JPH0942052A - Skirt lubricating piston - Google Patents

Skirt lubricating piston

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JPH0942052A
JPH0942052A JP21667595A JP21667595A JPH0942052A JP H0942052 A JPH0942052 A JP H0942052A JP 21667595 A JP21667595 A JP 21667595A JP 21667595 A JP21667595 A JP 21667595A JP H0942052 A JPH0942052 A JP H0942052A
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JP
Japan
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piston
skirt
thrust side
head
oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP21667595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Mihara
健治 三原
Yasuyuki Onodera
康之 小野寺
Hisashi Hida
久史 肥田
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0942052A publication Critical patent/JPH0942052A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve seizure resistance of a piston by well lubricating a skirt part of the piston increasing a thermal load to be placed in a severe condition, and improving formation of an oil film, in the piston lessening a compression height in order that a high output engine is formed into small size to lighten weight. SOLUTION: In a skirt lubricating piston 1 which is a piston for an engine to have a cooling shaker hole 2 in a head part of the piston, a hole for connecting one or more of the shaker holes to a piston periphery is provided in a skirt part 6 of a groove lower part of an oil ring on a thrust side and an opposite thrust side of the piston.

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、エンジンのピスト
ンに係わり、特には、ディ−ゼルエンジンのピストンの
頭部冷却用のシェ−カ穴をもちスカ−ト部に連通する穴
を有したスカ−ト給油型ピストンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine piston, and more particularly to a skater having a shaker hole for cooling the head of the piston of a diesel engine and having a hole communicating with the skirt portion. -G Refueling type piston.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高出力のディ−ゼルエンジンでピ
ストンの頭部に冷却用のシェ−カ穴を持つた、代表事例
として次の3事例について図面を参照し説明する。第1
事例は頭部とスカ−トとが一体となつたピストン、第2
事例はピストン及び、頭部とスカ−トとを分離した2分
割ピストンで、かつ、頭部とスカ−トとをシ−ル体でシ
−ルしたピストン、第3事例はピストン及び、頭部とス
カ−トとを分離した2分割ピストンで、頭部とスカ−ト
との間にシ−ル体なしのピストン。先ず、第1事例の頭
部とスカ−トとが一体となつたピストンから説明する。
図8は該ピストンの断面図を示し、図9は図8を下方か
ら見た図を示している。ピストン10の構成は、頭部に
は燃焼室7形成し、ピストンの筒部の上部はガスシ−ル
とオイルをコントロ−ルするためのリング用の溝が設け
られている。トップリング溝8及び、セカンドリング溝
9はピストンリングとリング溝のカ−ボンによる固着を
防止するために溝の上下面とも楔形の形状をしている。
又、ピストンの頭部には冷却用のシェ−カ穴2が環状に
形成されている。このシェ−カ穴の下方に冷却用オイル
の入口及び、出口の穴3が4ケ所、設けられピストンの
内側に連通している。
2. Description of the Related Art Conventionally, the following three cases will be described with reference to the drawings as typical examples in which a piston shaft has a shaker hole for cooling in a high output diesel engine. First
The example is the piston with the head and skirt integrated, the second
A case is a piston and a two-divided piston in which the head and the skirt are separated, and a piston in which the head and the skirt are sealed by a seal body. The third case is the piston and the head. It is a two-piece piston that separates the skirt and the skirt, with no seal between the head and the skirt. First, the piston in which the head and the skirt are integrated in the first case will be described.
FIG. 8 shows a sectional view of the piston, and FIG. 9 shows a view of FIG. 8 seen from below. In the piston 10, the combustion chamber 7 is formed in the head portion, and a ring groove for controlling the gas seal and the oil is provided in the upper portion of the cylinder portion of the piston. The top ring groove 8 and the second ring groove 9 have a wedge shape on both the upper and lower surfaces of the groove in order to prevent the piston ring and the ring groove from being fixed by the carbon.
Further, a shaker hole 2 for cooling is formed in an annular shape on the head of the piston. Four holes 3 for the inlet and outlet of cooling oil are provided below the shaker hole and communicate with the inside of the piston.

