
In a variable cylinder engine in which operation of some cylinders is stopped under predetermined operating conditions and reduced cylinder operation is performed in the remaining cylinders, some of the cylinders are continuously operated with their valves fully closed, and the cylinders are operated continuously. The inside becomes high negative pressure close to vacuum. Since the present invention can prevent the lubricating oil from flowing to the combustion chamber side, it is a very effective combination of a piston ring in a variable cylinder engine, that is, a piston in which high negative pressure is generated in the cylinder. .

【0011】また、本発明は、前記第2圧力リングの前
記凸部が延びる前記一方側面が燃焼室側に配置されるこ
とを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the one side surface on which the convex portion of the second pressure ring extends is arranged on a combustion chamber side.

【0012】従来の二本リング構成の第1圧力リングの
合口に用いられるダブルラップ合口は、燃焼室のシール
性を高めるために、第1圧力リングの凸部が延びる一方
側面がオイルパン側に配置される。これに対して、本発
明は、第2圧力リングの前記凸部が延びる前記一方側面
が燃焼室側に配置されるので、以下の作用・効果を奏す
る。通常の加速域、負荷域の運転状態だと、第2圧力リ
ング上下の圧力差により、ブローバイガスは合口を通っ
て燃焼室側からオイルパン側に流れ、この作用により潤
滑油は吹き下げられる。一方、気筒内が高負圧になる可
変気筒機構作動状態あるいはエンジンブレーキ運転状態
では、負圧により燃焼室側へのガスの逆流がおこり、潤
滑油は負圧により第2圧力リングの合口を通過して吸い
上げられようとするが、第2圧力リングのダブルラップ
合口構造により、燃焼室への潤滑油の逆流が遮蔽され
る。すなわち、この発明によれば、合口からオイルパン
側には燃焼室や潤滑油を通すが、合口から燃焼室側には
燃焼室や潤滑油を通せなくすることができ、より確実に
潤滑油が第2圧力リングの合口を通ってオイルパン側か
ら燃焼室側へ流れるのを防止することができる。
The double wrap abutment used for the abutment of the first pressure ring having the conventional two-ring structure has a convex portion of the first pressure ring extending on one side and an oil pan side in order to enhance the sealing performance of the combustion chamber. Be placed. On the other hand, according to the present invention, since the one side surface on which the convex portion of the second pressure ring extends is disposed on the combustion chamber side, the following operations and effects are achieved. In the normal operating state of the acceleration range and the load range, the blow-by gas flows from the combustion chamber side to the oil pan side through the joint due to the pressure difference between the upper and lower sides of the second pressure ring, and the lubricating oil is blown down by this action. On the other hand, in a variable cylinder mechanism operating state or an engine brake operating state in which the inside of the cylinder becomes a high negative pressure, the negative pressure causes gas to flow back to the combustion chamber side, and the lubricating oil passes through the junction of the second pressure ring due to the negative pressure. However, the double wrap abutment structure of the second pressure ring blocks the backflow of lubricating oil into the combustion chamber. That is, according to the present invention, the combustion chamber and the lubricating oil pass from the abutment to the oil pan side, but the combustion chamber and the lubricating oil do not pass from the abutment to the combustion chamber side. It is possible to prevent the oil from flowing from the oil pan side to the combustion chamber side through the joint of the second pressure ring.

【0013】また、本発明は、前記第1圧力リングは、
ストレート合口の圧力リングからなることを特徴とす
る。ストレート合口は、圧力リングの両方の合口端をリ
ングの周方向と直交する方向に切断した合口で、両方の
合口端が平面形状となる。
Further, the present invention provides the first pressure ring,
It is characterized by comprising a straight joint pressure ring. The straight joint is a joint obtained by cutting both joint ends of the pressure ring in a direction perpendicular to the circumferential direction of the ring, and both joint ends have a planar shape.

