JPS61190153A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
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- JPS61190153A JPS61190153A JP60029337A JP2933785A JPS61190153A JP S61190153 A JPS61190153 A JP S61190153A JP 60029337 A JP60029337 A JP 60029337A JP 2933785 A JP2933785 A JP 2933785A JP S61190153 A JPS61190153 A JP S61190153A
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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
- F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
-
- 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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0627—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion having additional bores or grooves machined into the piston for guiding air or charge flow to the piston bowl
-
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
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-
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-
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関のピストンに関するものであり、詳し
くはそのピストンのトップランド付近へのカーボン堆積
を防止するための改良を加えたピストンに関するもので
ある。
くはそのピストンのトップランド付近へのカーボン堆積
を防止するための改良を加えたピストンに関するもので
ある。
（従来技術〕
第１０図の縦断面図及びその要部縦断面図である第１１
図に示しているように、シリンダライナ１内を上下に往
復動する従来一般に使用されている内燃機関のピストン
２において、Ｃ重油などの低質燃料油を使用すると、ピ
ストン２のシリンダヘッド３側、即ち図中のピストン２
の頂部の外周面を形成するトップランド４部分に矢印Ｃ
で示すカーボンが堆積し、ピストンリング５にそれが固
着し、これらの原因でピストン２とシリンダライナ１と
が焼付くことがある。
図に示しているように、シリンダライナ１内を上下に往
復動する従来一般に使用されている内燃機関のピストン
２において、Ｃ重油などの低質燃料油を使用すると、ピ
ストン２のシリンダヘッド３側、即ち図中のピストン２
の頂部の外周面を形成するトップランド４部分に矢印Ｃ
で示すカーボンが堆積し、ピストンリング５にそれが固
着し、これらの原因でピストン２とシリンダライナ１と
が焼付くことがある。
上記のごときトップランド４へのカーボンＣが堆積する
原因は、ピストン２とシリンダライナ１との隙間が小さ
いため、燃料噴霧の着火後の火炎がそこで消炎されるた
め、燃焼途中の燃料がカーボンＣとなるためであり、低
質燃料油の場合は特に燃焼速度が遅いことと、残炭骨が
多いことの理由からこの傾向が大きい。
原因は、ピストン２とシリンダライナ１との隙間が小さ
いため、燃料噴霧の着火後の火炎がそこで消炎されるた
め、燃焼途中の燃料がカーボンＣとなるためであり、低
質燃料油の場合は特に燃焼速度が遅いことと、残炭骨が
多いことの理由からこの傾向が大きい。
そこで、火炎がピストン２のトップランド４に入り込ま
なければ上記のカーボン堆積の問題を解消できることに
着目してなされたのが本発明である。
なければ上記のカーボン堆積の問題を解消できることに
着目してなされたのが本発明である。
一方、燃焼室あるいはピストンの上面からトップランド
に通ずるガス通路を設けた内燃機関のピストンに関する
実開昭５９−２９６８の考案及び上面からトップランド
に至る切欠を、所要数上端縁部の所要位置に形成した内
燃機関のピストンに関する実開昭５９−２９７０の考案
がそれぞれなされているが、これらの考案は、燃焼時の
高温ガスがガス通路または切欠を通じてトップランドに
導かれ、トップランド付近にまで掃き上げられてきたオ
イルを瞬時に燃焼させてハードカーボンとしてトップラ
ンドに付着しないようにしたものである。
に通ずるガス通路を設けた内燃機関のピストンに関する
実開昭５９−２９６８の考案及び上面からトップランド
に至る切欠を、所要数上端縁部の所要位置に形成した内
燃機関のピストンに関する実開昭５９−２９７０の考案
