JP2010138711A - Cylinder liner structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンダライナ構造に関するものである。 The present invention relates to a cylinder liner structure.
一般に、自動車等におけるエンジンにおいては、図3に示される如く、シリンダ1内に収容されたピストン2がピストンピン3を介しコンロッド4の小端部4aにより揺動自在に支持されており、該コンロッド4の大端部4bがクランクピン5を介しクランクシャフト6と連結されている。
Generally, in an engine in an automobile or the like, as shown in FIG. 3, a
前記クランクピン5はクランクアーム6aによりクランクシャフト6の中心からずらした位置に支持されており、該クランクピン5がクランクシャフト6の中心回りに円軌道(図3中の一点鎖線を参照)を描いて移動するようになっているので、コンロッド4がピストンピン3を中心に揺動しつつピストン2がシリンダ1内を昇降することになる。
The
ここで、前記ピストン2には、ピストンリングが嵌装されており、該ピストンリングは、潤滑油を介してシリンダライナ1a内面を潤滑しながら摺動し、上下死点付近を除く摺動範囲の中間部では、油膜を挟んで摩擦面同士が離れて滑るいわゆる流体潤滑状態下で潤滑が行われているが、その折り返し位置である上下死点付近では、前記ピストン2の摺動速度が低下し、金属接触を伴ういわゆる混合潤滑状態下で潤滑が行われている。
Here, a piston ring is fitted to the
そして、特に、上死点付近のピストンリングのうちトップリングは、シリンダ1内圧によってトップリング溝下面に着座しており、シリンダ1内圧がトップリング上面側から該トップリング内周面を押し広げるように作用し、該トップリングによる摩擦損失は最大となる。
In particular, among the piston rings near the top dead center, the top ring is seated on the lower surface of the top ring groove by the internal pressure of the
尚、エンジンのシリンダに関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
しかしながら、前述の如き従来のシリンダライナ1aにおいては、ピストンリングとの潤滑状態に関して何ら考慮がなされておらず、シリンダライナ1aの内面は、全て一様な表面粗さで製造されており、ピストンリングとシリンダライナ1aとの間の混合潤滑状態下での摩擦係数を低減することは困難となっており、燃費に関しても改善の余地が残されていた。
However, in the
本発明は、斯かる実情に鑑み、ピストンリングとシリンダライナとの間の混合潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得るシリンダライナ構造を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide a cylinder liner structure that can reduce the coefficient of friction under a mixed lubrication state between a piston ring and a cylinder liner and can improve fuel consumption.
本発明は、トップリング溝にトップリングを嵌装し且つ該トップリング溝より下方に位置するオイルリング溝にオイルリングを嵌装したピストンが軸線方向へ摺動自在に嵌入されるシリンダライナ構造であって、
ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より上側におけるシリンダライナ上部内面の表面粗さを、混合潤滑状態下における摩擦係数が低減されるよう、ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ内面の表面粗さに比べて微細としたことを特徴とするシリンダライナ構造にかかるものである。
The present invention provides a cylinder liner structure in which a piston having a top ring fitted in a top ring groove and an oil ring fitted in an oil ring groove located below the top ring groove is slidably fitted in an axial direction. There,
The surface roughness of the cylinder liner upper inner surface above the lower surface of the oil ring groove at the piston top dead center position is set below the lower surface of the oil ring groove at the piston top dead center position so that the friction coefficient under the mixed lubrication state is reduced. The present invention relates to a cylinder liner structure characterized in that it is finer than the surface roughness of the inner surface of the cylinder liner.
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。 According to the above means, the following operation can be obtained.
前述の如く、ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より上側におけるシリンダライナ上部内面の表面粗さを、混合潤滑状態下における摩擦係数が低減されるよう、ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ内面の表面粗さに比べて微細とすると、ピストンの折り返し位置である上死点付近で、前記ピストンの摺動速度が低下し、金属接触を伴ういわゆる混合潤滑状態下で潤滑が行われ、上死点付近のピストンリングのうち、シリンダ内圧によってトップリング溝下面に着座しているトップリングに対して、シリンダ内圧がトップリング上面側から該トップリング内周面を押し広げるように作用したとしても、該トップリングによる摩擦損失が低減され、燃費を向上させることが可能となる。 As described above, the surface roughness of the cylinder liner upper inner surface above the lower surface of the oil ring groove at the piston top dead center position is reduced so that the friction coefficient under the mixed lubrication state is reduced. If it is finer than the surface roughness of the inner surface of the cylinder liner on the lower side, the sliding speed of the piston decreases near the top dead center, which is the return position of the piston. Lubrication is performed, and among the piston rings near the top dead center, the cylinder internal pressure pushes the top ring inner peripheral surface from the top ring upper surface side against the top ring seated on the lower surface of the top ring groove by the cylinder internal pressure. Even if it acts as described above, the friction loss due to the top ring is reduced, and the fuel efficiency can be improved.
