JPH094711A - Pressure ring for engine - Google Patents
Pressure ring for engineInfo
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- JPH094711A JPH094711A JP15282795A JP15282795A JPH094711A JP H094711 A JPH094711 A JP H094711A JP 15282795 A JP15282795 A JP 15282795A JP 15282795 A JP15282795 A JP 15282795A JP H094711 A JPH094711 A JP H094711A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエンジンのピストンリン
グに関し、より詳しくはピストンに凹設した圧力リング
溝に嵌着される圧力リングに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine piston ring, and more particularly to a pressure ring fitted in a pressure ring groove formed in a piston.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の圧力リングの一例として、圧力リ
ングの外周面をバレル形状に形成するとともに、圧力リ
ングの外周面とシリンダ内周面との間に潤滑油による油
膜を形成して油密状態を良好に維持するために、図5
(A)に示すように圧力リング5とシリンダ内周面との
接触部分、即ち、圧力リング5の上下方向中央部に油溜
め溝32を周方向に刻設して、圧力リング5の摩耗を少
なくするようにしたものがある。2. Description of the Related Art As an example of a conventional pressure ring, the outer peripheral surface of the pressure ring is formed into a barrel shape, and an oil film of lubricating oil is formed between the outer peripheral surface of the pressure ring and the inner peripheral surface of the cylinder to form an oil-tight seal. In order to maintain a good condition, FIG.
As shown in (A), an oil sump groove 32 is circumferentially formed in the contact portion between the pressure ring 5 and the inner peripheral surface of the cylinder, that is, in the vertical center of the pressure ring 5, so that the pressure ring 5 is not worn. There are things I tried to reduce.
【0003】この構成では、ピストン昇降運動に伴って
圧力リング5に捩れが生じると、圧力リング5とシリン
ダ内周面との接触部分の上下に形成される油膜層の均一
性が損なわれ、圧力リング5の接触部分に形成した油溜
め溝32を介して、接触部分の上下が連通する状態とな
って、油膜によるガス封止状態が破れ、ブローバイガス
量が増大するとともに、オイル上がりが増大するという
問題がある。In this structure, when the pressure ring 5 is twisted as the piston moves up and down, the uniformity of the oil film layers formed above and below the contact portion between the pressure ring 5 and the inner peripheral surface of the cylinder is impaired, and the pressure is reduced. The upper and lower portions of the contact portion communicate with each other through the oil sump groove 32 formed in the contact portion of the ring 5, the gas sealing state due to the oil film is broken, the blow-by gas amount increases, and the oil rise increases. There is a problem.
【0004】図5(B)はその状態を説明するための図
であり、圧力リング5の外周面とシリンダ内周面との接
触面の状態を示す図であり、ピストンの昇降運動に伴う
圧力リング5の捩れにより接触部分30が波うち、油溜
め溝32を介して、接触部分30の上下が連通する状態
となってしまう(図5(B)において矢印33で示す)
ことが起こる。FIG. 5 (B) is a view for explaining the state, showing the state of the contact surface between the outer peripheral surface of the pressure ring 5 and the inner peripheral surface of the cylinder, and the pressure associated with the vertical movement of the piston. Due to the twisting of the ring 5, the contact portion 30 becomes wavy, and the upper and lower portions of the contact portion 30 communicate with each other via the oil sump groove 32 (indicated by an arrow 33 in FIG. 5B).
Things happen.
【0005】この問題に対して、本出願人は実開平3−
38457号において以下のようなエンジンの圧力リン
グ5を開示している。図6(A)は実開平3−3845
7号において開示された圧力リング5の一部破断断面図
である。同図においてピストン1の上部のリング形成域
に圧力リング溝3を凹設し、その圧力リング溝3内に圧
力リング5が嵌着してある。圧力リング5の外周面はバ
レル形状に形成してあり、その上下方向略中央部をシリ
ンダ内周面34との標準接面31に形成してある。ま
た、標準接面31よりもシリンダボトム側部分に油溜め
溝32がその周方向に刻設してある。To address this problem, the applicant of the present invention has
No. 38457 discloses the following engine pressure ring 5. FIG. 6 (A) is an actual flat 3-3845.
It is a partially broken sectional view of the pressure ring 5 disclosed in No. 7. In the same figure, a pressure ring groove 3 is provided in the ring forming region above the piston 1, and a pressure ring 5 is fitted in the pressure ring groove 3. The outer peripheral surface of the pressure ring 5 is formed in a barrel shape, and its substantially vertical center is formed as a standard contact surface 31 with the cylinder inner peripheral surface 34. Further, an oil sump groove 32 is formed in the circumferential direction in a portion closer to the cylinder bottom than the standard contact surface 31.
