JP6918052B2 - Piston ring and piston for internal combustion engine with piston ring - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関用のピストンに装着されて用いられるピストンリング及びピストンリングが装着された内燃機関用ピストンに関する。 The present invention relates to a piston ring mounted on a piston for an internal combustion engine and used, and a piston for an internal combustion engine equipped with a piston ring.
内燃機関に用いられるピストンにはコンプレッションリングとオイルリングが装着される。このうち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を防止する機能を有する。 A compression ring and an oil ring are attached to the piston used in the internal combustion engine. Of these, the compression ring has a function of preventing high-pressure combustion gas from flowing out from the combustion chamber side to the crank chamber side.
コンプレッションリングは、内燃機関での使用により「アルミニウム凝着」が生じることが知られており、この問題を解決するため、様々な技術が提案されている。
例えば特許文献１では、高温・高負荷となるような厳しい摺動条件での自身の耐久性を確保するため、ポリイミド系耐熱樹脂に平均粒径３〜１５μｍの二硫化モリブデンを特定量添加した摺動部材用被覆材が提案されている。
It is known that compression rings cause "aluminum adhesion" when used in an internal combustion engine, and various techniques have been proposed to solve this problem.
For example, in
特許文献２及び３には、耐熱樹脂中に銅系粉末、ニッケル系粉末、鉛系粉末、亜鉛系粉末、スズ系粉末などを含有させてなる被膜をピストンリングの上下面に形成したピストンリングが提案されている。
特許文献４には、樹脂中に特定形状の繊維状充填材を含有させた樹脂系被膜で被覆されたピストンリングが提案されている。
上記のように、アルミニウム凝着の問題を解決するため、様々な提案がなされている。しかしながら本発明者らが検討したところ、ピストンリング、特にトップリングについて、燃焼室側の面であるリング上面とクランク室側の面であるリング下面のうち、アルミニウム凝着の問題が生じるのは主としてリング下面であり、これはリング下面が燃焼圧により、ピストン溝に押し付けられる事によるものであった。一方、燃焼室側であるリング上面側では、トップリングにかかる燃焼室方向への力（慣性力、及びセカンドランド圧力）により、リング上面と接するピストン溝に溝摩耗が発生していることを見出した。 As mentioned above, various proposals have been made to solve the problem of aluminum adhesion. However, as examined by the present inventors, regarding the piston ring, especially the top ring, the problem of aluminum adhesion mainly occurs among the upper surface of the ring which is the surface on the combustion chamber side and the lower surface of the ring which is the surface on the crank chamber side. It is the lower surface of the ring, which is due to the lower surface of the ring being pressed against the piston groove by the combustion pressure. On the other hand, on the upper surface side of the ring, which is the combustion chamber side, it was found that groove wear occurs in the piston groove in contact with the upper surface of the ring due to the force (inertial force and second land pressure) applied to the top ring in the direction of the combustion chamber. rice field.
一方で、上下面の両面に、上記特許文献１乃至４で開示されたようなアルミニウム凝着を抑制し得る被膜を有するピストンリングを装着した場合、ピストンのリング溝に関しては、クランク室側の溝形状と比較して、燃焼室側の溝形状が大きく摩耗することを見出した。その結果、ピストンのリング溝の摩耗によってブローバイのリスクが高まるという新たな課題を見出した。
本発明は、上記ピストンのリング溝の摩耗によるブローバイ量増加のリスクを抑制し得る、ピストンリングを提供する。
On the other hand, when a piston ring having a coating film capable of suppressing aluminum adhesion as disclosed in
The present invention provides a piston ring capable of suppressing the risk of an increase in blow-by amount due to wear of the ring groove of the piston.
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ね、ピストンリングの上下面に樹脂系の被膜を有するピストンリングにおいて、前記樹脂系の被膜に含まれる固体潤滑剤の量を上下面で異ならせることで、上記課題を解決できることを見出した。 The present inventors have repeatedly studied to solve the above problems, and in a piston ring having a resin-based coating on the upper and lower surfaces of the piston ring, if the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating is different on the upper and lower surfaces. It was found that the above problem can be solved by making it.
