JP3254145B2 - piston - Google Patents

piston

Info

Publication number
JP3254145B2
JP3254145B2 JP27556296A JP27556296A JP3254145B2 JP 3254145 B2 JP3254145 B2 JP 3254145B2 JP 27556296 A JP27556296 A JP 27556296A JP 27556296 A JP27556296 A JP 27556296A JP 3254145 B2 JP3254145 B2 JP 3254145B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
coolant
cooling
outer peripheral
coolant passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP27556296A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10103056A (en
Inventor
忠八 五島
雅彦 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP27556296A priority Critical patent/JP3254145B2/en
Publication of JPH10103056A publication Critical patent/JPH10103056A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3254145B2 publication Critical patent/JP3254145B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内部金物を有する内
燃機関用ピストンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston for an internal combustion engine having internal hardware.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13は内部金物を有する大型ディーゼ
ル機関用ピストンの要部断面図を示す。図13において
1はピストンクラウン、2は該ピストンクラウン1の冷
却側に収納された内部金物、3はピストンスカート、4
はピストンロッドである。
2. Description of the Related Art FIG. 13 is a sectional view of a main part of a piston for a large diesel engine having an internal hardware. In FIG. 13, 1 is a piston crown, 2 is an internal hardware housed on the cooling side of the piston crown 1, 3 is a piston skirt,
Is a piston rod.

【0003】前記内部金物2の中央側上面及び外周側上
面には冷却促進用の突起5a、5bがシリンダ軸心50
と同心に形成され、該突起5a及び5bと、これに対向
するピストンクラウン1の冷却面1a及び1bとの間に
は微小隙間の冷却液通路51、52が形成されている。
On the upper surface on the center side and the upper surface on the outer peripheral side of the internal hardware 2, projections 5a and 5b for promoting cooling are provided on the cylinder axis 50.
The cooling liquid passages 51 and 52 having a minute gap are formed between the projections 5a and 5b and the cooling surfaces 1a and 1b of the piston crown 1 opposed thereto.

【0004】冷却液は、ピストンロッド4の中心に設け
られた冷却液入口通路53から内部金物2内に入り、前
記中央部の微小幅の冷却液通路51を通って、ピストン
クラウン1の中央部近傍を冷却した後、外周部へと流入
し、外周側の微小幅の冷却液通路52を通って、ピスト
ンクラウン1の外周肩部及びピストンリング溝54近傍
を冷却して外部に排出される。
The coolant enters the internal hardware 2 through a coolant inlet passage 53 provided at the center of the piston rod 4, passes through the coolant passage 51 having a minute width at the center, and passes through the center of the piston crown 1. After cooling the vicinity, the gas flows into the outer peripheral portion, passes through the cooling liquid passage 52 having a minute width on the outer peripheral side, cools the outer peripheral shoulder portion of the piston crown 1 and the vicinity of the piston ring groove 54, and is discharged to the outside.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図13に示されるよう
な従来のピストンにおいて、冷却油によってピストンを
冷却する場合には、所望の冷却促進効果を得るため、前
記突起5aあるいは5bの先端とこれに対向するピスト
ンクラウン1の冷却面1aあるいは1bとの最小隙間を
2mm程度と極めて小さく形成している。これは、冷却
液として油を用いているため、伝熱を左右する温度境界
層の厚さが極めて薄くなることによる。
In the conventional piston as shown in FIG. 13, when the piston is cooled by cooling oil, the tip of the projection 5a or 5b and the tip of the projection 5a or 5b are required to obtain a desired cooling promoting effect. The minimum clearance between the cooling surface 1a and the cooling surface 1b of the piston crown 1 opposed to the piston crown 1 is formed as extremely small as about 2 mm. This is because the thickness of the temperature boundary layer, which affects heat transfer, becomes extremely thin because oil is used as the cooling liquid.

【0006】しかしながら、このように前記隙間を小さ
くすると冷却促進効果は増大するものの、冷却液の圧力
損失が増加し、これによって冷却液供給ポンプの容量が
増加し、高コスト化を招くという問題点がある。
[0006] However, when the clearance is reduced as described above, the cooling promoting effect is increased, but the pressure loss of the cooling liquid is increased, thereby increasing the capacity of the cooling liquid supply pump and increasing the cost. There is.