【0006】このような圧力リング5によれば、図6
(B)に示すように接触部分30が圧力リング5の捩れ
によって波うっても、油溜め溝32は接触部分30より
もシリンダボトム側に形成されているので、油溜め溝3
2を介して接触部分30の上下が連通する状態にはなら
ず、油密状態を維持することができる。According to such a pressure ring 5, as shown in FIG.
Even if the contact portion 30 undulates due to the twist of the pressure ring 5 as shown in (B), the oil sump groove 32 is formed on the cylinder bottom side of the contact portion 30, so that the oil sump groove 3 is formed.
The upper and lower sides of the contact portion 30 do not communicate with each other via the contact point 2, and the oil-tight state can be maintained.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記実
開平3−38457号に示す従来の構成を、外径が大き
くかつピストンスピードの大きなピストンに嵌着される
圧力リングに適用すると、後述する2段当たりが生じ、
エンジン運転初期時にオイル上がりが多くなるととも
に、圧力リングの外周面の形状が著しく損なわれるとい
う問題が生じる。However, when the conventional structure shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-38457 is applied to a pressure ring fitted to a piston having a large outer diameter and a high piston speed, the two-stage structure described later will be described. A hit occurs,
There is a problem that the amount of oil rises at the beginning of engine operation and the shape of the outer peripheral surface of the pressure ring is significantly impaired.
【0008】この問題の発生についてさらに説明する。
ピストンの外径が大きくなるとその全周においてシリン
ダの内周面34に圧接するための力を与えるために、圧
力リング5に大きな張力が必要となる。したがってピス
トンの外径が大きくなると、シリンダ内周面34と圧力
リング5の外周面の接圧が大きくなる。さらに図6に示
す円弧状のバレル形状ではシリンダ内周面34と圧力リ
ング5の標準接面31はほぼ点接触(円周方向では線
状)になるので、エンジン運転初期においては接触点の
接圧はかなり大きくなる。また、圧力リング5の外周面
はほぼ円弧状なので、接触点を起点として圧力リング5
が摩擦力によって傾く(捩れる)ことが起こりやすく、
加えてピストンスピードが例えば10m/秒を超えるよ
うな場合には、摩擦力がさらに大きくなるので、結果と
して2段当たりが生じることになる。The occurrence of this problem will be further described.
When the outer diameter of the piston becomes large, a large tension is required on the pressure ring 5 in order to apply a force for making pressure contact with the inner peripheral surface 34 of the cylinder over the entire circumference. Therefore, when the outer diameter of the piston increases, the contact pressure between the cylinder inner peripheral surface 34 and the outer peripheral surface of the pressure ring 5 increases. Further, in the arc-shaped barrel shape shown in FIG. 6, since the cylinder inner peripheral surface 34 and the standard contact surface 31 of the pressure ring 5 are substantially point-contacted (linear in the circumferential direction), the contact points are contacted at the initial stage of engine operation. The pressure increases considerably. Moreover, since the outer peripheral surface of the pressure ring 5 is substantially arcuate, the pressure ring 5 starts from the contact point.
Tend to tilt (twist) due to frictional force,
In addition, when the piston speed exceeds, for example, 10 m / sec, the frictional force further increases, resulting in a two-step hit.
【0009】図7は圧力リングの傾きと2段当たりの関
係を説明するための図であり、図7(A)は停止時の圧
力リング5の状態を示す図、図7(B)はピストン下降
時の摩擦抵抗により圧力リング5が+θだけ傾いた状態
を示す図、図7(C)はピストン上昇時の摩擦抵抗によ
り圧力リング5が−αだけ傾いた状態を示す図である。
図7(D)は2段当たりによって摩耗した圧力リング5
の形状を示す図である。7A and 7B are views for explaining the relationship between the inclination of the pressure ring and two stages, FIG. 7A shows the state of the pressure ring 5 when stopped, and FIG. 7B shows the piston. FIG. 7C is a diagram showing a state in which the pressure ring 5 is tilted by + θ due to the frictional resistance when the piston is lowered, and FIG. 7C is a diagram showing a state in which the pressure ring 5 is inclined by −α by the frictional resistance when the piston is raised.
FIG. 7 (D) shows the pressure ring 5 worn by two steps.
It is a figure which shows the shape of.