本発明の一形態は、ピストンリングの上下面に樹脂系被膜を有するピストンリングであって、前記樹脂系被膜は、耐熱樹脂と固体潤滑剤とを含み、前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とが異なる、ピストンリング、である。 One embodiment of the present invention is a piston ring having a resin-based coating on the upper and lower surfaces of the piston ring, and the resin-based coating contains a heat-resistant resin and a solid lubricant, and is included in the resin-based coating on the upper surface of the piston ring. The amount of the solid lubricant contained in the piston ring is different from the amount of the solid lubricant contained in the resin coating on the lower surface of the piston ring.
前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とが、樹脂系被膜中５ｗｔ％以上異なることが好ましく、内燃機関の燃焼室側に配置される前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜中２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であることが好ましい。また、前記ピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜中５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であることが好ましい。 It is preferable that the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the piston ring and the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the piston ring differ by 5 wt% or more in the resin-based coating, and the internal combustion engine. The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the piston ring arranged on the combustion chamber side is preferably 20 wt% or more and 60 wt% or less in the resin-based coating. The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the piston ring is preferably 5 wt% or more and 15 wt% or less in the resin-based coating.
また、本発明の別の形態は、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コンプレッションリング及びオイルリング、からなる内燃機関用ピストンであって、前記コンプレッションリングは、上下面に樹脂系被膜を有し、前記樹脂系被膜は、耐熱樹脂と固体潤滑剤とを含み、前記コンプレッションリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とコンプレッションリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とが異なる、内燃機関用ピストン、である。 Another embodiment of the present invention is an internal combustion engine piston including a piston for an internal combustion engine having a ring groove in which a piston ring is mounted, and a compression ring and an oil ring mounted in the ring groove of the piston. The compression ring has resin-based coatings on the upper and lower surfaces, the resin-based coating contains a heat-resistant resin and a solid lubricant, and the amount and compression of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the compression ring. A piston for an internal combustion engine, which differs in the amount of solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the ring.
内燃機関の燃焼室側に配置される前記コンプレッションリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量が、前記コンプレッションリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量よりも多いことが好ましく、前記コンプレッションリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜中２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であることが好ましい。また、前記コンプレッションリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜中５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であることが好ましい。 The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the compression ring arranged on the combustion chamber side of the internal combustion engine is preferably larger than the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the compression ring. The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the compression ring is preferably 20 wt% or more and 60 wt% or less in the resin-based coating. The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the compression ring is preferably 5 wt% or more and 15 wt% or less in the resin-based coating.
本発明により、ピストンのリング溝の浸食によるブローバイリスクを抑制し得る、ピストンリングを提供することができる。また、当該ピストンリングを装着したピストンを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a piston ring capable of suppressing blow-by risk due to erosion of the ring groove of the piston. Further, it is possible to provide a piston equipped with the piston ring.
本発明の一実施形態は、ピストンリングの上下面に樹脂系被膜を有するピストンリングであって、前記樹脂系被膜は、耐熱樹脂と固体潤滑剤とを含み、前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とが異なる。 One embodiment of the present invention is a piston ring having a resin-based coating on the upper and lower surfaces of the piston ring, and the resin-based coating contains a heat-resistant resin and a solid lubricant to form a resin-based coating on the upper surface of the piston ring. The amount of solid lubricant contained is different from the amount of solid lubricant contained in the resin coating on the lower surface of the piston ring.
ピストンリングの材質は、コンプレッションリングを形成できれば特に限定されず、各種鋼材、鋳鉄材などを用いることができる。
本実施形態においてピストンリングの上下面を被覆する樹脂系被膜は、耐熱樹脂及び固体潤滑剤を含む。耐熱樹脂は、典型的にはポリイミド系樹脂や、ポリアミドイミド系樹脂があげられるが、内燃機関用ピストンに適用可能な耐熱性樹脂であれば、これらに限定されない。
The material of the piston ring is not particularly limited as long as it can form a compression ring, and various steel materials, cast iron materials, and the like can be used.
In the present embodiment, the resin-based coating that covers the upper and lower surfaces of the piston ring contains a heat-resistant resin and a solid lubricant. Typical examples of the heat-resistant resin include a polyimide resin and a polyamide-imide resin, but the heat-resistant resin is not limited to these as long as it is a heat-resistant resin applicable to a piston for an internal combustion engine.
