JP6676423B2 - 内燃機関 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関に関する。
内燃機関において、アルミ製のピストンに代えて、熱効率改善効果の大きいスチール製のピストンを用いることが行われている。
スチール製のピストンは、アルミ製のピストンと比較して小型化が図られている。
そのため、コンロッドの小端部とピストンピンとの間に設けられている小端ブッシュが燃焼室近くに配置されることとなるため、小端ブッシュとして、耐食性の高いソリッドブッシュが用いられている。
ここで、ソリッドブッシュは高価であるため、より安価な巻きブッシュを採用したいという要望がある。しかし、巻きブッシュは、高温で冷却用オイルの硫黄成分と当該巻きブッシュ内の銅成分とが結合して硫化銅となるおそれがあるため、巻きブッシュを冷却することが望まれている。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、小型化可能なスチール製のピストンと安価な巻きブッシュという組み合わせを実現しつつ、巻きブッシュを好適に冷却することが可能な内燃機関を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明の内燃機関は、シリンダ室を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドと、前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、冷却用オイルを噴射するオイル噴射部と、を備え、前記ピストンは、鉄製であり、前記小端ブッシュは、巻きブッシュであり、前記ピストンには、噴射された前記冷却用オイルが流通するクーリングチャンネルが形成されており、前記小端部には、前記クーリングチャンネルを流通して当該クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルが流通する小端部流路が形成されており、前記小端部流路は、前記小端部の径方向外側端部と径方向内側端部とを連通しており、前記クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導くことを特徴とする。
かかる構成によると、クーリングチャンネル及び小端部流路を介して冷却用オイルを小端ブッシュへかけるので、小端ブッシュを好適に冷却することができる。
前記小端ブッシュには、前記小端部流路と連通する小端ブッシュ流路が形成されており、前記小端ブッシュ流路は、前記小端部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く構成であってもよい。
かかる構成によると、小端ブッシュ流路を介して冷却用オイルをピストンピンへかけるので、ピストンピン及び小端ブッシュを好適に冷却することができる。
前記オイル噴射部は、前記クーリングチャンネルへ向けて前記冷却用オイルを噴射するとともに、前記小端部へ向けて直接前記冷却用オイルを噴射する構成であってもよい。
かかる構成によると、冷却用オイルを小端部へ直接かけるので、小端部を好適に冷却することができる。
また、本発明の内燃機関は、シリンダ室を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドと、前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、を備え、前記ピストンは、鉄製であり、前記小端ブッシュは、巻きブッシュであり、前記コンロッドの桿部から前記小端部には、冷却用オイルが流通する桿部流路が形成されており、前記桿部流路は、前記小端部において開口しており、当該桿部流路を流通する前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導くことを特徴とする。
かかる構成によると、桿部流路を介して冷却用オイルを小端ブッシュへかけるので、小端ブッシュを好適に冷却することができる。
前記小端ブッシュには、前記桿部流路と連通する小端ブッシュ流路が形成されており、前記小端ブッシュ流路は、前記桿部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く構成であってもよい。
かかる構成によると、小端ブッシュ流路を介して冷却用オイルをピストンピンへかけるので、ピストンピン及び小端ブッシュを好適に冷却することができる。
前記ピストンは、円柱形状を呈するヘッド部と、前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、を備え、前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に渦巻き溝が形成されている構成であってもよい。
かかる構成によると、渦巻き溝によって冷却用オイルを小端部に滴下させ、小端部を好適に冷却することができる。
前記ピストンは、円柱形状を呈するヘッド部と、前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、を備え、前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に複数の突起が形成されている構成であってもよい。
かかる構成によると、突起によって冷却用オイルを小端部に滴下させ、小端部を好適に冷却することができる。
前記内燃機関は、比出力が60.0kw/L以下、前記ピストンのボア径が79mm以下、かつ、前記ピストンの頂面とピン穴との距離が20mm以上25mm以下である構成であってもよい。
