JP6412568B2 - ツーサイクル対向ピストンエンジンのリストピンの油圧を維持するための潤滑構成 - Google Patents

ツーサイクル対向ピストンエンジンのリストピンの油圧を維持するための潤滑構成 Download PDF

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Description

関連出願
本出願は、「対向ピストンエンジンのためのピストン構造(Piston Constructions for Opposed−piston engines)」に関して2011年8月15日に出願され、2012年3月29日に米国特許公開2012/0073526として公開された米国特許出願第13/136,955号、および、「Rocking Journal Bearings for Two−Stroke Cycle Engines」に関して2013年2月25日に出願され、2014年8月28日にUS 2014/0238360 A1として公開された米国特許出願第13/776,656号の主題に関する主題を含む。
背景
この分野は、ツーサイクルエンジン(two storoke cycle engines、二行程エンジン、ツーストロークサイクルエンジン)のための潤滑管理である。より詳細には、本出願は、ツーサイクルの対向ピストンエンジンのピストンのためのリストピンの油圧回復手段の実施に関する。
レシプロエンジン内のリストピンには、接合箇所における高負荷での凹凸の接触のリスクを和らげるために、潤滑が必要である。接合箇所における凹凸の接触が高負荷を受ける場合、過度の摩擦、摩耗、さらには重大事故さえ発生する可能性がある。印加される負荷はこの凹凸の接触を発生させ、エンジンの速度および負荷が変化するにつれて常に変化する。
ツーサイクル対向ピストンエンジンの動作のいくつかの態様では、サイクルの性質により、リストピンの耐久性に対し、常に圧力が負荷されることと、油圧が変化することとの、2つの別個の脅威が生じる。
圧力の負荷が常に生じる理由は、ツーサイクルエンジンのリストピン軸受け上の負荷の反転が、エンジンの通常の速度と負荷の領域における動作の間、まったく発生しない場合があるためである。2サイクルエンジンの動作中は、サイクル毎に燃焼が発生し、ピストンのクラウンの上死点(TC、トップセンター)の近位にほとんど絶え間なくガスの圧力による負荷が生じ、このことは、ピストンの速度が速ければなおさら、リストピン軸受けのピストンアセンブリの慣性力よりも一層大きくなる。サイクルの他端では、下死点(BC、ボトムセンター)において、ピストンアセンブリの慣性力により、軸受けへの同様の負荷が維持される。結果として、軸受けが、サイクルを通してほとんど絶え間なく明確な負荷下にあり、軸受けに油を補給することは困難である。さらに、軸受けの揺動の角度が限られているため、軸受面間に導入される油が完全には軸受けに充填されない。最終的に、軸受けは境界層の潤滑形態で作動し始め、過度の摩擦、摩耗、そして軸受けの故障につながる。
第1の問題に対する解決策には、軸受けの回転に応じて軸受けの部品を引き離す軸受けの構成が含まれる。そのような解決策の1つが、関連する米国出願第13/776,656号に開示されている。この文献では、対向ピストンエンジンのピストンを連結するリストピンが、軸受けの部品の2軸の回転を生じさせる揺動ジャーナル軸受け(rocking journal bearing,ロッキングジャーナル軸受)で構成され、これにより、部品を引き離して、軸受面間への油の導入を可能にする。この軸受けの構成には、ジャーナルを通る流出路を介して軸受けの部品に送達される、軸受けの部品にある量の加圧された油を受け、維持するためのアキュムレータとしての役割を果たす揺動ジャーナルの貯蔵容器が含まれる。油をアキュムレータに送達するためのジャーナル内の流入路には、付随する接続ロッド(connecting rod、連接棒)内の高圧の油の通路から供給される。加圧された油は、エンジンブロック内にある油のメインギャラリー(main gallery、通路)から接続ロッドの油の通路に運ばれる。ここで、第2の問題が生じる。