固体潤滑剤は、樹脂系被膜中に添加することで、樹脂系被膜の表面潤滑性を向上させ得る。固体潤滑剤は、典型的には二硫化モリブデン、グラファイト、及びポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）があげられるが、これらに限られず、窒化ほう素、フッ化黒鉛等を用いてもよい。 The solid lubricant can be added to the resin-based coating to improve the surface lubricity of the resin-based coating. Examples of the solid lubricant include molybdenum disulfide, graphite, and polytetrafluoroethylene (PTFE), but the solid lubricant is not limited to these, and boron nitride, graphite fluoride, and the like may be used.
本実施形態において、ピストンリング上下面を被覆する樹脂系被膜中の固体潤滑剤含有量は、上下面で異なる。これまで、アルミニウム凝着の問題を解決するために、様々な提案がなされているところではあるが、アルミニウム凝着が生じ得る詳細なメカニズムについては十分解明されていなかった。
本発明者らは、アルミニウム凝着を抑制すべく、固体潤滑剤を添加した樹脂被膜を上下面に有するピストンリングを用いて摺動試験を行ったところ、ピストンのリング溝に、図１に概略を示すような摩耗が抑制できないことを見出した。すなわち、ピストンのリング溝において、燃焼室側の角が大きく摩耗され、クランク室側の角はそれほど大きく摩耗されないことが解った。
この現象に関して、本発明者らの推定を以下に説明する。
In the present embodiment, the content of the solid lubricant in the resin-based coating that covers the upper and lower surfaces of the piston ring differs between the upper and lower surfaces. So far, various proposals have been made to solve the problem of aluminum adhesion, but the detailed mechanism by which aluminum adhesion can occur has not been fully elucidated.
The present inventors conducted a sliding test using a piston ring having resin coatings to which a solid lubricant was added on the upper and lower surfaces in order to suppress aluminum adhesion. It was found that the wear as shown in the above cannot be suppressed. That is, it was found that in the ring groove of the piston, the corner on the combustion chamber side was greatly worn, and the corner on the crank chamber side was not so much worn.
The present inventors' estimations regarding this phenomenon will be described below.
図１は、ピストンリングを有するピストンを装着した内燃機関において、内燃機関を一定時間回した後の、ピストンのトップリング用リング溝の断面図を模式的に示した図である。図中１３はトップリングであり、ピストン２のピストン溝３に装着されたトップリング１３は、その外周面がシリンダボア１を押圧しながら摺動を繰り返す。図中ピストン２において一点鎖線で示す燃焼室側のリング溝側面は、摩耗が大きい。一方で、図中ピストン２において二点鎖線で示すクランク室側のリング溝側面は、摩耗が小さい。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional view of a ring groove for a top ring of a piston in an internal combustion engine equipped with a piston having a piston ring after the internal combustion engine has been rotated for a certain period of time. In the figure,
ピストンリングは、ピストンの上下動に伴い、特にシリンダボア側部分が上下に可動し得る。この際、ピストン２とシリンダボア１との隙間を伝って燃焼圧が、ピストンリング１３に対し、燃焼室側から図中下向きに伝わる。そして、ピストンリング１３の下面は、ピストン溝の下面に対し、上下動と燃焼圧による物理的な力で叩く。そして、その物理的な叩く力によって被覆樹脂が破れ、更にその後も叩かれ続けることで、アルミニウム合金表面の微小な破壊が生じ、ピストンリングへのアルミニウム凝着が生じる。ここで被膜を、アルミニウム凝着を抑制し得る樹脂被膜とすることで、アルミニウム凝着は抑制できるが、一方でピストンのリング溝の角部分はピストンリングにより叩かれ続けることで、角が摩耗してしまうと推定される。
In the piston ring, the portion on the cylinder bore side can move up and down as the piston moves up and down. At this time, the combustion pressure is transmitted downward in the drawing from the combustion chamber side to the
他方、リング溝の上面は、ピストンリングからの物理的な力により叩かれることはないが、ピストンの上下動に伴って、ピストンリング円周方向にピストンリングが回転するモーメントが発生する。特に捩じれ形状のピストンリングの場合には、上下動時の変形も加わり、ピストンリングが回転し易い。そのため、ピストンリング上面の樹脂被膜とピストンのリング溝上面とが擦れ、リング溝上面はピストンリング上面との摩擦によってなだらかに、且つブロードに摩耗されると推定される。 On the other hand, the upper surface of the ring groove is not hit by the physical force from the piston ring, but a moment is generated in which the piston ring rotates in the circumferential direction of the piston ring as the piston moves up and down. In particular, in the case of a twisted piston ring, deformation during vertical movement is also added, and the piston ring tends to rotate. Therefore, it is presumed that the resin coating on the upper surface of the piston ring and the upper surface of the ring groove of the piston rub against each other, and the upper surface of the ring groove is gently and broadly worn by the friction with the upper surface of the piston ring.
