JPH09195848A - Piston for engine - Google Patents

Piston for engine

Info

Publication number
JPH09195848A
JPH09195848A JP433396A JP433396A JPH09195848A JP H09195848 A JPH09195848 A JP H09195848A JP 433396 A JP433396 A JP 433396A JP 433396 A JP433396 A JP 433396A JP H09195848 A JPH09195848 A JP H09195848A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
explosive combustion
engine
moment
generated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP433396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Ueda
保典 上田
Masaaki Hashimoto
昌昭 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Mitsubishi Ltd, Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd filed Critical Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority to JP433396A priority Critical patent/JPH09195848A/en
Publication of JPH09195848A publication Critical patent/JPH09195848A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston for an engine by which impact noise at the time of collision against a cylinder due to its swinging movement caused by explosive combustion in the engine can be lowered. SOLUTION: The direction of force FP generated by expansion pressure P due to explosive combustion is shifted to an anti-thrust side 1a from the direction of reciprocating movement of a piston by forming a tilting angle θin a pressure receiving top land face 11 of a piston 2. Consequently, the swinging moment Mf in the counterclockwise direction affecting the piston 2 near an upper dead point immediate after explosive combustion and the suppressing moment MP in the clockwise direction by the force FP generated by expansion pressure P due to explosive combustion are well balanced. As a result, a phenomenon that the piston 2 which contacts the anti-thrust side 1a of a cylinder during compressing process swings to the thrust side 1b immediate after explosive combustion is suppressed and the impact noise generated by collision of the piston 2 against the thrust side 1b can be lowered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリンエンジ
ン、ディーゼルエンジン、ガスエンジンなどの各種エン
ジンにおいて、ピストンのトップランド受圧面に特徴を
有するエンジン用ピストンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine piston for various engines such as a gasoline engine, a diesel engine, a gas engine, etc., which is characterized by a top land pressure receiving surface of the piston.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に示すように、シリンダ1内に摺動
自在に嵌合されたピストン2は、ピストンピン3により
接続されたコネクティングロッド4を介して、クランク
シャフト5と一体のクランクアーム6にピン結合されて
いる。シリンダ1とピストン2との間には僅かな間隙7
がある。図では、説明を容易にするために、この間隙7
を大きく表わしている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a piston 2 slidably fitted in a cylinder 1 has a crank arm integrated with a crank shaft 5 via a connecting rod 4 connected by a piston pin 3. Pin-coupled to 6. There is a slight gap 7 between the cylinder 1 and the piston 2.
There is. In the figure, this gap 7 is shown for ease of explanation.
Is greatly represented.

【0003】そして、図4(A)に示す圧縮行程でシリ
ンダ1の反スラスト側1aに接触していたピストン2は、
(B)に示す爆発燃焼直後すなわち上死点(トップデッ
ドセンタ)の付近で、ピストン2に対し上向きに作用す
るピストン・シリンダ間の摩擦力Ff に起因する、ピス
トンピン3を中心とする反時計方向の首振りモーメント
f により前記間隙7内で首振り運動を起こす。さら
に、(C)に示すようにピストン2に対し上方より爆発
圧力が作用するとともに、コネクティングロッド4に沿
って斜め下方より車体および路面からの負荷が作用する
ので、ピストン2はスラスト側1bに当接する。
The piston 2 which was in contact with the anti-thrust side 1a of the cylinder 1 in the compression stroke shown in FIG.
Immediately after the explosive combustion shown in (B), that is, near the top dead center (top dead center), a reaction centered on the piston pin 3 due to the frictional force F f between the piston and the cylinder acting upward on the piston 2. A clockwise swinging moment M f causes a swinging motion in the gap 7. Further, as shown in (C), the explosion pressure acts on the piston 2 from above, and the load from the vehicle body and the road surface acts diagonally along the connecting rod 4 from below, so that the piston 2 contacts the thrust side 1b. Contact.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のピ
ストンは、図4(B)に示すように爆発燃焼時の膨張圧
力で下降する際に、上死点付近にてシリンダ1のスラス
ト側1bへの首振り運動を起こすが、このとき、ピストン
2の上部2aがスラスト側1bに衝突し、その衝撃力を加振
源とした衝撃音(スラップ音)が騒音として発生する問
題がある。
As described above, in the conventional piston, as shown in FIG. 4B, when the piston is lowered by the expansion pressure at the time of explosive combustion, the thrust side of the cylinder 1 is near the top dead center. Although a swinging motion to 1b occurs, at this time, there is a problem that the upper part 2a of the piston 2 collides with the thrust side 1b, and an impact sound (slap sound) generated by the impact force as a vibration source is generated as noise.