【0014】仮に、第1圧力リングにダブルラップ合口
の圧力リングを用いた場合、燃焼室のシール性を高める
ことはできるが、合口部、特に凸部の強度の問題から圧
力リングの厚さを薄くすることができず、それに伴い圧
力リング自身の重量を軽くすることができず、軽負荷運
転時に高速回転側においてフラッタリング、すなわち第
1圧力リングのバタツキを起こしてしまい、この結果ブ
ローバイガスが増えてしまうという問題がある。本発明
によれば、第1圧力リングにストレート合口のリングを
用いることで、第1圧力リングの厚さを薄くすることが
でき、それに伴い第1圧力リング自身の重量を軽くする
ことができ、第1圧力リングとピストンとの凝着や、軽
負荷高回転時のフラッタリングによるブローバイガスの
急増も防止できる。
If a pressure ring having a double wrap joint is used as the first pressure ring, the sealing performance of the combustion chamber can be improved, but the thickness of the pressure ring is reduced due to the problem of the strength of the joint, especially the convex portion. It is not possible to reduce the thickness of the pressure ring itself, thereby making it impossible to reduce the weight of the pressure ring itself, causing fluttering on the high-speed rotation side during light-load operation, that is, fluttering of the first pressure ring, resulting in blow-by gas There is a problem that it increases. According to the present invention, by using a straight abutment ring as the first pressure ring, the thickness of the first pressure ring can be reduced, and accordingly, the weight of the first pressure ring itself can be reduced, It is also possible to prevent the blow-by gas from rapidly increasing due to adhesion between the first pressure ring and the piston and fluttering during light load and high rotation.

【0015】さらに、本発明は、リング溝に燃焼室側か
ら第1圧力リング、第2圧力リングおよびオイルリング
を配列したピストンにおいて、前記第2圧力リングは、
一方の合口端側に外周面および一方側面から周方向に延
びる断面三角形の凸部を設け、他方の合口端側に凸部に
係合する凹部を設けたダブルラップ合口の圧力リングか
らなることを特徴とするピストンとしても構成すること
ができる。
Further, the present invention provides a piston in which a first pressure ring, a second pressure ring and an oil ring are arranged in a ring groove from a combustion chamber side, wherein the second pressure ring is
A double wrap abutment pressure ring having a triangular cross-sectional protrusion extending in the circumferential direction from the outer peripheral surface and one side surface at one abutment end side, and a concave portion engaging with the protrusion at the other abutment end side. It can also be configured as a featured piston.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態にお
けるピストンリングの組合せを適用したピストン1を示
す。このピストン1は、4サイクルガソリンエンジンに
用いられ、特に可変気筒エンジンに用いられる。可変気
筒エンジンは、エンジンを高い負荷状態で運転すると燃
費が良好になる傾向にあることから、所定運転条件、例
えばエンジンの軽負荷状態で一部の気筒の燃料を遮断し
て、その一部の気筒の運転を停止し、残りの気筒の負荷
を相対的に高めて減筒運転する一方、軽負荷状態以外で
は停止された気筒に燃料を供給して作動状態とし、全体
として軽負荷領域の燃費を改善する。このピストンリン
グの組合せは、気筒内に高負圧が発生する可変気筒エン
ジンにおけるピストンに非常に有効なピストンリングの
組み合わせであるが、通常のエンジンのエンジンブレー
キ域でも気筒内に高負圧が発生するので通常のエンジン
のピストンにも有効な組み合わせである。
FIG. 1 shows a piston 1 to which a combination of piston rings according to an embodiment of the present invention is applied. This piston 1 is used for a four-cycle gasoline engine, and particularly for a variable cylinder engine. Variable-cylinder engines tend to improve fuel efficiency when the engine is operated under a high load condition.Therefore, under certain operating conditions, for example, when the engine is lightly loaded, the fuel of some cylinders is shut off, and Cylinder operation is stopped and the remaining cylinders are relatively reduced in load by increasing the load on the other cylinders.On the other hand, except in the light load state, fuel is supplied to the stopped cylinders to make the cylinder into an operating state. To improve. This combination of piston rings is a very effective combination of piston rings for a piston in a variable cylinder engine where high negative pressure is generated in the cylinder, but high negative pressure is generated in the cylinder even in the engine braking range of a normal engine. This is an effective combination for normal engine pistons.

