JPH0322535Y2 - - Google Patents
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- JPH0322535Y2 JPH0322535Y2 JP1983175816U JP17581683U JPH0322535Y2 JP H0322535 Y2 JPH0322535 Y2 JP H0322535Y2 JP 1983175816 U JP1983175816 U JP 1983175816U JP 17581683 U JP17581683 U JP 17581683U JP H0322535 Y2 JPH0322535 Y2 JP H0322535Y2
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（技術分野）
この考案は、内燃機関に使用されるピストン、
特に機関の出力の向上とともにピストンクラウン
部の耐久性の向上を図つたピストンに関する。[Detailed description of the invention] (Technical field) This invention is a piston used in internal combustion engines.
In particular, the present invention relates to a piston that improves the output of an engine and the durability of the piston crown.
（従来技術）
従来の内燃機関用ピストンとしては、例えば第
１図に示すようなものが知られている（SAE
paper第830067号参照）。同図において、１はピ
ストン本体を示し、このピストン本体１はピスト
ンクラウン部２と、スカート部３と、から構成さ
れている。このクラウン部２の側壁には環状のト
ツプリング溝４Ａ、セカンドリング溝Ｂ及びオイ
ルリンざグ溝４Ｃが形成され、これらリング溝４
Ａ，４Ｂ，４Ｃによつて上方からトツプランド部
５、セカンドランド部６およびサードランド部７
がクラウン部２側壁に設けられている。このトツ
プリング溝４Ａは断面コの字形の耐摩環８によつ
て形成され、この耐摩環８はリング溝４Ａの摩耗
を低減する。ここで、上記構成のピストンを機関
に装着した場合、アルミニウム合金（JISAC8A）
で形成されたピストン本体１と、鋳鉄で形成され
たシリンダライナと、の間には下記のようなクリ
アランスが設定されている。すなわち、直経100
mmのシリンダに対し、トツプランド部５との間隙
（クリアランス）が略0.8mm、セカンドランド部６
およびサードランド部７との間隙が略0.6mm、ス
カート部３上端部との間隙が略0.4〜0.6mm、同部
下端部との間隙が略0.2〜0.3mmとなるようにそれ
ぞれ設定されている。これらの間隙は、ピストン
本体１およびシリンダライナを形成する材料の熱
膨張率、運転時におけるピストン本体１の温度分
布を配慮して設定されたものである。これは、運
転中シリンダライナとピストン本体１の熱膨張率
に差があることから常温で最小限の間隙（通常略
0.03mm）保持して、この間隙が大きいと運転中ピ
ストン本体１がぐらつき騒音を発する、いわゆる
ピストンスラツプの発生を防止し、静粛な運転の
実現を図つているのである。(Prior Art) As a conventional piston for an internal combustion engine, for example, the one shown in Fig. 1 is known (SAE
(See paper no. 830067). In the figure, 1 indicates a piston body, and this piston body 1 is composed of a piston crown portion 2 and a skirt portion 3. An annular top ring groove 4A, a second ring groove B, and an oil ring groove 4C are formed on the side wall of the crown portion 2.
Top land part 5, second land part 6 and third land part 7 from above by A, 4B, 4C
is provided on the side wall of the crown portion 2. This top ring groove 4A is formed by a wear ring 8 having a U-shaped cross section, and this wear ring 8 reduces wear of the ring groove 4A. Here, when the piston with the above configuration is installed in the engine, aluminum alloy (JISAC8A)
A clearance as shown below is set between the piston body 1 made of aluminum and the cylinder liner made of cast iron. i.e. direct meridian 100
mm cylinder, the gap (clearance) with the top land part 5 is approximately 0.8 mm, and the second land part 6
The gap with the third land portion 7 is approximately 0.6 mm, the gap with the upper end of the skirt portion 3 is approximately 0.4 to 0.6 mm, and the gap with the lower end thereof is approximately 0.2 to 0.3 mm. . These gaps are set in consideration of the coefficient of thermal expansion of the materials forming the piston body 1 and the cylinder liner, and the temperature distribution of the piston body 1 during operation. This is because there is a difference in the coefficient of thermal expansion between the cylinder liner and the piston body 1 during operation, so there is a minimum gap (usually abbreviated) at room temperature.
