JP6889692B2 - Alcohol fuel piston - Google Patents

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Description

本発明は、ピストンリングが装着されたピストンに関し、特にアルコール燃料を使用する内燃機関に有用なピストンに関する。 The present invention relates to a piston equipped with a piston ring, and particularly to a piston useful for an internal combustion engine using alcohol fuel.

内燃機関のシリンダに装着されるピストンには、その外壁に、コンプレッションリング及びオイルリングを順に配置するためのリング溝が設けられ、該溝にそれぞれコンプレッションリング及びオイルリングが装着される。コンプレッションリングは、高圧の燃焼ガスが燃焼室側からクランク室側へ流出すること、シリンダ内の余分なエンジンオイルがクランク室側から燃焼室側に流出すること、を抑制する機能を有する。また、オイルリングは、内燃機関のシリンダ内壁に付着した余分なエンジンオイルを掻き落とし、適度な油膜を形成する機能を有する。 The piston mounted on the cylinder of the internal combustion engine is provided with a ring groove for arranging the compression ring and the oil ring in order on the outer wall thereof, and the compression ring and the oil ring are mounted on the groove, respectively. The compression ring has a function of suppressing the outflow of high-pressure combustion gas from the combustion chamber side to the crank chamber side and the outflow of excess engine oil in the cylinder from the crank chamber side to the combustion chamber side. Further, the oil ring has a function of scraping off excess engine oil adhering to the inner wall of the cylinder of the internal combustion engine to form an appropriate oil film.

一方で、近年、エタノール等のアルコールのみからなる燃料、又は、アルコールと他の燃料とを混合した燃料(以下、両者を合わせてアルコール燃料とも称する。)が使用できる内燃機関が知られており、そのような内燃機関で使用するピストンが提案されている。 On the other hand, in recent years, an internal combustion engine capable of using a fuel consisting only of alcohol such as ethanol or a fuel obtained by mixing alcohol and another fuel (hereinafter, both are also collectively referred to as alcohol fuel) has been known. Pistons for use in such internal combustion engines have been proposed.

特許文献1には、アルコール燃料使用時の、摺動部材の耐焼付性を向上させるとともに、耐食性、耐摩耗性をさらに向上させるため、一方の部材の摺動面をFe−Cr合金粉末の溶射面とし、もう一方の部材の摺動面を窒化処理面とする技術が提案されている。
また、特許文献2には、アルコール燃料にも使用できる耐焼付性、耐摩耗性および耐腐食性を兼備した内燃機関用オイルリングとして、摺動面に窒化層を有し、母材が特定の組成を有し、特定の焼入れ焼もどし硬さを有し、且つウェブ部の厚みが特定の厚みであるオイルリングが提案されている。
更に特許文献3には、アルコール燃料にも対応し得る、より高い耐摩耗性、耐クラック性及び耐剥離性を有するピストンリングとして、摺動面にCr−B−V−N系の合金被膜が被覆されたピストンリングが開示されている。
In Patent Document 1, in order to improve the seizure resistance of the sliding member and further improve the corrosion resistance and the wear resistance when using alcohol fuel, the sliding surface of one of the members is sprayed with Fe—Cr alloy powder. A technique has been proposed in which a surface is used and the sliding surface of the other member is a nitrided surface.
Further, in Patent Document 2, as an oil ring for an internal combustion engine having seizure resistance, wear resistance and corrosion resistance that can be used for alcohol fuel, a nitride layer is provided on a sliding surface, and a base material is specified. An oil ring having a composition, a specific quenching and tempering hardness, and a web portion having a specific thickness has been proposed.
Further, in Patent Document 3, a Cr-B-VN-based alloy coating is provided on the sliding surface as a piston ring having higher wear resistance, crack resistance and peeling resistance, which can be applied to alcohol fuel. A coated piston ring is disclosed.

他方、オイルリングの外周は、シリンダ内壁との間で高速で摺動するため、耐摩耗性が必要となる。そのため、オイルリングの外周面に、耐摩耗性の高いダイヤモンドライクカーボン(以降、DLCとも称する)被膜を設ける技術が提案されている(特許文献4参照)。 On the other hand, since the outer circumference of the oil ring slides at high speed with the inner wall of the cylinder, wear resistance is required. Therefore, a technique has been proposed in which a diamond-like carbon (hereinafter, also referred to as DLC) coating having high wear resistance is provided on the outer peripheral surface of the oil ring (see Patent Document 4).

