JPS5816141B2 - エンジン用の摩耗試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ノ この発明はエンジン用の摩耗試験装置に関するもの
で、実機エンジンに近い種々の条件下でシリンダ及びピ
ストンリングの摩耗試験を行なうことのできる摩耗試験
装置に係る。

従来より用いられている摩耗試験装置としては、；犬越
式迅速摩耗試験機、菌属式摩耗試験機及び楠瀬式往復動
摩耗試験機がある。

大越式迅速摩耗試験機は、板状の固定試片表面に円板状
試片を回転させなから押圧接触させ、固定試片が摩耗す
ることによって試片表面に形成される溝の長さを測定・
し、摩耗状態を知ろうとするものである。

また菌属式摩耗試験機は一対の円筒状試片を用い、両者
を抑圧接触させた状態で一方の試片を回転し、他方の試
片を制動することにより両者間にすべりを生じさせ、試
片の減少重量を計測することによって摩耗状態を知ろう
とするものである。

このように両者はいずれも試片を回転させながら摩耗試
験を行なうものであって、試験機構そのものが実機エン
ジンの運転機構とは異なっており、そのため試、鋏片に
付加される荷重、速度等の諸条件が同じであっても、実
機エンジンとは摩耗結果が異なり、これら試験機によっ
て得られたデータは参考資料としてしか利用し得ないと
いう欠点がある。

一方、楠瀬式往復動摩耗試験機は、板状の固定試片と板
状の小形試片を用い、両者を抑圧接触させた状態で小形
試片を往復動させ、試片の減少重量を計測することによ
って摩耗状態を知ろうとするものである。

この場合、運転機構は、往復動ずるという点では実機エ
ンジンと一致するものの、平板状の試片を用いているた
めに、往復速度が実機エンジンに比してかな継低く、そ
のため摩耗状況が実機エンジンのシリンダ及びピストン
リングとは異なり、得られるデータも実機エンジンの場
合とは全く異なるものになってしまうという欠点がある
。

またこれら試験機全般についていえることは、試験片の
形状及び寸法が実機エンジンのシリンダ及びピストンリ
ングとは異なるものであるため、その表面仕上及び表面
処理の状態を実機エンジンと同一にすることは不可能で
あり、そのため得られるデータを充分に活用することが
できないという問題点のあることである。

実機エンジンの条件に即した試験条件下で摩耗試験を行
なうのが最も好ましい訳であるが、この種の装置として
は、例えば米国特許第３，６９０，１６２号明細書に記
載された試験装置がある。

この装置は、シリンダ内にピストンを配設し、ピストン
に遊嵌したピストンリングをシリンダ内周面に抑圧接触
させ、この状態で流体によってピストンを往復動させる
ものであり、この装置によれば実機エンジンにかなり近
い条件下での摩耗試験を行なうことが可能になる。

ところで、ピストンリングがシリンダ内周面に押圧接触
する際の面圧は、これが小さすぎるとエンジンの効率の
低下を招き、またこれが大きすぎるとシリンダの早期摩
耗を招くことになるため、エンジン設計上の重要な因子
となっている。

そのため、エンジンのシリンダ及びピストンリングの摩
耗試験を行なう際には、ピストンリングの面圧を変化さ
せた各種試験を行なう必要がある。

上記した従来の大越式迅速試験機等においては、試片の
面圧を種々変化させることは可能ではあるが、上記した
とおり実機エンジンの条件に即した試験を行なうことが
できず、また上記米国特許第３．６９０，１６２号明細
書に記載された摩耗試験機は実機エンジンの条件にかな
り即した試験を行なうことはできても、ピストンリング
の面圧を変化させることは不可能である。

この発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、シ
リンダ内面仕上げ刃尖、表面処理方法、ピストンリング
の圧力条件、シリンダ往復条件等を実機エンジンの条件
に即したものとすることができ、しかもピストンリング
の面圧を任意に調整することのできるエンジン用の摩耗
試験装置を提供することにある。

以下にこの発明の具体的な実施例を図面を参照； しつ
つ詳細に説明する。

まず第１図、第３図及び第４図にこの発明の第１実施例
を示すが、図において、１は試験される円筒状のシリン
ダであって、このシリンダ１はシリンダ保持台２に保持
されている。