【0003】次は、作動を図8及び、図9で、ピストン
頭部の冷却及び、スカ−ト部の給油を、図4でピストン
の挙動を説明する。ピストン頭部の冷却は図示されない
エンジンのオイルギャラリ−からピストンク−リングノ
ズル15に入る、ピストンク−リングノズル15の先端
は通路が絞られ流速が増加してピストン10へ向かって
噴射される(2点鎖線で図示)、噴射された潤滑油はピ
ストン10の穴3aを経て環状のシェ−カ穴2に入り、
円周方向に流れ、ピストン頭部を冷却し穴3bより流出
し(点線で図示)オイルパンに戻る。ピストン10のス
カ−ト6の給油は図示しないクランク軸、コンロッドの
軸受けから出た潤滑油がクランク軸及び、コンロッドの
回転運動、揺動運動によって飛沫として飛び散りシリン
ダ−ライナの内壁に付着して油膜を形成する。その後は
ピストン10によりかきおとされオイルパンに戻る。ピ
ストンの挙動を図4で説明する。図4は4サイクルエン
ジンの各行程別、すなわち、吸気行程、圧縮行程、爆発
行程、排気行程でピストンが上死点から下死点までスラ
スト側及び、反スラスト側に傾きながら移動をすること
を示している。なお、図中の符号は各行程のピストンの
位置を示している。吸気行程のピストンは上死点から位
置S1、位置S2、位置S3、と下降し、下死点に至
る。上死点の位置S1ではピストンはスラスト側に傾い
て押し付けられ、位置S1から位置S2の移動でピスト
ンの傾き方向がスラスト側から反スラスト側に変化す
る。さらに、位置S2から位置S3の移動でピストンの
傾き方向が反スラスト側からスラスト側に変化する。圧
縮行程のピストンは下死点から位置C1、位置C2、位
置C3、と上昇し、上死点に至る。下死点の位置C1で
は前記、位置S3と同じでピストンはスラスト側に傾い
て押し付けられ、位置C1から位置C2の移動でピスト
ンの傾き方向がスラスト側から反スラスト側に変化す
る。さらに、位置C2から位置C3の移動でピストンの
傾き方向は反スラスト側に移動する。爆発行程のピスト
ンは上死点から位置P1、位置P2、位置P3、と下降
し下死点に至る。ピストンの上死点の位置P1は爆発に
より圧縮行程終り位置C3の反スラスト側から位置P1
のスラスト側の傾き方向に急激に変化する。位置P1、
位置P2、位置P3とピストンはスラスト側に傾いて押
し付けられ移動する。排気行程のピストンは下死点から
位置E1、位置E2、位置E3、と上昇し上死点に至
る。下死点の位置E1では前記、位置P3と同じでピス
トンはスラスト側に傾いて押し付けられ、位置E1から
位置E2の移動でピストンの傾き方向がスラスト側から
反スラスト側に変化する。さらに、位置E2から位置E
3の移動でピストンの傾き方向はスラスト側に移動す
る。以上、各行程別のピストンの挙動を纏めると吸気行
程、圧縮行程、排気行程ではピストンの行程中スラスト
側、反スラスト側と変化する。爆発行程のみはピストン
はスラスト側に傾いて押し付けられ移動し、かつ、スラ
スト荷重も大きいので油膜の形成が悪く、前行程であ
る、圧縮行程でピストンのスカ−トへの給油をより良く
して、油膜の形成をより良くする必要がある。
Next, the operation will be described with reference to FIG. 8 and FIG. 9 for cooling the piston head and supplying oil to the skirt portion, and FIG. 4 for explaining the behavior of the piston. The cooling of the piston head enters the piston cooling nozzle 15 from an oil gallery of an engine (not shown). The tip of the piston cooling nozzle 15 has a passage narrowed to increase the flow velocity and is injected toward the piston 10 (two points). (Indicated by a chain line), the injected lubricating oil enters the annular shaker hole 2 through the hole 3a of the piston 10,
It flows in the circumferential direction, cools the head of the piston, flows out from the hole 3b (illustrated by the dotted line), and returns to the oil pan. The skirt 6 of the piston 10 is supplied with lubricating oil from a crank shaft (not shown) and a bearing of the connecting rod, which is spattered as splashes by the rotating and swinging motions of the crank shaft and the connecting rod and adheres to the inner wall of the cylinder-liner. To form. After that, it is scraped off by the piston 10 and returned to the oil pan. The behavior of the piston will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows that the piston moves from the top dead center to the bottom dead center while inclining to the thrust side and the anti-thrust side in each stroke of the 4-cycle engine, that is, in the intake stroke, compression stroke, explosion stroke, and exhaust stroke. Shows. The symbols in the figure indicate the position of the piston in each stroke. The piston in the intake stroke descends from top dead center to position S1, position S2, position S3, and reaches bottom dead center. At the position S1 of the top dead center, the piston is inclined and pressed toward the thrust side, and the movement of the position S1 to the position S2 changes the inclination direction of the piston from the thrust side to the anti-thrust side. Further, the movement of the position S2 to the position S3 changes the inclination direction of the piston from the anti-thrust side to the thrust side. The piston in the compression stroke rises from bottom dead center to position C1, position C2, position C3, and reaches top dead center. At the position C1 at the bottom dead center, the piston is tilted and pressed toward the thrust side as at the position S3, and the tilt direction of the piston changes from the thrust side to the anti-thrust side by the movement from the position C1 to the position C2. Further, the movement of the position C2 to the position C3 causes the direction of inclination of the piston to move to the anti-thrust side. The piston in the explosion stroke descends from top dead center to position P1, position P2, position P3, and reaches bottom dead center. The position P1 of the top dead center of the piston is the position P1 from the side of the thrust opposite to the end position C3 of the compression stroke due to the explosion.
It changes abruptly in the thrust direction of the. Position P1,
The position P2, the position P3, and the piston are inclined and pressed toward the thrust side to move. The piston in the exhaust stroke rises from bottom dead center to position E1, position E2, position E3, and reaches top dead center. At the position E1 at the bottom dead center, the piston is inclined and pressed toward the thrust side in the same manner as the position P3, and the movement of the position E1 to the position E2 changes the direction of inclination of the piston from the thrust side to the anti-thrust side. Furthermore, from position E2 to position E
With the movement of 3, the inclination direction of the piston moves to the thrust side. As described above, when the behavior of the piston for each stroke is summarized, the thrust side, the anti-thrust side during the stroke of the piston change in the intake stroke, the compression stroke, and the exhaust stroke. Only in the explosive stroke, the piston tilts and moves toward the thrust side, and since the thrust load is large, the oil film is not formed well, and in the previous stroke, the piston is better lubricated to the skirt in the compression stroke. It is necessary to improve the formation of oil film.

