JP6449278B2 - 軽量構造のディーゼルピストン - Google Patents

軽量構造のディーゼルピストン Download PDF

Info

Publication number
JP6449278B2
JP6449278B2 JP2016530469A JP2016530469A JP6449278B2 JP 6449278 B2 JP6449278 B2 JP 6449278B2 JP 2016530469 A JP2016530469 A JP 2016530469A JP 2016530469 A JP2016530469 A JP 2016530469A JP 6449278 B2 JP6449278 B2 JP 6449278B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
skirt
piston head
wall
skirt wall
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
JP2016530469A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016525655A (ja
Inventor
フライダーガー,マルクス
ハインツ,ポール
ボーム,ローランド
Original Assignee
フェデラル−モーグル ニュルンベルグ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
フェデラル−モーグル ニュルンベルグ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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 フェデラル−モーグル ニュルンベルグ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング, フェデラル−モーグル ニュルンベルグ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング filed Critical フェデラル−モーグル ニュルンベルグ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
Publication of JP2016525655A publication Critical patent/JP2016525655A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6449278B2 publication Critical patent/JP6449278B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0076Pistons  the inside of the pistons being provided with ribs or fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本願発明は、内燃エンジン用のピストンに関し、特に、ディーゼルエンジン用のピストンに関する。該ピストンは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されるような特に鋳造ピストンとして設計される。
内燃エンジンの高性能化および/または低燃費化に伴い、ピストンに与えられる熱および機械的応力が増加している。特に、燃費の最適化に関して、ピストンの重量を減少させつつ、ピストンの強度および耐久性を維持または増強することが所望される。これに関して、アルミニウム合金のようなピストン材料の最適化、冷却アーキテクチャーおよび他の手段の改良を含む、いくつかのアプローチが示された。
例えば、独国特許第102009027148号には、冷却アーキテクチャーの改良が記載されている。重量/性能の最適化に関する異なるアプローチとして、独国特許第102007058789号には、特殊なデザインの補強リブにより、ピストンの強度を損なうことなくピストンの重量を減少させることが記載されている。
機械的および熱応力を維持または改善しつつ、ピストンの重量を減少させる他の方法が、内燃エンジンの燃費を最適化する観点から所望される。
本願発明の目的は、熱/機械強度および重量に関して最適化されたピストン、特に、アルミニウムまたはアルミニウム合金の鋳造ピストンを与えることである。
本願発明の目的は、請求項1に記載の特徴を有するピストンによって達成される。
本願発明に従うピストンは、ピストンクラウン、ピストンクラウンと一体化した円筒ピストンヘッド、および、少なくとも部分的に中空のピストンスカートを有する。ピストンスカートは、ピストンクラウンから離れる側に面してピストンヘッド上に形成され、2つの対向するスカート壁セグメントおよび、スカート壁セグメントを結合する2つの対向する結合壁を有する。結合壁の各々は、ピンボアを有する。少なくともひとつのインレット開口および少なくともひとつのアウトレット開口を有する環状冷却チャネルがピストンヘッドに設けられている。また、スカート壁セグメントは、ピストンヘッド上に形成されたセクタ壁セグメントのセクタ長が、ピストンヘッドから離れる側に面するスカート壁セグメントのセクタ長より長くなるように、それぞれピストンヘッドの方向に拡張している。