一対のピストンがシリンダのボア内(bore、穴、内腔)を反対に動くと、それぞれのリストピンに供給される加圧された油が、慣性による負荷を受ける。この慣性は、そのトップセンター(TC、上死点)およびボトムセンター(BC、下死点)の位置における反転領域でピストンの方向が変化する際に最も顕著である。動力行程中のTCからBCへの動作の方向を考えると、慣性による負荷により、接続ロッドの油の通路内の油圧が、ピストンがBCにおいて方向が逆転する際の、有効なリストピンの潤滑のための最低レベルより下に低下する場合がある。対向ピストンエンジンの動作サイクル中ずっとリストピンを潤滑させるのに十分な油圧を与えるには、特に負荷が反転しない場合に、油のメインギャラリーに与えられる圧力がエンジンの速度とともに上昇して、接続ロッドの油柱の慣性力を克服する必要がある場合がある。通常、油のメインギャラリーには正圧ポンプから供給され、供給圧力がエンジンの速度とともに変化するようにポンプを制御することが可能である。しかし、エンジンの速度が上昇するのに応じるリストピンの潤滑のみのためのエンジン全体にわたる油圧の上昇により、エンジン潤滑システムの残りの部分に必要な圧力以上の油圧が生じる場合がある。このことにより、潤滑システムの所内動力(parasitic liad)が高くなり、エンジンの機械損失平均有効圧(FMEP、function mean effective pressure)が高くなる。
したがって、エンジンの動作中におけるツーサイクル対向ピストンエンジンのリストピンの油の貯蔵容器内の油圧を維持する必要がある。エンジン性能に過度なポンプの損失を課すことなく、すべてのエンジンの速度において、動作サイクルを通して有効な潤滑が保証されるレベルに油圧を維持することが特に望ましい。
ピストンがBCに近接する際のリストピンにおける油圧の損失を最小化し、必要な油供給圧を低下させるために、リストピンは、リストピンにおける油圧が高い場合に油圧のエネルギーを吸収および貯蔵し、接続ロッドの油圧が低い場合に、その貯蔵されるエネルギーを解放してリストピンにおいて油を加圧するように構成される。
図1は、ポンプによって供給される油のギャラリーを有する、従来技術の対向ピストンエンジンの概略図であり、適切に「先行技術(従来技術)」との記載がされる。
図2は、ギャラリーの様々な油圧についての、圧縮点火式ツーサイクル対向ピストンエンジンのTC〜BC〜TCの1回転を通しての、リストピンの供給油圧を示すグラフである。
図3は、詳細な説明による、ツーサイクル対向ピストンエンジンのピストン/接続ロッドアセンブリの、斜視での側面図である。
図4Aは、リストピンの潤滑構成を示す、図3のピストンおよび接続ロッドの線A−Aに沿う軸方向の断面図である。 図4Bは、図3の線B−Bに沿う断面図である。
図5は、リストピンの潤滑構成の要素を示す、ピストンおよび接続ロッドの分解図である。
図6は、部分的に分解されたリストピンを示す、斜視での拡大断面図である。
図7は、接続ロッドの油送達路をリストピンの油流入路と連結するように構成された圧力応答制御手段の要素を示す、ピストンおよび接続ロッドの分解図である。
詳細な説明
ツーサイクルエンジンは、クランクシャフトの単一の完全な回転、およびクランクシャフトに接続されるピストンの二行程により、動力サイクルを完結する内燃エンジンである。ツーサイクルエンジンの一例が、一対のピストンがシリンダのボア内に対向して配置される対向ピストンエンジンである。
図1に見られるように、対向ピストンエンジン49は、少なくとも1つのポートシリンダ50(ported cylinder、出入り口のあるシリンダ)を有する。たとえば、エンジンは、1つのポートシリンダ、2つのポートシリンダ、3つのポートシリンダ、または4つ以上のポートシリンダを有してもよい。説明の目的で、エンジン49は、複数のポートシリンダを有するとみなされる。各シリンダ50は、ボア52を有し、排気ポート54および吸気ポート56がそのそれぞれの端部に形成される。排気ポート54および吸気ポート56はそれぞれ、1つまたは複数の円周方向に並べられた開口を有する。排気ピストン60および吸気ピストン62は、その端面61および63を互いに対向させて、ボア52内にスライド可能に配置される。排気ピストン60はクランクシャフト71に連結され、吸気ピストンはクランクシャフト72に連結される。ピストンの各々は、その付随するクランクシャフトに、リストピン74および接続ロッド76によって連結される。シリンダ50のピストン60および62が、それぞれのTC位置にあるか、その近位にある場合、燃焼チャンバがボア52内の、各ピストンの端面61と端面63との間に規定される。燃料は、シリンダの側壁を貫通する開口内に位置する少なくとも1つの燃料インジェクタノズル100を通して燃焼チャンバ内に直接注入される。