がそれぞれなされているが、これらの考案は、燃焼時の
高温ガスがガス通路または切欠を通じてトップランドに
導かれ、トップランド付近にまで掃き上げられてきたオ
イルを瞬時に燃焼させてハードカーボンとしてトップラ
ンドに付着しないようにしたものである。
これに対し、本発明はトップランド４に燃焼ガスを導び
くものではなく、逆に、できるだけ燃焼ガスがトップラ
ンド４に入らないように、新鮮な空気をトップランドに
導びくようにして圧力をバランスさせるようにしたもの
である。
くものではなく、逆に、できるだけ燃焼ガスがトップラ
ンド４に入らないように、新鮮な空気をトップランドに
導びくようにして圧力をバランスさせるようにしたもの
である。
そこで本発明は、前記従来の問題を解消するためになさ
れたものであり、ピストン頂部付近の火炎がトップラン
ドに入る前に火炎を含まない空気を他の部分からトップ
ランドに導入して圧力をバランスさせることにより、ピ
ストンのトップランドへのカーボンの堆積を防止するこ
とを目的としたものである。
れたものであり、ピストン頂部付近の火炎がトップラン
ドに入る前に火炎を含まない空気を他の部分からトップ
ランドに導入して圧力をバランスさせることにより、ピ
ストンのトップランドへのカーボンの堆積を防止するこ
とを目的としたものである。
即ち、本発明の内燃機関のピストンは、ピストン頂部の
外周面にリング状溝より成る空気貯留室を設けると共に
、そのピストンの上面で、燃料噴霧から離れた位置から
このリング状溝に連通ずる通路を設けることにより構成
される。
外周面にリング状溝より成る空気貯留室を設けると共に
、そのピストンの上面で、燃料噴霧から離れた位置から
このリング状溝に連通ずる通路を設けることにより構成
される。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１０
図及び第１１図の従来例と以下に説明する各実施例と同
じ部品は同じ部品番号で示している。
図及び第１１図の従来例と以下に説明する各実施例と同
じ部品は同じ部品番号で示している。
まず、第１図の縦断面図に示す本発明の実施例１の内燃
機関のピストン２においては、ピストン２頂部の外周面
、即ちトップランド４の部分にリング状溝６を設けると
共に、このピストン２の吊り上げ用ボルト穴７内から、
リング状溝６に連通ずる複数の通路８を放射状に設けて
いる。
機関のピストン２においては、ピストン２頂部の外周面
、即ちトップランド４の部分にリング状溝６を設けると
共に、このピストン２の吊り上げ用ボルト穴７内から、
リング状溝６に連通ずる複数の通路８を放射状に設けて
いる。
上記の構成からなるピストン２においては、この内燃機
関の燃料弁９から噴射された燃料噴霧の火炎Ｆの燃焼に
よる膨張時にピストン２中央部の比較的清浄な空気Ａを
上記吊り上げ用ボルト穴７及び通路８からトップランド
４に送ることにより、ピストン２頂部とトップランド４
との圧力をバランスさせることになる。
関の燃料弁９から噴射された燃料噴霧の火炎Ｆの燃焼に
よる膨張時にピストン２中央部の比較的清浄な空気Ａを
上記吊り上げ用ボルト穴７及び通路８からトップランド
４に送ることにより、ピストン２頂部とトップランド４
との圧力をバランスさせることになる。
次に、第２図の平面図及び第３図の縦断面図に示す実施
例２のピストン２においては、燃料弁９の各噴口からそ
れぞれ噴射された燃料噴霧の火炎ＦとＦとの間の部分に
、前記実施例１と同様に設けられたリング状溝６に斜め
に連通する複数の通路８を放射状に開口することにより
、実施例１と同様な機能を持たせている。
例２のピストン２においては、燃料弁９の各噴口からそ
れぞれ噴射された燃料噴霧の火炎ＦとＦとの間の部分に
、前記実施例１と同様に設けられたリング状溝６に斜め
に連通する複数の通路８を放射状に開口することにより
、実施例１と同様な機能を持たせている。
また、ピストン２の頂部の外周面、即ちトップランド４
の部分にリング状溝６を設けた他の実施例３につき第４
図及び第５図のピストン要部の縦断面図で示しており、
このリング状溝６はトップランド４のなるべくピストン
頂面に近い領域に形成する。
の部分にリング状溝６を設けた他の実施例３につき第４
図及び第５図のピストン要部の縦断面図で示しており、
このリング状溝６はトップランド４のなるべくピストン
頂面に近い領域に形成する。
即ち、この内燃機関の主燃焼期間には第４図に示すごと
く燃料噴霧の火炎Ｆと共に空気Ａがこのリング状溝６内
に貯留されることになり、引き続いてその燃焼期間末期
にはこのリング状溝６内に貯留された空気Ａが第５図に
示すごと（ピストン２の頂面側に流出して、ピストン２
頂面のピストンクリアランス部へ供給され、その燃焼領
域における空気利用率が向上し、すすの生成が抑制され
るという効果がある。
く燃料噴霧の火炎Ｆと共に空気Ａがこのリング状溝６内
に貯留されることになり、引き続いてその燃焼期間末期
にはこのリング状溝６内に貯留された空気Ａが第５図に
示すごと（ピストン２の頂面側に流出して、ピストン２
頂面のピストンクリアランス部へ供給され、その燃焼領
域における空気利用率が向上し、すすの生成が抑制され
るという効果がある。
上記の効果について説明するため、ピストン２上の主燃
