JPS5872653A - デイ−ゼルエンジンのピストン - Google Patents
デイ−ゼルエンジンのピストンInfo
- Publication number
- JPS5872653A JPS5872653A JP17015881A JP17015881A JPS5872653A JP S5872653 A JPS5872653 A JP S5872653A JP 17015881 A JP17015881 A JP 17015881A JP 17015881 A JP17015881 A JP 17015881A JP S5872653 A JPS5872653 A JP S5872653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- wall
- combustion chamber
- pin
- crown
- Prior art date
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- Pending
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- 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
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/0069—Multi-part pistons the crown and skirt being interconnected by the gudgeon pin
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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】
本発明はディーゼルエンジンのピストンに闘し、特Ｋ、
クラウン部を有する低熱伝導性材料の上部ピストンと、
シリンダボアに接するスカート部を有する軽合金材料の
下部ピストンとで構成され、クラウン部からの熱損失を
防止するようにした断熱型ピストンに関するものである
。
クラウン部を有する低熱伝導性材料の上部ピストンと、
シリンダボアに接するスカート部を有する軽合金材料の
下部ピストンとで構成され、クラウン部からの熱損失を
防止するようにした断熱型ピストンに関するものである
。
ディーゼルエンジンの高速化等にともない、ピストンに
軽合金が用いられるようになってきているが、ディーゼ
ルエンジンでは、ガソリンエンジンに比し圧縮比や燃焼
温度が高いので、ピストン上部が高温となる。そこでピ
ストンクラウンを含むピストン上部のみを熱伝導性の低
い材料としたピストンが開発されている。
軽合金が用いられるようになってきているが、ディーゼ
ルエンジンでは、ガソリンエンジンに比し圧縮比や燃焼
温度が高いので、ピストン上部が高温となる。そこでピ
ストンクラウンを含むピストン上部のみを熱伝導性の低
い材料としたピストンが開発されている。
第１図はこのよ５なディーゼルエンジンのピストンの一
例を示すもので、例えば特開昭５４−９３１２号公報に
開示されている。
例を示すもので、例えば特開昭５４−９３１２号公報に
開示されている。
ここで、１は燃焼室２を有する上部ピストン部材であり
、上部ピストン部材ｌは、ピストンリング溝３，４およ
び５を有するリングキャリア部６と、これに連らなるピ
ストンクシクン７と、ピストンクラウン７を２つの脚部
８および９に接続させる円錐層状の結合部１０とで構成
されている。
、上部ピストン部材ｌは、ピストンリング溝３，４およ
び５を有するリングキャリア部６と、これに連らなるピ
ストンクシクン７と、ピストンクラウン７を２つの脚部
８および９に接続させる円錐層状の結合部１０とで構成
されている。
また、脚部８および９には、ピストンビア１１ ）１嵌
合するビン孔１２が設けられている。１３．は下部ピス
トン部材であり、円筒形状のスカー）部１４を有し、そ
の外周面はシリンダポア（−示せず）に接する。また、
ピストンピン１１を嵌合するビン孔！５を穿設したビン
ボス１１１６を有する。ここで、連接棒１７の小ｇｍ部
ビン孔１８と、上部ピストン部材ｌの脚部８，９に投砂
たビン孔１２％よび″）１″部ピストン部材１３のビン
孔１５に、ピストンピン１１を嵌め込むことによってピ
ストンが１体に組み立てられる。
合するビン孔１２が設けられている。１３．は下部ピス
トン部材であり、円筒形状のスカー）部１４を有し、そ
の外周面はシリンダポア（−示せず）に接する。また、
ピストンピン１１を嵌合するビン孔！５を穿設したビン
ボス１１１６を有する。ここで、連接棒１７の小ｇｍ部
ビン孔１８と、上部ピストン部材ｌの脚部８，９に投砂
たビン孔１２％よび″）１″部ピストン部材１３のビン
孔１５に、ピストンピン１１を嵌め込むことによってピ
ストンが１体に組み立てられる。
１９は冷却用のオイルジェットであり、ここからピスト
ンピン１１の、脚部＄、９およびビンボス部１６との嵌
合部に向けて潤滑油を噴射し、ジェット潤滑することに
より、ピストンピン１１が焼付きを起こすのを防止して
いる。
ンピン１１の、脚部＄、９およびビンボス部１６との嵌
合部に向けて潤滑油を噴射し、ジェット潤滑することに
より、ピストンピン１１が焼付きを起こすのを防止して
いる。
しかしながら、このように構成されたディーゼルエンジ
ンのピストンに＄ｆいて瞼工、結合部ＩＯが燃焼室２と
１体に形成されており、しかも、ピストンクラウン７の
下面に連らなっているため、これら高温部の熱が直接脚
＠８ 、９Ｖｃ伝達される。特に、これらを構成してい
る上部ヒストン部材ｌは低熱伝導性の鋳鉄等で作られて
１・るため、燃焼室′２やピストンクラウン７が非富に
高温になり、従って、結合部１０や脚９ｇ 、９も高温
となる。そこで、ピストンピン１１の潤滑部での油膜切
れによる焼付きを防止するために、大量の潤滑冷却を行
う必要を生じ−それだけ脚部８，９を介して燃焼室２ｊ
Ｉ！１辺から熱を奪うことになる。
ンのピストンに＄ｆいて瞼工、結合部ＩＯが燃焼室２と
１体に形成されており、しかも、ピストンクラウン７の
下面に連らなっているため、これら高温部の熱が直接脚
＠８ 、９Ｖｃ伝達される。特に、これらを構成してい
る上部ヒストン部材ｌは低熱伝導性の鋳鉄等で作られて
１・るため、燃焼室′２やピストンクラウン７が非富に
高温になり、従って、結合部１０や脚９ｇ 、９も高温
となる。そこで、ピストンピン１１の潤滑部での油膜切
れによる焼付きを防止するために、大量の潤滑冷却を行
う必要を生じ−それだけ脚部８，９を介して燃焼室２ｊ
Ｉ！１辺から熱を奪うことになる。
すなわち、ピストンを上下の２つの部材に分けて断熱効
果−なもたせ、これによりピストン上基の高温がピスト
ン下部に伝熱されに（いようにして熱効率を向上させ、
またＨＣ等のエミッションを改善させようとしても、そ
の効果が損なわれてしまう。
果−なもたせ、これによりピストン上基の高温がピスト
ン下部に伝熱されに（いようにして熱効率を向上させ、
またＨＣ等のエミッションを改善させようとしても、そ
の効果が損なわれてしまう。
本発明の目的は、このような問題点を解決して、リンク
キャリア部の内壁と２つのＩｌ’１部上端とをそれぞれ
０Ｉｉｌｉ合部材で１ｇ！続し、結合部材を燃焼室外壁
から１１１ｍすることにより熱損失の少なりディーゼル
エンジンのピストンを提供することにある。
キャリア部の内壁と２つのＩｌ’１部上端とをそれぞれ
０Ｉｉｌｉ合部材で１ｇ！続し、結合部材を燃焼室外壁
から１１１ｍすることにより熱損失の少なりディーゼル
エンジンのピストンを提供することにある。
以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
以下で第１１と同様の箇所には同一符号を用いることと
し、その説明の詳＃ｌは省略する。
し、その説明の詳＃ｌは省略する。
第２図（Ａおよび（鱒は本発明の一実施力を示すもので
、ＩＥｚａＱＷ４ｚピストンビア１１の軸方向のｌｆｒ
面をボし、第２ａＱｌ）はピストンピン１１の軸方向と
直交する方向の断面を示す。ここで、２１ｔ！上部ピス
トン部材であり、燃焼室２やピストンビアク／７からの
熱が下ＩＳＫ伝熱されるのを防止するために鋳鉄等の低
熱伝導性の材料を用いて形成する。２２によヒ２３は、
ピストンピン１１の取付穴１２を穿設した脚部、２４
Ｘよぴ２５は脚＠ ２２ Ｎよぴ２３とリングΦヤリア
ｌＩ６の内壁とを接続して脚ｇ ２２．２３を支持する
結合部材であり、本発明では、燃焼室２の外壁２ムと結
合部材２４および２５とを完全に分離してお（。これに
より、燃焼室２の外！２人を開放する。 ２６は双方の
脚部２２および２３間に跨設したオイルデフレクタであ
り、脚部２２ 、２３と１体に形成するかまたはねじ等
により脚部２２゜２３に取付けるにのオイルデフ、／フ
タ２６ヲ設けることにより、オイルジェット１すから噴
射されるジェット潤滑の油が燃焼室２のＩｔ壁２Ａやビ
ストンク２クン７の裏面にかかり熱が失わ１するのを防
止すると共に、油が脚部２２および：３′４を冷却し、
筐た、ピストンピン１１’に＠滑すン、・ご好適な流れ
となるようにする。
、ＩＥｚａＱＷ４ｚピストンビア１１の軸方向のｌｆｒ
面をボし、第２ａＱｌ）はピストンピン１１の軸方向と
直交する方向の断面を示す。ここで、２１ｔ！上部ピス
トン部材であり、燃焼室２やピストンビアク／７からの
熱が下ＩＳＫ伝熱されるのを防止するために鋳鉄等の低
熱伝導性の材料を用いて形成する。２２によヒ２３は、
ピストンピン１１の取付穴１２を穿設した脚部、２４
Ｘよぴ２５は脚＠ ２２ Ｎよぴ２３とリングΦヤリア
ｌＩ６の内壁とを接続して脚ｇ ２２．２３を支持する
結合部材であり、本発明では、燃焼室２の外壁２ムと結
合部材２４および２５とを完全に分離してお（。これに
より、燃焼室２の外！２人を開放する。 ２６は双方の
脚部２２および２３間に跨設したオイルデフレクタであ
り、脚部２２ 、２３と１体に形成するかまたはねじ等
により脚部２２゜２３に取付けるにのオイルデフ、／フ
タ２６ヲ設けることにより、オイルジェット１すから噴
射されるジェット潤滑の油が燃焼室２のＩｔ壁２Ａやビ
ストンク２クン７の裏面にかかり熱が失わ１するのを防
止すると共に、油が脚部２２および：３′４を冷却し、
筐た、ピストンピン１１’に＠滑すン、・ご好適な流れ
となるようにする。
第２Ｅ（Ｂ）において、２７はピストンクラウン７とリ
ングキャリア部６との接合部に補強のために設けた複数
個のリプであり、第２図（蜀に示すように、この接合部
に設けたヒートダム２８によって生じる熱や燃焼圧力の
作用で起こる強度上の弱さや・１熱変形を考慮して設け
たものである。なお、これらのリプ２７は、結合部材２
４および２５がリング中ヤリアｓ６の円筒面に取付（基
部をできるだけ避けて配設するよ５にする。
ングキャリア部６との接合部に補強のために設けた複数
個のリプであり、第２図（蜀に示すように、この接合部
に設けたヒートダム２８によって生じる熱や燃焼圧力の
作用で起こる強度上の弱さや・１熱変形を考慮して設け
たものである。なお、これらのリプ２７は、結合部材２
４および２５がリング中ヤリアｓ６の円筒面に取付（基
部をできるだけ避けて配設するよ５にする。
なＳ１本例では結合部材２４および２５ヲビンボス側に
投砂たが、これにかえてピストンがスラストを受ける側
面に設けるようにしてもよい。
投砂たが、これにかえてピストンがスラストを受ける側
面に設けるようにしてもよい。
本例において、下部ピストン部材１３およびその他のａ
ｔ成については第１図に示す例と変わるところがないの
でその説明を省略する。
ｔ成については第１図に示す例と変わるところがないの
でその説明を省略する。
このように構成したピストン馨用いたディーゼルエンジ
ンにおいては、燃焼室２内にｇ５料が噴射されて、圧縮
着火により燃焼が起る際ｔこ発生する熱が、一部は上部
ピストン部材１の各壁部を伝って放熱されるが、部材１
が低熱伝導性の材料を用いて構成されているので、通常
のピストンの楊合よりは放熱量が少なくてすむ。特に、
本例では、燃焼室２を形成している壁ｓ２Ａやピストン
クラウン７が結合部材２４１６よび２５と離隔した位置
に配置しであるので、燃焼室２等に発生する熱が結合部
材２４ 、２５に直接伝わることがなく、放熱量が極め
て少ない。
ンにおいては、燃焼室２内にｇ５料が噴射されて、圧縮
着火により燃焼が起る際ｔこ発生する熱が、一部は上部
ピストン部材１の各壁部を伝って放熱されるが、部材１
が低熱伝導性の材料を用いて構成されているので、通常
のピストンの楊合よりは放熱量が少なくてすむ。特に、
本例では、燃焼室２を形成している壁ｓ２Ａやピストン
クラウン７が結合部材２４１６よび２５と離隔した位置
に配置しであるので、燃焼室２等に発生する熱が結合部
材２４ 、２５に直接伝わることがなく、放熱量が極め
て少ない。
また、このように結合部材２４Ｎよび２５に伝わる熱が
少なくてすむところから、脚部２２および２３への伝熱
量が少なくなり、そのピストンピン１１との嵌合部にお
ける温度が高温とならないので、潤滑により焼付きを防
止することが容易となる。
少なくてすむところから、脚部２２および２３への伝熱
量が少なくなり、そのピストンピン１１との嵌合部にお
ける温度が高温とならないので、潤滑により焼付きを防
止することが容易となる。
特に、オイルジェット１９によりジェット淘滑すると、
脚部２２１６よび２３のみならす、結合部材２４゜２５
’＆介してリングキャリア部６を冷却することになるの
で、ピストンリング溝３，４および５におけるリングの
こう着を防止できる。
脚部２２１６よび２３のみならす、結合部材２４゜２５
’＆介してリングキャリア部６を冷却することになるの
で、ピストンリング溝３，４および５におけるリングの
こう着を防止できる。
また、リングキャリア＠６が低温に保１これるので、熱
膨張が抑ＩＩｌされてシリンダとピストンとの間のクリ
アランスが適正に維持さハ、ｆｆｉ焼カスの通過による
ピストンリングの耐久性の劣化をも防ぐことができる。
膨張が抑ＩＩｌされてシリンダとピストンとの間のクリ
アランスが適正に維持さハ、ｆｆｉ焼カスの通過による
ピストンリングの耐久性の劣化をも防ぐことができる。
また、ピストン外周にできる無駄な容積を少なくできる
。
。
以上説明してきたように、本発明によれは、下部ピスト
ン部材とともにピストンピンによって連接棒と連結して
断熱製ピストンを構成する上部ピストン部材において、
ピストンピノのビン孔な有する一対の脚部とリングキャ
リア部の内壁とを結合部材により接続して、結合部材’
（ｊｆｆｉｍ呈と離隔するようにしたので、ピストンク
ラウンから結合部材および脚部を介しての熱の放出量が
少な（なり、機関の熱損失を低減させることができる。
ン部材とともにピストンピンによって連接棒と連結して
断熱製ピストンを構成する上部ピストン部材において、
ピストンピノのビン孔な有する一対の脚部とリングキャ
リア部の内壁とを結合部材により接続して、結合部材’
（ｊｆｆｉｍ呈と離隔するようにしたので、ピストンク
ラウンから結合部材および脚部を介しての熱の放出量が
少な（なり、機関の熱損失を低減させることができる。
また、燃焼室が従来のものに比べて高温に保たれるので
噴射燃料の気化が促進され、良好な混合気が得られるこ
とによって燃焼効率が高められ、史にＨＣ（炭化水Ｘ）
の発生も抑ＩＩＩされる。更にまた、脚部が従来のよう
に高温とならないので、ピストンピンの焼付ｆ！を防止
でき、ジェット潤滑により脚ｆ％！Ｓχ介して中ヤリア
部を冷却でき、ピストンリングのこう着をも防止できる
。
噴射燃料の気化が促進され、良好な混合気が得られるこ
とによって燃焼効率が高められ、史にＨＣ（炭化水Ｘ）
の発生も抑ＩＩＩされる。更にまた、脚部が従来のよう
に高温とならないので、ピストンピンの焼付ｆ！を防止
でき、ジェット潤滑により脚ｆ％！Ｓχ介して中ヤリア
部を冷却でき、ピストンリングのこう着をも防止できる
。
第１図は特開昭５４−１１３１２号によって開示された
ディーゼルエンジンの断熱製ピストンの構成を示す断面
図、第２図（４）および（ト）を工事発明ディーゼルエ
ンジンのピストンの構成の一例を示すピストンピンの軸
方向およびその軸と直交する方向に断面をとったそれぞ
れ断面図である。 ｌ ・・・上部ピストン部材、２・・・燃焼室、２人・
・・外壁、 ３，４．５・・・ピストンリ
ング溝、 ６・・・リングキャリ
ア部、７・・・ピストンクラウン、 ８，９・・・脚部
、１０・・・結合部、 １１・・・ピストン
ピン、１２・・・ビン孔、 １３・・・下部
ピストン部材、１４・・・スカー） ［１，１５・・・
ビン孔、１６・・・ビンボス部、 １７・・・
連接棒、１Ｂ・・・小端部ビン孔、 １９・・・オ
イルジェット、２１・−・上部ピストン部材、 ２２
、２３・・−脚部、２４ 、２５・−・結合部材、
２６・−・オイルデフレクタ、２７・・・リブ、
２８・・・ヒートダム。 特許出願人 日産自動車株式会社 第１図
ディーゼルエンジンの断熱製ピストンの構成を示す断面
図、第２図（４）および（ト）を工事発明ディーゼルエ
ンジンのピストンの構成の一例を示すピストンピンの軸
方向およびその軸と直交する方向に断面をとったそれぞ
れ断面図である。 ｌ ・・・上部ピストン部材、２・・・燃焼室、２人・
・・外壁、 ３，４．５・・・ピストンリ
ング溝、 ６・・・リングキャリ
ア部、７・・・ピストンクラウン、 ８，９・・・脚部
、１０・・・結合部、 １１・・・ピストン
ピン、１２・・・ビン孔、 １３・・・下部
ピストン部材、１４・・・スカー） ［１，１５・・・
ビン孔、１６・・・ビンボス部、 １７・・・
連接棒、１Ｂ・・・小端部ビン孔、 １９・・・オ
イルジェット、２１・−・上部ピストン部材、 ２２
、２３・・−脚部、２４ 、２５・−・結合部材、
２６・−・オイルデフレクタ、２７・・・リブ、
２８・・・ヒートダム。 特許出願人 日産自動車株式会社 第１図
Claims (1)
- ピストンクラウンに開口部を有する燃焼室と、前記ピス
トンクシクンに連設したリングキャリア部と、ピストン
ピンが貫通する孔をあけた脚部および該脚部を支持する
結合部材を有する低熱伝導性材料の上部ピストン部材と
、ピストンスカート部およびビンボス部を有する軽合金
材料の下部ピストン部材とを具備し、前記上部ピストン
部材および下部ピストン部材を前記ピストンピンを介し
て連接棒と連結することにより構成したディーゼルエン
ジンのピストンにおいて、前記脚部を支持する前記結合
部材の他端部を前記リングキャリア部の内周壁に取付け
、前記結合部材を前記燃焼室外壁と離隔するように構成
したことを特徴とするディーゼルエンジンのピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17015881A JPS5872653A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | デイ−ゼルエンジンのピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17015881A JPS5872653A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | デイ−ゼルエンジンのピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5872653A true JPS5872653A (ja) | 1983-04-30 |
Family
ID=15899751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17015881A Pending JPS5872653A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | デイ−ゼルエンジンのピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5872653A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS629859A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Kengo Okabe | ボ−ル研削、研磨方法 |
| JPS6256702U (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-08 | ||
| US5040454A (en) * | 1988-10-21 | 1991-08-20 | Caterpillar Inc. | Piston assembly and piston member thereof having a predetermined compression height to diameter ratio |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP17015881A patent/JPS5872653A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS629859A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Kengo Okabe | ボ−ル研削、研磨方法 |
| JPS6256702U (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-08 | ||
| JPH0545765Y2 (ja) * | 1985-09-27 | 1993-11-26 | ||
| US5040454A (en) * | 1988-10-21 | 1991-08-20 | Caterpillar Inc. | Piston assembly and piston member thereof having a predetermined compression height to diameter ratio |
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