JP2012137003A - Piston structure of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston structure for sufficiently cooling a piston, and capable of preventing engine oil from intruding in a combustion chamber.SOLUTION: This piston structure of an internal combustion engine includes the piston 37 reciprocatably arranged in a cylinder 25, and a connecting rod 40 connected to a lower part of the piston 37 via a piston pin 38. The piston structure includes a crown part 46 for constituting a top surface 51 of the piston 37, and a skirt part 47 extending toward the lower part from the outer periphery of the crown part 46. The rib 54 is formed only on one side from the center of the crown part 46 on a reverse surface 48 of the crown part 46, and a piston jet 60 is arranged so that the engine oil can be injected toward the reverse surface 48 of the crown part 46 on the opposite side of the rib 54-forming side.

Description

本発明は、内燃機関に適用されるピストンの構造に関する。   The present invention relates to a piston structure applied to an internal combustion engine.

一般に、自動二輪車や自動車等の車両に用いられる内燃機関では、シリンダ内に設けられたピストンの往復運動がコンロッドを介してクランクシャフトに伝達され、クランクシャフトが回転することで、車両の走行が可能となる。   In general, in an internal combustion engine used in a vehicle such as a motorcycle or an automobile, the reciprocating motion of a piston provided in a cylinder is transmitted to a crankshaft through a connecting rod, and the crankshaft rotates to allow the vehicle to travel. It becomes.

上記のような内燃機関に用いられるピストン71は、図6に示されるように、ピストン71の頂面72を構成するクラウン部73と、このクラウン部73の外周から下方に向かって延びるスカート部74と、クラウン部73の裏面79に設けられて中央部にピン孔75が設けられた一対のピンボス部76(図6では、一方のピンボス部76のみが表示されている。)と、を備えており、上記したピン孔75に保持されるピストンピン77によって、ピストン71とコンロッドを連結できるように構成されている。   As shown in FIG. 6, the piston 71 used in the internal combustion engine as described above includes a crown portion 73 that constitutes the top surface 72 of the piston 71 and a skirt portion 74 that extends downward from the outer periphery of the crown portion 73. And a pair of pin boss portions 76 (only one pin boss portion 76 is shown in FIG. 6) provided on the back surface 79 of the crown portion 73 and provided with a pin hole 75 in the center portion. The piston 71 and the connecting rod can be connected by the piston pin 77 held in the pin hole 75 described above.

このような構成のピストン71においては、膨張工程(燃料の爆発工程)においてシリンダから受ける反力によってピストン71が変形する問題があった。また、上記したピストン71の変形に伴ってピストンピン77にも応力が生じ、ピストンピン77が変形する問題があった。   The piston 71 having such a configuration has a problem that the piston 71 is deformed by a reaction force received from the cylinder in the expansion process (fuel explosion process). Further, with the deformation of the piston 71 described above, the piston pin 77 is also stressed, and the piston pin 77 is deformed.

上記のような問題に対し、従来は、図6に記載されるようにピストンピン77の両側において一対のピンボス部76間にブリッジリブ78を架設することでピストン71の強度を増加させ、ピストン71及びピストンピン77の変形を防止していた。   Conventionally, the strength of the piston 71 is increased by installing bridge ribs 78 between a pair of pin boss portions 76 on both sides of the piston pin 77 as shown in FIG. And the deformation of the piston pin 77 was prevented.

ところで、上記のような構成の内燃機関においては、前記した膨張工程において内燃機関に吸収される熱エネルギーにより内燃機関の各部が高温状態となり、ピストン71も常に高温化する。このピストン71の高温化を抑制するために、従来においては、エンジンオイルをピストン71へ向けて吹き付けてピストン71の冷却を行う所謂ピストンジェットが用いられてきた(例えば、特許文献1の「オイルジェット装置11」)。   By the way, in the internal combustion engine having the above-described configuration, each part of the internal combustion engine becomes a high temperature state by the heat energy absorbed by the internal combustion engine in the expansion process described above, and the piston 71 is also constantly heated. In order to suppress the high temperature of the piston 71, conventionally, a so-called piston jet that cools the piston 71 by spraying engine oil toward the piston 71 has been used (for example, “oil jet of Patent Document 1”). Device 11 ").