【0005】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、ピストンの受圧面を変更することにより、エンジ
ン爆発燃焼時に発生するピストンとシリンダとの間の衝
撃音を低減させることができるエンジン用ピストンを提
供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above point, and by changing the pressure receiving surface of the piston, it is possible to reduce the impact noise between the piston and the cylinder generated at the time of explosive combustion of the engine. The purpose is to provide a piston for use.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
シリンダ内に往復動自在に設けられるエンジン用ピスト
ンにおいて、爆発燃焼による膨張圧力を受ける受圧面
に、膨張圧力から生ずる力を爆発燃焼時の首振りモーメ
ントに抗する方向へ向けるモーメント相殺手段を設けた
構成のエンジン用ピストンである。
According to the first aspect of the present invention,
In the engine piston that is reciprocally movable in the cylinder, the pressure receiving surface that receives the expansion pressure due to explosive combustion is provided with a moment canceling means that directs the force generated from the expansion pressure in the direction against the swinging moment during explosive combustion. It is a piston for the engine of the constitution.

【0007】そして、爆発燃焼による膨張圧力が受圧面
に作用したとき、その膨張圧力を受けた力をモーメント
相殺手段によりピストン往復動方向と異なる方向へずら
すことにより、爆発燃焼時の上死点付近で起きるピスト
ン首振り運動の回転方向と逆向きの回転力をピストンに
与える。すなわち、首振りモーメントと逆の方向へ抑制
モーメントを作用させてピストンの首振り運動を抑制
し、この運動に起因する衝撃音を低減させる。
Then, when the expansion pressure due to the explosive combustion acts on the pressure receiving surface, the force received by the expansion pressure is shifted by the moment offsetting means in a direction different from the piston reciprocating direction, so that the vicinity of the top dead center during the explosive combustion is reached. A rotational force is applied to the piston in the direction opposite to the direction of the swinging motion of the piston. That is, the restraining moment is applied in the direction opposite to the swinging moment to restrain the swinging motion of the piston, and the impact sound resulting from this motion is reduced.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載のエ
ンジン用ピストンにおけるモーメント相殺手段として、
受圧面にピストン往復動方向と直角な面に対し傾斜角を
設定したものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a moment canceling means for the engine piston according to the first aspect.
An inclination angle is set on the pressure receiving surface with respect to a surface perpendicular to the reciprocating direction of the piston.

【0009】そして、爆発燃焼時の膨張圧力から生ずる
力を、傾斜角が設定されたピストンの受圧面にて、ピス
トン往復動方向と異なる方向へずらすことにより、ピス
トンに発生する首振りモーメントと逆の方向へ抑制モー
メントを作用させる。
Then, the force generated from the expansion pressure at the time of explosive combustion is displaced in the direction different from the reciprocating direction of the piston on the pressure receiving surface of the piston having the inclination angle set, so as to be opposite to the swinging moment generated in the piston. Apply a restraining moment in the direction of.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
および図2を参照しながら、また他の実施形態を図3を
参照しながら説明する。なお、図4に示した従来のもの
と同様の部分には同一符号を付して、その説明を省略す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
2 and another embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those of the conventional one shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0011】図1に示すように、ピストン2において爆
発燃焼による膨張圧力を受けるトップランド受圧面11
に、モーメント相殺手段として、ピストン往復動方向と
直角な面に対し傾斜角θを設定する。
As shown in FIG. 1, the topland pressure receiving surface 11 which receives the expansion pressure due to the explosive combustion in the piston 2
In addition, as a moment offsetting means, an inclination angle θ is set with respect to a plane perpendicular to the piston reciprocating direction.