【0004】第2事例はピストンの頭部とスカ−トとを
分離した2分割ピストンで、かつ、頭部とスカ−トとを
シ−ル体でシ−ルしたピストンで、実開平4−1018
56号公報で知られている。該2分割ピストンの構成、
作動を図10,図11,を参照し説明する。なお、図1
0はピストンピンと直角方向の断面図、図11は図10
の拡大断面図を示している。 分割ピストン30のシェ
−カ穴23は、頭部24とスカ−ト25との間に環状に
形成し、頭部24とスカ−ト23との間には隙間26が
あり、該隙間26を遮蔽する環状のシ−ル体27が介装
されている。該シ−ル体27はスカ−ト25の頂部に設
けた外壁28に沿つて形成した環状の溝29に嵌まり、
シ−ル体27の頂部周面31を、頭部24の下面32に
接触させて、隙間26をシ−ルしている。作動は、図示
されないピストンク−リングノズルから噴射された潤滑
油はピストン30の下面の隙間33から矢印34aより
環状のシェ−カ穴23に入り、円周方向に流れ、ピスト
ン頭部を冷却し隙間33から矢印34bより流出しオイ
ルパンに戻る。なお、スカ−ト部の給油、及び、ピスト
ンの挙動は前記第1事例と略同じにつき説明は省略す
る。
The second case is a two-divided piston in which the head of the piston and the skirt are separated, and a piston in which the head and the skirt are sealed by a seal body. 1018
It is known from Japanese Patent No. 56. Configuration of the two-divided piston,
The operation will be described with reference to FIGS. FIG.
0 is a cross-sectional view perpendicular to the piston pin, and FIG. 11 is FIG.
FIG. The shaker hole 23 of the split piston 30 is formed in an annular shape between the head 24 and the skirt 25, and there is a gap 26 between the head 24 and the skirt 23. An annular seal body 27 for shielding is interposed. The seal body 27 fits in an annular groove 29 formed along an outer wall 28 provided on the top of the skirt 25,
The top peripheral surface 31 of the seal body 27 is brought into contact with the lower surface 32 of the head portion 24 to seal the gap 26. In operation, the lubricating oil sprayed from the piston cooling nozzle (not shown) enters the annular shaker hole 23 from the gap 33 on the lower surface of the piston 30 through the arrow 34a, flows in the circumferential direction, cools the piston head, and creates a gap. It flows out from 33 through an arrow 34b and returns to the oil pan. Note that the lubrication of the skirt portion and the behavior of the piston are substantially the same as those in the first case, and therefore the description thereof will be omitted.

【0005】第3事例はピストン及び、頭部とスカ−ト
とを分離した2分割ピストンで、頭部とスカ−トとの間
にシ−ル体なしのピストンの構成、作動を図12を参照
し説明する。なお、図12はピストンピンと直角方向の
断面図を示している。 分割ピストン40のシェ−カ穴
41は、頭部42とスカ−ト43との間に環状に形成
し、頭部42とスカ−ト43との間には円周上の隙間4
4がある。作動は、図示されないピストンク−リングノ
ズルから噴射された潤滑油はピストン40の下面の隙間
45から矢印46aより環状のシェ−カ穴41に入り、
円周方向に流れ、ピストン頭部を冷却し隙間45から矢
印46bより流出しオイルパンに戻る、又、一部は円周
上の隙間44を通り矢印47よりスカ−ト43に流出す
る。なお、ピストンの挙動は前記第1事例と略同じにつ
き説明は省略する。
The third case is a piston and a two-divided piston in which the head and the skirt are separated. The structure and operation of the piston without a seal body between the head and the skirt are shown in FIG. Refer to and explain. Note that FIG. 12 shows a cross-sectional view in a direction perpendicular to the piston pin. A shaker hole 41 of the split piston 40 is formed in an annular shape between a head portion 42 and a skirt 43, and a circumferential gap 4 is formed between the head portion 42 and the skirt 43.
There are four. In operation, the lubricating oil injected from the piston cooling nozzle (not shown) enters the annular shaker hole 41 through the gap 45 on the lower surface of the piston 40 from the arrow 46a,
It flows in the circumferential direction, cools the head of the piston, flows out from the gap 45 through the arrow 46b and returns to the oil pan, and partly passes through the circumferential gap 44 and flows out through the arrow 47 to the skirt 43. The behavior of the piston is substantially the same as that of the first case, and the description thereof will be omitted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピストンは次の問題点を有している。 (1) 第1事例の頭部とスカ−トとが一体となつたピ
ストン、及び、第2事例のピストン及び、頭部とスカ−
トとを分離した2分割ピストンで、かつ、頭部とスカ−
トとをシ−ル体でシ−ルしたピストンで、実開平4−1
01856号公報で知られているピストンの問題点は高
出力に加えて、エンジンの軽量化や外観寸法を小さくす
るために、ピストンのコンプレッショハイト(ピストン
ピンから頭部までの寸法)を小さくしている。これによ
り熱負荷が増加し苛酷な条件になつている。ピストンの
スラスト側及び反スラスト側で、スカ−ト部とシリンダ
−ライナ慴動面との潤滑供給状態が悪く金属接触により
局部発熱し溶着が発生、ピストンが焼付き易いという問
題点があつた。従来のピストンのスカ−ト部とシリンダ
−ライナ慴動面との潤滑供給はクランク軸及び、コンロ
ッドの回転運動、揺動運動によって飛沫として飛び散り
シリンダ−ライナの内壁に付着して油膜を形成するだけ
では不充分であった。ピストンのスラスト側及び反スラ
スト側のスカ−ト部に潤滑供給をより多くする必要があ
る。
However, the conventional piston has the following problems. (1) A piston in which the head and the skirt of the first example are integrated, and a piston of the second example and the head and the skirt
It is a two-part piston that separates the head and the head
With a piston sealed with a seal,
The problem with the piston known in the Japanese Patent No. 01856 is that, in addition to high output, in order to reduce the weight and appearance of the engine, the compression height of the piston (the size from the piston pin to the head) is reduced. ing. As a result, the heat load increases and the condition becomes severe. On the thrust side and the anti-thrust side of the piston, there is a problem that the lubrication supply state between the skirt portion and the cylinder-liner sliding surface is poor, and the metal contact causes local heat generation and welding to easily cause the piston to seize. Lubrication supply between the scat part of the conventional piston and the cylinder-liner sliding surface is scattered as a droplet by the rotational movement and swinging movement of the crankshaft and connecting rod, and only adheres to the inner wall of the cylinder-liner to form an oil film. That was not enough. It is necessary to supply more lubrication to the thrust portion and the anti-thrust skirt portion of the piston.

