JPH0131029B2 - - Google Patents
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- JPH0131029B2 JPH0131029B2 JP57229731A JP22973182A JPH0131029B2 JP H0131029 B2 JPH0131029 B2 JP H0131029B2 JP 57229731 A JP57229731 A JP 57229731A JP 22973182 A JP22973182 A JP 22973182A JP H0131029 B2 JPH0131029 B2 JP H0131029B2
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- Japan
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- piston
- thermal conductivity
- furthermore
- combustion
- cementite structure
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- Expired
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- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical group C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/06—Casting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のシリンダ内に配され、燃焼
爆発に伴なう力を受けてその力をクランクシヤフ
トにコンロツドを介して伝達するためのピストン
に関する。
爆発に伴なう力を受けてその力をクランクシヤフ
トにコンロツドを介して伝達するためのピストン
に関する。
内燃機関はシリンダとピストンとを備えてお
り、シリンダ内において燃料を燃焼爆発させるこ
とによつて生じた力をピストンを介してクランク
シヤフトに伝達し、このクランクシヤフトから動
力を取出すようになつている。そして上記シリン
ダの燃焼室をピストンの頂部によつて閉塞してい
るために、ピストンの頂部は燃焼爆発に伴なう高
温のガスに晒されることになる。従つてピストン
が高い熱伝導率を有している場合には、このピス
トンを通してエンジンの下方へ熱が逃げてしま
い、これによつてエンジンの効率が低下すること
になる。またピストンの熱伝導率が高いと、ピス
トン頂部の温度が低くなるために、とくに直噴型
のデイーゼルエンジンにおいては、燃料噴射ノズ
ルから噴射された霧状の燃料がピストンの頂面に
接触して再び液化し、これによつて着火遅れを生
ずることになる。さらにまたピストンの熱伝導率
が高い場合には、ピストンの頂部の温度が低くな
ることにより、完全燃焼が防げられてハイドロカ
ーボンや一酸化炭素を排気ガス中により多く含む
ようになる。
り、シリンダ内において燃料を燃焼爆発させるこ
とによつて生じた力をピストンを介してクランク
シヤフトに伝達し、このクランクシヤフトから動
力を取出すようになつている。そして上記シリン
ダの燃焼室をピストンの頂部によつて閉塞してい
るために、ピストンの頂部は燃焼爆発に伴なう高
温のガスに晒されることになる。従つてピストン
が高い熱伝導率を有している場合には、このピス
トンを通してエンジンの下方へ熱が逃げてしま
い、これによつてエンジンの効率が低下すること
になる。またピストンの熱伝導率が高いと、ピス
トン頂部の温度が低くなるために、とくに直噴型
のデイーゼルエンジンにおいては、燃料噴射ノズ
ルから噴射された霧状の燃料がピストンの頂面に
接触して再び液化し、これによつて着火遅れを生
ずることになる。さらにまたピストンの熱伝導率
が高い場合には、ピストンの頂部の温度が低くな
ることにより、完全燃焼が防げられてハイドロカ
ーボンや一酸化炭素を排気ガス中により多く含む
ようになる。
このようにピストンの熱伝導率が高い場合に
は、各種の不都合を生ずるために、アルミニウム
合金の単一組織から成るピストンの、少なくとも
頂部側を断熱化する試みがなされている。すなわ
ち例えばピストンの頂部側に断熱性に優れたセラ
ミツク層を形成し、このセラミツク層によつて下
方への熱の移動を防止する試みもなされている
が、セラミツタとピストン本体との間の結合が非
常に困難で、このためにセラミツクが剥離すると
いう欠点がある。また別の試みとしては、ピスト
ンを鋳鉄から構成するものもある。この場合にピ
ストンは、焼付きや熱亀裂を防止するために、単
