JPS6149155A - Piston of internal-combustion engine - Google Patents

Piston of internal-combustion engine

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JPS6149155A
JPS6149155A JP16921684A JP16921684A JPS6149155A JP S6149155 A JPS6149155 A JP S6149155A JP 16921684 A JP16921684 A JP 16921684A JP 16921684 A JP16921684 A JP 16921684A JP S6149155 A JPS6149155 A JP S6149155A
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piston
dead center
cylinder
top dead
ceramic coating
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Tatsuo Kano
加納 達雄
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • 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
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress gas from leaking and reduce a number of rings, by providing an annular groove on the peripheral surface, opposed to the ceramic coating internal wall surface of a cylinder in its top dead center side, of a piston and fitting the plural piston rings to be mounted to the bottom half of the peripheral surface of the piston. CONSTITUTION:A piston 3 in an internal-combustion engine provides on the peripheral surface in a side of the top dead center a plurality of stripes of annular grooves 19 to be opposed to the internal wall surface of a ceramic coating 18 in a cylinder 1 in a side of the top dead center over almost a half stroke. While the piston is constituted such that a plurality of piston rings 21 are fitted into ring grooves 20 on the peripheral surface in a side of the bottom dead center of the piston and opposed to a non-ceramic coating internal wall surface of the cylinder 1 over the full stroke of the piston. In this way, the piston, dropping the pressure of gas in a combustion chamber due to diffusion in the annular groove and reducing a leak of the gas from the piston ring, enables a number of piston rings to be decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は往復動ピストン式内燃機関のピストン、詳しく
はピストンとシリンダとの間からのガス漏れ防止構造に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a piston of a reciprocating piston type internal combustion engine, and more particularly to a structure for preventing gas leakage from between the piston and the cylinder.

〔従来技術〕[Prior art]

舶用ディーゼル機関等の燃焼部はシリンダヘッドで頭部
を閉塞され九円筒状のシリンダと、シリンダヘッド燃焼
室内の燃焼ガス圧と吸排気とてシリンダ内を往復動し連
接棒を介してクランク軸を回転させるピストンとで形成
されている。そしてピストンの外周面に設けた複数条の
各リング溝には、ピストン径よりもわずかに大径で拡張
力を有しシリンダ内壁面としつくシ妖合するピストンリ
ングがそれぞれ嵌装されてお)、ピストンが受ける高温
の熱をシリンダに伝達してピストンの過熱を防止すると
ともに、燃焼室外へのガス漏れを少なくし圧縮圧を保持
して良好な燃焼を行なうように構成されている。
The combustion section of a marine diesel engine, etc. has a nine cylindrical cylinder whose head is closed by a cylinder head, and the combustion gas pressure in the combustion chamber of the cylinder head and the intake and exhaust gas move back and forth within the cylinder and connect to the crankshaft via a connecting rod. It is made up of a rotating piston. Each of the plurality of ring grooves provided on the outer circumferential surface of the piston is fitted with a piston ring that has a slightly larger diameter than the piston diameter, has an expansion force, and fits tightly against the inner wall surface of the cylinder. The piston is configured to transmit high-temperature heat received by the piston to the cylinder to prevent the piston from overheating, reduce gas leakage to the outside of the combustion chamber, maintain compression pressure, and perform good combustion.

しかしながら、従来の燃焼部におい−Cは、上記ピスト
ンリングによるガス漏れ防止について必ずしも満足した
効果を期待することができなかった。
However, in the conventional combustion section -C, it was not always possible to expect a satisfactory effect in preventing gas leakage by the piston ring.