【0007】(2) 第3事例のピストン及び、頭部と
スカ−トとを分離した2分割ピストンで、頭部とスカ−
トとの間にシ−ル体なしのピストンの問題点はオイルの
消費量が多くなる。2分割ピストンは頭部とスカ−トと
の間に隙間が円周上に有るため、環状のシェ−カ穴より
ピストンのスカ−ト部へ円周上に流出し、潤滑供給が過
多になる。その結果オイルリングだけでは、掻きおとす
ことが出来なくなり、オイルは上方に上がりセカンドリ
ング、トップリングを経て燃焼室に入り、燃えてオイル
の消費量が多くなる問題点がある。
(2) The piston of the third example and the two-part split piston in which the head and the skirt are separated.
The problem with pistons without a seal between them is that they consume more oil. Since the two-divided piston has a gap on the circumference between the head and the skirt, it flows out from the annular shaker hole to the skirt portion of the piston on the circumference, and the lubricating supply becomes excessive. . As a result, there is a problem in that the oil ring cannot be scraped off, the oil rises upward, enters the combustion chamber through the second ring and the top ring, and burns, resulting in a large consumption of oil.

【0008】(3) 以上の3事例から、ピストンのス
カ−ト部の潤滑供給は多すぎてもオイルの消費量が多く
なる問題があり、又、潤滑供給が少なすぎてもピストン
が焼付き易いという問題がある。ピストンが焼付き易い
スカ−ト部のスラスト側及び反スラスト側で、かつ、オ
イルリングの溝下部の位置に必要とする潤滑供給を最適
にする必要がある。
(3) From the above three cases, there is a problem that the oil consumption increases even if the lubrication supply of the skirt portion of the piston is too large, and the piston is seized even if the lubrication supply is too small. There is a problem that it is easy. It is necessary to optimize the lubrication supply required on the thrust side and the anti-thrust side of the skirt where the piston tends to seize, and at the position below the groove of the oil ring.

【0009】本発明は上記従来の問題点のスカ−ト給油
型ピストンに係わり、特には、ディ−ゼルエンジンのピ
ストンの頭部にシェ−カ穴をもちスカ−ト部に連通する
穴をスラスト側及び/あるいは、反スラスト側で、か
つ、焼き付きし易いオイルリングの溝下部に設け、給油
を多くしてより良い油膜を形成し、オイルの消費量を増
大させることなく、かつ、ピストンスカ−ト部の焼付き
性の改良を目的とする。
The present invention relates to a skart refueling type piston having the above-mentioned conventional problems, and more particularly, it has a shaker hole in the head of the piston of a diesel engine and a thrust hole communicating with the skirt part. Side and / or anti-thrust side and below the groove of the oil ring where seizure is likely to occur, the amount of oil supply is increased to form a better oil film, without increasing the oil consumption, and the piston skirt The purpose is to improve the seizure property of the toe.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスカ−ト給油型ピストンの第1発明では、
エンジン用のピストンで該ピストンの頭部に冷却用のシ
ェ−カ穴を持つスカ−ト給油型ピストンにおいて、ピス
トンのスラスト側及び/あるいは、反スラスト側で、か
つ、オイルリングの溝下部のスカ−ト部にシェ−カ穴と
ピストン外周とを連通する1個以上の穴を設けたことを
特徴とするスカ−ト給油型ピストン。
In order to achieve the above object, in the first invention of the skart refueling type piston of the present invention,
In a skart refueling type piston for an engine piston having a shaker hole for cooling at the head of the piston, in the thrust side and / or the anti-thrust side of the piston and at the bottom of the groove of the oil ring -A skating refueling type piston characterized in that one or more holes are provided in the skirt portion to connect the shaker hole and the outer circumference of the piston.

【0011】本発明のスカ−ト給油型ピストンの第2発
明では、2分割された頭部とスカ−トとを有し、かつ、
頭部とスカ−トとをシ−ル体でシ−ルし、頭部冷却用の
シェ−カ穴を形成したスカ−ト給油型ピストンにおい
て、スラスト側及び/あるいは、反スラスト側の位置
で、かつ、シェ−カ穴とピストン外周に連通する1個以
上の穴をシ−ル体に設けたことを特徴とするスカ−ト給
油型ピストン。
According to the second invention of the skirt refueling type piston of the present invention, it has a head and a skirt divided into two parts, and
In a skat refueling type piston in which the head and the skirt are sealed by a seal body and a shaker hole for cooling the head is formed, at a thrust side and / or an anti-thrust side position. Further, a skirt refueling type piston characterized in that the seal body is provided with one or more holes communicating with the shaker hole and the outer circumference of the piston.