ここで“セクタ長”とは、ピストンの円筒外周に沿って、対応するスカート壁セグメントが伸長する長さを指すように定義される。すべての意図および目的に対して、用語“インレット開口”および“アウトレット開口”は、同意語として理解される。入口および出口は、冷却チャネル内では逆になり、また両方の開口は、同時に入口および出口として機能してもよいからである。
本願発明は、従来技術に対してより広い知見により、いくつかの手段の相乗的相互作用により、上記目的を達成するものである。温度を有効に減少させ、ピストンクラウンの領域内の温度および機械的応力を減少させる、冷却アーキテクチャーは、冷却アーキテクチャーに対して最適化されたピストンスカート設計と組み合わされることにより、この目的が達成される。ピストンヘッドの方向へのスカート壁の拡張は、高いストレスの領域にスタビリティをもたらすが、同時に、結合壁が内側にセットバック可能となる。それにより、2つのピストンボアの間の距離の減少が生じることにより、重量が減少する。重量の減少は、ひとつには、ピストンスカートの外周面の外周長が、結合壁を内側に移動させることにより減少したという事実に基づくものである。もうひとつは、2つのピンボアの間の小さい距離により力の分布が好適になったために、ピストンスカートの壁厚が減少したことによる。この場合に重要なことは、上述したピストンスカートの設計は、上述した効果を示すだけでなく、ピストンヘッド内に冷却が生じれば、有意な重量減少が実現可能であることである。
好適には、環状冷却チャネルのインレット開口および/またはアウトレット開口は、スカート壁セグメントの領域および/または結合壁の領域内に配置される。その結果、冷却オイルジェットは、対応するスカート壁セグメントの内側および/または対応する結合壁の内壁上をめぐる。それにより、オイルジェットは、低い損失量で冷却チャネル内に射出され得る。これにより、非常に効率のよい冷却が生じ、ピストンスカート設計の最適化が可能となる。
スカート壁セグメントの少なくともひとつの最小セクタ長は、好適には、ピストンヘッド上に形成された側と、ピストンヘッドから離れる方向に面した側との間に配置される。言い換えれば、ピストンヘッドから離れる方向に面した対応するスカート壁セグメントのエッジは、最長のセクタ長を有しない。スカート壁セグメントは、最小セクタ長までテーパー形状を有し、その後、再び拡張する。それにより、対応するスカート壁セグメントと結合壁との間の結合の最適化が生じる。
上述したセクタ長は好適には、ピストンヘッドから離れる方向に面した側よりもピストンヘッド側の近くに配置される。言い換えれば、対応するスケート壁セグメントの急激なテーパーは、ピストンヘッドから最初に始まり、その後、ゆっくり広がる。このスカート壁の幾何学的形状により、ピストンの重量とスタビリティとの間の比率に関してさらに最適化が可能である。
スカート壁セグメントは好適には、それぞれ、2つのエッジを有し、それぞれは、ピストンヘッド上に形成されたスカート壁セグメントの側面を、ピストンヘッドから離れる方向に面した同じスケート壁セグメントの側面へ一緒にする。エッジはピストンクラインから始まる凸状湾曲部分を有する。凸状湾曲は対応する結合壁のピストンヘッドの領域内で、スカート壁セグメントの結合を安定化する。それにより、重量において改善されたピストンの変化しないまたは変化しにくい強度および耐久性を生じさせる。
好適には、エッジの凸状部分の各々は凹曲線に遷移し、その後、実質的に直線となる。ピストンヘッドのすぐ近くの曲率が、結合壁と一緒であることは必ずしも必要ではない。
好適に、直線セクションは、互いに平行には伸びず、そのギャップは、最小セクタ長から始まってピストンヘッドから離れる方向に面したスカートセグメントの側の方向へ増加する。好適には、拡張は、凸状セクションに比べ小さいかまたは有意に小さい傾斜を生じさせる。ここで説明する拡張は、ピストンスカートの安定性と重量削減との間の良好な妥協を与える。
好適に、結合壁の各々は、ピンボスを有し、その中に関連するピンボアが配置される。ピンボスは、結合壁の他のセクションに比べ増加した壁厚を有する。ピンボアの領域は、機械的および熱応力が高い領域である。したがって、ピンボスのピンのスタビリティに関して、大きな壁厚を有することは重要である。他のセグメントは、そのセグメントが、スカート壁セグメントとの結合またはスカート壁セグメントへの遷移を表すとしても、ピストンのスタビリティを有意に妥協することなく、比較的小さい壁厚を有してもよい。ピンボア上のピストンスカート材料の特別の密度は、本願発明に従うスカート壁セグメントが結合壁をスカートの内側に向かってセットバック可能である点で好適である。ピンボスのさらなる補強のために、その各々は、ブラスブッシュを備えてもよい。