一般的にピストン71の中で最も高温となり易い部位は、爆発の中心位置に近いクラウン部73の中央部分である。従来のピストン構造では、クラウン部73の中央を効率良く冷却するために、ピストンジェットのノズルに傾斜を付け、この傾斜を付けたノズルからクラウン部73の裏面79にエンジンオイルを吹き付けることで、ピストン71とピストンピン77の間にエンジンオイルを通過させていた。   In general, the portion of the piston 71 that is most likely to reach a high temperature is the central portion of the crown portion 73 that is close to the center position of the explosion. In the conventional piston structure, in order to efficiently cool the center of the crown portion 73, the nozzle of the piston jet is inclined, and engine oil is blown from the inclined nozzle to the back surface 79 of the crown portion 73, whereby the piston Engine oil was passed between 71 and the piston pin 77.

特開2009−191779号公報JP 2009-1917779 A

しかしながら、上記したピストン71とピストンピン77の間にエンジンオイルを通過させる構成を、図6に示されるようなピストン71に適用した場合、クラウン部73の中央を冷却したエンジンオイルが、比較的冷却を必要としないスカート部74にまで到達し(図6の一点鎖線矢印参照)、スカート部74を伝ってシリンダに付着する。このシリンダに付着したエンジンオイルは、概ねピストン71に取り付けられたピストンリング等によってクランクケース内に掻き落とされるが、僅かに残ったエンジンオイルがピストン71の上方に形成される燃焼室内に侵入し、内燃機関からの排気ガスに含まれる炭化水素や窒素化合物などの有害物質を増加させる虞があった。   However, when the configuration in which the engine oil is passed between the piston 71 and the piston pin 77 is applied to the piston 71 as shown in FIG. 6, the engine oil that has cooled the center of the crown portion 73 is relatively cooled. Reaches the skirt portion 74 that does not require (see a one-dot chain line arrow in FIG. 6), and adheres to the cylinder through the skirt portion 74. The engine oil adhering to this cylinder is scraped off into the crankcase by a piston ring or the like attached to the piston 71 in general, but slightly remaining engine oil enters the combustion chamber formed above the piston 71, There is a risk of increasing harmful substances such as hydrocarbons and nitrogen compounds contained in the exhaust gas from the internal combustion engine.

また、従来技術の構成では、ピストン71の製造時において、型抜き後にブリッジリブ78の上方部分(図6の二点鎖線参照)を斜めから切削する加工(窓抜き加工)が必要となり、コストアップにつながる。   Further, in the configuration of the prior art, at the time of manufacturing the piston 71, it is necessary to cut the upper part of the bridge rib 78 (see the two-dot chain line in FIG. 6) obliquely after die cutting (window cutting), which increases the cost. Leads to.

そこで、本発明は上記の事情を考慮し、ピストンの十分な冷却を行うと共に、エンジンオイルが燃焼室内へ侵入することを防止することができるピストンの構造を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a piston structure capable of sufficiently cooling the piston and preventing engine oil from entering the combustion chamber.

本発明は、シリンダ内に往復動可能に設けられるピストンと、該ピストンの下方にピストンピンを介して連結されるコンロッドと、を備えた内燃機関のピストン構造であって、前記ピストンの頂面を構成するクラウン部と、該クラウン部の外周から下方に向かって延びるスカート部と、を備え、前記クラウン部の裏面には、該クラウン部の中央よりも一方側のみにリブが形成され、該リブ形成側とは反対側の前記クラウン部の裏面に向かって、エンジンオイルを噴射可能なようにピストンジェットが設けられていることを特徴とする。   The present invention is a piston structure of an internal combustion engine comprising a piston provided in a cylinder so as to be able to reciprocate, and a connecting rod connected to the lower side of the piston via a piston pin, the top surface of the piston being And a skirt portion extending downward from the outer periphery of the crown portion, and a rib is formed on the back surface of the crown portion only on one side from the center of the crown portion. A piston jet is provided so that engine oil can be injected toward the back surface of the crown portion on the side opposite to the forming side.

このような構成を採用することにより、ピストンのクラウン部の中央にエンジンオイルを通過させることが可能となり、ピストンの十分な冷却が可能となる。また、エンジンオイルがスカート部に付着するのをリブによって防止することができるため、これに伴ってエンジンオイルが燃焼室内に侵入するのを防止することが可能となる。   By adopting such a configuration, the engine oil can be passed through the center of the crown portion of the piston, and the piston can be sufficiently cooled. Further, the engine oil can be prevented from adhering to the skirt portion by the rib, and accordingly, the engine oil can be prevented from entering the combustion chamber.