0.03 mm) to prevent the occurrence of so-called piston slap, in which the piston body 1 wobbles and makes noise during operation if this gap is large, thereby achieving quiet operation.
しかしながら、このよな従来の内燃機関用ピス
トンにあつては、ピストン本体がアルミニウム合
金等の単一合金で形成されているため、内燃機関
の高性能化に伴う燃焼温度の上昇により、ピスト
ンクラウン部、特にトツプランド部は高温とな
り、高負荷運転時に適正なクリアランスを確保す
るには、冷態時における該クリアランスを大きく
設定しなければならないことになる。一方このク
リアランスを大きく設定すると、低回転時におい
ては、次のような問題点が生ずる。すなわち、第
１に、シリンダとピストン本体との気密保持が不
完全で圧縮ガスや燃焼ガスがクラウン室へ吹き抜
けるいわゆるプローバイガスが増加し、十分な機
関の高出力が得られなくなる。第２のブローバイ
ガス量の増加により、トツプリング溝が高温とな
りリング溝とリングとの間に焼付や摩耗げ生じや
すくなる。第３に、トツプランド部が高温となる
ため、該ランド部の容損、焼付が生じやすくな
る。 However, in the case of such conventional pistons for internal combustion engines, the piston body is made of a single alloy such as an aluminum alloy. In particular, the top land portion becomes high temperature, and in order to ensure an appropriate clearance during high-load operation, the clearance must be set large in the cold state. On the other hand, if this clearance is set large, the following problems will occur at low rotation speeds. First, the so-called prove-by gas, in which compressed gas and combustion gas blow into the crown chamber due to incomplete airtightness between the cylinder and the piston body, increases, making it impossible to obtain a sufficient high output from the engine. Due to the increase in the amount of the second blow-by gas, the top ring groove becomes high in temperature, making it easy for seizure and wear to occur between the ring groove and the ring. Thirdly, since the top land portion becomes high temperature, damage and seizure of the land portion are likely to occur.
（考案の目的）
そこで、この考案は、ピストンクラウン部の側
壁部を、熱膨張率がクラウン部を形成する合金の
それよりも小さな繊維状材料を体積比で10〜25％
となるように該合金と複合した複合材料で形成
し、該繊維状材料を合金に複合する際に、該材料
の繊維長軸をピストン中心軸に対して垂直に分布
させることにより、前記問題点を解決することを
目的としている。(Purpose of the invention) Therefore, in this invention, the side wall of the piston crown is made of a fibrous material whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the alloy forming the crown at a volume ratio of 10 to 25%.
The above-mentioned problems can be solved by forming a composite material composited with the alloy so that the fibrous material is composited with the alloy, and by distributing the long axis of the fibers of the material perpendicularly to the central axis of the piston. It aims to solve the problem.
（考案の構成）
この考案に係るピストンは、ピストンクラウン
部の側壁部を、熱膨脹率がクラウン部を形成する
合金のそれよりも小さな繊維状材料を体積比で10
〜25％となるようにクラウン部を形成する合金と
複合した複合材料で形成し、ピストン中心軸に対
するクラウン部の半径方向の熱膨張を低減させる
構成である。(Structure of the invention) The piston according to this invention has a side wall of the piston crown made of a fibrous material having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the alloy forming the crown at a volume ratio of 10.
The piston is made of a composite material that is combined with the alloy that forms the crown so as to reduce the thermal expansion of the crown in the radial direction relative to the piston center axis.
（実施例）
以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。(Example) Hereinafter, an example of this invention will be described based on the drawings.
第２図、第３図はこの考案の一実施例を示すも
のである。なお、従来例と同一構成部分には同一
符号を付して説明する。まず、構成を説明する
と、第２図において、１はピストン本体を示し、
このピストン本体１はピストンクラウン部２と、
スカート部３と、から構成されている。このクラ
ウン部２の側壁には環状のトツプリング溝４Ａ、
セカンドリング溝４Ｂ、およびオイルリング溝４
Ｃが形成され、これらのリング溝４Ａ，４Ｂ，４
Ｃによつて上方からトツプランド部５、セカンド
ランド部６、およびサードランド部７が、クラウ
ン部２の側壁に設けられている。このトツプリン
グ溝４Ａは例えばニレジスト鋳鉄製の断面コの字
形の耐摩環８によつて形成され、この耐摩環８は
リング溝４Ａの摩耗を低減する。 FIGS. 2 and 3 show an embodiment of this invention. Note that the same components as in the conventional example will be described with the same reference numerals. First, to explain the configuration, in Fig. 2, 1 indicates the piston body;
This piston body 1 includes a piston crown portion 2,
It is composed of a skirt part 3. The side wall of this crown portion 2 has an annular top ring groove 4A,
Second ring groove 4B and oil ring groove 4
C is formed, and these ring grooves 4A, 4B, 4
C, a top land portion 5, a second land portion 6, and a third land portion 7 are provided on the side wall of the crown portion 2 from above. This top ring groove 4A is formed, for example, by a wear ring 8 made of Niresist cast iron and having a U-shaped cross section, and this wear ring 8 reduces wear of the ring groove 4A.