上記の通り、リング溝の上下面における摩耗のメカニズムが異なることから、それぞれの摩耗メカニズムを考慮して、ピストンリングの上下面の特性を考慮する必要があること
に、本発明者らは想到した。
そして本実施形態では、ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とを異ならせることで、上記ピストンのリング溝の摩耗によるブローバイ量増加リスクを抑制する。
As described above, since the wear mechanisms on the upper and lower surfaces of the ring groove are different, the present inventors have come up with the idea that it is necessary to consider the characteristics of the upper and lower surfaces of the piston ring in consideration of each wear mechanism. ..
Then, in the present embodiment, the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the piston ring and the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the piston ring are made different to form the ring groove of the piston. Suppress the risk of increased blow-by amount due to wear.
前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とが、樹脂系被膜中５ｗｔ％以上異なることが好ましく、１０ｗｔ％以上異なることがより好ましい。
前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜の潤滑性を向上させるため、樹脂系被膜中通常２０ｗｔ％以上であり、２５ｗｔ％以上であってよく、３０ｗｔ％以上であってよく、通常６０ｗｔ％以下であり、５０ｗｔ％以下であってよい。なお、６０ｗｔ％を超えると、樹脂系被膜の摩耗量が増加する傾向にある。
前記ピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜の物理的耐久性を向上させるため、樹脂系被膜中通常５ｗｔ％以上であり、１０ｗｔ％以上であってよく、また、１５ｗｔ％以下であってよい。
なお、固体潤滑剤を２種以上含有する場合には、その合計量が上記範囲であればよい。
The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the piston ring and the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the piston ring are preferably different by 5 wt% or more in the resin-based coating, and preferably 10 wt% or more. It is more preferable that they are different.
The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the piston ring is usually 20 wt% or more, 25 wt% or more, and 30 wt% in the resin-based coating in order to improve the lubricity of the resin-based coating. It may be more than that, usually 60 wt% or less, and may be 50 wt% or less. If it exceeds 60 wt%, the amount of wear of the resin-based coating tends to increase.
The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the piston ring is usually 5 wt% or more, and may be 10 wt% or more in the resin-based coating in order to improve the physical durability of the resin-based coating. Further, it may be 15 wt% or less.
When two or more kinds of solid lubricants are contained, the total amount thereof may be within the above range.
次に、本実施形態のピストンリングが装着されたピストンについて、図を用いて説明する。
図２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３、第２の溝４、及び第３の溝５が形成されている。第１の溝３には、コンプレッションリングであるトップリング１３が装着され、第２の溝４には、コンプレッションリングであるセカンドリング１４が装着され、第３の溝５には、組合せオイルリング１５が装着される。
ピストン２は、通常アルミ系の合金により形成される。ピストン２がアルミ合金ではない場合や、アルマイト処理されている場合、そもそもアルミニウム凝着が生じにくいため、本実施形態はピストン２がアルミ合金を含み、且つ表面がアルマイト処理されていない場合に、好適に適用される。アルミ合金としては、通常ピストン材として用いられるものを適宜用いることができる。
Next, the piston to which the piston ring of the present embodiment is mounted will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a piston equipped with a piston ring.