また、前記リブは、該リブ形成側の前記スカート部の下端と前記ピストンピンの外周面とを結ぶ上下2本の接線のうち上側の接線よりも、下方へ延出して形成されていても良い。   Further, the rib may be formed to extend downward from an upper tangent line between two upper and lower tangent lines connecting the lower end of the skirt portion on the rib forming side and the outer peripheral surface of the piston pin. .

このような構成を採用することにより、クラウン部の裏面に衝突して飛散したエンジンオイルがスカート部に付着するのを確実に防止することができ、エンジンオイルが燃焼室内に侵入するのを一層効果的に抑制することが可能となる。   By adopting such a configuration, it is possible to reliably prevent the engine oil that has collided and scattered from the back surface of the crown portion from adhering to the skirt portion, and it is more effective for the engine oil to enter the combustion chamber. Can be suppressed.

更に、前記リブは、前記スカート部よりも前記ピストンピン側に近接して形成され、且つ、前記ピストンピンの下端と同位置又は該下端より下方へ延出して形成されていても良い。   Further, the rib may be formed closer to the piston pin side than the skirt portion, and may be formed at the same position as the lower end of the piston pin or extending downward from the lower end.

このような構成を採用することにより、クラウン部の裏面に衝突して飛散したエンジンオイルを、リブで再度跳ね返してピストンピンに付着させることができ、ピストンピンを良好に潤滑させることができる。   By adopting such a configuration, the engine oil that has collided with the back surface of the crown portion and splashed can be rebounded by the rib and adhered to the piston pin, and the piston pin can be well lubricated.

本発明によれば、ピストンの十分な冷却を行うと共に、エンジンオイルが燃焼室内へ侵入するのを防止することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to sufficiently cool the piston and prevent engine oil from entering the combustion chamber.

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。1 is a left side view of a motorcycle according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るエンジンを示す左側面図である。It is a left view which shows the engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るエンジンの要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the engine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るピストンを示す底面図である。It is a bottom view which shows the piston which concerns on one Embodiment of this invention. 図4のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 従来例に係るピストンを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piston which concerns on a prior art example.

以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る内燃機関のピストン構造をオフロードタイプの自動二輪車1に適用した場合について説明する。以下、上下、左右、前後の方向は、自動二輪車1に乗車する運転者から見た方向を示す。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the piston structure of the internal combustion engine according to the present invention is applied to an off-road type motorcycle 1 will be described. Hereinafter, the directions of up and down, left and right, and front and rear indicate directions viewed from the driver who rides the motorcycle 1.

まず、図1を用いて、自動二輪車1の概要について説明する。自動二輪車1には、骨組を構成する車体フレーム2が設けられている。この車体フレーム2は、例えばツインチューブ型であり、車体フレーム2の前部上端に配置されたヘッドパイプ3と、ヘッドパイプ3から後下方に向かって延設された左右一対のメインフレーム4と、メインフレーム4の下方に設けられたクレードルフレーム5と、メインフレーム4の後部から後上方に向かって延設された左右一対のシートレール6と、を主体として構成されている。   First, the outline of the motorcycle 1 will be described with reference to FIG. The motorcycle 1 is provided with a vehicle body frame 2 constituting a framework. The vehicle body frame 2 is, for example, a twin tube type, and includes a head pipe 3 disposed at the front upper end of the vehicle body frame 2, a pair of left and right main frames 4 extending rearward and downward from the head pipe 3, A cradle frame 5 provided below the main frame 4 and a pair of left and right seat rails 6 extending from the rear portion of the main frame 4 toward the rear upper side are mainly configured.

ヘッドパイプ3には、左右一対のフロントフォーク7が左右に回転可能に支持されている。フロントフォーク7の下端には前輪8が軸支され、前輪8の上方にはフロントフェンダ10が設けられている。フロントフォーク7の上端にはハンドルバー11が左右方向に固定され、ハンドルバー11の左右両端部にはハンドルグリップ12が設けられている。   A pair of left and right front forks 7 are supported on the head pipe 3 so as to be rotatable left and right. A front wheel 8 is pivotally supported at the lower end of the front fork 7, and a front fender 10 is provided above the front wheel 8. A handle bar 11 is fixed to the upper end of the front fork 7 in the left-right direction, and handle grips 12 are provided at the left and right ends of the handle bar 11.