好適には、ピンボスは、実質的に関連する結合壁のより薄い壁厚を有するセグメントから外側へ始まる。上記したピストンスカート設計により、結合壁は、内部に向かって長くセットバックしてもよく、上述したように、それは、重量の削減に関して有利である。その結果として、ピンボスは、結合壁の比較的薄いセクションから外側へ突出する。
好適には、ピストンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から作成される。鋳造ピストンに比べ、鍛鋼ピストンは、概して密度がより高い金属構造を有する。したがって、それは、同等の強度の鋳造ピストンよりも軽い。したがって、重量を減少させるための手段は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって作成される、特に、鋳造ピストンにおいて非常に重要な役割を果たす。したがって、当業者は概して、鍛鋼ピストンから鋳造ピストンへ構造上の特徴の一対一の変換を考えなくてよい。
ピン軸線と平行に伸びる2つの補強リブが好適に与えられる。それは、ピストンヘッド上に形成され、ピストンスカートのキャビティ内に伸長する。一方では、補強リブは、ストレスが高いピストンスカートを補強する。他方では、それは、ピストンスカートの壁厚の減少を可能にする。したがって、補強リブの付加的材料にも拘わらず、全体の重量を減少させることが可能になる。補強リブは、好適実施形態に従い、ピンボアの最低点(すなわち、ピストンヘッドに最も近い頂点)まで行かずにピストンスカート内に伸長するように、非常に小さく設計されてもよい。補強リブは、好適には、ピンボア上に形成され、連続的にそれと結合される。結合の領域において、補強リブは、増加した壁厚を有してよい。
補強リブは、好適には、円弧形状に設計され、ひとつのピンボアから他のピンボアへ実質的に伸長する。それはピストンヘッド上に形成され、ピストンスカートのキャビティ内に伸長する。補強リブに関して上述した特徴に付加的にまたは代替的に、それは好適には、伸長方向に沿って曲線を有し、ピストンクラウンと平行である。それにより、ピストンの機械的強度および耐久性の改善が生じる。
インレット開口およびアウトレット開口は、好適には、補強リブに最も近いスカートセグメントとの間に好適に配置される。この結果、スプラッシュオイルジェットのよりよいガイダンスが、可能になる。それは、冷却効果を改善し、従って、ピストンの熱的および機械的強度の改善を生じさせる。
インレット開口および/またはアウトレット開口は、好適には、ピストンスカートの外側に設けられる。その結果、スカートは、コンパクトに設計可能になり、重量をより減少させることができる。インレット開口および/またはアウトレット開口は、この場合、ピンボスと最も近い結合壁との間の結合領域内に設けることもできる。その結果、対応する開口へのすぐれたガイドが達成される。
本願発明は、軽量ピストンに基づいて説明されてきた。本願発明の他の利点および特徴は、以下の実施形態の説明から明らかになる。ここに説明した特徴は、単独で実施可能であり、または、特徴が干渉しない限り組み合わせて実施可能である。好適実施形態の以下の説明は、添付図面を参照して与えられる。
図1は、上から見た、ピストンの3次元図である。 図2は、一部を透明にした、図1に記載のピストンの概略図である。 図3は、下から見た、図1のピストンを示す。 図4は、図1のピストンの側面図である。 図5は、図1のピストンの異なる側面図である。 図6は、下から見た図1のピストンを示す。 図7は、図1のピストンの断面図である。 図8は、図1のピストンを切断した3次元図である。 図9は、第2実施形態に従うピストンの側面図である。 図10は、下から見た、図9のピストンを示す。 図11は、図9のピストンの他の側面図である。 図12は、下から見た、第3実施形態に従うピストンを示す。 図13は、横から見た、図12のピストンを示す。 図14は、図12のピストンの他の側面図である。 図15は、下から見た図12のピストンを示す。
図1から8は、第1実施形態に従うピストン10を、さまざまな方向で示す。符号は統一的に使用しており、各図面において再度説明しない。また、ある参照符号は、必要によりまたは明確性の理由からひとつまたは他の図面において省略されることがある。
図1は、上から見た3次元図のピストン10を示す。ピストン10は、好適には、アルミニウムまたはアルミニウム合金から鋳造されており、本例ではW形状である内燃ボウル12有する。これは、図7により詳細に示す。図7ではピストン10は、断面図で示されている。内燃ボウル12は、ピストンクラウン22から始まり、ピストンヘッド11方向へ伸長する。内燃ボウル12を形成する壁の曲率は、最初は凸であるが、その後、ピストンヘッド10の深さ方向のみではなく、幅方向でもカットしたアンダーカットの方法で凹曲率に転移する。その後、ほぼ直線のセクションとなり、中央に配置された突起部に転移する(“ω”の中央突起部)。この曲率は、回転対称である。すなわち、ピストン10の中央軸線に関して、図9の断面図において鏡面対称である。
