JP3059206B2 - Reciprocating piston type internal combustion engine cylinder - Google Patents

Reciprocating piston type internal combustion engine cylinder

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JP3059206B2
JP3059206B2 JP2295188A JP29518890A JP3059206B2 JP 3059206 B2 JP3059206 B2 JP 3059206B2 JP 2295188 A JP2295188 A JP 2295188A JP 29518890 A JP29518890 A JP 29518890A JP 3059206 B2 JP3059206 B2 JP 3059206B2
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エム・アー・エヌ・ベー・ウント・ヴエー・デイーゼル・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は往復動ピストン式内燃機関のシリンダに関
する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cylinder of a reciprocating piston type internal combustion engine.

[従来の技術] ドイツ連邦共和国特許第1216612号明細書から、シリ
ンダ壁が圧力補整のためにピストンリングにより画成さ
れる環状空間の間に溝を有し、これらの溝が下死点で一
番上のピストンリングの範囲を越えて延びるように配置
されている往復動ピストン式内燃機関のシリンダが知ら
れている。この公知の装置によりピストンリング中間空
間内の圧力を主として燃焼室へ解放しようとしている。
この公知の装置では溝の比較的大きい軸方向寸法に基づ
き、膨張行程でのピストンの下降の際に下側の各環状空
間がすぐ上の環状空間の比較的高い圧力レベルを加えら
れることが欠点である。環状溝内の圧力を下げるのでは
なく、閉じ込め圧力が比較的高いレベルへ上昇され、そ
れによりピストンリングの適時の側面交替が妨げられ、
ピストンリングの「固渋」の危険が増す。
BACKGROUND OF THE INVENTION From DE 1216612 A1 it is known that the cylinder wall has grooves between the annular spaces defined by the piston rings for pressure compensation, these grooves being at one bottom dead center. Cylinders of reciprocating piston internal combustion engines are known which are arranged to extend beyond the range of the upper piston ring. This known device attempts to release the pressure in the piston ring intermediate space mainly to the combustion chamber.
The disadvantage of this known device is that, due to the relatively large axial dimensions of the groove, the lower annular space can be subjected to a relatively high pressure level in the immediately above annular space during the lowering of the piston during the expansion stroke. It is. Instead of reducing the pressure in the annular groove, the confinement pressure is raised to a relatively high level, which prevents the timely replacement of the piston ring from the side,
The danger of "hard biting" of the piston ring increases.

[発明が解決しようとする課題] この発明の課題は、ピストンリングセットの封止効果
が改善されかつその寿命が完全な機能を保って高められ
るように往復動ピストン式内燃機関のシリンダを構成す
ることにある。
[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to configure a cylinder of a reciprocating piston type internal combustion engine such that the sealing effect of a piston ring set is improved and the life thereof is enhanced while maintaining a perfect function. It is in.

[課題を解決するための手段] この課題はこの発明によれば、上部に往復動ピストン
により画成される燃焼室を備え、ピストンが複数の環状
溝中にピストンリングを支持し、これらのピストンリン
グの上面又は下面がピストン側壁及びシリンダ摺動面に
関連して複数の環状空間を形成し、シリンダ壁上に配置
された複数の空所を備える往復動ピストン式内燃機関の
シリンダにおいて、空所がバッファ室として構成され、
これらのバッファ室の合計容積がピストンリング間に存
在する環状空間の容積の3〜4倍であり、一番上のピス
トンリングが下死点でバッファ室の下方に来るような、
また一番下のピストンリングが上死点でバッファ室の上
方に来るような高さに、バッファ室がシリンダ壁に配置
され、バッファ室はピストンリング封止面の高さに合わ
せたピストン長手方向広がりを有している。
According to the present invention, there is provided a combustion chamber defined by a reciprocating piston at an upper portion, wherein the piston supports a piston ring in a plurality of annular grooves. In a cylinder of a reciprocating piston type internal combustion engine, wherein an upper surface or a lower surface of a ring forms a plurality of annular spaces in relation to a piston side wall and a cylinder sliding surface and has a plurality of cavities disposed on the cylinder wall. Is configured as a buffer chamber,
The total volume of these buffer chambers is three to four times the volume of the annular space present between the piston rings, such that the top piston ring is below the buffer chamber at bottom dead center.
The buffer chamber is arranged on the cylinder wall at a height such that the bottom piston ring is above the buffer chamber at the top dead center, and the buffer chamber is in the piston longitudinal direction that matches the height of the piston ring sealing surface. It has a spread.