ここで、この耐摩環８より図中上方に形成され
たクラウン部２は複合材料からなる円盤状部材２
Ａにより構成されており、この円盤状部材２Ａは
クラウン部２に固着、接合され、かつ、クラウン
部２の一部（頂部）を形成している。この円盤状
部材２Ａは熱膨張率がピストン本体１（すなわち
クラウン部２の残部及びスカート部３）を形成す
るアルミニウム合金のそれより小さな繊維状材料
を体積比で10〜25％となるようにこのアルミニウ
ム合金と一体形成（すなわち、２つの材料を複合
して一つの成形体とする）したものである。この
複合化される繊維状材料としては、例えばアルミ
ナ質繊維（組成はAl2O396〔wt％〕、SiO2〔4wt
％〕、繊維径〔3μｍ〕、繊維長〔500μｍ〕）また
は、結晶化ガラス繊維（組成SiO2〔60〜64wt％〕、
Al2O3〔18〜22wt％〕、Li2O3〔４〜5wt％〕、Cu2O
〔６〜7wt％〕、繊維径〔2μｍ〕、繊維長〔600μ
ｍ〕）が使用される。これら繊維状材料をアルミ
ニウム合金に複合化する場合、ピストン中心軸
Coに垂直な面上に前記繊維長軸がランダムに存
在するように分布させている。なお、ここで、こ
の実施例におけるピストン本体１の製造方法を概
略説明すると、まず、クラウン部２合金に繊維状
材料を複合化させて一体成形した成形体（すなわ
ち、前記円盤状部材２Ａ）をピストン成形金型内
に配設する。次いで、金型内にJISAC8Aの溶湯
を注入し、500〜1500Kg／cm2の高圧で加圧しつつ
凝固させる。いわゆる高圧鋳造法により製造して
いる。 Here, the crown portion 2 formed above the wear-resistant ring 8 in the figure is a disk-shaped member 2 made of a composite material.
A, this disc-shaped member 2A is fixed and joined to the crown part 2, and forms a part (top part) of the crown part 2. This disk-shaped member 2A is made of a fibrous material whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the aluminum alloy forming the piston body 1 (that is, the remainder of the crown portion 2 and the skirt portion 3) so that the volume ratio is 10 to 25%. It is integrally formed with an aluminum alloy (that is, the two materials are combined into one molded body). The fibrous materials to be composited include, for example, alumina fibers (composition: Al 2 O 3 96 [wt%], SiO 2 [4wt%]).
%], fiber diameter [3 μm], fiber length [500 μm]) or crystallized glass fiber (composition SiO 2 [60 to 64 wt%],
Al 2 O 3 [18-22wt%], Li 2 O 3 [4-5wt%], Cu 2 O
[6-7wt%], fiber diameter [2μm], fiber length [600μm]
m]) is used. When combining these fibrous materials with aluminum alloy, the piston center axis
The long axes of the fibers are distributed randomly on a plane perpendicular to Co. Here, to briefly explain the method of manufacturing the piston body 1 in this embodiment, first, a molded body (i.e., the disc-shaped member 2A) which is integrally formed by combining the crown part 2 alloy with a fibrous material is manufactured. Placed inside the piston mold. Next, a JISAC8A molten metal is poured into the mold and solidified while being pressurized at a high pressure of 500 to 1500 kg/cm 2 . Manufactured using the so-called high-pressure casting method.