左右一対のメインフレーム4の間には燃料タンク13が設けられ、燃料タンク13の左右両側を覆うようにしてサイドカバー14が設けられている。燃料タンク13の後方には、左右一対のメインフレーム4の後部上方からシートレール6の上方に亘って運転者シート15が設けられ、燃料タンク13の下方にはエンジン(内燃機関)16が搭載されている。   A fuel tank 13 is provided between the pair of left and right main frames 4, and side covers 14 are provided so as to cover both the left and right sides of the fuel tank 13. A driver seat 15 is provided behind the fuel tank 13 from above the rear of the pair of left and right main frames 4 to above the seat rail 6, and an engine (internal combustion engine) 16 is mounted below the fuel tank 13. ing.

左右一対のメインフレーム4の後下部にはピボット軸17が架設され、ピボット軸17にはスイングアーム18の前端部が上下方向揺動可能に支持されている。スイングアーム18の後端部には後輪20が軸支され、後輪20の上方にはリヤフェンダ21が設けられている。後輪20とリヤフェンダ21の間にはマフラー22が設けられ、マフラー22の左右両側を覆うようにしてリヤサイドカバー23が設けられている。   A pivot shaft 17 is installed at the lower rear part of the pair of left and right main frames 4, and a front end portion of a swing arm 18 is supported on the pivot shaft 17 so as to be swingable in the vertical direction. A rear wheel 20 is pivotally supported at the rear end of the swing arm 18, and a rear fender 21 is provided above the rear wheel 20. A muffler 22 is provided between the rear wheel 20 and the rear fender 21, and a rear side cover 23 is provided so as to cover the left and right sides of the muffler 22.

次に、図2、図3を用いてエンジン16の概要について説明する。エンジン16は、例えばDOHC式の水冷単気筒エンジンであり、図2に示されるように、上下二分割式のクランクケース24と、クランクケース24の前部に一体成型されて上方に延設されるシリンダ25と、シリンダ25の上方に設けられるシリンダヘッド26と、シリンダヘッド26の上面を被覆するシリンダヘッドカバー27と、を備えている。   Next, the outline of the engine 16 will be described with reference to FIGS. The engine 16 is, for example, a DOHC-type water-cooled single-cylinder engine. As shown in FIG. 2, as shown in FIG. A cylinder 25, a cylinder head 26 provided above the cylinder 25, and a cylinder head cover 27 that covers the upper surface of the cylinder head 26 are provided.

図3に示されるように、シリンダヘッド26内には、シリンダ25との間に燃焼室28が設けられている。燃焼室28の後側(図3では右側)には、吸気バルブ30が取り付けられた吸気口31が設けられている。吸気口31は、シリンダヘッド26の後部に設けられたインテークポート32と連通しており、インテークポート32にはスロットルボディ(図示せず)が接続されている。そして、スロットルボディからの混合気がインテークポート32及び吸気口31を介して燃焼室28に供給されるようになっている。上記記載からも明らかなように、本実施形態では、エンジン16の後側が吸気側になっている。   As shown in FIG. 3, a combustion chamber 28 is provided between the cylinder head 26 and the cylinder 25. An intake port 31 to which an intake valve 30 is attached is provided on the rear side (right side in FIG. 3) of the combustion chamber 28. The intake port 31 communicates with an intake port 32 provided at the rear portion of the cylinder head 26, and a throttle body (not shown) is connected to the intake port 32. The air-fuel mixture from the throttle body is supplied to the combustion chamber 28 via the intake port 32 and the intake port 31. As is clear from the above description, in the present embodiment, the rear side of the engine 16 is the intake side.

燃焼室28の前側(図3では左側)には、排気バルブ33が取り付けられた排気口34が設けられている。排気口34は、シリンダヘッド26の前部に設けられたエキゾーストポート35と連通している。エキゾーストポート35は、排気管36(図1参照)を介して前述のマフラー22(図1参照)に接続されており、燃焼室28からの排気を、排気口34、エキゾーストポート35、排気管36及びマフラー22を介して自動二輪車1の後方に排出できるようになっている。上記記載からも明らかなように、本実施形態では、エンジン16の前側が排気側になっている。   An exhaust port 34 to which an exhaust valve 33 is attached is provided in front of the combustion chamber 28 (left side in FIG. 3). The exhaust port 34 communicates with an exhaust port 35 provided at the front portion of the cylinder head 26. The exhaust port 35 is connected to the above-described muffler 22 (see FIG. 1) via an exhaust pipe 36 (see FIG. 1), and exhaust from the combustion chamber 28 is exhausted to the exhaust port 34, the exhaust port 35, the exhaust pipe 36. And it can discharge | emit to the back of the motorcycle 1 through the muffler 22. FIG. As is clear from the above description, in this embodiment, the front side of the engine 16 is the exhaust side.