[作用効果] シリンダ壁に配置されたバッファ室によりピストンリ
ング間の環状空間が圧縮行程で次々に適切に空気を充填
される。その際一番上の環状空間内の圧力は最高であ
り、下に向かって低下する。囲い込まれた空気は膨張行
程中にピストンリングセット中への可燃ガス及び粒子の
侵入に対する阻止流体として働く。膨張行程の第2の半
部では囲い込まれた大気が下から上に向かって再び次々
にバッファ室へ放出されるので、環状空間の負荷が除か
れ圧縮リングの適時の側面交替を妨げるものはない。第
1の圧縮リングの通過の後にバッファ室が燃焼室に向か
って解放され、その際ピストン頭部側壁の範囲へ侵入し
た燃焼残滓が燃焼室へ運び戻されるという長所が補助的
に生じる。第2及び第3の圧縮リングが燃焼室とクラン
クケースとの間の全圧力差から引き受ける割合はこの発
明により高められ、それにより第1の圧縮リングの負荷
が軽減されその摩耗が著しく低減される。
[Function and Effect] The annular space between the piston rings is appropriately filled with air one after another in the compression stroke by the buffer chamber arranged on the cylinder wall. The pressure in the top annular space is then highest and falls downward. The enclosed air acts as a blocking fluid against the ingress of combustible gases and particles into the piston ring set during the expansion stroke. In the second half of the expansion stroke, the enclosed atmosphere is again released from bottom to top, one after another, into the buffer chamber, so that the load on the annular space is removed and what prevents the timely replacement of the compression ring from the side. Absent. After the passage of the first compression ring, the buffer chamber is released toward the combustion chamber, with the added advantage that combustion residues penetrating into the region of the piston head side wall are carried back into the combustion chamber. The proportion that the second and third compression rings assume from the total pressure difference between the combustion chamber and the crankcase is increased by the invention, whereby the load on the first compression ring is reduced and its wear is significantly reduced. .

この発明の有利な実施態様は請求項2以下に記載され
ている。
Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

[実施例] 次にこの発明に基づくシリンダの複数の実施例を示す
図面により、この発明を詳細に説明する。
Embodiment Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing a plurality of embodiments of a cylinder according to the present invention.

第1図ないし第9図には、図示されていない往復動ピ
ストン式内燃機関のピストンが符号1でまたシリンダが
符号2で示されている。ピストン1の端面は燃焼室3を
画成する。ピストン1の側壁とシリンダ2との間に存在
する環状間隙4は、三つのピストンリング6、9、12と
一つのオイルシールリング15とにより封止される。燃焼
室3に最も近く設けられた第1のピストンリング6はピ
ストン1の中に切り込まれた環状溝5の中に、また第2
のピストンリング9は環状溝8の中に、また第3のピス
トンリング12は環状溝11の中に、そしてオイルシールリ
ング15は環状溝14の中にそれぞれはめ込まれている。す
べてのピストンリング6、9、12、及びオイルシールリ
ング15はそれらの高さに関して、それらを収容する環状
溝5、8、11、14の軸線方向寸法より僅かに小さい。ピ
ストンリング6、9、12、及びオイルシールリング15は
これらのリングに加わる力(ピストン加速による慣性
力、ピストンリング上面と下面とにおける圧力差に相応
する押圧力、シリンダ壁の摩擦力)に応じて、それぞれ
の環状溝5、8、11、14の上面又は下面に接触する。ピ
ストン1とシリンダ2との間の環状間隙4の中には第1
及び第2のピストンリング6、9により第1の環状空間
7が画成され、また第2及び第3のピストンリング9、
12により第2の環状空間10が画成され、また第3のピス
トンリング12とオイルシールリング15とにより第3の環
状空間13が画成される。
1 to 9, a piston of a reciprocating piston type internal combustion engine (not shown) is indicated by reference numeral 1 and a cylinder is indicated by reference numeral 2. The end face of the piston 1 defines a combustion chamber 3. The annular gap 4 between the side wall of the piston 1 and the cylinder 2 is sealed by three piston rings 6, 9, 12 and one oil seal ring 15. A first piston ring 6 provided closest to the combustion chamber 3 has an annular groove 5 cut into the piston 1 and a second piston ring 6.
The piston ring 9 is fitted in the annular groove 8, the third piston ring 12 is fitted in the annular groove 11, and the oil seal ring 15 is fitted in the annular groove 14. All piston rings 6, 9, 12 and oil seal ring 15 are slightly smaller in their height than the axial dimensions of the annular grooves 5, 8, 11, 14 which house them. The piston rings 6, 9, 12 and the oil seal ring 15 respond to the forces applied to these rings (inertia force due to piston acceleration, pressing force corresponding to the pressure difference between the upper and lower surfaces of the piston ring, frictional force of the cylinder wall). To contact the upper surface or the lower surface of each of the annular grooves 5, 8, 11, 14. In the annular gap 4 between the piston 1 and the cylinder 2
And the second piston ring 6, 9 define a first annular space 7, and the second and third piston ring 9,
The second annular space 10 is defined by 12, and the third annular space 13 is defined by the third piston ring 12 and the oil seal ring 15.