したがつて、このピストンにあつては、ピスト
ンクラウン部２を熱膨張率がクラウン部２を形成
する合金のそれよりも小さな繊維状材料を体積比
で10〜25％となるように該合金と複合した複合材
料で形成し、該繊維状材料を合金に複合する際
に、該材料の繊維長軸をピストン中心軸Ｃ。に対
して垂直に分布させるようにしたため、ピストン
中心軸Coに対するクラウン部２の半径方向の熱
膨張は従来例よりも低減されることになる。その
結果、ピストン本体１とシリンダライナとのクリ
アランスを従来例よりも小さく設定することがで
き、ブローバイガス量は減少し、機関の出力は向
上する。また、繊維状材料を複合することによ
り、耐熱強度は増大し、その耐久性も向上する。 Therefore, in this piston, the piston crown portion 2 is made of a fibrous material whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the alloy forming the crown portion 2 so that the volume ratio thereof is 10 to 25%. When forming the fibrous material into an alloy, the long axis of the fibers of the material is the central axis C of the piston. Since the distribution is perpendicular to the piston center axis Co, the thermal expansion of the crown portion 2 in the radial direction with respect to the piston center axis Co is reduced compared to the conventional example. As a result, the clearance between the piston body 1 and the cylinder liner can be set smaller than in the conventional example, the amount of blow-by gas is reduced, and the output of the engine is improved. Moreover, by combining fibrous materials, the heat resistance strength is increased and the durability thereof is also improved.
第３図はピストンクラウン部２の半径方向の熱
膨張量（伸び）（縦軸）と加熱温度（横軸）との
関係を示したものである。図中、一点線Ｘは第１
図に示す従来ピストンによるものを、実線Y1は
アルミナ質繊維を体積比で10％複合化させた場合
の本実施例によるものを、実線Y2はアルミナ質
繊維を14％複合化させた場合の本実施例によるも
のを、実線Y3は結晶化ガラス質繊維を20％複合
化させた場合の本実施例によるものを、実線Y4
はアルミナ質繊維を20％複合化させた場合の本実
施例によるものを、さらに、実線Y5はピストン
中心軸Coに対して平行な面上にアルミナ質繊維
の繊維長軸（繊維長方向）がランダムに存在する
よう分布させた場合の本実施例によるものを、そ
れぞれ示している。この図からも明らかなよう
に、繊維状材料をその繊維長軸がピストン中心軸
Coと平行よう複合化した場合は（実線Y5）従来
のピストンと同様にクラウン部２の伸びは大きい
が、ピストン中心軸Coに対して垂直な面上に繊
維長軸を分布させ、かつ、繊維体積比で10％以上
複合させると（実線Y2，Y3，Y4の場合）ピスト
ンクラウン部２の熱膨張量（伸び）は著しく低減
される。 FIG. 3 shows the relationship between the amount of thermal expansion (elongation) in the radial direction of the piston crown portion 2 (vertical axis) and the heating temperature (horizontal axis). In the figure, the dotted line
The solid line Y 1 shows the case using the conventional piston shown in the figure, and the solid line Y 1 shows the case according to this example when the volume ratio of alumina fibers is 10%, and the solid line Y 2 shows the case when the alumina fibers are combined 14%. The solid line Y 3 represents the product according to this example when 20% of crystallized glass fiber was composited, and the solid line Y 4 represents the product according to this example
indicates the result according to this example when 20% alumina fiber is composited, and the solid line Y 5 indicates the long axis of the alumina fiber (fiber length direction) on a plane parallel to the piston center axis Co. The results according to this embodiment when distributed so that they exist randomly are shown in each case. As is clear from this figure, the long axis of the fibrous material is the center axis of the piston.
When composited parallel to Co (solid line Y 5 ), the elongation of the crown portion 2 is large as in the conventional piston, but the long axis of the fibers is distributed on a plane perpendicular to the piston center axis Co, and When the fiber volume ratio is 10% or more (in the case of solid lines Y 2 , Y 3 , Y 4 ), the amount of thermal expansion (elongation) of the piston crown portion 2 is significantly reduced.