【0007】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、圧
力損失の増大を伴うことなく、冷却効果の促進がなされ
たピストンを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a piston in which a cooling effect is promoted without increasing pressure loss.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、ピストンクラウンの冷却面と、該ピスト
ンクラウンの内部に収納された内部金物の表面との間に
冷却液通路を形成してなるピストンにおいて、前記内部
金物の、前記ピストンクラウンの冷却面前記冷却液通
路を隔てて対向する面に、シリンダ軸心と同心の環状の
波山を複数個連設し、前記各波山は、前記冷却液通路に
突出して、該冷却液通路の最小隙間を形成する頂部と、
該頂部に連なり、該頂部から冷却液流の下流側へ向けて
前記冷却液通路の隙間が拡開するように直面状あるいは
曲面状に傾斜した拡開部と、該拡開部から次の頂部に連
なって前記冷却液通路の隙間が縮小される曲面状の縮小
を有してなることを特徴とするピストンを提案する。
According to the present invention, a coolant passage is formed between a cooling surface of a piston crown and a surface of an internal hardware housed in the piston crown. In the piston, a plurality of annular wave peaks concentric with the cylinder axis are continuously provided on a surface of the internal hardware, which faces the cooling surface of the piston crown across the coolant passage, and each of the wave peaks is A top portion projecting into the coolant passage to form a minimum gap of the coolant passage;
Connected to the top, from the top toward the downstream side of the coolant flow
A face-like state such that the gap of the coolant passage expands or
A widened portion that is inclined in a curved shape, and connected to the next top portion from the widened portion.
Curved surface reduction in which the clearance of the coolant passage is reduced
A piston characterized by having a portion is proposed.

【0009】尚、前記複数個の波山を、前記ピストンク
ラウンの外周側に位置する外周側冷却液通路形成部又
は、ピストンの中央側に位置する中央側冷却液通路形成
部の何れか一方または双方に設けるのが好ましい。
The plurality of wave peaks may be formed in one or both of an outer peripheral coolant passage forming portion located on the outer peripheral side of the piston crown and a central coolant passage forming portion located in the center of the piston. Is preferably provided.

【0010】かかる発明によれば、ピストンクラウンの
冷却面と内部金物の波山との間の冷却液通路を流れる冷
却液は、波山の頂部の最小隙間で流速が増加して熱伝達
率が上昇せしめられた後、通路が拡開される拡開部にて
流れの剥離及び摩擦力が抑制されて、圧力損失が抑制さ
れ、次の波山の頂部へと流入する。
According to this invention, the flow rate of the coolant flowing through the coolant passage between the cooling surface of the piston crown and the wave peak of the internal hardware increases at the minimum gap at the top of the wave peak, thereby increasing the heat transfer coefficient. After the passage, the separation of the flow and the frictional force are suppressed at the expanded portion where the passage is expanded, the pressure loss is suppressed, and the fluid flows into the top of the next crest.

【0011】従って、冷却液は頂部にて熱伝達率が上昇
し、冷却効果が上昇せしめられ、次いで拡開部にて圧力
損失の増大が抑制されることとなり、高い熱伝達率で以
って冷却効果が向上されるとともに、圧力損失が抑制さ
れたピストン冷却がなされる。
Therefore, the heat transfer coefficient of the cooling liquid at the top increases, the cooling effect is increased, and then the increase in the pressure loss at the expanding portion is suppressed. The cooling effect is improved, and piston cooling with reduced pressure loss is performed.

【0012】また、前記ピストンにおいて、前記内部金
物の波山及び冷却液通路を次のように構成するのが好適
である。
In the piston, it is preferable that a wave crest of the internal hardware and a coolant passage are configured as follows.

