JP2011157885A - Reciprocating engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reciprocating engine in which adherence and deposition of carbon are not produced in a gas chamber, even when the engine is operated for a long period, and introduction, holding, and discharge of high-pressure combustion gas to the gas chamber are repeated. <P>SOLUTION: The reciprocating engine 1 has a gas chamber 4 formed, surrounded by a top ring 5, second ring 6, and second land 7 of a piston 2, and an inner surface 8 of a cylinder. At the beginning of an expansion stroke, a high-pressure combustion gas 12 from above the piston 2 is introduced into the gas chamber from a gas passage hole 23 provided at the top 22 of a thrust side 10 of the inner surface 8 of the cylinder. The piston 2 is supported from the thrust side 10 by this introduced high-pressure combustion gas 12. A half-ring 13 is inserted into the gas chamber 4 so as to cover the second land 7 from the thrust side 10 and so as to move vertically with a gap 20 in a vertical direction, and vertically moves by the gap distance 20 with reciprocation of the piston 2, so that the inside of the gas chamber 4 is continually cleaned. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、爆発膨張行程において、ピストンに作用する側圧に対抗して、ピストンを高圧燃焼ガスによって支持(ガス圧フロート)し、ピストンとシリンダとの摩擦抵抗を減少させた往復動エンジンの改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a reciprocating engine in which the piston is supported by high-pressure combustion gas (gas pressure float) against the side pressure acting on the piston in an explosion / expansion stroke, and the frictional resistance between the piston and the cylinder is reduced. .

これら(特許文献1から4)に記載の技術は、ピストンのセカンドランド部にガス室を形成し、爆発膨張行程初期に、このガス室に、シリンダ内面に設けたガス通路穴から、ピストン上方の高圧燃焼ガスを導入、保持させ、この導入、保持の高圧燃焼ガスによりピストンをスラスト側から支持し、ピストンとシリンダ内面との摩擦抵抗を減少する技術である。   In the techniques described in these (Patent Documents 1 to 4), a gas chamber is formed in the second land portion of the piston, and at the initial stage of the explosion / expansion stroke, a gas passage hole provided in the cylinder inner surface is provided in the gas chamber to This technique introduces and holds high-pressure combustion gas, supports the piston from the thrust side by the high-pressure combustion gas introduced and held, and reduces the frictional resistance between the piston and the inner surface of the cylinder.

国際公開第92/02722号International Publication No. 92/02722 国際公開第2004/079177号International Publication No. 2004/079177 欧州特許出願公開第1878901号European Patent Application Publication No. 1878901 国際公開第2008/047453号International Publication No. 2008/047453

しかし、エンジン運転中、上記ガス室には、ピストン上方の高圧燃焼ガスの導入、保持、排出が繰り返される。すると、ガス室の表面には次第にカーボンの付着堆積が発生してくる。   However, during operation of the engine, introduction, retention, and discharge of high-pressure combustion gas above the piston are repeated in the gas chamber. Then, carbon deposits gradually accumulate on the surface of the gas chamber.

そこで、本発明は、エンジン運転が長期に渡り、上記ガス室に高圧燃焼ガスの導入、保持、排出が繰り返されても、ガス室にはカーボンの付着、堆積が発生しない往復動エンジンを提供するものである。   Therefore, the present invention provides a reciprocating engine in which carbon adhesion and accumulation do not occur in the gas chamber even when the operation of the engine is performed for a long period of time and the introduction, maintenance, and discharge of the high-pressure combustion gas are repeated in the gas chamber. Is.

ピストンのトップリングとセカンドリングとセカンドランド、及びシリンダ内面とにより囲まれて形成されたガス室に、膨張行程の初期においてシリンダ内面のスラスト側の上部位に設けたガス通路穴からピストン上方の高圧燃焼ガスを導入し、この導入高圧燃焼ガスによってピストンをスラスト側から支持するようにした往復動エンジンにおいて、上記ガス室内に、半割リングがスラスト側からセカンドランドに被せた状態で、かつ上下方向に隙間をもって上下動自在に挿入され、ピストンの往復運動によって上記隙間分上下運動しガス室内が常に掃除されるようにした往復動エンジンである。   High pressure above the piston from the gas passage hole provided in the upper part on the thrust side of the cylinder inner surface in the gas chamber formed by the piston top ring, the second ring, the second land, and the cylinder inner surface. In the reciprocating engine in which the combustion gas is introduced and the piston is supported from the thrust side by the introduced high-pressure combustion gas, the half ring is placed on the second land from the thrust side in the gas chamber, and the vertical direction Is a reciprocating engine that is inserted in a vertically movable manner with a gap, and is moved up and down by the gap by the reciprocating motion of a piston so that the gas chamber is always cleaned.