これらの環状空間7、10、13中ではピストンリングで
不可避的に漏れたガスに基づき圧力が生じ、この圧力は
第1の環状空間7の中では第2の環状空間10の中より高
く、第2の環状空間10の中では第3の環状空間13の中よ
り高い。
In these annular spaces 7, 10, 13 a pressure is generated due to gas unavoidably leaking from the piston ring, which pressure is higher in the first annular space 7 than in the second annular space 10, It is higher in the second annular space 10 than in the third annular space 13.

第10図には、半作動サイクルすなわち圧縮行程と膨張
行程との間の燃焼室3及び環状空間7、10、13中の圧力
経過曲線が示されている。
FIG. 10 shows the pressure profile in the combustion chamber 3 and in the annular spaces 7, 10, 13 during the half-cycle, ie the compression and expansion strokes.

符号p0により燃焼室3中の圧力経過が示され、符号
p1′により示された曲線は第1の環状空間7内の圧力経
過を示し、また符号p2′により示された曲線は第2の環
状空間10内の圧力経過を示し、符号p3により示された曲
線は第3の環状空間13内の圧力経過を示し、ここで
p1′、p2′はこの発明を適用しない状態を示す。第3の
環状空間13内の圧力p3はガスに対するオイルシールリン
グの弱い封止効果に基づきクランクケース内の圧力と少
ししか異なっていない。従って下記の考察の際には無視
する。
The pressure course in the combustion chamber 3 is indicated by the symbol p 0 ,
The curve indicated by p 1 ′ shows the pressure course in the first annular space 7, the curve indicated by p 2 ′ shows the pressure course in the second annular space 10, and the curve indicated by p 3 The curve shown shows the pressure course in the third annular space 13, where
p 1 ′ and p 2 ′ indicate a state where the present invention is not applied. The pressure p 3 in the third annular space 13 differs only slightly from the pressure in the crankcase due to the weak sealing effect of the oil seal ring on the gas. Therefore, they are ignored in the following discussion.

燃焼室3の中の圧力経過p0は周知のように全圧縮行程
中上昇し、上死点の直後に点火による火炎面の伝播に基
づき最高値に達し、続いて残りの膨張行程中に連続的に
再び低下する。これに比べて第1の環状空間7内の圧力
上昇p1′は、第1のピストンリング6の強い絞り効果に
基づき大きい遅延を伴なって生じ、第2の環状空間10の
曲線p2′の最大圧力は、第2のピストンリング9の絞り
効果により更に遅れて到達される。曲線p1′、p2′が曲
線p0の下降曲線を上回るような領域では、第1及び第2
の環状空間7又は10中にそれぞれ閉じ込め圧力が囲い込
まれ、この圧力が圧縮リングの秩序ある側面交替を妨げ
る。曲線p1′と曲線p0との交点から、閉じ込め圧力によ
り第1のピストンリング6が環状溝5の上側側面に押し
付けられ、第2のピストンリング9が環状溝8の下側側
面に押し付けられる。排気ガスは第1の環状空間7中に
二重逆止弁を備えた管路の中のように囲い込まれ、膨張
行程中に適時に放出できずかつ環状溝を清掃できない。
膨張行程ごとに堆積する汚れの粒子の量が増し、遂に第
2のピストンリング9の半径方向運動が妨げられ、それ
によりその機能を失うに至る(リング固渋)。
As is well known, the pressure profile p 0 in the combustion chamber 3 rises during the entire compression stroke, reaches a maximum just after the top dead center due to the propagation of the flame front by ignition and then continues during the remaining expansion stroke. Drops again. In contrast, the pressure rise p 1 ′ in the first annular space 7 occurs with a large delay due to the strong throttling effect of the first piston ring 6 and the curve p 2 ′ of the second annular space 10. Is reached further later due to the throttle effect of the second piston ring 9. In the region where the curves p 1 ′ and p 2 ′ exceed the descending curve of the curve p 0 , the first and second curves
A confinement pressure is enclosed in the annular space 7 or 10, respectively, which prevents an orderly alternating of the compression rings. From the intersection of the curves p 1 ′ and p 0 , the first piston ring 6 is pressed against the upper side surface of the annular groove 5 by the confinement pressure, and the second piston ring 9 is pressed against the lower side surface of the annular groove 8. . Exhaust gas is enclosed in the first annular space 7 like a line with a double check valve, cannot be released in a timely manner during the expansion stroke and cannot clean the annular groove.
The amount of dirt particles that accumulates with each expansion stroke increases, and eventually the radial movement of the second piston ring 9 is impeded, thereby losing its function (ring congestion).