【0013】即ち、前記波山形成部の前記冷却液通路の
最小隙間(C)を前記外周側において、C=1.5mm
ないし2mmとし、前記中央側においてC=3mmない
し4mmとし、また、前記外周側及び中央側における波
山のピッチ(a)をa=30mm以下、波山の高さ
(b)をb=3mm〜10mmとする。
That is, the minimum clearance (C) of the coolant passage of the wave crest forming portion is set to 1.5 mm on the outer peripheral side.
To a 2 mm, to not C = 3 mm at the center side and 4 mm, The pitch of the wave crests in the outer peripheral side and the center side (a) a = 30mm or less, the height of the wave crests and (b) and b = 3 mm to 10 mm I do.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明の実施形態に係るピストン要
部縦断面図、(シリンダ軸心に沿う断面図)、図2は外
周側冷却部の拡大断面図、図3は中央側冷却部の拡大断
面図を夫々示す。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a piston according to an embodiment of the present invention (a sectional view along a cylinder axis), FIG. 2 is an enlarged sectional view of an outer peripheral side cooling section, and FIG. The enlarged sectional views are respectively shown.

【0016】図1〜図3において、1はピストンクラウ
ン、2は該ピストンクラウン1の冷却側内部に収納され
た内部金物、53は冷却液入口通路である。
1 to 3, reference numeral 1 denotes a piston crown, 2 denotes an internal hardware housed inside the cooling side of the piston crown 1, and 53 denotes a coolant inlet passage.

【0017】前記ピストンクラウン1の中央側冷却面1
a及び外周側冷却面1bと内部金物2の表面(冷却液
面)との間には、微小隙間の冷却液通路51及び52
と、隙間の大きい冷却液通路55及び57が形成されて
いる。56は前記冷却液通路55と微小隙間の冷却液通
路52とを連通する冷却液連絡路である。
Cooling surface 1 at the center of piston crown 1
a and the cooling liquid passages 51 and 52 of minute clearances between the outer cooling surface 1 b and the surface (cooling liquid surface) of the internal hardware 2.
And cooling fluid passages 55 and 57 having a large gap. Reference numeral 56 denotes a coolant communication passage that communicates the coolant passage 55 with the coolant passage 52 in the minute gap.

【0018】前記内部金物2の前記中央側の微小隙間の
冷却液通路51に臨む表面、並びに、該内部金物2の、
前記外周側の微小隙間の冷却液通路52に臨む表面に
は、シリンダ軸心50と同心に環状の波山7がそれぞれ
複数個形成されている。
The surface facing the coolant passage 51 in the minute gap on the center side of the internal hardware 2 and the surface of the internal hardware 2
A plurality of annular ridges 7 are formed concentrically with the cylinder axis 50 on the surface of the minute gap on the outer peripheral side facing the coolant passage 52.

【0019】図2、図3には、かかる波山7の詳細形状
が示されており、図2は外周側の冷却液通路52に臨む
部分、図3は中央側の冷却液通路51に臨む部分を示
す。
FIGS. 2 and 3 show the detailed shape of the wave crest 7, FIG. 2 showing a portion facing the coolant passage 52 on the outer peripheral side, and FIG. 3 showing a portion facing the coolant passage 51 on the center side. Is shown.

【0020】前記波山7は、外周側、中央側ともに冷却
液の流れZの方向に沿って複数個、それぞれピッチaに
て形成されている。そして、該波山7は、冷却液の流れ
Zの上流側から頂部7a、該頂部7aから冷却液の通路
面積が拡開される直面状あるいは曲面状(図2、図3に
は直面状を示す)の拡開部7b及び該拡開部7bから次
の頂部7aに連なって通路面積が縮小される曲面状の縮
小部7cとにより、形成されている。
A plurality of the wave peaks 7 are formed on the outer peripheral side and the center side along the direction of the flow Z of the coolant at a pitch a. The wave crest 7 has a top portion 7a from the upstream side of the flow Z of the coolant, and a surface shape or a curved surface shape in which the passage area of the coolant from the top portion 7a is widened (shown in FIGS. 2 and 3). ) Is formed by a widened portion 7b and a curved reduced portion 7c connected to the next top portion 7a from the widened portion 7b to reduce the passage area.

【0021】前記波山7のピッチaは冷却液の流れZの
方向に熱伝達率αの変化が大きくならない範囲で大きく
採る。これはピッチaを大きく採ると頂部7aの数が少
なくなって圧力損失が低減することによる。
The pitch a of the wave peak 7 is set to be large in a range where the change of the heat transfer coefficient α does not become large in the direction of the flow Z of the coolant. This is because when the pitch a is large, the number of the tops 7a is reduced and the pressure loss is reduced.

