JPH04203462A - Piston - Google Patents
PistonInfo
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- JPH04203462A JPH04203462A JP33361890A JP33361890A JPH04203462A JP H04203462 A JPH04203462 A JP H04203462A JP 33361890 A JP33361890 A JP 33361890A JP 33361890 A JP33361890 A JP 33361890A JP H04203462 A JPH04203462 A JP H04203462A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、往復動型の内燃機関等に使用されるピストン
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a piston used in a reciprocating internal combustion engine or the like.
往復動型内燃機関の運転中において、ピストンは燃焼室
の爆発圧力を受けてコンロッドに力を伝えるが、上死点
及び下死点以外の位置ではコンロフトは傾いているので
、前記力の分力であるスラスト力によって、ピストンは
間欠的にシリンダ壁に押しつけられる。During operation of a reciprocating internal combustion engine, the piston receives the explosion pressure in the combustion chamber and transmits force to the connecting rod, but since the connecting loft is tilted at positions other than top dead center and bottom dead center, the component of the force is The piston is intermittently pressed against the cylinder wall by the thrust force.
−aに、内燃機関用ピストンとシリンダ壁との間には、
摺動抵抗の増大を防止するために、高温時におけるピス
トンの熱膨張を考慮して、冷間時には、かなり大きい隙
間が与えられているので、この大きい隙間を介して前記
のスラスト力が間欠的に作用することによって、ピスト
ンとシリンダ壁との間に打音が発生し、これが内燃機関
の騒音の一つの要因になる。-a, between the internal combustion engine piston and the cylinder wall,
In order to prevent an increase in sliding resistance, a fairly large gap is provided when the piston is cold, taking into account the thermal expansion of the piston at high temperatures, so the thrust force is applied intermittently through this large gap. As a result, a striking sound is generated between the piston and the cylinder wall, which is one of the causes of noise in the internal combustion engine.
この問題に対処するための一つの手段として、実開昭5
5−54545号公報には、ピストンとシリンダ壁との
隙間をピストン全長にわたって従来よりも小さくして打
音を低減すると共に、ピストンのスカートの下端部に、
ピストンの材料よりも熱膨張率が小さく強度が大きい鉄
のような材料からなるリングを鋳込むことによって、ス
カート下端部の熱膨張を抑え、併せてこの部分を補強す
る技術が開示されている。As one means to deal with this problem,
Publication No. 5-54545 discloses that the gap between the piston and the cylinder wall is made smaller than before over the entire length of the piston to reduce hitting noise, and at the lower end of the skirt of the piston,
A technique has been disclosed in which the thermal expansion of the lower end of the skirt is suppressed and this part is reinforced by casting a ring made of a material such as iron, which has a lower coefficient of thermal expansion and greater strength than the material of the piston.
前記実開昭55−54545号公報に記載された従来の
一技術においては、スカート下端部が鉄のリングによっ
て補強されているため、その部分の剛性が高くなって弾
性変形し難くなるうえに、この場合はピストンとシリン
ダ壁との隙間をピストンの全長にわたって小さくしてい
るので、ピストンのスカートとシリンダ壁との当たりが
強くなり、スカートがシリンダ壁の油膜を掻き取る結果
、油膜切れを起こして焼きつきや異常磨耗を生じる可能
性が高くなり、却って打音が大きくなる場合もあった。In one of the conventional techniques described in the above-mentioned Japanese Utility Model Publication No. 55-54545, the lower end of the skirt is reinforced with an iron ring, which increases the rigidity of that part and makes it difficult to deform elastically. In this case, the gap between the piston and the cylinder wall is made small over the entire length of the piston, so the piston skirt and cylinder wall come into strong contact, and the skirt scrapes off the oil film on the cylinder wall, causing oil film breakage. The possibility of seizure and abnormal wear increased, and in some cases, the hitting sound became louder.
本発明は、このような従来の技術の問題を解消し、ピス
トンの焼きつきを防止しなから打音を低減させる手段を
追求するものである。The present invention solves the problems of the conventional technology and seeks a means for reducing hitting noise while preventing piston seizure.
本発明は上記の課題を解決するために、ピストンスカー
トの外形を下端縁に向かって縮径する形に成形すると共
に、前記下端縁に近い部分にピストン本体の材料よりも
熱膨張率が小さく剛性の高い金属製のストラットを前記
下端縁に沿って一体的に設けたことを特徴とするピスト
ンを提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention molds the outer shape of the piston skirt into a shape that decreases in diameter toward the lower edge, and the material of the piston skirt has a lower coefficient of thermal expansion and rigidity than the material of the piston body in a portion close to the lower edge. The present invention provides a piston characterized in that a high metal strut is integrally provided along the lower edge.
[作用〕
本発明によるピストンにおいては、スカートの外形が下
端縁に向かって縮径しており、その下端縁に近い外径の
小さいところに補強材としての強度の高い金属製ストラ
ットが一体化されているから、ストラットのあるスカー
トの下端縁ではシリ、 ンダ壁との隙間が大きく、油膜
がスカートによって掻き取られることがない。しかもス
カートの変、形はストラットによって起こり難くなって
いるので打音も減少する。[Function] In the piston according to the present invention, the outer diameter of the skirt is reduced toward the lower edge, and a high-strength metal strut is integrated as a reinforcing material at the small outer diameter part near the lower edge. Because of this, there is a large gap between the bottom edge of the skirt where the struts are located and the cylinder wall, and the oil film is not scraped off by the skirt. Moreover, the struts make it difficult for the skirt to change shape, which reduces hitting noise.
第1図において、1は本発明の実施例である内燃機関用
のピストンの断面を示したものである。In FIG. 1, reference numeral 1 shows a cross section of a piston for an internal combustion engine, which is an embodiment of the present invention.
従来のピストンと同じくこのピストン1も、全体は概略
円筒形をなし、アルミニウムを主とする軽合金によって
製造され、頂部壁面2は爆発圧力に耐えるように肉厚が
大きくなっていて、その上面には燃焼室の一部を形成す
る窪み3が設けられている。円筒形の側面上部4には図
示しないピストンリングを嵌める円周溝5が3条設けて
おり、その部分は肉厚が比較的厚いが、そこから下方に
延びるピストンスカート6は、下端縁7付近の一部を除
いて比較的薄肉になっている。また、8はピストンピン
が嵌まるビンポスであって、補強のためにビンポス8の
付近から頂部壁面2の下まで厚肉部9が形成されている
。Like conventional pistons, this piston 1 has a generally cylindrical shape as a whole and is manufactured from a light alloy mainly made of aluminum.The top wall surface 2 has a large wall thickness to withstand the explosion pressure, and has a is provided with a depression 3 forming part of the combustion chamber. Three circumferential grooves 5 into which piston rings (not shown) are fitted are provided in the upper part 4 of the cylindrical side surface, and the wall thickness is relatively thick in that part. The walls are relatively thin except for some parts. Further, reference numeral 8 denotes a bottle post into which a piston pin is fitted, and a thick wall portion 9 is formed from the vicinity of the bottle post 8 to below the top wall surface 2 for reinforcement.
本発明の特徴の一つに対応して、第1図に示す実施例で
は、スカート6の下端縁7付近に形成される厚肉部分に
、剛性が高くピストン材料の軽合金よりも熱膨張率が低
い材料、たとえば鋼からなり、第2図に示すような平面
形を有するリング(一般的にはストラット)10を、た
とえば鋳込みのような方法で一体的に固定している。Corresponding to one of the features of the present invention, in the embodiment shown in FIG. A ring (generally a strut) 10 made of a material with a low hardness, such as steel, and having a planar shape as shown in FIG. 2 is integrally fixed by a method such as casting.
リング10が円形でなく直線部′分11を有するのは、
この部分11が、ビンポス8の位置に対応してスカート
6の一部12が平面に近い形になっている部分に設けら
れているためである。なお第2図の例では、円形部分1
3に外方に向叉う小さな突起14を多数設けて、鋳込み
番こよるピストンlの材料とリングIOとの結合を強め
ている。また、リング10としては、図示の場合は板状
のものを使用しているが、断面が円形や楕円形などの形
をしたものであってもよい。The reason why the ring 10 is not circular but has a straight portion 11 is because
This is because this portion 11 is provided in a portion where a portion 12 of the skirt 6 has a nearly flat shape corresponding to the position of the bin post 8. In the example of Fig. 2, the circular part 1
3 is provided with a large number of small protrusions 14 facing outward to strengthen the bond between the material of the piston 1 and the ring IO depending on the casting number. Furthermore, although a plate-shaped ring 10 is used in the illustrated case, it may also have a circular or elliptical cross section.
本発明の最も重要な特徴部分に対応して、実施例のピス
トンスカート6の外側面は、シリンダ壁16に近接した
部分において、第3図に誇張して示した曲線15によっ
て表現されるような形状を有スる。すなわち、ピストン
スカート6の外表面は、鋳造の際、あるいはその後の機
械加工によって、いわゆる[太鼓型jに成形される。Corresponding to the most important feature of the invention, the outer surface of the piston skirt 6 of the embodiment, in the vicinity of the cylinder wall 16, has a curve 15 shown in an exaggerated manner in FIG. It has a shape. That is, the outer surface of the piston skirt 6 is formed into a so-called drum shape during casting or by subsequent machining.
もっと詳しく説明すると、スカート6の上部から下端縁
7までを、上部a、中央部す、及び下部Cという3つの
領域に分けて考えることとし、前記リング(ストラット
)10は下部Cの中に下端縁に沿って鋳込まれる。そし
て、スカート上部aは、上方に向かうに従って次第に縮
径して、シリンダ壁16との隙間17が僅かに大きくな
る形とし、スカート6の最大径部分である中央部すは、
上から下までシリンダ壁との隙間17が従来よりも若干
少な目の略一定値になるように、外径を略一定にすると
共に、スカート下部Cは、下端縁7に向かって比較的急
に縮径して、シリンダ壁16との隙間17が大きくなる
ようにしている。下端縁7におけるシリンダ壁16との
隙間17は、中央部すにおけるそれよりも、たとえば3
0ミクロン以上も多くなるようにする。スカート6の上
部aにつながるピストン1の側面上部4の外面形は、ス
カート上部aにつながる略真円筒状にしてもよいし、ま
た、スカート上部aの外形の延長として、上方に向かっ
て次第に縮径する形としてもよい。To explain in more detail, the area from the upper part of the skirt 6 to the lower edge 7 is divided into three areas: an upper part a, a middle part, and a lower part C, and the ring (strut) 10 is placed in the lower part C. Cast along the edges. The skirt upper part a gradually reduces in diameter as it goes upward, so that the gap 17 between it and the cylinder wall 16 becomes slightly larger.
The outer diameter is made substantially constant so that the gap 17 with the cylinder wall from top to bottom is a substantially constant value, which is slightly smaller than before, and the lower part of the skirt C is made to contract relatively suddenly toward the lower edge 7. The gap 17 between the cylinder wall 16 and the cylinder wall 16 is made larger. The gap 17 between the lower edge 7 and the cylinder wall 16 is, for example, 3 mm larger than that at the center.
The number of particles should be increased by 0 microns or more. The external shape of the side surface upper part 4 of the piston 1 connected to the upper part a of the skirt 6 may be approximately cylindrical, or may be formed into a shape that gradually contracts upward as an extension of the outer shape of the skirt upper part a. It may also have a round shape.
