JPH04347352A - Engine - Google Patents
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- JPH04347352A JPH04347352A JP14667591A JP14667591A JPH04347352A JP H04347352 A JPH04347352 A JP H04347352A JP 14667591 A JP14667591 A JP 14667591A JP 14667591 A JP14667591 A JP 14667591A JP H04347352 A JPH04347352 A JP H04347352A
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は往復動エンジンに関する
。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to reciprocating engines.
【0002】0002
【従来の技術】往復動エンジンにおいて、ピストンの往
復動でのシリンダ側壁内面とピストン側面との間の摺動
摩擦抵抗を低減するため、ピストン側面にローラを設け
る技術が提案されている。2. Description of the Related Art In a reciprocating engine, a technique has been proposed in which rollers are provided on the side surface of the piston in order to reduce the sliding frictional resistance between the inner surface of the cylinder side wall and the side surface of the piston during the reciprocating motion of the piston.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなロ
ーラを設ける技術では、ピストンの重量が増大してピス
トンの往復動での慣性が大きくなり、これがためエンジ
ンの応答性が悪くなり、例えば加速性能等の運転性能が
劣化する。そこで、ピストンのスカート部の付近であっ
て、シリンダの側壁内面とこの側壁内面に対面するピス
トンの側面との間に、エンジン燃焼室からのガス圧が導
かれるガス室を形成し、このガス室のガス圧によりピス
トンをシリンダの側壁内面から浮かせて、ピストンの往
復動でのシリンダ側壁内面とピストン側面との間の摺動
摩擦抵抗を低減する技術が提案されている。[Problems to be Solved by the Invention] However, with the technology of providing such rollers, the weight of the piston increases and the inertia of the piston during its reciprocating motion increases, resulting in poor engine response and, for example, poor acceleration performance. etc., the driving performance deteriorates. Therefore, a gas chamber is formed near the skirt portion of the piston, between the inner surface of the side wall of the cylinder and the side surface of the piston facing the inner surface of the side wall, into which the gas pressure from the engine combustion chamber is guided. A technique has been proposed in which the piston is floated from the inner surface of the side wall of the cylinder using gas pressure to reduce the sliding frictional resistance between the inner surface of the cylinder side wall and the side surface of the piston during the reciprocating motion of the piston.
【0004】しかしながら提案されている技術において
は、エンジン燃焼室からのガス圧をガス室に導びくため
の通路をピストンに設けこの通路に逆止弁を設けて構成
しているが、このような技術はピストンをエアフロート
させる点では満足し得るものであるが、構造が若干複雑
となる。However, in the proposed technology, a passage for guiding gas pressure from the engine combustion chamber to the gas chamber is provided in the piston, and a check valve is provided in this passage. Although the technique is satisfactory in air-floating the piston, the construction is somewhat complex.
【0005】そしてまた、エンジン燃焼室からのガス圧
の導入を容易にして構造を簡単とすべく、エンジン燃焼
室を規定するピストン上面近傍にこのようなガス室を形
成する技術も提案されているが、このようなガス室は、
多くの場合、ピストンのスラスト側の側面から反スラス
ト側の側面に向かう力がガス圧によってピストンに賦与
されるように形成されるが、これによればガス室のガス
圧によりピストンに回転(揺動)モーメントが作用する
結果となり、ピストンの反スラスト側の側面上部がシリ
ンダ側壁に当接して、カジリ等の不都合な事態が生じる
虞がある。[0005] Furthermore, in order to facilitate the introduction of gas pressure from the engine combustion chamber and simplify the structure, a technique has also been proposed in which such a gas chamber is formed near the top surface of the piston that defines the engine combustion chamber. However, such a gas chamber
In many cases, the piston is formed so that gas pressure applies a force to the piston from the thrust side side to the anti-thrust side side, but in this case, the gas pressure in the gas chamber causes the piston to rotate (oscillate). As a result, the upper part of the anti-thrust side surface of the piston comes into contact with the cylinder side wall, which may cause an inconvenient situation such as galling.
【0006】本発明は前記諸点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、シリンダの側壁内面と
この側壁内面に対面するピストンの側面との間にエンジ
ン燃焼室からのガス圧が導かれる偏倚空間を形成し、こ
の偏倚空間のガス圧によりピストンをシリンダの側壁内
面から浮かせてなるエンジンであって、構造が簡単で且
つ耐久性に優れ、加えてピストンの反スラスト側の側面
上部のシリンダ側壁への当接をなくし得て、カジリ等の
発生のないエンジンを提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and its object is to prevent gas pressure from the engine combustion chamber between the inner surface of the side wall of the cylinder and the side surface of the piston facing the inner surface of the side wall. This is an engine in which a biased space is formed in which the piston is guided, and the piston is floated from the inner surface of the side wall of the cylinder by the gas pressure in this biased space.The structure is simple and has excellent durability. It is an object of the present invention to provide an engine which can eliminate the contact of the cylinder with the side wall of the cylinder and which does not cause galling or the like.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ガス圧を受容するピストン側面の受圧面積が、ピス
トンの反スラスト側の側面よりこの反スラスト側の側面
に対向するスラスト側の側面の方で大きくなるように、
シリンダの側壁内面とこの側壁内面に対面するピストン
の側面との間にエンジン燃焼室からのガス圧が導かれる
偏倚空間を形成し、連接棒をピストンに連結するピスト
ンピンを、ピストン中心から反スラスト側に偏心せしめ
てピストンに設けてなるエンジンによって達成される。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the above object is such that the pressure receiving area of the side surface of the piston that receives gas pressure is larger than that of the side surface of the piston on the anti-thrust side that is opposite to the side surface of the piston on the anti-thrust side. so that it gets bigger on the sides,
A biased space is formed between the inner surface of the side wall of the cylinder and the side surface of the piston facing the inner surface of the side wall, into which gas pressure from the engine combustion chamber is guided. This is achieved by an engine having a piston eccentric to the side.
【0008】また本発明によれば前記目的は、エンジン
燃焼室を規定するピストン上面からの距離がピストンの
反スラスト側の側面からこの反スラスト側の側面に対向
するスラスト側の側面に向うに従って漸次長くなるよう
に、ピストンリングをピストン上面に隣接してピストン
側面に設け、連接棒をピストンに連結するピストンピン
を、ピストン中心から反スラスト側に偏心せしめてピス
トンに設けてなるエンジンによっても達成される。According to the present invention, the above object is achieved by gradually increasing the distance from the top surface of the piston that defines the engine combustion chamber from the anti-thrust side of the piston to the thrust side opposite to the anti-thrust side. This can also be achieved by an engine in which a piston ring is provided on the side of the piston adjacent to the top surface of the piston to increase the length of the piston, and a piston pin that connects the connecting rod to the piston is eccentric from the center of the piston toward the anti-thrust side. Ru.
【0009】更に本発明によれば前記目的は、エンジン
燃焼室からのガス圧を受容するピストン側面の受圧面積
が、ピストンの反スラスト側の側面よりこの反スラスト
側の側面に対向するスラスト側の側面の方で大きくなる
ように、ピストンリングをピストン側面に設け、連接棒
をピストンに連結するピストンピンを、ピストン中心か
ら反スラスト側に偏心せしめてピストンに設けてなるエ
ンジンによっても達成される。Further, according to the present invention, the above object is such that the pressure receiving area of the piston side surface that receives gas pressure from the engine combustion chamber is larger than that of the anti-thrust side surface of the piston, which is opposite to the anti-thrust side surface. This can also be achieved by an engine in which a piston ring is provided on the side of the piston so that it is larger on the side, and a piston pin that connects the connecting rod to the piston is provided on the piston eccentrically from the center of the piston toward the anti-thrust side.
【0010】そして本発明によれば前記目的は、ピスト
ン側面とこのピストン側面に対面するシリンダ側壁内面
との間であってかつエンジン燃焼室を規定するピストン
上面に隣接して配置された第一のピストンリングとこの
第一のピストンリングに隣接して配置された第二のピス
トンリングとの間で規定された環状ガス室とエンジン燃
焼室とを連通するガス通路を設け、第一及び第二のピス
トンリング相互間の距離が、ピストンの反スラスト側の
側面からこの反スラスト側の側面に対向するスラスト側
の側面に向うに従って漸次長くなるように、第一及び第
二のピストンリングをピストンに設け、連接棒をピスト
ンに連結するピストンピンを、ピストン中心から反スラ
スト側に偏心せしめてピストンに設けてなるエンジンに
よっても達成される。[0010] According to the present invention, the above-mentioned object is to provide a first cylinder located between a side surface of the piston and an inner surface of the cylinder side wall facing the side surface of the piston and adjacent to the upper surface of the piston defining an engine combustion chamber. A gas passage communicating between an annular gas chamber defined between a piston ring and a second piston ring disposed adjacent to the first piston ring and an engine combustion chamber is provided; The first and second piston rings are provided on the piston so that the distance between the piston rings gradually increases from the anti-thrust side of the piston to the thrust side opposite to the anti-thrust side. This can also be achieved by an engine in which the piston is provided with a piston pin that connects the connecting rod to the piston and is eccentric from the center of the piston toward the anti-thrust side.
【0011】更に本発明によれば前記目的は、ガス圧を
受容するピストン側面の受圧面積が、ピストンの反スラ
スト側の側面よりこの反スラスト側の側面に対向するス
ラスト側の側面の方で大きくなるように、ピストン側面
とこのピストン側面に対面するシリンダ側壁内面との間
であってかつエンジン燃焼室を規定するピストン上面に
隣接して配置された第一のピストンリングとこの第一の
ピストンリングに隣接して配置された第二のピストンリ
ングとの間に、ガス通路を介してエンジン燃焼室に連通
されたガス室を形成し、連接棒をピストンに連結するピ
ストンピンを、ピストン中心から反スラスト側に偏心せ
しめてピストンに設けてなるエンジンによっても達成さ
れる。Furthermore, according to the present invention, the above object is such that the pressure receiving area of the side surface of the piston that receives gas pressure is larger on the side surface on the thrust side opposite to the side surface on the anti-thrust side of the piston than on the side surface on the anti-thrust side of the piston. a first piston ring disposed between a side surface of the piston and an inner surface of a cylinder side wall facing the side surface of the piston and adjacent to an upper surface of the piston defining an engine combustion chamber; A gas chamber communicating with the engine combustion chamber via a gas passage is formed between the piston ring and a second piston ring disposed adjacent to the piston ring, and a piston pin connecting the connecting rod to the piston is arranged opposite from the center of the piston. This can also be achieved by an engine having a piston eccentrically placed on the thrust side.
【0012】本発明におけるピストンピンの偏心量は、
偏倚空間のガス圧によるピストンを回転させるモーメン
トを良好にキャンセルし得る値であれば良いのであるが
、一つの好ましい例では、ピストン径80mmに対して
0.5mmから2.7mm程度の値から選択される。The amount of eccentricity of the piston pin in the present invention is:
Any value that can satisfactorily cancel the moment of rotation of the piston due to the gas pressure in the biased space may be used, but in one preferred example, the value is selected from approximately 0.5 mm to 2.7 mm for a piston diameter of 80 mm. be done.
【作用】このように構成される本発明のエンジンでは、
ガス圧を受容するピストン側面の受圧面積が、ピストン
の反スラスト側の側面よりこの反スラスト側の側面に対
向するスラスト側の側面の方で大きくなるように、シリ
ンダの側壁内面とこの側壁内面に対面するピストンの側
面との間にエンジン燃焼室からのガス圧が導かれる偏倚
空間を形成しているため、ピストンはこの偏倚空間に基
づく受圧面積の相違に従いシリンダ内でのエンジン燃焼
室からのガス圧に作用されてエアフロートされる結果、
シリンダ側壁内面との摺動摩擦抵抗が減少されてピスト
ンは往復動されることとなり、そうして連接棒をピスト
ンに連結するピストンピンを、ピストン中心から反スラ
スト側に偏心せしめている結果、ガス室のガス圧による
ピストンを回転させるモーメントに対して逆方向に作用
する連接棒からの反作用力に基づく回転モーメントが大
きくなり、従って偏倚空間のガス圧によるピストンの揺
動が好ましく阻止される。[Operation] In the engine of the present invention configured as described above,
The inner surface of the side wall of the cylinder and the inner surface of this side wall are designed so that the pressure receiving area of the side surface of the piston that receives gas pressure is larger on the side surface on the thrust side opposite to the side surface on the anti-thrust side than on the side surface on the anti-thrust side of the piston. Since a biased space is formed between the opposing sides of the piston to which the gas pressure from the engine combustion chamber is guided, the piston is able to absorb the gas from the engine combustion chamber within the cylinder according to the difference in pressure receiving area based on this biased space. As a result of air floating due to pressure,
The sliding frictional resistance with the inner surface of the cylinder side wall is reduced and the piston moves reciprocatingly, and as a result, the piston pin that connects the connecting rod to the piston is eccentric from the center of the piston toward the anti-thrust side, and as a result, the gas chamber The rotational moment due to the reaction force from the connecting rod acting in the opposite direction to the moment of rotation of the piston due to the gas pressure in the biasing space is increased, so that rocking of the piston due to the gas pressure in the biasing space is preferably prevented.
【0013】以下本発明を、図面に示す好ましい具体例
に基づいて説明する。これにより前記発明及び更に他の
発明が明瞭となるであろう。The present invention will be explained below based on preferred embodiments shown in the drawings. This will make the invention and further inventions clear.
【0014】尚、本発明はこれら具体例に何等限定され
ないのである。It should be noted that the present invention is not limited to these specific examples in any way.
【0015】[0015]
【具体例】図1において、シリンダ1内に配置されたピ
ストン2の上方にはピストンリング3及び4並びに油か
きリング5が嵌着されている。エンジン燃焼室8を規定
するピストン2の上面7に隣接するピストンリング3は
、ピストン2の上面7からの距離がピストン2の反スラ
スト側の側面15から反スラスト側の側面15に対向す
るスラスト側の側面16に向うに従って漸次長くなるよ
うに、換言すれば距離D1よりも距離D2の方が長くな
るように、ピストン2の上面7に対して傾斜してピスト
ン2の側面9に設けられている。このようにして本例で
は、エンジン燃焼室8を規定するピストン2の上面7と
エンジン燃焼室8に隣接するピストンリング3との間に
位置してピストン2の側面9とシリンダ1の側壁内面1
0との間の環状空間11が偏倚空間にされている。[Specific Example] In FIG. 1, piston rings 3 and 4 and an oil paddle ring 5 are fitted above a piston 2 arranged in a cylinder 1. The piston ring 3 adjacent to the upper surface 7 of the piston 2 that defines the engine combustion chamber 8 is located on the thrust side, which is located at a distance from the upper surface 7 of the piston 2 from the anti-thrust side surface 15 of the piston 2 to the anti-thrust side surface 15 of the piston 2. It is provided on the side surface 9 of the piston 2 at an angle with respect to the upper surface 7 of the piston 2 so that it becomes gradually longer toward the side surface 16 of the piston 2, in other words, so that the distance D2 is longer than the distance D1. . Thus, in this example, the side surface 9 of the piston 2 and the inner side wall 1 of the cylinder 1 are arranged between the upper surface 7 of the piston 2 defining the engine combustion chamber 8 and the piston ring 3 adjacent to the engine combustion chamber 8.
The annular space 11 between 0 and 0 is a biased space.
【0016】ピストンリング3に隣接したピストンリン
グ4は、本例ではピストンリング3と平行に配置され、
ピストン2の上面7に対して傾斜してピストン2の側面
9に設けられている。ピストン2に更に設けられた油か
きリング5は、ピストン2の上面7と平行に配置されて
ピストン2の側面9に設けられている。The piston ring 4 adjacent to the piston ring 3 is arranged parallel to the piston ring 3 in this example,
It is provided on the side surface 9 of the piston 2 so as to be inclined with respect to the upper surface 7 of the piston 2 . An oil ring 5 further provided on the piston 2 is arranged parallel to the upper surface 7 of the piston 2 and provided on a side surface 9 of the piston 2.
【0017】ピストン2にはピストンピン13を介して
連接棒14の一端が連結されており、連接棒14の他端
はクランク軸(図示せず)に連結されている。ピストン
ピン13は、その中心31がピストン2の中心32から
距離D3だけ反スラスト側である側面15側に偏心して
ピストン2に取付けられており、これにより連接棒14
は、ピストン2の往復動で中心31を中心としてA方向
に揺動することとなる。One end of a connecting rod 14 is connected to the piston 2 via a piston pin 13, and the other end of the connecting rod 14 is connected to a crankshaft (not shown). The piston pin 13 is attached to the piston 2 so that its center 31 is offset from the center 32 of the piston 2 by a distance D3 toward the side surface 15, which is the anti-thrust side.
The piston 2 swings in the A direction about the center 31 due to the reciprocating movement of the piston 2.
【0018】このように構成されたエンジンでは、爆発
行程でエンジン燃焼室8で爆発して発生したガス圧は、
環状ガス室でもある環状の偏倚空間11にも導入される
。ピストン2は、この導入されたガス圧に基づく空間1
1での偏倚した側圧を受けてその往復動では側壁内面1
0、特にスラスト側の側面16側の側壁内面10に対し
て浮上する。ガス圧で側壁内面10に対して浮上された
ピストン2は、極めて低い摺動摩擦抵抗をもって往復動
し得ることとなり、エンジンの燃費の改善等を計り得る
。ところで空間11の偏倚したガスの側圧を上方で受け
るピストン2は、図1中で反時計方向の回転(揺動)モ
ーメントを受けるが、中心31がピストン2の中心32
から距離D3だけ反スラスト側である側面15側に偏心
してピストンピン13がピストン2に取付けられている
上述のエンジンでは、中心がピストン2の中心32から
偏心しないで、換言すれば中心がピストン2の中心32
に一致してピストンピン13がピストン2に取付けられ
ているエンジンと比較して、図1中で反時計回り方向の
回転(揺動)モーメントに対して逆方向であって連接棒
14に生じる反作用力に基づく時計回り方向の回転モー
メントが大きくなる結果、空間11の偏倚したガスの側
圧に基づく反時計回り方向の回転(揺動)モーメントを
確実にキャンセルし得、従って側面15の頂部33の側
壁内面10への当接を確実に防止し得、カジリ等の不都
合な事態を避けることができる。In the engine configured as described above, the gas pressure generated by explosion in the engine combustion chamber 8 during the explosion stroke is as follows:
It is also introduced into an annular biased space 11 which is also an annular gas chamber. The piston 2 creates a space 1 based on this introduced gas pressure.
In response to the biased side pressure at 1, the inner surface of the side wall 1
0, especially floating on the side wall inner surface 10 on the thrust side side surface 16 side. The piston 2, which is floated against the inner surface of the side wall 10 by gas pressure, can reciprocate with extremely low sliding friction resistance, thereby improving the fuel efficiency of the engine. By the way, the piston 2 which receives the side pressure of the biased gas in the space 11 from above receives a rotation (swinging) moment in the counterclockwise direction in FIG.
In the above-mentioned engine in which the piston pin 13 is attached to the piston 2 so as to be eccentric to the side surface 15 which is the anti-thrust side by a distance D3 from the center, the center is not eccentric from the center 32 of the piston 2, in other words, the center is not eccentric from the center 32 of the piston 2. center 32
Compared to an engine in which the piston pin 13 is attached to the piston 2 in accordance with As a result of the increased clockwise rotational moment due to the force, it is possible to reliably cancel the counterclockwise rotational (swinging) moment due to the biased gas lateral pressure in the space 11, thus reducing the sidewall of the top 33 of the side surface 15. Contact with the inner surface 10 can be reliably prevented, and inconvenient situations such as galling can be avoided.
【0019】上記例では、ピストンリング4をピストン
リング3と平行にしてピストン2の上面7に対して傾斜
してピストン2の側面9に設けたが、本発明ではこれに
代えて図2に示すように、ピストンリング4を油かきリ
ング5と同様にピストン2の上面7と平行に配置されて
ピストン2の側面9に設けてもよいのである。In the above example, the piston ring 4 is provided on the side surface 9 of the piston 2 parallel to the piston ring 3 and inclined with respect to the upper surface 7 of the piston 2, but in the present invention, instead of this, as shown in FIG. Similarly to the oil scrubbing ring 5, the piston ring 4 may be arranged parallel to the upper surface 7 of the piston 2 and provided on the side surface 9 of the piston 2.
【0020】また図3に示すように、ピストンリング4
を、ピストンリング3及び4相互間の距離が、ピストン
2の反スラスト側の側面15から反スラスト側の側面1
5に対向するスラスト側の側面16に向うに従って漸次
長くなるように、換言すれば距離D1よりも距離D2の
方が長くなるように、ピストンリング3に対して傾斜し
てピストン2の外周面に配置し、これによりガス圧を受
容するピストン2の側面9の受圧面積が、反スラスト側
の側面15側よりスラスト側の側面16側の方で大きく
なるように環状ガス室でもある偏倚空間11を形成し、
エンジン燃焼室8を規定するピストン2の上面7と実質
的に平行にピストン2の外周面に配置されたピストンリ
ング3の対向する両端突合わせ部を離間して配置してガ
ス通路としての空隙6を形成し、空隙6を介して偏倚空
間11にガスを導入させるようにしても良い。尚、本例
では、ピストンリング4の両端突合せ部12は、偏倚空
間11のガスが両端突合せ部12を介してピストンリン
グ4と油かきリング5との間で規定される環状空間に漏
出しないように密に当接又は嵌合されており、油かきリ
ング5は、ピストンリング4の両端突合せ部12を介し
てピストンリング4と5との間で規定される環状空間に
漏出したガスを更に外部に逃がさないようなっている。Furthermore, as shown in FIG. 3, the piston ring 4
, the distance between the piston rings 3 and 4 is from the anti-thrust side surface 15 of the piston 2 to the anti-thrust side surface 1
It is inclined to the piston ring 3 and extends to the outer circumferential surface of the piston 2 so that it gradually becomes longer toward the thrust-side side surface 16 facing the piston ring 5, in other words, so that the distance D2 is longer than the distance D1. The biased space 11, which is also an annular gas chamber, is arranged so that the pressure receiving area of the side surface 9 of the piston 2 that receives gas pressure is larger on the side surface 16 on the thrust side than on the side surface 15 on the anti-thrust side. form,
A gap 6 serving as a gas passage is formed by arranging opposing ends of the piston ring 3 which are disposed on the outer circumferential surface of the piston 2 substantially parallel to the upper surface 7 of the piston 2 that defines the engine combustion chamber 8 and spaced apart from each other. Alternatively, gas may be introduced into the biased space 11 through the gap 6. In this example, the both end abutting portions 12 of the piston ring 4 are designed to prevent the gas in the biased space 11 from leaking into the annular space defined between the piston ring 4 and the oil spool ring 5 through the both end abutting portions 12. The oil scrubber ring 5 is in close contact with or fitted into the piston ring 4, and the oil scrubber ring 5 further discharges the gas leaked into the annular space defined between the piston rings 4 and 5 through the abutting portions 12 at both ends of the piston ring 4 to the outside. It is designed to prevent it from escaping.
【0021】図3に示したエンジンでも、爆発行程でエ
ンジン燃焼室8で爆発して発生したガス圧は、空隙6を
通って偏倚空間11に導入される。ピストン2は、偏倚
空間11の偏倚した側圧を受けてその往復動では側壁内
面10、特にスラスト側の側面16側の側壁内面10に
対して浮上する。ガス圧で側壁内面10に対して浮上さ
れたピストン2は、極めて低い摺動摩擦抵抗をもって往
復動し、そして中心31がピストン2の中心32から距
離D3だけ反スラスト側である側面15側に偏心してピ
ストンピン13がピストン2に取付けられている本例の
エンジンでも、中心がピストン2の中心32に一致して
ピストンピン13がピストン2に取付けられているエン
ジンと比較して、図3中で反時計回り方向の回転(揺動
)モーメントに対して逆方向の時計回り方向の回転モー
メントが大きくなる結果、空間11の偏倚したガスの側
圧に基づく反時計回り方向の回転(揺動)モーメントを
確実にキャンセルし得、頂部33の側壁内面10への当
接を確実に防止し得、カジリ等の不都合な事態を避ける
ことができる。In the engine shown in FIG. 3 as well, the gas pressure generated by explosion in the engine combustion chamber 8 during the explosion stroke is introduced into the bias space 11 through the gap 6. The piston 2 receives the biased side pressure of the biased space 11, and during its reciprocating motion, it floats against the side wall inner surface 10, particularly against the side wall inner surface 10 on the side surface 16 on the thrust side. The piston 2, which is levitated against the inner surface of the side wall 10 by gas pressure, reciprocates with extremely low sliding frictional resistance, and the center 31 is offset from the center 32 of the piston 2 by a distance D3 toward the side surface 15, which is the anti-thrust side. Even in the engine of this example in which the piston pin 13 is attached to the piston 2, the center is aligned with the center 32 of the piston 2 and the piston pin 13 is attached to the piston 2. As a result of the rotation moment in the opposite clockwise direction being larger than the rotation moment in the clockwise direction, the rotation (swing) moment in the counterclockwise direction based on the biased side pressure of the gas in the space 11 is ensured. This can reliably prevent the top portion 33 from coming into contact with the inner surface 10 of the side wall, thereby avoiding inconvenient situations such as galling.
【0022】図3に示すエンジンでは、ガス通路6をピ
ストンリング3の両端突合わせ部で形成したが、図4に
示すようにピストンリング3の両端突合わせ部を密に接
合させ、シリンダ1の側壁内面10に凹所17を形成し
て、凹所17をガス通路としても良い。ここでクランク
角10度で最高の開度をもって偏倚空間11とエンジン
燃焼室8とが連通され、上死点では完全に偏倚空間11
とエンジン燃焼室8とが連通されないか又は微小の開度
をもって連通されるようにし、クランク角度20度以上
では偏倚空間11とエンジン燃焼室8との連通が完全に
阻止されるように、凹所17の個数、形状及び位置を設
定すると、エンジン燃焼室8からのガス圧を好ましく利
用し得、ピストン2をシリンダ1の側壁内面10から良
好に浮上させることができる。In the engine shown in FIG. 3, the gas passage 6 is formed by the abutting portions at both ends of the piston ring 3, but as shown in FIG. A recess 17 may be formed in the inner surface of the side wall 10, and the recess 17 may be used as a gas passage. Here, the deflection space 11 and the engine combustion chamber 8 are communicated with each other with the maximum opening degree at a crank angle of 10 degrees, and the deflection space 11 is completely closed at the top dead center.
The recess is formed so that the space 11 and the engine combustion chamber 8 are not communicated with each other or are communicated with each other with a small degree of opening, and the communication between the biased space 11 and the engine combustion chamber 8 is completely blocked at a crank angle of 20 degrees or more. By setting the number, shape, and position of the piston 17, the gas pressure from the engine combustion chamber 8 can be preferably utilized, and the piston 2 can be satisfactorily floated from the inner surface 10 of the side wall of the cylinder 1.
【0023】上記例では、ピストンリング3及び4のい
ずれかを傾斜せしめて偏倚空間11を形成したが、図5
に示すように、ピストンリング3及び4を上面7に対し
て夫々平行に配置し、ピストンリング3及び4の間の環
状空間を二つの半環状空間22及び23に分割するガス
室形成片21を二個(対向して配置される一個は図示せ
ず)ピストンリング3及び4の間に配置して空隙6を介
して半環状空間23をエンジン燃焼室8に連通させてピ
ストンリング3及び4の間の環状空間を偏倚空間として
ガス室を形成しても良いのである。従って図5に示す例
のエンジンでも上述のエンジンと同様の作用を成すので
ある。In the above example, the biased space 11 was formed by tilting either the piston rings 3 or 4, but as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the piston rings 3 and 4 are arranged parallel to the upper surface 7, respectively, and a gas chamber forming piece 21 that divides the annular space between the piston rings 3 and 4 into two semi-annular spaces 22 and 23 is provided. Two piston rings (one facing each other is not shown) are disposed between the piston rings 3 and 4, and the semi-annular space 23 is communicated with the engine combustion chamber 8 via the air gap 6. The annular space between them may be used as a biased space to form a gas chamber. Therefore, the engine shown in FIG. 5 has the same effect as the engine described above.
【0024】尚、図3、図4及び図5の例において、ガ
ス通路をピストンリングの突合わせ部又は凹所で具体化
したが、本発明はこれに限定されないのであって、ピス
トン2、ピストンリング3及びシリンダ1のうち少なく
とも一つに凹所若しくは貫通孔を形成してガス通路とし
ても良いのである。ガス通路を設ける例では、エンジン
燃焼室8での爆発で生じるガス圧を適宜遅延せしめて偏
倚空間11に導入し得るため、ピストン2の回転(首振
り)を更に少なくし得る上に、シリンダ1の側壁内面1
0との摺動を更に良好に低減し得る。In the examples shown in FIGS. 3, 4, and 5, the gas passages are realized by the abutting portions or recesses of the piston rings, but the present invention is not limited to this. A recess or a through hole may be formed in at least one of the ring 3 and the cylinder 1 to serve as a gas passage. In the example in which a gas passage is provided, the gas pressure generated by the explosion in the engine combustion chamber 8 can be appropriately delayed and introduced into the deflection space 11, so that the rotation (oscillation) of the piston 2 can be further reduced, and the cylinder 1 inner side wall 1
0 can be further reduced.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上のように本発明のエンジンによれば
、ガス圧を受容するピストン側面の受圧面積が、ピスト
ンの反スラスト側の側面よりこの反スラスト側の側面に
対向するスラスト側の側面の方で大きくなるように、シ
リンダの側壁内面とこの側壁内面に対面するピストンの
側面との間にエンジン燃焼室からのガス圧が導かれる偏
倚空間を形成し、連接棒をピストンに連結するピストン
ピンを、ピストン中心から反スラスト側に偏心せしめて
ピストンに設けてなるため、ピストンの摺動摩擦抵抗を
好ましく低減し得る上に、ピストン頂部のシリンダ側壁
内面への当接をなくし得ると共に、極めて簡単な構成と
なり耐久性に優れたものとし得る。As described above, according to the engine of the present invention, the pressure receiving area of the piston side surface that receives gas pressure is larger than that of the anti-thrust side surface of the piston than on the thrust side surface opposite to this anti-thrust side surface. A piston that connects the connecting rod to the piston by forming an offset space in which gas pressure from the engine combustion chamber is guided between the inner surface of the side wall of the cylinder and the side surface of the piston facing the inner surface of the side wall so that the gas pressure is larger toward the inner surface of the side wall. Since the pin is eccentrically provided on the piston from the center of the piston toward the anti-thrust side, the sliding frictional resistance of the piston can be favorably reduced, and the abutment of the top of the piston against the inner surface of the cylinder side wall can be eliminated, as well as being extremely simple. It has a structure with excellent durability.
【図1】本発明の好ましい一具体例の一部断面側面図で
ある。FIG. 1 is a partially sectional side view of a preferred embodiment of the present invention.
【図2】本発明の好ましい他の具体例の一部断面側面図
である。FIG. 2 is a partially sectional side view of another preferred embodiment of the present invention.
【図3】本発明の好ましい更に他の具体例の一部断面側
面図である。FIG. 3 is a partially sectional side view of yet another preferred embodiment of the present invention.
【図4】本発明の好ましい第四の具体例の一部断面側面
図である。FIG. 4 is a partially sectional side view of a fourth preferred embodiment of the present invention.
【図5】本発明の好ましい第五の具体例の一部断面側面
図である。FIG. 5 is a partially sectional side view of a fifth preferred embodiment of the present invention.
1 シリンダ 2 ピストン 3 ピストンリング 4 ピストンリング D1 距離 D2 距離 11 偏倚空間 13 ピストンピン 14 連接棒 31 中心 1 Cylinder 2 Piston 3 Piston ring 4 Piston ring D1 Distance D2 Distance 11 Biased space 13 Piston pin 14 Connecting rod 31 Center
Claims (12)
面積が、ピストンの反スラスト側の側面よりこの反スラ
スト側の側面に対向するスラスト側の側面の方で大きく
なるように、シリンダの側壁内面とこの側壁内面に対面
するピストンの側面との間にエンジン燃焼室からのガス
圧が導かれる偏倚空間を形成し、連接棒をピストンに連
結するピストンピンを、ピストン中心から反スラスト側
に偏心せしめてピストンに設けてなるエンジン。Claim 1: The inner surface of the side wall of the cylinder is designed such that the pressure receiving area of the side surface of the piston that receives gas pressure is larger on the side surface on the thrust side opposite to the side surface on the anti-thrust side of the piston than on the side surface on the anti-thrust side of the piston. An eccentric space is formed between the piston and the side surface of the piston facing the inner surface of this side wall, into which gas pressure from the engine combustion chamber is guided, and the piston pin that connects the connecting rod to the piston is eccentric from the center of the piston toward the anti-thrust side. An engine equipped with a piston.
面からの距離がピストンの反スラスト側の側面からこの
反スラスト側の側面に対向するスラスト側の側面に向う
に従って漸次長くなるように、ピストンリングをピスト
ン上面に隣接してピストン側面に設け、連接棒をピスト
ンに連結するピストンピンを、ピストン中心から反スラ
スト側に偏心せしめてピストンに設けてなるエンジン。2. The piston ring is arranged such that the distance from the top surface of the piston that defines the engine combustion chamber gradually increases from the anti-thrust side of the piston to the thrust side opposite to the anti-thrust side. An engine in which a piston pin, which is provided on the side surface of the piston adjacent to the top surface of the piston and connects the connecting rod to the piston, is eccentrically provided on the piston from the center of the piston toward the anti-thrust side.
るピストン側面の受圧面積が、ピストンの反スラスト側
の側面よりこの反スラスト側の側面に対向するスラスト
側の側面の方で大きくなるように、ピストンリングをピ
ストン側面に設け、連接棒をピストンに連結するピスト
ンピンを、ピストン中心から反スラスト側に偏心せしめ
てピストンに設けてなるエンジン。3. The pressure receiving area of the side surface of the piston that receives gas pressure from the engine combustion chamber is larger on the side surface on the thrust side opposite to the side surface on the anti-thrust side of the piston than on the side surface on the anti-thrust side of the piston. , an engine in which a piston ring is provided on the side surface of the piston, and a piston pin that connects a connecting rod to the piston is eccentric from the center of the piston toward the anti-thrust side.
