JPS5988638A - 内燃機関のピストン摩擦力測定装置 - Google Patents

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摩擦力の測定法に関するも
のである。

内燃機関の摩擦損失の低減は省エネルギ化のだめの重要
な項目であるが、従来の摩擦力を測定する方法には、図
示出力と軸出力の差から求める方法とモータリングによ
る方法としかなく、その二つの方法により測定される値
は１サイクルの平均値であり、摩擦損失低減のために重
要な個々の摩擦部の時間に対する摩擦力の変化を知るこ
とはできなかった。

本発明の課題は内燃機関の摩擦部の中で特に重要なピス
トンとシリンダの間の摩擦力を機関の運転中に測定する
方法を提供することにある。

前記課題を達成するため本発明の方法の特徴はシリンダ
を荷重ピックアップのみで支持し、ガス圧をシリンダの
外側に導いてシリンダに軸方向の背圧をかけ、その背圧
とシリンダ上端部に作用する軸方向の圧力をバランスさ
せ、ピストンとシリンダの間の摩擦力のみに基づくシリ
ンダ軸方向の力を測定することにある。

本発明の方法を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図及び第２図に示すように、単気筒テスト用エンジ
ンのシリンダ２をライナ３に上から挿入し、シリンダ２
とライナ３の間にベアリング等の揺れ止め４を嵌着する
。シリンダ２の下端部用面に接圧子２１を固定し、ライ
ナ下端に固定した支持部材３１と前記接圧子の間に荷重
ビ・ンクアップをセットしているが、前記支持部材はブ
ロックに固定してもよい、シリンダ２の内部にピストン
１を入れ、シリンダヘッド８で上を覆う。ピストン１に
ピストンリング６をはめ、その第−圧力リングの上死点
より上の位置においてシリンダ２にガス貫通孔７をあけ
る。

シリンダ２の上端部を三段に形成し、その段部とライナ
３の間に三重のガスシール用Ｏリング１１．１３．１４
を設け、中段の０リング１３の有効径を最大にする。ガ
ス貫通孔７からシリンダ２の外周に導かれたガスの背圧
はシリンダ２を軸方向に持」、げ、シリンダ２の上端部
に作用する圧力はシリンダ２を軸方向に押し下げる作用
をする。

この上下の圧力をバランスさせるため、上中下各段のＯ
リング１１．１３．１４の有効径Ｄ１．Ｄ３．１）４と
シリンダの内径Ｄ２を次式が成立するように設定する。

π／４　（Ｄｉ２−Ｄ２２）　＝π／４　（Ｄ３２−Ｄ
４２）シリンダ２の上端に作用する加圧力はシリンダ２
とピストンｌの間の摩擦力よりもはるかに大きいので１
加圧力を背圧によりバランスさせな１７）と、摩擦力を
測定することはできない。しかし、本発明の方法による
と、ガス圧力はシリンダ軸方向の力には関与しないので
、シリンダの軸方向もこ作用する力はシリンダ２とピス
トン１すなわちピストンリング６の間の摩擦力のみとな
る。したがって、ピックアップ５を通じてシリンダ２の
軸方向に作用する力を測定すれば、それがそのままピス
トンの摩擦力になる。

また、前記ガス貫通孔７を設けることにより、シリンダ
外周の圧力とシリンダ内圧力のバランスがとれ、特にシ
リンダ上死点近傍でのシリンダの変形を防１にすること
ができ、正確なピストン摩擦力の測定が可能となる。

図示１７たエンジンはシリンダポア１３７ｍｍ、ストロ
ーク１３５ｍｍの直接噴射式ディーゼルエンジンであり
、圧力リング３木と油かきリング１本を備えている。こ
のエンジンを全負荷、半負荷、無負荷において一定の回
転数（１００ＯＲＰＭ）で運転し、荷重ピックアップを
通じてシリンダとピストンリングの間の摩擦力のみに基
づく軸方向の力を測定し、第３図にその測定結果を図示
した。

第３図から圧縮行程の後半と燃焼行程の前半においてピ
ストンの摩擦力は負荷の影響を受け、負荷が増すに従い
摩擦力も増大することがわかった。又、高いガス圧力が
作用する時間は１サイクルの中の１／４程度で短いこと
、さらに、吸排気行程では逆に摩擦力が減少するため、
摩擦損失に対する影響は比較的小さいことも判明した。

Ｌ記の通り、これまで高いガス圧力のためにエンジン作
動中は不可能とされていたピストン摩擦力の連続的測定
は、本発明の方法により始めて可能になったといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するディーゼルエンジンの
要部を示す断面図、第２図は第１図の部分拡大図、第３
図は本発明の方法により測定したピストン摩擦力をクラ
ンク角度に対して示す図である。 ｌ：ピストン、２ニジリンダ、３：ライナ、４：揺れ止
め、５：荷重ピックアップ、６：ピストンリング、７：
ガス貫通孔、８ニジリンダヘツド、９ニブロツク、１１
，１３，１４：Ｏリング、２１：接圧子、３１：支持部
材 出願人　　吉　　浜　　庄　　− 代理人　川　上　′ＩＣ １９ 第１図 第　　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）シリンダをライナ又はブロックに設けた荷重ピック
   アップのみで支持し、ガス圧を前記シリンダの内部から
   外周に導いて前記シリンダに背圧をかけ、前記シリンダ
   の上端面に作用する圧力と前記背圧をバランスさせ、前
   記荷重ピックアップを通じて前記シリンダに作用する軸
   方向の力を測定することを特徴としてなる内燃機関のピ
   ストン摩擦力の測定法。 ２）シリンダとライナの間に揺れＩＬめを設けて軸方向
   にのみ力が作用するようにしたことを特徴としてなる特
   許請求の範囲第１項に記載の内燃機関のピストン摩擦力
   の測定法。 ３）シリンダの上端部に上中下三段のガスシール用Ｏリ
   ングを設け、前記中段と前記下段のガスシール用０リン
   グの間にガス貫通孔を設け、前記上中下三段のガスシー
   ル用０リングの有効径Ｄ１、Ｄ３．Ｄ４と前記シリンダ
   の内径Ｄ２を、π／４　（１）１２−Ｄ２２）　＝π／
   ４　　（Ｄ３２−Ｄ４２）の関係が成ヴするように設定
   したことを特徴としてなる特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載の内燃機関のピストン摩擦力の測定法。