シリンダ保持７台２は、この場合、上側保持部材３と下
側保持部材４とを有しており、両保持部材３，４でシリ
ンダ１をその両側から挾持し、ボルト５及びナツト６に
よってシリンダ１を両保持部材３，４間に保持し得るよ
うなされている。

上記シリンダ保持台５２の下部にはシャフト７が取着さ
れているが、このシャフト７は試験装置のベース８を貫
通して下方へと延び、その下端部は連結部材９を介して
クランク１０に連結されている。

したがって、クランク１０が回転することにより、シャ
フト７及びノシリンダ保持台２は上下方向に往復運動す
ることになる。

試験装置のベース８上には、上記シリンダ保持体２を含
む試験部分を覆う摩耗試験ボックス１１が取着されてい
るが、このボックス１１は試験中における外気条件をよ
り一層現実に近く保ｉつためのものである。

摩耗試験ボックス１１の頂部１２からは、シリンダ１の
内方を通って下方へと延びるピストン保持台１３が垂設
されている。

このピストン保持台１３には、コンプレッサ等より成る
送給手段（図２示せず）により外部からエアー等の気体
あるいは流体を導入するための流体導入口１４と、シリ
ンダ１内の潤滑調整のための潤滑油導入口１５とがそれ
ぞれ設けられている。

また、ピストン保持台１３内には前記流体導入口１４を
通って流入するｉ流体が導かれる流揃室１６が形成され
ると共にさらにピストン保持台１３の周側部には適数個
（図の場合には４個）の透孔１７が形成されており、上
記流体室１６はこの透孔１７を介して外部と連通ずるよ
うなされている。

？ 上記ピストン保持台１３にはピストン部材１８が取
着されるが、このピストン部材１８は、環状部材をその
径方向に分割（図の場合には４分割）して成る複数の分
割環状体１９により構成されるもので、各分割環状体１
９にはその後方（中心方向）に延びる突部２０が形成さ
れている。

そしてこれら各突部２０をピストン保持台１３に設けた
透孔１７内に遊嵌することにより、ピストン部材１８を
ピストン保持台１３に取着する。

この場合透孔１７と突部２０との寸法関係は、流体室１
６が流体の流入によって昇圧された際に、透孔１７内で
突部２０が摺動し、ピストン保持台１３に対してピスト
ン部材１８が出入自在となるように選ばれている。

またピストン部材１８を構成する分割環状体１９の周側
部にはピストンリング２１を嵌装するための凹溝２２が
周設されているが１図の場合には２個のピストンリング
２Ｌ２１を嵌装し得るように２つの凹溝２２，２２が並
設されている。

なお、試験されるピストンリング２１゜２１は、第３図
に示すように、ピストン部材１８を構成する分割環状体
１９と同数に分割しておくのが好ましい。

上記したエンジン用の摩耗試験装置においては。

コンプレッサ等の供給手段から流体導入口１４を通して
流体室１６へと流体を導き、流体室１６を昇圧すること
によってピストン部材１８を外方へと押出し、ピストン
リング２１周側面をシリンダ１内周面に抑圧接触した状
態となし１、次いで外部の駆動源（図示せず）によって
クランク１０を回転させ、シリンダ１を往復動させなが
ら摩耗試験を行なう。

この場合、ピストン部材１８が、流体室１６内の流体圧
によって外方へと押し出される構造となっているため、
この流体圧を調整することによって、ピストンリング２
１の面圧（シリンダ内周面に対する押圧力）を一定値に
保持したり、あるいは０．５〜３．０ｋｙ／ｄの範囲内
というように自由に変化させることが可能となる。

すなわち、流体室１６内の流体圧力を変化させることに
より、ピストン保持台１３に保持されたピストン部材１
８の突部２０後端部に作用する押圧力が変化し、この押
圧力がピストン部材１８を介してシリンダ１内周面に接
触しているピストンリング２１に伝えられるためである
。

次に第２図に示すこの発明の第２実施例について説明す
る。

この実施例の試験装置はシリンダ１側を固定し、ピスト
ンリング２１側を往復動させるものである。

すなわち、試験装置のベース８上にシリンダ保持台２を
固定し、ピストン保持台１３をベース８を貫通して下方
へと導出し、その下端部を連結部材９を介してクランク
１０に連結したものである。

ピストン保持台１３の先端部の構造、ピストン部材１８
の構造等は前記第１実施例と同様であり、同じ部分は同
一の符号で示している。

この摩耗試験装置においても、クランク１０を回転させ
、ピストンリング２１を往復動させなから摩耗試験を行
なうことができるし、また前記第１実施例と同様に流体
室１６内の流体圧を調整することによって、ピストンリ
ング２１の面ン圧を一定に保持したり、あるいはＯ１５
〜３．０−の範囲内というように自由に変化させること
ができる。

以上のように、この発明のエンジン用の摩耗に験装置は
、シリンダを保持するシリンダ保持台と、１前記シリン
ダ内に配設されるピストンリングをピストン部材を介し
て保持するピストン保持台とを有し、前記シリンダ内周
面にピストンリング外周面を接触させた状態でシリンダ
とピストンリングとを相対的に往復動させて摩耗試験を
行なうエンジン用の摩耗試験装置において、前記ピスト
ン保持台には外部から流体を供給し得る流体室を内設す
ると共に該ピストン保持台の周側部には前記流体室と外
部とを連通させる複数の透孔を形成し、前記ピストン部
材は分割環状体により構成すると共に各分割環状体には
その後方に延びる突部を形成し、前記ピストン保持台の
透孔内に前記ピストン部材の突部を遊嵌することによっ
て前記ピストン保持台にピストン部材を出入自在に保持
し、さらに前記ピストン部材周側部には前記ピストンリ
ングを遊嵌させて保持するための凹溝を形成したことを
特徴とするものである。

したがってこの発明のエンジン用の摩耗試験装置によれ
ば、試験片として円筒形のシリンダと実機用のピストン
リングとを用いることができるので、両者の材質、表面
仕上げ方法、表面処理方法、シリンダ往復条件等を実機
エンジンの条件に即したものとすることができ、しかも
流体圧力を調整することによってピストン部材に作用す
る押圧力を変化させることができるので、試験するピス
トンリングの面圧を自由に調整することができる。

また、シリンダの内径測定は既存の内径寸法測定法、触
針法により容易に測定でき、実機エンジンの場合との比
較検討が簡単に実施できる。

なお、摩耗試験ボックス１１を用いて試験部分の気密性
を保つようにした場合には、温度、雰囲気等の外気条件
を容易に変えることが可能となるので便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験装置本体の実施例を示す縦断面図
、第２図は試験装置本体の他の実施例を示す縦断面図、
第３図は第１図の■−■線に沿う要部の横断面図、第４
図は第１図の■部分の部分拡大図である。 １・・・・・・シリンダ、２・・・・・・シリンダ保持
台、１３・・・・・・ピストン保持台、１６・・・・・
・流体室、１７・・・・・・透孔、１８・・・・・・ピ
ストン部材、１９・・・・・・分割環状体、２０・・・
・・・突部、２１・・・・・・ピストンリング、２２・
・・・・・凹溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダを保持するシリンダ保持台と、前記シリン
   ダ内に配設されるピストンリンクをピストン部材を介し
   て保持するピストン保持台とを有し、前記シリンダ内周
   面にピストンリンク外周面を接触させた状態でシリンダ
   とピストンリングとを相対的に往復動させ摩耗試験を行
   なうエンジン用の摩耗試験装置において、前記ピストン
   保持台には外部から流体を供給し得る流体室を内設する
   と共に該ピストン保持台の周側部には前記流体室と外部
   とを連通させる複数の透孔を形成し、前記ピストン部材
   は分割環状体により構成すると共に各分割環状体にはそ
   の後方に延びる突部を形成し、前記ピストン保持台の透
   孔内に前記ピストン部材の突部を遊嵌することによって
   前記ピストン保持台にピストン部材を出入自在に保持し
   、さらに前記ピストン部材周側部には前記ピストンリン
   グを遊嵌させて保持するための凹溝を形成したことを特
   徴とするエンジン用の摩耗試、検装置。