一番上のピストンリング6は公知のピストン/シリン
ダ装置の場合に、全圧縮行程中及び膨張行程の大部分中
にほとんど単独で燃焼室とクランクケースとの間の全圧
力差を支える。燃焼室3と第1の環状空間7との間の圧
力差はシリンダ壁へのこのリングの有効な押しつけ力に
対してほぼ決定的であるので、この高い負担分は必然的
に大きい早期の摩耗を招く。
The uppermost piston ring 6 in the known piston / cylinder arrangement almost exclusively supports the total pressure difference between the combustion chamber and the crankcase during the entire compression stroke and during most of the expansion stroke. Since the pressure difference between the combustion chamber 3 and the first annular space 7 is almost crucial to the effective pressing force of this ring against the cylinder wall, this high burden necessarily leads to a large premature wear. Invite.

この発明に基づきシリンダ2の壁中にバッファ室16が
設けられ、これらのバッファ室の容積は合計で一つの環
状空間7、10、13の複数倍である。一番上のピストンリ
ング6が下死点でバッファ室の下方に来るような、また
一番下のピストンリング(オイルシールリング15)が上
死点でバッファ室の上方に来るような高さに、バッファ
室16がシリンダ壁に配置されている。バッファ室は第1
図ないし第9図において、周に沿って一様に分散してシ
リンダ軸線に垂直な一平面上に延びる円筒形穴として構
成されている。
According to the invention, a buffer chamber 16 is provided in the wall of the cylinder 2 and the volume of these buffer chambers is a multiple of a total of one annular space 7, 10, 13 in total. The piston ring 6 at the top is located below the buffer chamber at the bottom dead center, and the piston ring (oil seal ring 15) is located above the buffer chamber at the top dead center. The buffer chamber 16 is disposed on the cylinder wall. Buffer room is first
In FIG. 9 to FIG. 9, the holes are formed as cylindrical holes distributed uniformly along the circumference and extending on one plane perpendicular to the cylinder axis.

次に第1図ないし第9図によりバッファ室16の作用を
圧縮行程及び膨張行程の個々の時点で説明する。その際
個々の環状空間7、10に生じる圧力経過が第10図に曲線
p1又はp2により示されている。第1図ないし第9図に相
応する状態が第10図では垂直な線により示され、これら
の線は第1図ないし第9図の番号に対応して同じローマ
数字で示されている。
1 to 9, the operation of the buffer chamber 16 will be explained at each point in the compression and expansion strokes. The pressure profile occurring in the individual annular spaces 7, 10 at this time is shown in FIG.
It indicated by p 1 or p 2. The situation corresponding to FIGS. 1 to 9 is indicated in FIG. 10 by vertical lines, which are indicated by the same Roman numerals corresponding to the numbers in FIGS. 1 to 9.

第1図では、バッファ室16が圧縮行程において圧縮さ
れた大気を充填される。第2図では、第1のピストンリ
ング6がバッファ室16の入口を通過する。その際第1の
環状空間7は、この時点までに燃焼室3中で上昇したよ
りも幾分低い圧力レベルを有する大気により満たされ
る。それにより第1の環状空間7中の圧力は第10図の線
IIの高さで示すように急にレベルp1へ上昇され、このレ
ベルp1はこの発明に基づくバッファ室を使用しない場合
に同じ環状空間内に生じるレベルp1′より著しく高い。
燃焼室圧力p0と第1の環状空間7内の圧力p1との間の圧
力差(p0−p1)は、この時点からピストンが更に動いた
際には、燃焼室圧力p0とこの発明を適用しない環状空間
圧力p1′との間の圧力差より著しく小さくなる。
In FIG. 1, the buffer chamber 16 is filled with the compressed air in the compression stroke. In FIG. 2, the first piston ring 6 passes through the inlet of the buffer chamber 16. The first annular space 7 is then filled with atmosphere having a somewhat lower pressure level than has risen in the combustion chamber 3 by this point. The pressure in the first annular space 7 is thereby reduced by the line in FIG.
II is raised to sudden level p 1 as indicated by the height, the level p 1 is significantly higher than the level p 1 'occurring in the same annular space when not using the buffer chamber based on the present invention.
Pressure difference between the pressure p 1 of the combustion chamber pressure p 0 in the first annular space 7 (p 0 -p 1), when the piston is further moved from this point, the combustion chamber pressure p 0 It is significantly smaller than the pressure difference between the annular space pressure p 1 ′ to which the present invention is not applied.