The
The
トップリング１３、セカンドリング１４、組合せオイルリング１５の図中右端部は、シリンダボア１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てもよい。一実施形態では、トップリング１３の、シリンダ１の内壁との摺動面、即ちトップリング１３の外周面は、ＤＬＣ被膜を有し、オイルリング１５の、シリンダ１の内壁との摺動面、即ちオイルリング１５の外周面は、ＰＶＤ被膜を有する。
The right end portion of the
本実施形態のピストンリングは、その上下面で固体潤滑剤の含有量が異なるため、適切な向きでピストンに装着することが重要である。そのため、上下面の被膜のうちいずれかにマーキングすること、上下面の被膜色が異なること、上下面の被膜のうち一方を着色すること、など、上下面の被膜の外観が異なるピストンリングとすることで、ピストンリング装着の向きを間違えるリスクを低減できる。また、ピストンリングの上下面の外観を異ならせること、すなわち上下面の被膜の外観を上記のように異ならせることに加え、ピストンリング上下面の外観を異ならせることで、ピストンリング装着の向きを間違えるリスクを低減してもよい。例えば、面取り等によりピストンリングの上下面の形状を変えること、ピストンリングそのものの上下面のいずれかに刻印を施すこと、などが、ピストンリング上下面の外観を異ならせる例としてあげられる。 Since the content of the solid lubricant differs on the upper and lower surfaces of the piston ring of the present embodiment, it is important to mount the piston ring on the piston in an appropriate orientation. Therefore, the piston ring has a different appearance of the upper and lower coatings, such as marking one of the upper and lower coatings, different coating colors on the upper and lower surfaces, and coloring one of the upper and lower coatings. As a result, the risk of making a mistake in mounting the piston ring can be reduced. Further, by making the appearance of the upper and lower surfaces of the piston ring different, that is, making the appearance of the coating film on the upper and lower surfaces different as described above, and making the appearance of the upper and lower surfaces of the piston ring different, the orientation of the piston ring mounting can be changed. You may reduce the risk of making a mistake. For example, changing the shape of the upper and lower surfaces of the piston ring by chamfering, marking one of the upper and lower surfaces of the piston ring itself, and the like can be given as examples of different appearances of the upper and lower surfaces of the piston ring.
以下、本発明について、実験例により詳細に説明するが、本発明は以下の実験例の結果によって、限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to experimental examples, but the present invention is not limited to the results of the following experimental examples.
＜１．樹脂系被膜の調製＞
溶剤中に、被膜を形成する樹脂としてポリイミド樹脂と、以下の表１に示す量の固体潤滑剤とを添加した樹脂系被膜用塗布液１〜８を調製した。固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、グラファイト、を総量として表１に示す量となるように用いた。調製した樹脂系被膜用塗布液１〜８を、外径φ７３ｍｍ、高さ１．２ｍｍ、幅２．３ｍｍ、断面レクタンギュラの、外周クロムめっきが施されたピストンリングに塗布し、樹脂コートピストンリング１〜８を得た。
<1. Preparation of resin-based coating>
＜２．ピストンリング上面想定溝摩擦試験＞
ピストンリングの上面（燃焼室側）と対向するピストン材の摩擦試験を行った。ピストンにおけるリング溝の上面は、ピストンリングからの物理的な力により叩かれることはないが、ピストンの上下動に伴って、ピストンリング円周方向にピストンリングが回転するモーメントが発生して摩擦が生じるとの推定のもと、図３−１に概要を示す溝摩擦試験機２０を用いて樹脂コートピストンリング１〜８に対し溝摩擦試験を行った。試験条件は、以下のとおりとした。結果を表２及び図４に示す。なお、図３−２は、図３−１中の一点鎖線部分を拡大した図であり、表２は樹脂コートピストンリング５の摩耗量を１とした場合の摩耗比を示す。
・上面側荷重 ３０Ｎ
・下面側荷重 ３０Ｎ
・回転数 １２００ｒｐｍ
・溝幅（上下）１．２６ｍｍ
・温度 室温
・潤滑油 ０Ｗ−１６を試験時間３０分毎に５０μｌ
・試験時価 ５時間
<2. Assumed groove friction test on the upper surface of the piston ring ＞
A friction test was conducted on the piston material facing the upper surface (combustion chamber side) of the piston ring. The upper surface of the ring groove in the piston is not hit by the physical force from the piston ring, but as the piston moves up and down, a moment is generated in which the piston ring rotates in the circumferential direction of the piston ring, causing friction. Based on the estimation that it will occur, a groove friction test was performed on the resin-coated
・ Top surface load 30N
・ Bottom side load 30N
・ Rotation speed 1200 rpm
・ Groove width (upper and lower) 1.26 mm
・ Temperature Room temperature ・ Lubricating oil 0W-16 50 μl every 30 minutes test time
・
＜３．ピストンリング下面想定叩き摩擦試験＞
ピストンリングの上面（燃焼室側）と対向するピストン材の叩き摩擦試験を行った。ピストンリングの下面は、上下動と燃焼圧による物理的な力でピストン溝の下面を叩き、ピストンにおけるリング溝の下面の角部分が摩耗してしまうとの推定のもと、図５に概要を示す叩き摩擦試験機３０を用いて樹脂コートピストンリング１〜８に対し試験を行った。試験条件は、以下のとおりとした。結果を表３及び図６に示す。なお、表３は樹脂コートピストンリング４の摩耗量を１とした場合の摩耗比を示す。
・叩き荷重 ５８８Ｎ
・叩き速度 ７００回／分
・温度 ２５０℃／１７０℃（ピストン／ピストンリング）
・潤滑油 １０Ｗ 初期塗布のみ
・試験時間 ２時間