シリンダ25内にはピストン37が往復動可能に収納され、ピストン37の下方にピストンピン38を介してコンロッド40の小端部41が連結されている(詳細は後述)。コンロッド40の大端部42には、ベアリング43を介してクランクシャフト44のクランクピン45が連結されている。クランクシャフト44の左端には、発電用のマグネト(図示せず)が設けられ、このマグネトを覆うようにして、マグネトカバー39が設けられている(図2参照)。   A piston 37 is accommodated in the cylinder 25 so as to be able to reciprocate, and a small end 41 of a connecting rod 40 is connected to the lower side of the piston 37 via a piston pin 38 (details will be described later). A crank pin 45 of a crankshaft 44 is connected to the large end 42 of the connecting rod 40 via a bearing 43. A magneto (not shown) for power generation is provided at the left end of the crankshaft 44, and a magnet cover 39 is provided so as to cover the magnet (see FIG. 2).

次に、主に図4、図5を用いて、ピストン37の構成について説明する。なお、図4における上方、下方、左方、右方がそれぞれ、ピストン37の左方、右方、前方、後方に対応している。   Next, the configuration of the piston 37 will be described mainly with reference to FIGS. 4 and 5. Note that the upper, lower, left, and right sides in FIG. 4 correspond to the left, right, front, and rear of the piston 37, respectively.

ピストン37は有底筒状であり、ピストン37の上端に設けられたクラウン部46と、クラウン部46の外周から下方に向かって延びる前後一対のスカート部47と、クラウン部46の裏面48の前後方向に設けられた左右一対のピンボス部50と、を備えている。   The piston 37 has a bottomed cylindrical shape, and includes a crown portion 46 provided at the upper end of the piston 37, a pair of front and rear skirt portions 47 extending downward from the outer periphery of the crown portion 46, and front and rear sides of the back surface 48 of the crown portion 46. And a pair of left and right pin bosses 50 provided in the direction.

クラウン部46はピストン37の頂面51を構成しており、この頂面51によって燃焼室28の下端が仕切られている(図3参照)。クラウン部46の外周には、環状のリング溝52が複数設けられ、このリング溝52にピストンリング(図示せず)が取り付けられるように構成されている。   The crown portion 46 constitutes the top surface 51 of the piston 37, and the top surface 51 partitions the lower end of the combustion chamber 28 (see FIG. 3). A plurality of annular ring grooves 52 are provided on the outer periphery of the crown portion 46, and a piston ring (not shown) is configured to be attached to the ring grooves 52.

一対のピンボス部50の前端部は前側のスカート部47の左右両端部とそれぞれ接続され、一対のピンボス部50の後端部は後側のスカート部47の左右両端部とそれぞれ接続されている。これにより、ピストン37の左右方向中央部には、前後一対のスカート部47と左右一対のピンボス部50で囲まれた空間53が形成されている。なお、空間53の底面は開口されている。   The front end portions of the pair of pin boss portions 50 are respectively connected to the left and right end portions of the front skirt portion 47, and the rear end portions of the pair of pin boss portions 50 are respectively connected to the left and right end portions of the rear skirt portion 47. Thus, a space 53 surrounded by a pair of front and rear skirt portions 47 and a pair of left and right pin boss portions 50 is formed at the center in the left-right direction of the piston 37. The bottom surface of the space 53 is opened.

空間53は、クラウン部46の裏面48に形成されたリブ54によって、前側部分55と後側部分56に区画されている。リブ54は、クラウン部46の中央よりも一方側(本実施形態では後側)のみに設けられており、一対のピンボス部50間に架設されている。リブ54は、リブ54形成側のスカート部47の下端とピストンピン38の外周面とを結ぶ上下2本の接線X、Yのうち上側の接線Xよりも、下方へ延出して形成されている(図5の二点鎖線X、Y参照)。更に、リブ54は、スカート部47よりもピストンピン38側に近接して形成され、且つ、ピストンピン38の下端より下方へ延出して形成されている(図5の二点鎖線Z参照)。   The space 53 is partitioned into a front portion 55 and a rear portion 56 by ribs 54 formed on the back surface 48 of the crown portion 46. The rib 54 is provided only on one side (the rear side in the present embodiment) from the center of the crown portion 46, and is provided between the pair of pin boss portions 50. The rib 54 is formed to extend downward from the upper tangent line X of two upper and lower tangent lines X and Y connecting the lower end of the skirt portion 47 on the rib 54 forming side and the outer peripheral surface of the piston pin 38. (See two-dot chain lines X and Y in FIG. 5). Further, the rib 54 is formed closer to the piston pin 38 side than the skirt portion 47 and extends downward from the lower end of the piston pin 38 (see the two-dot chain line Z in FIG. 5).

