JPS5885344A - 内燃機関のピストンリング装置 - Google Patents

内燃機関のピストンリング装置

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JPS5885344A
JPS5885344A JP18410281A JP18410281A JPS5885344A JP S5885344 A JPS5885344 A JP S5885344A JP 18410281 A JP18410281 A JP 18410281A JP 18410281 A JP18410281 A JP 18410281A JP S5885344 A JPS5885344 A JP S5885344A
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JP
Japan
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ring
piston ring
oil
piston
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP18410281A
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English (en)
Inventor
Shinichi Nanun
南雲 慎一
Yoshifumi Hase
長谷 好文
Takaharu Goto
隆治 後藤
Yasuo Nakajima
中島 泰夫
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F16J9/203Oil-scraping rings
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のピストンリング装置に関する。
往復動型内燃機関のピストンリング部のフリクションロ
ス、とくに爆発上死点付近でのメタルコンタク)?防い
で摺動摩擦を低減することを目的として、本出願人によ
り第1図〜第4図に示すような装置が提案されている(
実願昭55−1793号)。
図において、1はピストン、2はシリンダ壁、3と4は
それぞれ第1、第2のピストンリング部である。
第2のピストンリング部4は主としてオイルの潤滑供給
を調整するオイルリ、ングの役割があるのに対し、第1
のピストンリング部3は燃焼ガスの気密維持とオイル供
給との役割を兼ねる。
そして、第1(燃焼室側)のピストンリング部3ti、
リング溝5にピストンの軸方向に重ね合せて装着される
2枚のピストンリング6.7と、これらリング6.7の
背面(内周)に接触するバックアップリング8とから構
成される。
ピストンリング6.7のシリンダ壁2との接触面はチー
ツク面6A、7Aが形成され、このテーパ面6A、7A
はリング6.7の互いの接触側面から遠ざかるにつれて
外径が縮小するような傾きをtつ。
この結果、第1rS!Aのようにピストン1の上昇過程
では、上方−のりング6がテーパ面6Aにかかる油圧で
内側に引っ込むのに対し、下方のリング7ハコれト逆チ
ーAIのためシリンダ壁2に接触して壁面の付着オイル
を適正な厚みを残してかき上げ、2つのリング6.7と
バックアップリング8との間にオイルを溜め込む。
このようにして溜め込まれたオイルは、圧縮上死点付近
で点火(着火)し、筒内ガス圧力がいつきに上昇すると
、第2図のように、ピストンリング6の矢印で示すよう
な下方への移動により、シリンダ壁2に卵て押し出され
る。
したがってこのようにピストン速度が低くなる上死点付
近でもピストン摺動面に十分なオイルを供給することが
でき、メタルコンタクトに近い境界潤滑を起こすことな
く、摩擦損失の少ない流体潤滑を確保するのである。
吸入行程などのピストン下降時には、上昇行程とは逆に
下方のピストンリング7が引っ込み上方のピストンリン
グ6によ訃、シリンダ壁2に付着する余剰オイルをかき
落すので、上昇行程と同じく適正油膜の形成が行える。
このようにして、常に良好な潤滑性能上確保し、ピスト
ンリング部のフリクションロスヲ低減して、エンジン出
力や燃費の向上をはめ瓢っていル+7)テlる。(カお
、ピストンリング6.7にテーノ9面6A、7At形成
するかわりに緩やかな円弧面を設けても同様の効果が得
られる。) しかしながらこの場合、次に述べる理由により膨張行程
でピストンリング6.7が踊って不必要にオイルが消費
される傾向がみられた。
第3図のように、膨張行程の初期には、り?トンリング
6.7は共にピストン1のIJング溝5の下側5Aに気
筒内高ガス圧P1によって押しつけられているが、短時
間後にまず上方の1】フグ6力;リング溝5の上側5B
に移動する。
ここで燃焼室側の高圧のPlからクランク室11IJの
ほぼ大気圧P3になるまでのピストン1】ング部分にお
けるガスの圧力下降過程ケ考えると、圧力P1の部分か
らコストンリング6と7の間の圧力P2の部分までの゛
)ス通路はIJソング、7戸!下側に押し付けられてい
る間はリング60合い口金て(L)であるのに比べ、圧
力P2〜P3の部分までのガス通路は、リング7の下面
がリング溝5に接触している関係で合い口の内ピストン
ランドIAとシリンダ壁2との僅かな隙間分(ΔL)L
かないことに彦り、そのためにリング6.7間の圧力P
2に対しては、P3の影響よシもPlの影響が大きくな
り、P2は瞬間的にはぼPlと等しくなる。ピストン1
が下が9出す膨張行程初期には、ピストンリング6.7
は慣性でリング溝5の上側5Bに押しつけられようとし
、シリンダ壁2との摩擦力も同方向に作用するため、こ
のようにP2=P1となると結局リング6には下向きの
作用力が加わらず、リング6はリング溝上側5Bに移動
する。
このようにしてピストンリング6がリング溝5の上側5
Bに押しつけられると、こんどは圧力P1の部分からP
2の部分への通路が縮小してP2がP3の影響で徐々に
減少するため、リング7に作用する上向きの作用力(慣
性力及び摩擦力)が下向きの作用力(P2−P3のガス
圧)を上まわり、リング7も上側5Bに押しつけられる
(第4図)。
このよう圧して膨張行程中すなわちピストン1が下降中
に1両ピストンリング6.7が上側へ移動すると、リン
グ7によって掻かれたオイルはリング7とリング溝5の
下側5Aとの間からバックアップリング8とリング溝底
部5Cとの間に入ってゆく。
一方、ピストンリング6.7が互いに密着した状態でリ
ング溝5のよ@5Bに押しつけられた時点で上面の圧力
P1はまだ十分に高く、これに対し下面の圧力P3は大
気圧のため、リング6.7はガス圧の差圧によシ共にリ
ング溝5の下側5Aに向けて再び移動する。この時リン
グ7の下面やバックアップリング8の内側に溜められた
オイルはリング6とリング溝5の上側5Bとの間を通っ
て上方へと移動し、燃焼室に入り蒸発燃焼してしまう。
このように従来はピストン1Jング6,7間の圧力P2
が上面の高゛圧P1と膨張行程中にほぼ等しくなること
があるため、リング6.7が踊ってしまいオイル消費が
増大するという傾向があった。
また、オイル消費量やブローパイガス量は、二枚のピス
トンリング6.7の合い口が一致し九と1にも増大する
傾向があり、これらはいずれも各リング6.7及び8が
自由に位置ヲ変えられるためで、そこで、本出願人によ
り、いわばこれらリング6.7及び8會一体化したもの
として、断面がU字状のリングを、シリンダ壁との摺接
面が開口するよう忙リング溝に嵌めるよう圧したものが
、実願昭56−30728号や実願昭56−78014
号として提案されている。
この場合には各リングが相互に移動しないので、上記し
た問題は解消されるが、リングのU字溝が合い目部分ま
で連通しているため、溝内に溜め込んだオイルを燃焼ガ
ス圧により膨張上死点付近でシリンダ壁に向けて押し出
す際に、一部がこの合い口から逃げ、必らずしも十分な
潤滑作用が得られるとは言えなかつ九。
また、このようにリングのU字溝に溜めたオイルが合い
口から逃げると、例えば膨張行程の後半イルが、リング
溝上経由して燃焼室側へ回シ込み、オイル消費tを増加
させる原因にもなっていた。
、 本発明はこのような問題に着目し、燃焼室側の圧力
リングとして、ピストンリングにリング合い口付近會除
いてシリンダ壁との摺接面に開口する略環状ノオイル溝
を設け、この単一のピストンリング會リング溝に僚めた
もので、膨張上死点付近でのオイル供給作用を確保しつ
つオイル消費量とブローパイガス量の減少をはかること
を目的とするものである。
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第5図、第6図に示すように、ピストン1の燃焼室側の
リング溝5には、単一のピストンリング10が嵌められ
る。
このピストンリングlOにはシリンダ壁2との摺接外周
12に沿って開口する略環状のオイル溝11が形厄され
る。
コノオイル1s11は第6図にも明らかなように、リン
グ合い口13の端面には開口せず、したがってピストン
リング10の外周に沿ってほぼ全周的に設けられるが、
両端を閉じた形状となっている。
そしてこの実施例では、リング合い口13には、一方の
端部外周に断面が三角形の突片14が形成され、他方の
端部外周にはこれを受は入れる凹部15が設けられ、突
片14が凹部15に接触して、会い口13部分のシール
性を高めている。
このように構成したので、ピストン1の上昇過程で、ピ
ストンリング10のオイル溝11の上片16と下片17
との油膜構成作用9差(シリンダ壁2に対する接触圧力
差などに起因する)から、オイル溝11にオイルが溜め
込まれる。
点火にもとづいて燃焼室内の圧力が急上昇すると、ピス
トンリング10はリング溝5の下側にガス圧力で強く押
し、付けられ、同時にオイル溝11の上片16が下方に
たわみ、オイル溝11のオイルはリング合い口13側へ
と逃げることができずに、シリンダ壁2に向けていつき
に押し出される。
その結果、最もメタルコンタクトの起きやすい膨張行程
の上死点付近でも充分な潤滑が行え、摩擦損失を低減で
きるのである。
この場合、リング溝5に嵌まっているのは単一のピスト
ンリング10であるため、膨張行程の間、リング溝5の
下側に押し付けられたままとなシ、従来の複数リングの
ように個々のリングが位kk変えることがなく、シ九が
ってピストンリング10の下側へかき落したオイルがリ
ング溝5の内部でピストンリング背面へと回シ込むこと
がほとんどなく、オイル消費量の増加が防止できる。
ま次、リング合い口13の部分は、突片14が凹部15
1C接触しているため、シリンダ壁2と合い口13の部
分の接触隙間がほとんどなくなり、この部分からのオイ
ル漏れやブローパイガスの吹き抜けも減少子る。
なお、第7図のように、リング合い口部を直角合い口2
0としても、従来の検数リングに比較すると、ブローパ
イガス量は少なくなるので、天川的には問題がなく、こ
の場合には製作が容易となって低コスト化がはかれる。
また、ピストンリング10に形成するオイル溝は、第8
図のように、上下面の中心よシ上方にオイル溝11Aを
形成したり・、逆に第9図のように、下方にオイル溝1
1B全形成することKより、油膜構成に差異をもたせて
、使用条件に応じて最適なオイルの溜め込み及び噴出を
行なうこともできる。
以上のように本発明は、ピストンリングにその合い口付
近全除いてシリンダ壁との摺接外周に開口する略環状の
オイル溝を設けたため、ブローパイガス量やオイル消費
量を増加させることなく、フリクションロス會低減して
燃費の向上をはかることができる。
なお、ピストンリングは1本のため、従来の複数リング
に比べて部品点数の削減と組立時の作業性が改善できる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の断面図、第2図〜第4図はそれぞれ
その作動状態を示す要部断面図である。 第5図は本発明の実施例會示す要部断面図、第6図は同
じくその斜視図、第7図は他の実施例の要部斜視図、第
8図、第9図はさらにそれぞれ他の実施例の要部断面図
である。 1・・・ピストン、2・・・シリンダ壁、5・・・リン
グ溝、10・・・ピストンリング、11.11A、II
B・・・オイル溝、13・・・合い口、16・・・上片
、17・・・下片。 特許出願人  日産自動車株式会社 2−1・、・ 、 □土 第5図 第7図 1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シリンダの内周に摺接して往復動するピストンを有する
    内燃機関、において、最も燃焼室側のリング溝に単一の
    ピストンリング装置恢め、このピストンリングに、リン
    グ合い口付近を除いてシリンダ壁との摺接外局面に開口
    する略環状のオイル溝を形成したことt−特徴とする内
    燃機関のピストンリング装置。
JP18410281A 1981-11-17 1981-11-17 内燃機関のピストンリング装置 Pending JPS5885344A (ja)

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JP18410281A JPS5885344A (ja) 1981-11-17 1981-11-17 内燃機関のピストンリング装置

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JP18410281A JPS5885344A (ja) 1981-11-17 1981-11-17 内燃機関のピストンリング装置

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JPS5885344A true JPS5885344A (ja) 1983-05-21

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ID=16147424

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JP18410281A Pending JPS5885344A (ja) 1981-11-17 1981-11-17 内燃機関のピストンリング装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088276A (ja) * 1983-10-20 1985-05-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd シリンダ注油方法
US4706971A (en) * 1983-08-25 1987-11-17 Schirmer Alfred F Seal ring for piston rods with partings
JPS63152965U (ja) * 1987-03-28 1988-10-06
JPH0338457U (ja) * 1989-08-25 1991-04-15
EP3258144A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-20 Hamilton Sundstrand Corporation Piston ring assembly

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US10041593B2 (en) 2016-06-13 2018-08-07 Hamilton Sundstrand Corporation Piston ring assembly

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