JPS5841248A - ピストン - Google Patents
ピストンInfo
- Publication number
- JPS5841248A JPS5841248A JP13924681A JP13924681A JPS5841248A JP S5841248 A JPS5841248 A JP S5841248A JP 13924681 A JP13924681 A JP 13924681A JP 13924681 A JP13924681 A JP 13924681A JP S5841248 A JPS5841248 A JP S5841248A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- piston
- oil
- liquid
- water
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/18—Pistons having cooling means the means being a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のピストンの冷却性能の改善に関する
。
。
第１図は従来の大型ディーゼル機関に用いている油冷却
式ピストンを示す断ｍ１図である。図において、０１は
ピストンロッド、０２は冷却油送油管、０３はピストン
冷却内部金物、０４はピストン冠である。ピストンロッ
ｒｏｘ内の送油管０２内の通路０２１１に通って送られ
た冷却油は冷却内部金物０３内の油路０３１を経てピス
トン冠０４と内部金物０３で構成する円環状の冷却通路
０４１に入り、これより上部に昇る複数の細い通路０４
２からピストン冠肩部冷却環０４３に旋回しながら入り
肩部を冷却した後、ピストン天井面を冷却して中央部に
集シ内部金物０３内の油路０３２を経テピストンロ、ド
内の排油通路０１１’を通ってクランクケース（図示せ
ず）あるいは機関外部システムへ排出される。
式ピストンを示す断ｍ１図である。図において、０１は
ピストンロッド、０２は冷却油送油管、０３はピストン
冷却内部金物、０４はピストン冠である。ピストンロッ
ｒｏｘ内の送油管０２内の通路０２１１に通って送られ
た冷却油は冷却内部金物０３内の油路０３１を経てピス
トン冠０４と内部金物０３で構成する円環状の冷却通路
０４１に入り、これより上部に昇る複数の細い通路０４
２からピストン冠肩部冷却環０４３に旋回しながら入り
肩部を冷却した後、ピストン天井面を冷却して中央部に
集シ内部金物０３内の油路０３２を経テピストンロ、ド
内の排油通路０１１’を通ってクランクケース（図示せ
ず）あるいは機関外部システムへ排出される。
しかしこの場合には次の欠点がある。
油冷却方式は機関内部構造が簡単で好ましいシステムで
あるが、油は水に比べて冷却能力が低（。
あるが、油は水に比べて冷却能力が低（。
高出力の高い熱負荷の機関の場合、ピストンの燃焼室壁
面温度を充分冷やすには天井面等の肉厚を薄くする必要
がある。その際、冷却面側の温度が上昇し冷却油の劣化
が激しくなシ、冷却面側にカーメン質の物質が付着し、
冷却効果を阻げる結果となる。
面温度を充分冷やすには天井面等の肉厚を薄くする必要
がある。その際、冷却面側の温度が上昇し冷却油の劣化
が激しくなシ、冷却面側にカーメン質の物質が付着し、
冷却効果を阻げる結果となる。
第２図は従来の水冷却式ピストンを示す断面図である。
構造は第１図と類似しているが、水を冷却媒体として使
用するためやや複雑なシステムとなる。１０１はピスト
ンロッド、１０２，１０３は冷却水人出管で、テレスコ
ピックチューブと云われるもの、１０４は冷却金物、１
０５はピストン冠である。外部から導入された冷却水は
摺動する二重管部（図示せず）を経て図の冷却水入口管
１０２に至り、冷却金物を経て冷却環部１５１゜１５２
に至り、それからさらに多数の冷却水路１５３でピスト
ンリング部を冷却しながらピストン冠肩部冷却水環１５
４に入シ、天井面を冷却した後金物内の冷却水集合通路
１４２に至り排出管１０３を経て二重管部（図示せず）
からさらに機関外部へと排出される。
用するためやや複雑なシステムとなる。１０１はピスト
ンロッド、１０２，１０３は冷却水人出管で、テレスコ
ピックチューブと云われるもの、１０４は冷却金物、１
０５はピストン冠である。外部から導入された冷却水は
摺動する二重管部（図示せず）を経て図の冷却水入口管
１０２に至り、冷却金物を経て冷却環部１５１゜１５２
に至り、それからさらに多数の冷却水路１５３でピスト
ンリング部を冷却しながらピストン冠肩部冷却水環１５
４に入シ、天井面を冷却した後金物内の冷却水集合通路
１４２に至り排出管１０３を経て二重管部（図示せず）
からさらに機関外部へと排出される。
しかしこの場合には次の欠点がある。
水冷却式ピストンは水の熱伝達特性が良いため冷却効果
は充分期待できるが、一般に摺動二重管部（テレスコピ
ックチューブ１０２，１０３の下部）等を用いるため、
燃焼ガスや燃焼残渣等の冷却水系への混入が避けられな
い。このため冷却水が汚れ、その汚れが冷却面に付着し
て著しく冷却効果を阻ける。さらに、冷却水中に燃焼ガ
スが溶は込むため、冷却水が酸性をおび、このためピス
トン冷却面に腐蝕を生じやすい。これによりピストンの
腐蝕疲労強度が著しく下り、ピストンの亀裂、破損事故
を生ずることがある。
は充分期待できるが、一般に摺動二重管部（テレスコピ
ックチューブ１０２，１０３の下部）等を用いるため、
燃焼ガスや燃焼残渣等の冷却水系への混入が避けられな
い。このため冷却水が汚れ、その汚れが冷却面に付着し
て著しく冷却効果を阻ける。さらに、冷却水中に燃焼ガ
スが溶は込むため、冷却水が酸性をおび、このためピス
トン冷却面に腐蝕を生じやすい。これによりピストンの
腐蝕疲労強度が著しく下り、ピストンの亀裂、破損事故
を生ずることがある。
本発明の目的は上記の点に着目し、冷却効果が大きく腐
蝕等の問題のない、即ち水冷の冷却効果を保ち油冷式の
簡単な構造で腐蝕疲労の問題やテレスコピックチューデ
ノ中ツキンの寿命問題を根本的に解消できるピストンを
提供することであり。
蝕等の問題のない、即ち水冷の冷却効果を保ち油冷式の
簡単な構造で腐蝕疲労の問題やテレスコピックチューデ
ノ中ツキンの寿命問題を根本的に解消できるピストンを
提供することであり。
その特徴とするところは、ピストン内冷却側空間に２０
０℃以下の沸点をもつ液体を自由表面を形成するように
封入し、上記冷却−側空間内に上記液体と油とを熱交換
する熱交換器を設け、上記熱交換器の油はピストンの外
部に接続する油通路を介して給排されることである。
０℃以下の沸点をもつ液体を自由表面を形成するように
封入し、上記冷却−側空間内に上記液体と油とを熱交換
する熱交換器を設け、上記熱交換器の油はピストンの外
部に接続する油通路を介して給排されることである。
本発明は中、大形ディーゼル機関、その池中。
小形の内燃機関に適用できる。
以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。
。
第３図は本発明による１実施例のピストンを示す断面図
である。
である。
［Ｃおいて、１はピストンロッド、２は冷却油管、２１
は冷却油入口通路、１１は冷却油出口通路で、♂ストン
冠４内に配設された熱交換器３に連結している。ピスト
ン口、ド１上面とピストン冠４とで形成される空間内は
円環状または放射状のリプ４１．４２が上記熱交換器３
を支持しているＯ ピストン冠４とピストン口、ド１の上端部で密閉された
上記空間には、その中に水（あるいは２００℃以下の沸
点を持つ液体Ａ、望むらくは中性の液体）を自由表面を
持つように、空気または不活性ガスＢ（窒素、アルゴン
、ヘリウム等）と共に封入する。
は冷却油入口通路、１１は冷却油出口通路で、♂ストン
冠４内に配設された熱交換器３に連結している。ピスト
ン口、ド１上面とピストン冠４とで形成される空間内は
円環状または放射状のリプ４１．４２が上記熱交換器３
を支持しているＯ ピストン冠４とピストン口、ド１の上端部で密閉された
上記空間には、その中に水（あるいは２００℃以下の沸
点を持つ液体Ａ、望むらくは中性の液体）を自由表面を
持つように、空気または不活性ガスＢ（窒素、アルゴン
、ヘリウム等）と共に封入する。
上記構成の場合の作用について述べる。
さて、ピストンは機関の回転運動と共に上下運動するが
、その場合加速度が上下に変化するため封入された液体
は上下に運動し、いわゆるシェーキング作用する。この
上下運動によシピストン冠内部の天井面、側面を充分濡
らすと共に、内部に設けた多くのフィンを濡らし熱を受
けとる。とぐに冷却面の温度が上昇すると、水は沸騰を
起し。
、その場合加速度が上下に変化するため封入された液体
は上下に運動し、いわゆるシェーキング作用する。この
上下運動によシピストン冠内部の天井面、側面を充分濡
らすと共に、内部に設けた多くのフィンを濡らし熱を受
けとる。とぐに冷却面の温度が上昇すると、水は沸騰を
起し。
冷却面の熱伝達率は１０倍以上も向上する０このようＫ
して水が受けとり九冷却熱は下部の熱交換器す檜の部分
でピストンロッド１中の冷却油入口通路２１ｆｔ通って
入ってきた冷却油Ｃに移され水は冷却され、油は加熱さ
れて排油通路１１を経てクランクケース（図示せず）あ
る込は機関外部へと排出される。
して水が受けとり九冷却熱は下部の熱交換器す檜の部分
でピストンロッド１中の冷却油入口通路２１ｆｔ通って
入ってきた冷却油Ｃに移され水は冷却され、油は加熱さ
れて排油通路１１を経てクランクケース（図示せず）あ
る込は機関外部へと排出される。
上述の場合は次の効果がある。
本発明による場合は、直接ピストンを冷却するのは水を
含めて２００℃以下の沸点をもつ液体であるため、対流
熱伝達率が高いと共に、冷却面温度が上昇し、液温も上
昇して沸点以上に達すると沸騰を生じ、このため熱伝達
率は１０倍以上も上昇する（核沸騰領域という）、この
ため冷却面側は液体の沸点より大巾に上昇することがな
いと保証される。
含めて２００℃以下の沸点をもつ液体であるため、対流
熱伝達率が高いと共に、冷却面温度が上昇し、液温も上
昇して沸点以上に達すると沸騰を生じ、このため熱伝達
率は１０倍以上も上昇する（核沸騰領域という）、この
ため冷却面側は液体の沸点より大巾に上昇することがな
いと保証される。
さらに１本発明による場合は、水は密封されており、燃
焼ガスの侵入の心配はなく、シかも不活性がスを封入し
ておけば、冷却水による冷却面側の腐蝕は回避される。
焼ガスの侵入の心配はなく、シかも不活性がスを封入し
ておけば、冷却水による冷却面側の腐蝕は回避される。
さらにまた、最終的に熱を運ぶのは油であるため、前記
した油冷却式の利点が生じ、構造が簡単となり水漏れ等
の心配もなく、なおかつ油が直接高温面に触れることが
ないので、油の劣化が著しく少くなる等の効果がある。
した油冷却式の利点が生じ、構造が簡単となり水漏れ等
の心配もなく、なおかつ油が直接高温面に触れることが
ないので、油の劣化が著しく少くなる等の効果がある。
これによってピストンの熱負荷に対する信頼性寿命が大
巾に向上すると共に冷却方式の信頼性自体も大巾に向上
する。
巾に向上すると共に冷却方式の信頼性自体も大巾に向上
する。
なお、２００℃以下の沸点をもつ液体を用いる理由は、
ピストンのリンググループ温度はピストンリングの潤滑
上、約２００℃程度が限度とされている。その理由は潤
滑油の潤滑性が２００℃程度を境にして低下するからで
あり、従ってピストンリンググループ冷却側温度として
約２００℃を保証する必要があるところから、２００℃
以下の沸点の液体を用いることが要求される。
ピストンのリンググループ温度はピストンリングの潤滑
上、約２００℃程度が限度とされている。その理由は潤
滑油の潤滑性が２００℃程度を境にして低下するからで
あり、従ってピストンリンググループ冷却側温度として
約２００℃を保証する必要があるところから、２００℃
以下の沸点の液体を用いることが要求される。
第１図は従来の油冷却式ピストンを示す断面図。
第２図は従来の水冷却式ピストンを示す断面図。
第３図は本発明による１実施例のピストンを示す断面図
である。 １・・・ピストンロッド、２・・・冷却油管、３・・・
熱交換器、４・・・♂ストン冠、１１・・・冷却油出口
通路。 ２１・・・冷却油入口通路。 ３２ 才１ 図 第２Ｙ
である。 １・・・ピストンロッド、２・・・冷却油管、３・・・
熱交換器、４・・・♂ストン冠、１１・・・冷却油出口
通路。 ２１・・・冷却油入口通路。 ３２ 才１ 図 第２Ｙ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ、 内燃機関のピストンにおいて、ピストン内冷却側
空間に２００℃以下の沸点をもつ液体を自由表面を形成
するように封入し、上記冷却側空間内に上記液体と油と
を熱交換する熱交換器を設け。 上記熱交換器の油はピストンの外部に接続する油通路を
介して給排されることを特徴とするピスト
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13924681A JPS5841248A (ja) | 1981-09-05 | 1981-09-05 | ピストン |
| EP82301515A EP0074156A3 (en) | 1981-09-05 | 1982-03-23 | Piston in an internal combustion engine |
| DK190082A DK190082A (da) | 1981-09-05 | 1982-04-28 | Vaeskekoelet stempel til forbraendingsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13924681A JPS5841248A (ja) | 1981-09-05 | 1981-09-05 | ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5841248A true JPS5841248A (ja) | 1983-03-10 |
Family
ID=15240849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13924681A Pending JPS5841248A (ja) | 1981-09-05 | 1981-09-05 | ピストン |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0074156A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5841248A (ja) |
| DK (1) | DK190082A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015505347A (ja) * | 2012-01-09 | 2015-02-19 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 放熱用ピストンピン |
| JP2015506435A (ja) * | 2011-12-29 | 2015-03-02 | エタジェン， インコーポレイテッド | ピストン機関のピストン温度を管理する方法およびシステム |
| CN107642431A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-30 | 中国北方发动机研究所(天津) | 双进回油波浪形振荡冷却油腔 |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| DE4405091A1 (de) * | 1994-02-17 | 1995-08-24 | Ficht Gmbh | Wärmerohrvorrichtung, insbesondere Vorrichtung zum Kühlen von Schwingungen ausführenden Motorteilen |
| DE19712090C1 (de) * | 1997-03-22 | 1998-04-02 | Man B & W Diesel Gmbh | Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| DE102004038945A1 (de) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Mahle International Gmbh | Leichtmetallkolben mit Wärmerohren |
| DE102004056769A1 (de) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen Verbrennungsmotor und Kombination eines Kolbens mit einer Öleinspritzanordnung |
| DE102009027148B4 (de) * | 2009-06-24 | 2015-02-12 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen Verbrennungsmotor mit Kühlkanalsystem |
| FR2962169A1 (fr) * | 2010-07-01 | 2012-01-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Piston comprenant un caloduc et moteur comprenant un tel piston |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315853U (ja) * | 1976-07-20 | 1978-02-09 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1678957A (en) * | 1925-01-29 | 1928-07-31 | Busch Sulzer Bros Diesel Engine Co | Piston cooling |
| CH127857A (de) * | 1927-04-01 | 1928-09-17 | Otto Philipp | Einrichtung zur Kühlung des Kolbens von Verbrennungskraftmaschinen. |
| US2153501A (en) * | 1936-04-29 | 1939-04-04 | H B Motor Corp | Piston for internal combustion engines |
| CH262378A (de) * | 1947-06-02 | 1949-06-30 | Sulzer Ag | Verfahren zur Kühlung von Kolben mit Durchflusskühlung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. |
| NL6815749A (ja) * | 1968-11-05 | 1970-05-08 |
-
1981
- 1981-09-05 JP JP13924681A patent/JPS5841248A/ja active Pending
-
1982
- 1982-03-23 EP EP82301515A patent/EP0074156A3/en not_active Withdrawn
- 1982-04-28 DK DK190082A patent/DK190082A/da not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315853U (ja) * | 1976-07-20 | 1978-02-09 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015506435A (ja) * | 2011-12-29 | 2015-03-02 | エタジェン， インコーポレイテッド | ピストン機関のピストン温度を管理する方法およびシステム |
| JP2015505347A (ja) * | 2012-01-09 | 2015-02-19 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 放熱用ピストンピン |
| CN107642431A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-30 | 中国北方发动机研究所(天津) | 双进回油波浪形振荡冷却油腔 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0074156A2 (en) | 1983-03-16 |
| DK190082A (da) | 1983-03-06 |
| EP0074156A3 (en) | 1984-02-08 |
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