【0012】この傾斜角θの設定により、反スラスト側
1aのピストン上縁がスラスト側1bのピストン上縁よりや
や高くなるように、ピストン2のトップランド受圧面11
を形成する。
By setting this inclination angle θ, the anti-thrust side
Top land pressure receiving surface 11 of piston 2 so that the upper edge of piston 1a is slightly higher than the upper edge of the piston on thrust side 1b.
To form

【0013】このモーメント相殺手段としての傾斜角θ
は、エンジン爆発燃焼時の膨張圧力Pをトップランド受
圧面11で受けて発生する力Fp (=P×受圧面積)を、
ピストン往復動方向と異なる斜め下方へ向ける働きがあ
る。
Inclination angle θ as means for canceling the moment
Is the force F p (= P × pressure receiving area) generated by receiving the expansion pressure P at the time of engine explosion combustion on the topland pressure receiving surface 11.
It has the function of pointing diagonally downward, which is different from the piston reciprocating direction.

【0014】すなわち、図2(A)に示した圧縮行程か
ら、上死点(トップデッドセンタ)を経て爆発燃焼した
直後の図2(B)(C)に示した状態では、ピストン2
のトップランド受圧面11に右上りの傾斜角θを設定した
ことにより、爆発燃焼による膨張圧力Pがトップランド
受圧面11に作用したとき、その膨張圧力Pから生ずる力
p の方向がピストン往復動方向より反スラスト側1aへ
ずれる。
That is, in the state shown in FIGS. 2B and 2C immediately after the combustion stroke from the compression stroke shown in FIG. 2A through the top dead center, the piston 2
When the expansion pressure P due to the explosive combustion acts on the topland pressure receiving surface 11, the direction of the force F p generated from the expansion pressure P is the piston reciprocal movement. It shifts to the anti-thrust side 1a from the moving direction.

【0015】これにより、図2(B)に示した爆発燃焼
直後の上死点付近において、ピストン2の首振り運動を
生じさせる反時計方向の首振りモーメントMf と逆の方
向へ、前記力Fp に起因する時計方向の抑制モーメント
p を作用させて、図4(B)に示したピストン2の首
振り運動を抑制する。
As a result, in the vicinity of the top dead center immediately after the explosion and combustion shown in FIG. 2B, the force is applied in the direction opposite to the counterclockwise swinging moment M f that causes the swinging motion of the piston 2. A clockwise restraining moment M p caused by F p is applied to restrain the swinging motion of the piston 2 shown in FIG. 4 (B).

【0016】このとき、図1に示すようにピストンピン
3の回りに発生する首振りモーメントMf と、上死点付
近での膨張圧力Pを受けた力Fp によりピストンピン3
の回りに発生する距離Lp の抑制モーメントMp とが等
しくなるように、すなわち、図1において、Mf =Fp
・Lp =Mp の平衡条件式が成立するように、前記傾斜
角θなどを決定する。
At this time, as shown in FIG. 1, the swinging moment M f generated around the piston pin 3 and the force F p that receives the expansion pressure P near the top dead center cause the piston pin 3 to move.
And restraining moment M p of the distance L p which occurs around so equal, i.e., in FIG. 1, M f = F p
The tilt angle θ and the like are determined so that the equilibrium conditional expression of L p = M p is satisfied.

【0017】このようにして、ピストン2の首振り運動
を抑制することにより、図4(B)に示したエンジン爆
発燃焼時の上死点付近でピストン2の上部2aがシリンダ
1に衝突する際の衝撃力を緩和することにより、発生す
る衝撃音(スラップ音)を低減させることができる。
By suppressing the swinging motion of the piston 2 in this manner, when the upper portion 2a of the piston 2 collides with the cylinder 1 near the top dead center at the time of engine explosion combustion shown in FIG. 4 (B). By mitigating the impact force of, it is possible to reduce the impact sound (slap sound) generated.

【0018】次に、請求項1に記載された発明のモーメ
ント相殺手段は、前記傾斜角θの設定に限定されるもの
ではない。
Next, the moment canceling means of the invention described in claim 1 is not limited to the setting of the tilt angle θ.