かかる構成によると、小型化可能なスチール製のピストンと安価な巻きブッシュという組み合わせを実現しつつ、冷却用オイルの噴射量を抑えることができる。
本発明によると、冷却用オイルの噴射量を抑えつつ、小型化可能なスチール製のピストンと安価な巻きブッシュという組み合わせを実現することができる。
本発明の実施形態に係るエンジンの内部構造を示す図である。 図1の部分拡大図であり、ピストン及びピストンピンの断面構造を示す図である。 (a)は、シリンダのボア径と、ピストンの頂面からピン穴の上端部までの距離と、の関係の例を示すグラフであり、(b)は、エンジンの比出力と、ピストンの頂面からピン穴の上端部までの距離と、の関係の例を示すグラフである。 ピストンの頂面とピン穴の上端部との距離、潤滑油の噴射量、及び、ピストンの重量の関係の例を示すグラフである。 第一の変形例に係るエンジンを示す図であり、(a)はピストンの裏面図、(b)はピストン及びピストンピンの断面構造を示す図である。 第二の変形例に係るエンジンを示す図であり、(a)はピストンの裏面図、(b)はピストン及びピストンピンの断面構造を示す図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図1に示すように、本実施形態のエンジン1は、所謂ディーゼルエンジンで、シリンダブロック11に開口する筒孔からなるシリンダ(シリンダ室)12と、シリンダ12内を筒軸方向に移動可能に配置されたピストン21と、ピストン21に揺動可能に連結されるコンロッド13と、クランクケース14に支持されつつ、コンロッド13を介して、ピストン21の往復移動を回転運動に変換するクランクシャフト15とを備えている。シリンダ室12は、シリンダブロック11及びシリンダヘッド17によって構成されている。
また、クランクケース14には、ピストン21の下死点近傍に位置する部位に、潤滑油(冷却用オイル)を噴射する潤滑油噴射部16が配置されている。潤滑油噴射部の噴射ノズル16aは、後記する導入口26aに向かって開口し、噴射ノズル16aからは、オイルポンプ(図示せず)で昇圧された潤滑油が、導入口26aに向けて噴射される。
コンロッド13は、断面視H次形状を呈する桿部13aと、桿部13aの一端部に形成されてクランクシャフト15と連結される大端部13bと、桿部13aの他端部に形成されてピストンピン27cを介してピストン21と揺動可能に連結される小端部13cと、を一体に備える。
ピストン21は、図2に示すように、鉄製すなわちスチール合金材からなり、シリンダ12内に配置された状態で、シリンダヘッド17側に位置するヘッド部22と、クランクケース14側に位置するスカート部23と、によって構成されている。
ヘッド部22は、シリンダ12の筒孔よりも僅かに小さい直径を有し、直径よりも軸方向の寸法が短い略円柱形状を呈する。なお、ヘッド部22のシリンダヘッド17に対向する面を頂面22a、クランクケース14に対向する面を裏面22b、シリンダ12の筒孔に対向する面を外周面22cとする。
ヘッド部22の頂面22aには、その中央部に、円形の窪みからなるキャビティ24が形成されている。また、キャビティ24を囲む環状枠部25の内部には、クーリングチャネル26が形成されている。
ヘッド部22の裏面22bには、一対のボス部27と、ボス部27から延設される延壁部27aと、摺壁部28が立設されるとともに、導入口26a、排出口26bが開口している。
ヘッド部22の外周面22cには、リング溝22caが形成され、このリング溝22caに、ピストンリング22cbが嵌め込まれている。
キャビティ24は、中央部が浅く、周縁部が深く窪みつつ、頂面22a付近が底部よりも狭まるようにくびれている。なお、キャビティ24の形状は、本実施形態の形状に限らず、要求される燃焼室(図示せず)の形状に応じて、様々な形状に設定される。
クーリングチャネル26は、キャビティ24を囲む環状枠部25の内部に、キャビティ24の形状、及び環状枠部25の形状に倣った円環状の空間で構成されている。つまり、クーリングチャネル26は、頂面22a付近で、中間部分よりも径方向に空間が拡がるように設定されている。なお、クーリングチャネル26の形状は、本実施形態の形状に限らず、キャビティ24の形状に応じて様々な形状に設定される。
図1に示すように、一対のボス部27は、それぞれが平板形状を有し、板面が対向するように、平行に立設されている。また、一対のボス部27の間隔は、コンロッド13の一端、すなわち、小端部13aが配置可能な寸法に設定されている。そして、一対のボス部27のそれぞれには、ピン孔27bが開口している。
ピン孔27bは、一対のボス部27を同一の孔径で同一直線上に沿って貫通している。そして、各ピン孔27bには、コンロッド13の小端部13cを貫通するピストンピン27cの両端が、それぞれ挿嵌される。つまり、ピストンピン27cは、コンロッド13を揺動可能に軸支することで、コンロッド13をピストン21に連結している。
延壁部27aは、各ボス部27の板面に沿って延設される板状部材で、ボス部27よりも薄板に設定されている。
摺壁部28は、ヘッド部22の裏面22b上に、延壁部27aの端部間を繋ぎつつ、立設される一対の円弧壁で構成されている。つまり、摺壁部28は、一対のボス部27の端部間を繋いでいる。摺壁部28は、その円弧がヘッド部22の外周面22cと同じ曲率を備えている。
つまり、ピストン21の裏面22b側には、一対のボス部27、延壁部27a、及び摺壁部28によって、断面略楕円形の筒形状を呈するスカート部23が形成されている。
導入口26aは、ボス部27と延壁部27aと摺壁部28とに囲まれた裏面22bの周縁部分に、噴射ノズル16に向かって開口している。導入口26aは、クーリングチャネル26に連通し、噴射ノズル16から噴出される潤滑油をクーリングチャネル26に供給する。また、導入口26aは、その形状が、噴射ノズル16aから噴射される潤滑油をクーリングチャネル26内に導きやすいように設定されている。