特開平04−175577号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 04-175577 特開平06−137430号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 06-137430 国際公開第2016/002810号International Publication No. 2016/002810 特開平11−315924号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-315924

近年、より要求が高い燃費の観点からは、シリンダ内壁と摺動するピストンリングの外周面は、低フリクションであるDLC被膜により被覆されていることが好ましい。
一方で、アルコール燃料を使用する内燃機関においては、ガソリン燃料と比べ筒内に噴射される燃料が多く、燃焼時の未燃アルコールや燃焼時に発生する水分が燃焼室内に含まれるカルシウム成分と反応することによって、炭酸カルシウムや硫酸カルシウム等のアル
コール燃料生成物が生じることがある。アルコール燃料生成物は、シリンダ内壁に堆積し、シリンダ内壁の真円度が悪化することがあることを本発明者らは見出した。
In recent years, from the viewpoint of fuel efficiency, which is more demanding, it is preferable that the outer peripheral surface of the piston ring sliding with the inner wall of the cylinder is covered with a DLC coating having low friction.
On the other hand, in an internal combustion engine that uses alcohol fuel, more fuel is injected into the cylinder than gasoline fuel, and unburned alcohol during combustion and water generated during combustion react with calcium components contained in the combustion chamber. This can result in alcohol fuel products such as calcium carbonate and calcium sulfate. The present inventors have found that the alcohol fuel product may be deposited on the inner wall of the cylinder and the roundness of the inner wall of the cylinder may be deteriorated.

そして、アルコール燃料を使用する内燃機関において、燃費の観点から、シリンダ内壁と摺動するピストンリングの外周面に低フリクションであるDLC被膜を有する場合、DLC被膜が低フリクションであるがゆえにシリンダ内壁に堆積したアルコール燃料生成物を掻き落とす効果が非常に弱いため、シリンダ内壁の真円度が悪化することがあり、LOC(Lubricating Oil Consumption)悪化を招く場合があることに想到した。本発明はこのような状況下でなされたものであり、燃費の改善とLOC悪化の防止とを両立させたピストンリング装着ピストンを提供することを課題とする。 In an internal combustion engine that uses alcohol fuel, when a low friction DLC coating is provided on the outer peripheral surface of the piston ring that slides with the cylinder inner wall from the viewpoint of fuel efficiency, the DLC coating has low friction, so that the cylinder inner wall has a low friction coating. Since the effect of scraping off the accumulated alcohol fuel product is very weak, the roundness of the inner wall of the cylinder may be deteriorated, which may lead to deterioration of LOC (Lubricating Oil Consumption). The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a piston ring-mounted piston that achieves both improvement of fuel efficiency and prevention of deterioration of LOC.

本発明者らは、上記課題を解決すべく検討し、ピストンに装着するトップリング及び組合せオイルリングは、その外周面をDLC被膜で被覆し、セカンドリングは、その外周面をDLCよりも摩擦係数が大きいPVD被膜、窒化物被膜及び硬質クロムメッキ被膜から選択される被膜で被覆することで、燃費の改善とLOC悪化の防止とを両立させたアルコール燃料用ピストンを提供できることを見出し、発明を完成させた。 The present inventors have studied to solve the above problems, and the top ring and the combined oil ring mounted on the piston have their outer peripheral surfaces coated with a DLC coating, and the second ring has a friction coefficient higher than that of the DLC. Completed the invention by finding that it is possible to provide a piston for alcohol fuel that achieves both improvement in fuel efficiency and prevention of deterioration of LOC by coating with a coating selected from a PVD coating, a nitride coating, and a hard chrome plating coating. I let you.

