JPH0259940B2 - - Google Patents
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- JPH0259940B2 JPH0259940B2 JP58082358A JP8235883A JPH0259940B2 JP H0259940 B2 JPH0259940 B2 JP H0259940B2 JP 58082358 A JP58082358 A JP 58082358A JP 8235883 A JP8235883 A JP 8235883A JP H0259940 B2 JPH0259940 B2 JP H0259940B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、往復動内燃機関のピストンの摩擦力
測定装置に係り、特にピストンとシリンダ間の摩
擦力をエンジン運転中に実測することができるよ
うにし、しかもシリンダに作用するガス圧力の上
下方向の作用力を相殺する機構にＯリング等の弾
性部材を用いないことによつてガス圧によるノイ
ズが測定値の波形に現われないようにしたピスト
ンの摩擦力測定装置に関する。
測定装置に係り、特にピストンとシリンダ間の摩
擦力をエンジン運転中に実測することができるよ
うにし、しかもシリンダに作用するガス圧力の上
下方向の作用力を相殺する機構にＯリング等の弾
性部材を用いないことによつてガス圧によるノイ
ズが測定値の波形に現われないようにしたピスト
ンの摩擦力測定装置に関する。
「従来の技術」
内燃機関の摩擦損失低減は、省エネルギ化のた
めの一つの重要な項目である。しかし、従来摩擦
損失の測定は、モータリング法又は図示出力と軸
出力の差で求める方法しかなく、両者とも測定さ
れた値な１サイクルの全平均値であり、摩擦損失
低減にとつて重要な意味をもつ個々の摩擦部の時
間に対する摩擦力の経過が不明であり、摩擦損失
低減に対して的確な対策を与えるためには有効で
はなかつた。そこで発明者らはエンジン全体の摩
擦部の中で重要な部分を占めているピストンとシ
リンダ間の摩擦力をエンジン運転中に実測する方
法及び装置の開発につとめてきた。しかし従来
種々試みた装置においては、摩擦力波形に影響を
与えないようにシリンダ内の作用ガスをシールす
ることは相当困難であつた。
めの一つの重要な項目である。しかし、従来摩擦
損失の測定は、モータリング法又は図示出力と軸
出力の差で求める方法しかなく、両者とも測定さ
れた値な１サイクルの全平均値であり、摩擦損失
低減にとつて重要な意味をもつ個々の摩擦部の時
間に対する摩擦力の経過が不明であり、摩擦損失
低減に対して的確な対策を与えるためには有効で
はなかつた。そこで発明者らはエンジン全体の摩
擦部の中で重要な部分を占めているピストンとシ
リンダ間の摩擦力をエンジン運転中に実測する方
法及び装置の開発につとめてきた。しかし従来
種々試みた装置においては、摩擦力波形に影響を
与えないようにシリンダ内の作用ガスをシールす
ることは相当困難であつた。
また特開昭56―22921の出願に係るピストンの
摩擦力測定装置の発明を完成したが、該従来例
は、シリンダに作用するガス圧の上下方向の作用
力を相殺する機構にＯリング等の弾性部材を用い
ていたため、ガス圧によつてシリンダに作用する
上下方向の作用力を相殺する機構中の一部が弾性
変形することによつて作用力のタイムラグが生
じ、ピストン摩擦力の測定値となる波形のノイズ
が大きくなり、正確な測定結果が得られないとい
う欠点があつた。
摩擦力測定装置の発明を完成したが、該従来例
は、シリンダに作用するガス圧の上下方向の作用
力を相殺する機構にＯリング等の弾性部材を用い
ていたため、ガス圧によつてシリンダに作用する
上下方向の作用力を相殺する機構中の一部が弾性
変形することによつて作用力のタイムラグが生
じ、ピストン摩擦力の測定値となる波形のノイズ
が大きくなり、正確な測定結果が得られないとい
う欠点があつた。
「目的」
本発明は、上記した従来の技術の欠点を除くと
共に上記した測定上の問題点を解決するためにな
されたものであつて、その目的とするところは、
往復動内燃機関のピストンとシリンダ間の摩擦力
をエンジン運転中に正確かつ容易に実測すること
ができるピストンの摩擦力測定装置を提供するこ
とであり、特に、燃焼行程におけるシリンダ内の
ガス圧力を摩擦力波形に影響を与えないようにシ
ールすることである。また他の目的は、ガス圧に
よつてシリンダに作用する上下方向の作用力を相
