JP2004132322A - Reciprocating engine - Google Patents
Reciprocating engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004132322A JP2004132322A JP2002299689A JP2002299689A JP2004132322A JP 2004132322 A JP2004132322 A JP 2004132322A JP 2002299689 A JP2002299689 A JP 2002299689A JP 2002299689 A JP2002299689 A JP 2002299689A JP 2004132322 A JP2004132322 A JP 2004132322A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- thrust
- cylinder
- reciprocating engine
- space
- 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
Images
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
往復動エンジンにおいて、シリンダとピストンとの間での摺動摩擦抵抗を低減するため、シリンダの内面とこの内面に対面するピストンの側面との間に、燃焼室からの燃焼ガスを導き蓄えるガス室を形成し、このガス室の燃焼ガスのガス圧により、燃焼行程においてピストンに与えられるスラスト方向に向かう側圧力に抗して、ピストンをシリンダの内面から浮かせて、ピストンの往復動でのシリンダの内面とピストンの側面との間の摺動摩擦抵抗を低減する技術が提案されている。この提案された往復動エンジンの一つの例として、燃料及び空気の混合気が燃焼する燃焼室を規定するピストン上面に隣接して配置された第一のピストンリングとこの第一のピストンリングに隣接して配置された第二のピストンリングとの間の環状空間を、スラスト側の半環状の空間と反スラスト側の半環状の空間とに区画し、ピストンが上死点近傍に位置する際に、スラスト側の半環状の空間を燃焼室に連通させるガス通路をシリンダ側壁に形成してなるものがある。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−26106号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般の往復動エンジンでは、クランクシャフトの回動軸心がシリンダボアの中心線に対して偏心されていないため、上記提案の技術をもってしても、燃焼行程においてピストンのシリンダに対する移動抵抗の低減を十分に満足し得る程度に得ることが困難である。
【0005】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ピストンのシリンダに対する往復動抵抗の低減を更に効果的に得ることのできる往復動エンジンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の往復動エンジンは、クランクシャフトの回動中心をシリンダボアの中心線に対してスラスト側にオフセットした往復動エンジンであって、ピストンの往復動方向で互いに隣接して配されており、ピストンの側面に形成されている第一及び第二のリング溝に夫々嵌入された第一及び第二のピストンリングと、第一及び第二のピストンリング間の空間を、スラスト側の空間及び反スラスト側の空間に区画する区画手段と、スラスト側の空間を燃焼室に連通させる連通手段とを具備している。
【0007】
本発明の第一の態様の往復動エンジンによれば、オフセットによる効果とスラスト側の空間への燃焼ガスの導入による効果とで、ピストンのシリンダに対する往復動抵抗の低減を更に効果的に得ることができる。
【0008】
本発明の第二の態様の往復動エンジンでは、本発明の第一の態様の往復動エンジンにおいて、連通手段は、シリンダの内面に設けられた一個又は複数の連通路を具備しており、一個又は複数の連通路を介してスラスト側の空間を燃焼室に連通させるようになっている。
【0009】
連通路は上記のように一個でも複数個でもよいが、複数の場合には、複数の連通路を介してスラスト側の空間を燃焼室に連通させることで、燃焼室内の燃焼ガスをスラスト側の空間に、より速やかに且つ十分に導入させることができる。
【0010】
本発明の第三の態様の往復動エンジンでは、本発明の第一又は第二の態様の往復動エンジンにおいて、連通手段は、ピストンが上死点近傍に位置する際に、スラスト側の空間を燃焼室に連通させるようになっている。
【0011】
尚、本発明の第一から第三のいずれかの態様における往復動エンジンは、4サイクルエンジン若しくは2サイクルエンジン又はディーゼルエンジンであってもよく、いずれのエンジンでも本発明による効果を好適に発揮し得る。また本発明において、連通路は、貫通孔又は溝若しくは凹所等のいずれの形態であってもよい。
【0012】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1から図3において、本例の4サイクル往復動エンジン(4サイクルガソリンエンジン)1は、シリンダ2と、シリンダ2内を往復動するピストン3と、小端部でピストンピン4を介してピストン3に回動自在に連結しているコンロッド5と、コンロッド5の大端部20に回動自在に連結しているクランクシャフト21と、ピストン3の往復動方向で互いに隣接して配されており、ピストン3の側周面6に形成されている一対のリング溝に夫々嵌入されたピストンリング9及び10と、ピストンリング9及び10間の環状の空間を、スラスト側の半環状の空間12及び反スラスト側の半環状の空間13に区画する区画手段14と、空間12を燃料及び空気の混合気が燃焼される燃焼室15に連通させる連通手段16とを具備している。