尚、本発明往復動エンジンにおいて、上記「上下方向」及び「上下動」はピストンの往復運動方向に沿った方向であり、動きである。   In the reciprocating engine of the present invention, the “up and down direction” and the “up and down movement” are directions along the reciprocating direction of the piston and are movements.

上記ガス室が高圧燃焼ガスの導入、保持、排出の繰り返しにさらされていても、ガス室内は半割リングが常に上下動を続け、掃除行為を行っているため、ガス室内はカーボンの付着、堆積が発生しない。   Even if the gas chamber is exposed to repeated introduction, maintenance, and discharge of high-pressure combustion gas, the halved ring continues to move up and down constantly in the gas chamber, and cleaning is performed. No accumulation occurs.

図1は、本発明の一実施例往復動エンジンの縦断面説明図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a reciprocating engine according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1において半割リングを断面で示した同一縦断面説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of the same longitudinal cross section showing the half ring in FIG. 1 in cross section. 図3は、上記図1及び図2において示す半割リングの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the half ring shown in FIGS.

以下、本発明の実施形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below based on examples shown in the drawings.

図1及び図2は、爆発膨張行程におけるピストン2の降下工程初期の様子を示す。   1 and 2 show an initial state of the lowering process of the piston 2 in the explosion / expansion stroke.

図1及び図2には、爆発膨張行程初期にある本実施例の往復動エンジン1が示されている。   1 and 2 show the reciprocating engine 1 of the present embodiment in the early stage of the explosion / expansion stroke.

2はピストン、3はシリンダである。そして、4はガス室である。   2 is a piston, 3 is a cylinder. Reference numeral 4 denotes a gas chamber.

ガス室4は、ピストン2のトップリング5とセカンドリング6と、セカンドランド7とシリンダ内面8とにより囲まれて形成されている。ガス室4は縦巾9がスラスト側10で広く、反スラスト側11で狭くなっている。   The gas chamber 4 is formed by being surrounded by a top ring 5, a second ring 6, a second land 7, and a cylinder inner surface 8 of the piston 2. The gas chamber 4 has a vertical width 9 wide on the thrust side 10 and narrow on the anti-thrust side 11.

これは、ガス圧を受ける面積をスラスト側10において広くし、反スラスト側11で小さくし、導入、保持した高圧燃焼ガス12によってピストン2をスラスト側10から支持(ピストン側圧に対抗して)し、反スラスト側11からの押し返しをわずかにするためにある。   This is because the piston 2 is supported from the thrust side 10 by the high-pressure combustion gas 12 introduced and held (in opposition to the piston side pressure) by increasing the area receiving the gas pressure on the thrust side 10 and reducing it on the anti-thrust side 11. This is to reduce the pushing back from the anti-thrust side 11.

さて、上記ガス室4には、円弧形状の半割リング13がスラスト側10から上記セカンドランド7に被せた状態で挿入されている。   An arc-shaped half ring 13 is inserted into the gas chamber 4 from the thrust side 10 so as to cover the second land 7.

かつ、上記半割リング13はガス室4内において、上下方向(ピストン2の往復動方向)に隙間17をもって上下動自在に挿入されている。   The half ring 13 is inserted in the gas chamber 4 so as to be movable up and down with a gap 17 in the vertical direction (reciprocating direction of the piston 2).

以下、図3に示すように、上記半割リング13は、上記セカンドランド7の円周面に合わせた円弧形状に形成されている。   Hereinafter, as shown in FIG. 3, the half ring 13 is formed in an arc shape matching the circumferential surface of the second land 7.

また、半割リング13は、正面、側面をガス室4の形状に合わせ、縦巾14が正面中央部15において、広く、両側端16、16で狭く形成されている。   The half ring 13 has a front surface and a side surface that match the shape of the gas chamber 4, and the vertical width 14 is wide at the front central portion 15 and narrow at both side ends 16 and 16.

さらに半割リング13は上記縦巾14が全体として、ガス室4の縦巾9より短くしてある。これは、この半割リング13がガス室4に挿入された状態で、上下方向に隙間17を作るためである。この隙間17の距離分、半割リング13はガス室4内で上下動する。   Further, the half ring 13 has the vertical width 14 shorter than the vertical width 9 of the gas chamber 4 as a whole. This is because the gap 17 is formed in the vertical direction in a state where the half ring 13 is inserted into the gas chamber 4. The half ring 13 moves up and down in the gas chamber 4 by the distance of the gap 17.