【0022】また、上記波山7の高さb及びピストンク
ラウン1側の冷却面1aとの最小隙間cについては、熱
伝達率α及び圧力損失Pとの関連で選定する。この実施
形態においては、後述する実施例に示す熱流動実験によ
って前記ピッチa、波山高さb及び隙間cの好適例を求
めた。
The height b of the wave crest 7 and the minimum gap c between the piston crown 1 and the cooling surface 1a are selected in relation to the heat transfer coefficient α and the pressure loss P. In this embodiment, preferred examples of the pitch a, the crest height b, and the gap c were obtained by a heat-fluid experiment shown in Examples described later.

【0023】前記構成に係るピストンを装備したディー
ゼル機関の運転時において、冷却液ポンプ(図示せず)
から送られた冷却液(油)は、ピストンロッドの冷却液
入口通路53から外側に拡がり、中央部側の冷却液通路
51にて流速が上昇せしめられてピストンクラウン1の
中央部を冷却して、大面積の冷却通路55に流出して減
速され、冷却液連絡路56を通って外周側の冷却液通路
52に流出する。
During operation of the diesel engine equipped with the piston according to the above configuration, a coolant pump (not shown)
The coolant (oil) sent from the piston rod spreads outward from the coolant inlet passage 53 of the piston rod, and its flow velocity is increased in the coolant passage 51 on the center side to cool the center of the piston crown 1. The cooling fluid flows out into the cooling passage 55 having a large area, is decelerated, and flows out through the cooling fluid communication passage 56 into the cooling fluid passage 52 on the outer peripheral side.

【0024】さらに、この冷却液は外周側に冷却液通路
52にて流速が上昇されてピストンクラウン1の外周肩
部を冷却し、最外周の冷却液通路57にて旋回流を形成
して上記肩部、リング溝部等を冷却した後、外部に排出
される。
Further, the flow rate of the coolant is increased in the coolant passage 52 on the outer peripheral side to cool the shoulder of the outer periphery of the piston crown 1 and forms a swirling flow in the coolant passage 57 on the outermost periphery. After cooling the shoulder, ring groove, etc., it is discharged to the outside.

【0025】図5には、前記波山7近傍における冷却液
の温度分布を示す。図5において、波山7を設けた内部
金物2とピストンクラウン1の冷却面1aとの間の冷却
液通路51(52)に冷却液を流すと、該冷却液通路5
1(52)の最小隙間c(図2、図3参照)に壁面噴流
が形成される。
FIG. 5 shows a temperature distribution of the coolant near the wave peak 7. In FIG. 5, when the coolant flows through the coolant passage 51 (52) between the internal hardware 2 provided with the wave peak 7 and the cooling surface 1a of the piston crown 1, the coolant passage 5
A wall jet is formed in the minimum gap c of 1 (52) (see FIGS. 2 and 3).

【0026】この壁面噴流が生ずる最小隙間cを最適値
に選定することにより、壁面近傍の温度境界層を薄くし
て、冷却を促進することができる。しかしながら、前記
最小隙間cを小さくすると圧力損失が増加する。
By selecting the minimum gap c at which the wall jet is generated to an optimum value, the temperature boundary layer near the wall can be thinned to promote cooling. However, when the minimum gap c is reduced, the pressure loss increases.

【0027】この圧力損失は、次の2つに大別される。 (ア)波山7での通路の拡大、縮小によるもの。 (イ)波山7の間での壁面の(ピストンクラウン1の冷
却面及び内部金物2の波山7の面) 摩擦損失によるも
の。前記摩擦損失は内部金物2側即ち波山7側の影響が
大きい。
This pressure loss is roughly classified into the following two. (A) Enlargement and reduction of the passage at Namiyama 7. (A) Wall surface between the wave peaks 7 (the cooling surface of the piston crown 1 and the wave peaks 7 of the internal hardware 2) due to friction loss. The friction loss has a large influence on the internal hardware 2 side, that is, on the wave peak 7 side.