【0019】例えば、図3に示すように、トップランド
受圧面11に段差12を設けることにより、上死点付近で生
ずる膨張圧力Pよりピストン往復動方向と直交する方向
にも力Fpxが発生するから、この直交方向の力Fpxとピ
ストン往復動方向の力Fpzとにより斜め下方へ向く合力
p を発生させ、この力Fp に基づき発生する抑制モー
メントMp によって、上死点付近で発生する首振りモー
メントMf を打消すようにする。
For example, as shown in FIG. 3, by providing a step 12 on the top land pressure receiving surface 11, a force F px is generated in a direction orthogonal to the piston reciprocating direction due to the expansion pressure P generated near the top dead center. to since, by the orthogonal force F px and the piston reciprocating direction of the force F pz generates a resultant force F p directed obliquely downward by restraining moment M p which occurs on the basis of the force F p, near the top dead center The swinging moment M f generated in step S1 is canceled.

【0020】また、前記段差12に替えて部分的な傾斜面
を設けることにより、爆発燃焼時の膨張圧力から生ずる
力を斜め下方へ向けるようにしても良い。
Further, instead of the step 12, a partially inclined surface may be provided so that the force generated from the expansion pressure at the time of explosive combustion is directed obliquely downward.

【0021】最後に、従来においても、ピストン2に対
するピストンピン3の嵌着位置をセンターよりやや片側
にオフセットすることにより、騒音を低減するようにし
たオフセットピストンがある。本発明に係るトップラン
ド受圧面11におけるモーメント相殺手段は、この従来の
オフセットピストンに対し、次の点において有利であ
る。
Finally, conventionally, there is also an offset piston in which noise is reduced by offsetting the fitting position of the piston pin 3 to the piston 2 to one side from the center. The moment offsetting means on the topland pressure receiving surface 11 according to the present invention is advantageous over the conventional offset piston in the following points.

【0022】(1) 製造方法 ピストントップランドの受圧面に傾斜角を付けるだけな
ので、比較的容易に製造が可能である。
(1) Manufacturing Method Since the pressure receiving surface of the piston top land is merely provided with an inclination angle, the manufacturing is relatively easy.

【0023】(2) チューニング(調整)方法 オフセットピストンにおけるピストンピンのオフセット
量は、コンマ数mmから2mm程度である。この範囲で、ピ
ストンスラップ低減に最適となるようにオフセット量を
調節する必要があるため、非常に高い加工精度を要す
る。
(2) Tuning (Adjustment) Method The offset amount of the piston pin in the offset piston is about a comma number mm to 2 mm. In this range, it is necessary to adjust the offset amount so as to be optimal for reducing the piston slap, and thus extremely high processing accuracy is required.

【0024】これに対し、本発明のピストンでは、トッ
プランド受圧面の傾斜角に部分的な変化を付ける、ある
いは段差を設けるなどの方法によりピストンに発生する
モーメントを容易に調節できる。
On the other hand, in the piston of the present invention, the moment generated in the piston can be easily adjusted by partially changing the inclination angle of the top land pressure receiving surface or providing a step.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、受圧面に
設けたモーメント相殺手段によって、エンジン爆発燃焼
時の上死点付近のピストンに発生する首振り運動と逆の
方向へ抑制モーメントを作用させ、ピストンの首振り運
動を抑制することができ、首振り運動によりシリンダに
衝突するピストンの衝撃力を緩和でき、衝撃音(スラッ
プ音)による騒音を低減させることができるとともに、
ピストンの耐久性を向上させることができる。
According to the first aspect of the present invention, the moment canceling means provided on the pressure receiving surface applies a restraining moment in a direction opposite to the swinging motion generated in the piston near the top dead center during engine explosion combustion. It is possible to suppress the swinging motion of the piston, reduce the impact force of the piston colliding with the cylinder by the swinging motion, and reduce the noise due to the impact sound (slap sound).
The durability of the piston can be improved.