<3. Assumed tapping friction test on the lower surface of the piston ring ＞
A striking friction test of the piston material facing the upper surface (combustion chamber side) of the piston ring was performed. The lower surface of the piston ring is outlined in FIG. 5 based on the presumption that the lower surface of the piston ring is hit by a physical force due to vertical movement and combustion pressure, and the corner portion of the lower surface of the ring groove in the piston is worn. Tests were performed on the resin-coated
・ Striking load 588N
・ Striking speed 700 times / minute ・ Temperature 250 ℃ / 170 ℃ (piston / piston ring)
・ Lubricating oil 10W initial application only ・
１ シリンダボア
２ ピストン
３ 第１のリング溝
４ 第２のリング溝
５ 第３のリング溝
１３ トップリング
１４ セカンドリング
１５ オイルリング
２０ 溝摩擦試験機
２１ ピストンリング
２２ ピストン材
２３ ピストンリングホルダー
２４ オイル
２５ ピストンピン
ＦＵ ピストン材上側面荷重
ＦＬ ピストン材下側面荷重
３０ 叩き摩擦試験機
３１ ピストンリング
３２ ピストン材
３４ オイル
３５ ヒーター
３６ スプリング
１５１ 上セグメント
１５２ 下セグメント
１５３ エキスパンダ・スペーサ
1 Cylinder bore 2
Claims (9)
前記樹脂系被膜は、耐熱樹脂と固体潤滑剤とを含み、
前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とが異なり、
前記ピストンリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量が、前記ピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量よりも多く、
前記ピストンリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜中５ｗｔ％以上である、内燃機関用ピストンリング。 A piston ring for an internal combustion engine having a resin-based coating on the upper and lower surfaces of the piston ring.
The resin-based coating contains a heat-resistant resin and a solid lubricant.
Wherein Ri and amount of the piston rings the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating of the upper surface and the piston ring lower surface of the solid lubricant contained in the resin based coating film Do different,
The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the piston ring is larger than the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the piston ring.
A piston ring for an internal combustion engine in which the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the piston ring is 5 wt% or more in the resin-based coating .
該ピストンのリング溝に装着されたコンプレッションリング及びオイルリング、
からなる、内燃機関用ピストンであって、
前記コンプレッションリングは、上下面に樹脂系被膜を有し、
前記樹脂系被膜は、耐熱樹脂と固体潤滑剤とを含み、
前記コンプレッションリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量と、コンプレ
ッションリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量とが異なり、
内燃機関の燃焼室側に配置される前記コンプレッションリング上面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量が、前記コンプレッションリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量よりも多く、
前記コンプレッションリング下面の樹脂系被膜に含まれる固体潤滑剤の量は、樹脂系被膜中５ｗｔ％以上である、内燃機関用ピストン。 A piston for an internal combustion engine having a ring groove in which a piston ring is mounted, and a compression ring and an oil ring mounted in the ring groove of the piston.
A piston for an internal combustion engine consisting of
The compression ring has resin-based coatings on the upper and lower surfaces.
The resin-based coating contains a heat-resistant resin and a solid lubricant.
The amount of the solid lubricant contained in the resin-based film of the compression ring top, Ri and amount of the solid lubricant contained in the compression ring lower surface of the resin film is Do different,
The amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the upper surface of the compression ring arranged on the combustion chamber side of the internal combustion engine is larger than the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the compression ring.
A piston for an internal combustion engine in which the amount of the solid lubricant contained in the resin-based coating on the lower surface of the compression ring is 5 wt% or more in the resin-based coating.
The piston for an internal combustion engine according to any one of claims 6 to 8 , wherein the piston for an internal combustion engine contains an aluminum alloy and the surface is not anodized.
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