一対のピンボス部50の前後方向中央には、それぞれピン孔57が左右方向に設けられている。そして、空間53の前側部分55にコンロッド40の小端部41を挿入した状態で、コンロッド40の小端部41に設けられた小端穴58(図3参照)と各ピンボス部50のピン孔57にピストンピン38を貫挿させることで、ピストン37の下方にピストンピン38を介してコンロッド40が連結されるように構成されている。   A pin hole 57 is provided in the left-right direction at the center in the front-rear direction of the pair of pin boss portions 50. And in the state which inserted the small end part 41 of the connecting rod 40 in the front side part 55 of the space 53, the small end hole 58 (refer FIG. 3) provided in the small end part 41 of the connecting rod 40, and the pin hole of each pin boss | hub part 50 By connecting the piston pin 38 to 57, the connecting rod 40 is connected to the lower side of the piston 37 via the piston pin 38.

ピストン37の前部の下方には、ピストンジェット60が設けられている。ピストンジェット60は、図3に点線矢印で示されるように、リブ54形成側とは反対側(本実施形態では前側)のクラウン部46の裏面48に向かって、エンジンオイルを噴射可能なように、ノズル61の位置及び傾きが調節されている。   A piston jet 60 is provided below the front portion of the piston 37. The piston jet 60 is capable of injecting engine oil toward the back surface 48 of the crown portion 46 on the side opposite to the rib 54 formation side (front side in the present embodiment), as indicated by a dotted arrow in FIG. The position and inclination of the nozzle 61 are adjusted.

上述の如く構成されたものにおいて、燃焼室28で混合気の爆発が起こると、この爆発の圧力(図3の矢印P参照)によりピストン37が押し下げられ、ピストン37にコンロッド40を介して連結されたクランクシャフト44が回転する。このクランクシャフト44の回転が後輪20に伝達されることで、自動二輪車1の走行が可能となる。   When the mixture is exploded in the combustion chamber 28 in the configuration as described above, the piston 37 is pushed down by the pressure of the explosion (see arrow P in FIG. 3) and connected to the piston 37 via the connecting rod 40. The crankshaft 44 rotates. The rotation of the crankshaft 44 is transmitted to the rear wheel 20 so that the motorcycle 1 can travel.

また、上記した爆発工程においてエンジン16に吸収される熱エネルギーによりエンジン16の各部が高温状態となり、ピストン37も高温化する。そこで、このピストン37の高温化を抑制するために、ピストンジェット60からクラウン部46の裏面48に向かってエンジンオイルを噴出させ、ピストン37を冷却する。   Moreover, each part of the engine 16 becomes a high temperature state by the heat energy absorbed by the engine 16 in the above-described explosion process, and the piston 37 is also heated. Therefore, in order to suppress the high temperature of the piston 37, engine oil is jetted from the piston jet 60 toward the back surface 48 of the crown portion 46 to cool the piston 37.

その際、クラウン部46の裏面48には後側のみにリブ54が形成され、且つ、クラウン部46の裏面48の前側に向かってエンジンオイルを噴射可能なようにピストンジェット60が設けられているため、エンジンオイルがクラウン部46の裏面48の中央を通過する(図5の一点鎖線矢印参照)。これにより、ピストン37の十分な冷却が可能となる。   At this time, a rib 54 is formed only on the rear side 48 on the back surface 48 of the crown portion 46, and a piston jet 60 is provided so that engine oil can be injected toward the front side of the back surface 48 of the crown portion 46. Therefore, the engine oil passes through the center of the back surface 48 of the crown portion 46 (see the dashed line arrow in FIG. 5). Thereby, sufficient cooling of piston 37 is attained.

また、リブ54によって、エンジンオイルが吸気側(後側)のスカート部47に付着するのを防止することができるため、スカート部47を伝ってエンジンオイルがシリンダ25に付着し、燃焼室28内に侵入するのを防止することが可能となる。また、吸気側(後側)に余分なエンジンオイルが供給されるのをリブ54によって防止し、クラウン部46の中央部や前部の冷却効果を向上させることが可能となる。   Further, the rib 54 can prevent the engine oil from adhering to the intake side (rear) skirt portion 47, so that the engine oil adheres to the cylinder 25 through the skirt portion 47, and the inside of the combustion chamber 28. It is possible to prevent intrusion. Further, excessive engine oil is prevented from being supplied to the intake side (rear side) by the rib 54, and the cooling effect of the central portion and the front portion of the crown portion 46 can be improved.