すなわち、ピストンリングとリング溝との間には、厚み
方向のすき間と、拡張による円周方向のすき間があシ、
またピストンリングには円周方向の1箇所を切断するこ
とによる合い口のすき間があってこれらのすき間を過小
にするとピストンリングの熱膨張による折損やシリンダ
壁の摩耗を招くので、適尚なすき間を設けなければなら
ず、したがつてガス漏れを完全に防止することが不可能
であった。七ζで従来は止むを得ずピストンリングの数
を増やしてガス漏れを最少限に止めるようにしているの
で、シリンダ壁が摩耗し易り、マたピストンリングとシ
リンダ壁との摩擦力によυ機械損失が増大するという欠
点があった。
In other words, there is a gap in the thickness direction and a gap in the circumferential direction due to expansion between the piston ring and the ring groove.
In addition, the piston ring has a gap created by cutting one point in the circumferential direction, and if these gaps are made too small, the piston ring will break due to thermal expansion and the cylinder wall will wear out, so please make sure that the gap is appropriate. Therefore, it was impossible to completely prevent gas leakage. Conventionally, in order to minimize gas leakage, the number of piston rings was unavoidably increased in the 7ζ, but the cylinder wall was prone to wear, and the friction between the piston ring and the cylinder wall caused damage. υThe disadvantage was that mechanical loss increased.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は以上のような点に鮨みなされ念もので、複数条
の環状溝と複数個のピストンリングとを外周面に備え、
上死点側のほゞ半ストローク間で燃焼ガスを環状溝内へ
拡散させるように構成することによシ、ピストンリング
の作用と相まって燃焼室からのガス漏れを遮断し、ピス
トンリングの数を減らすことを可能にしてシリンダの摩
耗防止を計った内燃機関のピストンを提供するものであ
る。
The present invention is based on the above-mentioned points, and includes a plurality of annular grooves and a plurality of piston rings on the outer circumferential surface,
By configuring the combustion gas to diffuse into the annular groove during approximately half a stroke on the top dead center side, this works together with the action of the piston rings to block gas leakage from the combustion chamber, reducing the number of piston rings. To provide a piston for an internal combustion engine that prevents cylinder wear by reducing the amount of wear.

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図ないし第6図は本発明に係る内燃機関のピストン
の実施例を示し、第1図はこのピストンを右半分と左半
分とで900円周方向へ位相をずらして破断した縦断面
図、第2図は第1図のAA断面図、第3図は第1図を矢
印B方向から見た仰視図、第4図は連接棒の球状頭部の
一部破断正面図、第5図は第4図のCC断面図、第6図
は環状溝の拡大断面図である。図において、シリンダ1
はその内周面に嵌着された円筒状のライナ2を備えてお
シ、このライナ2の内周面には、全体を符号3で示すピ
ストンが摺動自在に嵌合されている。
1 to 6 show an embodiment of a piston for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of this piston, with the right half and left half shifted in phase by 900 degrees in the circumferential direction. , Fig. 2 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 1, Fig. 3 is a top view of Fig. 1 viewed from the direction of arrow B, Fig. 4 is a partially cutaway front view of the spherical head of the connecting rod, and Fig. 5. is a CC sectional view of FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged sectional view of the annular groove. In the figure, cylinder 1
The piston is provided with a cylindrical liner 2 fitted on the inner circumferential surface of the piston, and a piston, generally designated by reference numeral 3, is slidably fitted on the inner circumferential surface of the liner 2.