一組織によつて形成されていた。そして鋳鉄製の
ピストンは、アルミニウム合金からなるピストン
に比べてその熱伝導率が低くなり、さらにまた軽
量化のために肉厚を薄くすると熱容量が小さくな
つて、熱を吸収しなくなるという特徴を有してい
る。従つて鋳鉄によつてピストンを構成すること
により、アルミニウム合金からなるピストンに比
べて燃焼室の温度を高くすることが可能になる
が、セラミツクのような優れた断熱性を有してい
ないために、高い断熱効果を期待することはでき
ない。
は、各種の不都合を生ずるために、アルミニウム
合金の単一組織から成るピストンの、少なくとも
頂部側を断熱化する試みがなされている。すなわ
ち例えばピストンの頂部側に断熱性に優れたセラ
ミツク層を形成し、このセラミツク層によつて下
方への熱の移動を防止する試みもなされている
が、セラミツタとピストン本体との間の結合が非
常に困難で、このためにセラミツクが剥離すると
いう欠点がある。また別の試みとしては、ピスト
ンを鋳鉄から構成するものもある。この場合にピ
ストンは、焼付きや熱亀裂を防止するために、単
一組織によつて形成されていた。そして鋳鉄製の
ピストンは、アルミニウム合金からなるピストン
に比べてその熱伝導率が低くなり、さらにまた軽
量化のために肉厚を薄くすると熱容量が小さくな
つて、熱を吸収しなくなるという特徴を有してい
る。従つて鋳鉄によつてピストンを構成すること
により、アルミニウム合金からなるピストンに比
べて燃焼室の温度を高くすることが可能になる
が、セラミツクのような優れた断熱性を有してい
ないために、高い断熱効果を期待することはでき
ない。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、鉄系の材料によつて鋳造されるとと
もに、その頂部側が優れた断熱性を有するように
したピストンを提供することを目的とするもので
ある。
のであつて、鉄系の材料によつて鋳造されるとと
もに、その頂部側が優れた断熱性を有するように
したピストンを提供することを目的とするもので
ある。
以下本発明を図示の一実施例につき説明する。
図面は本実施例に係るピストン１を示すものであ
つて、このピストン１は鋳鉄によつてほぼ円柱状
に構成されている。そしてこのピストン１の頂部
側の外周部には、例えば３つのリング溝２が形成
されており、またその内部には凹部３が形成され
ている。この凹部３はピストン１の下方に開口さ
れている。さらにピストン１はその下端部に内側
に突出して互に対向する一対のボス４を備えてお
り、このボス４にはピストンピンを挿入するため
のピン穴５が形成されている。
図面は本実施例に係るピストン１を示すものであ
つて、このピストン１は鋳鉄によつてほぼ円柱状
に構成されている。そしてこのピストン１の頂部
側の外周部には、例えば３つのリング溝２が形成
されており、またその内部には凹部３が形成され
ている。この凹部３はピストン１の下方に開口さ
れている。さらにピストン１はその下端部に内側
に突出して互に対向する一対のボス４を備えてお
り、このボス４にはピストンピンを挿入するため
のピン穴５が形成されている。
さらにこのピストン１は、その鋳鉄が頂部６
と、中間部分７と、そして下部８とで互に異なる
組織になつている。すなわちピストン１の頂部
は、鋳鉄をチル化することによつてセメンタイト
組織になつており、またその中間部７はパーライ
ト＋グラフアイト組織に構成されている。さらに
下部８はパーライト＋フエライト＋グラフアイト
組織になつている。とくに頂部６のセメンタイト
組織を形成するために、ピストン１を鋳造する際
に、その頂部側に金型を当てて他の部分よりも冷
却を早めるようにしており、これによつて熱伝導
率の低いセメンタイト組織が形成されるようにな
る。なお中間部７は、通常の冷却によつてパーラ
イト＋グラフアイト組織に形成され、また下部８
については、その冷却速度が頂部６および中間部
分７に比べて最も遅く、このためにパーライト＋
フエライト＋グラフアイト組織が得られることに
なる。
と、中間部分７と、そして下部８とで互に異なる
組織になつている。すなわちピストン１の頂部
は、鋳鉄をチル化することによつてセメンタイト
組織になつており、またその中間部７はパーライ
ト＋グラフアイト組織に構成されている。さらに
下部８はパーライト＋フエライト＋グラフアイト
組織になつている。とくに頂部６のセメンタイト
組織を形成するために、ピストン１を鋳造する際
に、その頂部側に金型を当てて他の部分よりも冷
却を早めるようにしており、これによつて熱伝導
率の低いセメンタイト組織が形成されるようにな
る。なお中間部７は、通常の冷却によつてパーラ
イト＋グラフアイト組織に形成され、また下部８
については、その冷却速度が頂部６および中間部
分７に比べて最も遅く、このためにパーライト＋
フエライト＋グラフアイト組織が得られることに
なる。
そしてセメンタイト組織からなる頂部６は、そ
の熱伝導率が0.017（cal／cm・sec・℃、以下同
じ）であつて、中間部分７を構成するパーライト
組織の熱伝導率0.124あるいは下部８を構成する
フエライトの熱伝導率0.187に比べてほぼ一桁も
熱伝導率が低くなつている。従つてこのセメンタ
イト組織の頂部６によつてピストン１の燃焼室側
を高度に断熱化することが可能になる。
の熱伝導率が0.017（cal／cm・sec・℃、以下同
じ）であつて、中間部分７を構成するパーライト
組織の熱伝導率0.124あるいは下部８を構成する
フエライトの熱伝導率0.187に比べてほぼ一桁も
熱伝導率が低くなつている。従つてこのセメンタ
イト組織の頂部６によつてピストン１の燃焼室側
を高度に断熱化することが可能になる。
以上のように本実施例に係るピストン１は、そ
の頂部６を熱伝導率の低いセメンタイト組織にし
たものであるから、これによつてピストン１の頂
部６の断熱化が可能になる。従つてこのピストン
１によれば、下方側への熱の移動が防止されてエ
ンジンの効率を向上させることが可能になる。ま
たこのことから燃費の低減を図ることもできるよ
うになる。さらに頂部６がが断熱性に優れたセメ
ンタイト組織によつて構成されているために、ピ
ストン１の頂面の温度が高くなつて燃焼室内にお
いて燃焼がより完全に燃焼することになる。従つ
てこのピストン１を用いることにより、燃費の低
減を図れるばかりでなく、不完全燃焼生成物であ
るハイドロカーボンや一酸化炭素の排気ガス中に
おける濃度を低減することができるようになる。
また本実施例に係るピストン１は、その鋳造の際
に頂部６側の冷却を早めることにより、セメンタ
イト組織の頂部６を形成するようにしたものであ
るから、製造コストがほとんど上昇することがな
く、このために安価に頂部を断熱化したピストン
１を提供することができるようになる。
の頂部６を熱伝導率の低いセメンタイト組織にし
たものであるから、これによつてピストン１の頂
部６の断熱化が可能になる。従つてこのピストン
１によれば、下方側への熱の移動が防止されてエ
ンジンの効率を向上させることが可能になる。ま
たこのことから燃費の低減を図ることもできるよ
うになる。さらに頂部６がが断熱性に優れたセメ
ンタイト組織によつて構成されているために、ピ
ストン１の頂面の温度が高くなつて燃焼室内にお
いて燃焼がより完全に燃焼することになる。従つ
てこのピストン１を用いることにより、燃費の低
減を図れるばかりでなく、不完全燃焼生成物であ
るハイドロカーボンや一酸化炭素の排気ガス中に
おける濃度を低減することができるようになる。
また本実施例に係るピストン１は、その鋳造の際
に頂部６側の冷却を早めることにより、セメンタ
イト組織の頂部６を形成するようにしたものであ
るから、製造コストがほとんど上昇することがな
く、このために安価に頂部を断熱化したピストン
１を提供することができるようになる。
以上本発明を図示の一実施例につき述べたが、
本発明は上記実施例によつて限定されることな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が
可能である。例えば上記実施例においてはピスト
ン１の頂面は平担に構成されているが、ピストン
１の頂面に鋳造の際に予め凹部からなる燃焼室を
形成するとともに、この燃焼室の表面側の組織を
も、熱伝導率の低い断熱性にすぐれたセメンタイ
ト組織とするようにしてもよい。
本発明は上記実施例によつて限定されることな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が
可能である。例えば上記実施例においてはピスト
ン１の頂面は平担に構成されているが、ピストン
１の頂面に鋳造の際に予め凹部からなる燃焼室を
形成するとともに、この燃焼室の表面側の組織を
も、熱伝導率の低い断熱性にすぐれたセメンタイ
ト組織とするようにしてもよい。
以上に述べたように本発明は、ピストンを鉄系
の材料によつて鋳造するとともに、その頂部側を
チル化してセメンタイト組織としたものであるか
ら、この頂部側のセメンタイト組織によつてピス
トンの頂面を断熱化することが可能になり、これ
によつてエンジンの効率を向上させ、あるいは燃
費の低減を図ることが可能となる。また燃焼室に
臨むピストンの頂面の温度が上昇するために、不
完全燃焼生成物を低減することができる。またこ
のピストンは、鋳造の際に頂部側の冷却を他の部
分よりも早めることによつて容易にセメンタイト
組織とすることができるために、コスト的にも有
利にピストンの断熱化を図ることが可能になる。
の材料によつて鋳造するとともに、その頂部側を
チル化してセメンタイト組織としたものであるか
ら、この頂部側のセメンタイト組織によつてピス
トンの頂面を断熱化することが可能になり、これ
によつてエンジンの効率を向上させ、あるいは燃
費の低減を図ることが可能となる。また燃焼室に
臨むピストンの頂面の温度が上昇するために、不
完全燃焼生成物を低減することができる。またこ
のピストンは、鋳造の際に頂部側の冷却を他の部
分よりも早めることによつて容易にセメンタイト
組織とすることができるために、コスト的にも有
利にピストンの断熱化を図ることが可能になる。
図面は本発明の一実施例に係るピストンの縦断
面図である。 なお図面に用いた符号において、１……ピスト
ン、６……頂部である。
面図である。 なお図面に用いた符号において、１……ピスト
ン、６……頂部である。
Claims (1)
- １ ピストンを鉄系の材料によつて鋳造するとと
もに、その頂部側をチル化してセメンタイト組織
にしたことを特徴とするピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22973182A JPS59120756A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22973182A JPS59120756A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59120756A JPS59120756A (ja) | 1984-07-12 |
| JPH0131029B2 true JPH0131029B2 (ja) | 1989-06-22 |
Family
ID=16896804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22973182A Granted JPS59120756A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59120756A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008018935A1 (de) | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Wincor Nixdorf International Gmbh | Einzelblatthandhabungsvorrichtung zur Eingabe und zur Ausgabe von rechteckigen Einzelblättern, insbesondere von Banknoten, in einen bzw. aus einem Behälter |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5718442A (en) * | 1980-07-07 | 1982-01-30 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | Cast iron piston with strengthened head |
| JPS5713855B2 (ja) * | 1976-09-07 | 1982-03-19 | ||
| JPS58209443A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 鋳鉄ピストンおよびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713855U (ja) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP22973182A patent/JPS59120756A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713855B2 (ja) * | 1976-09-07 | 1982-03-19 | ||
| JPS5718442A (en) * | 1980-07-07 | 1982-01-30 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | Cast iron piston with strengthened head |
| JPS58209443A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 鋳鉄ピストンおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59120756A (ja) | 1984-07-12 |
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