JPH0611038A - Piston ring for internal combustion engine - Google Patents
Piston ring for internal combustion engineInfo
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- JPH0611038A JPH0611038A JP18573192A JP18573192A JPH0611038A JP H0611038 A JPH0611038 A JP H0611038A JP 18573192 A JP18573192 A JP 18573192A JP 18573192 A JP18573192 A JP 18573192A JP H0611038 A JPH0611038 A JP H0611038A
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- Japan
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- piston ring
- surface roughness
- cylinder
- diamond film
- lubricating oil
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- Pending
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に用いるピス
トンリング、詳しくはピストンリングの外周表面粗さが
Ra0.02以下になるよう研摩されたピストンリングに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston ring used in an internal combustion engine, and more specifically, the outer peripheral surface roughness of the piston ring.
The present invention relates to a piston ring that is polished to Ra 0.02 or less.
【0002】[0002]
【従来の技術】ピストンとシリンダー内壁との間を気密
に保ち、シリンダー壁の潤滑油をかき落して燃焼室に入
らないようにするため、ピストンリングの外周みぞにピ
ストンリングをはめこんで使用されている。運転上、ピ
ストンリングは熱及び圧力及びシリンダー内壁との摺動
により摩耗をうける。それらによる損傷を避けるため、
ピストンリングは各種の耐熱、耐摩耗性素材が考案され
ており、最近は一般的な耐熱性素材の表面をメッキした
り、化学的及び物理的蒸着法により窒化物や炭化物でコ
ートした素材が使用されるにいたっている。2. Description of the Related Art In order to keep airtightness between the piston and the inner wall of the cylinder and to scrape off the lubricating oil from the cylinder wall to prevent it from entering the combustion chamber, it is used by fitting the piston ring into the outer groove of the piston ring. ing. During operation, the piston ring is subject to wear due to heat, pressure and sliding on the inner wall of the cylinder. To avoid damage from them,
Various heat-resistant and wear-resistant materials have been devised for the piston ring.Recently, general heat-resistant materials are plated, or materials coated with nitride or carbide by chemical and physical vapor deposition methods are used. I'm getting to be done.
【0003】これらの素材そのものは、表面が粗いた
め、そのまゝではピストンリングとして使用できないの
で、仕上げ加工として、微粒子研摩材、研削油及び弾性
砥石などにより、その表面を、荒い研摩材から順次微細
な研摩材を使用することによる研摩を繰返し、表面を滑
かに仕上げてピストンリングとして使用している。然し
ながら上記のような仕上げ加工では、なお、えられたピ
ストンリングの表面が粗く、そのまゝ使用している現状
では、シリンダー内壁との初期馴染み性がわるく、摺動
面に微細な傷を発生するとともに、初期運転中潤滑油の
消費を増すという欠点を有している。Since these materials themselves have a rough surface, they cannot be used as it is as a piston ring. Therefore, as a finishing process, the surface of the material is sequentially changed from a rough abrasive to a fine abrasive, a grinding oil and an elastic grindstone. The polishing is repeated by using a fine abrasive, and the surface is finished to be smooth and used as a piston ring. However, in the above finishing process, the surface of the obtained piston ring is still rough, and in the current state of being used as it is, the initial familiarity with the inner wall of the cylinder is poor, and minute scratches are generated on the sliding surface. In addition, it has the drawback of increasing the consumption of lubricating oil during initial operation.
【0004】[0004]
【本発明が解決しようとする課題】前記したような現在
のピストンリングの有する欠点を消滅させ、初期運転で
も潤滑油の消費が少なく、摺動面に微細なスカッフを発
生し難いピストンリングを提供することを、本発明は、
解決すべき課題としている。DISCLOSURE OF THE INVENTION PROBLEM TO BE SOLVED BY THE INVENTION The present invention provides a piston ring which eliminates the above-mentioned drawbacks of the present piston ring, consumes less lubricating oil even in the initial operation, and does not easily generate a fine scuff on the sliding surface. According to the present invention,
It is a problem to be solved.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
種々検討した結果、従来使用されているピストンリング
表面をRa0.02以下の粗さに研摩することにより目的を
達成できることを認めた。As a result of various studies for solving the above problems, it was found that the object can be achieved by polishing the surface of a conventionally used piston ring to a roughness of Ra 0.02 or less.