【0012】[0012]

【作用】上記のスカ−ト給油型ピストンによれば、ピス
トンの頭部に冷却用のシェ−カ穴を持つスカ−ト給油型
ピストンにおいて、ピストンのスラスト側及び/あるい
は、反スラスト側でオイルリングの溝下部のスカ−ト部
に1個以上のシェ−カ穴とピストン外周とを連通する穴
が設けてあるので、ピストンの上下運動中、シェ−カ穴
に溜まつている潤滑油の慣性作用及び、シェ−カ穴とピ
ストン外周との圧力差でシェ−カ穴よりスラスト側及び
/あるいは、反スラスト側のスカ−ト部に潤滑油が流出
し、より良い油膜を形成することができる。
According to the above-mentioned scat oil supply type piston, in the skat oil supply type piston having a shaker hole for cooling at the head of the piston, the oil is provided on the thrust side and / or the anti-thrust side of the piston. Since the skirt portion below the groove of the ring is provided with a hole for communicating one or more shaker holes with the outer circumference of the piston, during the vertical movement of the piston, the lubricating oil accumulated in the shaker hole is prevented. Due to the inertial action and the pressure difference between the shaker hole and the outer circumference of the piston, the lubricating oil flows out to the thrust side and / or the anti-thrust side skirt part from the shaker hole to form a better oil film. it can.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わるスカ−ト
給油型ピストンの第1実施例につき、図面を参照して詳
細に説明する。図1,図2,図3,図4は本発明のスカ
−ト給油型ピストンを示し、ピストンの頭部とスカ−ト
とが一体型のものである。従来と同一構成には同一符号
をつけて説明は省略する。なお、図1は図2のA−A断
面図、図2は図1を下方から見た下面図、図3は図1の
B−B断面図、図4は作動を説明する図面を示してい
る。図1において、ピストン1の頭部には冷却用のシェ
−カ穴2が環状に形成されている。このシェ−カ穴2の
下方に冷却用オイルの入口及び、出口の穴3が4ケ所、
(図2参照)設けられピストンの内側に連通している。
又、冷却用のシェ−カ穴2の通路にはスラスト側及び、
反スラスト側にそれぞれオイル溜まり4及び、通路穴5
(図3参照)が形成され、通路穴5がスカ−ト部6の上
部と連通している。通路穴5はスカ−ト給油に必要な数
及び、大きさとしている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a skirt refueling type piston according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 show a skart oil supply type piston of the present invention, in which the head of the piston and the skirt are integrated. The same components as those of the related art are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. 1 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2, FIG. 2 is a bottom view of FIG. 1 seen from below, FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1, and FIG. There is. In FIG. 1, a shaker hole 2 for cooling is formed in an annular shape on the head of a piston 1. Below this shaker hole 2, there are four holes 3 for cooling oil inlet and outlet,
(See FIG. 2) It is provided and communicates with the inside of the piston.
Also, in the passage of the shaker hole 2 for cooling, the thrust side and
Oil reservoir 4 and passage hole 5 on the anti-thrust side respectively
(See FIG. 3) is formed, and the passage hole 5 communicates with the upper portion of the skirt portion 6. The passage holes 5 are provided in the number and size required for skating refueling.

