JPS6217347A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
- Publication number
- JPS6217347A JPS6217347A JP15506485A JP15506485A JPS6217347A JP S6217347 A JPS6217347 A JP S6217347A JP 15506485 A JP15506485 A JP 15506485A JP 15506485 A JP15506485 A JP 15506485A JP S6217347 A JPS6217347 A JP S6217347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- piston crown
- passage
- coolant
- cooling chamber
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
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〕
本発明は高過給用内燃機関のピストンに関する。
往復動式機関に使用されるピストンは、一般に高温度や
高圧力の作動媒体に接しながら作動する場合が多く、こ
の様な場合には高圧力に耐える構造と、これを適当な温
度に保つ冷却機構を備えることが必要となる。例えば内
燃機関の場合にはピストンは燃焼ガスに接して作動する
ことになるので、この圧力による応力が作用するととも
に燃・焼ガスに触れるピストンの上部側は温度が相対的
に高くなることから熱応力も作用するようになる。
高圧力の作動媒体に接しながら作動する場合が多く、こ
の様な場合には高圧力に耐える構造と、これを適当な温
度に保つ冷却機構を備えることが必要となる。例えば内
燃機関の場合にはピストンは燃焼ガスに接して作動する
ことになるので、この圧力による応力が作用するととも
に燃・焼ガスに触れるピストンの上部側は温度が相対的
に高くなることから熱応力も作用するようになる。
従ってこの様な場合にはピストンの内側を適当に冷却す
るだめの空間を形成しておき、この空間内へ水や油等の
冷却媒体を導入して冷却することが必要となる。
るだめの空間を形成しておき、この空間内へ水や油等の
冷却媒体を導入して冷却することが必要となる。
−第２図は従来のディーゼル機関で使用されるピストン
の例を示す。
の例を示す。
１はピストン冠、１ａはピストン冠内部に放射状に設げ
られたリブ、２は内部金物、３はピストン棒、４は接続
ボルト、５はスカートを示し、図中の矢印は冷却媒体の
流れの方向を模型的に示したものである。
られたリブ、２は内部金物、３はピストン棒、４は接続
ボルト、５はスカートを示し、図中の矢印は冷却媒体の
流れの方向を模型的に示したものである。
一般的にピストン冠を構成する各部の壁厚例えば第２図
に示す上部天井面の壁厚ｔ１や側壁の厚さｔｌは厚い程
ガス圧力による応力は軽減されるが、一方冷却の効果は
悪くなシ全体的な温度レベルが高くなり、又温度の不均
一によって熱応力も高くなる相反した傾向を示すため適
切な構造を採ることが必要となる。
に示す上部天井面の壁厚ｔ１や側壁の厚さｔｌは厚い程
ガス圧力による応力は軽減されるが、一方冷却の効果は
悪くなシ全体的な温度レベルが高くなり、又温度の不均
一によって熱応力も高くなる相反した傾向を示すため適
切な構造を採ることが必要となる。
例えば第２図の如くピストン冠１内に天井面を支える放
射状のリブ１ａを配置し、天井面のガス圧による応力を
軽減させると同時に該リブ１ａを冷却面積の増加にも役
立たしめ、冷却効果も向上させる構造はこれまでに公知
のものである。
射状のリブ１ａを配置し、天井面のガス圧による応力を
軽減させると同時に該リブ１ａを冷却面積の増加にも役
立たしめ、冷却効果も向上させる構造はこれまでに公知
のものである。
ところがこのような往復運動を行うピストンに於ては、
ピストン内に導入された冷却媒体は極めて複雑な挙動を
行うので、予めその挙動を正確に予測して濃も冷却に必
要とする部分を効率よく冷却することは仲々困難である
。又前述の例で示したリブを使用する構造も温度の不均
一によって生ずる熱歪みに対しては拘束の働きをすると
ころからリブ自身にも高い熱応力が発生する可能性を併
せてもっており、ガス圧力による応力を軽減させると同
時に自身の熱応力も低く押える様な両方に好都合な構造
の選定は仲々難かしい、又機関の熱効率を改善する目的
から今後も作動媒体の圧力と温度は増々高くなる事が予
想され、前述の困難性は増々増加が見込まれる。
ピストン内に導入された冷却媒体は極めて複雑な挙動を