図1及び図2に示すように、半割リング13はその正面中央部15をスラスト側10に合わせてガス室4に挿入されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the half ring 13 is inserted into the gas chamber 4 with the front center portion 15 aligned with the thrust side 10.

特に、半割リング13はエンジン運転中、ピストン2の往復運動によって、ガス室4を形成するセカンドランド7の表面を上下に掃くように上下動する。   In particular, the half ring 13 moves up and down to sweep up and down the surface of the second land 7 forming the gas chamber 4 by reciprocating movement of the piston 2 during engine operation.

また、もちろん、半割リング13の厚みtは、シリンダ内面8とセカンドランド7の表面19との隙間20内において、エンジン運転中、自由に上下(ピストン2の往復動方向に沿って)移動できる厚さである。   Of course, the thickness t of the half ring 13 can freely move up and down (along the reciprocating direction of the piston 2) during engine operation within the gap 20 between the cylinder inner surface 8 and the surface 19 of the second land 7. Is the thickness.

また、上記半割リング13は、ステンレス、バネ鋼等耐熱性金属板により形成されている。   The half ring 13 is formed of a heat-resistant metal plate such as stainless steel or spring steel.

尚、本実施例往復動エンジン1のピストン2について、ガス室4を形成するところのトップリング5は、ピストン頂面18と平行に設けられており、他方セカンドリング6はスラスト側10に向かって下り傾斜して設けられている。即ち、セカンドリング6はスラスト側10において上記トップリング5から遠く離れ、反スラスト側に近づくにつれて接近して設けられている。   In addition, with respect to the piston 2 of the reciprocating engine 1 of the present embodiment, the top ring 5 that forms the gas chamber 4 is provided in parallel with the piston top surface 18, while the second ring 6 is directed toward the thrust side 10. It is provided with a downward slope. That is, the second ring 6 is provided farther away from the top ring 5 on the thrust side 10 and closer to the anti-thrust side.

よって、トップリング5とセカンドリング6との間(距離)、即ちガス室4の縦巾9はスラスト側10において幅広く、反スラスト側11に近づくにつれて次第に幅狭になっている。   Therefore, the distance (distance) between the top ring 5 and the second ring 6, that is, the vertical width 9 of the gas chamber 4 is wide on the thrust side 10 and gradually becomes narrower as it approaches the anti-thrust side 11.

また、シリンダ内面8のスラスト側10の上部位22には、複数のガス通路穴23が設けられている。ピストン2の降下行程において、ピストン2のトップリング5が上記ガス通路穴23上を通過するとき、このガス通路穴23の凹み24を介して、ピストン2上方の燃焼室25とピストン2の上記ガス室4とが連通し、燃焼室25の高圧燃焼ガス12がガス室4に導入され保持される。   A plurality of gas passage holes 23 are provided in the upper portion 22 of the thrust side 10 of the cylinder inner surface 8. In the downward stroke of the piston 2, when the top ring 5 of the piston 2 passes over the gas passage hole 23, the combustion chamber 25 above the piston 2 and the gas in the piston 2 pass through the recess 24 of the gas passage hole 23. The high-pressure combustion gas 12 in the combustion chamber 25 is introduced into the gas chamber 4 and held therein.

即ち、爆発膨張行程の初期において、ピストン2のトップリング5がシリンダ内面8の上部位のガス通路穴23を通過するとき、ピストン2の上方の燃焼室25とピストン2のガス室4とが通じ合い、高圧燃焼ガス12がガス室4に導入、保持される。   That is, at the initial stage of the explosion / expansion stroke, when the top ring 5 of the piston 2 passes through the gas passage hole 23 in the upper part of the cylinder inner surface 8, the combustion chamber 25 above the piston 2 and the gas chamber 4 of the piston 2 communicate with each other. The high-pressure combustion gas 12 is introduced and held in the gas chamber 4.

このとき、ピストン2は側圧の作用を受けスラスト側10にシリンダ内面8に押し付けられようとするが、上記ガス室4に導入、保持された上記高圧燃焼ガス12によってスラスト側10から支持(ピストン2に作用する側圧に対抗して)された状態で降下行程を降下する。   At this time, the piston 2 tends to be pressed against the cylinder inner surface 8 against the thrust side 10 under the action of side pressure, but is supported from the thrust side 10 by the high-pressure combustion gas 12 introduced and held in the gas chamber 4 (piston 2 The descent process is lowered in a state of being opposed to the side pressure acting on the air.