殺するための機構に特開昭56―22921の発明にお
いて使用していた如きＯリング等の弾性部材を用
いないことによつて、該従来例で該弾性部材の変
形に要する時間によつて生じていた作用力のタイ
ムラグを除去することであり、またこれによつて
ピストン摩擦力の測定値となる波形のノイズを最
小限に抑制し、正確な測定結果が得られるように
することである。
共に上記した測定上の問題点を解決するためにな
されたものであつて、その目的とするところは、
往復動内燃機関のピストンとシリンダ間の摩擦力
をエンジン運転中に正確かつ容易に実測すること
ができるピストンの摩擦力測定装置を提供するこ
とであり、特に、燃焼行程におけるシリンダ内の
ガス圧力を摩擦力波形に影響を与えないようにシ
ールすることである。また他の目的は、ガス圧に
よつてシリンダに作用する上下方向の作用力を相
殺するための機構に特開昭56―22921の発明にお
いて使用していた如きＯリング等の弾性部材を用
いないことによつて、該従来例で該弾性部材の変
形に要する時間によつて生じていた作用力のタイ
ムラグを除去することであり、またこれによつて
ピストン摩擦力の測定値となる波形のノイズを最
小限に抑制し、正確な測定結果が得られるように
することである。
「構成」
要するに本発明は、シリンダをシリンダブロツ
クに対して相対変位可能に支持し、該相対変位を
検出する変位検出装置を該シリンダと前記シリン
ダブロツクとの間に取り付けてピストンの該シリ
ンダに対する摩擦力を測定するようにしたものに
おいて、前記シリンダの上端部をその内壁から中
心部に向けて突設せしめてシリンダ内径よりも小
さい内径の穴部を形成し、前記シリンダの上端部
と前記シリンダブロツクとの間に形成された溝を
またがせて内縁部が前記シリンダの上端部に載置
され外縁部が該シリンダブロツクの上端部に載置
されるようにした円環状のガス圧均衡プレートを
設け、該ガス圧均衡プレートの外周部までガス圧
が作用するように構成したことを特徴とするもの
である。
クに対して相対変位可能に支持し、該相対変位を
検出する変位検出装置を該シリンダと前記シリン
ダブロツクとの間に取り付けてピストンの該シリ
ンダに対する摩擦力を測定するようにしたものに
おいて、前記シリンダの上端部をその内壁から中
心部に向けて突設せしめてシリンダ内径よりも小
さい内径の穴部を形成し、前記シリンダの上端部
と前記シリンダブロツクとの間に形成された溝を
またがせて内縁部が前記シリンダの上端部に載置
され外縁部が該シリンダブロツクの上端部に載置
されるようにした円環状のガス圧均衡プレートを
設け、該ガス圧均衡プレートの外周部までガス圧
が作用するように構成したことを特徴とするもの
である。
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。第１図は本発明ピストンの摩擦力測定装置１
の組立図であり、シリンダ２はシリンダブロツク
３に対して相対変位可能に支持されており、該相
対変位を検出する変位検出装置４をシリンダ２と
シリンダブロツク３との間に取り付けてピストン
５のシリンダ２に対する摩擦力を測定するように
なつている。またこのシリンダ２とシリンダブロ
ツク３との間の相対変位を測定するための変位検
出装置４としてのピツクアツプは、高速回転にお
いて、摩擦力を正確に測定するために測定系の固
有振動数を高める必要があることから、極めてわ
ずかなシリンダ２の変位を検出できるものでなけ
ればならない。このため該変位検出装置４として
は、ピエゾ式のピツクアツプ６を採用し、シリン
ダ２の下端２ａに固着されたピツクアツプ押え８
とシリンダブロツク３の下端３ａとの間に、鋼球
９を介して該ピエゾ式ピツクアツプ６を挾み込む
ことにより固定してある。
る。第１図は本発明ピストンの摩擦力測定装置１
の組立図であり、シリンダ２はシリンダブロツク
３に対して相対変位可能に支持されており、該相
対変位を検出する変位検出装置４をシリンダ２と
シリンダブロツク３との間に取り付けてピストン
５のシリンダ２に対する摩擦力を測定するように
なつている。またこのシリンダ２とシリンダブロ
ツク３との間の相対変位を測定するための変位検
出装置４としてのピツクアツプは、高速回転にお
いて、摩擦力を正確に測定するために測定系の固
有振動数を高める必要があることから、極めてわ
ずかなシリンダ２の変位を検出できるものでなけ
ればならない。このため該変位検出装置４として
は、ピエゾ式のピツクアツプ６を採用し、シリン
ダ２の下端２ａに固着されたピツクアツプ押え８