いくつかの環状溝14が、ピストンリングに設けられているが、ここでは図示しない。穴、見えない穴、貫通孔または他の開口15が、ピストンおよびスカートの内部へのオイル供給を改善するために、一つ以上の環状溝14に導入されてもよい。オイルはピストンリングからはがされるが、図示しない。それは例えば、開口15を通じてピストンの内部に輸送される。
ピストンヘッド11内に配置されるのは、環状冷却チャネル18である。それは、図2に示されており、図7および8にも明確に示されている。冷却チャネル18はほぼ円形でかつ、ピストン10の円筒外周と同軸に延びる。冷却チャネルリングの直径は、それが、内燃ボウル12の圧縮付近に設けられ、かつ、同時に、内燃ボウル12と冷却チャネル18との間の薄い壁厚のためにピストンヘッド11の機械的強度を妥協しないようそこから十分な距離を有するように、調節されている。図2からわかるように、冷却チャネル18は正確にピストンクラウン22に対して平行である平面内で伸長しなくてもよい。実際に、本例において、冷却チャネル18は、曲線形状を有し、上側領域および下側領域(ピストン軸線の方向で)が互いにゆっくり曲がって結合されている。
冷却チャネル18は、冷媒インレット開口28および冷媒アウトレット開口30を有する。冷媒インレット開口28および冷媒アウトレット開口30は、ピストン10のキャビティ内に伸長する。それは、以下で詳述するピストンスカート40によって画定される。冷媒インレット開口28および冷媒アウトレット開口30は、好適には、冷却チャネル18の下側領域内に与えられる。それは、図2によく示されている。冷媒は、冷媒インレット開口28または冷媒アウトレット開口30内に、図示しないノズルを通じて射出される。付加的にまたは代替的に、スプラッシュオイルが供給されてもよい。さらに、開口の好適なピストンのため、冷媒は、冷媒インレット開口28および/または冷媒アウトレット開口30から出て、ピストンピンの領域、ピンボア内のピンのベアリング、および、ピストンピンと冷却されかつ潤滑する結合ロッドアイとの間の結合部に達する。ピストンピンおよび結合ロッドは、明確性のために省略した。
ピストンスカート40は、2つの対向するスカート壁セグメント50、および、スカート壁セグメントを結合する2つの対向する結合壁60を有する。ピストンスカート40の図6に示す断面内の全体の輪郭が円形円筒形状ではなく四角形形状であると仮定されるように、結合壁60は円筒ピストンヘッド11に関して内側に移動される。この場合、しかしながら、スカート壁セグメント50は、ピストンヘッド11の円形円筒輪郭と調和して、円形円筒曲線を示し、それは本質的に直線の結合壁60へ遷移する。ここで注意すべき点は、結合壁60は、正確に直線である必要はなく、図6に特に明確に示すように、わずかに円弧または曲線であってもよい。特に、スカート壁セグメント50への結合領域において、結合壁60は下側方向に湾曲を示す。その結果、スカートセグメント50と結合壁60との間の結合領域はスタビリティのために拡張されてもよい。
ピストンスカート40のキャビティ41は、結合壁60を内側に移動するために比較的狭い。ピンボス62によって補強されたピンボア61は、結合壁60の各々に設けられている。ピンボア61は一つ以上の側面レリーフ64を有してもよい。図6から特に明確なように、ピストン10の下側において、ピンボア62は平坦化される。ピンボア61には、ピンボア61内に形成された溝63内に組み込まれるサークリップが取り付けられてもよい。2つの補強リブ45は、2つのピンボア61によって画定されるピン軸線に平行に伸長する。2つの補強リブ45は、ピンの両側において対称的に設けられ、ピンボス62の後方の領域で対向する結合壁60を結合する。補強リブ45は、ピストンスカート40のキャビティ内に伸長する。本例において、補強リブは、ピストンの軸線に沿った、ピストンヘッド11に最も近い、ピンボア61の頂点の高さで終端する。図6に示す断面において、補強リブ45は、ピン軸線に沿ってほぼ直線で伸長する。補強リブ45の上部エッジ、すなわち、ピストンヘッド11から離れて対向するエッジは、丸みをつけられる。また、補強リブ45は、結合リブ60への結合領域において拡張される。全体として、ピストンスカート40のさまざまなコンポーネントのすべての結合は、スムースに実行される。すなわち、鋭いエッジおよびコーナーは避けられ、これらの敏感な領域でクラックおよび破砕の発生を最小化する。付加的に、開口67は、ピストンスカート40内でのオイルの循環または冷媒の循環を改善するために、補強リブ45または他のスカートセグメント内に設けられても良い。
補強リブは、図10から明らかなように、ピンの軸線に沿って直線に延びる必要はない。それは、図9および11とともに第2実施形態として説明される。ここで、第1実施形態のコンポーネントに対応する参照符号には、“a”を着ける。補強リブ45aは、ピン軸線の方向で湾曲し、曲率は、ピストンヘッド11の円筒プロファイルに従う。すなわち、ピストン軸線からみて、補強リブ45aは凸状に湾曲する。図10に示す補強リブ45aの曲率に関して、ピストン10のスタビリティは、全体の重量を増加することなくさらに、改善される。