【0014】次に、作動について説明する。ピストンク
−リングノズル15から噴射された潤滑油はピストン1
の入口の穴3aを経て環状のシェ−カ穴2に入り、円周
方向に流れ、ピストン頭部を冷却し出口の穴3bより流
出しオイルパンに戻る。一部はスラスト側及び、反スラ
スト側にそれぞれに設けられたオイル溜まり4に溜まり
通路穴5を通りスカ−ト部6に潤滑油が流出し、油膜が
形成される。このスカ−ト部6に潤滑油が流出するメカ
ニズムはピストンの上下運動中、シェ−カ穴に溜まつて
いる潤滑油の慣性作用及び、シェ−カ穴とピストン外周
との圧力差でシェ−カ穴よりスカ−ト部に潤滑油が流出
される。4サイクルエンジンの各行程別にピストンの挙
動とスカ−ト部に潤滑油が流出する関係を図4で説明す
る。図4は各行程、すなわち、吸気行程、圧縮行程、爆
発行程、排気行程でピストンが上死点から下死点までど
のような挙動をするかを示している。なお、図中の符号
は各行程のピストンの位置を示している。吸気行程のピ
ストンは上死点から位置S1、位置S2、位置S3、と
下降し下死点に至る。吸気行程ではシェ−カ穴に溜まつ
ている潤滑油の慣性は上向きに働き、シェ−カ穴とピス
トン外周とは相殺され圧力差がなく、スカ−ト部への流
出は減少する。ただし、位置S3の下死点付近ではピス
トン1の減速で慣性は下向に働くので反スラスト側より
スカ−ト部へ流出され油膜を形成する。圧縮行程のピス
トンは下死点から位置C1、位置C2、位置C3、と上
昇し上死点に至る。圧縮行程ではシェ−カ穴に溜まつて
いる潤滑油の慣性は下向きに働き、下死点の位置C1は
前記、位置S3と同じで反スラスト側よりスカ−ト部へ
流出し油膜を形成する。位置C2では潤滑油の慣性は下
向きの働き、及び、ピストンのスラスト側の外周がクリ
アランス大になることにより負圧になり、スラスト側よ
りスカ−ト部へ流出し油膜を形成する。位置C3の上死
点付近ではピストン1の減速で慣性は上向に働くのでス
カ−ト部への流出は減少する。爆発行程のピストンは上
死点から位置P1、位置P2、位置P3、と下降し下死
点に至る。上死点の位置P1は爆発により圧縮行程終り
位置C3から位置P1に急激に変化し、潤滑油の慣性は
上向きに働いているが、反スラスト側のピストン外周の
負圧が大きくなり、反スラスト側よりスカ−ト部へ流出
し油膜を形成する。位置P2では吸気行程と同様に潤滑
油の慣性は上向きに働き、シェ−カ穴とピストン外周と
は相殺され圧力差がなく、スカ−ト部への流出は減少す
る。ただし、位置P3の下死点付近ではピストン1の減
速で慣性は下向に働くので反スラスト側よりスカ−ト部
へ流出され油膜を形成する。排気行程のピストンは下死
点から位置E1、位置E2、位置E3、と上昇し上死点
に至る。圧縮行程と同様に上昇行程ではシェ−カ穴に溜
まつている潤滑油の慣性は下向きに働き、下死点の位置
E1は前記、位置P3と同じで反スラスト側よりスカ−
ト部へ流出し油膜を形成する。位置E2では潤滑油の慣
性は下向きに働き、さらに、ピストン外周が負圧にな
り、スラスト側よりスカ−ト部へ流出し油膜を形成す
る。位置C3の上死点付近ではピストン1の減速で慣性
は上向に働くのでスカ−ト部へ流出は減少する。以上、
各行程別のピストンの挙動とスカ−ト部に潤滑油が流出
する関係を纏めると、ピストンの挙動は吸気行程、圧縮
行程、排気行程ではピストンの行程中スラスト側、反ス
ラスト側と変化する、それに伴つて潤滑油の流出も変化
する。爆発行程のみはピストンはスラスト側に傾いて押
し付けられ移動し、かつ、スラスト荷重も大きいが、前
行程である圧縮行程ではピストンの上昇でシェ−カ穴に
溜まっている潤滑油の慣性は下向きに働き、かつ、ピス
トンのスラスト側の外周が負圧になり、スラスト側より
スカ−ト部へ流出され良好な油膜が形成されているの
で、爆発行程で油膜切れなく良好な状態でピストンが移
動する。
Next, the operation will be described. The lubricating oil injected from the piston cooling nozzle 15 is the piston 1
Through the inlet hole 3a into the annular shaker hole 2, flows in the circumferential direction, cools the piston head, flows out through the outlet hole 3b, and returns to the oil pan. Part of the oil is accumulated in the oil reservoirs 4 provided on the thrust side and the anti-thrust side, passes through the passage holes 5, and the lubricating oil flows out to the skirt portion 6 to form an oil film. The mechanism by which the lubricating oil flows out to the skirt portion 6 is due to the inertial action of the lubricating oil accumulated in the shaker hole and the pressure difference between the shaker hole and the outer circumference of the piston during the vertical movement of the piston. Lubricating oil flows out from the hole to the skirt. The relationship between the behavior of the piston and the outflow of lubricating oil to the skirt portion will be described for each stroke of the four-cycle engine with reference to FIG. FIG. 4 shows how the piston behaves from top dead center to bottom dead center in each stroke, that is, the intake stroke, the compression stroke, the explosion stroke, and the exhaust stroke. The symbols in the figure indicate the position of the piston in each stroke. The piston in the intake stroke descends from top dead center to position S1, position S2, position S3, and reaches bottom dead center. In the intake stroke, the inertia of the lubricating oil accumulated in the shaker hole works upward, the shaker hole and the outer circumference of the piston are offset, and there is no pressure difference, and the outflow to the skirt portion is reduced. However, in the vicinity of the bottom dead center of the position S3, the inertia acts downward due to the deceleration of the piston 1, so that it flows out from the anti-thrust side to the skirt portion to form an oil film. The piston in the compression stroke rises from bottom dead center to position C1, position C2, position C3, and reaches top dead center. In the compression stroke, the inertia of the lubricating oil accumulated in the shaker hole works downward, and the position C1 of the bottom dead center is the same as the position S3 and flows out from the anti-thrust side to the skirt portion to form an oil film. . At the position C2, the inertia of the lubricating oil works downward, and a negative pressure is generated due to a large clearance on the thrust-side outer periphery of the piston, so that the oil flows out from the thrust side to the skirt portion to form an oil film. In the vicinity of the top dead center at the position C3, the inertia acts upward due to the deceleration of the piston 1, so that the outflow to the skirt portion is reduced. The piston in the explosion stroke descends from top dead center to position P1, position P2, position P3, and reaches bottom dead center. The position P1 of the top dead center suddenly changes from the position C3 at the end of the compression stroke to the position P1 due to the explosion, and the inertia of the lubricating oil works upward, but the negative pressure on the outer circumference of the piston on the anti-thrust side increases and the anti-thrust occurs. It flows from the side to the skirt and forms an oil film. At the position P2, the inertia of the lubricating oil works upward as in the intake stroke, the shaker hole and the outer circumference of the piston are offset, and there is no pressure difference, and the outflow to the skirt portion is reduced. However, in the vicinity of the bottom dead center of the position P3, the inertia acts downward due to the deceleration of the piston 1, so that it flows out from the anti-thrust side to the skirt portion to form an oil film. The piston in the exhaust stroke rises from bottom dead center to position E1, position E2, position E3, and reaches top dead center. Similar to the compression stroke, the inertia of the lubricating oil accumulated in the shaker hole works downward in the ascending stroke, and the position E1 of the bottom dead center is the same as the position P3, and the skid from the side opposite to the thrust side.
It flows out to the outer part and forms an oil film. At the position E2, the inertia of the lubricating oil works downward, and further, the outer circumference of the piston becomes a negative pressure and flows out from the thrust side to the skirt portion to form an oil film. In the vicinity of the top dead center of the position C3, the inertia acts upward due to the deceleration of the piston 1, so that the outflow to the skirt portion is reduced. that's all,
Summarizing the behavior of the piston for each stroke and the relationship that the lubricating oil flows out to the scat part, the behavior of the piston changes between the thrust side during the stroke of the piston and the anti-thrust side during the intake stroke, compression stroke, and exhaust stroke. Along with that, the outflow of lubricating oil also changes. Only in the explosion stroke, the piston is tilted and moved toward the thrust side, and the thrust load is large, but in the compression stroke, which is the previous stroke, the inertia of the lubricating oil accumulated in the shaker hole is downward due to the piston rising. It works, and the outer circumference on the thrust side of the piston becomes negative pressure, and it flows out from the thrust side to the skirt part and a good oil film is formed, so the piston moves in a good condition without running out of oil film in the explosion stroke. ..