また、本実施形態では、上側の接線X(図5参照)よりも下方に延出してリブ54が形成されているため、クラウン部46の裏面48に衝突して飛散したエンジンオイルが吸気側(後側)のスカート部47に付着するのを確実に防止することができ、エンジンオイルが燃焼室28内に侵入するのを一層効果的に抑制することが可能となる。   Further, in the present embodiment, the rib 54 is formed extending downward from the upper tangent line X (see FIG. 5), so that the engine oil that collides with the back surface 48 of the crown portion 46 and scatters is taken into the intake side ( It is possible to reliably prevent the rear skirt 47 from adhering, and to more effectively suppress the engine oil from entering the combustion chamber 28.

更に、本実施形態では、吸気側(後側)のスカート部47よりもピストンピン38側に近接してリブ54が形成され、且つ、ピストンピン38の下端より下方へ延出してリブ54が形成されている(図5参照)。そのため、クラウン部46の裏面48に衝突して飛散したエンジンオイルを、リブ54で再度跳ね返してピストンピン38に付着させることができ、ピストンピン38を良好に潤滑させることができる。   Further, in this embodiment, the rib 54 is formed closer to the piston pin 38 side than the skirt portion 47 on the intake side (rear side), and the rib 54 extends downward from the lower end of the piston pin 38. (See FIG. 5). Therefore, the engine oil that collides and scatters on the back surface 48 of the crown portion 46 can be rebounded by the rib 54 and attached to the piston pin 38, and the piston pin 38 can be lubricated well.

なお、本実施形態ではこのように、ピストンピン38の下端より下方へ延出してリブ54が形成されているが、ピストンピン38の下端と同位置にリブ54を設けても、上記したピストンピン38の潤滑性能の向上効果を得ることができる。   In this embodiment, the rib 54 is formed so as to extend downward from the lower end of the piston pin 38 as described above. However, even if the rib 54 is provided at the same position as the lower end of the piston pin 38, the above-described piston pin is provided. The effect of improving the lubricating performance of 38 can be obtained.

また、上記の如くピンボス部50間にリブ54を架設することでピンボス部50間の連結剛性を高めることが可能となり、ピストン37の往復運動の慣性力や爆発圧力によるピンボス部50の変形を効果的に抑制することができる。そのため、ピストン37全体の剛性を飛躍的に高めることが可能となり、ピストン37全体の変形量も低減させることが可能となる。   Further, the rib 54 is installed between the pin boss portions 50 as described above, so that the connection rigidity between the pin boss portions 50 can be increased, and the deformation of the pin boss portion 50 due to the inertia force of the reciprocating motion of the piston 37 or the explosion pressure is effective. Can be suppressed. Therefore, the rigidity of the entire piston 37 can be dramatically increased, and the deformation amount of the entire piston 37 can be reduced.

また、上記の如く燃焼室28内で混合気を爆発させると、この爆発の圧力によってシリンダ25からピストン37に反力が生じ、後側(スラスト側)のスカート部47に側圧がかかる(図4の矢印a参照)。これに伴って、空間53の後側部分56の左右両側のピンボス部50を互いに離間させる方向の圧力が生じ(図4の矢印b参照)、これによりピンボス部50の変形が助長される虞がある。しかしながら、本実施形態では、上記した側圧がかかる後側にリブ54が設けられているため、側圧に伴う圧力でピンボス部50が変形するのを効果的に防止することが可能となる。このように、本実施形態では、側圧がかかりやすい後側(スラスト側)にリブ54を設けることで、片側のリブ54だけでも、ピンボス部50の変形を確実に防ぐことを可能としている。   Further, when the air-fuel mixture is exploded in the combustion chamber 28 as described above, a reaction force is generated from the cylinder 25 to the piston 37 by the pressure of the explosion, and a side pressure is applied to the rear (thrust side) skirt portion 47 (FIG. 4). (See arrow a). Along with this, pressure is generated in a direction in which the pin boss portions 50 on the left and right sides of the rear portion 56 of the space 53 are separated from each other (see arrow b in FIG. 4), which may promote deformation of the pin boss portion 50. is there. However, in the present embodiment, since the rib 54 is provided on the rear side to which the above-described side pressure is applied, it is possible to effectively prevent the pin boss portion 50 from being deformed by the pressure accompanying the side pressure. As described above, in the present embodiment, the rib 54 is provided on the rear side (thrust side) on which the side pressure is easily applied, so that the deformation of the pin boss portion 50 can be surely prevented even with the rib 54 on only one side.