ここで、前記シリンダライナの上部内面は、燃焼による火炎に晒されるため、仮にシリンダライナの上部内面にコーティングを施すことによって摩擦係数を低減しようとしても、該コーティングが火炎の熱で剥離してしまうことから、コーティングによる対応は困難となるが、本発明のように、表面粗さを微細とすれば、火炎の熱の影響を受ける心配はなく、前記ピストンリングとシリンダライナとの間の混合潤滑状態下での摩擦係数を確実に低減することが可能となる。 Here, since the upper inner surface of the cylinder liner is exposed to a flame due to combustion, even if an attempt is made to reduce the friction coefficient by coating the upper inner surface of the cylinder liner, the coating peels off due to the heat of the flame. Therefore, it is difficult to cope with the coating, but if the surface roughness is made fine as in the present invention, there is no fear of being affected by the heat of the flame, and the mixed lubrication between the piston ring and the cylinder liner is performed. It becomes possible to reliably reduce the friction coefficient under the state.
又、前記トップリングやオイルリング等のピストンリングは、潤滑油を介してシリンダライナ内面を潤滑しながら摺動し、上下死点付近を除く摺動範囲の中間部では、油膜を挟んで摩擦面同士が離れて滑るいわゆる流体潤滑状態下で潤滑が行われるが、本発明の場合、ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ内面の表面粗さは微細としないことから、油膜厚さが厚くならず、該油膜厚さが厚くなることによる摩擦係数の増加と、それに伴う燃費の悪化が引き起こされる心配はない。 The piston ring such as the top ring or oil ring slides while lubricating the inner surface of the cylinder liner via lubricating oil, and a friction surface with an oil film sandwiched in the middle of the sliding range except near the top and bottom dead center. Lubrication is performed under a so-called fluid lubrication state in which they slide apart from each other, but in the case of the present invention, since the surface roughness of the cylinder liner inner surface below the oil ring groove lower surface at the piston top dead center position is not fine, There is no concern that the oil film thickness does not increase, and that the increase in the coefficient of friction due to the increase in the oil film thickness and the accompanying deterioration in fuel consumption are not caused.
前記シリンダライナ構造においては、前記表面粗さを微細とする範囲を、ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より上側で且つトップリング溝上面より下側におけるシリンダライナ上部内面とすることができ、このようにすれば、前記表面粗さを微細とする範囲を必要最小限に抑えることが可能となる。 In the cylinder liner structure, the range in which the surface roughness is made fine can be the cylinder liner upper inner surface above the oil ring groove lower surface and below the top ring groove upper surface at the piston top dead center position, In this way, it is possible to minimize the range in which the surface roughness is fine.
本発明のシリンダライナ構造によれば、ピストンリングとシリンダライナとの間の混合潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。 According to the cylinder liner structure of the present invention, the friction coefficient under the mixed lubrication state between the piston ring and the cylinder liner can be reduced, and an excellent effect that fuel efficiency can be improved can be achieved.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図3と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図3に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1及び図2に示す如く、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より上側におけるシリンダライナ1a上部内面の表面粗さを、混合潤滑状態下における摩擦係数が低減されるよう、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より下側におけるシリンダライナ1a内面の表面粗さに比べて微細とした点にある。
1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components, and the basic configuration is the conventional configuration shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the feature of this example is that the surface roughness of the upper inner surface of the
本図示例の場合、前記ピストン2の外周面には、上から順に、トップリング溝8a、セカンドリング溝9a、オイルリング溝10aを凹設し、該トップリング溝8a、セカンドリング溝9a、オイルリング溝10aにそれぞれ、ピストンリングとして、トップリング8、セカンドリング9、オイルリング10を嵌装してあり、前記表面粗さを微細とする範囲は、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より上側で且つトップリング溝8a上面より下側におけるシリンダライナ1a上部内面としてある。
In the case of this illustrated example, a top ring groove 8a, a second ring groove 9a, and an
又、前記ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より下側におけるシリンダライナ1a内面の表面粗さは、微細とせず、現行と同じにしてある。
Further, the surface roughness of the inner surface of the
尚、現行でのシリンダライナ1a内面の表面粗さは、一般に、およそ1[μm]程度であるが、前記ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より上側におけるシリンダライナ1a上部内面の表面粗さは、前記現行でのシリンダライナ1a内面の表面粗さを基準とした場合、その1/5程度となるおよそ0.2[μm]程度とすれば良い。
The surface roughness of the inner surface of the
次に、上記図示例の作用を説明する。 Next, the operation of the illustrated example will be described.