しかし第1のピストンリング6を介しての圧力差は、
このリングが燃焼室とクランクケースとの間の全圧力差
において封止上引き受ける割合に対する尺度である。な
ぜならばこの圧力差によりピストンの傾く際のシリンダ
壁へのリングの半径方向押しつけ力が主として決定され
るからである。
However, the pressure difference across the first piston ring 6 is
It is a measure for the rate at which the ring undertakes sealing at the total pressure difference between the combustion chamber and the crankcase. This is because the pressure difference mainly determines the radial pressing force of the ring against the cylinder wall when the piston is tilted.

第3図では、第2のピストンリング9がバッファ室16
の開口を通過する。それにより第2の環状空間10が第10
図の線IIIの高さで示すように、この発明を適用しない
ときに同じ時点でそこに生じる圧力(曲線p2′参照)よ
り著しく高い圧力レベルp2へ急に上昇される。それによ
り第2の圧縮リング9がリングセットの全封止効果にお
ける比較的大きい負担分を引き受け、このことはすべて
のピストンリングの摩耗の平均化に、またそれにより一
番高い負荷を受ける第1のピストンリング6の摩耗の低
減に寄与する。
In FIG. 3, the second piston ring 9 is connected to the buffer chamber 16.
Through the opening. As a result, the second annular space 10 becomes the tenth annular space.
As shown by the height of the line III in FIG., The same (see curve p 2 ') pressure generated therein at the time suddenly is increased from the very high pressure level p 2 when not applying this invention. As a result, the second compression ring 9 takes on a relatively large share of the total sealing effect of the ring set, which averages out the wear of all piston rings and thereby the highest load on the first. Contributes to a reduction in wear of the piston ring 6.

第4図では、第3のピストンリング12がバッファ室16
の開口を通過する。それによりバッファ室16中に存在す
る残圧が第3の環状空間13中へ解放され、環状空間13の
中ではオイルシールリング15の小さい封止効果とクラン
クケースの排気とに基づきほぼ大気圧が生じる。バッフ
ァ室16からの僅かな残圧の完全な解放は、オイルシール
リング15がバッファ室16の開口を通過する第5図に示す
運動時期に行われる。
In FIG. 4, the third piston ring 12 is
Through the opening. As a result, the residual pressure existing in the buffer chamber 16 is released into the third annular space 13, and in the annular space 13, the atmospheric pressure is substantially reduced due to the small sealing effect of the oil seal ring 15 and the exhaust of the crankcase. Occurs. The complete release of the slight residual pressure from the buffer chamber 16 takes place at the moment shown in FIG. 5 in which the oil seal ring 15 passes through the opening of the buffer chamber 16.

圧縮行程のその後の経過中に、特にリング継目を経て
絞られて燃焼室3から流れ込む空気により、環状空間
7、10中の圧力レベルが更に上昇する。次の膨張行程の
第1の時期に(第6図参照)、環状空間7、10中に囲い
込まれた大気が可燃ガス及び燃焼残滓のピストンリング
セット内への侵入及びクランクケース内への侵入(ブロ
ーバイ)に対する有効な障壁を形成する。
During the subsequent course of the compression stroke, the pressure levels in the annular spaces 7, 10 are further increased, in particular by the air squeezed out of the combustion chamber 3 via the ring seam. At the first stage of the next expansion stroke (see FIG. 6), the atmosphere enclosed in the annular spaces 7, 10 allows combustible gases and combustion residues to enter the piston ring set and to the crankcase. Form an effective barrier to (blow-by).

第7図では、第3のピストンリング12が下降運動中に
バッファ室16の開口を通過し、その際第2の環状空間10
とバッファ室16との結合を許す。その際第2の環状空間
10の圧力が第10図の線VIIで示すように急に著しく低い
圧力レベルに下がる。
In FIG. 7, the third piston ring 12 passes through the opening of the buffer chamber 16 during the downward movement, and the second annular space 10
And the buffer chamber 16 can be connected. At that time, the second annular space
The pressure at 10 suddenly drops to a significantly lower pressure level as shown by line VII in FIG.