【0014】
シリンダ2は、その内面17によって規定されたシリンダボア(空間)18を有しており、シリンダボア18には、ピストン3が往復動自在となるように配されている。シリンダ2には、吸気弁2a及び排気弁2bが設けられている。
【0015】
ピストン3は、本例では、その側周面6にオイルリング19を備えている。
【0016】
クランクシャフト21は、その回動中心Cがシリンダボア18の中心線Dに対してスラスト側にオフセットされている。回動中心Cは、本例では、図2に示すように、ピストン3が上死点を通過する前であって当該上死点近傍に位置している間に燃焼室15内の混合気に対する点火が行われる際には、ピストンピン4に対するコンロッド5の回動中心Eとコンロッド5のクランクシャフト21に対する回動中心Fとを結ぶ線が中心線Dに対して反スラスト側に傾斜するように、且つ、図3に示すようにピストン3が上死点を通過した後であって当該上死点近傍に位置している間に燃焼室15内のガス圧力が最大に高まった際には、回動中心Eと回動中心Fとを結ぶ線が中心線Dの伸びる方向と同一の方向に伸びるように、中心線Dに対してスラスト側に偏心している。回動中心Cの中心線Dに対するオフセット幅は、好ましくは、11mmから13mmの範囲で、より好ましくは、12mmから12.5mmの範囲であるが、これに限定されない。
【0017】
ピストンリング(トップリング又はガスリング)9は、ピストン3の頭部端面23に隣接して配されている。ピストンリング9は、好ましくは、その合口部が区画部材40よりも空間12側に位置するように配される。ピストンリング9は、その外周面で内面17に弾性力をもって当接している。
【0018】
ピストンリング(セカンドリング又はガスリング)10は、頭部端面23との間でピストンリング9を挟んで側周面6に配されている。ピストンリング10は、好ましくは、その合口部が区画部材40よりも空間13側に位置するように配される。ピストンリング10は、その外周面で内面17に弾性力をもって当接している。
【0019】
区画手段14は、ピストンリング9及び10間に設けられていると共に、ピストンピン4の軸方向で互いに対向して配されている一対の区画部材40を具備している。
【0020】
連通手段16は、シリンダ2のスラスト側における内面17に設けられた連通路70を具備しており、連通路70は、ピストン3が上死点近傍に位置した際に、空間12を燃焼室15に連通させるように配されている。連通路70は、本例では、シリンダ2の内面17に形成された凹面71で規定されている。
【0021】
連通手段16によれば、ピストン3が上死点近傍に位置した際に、連通路70により空間12を燃焼室15に連通させるようになっているため、燃焼室15内の燃焼ガスを導入させることができ、従って、燃焼行程においてピストン3に与えられるスラスト方向に向かう側圧力Aに抗する反スラスト方向に向かう抗側圧力Bを、ピストン3に与えることができ、而して、当該ピストン3をガスフロートさせることができる。
【0022】
以下、本例の往復動エンジン1の動作について説明すると、圧縮行程の終了後に開始される燃料及び空気の混合気の燃焼行程において、図2に示すようにピストン3が当該ピストン3の上死点通過前であって上死点近傍に位置している間に燃焼室15内の混合気に点火し、連通路70によりスラスト側の空間12を燃焼室15に連通させてスラスト側の空間12に燃焼ガスを導入し、図3に示すようにピストン3が当該ピストン3の上死点通過後であって上死点近傍に位置している間に燃焼ガスのガス圧が最大に高まり、高まったガス圧の圧力をピストン3が受けることで下死点に向かって加速する。
【0023】
本例の往復動エンジン1によれば、クランクシャフト21の回動中心Cがシリンダボア18の中心線Dに対してスラスト側にオフセットされており、これにより本例においては、ピストン3が当該ピストン3の上死点通過後であって上死点近傍に位置している間に燃焼ガスのガス圧が最大に高まった際には、回動中心C及びFを結ぶ線が中心線Dの伸びる方向と略同一の方向に伸びるので、燃焼室15内のガス圧に基づいてピストン3に与えられるスラスト方向の側圧力Aを大幅に減少させると共に、側圧力Aに抗して、空間12に十分に導入した燃焼ガスのガス圧によりピストン3に反スラスト側に向かう抗側圧力Bを与えて、当該ピストン3を好適にガスフロートさせることができる結果、本例の往復動エンジン1は、上述のようにして、燃焼行程時に、側圧力Aに基づいて生じるピストンリング9及び10とシリンダ2の内面17との間のスラスト側における摺動摩擦抵抗を大幅に低減することができる。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダに対するピストンの往復動抵抗の低減を更に効果的に得ることのできる往復動エンジンを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の例の正面説明図である。
【図2】図1に示す例の動作説明図である。
【図3】図1に示す例の動作説明図である。
【符号の説明】
1 往復動エンジン
2 シリンダ
3 ピストン
4 ピストンピン
5 コンロッド
6 側周面
9、10 ピストンリング
12、13 空間
14 区画手段
15 燃焼室
16 連通手段
18 シリンダボア
20 大端部
21 クランクシャフト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reciprocating engine.