油を供給してエンジン49の可動部品を潤滑させる潤滑システムは、油の貯蔵容器80を含み、この油の貯蔵容器80から、ポンプ82により、加圧された油がメインギャラリー84に送り込まれる。メインギャラリーにより、加圧された油がクランクシャフト71および72に、通常は穿孔(drilling)を通して主軸受け(図示せず)に供給される。主軸受け(main bearing)の溝から、加圧された油が接続ロッド76の大端部の軸受けの溝に供給される。そこから、加圧された油が接続ロッド内の穿孔77を通ってリストピン74に流れる。
エンジン49には、スーパーチャージャ110およびターボチャージャ120を含む空気管理システム51が備えられている。ターボチャージャは、共通の軸123上で回転するタービン121およびコンプレッサ122を有する。タービン121は排気サブシステムに連結され、コンプレッサ122は吸気サブシステムに連結される。排気ポート54から導管125に取り出される排気ガスはタービン121を回転させる。これによりコンプレッサ122を回転させ、吸入空気を圧縮することによりコンプレッサ122に吸気を発生させる。コンプレッサ22による吸気の出力は、導管126を通って流れ、次いでスーパーチャージャ110によって吸気ポート56の開口に送り出される。
対向ピストンエンジンの動作サイクルはよく知られており、それらの端面61と端面63の間で発生する燃焼に応じて、対向するピストン60、62がシリンダ内でそのTC位置から離れるように移動する。TCから移動する間は、ピストンは、そのピストンがそれぞれのBC位置に近接するまで、その関連付けられたポートを閉じたままにする。ピストンは、排気ポート54および吸気ポート56が同時に開閉するように、同位相で動いてもよい。あるいは、一方のピストンが他方を同位相で先導してもよく、この場合、吸気ポートと排気ポートとの開閉時間は異なる。ピストンがそのBC位置を通って移動する際に、排気ポート54から流出する排気生成物が吸気ポート56を通ってシリンダに流入する吸気と入れ替わる。BCに達した後は、ピストンの方向が反転し、各ポートはピストンによって再び閉じられる。ピストンがTCに向かって移動を続けている間は、シリンダ50内の吸気が端面61と端面63との間で圧縮される。ピストンがシリンダボア内のそのそれぞれのTC位置に向かって前進する際には、燃料がノズル100を通って吸気内に注入され、ピストン60とピストン62との間で吸気と燃料の混合物が圧縮される。混合物が点火温度に達すると、燃料が点火される。燃焼により、そのそれぞれのBC位置に向かって、ピストンを離間するように移動させる。
図2は、TCにおける0°のクランク角(CA)からBC(180°CA)、そしてTC(360°CA)に戻るエンジンの全行程の間の、メインギャラリー(main galley)の油圧のいくつかについての、代表的な対向ピストンエンジンのリストピンにおける油圧を示すグラフである。図2に見られるように、所与のギャラリーの圧力について、リストピンにおける油圧はTCにおいて最大になり、BCにおいて最小になる。メインギャラリーの圧力がエンジン特有の閾値を下回る場合、リストピンに供給する接続ロッドの穿孔内の油のカラム(column of oil、油柱)の圧力は負になり、行程において油のカラムの圧力が再び正になる時間までは、リストピンは有効な加圧された油を有さないことになる。図2のように、所与のエンジン形状およびクランクシャフトの速度について、5bar未満のメインギャラリーの圧力により、リストピンにおける油圧が180°CA(BC)で負になる。5barのメインギャラリーの油圧では、リストピンの油圧はわずかに正であり、6barでは、リストピンの油圧が、所望される最低圧力である1barよりわずかに大である。3barのメインギャラリーの油圧は、エンジンの他のすべての潤滑システムには、十分である場合があるが、その量の2倍のギャラリーの油圧が、エンジンの全サイクル中、リストピンアセンブリを適切に潤滑するのに必要である。図2を参照すると、対向ピストンエンジンの潤滑システムが、ツーサイクルエンジンの全てのサイクルの間、リストピンに対する油の有効性を保証するのに十分な量の潤滑油を送達するように構成されることが望ましい。