とシリンダブロツク３の下端３ａとの間に、鋼球
９を介して該ピエゾ式ピツクアツプ６を挾み込む
ことにより固定してある。
次に、第１図及び第２図によりエンジンの運転
中においてシリンダ２に作用するガス圧による作
用力を上下方向に均等にするための機構１０につ
いて説明すると、シリンダ２の上端部１２は、そ
の内壁２ｂから中心部に向けて突設せしめられて
いてシリンダ内径Ｄよりも小さい内径ｄの穴部１
２ａが形成されている。なおこのシリンダ２の上
端部１２は、図示のように、シリンダ２の肉厚の
１／２程度の肉厚の専用部材１３を別途製作してシ
リンダ２に溶接してもよく、シリンダ２の上端部
１２を切削により図示の形状に形成してもよい。
またこのシリンダ２の上端部１２の外周１２ｂは
大きく面取りされており、シリンダブロツク３の
上端部３ｂ内側の傾斜面３ｃとの間には溝１４が
形成されている。そしてこの溝１４をまたがせて
シリンダ２の上端部１２に形成された段部１２ｃ
及びシリンダブロツク３の上端部３ｂに形成され
た段部３ｄに嵌入するようにして円環状のガス圧
均衡プレート１５が設けてある。即ち該ガス圧均
衡プレート１５は、その内縁部１５ａがシリンダ
２の上端部１２に載置され、外縁部１５ｂがシリ
ンダブロツク３の上端部３ｂに載置されており、
例えば鋼板で形成されている。
中においてシリンダ２に作用するガス圧による作
用力を上下方向に均等にするための機構１０につ
いて説明すると、シリンダ２の上端部１２は、そ
の内壁２ｂから中心部に向けて突設せしめられて
いてシリンダ内径Ｄよりも小さい内径ｄの穴部１
２ａが形成されている。なおこのシリンダ２の上
端部１２は、図示のように、シリンダ２の肉厚の
１／２程度の肉厚の専用部材１３を別途製作してシ
リンダ２に溶接してもよく、シリンダ２の上端部
１２を切削により図示の形状に形成してもよい。
またこのシリンダ２の上端部１２の外周１２ｂは
大きく面取りされており、シリンダブロツク３の
上端部３ｂ内側の傾斜面３ｃとの間には溝１４が
形成されている。そしてこの溝１４をまたがせて
シリンダ２の上端部１２に形成された段部１２ｃ
及びシリンダブロツク３の上端部３ｂに形成され
た段部３ｄに嵌入するようにして円環状のガス圧
均衡プレート１５が設けてある。即ち該ガス圧均
衡プレート１５は、その内縁部１５ａがシリンダ
２の上端部１２に載置され、外縁部１５ｂがシリ
ンダブロツク３の上端部３ｂに載置されており、
例えば鋼板で形成されている。
シリンダブロツク３とシリンダヘツド１６間の
ガスのシールは、ガスケツト１８により行うよう
になつており、該ガスケツトの内径Dgは、ガス
圧均衡プレート１５の外径D1と等しくてある。
ガスのシールは、ガスケツト１８により行うよう
になつており、該ガスケツトの内径Dgは、ガス
圧均衡プレート１５の外径D1と等しくてある。
次に、シリンダ２に作用するガス圧による作用
力が上下方向に相殺されるための各部の寸法の設
定について説明すると、第２図において、シリン
ダ２の内径Ｄと上端部１２の穴部１２ａの内径ｄ
との差の1/2、即ちＤ−ｄ／２を寸法ａとした場合、 ガス圧均衡プレート１５の外径D1と穴部１２ａ
の内径ｄとの差の1/2、即ちD1−ｄ／２を寸法ａの ２倍に設定する。試験の結果このように各部の寸
法を定めることによつてシリンダ２に作用するガ
ス圧による上下方向の作用力が均等となることが
判明したものである。
力が上下方向に相殺されるための各部の寸法の設
定について説明すると、第２図において、シリン
ダ２の内径Ｄと上端部１２の穴部１２ａの内径ｄ
との差の1/2、即ちＤ−ｄ／２を寸法ａとした場合、 ガス圧均衡プレート１５の外径D1と穴部１２ａ
の内径ｄとの差の1/2、即ちD1−ｄ／２を寸法ａの ２倍に設定する。試験の結果このように各部の寸
法を定めることによつてシリンダ２に作用するガ
ス圧による上下方向の作用力が均等となることが
判明したものである。
またシリンダ２とシリンダブロツク３との間に
は、ガスをシールするためのＯリング１９が装着
されている。
は、ガスをシールするためのＯリング１９が装着
されている。
なおピストン５のトツプランド５ａは、上端５
ｂから長さｈ、半径方向に外周５ｃから長さｃだ
け削り取つてあり、シリンダ２の上端部１２にピ
ストン５が干渉しないようにしてある。なおピス
トン５において、２１，２２及び２３は圧縮用の
ピストンリングであり、２４はオイル用のピスト
ンリングである。
ｂから長さｈ、半径方向に外周５ｃから長さｃだ
け削り取つてあり、シリンダ２の上端部１２にピ