その直後に(第8図参照)第2のピストンリング9が
バッファ室16の開口を通過する。その際第10図の線VIII
の高さで示すように、第1の環状空間7内の圧力が急に
著しく低い圧力レベルへ下がる。環状空間7、10内に閉
じ込められた圧力の適時の解放により、曲線p1′、p2
が曲線p0を越えて第10図の右側部分に来るような圧力張
り出しが避けられるので、ピストンリングは摩擦力及び
慣性力に基づきそれぞれのピストンリング中での接触面
を適時に変える。
Immediately thereafter (see FIG. 8), the second piston ring 9 passes through the opening of the buffer chamber 16. The line VIII in Fig. 10
, The pressure in the first annular space 7 suddenly drops to a significantly lower pressure level. Due to the timely release of the pressure trapped in the annular spaces 7, 10, the curves p 1 ′, p 2
The piston ring changes the contact surface in each piston ring in a timely manner based on the frictional and inertial forces, since pressure overshoots such as that above the curve p 0 and to the right in FIG. 10 are avoided.

第9図に示された状態では、第1のピストンリング6
がバッファ室16の開口を通過する。その際バッファ室16
に蓄えられた空気が、バッファ室開口の上縁とピストン
リング6の上縁との間の狭い間隙を経てノズル状に、ま
た続いてピストン頭部側壁に沿った環状間隙4を経て燃
焼室3へ逃れる。その際たまたまそこに存在する燃焼残
滓を伴なって流れ燃焼室3へ運び戻し、それによりリン
グセットが極めて清潔に従って機能を果たすように保た
れるので有利である。
In the state shown in FIG. 9, the first piston ring 6
Pass through the opening of the buffer chamber 16. At that time, buffer room 16
Stored in the combustion chamber 3 through a narrow gap between the upper edge of the buffer chamber opening and the upper edge of the piston ring 6 and subsequently through an annular gap 4 along the piston head side wall. Escape to. It is advantageous to carry it back to the combustion chamber 3 with the combustion residues that happen to be there, thereby keeping the ring set functioning very cleanly.

バッファ室の形状及び配置に関して、次に第11図ない
し第13図により複数の変形例を説明する。第11図では、
バッファ室が長穴状のポケット17として構成され、その
長手軸線が主としてピストン軸線18に垂直に配置された
平面上に延びる。それによりピストンリング封止面の高
さに合わせられているピストン長手軸線方向の穴の寸法
を増大する必要なく、バッファ室の断面従ってその容積
が前記実施例の円筒形穴に比べて増大されるという長所
が生じる。すべての実施例に対して、すべてのバッファ
室をまとめると一つの環状空間7、10、13の複数倍望ま
しくは約3〜4倍の容積を有することが成り立つ。その
ように調和させた場合に第10図に示すように、環状空間
中の有利な圧力上昇及び下降が生じる。
Next, a plurality of modified examples of the shape and arrangement of the buffer chamber will be described with reference to FIGS. 11 to 13. In Fig. 11,
The buffer chamber is formed as an elongated pocket 17 whose longitudinal axis extends mainly on a plane arranged perpendicular to the piston axis 18. Thereby, the cross section of the buffer chamber and therefore its volume is increased compared to the cylindrical bore of the previous embodiment, without having to increase the size of the bore in the piston longitudinal axis which is adapted to the height of the piston ring sealing surface. The advantage that arises. For all embodiments, all buffer chambers together have a volume that is several times, preferably about three to four times, the volume of one annular space 7, 10, 13. Such a match results in advantageous pressure rises and drops in the annular space, as shown in FIG.

第12図には、円筒形穴19として形成されたバッファ室
がシリンダ2の軸線方向に相互にずらせて、シリンダ摺
動面の鞍形の表面線20上に配置されている。それにより
環状空間7、10の充填及び排出が第1の実施例のように
急激にではなく、一番高く配置された穴19aの最上点か
ら一番低く配置された穴19bの最下点にまで達するピス
トンの運動間隔中の滑らかな移行が生じる。
In FIG. 12, buffer chambers formed as cylindrical holes 19 are arranged on the saddle-shaped surface line 20 of the cylinder sliding surface so as to be shifted from each other in the axial direction of the cylinder 2. As a result, the filling and discharging of the annular spaces 7, 10 are not abrupt as in the first embodiment, but from the highest point of the highest hole 19a to the lowest point of the lowest hole 19b. A smooth transition occurs during the movement interval of the piston to reach.