上記の如くなる本実施例往復動エンジン1によれば、エンジン運転中、即ち、ピストン2が往復運動中、ピストン2のガス室4には、燃焼ガス12の導入(流入)、保持、排出が繰り返し行われていると共に、このガス室4内は半割リング13が上下動を続け、そのガス室4内の掃除行為を常に行っている。このため、ガス室4は繰り返して高圧燃焼ガス12の導入、保持を受けるが、上記半割リング13の掃除行為によって、ガス室4内、特に、セカンドランド7の表面19等にカーボンの付着、堆積の発生が防止される。   According to the reciprocating engine 1 of the present embodiment as described above, the combustion gas 12 is introduced (inflowed), held, and discharged into the gas chamber 4 of the piston 2 while the engine is operating, that is, while the piston 2 is reciprocating. While being repeatedly performed, the half ring 13 continues to move up and down in the gas chamber 4 and always cleans the gas chamber 4. For this reason, the gas chamber 4 repeatedly receives and holds the high-pressure combustion gas 12, but due to the cleaning action of the half ring 13, carbon adheres to the inside of the gas chamber 4, particularly the surface 19 of the second land 7, etc. Occurrence of deposition is prevented.

1 往復動エンジン
2 ピストン
3 シリンダ
4 ガス室
5 トップリング
6 セカンドリング
7 セカンドランド
8 シリンダ内面
9 ガス室の縦巾
10 スラスト側
11 反スラスト側
12 高圧燃焼ガス
13 半割リング
14 半割リングの縦巾
15 正面中央部
16 両側端
17 上下隙間
18 ピストン頂面
19 セカンドランドの表面
20 隙間
22 上部位
23 ガス通路穴
24 凹み
25 燃焼室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reciprocating engine 2 Piston 3 Cylinder 4 Gas chamber 5 Top ring 6 Second ring 7 Second land 8 Cylinder inner surface 9 Gas chamber vertical width 10 Thrust side 11 Anti-thrust side 12 High pressure combustion gas 13 Half ring 14 Half ring vertical Width 15 Front center portion 16 Both side ends 17 Vertical gap 18 Piston top surface 19 Second land surface 20 Gap 22 Upper portion 23 Gas passage hole 24 Recess 25 Combustion chamber

Claims (1)

ピストンのトップリングとセカンドリングとセカンドランド、及びシリンダ内面とにより囲まれて形成されたガス室に、膨張行程の初期において、シリンダ内面のスラスト側の上部位に設けたガス通路穴からピストン上方の高圧燃焼ガスを導入し、この導入高圧燃焼ガスによってピストンをスラスト側から支持するようにした往復動エンジンにおいて、上記ガス室内に、半割リングがスラスト側からセカンドランドに被せた状態で、かつ上下方向に隙間をもって上下動自在に挿入され、ピストンの往復運動によって、上記隙間分上下運動し、ガス室内が常に掃除されるようにした往復動エンジン。   In the gas chamber formed by the piston's top ring, second ring, second land, and cylinder inner surface, in the initial stage of the expansion stroke, the gas passage hole provided in the upper part on the thrust side of the cylinder inner surface is located above the piston. In a reciprocating engine in which high-pressure combustion gas is introduced and the piston is supported from the thrust side by the introduced high-pressure combustion gas, the half ring is placed on the second land from the thrust side in the gas chamber and A reciprocating engine that is inserted so as to freely move up and down with a gap in the direction, and moves up and down by the gap by the reciprocating movement of the piston so that the gas chamber is always cleaned.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013002442A (en) * 2011-06-13 2013-01-07 Bando Kiko Co Ltd Reciprocating engine
JP2013072346A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Bando Kiko Co Ltd Reciprocating engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04362258A (en) * 1991-06-08 1992-12-15 Bandou Kiko Kk Engine
JP2009114927A (en) * 2007-11-05 2009-05-28 Bando Kiko Co Ltd Reciprocating engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04362258A (en) * 1991-06-08 1992-12-15 Bandou Kiko Kk Engine
JP2009114927A (en) * 2007-11-05 2009-05-28 Bando Kiko Co Ltd Reciprocating engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013002442A (en) * 2011-06-13 2013-01-07 Bando Kiko Co Ltd Reciprocating engine
JP2013072346A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Bando Kiko Co Ltd Reciprocating engine

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