ストン５が干渉しないようにしてある。なおピス
トン５において、２１，２２及び２３は圧縮用の
ピストンリングであり、２４はオイル用のピスト
ンリングである。
またシリンダヘツド１６は、図示はしてないが
通常のボルトでシリンダブロツク３に固定されて
おり、このボルトをばね系としてシリンダヘツド
１６はシリンダ２とは独立してガス圧により変位
するようにしてある。
通常のボルトでシリンダブロツク３に固定されて
おり、このボルトをばね系としてシリンダヘツド
１６はシリンダ２とは独立してガス圧により変位
するようにしてある。
「作用」
本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。エンジンが始動する
と、ピストン５は上下方向に往復動し、ピストン
リング２１，２２，２３，２４とシリンダ２の内
壁２ｂとの間の摩擦により、シリンダ２はシリン
ダブロツク３に対して相対的に変位し、この変位
量がピエゾ式ピツクアツプ６により検出される。
またこの変位量は摩擦力の大きさに比例する。
その作用について説明する。エンジンが始動する
と、ピストン５は上下方向に往復動し、ピストン
リング２１，２２，２３，２４とシリンダ２の内
壁２ｂとの間の摩擦により、シリンダ２はシリン
ダブロツク３に対して相対的に変位し、この変位
量がピエゾ式ピツクアツプ６により検出される。
またこの変位量は摩擦力の大きさに比例する。
次にエンジンの燃焼行程において、シリンダ２
内のガスの圧力が急激に増大した場合について説
明すると、第３図に示すように、ガスの圧力は、
矢印Ａで示すように上向きにシリンダ２の上端部
１２の寸法ａの部分に作用し、この結果上向きの
FUなる作用力が発生する。これに対してシリン
ダ２の上端１２の上面及びガス圧均衡プレート１
５には、ガスの圧力は矢印Ｂで示すように下向き
に作用し、この結果下向きの2FDなる作用力が発
生する。この2FDなる作用力は、下向きの圧力の
受圧面積を決める寸法が２ａであるため、上向き
の作用力FUの２倍、即ち２FUとなる。即ち、2FD
＝2FUとなる。そしてこの2FDなる下向きの力は、
その1/2がシリンダ２の上端部１２に、他の1/2が
シリンダブロツク３の上端部３ｂに夫々作用する
ことになるので、シリンダ２を下向きに押圧する
作用力も上向きに押圧する作用力も共にFUとな
り、相殺される。この結果ガス圧によつてはシリ
ンダ２は上下方向に何ら変位しないことになり、
摩擦力のみを検出することができる。
内のガスの圧力が急激に増大した場合について説
明すると、第３図に示すように、ガスの圧力は、
矢印Ａで示すように上向きにシリンダ２の上端部
１２の寸法ａの部分に作用し、この結果上向きの
FUなる作用力が発生する。これに対してシリン
ダ２の上端１２の上面及びガス圧均衡プレート１
５には、ガスの圧力は矢印Ｂで示すように下向き
に作用し、この結果下向きの2FDなる作用力が発
生する。この2FDなる作用力は、下向きの圧力の
受圧面積を決める寸法が２ａであるため、上向き
の作用力FUの２倍、即ち２FUとなる。即ち、2FD
＝2FUとなる。そしてこの2FDなる下向きの力は、
その1/2がシリンダ２の上端部１２に、他の1/2が
シリンダブロツク３の上端部３ｂに夫々作用する
ことになるので、シリンダ２を下向きに押圧する
作用力も上向きに押圧する作用力も共にFUとな
り、相殺される。この結果ガス圧によつてはシリ
ンダ２は上下方向に何ら変位しないことになり、
摩擦力のみを検出することができる。
また、本発明装置１においては、機構１０中に
Ｏリング等の弾性部材を一切用いていないので、
ガス圧によつて該弾性部材が変形するのに要する
時間によつて生ずる作用力のタイムラグは完全に
除去されており、該タイムラグによる測定値の波
形におけるノズは発生しなくなり、極めて滑らか
なピストンの摩擦力波形が得られる。
Ｏリング等の弾性部材を一切用いていないので、
ガス圧によつて該弾性部材が変形するのに要する
時間によつて生ずる作用力のタイムラグは完全に
除去されており、該タイムラグによる測定値の波
形におけるノズは発生しなくなり、極めて滑らか
なピストンの摩擦力波形が得られる。
なおシリンダヘツド１６には大きな上向きの力
が燃焼の都度作用するが、シリンダヘツド１６と
シリンダ２とは分離しているので、このシリンダ
ヘツド１６の上下振動の影響を受けることもな
い。
が燃焼の都度作用するが、シリンダヘツド１６と
シリンダ２とは分離しているので、このシリンダ
ヘツド１６の上下振動の影響を受けることもな
い。
次に本発明装置１を用いて、ピストン５とシリ
ンダ２との間の摩擦力を測定した結果につき説明
する。摩擦力を測定する際、その値は油温が極め
て敏感に影響するために、実働時とモータリング
時の摩擦力を比較する際に冷却水の温度を基準と
するのは適当でないので、シリンダ壁の温度をト
ツプリングの上死点（TDC）と下死点（BDC）
及び中央の３ケ所を測定し、そのうちの中央位置
の温度を基準とした。ここで古浜、鈴木がこの研
究に使用しているもの（古浜庄一・鈴木秀和：日
本機械学会論文集Vo1，45，No.392，1979，
P.571）とほぼ同じエンジンでシリンダ及びリン
グの温度測定をした結果によれば、ピストンリン
グのすべり面温度はシリンダ２の温度tcより15℃
〜20℃高いことがわかつている。これに対してモ
ータリングの場合は、ピストンリングとシリンダ
２の温度はほぼ同一温度と考えられる。そのため
実働時のリングの摩擦力を推定する実験として
は、シリンダ壁面の温度を実働時の温度より８〜
10℃高くして測定したものが最も近い値であると
考え、その方法をとつた。なお実験に供したエン
ジンは、単気筒テスト用エンジンで、ボア：137
mm、ストローク：135mm、直接噴射式４サイクル
デイーゼルエンジンで、圧縮リング３本、オイル
リング１本のリング配置である。
ンダ２との間の摩擦力を測定した結果につき説明
する。摩擦力を測定する際、その値は油温が極め
て敏感に影響するために、実働時とモータリング
時の摩擦力を比較する際に冷却水の温度を基準と
するのは適当でないので、シリンダ壁の温度をト
ツプリングの上死点（TDC）と下死点（BDC）
及び中央の３ケ所を測定し、そのうちの中央位置
の温度を基準とした。ここで古浜、鈴木がこの研
究に使用しているもの（古浜庄一・鈴木秀和：日
本機械学会論文集Vo1，45，No.392，1979，
P.571）とほぼ同じエンジンでシリンダ及びリン
グの温度測定をした結果によれば、ピストンリン
グのすべり面温度はシリンダ２の温度tcより15℃
〜20℃高いことがわかつている。これに対してモ
ータリングの場合は、ピストンリングとシリンダ
２の温度はほぼ同一温度と考えられる。そのため
実働時のリングの摩擦力を推定する実験として
は、シリンダ壁面の温度を実働時の温度より８〜
10℃高くして測定したものが最も近い値であると
考え、その方法をとつた。なお実験に供したエン
ジンは、単気筒テスト用エンジンで、ボア：137
mm、ストローク：135mm、直接噴射式４サイクル
デイーゼルエンジンで、圧縮リング３本、オイル
リング１本のリング配置である。
次に測定結果の一例を示すと、第４図はフアイ
アリングにおける摩擦力の測定例を示し、ここで
Ｆは摩擦力波形であり、Ｐはシリンダ２内の圧力
変動を示し、横軸にクランクシヤフトの回転角
（゜）をとり、燃焼行程における上死点を0゜とし
ている。縦軸には摩擦力（Kg）とシリンダ２内の
圧力（atm）をとつている。エンジン回転数を
1200rpm一定とし、冷却水温度を変化させたもの
である。この図でtwは冷却水温度であり、tcは
シリンダ２のストローク中央のトツプリング位置
の温度を示す。即ち図示の如く摩擦力Ｆの波形に
はノイズがほとんどなく、きれいに描かれてお
り、冷却水温度twが上昇するに従つて摩擦力Ｆ
は減少することがはつきり確認できる。
アリングにおける摩擦力の測定例を示し、ここで
Ｆは摩擦力波形であり、Ｐはシリンダ２内の圧力
変動を示し、横軸にクランクシヤフトの回転角
（゜）をとり、燃焼行程における上死点を0゜とし
ている。縦軸には摩擦力（Kg）とシリンダ２内の
圧力（atm）をとつている。エンジン回転数を
1200rpm一定とし、冷却水温度を変化させたもの
である。この図でtwは冷却水温度であり、tcは
シリンダ２のストローク中央のトツプリング位置
の温度を示す。即ち図示の如く摩擦力Ｆの波形に
はノイズがほとんどなく、きれいに描かれてお
り、冷却水温度twが上昇するに従つて摩擦力Ｆ
は減少することがはつきり確認できる。
第５図は第４図の結果をもとにして、各冷却水
温度tw対して吸排気行程での摩擦力の最大値Fp
と、燃焼行程での摩擦力の最大値Fnをそれぞれ
プロツトしたものである。この図で示すように、
冷却水温度twは、摩擦力に大きな影響を与え、
低温で潤滑油の高いときに特に大きな摩擦力を示
すことが明らかとなつた。
温度tw対して吸排気行程での摩擦力の最大値Fp
と、燃焼行程での摩擦力の最大値Fnをそれぞれ
プロツトしたものである。この図で示すように、