第４図、第５図は、この考案の第２実施例を示
すものである。この実施例は、前記トツプランド
部５と、熱膨張率がピストンクラウン部２を形成
するJISAC8A合金のそれより小さなアルミナ質
繊維を例えば体積比で20％となるように該合金と
複合した環状部材１２で構成したものである。こ
の実施例にあつても、前記実施例と同様に、ピス
トン中心軸Coに対するクラウン部２の半径方向
の熱膨張量は低減される。 4 and 5 show a second embodiment of this invention. In this embodiment, the toppland portion 5 and an annular member 12 are made of alumina fibers having a smaller coefficient of thermal expansion than that of the JISAC8A alloy forming the piston crown portion 2, for example, in a volume ratio of 20%. It is composed of In this embodiment as well, the amount of thermal expansion of the crown portion 2 in the radial direction with respect to the piston center axis Co is reduced, as in the previous embodiment.
第５図は、ピストンクラウン部２の半径方向の
伸び（縦軸）と各温度（横軸）との関係を示した
ものでである。図中、一点鎖線Ｘは従来のピスト
ンによるものを、実線Y1はこの実施例によるも
のを、実線Y2、Y3は次記実施例（第６図）によ
るものを、それぞれ示している。これから明らか
なように、本実施例によるクラウン部２の伸びは
従来例（第１図に示すピストン）に比較して著し
く低減される。その他の構成および作用は前記実
施例を同様である。 FIG. 5 shows the relationship between the radial elongation of the piston crown portion 2 (vertical axis) and each temperature (horizontal axis). In the figure, the dashed line X indicates the piston according to the conventional piston, the solid line Y1 indicates the piston according to this embodiment, and the solid lines Y2 and Y3 indicate the piston according to the following embodiment (FIG. 6). As is clear from this, the elongation of the crown portion 2 according to this embodiment is significantly reduced compared to the conventional example (piston shown in FIG. 1). Other configurations and operations are similar to those of the previous embodiment.
第６図〜第８図は、この考案の第３実施例を示
すものである。この実施例は、トツプランド部５
およびトツプリング溝４Ａ周縁部を例えばアルミ
ナ質繊維を体積比で20％複合化した環状部材２２
により構成した例である。１は、ピストン本体を
示し、このピストン本体１は、JISAC8A合金、
または、JISMC2合金（Mg−Al−Zn系）により
形成されている。この場合、クラウン部２の半径
方向の伸びと温度との関係は第５図中実線Y2，
Y3で示されている。Y2は環状部材２２を
JISMC2合金にアルミ質繊維を体積比で20％複合
化したものを、Y3はJISAC8A合金にアルミナ質
繊維を体積比で20％複合化したものをそれぞれ示
す。この図からも明らかなように、本実施例にあ
つても前述の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。さらに、本実施例にあつては繊維状材料と
して耐摩耗性の高いAl2O3、SiC2、SiO2等を使用
すれば、従来のニレジスト鋳鉄製耐摩環と同様の
効果（トツプリング溝の摩耗防止）が得られる。 6 to 8 show a third embodiment of this invention. In this embodiment, the top land portion 5
And an annular member 22 in which the peripheral edge of the top ring groove 4A is made of, for example, 20% by volume composite of alumina fibers.
This is an example configured by 1 indicates a piston body, and this piston body 1 is made of JISAC8A alloy,
Alternatively, it is formed from a JISMC2 alloy (Mg-Al-Zn system). In this case, the relationship between the radial elongation of the crown portion 2 and the temperature is shown by the solid line Y 2 in FIG.
Indicated by Y 3 . Y 2 is the annular member 22
Y 3 is a JISMC2 alloy composite with 20% volume ratio of aluminum fibers, and Y 3 is a JISAC8A alloy composite with 20% volume ratio of alumina fibers. As is clear from this figure, the same effects as those of the above-mentioned embodiments can be obtained in this embodiment as well. Furthermore, in this example, if highly wear-resistant Al 2 O 3 , SiC 2 , SiO 2 , etc. are used as the fibrous material, the effect similar to that of the conventional Ni-resist cast iron wear-resistant ring (top ring groove) can be achieved. wear prevention).