前述の如く、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より上側におけるシリンダライナ1a上部内面の表面粗さを、混合潤滑状態下における摩擦係数が低減されるよう、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より下側におけるシリンダライナ1a内面の表面粗さに比べて微細とすると、ピストン2の折り返し位置である上死点付近で、前記ピストン2の摺動速度が低下し、金属接触を伴ういわゆる混合潤滑状態下で潤滑が行われ、上死点付近のピストンリングのうち、シリンダ1内圧によってトップリング溝8a下面に着座しているトップリング8に対して、シリンダ1内圧がトップリング8上面側から該トップリング8内周面を押し広げるように作用したとしても、該トップリング8による摩擦損失が低減され、燃費を向上させることが可能となる。
As described above, the surface roughness of the upper inner surface of the
ここで、前記シリンダライナ1aの上部内面は、燃焼による火炎に晒されるため、仮にシリンダライナ1aの上部内面にコーティングを施すことによって摩擦係数を低減しようとしても、該コーティングが火炎の熱で剥離してしまうことから、コーティングによる対応は困難となるが、本図示例のように、表面粗さを微細とすれば、火炎の熱の影響を受ける心配はなく、前記トップリング8、セカンドリング9、及びオイルリング10等のピストンリングとシリンダライナ1aとの間の混合潤滑状態下での摩擦係数を確実に低減することが可能となる。
Here, since the upper inner surface of the
又、前記トップリング8、セカンドリング9、及びオイルリング10等のピストンリングは、潤滑油を介してシリンダライナ1a内面を潤滑しながら摺動し、上下死点付近を除く摺動範囲の中間部では、油膜を挟んで摩擦面同士が離れて滑るいわゆる流体潤滑状態下で潤滑が行われるが、本図示例の場合、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より下側におけるシリンダライナ1a内面の表面粗さは微細としないことから、油膜厚さが厚くならず、該油膜厚さが厚くなることによる摩擦係数の増加と、それに伴う燃費の悪化が引き起こされる心配はない。因みに、本発明の図示例の如く、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より上側におけるシリンダライナ1a上部内面の表面粗さを、混合潤滑状態下における摩擦係数が低減されるよう、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より下側におけるシリンダライナ1a内面の表面粗さに比べて微細とした場合、図2のストライベック線図で示すように、流体潤滑の領域では、油膜厚さが薄くなるほど摩擦係数が小さくなることは従来と同様であるが、油膜厚さが所定の値以下となって金属接触が発生する混合潤滑に移行した状態では、油膜厚さが薄くなるに従って増加する摩擦係数を従来(図2の破線参照)に比べ低減させることが可能となる。
Further, the piston rings such as the
更に又、本図示例においては、前記表面粗さを微細とする範囲を、ピストン2上死点位置のオイルリング溝10a下面より上側で且つトップリング溝8a上面より下側におけるシリンダライナ1a上部内面としてあるため、前記表面粗さを微細とする範囲を必要最小限に抑えることが可能となる。
Furthermore, in the illustrated example, the range in which the surface roughness is made fine is the upper inner surface of the
こうして、前記トップリング8、セカンドリング9、及びオイルリング10等のピストンリングとシリンダライナ1aとの間の混合潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
In this way, the friction coefficient under the mixed lubrication state between the piston rings such as the
尚、本発明のシリンダライナ構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、少なくとも、トップリング溝にトップリングを嵌装し且つ該トップリング溝より下方に位置するオイルリング溝にオイルリングを嵌装したピストンが軸線方向へ摺動自在に嵌入されるシリンダライナであれば、セカンドリングがないタイプのピストン、或いはセカンドリングの他に更にサードリングを有するタイプのピストンが軸線方向へ摺動自在に嵌入されるものにも適用可能なこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the cylinder liner structure of the present invention is not limited to the illustrated example described above, and at least an oil ring groove is provided with a top ring fitted in the top ring groove and positioned below the top ring groove. If the cylinder liner in which the piston fitted with the ring is slidably inserted in the axial direction, the piston without the second ring or the piston with the third ring in addition to the second ring slides in the axial direction. Of course, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, such as being applicable to a movably inserted one.
1a シリンダライナ
2 ピストン
3 ピストンピン
4 コンロッド
8 トップリング(ピストンリング)
8a トップリング溝
10 オイルリング(ピストンリング)
10a オイルリング溝
8a
10a Oil ring groove
Claims (2)
ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より上側におけるシリンダライナ上部内面の表面粗さを、混合潤滑状態下における摩擦係数が低減されるよう、ピストン上死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ内面の表面粗さに比べて微細としたことを特徴とするシリンダライナ構造。 A cylinder liner structure in which a top ring is fitted in a top ring groove and a piston in which an oil ring is fitted in an oil ring groove located below the top ring groove is slidably fitted in an axial direction.
The surface roughness of the cylinder liner upper inner surface above the lower surface of the oil ring groove at the piston top dead center position is set below the lower surface of the oil ring groove at the piston top dead center position so that the friction coefficient under the mixed lubrication state is reduced. A cylinder liner structure characterized by a finer surface roughness than the inner surface of the cylinder liner.
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WO2017209135A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日本ピストンリング株式会社 | Sliding structure for internal combustion engine, method for controlling idling operation and method for controlling operation of internal combustion engine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6012648U (en) * | 1983-07-05 | 1985-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | internal combustion engine |
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2008
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6012648U (en) * | 1983-07-05 | 1985-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | internal combustion engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017209135A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日本ピストンリング株式会社 | Sliding structure for internal combustion engine, method for controlling idling operation and method for controlling operation of internal combustion engine |
US11111875B2 (en) | 2016-05-31 | 2021-09-07 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Sliding structure for internal combustion engine, method for controlling idling operation, and method for controlling operation of internal combustion engine |
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