JPH0160664B2 - - Google Patents
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- JPH0160664B2 JPH0160664B2 JP13313282A JP13313282A JPH0160664B2 JP H0160664 B2 JPH0160664 B2 JP H0160664B2 JP 13313282 A JP13313282 A JP 13313282A JP 13313282 A JP13313282 A JP 13313282A JP H0160664 B2 JPH0160664 B2 JP H0160664B2
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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
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のピストン、特に頭部（ピス
トンヘツド）に冷却オイル通路を設け、該通路に
導入した冷却オイルで頭部を冷却するようにし
た、所謂クーリングチヤンネル付のピストンに関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a piston with a so-called cooling channel, in which a cooling oil passage is provided in the piston, particularly the head (piston head), and the head is cooled by the cooling oil introduced into the passage. This relates to the piston.
内燃機関のピストンは周知の如く、シリンダ内
を高速で往復運動して混合ガスの吸入、圧縮を行
い、混合ガスの爆発圧力を受け、コネクチングロ
ツドを介してクランクシヤフトに回転力を与える
ものであり、一般に第１，２図で示したように頭
部１と、頭部１に連らなるスカート部２と、スカ
ート部２の対向面に設けられたピンボス部３，３
と、ピスボス部３，３を貫通するピン孔４，４を
有していて、これらピン孔４，４に嵌挿したピス
トンピン５によつてコネクチングロツド６に連結
されるようになつている。なお図において７と８
は頭部の外周に設けられたコンプレツシヨンリン
グ溝とオイルリング溝、９と１０は前記コンプレ
ツシヨンリング溝７とオイルリング溝８にそれぞ
れ嵌め着けられたコンプレツシヨンリングとオイ
ルリング、１１はシリンダである。 As is well known, the piston of an internal combustion engine reciprocates within the cylinder at high speed to suck in and compress the mixed gas, receives the explosion pressure of the mixed gas, and applies rotational force to the crankshaft via the connecting rod. Generally, as shown in FIGS. 1 and 2, there is a head 1, a skirt portion 2 connected to the head 1, and pin boss portions 3, 3 provided on opposing surfaces of the skirt portion 2.
It has pin holes 4, 4 passing through the piston boss parts 3, 3, and is connected to a connecting rod 6 by a piston pin 5 fitted into these pin holes 4, 4. . In addition, 7 and 8 in the figure
9 and 10 are compression ring grooves and oil ring grooves provided on the outer periphery of the head; 9 and 10 are compression rings and oil rings fitted into the compression ring groove 7 and oil ring groove 8, respectively; 11 is a cylinder.
上記のような内燃機関のピストンは頭部１の冠
面やコンプレツシヨンリング９が燃焼ガスに曝さ
れて高温になり、このため、シリンダ１１とコン
プレツシヨンリング９の間、或いはピンボス部
３，３とピストンピン５の間に焼付きを起しやす
いという不具合がある。 In the piston of the internal combustion engine as described above, the crown surface of the head 1 and the compression ring 9 are exposed to combustion gas and become high temperature. , 3 and the piston pin 5 is likely to cause seizure.
そこで、このような不具合を解消するため第
３，４図に示したように頭部１に冷却オイル通路
１２を設けると共にスカート部２の内周面に、前
記冷却オイル通路１２に冷却オイルを供給するオ
イル導入部１３および冷却オイル通路１２から冷
却オイルを排除するオイル排出部１４を突設し、
前記オイル導入部１３から図外のオイルジエツト
装置によつて冷却オイル通路１２に供給し、この
冷却オイルで頭部１乃至ピンボス部３，３を冷却
するようにした所謂クーリングチヤンネル付のピ
ストンが開発されるに至つた。なお１５と１６は
オイル導入部１３とオイル排出部１４に設けられ
た冷却オイル通路である。 Therefore, in order to eliminate such problems, a cooling oil passage 12 is provided in the head 1 as shown in FIGS. 3 and 4, and cooling oil is supplied to the cooling oil passage 12 on the inner peripheral surface of the skirt portion 2. An oil discharge part 14 for removing the cooling oil from the oil introduction part 13 and the cooling oil passage 12 is provided in a protruding manner.
A piston with a so-called cooling channel has been developed in which the cooling oil is supplied from the oil introduction part 13 to the cooling oil passage 12 by an oil jet device (not shown), and the head 1 to the pin boss parts 3, 3 are cooled with this cooling oil. I reached the point where Note that 15 and 16 are cooling oil passages provided in the oil introduction section 13 and the oil discharge section 14.