<コンロッド>
図2に示すように、コンロッド13は、断面視H次形状を呈する桿部13aと、桿部13aの一端部に形成されてクランクシャフト15と連結される大端部13b(図1参照)と、桿部13aの他端部に形成されてピストンピン27cを介してピストン21と揺動可能にと連結される小端部13cと、を備える。小端部13cの貫通孔には、ピストンピン27cが挿入されている。
小端部13cの上端部には、小端部流路13c1が形成されている。小端部流路13c1は、小端部13cの外周面と貫通孔の内周面とを連通する孔部である。
桿部13a及び小端部13cの下端部には、桿部流路13a1が形成されている。桿部流路13a1は、小端部13cの貫通孔の内周面に開口する孔部である。
<小端ブッシュ>
また、ピストンピン21の外周面とコンロッド13の小端部13cの内周面との間には、小端ブッシュ31が設けられている。小端ブッシュ31は、巻きブッシュであり、銅及びニッケルを含む合金によって形成されている。小端ブッシュ31には、小端ブッシュ流路31a,31bが形成されている。小端ブッシュ流路31aは、小端部流路13c1に対応する部位に形成されており、小端ブッシュ31の外周面と内周面とを連通する孔部である。小端ブッシュ流路31bは、桿部流路13a1に対応する部位に形成されており、小端ブッシュ31の外周面と内周面とを連通する孔部である。
<潤滑油の流れ>
次に、潤滑油噴射部16から噴射される潤滑油の流れ及び作用について説明する。
≪クーリングチャンネルを介した流れ≫
潤滑油噴射部16の噴射ノズル16aから噴射された潤滑油は、導入口26aからクーリングチャネル26内に流入する。なお、導入口26aへ流入しなかった潤滑油は、導入口26aの周辺、及び摺壁部28の内周面28aに当たり、当たった部位を冷却するとともに、シリンダ12の内面に当たり、摺壁部28とシリンダ12との間の潤滑を行う。
導入口26aへ流入した潤滑油は、クーリングチャネル26内を通過する間に、キャビティ24を囲む環状枠部25の熱を奪い、冷却する。
そして、クーリングチャネル26内を通過した潤滑油は、後からクーリングチャネル26内に導入された潤滑油に押し出されて、排出口26bから吐出される。
排出口26bから吐出された潤滑油は、吐出の勢いで、コンロッド13、及びピストンピン27cに吹き付けられる。コンロッド13、及びピストンピン27cに吹き付けられた潤滑油は、隙間に入り込んで、コンロッド13とピストンピン27cとの間の潤滑、及びピストンピン27cとピン孔27bとの間の潤滑を行う。
また、コンロッド13、及びピストンピン27cに吹き付けられ、跳ね返った潤滑油は、ヘッド部22の裏面22b、及び摺壁部28の内周面28aに跳ね返る。そして、ヘッド部22の裏面22bに跳ね返った潤滑油は、キャビティ24の底部24aを冷却する。また、摺壁部28の内周面28aに跳ね返った潤滑油は、摺壁部28に形成された連通孔(図示せず)を通じて摺壁部28の外周面28bに流出し、摺壁部28とシリンダ12との間の潤滑を行う。
また、排出口26bから吐出された潤滑油は、小端部流路13c1を介して小端ブッシュ31へ導かれる。さらに、小端ブッシュ31へ導かれた潤滑油は、小端ブッシュ流路31aを介してピストンピン27cへ導かれる。これらの潤滑油によって、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cが好適に冷却され、これらの腐食が防止される。
≪小端部へ直接噴射≫
また、噴射ノズル26bから噴射された潤滑油は、小端部13cの外周面へ直接吹き付けられる。かかる潤滑油によって、小端部13cが好適に冷却される。
≪桿部流路を介した流れ≫
また、図示しない噴射ノズルから噴射された潤滑油は、桿部流路13a1を介して小端ブッシュ31へ導かれる。さらに、小端ブッシュ31へ導かれた潤滑油は、小端ブッシュ流路31bを介してピストンピン27cへ導かれる。かかる潤滑油によって、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cが好適に冷却され、これらの腐食が防止される。
なお、図2及び後記する図5,6に示すように、小端部13cの内周面及び小端ブッシュ31の外周面の少なくとも一方に、桿部流路13a1,小端部流路13c1の少なくとも一方と連通して潤滑油が流通する溝部が形成されている。本実施形態では、小端部13cの内周面に、小端部流路13cと連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部13c2が形成されている。また、小端部13cの内周面に、桿部流路13a1と連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部13c3が形成されている。
また、小端ブッシュ31の内周面及びピストンピン27cの外周面の少なくとも一方に、小端ブッシュ流路31a,31bの少なくとも一方と連通して潤滑油が流通する溝部が形成されていてもよい。本実施形態では、ピストンピン27cの外周面に、小端ブッシュ流路31aと連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部27c1が形成されている。また、ピストンピン27cの外周面に、小端ブッシュ流路31bと連通して図2の紙面と直交する方向に延設された溝部27c2が形成されている。