冷却水温度twは、摩擦力に大きな影響を与え、
低温で潤滑油の高いときに特に大きな摩擦力を示
すことが明らかとなつた。
本発明装置では、上記の測定のほか回転数を変
化させた場合の摩擦力の変化、ピストンリングを
種々変えた場合の摩擦力、クランクシヤフト１回
転中の摩擦力の変化及び全摩擦力に対する各部の
寄与率の大きさ等の測定を、フアイアリング及び
モータリングいずれについても容易に行うことが
できる。
化させた場合の摩擦力の変化、ピストンリングを
種々変えた場合の摩擦力、クランクシヤフト１回
転中の摩擦力の変化及び全摩擦力に対する各部の
寄与率の大きさ等の測定を、フアイアリング及び
モータリングいずれについても容易に行うことが
できる。
「効果」
本発明は、上記のように従来技術では困難とさ
れていた往復動内燃機関のピストンとシリンダ間
の摩擦力をエンジン運転中にも正確かつ容易に実
測することができる効果が得られるもので、特に
燃焼行程におけるシリンダ内のガス圧力を摩擦力
波形に影響を与えないようにシールすることがで
きる効果が得られ、内燃機関の各部の摩擦力の大
きさを実測するのを可能とすることができた。ま
た特に本発明装置では、ガス圧によつてシリンダ
に作用する上下方向の作用力を相殺するための機
構に特開昭56―22921の発明において使用してい
た如きＯリング等の弾性部材を用いていないの
で、該従来例で該弾性部材の変形に要する時間に
よつて生じていた作用力のタイムラグを除去する
ことができ、この結果ピストン摩擦力の測定値と
なる波形のノイズを最小限に抑制することができ
るから正確な測定結果が得られるもので、低摩擦
の機関の開発に大きく寄与し得、内燃機関の省エ
ネルギ化を進める上で極めて価値の大きい発明で
ある。
れていた往復動内燃機関のピストンとシリンダ間
の摩擦力をエンジン運転中にも正確かつ容易に実
測することができる効果が得られるもので、特に
燃焼行程におけるシリンダ内のガス圧力を摩擦力
波形に影響を与えないようにシールすることがで
きる効果が得られ、内燃機関の各部の摩擦力の大
きさを実測するのを可能とすることができた。ま
た特に本発明装置では、ガス圧によつてシリンダ
に作用する上下方向の作用力を相殺するための機
構に特開昭56―22921の発明において使用してい
た如きＯリング等の弾性部材を用いていないの
で、該従来例で該弾性部材の変形に要する時間に
よつて生じていた作用力のタイムラグを除去する
ことができ、この結果ピストン摩擦力の測定値と
なる波形のノイズを最小限に抑制することができ
るから正確な測定結果が得られるもので、低摩擦
の機関の開発に大きく寄与し得、内燃機関の省エ
ネルギ化を進める上で極めて価値の大きい発明で
ある。
第１図は本発明装置の組立状態を示す部分縦断
面図、第２図は要部拡大縦断面図、第３図はシリ
ンダ内の圧力の作用状態を示す要部縦断面図、第
４図は本発明装置を用いてエンジン運転中のピス
トンの摩擦力を冷却水温度を種々変えて実測した
結果を示す線図、第５図は第４図の結果をもとに
して作成したもので、冷却水温度に対する摩擦力
の変化をプロツトして示す線図である。 １はピストンの摩擦力測定装置、２はシリン
ダ、２ｂは内壁、３はシリンダブロツク、３ｂは
上端部、４は変位検出装置、５はピストン、１２
はシリンダの上端部、１２ａは穴部、１４は溝、
１５はガス圧均衡プレート、１５ａは内縁部、１
５ｂは外縁部、Ｄはシリンダの内径、ｄは穴部の
内径、FDは下向きの作用力、FUは上向きの作用
力である。
面図、第２図は要部拡大縦断面図、第３図はシリ
ンダ内の圧力の作用状態を示す要部縦断面図、第
４図は本発明装置を用いてエンジン運転中のピス
トンの摩擦力を冷却水温度を種々変えて実測した
結果を示す線図、第５図は第４図の結果をもとに
して作成したもので、冷却水温度に対する摩擦力
の変化をプロツトして示す線図である。 １はピストンの摩擦力測定装置、２はシリン
ダ、２ｂは内壁、３はシリンダブロツク、３ｂは
上端部、４は変位検出装置、５はピストン、１２
はシリンダの上端部、１２ａは穴部、１４は溝、
１５はガス圧均衡プレート、１５ａは内縁部、１
５ｂは外縁部、Ｄはシリンダの内径、ｄは穴部の
内径、FDは下向きの作用力、FUは上向きの作用
力である。
Claims (1)
- １ シリンダをシリンダブロツクに対して相対変
位可能に支持し、該相対変位を検出する変位検出
装置を該シリンダと前記シリンダブロツクとの間
に取り付けてピストンの該シリンダに対する摩擦
力を測定するようにしたものにおいて、前記シリ