しかるに従来のクーリングチヤンネル付の内燃
機関のピストンは、スカート部２が局部的にスカ
ツフ（焼付き）を起すという不具合があつた。 However, the conventional piston of an internal combustion engine with a cooling channel has a problem in that the skirt portion 2 locally scuffs (seizes).
上記スカート部２の局部的スカツフの原因は第
４図に示したようにオイル導入部１３とオイル排
出部１４がＸ−Ｘ軸に対して非対称に配置されて
いるため、スカート部２のスラスト面２ａおよび
アンチスラスト面２ｂのＸ−Ｘ軸対称位置の剛性
に差異が生じ、機関の燃焼サイクル中のピストン
の運動によつてスラスト面２ａやアンチスラスト
面２ｂに側圧が加わると、スカート部２は第４図
仮想線示したように変形し、スラスト面２ａやア
ンチスラスト面２ｂの一部２a′，２b′がシリンダ
１１の内周面に対して相対的に突出した状態にな
ることにある。 The cause of the local scuffing of the skirt portion 2 is that the oil inlet portion 13 and the oil discharge portion 14 are arranged asymmetrically with respect to the X-X axis as shown in FIG. 2a and the anti-thrust surface 2b at symmetrical positions along the X-X axis, and when lateral pressure is applied to the thrust surface 2a and the anti-thrust surface 2b due to the movement of the piston during the combustion cycle of the engine, the skirt portion 2 The deformation occurs as shown by the imaginary lines in FIG. 4, and parts 2a' and 2b' of the thrust surface 2a and the anti-thrust surface 2b become relatively protruded with respect to the inner circumferential surface of the cylinder 11.
そこで従来は上記突出の原因のすべてがスカー
ト部２の変形にあると考えてスカート部２の肉厚
を厚くしたり、或はスカート部２の前記オイル導
入部１３およびオイル排出部１４の、ピンボス方
向に直角な軸に対して対称位置に、補強リブを設
けてスカート部２の変形を防止したピストンも開
発されるに至つたが、このようなピストンはアル
ミニウム合金等のピストン素材の使用量が大とな
り、またピストン重量が増えて、ピストンのコス
トダウン軽量化の要請に反するというデメリツト
が生じる。 Conventionally, the above protrusion was thought to be caused by the deformation of the skirt part 2, and the wall thickness of the skirt part 2 was increased, or the pin bosses of the oil introduction part 13 and the oil discharge part 14 of the skirt part 2 were made thicker. Pistons have also been developed in which reinforcing ribs are provided symmetrically with respect to the axis perpendicular to the direction to prevent deformation of the skirt portion 2, but such pistons require less piston material such as aluminum alloy. This has the disadvantage of increasing the size of the piston and increasing the weight of the piston, which goes against the desire to reduce the cost and weight of the piston.
しかし、このようなデメリツトはスカート部２
の変形を、剛性を高めることで防いでスラスト面
２ａおよびアンチスラスト面２ｂの一部２a′２
b′がシリンダ１１の内周面に対して相対的に突出
するのを阻止しようとする以上、不可避的に生ず
るものである。 However, such a disadvantage is that the skirt part 2
By increasing the rigidity, the deformation of the thrust surface 2a and the part 2a'2 of the anti-thrust surface 2b is prevented.
This occurs unavoidably as long as it is attempted to prevent b' from protruding relative to the inner circumferential surface of the cylinder 11.
そこで本発明者はスカート部２の剛性を高める
こと以外の方法で上記突出を阻止するべく、該突
出の原因を詳細に検討してみた。その結果、剛性
の不均等によるスカート部２の変形が上記突出の
直接の原因ではあるが、変形が原因のすべてでは
なく、従来のピストンにおいては第５図に示した
ように「オイル導入部１３およびオイル排出部１
４の位置するスカート部２の外周面のオーバル量
ａが、ピンボス方向に直角な軸（Ｘ−Ｘ軸）に対
してこれらオイル導入部１３およびオイル排出部
１４と対称位置の、スカート部２の外周面のオー
バル量ｂと同一に形成されていた」ことが上記突
出の間接的でかつ重要な原因になつていることを
発見した。 Therefore, the inventor of the present invention conducted a detailed investigation into the cause of the protrusion in order to prevent the protrusion by a method other than increasing the rigidity of the skirt portion 2. As a result, although the deformation of the skirt portion 2 due to the uneven rigidity is the direct cause of the above-mentioned protrusion, deformation is not the entire cause.In the conventional piston, as shown in FIG. and oil discharge part 1
The oval amount a of the outer circumferential surface of the skirt portion 2 where 4 is located is symmetrical to the oil inlet portion 13 and the oil discharge portion 14 with respect to the axis (X-X axis) perpendicular to the pin boss direction. It was discovered that the fact that the outer peripheral surface was formed to have the same oval amount b was an indirect and important cause of the protrusion.