本発明は、ピストンリングが装着されるリング溝を有する内燃機関用ピストン、並びに
該ピストンのリング溝に装着されたトップリング、セカンドリング及び組合せオイルリング、
からなる、アルコール燃料用ピストンであって、
前記トップリング及びオイルリングは、その外周面にDLC被膜を有し、
前記セカンドリングは、その外周面に、PVD被膜、窒化物被膜、及び硬質クロムメッキから選択される被膜を有する、
アルコール燃料用ピストンである。
The present invention relates to a piston for an internal combustion engine having a ring groove in which a piston ring is mounted, and a top ring, a second ring and a combination oil ring mounted in the ring groove of the piston.
A piston for alcohol fuel consisting of
The top ring and the oil ring have a DLC coating on the outer peripheral surface thereof.
The second ring has a coating selected from PVD coating, nitride coating, and hard chrome plating on its outer peripheral surface.
It is a piston for alcohol fuel.

前記セカンドリングは、その外周面にPVD被膜を有することが好ましい。
また、前記アルコール燃料は、アルコール含有量が20体積%以上であることが好ましい。
The second ring preferably has a PVD coating on its outer peripheral surface.
Further, the alcohol fuel preferably has an alcohol content of 20% by volume or more.

また、本発明の別の側面は、リング溝を有する内燃機関用ピストンに、トップリング、セカンドリング及び組合せオイルリングを装着する工程、を有するアルコール燃料用の内燃機関の製造方法であって、
前記トップリング及びオイルリングは、その外周面に摩擦係数μが0.1以下である被膜を有し、
前記セカンドリングは、その外周面に、前記トップリング及びオイルリングが有する被膜よりも、摩擦係数が高い被膜を有する、
アルコール燃料用の内燃機関の製造方法である。
Another aspect of the present invention is a method for manufacturing an internal combustion engine for alcohol fuel, which comprises a step of mounting a top ring, a second ring and a combined oil ring on a piston for an internal combustion engine having a ring groove.
The top ring and the oil ring have a coating having a friction coefficient μ of 0.1 or less on the outer peripheral surface thereof.
The second ring has a coating on its outer peripheral surface having a higher coefficient of friction than the coatings of the top ring and the oil ring.
This is a method for manufacturing an internal combustion engine for alcohol fuel.

本発明により、アルコール燃料用内燃機関で使用される際に、燃費の改善とLOC悪化の防止とを両立させたアルコール燃料用ピストンを提供できる。また、シリンダ内壁の堆積物を掻き落とすことができるため、シリンダ内壁の真円度の悪化を防ぐことができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a piston for alcohol fuel that achieves both improvement in fuel efficiency and prevention of deterioration of LOC when used in an internal combustion engine for alcohol fuel. Further, since the deposits on the inner wall of the cylinder can be scraped off, deterioration of the roundness of the inner wall of the cylinder can be prevented.

ピストンリングが装着されたピストンの断面模式図である。It is sectional drawing of the piston which attached the piston ring. アルコール燃料を使用した、内燃機関の連続高速回転運転試験後の、シリンダ内壁の真円度を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the roundness of the inner wall of a cylinder after the continuous high-speed rotation operation test of an internal combustion engine using alcohol fuel. 往復動摩擦試験を行った測定器の模式図である。It is a schematic diagram of the measuring instrument which performed the reciprocating dynamic friction test. シリンダ内壁の堆積物を解析したIRスペクトルを示すチャートである。It is a chart which shows the IR spectrum which analyzed the deposit of the cylinder inner wall.

本発明の実施形態は、ピストンリングが装着されるリング溝を有する内燃機関用ピストン、並びに該ピストンのリング溝に装着されたトップリング、セカンドリング及び組合せオイルリング、からなる、アルコール燃料用ピストンである。以下、その構成について、図1を用いて説明する。 An embodiment of the present invention is a piston for alcohol fuel, which comprises a piston for an internal combustion engine having a ring groove in which a piston ring is mounted, and a top ring, a second ring and a combination oil ring mounted in the ring groove of the piston. is there. Hereinafter, the configuration will be described with reference to FIG.

図1は、ピストンリングが装着されたピストンの断面図である。
ピストン2には、燃焼室側から第1の溝24、第2の溝34、及び第3の溝14が形成されている。第1の溝24には、コンプレッションリングであるトップリング20が装着され、第2の溝34には、コンプレッションリングであるセカンドリング30が装着され、第3の溝14には、組合せオイルリング10が装着される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a piston equipped with a piston ring.
The piston 2 is formed with a first groove 24, a second groove 34, and a third groove 14 from the combustion chamber side. A top ring 20 which is a compression ring is attached to the first groove 24, a second ring 30 which is a compression ring is attached to the second groove 34, and a combination oil ring 10 is attached to the third groove 14. Is installed.