【0017】ピストンリングの組合せは、ピストン本体
2に二本の圧力リング3,4を装着し、この圧力リング
3,4の下方にオイルリング5を装着した三本リング構
成である。ピストン本体2の外周には、環状のリング溝
6a,6b,6cが上下方向に3列並んで形成される。
リング溝6a,6b,6cには、燃焼室側から第1圧力
リング3、第2圧力リング4およびオイルリング5が順
次配列される。第1圧力リング3には、例えば外周面の
中央部が膨らんだバレルフェース・レクタンギュラリン
グが用いられ、第2圧力リング4には、例えば外周面に
テーパを付けたテーパフェース・レクタンギュラリング
が用いられ、オイルリング5には例えばスチール組合せ
のオイルリングが用いられる。なお、第1圧力リング3
はバレルフェースに限られることはなく、第2圧力リン
グ4もテーパフェースに限られることなく、またオイル
リング5もスチール組合せのオイルリングに限られるこ
とはない。
The combination of the piston rings is a three-ring configuration in which two pressure rings 3 and 4 are mounted on the piston body 2 and an oil ring 5 is mounted below the pressure rings 3 and 4. On the outer periphery of the piston body 2, annular ring grooves 6a, 6b, 6c are formed in three rows in the vertical direction.
The first pressure ring 3, the second pressure ring 4, and the oil ring 5 are sequentially arranged in the ring grooves 6a, 6b, 6c from the combustion chamber side. For the first pressure ring 3, for example, a barrel face rectangular ring whose central portion of the outer peripheral surface is bulged is used, and for the second pressure ring 4, for example, a tapered face rectangular shape in which the outer peripheral surface is tapered. A ring is used, and the oil ring 5 is, for example, a steel combination oil ring. The first pressure ring 3
Is not limited to the barrel face, the second pressure ring 4 is not limited to the tapered face, and the oil ring 5 is not limited to the oil ring of steel combination.

【0018】第1圧力リング3の合口には、ストレート
合口7が用いられる。ストレート合口7は、第1圧力リ
ング3の両方の合口端8a,8bを第1圧力リング3の
周方向と直交する方向に切断した合口で、両方の合口端
8a,8bが平面形状となる。
At the joint of the first pressure ring 3, a straight joint 7 is used. The straight joint 7 is a joint formed by cutting both joint ends 8a, 8b of the first pressure ring 3 in a direction orthogonal to the circumferential direction of the first pressure ring 3, and both joint ends 8a, 8b have a planar shape.

【0019】第1圧力リング3にストレート合口の圧力
リングを用いることで、第1圧力リング3の厚さを薄く
することができ、それに伴い第1圧力リング3自身の重
量を軽くすることができ、第1圧力リング3とピストン
本体2との凝着や、軽負荷高回転時のフラッタリングに
よるブローバイガスの急増も防止できる。上述のよう
に、第1圧力リングにはストレート合口を用いるのが望
ましいが、第1圧力リングの合口はストレート合口に限
定されることはなく、エンジンの使用目的によってはダ
ブルラップ合口を用いても良いのは勿論である。。
By using a straight-joint pressure ring as the first pressure ring 3, the thickness of the first pressure ring 3 can be reduced, and accordingly, the weight of the first pressure ring 3 itself can be reduced. In addition, it is possible to prevent the adhesion between the first pressure ring 3 and the piston main body 2 and a sudden increase in blow-by gas due to fluttering during high-speed rotation under light load. As described above, it is desirable to use a straight joint for the first pressure ring. However, the joint of the first pressure ring is not limited to the straight joint, and a double wrap joint may be used depending on the purpose of use of the engine. Of course it is good. .

【0020】図2は、第2圧力リング4の合口を示す。
第2圧力リング4の合口には、ダブルラップ合口9が用
いられる。ダブルラップ合口9は、一方の合口端10a
側に外周面11および一方側面12から周方向に延びる
断面三角形の凸部13を設け、他方の合口端10b側に
凸部13に係合する凹部14を設けた合口である。ま
た、図1にも示すように、この第2圧力リング4は、前
記凸部13が延びる前記一方側面12が燃焼室側(図中
上側)に配置される。
FIG. 2 shows the abutment of the second pressure ring 4.
A double wrap abutment 9 is used at the abutment of the second pressure ring 4. Double wrap abutment 9 is one abutment end 10a
This is an abutment provided with a convex portion 13 having a triangular cross section extending in the circumferential direction from the outer peripheral surface 11 and the one side surface 12 on the side, and a concave portion 14 engaging with the convex portion 13 on the other abutment end 10b side. As shown in FIG. 1, in the second pressure ring 4, the one side surface 12 on which the protrusion 13 extends is disposed on the combustion chamber side (upper side in the figure).