て傾斜してピストン側面に設けられている請求項2又は
3に記載のエンジン。4. The engine according to claim 2, wherein the piston ring is provided on a side surface of the piston at an angle with respect to an upper surface of the piston.
トンリングと平行に配置されて第二のピストンリングが
ピストン側面に設けられている請求項2から4のいずれ
か一項に記載のエンジン。5. The engine according to claim 2, wherein a second piston ring is provided on a side surface of the piston adjacent to and parallel to the piston ring.
上面と平行に配置されて第二のピストンリングがピスト
ン側面に設けられている請求項2から4のいずれか一項
に記載のエンジン。6. The engine according to claim 2, wherein a second piston ring is provided on a side surface of the piston, adjacent to the piston ring and parallel to the upper surface of the piston.
面するシリンダ側壁内面との間であってかつエンジン燃
焼室を規定するピストン上面に隣接して配置された第一
のピストンリングとこの第一のピストンリングに隣接し
て配置された第二のピストンリングとの間で規定された
環状ガス室とエンジン燃焼室とを連通するガス通路を設
け、第一及び第二のピストンリング相互間の距離が、ピ
ストンの反スラスト側の側面からこの反スラスト側の側
面に対向するスラスト側の側面に向うに従って漸次長く
なるように、第一及び第二のピストンリングをピストン
に設け、連接棒をピストンに連結するピストンピンを、
ピストン中心から反スラスト側に偏心せしめてピストン
に設けてなるエンジン。7. A first piston ring disposed between a side surface of the piston and an inner surface of a cylinder side wall facing the side surface of the piston and adjacent to an upper surface of the piston defining an engine combustion chamber; A gas passage communicating between an annular gas chamber defined between the ring and a second piston ring disposed adjacent to the engine combustion chamber is provided, and the distance between the first and second piston rings is such that the distance between the first and second piston rings is First and second piston rings are provided on the piston so as to be gradually longer from the anti-thrust side of the piston to the thrust side opposite to the anti-thrust side, and the connecting rod is connected to the piston. the piston pin,
An engine with a piston that is eccentric from the center of the piston toward the anti-thrust side.
面積が、ピストンの反スラスト側の側面よりこの反スラ
スト側の側面に対向するスラスト側の側面の方で大きく
なるように、ピストン側面とこのピストン側面に対面す
るシリンダ側壁内面との間であってかつエンジン燃焼室
を規定するピストン上面に隣接して配置された第一のピ
ストンリングとこの第一のピストンリングに隣接して配
置された第二のピストンリングとの間に、ガス通路を介
してエンジン燃焼室に連通されたガス室を形成し、連接
棒をピストンに連結するピストンピンを、ピストン中心
から反スラスト側に偏心せしめてピストンに設けてなる
エンジン。8. The side surface of the piston and the side surface thereof are arranged so that the pressure receiving area of the side surface of the piston that receives gas pressure is larger on the side surface on the thrust side opposite to the side surface on the anti-thrust side of the piston than on the side surface on the anti-thrust side of the piston. A first piston ring disposed between the inner surface of the cylinder side wall facing the side surface of the piston and adjacent to the upper surface of the piston defining an engine combustion chamber; and a second piston ring disposed adjacent to the first piston ring. A gas chamber that communicates with the engine combustion chamber via a gas passage is formed between the second piston ring and the piston pin that connects the connecting rod to the piston is eccentrically moved from the center of the piston toward the anti-thrust side. The engine that is installed.
焼室を規定するピストン上面と実質的に平行にピストン
の外周面に配置されており、第二のピストンリングは、
第一のピストンリングに対して傾斜してピストンの外周
面に配置されている請求項7又は8に記載のエンジン。9. The first piston ring is disposed on the outer circumferential surface of the piston substantially parallel to the upper surface of the piston defining the engine combustion chamber, and the second piston ring
The engine according to claim 7 or 8, wherein the engine is arranged on the outer peripheral surface of the piston at an angle with respect to the first piston ring.
エンジン燃焼室を規定するピストン上面と実質的に平行
にピストンの外周面に配置されており、第一及び第二の
ピストンリングの間にガス室形成片が設けられている請
求項7から9のいずれか一項に記載のエンジン。Claim 10: The first and second piston rings are:
Claims 7 to 9, wherein the gas chamber forming piece is disposed on the outer circumferential surface of the piston substantially parallel to the upper surface of the piston that defines the engine combustion chamber, and is provided between the first and second piston rings. An engine according to any one of the clauses.
の対向且つ離間した両端突合せ部の空隙で形成されてい
る請求項7から10のいずれか一項に記載のエンジン。11. The engine according to claim 7, wherein the gas passage is formed by a gap between opposing and spaced apart abutting portions of both ends of the first piston ring.
トンリング又はシリンダに設けらた貫通孔又は凹所で形
成されている請求項7から11のいずれか一項に記載の
エンジン。12. The engine according to claim 7, wherein the gas passage is formed by a through hole or a recess provided in the piston, the first piston ring, or the cylinder.
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1991
- 1991-05-22 JP JP3146675A patent/JP2988010B2/en not_active Expired - Fee Related
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