トップリング20、セカンドリング30、組合せオイルリング10の図中右端部は、シリンダ1の内壁と接触して摺動する摺動面であり、被膜により被覆されている。
本実施形態では、トップリング20及び組合せオイルリング10の、シリンダ1の内壁との摺動面、即ちトップリング20及び組合せオイルリング10の外周面は、DLC被膜を有する。
DLC被膜の厚さは特段限定されないが、通常0.5μm以上、好ましくは1μm以上であり、また通常30μm以下、好ましくは10μm以下であってよい。
また、DLC被膜の硬度は特段限定されないが、通常800Hv以上、好ましくは1200Hv以上、また通常3500Hv以下、好ましくは2500Hv以下である。
また、DLC被膜の算術表面粗さ(Ra)は、通常0.1μm以下であり、0.05μm以下であってよい。なお、算術表面粗さ(Ra)は、JIS B0601(2001)に沿って測定された値である。
The right end of the top ring 20, the second ring 30, and the combined oil ring 10 in the drawing is a sliding surface that slides in contact with the inner wall of the cylinder 1, and is covered with a coating film.
In the present embodiment, the sliding surface of the top ring 20 and the combination oil ring 10 with the inner wall of the cylinder 1, that is, the outer peripheral surface of the top ring 20 and the combination oil ring 10 has a DLC coating.
The thickness of the DLC coating is not particularly limited, but is usually 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more, and usually 30 μm or less, preferably 10 μm or less.
The hardness of the DLC film is not particularly limited, but is usually 800 Hv or more, preferably 1200 Hv or more, and usually 3500 Hv or less, preferably 2500 Hv or less.
The arithmetic surface roughness (Ra) of the DLC coating is usually 0.1 μm or less, and may be 0.05 μm or less. The arithmetic surface roughness (Ra) is a value measured according to JIS B0601 (2001).

組合せオイルリング10は、その外周面がシリンダ内壁を摺動する上下一対のセグメント11及び12と、該セグメント間に配置されるエキスパンダ・スペーサ13を備える。上下一対のセグメント11及び12の図中右端部の摺動面は、いずれもDLC被膜を有する。上下一対のセグメント11及び12は、同じDLC被膜であってもよく、異なる種類のDLC被膜であってよい。
また、組合せオイルリング10は3ピース構成のオイルリングであるが、これに限られず、2ピース構成のオイルリングであってよい。
The combination oil ring 10 includes a pair of upper and lower segments 11 and 12 whose outer peripheral surface slides on the inner wall of the cylinder, and an expander spacer 13 arranged between the segments. The sliding surfaces at the right ends of the pair of upper and lower segments 11 and 12 in the drawing each have a DLC coating. The upper and lower pairs of segments 11 and 12 may be the same DLC coating, or may be different types of DLC coatings.
Further, the combination oil ring 10 is an oil ring having a three-piece structure, but is not limited to this, and may be an oil ring having a two-piece structure.

一方で、トップリング20及び組合せオイルリング10の、シリンダ1の内壁との摺動面はDLC被膜を有することから、後述する実験にて示されるように、アルコール燃料を用いて内燃機関を高速運転する場合、硫酸カルシウムなどの堆積物がシリンダ内壁に堆積することが解った。そして、堆積物による影響でシリンダ内壁の真円度が悪化することによりLOCの悪化を招くという、アルコール燃料を用いる際に生じる新たな課題を見出した。 On the other hand, since the sliding surfaces of the top ring 20 and the combined oil ring 10 with the inner wall of the cylinder 1 have a DLC coating, as shown in the experiment described later, the internal combustion engine is operated at high speed using alcohol fuel. It was found that deposits such as calcium sulfate were deposited on the inner wall of the cylinder. Then, they have found a new problem that arises when using alcohol fuel, that the roundness of the inner wall of the cylinder deteriorates due to the influence of sediments, which causes deterioration of LOC.