[0002]
[Prior art]
In a reciprocating engine, in order to reduce sliding friction resistance between the cylinder and the piston, a gas chamber for guiding and storing combustion gas from the combustion chamber is provided between the inner surface of the cylinder and the side surface of the piston facing the inner surface. The piston is lifted from the inner surface of the cylinder by the gas pressure of the combustion gas in the gas chamber against the side pressure applied to the piston in the thrust direction during the combustion stroke, and the inner surface of the cylinder is reciprocated by the piston. A technique has been proposed to reduce the sliding frictional resistance between the piston and the side of the piston. One example of the proposed reciprocating engine includes a first piston ring disposed adjacent a piston upper surface that defines a combustion chamber in which a mixture of fuel and air burns, and a first piston ring adjacent the first piston ring. When the piston is located near the top dead center, the annular space between the second piston ring and the semi-annular space on the thrust side and the semi-annular space on the non-thrust side are divided. In some cases, a gas passage is formed in a side wall of a cylinder for connecting a thrust-side semi-annular space to a combustion chamber.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-26106
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a general reciprocating engine, the rotational axis of the crankshaft is not eccentric with respect to the center line of the cylinder bore. Is difficult to obtain to the extent that is sufficiently satisfactory.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a reciprocating engine that can more effectively reduce the reciprocating resistance of a piston with respect to a cylinder.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A reciprocating engine according to a first aspect of the present invention is a reciprocating engine in which a rotation center of a crankshaft is offset to a thrust side with respect to a center line of a cylinder bore, and is disposed adjacent to each other in a reciprocating direction of a piston. The first and second piston rings respectively fitted in the first and second ring grooves formed on the side surface of the piston, and the space between the first and second piston rings, the thrust side And a communicating means for communicating the thrust-side space with the combustion chamber.
[0007]
According to the reciprocating engine of the first aspect of the present invention, the effect of the offset and the effect of the introduction of the combustion gas into the thrust space can more effectively reduce the reciprocating resistance of the piston with respect to the cylinder. Can be.
[0008]
In the reciprocating engine according to the second aspect of the present invention, in the reciprocating engine according to the first aspect of the present invention, the communication means includes one or more communication paths provided on an inner surface of the cylinder. Alternatively, the thrust-side space communicates with the combustion chamber via a plurality of communication passages.
[0009]
One or more communication passages may be provided as described above.In the case of a plurality of communication passages, the combustion gas in the combustion chamber is communicated with the combustion chamber by communicating the thrust-side space with the combustion chamber through the plurality of communication passages. It can be more quickly and sufficiently introduced into the space.
[0010]
In the reciprocating engine according to the third aspect of the present invention, in the reciprocating engine according to the first or second aspect of the present invention, when the piston is located near the top dead center, the communication means fills the space on the thrust side. It is designed to communicate with the combustion chamber.
[0011]
In addition, the reciprocating engine in any of the first to third aspects of the present invention may be a four-cycle engine, a two-cycle engine, or a diesel engine, and any of the engines suitably exerts the effects of the present invention. obtain. Further, in the present invention, the communication path may be in any form such as a through hole, a groove, or a recess.
[0012]
Next, embodiments of the present invention will be described in more detail based on preferred examples shown in the drawings. The present invention is not limited to these examples.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3, a four-cycle reciprocating engine (four-cycle gasoline engine) 1 according to the present embodiment includes a
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The rotation center C of the
[0017]
The piston ring (top ring or gas ring) 9 is arranged adjacent to the
[0018]
The piston ring (second ring or gas ring) 10 is arranged on the side
[0019]
The partitioning means 14 includes a pair of
[0020]
The communication means 16 includes a
[0021]
According to the communication means 16, when the
[0022]
The operation of the reciprocating engine 1 according to the present embodiment will be described below. In the combustion stroke of the mixture of fuel and air started after the end of the compression stroke, as shown in FIG. Before passing and while being located near the top dead center, the air-fuel mixture in the
[0023]
According to the reciprocating engine 1 of the present embodiment, the rotation center C of the
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a reciprocating engine capable of more effectively reducing the reciprocating resistance of the piston with respect to the cylinder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory front view of an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the example shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the example shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002299689A JP4133200B2 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Reciprocating engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002299689A JP4133200B2 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Reciprocating engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004132322A true JP2004132322A (en) | 2004-04-30 |
JP4133200B2 JP4133200B2 (en) | 2008-08-13 |
Family
ID=32288755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002299689A Expired - Fee Related JP4133200B2 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Reciprocating engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4133200B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4821856B2 (en) * | 2006-10-20 | 2011-11-24 | 坂東機工株式会社 | Reciprocating engine |
WO2012017590A1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | 坂東機工株式会社 | Reciprocating engine |
WO2014118827A1 (en) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 坂東機工株式会社 | Reciprocating engine |
-
2002
- 2002-10-11 JP JP2002299689A patent/JP4133200B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4821856B2 (en) * | 2006-10-20 | 2011-11-24 | 坂東機工株式会社 | Reciprocating engine |
WO2012017590A1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | 坂東機工株式会社 | Reciprocating engine |
WO2014118827A1 (en) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 坂東機工株式会社 | Reciprocating engine |
JPWO2014118827A1 (en) * | 2013-02-04 | 2017-01-26 | 坂東機工株式会社 | Reciprocating engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4133200B2 (en) | 2008-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004278536A (en) | Reciprocating internal combustion engine, its operation method, and stroke function adjusting apparatus of filling exchange valve | |
JP4918033B2 (en) | Reciprocating engine | |
US7467613B2 (en) | Internal combustion engine with cylinder and piston having a dual-combustion stroke | |
JP2000080901A (en) | Reciprocating internal combustion engine and compressor as well as those of pistons therewith | |
JP4133200B2 (en) | Reciprocating engine | |
CN108260358B (en) | Engine piston with grooved top land | |
US4938192A (en) | Piston cylinder combination with engine cylinder wall having valve ports and combustion chamber | |
KR900700728A (en) | An internal combustion engine | |
JP4057912B2 (en) | Internal combustion engine | |
EP1533509A1 (en) | Reciprocating engine | |
JP2018105258A (en) | Internal combustion engine piston | |
JP2008309118A (en) | Piston and internal combustion engine | |
BR0013260B1 (en) | method for enhancing the performance of a two-stroke, internal combustion engine with compression ignition, two-piston split crankshaft and two-piston internal combustion engine, and two-stroke internal combustion engine with two-piston compression ignition with double connecting rod. | |
JP2011516790A (en) | Improved internal combustion engine | |
JP4216944B2 (en) | Combustion chamber structure of internal combustion engine | |
JP5569496B2 (en) | Reciprocating engine | |
JP2979007B2 (en) | Lubricating device for two-cycle engine | |
JPS5838609B2 (en) | Combustion chamber of split combustion internal combustion engine | |
JP4725580B2 (en) | Reciprocating engine | |
JP2022125753A (en) | piston | |
JP2018165559A (en) | Piston ring and piston | |
JPH08338250A (en) | Piston for inside-cylinder fuel injection engine | |
Shih et al. | Effect of ring dynamics and crevice flows on unburned hydrocarbon emissions. | |
JPH0688547A (en) | Piston for two-cycle engine | |
JPH05106456A (en) | Multi-cylinder two cycle engine with stepped piston |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20071225 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20080219 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080507 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20080602 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |