JP5833340B2 - ピストンリングパッケージの機能の最適化方法ならびにそれに適したピストンリングパッケージ - Google Patents
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Description
3 シリンダライナ
5 作動空間
9a、9b、9c、9d ピストンリング溝
10a、10b、10c、10d ピストンリング
11 ピストンリングパッケージ
12 周囲溝
Claims (13)
- 往復ピストン式内燃機関、特に2サイクル大型ディーセルエンジンのピストン(2)の、重ねて配置された複数のピストンリング(10a、10b、10c、10d)を含むピストンリングパッケージ(11)の機能を最適化する方法であって、
前記ピストンの動作サイクルのたびに、上からは、前記ピストン(2)によって画定された作動空間(5)内で生成された燃焼圧に曝され、下からは前記ピストン(2)の下にある圧力に曝される方法において、
前記ピストンリングパッケージ(11)の領域では、作動空間(5)から抜けるガスの漏出が起こる方法において、
前記ピストンリングパッケージ(11)のすべてのピストンリング(10a、10b、10c、10d)で、作動空間(5)から抜けるガスの、制御された、スリットの入ったピストンリングを備えた構成に比べて少ない漏出が許容され、前記漏出が、各々のピストンリング(10a、10b、10c、10d)のために個別に決められ、それぞれ許容される漏出が、作動空間(5)の最も近くに隣接する前記ピストンリング(10a)から、作動空間(5)から最も離れた前記ピストンリング(10d)まで減少していくことを特徴とする方法。 - 作動空間(5)から抜けるガスの、前記ピストンリングパッケージ(11)の前記個々のピストンリング(10a、10b、10c、10d)でそれぞれ許容される、制御された漏出が、これによって引き起こされる出力損失が、前記ピストンリングパッケージ(11)の寿命全体にわたって一定であるように個別に設定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 作動空間(5)から抜けるガスの、前記ピストンリングパッケージ(11)の前記個々のピストンリングでそれぞれ許容される、制御された漏出が、前記ピストンリングパッケージ(11)の上側の圧力と下側の圧力の間の全体的な圧力低下が前記ピストンリングパッケージ(11)のすべてのピストンリング(10a、10b、10c、10d)に個別に分配され、その結果、前記ピストンリングパッケージ(11)のすべてのピストンリング(10a、10b、10c、10d)の均一な磨滅が生じるように、個別に設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 作動空間(5)から抜けるガスの、前記ピストンリングパッケージ(11)の前記個々のピストンリングでそれぞれ許容される、制御された、個別に設定される漏出が、各動作サイクルにおいて、前記ピストンリングパッケージ(11)の前記連続するピストンリング(10a、10b、10c、10d)の最高圧力負荷が上から下へと時間的に遅延して起こるように、個別に影響を及ぼされることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の方法を実施するための、重ねて配置された複数のピストンリング(10a、10b、10c、10d)を備えたピストンリングパッケージであって、
前記ピストンリングがそれぞれ、往復ピストン式内燃機関、特に2サイクル大型ディーセルエンジンのピストン(2)の割り当てられたピストンリング溝(9a、9b、9c、9d)内に配置されており、前記ピストンリングパッケージ(11)の領域において、作動空間(5)から抜けるガスの漏出がもたらされるピストンリングパッケージにおいて、
前記ピストンリングパッケージ(11)のすべてのピストンリング(10a、10b、10c、10d)に、それぞれ個別に設定され、スリット入りのピストンリングのスリットに比べて小さな総断面積の、各々のピストンリング(10a、10b、10c、10d)の上と下の空間をつなぐガス漏出路が配され、前記ガス漏出路の有効断面積が、前記割り当てられたピストンリング(10a、10b、10c、10d)が損耗しても一定に維持され、それぞれ1つのピストンリング(10a、10b、10c、10d)に割り当てられたガス漏出路によって構成された、塞がっていない総通流断面積の大きさが、上側の、作動空間(5)の最も近くに隣接する前記ピストンリング(10a)から下へ作動空間(5)から最も離れた前記ピストンリング(10d)まで、個別に適合された段階ずつ減少していくことを特徴とするピストンリングパッケージ。 - 前記ピストンリングパッケージ(11)のすべてのピストンリング(10a、10b、10c、10d)が、スリットのない、一周している閉じたピストンリングとして形成され、前記ピストンリング(10a、10b、10c、10d)に個別に割り当てられた、前記ピストンリングの上側から下側に通じるガス漏出路が周囲溝(12)として形成されており、前記周囲溝の深さが、前記ピストン(2)とこれを収容するシリンダライナ(3)との間の隙間の幅に、寿命中に許容されるピストンリング厚の磨滅を足した幅より大きく、前記周囲溝の総断面積が各々のピストンリングに対して個別に設定されており、前記一番上のピストンリング(10a)には、前記ピストンリングパッケージ(11)の領域内で最も大きな個別のガス漏出断面積を構成する溝(12)が、および前記一番下のピストンリング(10d)には最も小さな個別のガス漏断面積を構成する溝(12)が配されることを特徴とする請求項5に記載のピストンリングパッケージ。
- 前記周囲溝(12)が、リング平面に対して斜めに延びていることを特徴とする請求項6に記載のピストンリングパッケージ。
- 各々のピストンリングに、それぞれ個別に予め定められた数の周囲溝(12)が配されていることを特徴とする請求項6または7に記載のピストンリングパッケージ。
- 各々のピストンリング(10a、10b、10c、10d)に、前記ピストンリングの周囲溝(12)のそれぞれ個別に予め定められた幅が割り当てられていることを特徴とする請求項6または7に記載のピストンリングパッケージ。
- すべてのピストンリング(10a、10b、10c、10d)の前記周囲溝(12)の向きが同じであり、前記周囲溝(12)の数が、ピストンリングごとに、前記一番上のピストンリング(10a)を基準として上から下へと、適合された段階ずつ減少していくことを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載のピストンリングパッケージ。
- ピストンリング(10a、10b、10c、10d)ごとに設けられた同一の前記周囲溝(12)の数が、前記一番上のピストンリング(10a)を基準として、ピストンリングからピストンリングへとそれぞれ半分に、少なくとも1つの周囲溝(12)にまで減少することを特徴とする請求項10に記載のピストンリングパッケージ。
- 1つより多くの周囲溝を有する最後の前記ピストンリング(10b)より下に設けられたすべてのピストンリング(10c、10d)がそれぞれ1つの周囲溝(12)を有することを特徴とする請求項11に記載のピストンリングパッケージ。
- 少なくとも4つのピストンリング(10a、10b、10c、10d)および同じ向きの前記周囲溝(12)がある場合、前記一番上のピストンリング(10a)が4つの周囲溝(12)を、前記2番目のピストンリング(10b)が2つの周囲溝(12)を、その他の前記ピストンリング(10c、10d)がそれぞれ1つの周囲溝(12)を有することを特徴とする請求項6から12のいずれか一項に記載のピストンリングパッケージ。
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