これら溝部13c2,13c3,27c1,27c2は、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cの軸方向端部でそれぞれ開放されており、当該溝部13c2,13c3,27c1,27c2を流通する潤滑油を当該溝部13c2,13c3,27c1,27c2から排出可能となっている。かかる溝部13c2,13c3,27c1,27c2を潤滑油が流通することによって、小端部13c、小端ブッシュ31及びピストンピン27cがより好適に冷却される。
また、本実施形態では、2組の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aが形成されている。一方の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aは、排出口26bと略対向するように形成されており、他方の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aは、一方の小端部流路13c1及び小端ブッシュ流路31aに対して、桿部13aの軸線対称となるように形成されている。
<ピストンの寸法等>
図3(a)(b)に示すように、一般的に、鉄製のピストンは、アルミ製のピストンと比較して熱伝導率が小さいため、特にシリンダ軸線方向の小型化が実現されており、ピストンの頂面とピン穴の上端部との距離が小さく設定されている。本実施形態において、エンジン1は、比出力が60.0[kW/L]以下、ピストン21のボア径(直径)が79[mm]以下、かつ、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が20[mm]以上25[mm]以下に設定されている。
ここで、比出力が60[kW/L]以下に設定されているのは、エンジン1の小型化を実現するためである。また、ピストン21のボア径が79[mm]以下、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が25[mm]以下に設定されているのは、ピストン21の重量増に起因するエンジン1の振動による商品性低下を防止するためである。また、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が20[mm]以上に設定されているのは、小端ブッシュ31をピストン21の上方に区画される燃焼室から離して小端ブッシュ31の高温化を防ぐためである。
すなわち、図4に示すように、ピストン21の頂面22aとピン穴27bとの距離の上限は、燃費を考慮した潤滑油噴射装置26の噴射量の下限によって決定される。また、ピストン21の頂面22aとピン穴27bとの距離の下限は、燃費を考慮した潤滑油噴射装置26の噴射量の上限によって決定される。また、ピストン21の重量の上限(換言すると、ボア径の上限)は、エンジン1の振動を考慮した重量の上限によって決定される。また、ピストン21の重量の下限(換言すると、ボア径の下限)は、燃費を考慮した潤滑油噴射装置26の噴射量の下限によって決定される。
<変形例>
続いて、ピストン21の裏面22bの構造に関する変形例について、図5及び図6を参照して説明する。図5(b)及び図6(c)において、クーリングチャンネル26の導入口26aは省略されており、また、排出口26bは、図2とは左右反対側に設けられている。
≪第一の変形例≫
図5(a)に示すように、ピストン21の裏面22bには、渦巻き溝22b1が形成されている。渦巻き溝22b1は、コンロッド13の小端部13cと対向する部位に形成されている。図5(b)に示すように、ピストン裏面22bに付着した潤滑油は、ピストン21下降工程時に渦巻き溝22b1に沿って移動し、当該渦巻き溝22b1の中央部に集まる。渦巻き溝22b1の中央部に集まった潤滑油は、ピストン21上昇工程時にコンロット13の小端部13cに滴下し、小端部13cを好適に冷却することができる。
≪第二の変形例≫
図6(a)に示すように、ピストン21の裏面22bには、複数の突起22b2が形成されている。図6(b)に示すように、ピストン裏面22bに付着した潤滑油は、ピストン21下降工程時に複数の突起22b2に集まる。複数の突起22b2に集まった潤滑油は、ピストン21上昇工程時にコンロット13の小端部13cに滴下し、小端部13cを好適に冷却することができる。
本発明の実施形態に係るエンジン1は、クーリングチャンネル26及び小端部流路13c1を介して潤滑油を小端ブッシュ31へかけたり、潤滑油を小端部13cへ直接かけたり、桿部流路13bを介して潤滑油を小端ブッシュ31へかけたりするので、小端ブッシュ31を好適に冷却することができる。
また、エンジン1は、小端ブッシュ流路31a,31bを介して潤滑油をピストンピン27cへかけるので、ピストンピン27c及び小端ブッシュ31を好適に冷却することができる。
また、エンジン1は、比出力が60.0[kw/L]以下、ピストン21のボア径が79[mm]以下、かつ、ピストン21の頂面22aとピン穴27bの上端部との距離が20[mm]以上25[mm]以下であるので、潤滑油の噴射量を抑えつつ、小型化可能なスチール製のピストン21と安価な巻きブッシュ31という組み合わせを実現することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形可能である。例えば、溝部13c2(13c3)がある場合には、小端ブッシュ流路31a(31b)及び溝部27c1(27c2)は省略可能である。また、小端ブッシュ流路31a(31b)及び溝部27c1(27c2)がある場合には、溝部13c2(13c3)は省略可能である。
1 エンジン(内燃機関)
21 ピストン
13 コンロッド
13a 桿部
13b 大端部
13c 小端部
16 潤滑油噴射装置(オイル噴射部)
26 クーリングチャンネル
27c ピストンピン
31 小端ブッシュ