【0028】然るに、本発明の実施形態では、図5
(A)(B)に示すように、波山7の頂部7aで冷却液
通路を絞って流速を高めた後、拡開部7bにおいて角度
θにて通路面積を拡開したので、冷却液は図の矢印のよ
うに拡開部7bで拡がりながら流れることとなり、流れ
の剥離及び壁面摩擦力を抑制して圧力上昇が抑制された
後、次の頂部7aへと流れ、ここで流速が増加せしめら
れる。これによって熱伝達率が上昇する。
However, in the embodiment of the present invention, FIG.
(A) As shown in (B), after the flow rate is increased by narrowing the coolant passage at the top 7a of the wave crest 7, the passage area is expanded at the angle θ in the expansion portion 7b. As shown by the arrow, the fluid flows while expanding at the expanding portion 7b. After the separation of the flow and the wall friction force are suppressed, the pressure rise is suppressed, and then the flow flows to the next top portion 7a, where the flow velocity is increased. . This increases the heat transfer coefficient.

【0029】シリンダ直径850mmの大型ディーゼル
機関において、上記ピストンを用いて運転し、熱流動解
析により、前記冷却効果が大きくかつ圧力損失が小さい
最適な波山7の形状を求めた結果は次の通りである。ピ
ッチa=20mm、波山の高さb=5mm、最小隙間c
=1.5mm。
A large diesel engine having a cylinder diameter of 850 mm was operated using the above piston, and the optimum shape of the wave peak 7 having a large cooling effect and a small pressure loss was obtained by a heat flow analysis as follows. is there. Pitch a = 20mm, wave height b = 5mm, minimum gap c
= 1.5 mm.

【0030】図6には、前記ピストンにおける図4に示
すような、最下部の波山7から位置(距離)Uをベース
とした波山7形成部の圧力損失Pと熱伝達率αの熱流動
解析による分布を示す。
FIG. 6 shows a heat flow analysis of the pressure loss P and the heat transfer coefficient α at the wave peak 7 forming portion based on the position (distance) U from the lowest wave peak 7 as shown in FIG. Is shown.

【0031】図6において、P1、α1は、波山無しの従
来のもの、P2、α2は本発明の実施形態における波山を
設けたもの、P3、α3は最少隙間C=5mmに拡げて実
機に組み込んだものを夫々示す。
In FIG. 6, P1 and α1 are conventional ones without a crest, P2 and α2 are provided with a crest according to the embodiment of the present invention, and P3 and α3 are expanded to a minimum gap C = 5 mm and incorporated into an actual machine. Each of them.

【0032】図6より明らかなように、P2、α2で示す
本発明の上記実施形態のものは、同図にP1、α1で示す
従来技術に較べ、圧力損失Pが小さく、また熱伝達率α
が大きく冷却効果が向上する。
As is apparent from FIG. 6, the pressure loss P and the heat transfer coefficient α of the above-described embodiment of the present invention indicated by P2 and α2 are smaller than those of the prior art indicated by P1 and α1 in FIG.
And the cooling effect is improved.

【0033】また、図7は、前記波山7のピッチaと熱
伝達率αとの関係を示す。図7において、α11は波山7
のピッチaが小さい場合、α12は上記ピッチaがα11の
場合の2倍となった場合を示す。図に明らかなようにピ
ッチaを大きくすると、熱伝達率αが低下して冷却効果
が低下するとともに、均一な冷却が困難となる。
FIG. 7 shows the relationship between the pitch a of the wave peak 7 and the heat transfer coefficient α. In FIG. 7, α11 is the wave peak 7
When the pitch a is small, α12 indicates a case where the pitch a is twice as large as when α11 is α11. As is clear from the figure, when the pitch a is increased, the heat transfer coefficient α is reduced, the cooling effect is reduced, and uniform cooling becomes difficult.

【0034】図12は前記波山7に臨む冷却液通路51
(52)における最大流速Vと、圧力損失及び熱伝達率
αとの関係を示す。
FIG. 12 shows a coolant passage 51 facing the wave peak 7.
The relationship between the maximum flow velocity V in (52), the pressure loss and the heat transfer coefficient α is shown.

【0035】図12に明らかなように、圧力損失Pは、
流速Vとともに単調に増加する傾向を示すが、熱伝達率
αは遷移領域が存在する。これは温度境界層厚さが極め
て薄いために、境界層の薄膜化に寄与する噴流速度の限
界値が存在することを示している。
As is apparent from FIG. 12, the pressure loss P is
Although it tends to increase monotonically with the flow velocity V, the heat transfer coefficient α has a transition region. This indicates that there is a limit value of the jet velocity contributing to the thinning of the boundary layer because the temperature boundary layer thickness is extremely thin.