ピストン3は、ピストン冠4とスカート5および連接棒
支持金物6とで形成されておシ、このうちのピストン冠
4はセラミック材により円板状に形成されていてその外
周部には、耐熱鋼で形成された複数個のねじ止め金具7
が成形時に封入されている。また、ピストン冠4の上端
面には、図示しない吸い排気弁との干渉を避けて燃焼を
良好にするための凹陥部8が設けられておシ、このよう
に形成されたピストン冠4は、ねじ止め金具7に係入さ
れてスカート5のねじ孔に螺入されたボルト9によって
スカート5に固定されている0なお、ピストン冠4は耐
熱鋳鉄で形成してセラミックコーディングを施してもよ
い。スカート5はピストン冠4と同径であってその内周
のはil/2には半球面5aが形成されてお夛、残りの
ほゞ1/2には円筒面5bが形成されている。10はピ
ストン冠4とスカート5とをボルト9で固定するときに
両者の芯出しをするための位置決めビンであって、半球
面5&に設けたねじ孔50に半球面5&側から螺入され
ておシ、その先端のビン状部がピストン冠4のピン孔−
しつくシ嵌合されている0連接棒支持金物6はスカート
5の円筒面5b  K嵌入されており、その鍔部からス
カート5の端面ねじ孔に螺入された複数個のボルト11
によってスカート5に固定されている。連接棒支持金物
6は、スカート5に固定された状態でその半球面5qと
ともに球面をなす頭截牛球面6aを備えてお9、この頭
載半球面6Aに続く下方には、第1図にその半分を斜線
で囲って示す一対の対向摺動面6bと、大径孔部6cと
が連転形成されている0全体を符号12で示すものは、
ボルト13とダブルナツト14とで7ランジ部を結合さ
れた球状頭部15と棒状部16とからなる連接棒であっ
て、その接合フランジ部((は、互に平行する一対の摺
動面1Tが形成されている。そして連接棒12は、球状
頭部15を前記半球面5m 、 6aからなる球面に回
動自在に嵌合させ、また摺動面17を前記摺動面6b 
 と摺接さぜることによってピストン3に連接されてお
り、棒状部16の他端は、図示しないクランク軸の偏心
部に嵌装されている。このように構成されていることに
よ)、空気を圧縮して第1図に示す上死点にあるピスト
ン3は、圧縮空気中へ燃料が噴射されて着火されること
により燃焼膨張するガス圧でシリンダ1内を下降し、連
接棒を介してクランク軸を回転させる。クランク軸の回
転によりピストン3が排気、吸気中に昇降し、さらにピ
ストンの上昇によシ空気が圧縮されてこのあと上記行程
が繰返される。なお、第1図の鎖巧12Aはピストン工
3の昇降途中、クランク作用で傾斜した連接棒を示して
いる。
The piston 3 is made up of a piston crown 4, a skirt 5, and a connecting rod support metal fitting 6. Of these, the piston crown 4 is made of a ceramic material in the shape of a disk, and its outer periphery is made of heat-resistant steel. A plurality of screw fittings 7 formed of
is included during molding. Further, a concave portion 8 is provided on the upper end surface of the piston crown 4 in order to avoid interference with an intake/exhaust valve (not shown) and improve combustion. The piston crown 4, which is fixed to the skirt 5 by a bolt 9 inserted into a screw fitting 7 and screwed into a threaded hole in the skirt 5, may be made of heat-resistant cast iron and coated with ceramic. The skirt 5 has the same diameter as the piston crown 4, and has a hemispherical surface 5a formed on its inner circumference il/2, and a cylindrical surface 5b formed on the remaining approximately 1/2. Numeral 10 is a positioning pin for centering the piston crown 4 and skirt 5 when they are fixed with bolts 9, and is screwed into a screw hole 50 provided in the hemispherical surface 5& from the hemispherical surface 5&. The bottle-shaped part at the tip is the pin hole of the piston crown 4.
The connecting rod support fitting 6, which is tightly fitted, is fitted into the cylindrical surface 5b of the skirt 5, and a plurality of bolts 11 are screwed into the threaded holes in the end face of the skirt 5 from the flange thereof.
It is fixed to the skirt 5 by. The connecting rod support hardware 6 is fixed to the skirt 5 and has a spherical head surface 6a that forms a spherical surface together with the hemispherical surface 5q. 0 in which a pair of opposing sliding surfaces 6b, half of which are enclosed by diagonal lines, and a large-diameter hole 6c are formed in a continuous manner is designated by the reference numeral 12.
A connecting rod consisting of a spherical head 15 and a rod-shaped portion 16 whose seven flange portions are joined by a bolt 13 and a double nut 14. The connecting rod 12 has a spherical head 15 rotatably fitted to the spherical surface consisting of the hemispherical surfaces 5m and 6a, and a sliding surface 17 fitted to the sliding surface 6b.
The other end of the rod-shaped portion 16 is fitted into an eccentric portion of a crankshaft (not shown). With this structure, the piston 3 which compresses air and is at the top dead center shown in FIG. It descends inside the cylinder 1 and rotates the crankshaft via the connecting rod. The rotation of the crankshaft causes the piston 3 to move up and down during exhaust and intake, and the rising of the piston compresses the air, after which the above-mentioned process is repeated. Note that the chain 12A in FIG. 1 shows a connecting rod that is tilted due to the crank action while the piston 3 is being raised and lowered.