第７図は、エンジン回転数（横軸）とトツプラ
ンド温度（縦軸）との関係を示したものである。
図中、実線Ｘは従来のピストンによるものを、実
線Ｙはこの実施例によるもの（ピストン本体１は
JISAC8A合金で形成し、アルミナ質繊維を体積
比20％複合化したもの）を、さらに、実線Ｚは比
較例によるもの（ピストン本体１はJISAC8A合
金により形成し、環状部材２２を該合金にアルミ
ナ質繊維を体積比で25％複合化したもの）を、そ
れぞれ示している。なお、これは、小型2.0４
気筒デイーゼルエンジンにこの発明に係るピスト
ンを使用し、シリンダライナの内径は85mmとし、
冷態時におけるトツプランド部５とシリンダライ
ナとの最大クリアランスを0.28mmに設定してい
る。従来例にあつては、その最大クリアランスは
0.54mmに設定されている。この第７図から明らか
なように、トツプランド部５に複合させた繊維状
材料（アルミナ質繊維）が体積比で25％を超える
とＺ、トツプランド温度は従来例よりも若干高く
なり、また、シリンダライナおよびピストンリン
グの摩耗も大きくなるのである。したがつて、繊
維状材料の複合化率は体積比で25％以下であるこ
とが好ましい。図中明らかなようにアルミナ質繊
維を20％複合化した本実施例にあつてはＹ、従来
例Ｘに比較して、トツプランド温度は効果的に低
減され、したがつて、クラウン部２の耐久性を向
上させることができる。 FIG. 7 shows the relationship between engine rotational speed (horizontal axis) and topland temperature (vertical axis).
In the figure, the solid line
Furthermore, the solid line Z shows the comparative example (the piston body 1 is made of JISAC8A alloy, and the annular member 22 is made of JISAC8A alloy, and the annular member 22 is made of alumina fiber with a volume ratio of 20%). Composite fibers with a volume ratio of 25%) are shown. In addition, this is a small 2.04
The piston according to this invention is used in a cylinder diesel engine, and the inner diameter of the cylinder liner is 85 mm.
The maximum clearance between the toppland portion 5 and the cylinder liner in a cold state is set to 0.28 mm. In the conventional example, the maximum clearance is
It is set to 0.54mm. As is clear from FIG. 7, when the volume ratio of the fibrous material (alumina fiber) composited in the toppland portion 5 exceeds 25%, the toppland temperature becomes slightly higher than that of the conventional example, and the cylinder There is also increased wear on the liner and piston rings. Therefore, the composite ratio of the fibrous material is preferably 25% or less by volume. As is clear from the figure, in this example in which 20% of alumina fibers are composited, the toppland temperature is effectively reduced compared to conventional example can improve sex.
第８図はエンジン回転数（横軸）と軸トルク
（縦軸）の関係を示したもので、実線Ｘは従来の
ピストンによるものを、実線Ｙはこの実施例によ
るものを、それぞれ示している。同図からわかる
ように、この実施例のピストンを使用した機関
は、従来例に比べて軸トルクが大巾に向上し、高
出力が得られる。また、この機関をエンジン回転
数4800rpmで500時間全負荷運転した後も、トツ
プランド部５の耐久性は何ら異常が認められなか
つた。 Figure 8 shows the relationship between engine speed (horizontal axis) and shaft torque (vertical axis), where the solid line X shows the piston of the conventional piston, and the solid line Y shows the piston of this embodiment. . As can be seen from the figure, the engine using the piston of this embodiment has significantly improved shaft torque and high output compared to the conventional example. Further, even after operating this engine at full load for 500 hours at an engine speed of 4800 rpm, no abnormality was observed in the durability of the toppland section 5.
（効果）
以上説明してきたように、この考案によれば、
クラウン部の熱膨張量を低減できるため、冷態時
のピストンとシリンダライナ間のクリアランスを
小さく設定できる。その結果、ブローバイガス量
が減少して高出力が得られる。また、トツプリン
グ溝とトツプリングとの焼付、摩耗を防止できる
とともにトツプランド部溶損等も防止でき、クラ
ウン部の耐久性も向上する。特に、本考案では、
繊維状材料を合金に複合する際に、該材料の繊維
長軸をピストン中心軸に対して垂直に分布するよ
うにしているので、繊維状材料をそろ繊維長軸が
ピストン中心軸に対して平行に分布するようにし
たものに比べて、ピストンクラウン部の熱膨脹量
（伸び）を著しく低減させることができ、耐熱強
度を増大させてその耐久性を向上させることがで
きる。(Effects) As explained above, according to this invention,
Since the amount of thermal expansion of the crown portion can be reduced, the clearance between the piston and cylinder liner when cold can be set small. As a result, the amount of blow-by gas is reduced and high output can be obtained. Furthermore, it is possible to prevent seizure and wear between the top ring groove and the top ring, and also to prevent melting and damage of the top land portion, thereby improving the durability of the crown portion. In particular, in this invention,
When combining fibrous materials into alloys, the long axis of the fibers of the material is distributed perpendicularly to the central axis of the piston. The amount of thermal expansion (elongation) of the piston crown can be significantly reduced, and the heat resistance strength can be increased and its durability can be improved.
