JPS60190649A - アルミニウム製ピストン構造 - Google Patents

アルミニウム製ピストン構造

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JPS60190649A
JPS60190649A JP4491684A JP4491684A JPS60190649A JP S60190649 A JPS60190649 A JP S60190649A JP 4491684 A JP4491684 A JP 4491684A JP 4491684 A JP4491684 A JP 4491684A JP S60190649 A JPS60190649 A JP S60190649A
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JP
Japan
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piston
crown
piston crown
aluminum
piston body
Prior art date
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Pending
Application number
JP4491684A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadakatsu Ushio
牛尾 定勝
Kazuo Koga
古賀 一雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
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Publication of JPS60190649A publication Critical patent/JPS60190649A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085Materials for constructing engines or their parts
    • F02F7/0087Ceramic materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム製のピストン構造に関する。
一般に、直接噴射式燃焼室を有するディーゼルエンジン
では、その燃料消費率、排気ガス浄化、m焼音などの特
性改善のために、ピストン(燃焼室)の触火面を断熱構
造とすることが好ましいが、触火面の断熱効果と耐久性
および低コスト化との両効果を得ることは困難である。
すなわち、第1図(ピストンの部分縦断面図)に示すよ
うに、従来の直接噴射式燃焼室構造では、アルミニウム
製ピストン1)の上面に形成された凹所aに鉄系刺料か
ら成るピストンクラウン(凹状触火面部材)Cが鋳ぐる
みによって結合されており、ピストン1)の頂部に燃焼
室dが形成されて、噴射ノズルeからの燃料および吸気
弁rからの吸気を受けるとともに、その排気を七1気弁
gからルト出するようになっている。
しかしなが呟このピストンクラウンCが鉄系材料で構成
されているため、耐久性と吐コスト化は得られる半面、
鉄系材料は熱伝導性が良いため、触火面の断熱効果が十
分に得られないという問題点がある。
そこで、上述のピストンクラウンCをセラミック材で形
成することも考えられるが、従来のこの種の燃焼室構造
では、ピストン1〕を構成するアルミニウム材と、ピス
トンクラウンを構成するセラミック材との熱膨張の差に
より、その相互間に隙間が生じてガタ付くため、熱衝撃
に月−シて十分な強度か得られないほか、セラミツクキ
旧こ所要の加工が必要となるため、コスト高を招くとい
う不具合もある。
また、アルミニウム製ピストンの凹所に、セラミック製
ピストンクラウンをクッション材を介してボルトなどに
より固定する手段も提案されているが、この場合も上述
のセラミック材との鋳ぐるみによる結合と同様に、熱衝
撃に★七する強度性やセラミyり材の加]二作業性など
が悪いという不具合がある。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、アルミニウム製ピストン本体と、セラミンク材等のア
ルミニウムよりも熱膨張率の小さい部材で形成されたピ
ストンクラウンとの熱膨張の差による〃7旬きの発生を
防止しうる、アルミニウム製ピストン構造を提供するこ
とを目的とする。
このため、本発明のアルミニウム製ピストン構造は、ア
ルミニウム製ピストンの頂部にピストンクラウンをそな
え、同ピストンクラウンがアルミニウムよりも熱膨張率
の小さい材質により構成され、上記ピストンクラウンと
同ピストンクラウンに鋳込まれるピストン本体との接触
面に、上記ピストンクラウンから上記ピストン本体の底
部への圧縮力を受ける爆発受面と、上記ピストンクラウ
ンが上記ピストン本体の頂部から抜は出るのを抑止する
抜は止め面とが形成されて、f、記の爆発受面および抜
は止め面が、上記ピストンの中心線上の1点から放射状
に形成されるとともに、上記の爆発受面と抜は止め面と
を接続する中間部に耐熱弾性体が介装されたことを特徴
としている。
以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第2,3図は本発明の一実施例としてのアルミニウム製
ピストン構造を示すもので、第2図はそのピストンの縦
断面図、第3図は第2図に対応させて示すその変形例の
縦断面図である。
第2図に示すように、アルミニウム製ピストン本体1の
頂部1aにセラミック製ピストンクラウン2が形成され
てすjす、このピストンクラウン2を7ルミニ・ンム製
ピストン本体1が鋳ぐるんでいる。
ピストンクラウン2の中央上部には、凹状の燃焼室3が
形成されており、この燃焼室3へは噴射ノズルからの燃
料および吸気弁からの吸気が導入され、燃焼後の排気が
仙気弁から排出されるようになっている。
さら1こ、ピストン本1本1とピストンクラウン2との
接触面4に、ピストンクラウン2からピストン本体1の
底部11への圧縮ツバ爆発力)を受ける円錐状の爆発受
面(ガス圧荷重受面)5が形成されており、また、ピス
トンクラウン2からピストン本体1の頂部1aへの抜出
力を受けるリング状の抜は市め而6か形成されている。
そして、爆発受面5と抜は止め面6とは、いずれも、ピ
ストンの中心線C」二の1点Pからの放射線R(すなわ
ち、半径方向に沿う方向)Lに、放射状に形成されてい
る。
また、ピストン本体1とピストンクラウン2どの接触面
4である爆発受面5と抜は止め面6とを接続する中間部
(中心点Pからの放射線R上にない面)には、リング状
の柔かい耐熱弾性体7,8が介装されており、この耐熱
弾性体7,8としては、例えば、グラスウール製マット
やセラミック繊維製マットか用いられる。
なお、図中の符号9はリング溝を示している。
本発明のアルミニウム製ピストン構造は上述のごとく構
成されているので、セラミック製ピストンクラウン2に
アルミニウム製ピストン本体1を鋳込んだ後に、アルミ
ニウム製ピストン本体1が冷却されて収縮する場合には
、放射線R上にない中間部12には、全て耐熱弾性体7
,8が介装されているので、この耐熱弾性体7.8が収
縮するとともに、接触面4のうち放射線l(上の接触面
4では、ピストン本体1とピストンクラウン2とが摺動
するので、第2図中の実線矢印で示す方向へのピストン
本体1の収縮が許容される。
すなわち、鋳ぐるみ部材としてのピストンクラウン2へ
の応力発生を防止できる。
また、アルミニウム製ピストン本体1が加熱される場合
には、」二連の冷却の場合と逆の膨張が許容される。
すなわち、ファイアリング時のアルミニウム製ピストン
本体1の膨張によるガタの発生が防止できる。
このように、アルミニウム製ピストン本体1がピストン
クラウン2に対して、膨張収縮する場合にも、爆発受面
5および抜は止め面6においては、ピストン本体1とピ
ストンクラウン2とが摺動可能に密着しているので、抜
は止め面6においては、ピストンクラウン2の慣性力に
よる上方向への抜は出しを防止でき、さらに、爆発受面
5においては、爆発力を確実にピストン本体1へ伝達さ
せることができる。
また、耐熱弾性体7,8による断熱効果、燃焼音やピス
トンスラップ音の遮音効果も得られる。
なお、第3図に示すように、ピストン本体11こ中火孔
部10を形成したり、リング溝9を形成するピストン本
体1に耐摩耗性部材11を配設[るように17でもよい
以上詳述したように、本発明のアルミニウム製ピストン
構造によれば、アルミニウム製ピストンの頂部にピスト
ンクラウンをそなえ、同ピストンクラウンがアルミニウ
ムよりも熱膨張率の小さい材質により構成され、上記ピ
ストンクラウンと同ピストンクラウンに鋳込まれるピス
トン本体との接触面に、上記ピストンクラウンから上記
ピストン本体の底部への圧縮力を受ける爆発受面と、上
記ピストンクラウンが上記ピストン本体の頂部から抜は
出るのを抑止する抜は止め面とが形成されて、上記の爆
発受面および抜は止め面が、上記ピストンの中心線上の
1点から放射状に形成されるとともに、上記の爆発受面
と抜は止め面とを接続する中間部に耐熱弾性体が介装さ
れるという簡素な構成で、ピストン本体とピストンクラ
ウンとの熱膨張の差によるガタ付きの発生を防止できる
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のアルミニウム製ビス)ン構造を示す縦断
面図であり、第2,3図は本発明の一実施例としてのア
ルミニウム製ピストン構造を示すもので、第2図はその
ピストンの縦断面図、第3図は第2図に対応させて示す
その変形例の縦断面図である。 1・・アルミニウム製ピストン本体、1a・・頂部、1
b・・底部、2・・セラミック製ピストンクラウン、3
・・燃焼室、4・・接触面、5・・爆発受面、6・・抜
は止め面、7,8・・耐熱弾性体、9・・リング溝、1
0・・中央孔部、1】・・耐摩耗性部材、12・・中間
部、C・・中心線、■−)・・中心点、R・・放射線。 代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルミニウム製ピストンの頂部にピストンクラウンをそ
    なえ、同ピストンクラ“ンンが7ルミニ・ンムよりも熱
    膨張率の小さい祠貿により構成され、」重犯ピストンク
    ラウンと同ピストンクラウンに鋳込まれるピストン本体
    との接触部に、」重犯ピストンクラウンから上記ピスト
    ン本体の底部・\の圧縮力を受ける爆発受面と、上記ピ
    ストンクラウンが」1記ピストン本体の頂部から抜は出
    るのを抑止する抜は止め而とか形成されて、上記の爆発
    受面および抜は止め面が、上記ピストンの中心線上の1
    点から放射状に形成されるとともに、上記の爆発受面と
    抜は止め而とを接続する中lul+ ?’flSに耐熱
    弾性体が介装されたことを特徴とする、アルミニウム製
    ピストン構造。
JP4491684A 1984-03-09 1984-03-09 アルミニウム製ピストン構造 Pending JPS60190649A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2602273A1 (fr) * 1986-07-30 1988-02-05 Nasa Piston composite resistant a de hautes temperatures, pour moteurs a combustion interne
CN107387253A (zh) * 2017-09-05 2017-11-24 湖南江滨机器(集团)有限责任公司 一种活塞及其制造方法

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FR2602273A1 (fr) * 1986-07-30 1988-02-05 Nasa Piston composite resistant a de hautes temperatures, pour moteurs a combustion interne
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