図9および図10に示す実施形態において、スカート壁セグメント50aは付加的に球状部を有する。この場合、図10のセクション内のスカート壁セグメントの内側輪郭は、ピストンの中心軸線上の最大の厚さにより、スカート壁セグメントの拡張が生じるように、湾曲形状を有する。中心軸線は、ピン軸線およびピストン軸線に対して垂直である。スカート壁セグメント50の特別の形状は、図5に示されている。拡張51は、ピストンヘッド11に対するスカート壁セグメント50の結合領域内に与えられる。言い換えれば、ピストンヘッド11への結合領域内でのセクタ長L1は、対向するエッジ54、すなわち、ピストンヘッド11と対向するスカート壁セグメント50のエッジのセクタ長L2より長い。
急激なテーパーは、ピストンヘッド11上の結合領域から始まり、セグメント52を通じて、最小セクタ長L3まで生じる。セグメント52は、凹状に湾曲し、最小セクタ長L3の領域内で凸状に湾曲したセグメントに遷移する。これをつなぐのが直線セグメント53であり、それは、平行に伸長せずに、セクタ長L2まで徐々に拡張する。以下の関係が適用される。L1>L2>L3
図5から明らかなように、エッジ54はイレギュラーであってもよい。すなわち、それは、くぼみ、傾斜、異なる曲率等を有してよい。例として、図9および10ではリセス55aが示されており、それは、冷媒インレット開口28a内へ冷媒を射出するためのリセスの領域内に配置された冷媒ノズルとピストンが正しく一体化されることを保証する。
上述し図示したスカート壁セグメント50の設計に関して、結合壁60への優れた結合が与えられ、その結果として、ピストン重量の減少と同時に、高いスタビリティおよび強度が達成される。
図6から明らかなように、冷媒インレット開口28および冷媒アウトレット開口30は、補強リブ45と、最も近いスカート壁セグメント50との間に設けられる。また、それらは、スカート壁セグメント50と結合壁60との間、すなわち、2つの間のコーナー内の結合領域内に配置される。その結果、冷媒流の優れたガイダンスが、ピストンスカート40の対応する内壁に沿って生じる。開口28、30は、したがって、ピストン10の中央軸線からオフセットされ、それは、ピンの軸線に対して垂直でかつピストン軸線に対して垂直に延びる。図示しないノズルを使って、目的のインジェクションは単純化され、それによって、冷却効果が改善される。この点において、用語“冷媒インレット開口”および“冷媒アウトレット開口”は、同義語として理解されるべきである。入口と出口とは、逆転してもよく、両方の開口は、同時に入口および出口として機能してもよい。
図12から15は、第3実施形態のさまざまな方向の図を示す。ここで、第1実施形態のコンポーネントに対応する参照番号には、“b”が付されている。
第3実施形態に従い、冷媒インレット開口28bおよび冷媒アウトレット開口30bは、スカート壁セグメント50bおよび結合壁60bの結合領域には設けられていない。また、ピストンスカート40と最も近い補強リブとの間にも設けられていない。冷媒インレット開口28bは、ピンボス62bと結合壁60bとの間のジョイントの領域内で、ピストンスカート40の外側に設けられている。さらに、冷媒アウトレット開口30bはピン軸線に垂直なピストンを二等分する面上付近に設けられている。また、それは、冷媒インレット開口28bから離れたスカート壁セグメント50bと、これに近接した補強リブ45bとの間に設けられている。図示しない実施形態に従い、冷媒インレット開口28bおよび冷媒ストレット開口30bの両方が、ピストンスカートの外側に設けられている。特に、好適には、ピンボス62bと結合壁60bとの間の結合領域において、設けられている。
図15において、第3実施形態のピストンを下から見た図が示されている。ここで、冷媒インレット開口28bに最も近いピンボス62bは、冷媒インレット開口28b内に冷却オイルを導入するのを容易にするリセス29bを有する。他のピンボス62bは補強用の補強部63bを有する。
冷媒インレット開口の位置に加え、冷媒アウトレット開口および、および、補強リブの形状および性質に加え、実施形態は、スカート壁セグメントの形状も異なる。第2実施形態の側面図を示す図9から、ピストンヘッドの結合領域から始まり、セグメント52の凸状湾曲が必要ではないが、凹状に湾曲し、急速にテーパーし、直線セクション53となってもよい。それは、平行ではないが、徐々に拡張し、続いて一体となる。セグメント52の徐々に起伏する形状は、第3実施形態の図14から明らかである。
冗長を避けるために、第2および第3実施形態の説明は、第1実施形態の説明により短い。したがって、第1実施形態の特徴および技術的効果は、第1実施形態の表示と矛盾しない範囲で第2および第3実施形態にも応用可能であることを明確に指摘する。
独国特許第102009027148号公報 独国特許第102007058789号公報