さらに、第３実施例にあつては、前記実施例と
同様な効果が得られる以外に、ニレジスト鋳鉄等
により形成される耐摩環が不要になるという附加
的効果も得られる。 Furthermore, in the third embodiment, in addition to obtaining the same effects as in the previous embodiment, an additional effect is obtained in that a wear-resistant ring formed of Niresist cast iron or the like is not required.
第１図は従来のピストンを示す縦断面図であ
る。第２図、第３図はこの考案に係るピストンの
第１実施例を示す図であり、第２図はその縦断面
図、第３図は温度とクラウン部の伸びとの関係を
示す図である。第４図、第５図はこの考案に係る
ピストンの第２実施例を示す図であり、第４図は
その縦断面図、第５図は温度とクラウン部の伸び
との関係を示す図である。第６図〜第８図はこの
考案に係るピストンの第３実施例を示す図であ
り、第６図はその縦断面図、第７図はエンジン回
転数とトツプランド温度との関係を示す図、第８
図はエンジン回転数と軸トルクとの関係を示す図
である。
２……ピストンクラウン部、２Ａ……円盤状部
材（複合材料）、１２，２２……環状部材（複合
材料）、Co……ピストン中心軸。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a conventional piston. 2 and 3 are diagrams showing the first embodiment of the piston according to this invention, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view thereof, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between temperature and elongation of the crown portion. be. 4 and 5 are diagrams showing a second embodiment of the piston according to this invention, FIG. 4 is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between temperature and elongation of the crown portion. be. 6 to 8 are diagrams showing a third embodiment of the piston according to this invention, FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view thereof, and FIG. 7 is a diagram showing the relationship between engine rotation speed and topland temperature. 8th
The figure is a diagram showing the relationship between engine speed and shaft torque. 2... Piston crown portion, 2A... Disk-shaped member (composite material), 12, 22... Annular member (composite material), Co... Piston central axis.
Claims (1)
ストンクラウン部を形成する合金のそれよりも小
さな繊維状材料を体積比で10〜25％となるように
該合金と複合した複合材料で形成し、該繊維状材
料を合金に複合する際に、該材料の繊維長軸をピ
ストン中心軸に対して垂直に分布するようにした
ことを特徴とするピストン。 The side wall portion of the piston crown portion is formed of a composite material in which a fibrous material whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the alloy forming the piston crown portion is combined with the alloy at a volume ratio of 10 to 25%. A piston characterized in that when a fibrous material is composited into an alloy, the long axis of the fibers of the material is distributed perpendicularly to the central axis of the piston.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17581683U JPS6082550U (en) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | piston |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17581683U JPS6082550U (en) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | piston |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082550U JPS6082550U (en) | 1985-06-07 |
| JPH0322535Y2 true JPH0322535Y2 (en) | 1991-05-16 |
Family
ID=30382401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17581683U Granted JPS6082550U (en) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | piston |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082550U (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891350A (en) * | 1982-10-07 | 1983-05-31 | Honda Motor Co Ltd | Piston for internal-combustion engine |
| JPS5893840A (en) * | 1981-11-30 | 1983-06-03 | Toyota Motor Corp | Combination of member |
| JPS5893948A (en) * | 1981-11-30 | 1983-06-03 | Toyota Motor Corp | Engine piston |
-
1983
- 1983-11-14 JP JP17581683U patent/JPS6082550U/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893840A (en) * | 1981-11-30 | 1983-06-03 | Toyota Motor Corp | Combination of member |
| JPS5893948A (en) * | 1981-11-30 | 1983-06-03 | Toyota Motor Corp | Engine piston |
| JPS5891350A (en) * | 1982-10-07 | 1983-05-31 | Honda Motor Co Ltd | Piston for internal-combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6082550U (en) | 1985-06-07 |
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