【0036】図8、図9は前記波山7のピッチaを4通
り変えた場合の外周側(冷却液通路52側)における熱
伝達率α(図8)及び圧力損失(図9)の内部金物位置
U(図4参照)をベースとした変化状況を示す。両図に
おいて、添字21が最もピッチaが小さく、添字22、
23、24と順に大きくなっている。
FIGS. 8 and 9 show the internal hardware of the heat transfer coefficient α (FIG. 8) and the pressure loss (FIG. 9) on the outer peripheral side (the coolant passage 52 side) when the pitch a of the wave peak 7 is changed in four ways. The change situation based on the position U (see FIG. 4) is shown. In both figures, the subscript 21 has the smallest pitch a, and the subscript 22,
23 and 24 increase in order.

【0037】図8〜図9に明らかなように、ピッチaの
増加に伴い圧力損失Pは減少するが、熱伝達率αも減少
し、冷却効果が低下する。(このことは図7にも示され
ている。)
As apparent from FIGS. 8 and 9, the pressure loss P decreases as the pitch a increases, but the heat transfer coefficient α also decreases, and the cooling effect decreases. (This is also shown in FIG. 7).

【0038】図10、図11は前記波山7の形成部の外
周側の冷却液通路52の最少隙間cを4通り変えた場合
の熱伝達率α(図10)及び 圧力損失P(図11)の
上記位置Uをベースとした変化状況を示す。両図におい
て、添字31が最も前記最少隙間cが小さく、添字3
2、33、34と順に大きくなっている。
FIGS. 10 and 11 show the heat transfer coefficient α (FIG. 10) and the pressure loss P (FIG. 11) when the minimum clearance c of the coolant passage 52 on the outer peripheral side of the portion where the wave peak 7 is formed is changed in four ways. 5 shows a change situation based on the position U. In both figures, the subscript 31 has the smallest minimum gap c and the subscript 3
2, 33, and 34 in that order.

【0039】図10〜図11に明らかなように、隙間c
が小さいと熱伝達率αが大きくなるが、圧力損失Pが急
激に増大する。
As is apparent from FIGS. 10 to 11, the gap c
Is small, the heat transfer coefficient α increases, but the pressure loss P sharply increases.

【0040】以上に示した熱流動解析による実験結果に
より、内部金物2の冷却面に形成される波山7の形状及
び該波山7に臨む冷却液通路51、52の形状は次の数
値が好適である。
According to the experimental results based on the heat flow analysis described above, the following numerical values are suitable for the shape of the wave peak 7 formed on the cooling surface of the internal hardware 2 and the shape of the coolant passages 51 and 52 facing the wave peak 7. is there.

【0041】 (1)外周冷却液通路52側(図2に示される部位) 波山7のピッチ a=30mm以下 高さ b=3mm〜10mm 最少隙間c=1.5mm〜2mm(1) Peripheral coolant passage 52 side (part shown in FIG. 2) Pitch of wave peak 7 a = 30 mm or less Height b = 3 mm to 10 mm Minimum gap c = 1.5 mm to 2 mm

【0042】 (2)中央冷却液通路51側(図3に示される部位) この部位においては、前記外周部位に較べて約1/2の
半径位置にあるため、波山7の寸法を外周部位と同一に
すると流速が2倍となり、圧力損失が増大することか
ら、前記流速が外周部位と同一になるよう各寸法を定め
る。従って、波山のピッチa及び高さbは外周部位と同
一とし、最少隙間c=3mm〜4mmとする。
(2) Central coolant passage 51 side (part shown in FIG. 3) In this part, since it is located at a radius position which is about 外 周 the radius of the outer peripheral part, the size of the wave crest 7 is defined as the outer peripheral part. If they are the same, the flow velocity will be doubled and the pressure loss will increase, so the dimensions are determined so that the flow velocity is the same as the outer peripheral part. Therefore, the pitch a and the height b of the wave crest are the same as the outer peripheral portion, and the minimum gap c is 3 mm to 4 mm.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の記載のごとく本発明によれば、波
山頂部にて冷却液側の熱伝達率が上昇せしめられること
により、冷却効果が上昇し、次いで拡開部にて冷却液の
圧力損失の増大が抑制されることとなり、高い熱伝達率
で以て冷却効果が向上されるとともに、圧力損失が低減
されたピストン冷却が可能となる。
As described above, according to the present invention, the cooling effect is increased by increasing the heat transfer coefficient on the coolant side at the wave crest, and the pressure of the coolant is then increased at the expanding portion. The increase in loss is suppressed, and the cooling effect is improved with a high heat transfer coefficient, and the piston can be cooled with reduced pressure loss.