Claims (8)

  1. シリンダ室を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドと、
    前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、
    前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、
    小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、
    前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、
    冷却用オイルを噴射するオイル噴射部と、
    を備え、
    前記ピストンは、鉄製であり、
    小端ブッシュは、巻きブッシュであり、
    前記ピストンには、噴射された前記冷却用オイルが流通するクーリングチャンネルが形成されており、
    前記小端部には、前記クーリングチャンネルを流通して当該クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルが流通する小端部流路が形成されており、
    前記小端部流路は、前記小端部の径方向外側端部と径方向内側端部とを連通しており、前記クーリングチャンネルから排出された前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導く
    ことを特徴とする内燃機関。
  2. 前記小端ブッシュには、前記小端部流路と連通する小端ブッシュ流路が形成されており、
    前記小端ブッシュ流路は、前記小端部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く
    ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
  3. 前記オイル噴射部は、
    前記クーリングチャンネルへ向けて前記冷却用オイルを噴射するとともに、前記小端部へ向けて直接前記冷却用オイルを噴射する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関。
  4. シリンダ室を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドと、
    前記シリンダ室内を摺動可能なピストンと、
    前記ピストンに形成された一対のピン穴に架設されているピストンピンと、
    小端部において前記ピストンピンに揺動可能に外嵌されているコンロッドと、
    前記コンロッドと前記小端部との間に設けられている小端ブッシュと、
    を備え、
    前記ピストンは、鉄製であり、
    小端ブッシュは、巻きブッシュであり、
    前記コンロッドの桿部から前記小端部には、冷却用オイルが流通する桿部流路が形成されており、
    前記桿部流路は、前記小端部において開口しており、当該桿部流路を流通する前記冷却用オイルを前記小端ブッシュへ導く
    ことを特徴とする内燃機関。
  5. 前記小端ブッシュには、前記桿部流路と連通する小端ブッシュ流路が形成されており、
    前記小端ブッシュ流路は、前記桿部流路から排出された前記冷却用オイルを前記ピストンピンへ導く
    ことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関。
  6. 前記ピストンは、
    円柱形状を呈するヘッド部と、
    前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、
    を備え、
    前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、
    前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に渦巻き溝が形成されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関。
  7. 前記ピストンは、
    円柱形状を呈するヘッド部と、
    前記ヘッド部の前記コンロッド側面の周縁部から延設されており、筒形状を呈するスカート部と、
    を備え、
    前記一対のピン穴は、前記スカート部に形成されており、
    前記ヘッド部の前記コンロッド側面には、前記小端部と対向する部位に複数の突起が形成されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関。
  8. 比出力が60.0kw/L以下、前記ピストンのボア径が79mm以下、かつ、前記ピストンの頂面とピン穴との距離が20mm以上25mm以下である
    ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の内燃機関。
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CN109026426A (zh) * 2018-08-15 2018-12-18 全椒县全动机械有限公司 一种内燃机活塞及其表面处理方法
CN109653895A (zh) * 2018-11-15 2019-04-19 北京理工大学 一种改善连杆小头润滑状况的装置
CN109723566A (zh) * 2019-02-28 2019-05-07 一汽解放汽车有限公司 一种降低活塞热负荷的连杆组件
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