行うので、予めその挙動を正確に予測して濃も冷却に必
要とする部分を効率よく冷却することは仲々困難である
。又前述の例で示したリブを使用する構造も温度の不均
一によって生ずる熱歪みに対しては拘束の働きをすると
ころからリブ自身にも高い熱応力が発生する可能性を併
せてもっており、ガス圧力による応力を軽減させると同
時に自身の熱応力も低く押える様な両方に好都合な構造
の選定は仲々難かしい、又機関の熱効率を改善する目的
から今後も作動媒体の圧力と温度は増々高くなる事が予
想され、前述の困難性は増々増加が見込まれる。
本発明の目的は、前記従来装置の欠点を解消し、高温高
圧の作動媒体に耐え信頼性が高く経済的な内゛燃機関の
ピストンを提供するにある。
圧の作動媒体に耐え信頼性が高く経済的な内゛燃機関の
ピストンを提供するにある。
本発明に係る内燃機関のピストンは、ぎストンにおいて
最も効果的な冷却を必要としている部分例えば高圧力や
高温度の作動媒体に直接液しているピストン冠の外周部
分に、上面や側面が薄肉で広い冷却面を有するとともに
第２通路をもった高圧力の荷重支持部を設け、中央上面
の薄肉部分の範囲を少なくし、中央部の第１．第２冷却
室を接続する第１通路部分には冷却媒体の流速を上げて
冷却効果を高める案内部材を設けたこと、第３冷却室は
鋼管を鋳ぐるむことによシその内面の表面をなめらかに
するとともに外表面との肉厚を薄くし、さらにピストン
の下部を冷却するため冷却媒体が流過する下部室を形成
するピストン冠の下端部は、薄肉かつ内周側に突出した
突起状に形成して前記目的を達成できるように構成した
ものである。
最も効果的な冷却を必要としている部分例えば高圧力や
高温度の作動媒体に直接液しているピストン冠の外周部
分に、上面や側面が薄肉で広い冷却面を有するとともに
第２通路をもった高圧力の荷重支持部を設け、中央上面
の薄肉部分の範囲を少なくし、中央部の第１．第２冷却
室を接続する第１通路部分には冷却媒体の流速を上げて
冷却効果を高める案内部材を設けたこと、第３冷却室は
鋼管を鋳ぐるむことによシその内面の表面をなめらかに
するとともに外表面との肉厚を薄くし、さらにピストン
の下部を冷却するため冷却媒体が流過する下部室を形成
するピストン冠の下端部は、薄肉かつ内周側に突出した
突起状に形成して前記目的を達成できるように構成した
ものである。
以下第１図を参照し本発明の一実施例について説明する
。
。
ピストン冠１の下部には冷却媒体の第１通路１０を絞シ
流速を上げる別体の案内２、及び冷却媒体の導入通路と
排出通路を形成する内管６を有し、これらはピストン冠
１とともにピストン棒３と接続ゼルト４と７によって結
合されている。５はピストンに結合されたスカートであ
る。ピストン冠１の外周には上面と側面の冷却面が広く
なったおむすび形の鋼管１２をｔｌとｔｌが薄肉となる
ように鋳ぐるんで形成された第３冷却室１１を有し、こ
の第３冷却室１１は第２通路１４により第２冷却室１５
と接続され、第３通路１３により下部室１６に接続され
ている。冷却媒体は矢印のようにまず第１冷却室１７に
入り、ピストン冠中央部１ｂを冷却し、第１通路１０は
通路面積が絞られここで流速を上げながらピストン冠リ
ブ部１ａを冷却し、第２冷却室１５に導入される。さら
に第２通路１４を通って第３冷却室１１に入り、上面ｔ
ｌ部及び側面ｔ２部を冷却し、第３通路１３をへて下部
室１６に導かれ、矢印のように外部へ排出さ □れ
る。
流速を上げる別体の案内２、及び冷却媒体の導入通路と
排出通路を形成する内管６を有し、これらはピストン冠
１とともにピストン棒３と接続ゼルト４と７によって結
合されている。５はピストンに結合されたスカートであ
る。ピストン冠１の外周には上面と側面の冷却面が広く
なったおむすび形の鋼管１２をｔｌとｔｌが薄肉となる
ように鋳ぐるんで形成された第３冷却室１１を有し、こ
の第３冷却室１１は第２通路１４により第２冷却室１５
と接続され、第３通路１３により下部室１６に接続され
ている。冷却媒体は矢印のようにまず第１冷却室１７に
入り、ピストン冠中央部１ｂを冷却し、第１通路１０は
通路面積が絞られここで流速を上げながらピストン冠リ
ブ部１ａを冷却し、第２冷却室１５に導入される。さら
に第２通路１４を通って第３冷却室１１に入り、上面ｔ
ｌ部及び側面ｔ２部を冷却し、第３通路１３をへて下部
室１６に導かれ、矢印のように外部へ排出さ □れ
る。
第２冷却室１５、第３冷却室１１及び下部室１６′はピ
ストンリング１８から離れているのでピストンリング１
８が過冷却されることはない。１９はＯリングで下部室
１６の冷却媒体の外部への漏れを防止している。第３冷
却室１１は鋼管１２を鋳ぐるんで形成されているため、
その表面はなめらかである・ので鋳肌面のようにグライ
ダによる手入れが不要であシ、肉厚ｔ１及びＬ２は精度
が良くできるので、必要最少限に薄くすることができる
。
ストンリング１８から離れているのでピストンリング１
８が過冷却されることはない。１９はＯリングで下部室
１６の冷却媒体の外部への漏れを防止している。第３冷
却室１１は鋼管１２を鋳ぐるんで形成されているため、
その表面はなめらかである・ので鋳肌面のようにグライ
ダによる手入れが不要であシ、肉厚ｔ１及びＬ２は精度
が良くできるので、必要最少限に薄くすることができる
。
又第３冷却室１１は上面Ｌ１部と側面ｔ２部が有効に冷
却できるように、その部の冷却面が相対的に広く形成さ
れたおむすび形となっている。
却できるように、その部の冷却面が相対的に広く形成さ
れたおむすび形となっている。
第１冷却室１７、第２冷却室１５及び下部室１６を形成
するピストン冠１の表面は機械加工により作成されるの
で、肉厚ｔｉ及びｔ２の高精度と合わせて温度管理が容
易である。第２通路１４及び第３通路１３もドリル加工
によって加工できる。
するピストン冠１の表面は機械加工により作成されるの
で、肉厚ｔｉ及びｔ２の高精度と合わせて温度管理が容
易である。第２通路１４及び第３通路１３もドリル加工
によって加工できる。
Ｏリング１９はピストン冠下端１ｃが薄肉であるので温
度が低くなっており耐久性が高い。
度が低くなっており耐久性が高い。
前述のとおり第１発明によればピストン冠の外周上部部
の内部に第３冷却室が形成される鋼管を鋳ぐみ第２通路
を有する厚肉部を設けるとともに、該ピストン冠の中央
薄肉部分の下部に冷却媒体の第１通路を絞る案内部材を
設けだので、ピストン冠上面部とトップランド付近が十
分に冷却され高負荷エンジンにおいても信頼性があり経
済的な内燃機関のピストンを提供できる。
の内部に第３冷却室が形成される鋼管を鋳ぐみ第２通路
を有する厚肉部を設けるとともに、該ピストン冠の中央
薄肉部分の下部に冷却媒体の第１通路を絞る案内部材を
設けだので、ピストン冠上面部とトップランド付近が十
分に冷却され高負荷エンジンにおいても信頼性があり経
済的な内燃機関のピストンを提供できる。
又第２発明では、第１発明の効果に加えて下部室を設け
て冷却媒体を循環させピストン冠のスカート部も十分に
冷却するようにしたので、高負荷エンジンにおいてもさ
らに信頼性があシ経済的な内燃機関のピストンを提供で
きる。
て冷却媒体を循環させピストン冠のスカート部も十分に
冷却するようにしたので、高負荷エンジンにおいてもさ
らに信頼性があシ経済的な内燃機関のピストンを提供で
きる。
第１図は本発明に係る内燃機関のピストンを示す断面図
、第２図は第１図に対応する従来例の断面図である。 １・・・ピストン冠、１ｂ・・・中央薄肉部分、１ｃ・
・・ピストン冠の下端部、２・・・案内部材、１１・・
・第３冷却室、１２・・・鋼管、１４・・・第２通路、
１６・・・下部室。
、第２図は第１図に対応する従来例の断面図である。 １・・・ピストン冠、１ｂ・・・中央薄肉部分、１ｃ・
・・ピストン冠の下端部、２・・・案内部材、１１・・
・第３冷却室、１２・・・鋼管、１４・・・第２通路、
１６・・・下部室。
Claims (2)
- （１）ピストン冠の外周部の内部に第３冷却室が形成さ
れる鋼管が埋設され、該冷却室に連通される第２通路を
有する厚肉部を設けて、該ピストン冠の中央薄肉部分の
下部に冷却媒体の第１通路を絞る案内部材を設けたこと
を特徴とする内燃機関のピストン。 - （２）ピストン冠の外周部の内部に第３冷却室が形成さ
れる鋼管が埋設され、該冷却室に連通される第２通路を
有する厚肉部を設けて、該ピストン冠の中央薄肉部分の
下部に冷却媒体の第１通路を絞る案内部材を設け、さら
に冷却媒体の下部室を形成するピストン冠の下端部を薄
肉かつ内周側に突出した突起状に形成したことを特徴と
する内燃機関のピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15506485A JPS6217347A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 内燃機関のピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15506485A JPS6217347A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 内燃機関のピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217347A true JPS6217347A (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=15597878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15506485A Pending JPS6217347A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 内燃機関のピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6217347A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130501A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-23 | Murata Mfg Co Ltd | 高電圧用抵抗器 |
| US4986167A (en) * | 1989-05-25 | 1991-01-22 | Caterpillar Inc. | Articulated piston with a cooling recess having a preestablished volume therein |
| KR20030030245A (ko) * | 2001-10-09 | 2003-04-18 | 현대자동차주식회사 | 피스톤 |
| KR20030092480A (ko) * | 2002-05-30 | 2003-12-06 | 현대자동차주식회사 | 피스톤의 오일 갤러리와 링 캐리어의 장착 구조 |
| KR100473091B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2005-03-07 | 맨 비 앤드 더블유 디젤 에이/에스 | 왕복동 기관 |
| CN103380283A (zh) * | 2011-03-01 | 2013-10-30 | Ks科尔本施密特有限公司 | 冷却的活塞及其制造方法 |
| WO2014148331A1 (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 日野自動車株式会社 | 内燃機関のピストン |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP15506485A patent/JPS6217347A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130501A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-23 | Murata Mfg Co Ltd | 高電圧用抵抗器 |
| US4986167A (en) * | 1989-05-25 | 1991-01-22 | Caterpillar Inc. | Articulated piston with a cooling recess having a preestablished volume therein |
| KR100473091B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2005-03-07 | 맨 비 앤드 더블유 디젤 에이/에스 | 왕복동 기관 |
| KR20030030245A (ko) * | 2001-10-09 | 2003-04-18 | 현대자동차주식회사 | 피스톤 |
| KR20030092480A (ko) * | 2002-05-30 | 2003-12-06 | 현대자동차주식회사 | 피스톤의 오일 갤러리와 링 캐리어의 장착 구조 |
| CN103380283A (zh) * | 2011-03-01 | 2013-10-30 | Ks科尔本施密特有限公司 | 冷却的活塞及其制造方法 |
| WO2014148331A1 (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 日野自動車株式会社 | 内燃機関のピストン |
| CN105143653A (zh) * | 2013-03-21 | 2015-12-09 | 日野自动车株式会社 | 内燃机的活塞 |
| US9850847B2 (en) | 2013-03-21 | 2017-12-26 | Hino Motors, Ltd. | Piston for internal combustion engine |
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