【0044】これにより、ピストン温度の上昇が抑制さ
れ、熱応力の破壊や焼損の発生が防止された耐久性の高
いピストンを得ることができるとともに、冷却液供給ポ
ンプの容量を低減することができる。
As a result, it is possible to obtain a highly durable piston in which the rise in the temperature of the piston is suppressed, the destruction of thermal stress and the occurrence of burning are prevented, and the capacity of the coolant supply pump can be reduced. .

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

【図1】本発明の実施形態に係るピストン要部縦断面図
である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a piston according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施形態における外周側冷却部の拡大断面
図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of an outer peripheral side cooling unit in the embodiment.

【図3】上記実施形態における中央側冷却部の拡大断面
図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a central cooling unit in the embodiment.

【図4】ピストン冷却部の位置を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a position of a piston cooling unit.

【図5】(A)(B)ともに、上記実施形態における冷
却液波山部の流れを示す説明図である。
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing the flow of a coolant wave crest in the embodiment.

【図6】上記実施形態における圧力損失及び熱伝達率の
変化を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing changes in pressure loss and heat transfer coefficient in the embodiment.

【図7】上記実施形態における波山のピッチと熱伝達率
の関係を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a pitch of a wave peak and a heat transfer coefficient in the embodiment.

【図8】上記実施形態における波山のピッチと熱伝達率
の関係を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a pitch of a crest and a heat transfer coefficient in the embodiment.

【図9】波山ピッチと圧力損失との関係を示す線図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a wave peak pitch and a pressure loss.

【図10】冷却液通路の最少隙間と熱伝達率との関係を
示す線図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a minimum clearance of a coolant passage and a heat transfer coefficient.

【図11】冷却液通路の最少隙間と圧力損失との関係を
示す線図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a minimum gap of a coolant passage and a pressure loss.

【図12】冷却液通路の最大流速と熱伝達率及び圧力損
失との関係を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a maximum flow rate of a coolant passage, a heat transfer coefficient, and a pressure loss.

【図13】従来のピストンを示す縦断面図である。FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a conventional piston.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ピストンクラウン 1a、1b 冷却面 2 内部金物 7 波山 7a 頂部 7b 拡開部 7c 縮小部 51、52 冷却液通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston crown 1a, 1b Cooling surface 2 Internal hardware 7 Wave peak 7a Top 7b Expanded portion 7c Reduced portion 51, 52 Coolant passage