Claims (8)

  1. 内燃エンジン用ピストンであって、
    ピストンクラウンと、
    前記ピストンクラウンと一体である円筒ピストンヘッドと、
    少なくとも部分的に中空のピストンスカートであって、前記ピストンクラウンから離れる方向に面する側の前記ピストンヘッドに形成され、2つの対向するスカート壁セグメントおよび前記スカート壁セグメントを結合する2つの対向する結合壁を有するところのピストンスカートと
    を備え、
    前記結合壁の各々は、ピンボアを有し、
    前記ピストンヘッドは、環状冷媒チャネルを有し、それは、少なくともひとつのインレット開口および少なくともひとつのアウトレット開口を有し、
    前記2つのスカート壁セグメントは、前記ピストンヘッドに形成された前記スカート壁セグメントの側面のセクタ長が、前記ピストンヘッドから離れる方向に面する前記スカート壁セグメントの側面のセクタ長より長くなるように、ピストンヘッドの方向に拡張し、
    前記スカート壁セグメントは、前記ピストンヘッド上に形成されたスカート壁セグメントの側面を、前記ピストンヘッドから離れる方向に面した同じスカート壁セグメントの側面と一体化する、2つのエッジを有し、前記2つのエッジの各々は、前記ピストンヘッドから離れる方向に順に、凸状湾曲部分、凹状湾曲転移部分、および、直線状部分を有し、
    前記ピンボアの軸線に対して平行に延びるか、円弧状に延び、かつ、ひとつのピンボアから他のピンボアへ伸長する2つの補強リブが、前記ピストンヘッドに形成され、かつ、前記ピストンスカートの前記キャビティ内に伸長し、
    前記インレット開口および前記アウトレット開口は各々、前記補強リブと最も近い前記スカート壁セグメントとの間に設けられている、
    ことを特徴とするピストン。
  2. 前記インレット開口および/またはアウトレット開口は、前記スカート壁セグメントの領域内および/または前記結合壁の領域内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のピストン。
  3. 前記スカート壁セグメントの少なくともひとつの最小セクタ長は、前記ピストンヘッドに形成された側面と、前記ピストンヘッドから離れる方向に対向する側面との間に配置されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載のピストン。
  4. 前記最も短いセクタ長は、前記ピストンヘッドから離れる方向に面した側面よりも前記ピストンヘッドに形成された側面に、より近接して配置されることを特徴とする請求項1または2に記載のピストン。
  5. 前記2つのエッジの前記直線部分のそれぞれは、平行には伸びず、かつ、前記ピンボアの前記軸線方向に垂直でかつ前記ピストンの中心軸線方向に垂直な方向における間隔が前記ピストンヘッドから離れる方向に増加する、ことを特徴とする請求項に記載のピストン。
  6. 前記結合壁の各々は、ピンボスを有し、前記ピンボスの中に、関連するピンボアが配置され、それは増加した壁厚を有する、ことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のピストン。
  7. 前記ピンボスは、前記関連する結合壁のより薄い壁厚を有するセグメントから始まって外側に伸長する、ことを特徴とする請求項に記載のピストン。
  8. 前記ピストンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成される、ことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のピストン。
JP2016530469A 2013-07-29 2014-07-28 軽量構造のディーゼルピストン Expired - Fee Related JP6449278B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013214738.4 2013-07-29
DE102013214738.4A DE102013214738A1 (de) 2013-07-29 2013-07-29 Leichtbau eines Dieselkolbens
PCT/EP2014/066149 WO2015014779A1 (de) 2013-07-29 2014-07-28 Leichtbau eines dieselkolbens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016525655A JP2016525655A (ja) 2016-08-25
JP6449278B2 true JP6449278B2 (ja) 2019-01-09