第13図に示された別の実施例の場合には、シリンダ2
にバッファ室21、22が、相互に平行なかつシリンダ軸線
23に垂直な二つの平面上に配置されている。この実施例
では環状空間7、10、13の二段階の充填及び排出が行わ
れる。それにより第14図に曲線24で示された第1の環状
空間7の圧力経過、及び第14図に曲線25で示された第2
の環状空間10の圧力経過が、既に第10図から知られ符号
p0が付けられた燃焼室3の圧力経過の曲線の形に比較的
よく似ている。従ってエンジンの作動サイクルの図示の
部分中の燃焼室3とクランクケースとの間の圧力差が、
ほぼ一定にとどまる比率で両圧縮リング6、9に分配さ
れ、このことはこれらのリングの一様な負荷と摩耗とに
寄与する。
In the case of another embodiment shown in FIG.
Buffer chambers 21 and 22 are parallel to each other and the cylinder axis
It is arranged on two planes perpendicular to 23. In this embodiment, a two-stage filling and discharging of the annular spaces 7, 10, 13 takes place. The pressure profile of the first annular space 7 indicated by the curve 24 in FIG. 14 and the second curve indicated by the curve 25 in FIG.
The pressure course of the annular space 10 is already known from FIG.
It is relatively similar to the shape of the pressure profile of the combustion chamber 3 with p 0 . Thus, the pressure difference between the combustion chamber 3 and the crankcase during the illustrated part of the working cycle of the engine is:
It is distributed to both compression rings 6, 9 in a proportion which remains almost constant, which contributes to the uniform loading and wear of these rings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図ないし第9図はそれぞれピストンリングとこの発
明に基づくシリンダの一実施例におけるバッファ室との
間の関係を圧縮及び膨張行程の各段階について示した要
部断面図、第10図は第1図ないし第9図に示す燃焼室及
びピストンリング間の環状空間における圧力経過をバッ
ファ室の有無についてグラフで示した図、第11図ないし
第13図はそれぞれシリンダの異なる実施例の斜視断面
図、第14図は第13図に示すシリンダについて第10図と同
様に圧力経過をグラフで示した図である。 1……ピストン 2……シリンダ 3……燃焼室 5、8、11、14……環状溝 6、9、12……ピストンリング 7、10、13……環状空間 15……オイルシールリング 16、17、19、21、22……バッファ室 18、23……シリンダ軸線 20……表面線
1 to 9 are cross-sectional views showing the relationship between a piston ring and a buffer chamber in an embodiment of a cylinder according to the present invention at each stage of a compression and expansion stroke, and FIG. FIG. 1 to FIG. 9 are graphs showing the pressure course in the annular space between the combustion chamber and the piston ring shown in FIG. 1 with respect to the presence or absence of the buffer chamber, and FIG. 11 to FIG. And FIG. 14 is a graph showing the pressure course of the cylinder shown in FIG. 13 in the same manner as in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 2 ... Cylinder 3 ... Combustion chamber 5, 8, 11, 14 ... Annular groove 6, 9, 12 ... Piston ring 7, 10, 13 ... Annular space 15 ... Oil seal ring 16, 17, 19, 21, 22: Buffer chamber 18, 23: Cylinder axis 20: Surface line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02F 5/00 F02F 1/08 F02F 1/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02F 5/00 F02F 1/08 F02F 1/18