【0026】請求項2記載の発明によれば、モーメント
相殺手段として、受圧面にピストン往復動方向と直角な
面に対し傾斜角を設定する簡単な加工によって、爆発燃
焼時のピストンに発生する首振りモーメントに抗する抑
制モーメントを得ることができ、ピストンの首振り運動
に起因する衝撃音の低減と、ピストンの耐久性の向上と
を簡単な手段により図れる。
According to the second aspect of the present invention, as the moment canceling means, the neck generated on the piston at the time of explosive combustion is obtained by the simple processing of setting the inclination angle on the pressure receiving surface with respect to the surface perpendicular to the piston reciprocating direction. It is possible to obtain a restraining moment against the swinging moment, and it is possible to reduce the impact noise caused by the swinging motion of the piston and improve the durability of the piston by simple means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るエンジン用ピストンの一実施形態
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an engine piston according to the present invention.

【図2】同上ピストンの作用を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the action of the piston of the above.

【図3】同上ピストンの他の実施形態を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the same piston.

【図4】従来のエンジン用ピストンの作用を示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of a conventional engine piston.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダ 2 ピストン 11 受圧面 θ 傾斜角 1 Cylinder 2 Piston 11 Pressure receiving surface θ Inclination angle

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内に往復動自在に設けられるエ
ンジン用ピストンにおいて、 爆発燃焼による膨張圧力を受ける受圧面に、膨張圧力か
ら生ずる力を爆発燃焼時の首振りモーメントに抗する方
向へ向けるモーメント相殺手段を設けたことを特徴とす
るエンジン用ピストン。
1. A piston for an engine reciprocally provided in a cylinder, wherein a force generated from the expansion pressure is directed to a pressure receiving surface receiving expansion pressure due to explosive combustion in a direction against a swinging moment during explosive combustion. An engine piston, which is provided with a canceling means.
【請求項2】 モーメント相殺手段として、受圧面にピ
ストン往復動方向と直角な面に対し傾斜角を設定したこ
とを特徴とする請求項1記載のエンジン用ピストン。
2. The piston for an engine according to claim 1, wherein, as the moment offsetting means, an inclination angle is set on the pressure receiving surface with respect to a surface perpendicular to the piston reciprocating direction.
JP433396A 1996-01-12 1996-01-12 Piston for engine Withdrawn JPH09195848A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP433396A JPH09195848A (en) 1996-01-12 1996-01-12 Piston for engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP433396A JPH09195848A (en) 1996-01-12 1996-01-12 Piston for engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09195848A true JPH09195848A (en) 1997-07-29

Family

ID=11581535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP433396A Withdrawn JPH09195848A (en) 1996-01-12 1996-01-12 Piston for engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09195848A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020042886A (en) * 2000-12-01 2002-06-08 이계안 Piston apparatus
JP2008196429A (en) * 2007-02-14 2008-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Piston for internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020042886A (en) * 2000-12-01 2002-06-08 이계안 Piston apparatus
JP2008196429A (en) * 2007-02-14 2008-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Piston for internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6390035B2 (en) Reciprocating internal combustion engine
JP4038959B2 (en) Variable compression ratio mechanism of internal combustion engine
US6345569B1 (en) Piston for internal combustion engine
JPH09195848A (en) Piston for engine
JPH0415968Y2 (en)
JP2002054468A (en) Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine
US8011343B2 (en) Multi link type piston-crank mechanism of internal combustion engine
JP3887885B2 (en) Piston structure
US5404792A (en) Piston for internal combustion engine
JPH10288083A (en) Piston for internal combustion engine
JP2017150389A (en) Variable compression ratio internal combustion engine
JP2595869B2 (en) Diesel engine
JPH0223795Y2 (en)
JPH0213725Y2 (en)
KR100367669B1 (en) Adjusting pin structure of atmospheric compensate system for diesel engine
JPH01283472A (en) Piston-crank mechanism
JPS6267262A (en) Piston for internal combustion engine
JPH06317178A (en) Internal combustion engine
JPH05306774A (en) Engine
KR100412555B1 (en) Connecting rod for offset crankshaft
JPH0989106A (en) Piston structure of internal combustion engine
KR200177404Y1 (en) Apparatus for piston balance
JP2016188625A (en) Piston for internal combustion engine
JP2866379B2 (en) Engine crankshaft
JPH1037748A (en) Piston for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030401