本実施形態では、このような新たな課題を解決するため、セカンドリングの外周面に、DLCよりも摩擦係数の高い被膜、すなわちPVD被膜、窒化物被膜、及び硬質クロムメッキから選択される被膜を有する。このうち耐摩耗性に優れるPVD被膜であることが好ましい。 In the present embodiment, in order to solve such a new problem, a coating having a higher friction coefficient than DLC, that is, a coating selected from PVD coating, nitride coating, and hard chrome plating is applied to the outer peripheral surface of the second ring. Have. Of these, a PVD coating having excellent wear resistance is preferable.

本明細書においてアルコール燃料とは、エタノール等のアルコールのみからなる燃料、又は、アルコールと他の燃料とを混合した燃料をいうが、アルコールと他の燃料とを混合した燃料である場合、通常アルコール含有量は20体積%以上であり、30体積%以上で
あってよく、40体積%以上であってよく、50体積%以上であってよい。
In the present specification, the alcohol fuel refers to a fuel consisting only of alcohol such as ethanol, or a fuel in which alcohol and other fuel are mixed, but when the fuel is a mixture of alcohol and other fuel, it is usually alcohol. The content may be 20% by volume or more, 30% by volume or more, 40% by volume or more, and 50% by volume or more.

セカンドリングのシリンダ1の内壁との摺動面を被覆する被膜の厚さは、特段限定されないが、通常0.5μm以上、好ましくは1μm以上であり、また通常150μm以下、好ましくは50μm以下であってよい。
また、セカンドリングのシリンダ1の内壁との摺動面を被覆する被膜の硬度は特段限定されないが、通常700Hv以上、好ましくは800Hv以上、また通常2000Hv以下、好ましくは1500Hv以下である。
また、セカンドリングのシリンダ1の内壁との摺動面を被覆する被膜の算術表面粗さ(Ra)は、通常0.3以下である。
The thickness of the coating film covering the sliding surface of the second ring cylinder 1 with the inner wall is not particularly limited, but is usually 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more, and usually 150 μm or less, preferably 50 μm or less. You can.
The hardness of the coating film covering the sliding surface of the second ring cylinder 1 with the inner wall is not particularly limited, but is usually 700 Hv or more, preferably 800 Hv or more, and usually 2000 Hv or less, preferably 1500 Hv or less.
Further, the arithmetic surface roughness (Ra) of the coating film covering the sliding surface of the second ring cylinder 1 with the inner wall is usually 0.3 or less.

以下、本発明を知得するに至った実験結果を示す。
<アルコール燃料使用高回転運転試験>
内燃機関用ピストンのリング溝に、トップリング、セカンドリング及び組合せオイルリングを装着した。トップリング、セカンドリング及び組合せオイルリングの、シリンダ内壁との摺動面は、DLC被膜(硬度1850Hv、以下に示す往復動摩擦試験による摩擦係数(μ)0.086)を有する。
上記内燃機関用ピストンを用い、アルコール85体積%燃料(残りの15体積%はガソリン)を用いて、排気量2Lの内燃機関を高回転(6000rpm)で連続運転試験(200時間)を行い、LOC評価を行ったところ、LOCの値は2.2倍と悪化した。
LOC評価後の内燃機関のシリンダボアは、図2に示すように、真円度が悪化していた。
The experimental results that led to the knowledge of the present invention are shown below.
<High-speed operation test using alcohol fuel>
A top ring, a second ring and a combination oil ring were installed in the ring groove of the piston for an internal combustion engine. The sliding surface of the top ring, the second ring and the combined oil ring with the inner wall of the cylinder has a DLC coating (hardness 1850 Hv, friction coefficient (μ) 0.086 by the reciprocating friction test shown below).
Using the above piston for internal combustion engine, using 85% by volume alcohol fuel (the remaining 15% by volume is gasoline), an internal combustion engine with a displacement of 2L was subjected to a continuous operation test (200 hours) at high rotation (6000 rpm), and LOC. As a result of evaluation, the LOC value deteriorated to 2.2 times.
As shown in FIG. 2, the cylinder bore of the internal combustion engine after the LOC evaluation had deteriorated in roundness.