また、エンジン16の排気側は、吸気側と比較して温度が高いのが通常である。この点、本実施形態では、吸気側である後側にのみリブ54を設け、排気側である前側にはリブ54を設けていない。そのため、高温になり易いクラウン部46の中央部及び排気側にエンジンオイルを集中させることが可能となり、エンジンオイルによるピストン37の冷却性能を一層高めることが可能となる。   Further, the exhaust side of the engine 16 is usually higher in temperature than the intake side. In this regard, in the present embodiment, the rib 54 is provided only on the rear side that is the intake side, and the rib 54 is not provided on the front side that is the exhaust side. Therefore, it is possible to concentrate the engine oil on the central portion of the crown portion 46 that tends to become high temperature and the exhaust side, and it is possible to further improve the cooling performance of the piston 37 by the engine oil.

また、本実施形態では、リブ54をクラウン部46の裏面48に設けており、前記した従来技術において必要となっていた切削加工等の追加工が不要となる。そのため、簡易な製造工程によって、高強度及び高冷却性能を実現可能なピストン37を提供することが可能となる。   Further, in the present embodiment, the rib 54 is provided on the back surface 48 of the crown portion 46, so that an additional process such as a cutting process required in the above-described conventional technique is not required. Therefore, it is possible to provide the piston 37 capable of realizing high strength and high cooling performance by a simple manufacturing process.

本実施形態では図5に示されるように、ピンボス部50の下端とリブ54の下端が略同一の高さになっているが、他の異なる実施形態では、ピンボス部50の下端よりもリブ54の下端が高い位置に来るように設定することも可能である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the lower end of the pin boss portion 50 and the lower end of the rib 54 are substantially the same height. However, in other different embodiments, the rib 54 is lower than the lower end of the pin boss portion 50. It is also possible to set so that the lower end of is at a high position.

25 シリンダ
37 ピストン
38 ピストンピン
40 コンロッド
46 クラウン部
47 スカート部
48 裏面
51 頂面
54 リブ
60 ピストンジェット
25 cylinder 37 piston 38 piston pin 40 connecting rod 46 crown portion 47 skirt portion 48 back surface 51 top surface 54 rib 60 piston jet

Claims (3)

シリンダ内に往復動可能に設けられるピストンと、該ピストンの下方にピストンピンを介して連結されるコンロッドと、を備えた内燃機関のピストン構造であって、
前記ピストンの頂面を構成するクラウン部と、該クラウン部の外周から下方に向かって延びるスカート部と、を備え、
前記クラウン部の裏面には、該クラウン部の中央よりも一方側のみにリブが形成され、該リブ形成側とは反対側の前記クラウン部の裏面に向かって、エンジンオイルを噴射可能なようにピストンジェットが設けられていることを特徴とする内燃機関のピストン構造。
A piston structure of an internal combustion engine comprising a piston provided in a cylinder so as to be capable of reciprocating, and a connecting rod connected to the lower side of the piston via a piston pin,
A crown portion constituting the top surface of the piston, and a skirt portion extending downward from the outer periphery of the crown portion,
On the back surface of the crown portion, a rib is formed only on one side of the center of the crown portion, so that engine oil can be injected toward the back surface of the crown portion on the side opposite to the rib forming side. A piston structure for an internal combustion engine, wherein a piston jet is provided.
前記リブは、該リブ形成側の前記スカート部の下端と前記ピストンピンの外周面とを結ぶ上下2本の接線のうち上側の接線よりも、下方へ延出して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のピストン構造。   The rib is formed so as to extend downward from an upper tangent of two upper and lower tangents connecting the lower end of the skirt portion on the rib forming side and the outer peripheral surface of the piston pin. The piston structure of the internal combustion engine according to claim 1. 前記リブは、前記スカート部よりも前記ピストンピン側に近接して形成され、且つ、前記ピストンピンの下端と同位置又は該下端より下方へ延出して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のピストン構造。   The rib is formed closer to the piston pin side than the skirt portion, and is formed at the same position as the lower end of the piston pin or extending downward from the lower end. 2. A piston structure of an internal combustion engine according to 1.
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