即ち、上記の如くオイル導入部１３およびオイ
ル排出部１４の位置するスカート部２の外周面の
オーバル量ａが、ピンボス方向に直角な軸に対し
てこれらオイル導入部１３およびオイル排出部１
４と対称位置のオーバル量ｂと同一であるため、
ピストンのストローク時スラスト面２ａやアンチ
スラスト面２ｂに側圧が加わると、剛性の弱いオ
イル導入部１３およびオイル排出部１４とピンボ
ス方向に直角な軸に対して対称位置のスカート部
２の外周面が凹み、該面のオーバル量が増大した
ことと同様となる反面、剛性の強いオイル導入部
１３およびオイル排出部１４の位置するスカート
部２の外周面のオーバル量が減少したことにな
り、該面の一部２a′，２b′がシリンダ１１の内周
面に対して相対的に突出した状態になるからであ
る。 That is, as described above, the oval amount a of the outer peripheral surface of the skirt portion 2 where the oil introduction portion 13 and the oil discharge portion 14 are located is relative to the axis perpendicular to the pin boss direction.
4 and the oval amount b at the symmetrical position, so
When lateral pressure is applied to the thrust surface 2a and the anti-thrust surface 2b during the stroke of the piston, the outer peripheral surface of the skirt portion 2, which is symmetrical with respect to the axis perpendicular to the weakly rigid oil inlet portion 13 and oil discharge portion 14, is On the other hand, the oval amount of the outer circumferential surface of the skirt portion 2 where the highly rigid oil introduction section 13 and oil discharge section 14 are located has decreased, and the oval amount of the surface has increased. This is because parts 2a' and 2b' of the cylinder 11 protrude relative to the inner circumferential surface of the cylinder 11.
従つて変形を見込んでオイル導入部１３および
オイル排出部１４の位置するスカート部２の外周
面のオーバル量を予め大きめに形成しておけば、
スカート部２が変形しても、スカート部２の一部
２a′，２b′がシリンダ１１の内周面に対して相対
的に突出するのを積極的に阻止できる筈である。 Therefore, if the oval amount of the outer circumferential surface of the skirt portion 2 where the oil introduction portion 13 and the oil discharge portion 14 are located is formed to be large in advance in anticipation of deformation,
Even if the skirt portion 2 is deformed, it should be possible to actively prevent the portions 2a' and 2b' of the skirt portion 2 from protruding relative to the inner peripheral surface of the cylinder 11.
本発明は斯かる観点から為されたものであり、
その要旨とする構成は第６図に示したようにオイ
ル導入部１３およびオイル排出部１４の位置する
スカート部２の外周面のオーバル量ａを、ピンボ
ス方向に直角な軸に対して前記オイル導入部１３
およびオイル排出部１４と対称位置のスカート部
２の外周面のオーバル量ｂよりも大きく形成した
ことにある。 The present invention has been made from such a viewpoint,
As shown in FIG. 6, the gist of the configuration is such that the oval amount a of the outer peripheral surface of the skirt portion 2 where the oil inlet portion 13 and the oil discharge portion 14 are located is set relative to the axis perpendicular to the pin boss direction. Part 13
Another reason is that the outer peripheral surface of the skirt portion 2 located symmetrically to the oil discharge portion 14 is formed to have a larger oval amount b.