<往復動摩擦試験>
図3に概要を示す往復動摩擦試験機100を用いて行った。往復動摩擦試験に際して用いたリング材101は、ピストンリングの切出し片であり、リング材101はピストンリング母材と同様にDLC又はPVDで全面を被覆した。
リング材101の摺動面は、曲率半径が18mmとなるように鏡面仕上げされたものを用いた。また、リング材101と摺動させるシリンダ材102は、シリンダボアの切出し材(FC250相当材:HRB100、Aタイプ黒鉛75%、炭化物析出0.5%以下、Rz2.0μm(JIS B0601(2001)に基づく))を用いた。
<Reciprocating friction test>
This was performed using the reciprocating friction tester 100 whose outline is shown in FIG. The ring material 101 used in the reciprocating dynamic friction test was a cut-out piece of the piston ring, and the entire surface of the ring material 101 was covered with DLC or PVD in the same manner as the piston ring base material.
The sliding surface of the ring material 101 was mirror-finished so that the radius of curvature was 18 mm. The cylinder material 102 that slides with the ring material 101 is based on a cylinder bore cutting material (FC250 equivalent material: HRB100, A type graphite 75%, carbide precipitation 0.5% or less, Rz 2.0 μm (JIS B0601 (2001)). )) Was used.

往復動摩擦試験に際しては、リング材101とシリンダ材102との摺動界面には潤滑油供給機構103から潤滑油を供給した。この際の試験条件を以下に示す。
<試験条件>
・ストローク:50mm
・荷重:5N
・速度:100cycle/min
・評価温度:常温
・潤滑油:エタノール、3mL/hを20秒毎に分割滴下
・試験時間:5min
なお、往復動摩擦試験は、上記アルコール燃料使用高回転運転試験を行ったDLC被膜と、PVD被膜(硬度1100Hv)について行った。PVD被膜の往復動摩擦試験による摩擦係数(μ)は0.170であった。
In the reciprocating dynamic friction test, lubricating oil was supplied from the lubricating oil supply mechanism 103 to the sliding interface between the ring material 101 and the cylinder material 102. The test conditions at this time are shown below.
<Test conditions>
・ Stroke: 50 mm
・ Load: 5N
-Speed: 100 cycles / min
・ Evaluation temperature: Room temperature ・ Lubricating oil: Ethanol, 3 mL / h is dropped every 20 seconds ・ Test time: 5 min
The reciprocating dynamic friction test was performed on the DLC coating and the PVD coating (hardness 1100Hv) in which the high-speed operation test using alcohol fuel was performed. The coefficient of friction (μ) in the reciprocating friction test of the PVD coating was 0.170.

次に、内燃機関のシリンダボアに付着した堆積物のIRスペクトルを測定したところ、硫酸カルシウムのIRスペクトルと一致した。IRスペクトルの測定結果を図4に示す。 Next, when the IR spectrum of the deposit attached to the cylinder bore of the internal combustion engine was measured, it was in agreement with the IR spectrum of calcium sulfate. The measurement result of the IR spectrum is shown in FIG.

以上より、アルコール燃料を使用する内燃機関においては、燃費を向上させるために、低フリクションであるDLC被膜をピストンリングの摺動面の被膜として用いた場合、シ
リンダ内壁に硫酸カルシウムなどの堆積物が付着し、シリンダ内壁の真円度が悪化し、その結果、LOCの悪化を招くことが解った。
そのため、シリンダ内壁に堆積する堆積物を掻き落とすため、セカンドリングのシリンダ内壁との摺動面に、より摩擦係数の高いPVD被膜、窒化物被膜、及び硬質クロムメッキから選択される被膜を有することが、燃費の改善とLOC悪化の防止とを両立させるためには、有効である。また、シリンダ内壁の堆積物を掻き落とすことができるため、シリンダ内壁の真円度の悪化を防ぐことができる。
From the above, in an internal combustion engine that uses alcohol fuel, when a DLC coating with low friction is used as a coating on the sliding surface of the piston ring in order to improve fuel efficiency, deposits such as calcium sulfate are formed on the inner wall of the cylinder. It was found that the adhesion caused the roundness of the inner wall of the cylinder to deteriorate, and as a result, the LOC deteriorated.
Therefore, in order to scrape off the deposits accumulated on the inner wall of the cylinder, the sliding surface of the second ring with the inner wall of the cylinder should have a PVD coating having a higher friction coefficient, a nitride coating, and a coating selected from hard chrome plating. However, it is effective in achieving both improvement of fuel efficiency and prevention of deterioration of LOC. Further, since the deposits on the inner wall of the cylinder can be scraped off, deterioration of the roundness of the inner wall of the cylinder can be prevented.