【0010】図7(A)〜(C)から分かるように、ピ
ストンの径が大きくなり、ピストンスピードが大きくな
ると上昇時の当接面と下降時の当接面とが異なるように
なり、2段当たりが発生しやくなる。さらに、2段当た
りが生じると図7(B)に示すようにピストン下降時に
油溜り溝32に溜まった潤滑油35がシリンダ内周面3
4を潤滑し、図7(C)に示すようにピストン上昇時に
シリンダ内周面34に塗られた潤滑油35をシリンダ内
周面34の上側方向へ掻き上げる状態になるので、オイ
ル上がり量が著しく増えることになる。As can be seen from FIGS. 7 (A) to 7 (C), as the piston diameter increases and the piston speed increases, the contact surface when ascending and the contact surface when descending become different, and It is easy for a step to occur. Further, when the two-stage contact occurs, the lubricating oil 35 accumulated in the oil sump groove 32 when the piston descends as shown in FIG.
4 is lubricated and the lubricating oil 35 applied to the cylinder inner peripheral surface 34 is scraped up toward the upper side of the cylinder inner peripheral surface 34 when the piston rises, as shown in FIG. 7C. It will increase significantly.
【0011】また、図7(D)からわかるように2段当
たりが激しくなると、予め設定したバレル形状が摩耗に
より変形して上側の摩耗面36、下側の摩耗面37が形
成され、圧力リング5の予め設計した機能を発揮できな
くなるという問題も生じる。Further, as can be seen from FIG. 7 (D), when the two-stage contact becomes severe, the preset barrel shape is deformed due to wear to form the upper wear surface 36 and the lower wear surface 37, and the pressure ring. There is also a problem that the predesigned function of 5 cannot be exhibited.
【0012】[0012]
【発明の目的】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
であり、外径が大きく、かつピストンスピードが大きな
ピストンに適用される圧力リングにおいて、運転初期の
オイル上がりを低減することができるとともに、圧力リ
ングに捩れが生じても確実にガス封止を行うことができ
る圧力リングを提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in a pressure ring applied to a piston having a large outer diameter and a large piston speed, it is possible to reduce oil rising at the initial stage of operation. An object of the present invention is to provide a pressure ring that can reliably perform gas sealing even if the pressure ring is twisted.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項1のエンジンの圧力リングを、例えば図1,
図2を参照して説明すれば、エンジンのピストン1に凹
設した圧力リング溝3に嵌着される圧力リング5であっ
て、圧力リング5の外周面におけるバレル頂部Pを圧力
リング5の高さ方向中央位置Gよりもピストンヘッド側
寄りに形成するとともに、バレル頂部P付近を略平面領
域(略平面10)とし、略平面10よりもピストンヘッ
ド側の領域、シリンダボトム側の領域をそれぞれ凸曲面
領域(上側円弧面11、下側円弧面12)に形成し、シ
リンダボトム側の凸曲面領域(下側円弧面12)に油溜
め溝13を周方向に刻設し、油溜め溝13のシリンダボ
トム側先端部(下側先端部14)と略平面10の最外周
部との距離dをエンジン運転初期におけるなじみ運転時
間内に起こる摩耗幅に設定して、なじみ運転時間終了後
に油溜め溝13のシリンダボトム側先端部(下側先端部
14)がシリンダ内周面(ライナ面15)に当接するよ
うに設定したことを特徴とする。An engine pressure ring according to claim 1 for achieving the above object is provided, for example, in FIG.
Referring to FIG. 2, the pressure ring 5 is fitted in the pressure ring groove 3 provided in the piston 1 of the engine, and the barrel top portion P on the outer peripheral surface of the pressure ring 5 has a height higher than that of the pressure ring 5. It is formed closer to the piston head side than the center position G in the depth direction, and the vicinity of the barrel top P is defined as a substantially flat area (generally flat surface 10). It is formed in a curved surface area (upper circular arc surface 11, lower circular arc surface 12), and an oil sump groove 13 is engraved in the circumferential direction in a convex curved surface area (lower arc surface 12) on the cylinder bottom side. The distance d between the cylinder bottom side tip portion (lower tip portion 14) and the outermost peripheral portion of the substantially flat surface 10 is set to the wear width that occurs within the familiar running time at the beginning of engine operation, and the oil sump groove is completed after the familiar running time. 13's Linda bottom tip (lower tip 14) is characterized by being set so as to contact the inner circumferential surface cylinder (liner surface 15).
【0014】[0014]
【作用】請求項1の圧力リングによれば、圧力リング5
の外周面におけるバレル頂部Pを圧力リング5の高さ方
向中央位置Gよりもピストンヘッド側寄りに形成するこ
とにより、例えば、ラッピングなどの方法によりバレル
頂部P付近を略平面10にする場合に、下側円弧面12
に形成される油溜め溝13を略平面10で切り込むこと
なく、所定幅Lの略平面10を形成することができる。
また、バレル頂部P付近を略平面10としているので、
ライナ面15に接触する圧力リング5の外周部の面積を
増やすことができ、接圧を下げることができるととも
に、従来のように点で当たらないため2段当たりが起こ
りにくくすることができる。したがって、図7(A)〜
(C)で説明したようなエンジン運転初期のオイル上が
りを少なくすることができ、また、図7(D)に示した
ような2段当たりによる圧力リング5の外周面の変形を
抑制することができる。According to the pressure ring of claim 1, the pressure ring 5
By forming the barrel top portion P on the outer peripheral surface of the pressure ring 5 closer to the piston head side than the center position G in the height direction, for example, when the vicinity of the barrel top portion P is formed into a substantially flat surface 10 by a method such as lapping, Lower arc surface 12
It is possible to form the substantially flat surface 10 having a predetermined width L without cutting the oil sump groove 13 formed in the substantially flat surface 10.
In addition, since the vicinity of the barrel top P is a substantially flat surface 10,
The area of the outer peripheral portion of the pressure ring 5 that contacts the liner surface 15 can be increased, the contact pressure can be reduced, and since two points do not hit as in the conventional case, it is possible to prevent the two-step contact from occurring. Therefore, FIG.
It is possible to reduce the oil rise in the initial stage of engine operation as described in (C), and to suppress the deformation of the outer peripheral surface of the pressure ring 5 due to the two steps as shown in FIG. 7D. it can.
【0015】また、油溜め溝13の下側先端部14と略
平面10の最外周部との距離dをエンジン運転初期にお
けるなじみ運転時間内に起こる摩耗幅に設定して、なじ
み運転時間終了後に油溜め溝13の下側先端部14がシ
リンダ内周面に当接するように構成したので、ならし運
転の後期において鏡面潤滑が起こる前に油溜め溝13の
潤滑油を接触面に供給することができ、ならし運転後の
圧力リング5においてガス封止機能を十分に発揮させる
ことができる。また、中央部下側に油溜め溝が形成され
ているので、図6(B)で説明したように油溜め溝13
を介して接触部分の上下が連通する状態にはならないの
で良好に油密状態を維持することができる。Further, the distance d between the lower tip portion 14 of the oil sump groove 13 and the outermost peripheral portion of the substantially flat surface 10 is set to a wear width that occurs within the familiar running time at the beginning of engine operation, and after the familiar running time ends. Since the lower end 14 of the oil sump groove 13 abuts on the inner peripheral surface of the cylinder, the lubricating oil in the oil sump groove 13 must be supplied to the contact surface before mirror surface lubrication occurs in the latter stage of the leveling operation. Therefore, the gas sealing function can be sufficiently exerted in the pressure ring 5 after the break-in operation. Further, since the oil sump groove is formed on the lower side of the central portion, the oil sump groove 13 is formed as described with reference to FIG.
Since the upper and lower portions of the contact portion do not communicate with each other via the, the oil-tight state can be favorably maintained.
【0016】[0016]
【発明の効果】上記作用において詳細に説明したよう
に、請求項1の発明によれば、外径が大きく、ピストン
スピードが大きなピストンに圧力リングを適用した場合
に、(イ)油溜め溝の形成に影響を与えることなく、圧
力リングの外周面に所定幅の略平面領域を形成すること
ができる、(ロ)エンジン運転初期のオイル上がりを低
減することができる、(ハ)2段当たりによる圧力リン
グの変形を低減できる、(ニ)ならし運転の後期におい
て鏡面潤滑が起こる前に油溜め溝の潤滑油を接触面に供
給することができ、ならし運転後においてガス封止機能
を十分に発揮させることができる、という特有の効果を
奏する。As described in detail in the above operation, according to the invention of claim 1, when the pressure ring is applied to a piston having a large outer diameter and a large piston speed, (a) the oil sump groove is formed. It is possible to form a substantially flat area of a predetermined width on the outer peripheral surface of the pressure ring without affecting the formation, (b) it is possible to reduce the oil rise at the initial stage of engine operation, and (c) by two steps The deformation of the pressure ring can be reduced. (D) The lubricating oil in the oil sump groove can be supplied to the contact surface before mirror surface lubrication occurs in the latter stage of the leveling operation, and the gas sealing function is sufficient after the leveling operation. It has a unique effect that it can be demonstrated to the full.
【0017】[0017]
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1,図2はそれぞれ本発明に係る、エンジ
ンの圧力リングを説明するための図であり、図1(A)
は要部の抜き出し断面図、図1(B)はピストンの一部
破断正面図、図2(A)〜(C)は圧力リング外形を説
明するための拡大断面図である。Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. 1 and 2 are views for explaining an engine pressure ring according to the present invention, and FIG.
FIG. 1B is a partially cutaway front view of the piston, FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view for explaining the outer shape of the pressure ring.
【0018】図1(B)に示すように、ピストン1はそ
の上部のリング形成域2に2本の圧力リング溝3と1本
の油掻きリング溝4とが凹設してあり、圧力リング溝3
に圧力リング5が、油掻きリング溝4にオイルリング6
がそれぞれ嵌着してある。圧力リング溝3に嵌着した圧
力リング5の外周面は、図2(A)に示すようにバレル
頂部Pを圧力リング5の高さ方向中央位置Gよりもピス
トンヘッド側寄りに形成した後に、バレル頂部P付近を
ほぼ鉛直に切り落とすことにより形成された略平面10
と、略平面10よりもピストンヘッド側にある上側円弧
面11と、略平面10よりもシリンダボトム側にある下
側円弧面12とから構成されている。また、下側円弧面
12に油溜め溝13が周方向に刻設してある。As shown in FIG. 1 (B), the piston 1 has two pressure ring grooves 3 and one oil scraping ring groove 4 provided in a ring forming region 2 at the upper part thereof, and the pressure ring Groove 3
The pressure ring 5 in the oil scraping ring groove 4
Are fitted respectively. As shown in FIG. 2 (A), the outer peripheral surface of the pressure ring 5 fitted in the pressure ring groove 3 has the barrel top P formed closer to the piston head side than the center position G in the height direction of the pressure ring 5, Substantially flat surface 10 formed by cutting off the vicinity of the barrel top P almost vertically
And an upper arc surface 11 on the piston head side of the substantially flat surface 10 and a lower arc surface 12 on the cylinder bottom side of the substantially flat surface 10. An oil sump groove 13 is formed in the lower arc surface 12 in the circumferential direction.
【0019】なお、圧力リング5の外周面は、まず、中
心を上側にずらした半径Rのバレル面を形成することに
より、バレル頂部Pを圧力リング5の高さ方向中央位置
Gよりもピストンヘッド側寄りに形成し、次いでバレル
状外周面全体に工業用クロムメッキを厚さ約0.15m
mにわたって施し、ラッピングを行うことにより、略平
面10を形成する。そして、下側円弧面12に油溜め溝
13を形成する。このように構成することにより、下側
円弧面12に油溜め溝13を形成した場合でも、図1
(A)および図2(B)に示す略平面10の幅Lを確保
しやすくできる。The outer peripheral surface of the pressure ring 5 is formed by first forming a barrel surface having a radius R with the center thereof shifted upward so that the barrel top P is located above the center position G of the pressure ring 5 in the height direction. It is formed on the side, and then industrial chrome plating is applied to the entire barrel-shaped outer peripheral surface to a thickness of approximately 0.15 m.
A substantially flat surface 10 is formed by applying it over m and lapping. Then, the oil sump groove 13 is formed on the lower arc surface 12. With such a configuration, even when the oil sump groove 13 is formed on the lower arc surface 12, as shown in FIG.
The width L of the substantially flat surface 10 shown in FIGS. 2A and 2B can be easily secured.
【0020】また、ライナ面15との摩擦によって略平
面10が摩耗しても、当接面である略平面10は油溜め
溝13よりも上側寄りに位置することになるので、油溜
め溝13が距離d内の摩耗によって削られないようにす
ることができる。また、中心を上側にずらした半径Rの
バレル面を基本とすることにより、油溜め溝13が形成
される下側円弧面12位置を略平面10から見てかなり
奥側に位置させることができ、運転初期の摩耗により油
溜め溝13の形状が変形することを防止することができ
る。Further, even if the substantially flat surface 10 is worn due to friction with the liner surface 15, the substantially flat surface 10 as the contact surface is located on the upper side of the oil sump groove 13, so that the oil sump groove 13 is formed. Can be prevented from being scraped by wear within the distance d. In addition, by using the barrel surface of the radius R with the center shifted upward, the position of the lower arc surface 12 where the oil sump groove 13 is formed can be positioned considerably behind when viewed from the substantially flat surface 10. It is possible to prevent the shape of the oil sump groove 13 from being deformed due to wear at the beginning of operation.
【0021】また、油溜め溝13の下側先端部14と略
平面10の最外周部との距離dは、エンジン運転初期
(エンジンの種類にもよるが、約100時間〜1000
時間)のなじみ運転時間内に摩耗する幅に設定されてい
る。さらに、略平面10の幅Lもなじみ運転時間内に摩
耗する幅がdとなるように設定されている。これらの距
離d、長さLは各機種のエンジンにおいて実際の実験に
より設定される。Further, the distance d between the lower tip portion 14 of the oil sump groove 13 and the outermost peripheral portion of the substantially flat surface 10 is about 100 hours to 1000 at the initial stage of engine operation (it depends on the type of engine.
The wear width is set within the familiar operating time. Further, the width L of the substantially flat surface 10 is set so that the width worn during the familiar running time is d. The distance d and the length L are set by an actual experiment in the engine of each model.
【0022】圧力リング5を装着して初めてエンジンを
運転した時には、図2(A)に示すように略平面10と
ライナ面15とが接触した状態になっている。図2
(B),(C)はそれぞれ略平面10が摩耗した状態の
一例を示す図であり、図2(B)が略平面10が元の略
平面10と平行に摩耗が行われた場合のライナ面15と
の接触状態を示す図、図2(C)が元の略平面10に対
して少し傾いた状態(角度φで示す)で摩耗が行われた
場合のライナ面15との接触状態を示す図である。When the engine is first operated with the pressure ring 5 attached, the substantially flat surface 10 and the liner surface 15 are in contact with each other as shown in FIG. 2 (A). FIG.
FIGS. 2B and 2C are views showing an example of a state in which the substantially flat surface 10 is worn, and FIG. 2B is a liner when the substantially flat surface 10 is worn in parallel with the original substantially flat surface 10. FIG. 2C shows a contact state with the surface 15, and FIG. 2C shows a contact state with the liner surface 15 when the wear is performed in a state slightly inclined with respect to the original substantially flat surface 10 (shown by an angle φ). FIG.
【0023】なお、図2(B),(C)では分かりやす
いように摩耗幅を大きく描いているが、図2(B)に示
すように圧力リングの全高hを3mm、圧力リングの幅
sを5mmとすると距離dは、0.005mm〜0.0
08mm程度である。なお、上記略平面10の幅Lは
0.6mm〜1.0mm程度である。Although the wear width is drawn large in FIGS. 2B and 2C for the sake of clarity, as shown in FIG. 2B, the total height h of the pressure ring is 3 mm and the width s of the pressure ring is s. Is 5 mm, the distance d is 0.005 mm to 0.0
It is about 08 mm. The width L of the substantially flat surface 10 is about 0.6 mm to 1.0 mm.
【0024】また、図2(B),(C)において、エン
ジンのならし運転終了時において油溜め溝13の下側先
端部14がライナ面15に当接するように距離d、長さ
Lが設定されていることは変わりなく、図2(B),
(C)はシリンダ内周面、圧力リング5の状態によって
図2(B),(C)に示す摩耗が起こり得ることを示し
ている。2B and 2C, the distance d and the length L are set so that the lower tip 14 of the oil sump groove 13 contacts the liner surface 15 at the end of the engine run-in operation. The settings are the same, as shown in Fig. 2 (B),
2C shows that the wear shown in FIGS. 2B and 2C may occur depending on the state of the inner peripheral surface of the cylinder and the pressure ring 5.
【0025】図3はこの圧力リング5のライナ面15へ
の適応作用を説明するためのフローチャートであり、ス
テップSP1において潤滑油の少ない状態で略平面10
がライナ面15に当接した状態でエンジンのならし運転
が行われ、ステップSP2においてならし運転終了時に
おいて距離d分だけ略平面10が摩耗し、ステップSP
3においてならし運転終了後は油溜め溝13の下側先端
部14が直接にライナ面15に接触して、接触面に潤滑
油を供給する状態で運転が行われる。FIG. 3 is a flow chart for explaining the adapting action of the pressure ring 5 to the liner surface 15. In step SP1, a substantially flat surface 10 is obtained with a small amount of lubricating oil.
Is in contact with the liner surface 15, and the engine is run-in, and the flat surface 10 is worn by the distance d at the end of the run-in in step SP2.
After the run-in operation in 3, the lower tip portion 14 of the oil sump groove 13 directly contacts the liner surface 15 and the lubricating oil is supplied to the contact surface.
【0026】この実施例によれば、図6に示す従来の圧
力リング5の外周部のように平面がない構成に比べて、
当接面積が広くなるので接圧が小さくなるとともに、面
で当接するので圧力リング5が傾きにくくなる。したが
って、極端な2段当たりが発生することを防止すること
ができ、オイル上がりを少なくできるとともに、圧力リ
ング5の形状が著しく損なわれることを防止することが
できる。また、運転初期のならし運転時は図3のステッ
プSP1に示すように潤滑油が少ない状態でエンジンが
運転されるので、運転初期におけるオイル消費を少なく
することができる。According to this embodiment, as compared with the conventional pressure ring 5 shown in FIG.
Since the contact area is widened, the contact pressure is reduced, and the contact is made on the surface, so that the pressure ring 5 is less likely to tilt. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of extreme two-step hits, reduce the oil rise, and prevent the shape of the pressure ring 5 from being significantly impaired. Further, during the initial run-in operation, as shown in step SP1 of FIG. 3, the engine is operated with a small amount of lubricating oil, so that the oil consumption at the initial operation can be reduced.
【0027】そして、運転初期の摩耗によって圧力リン
グ5とライナ面15が鏡面潤滑になる前にライナ面15
と油溜め溝13の下側先端部16とが接触するように距
離dが設定されているので、ならし運転を終えた後は、
油溜め溝13の潤滑油によって接触面に必要最小限の油
膜を生成することができ、圧力リング5とライナ面15
との油密が損なわれることがなくなり、ブローバイガ
ス、オイル上がりの低減を図ることができる。Before the pressure ring 5 and the liner surface 15 are mirror-lubricated due to wear in the initial stage of operation, the liner surface 15
Since the distance d is set so that the lower tip portion 16 of the oil sump groove 13 comes into contact with the oil sump groove 13, after the break-in operation is finished,
The necessary minimum oil film can be generated on the contact surface by the lubricating oil in the oil sump groove 13, and the pressure ring 5 and the liner surface 15 can be formed.
The oil-tightness of the oil is not impaired, and blow-by gas and oil rise can be reduced.
【0028】[0028]
【実施例2】図4は本発明に係る圧力リングの外周部構
成を示す縦断面図である。この第2実施例が前記第1実
施例と比べて異なる点は、前記第1実施例における上側
円弧面11、下側円弧面12を円弧より曲率変化が大き
い上側第1凸曲面17、下側第1凸曲面18にそれぞれ
代えた点と、前記第1実施例の略平面10を第1凸曲面
17,18より遥に曲率が小さい第2凸曲面19に代え
た点と、下側第1凸曲面18の長さを上側第1凸曲面1
7の長さより大きくした点のみである。[Embodiment 2] FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the outer peripheral structure of a pressure ring according to the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that the upper arc surface 11 and the lower arc surface 12 in the first embodiment have an upper first convex curved surface 17 and a lower arc surface 12 whose curvature change is larger than that of an arc. The point of replacing the first convex curved surface 18 with each other, the point of replacing the substantially flat surface 10 of the first embodiment with the second convex curved surface 19 having a much smaller curvature than the first convex curved surfaces 17 and 18, and the lower first The length of the convex curved surface 18 is set to the upper first convex curved surface 1
It is only a point that is larger than the length of 7.
【0029】なお、この第2実施例でも、油溜め溝13
は下側第1凸曲面18に形成されているとともに、バレ
ル頂部Pの位置は高さ方向中央位置Gよりも上側寄りに
形成されている。この第2実施例も第1実施例と同様
に、第2凸曲面19により略平面接触になるので極端な
2段当たりが発生することを防止でき、オイル上がり量
を抑制することができるとともに、ならし運転終了時に
良好な気密状態を保つことができ、膨張ガスの燃焼室か
らクランクケースへの漏れを防ぐことができる。In the second embodiment as well, the oil sump groove 13
Is formed on the lower first convex curved surface 18, and the position of the barrel top P is formed on the upper side with respect to the center position G in the height direction. Similar to the first embodiment, the second convex curved surface 19 also makes a substantially flat contact in the second embodiment, so that it is possible to prevent the occurrence of an extreme two-step contact, and it is possible to suppress the oil rise amount. A good airtight state can be maintained at the end of the break-in operation, and the expansion gas can be prevented from leaking from the combustion chamber to the crankcase.
【図1】図1は第1実施例に係る圧力リングを説明する
ための図であり、図1(A)は要部の抜き出し断面図、
図1(B)はピストンの一部破断正面図である。FIG. 1 is a view for explaining a pressure ring according to a first embodiment, and FIG. 1 (A) is a cross-sectional view of a main part taken out,
FIG. 1B is a partially cutaway front view of the piston.
【図2】図2(A)〜(C)はそれぞれ本発明の第1実
施例に係る圧力リングの拡大断面図である。2A to 2C are enlarged cross-sectional views of a pressure ring according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の圧力リングのライナ面への適応作用を
説明するためのフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart for explaining the action of applying the pressure ring of the present invention to the liner surface.
【図4】本発明の第2実施例に係る圧力リングの形状を
示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the shape of a pressure ring according to a second embodiment of the present invention.
【図5】図5(A)は従来の圧力リングの断面図、図5
(B)はその問題点を説明するための図である。5A is a cross-sectional view of a conventional pressure ring, FIG.
(B) is a figure for explaining the problem.
【図6】図6(A)は本出願人が既に提案した圧力リン
グの断面図、図6(B)はその効果を説明するための図
である。FIG. 6 (A) is a sectional view of a pressure ring already proposed by the present applicant, and FIG. 6 (B) is a diagram for explaining its effect.
【図7】図7(A)〜(D)はそれぞれ圧力リング径を
大きくし、ピストンスピードを大きくしたときの問題点
を説明するための図である。7 (A) to 7 (D) are views for explaining problems when the pressure ring diameter is increased and the piston speed is increased.
1…ピストン、3…圧力リング溝、5…圧力リング、1
0…略平面、11…上側円弧面、12…下側円弧面、1
3…油溜め溝、14…下側先端部、15…ライナ面、1
7…上側第1凸曲面、18…下側第1凸曲面、19…第
2凸曲面、P…バレル頂部、G…圧力リングの高さ方向
中央位置。1 ... Piston, 3 ... Pressure ring groove, 5 ... Pressure ring, 1
0 ... substantially flat surface, 11 ... upper arc surface, 12 ... lower arc surface, 1
3 ... Oil sump groove, 14 ... Lower tip, 15 ... Liner surface, 1
7 ... upper 1st convex curved surface, 18 ... lower 1st convex curved surface, 19 ... 2nd convex curved surface, P ... barrel top part, G ... height direction center position of a pressure ring.
Claims (1)
力リング溝(3)に嵌着される圧力リング(5)であっ
て、圧力リング(5)の外周面におけるバレル頂部
(P)を圧力リング(5)の高さ方向中央位置(G)よ
りもピストンヘッド側寄りに形成するとともに、バレル
頂部(P)付近を略平面領域(10)(19)とし、略
平面領域(10)よりもピストンヘッド側の領域、シリ
ンダボトム側の領域をそれぞれ凸曲面領域(11)(1
2)(17)(18)に形成し、シリンダボトム側の凸
曲面領域(12)(18)に油溜め溝(13)を周方向
に刻設し、油溜め溝(13)のシリンダボトム側先端部
(14)と略平面領域(10)(19)の最外周部との
距離(d)をエンジン運転初期におけるなじみ運転時間
内に起こる摩耗幅に設定して、なじみ運転時間終了後に
油溜め溝(13)のシリンダボトム側先端部(14)が
シリンダ内周面(15)に当接するように設定したこと
を特徴とする、エンジンの圧力リング。1. A pressure ring (5) fitted in a pressure ring groove (3) recessed in a piston (1) of an engine, wherein a barrel top (P) on an outer peripheral surface of the pressure ring (5) is provided. The pressure ring (5) is formed closer to the piston head than the center position (G) in the height direction, and the vicinity of the barrel top (P) is defined as a substantially flat area (10) (19), which is closer to the substantially flat area (10). Also the area on the piston head side and the area on the cylinder bottom side are convex curved surface areas (11) (1
2) Formed on (17) and (18), and engraving the oil sump groove (13) in the circumferential direction on the convex curved surface area (12) (18) on the cylinder bottom side, the cylinder bottom side of the oil sump groove (13) The distance (d) between the tip portion (14) and the outermost peripheral portions of the substantially flat regions (10) and (19) is set to the wear width that occurs within the familiar running time at the beginning of engine operation, and the oil sump is stored after the familiar running time ends. A pressure ring for an engine, characterized in that the tip (14) of the groove (13) on the cylinder bottom side is set to abut on the cylinder inner peripheral surface (15).
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-
1995
- 1995-06-20 JP JP15282795A patent/JP3216000B2/en not_active Expired - Fee Related
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