図面に示す実施例において、ピンボス方向に直
角な軸に対してオイル導入部１３およびオイル排
出部１４と対称位置のスカート部２の外周面のオ
ーバル量ｂは、ピストンのストローク時スラスト
面２ａ及びアンチスラスト面２ｂに側圧が作用し
た場合を考慮して、このときピストンがスカツフ
を惹起しない必要量小量に形成されている。また
オイル導入部１３およびオイル排出部１４の位置
するスカート部２の外周面のオーバル量ａは、こ
れらオイル導入部１３およびオイル排出部１４の
熱膨張、及び前記側圧による変形突出量を見込ん
で、ピンボス方向に直角な軸（Ｘ−Ｘ軸）に対し
て、これらオイル導入部およびオイル排出部１４
と対称位置の、前記オーバル量ｂよりも大きく形
成されている。 In the embodiment shown in the drawings, the oval amount b of the outer circumferential surface of the skirt portion 2, which is symmetrical to the oil inlet portion 13 and the oil discharge portion 14 with respect to the axis perpendicular to the pin boss direction, is equal to Considering the case where lateral pressure acts on the thrust surface 2b, the piston is formed to have a small amount necessary to prevent scuffing at this time. Further, the oval amount a of the outer circumferential surface of the skirt portion 2 where the oil introduction part 13 and the oil discharge part 14 are located is determined by taking into consideration the thermal expansion of the oil introduction part 13 and the oil discharge part 14 and the deformation protrusion amount due to the side pressure. These oil introduction part and oil discharge part 14 are connected to the axis (X-X axis) perpendicular to the pin boss direction.
The oval amount b is formed to be larger than the oval amount b at the symmetrical position.
斯く構成することにより、機関の燃焼サイクル
中のピストンの運動によつてピストンに側圧が加
わると、ピストンスカート部２の変形が生ずる
が、オイル導入部１３及びオイル排出部の位置す
るスカート部２の突出変形は、予じめ見込んで大
きくしておいたオーバル量ａによつて相殺吸収さ
れる。従つて、ストローク中のピストンスカート
部２の外周は、一部分が突出変形することなく真
円円筒面を形成することになるので、シリンダ１
１の内面との間に局部的スカツフが生じることを
未然に防止することができるのである。なお、従
来と同一部分には同一符号を付して重複する説明
を省略する。 With this configuration, when lateral pressure is applied to the piston due to movement of the piston during the combustion cycle of the engine, the piston skirt portion 2 is deformed, but the piston skirt portion 2 is deformed. The protruding deformation is offset and absorbed by the oval amount a, which is anticipated and increased in advance. Therefore, the outer periphery of the piston skirt portion 2 during the stroke forms a perfect circular cylindrical surface without a portion being deformed protrudingly, so that the cylinder 1
This makes it possible to prevent local scuffs from forming between the inner surface of the material and the inner surface of the material. Note that parts that are the same as those in the prior art are designated by the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
以上説明したように本発明は頭部１と、頭部１
に連らなるスカート部２と、スカート部２の対向
面に設けられたピンボス部３，３と、ピンボス部
３，３を貫通するピン孔４，４を有していて、こ
れらピン孔４，４に嵌挿したピストンピン５によ
つてコネクチングロツド６等に連結されるピスト
ンにおいて、前記頭部１には冷却オイル通路１２
を設け、スカート部２の内周面には前記冷却オイ
ル通路１２に冷却オイルを供給するオイル導入部
１３および冷却オイル通路１２から冷却オイルを
排除するオイル排出部１４を突設すると共に、こ
れらオイル導入部１３およびオイル排出部１４の
位置するスカート部２の外周面のオーバル量を、
前記オイル導入部１３およびオイル排出部１４と
ピンボス方向対称位置のスカート部２の外周面の
オーバル量よりも大きく形成したので、従来のよ
うにスカート部２の肉厚を厚くしたり或はスカー
ト部２のオイル導入部１３およびオイル排出部１
４の、ピンボス方向に直角な軸に対して対称位置
に補強リブを設けることなく、ピストンに側圧が
加わつた時に、スカート部２の外周の一部が突出
変形することを未然に防止できる。従つて、ピス
トンの重量を増加することなく、スカート部２の
局部的スカツフを防止することが可能となり、内
燃機関のピストンに対する時代的要請である軽量
化、低コスト化を図る上で、大なる効果がある。 As explained above, the present invention includes the head 1 and the head 1.
It has a skirt portion 2 continuous to the skirt portion 2, pin boss portions 3, 3 provided on opposing surfaces of the skirt portion 2, and pin holes 4, 4 passing through the pin boss portions 3, 3, and these pin holes 4, In the piston, which is connected to a connecting rod 6 etc. by a piston pin 5 inserted into a piston 4, a cooling oil passage 12 is provided in the head 1.