【0006】現行の内燃機関用ピストンリングの実機運
転を実施し、ピストンリングの表面形状、表面粗さ及び
潤滑油消費量の変化を測定した。運転初期で潤滑油の消
費量は大であったが、長時間、特に100時間以上の運
転では、潤滑油の消費量が運転初期のそれに比し著しく
減少しているとともに、ピストンリングのトップリング
がバレルフェイス形状をなし、その表面粗さはRa0.02
以下と滑かな表面になっていることを認めた。そこでピ
ストンリングの形状及び表面粗さと、潤滑油消費量の間
に関係があり、ピストンリングの表面粗さをRa0.02以
下に制御することにより、運転初期の潤滑油消費量が減
少するものと考えた。The actual operation of the existing piston ring for an internal combustion engine was carried out, and changes in the surface shape, surface roughness and lubricating oil consumption of the piston ring were measured. The amount of lubricating oil consumed was large at the beginning of operation, but when operating for a long time, especially 100 hours or more, the amount of lubricating oil consumed was significantly reduced compared to that at the beginning of operation, and the top ring of the piston ring Has a barrel face shape, and its surface roughness is Ra0.02.
It was confirmed that the surface was smooth as follows. Therefore, there is a relationship between the shape and surface roughness of the piston ring and the amount of lubricating oil consumed. By controlling the surface roughness of the piston ring to Ra 0.02 or less, the amount of lubricating oil consumed at the beginning of operation is reduced. Thought.
【0007】然しながら、一般に仕上げ加工は、研摩剤
の研摩砥粒を、順次より細かなものを選別し、仕上げ加
工を行っているため、従来の仕上げ加工法では、表面粗
さをRa0.05程度まで滑かにすることが限度であり、羽
布磨加工を行ってもRa0.05が限度であり、Ra0.02以
下の表面粗さが得られないことを知った。However, in the finishing process, generally, finer abrasive abrasive grains are sequentially selected and the finishing process is carried out. Therefore, in the conventional finishing process, the surface roughness is about Ra0.05. I knew that the limit was to make it smooth, and Ra0.05 was the limit even if the feathering process was performed, and a surface roughness of Ra0.02 or less could not be obtained.
【0008】そこで、Ra0.02以下の外周表面粗さの表
面にするため仕上げ加工に使用する研摩剤について種々
検討した結果、ダイヤモンド砥粒研摩、白色アルミナ質
グレーン(WA)又は石墨(GC)研摩ベルトなどの加
工を使用することにより、Ra0.02以下の表面粗さがえ
られることを認めた。これらの加工のいずれを使用する
かは、加工されるピストンリング素材により決定され、
例えば表面をCrメッキ又は窒化処理されたピストンリン
グ素材では、ダイヤモンド砥粒研摩加工でなく、WA又
はGC加工で充分目的を達しえる。又従来の仕上げ加工
を省略し、その代りに直接、ダイヤモンド砥粒研摩加
工、WA又はGC加工を施すことも可能である。一般
に、ダイヤモンド、WAなどは研削剤として、GCは減
摩、潤滑材として使用されているものであり、本願の如
く外周表面を滑かにするために使用されるものではな
い。Therefore, as a result of various studies on the abrasives used for finishing in order to obtain a surface having an outer peripheral surface roughness of Ra 0.02 or less, diamond abrasive grain polishing, white alumina grain (WA) or graphite (GC) polishing was conducted. It was confirmed that a surface roughness of Ra 0.02 or less can be obtained by using processing such as a belt. Which of these processes to use is determined by the piston ring material being processed,
For example, with a piston ring material whose surface is Cr-plated or nitrided, WA or GC processing can sufficiently achieve the purpose instead of diamond abrasive grain polishing processing. Further, it is also possible to omit the conventional finishing process and instead directly perform the diamond grain polishing process, the WA process or the GC process. Generally, diamond, WA, etc. are used as abrasives, and GC is used as anti-friction and lubricant, not as used for smoothing the outer peripheral surface as in the present application.
【0009】即ち、本発明は、従来の仕上げ加工を施さ
れたピストンリング、或は仕上げ加工前のピストンリン
グに、更にダイヤモンド砥粒研摩、WA又はGC加工を
実施し、トップリングがバレルフェイス形状で、外周表
面粗さがRa0.02以下であるピストンリングを提供す
る。That is, according to the present invention, the piston ring which has been subjected to the conventional finish processing, or the piston ring which has not been subjected to the finish processing is further subjected to diamond abrasive grain polishing, WA or GC processing, and the top ring has a barrel face shape. Then, a piston ring having an outer peripheral surface roughness of Ra 0.02 or less is provided.
【0010】かかるピストンリングを使用することによ
り、シリンダー内壁との初期馴染み性が向上し、摩擦が
低減するとともに、シリンダーへのアタック性が削減さ
れ、シール性が向上する。By using such a piston ring, initial familiarity with the inner wall of the cylinder is improved, friction is reduced, attack on the cylinder is reduced, and sealing performance is improved.