焼室１１内と空気貯留室の機能をするリング状溝６内と
の燃焼期間における圧力履歴を圧力及びクランク角度で
示したのが第６図の線図であり、図中主燃焼室１１内の
圧力線図を実線Ｘで示し、リング状溝６内の圧力線図を
破線Ｙで示し、リング状溝６への空気流入期間を矢印２
で示し、リング状溝６からの空気噴出期間を矢印Ｗで示
している。
焼室１１内と空気貯留室の機能をするリング状溝６内と
の燃焼期間における圧力履歴を圧力及びクランク角度で
示したのが第６図の線図であり、図中主燃焼室１１内の
圧力線図を実線Ｘで示し、リング状溝６内の圧力線図を
破線Ｙで示し、リング状溝６への空気流入期間を矢印２
で示し、リング状溝６からの空気噴出期間を矢印Ｗで示
している。
更に、第７図及び第８図の要部縦断面図ならびに第９図
の平面図に示す実施例４においては、ピストン２のトッ
プランド４部分の周囲に複数のリング状溝６、またはラ
ビリンス溝を形成し、このピストン２の上面からリング
状溝６へ連通するたて溝１２を第９図に示すごとく複数
個設けたものであり、このたて溝１２は、第９図に示す
ごとく燃料弁９から噴射された燃料噴霧の火炎ＦとＦと
の中間の方向とピストン２の外周とが接する位置に設け
たものである。
の平面図に示す実施例４においては、ピストン２のトッ
プランド４部分の周囲に複数のリング状溝６、またはラ
ビリンス溝を形成し、このピストン２の上面からリング
状溝６へ連通するたて溝１２を第９図に示すごとく複数
個設けたものであり、このたて溝１２は、第９図に示す
ごとく燃料弁９から噴射された燃料噴霧の火炎ＦとＦと
の中間の方向とピストン２の外周とが接する位置に設け
たものである。
即ち、これらたて溝１２は噴射された燃料の火炎Ｆの主
流が当たる位置からできるだけ離れた位置に設けている
ので、比較的清浄な空気Ａがこれらのたて溝１２を通っ
てリング状溝６へ導入されて、トップランド４の圧力を
高めることになる。
流が当たる位置からできるだけ離れた位置に設けている
ので、比較的清浄な空気Ａがこれらのたて溝１２を通っ
てリング状溝６へ導入されて、トップランド４の圧力を
高めることになる。
一方、ピストン２の上面からの燃焼ガスはこのリング状
溝６にはばまれて、トップランド４への流入が遅くなり
、トップランド４の深部に浸入するまでは、その圧力が
バランスしてトップランド４にカーボン等が堆積するの
を防止できる。
溝６にはばまれて、トップランド４への流入が遅くなり
、トップランド４の深部に浸入するまでは、その圧力が
バランスしてトップランド４にカーボン等が堆積するの
を防止できる。
従って、本発明のピストンではピストン頂部とトップラ
ンドの圧力をバランスさせることにより、燃料噴霧の火
炎がトップランドに入り込むことがなく、トップランド
におけるカーボンの堆積を防止することができ、その結
果、カーボンがトップリング及びピストン外周面に固着
してピストン及びライナの焼付きする事故を防止する上
で極めて有効である。
ンドの圧力をバランスさせることにより、燃料噴霧の火
炎がトップランドに入り込むことがなく、トップランド
におけるカーボンの堆積を防止することができ、その結
果、カーボンがトップリング及びピストン外周面に固着
してピストン及びライナの焼付きする事故を防止する上
で極めて有効である。
特に本発明のピストンを採用すれば、低質燃料油を使用
した場合に燃焼ガスがトップランドに入って冷却され、
半燃焼の状態でカーボンが堆積するという従来の問題点
が解消されるので低質燃料油の使用が可能になるという
効果がある。
した場合に燃焼ガスがトップランドに入って冷却され、
半燃焼の状態でカーボンが堆積するという従来の問題点
が解消されるので低質燃料油の使用が可能になるという
効果がある。
なお、本発明はディーゼル機関及び筒内噴射式層状給気
機関のピストンに対して有効に適用することができる。
機関のピストンに対して有効に適用することができる。
第１図は本発明の実施例１の内燃機関のピストンの要部
縦断面図、第２図は実施例２のピストンの平面図、第３
図は第２図の要部縦断面図、第４図及び第５図は実施例
３のピストンの要部縦断面図、第６図は第４図の実施例
３における主燃焼室とリング状溝内の燃焼期間の圧力線
図、第７図は実施例４のピストンの要部縦断面図、第８
図は第７図のピストンの異なる方向から見た要部縦断面
図、第９図は第７図のピストンの平面図、第１０図は従
来のピストンの縦断面図、第１１図は第１０図の要部を
示す縦断面図である。 ２・・・ピストン、６・・・リング状溝、７・・・吊り
上げ用ボルト穴、８・・・通路、１２・・・たて溝。
縦断面図、第２図は実施例２のピストンの平面図、第３
図は第２図の要部縦断面図、第４図及び第５図は実施例
３のピストンの要部縦断面図、第６図は第４図の実施例
３における主燃焼室とリング状溝内の燃焼期間の圧力線
図、第７図は実施例４のピストンの要部縦断面図、第８
図は第７図のピストンの異なる方向から見た要部縦断面
図、第９図は第７図のピストンの平面図、第１０図は従
来のピストンの縦断面図、第１１図は第１０図の要部を
示す縦断面図である。 ２・・・ピストン、６・・・リング状溝、７・・・吊り
上げ用ボルト穴、８・・・通路、１２・・・たて溝。
Claims (1)
- ピストン頂部の外周面にリング状溝より成る空気貯留室
を設けると共に、該ピストンの上面で、燃料噴霧から離
れた位置からこのリング状溝に連通する通路を設けてな
る内燃機関のピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029337A JPS61190153A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 内燃機関のピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029337A JPS61190153A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 内燃機関のピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190153A true JPS61190153A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12273418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029337A Pending JPS61190153A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 内燃機関のピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190153A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4898135A (en) * | 1989-02-16 | 1990-02-06 | Sonex Research, Inc. | Piston and process for achieving controlled ignition and combustion of hydrocarbon fuels in internal combustion engines by generation and management of fuel radical species |
| US5322042A (en) * | 1992-06-17 | 1994-06-21 | Sonex Research, Inc. | Combustion chamber for internal combustion engine and process of combustion using fuel radical species |
| EP0653555A1 (en) * | 1993-11-16 | 1995-05-17 | Tickford Limited | Method and apparatus for improving exhaust emission for internal combustion engine |
| EP2602453A1 (de) * | 2011-12-07 | 2013-06-12 | Wärtsilä Schweiz AG | Kolben und Zylinderanordnung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie Verfahren zur Entfernung einer Ablagerung von einem Kolben |
| WO2017115711A1 (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 川崎重工業株式会社 | 内燃機関用ピストン |
| AT522701A1 (de) * | 2019-06-28 | 2021-01-15 | Avl List Gmbh | Kolben |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60029337A patent/JPS61190153A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4898135A (en) * | 1989-02-16 | 1990-02-06 | Sonex Research, Inc. | Piston and process for achieving controlled ignition and combustion of hydrocarbon fuels in internal combustion engines by generation and management of fuel radical species |
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| AT522701A1 (de) * | 2019-06-28 | 2021-01-15 | Avl List Gmbh | Kolben |
| AT522701B1 (de) * | 2019-06-28 | 2021-06-15 | Avl List Gmbh | Kolben |
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