図3は、対向ピストンエンジンに使用されるピストンアセンブリの斜視図であり、ピストン200およびそれに付随する接続ロッド210を示している。ピストン200は、スカート207に取り付けられたクラウン206を有する。クラウンの端面208は、両方のピストンがTCにあるか、TCの近位にある場合、対向するピストンの端面とともに燃焼チャンバを形成するように構成される。たとえば、米国公開第2011/0271932号および国際公開第2012/158756号に記載および説明されているピストンの構成、ならびに、米国出願第13/843,686号および米国出願第14/026,931号に記載および説明されるピストンの構成を参照されたい。接続ロッド210は、クランクシャフトのクランクスロー(図示せず)に連結される大端部212を有する。大端部内の油溝214は、接続ロッドのシャフト内の穿孔に油を運ぶ。図4A、4B、および5のように、ピストン200は、クラウン206の下面に固定され、スカート207によって形成される凹部内に配置される軸受け支持構造219をさらに含む。軸受け支持構造219は、接続ロッド210の小端部215に取り付けられるリストピン221(「ジャーナル」とも呼ばれる)を受ける、ほぼ円筒状の軸受面220を含む。リストピン221は、リストピン221を貫通して穿たれ、貯蔵容器からリストピンを通り、リストピンと軸受面との間の界面に油をわたす働きをする1つまたは複数の油流出路225と連通する内部油の貯蔵容器222を含む。いくつかの態様では、図4Aにもっともよく見られるように、油の貯蔵容器222は、両端部と、その上をリストピン221が揺動する軸に対応する軸を有する筒状の凹部として構成することができる。加圧された油は、溝214から油の貯蔵容器222への送達のために、接続ロッド210内の油送達路216を通して運ばれる。
リストピンの油圧を維持するための潤滑構成
ツーサイクルエンジンの全行程の間、リストピンの油圧を、対向ピストンエンジンのリストピンに対する油の有効性を保証するのに十分なレベルに維持するための潤滑構成が、図4A、図4B、図5、および図6に示す実施形態によって説明される。しかし、実施形態の態様の中には、特に限定することが意図されるものは存在しないことを理解されたい。
この例では、潤滑構成は少なくとも、油の貯蔵容器222内に配置される油圧吸収装置250、油の貯蔵容器222と連通するリストピン油流入路223、接続ロッド210内の油送達路216、および圧力応答性制御手段260を含む。圧力応答性制御手段260は、油送達路216内の油圧が油の貯蔵容器222内の油圧をわずかに超える間は貯蔵容器222に油を運ぶために油送達路216をリストピン油流入路223に連結し、油送達路216内の油圧が油の貯蔵容器222内の油圧に比べて減少する場合に、貯蔵容器222から油送達路へ油が運ばれるのを妨げるように、送達路216をリストピン油流入路223から分離するように構成することができる。したがって、ピストン200がBCからTCに移動し、慣性力により、油送達路216内の油圧を最大まで上昇させる間、油送達路216はリストピン油流入路223に連結され、油圧の上昇が生じることによるエネルギーが油圧吸収装置250によって吸収される。この上昇に応じて、油圧吸収装置250が、より多くの加圧された油のための追加の空間を油の貯蔵容器222内に形成するような方式で、エネルギーを吸収する。ピストン200がTCからBCに戻る間、油送達路216内の油のカラムの慣性力が反転し、それによって、油送達路216内の油圧が低下する。油送達路216内の油圧が貯蔵容器内の油圧に対して低下し始めると、貯蔵容器から油送達路216へ油が運ばれるのを妨げるように、油送達路216がリストピン油流入路223から分離される。油圧吸収装置250に貯蔵されるエネルギーが解放され、追加の空間を減らすことにより、吸収装置を油の貯蔵容器222に貯蔵される油に作用させる。このことにより、貯蔵容器内の油圧が、ピストン200の方向が反転し、油送達路216が再びリストピン油流入路と連結されるまで、リストピン/軸受面の界面を離間および潤滑させ続けるのに十分なレベルに維持される。
好ましい実施形態では、油圧吸収装置250は、圧縮によりエネルギーを吸収し、拡張により貯蔵されるエネルギーを解放するように構成される。いくつかの態様では、図4A、5、および6に見られるように、油圧吸収装置250は閉端部253を有するピストン251、およびピストン251の軸方向の空間内に配置されるバネ256として構成される。貯蔵容器222を形成する筒状凹部には、圧入プラグ276によって閉じられる、リストピン221の端部274と対向する環状表面273を有する棚状突起部272を含む。環状表面273は、リストピンおよび筒状凹部と共有する軸270に垂直な平面に位置する。ピストン251は、環状表面273と端部274との間に配置され、それらの間を、貯蔵容器222内の油圧の変化に応じて、軸270に沿って移動する。ピストン251の動きは、閉端部253とプラグ276との間で作用するバネ256によって制御される。部品221、251、256、および276が組み立てられると、バネ256は、ピストンを、それが抗していなければ、環状表面273に向けて付勢する(urge)ために十分に圧縮される。貯蔵容器内の油圧が上昇し、バネ256の圧力を超えると、ピストン251が油圧によって、表面273から離れるようにプラグ276に向けて付勢され、バネ256をさらに圧縮する。油圧が低下すると、圧縮されたバネ256がピストン251を表面273に向かって再び押し戻す。
2つの油圧吸収装置が図4A、図5、および図6に示してあり、リストピン221の各端部に油圧吸収装置の1つがある。しかし、この数は、特に限定することを意味するものではないことを理解されたい。代わりに、1つの吸収装置250をリストピンのいずれかの端部に設けることができる。さらに、油圧吸収装置は、ピストン/バネの組合せとして構成することができる。しかし、この構成は特に限定することを意味するものではないことを理解されたい。代わりに、吸収装置は、ブラダー(bladder、内袋)、ベロー(bellow、風袋)、または、油圧の変化に応じてエネルギーを吸収、貯蔵、および解放することが可能である別の均等な構造として構成することができる。
図4Bおよび図7を参照すると、圧力応答性制御手段260は、通路内の油圧差に応じて、油送達路216をリストピン油流入路223に連結するように構成することができる。たとえば、この手段は、ネジ式または圧入プラグ286によって接続ロッド210内の凹部284に座す逆止弁282として構成することができ、ネジ式または圧入プラグ286は、逆止弁から分割しているか、一体とすることができる。逆止弁282は、油送達路216と、接続ロッド210内に形成される補助油通路288との間に、油流入路223と並べて位置付けることができる。逆止弁282は、油送達路216内の油の圧力に反作用するパッシブバルブ(passive valve、受動的逆止弁)である。通路216内の油圧が高い場合、ピストン200がTCに近接する場合のように、バルブボールがバネを押し下げ、これにより逆止弁282を開いて、加圧された油をリストピンの油の貯蔵容器222内に入れる。燃焼サイクルの間にピストン200が反転し、加速されると、リストピン貯蔵容器222内の油が油送達路216を下に移動し始め、このことが逆止弁282の両側での圧力差につながる。この圧力差により、逆止弁282が閉じ、それによって、補助油通路288を閉じる。したがって、貯蔵容器222内の加圧された油が、リストピンの界面の潤滑のために高い圧力に維持される。
圧力応答性制御手段260は、ボール逆止弁として構成される。しかし、この構成は特に限定することを意味するものではないことを理解されたい。代わりに、圧力応答性制御手段260はダイアフラム弁、揺動弁もしくは傾斜ディスク弁、リフト弁もしくはインライン弁、リード弁、または、通常は油もしくは潤滑剤を一方向にのみ通過させる別の一方向通流用手段として構成することができる。
任意のエンジンサイクル中、TCでは、リストピンアセンブリで有効である過剰なギャラリーの油圧(galley oil pressure)が存在する。それが有効である場合にリストピンにおけるこの高い油圧を獲得すること、および、有効なギャラリーの油圧が最小である場合に、エンジンサイクルの間にそれが必要になるまでそれを貯蔵することによって、エンジンの全サイクルの間にリストピンのためのより一定の油圧を維持することができる。
本明細書に記載の潤滑構成の実施形態、ならびにそれによって実施形態が実施される手段および手順は例示的であり、限定を意図するものではない。
49 ・・・対向ピストンエンジン
50 ・・・シリンダ
52 ・・・ボア
54、56 ・・・吸気ポート
60、62、200、251 ・・・ピストン
210 ・・・接続ロッド
215 ・・・小端部
216 ・・・油送達路
219 ・・・軸受け支持構造
220 ・・・軸受面
221 ・・・リストピン
222 ・・・油の貯蔵容器
223 ・・・リストピン油流入路
226 ・・・圧力応答性制御手段
250 ・・・油圧吸収装置
256 ・・・バネ
270 ・・・軸
272 ・・・棚状突起部
273 ・・・環状表面
276 ・・・プラグ
282 ・・・逆止弁

Claims (10)

  1. ピストン(60、62、200)が、軸受面(220)を有する軸受け支持構造(219)と接続ロッド(210)の小端部(215)に固定されるリストピン(221)とを含んでおり、前記軸受け支持構造が前記軸受面上で揺動するように前記リストピンを保持している、ツーサイクルエンジン(49)における潤滑構成であって、
    前記潤滑構成は、
    前記リストピンを通して前記リストピンと前記軸受面との間の界面に油を渡すように働く1つまたは複数のリストピン油流出路(225)と連通する、リストピン(221)の内部油の貯蔵容器(222)と、
    前記油の貯蔵容器内に配置される少なくとも1つの油圧吸収装置(250)と、
    油の貯蔵容器と連通するリストピン油流入路(223)と、
    接続ロッド(210)内の油送達路(216)と
    前記油送達路(216)をリストピン油流入路(223)に連結する圧力応答性制御手段(260)と、
    を備えており、
    前記圧力応答性制御手段(226)が、油送達路(216)の油圧が油の貯蔵容器(222)内の油圧を超える場合には油の通路を油の貯蔵容器(222)に開き、油圧が超えない場合には閉じるように方向づけられていることを特徴とする潤滑構成。
  2. 前記貯蔵容器が、リストピン内のほぼ円筒状の凹部であり、両側が閉じており、前記油圧吸収装置(250)が前記円筒状の凹部の一方の端部の近位で座することを特徴とする請求項1に記載の潤滑構成。
  3. 前記筒状の凹部が、軸(270)、および前記軸に垂直な平面にあり、前記一方の端部に対向する環状表面(273)を有する棚状突起部(272)を有し、
    前記油圧吸収装置(250)が、
    前記一方の端部の前記環状表面(273)とプラグ(276)との間に配置され、その間を、前記軸(270)に沿って、前記油の貯蔵容器(222)内の油圧の変化に応じて移動するピストン(251)と、
    前記ピストン(251)と前記プラグ(276)との間で圧縮され、前記ピストンを前記環状表面に向けて付勢するバネ(256)と、
    を含むことを特徴とする請求項に記載の潤滑構成。
  4. 前記圧力応答性制御手段が、前記小端部(215)の近位で前記接続ロッド(210)に取り付けられる逆止弁(282)であることを特徴とする請求項に記載の潤滑構成。
  5. 前記貯蔵容器(222)がリストピン(221)内のほぼ筒状の凹部であり、両端が閉じており、第1の油圧吸収装置(250)が前記筒状の凹部の第1の端部の近位に座しており、第2の油圧吸収装置(250)が前記筒状の凹部の第2の端部の近位に座していることを特徴とする請求項1に記載の潤滑構成。
  6. 前記筒状の凹部が、軸(270)と、前記軸(270)に垂直な面にあり前記第1の端部に対向する環状表面(273)を有する第1の棚状突起部(272)と、前記軸(270)に垂直な面にあり前記第2の端部に対向する環状表面(273)を有する第2の棚状突起部(272)と、を有しており、
    各油圧吸収装置が、
    環状表面(273)のそれぞれと、それぞれの端部のプラグ(276)との間に配置され、前記貯蔵容器内の油圧の変化に応じて、それらの間を、前記軸(270)に沿って移動するピストン(251)と、
    前記ピストン(251)と前記プラグ(276)との間で圧縮され、前記ピストン(251)をそれぞれの環状表面(273)に向けて付勢するバネ(256)と、
    を含むことを特徴とする請求項に記載の潤滑構成。
  7. 前記圧力応答性制御手段が、前記小端部(215)の近位で前記接続ロッド(210)に取り付けられる逆止弁(282)であることを特徴とする請求項に記載の潤滑構成。
  8. 前記圧力応答性制御手段(260)が、逆止弁、ダイアフラム弁、揺動弁もしくは傾斜ディスク弁、リフト弁若しくはインライン弁、またはリード弁のうちの1つであることを特徴とする請求項1に記載の潤滑構成。
  9. 長手方向に分離した排気ポートおよび吸気ポート(54、56)を有する少なくとも1つのシリンダ(50)と、前記シリンダのボア(52)内に互いに対して対向して配置される一対のピストン(60、62)と、一対の接続ロッド(76、210)であって、各ピストンがそれぞれの接続ロッド(210)の小端部(215)にリストピン(221)によって接続される、一対の接続ロッド(76、210)とを備えており、各リストピンが請求項1からのいずれか一項に記載の潤滑構成を備えていることを特徴とする対向ピストンエンジン(49)。
  10. 前記接続ロッド(210)の前記油送達路(215)内の油圧が前記内部の油の貯蔵容器(222)内の油圧を超える間に、接続ロッド(210)内の油送達路(216)を通してリストピンの前記内部の油の貯蔵容器(222)に油を運ぶ工程と、
    油が前記内部の油の貯蔵容器に運ばれる間に、前記油の貯蔵容器(222)内に配置される油圧吸収装置(250)内にエネルギーを蓄積する工程と、
    油を前記内部の油の貯蔵容器に運ぶのに応じて、前記内部の油の貯蔵容器(222)から前記1つまたは複数のリストピン油流出路(225)を通して、前記リストピンと前記軸受面との間の界面に油を伝達する工程と、
    前記油の通路内の油圧が前記内部の油の貯蔵容器(222)内の油圧以下である間に、前記内部の油の貯蔵容器(222)から前記油の通路(215)に油が運ばれることを妨げる工程と、
    油が前記油の通路(215)に運ばれることが妨げられている間に、前記油の貯蔵容器内に配置される前記油圧吸収装置(250)からエネルギーを解放する工程と、
    前記油圧吸収装置(250)からのエネルギーの解放に応じて、前記内部の油の貯蔵容器(222)から1つまたは複数のリストピン油流出路(225)を通して、前記リストピンと前記軸受面との間の前記界面に油を伝達する工程と、によって、
    対向ピストンエンジンのリストピンと軸受面との間の界面を、請求項1からのいずれか一項に記載の潤滑構成を使用して潤滑させる方法。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9759119B2 (en) 2015-01-14 2017-09-12 Achates Power, Inc. Piston cooling for opposed-piston engines
US9581187B2 (en) * 2015-06-05 2017-02-28 Achates Power, Inc. Minimizing oil leakage from rocking journal bearings of two-stroke cycle engines
CN107218203A (zh) * 2017-07-21 2017-09-29 上海宇盛压缩机械有限公司 一种压缩机及其活塞连杆组件
JP7201668B2 (ja) 2017-09-07 2023-01-10 アカーテース パワー,インク. 対向ピストンエンジンのための対向する噴射領域を備えるピストンアセンブリ
DE102017130690A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-27 Man Truck & Bus Ag Vorrichtung und Verfahren zum Schmieren eines Pleuellagers
US11629751B2 (en) 2019-06-12 2023-04-18 Achates Power, Inc. Connecting rod assembly
WO2024123898A2 (en) 2022-12-07 2024-06-13 Achates Power, Inc. Piston with a biaxial bearing for an opposed-piston engine

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US764886A (en) * 1903-06-11 1904-07-12 William J Donnenwerth Lubricator.
US1088510A (en) * 1913-04-14 1914-02-24 Jordan Adams Lubrication of internal-combustion engines.
US1404797A (en) * 1920-05-18 1922-01-31 Severson Samuel Lubricating system for internal-combustion engines
US1959279A (en) * 1932-10-11 1934-05-15 Stearns Frank Ballou Bearing
FR1542894A (fr) 1966-10-07 Mirrlees Nat Ltd Perfectionnements aux systèmes de graissage sous pression
US3992980A (en) 1972-05-05 1976-11-23 Ryan Fred W Internal oil seal for piston
US4466387A (en) 1983-10-10 1984-08-21 Perry John C Lubrication means for a two-cycle internal combustion engine
US4515110A (en) 1984-07-23 1985-05-07 Perry John C Rod bearing lubrication for two-cycle engines
DE3642524C1 (de) * 1986-12-12 1987-07-23 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Steuerung des OElzulaufes in eine Steuerkammer eines Kolbens mit veraenderlicher Kompressionshoehe
US4864977A (en) * 1987-07-03 1989-09-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Compression ratio-changing device for internal combustion engines
JPH0195548U (ja) * 1987-12-15 1989-06-23
US4984544A (en) 1989-11-29 1991-01-15 Debiasse Richard L Lubricating means for pin connected relatively rotatable engine part and method of lubrication
CA2089815A1 (en) * 1993-02-18 1994-08-19 John F. E. Beattie Variable compression piston
US5839351A (en) * 1995-06-30 1998-11-24 Isuzu Motors Limited Piston
EP0781901A1 (en) * 1995-12-29 1997-07-02 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Lubrication arrangement for engines
JP4149621B2 (ja) * 1999-09-03 2008-09-10 邦彦 奥平 対向ピストン式2サイクルユニフロー型機関
CN2542841Y (zh) 2002-06-10 2003-04-02 文冲 一种新型活塞
JP4104388B2 (ja) * 2002-07-12 2008-06-18 本田技研工業株式会社 内燃機関の圧縮比可変装置
JP2005127227A (ja) 2003-10-24 2005-05-19 Toyota Motor Corp ピストンピンの潤滑構造
JP2005331056A (ja) 2004-05-21 2005-12-02 Toyota Motor Corp エンジンの軸受潤滑構造
US7156056B2 (en) * 2004-06-10 2007-01-02 Achates Power, Llc Two-cycle, opposed-piston internal combustion engine
US20080017164A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Advanced Propulsion Technologies, Inc. Piston-pin bearing lubrication system and method for a two sroke internal combustion engine
US8539928B2 (en) 2007-12-10 2013-09-24 Federal-Mogul World Wide, Inc. Piston assembly and connecting rod having a profiled wrist pin bore therefor
KR101114378B1 (ko) * 2009-10-06 2012-02-15 현대자동차주식회사 가변 압축비 장치
JP5782109B2 (ja) 2010-04-27 2015-09-24 アカーテース パワー,インク. 対向ピストン式エンジン用の燃焼室構造
US9163505B2 (en) 2010-08-16 2015-10-20 Achates Power, Inc. Piston constructions for opposed-piston engines
JP6085294B2 (ja) 2011-05-18 2017-02-22 アカーテース パワー,インク. 対向ピストンエンジンの燃焼室構造
CN102705101A (zh) 2012-05-16 2012-10-03 郑凌 内燃机活塞的冷却系统

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