【0011】[0011]
【実施例】本発明を図を示して説明する。図1は本発明
によるダイヤモンド砥粒研摩加工の概略を示す断面図で
ある。化学蒸着法により表面に皮膜を形成され、常法に
よる仕上げ加工をしたピストンリング2を雇3に詰め、
回軸装置に取付け回転させ、ダイヤモンドフィルム1を
ピストンリング2の外周へ押付治具4を用いて押付け
る。ダイヤモンドフィルムを押付けて、外周形状を損わ
ず、外周表面粗さをRa0.02以下に加工する。図2はダ
イヤモンドフィルムの詳細を示した断面図である。フィ
ルム7の表面に、ダイヤモンド砥粒5が接着剤6を用い
て塗布されたもので、市販品を使用することが可能であ
る。本例によりえられたピストンリングを設置して内燃
機関を運転し、潤滑油の消費量時間変化及び耐スカッフ
性を従来のピストンリングと比較した結果を図3及び図
4に示した。図3及び図4より、本発見のピストンリン
グが従来のピストンリングよりすぐれていることは明ら
かである。The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an outline of diamond abrasive grain polishing processing according to the present invention. Pack the piston ring 2 with a film formed on the surface by chemical vapor deposition and finished by the usual method into 3
The diamond film 1 is attached to the rotation device and rotated, and the diamond film 1 is pressed against the outer periphery of the piston ring 2 using the pressing jig 4. The diamond film is pressed to process the outer peripheral surface roughness to Ra 0.02 or less without damaging the outer peripheral shape. FIG. 2 is a sectional view showing details of the diamond film. Diamond abrasive grains 5 are applied to the surface of the film 7 using an adhesive agent 6, and a commercially available product can be used. The internal combustion engine was operated with the piston ring obtained according to this example installed, and the results of comparison of the time variation of lubricating oil consumption and scuff resistance with the conventional piston ring are shown in FIGS. 3 and 4. It is clear from FIGS. 3 and 4 that the piston ring of the present discovery is superior to the conventional piston ring.
【0012】[0012]
【発明の効果】本発明のピストンリングを使用すること
により、運転初期における潤滑油の消費量が減少すると
ともに、摩擦ロスを低減させえ、エンジン出力の向上が
計られる。EFFECTS OF THE INVENTION By using the piston ring of the present invention, the consumption of lubricating oil in the initial stage of operation can be reduced, friction loss can be reduced, and engine output can be improved.
【図1】本発明によるピストンリングのダイヤモンド砥
粒研摩加工の概略を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an outline of a diamond abrasive grain polishing process for a piston ring according to the present invention.
【図2】ダイヤモンド砥粒研摩加工に使用したダイヤモ
ンドフィルムの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a diamond film used for diamond abrasive grain polishing.
【図3】本発明のピストンリング及び従来のピストンリ
ングとを使用した場合の、運転時間と油使用量との比較
を示すグラフ図である。FIG. 3 is a graph showing a comparison between operating time and oil consumption when the piston ring of the present invention and the conventional piston ring are used.
【図4】本発明のピストンリングと従来のピストンリン
グとを使用した場合の耐スカッフ性を示すグラフ図であ
る。FIG. 4 is a graph showing scuff resistance when a piston ring of the present invention and a conventional piston ring are used.
1 ダイヤモンドフィルム 2 ピストンリング 3 雇 4 押付治具 5 ダイヤモンド砥粒 6 接着剤 7 フィルム 1 Diamond film 2 Piston ring 3 Hiring 4 Pressing jig 5 Diamond abrasive grains 6 Adhesive 7 Film
Claims (1)
て、その外周表面粗さをRa0.02以下に研摩したことを
特徴とする内燃機関用ピストンリング。1. A piston ring for use in an internal combustion engine, the outer peripheral surface roughness of which is polished to Ra 0.02 or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18573192A JPH0611038A (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Piston ring for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18573192A JPH0611038A (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Piston ring for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0611038A true JPH0611038A (en) | 1994-01-21 |
Family
ID=16175876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18573192A Pending JPH0611038A (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Piston ring for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0611038A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998055260A1 (en) * | 1997-06-05 | 1998-12-10 | Uranie International | Metal part having external surface with particular profile, polishing method for its production and device for implementing the method |
JP2006077856A (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Nissan Motor Co Ltd | Low friction sliding member |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP18573192A patent/JPH0611038A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998055260A1 (en) * | 1997-06-05 | 1998-12-10 | Uranie International | Metal part having external surface with particular profile, polishing method for its production and device for implementing the method |
FR2764225A1 (en) * | 1997-06-05 | 1998-12-11 | Uranie International | METAL PART HAVING AN EXTERNAL SURFACE PRESENTING A PARTICULAR PROFILE, POLISHING PROCESS FOR ITS REALIZATION AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE PROCESS |
US6736697B2 (en) | 1997-06-05 | 2004-05-18 | Uranie International | Metal part having external surface with particular profile, polishing method for its production and device for implementing the method |
JP2006077856A (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Nissan Motor Co Ltd | Low friction sliding member |
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