An oil introduction part 13 for supplying cooling oil to the cooling oil passage 12 and an oil discharge part 14 for removing cooling oil from the cooling oil passage 12 are protrudingly provided on the inner peripheral surface of the skirt part 2. The oval amount of the outer peripheral surface of the skirt part 2 where the introduction part 13 and the oil discharge part 14 are located is
Since the oval size of the outer circumferential surface of the skirt portion 2 at a position symmetrical to the oil inlet portion 13 and the oil discharge portion 14 in the pin boss direction is larger than that of the outer circumferential surface of the skirt portion 2, the wall thickness of the skirt portion 2 can be made thicker as in the conventional case. 2, oil introduction section 13 and oil discharge section 1
4, without providing reinforcing ribs at symmetrical positions with respect to the axis perpendicular to the pin boss direction, it is possible to prevent part of the outer periphery of the skirt portion 2 from deforming in a protruding manner when side pressure is applied to the piston. Therefore, it is possible to prevent local scuffing of the skirt portion 2 without increasing the weight of the piston, which is a great help in reducing weight and cost, which are the current demands for pistons of internal combustion engines. effective.
第１図は内燃機関のピストンの断面図、第２図
は同底面図、第３図は従来のクーリングチヤンネ
ル付の内燃機関のピストンの断面図、第４図は同
底面図、第５図は従来のピストンのスカート部の
オーバル量を誇張して表示したピストン底面図、
第６図は本発明ピストンの第５図と同様の図であ
る。
１……頭部、２……スカート部、３……ピンボ
ス部、４……ピン孔、５……ピストンピン、６…
…コネクチングロツド、１２……冷却オイル通
路、１３……オイル導入部、１４……オイル排出
部。
Fig. 1 is a sectional view of a piston of an internal combustion engine, Fig. 2 is a bottom view of the same, Fig. 3 is a sectional view of a piston of an internal combustion engine with a conventional cooling channel, Fig. 4 is a bottom view of the same, and Fig. 5 is a sectional view of the piston of an internal combustion engine. A bottom view of the piston that exaggerates the oval of the skirt of a conventional piston.
FIG. 6 is a view similar to FIG. 5 of the piston of the present invention. 1... Head, 2... Skirt part, 3... Pin boss part, 4... Pin hole, 5... Piston pin, 6...
...Connecting rod, 12...Cooling oil passage, 13...Oil introduction section, 14...Oil discharge section.
Claims (1)
と、スカート部２の対向面に設けられたピンボス
部３，３と、ピンボス部３，３を貫通するピン孔
４，４を有していて、これらピン孔４，４に嵌挿
したピストンピン５によつてコネクチングロツド
６等に連結されるピストンにおいて、前記頭部１
には冷却オイル通路１２を設け、スカート部２の
内周面には前記冷却オイル通路１２に冷却オイル
を供給するオイル導入部１３および冷却オイル通
路１２から冷却オイルを排除するオイル排出部１
４を突設すると共に、これらオイル導入部１３お
よびオイル排出部１４の位置するスカート部２の
外周面のオーバル量を、ピンボス方向に直角な軸
に対して、前記オイル導入部１３およびオイル排
出部１４と対称位置のスカート部２の外周面のオ
ーバル量よりも大きく形成したことを特徴とする
内燃機関のピストン。1 Head 1 and skirt portion 2 connected to head 1
It has pin boss parts 3, 3 provided on the opposing surface of the skirt part 2, and pin holes 4, 4 passing through the pin boss parts 3, 3, and a piston pin inserted into these pin holes 4, 4. In the piston connected to the connecting rod 6 etc. by the head 1
A cooling oil passage 12 is provided in the skirt portion 2, and an oil introduction part 13 for supplying cooling oil to the cooling oil passage 12 and an oil discharge part 1 for removing cooling oil from the cooling oil passage 12 are provided on the inner peripheral surface of the skirt portion 2.
4 are provided protrudingly, and the oval amount of the outer circumferential surface of the skirt part 2 where these oil introduction part 13 and oil discharge part 14 are located is adjusted so that the oil introduction part 13 and oil discharge part 14. A piston for an internal combustion engine, characterized in that the oval size of the outer peripheral surface of the skirt portion 2 is formed to be larger than that of the skirt portion 2 at a position symmetrical to that of the skirt portion 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13313282A JPS5923048A (en) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | Piston for internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13313282A JPS5923048A (en) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | Piston for internal-combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5923048A JPS5923048A (en) | 1984-02-06 |
| JPH0160664B2 true JPH0160664B2 (en) | 1989-12-25 |
Family
ID=15097519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13313282A Granted JPS5923048A (en) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | Piston for internal-combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5923048A (en) |
Families Citing this family (6)
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-
1982
- 1982-07-30 JP JP13313282A patent/JPS5923048A/en active Granted
Also Published As
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