JPS5853186B2 - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
- Publication number
- JPS5853186B2 JPS5853186B2 JP8214681A JP8214681A JPS5853186B2 JP S5853186 B2 JPS5853186 B2 JP S5853186B2 JP 8214681 A JP8214681 A JP 8214681A JP 8214681 A JP8214681 A JP 8214681A JP S5853186 B2 JPS5853186 B2 JP S5853186B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ring
- cylinder
- rings
- internal combustion
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車用内燃機関のピストンで特に、上、下死
点附近におけるフリクションロスヲ減少させるものに関
する。
点附近におけるフリクションロスヲ減少させるものに関
する。
一般に、内燃機関のピストンは燃焼室の一部を構成し、
吸入、圧縮、排気の作用を行なうと共に、混合気の燃焼
により生じた爆発力をコネクテイング・ロンドを介して
クランクシャフトに伝えるという重要な機能を有してい
る。
吸入、圧縮、排気の作用を行なうと共に、混合気の燃焼
により生じた爆発力をコネクテイング・ロンドを介して
クランクシャフトに伝えるという重要な機能を有してい
る。
そして、上記吸入、圧縮、排気を良好な状態で行なうと
共に、爆発エネルギを有効に伝達するためにはピストン
とシリンダが完全に密閉された空間を作る必要がある。
共に、爆発エネルギを有効に伝達するためにはピストン
とシリンダが完全に密閉された空間を作る必要がある。
そのため従来は、第１図に示すようにピストン１の頭部
外周に第１及び第２リング２，３を配してシリンダ４と
の隙間をシールすると共に、シリンダ壁面の潤滑油膜を
調節するオイルリング５を組み込み、上記第１及び第２
リング２，３の動きを滑らかにすると共に潤滑油の消耗
を防止していた。
外周に第１及び第２リング２，３を配してシリンダ４と
の隙間をシールすると共に、シリンダ壁面の潤滑油膜を
調節するオイルリング５を組み込み、上記第１及び第２
リング２，３の動きを滑らかにすると共に潤滑油の消耗
を防止していた。
ところが、このようなリング方式においてピストンリン
グ２，３は、ピストン１の軸心に対し直角をなす平面内
に設けられているため、ピストンリング２，３に作用す
る摩擦力は全てピストンリング２，３面に対し直角方向
となり、シリンダ４面に対し通常はほとんど相対的な回
転運動をしないＯ このため、ピストンリング２，３はピストン１と一体的
に昇降することになり、ピストンリング、２．３とシリ
ンダ４との間の相対速度は上、下死点で０、中間点で最
大値となる。
グ２，３は、ピストン１の軸心に対し直角をなす平面内
に設けられているため、ピストンリング２，３に作用す
る摩擦力は全てピストンリング２，３面に対し直角方向
となり、シリンダ４面に対し通常はほとんど相対的な回
転運動をしないＯ このため、ピストンリング２，３はピストン１と一体的
に昇降することになり、ピストンリング、２．３とシリ
ンダ４との間の相対速度は上、下死点で０、中間点で最
大値となる。
この結果、上、下死点附近ではピストンリング２．３と
シリンダ４面間にはピストンとシリンダ壁面との相対運
動によって油膜が構成されず、特に上死点では高熱にさ
らされる燃焼時に高いガス圧力がとくに上方のピストン
リング２の背面にかかり、リング２をシリンダ４面に強
く押し付け、同時にシリンダ面４に付着しているオイル
量が少ないことも相俟って金属接触を起こし、過大なフ
リクションロスが生じてしまい、このフリクションロス
により機関出力が低下すると共に、特に機関の有効出力
に対するこのロスの比率が高くなる軽負荷走行時の燃費
を悪化させるという問題点があった。
シリンダ４面間にはピストンとシリンダ壁面との相対運
動によって油膜が構成されず、特に上死点では高熱にさ
らされる燃焼時に高いガス圧力がとくに上方のピストン
リング２の背面にかかり、リング２をシリンダ４面に強
く押し付け、同時にシリンダ面４に付着しているオイル
量が少ないことも相俟って金属接触を起こし、過大なフ
リクションロスが生じてしまい、このフリクションロス
により機関出力が低下すると共に、特に機関の有効出力
に対するこのロスの比率が高くなる軽負荷走行時の燃費
を悪化させるという問題点があった。
本発明はかかる点に鑑み提案されたもので、最上部のリ
ング溝に二つの外周断面形状の異なるピストンリングを
間隙をもって装着し、ピストンが上死点に近づく際にリ
ング間に貯えられた潤滑油を上死点附近で燃焼ガス圧力
が上昇するのを利用してシリンダ摺動面に付与するよう
に構成することにより上記問題点を解決することを目的
とする。
ング溝に二つの外周断面形状の異なるピストンリングを
間隙をもって装着し、ピストンが上死点に近づく際にリ
ング間に貯えられた潤滑油を上死点附近で燃焼ガス圧力
が上昇するのを利用してシリンダ摺動面に付与するよう
に構成することにより上記問題点を解決することを目的
とする。
以下、本発明を添附図面に基づいて説明する。
第２図Ａは本発明の実施例を示す要部断筒図であり、そ
の外客は第１図と同様であるので詳しい説明は省略する
。
の外客は第１図と同様であるので詳しい説明は省略する
。
即ち、図中１０はシリンダ、１１はシリンダ１０の内面
に摺接し往復運動するピストンを各々示している。
に摺接し往復運動するピストンを各々示している。
このピストン１１の外周には、軸方向に所定の間隔をお
いてリンググループ（リング溝）１２ａ。
いてリンググループ（リング溝）１２ａ。
１２ｂ、１２Ｃが各々形成され、これらグループ１２２
〜１２Ｃに上方から第１及び第２リング１３．１４並び
にオイルリング１５が装着されている。
〜１２Ｃに上方から第１及び第２リング１３．１４並び
にオイルリング１５が装着されている。
ところで、上記最上部のリンググループ１２ａに装着さ
れる第１リング１３は、二つのピストンリング１６，１
７から構成されている。
れる第１リング１３は、二つのピストンリング１６，１
７から構成されている。
即ち、これらピストンリング１６，１７はグループ１２
ａ内で軸方向に重ねて装着されると共にその外周面に形
成されたテーパ面１６Ａ、１７Ａが互いに隣接する部分
から遠い部分にむかって外径が減少されるように組み合
わされている。
ａ内で軸方向に重ねて装着されると共にその外周面に形
成されたテーパ面１６Ａ、１７Ａが互いに隣接する部分
から遠い部分にむかって外径が減少されるように組み合
わされている。
そして、これらピストンリング１６．１７はグループ１
２ａに対して上下左右に若干移動可能に所定の間隙をも
って装着されている。
２ａに対して上下左右に若干移動可能に所定の間隙をも
って装着されている。
このように構成されるため、ピストン１１の上昇行程に
おいては、第２図Ａでも解るとおりこれらピストンリン
グ１６，１γは外周断面形状が異るためシリンダ壁面と
の間に構成される油膜差によって、上方のピストンリン
グ１６はシリンダ１０壁面から遠ざかり下方のピストン
リング１１は逆に接近する。
おいては、第２図Ａでも解るとおりこれらピストンリン
グ１６，１γは外周断面形状が異るためシリンダ壁面と
の間に構成される油膜差によって、上方のピストンリン
グ１６はシリンダ１０壁面から遠ざかり下方のピストン
リング１１は逆に接近する。
この結果、上昇行程では二つのピストンリング１６．１
７により形成される油膜厚さの差に相当する潤滑油が掻
き込まれ、これらピストンリング１６と１７の間に形成
される間隔Ｃ内に若干量貯えられることになる。
７により形成される油膜厚さの差に相当する潤滑油が掻
き込まれ、これらピストンリング１６と１７の間に形成
される間隔Ｃ内に若干量貯えられることになる。
上死点附近ではピストンリング１Ｔとシリンダ１０壁面
との間の相対速度は小さくなるため、上記潤滑油の掻き
込み作用はなくなり、この次の燃焼行程にかけて、第２
図Ｃに示すように燃焼室のガス圧力が上方のピストンリ
ング１６の上面に作用しくつまり、燃焼ガスがピストン
リング１６の上面とグループ１２ａ壁面間を通ってグル
ープ１２ａ内に入り込むため。
との間の相対速度は小さくなるため、上記潤滑油の掻き
込み作用はなくなり、この次の燃焼行程にかけて、第２
図Ｃに示すように燃焼室のガス圧力が上方のピストンリ
ング１６の上面に作用しくつまり、燃焼ガスがピストン
リング１６の上面とグループ１２ａ壁面間を通ってグル
ープ１２ａ内に入り込むため。
）、該リング１６を下方のピストンリング１７の方向に
押圧する。
押圧する。
これにより、ピストンリング１６．１７間の間隙Ｃが縮
少され、貯えられた潤滑油の圧力が高まり、その一部が
シリンダ１０壁面に向けて瞬時のうちに押し出される。
少され、貯えられた潤滑油の圧力が高まり、その一部が
シリンダ１０壁面に向けて瞬時のうちに押し出される。
この結果、上死点附近でのシリンダ１０壁面とピストン
リング１６．１７間に厚い油膜が形成される。
リング１６．１７間に厚い油膜が形成される。
従って上死点附近でピストン１１とシリンダ１０との相
対速度が小さくなることに起因して潤滑油膜の構成が不
オリとなる条件下でも、このように新たに油膜が形成さ
れるのでフリクションロスが大幅に低減できる。
対速度が小さくなることに起因して潤滑油膜の構成が不
オリとなる条件下でも、このように新たに油膜が形成さ
れるのでフリクションロスが大幅に低減できる。
ピストン１１の下降行程では、第２図Ｂに示すように、
油膜構成の差から上記とは逆に上方のピストンリング１
６がシリンダ１０壁面に接近することになり、リング１
６と１γ間に潤滑油が貯えられる。
油膜構成の差から上記とは逆に上方のピストンリング１
６がシリンダ１０壁面に接近することになり、リング１
６と１γ間に潤滑油が貯えられる。
なお、本発明では第１リング１３として二つのピストン
リング１６．１７を使用しているため、シール性も半分
高められることから第２リング１４を省略することも可
能である。
リング１６．１７を使用しているため、シール性も半分
高められることから第２リング１４を省略することも可
能である。
ところで、本発明は最上部のリンググループ１２ａに二
つのピストンリング１６，１７を装着したため、急上昇
する燃焼圧力を利用して潤滑油を供給できるのであるが
、これを第２、第３のリングとしてピストン下部に設け
てもその効果を生じることはできない。
つのピストンリング１６，１７を装着したため、急上昇
する燃焼圧力を利用して潤滑油を供給できるのであるが
、これを第２、第３のリングとしてピストン下部に設け
てもその効果を生じることはできない。
このことは換言すると急激に圧力変化することのない、
例えば往復動型コンプレッサのシール装置（ピストンリ
ング）などとは基本的に異るものであって、本発明の給
油効果を得るにはピストン下死点での圧力の４０〜５０
倍となるような燃焼圧力を作用させることが条件、つま
り最上部のリング溝に設けることが必要となるのである
。
例えば往復動型コンプレッサのシール装置（ピストンリ
ング）などとは基本的に異るものであって、本発明の給
油効果を得るにはピストン下死点での圧力の４０〜５０
倍となるような燃焼圧力を作用させることが条件、つま
り最上部のリング溝に設けることが必要となるのである
。
すなわち、ピストンリングに作用する圧力が低く、かつ
このリングとシリンダとの相対速度が大きく潤滑油を二
つのピストンリング間に掻き込むことのできる行程と、
その後圧力が急上昇してリング間から潤滑油を押し出す
行程とが連続して存在する場合に、初めて本発明は機能
する。
このリングとシリンダとの相対速度が大きく潤滑油を二
つのピストンリング間に掻き込むことのできる行程と、
その後圧力が急上昇してリング間から潤滑油を押し出す
行程とが連続して存在する場合に、初めて本発明は機能
する。
往復動型ピストンを有する内燃機関はこの条件を完全に
備えており、かつ上死点附近の潤滑条件が前に述べたよ
うに過酷なために本発明の効果が一層大となるのである
。
備えており、かつ上死点附近の潤滑条件が前に述べたよ
うに過酷なために本発明の効果が一層大となるのである
。
以上説明したように本発明によれば、機関のストローク
中で最大のフリクション発生箇所であるピストン上死点
附近でのピストンリングとシリンダ壁面の金属接触を未
然に防止できるため、機関の出力向上及び燃費の低減が
はかれるという効果がある。
中で最大のフリクション発生箇所であるピストン上死点
附近でのピストンリングとシリンダ壁面の金属接触を未
然に防止できるため、機関の出力向上及び燃費の低減が
はかれるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例の断面図、第２図Ａはこの発明の要部断
面図、第２図Ｂ、Ｃは同じく作動状態を示す各々の断面
図である。 １０・・・・・・シリンダ、１１・・・・・・ピストン
、１２ａ。 １２ｂ、１２ｃ・・・・・・リング溝、１３・・・・・
・第１リング、１６，１１・・・・・・ピストンリング
、１６Ａ。 １７Ａ・・・・・・テーパ面。
面図、第２図Ｂ、Ｃは同じく作動状態を示す各々の断面
図である。 １０・・・・・・シリンダ、１１・・・・・・ピストン
、１２ａ。 １２ｂ、１２ｃ・・・・・・リング溝、１３・・・・・
・第１リング、１６，１１・・・・・・ピストンリング
、１６Ａ。 １７Ａ・・・・・・テーパ面。
Claims (1)
- １ シリンダの内面に摺接し往復運動するピストンを有
する自動車用内燃機関において、前記ピストンのリング
溝に二つのピストンリングを軸方向に重ねて装着し、か
つこれら二つのピストンリングをリング外周のテーパ面
が互いに隣接する部分から遠い部分にむかってその外径
が減少するように組合わせたことを特徴とする内燃機関
のピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8214681A JPS5853186B2 (ja) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | 内燃機関のピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8214681A JPS5853186B2 (ja) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | 内燃機関のピストン |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10975581A Division JPS5749042A (en) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | Piston of internal-combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5744755A JPS5744755A (en) | 1982-03-13 |
| JPS5853186B2 true JPS5853186B2 (ja) | 1983-11-28 |
Family
ID=13766287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8214681A Expired JPS5853186B2 (ja) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | 内燃機関のピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853186B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436480B2 (ja) * | 1984-02-01 | 1992-06-16 | Senju Metal Industry Co |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856138U (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-16 | 帝国ピストンリング株式会社 | ２サイクルエンジンのピストンリングの組合わせ |
| JPS6255446A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リングエンジンの動力ピストンのシ−ル機構 |
| DE10340313A1 (de) | 2003-09-02 | 2005-05-19 | Mahle Gmbh | Ölabstreifring-Ringnut-Anordnung für Kolben von Verbrennungsmotoren |
-
1981
- 1981-05-29 JP JP8214681A patent/JPS5853186B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436480B2 (ja) * | 1984-02-01 | 1992-06-16 | Senju Metal Industry Co |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5744755A (en) | 1982-03-13 |
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