【0015】次に、本発明に係わるスカ−ト給油型ピス
トンの第2実施例につき、図面を参照して説明する。図
5,図6,図7は本発明のピストンの頭部とスカ−トと
を分離した2分割ピストンで、かつ、頭部とスカ−トと
をシ−ル体でシ−ルしたピストン20である。従来と同
一構成には同一符号をつけて説明は省略する。なお、図
5はピストンピンと直角方向の断面図、図6は図5の拡
大断面図、図7は図6のA−A断面図を示している。図
6で、隙間26を遮蔽する環状のシ−ル体21が介装さ
れている。該シ−ル体21はスカ−ト25の頂部に設け
た外壁28に沿つて形成した環状の溝29に嵌まり、シ
−ル体21の頂部周面31を、頭部24の下面32に接
触させて、隙間26をシ−ルしている。シ−ル体21の
上部にはスラスト側及び、反スラスト側にそれぞれ通路
穴22(図7参照)が形成され、通路穴22がスカ−ト
部25の上部と連通している。通路穴22はスカ−ト給
油に必要な数及び、大きとしている。作動は、図示され
ないピストンク−リングノズルから噴射された潤滑油は
ピストン20の下面の隙間33から矢印34aより環状
のシェ−カ穴23に入り、円周方向に流れ、ピストン頭
部を冷却し隙間33から矢印34bより流出しオイルパ
ンに戻る。一部は環状のシェ−カ穴23よりスラスト側
及び、反スラスト側にそれぞれに設けられた通路穴22
を通りスカ−ト部25に潤滑油が流出し、油膜が形成さ
れる。なお、シ−ル体21は可撓性があるものでシ−ル
されているので通路穴22以外はスカ−ト部25には流
れない。スカ−ト部25に潤滑油が流出するメカニズム
は前記第1実施例と略同じにつき説明は省略する。
Next, a second embodiment of the skart refueling type piston according to the present invention will be described with reference to the drawings. 5, FIG. 6, and FIG. 7 are two-divided pistons in which the head and the skirt of the piston of the present invention are separated, and a piston 20 in which the head and the skirt are sealed by a seal body. Is. The same components as those of the related art are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. 5 is a sectional view perpendicular to the piston pin, FIG. 6 is an enlarged sectional view of FIG. 5, and FIG. 7 is an AA sectional view of FIG. In FIG. 6, an annular seal body 21 that shields the gap 26 is interposed. The seal body 21 is fitted in an annular groove 29 formed along an outer wall 28 provided on the top of the skirt 25, and the top peripheral surface 31 of the seal body 21 is attached to the lower surface 32 of the head 24. The gap 26 is sealed by being brought into contact with each other. Passage holes 22 (see FIG. 7) are formed in the upper portion of the seal body 21 on the thrust side and the anti-thrust side, respectively, and the passage holes 22 communicate with the upper portion of the skirt portion 25. The passage holes 22 are provided in the number and size necessary for skating refueling. In operation, the lubricating oil injected from the piston cooling nozzle (not shown) enters the annular shaker hole 23 from the arrow 34a through the gap 33 on the lower surface of the piston 20, flows in the circumferential direction, cools the piston head, and the gap is formed. It flows out from 33 through an arrow 34b and returns to the oil pan. Part of the passage holes 22 are provided on the thrust side and the anti-thrust side of the annular shaker hole 23, respectively.
The lubricating oil flows out through the skirt portion 25 to form an oil film. Since the seal body 21 is flexible and is sealed, it does not flow into the skirt portion 25 except the passage hole 22. The mechanism by which the lubricating oil flows out to the skirt portion 25 is substantially the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0016】上記により、第1実施例、第2実施例とも
ピストンのスカ−ト部に潤滑油を供給し、オイルの消費
量が少なく、かつ、より良い油膜を形成することができ
る。上記説明はピストンのスラスト側及び反スラスト側
でオイルリングの溝下部のスカ−ト部に1個以上のシェ
−カ穴とピストン外周とを連通する穴を設けるた実施例
を説明したが、必要によりピストンのスラスト側あるい
は反スラスト側でオイルリングの溝下部のスカ−ト部に
1個以上のシェ−カ穴とピストン外周とを連通する穴を
設けても良い。
As described above, in both the first embodiment and the second embodiment, the lubricating oil is supplied to the skirt portion of the piston, the oil consumption is small, and a better oil film can be formed. In the above description, an embodiment in which one or more shaker holes and a hole for communicating with the outer circumference of the piston are provided in the skirt portion of the groove of the oil ring on the thrust side and the anti-thrust side of the piston is necessary. Thus, on the thrust side or the anti-thrust side of the piston, one or more shaker holes may be provided in the skirt portion of the lower portion of the groove of the oil ring to communicate with the outer circumference of the piston.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピストンの頭部にシェ−カ穴をもちスカ−ト部に連通す
る穴を設けたので、スカ−ト部の潤滑供給が良くなり油
膜形成ができ、オイルの消費量が増大することなく、か
つ、ピストンが焼付き易い問題が解消される。これによ
りピストンのコンプレッショハイトを小さくでき、エン
ジンの軽量化や外観寸法を小さくできることが可能にな
る。又、スカ−ト部の油膜形成が改良されディ−ゼルエ
ンジンの機械騒音の主原因の一つにピストンスラップ現
象の改善にも役立つという優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since the piston head has a shaker hole and a hole communicating with the skirt portion, the lubrication supply of the skirt portion is improved, an oil film can be formed, and the consumption of oil does not increase, and , The problem that the piston is easily seized is solved. As a result, the compression height of the piston can be reduced, and the weight of the engine and the external dimensions can be reduced. In addition, the formation of an oil film on the skirt portion is improved, and it is also one of the main causes of the mechanical noise of the diesel engine, which is also useful for improving the piston slap phenomenon.

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

【図1】本発明のスカ−ト給油型ピストン、図2のA−
A断面図である。
1 is a skart refueling type piston of the present invention, A- in FIG.
It is A sectional drawing.

【図2】本発明のスカ−ト給油型ピストン、図1の下面
図である。
FIG. 2 is a bottom view of the skating oil supply type piston of the present invention, FIG.

【図3】本発明のスカ−ト給油型ピストン、図1のB−
B断面図である。
FIG. 3 is a skart refueling type piston of the present invention, B- in FIG.
It is B sectional drawing.

【図4】本発明及び、従来技術のスカ−ト給油型ピスト
ン、作動を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the skating oil supply type piston of the present invention and the prior art.

【図5】本発明のスカ−ト給油型ピストン、断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a skates refueling type piston of the present invention.

【図6】本発明のスカ−ト給油型ピストン、図5の拡大
断面図である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the skirt refueling type piston of the present invention, FIG.

【図7】本発明のスカ−ト給油型ピストン、図5のA−
A断面図である。
FIG. 7 is a skirt refueling type piston of the present invention, A- in FIG.
It is A sectional drawing.

【図8】従来技術のピストン、断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a prior art piston.

【図9】従来技術のピストン、図8の下面図である。9 is a bottom view of the prior art piston, FIG. 8. FIG.

【図10】従来技術のピストン、断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a prior art piston.

【図11】従来技術のピストン、図10の拡大断面図で
ある。
11 is an enlarged cross-sectional view of a prior art piston, FIG.

【図12】従来技術のピストン、断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a prior art piston.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スカ−ト給油型ピストン、2…シェ−カ穴、4…オ
イル溜まり、5…通路穴、6…スカ−ト、20…スカ−
ト給油型ピストン、21…シ−ル体、22…通路穴、2
3…シェ−カ穴、24…頭部、25…スカ−ト。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Skirt refueling type piston, 2 ... Shaker hole, 4 ... Oil reservoir, 5 ... Passage hole, 6 ... Skirt, 20 ... Skier
Refueling type piston, 21 ... Seal body, 22 ... Passage hole, 2
3 ... Shaker hole, 24 ... Head, 25 ... Skirt.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン用のピストンで該ピストンの頭
部に冷却用のシェ−カ穴を持つピストンにおいて、ピス
トンのスラスト側及び/あるいは、反スラスト側で、か
つ、オイルリングの溝下部のスカ−ト部にシェ−カ穴と
ピストン外周とを連通する1個以上の穴を設けたことを
特徴とするスカ−ト給油型ピストン。
1. A piston for an engine having a shaker hole for cooling at a head of the piston, wherein a skater on a thrust side and / or an anti-thrust side of the piston and below a groove of an oil ring. -A skating refueling type piston characterized in that one or more holes are provided in the skirt portion to connect the shaker hole and the outer circumference of the piston.
【請求項2】 2分割された頭部とスカ−トとを有し、
かつ、頭部とスカ−トとをシ−ル体でシ−ルし、頭部冷
却用のシェ−カ穴を形成したピストンにおいて、スラス
ト側及び/あるいは、反スラスト側の位置で、かつ、シ
ェ−カ穴とピストン外周に連通する1個以上の穴をシ−
ル体に設けたことを特徴とするスカ−ト給油型ピスト
ン。
2. A head and a skirt divided into two,
And, in a piston in which a head and a skirt are sealed by a seal body and a shaker hole for cooling the head is formed, at a position on the thrust side and / or the anti-thrust side, and Shield one or more holes that communicate with the shaker hole and the outer circumference of the piston.
A skirt refueling piston characterized by being provided on the body.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1536125A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-01 KS Kolbenschmidt GmbH Piston comprising a closing element for a cooling channel
DE102015002322A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
JP2017521595A (en) * 2014-07-02 2017-08-03 カーエス コルベンシュミット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングKS Kolbenschmidt GmbH Gap geometry in pistons with cooling channels joined by material bonding

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