ンダの上端部をその内壁から中心部に向けて突設
せしめてシリンダ内径よりも小さい内径の穴部を
形成し、前記シリンダの上端部と前記シリンダブ
ロツクとの間に形成された溝をまたがせて内縁部
が前記シリンダの上端部に載置され外縁部が該シ
リンダブロツクの上端部に載置されるようにした
円環状のガス圧均衡プレートを設け、該ガス圧均
衡プレートの外径と前記穴部の内径との差の1/2
の寸法を前記シリンダの内径と前記穴部の内径と
の差の1/2の寸法の２倍に設定し、該ガス圧均衡
プレートの外周部までガス圧が作用するように構
成し、前記シリンダに作用するガス圧力による作
用力が上下方向に相殺されるように構成したこと
を特徴とするピストンの摩擦力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235883A JPS59206740A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | ピストンの摩擦力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235883A JPS59206740A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | ピストンの摩擦力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206740A JPS59206740A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH0259940B2 true JPH0259940B2 (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=13772354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8235883A Granted JPS59206740A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | ピストンの摩擦力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59206740A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6261347B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2018-01-17 | 泰三 嶋田 | エンジンの摩擦損失測定方法およびエンジンの駆動状態検出方法 |
| EP3358336B1 (de) * | 2017-02-03 | 2021-10-13 | Clariant International Ltd | Verfahren und vorrichtung zur bewertung des geräuschverhaltens eines fluids |
| JP7053384B2 (ja) * | 2018-06-19 | 2022-04-12 | 株式会社Soken | 摩擦力計測装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622921A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-04 | Hino Motors Ltd | Measuring instrument for frictional force of piston |
-
1983
- 1983-05-10 JP JP8235883A patent/JPS59206740A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622921A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-04 | Hino Motors Ltd | Measuring instrument for frictional force of piston |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59206740A (ja) | 1984-11-22 |
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