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】上部に往復動ピストンにより画成される燃
焼室を備え、ピストンが複数の環状溝中にピストンリン
グを支持し、これらのピストンリングの上面又は下面が
ピストン側壁及びシリンダ摺動面に関連して複数の環状
空間を形成し、シリンダ壁上に配置された複数の空所を
備える往復動ピストン式内燃機関のシリンダにおいて、
空所がバッファ室(16、17、19、21、22)として構成さ
れ、これらのバッファ室の合計容積がピストンリング間
に存在する環状空間(7、10、13)の容積の3〜4倍で
あり、一番上のピストンリング(6)が下死点でバッフ
ァ室の下方に来るような、また一番下のピストンリング
(12)が上死点でバッファ室の上方に来るような高さ
に、バッファ室(16、17、19、21、22)がシリンダ壁に
配置され、バッファ室(16、17、19、21、22)はピスト
ンリング封止面の高さに合わせたピストン長手方向広が
りを有していることを特徴とする往復動ピストン式内燃
機関のシリンダ。
An upper portion has a combustion chamber defined by a reciprocating piston, the piston supports a piston ring in a plurality of annular grooves, and the upper or lower surface of the piston ring has a piston side wall and a cylinder sliding surface. In the cylinder of a reciprocating piston type internal combustion engine, which forms a plurality of annular spaces in relation to, and has a plurality of cavities arranged on the cylinder wall,
The empty space is configured as buffer chambers (16, 17, 19, 21, 22), and the total volume of these buffer chambers is 3 to 4 times the volume of the annular space (7, 10, 13) existing between the piston rings. Such that the uppermost piston ring (6) is below the buffer chamber at the bottom dead center and the lowermost piston ring (12) is above the buffer chamber at the top dead center. Now, the buffer chambers (16, 17, 19, 21, 22) are arranged on the cylinder wall, and the buffer chambers (16, 17, 19, 21, 22) have the piston length adjusted to the height of the piston ring sealing surface. A cylinder of a reciprocating piston type internal combustion engine, characterized by having a directional spread.
【請求項2】バッファ室(16)としてシリンダ壁中に半
径方向に延びる盲穴が用いられることを特徴とする請求
項1記載のシリンダ。
2. A cylinder according to claim 1, wherein a blind hole extending radially in the cylinder wall is used as the buffer chamber.
【請求項3】バッファ室としてほぼシリンダ軸線(18)
に垂直に延びる長手軸線を備える長穴状ポケット(17)
が用いられることを特徴とする請求項1記載のシリン
ダ。
3. The cylinder chamber as the buffer chamber.
Elongate pocket with longitudinal axis extending perpendicular to it (17)
The cylinder according to claim 1, wherein:
【請求項4】周囲に一様に分散して複数のバッファ室
(16、17、19、21、22)が設けられることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれか1つに記載のシリンダ。
4. The cylinder according to claim 1, wherein a plurality of buffer chambers (16, 17, 19, 21, 22) are uniformly distributed around the periphery. .
【請求項5】すべてのバッファ室(16、17)がシリンダ
軸線(18)に垂直に広がる一平面上に配置されることを
特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のシ
リンダ。
5. The cylinder according to claim 1, wherein all the buffer chambers are arranged on a plane extending perpendicularly to the cylinder axis. .
【請求項6】すべてのバッファ室(19)が軸線方向に相
互にずらしてシリンダ摺動面の鞍形の表面線(20)上に
配置されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
か1つに記載のシリンダ。
6. The cylinder chamber according to claim 1, wherein all of the buffer chambers are disposed axially offset from each other on a saddle-shaped surface line of the cylinder sliding surface. A cylinder according to any one of the preceding claims.
【請求項7】バッファ室(21、22)が相互に平行でシリ
ンダ軸線(23)に垂直な二つの平面上に配置されること
を特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の
シリンダ。
7. The device according to claim 1, wherein the buffer chambers are arranged on two planes parallel to each other and perpendicular to the cylinder axis. Cylinder.
【請求項8】バッファ室(16、17、19、21、22)の軸方
向寸法がシリンダ壁上のバッファ室開口の範囲でピスト
ンリング(6、9、12)の封止面の軸線方向高さより僅
か大きいことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか
1つに記載のシリンダ。
8. An axial height of the sealing surface of the piston ring (6, 9, 12) within a range of the buffer chamber opening on the cylinder wall in an axial dimension of the buffer chamber (16, 17, 19, 21, 22). 8. A cylinder according to claim 1, wherein the cylinder is slightly larger than the cylinder.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101606886B1 (en) * 2014-04-10 2016-03-28 정화진 Sanitation container for taking excrement sample

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK173116B1 (en) * 1996-05-07 2000-01-31 Man B & W Diesel As Cylinder liner for an internal combustion engine
EP2050946A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-22 Wärtsilä Schweiz AG Cylinder with devices for containing lubricants
DE102020112480A1 (en) 2020-05-08 2021-11-11 Man Energy Solutions Se Cylinder liner and cylinder of an internal combustion engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2971802A (en) * 1958-10-02 1961-02-14 Caterpillar Tractor Co Grooved cylinder liner for reduced ring groove wear
DE1216612B (en) * 1964-05-23 1966-05-12 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Cylinder liner for four-stroke internal combustion engines
NL151481B (en) * 1966-10-21 1976-11-15 Philips Nv EQUIPMENT, IN PARTICULAR A HOT GAS PISTON MACHINE, CONTAINING AT LEAST ONE CYLINDER WITH AT LEAST ONE INSIDE AND AN AGAIN MOVABLE PISTON-SHAPED BODY.
EP0291867B1 (en) * 1987-05-22 1992-03-11 Krupp MaK Maschinenbau GmbH Piston machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101606886B1 (en) * 2014-04-10 2016-03-28 정화진 Sanitation container for taking excrement sample

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