【0021】図3および図4は、通常の加速域、負荷域
の運転状態での第2圧力リング4のダブルラップ合口9
における燃焼ガスの吹き抜けを示す。第2圧力リング4
上下の圧力差により、第2圧力リング4の下側側面16
はリング溝6bの下側壁面15に密着する。燃焼ガス
は、リング溝6bの上側壁面16と第2圧力リング4の
一方(上側)側面12との間の隙間を通過して第2圧力
リング4の背後空間に流入し、また合口9の間隙に流入
する。両方の合口端10a,10bの間には僅かな隙間
Wが開けられているので、燃焼ガスが合口9のこの隙間
Wを通って燃焼室側からオイルパン側に流れる。この作
用によって潤滑油が吹き下げられる。
FIGS. 3 and 4 show a double lap joint 9 of the second pressure ring 4 in a normal acceleration range and a load range.
FIG. Second pressure ring 4
Due to the upper and lower pressure difference, the lower side surface 16 of the second pressure ring 4
Are in close contact with the lower wall surface 15 of the ring groove 6b. The combustion gas flows through the gap between the upper wall surface 16 of the ring groove 6b and the one (upper) side surface 12 of the second pressure ring 4 and flows into the space behind the second pressure ring 4, and the gap at the joint 9 Flows into. Since a slight gap W is provided between the two ends 10a and 10b, the combustion gas flows from the combustion chamber side to the oil pan side through the gap W of the junction 9. This action blows down the lubricating oil.

【0022】図5は、気筒内が高負圧になる、可変気筒
機構作動状態あるいはエンジンブレーキ運転状態での潤
滑油の流れを示す。気筒内が高負圧になると、第2圧力
リング4の一方(上側)側面12はリング溝6bの上側
壁面16に密着する。潤滑油は、リング溝6bの下側壁
面15と第2圧力リング4の他方(下側)側面16との
間の隙間を通過して第2圧力リング4の背後空間に流入
し、また合口部間隙に流入する。しかし、第2圧力リン
グ4の一方(上側)側面12がリング溝6bの上側壁面
16に密着し、かつ、もともと第2圧力リング4は外側
に張力を持っていてシリンダ17に密着しているので、
潤滑油が合口を通って燃焼室側に流入することがない。
FIG. 5 shows the flow of the lubricating oil in a variable cylinder mechanism operating state or an engine brake operating state when the inside of the cylinder has a high negative pressure. When the inside of the cylinder has a high negative pressure, one (upper) side surface 12 of the second pressure ring 4 comes into close contact with the upper wall surface 16 of the ring groove 6b. The lubricating oil passes through a gap between the lower wall surface 15 of the ring groove 6b and the other (lower) side surface 16 of the second pressure ring 4 and flows into the space behind the second pressure ring 4, and at the abutment portion. Flows into the gap. However, the one (upper) side surface 12 of the second pressure ring 4 is in close contact with the upper wall surface 16 of the ring groove 6b, and the second pressure ring 4 originally has a tension outward and is in close contact with the cylinder 17. ,
Lubricating oil does not flow into the combustion chamber through the joint.

【0023】このように、第2圧力リング4にダブルラ
ップ合口9を用いることによって、燃焼室側からオイル
パン側には燃焼ガスや潤滑油を通すが、オイルパン側か
ら燃焼室側には燃焼ガスや潤滑油を通せなくすることが
でき、気筒内に高負圧が発生しても第2圧力リング4の
ダブルラップ合口9から燃焼室側へ潤滑油が流れるのを
確実に防止することができる。また、たとえ第2圧力リ
ング4から潤滑油が漏れたとしても、第2圧力リング4
の上方には第1圧力リング3が存在するので、この第1
圧力リング3が燃焼室へ潤滑油が洩れ出るのを防止す
る。
As described above, by using the double wrap abutment 9 for the second pressure ring 4, the combustion gas and the lubricating oil pass from the combustion chamber side to the oil pan side, but the combustion gas flows from the oil pan side to the combustion chamber side. Gas and lubricating oil can be prevented from passing, and even if a high negative pressure is generated in the cylinder, it is possible to reliably prevent the lubricating oil from flowing from the double wrap joint 9 of the second pressure ring 4 to the combustion chamber side. it can. Even if the lubricating oil leaks from the second pressure ring 4, the second pressure ring 4
Above the first pressure ring 3,
The pressure ring 3 prevents the lubricating oil from leaking into the combustion chamber.