内燃機関の運転中に、スラスト力等によって起こるピス
トンスカートの変形量は、当然のこととして、下端縁7
に近ずくほど大きくなる。ピストンスカート6が変形す
るとピストンの横振れが大きくなり、ピストン1とシリ
ンダ壁16との衝突によって生ずる打音が大きくなるが
、図示実施例のピストン1では、スカート6が中央部す
から下端縁7に向かってシリンダ壁との隙間17が増加
するようになっており、また、下端縁7に近い下部Cに
リング(ストラット)10が埋め込まれているのでスカ
ート下端縁7の剛性が高められ、総してスカート6が変
形しにくくなっている。As a matter of course, the amount of deformation of the piston skirt caused by thrust force etc. during operation of the internal combustion engine is
The closer it gets, the bigger it gets. When the piston skirt 6 deforms, the lateral vibration of the piston increases, and the hitting sound generated by the collision between the piston 1 and the cylinder wall 16 increases. The gap 17 between the skirt and the cylinder wall increases towards the end of the skirt, and since a ring (strut) 10 is embedded in the lower part C near the lower edge 7, the rigidity of the lower edge 7 of the skirt is increased and the overall This makes it difficult for the skirt 6 to deform.
しかも、リング10はピストンの材料よりも熱膨張率の
低い材質からなっているから、内燃機関の運転時の高温
状態でも、スカート6の下部は大きく熱膨張することが
ないので、シリンダ壁16の油膜を掻き取って油膜切れ
を起こしたり、シリンダ壁16と衝突して打音を発した
りすることがなく、焼きつきやスカッフィングが発生す
ることがない。Moreover, since the ring 10 is made of a material with a lower coefficient of thermal expansion than the material of the piston, the lower part of the skirt 6 does not undergo large thermal expansion even in high-temperature conditions during operation of the internal combustion engine. There is no possibility that the oil film will be scraped off to cause an oil film breakage, or that the oil film will collide with the cylinder wall 16 and generate a hammering sound, and that seizure or scuffing will not occur.
本発明のピストンは、シリンダ壁に対する打音が少ない
ので、低騒音の内燃機関を実現することができるにもか
かわらず、潤滑性にも優れ、シリンダ壁との間に焼きつ
きや異常磨耗を起こす恐れがない。Although the piston of the present invention makes less hitting noise against the cylinder wall and can realize a low-noise internal combustion engine, it also has excellent lubricity and does not cause seizure or abnormal wear between the piston and the cylinder wall. There is no fear.
第1図は本発明の実施例のピストンを示す縦断正面図、
第2図はリング(ストランド)の平面図、第3図は要部
の説明図である。
1−ピストン、 6− スカート、7−下端縁、
10− リング(ストラット)15−曲線、
16−シリンダ壁、17−隙間。FIG. 1 is a longitudinal sectional front view showing a piston according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a plan view of the ring (strand), and FIG. 3 is an explanatory diagram of the main parts. 1-piston, 6-skirt, 7-lower edge,
10- ring (strut) 15- curve;
16 - cylinder wall, 17 - gap.
Claims (1)
る形に成形すると共に、前記下端縁に近い部分にピスト
ン本体の材料よりも熱膨張率が小さく剛性の高い金属製
のストラットを前記下端縁に沿って一体的に設けたこと
を特徴とするピストン。1. The outer shape of the piston skirt is formed so that its diameter decreases toward the lower edge, and a metal strut with a higher coefficient of thermal expansion and higher rigidity than the material of the piston body is installed near the lower edge. A piston characterized by being integrally provided along.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33361890A JPH04203462A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Piston |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33361890A JPH04203462A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Piston |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04203462A true JPH04203462A (en) | 1992-07-24 |
Family
ID=18268067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33361890A Pending JPH04203462A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Piston |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04203462A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111622858A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 强莉莉 | Reducing steel piston and reducing steel piston forming device and forming method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5611346B2 (en) * | 1976-06-28 | 1981-03-13 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33361890A patent/JPH04203462A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5611346B2 (en) * | 1976-06-28 | 1981-03-13 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111622858A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 强莉莉 | Reducing steel piston and reducing steel piston forming device and forming method |
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