1 シリンダ
2 ピストン
10 組合せオイルリング
11、12 セグメント
13 エキスパンダ・スペーサ
14 第3の溝
20 トップリング(コンプレッションリング)
24 第1の溝
30 セカンドリング(コンプレッションリング)
34 第2の溝
100 往復動摩擦試験機
101 リング材
102 シリンダ材
103 潤滑油供給機構
1 Cylinder 2 Piston 10 Combination oil ring 11, 12 Segment 13 Expander spacer 14 Third groove 20 Top ring (compression ring)
24 1st groove 30 Second ring (compression ring)
34 Second groove 100 Reciprocating friction tester 101 Ring material 102 Cylinder material 103 Lubricating oil supply mechanism

Claims (3)

ピストンリングが装着される3つのリング溝を有する内燃機関用ピストン、並びに
該ピストンのリング溝に、前記ピストンの燃焼室側から順に装着されたトップリング、セカンドリング及び組合せオイルリング、
からなる、アルコール燃料用ピストンであって、
前記トップリング及びオイルリングは、その外周摺動面にDLC被膜を有し、
前記セカンドリングは、その外周摺動面に、前記トップリングの前記外周摺動面より摩擦係数が高い被膜である、PVD被膜、窒化物被膜、及び硬質クロムメッキから選択される被膜を有し、
前記アルコール燃料は、アルコール含有量が20体積%以上である、
アルコール燃料用ピストン。
A piston for an internal combustion engine having three ring grooves to which a piston ring is mounted, and a top ring, a second ring and a combination oil ring mounted in the ring groove of the piston in order from the combustion chamber side of the piston.
A piston for alcohol fuel consisting of
The top ring and the oil ring have a DLC coating on the outer peripheral sliding surface thereof.
The second ring has a coating on its outer peripheral sliding surface selected from a PVD coating, a nitride coating, and a hard chrome plating, which is a coating having a higher coefficient of friction than the outer peripheral sliding surface of the top ring.
The alcohol fuel has an alcohol content of 20% by volume or more.
Piston for alcohol fuel.
前記セカンドリングは、その外周摺動面にPVD被膜を有する、請求項1に記載のアルコール燃料用ピストン。 The alcohol fuel piston according to claim 1, wherein the second ring has a PVD coating on its outer peripheral sliding surface. 3つのリング溝を有する内燃機関用ピストンに、トップリング、セカンドリング及び組合せオイルリングを装着する工程、を有するアルコール燃料用の内燃機関の製造方法であって、
該ピストンのリング溝に、前記ピストンの燃焼室側から順に前記トップリング、前記セカンドリング及び前記組合せオイルリングが装着され、
前記トップリング及びオイルリングは、その外周摺動面にDLC被膜を有し、
前記セカンドリングは、その外周摺動面に、前記トップリングの前記外周摺動面より摩擦係数が高い被膜である、PVD被膜、窒化物被膜、及び硬質クロムメッキから選択される被膜を有し、
前記アルコール燃料は、アルコール含有量が20体積%以上である、
アルコール燃料用の内燃機関の製造方法。
A method for manufacturing an internal combustion engine for alcohol fuel, which comprises a step of mounting a top ring, a second ring and a combined oil ring on a piston for an internal combustion engine having three ring grooves.
The top ring, the second ring, and the combination oil ring are mounted in the ring groove of the piston in order from the combustion chamber side of the piston.
The top ring and the oil ring have a DLC coating on the outer peripheral sliding surface thereof.
The second ring has a coating selected from a PVD coating, a nitride coating, and a hard chrome plating on the outer peripheral sliding surface thereof, which has a higher friction coefficient than the outer peripheral sliding surface of the top ring.
The alcohol fuel has an alcohol content of 20% by volume or more.
A method for manufacturing an internal combustion engine for alcohol fuel.
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