【0024】図6は、高速全負荷での潤滑油消費量を、
従来のオイルリングの組合せを適用したピストンと、本
発明のオイルリングの組合せを適用したピストンとで比
較したものである。従来のピストンでは、6000回転
のフルロードで潤滑油消費量が約95g/hとなるのに
対し、本発明のピストンでは約30g/hとなり、高速
全負荷域での潤滑油消費量を低減することができた。
FIG. 6 shows the consumption of lubricating oil at high speed and full load.
It is a comparison between a piston to which a combination of a conventional oil ring is applied and a piston to which a combination of an oil ring of the present invention is applied. In the conventional piston, the lubricating oil consumption is about 95 g / h at a full load of 6,000 revolutions, whereas in the piston of the present invention, it is about 30 g / h, and the lubricating oil consumption in a high-speed full load region is reduced. I was able to.

【0025】図7は、エンジンブレーキ域での潤滑油消
費量を、従来のオイルリングの組合せを適用したピスト
ンと、本発明のオイルリングの組合せを適用したピスト
ンとで比較したものである。従来のピストンでは、パタ
ーン運転で潤滑油消費量が約160g/hとなるのに対
し、本発明のピストンでは約50g/hとなる。エンジ
ンブレーキ域での潤滑油消費量は、従来のオイルリング
の組合せを適用したピストン、および本発明のオイルリ
ングの組合せを適用したピストンいずれも上昇するが、
本件発明のピストンではエンジンブレーキ域での潤滑油
消費量を従来のピストンに比べ激減することができた。
FIG. 7 shows a comparison of the amount of lubricating oil consumed in the engine braking region between a piston to which the conventional oil ring combination is applied and a piston to which the oil ring combination of the present invention is applied. In the conventional piston, the lubricating oil consumption in the pattern operation is about 160 g / h, whereas in the piston of the present invention, it is about 50 g / h. The amount of lubricating oil consumed in the engine brake region increases for both the piston using the conventional oil ring combination and the piston using the oil ring combination of the present invention,
The piston of the present invention was able to drastically reduce the amount of lubricating oil consumed in the engine brake range as compared with the conventional piston.

【0026】図8は、ブローバイ曲線を、従来のオイル
リングの組合せを適用したピストンと、本発明のオイル
リングの組合せを適用したピストンとで比較したもので
ある。従来のピストンは、軽負荷運転時にエンジン回転
数4000r/mを超える高速回転側においてブローバ
イガスが増えてしまうのに対し、本件発明のピストン
は、軽負荷運転時にあらゆる回転数においてブローバイ
ガス量を略一定にすることができ、高速回転側のブロー
バイガスの急増も防止できる。また、本件発明のピスト
ンは、全負荷時にもあらゆる回転数においてブローバイ
ガス量を略一定に保つことができた。
FIG. 8 shows a comparison of blow-by curves between a piston to which the conventional oil ring combination is applied and a piston to which the oil ring combination of the present invention is applied. In the conventional piston, the blow-by gas increases on the high-speed rotation side exceeding the engine rotation speed of 4000 r / m during the light load operation, whereas the piston of the present invention substantially reduces the blow-by gas amount at any rotation speed during the light load operation. It can be kept constant, and a rapid increase in blow-by gas on the high-speed rotation side can be prevented. Further, the piston of the present invention was able to keep the blow-by gas amount substantially constant at all rotational speeds even at full load.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リング溝に燃焼室側から第1圧力リング、第2圧力リン
グおよびオイルリングを順次配列するピストンリングの
組合せにおいて、前記第2圧力リングにダブルラップ合
口の圧力リングを用いたので、燃焼室側からオイルパン
側には燃焼ガスや潤滑油を通すが、オイルパン側から燃
焼室側方向には燃焼ガスや潤滑油を通さなくすることが
でき、気筒内に高負圧が発生しても第2圧力リングの合
口から燃焼室側へ潤滑油が流れるのを防止することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
In the combination of the piston ring in which the first pressure ring, the second pressure ring, and the oil ring are sequentially arranged in the ring groove from the combustion chamber side, a double wrap abutment pressure ring is used for the second pressure ring. Although the combustion gas and the lubricating oil pass through the oil pan side, the combustion gas and the lubricating oil do not pass through from the oil pan side to the combustion chamber side. Lubricating oil can be prevented from flowing from the joint of the pressure ring to the combustion chamber side.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態におけるピストンリングの
組合せを適用したピストンを示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a piston to which a combination of piston rings according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】第2圧力リングの合口を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an abutment of a second pressure ring.

【図3】通常の加速域、負荷域の運転状態での第2圧力
リング合口における燃焼ガスの吹き抜けを示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing blow-through of combustion gas at a second pressure ring joint in an operating state in a normal acceleration region and a load region.

【図4】図3のA−A線断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3;

【図5】気筒内が高負圧になる、可変気筒機構作動状態
あるいはエンジンブレーキ運転状態での潤滑油の流れを
示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a flow of lubricating oil in a variable cylinder mechanism operating state or an engine brake operating state when the inside of the cylinder has a high negative pressure.

【図6】従来のピストンと本発明のピストンとで高速全
負荷域での潤滑油消費量を比較するグラフ。
FIG. 6 is a graph comparing the amount of lubricating oil consumption between the conventional piston and the piston of the present invention in a high-speed full load region.

【図7】従来のピストンと本発明のピストンとでエンジ
ンブレーキ域での潤滑油消費量を比較するグラフ。
FIG. 7 is a graph comparing the amount of lubricating oil consumption in the engine brake region between the conventional piston and the piston of the present invention.

【図8】従来のピストンと本発明のピストンとでブロー
バイ曲線を比較するグラフ。
FIG. 8 is a graph comparing blow-by curves between a conventional piston and the piston of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ピストン 3 第1圧力リング 4 第2圧力リング 5 オイルリング 6a,6b,6c リング溝 7 ストレート合口 9 ダブルラップ合口 10a 一方の合口端 10b 他方の合口端 11 外周面 12 一方側面 13 凸部 14 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston 3 1st pressure ring 4 2nd pressure ring 5 Oil ring 6a, 6b, 6c Ring groove 7 Straight joint 9 Double lap joint 10a One joint end 10b The other joint end 11 Outer peripheral surface 12 One side surface 13 Convex part 14 Concave part

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リング溝に燃焼室側から第1圧力リン
グ、第2圧力リングおよびオイルリングを順次配列する
ピストンリングの組合せにおいて、 前記第2圧力リングは、一方の合口端側に外周面および
一方側面から周方向に延びる断面三角形の凸部を設け、
他方の合口端側に凸部に係合する凹部を設けたダブルラ
ップ合口の圧力リングからなることを特徴とするピスト
ンリングの組合せ。
1. A combination of a piston ring in which a first pressure ring, a second pressure ring, and an oil ring are sequentially arranged in a ring groove from a combustion chamber side, wherein the second pressure ring has an outer peripheral surface and an outer peripheral surface on one abutting end side. On the other hand, a convex portion with a triangular cross section extending in the circumferential direction from the side surface is provided,
A combination of piston rings comprising a double wrap abutment pressure ring provided with a recess at the other abutment end side to engage with the projection.
【請求項2】 前記ピストンリングの組合せは、所定運
転条件で一部の気筒の運転を停止し、残りの気筒で減筒
運転を行う可変気筒エンジンに用いられることを特徴と
する請求項1に記載のピストンリングの組合せ。
2. The combination of piston rings according to claim 1, wherein the combination is used for a variable cylinder engine that stops operation of some cylinders under predetermined operating conditions and performs reduced cylinder operation on the remaining cylinders. Combination of the described piston rings.
【請求項3】 前記第2圧力リングは、前記凸部が延び
る前記一方側面が燃焼室側に配置されることを特徴とす
る請求項1または2に記載のピストンリングの組合せ。
3. The piston ring combination according to claim 1, wherein the one side surface of the second pressure ring, on which the protrusion extends, is disposed on a combustion chamber side.
【請求項4】 前記第1圧力リングは、ストレート合口
の圧力リングからなることを特徴とする請求項1ないし
3いずれかに記載のピストンリングの組合せ。
4. The piston ring combination according to claim 1, wherein said first pressure ring comprises a straight joint pressure ring.
【請求項5】 リング溝に燃焼室側から第1圧力リン
グ、第2圧力リングおよびオイルリングを順次配列した
ピストンにおいて、 前記第2圧力リングは、一方の合口端側に外周面および
一方側面から周方向に延びる断面三角形の凸部を設け、
他方の合口端側に凸部に係合する凹部を設けたダブルラ
ップ合口の圧力リングからなることを特徴とするピスト
ン。
5. A piston in which a first pressure ring, a second pressure ring, and an oil ring are sequentially arranged in a ring groove from a combustion chamber side, wherein the second pressure ring is provided at one abutment end side from an outer peripheral surface and one side surface. Providing a convex part with a triangular cross section extending in the circumferential direction,
A piston comprising a double wrap abutment pressure ring provided with a concave portion at the other abutment end side for engaging with a convex portion.
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WO2020100564A1 (en) 2018-11-15 2020-05-22 Tpr株式会社 Piston ring combination

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