そこで、燃焼時におけるガス漏れ防止構造について説明
する。シリンダ1のライナ2内周面の上死点側には、ピ
ストン3のストロークTのほゞ1/2の長さと0.4m
m程度の厚みを有するセラミックコーディング18が溶
射によって施されてお)、一方ピストン3のスカート5
外周面には、セラミックコーディング18と対向する複
数個の環状溝19が軸線方向に並列して設けられている
Therefore, a structure for preventing gas leakage during combustion will be explained. On the top dead center side of the inner circumferential surface of the liner 2 of the cylinder 1, there is a line approximately 1/2 the length of the stroke T of the piston 3 and 0.4 m.
A ceramic coating 18 having a thickness of about m is applied by thermal spraying), while the skirt 5 of the piston 3
A plurality of annular grooves 19 facing the ceramic coating 18 are provided in parallel in the axial direction on the outer peripheral surface.

この環状溝19は、シリンダ1とピストン3とのすき間
を第1図の下方へ向おうとするガスを、環状溝19部で
渦流を発生させ拡散させてその圧力を低下させるもので
あって、ぐストン3が上死点側のは\半ストロークを移
動する一部においてセラミック;−ディング18と対向
するようにその位置が上死点側に設定されて込る。また
、環状溝1Sの断面形状は、第6図に拡大して示すよう
に、上部傾斜面と下部水平面および垂直面とで形成され
ておシ、その深さは本実施例の場合例えばピストン3と
シリンダ1とのすき間のほゞ倍程度に設定されている。
This annular groove 19 generates a vortex flow in the annular groove 19 to diffuse the gas that is trying to move downward in the gap between the cylinder 1 and the piston 3 in FIG. The position of the stone 3 is set on the top dead center side so that it faces the ceramic ding 18 in a part of the half-stroke movement on the top dead center side. Further, as shown in an enlarged view in FIG. 6, the cross-sectional shape of the annular groove 1S is formed by an upper inclined surface, a lower horizontal surface, and a vertical surface. The clearance between the cylinder 1 and the cylinder 1 is approximately twice as large.

一方、スカート5の下部外周面には、複数条(本実施例
では3条〕のリングm2aが設けられており、このリン
グ溝2o内には、円周の1箇所を切断されて拡張力によ
りライナー2の内周面としつくり嵌合する従来周知のピ
ストンリング21が嵌装されて込る。このピストンリン
グ21は、第1図に示す上死点においてセラミックコー
ディング18が施されていないライナ2内周面と対向し
、ピストン3の全ストローク中この内周面と対向するよ
うに、その位置ならびにセラミックコーディング18の
長さが設定されておシ、ピストン3の昇降とともにライ
ナ2の内周面に清って摺動するとともに、環状溝19で
拡散されて圧の下がったガスの通過t−遮断するように
構成されている。
On the other hand, a plurality of (three in this embodiment) rings m2a are provided on the outer peripheral surface of the lower part of the skirt 5, and in this ring groove 2o, one place on the circumference is cut and an expansion force is applied. A conventionally known piston ring 21 is fitted into the inner circumferential surface of the liner 2.This piston ring 21 is inserted into the liner 2, which is not coated with the ceramic coating 18, at the top dead center shown in FIG. The position and length of the ceramic coating 18 are set so that it faces the inner circumferential surface during the entire stroke of the piston 3, and as the piston 3 moves up and down, the inner circumferential surface of the liner 2 The annular groove 19 is configured to slide smoothly and to block the passage of gas whose pressure has decreased due to diffusion in the annular groove 19.

次に潤滑油の循環径路について説明する。連接棒12に
は、潤滑油ポンプにょシフランク軸側から圧送される潤
滑油を上昇させる油孔22が軸芯部を貫通して設けられ
てお)、その上端は前記位置決めピン10との間の空間
部に開口されている。
Next, the circulation path of lubricating oil will be explained. The connecting rod 12 is provided with an oil hole 22 (through the shaft core) for raising the lubricating oil pumped from the lubricating oil pump side from the shaft side, and its upper end is located between the positioning pin 10 and the locating pin 10. It opens into the space.

また、油孔22の上部からは、球状部15周面の環状溝
23で連結され念複数個の油孔24が分岐されておシ、
油孔22内を上昇する油の一部を噴出させて球状部15
0周面を潤滑するように構成されている。さらに位置決
めビン10には、スパナ挿入孔を兼ねた孔25とこれか
ら分岐する複数個の油孔26とが設けられており、スカ
ート5の上端面には、複数個の油溝27が油孔26の開
口部を連結する環状溝28から放射状に設けられている
。29は油溝27の終端を連結する環状油溝でちって、
その円周方向複数箇所には、スカート5を軸線方向へ貫
通する縦孔30が穿設されており、各縦孔30は、球状
部15の中央を囲繞する空間部である環状油路31に開
口されている。
Further, from the upper part of the oil hole 22, a plurality of oil holes 24 are connected by an annular groove 23 on the circumferential surface of the spherical part 15 and branched off.
A part of the oil rising inside the oil hole 22 is spouted out to form the spherical part 15.
It is configured to lubricate the 0 circumferential surface. Furthermore, the positioning bottle 10 is provided with a hole 25 that also serves as a spanner insertion hole and a plurality of oil holes 26 branching from this hole, and a plurality of oil grooves 27 are formed in the upper end surface of the skirt 5. The grooves are provided radially from the annular groove 28 connecting the openings of the grooves. 29 is an annular oil groove connecting the ends of the oil groove 27;
Vertical holes 30 that penetrate the skirt 5 in the axial direction are bored at multiple locations in the circumferential direction, and each vertical hole 30 connects to an annular oil passage 31 that is a space surrounding the center of the spherical portion 15. It is opened.

32はスカート5の半球面5&に設けられて油の潤滑を
良好にする油溝であυ、また33は第3図に示すように
連接桿支持金物6の円周方向2箇所に設けられて球状部
15に沿う油溝であって球状部の下方へ開放されている
。このように構成することにより、半球面5m、6a 
と球状部15との嵌合面を潤滑した油は、環状油路31
から油溝32を通って下方のクランク軸方向へ放出され
る。
Reference numeral 32 denotes an oil groove provided on the hemispherical surface 5& of the skirt 5 for good oil lubrication, and 33 is provided at two locations in the circumferential direction of the connecting rod support metal fitting 6 as shown in FIG. This is an oil groove along the spherical portion 15 and is open downward from the spherical portion. With this configuration, the hemispherical surfaces 5m, 6a
The oil that lubricates the fitting surfaces of the spherical part 15 and the annular oil passage 31
It passes through the oil groove 32 and is discharged downward toward the crankshaft.

以上のように構成されたピストンの動作を説明する。ピ
ストン3が図示の上死点位置まで上昇することによって
圧縮された高温高圧の空気中へ燃料が噴射されると、燃
焼ガスが膨張してピストン3が下降し、そのスカート5
0半球面5a 、 6aと球状部15を嵌合させた連接
棒12が下降する。
The operation of the piston configured as above will be explained. When the piston 3 rises to the top dead center position shown in the figure and fuel is injected into the compressed high temperature and high pressure air, the combustion gas expands, the piston 3 descends, and its skirt 5
The connecting rod 12, in which the hemispherical surfaces 5a and 6a and the spherical portion 15 are fitted, is lowered.

この場合連接棒12の下端がクランク軸の偏心部と連結
されているので、連接棒12はその摺動面17を連接棒
支持金具6の摺動面6bと摺接させることによシ回動を
規制されるとともに第1図に鎖線12Aで示すように揺
動しながらクランク軸を回転させる。また、潤滑油ポン
プにょ9クランク軸側から圧送されて連接棒12の油孔
22を上昇してきた油は、油孔22の開口部と油孔24
の開口部とから流出し、一部は球状面5a を潤滑して
環状油路31内へ流下する。また残シの油は油孔26と
油溝27を通って環状油溝29に至シ、縦孔30内をi
t状油路31へ向って流下する。この油は、油溝27と
環状油溝29を通るときにピストン冠4の裏面を冷却し
、また縦孔3oを流下するときにスカート、5の外周部
である環状溝19とセラミックコーディング18との摺
動面を冷却する。環状油路31内に集った油は油溝32
を通ってクランク軸方向へ放出される。このようにして
燃焼ガスの膨張によシ下降したピストン3がクランク軸
の慣性による回転で昇降する間に排気・吸気が行なわれ
、次の上昇で空気が圧縮されることによシ1サイクルが
終ってこのあとサイクルが繰返される。
In this case, since the lower end of the connecting rod 12 is connected to the eccentric portion of the crankshaft, the connecting rod 12 can be rotated by bringing its sliding surface 17 into sliding contact with the sliding surface 6b of the connecting rod support fitting 6. The crankshaft is rotated while swinging as shown by the chain line 12A in FIG. In addition, the oil that has been pressure-fed from the crankshaft side of the lubricating oil pump 9 and ascended through the oil hole 22 of the connecting rod 12 flows through the opening of the oil hole 22 and the oil hole 24.
A part of the oil flows out from the opening of the annular oil passage 31, lubricating the spherical surface 5a and flowing down into the annular oil passage 31. In addition, the remaining oil passes through the oil hole 26 and the oil groove 27 to the annular oil groove 29, and flows inside the vertical hole 30.
It flows down toward the T-shaped oil passage 31. When this oil passes through the oil groove 27 and the annular oil groove 29, it cools the back surface of the piston crown 4, and when flowing down the vertical hole 3o, it cools the annular groove 19 and the ceramic coating 18, which are the outer periphery of the skirt 5. cooling the sliding surfaces. The oil collected in the annular oil passage 31 flows into the oil groove 32.
is emitted toward the crankshaft. In this way, the piston 3, which has descended due to the expansion of the combustion gas, moves up and down due to the rotation due to the inertia of the crankshaft, during which air is exhausted and taken in. When the piston 3 rises again, the air is compressed, thereby completing one cycle. After that, the cycle repeats.

以上のようなサイクル中に昇降するピストン3のストロ
ークのうち、上死点側のはy半ストロークにおいては環
状溝19とセラミックコーディング18とが対向し、か
つピストンリング21がセラミックコーディングのない
ライナ2の内周面と対向しながらピストン3が昇降する
。また下死点側のほゞ半ストロークにおいては、環状?
#19とピストンリング21とがともにライナ2の内周
面と対向しな、がらピストン3が昇降する。したがって
、ガス圧の大きい上死点側のほゞ半ストロークにおいて
、燃焼室内の燃焼ガスはピストン3とシリンダ1とのす
き間を通シピストンリング21方向へ漏れようとするが
、その途中に環状溝1日があるので、ガスは環状溝19
内で過流を発生しながら拡散されてその圧を、環状溝1
9のない場合の173以下に下げることが可能であるの
で、ピストンリング21の数を少なくしてもガスの漏れ
を最少限に止めることができる。捷た、シリンダ1の上
死点側内壁面にはセラミックコーディング18が施され
ているので、耐熱性に俊れているとともに、シリンダ1
かもの熱放散を抑え、熱損失を少なくすることができる
。また、ピストン3とは非接触でおるから摩耗すること
がない。さらにピストン冠4をもセラミック材で形成す
ることによシ、燃焼ガスに対して断熱効果を持たせられ
る。
Among the strokes of the piston 3 that moves up and down during the above-described cycle, in the Y half stroke on the top dead center side, the annular groove 19 and the ceramic coating 18 face each other, and the piston ring 21 is connected to the liner 2 without the ceramic coating. The piston 3 moves up and down while facing the inner circumferential surface of the piston 3. Also, at approximately half a stroke toward the bottom dead center, is it annular?
The piston 3 moves up and down while #19 and the piston ring 21 both face the inner peripheral surface of the liner 2. Therefore, during approximately half a stroke toward the top dead center where the gas pressure is high, the combustion gas in the combustion chamber attempts to leak toward the piston ring 21 through the gap between the piston 3 and the cylinder 1, but the annular groove Since there is one day, the gas flows into the annular groove 19.
The pressure is diffused while generating excess flow within the annular groove 1.
Since it is possible to lower the number of piston rings 21 to 173 or less compared to the case without 9, gas leakage can be minimized even if the number of piston rings 21 is reduced. Ceramic coating 18 is applied to the inner wall surface on the top dead center side of the cylinder 1, which is broken, so it has excellent heat resistance and
It can suppress heat dissipation and reduce heat loss. Furthermore, since it does not come into contact with the piston 3, it will not wear out. Furthermore, by forming the piston crown 4 from a ceramic material, it is possible to provide a heat insulating effect against combustion gas.

なお、本実施例においては本発明を4サイクルのディー
ゼルエンジンに実施した例を示したが、2サイクルのデ
ィーゼルエンジンおよび4サイクル、2サイクルのガソ
リンエンジンにも同様に実施することができる。
In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a 4-stroke diesel engine is shown, but the invention can be similarly applied to a 2-stroke diesel engine, a 4-stroke gasoline engine, and a 2-stroke gasoline engine.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明によυ明らかなように、本発明によれば、内
燃機関のピストンにおいて、上死点側の外周面に複数条
の環状溝を設けてこれを上死点側のはs4ストローク間
においてシリンダのセラミックコーディング内壁面に対
向させ、また下死点側の外周面リング溝内に複数個のピ
ストンリングt[iしてこれをピストンの全ストローク
間においてシリンダのセラミックコーディングされない
内壁面に対向させるように構成することにより、燃焼室
から漏れようとするガスが環状溝での拡散によ)降圧さ
れてピストンリングからの漏れが少なくなるので、ピス
トンリングの数を従来よシも少なくすることができ、ピ
ストン摺動部の摩擦による機械損失が減少して機関の効
率が向上するとともに、シリンダの摩耗が減少し耐用性
が向上する。また、シリンダの上死点側の内壁面にはセ
ラミックコーディングか施されているので、シリンダか
らの熱放散を抑えることもでき、熱損失を少なくできる
As is clear from the above description, according to the present invention, a plurality of annular grooves are provided on the outer circumferential surface of the piston of an internal combustion engine on the top dead center side, and the annular grooves on the top dead center side are inserted between s4 strokes. A plurality of piston rings t[i are placed in the ring groove on the outer circumferential surface on the bottom dead center side so as to face the ceramic-coated inner wall surface of the cylinder during the entire stroke of the piston. By configuring it so that the gas that is about to leak from the combustion chamber is reduced in pressure (by diffusion in the annular groove) and there is less leakage from the piston rings, the number of piston rings can be reduced compared to the conventional one. This reduces mechanical loss due to friction in the piston sliding parts, improving engine efficiency, and reducing cylinder wear and improving durability. Furthermore, since the inner wall surface of the cylinder on the top dead center side is coated with ceramic coating, it is possible to suppress heat dissipation from the cylinder and reduce heat loss.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第6図は本発明に係る内燃機関のピストン
の実施例を示し、第1図はこのピストンを右半分と左半
分とで90°円周方向へ位相をずらして破断した縦断面
図、第2図は第1図のAA断面図、第3図は第1図を矢
印B方向から見念仰視図、第4図は連接棒の球状頭部の
一部破断正面図、第5図は第4図のCC断面図、第6図
は環状溝の拡大断面図である。 1・拳拳・シリンダ、2・・・・ライナ、3@會・・ピ
ストン、12・・・・連接棒、18・・・拳セラミック
コーディング、19−・・・環状溝、20・・・・リン
グ溝、21・−−−ピストンリング。
Figures 1 to 6 show an embodiment of a piston for an internal combustion engine according to the present invention, and Figure 1 is a longitudinal cross-section of this piston cut with the right half and left half shifted in phase by 90° in the circumferential direction. Figure 2 is a sectional view taken along line AA in Figure 1, Figure 3 is a top view of Figure 1 viewed from the direction of arrow B, Figure 4 is a partially cutaway front view of the spherical head of the connecting rod, and Figure 5 is a partially cutaway front view of the spherical head of the connecting rod. The figure is a CC sectional view of FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged sectional view of the annular groove. 1. Fist cylinder, 2. Liner, 3. Piston, 12. Connecting rod, 18. Fist ceramic coating, 19. Annular groove, 20. Ring. Groove, 21---piston ring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 上死点側のほゞ半ストローク間においてシリンダ上死点
側のセラミックコーティング内壁面と対向する複数条の
燃焼ガス拡散用環状溝を周面に設け、全ストローク間に
おいてシリンダ下死点側のセラミックコーディングされ
ない内壁面と摺接する複数個のピストンリングを外周リ
ング溝内に嵌装したことを特徴とする内燃機関のピスト
ン。
A plurality of annular grooves for combustion gas diffusion are provided on the circumferential surface facing the ceramic coating inner wall surface on the cylinder top dead center side during approximately half a stroke on the top dead center side, and the ceramic coating on the cylinder bottom dead center side during the entire stroke. A piston for an internal combustion engine, characterized in that a plurality of piston rings that come into sliding contact with an uncoated inner wall surface are fitted into an outer ring groove.
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