JP2018021560A - 冷却空洞が改善されたピストン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピストン10は、筒状の外面を有する本体12を含み、外面内に延在する環状の最上リング溝23と下方リング溝24とを含むリングベルト領域22を有する。トップランドは、最上部リング26から上部燃焼面16に延在する。本体12は、ピンボア軸に沿って互いに並んだピンボア34を有する一対のピンボス32を有する。第1のピストンリング26は、最上リング溝23に配置され、第2のピストンリング27は、下方リング溝24に配置される。本体12は、環状の封止冷却空間を有し、この封止冷却空間に冷却媒体30が収容される。封止冷却空洞28は、第1および第2のピストンリング26,27の間で実質的に径方向に並んで構成され、リングベルト領域22、トップランド、および上部燃焼面16に対して最適な冷却をもたらす。
【選択図】図1
Description
1.技術分野
本発明は、概して内燃機関に関し、より特定的には内燃機関のためのピストンに関する。
エンジン製造者は、燃費の改善、燃料燃焼の改善、オイル消費量の削減、車両内で熱を継続使用するための排気の高温化、シリンダボア内の圧縮負荷の上昇、軽量化およびエンジンの小型化を含むがこれらに限定されないエンジン効率および性能を改善すべきとの要求の高まりに直面している。したがって、エンジンの燃焼室内で温度および圧縮負荷を上昇させることが望ましい。しかしながら、燃焼室内で温度および圧縮負荷を上昇させることにより、ピストンに対する摩耗および物理的負荷が大きくなり、これにより、その潜在的な耐用年数が短くなってしまう。特に懸念される分野として、上部燃焼面領域およびピストンのピストンリング領域内での過度な発熱およびそれに付随する摩耗が挙げられる。
内燃機関のためのピストンが提供される。ピストンは、筒状の外面を有する本体を含み、外面内に延在する環状の最上リング溝と下方リング溝とを有する。トップランドは、最上リング溝から上部燃焼面へ延在する。本体は、ピンボア軸に沿って互いに並んだピンボアを有する一対のピンボスを有する。第1のピストンリングが最上リング溝内に配置され、第2のピストンリングが下方リング溝内に配置される。本体は、環状の封止冷却空洞を有し、そこに冷却媒体が収容される。封止冷却空洞は、第1のピストンリングと第2のピストンリングとの間に実質的に径方向に並んで構成される。このようなことから、封止冷却チャンバは、そこに収容される冷却媒体による上部燃焼面およびリングベルト領域に対する冷却効果を最適化するように構成される。このため、ピストンの耐用年数を改善することができる。
図面をより詳細に参照すると、図1および図2は、たとえば、コンパクトで高性能な現代の車両エンジンなどの内燃機関のシリンダボアにおいて往復運動させる、本発明の現在好ましい一局面に従って構成されたピストン10の断面図を示す。ピストン10は本体12を有する。この本体12は、単一の一体型の鋳込材料などでできたものであるかまたは鍛造材料もしくはビレット材料から形成されているが、これは一例であって、これに限定されるものではない。この本体12は、中心の長手方向軸13に沿って延在し、この中心の長手方向軸13に沿って、ピストン10がシリンダボアにおいて往復運動する。本体12は上部燃焼壁14を有する。この上部燃焼壁14は、その一方側に、シリンダボア内で燃焼ガスに直接晒されるように構成された上部燃焼面16と、その反対側に、上部燃焼面16の一部の軸方向下方に位置する下クラウン面18とを有する。ピストン本体12はまた、概して筒状の外壁20を含む。この筒状の外壁20は、上部燃焼面16から、この上部燃焼面16に直接隣接するリングベルト領域22上にわたって垂下する筒状の外面21を有する。リングベルト領域22は、最上リング溝23と、最下リング溝24として示される下方リング溝とを含む。リング溝23,24の各々は、それぞれ第1および第2のピストンリング26,27を受けるように構成される。さらに、ピストン本体12は、内部に冷却媒体30を配置および収容する閉じられた冷却空洞28を有するよう形成される。冷却空洞28は、径方向内側に構成され、リングベルト領域22と実質的に径方向に並んでいる。冷却空洞28は、本発明に従って構成され、上部燃焼面16およびリングベルト領域22からシリンダーライナーおよびエンジンブロックへの熱の伝達を改善する。このため、上部燃焼壁14およびリングベルト領域22で生じる熱は、最終的にシリンダーライナーおよびエンジンブロックへ伝達され、これによって、ピストン10の動作温度の低下が促され、ピストン10の耐用年数が改善される。
は、外面21とシリンダーライナーとの間の概してL字形状の第1のピストンリング26の第1の部分48を受けるために設けられる。直径D1は、ピストンリング26の第1の部分48が上部ランド領域44とシリンダ―ライナーとの間を自由に浮動して、その所望の摺動の向きを自動的に見出すことができるように、大きさが設定される。さらに第1のピストンリング26を収容および配置するために、環状のリング溝23は、直径が減少した上部ランド領域44の外壁20へ径方向内側に延在し、リング溝23は、概してL字形状の第1のピストンリング26の横方向に延在する第2の部分50を受けるために大きさが設定される。リング溝23は、第1のピストンリング26の第2の部分50がその中で自由に浮動してピストン10の往復動作時にさらにピストンリング26がその所望の摺動の向きを自動的に見出すことができるように、大きさが設定される。
Claims (6)
- 内燃機関のためのピストンであって、
筒状の外面を有する本体を備え、前記外面内に延在する環状の最上リング溝と下方リング溝とを有し、トップランドが前記最上リング溝から上部燃焼面へ延在し、前記本体は、ピンボア軸に沿って互いに並んだピンボアを有する一対のピンボスを有し、ピストンはさらに、
前記最上リング溝内に配置される第1のピストンリングと、
前記下方リング溝内に配置される第2のピストンリングとを備え、
前記本体は、環状の封止冷却空洞を有し、そこに冷却媒体が配置され、前記封止冷却空洞は、前記第1のピストンリングと第2のピストンリングとの間に径方向に並んで構成される、ピストン。 - 前記トップランドは、前記外面から径方向内側に凹んでいる、請求項1に記載のピストン。
- 前記第1のピストンリングは、概してL字形状であり、前記最上リング溝に受けられるように構成される第1の部分と、前記トップランドに沿って前記最上リング溝から上方に延在するように構成される第2の部分とを有する、請求項2に記載のピストン。
- 前記封止冷却空洞は、最上面と最下面とを有し、前記最上面は、前記最上リング溝と実質的に径方向に並び、前記最下面は、前記下方リング溝と実質的に径方向に並ぶ、請求項1に記載のピストン。
- 前記封止冷却空洞は、最上面と最下面とを有し、前記最上面は、前記最上リング溝と実質的に径方向に並び、前記最下面は、前記下方リング溝の下方を延在する、請求項1に記載のピストン。
- 前記下方リング溝は、最下リング溝である、請求項5に記載のピストン。
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