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ピストンクラウンの冷却面と、該ピス
トンクラウンの内部に収納された内部金物の表面との間
に冷却液通路を形成してなるピストンにおいて、 前記内部金物の前記ピストンクラウンの冷却面前記冷
却液通路を隔てて対向する面に、シリンダ軸心と同心の
環状の波山を複数個連設し、 前記各波山は前記冷却液通路に突出して該冷却液通路の
最小隙間を形成する頂部と 該頂部に連なり、該頂部から冷却液流の下流側へ向けて
前記冷却液通路の隙間が拡開するように直面状あるいは
曲面状に傾斜した拡開部と、該拡開部から次の頂部に連
なって前記冷却液通路の隙間が縮小される曲面状の縮小
を有してなることを特徴とするピストン。
1. A cooling surface of a piston crown and a piston
Between the surface of the internal hardware housed inside the ton crown
A cooling fluid passage formed in the piston, wherein a cooling surface of the piston crown of the internal hardware is provided.ofThe cold
On the opposite surface across the liquid passage,
Multiple annular wave peaksContinuous installationThe wave peaks protrude into the coolant passage, and the
With the top forming a minimum gap,  Connected to the top, from the top toward the downstream side of the coolant flow
SaidSo that the gap in the coolant passage expandsFace or
CurvedWith a sloping expansionFrom the expanded portion to the next top
Curved surface reduction in which the clearance of the coolant passage is reduced
DepartmentA piston comprising:
【請求項2】 前記複数個の前記波山を、前記ピスト
ンクラウンの外周側に位置する外周側冷却液通路形成
部、又はピストンの中央側に位置する中央側冷却液通路
形成部の何れか一方または双方に設けたことを特徴とす
請求項1記載のピストン。
The method according to claim 2 wherein said plurality of said wave crests, the outer peripheral side cooling fluid passage forming portion located on the outer peripheral side of the piston crown or piston either center-side coolant passage forming portion located at the center side of the or It is characterized by being provided on both sides
The piston according to claim 1, wherein that.
【請求項3】 前記波山形成部の前記冷却液通路
最小隙間(c)を前記外周側において、c=1.5mm
ないし2mmとし、前記中央側においてc=3mmない
し4mmと、 また、前記外周側及び中央側における前記波山のピッチ
(a)をa=30mm以下、波山の高さ(b)をb=3
mm〜10mmに構成したことを特徴とする請求項2記
載のピストン。
Wherein said at said outer peripheral side <br/> the minimum gap (c) of the coolant passage forming part of the wave crests, c = 1.5 mm
To a 2 mm, and 4mm to no c = 3 mm at the center side, also, the pitch of the wave crests in the outer peripheral side and the center side (a) a = 30mm or less, the height of the wave crests and (b) b = 3
3. The piston according to claim 2, wherein the piston has a diameter of 10 mm to 10 mm.
JP27556296A 1996-09-26 1996-09-26 piston Expired - Fee Related JP3254145B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27556296A JP3254145B2 (en) 1996-09-26 1996-09-26 piston

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27556296A JP3254145B2 (en) 1996-09-26 1996-09-26 piston

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10103056A JPH10103056A (en) 1998-04-21
JP3254145B2 true JP3254145B2 (en) 2002-02-04

Family

ID=17557186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27556296A Expired - Fee Related JP3254145B2 (en) 1996-09-26 1996-09-26 piston

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3254145B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7299772B1 (en) * 2006-06-22 2007-11-27 Caterpillar Inc. Cooling gallery fan assembly for a piston
JP5229147B2 (en) * 2009-07-28 2013-07-03 パナソニック株式会社 refrigerator

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10103056A (en) 1998-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5605046A (en) Cooled liner apparatus
US6637188B2 (en) Rocket engine combustion chamber with enhanced heat transfer to cooling jacket
US6626440B2 (en) Resilient seals with inflection regions and/or PLY deformation
JPS60182342A (en) Fluid cooling type composite piston for internal combustion engine
JPH04203253A (en) Cylinder cooling structure in multicylinder engine
KR20110013400A (en) Channel system
EP1352170B1 (en) Rocket engine member and a method for manufacturing a rocket engine member
US6532913B1 (en) Piston cooling fin
US6776128B2 (en) Internal combustion engine
US4502422A (en) High output oil cooled floating piston
JP3254145B2 (en) piston
US5080284A (en) Cooling system for the trailing edge of a liner
US6363894B1 (en) Diesel engine having a cylinder liner with improved cooling characteristics
US4362136A (en) Internal combustion engine piston
US5505167A (en) Internal combustion engine block having a cylinder liner shunt flow cooling system and method of cooling same
US2720193A (en) Oil cooled piston for high speed internal combustion engines
US5233947A (en) Cooling system of a cylinder of an internal combustion engine
US6883471B1 (en) Vortex enhanced cooling for an internal combustion engine
JP3308344B2 (en) Engine cooling system
JP2697321B2 (en) Internal combustion engine piston
JP2876828B2 (en) Internal combustion engine cooling system
US10082099B2 (en) Port edge shape with continuous curvature for improved ring-port interaction and flow area
JPS6165056A (en) Piston cooling device in internal-combustion engine
JP2921954B2 (en) Engine block structure
JP2007162596A (en) Cylinder block and internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000208

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees