JPS59206740A - ピストンの摩擦力測定装置 - Google Patents
ピストンの摩擦力測定装置Info
- Publication number
- JPS59206740A JPS59206740A JP8235883A JP8235883A JPS59206740A JP S59206740 A JPS59206740 A JP S59206740A JP 8235883 A JP8235883 A JP 8235883A JP 8235883 A JP8235883 A JP 8235883A JP S59206740 A JPS59206740 A JP S59206740A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- frictional force
- piston
- gas pressure
- force
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Testing Of 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、往復動内燃機関のピストンの摩擦力測定装置
に係シ、特にピストンとシリンダ間の摩擦力をエンジン
運転中に実測することができるようにし、しかもシリン
ターに作用するガス圧力の上下方向の作用力を相殺する
機構に０１Ｊング等の弾性部材を用いないことによって
ガス圧によるノイズが測定値の波形に坑われないように
したピストンの摩擦力測定装置に関する。
に係シ、特にピストンとシリンダ間の摩擦力をエンジン
運転中に実測することができるようにし、しかもシリン
ターに作用するガス圧力の上下方向の作用力を相殺する
機構に０１Ｊング等の弾性部材を用いないことによって
ガス圧によるノイズが測定値の波形に坑われないように
したピストンの摩擦力測定装置に関する。
内燃機関の摩擦損失低減は、省エネルギ化のだめの一つ
の１要な項目である。しかし、従来摩擦損失の測定は、
モータリング法又は図示出力と軸出力の差で求める方法
しかなく、両者とも測定された値は１サイクルの全平均
値であり、摩擦損失低減にとって１賛な意味をもつ個々
の摩擦部の時間に対する摩擦力の経過が不明であり、摩
擦損失低減に対して的錐な対策を与えるためには有効で
はなかった。そこで発明者らはエンジン全体の摩擦部の
中で１袂な部分を占めているピストンとシリンダ間の摩
擦力をエンジン運転中に実測する方法及び装置の開発に
つとめてきた。その結果はぼ目的に叶うものとして本発
明が完成したものである。
の１要な項目である。しかし、従来摩擦損失の測定は、
モータリング法又は図示出力と軸出力の差で求める方法
しかなく、両者とも測定された値は１サイクルの全平均
値であり、摩擦損失低減にとって１賛な意味をもつ個々
の摩擦部の時間に対する摩擦力の経過が不明であり、摩
擦損失低減に対して的錐な対策を与えるためには有効で
はなかった。そこで発明者らはエンジン全体の摩擦部の
中で１袂な部分を占めているピストンとシリンダ間の摩
擦力をエンジン運転中に実測する方法及び装置の開発に
つとめてきた。その結果はぼ目的に叶うものとして本発
明が完成したものである。
本測定では、基本的にピストンの摩擦力によるシリンダ
への力を測定するものであシ、そのためシリンダはシリ
ンダブロック及びシリンダヘッドから分離てれてピック
アップで支持されなければならない′。従って、次のよ
うな間眺点を生じる。
への力を測定するものであシ、そのためシリンダはシリ
ンダブロック及びシリンダヘッドから分離てれてピック
アップで支持されなければならない′。従って、次のよ
うな間眺点を生じる。
（１）摩擦力波形に影響を与えないようにシリンダ内の
作用ガスをシールする。
作用ガスをシールする。
（２） シリンダ内のガス圧力によシ生じるヘッドの
動き、またそれによるブロック上部の変形が摩擦波形に
影響しないようＫする。
動き、またそれによるブロック上部の変形が摩擦波形に
影響しないようＫする。
（３） ピストンス２ンプの衝撃が摩擦力波形に影響
を与えないようにする。
を与えないようにする。
（４） ガス圧によってシリンダに作用する上下方向
の作用力を相殺する機構中の一部が弾性変形することに
よって生じる作用力のタイムラグを除去する。
の作用力を相殺する機構中の一部が弾性変形することに
よって生じる作用力のタイムラグを除去する。
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くと共に上記し
た測定上の問題点を解決するためになされたものであっ
て、その目的とするところは、往復動内燃機関のピスト
ンとシリンダ間の摩擦力をエンジン運転中に正確かつ容
易に実測することができるピストンの摩擦力測定装Ｗ、
を提供することであシ、特に、燃焼行程におけるシリン
ダ内のガス圧力を摩擦力波形に影響を与えないようにシ
ールすることである。また他の目的は、ガス圧によって
シリンダに作用する上下方向の作用力を相殺するための
機構にＯリング等の弾性部材を用いないことによって、
該弾性部材の変形に袈する時間によって生じる作用力の
タイムラグを除去することであり、またこれによってピ
ストン摩擦力の測定値となる波形のノイズを最小限に抑
制し、正確な測定結果が得られるようにすることである
。
た測定上の問題点を解決するためになされたものであっ
て、その目的とするところは、往復動内燃機関のピスト
ンとシリンダ間の摩擦力をエンジン運転中に正確かつ容
易に実測することができるピストンの摩擦力測定装Ｗ、
を提供することであシ、特に、燃焼行程におけるシリン
ダ内のガス圧力を摩擦力波形に影響を与えないようにシ
ールすることである。また他の目的は、ガス圧によって
シリンダに作用する上下方向の作用力を相殺するための
機構にＯリング等の弾性部材を用いないことによって、
該弾性部材の変形に袈する時間によって生じる作用力の
タイムラグを除去することであり、またこれによってピ
ストン摩擦力の測定値となる波形のノイズを最小限に抑
制し、正確な測定結果が得られるようにすることである
。
賛するに本発明は、シリンダをシリンダブロックに対し
て相対変位可能に支持し、該相対変位を検出する変位検
出装置を該シリンダと前記シリンダブロックとの間に取
シ付けてピストンの該シリンダに対す為摩擦力を測定す
るようにしたものにおいて、前記シリンダの上端部をそ
の内壁から中心部に向けて突設せしめてシリンダ内径よ
シも小さい内径の穴部を形成し、前記シリンダの上端部
と前記シリンダブロックとの間に形成された溝をまたが
せて内縁部が前記シリンダの上端部に載置され外縁部が
該シリンダブロックの上端部に載置されるようにした円
環状のガス圧均衡プレートを設け、該ガス圧均衡グレー
トの外周部ｌでガス圧が作用するように構成し、前記シ
リンダブロックに作用するガス圧力による作用力が上下
方向に相殺されるように構成したことを特徴とするもの
である。
て相対変位可能に支持し、該相対変位を検出する変位検
出装置を該シリンダと前記シリンダブロックとの間に取
シ付けてピストンの該シリンダに対す為摩擦力を測定す
るようにしたものにおいて、前記シリンダの上端部をそ
の内壁から中心部に向けて突設せしめてシリンダ内径よ
シも小さい内径の穴部を形成し、前記シリンダの上端部
と前記シリンダブロックとの間に形成された溝をまたが
せて内縁部が前記シリンダの上端部に載置され外縁部が
該シリンダブロックの上端部に載置されるようにした円
環状のガス圧均衡プレートを設け、該ガス圧均衡グレー
トの外周部ｌでガス圧が作用するように構成し、前記シ
リンダブロックに作用するガス圧力による作用力が上下
方向に相殺されるように構成したことを特徴とするもの
である。
以下本発明を固自に示す実施例に基いて説明する。第１
図は本発明ピストンの屋擦力測定装［１の組立図であシ
、シリンダ２はシリンダブロック３に対して相対変位可
能に支持されており、該相対変位を検出する変位検出装
ｆ１１１Ｌ４ヲシリンダ２とシリンダブロック３との間
に取シ付けてピストン５のシリンダ２に対する摩擦力を
測定するようになっている。またこのシリンダ２とシリ
ンダブロック３との間の相対変位を測定するための変位
検出装置４としてのピックアップは、為速回転において
、摩擦力を正確に測定するために測定系の固有振動数を
高める必要があることがら、極めてわずかなシリンダ２
の変位を検出できるものでなければならない。このため
該変位検出装置４としては、ピエゾ式のピックアップ６
を採用し、シリンダ２の下端２ａに固着されたピックア
ップ押え８とシリンダブロック３の下端３ａとの間に、
鋼球９を介して該ピエゾ式ビックアッグ６を挾み込むこ
とにより固定しである。
図は本発明ピストンの屋擦力測定装［１の組立図であシ
、シリンダ２はシリンダブロック３に対して相対変位可
能に支持されており、該相対変位を検出する変位検出装
ｆ１１１Ｌ４ヲシリンダ２とシリンダブロック３との間
に取シ付けてピストン５のシリンダ２に対する摩擦力を
測定するようになっている。またこのシリンダ２とシリ
ンダブロック３との間の相対変位を測定するための変位
検出装置４としてのピックアップは、為速回転において
、摩擦力を正確に測定するために測定系の固有振動数を
高める必要があることがら、極めてわずかなシリンダ２
の変位を検出できるものでなければならない。このため
該変位検出装置４としては、ピエゾ式のピックアップ６
を採用し、シリンダ２の下端２ａに固着されたピックア
ップ押え８とシリンダブロック３の下端３ａとの間に、
鋼球９を介して該ピエゾ式ビックアッグ６を挾み込むこ
とにより固定しである。
次に１第１図及び第２図によジエンジンの運転中に２い
てシリンダ２に作用するガス圧による作用力を上下方向
に均等にするための機構１０について説明すると、シリ
ンダ２の上端部１２は、その内壁２ｂから中心部に向け
て突設ぜしめられていてシリンダ内径りよりも小さい内
径ｄの穴部１２ａが形成されている。なおこのシリンダ
２の上端部１２は、図示のように、シリンダ２の肉厚の
１／２程度の肉厚の専用部材１３を別途製作してシリン
ダ２に浴接してもよく、シリンダ２の上端部１２ｆ、切
削により図示の形状に形成してもよい。またこのシリン
ダ２の上端部１２の外周１２ｂは大きく面取りされてお
シ、シリンダブロック３の上端部３ｂ内側の傾斜面３Ｃ
との間には溝１４が形成さｉｔている。そしてこの溝１
４をまたがせてシリンダ２の上端部１２に形成された段
部１２Ｃ及びシリンダブロック３の上端部３ｂに形成さ
れた段部３ｄに嵌入するようにして円環状のガス圧均衡
プレー）１５が設けである。即ち該ガス圧均衡グレート
１５は、その内縁部１５ａがシリンダ２の上端部１２に
載置され、外縁部１５ｂがシリンダブロック３の上端部
３ｂに載置でれており、例えば鋼板で形成されている。
てシリンダ２に作用するガス圧による作用力を上下方向
に均等にするための機構１０について説明すると、シリ
ンダ２の上端部１２は、その内壁２ｂから中心部に向け
て突設ぜしめられていてシリンダ内径りよりも小さい内
径ｄの穴部１２ａが形成されている。なおこのシリンダ
２の上端部１２は、図示のように、シリンダ２の肉厚の
１／２程度の肉厚の専用部材１３を別途製作してシリン
ダ２に浴接してもよく、シリンダ２の上端部１２ｆ、切
削により図示の形状に形成してもよい。またこのシリン
ダ２の上端部１２の外周１２ｂは大きく面取りされてお
シ、シリンダブロック３の上端部３ｂ内側の傾斜面３Ｃ
との間には溝１４が形成さｉｔている。そしてこの溝１
４をまたがせてシリンダ２の上端部１２に形成された段
部１２Ｃ及びシリンダブロック３の上端部３ｂに形成さ
れた段部３ｄに嵌入するようにして円環状のガス圧均衡
プレー）１５が設けである。即ち該ガス圧均衡グレート
１５は、その内縁部１５ａがシリンダ２の上端部１２に
載置され、外縁部１５ｂがシリンダブロック３の上端部
３ｂに載置でれており、例えば鋼板で形成されている。
シリンダブロック３とシリンダヘッド１６間のガスのシ
ールは、ガスケット１８によシ行うようになっておシ、
該ガスケットの内径Ｄ５は、ガス圧均衡プレート１５の
外征Ｄ１ と等しくである。
ールは、ガスケット１８によシ行うようになっておシ、
該ガスケットの内径Ｄ５は、ガス圧均衡プレート１５の
外征Ｄ１ と等しくである。
次に、シリンダ２に作用するガス圧による作用力が上下
方向に相殺されるための各部の寸法の設定について説明
すると、第２図において、シリンダ２０内径りと上端９
１２の穴部１２ａの内径ｄ−ｄ との差の１／２、即ち ２ を寸法ａとした場合、ガス
圧均衡グレート１５の外径り、と穴部１２ａ−ｄ の内径ｄとの差の１／２、す１１ち」了−を寸法ａの２
倍に設定する。試験の結果このように各部の寸法を定め
ることによってシリンダ２に作用するガス圧による上下
方向の作用力が均等となることが判明したものである。
方向に相殺されるための各部の寸法の設定について説明
すると、第２図において、シリンダ２０内径りと上端９
１２の穴部１２ａの内径ｄ−ｄ との差の１／２、即ち ２ を寸法ａとした場合、ガス
圧均衡グレート１５の外径り、と穴部１２ａ−ｄ の内径ｄとの差の１／２、す１１ち」了−を寸法ａの２
倍に設定する。試験の結果このように各部の寸法を定め
ることによってシリンダ２に作用するガス圧による上下
方向の作用力が均等となることが判明したものである。
またシリンダ２とシリンダブロック３との間には、ガス
をシールするためのＱ ＋）ング１９が波層されている
。
をシールするためのＱ ＋）ング１９が波層されている
。
なおピストン５のトップランド５ａは、上端５ｂから長
さｈ１半径方向に外）＠５Ｃから長さＣだけ削シ取って
めシ、シリンダ２の上端部１２にピストン５が干渉しな
いようにしである。なおピストン５において、２１，２
２及び２３は圧縮用のピストンリンクであり、２４はオ
イル用のピストンリングである。
さｈ１半径方向に外）＠５Ｃから長さＣだけ削シ取って
めシ、シリンダ２の上端部１２にピストン５が干渉しな
いようにしである。なおピストン５において、２１，２
２及び２３は圧縮用のピストンリンクであり、２４はオ
イル用のピストンリングである。
またシリンダへラド１６は、図示はしてないが通常のボ
ルトでシリンダブロック３に固定されており、このボル
トをばね系としてシリンダヘッド１６はシリンダ２とは
独立してガス圧によシ変位するようにしである。
ルトでシリンダブロック３に固定されており、このボル
トをばね系としてシリンダヘッド１６はシリンダ２とは
独立してガス圧によシ変位するようにしである。
本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。エンジンが始動すると、ピストン５
は上下方向に往復動し、ピストンリング２１，２２，２
３，２４とシリンダ２の内壁２ｂとの間の摩擦により、
シリンダ２はシリンダブロック３に対して相対的に変位
し、この変位量が２工ゾ式ピックアップ６によシ検出さ
れる。
について説明する。エンジンが始動すると、ピストン５
は上下方向に往復動し、ピストンリング２１，２２，２
３，２４とシリンダ２の内壁２ｂとの間の摩擦により、
シリンダ２はシリンダブロック３に対して相対的に変位
し、この変位量が２工ゾ式ピックアップ６によシ検出さ
れる。
またこの変位量は摩擦力の大きさに比例する。
次にエンジンの燃焼行程において、シリンダ２内のガス
の圧力が急激に増大した場合について説明すると、第３
図に示すように、ガスの圧力は、矢印Ａで示すように上
向きにシリンダ２の上端部１２の寸法ａの部分に作用し
、この結果上向きのＦＵなる作用力が発生する。これに
対してシリンダ２の上端１２の上面及びガス圧均衡プレ
ート１５には、ガスの圧力は矢印Ｂで示すように下向き
に作用し、この結果下向きの２ＦＤなる作用力が発生す
る。この２ＦＤなる作用力は、下向きの圧力の受圧面積
を決める寸法が２ａであるため、上向きの作用力ＦＵの
２倍、即ち２ＦＵ となる。即ち、２ＦＤ＝２ＦＵ
となる。そしてこの２ＦＤなる下向きの力は、その１／
２がシリンダ２の上端部１２に、他の１７２がシリンダ
ブロック３の上端部３ｂに夫々作用することになるので
、シリンダ２を下向きに押圧する作用力も上向きに押圧
する作用力も共にＦＵとなシ、相殺される。この結果ガ
ス圧によってはシリンダ２は上下方向に何ら変位しない
ことになシ、摩擦力のみを検出することができる。
の圧力が急激に増大した場合について説明すると、第３
図に示すように、ガスの圧力は、矢印Ａで示すように上
向きにシリンダ２の上端部１２の寸法ａの部分に作用し
、この結果上向きのＦＵなる作用力が発生する。これに
対してシリンダ２の上端１２の上面及びガス圧均衡プレ
ート１５には、ガスの圧力は矢印Ｂで示すように下向き
に作用し、この結果下向きの２ＦＤなる作用力が発生す
る。この２ＦＤなる作用力は、下向きの圧力の受圧面積
を決める寸法が２ａであるため、上向きの作用力ＦＵの
２倍、即ち２ＦＵ となる。即ち、２ＦＤ＝２ＦＵ
となる。そしてこの２ＦＤなる下向きの力は、その１／
２がシリンダ２の上端部１２に、他の１７２がシリンダ
ブロック３の上端部３ｂに夫々作用することになるので
、シリンダ２を下向きに押圧する作用力も上向きに押圧
する作用力も共にＦＵとなシ、相殺される。この結果ガ
ス圧によってはシリンダ２は上下方向に何ら変位しない
ことになシ、摩擦力のみを検出することができる。
また本発明装置１においては、機構ｌＯ中にＯリング等
の弾性部材を一切用いていないので、ガス圧によって該
弾性部材が変形するのに賛する時間によって生ずる作用
力のタイムラグは完全に除去されておシ、該タイムラグ
による測定値の波形におけるノズは発生しなくなり、極
めて滑らかなピストンの摩擦力波形が得られる。
の弾性部材を一切用いていないので、ガス圧によって該
弾性部材が変形するのに賛する時間によって生ずる作用
力のタイムラグは完全に除去されておシ、該タイムラグ
による測定値の波形におけるノズは発生しなくなり、極
めて滑らかなピストンの摩擦力波形が得られる。
なおシリンダヘッド１６には大きな上向きの力が燃焼の
都度作用するが、シリンダへ、）’１６とシリンダ２と
は分離しているので、このシ１ノンタ゛ヘッド１６の上
下振動の影響を受けることもない。
都度作用するが、シリンダへ、）’１６とシリンダ２と
は分離しているので、このシ１ノンタ゛ヘッド１６の上
下振動の影響を受けることもない。
次に本発明装置１を用いて、ピストン５とシ１ノンダ２
との間の摩擦力を測定した結果につき説明する。摩擦力
を測定する際、その値は油温〃玉極めて敏感に影響する
ために、実働時とモータ１ノング時の摩擦力を比較する
際に冷却水の温度を基準とするのは適当でないので、シ
リンダ壁の温度をトップリングの上死点（ＴＤＣ）と下
死点（ＢＤＣ）及び中央の３ケ所を測定し、そのうちの
中央位置の温度を基準とした。ここで古浜、鈴木力≦こ
の研究に使用しているもの（古浜庄−・鈴木秀和二日本
機械学会論文集ｖ０１，４５．Ｎ０２３９２，１９７９
゜Ｐ、５７１） とほぼ同じエンジンでシリンダ及び
１ノングの温度測定をした結果によれば、ピストン１ノ
ングのすべり面温度はシリンダ２の温度ｔｃよシ１５°
Ｏ〜２０°Ｃ高いことがわかっている。これに対してモ
ータリングの場合は、ピストンリングとシリンダ２の温
度はほぼ同一温度と考えられる。
との間の摩擦力を測定した結果につき説明する。摩擦力
を測定する際、その値は油温〃玉極めて敏感に影響する
ために、実働時とモータ１ノング時の摩擦力を比較する
際に冷却水の温度を基準とするのは適当でないので、シ
リンダ壁の温度をトップリングの上死点（ＴＤＣ）と下
死点（ＢＤＣ）及び中央の３ケ所を測定し、そのうちの
中央位置の温度を基準とした。ここで古浜、鈴木力≦こ
の研究に使用しているもの（古浜庄−・鈴木秀和二日本
機械学会論文集ｖ０１，４５．Ｎ０２３９２，１９７９
゜Ｐ、５７１） とほぼ同じエンジンでシリンダ及び
１ノングの温度測定をした結果によれば、ピストン１ノ
ングのすべり面温度はシリンダ２の温度ｔｃよシ１５°
Ｏ〜２０°Ｃ高いことがわかっている。これに対してモ
ータリングの場合は、ピストンリングとシリンダ２の温
度はほぼ同一温度と考えられる。
そのため実働時のリングの摩擦力を推定する実験として
は、シリンダ壁面の温度を実働時の温度より８〜１０℃
高くして測定したものが最も近い値であると考え、その
方法をとった。なお実験に供したエンジンは、単気筒テ
スト用エンジンで、ポア：１３７１１ＫＮストローク：
１３５兜専、直接噴射式４サイクルデイーゼルエンジン
で、圧縮リング３本、オイルリング１本のリング配置で
るる。
は、シリンダ壁面の温度を実働時の温度より８〜１０℃
高くして測定したものが最も近い値であると考え、その
方法をとった。なお実験に供したエンジンは、単気筒テ
スト用エンジンで、ポア：１３７１１ＫＮストローク：
１３５兜専、直接噴射式４サイクルデイーゼルエンジン
で、圧縮リング３本、オイルリング１本のリング配置で
るる。
次に測定結果の一例を示すと、第４図はファイアリング
における摩擦力の測定例を示し、ここでＦは摩擦力波形
であバＰはシリンダ２内の圧力変動を示し、横軸にクラ
ンクシャフトの回転角（°）をとシ、燃焼行程における
上死点を０°としている。
における摩擦力の測定例を示し、ここでＦは摩擦力波形
であバＰはシリンダ２内の圧力変動を示し、横軸にクラ
ンクシャフトの回転角（°）をとシ、燃焼行程における
上死点を０°としている。
縦軸には摩擦力（ｋｇ ）とシリンダ２内の圧力（ａｔ
ｍ）をとっている。エンジン回転数を１２０゜ｒｐｍ
一定とし、冷却水温度を変化させたものである。この
図でｔｗは冷却水温度であり、ｔＣはシリンダ２０スト
ローク中央のトップリング位置の温度を示す。即ち図示
の如く摩擦力Ｆの波形にはノイズがほとんどなく、きれ
いに描かれておシ、冷却水温度ｔｗが上昇するに従って
摩擦力Ｆは減少することかはっきシ確認できる。
ｍ）をとっている。エンジン回転数を１２０゜ｒｐｍ
一定とし、冷却水温度を変化させたものである。この
図でｔｗは冷却水温度であり、ｔＣはシリンダ２０スト
ローク中央のトップリング位置の温度を示す。即ち図示
の如く摩擦力Ｆの波形にはノイズがほとんどなく、きれ
いに描かれておシ、冷却水温度ｔｗが上昇するに従って
摩擦力Ｆは減少することかはっきシ確認できる。
第５図は第４図の結果をもとにして、各冷却水温度ｔｗ
対して吸排気行程での摩擦力の最大値Ｆ。
対して吸排気行程での摩擦力の最大値Ｆ。
と、燃焼行程での摩擦力の最大値Ｆｍをそれぞれプロッ
トしたものである。この図で示すように、シリンダ壁面
温度ｔｃは、摩擦力に大きな影響を与え、低温で＠滑油
の粘度が高いときに特に大きな摩擦力を示すことが明ら
かとなった。
トしたものである。この図で示すように、シリンダ壁面
温度ｔｃは、摩擦力に大きな影響を与え、低温で＠滑油
の粘度が高いときに特に大きな摩擦力を示すことが明ら
かとなった。
本発明装置では、上記の測定のほか回転数を変化させた
場合の摩擦力の変化、ピストンリングを種々変えた場合
の摩擦力、クランクシャフト１回転中の摩擦力の変化及
び全Ｊ＃擦力に対する谷部の寄与率の大きさ等の測定を
、ファイアリング及びモータリングいずれについても容
易に行うことができる。
場合の摩擦力の変化、ピストンリングを種々変えた場合
の摩擦力、クランクシャフト１回転中の摩擦力の変化及
び全Ｊ＃擦力に対する谷部の寄与率の大きさ等の測定を
、ファイアリング及びモータリングいずれについても容
易に行うことができる。
本発明は、上記のように構成され、作用するものである
から、従来技術では困難とされていた往復動内燃機関の
ピストンとシリンダ間の摩擦力をエンジン運転中にも正
確かつ容易に実測することができる効果が得られるもの
で、特に燃焼行程におけるシリンダ内のガス圧力を摩擦
力波形に影響を与えないようにシールすることができる
効果が得られ、内燃機関の各部の摩擦力の大きさを実測
するのを可能とすることができた。また特に本発明装置
、では、ガス圧によってシリンダに作用する上下方向の
作用力を相殺するだめの機構にＱ ｌ）ン除去すること
ができ、この結果ピストン摩擦力の測定値となる波形の
ノイズを最小限に抑制することができるから正確な測定
結果が得られるもので、低摩擦の機関の開発に大きく寄
与し得、内燃機関の省エネルギ化を進める工で極めで価
値の大きい発明である。
から、従来技術では困難とされていた往復動内燃機関の
ピストンとシリンダ間の摩擦力をエンジン運転中にも正
確かつ容易に実測することができる効果が得られるもの
で、特に燃焼行程におけるシリンダ内のガス圧力を摩擦
力波形に影響を与えないようにシールすることができる
効果が得られ、内燃機関の各部の摩擦力の大きさを実測
するのを可能とすることができた。また特に本発明装置
、では、ガス圧によってシリンダに作用する上下方向の
作用力を相殺するだめの機構にＱ ｌ）ン除去すること
ができ、この結果ピストン摩擦力の測定値となる波形の
ノイズを最小限に抑制することができるから正確な測定
結果が得られるもので、低摩擦の機関の開発に大きく寄
与し得、内燃機関の省エネルギ化を進める工で極めで価
値の大きい発明である。
第１図は本発明装置の組立状態を示す部分縦断面図、第
２図は要部拡大縦断面図、第３図はシリンダ内の圧力の
作用状態を示す要部縦ｌｉ’ｆｒ面図、第４図は本発明
装置を用いてエンジン連転中のピストンの摩擦力を冷却
水温度を種々変えて笑測した結果を示す線図、第５図は
第４図の結果をもとにして作成したもので、冷却水温度
に対する摩擦力の変化をプロットして示す線図である。 ｌはピストンの摩擦力測定装置、２はシリンダ、２ｂは
内壁、３はシリンダブロック、３ｂは上端部、４は変位
検出装置、５はピストン、１２はシリンダの上端部、１
２ａは穴部、１４は溝、１５はガス圧均衡プレート、１
５ａは内縁部、１５ｂは外縁部、Ｄはシリンダの内径、
ｄは穴部の内径、ＦＤは下向きの作用力、”ＩＪは上向
きの作用力である。 特許出願人 日野自動車工業株式会社〃 古浜庄− 代理人 弁理士 内 １）和 男 第１図 第２図 第３図 第４図 ｔｗ＝３０’ｃ ｔｃ４５’ｃ ｔＩ１１＝５０’ＣＬ
・６６Ｃｋ４Ｕ’ ｔｃ６ｆＣ１ｗ４０ｔ ｔｃ−８党
第５図 怜却に菰度−ｔｗ
２図は要部拡大縦断面図、第３図はシリンダ内の圧力の
作用状態を示す要部縦ｌｉ’ｆｒ面図、第４図は本発明
装置を用いてエンジン連転中のピストンの摩擦力を冷却
水温度を種々変えて笑測した結果を示す線図、第５図は
第４図の結果をもとにして作成したもので、冷却水温度
に対する摩擦力の変化をプロットして示す線図である。 ｌはピストンの摩擦力測定装置、２はシリンダ、２ｂは
内壁、３はシリンダブロック、３ｂは上端部、４は変位
検出装置、５はピストン、１２はシリンダの上端部、１
２ａは穴部、１４は溝、１５はガス圧均衡プレート、１
５ａは内縁部、１５ｂは外縁部、Ｄはシリンダの内径、
ｄは穴部の内径、ＦＤは下向きの作用力、”ＩＪは上向
きの作用力である。 特許出願人 日野自動車工業株式会社〃 古浜庄− 代理人 弁理士 内 １）和 男 第１図 第２図 第３図 第４図 ｔｗ＝３０’ｃ ｔｃ４５’ｃ ｔＩ１１＝５０’ＣＬ
・６６Ｃｋ４Ｕ’ ｔｃ６ｆＣ１ｗ４０ｔ ｔｃ−８党
第５図 怜却に菰度−ｔｗ
Claims (1)
- シリンダをシリンダブロックに対して相対変位可能に支
持し、該相対変位を検出する変位検出装置を該シリンダ
と前記シリンダブロックとの間に取シ付けてピストンの
該シリンダに対する摩擦力を測定するようにしたものに
おいて、前記シリンダの上端部をその内壁から中心部に
向けて突設せしめてシリンダ内径よりも小さい内径の穴
部を形成し、前記シリンダの上端部と前記シリンダブロ
ックとの間に形成された溝を塘たかせて内縁部が前記シ
リンダの上端部に載置され外縁部が該シリンダブロック
の上端部に載置されるようにした円環状のガス圧均衡プ
レートを設け、該ガス圧均衡プレートの外周部までガス
圧が作用するように構成し、前記シリンダに作用するガ
ス圧力による作用力が上下方向に相殺されるように構成
したことを特徴とするピストンの摩擦力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235883A JPS59206740A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | ピストンの摩擦力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235883A JPS59206740A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | ピストンの摩擦力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206740A true JPS59206740A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH0259940B2 JPH0259940B2 (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=13772354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8235883A Granted JPS59206740A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | ピストンの摩擦力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59206740A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141627A1 (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Shimada Taizo | エンジンの摩擦損失測定方法およびエンジンの駆動状態検出方法 |
| EP3358336A1 (de) * | 2017-02-03 | 2018-08-08 | Clariant International Ltd | Verfahren und vorrichtung zur bewertung des geräuschverhaltens eines fluids |
| JP2019219258A (ja) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 摩擦力計測装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622921A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-04 | Hino Motors Ltd | Measuring instrument for frictional force of piston |
-
1983
- 1983-05-10 JP JP8235883A patent/JPS59206740A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622921A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-04 | Hino Motors Ltd | Measuring instrument for frictional force of piston |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141627A1 (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Shimada Taizo | エンジンの摩擦損失測定方法およびエンジンの駆動状態検出方法 |
| JP2014199249A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-10-23 | 泰三 嶋田 | エンジンの摩擦損失測定方法およびエンジンの駆動状態検出方法 |
| EP3358336A1 (de) * | 2017-02-03 | 2018-08-08 | Clariant International Ltd | Verfahren und vorrichtung zur bewertung des geräuschverhaltens eines fluids |
| JP2019219258A (ja) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 摩擦力計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0259940B2 (ja) | 1990-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Furuhama et al. | Measurement of piston frictional force in actual operating diesel engine | |
| Furuhama et al. | New device for the measurement of piston frictional forces in small engines | |
| Uras et al. | Measurement of piston and ring assembly friction instantaneous IMEP method | |
| US5157965A (en) | Method and apparatus for diagnosing internal combustion engines | |
| WO2013080585A1 (ja) | 検出装置、及び検出方法 | |
| US10760524B2 (en) | Internal combustion engine | |
| Randolph | Cylinder-pressure-based combustion analysis in race engines | |
| JP4083919B2 (ja) | ピストン挙動解析方法 | |
| JPS6024414B2 (ja) | ピストンの摩擦力測定装置 | |
| CN110006658A (zh) | 往复设备缸套摩擦力对轴系扭振影响的监测方法 | |
| US9869257B2 (en) | System and method for predicting peak pressure values using knock sensor | |
| Ball et al. | The friction of a 1.6 litre automotive engine—gasoline and diesel | |
| Nakayama et al. | The effect of crankshaft offset on piston friction force in a gasoline engine | |
| JPS59206740A (ja) | ピストンの摩擦力測定装置 | |
| Gore et al. | Measurement of in-cylinder friction using the floating liner principle | |
| Fujimoto et al. | Measurement of cylinder bore deformation during actual operating engines | |
| Söchting et al. | The effect of load and viscosity on the minimum operating oil film thickness of piston-rings in internal combustion engines | |
| JPS6031037A (ja) | ピストンフリクションの測定装置 | |
| US4138125A (en) | Piston ring with expansive force responsive to pressure | |
| Albarbar et al. | Internal combustion engine lubricating oil condition monitoring based on vibro-acoustic measurements | |
| FUJIMOTO et al. | Measurement of cylinder bore deformation by means of a turning piston with a gap sensor during engine operation | |
| Yun et al. | new device for piston-ring assembly friction force measurement in IDI diesel engine | |
| Feuga et al. | Piston and ring mechanical losses | |
| JP2016153647A (ja) | ピーク燃焼圧力の位置を判断するための方法およびシステム | |
| JPS5988638A (ja) | 内燃機関のピストン摩擦力測定装置 |