Family

ID=51257491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016530469A Expired - Fee Related JP6449278B2 (ja) 2013-07-29 2014-07-28 軽量構造のディーゼルピストン

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10082101B2 (ja)
EP (1) EP3027874B1 (ja)
JP (1) JP6449278B2 (ja)
KR (1) KR20160036532A (ja)
CN (1) CN105431623B (ja)
BR (1) BR112016001628A2 (ja)
DE (1) DE102013214738A1 (ja)
ES (1) ES2626799T3 (ja)
HU (1) HUE032916T2 (ja)
MX (1) MX365766B (ja)
PL (1) PL3027874T3 (ja)
RU (1) RU2664721C2 (ja)
WO (1) WO2015014779A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10151269B2 (en) * 2016-06-16 2018-12-11 GM Global Technology Operations LLC Mass efficient piston
EP3284938B1 (de) * 2016-08-19 2020-10-07 Andreas Stihl AG & Co. KG Kolben für einen mit spülvorlage arbeitenden zweitaktmotor und zweitaktmotor
WO2018192959A1 (de) * 2017-04-19 2018-10-25 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben in strukturbauweise
DE102017207005A1 (de) 2017-04-26 2018-10-31 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Einteiliger, gegossener Kolben für einen Verbrennungsmotor
JP7015470B2 (ja) * 2018-01-31 2022-02-03 スズキ株式会社 内燃機関用ピストン
DE102018203226A1 (de) 2018-03-05 2019-09-05 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
USD1004620S1 (en) * 2018-04-27 2023-11-14 Tenneco Inc. Piston for an internal combustion engine
USD1010681S1 (en) * 2018-04-27 2024-01-09 Tenneco Inc. Piston for an internal combustion engine
DE102018211361B4 (de) * 2018-07-10 2020-03-05 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102019209248A1 (de) * 2019-06-26 2020-12-31 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
WO2021013788A1 (de) * 2019-07-19 2021-01-28 Ks Kolbenschmidt Gmbh Kolben mit reibleistungsreduzierung für eine brennkraftmaschine

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58161146U (ja) * 1982-04-22 1983-10-27 日産自動車株式会社 内燃機関のピストン
JPS61112767A (ja) * 1984-11-05 1986-05-30 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 組立形ピストン
SU1451311A1 (ru) * 1987-04-30 1989-01-15 Производственное объединение "Волгодизельмаш" Двигатель внутреннего сгорани
JPH06346787A (ja) * 1993-06-10 1994-12-20 Toyota Motor Corp 内燃機関のピストン
EP0794328B1 (en) * 1995-06-30 2003-09-10 Isuzu Motors Limited Piston
JPH09329056A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Toyota Motor Corp 内燃機関用ピストン
DE19734654C1 (de) 1997-08-11 1998-08-27 Ae Goetze Gmbh Kolben für Brennkraftmaschinen
DE19747746C1 (de) * 1997-10-29 1998-11-19 Alcan Gmbh Gekühlter Kolben für Verbrennungskraftmaschinen und Verbrennungskraftmaschinen mit derartigen Kolben
DE19908670C2 (de) * 1999-02-27 2001-02-22 Federal Mogul Burscheid Gmbh Kolben für Brennkraftmaschinen
JP2000337212A (ja) * 1999-05-26 2000-12-05 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のピストン
GB2367602B (en) * 2000-10-07 2004-10-27 Federal Mogul Bradford Ltd Piston for internal combustion engine
US6840155B2 (en) * 2000-10-18 2005-01-11 Federal-Mogul World Wide, Inc. Multi-axially forged piston
RU19098U1 (ru) * 2001-01-09 2001-08-10 Открытое акционерное общество "Челябинский тракторный завод" Поршень двигателя внутреннего сгорания
US6526871B1 (en) * 2001-08-24 2003-03-04 Federal-Mogul World Wide, Inc. Monobloc piston for diesel engines
ATE305088T1 (de) * 2002-03-25 2005-10-15 Brp Rotax Gmbh & Co Kg Kolben
US7406941B2 (en) * 2004-07-21 2008-08-05 Federal - Mogul World Wide, Inc. One piece cast steel monobloc piston
DE102005043747A1 (de) * 2005-09-14 2007-03-22 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Kolben für eine Brennkraftmaschine
JP2007309271A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Honda Motor Co Ltd 内燃機関用ピストン
KR101404498B1 (ko) * 2006-11-08 2014-06-09 페더럴-모걸 코오포레이숀 비틀림형 스커트 패널을 구비한 피스톤
DE102007058789A1 (de) 2007-12-06 2009-06-10 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Gusskolben mit Stützrippen und Verfahren zur Herstellung eines solchen Kolbens
DE102009027148B4 (de) 2009-06-24 2015-02-12 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor mit Kühlkanalsystem
US8776670B2 (en) * 2010-02-17 2014-07-15 Mahle International Gmbh Piston assembly
JP2012127293A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Mitsubishi Motors Corp ピストン
DE102011115639A1 (de) 2011-09-28 2013-03-28 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor

Also Published As

Publication number Publication date
CN105431623A (zh) 2016-03-23
WO2015014779A1 (de) 2015-02-05
JP2016525655A (ja) 2016-08-25
EP3027874A1 (de) 2016-06-08
RU2016106345A3 (ja) 2018-06-18
ES2626799T3 (es) 2017-07-26
RU2664721C2 (ru) 2018-08-22
MX365766B (es) 2019-06-13
DE102013214738A1 (de) 2015-01-29
US10082101B2 (en) 2018-09-25
RU2016106345A (ru) 2017-08-31
BR112016001628A2 (pt) 2017-08-29
KR20160036532A (ko) 2016-04-04
US20160169150A1 (en) 2016-06-16
HUE032916T2 (hu) 2017-11-28
CN105431623B (zh) 2018-07-10
EP3027874B1 (de) 2017-03-29
MX2015017001A (es) 2016-04-25
PL3027874T3 (pl) 2017-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6449278B2 (ja) 軽量構造のディーゼルピストン
JP6653704B2 (ja) 低減された圧縮高さの二重ギャラリピストン、それを備えたピストンアセンブリ、およびその構成方法
US8807109B2 (en) Steel piston with cooling gallery and method of construction thereof
US8683913B2 (en) Piston for an internal combustion engine
US8011288B2 (en) Piston, especially cooling channel piston, comprising three friction-welded zones
US20120037112A1 (en) Steel piston with cooling gallery and method of construction thereof
CN102996280B (zh) 一种基于空腔隔热的钛合金活塞及其设计方法
JP2014025480A (ja) 内燃機関用のピストン
US10428761B2 (en) Galleryless piston with improved pocket cooling
US9046053B2 (en) Piston with an undercrown support feature
JP7201668B2 (ja) 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
JP2015511674A (ja) 軽金属鋳造ピストン
JP2016512303A (ja) 対向ピストン機関の燃焼室構造を画定するピストンクラウンボウル
JP6054965B2 (ja) ピストン
US10690247B2 (en) Galleryless short compression insulated steel piston
JP2017145727A (ja) 内燃機関用ピストン
JP6186991B2 (ja) エンジン
CN107575319A (zh) 一种高耐久轻质量的柴油机活塞装置
JP2019507283A (ja) ポケットに対する接続を有する空洞なしのピストン
JP2009228483A (ja) 内燃機関のピストン
JP2013503300A (ja) 低摩擦スカートを有するモノブロックピストン
CN107725209A (zh) 一种轻质耐磨柴油机装置
WO2019058960A1 (ja) 内燃機関のピストン
KR20060000545A (ko) 개방형 냉각 갤러리를 채용하는 디젤엔진용 분절 스틸단조피스톤
JP2018087507A (ja) エンジンの燃焼室構造

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160128

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170525

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180314

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180320

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180620

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180919

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6449278

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees