JPS63295845A - 内燃機関用のピストン - Google Patents
内燃機関用のピストンInfo
- Publication number
- JPS63295845A JPS63295845A JP63051801A JP5180188A JPS63295845A JP S63295845 A JPS63295845 A JP S63295845A JP 63051801 A JP63051801 A JP 63051801A JP 5180188 A JP5180188 A JP 5180188A JP S63295845 A JPS63295845 A JP S63295845A
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- JP
- Japan
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- piston
- cooling chamber
- oil
- outflow opening
- central
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 31
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
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
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
-
- 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
- F02F3/225—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid the liquid being directed into blind holes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (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。
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、内燃機関において用いられる複数部分から成
るオイル冷却式のピストンでろって、燃焼室側をピスト
ンヘッド内11111によって匍」限ちれた中央の冷却
室が設けられていて、該冷却ヱに中央のオイル供給2j
!宮が突入しており、該オイル供給導管の円形の流出開
口に対向してピストンヘッド内側に先端が丸く面取りさ
れていてオイル分配のために拗〈隆起部が配*−aれて
いる形式のものに関する。
るオイル冷却式のピストンでろって、燃焼室側をピスト
ンヘッド内11111によって匍」限ちれた中央の冷却
室が設けられていて、該冷却ヱに中央のオイル供給2j
!宮が突入しており、該オイル供給導管の円形の流出開
口に対向してピストンヘッド内側に先端が丸く面取りさ
れていてオイル分配のために拗〈隆起部が配*−aれて
いる形式のものに関する。
従来の技術
西ドイツ国時計出願公開第3502644号鴫細誓に基
づいて公知の上記形式のピストンでは、冷却オイルはク
ランク軸における孔と連接俸金長手方回で貫通するオイ
ル供給孔とピストン下部の中央における突出部内を延び
ている冷却オイル買流孔とを弁じて内部の冷却室に圧送
され、そこで冷却オイルはまず初め、中央に隆起部を有
するピストンヘッド内側に回かつて噴出し、次いで湾曲
したピストンヘッド内側に沿って外方に分配葛れろ。こ
の場合、中央の冷却室の下914の環状室にお−て集め
られ九冷却オイルは往復動するぎストンのシェーカ作用
によってピストンヘッド内側に回かつて加速されて外方
への分配流に重畳ちれるので、閉じられた流れ全形Jb
、することはでき々い。オイルの1部はシェーカ作用に
よって、外方に回かって斜めに姑びたオイル頁流孔とこ
れに接続した袋孔とtブrして外側のピストン冷却室に
導入ちれ、次いで、ピストン下部に設けられた排出孔を
弁してクランク室に戻δnる。純然友るシェーカ冷却に
は、七の効果が機関の回転数に依存しているという欠点
がある。シェーカ冷却は特に全負荷運転における例えば
過負荷による低回転数時に十分な効果を得ることができ
ない。
づいて公知の上記形式のピストンでは、冷却オイルはク
ランク軸における孔と連接俸金長手方回で貫通するオイ
ル供給孔とピストン下部の中央における突出部内を延び
ている冷却オイル買流孔とを弁じて内部の冷却室に圧送
され、そこで冷却オイルはまず初め、中央に隆起部を有
するピストンヘッド内側に回かつて噴出し、次いで湾曲
したピストンヘッド内側に沿って外方に分配葛れろ。こ
の場合、中央の冷却室の下914の環状室にお−て集め
られ九冷却オイルは往復動するぎストンのシェーカ作用
によってピストンヘッド内側に回かつて加速されて外方
への分配流に重畳ちれるので、閉じられた流れ全形Jb
、することはでき々い。オイルの1部はシェーカ作用に
よって、外方に回かって斜めに姑びたオイル頁流孔とこ
れに接続した袋孔とtブrして外側のピストン冷却室に
導入ちれ、次いで、ピストン下部に設けられた排出孔を
弁してクランク室に戻δnる。純然友るシェーカ冷却に
は、七の効果が機関の回転数に依存しているという欠点
がある。シェーカ冷却は特に全負荷運転における例えば
過負荷による低回転数時に十分な効果を得ることができ
ない。
発明の課題
ゆえに本発明の課電は冒頭に述べた形式のピストンを改
良して、回転数とは無関係に改″#芒れた冷却作用を得
ることができろピストンを提供するOとである。
良して、回転数とは無関係に改″#芒れた冷却作用を得
ることができろピストンを提供するOとである。
課題全解決するための手段
この課題を解決するために本発明の構成では、ピストン
ヘッド内側の輪郭の、流出開口の上方に位置する部分が
中心から外方に向かつて、関数方程式e−□に基づく臼 2 ・ (2−co82 β ) 率七有しており、式中dが流出開口の直径を、かつβが
6°〜90°の範囲において可変の角度を示しており、
この角度か、流出開口の細部の恣意の点?同流出開口に
対して平行に間隔y−(0,15〜0.20 )・a−
2おいて位置する平面E2に鉛直方向で投映するOとに
よって得られる点Pから延びる長さ日の丁べての直線と
前Me平面E2とによって形成嘔れる角度である。
ヘッド内側の輪郭の、流出開口の上方に位置する部分が
中心から外方に向かつて、関数方程式e−□に基づく臼 2 ・ (2−co82 β ) 率七有しており、式中dが流出開口の直径を、かつβが
6°〜90°の範囲において可変の角度を示しており、
この角度か、流出開口の細部の恣意の点?同流出開口に
対して平行に間隔y−(0,15〜0.20 )・a−
2おいて位置する平面E2に鉛直方向で投映するOとに
よって得られる点Pから延びる長さ日の丁べての直線と
前Me平面E2とによって形成嘔れる角度である。
発明の効果
このように構成されていると、その都度の回転数とは無
関係に冷却オイルポンプの圧力にのみ依存して、ピスト
ンヘッド内側においては強制的に渦巻く限界層流が発生
し、これによって熱伝達係数αひいては連行嘔れる熱量
が増大ゼしめられ、結局ピストンの冷却効果が改善ちれ
ろ。
関係に冷却オイルポンプの圧力にのみ依存して、ピスト
ンヘッド内側においては強制的に渦巻く限界層流が発生
し、これによって熱伝達係数αひいては連行嘔れる熱量
が増大ゼしめられ、結局ピストンの冷却効果が改善ちれ
ろ。
実施例
次に図面につき本発明の実施例を説明する。
往復動ピストン内燃機関の第1図に示されたピストンは
ピストン上s1とピストン下部2とから成っている。
ピストン上s1とピストン下部2とから成っている。
ざストン下s2は図示aれていない公知の形式でピスト
ンピンを弁じて連接棒と結合されており、連接棒は他端
においてクランク軸と結合δれている。
ンピンを弁じて連接棒と結合されており、連接棒は他端
においてクランク軸と結合δれている。
クランク上s1はピストンヘッド5と側壁6とから成っ
ており、0の場合1l1111壁6は七の上部でトップ
ランド7a−形成し、下部に、図示されていないピスト
ンリング全党8するためのリング溝8を再している。ピ
ストンヘッド5は真中において燃焼室9に回かつて隆起
し、その外11t11においてリング状の凹s10によ
ってくぼんでいて、外縁11に回かつて隆起し九縁部1
2を五している。ピストンヘッド5は燃焼室9とは反対
の内側において凹810の下にスリーブ状の支持壁13
を有しており、この支持壁13は、全周にわたって分配
芒れていて外方に向かつて斜め上に延びているahのオ
イル貫流孔14によって貫通δれでいる。外側の輪郭に
ほぼ追従するぎストンヘッド5の内側は七の中央範囲に
、全体として上を回いた湾曲部とは異なり下を回いた隆
起部15を有している。支持壁13と側壁7との間に位
置丁石塊状呈16に基点としてピストンヘッド5の縁部
12には全周にわたって分配逼れて、外方に回かつて斜
め上に延びている複数の袋孔17が設けられている。
ており、0の場合1l1111壁6は七の上部でトップ
ランド7a−形成し、下部に、図示されていないピスト
ンリング全党8するためのリング溝8を再している。ピ
ストンヘッド5は真中において燃焼室9に回かつて隆起
し、その外11t11においてリング状の凹s10によ
ってくぼんでいて、外縁11に回かつて隆起し九縁部1
2を五している。ピストンヘッド5は燃焼室9とは反対
の内側において凹810の下にスリーブ状の支持壁13
を有しており、この支持壁13は、全周にわたって分配
芒れていて外方に向かつて斜め上に延びているahのオ
イル貫流孔14によって貫通δれでいる。外側の輪郭に
ほぼ追従するぎストンヘッド5の内側は七の中央範囲に
、全体として上を回いた湾曲部とは異なり下を回いた隆
起部15を有している。支持壁13と側壁7との間に位
置丁石塊状呈16に基点としてピストンヘッド5の縁部
12には全周にわたって分配逼れて、外方に回かつて斜
め上に延びている複数の袋孔17が設けられている。
ピストン上部1は支持壁7の下側で、ピストン下部2に
おけるスリーブ状の支持リプ18の上側に支持されてい
る。ピストン上部1とピストン下部2とはこの支持面の
範囲において、ピストン上部1における袋孔ねじ山に下
からねじ込まれる複数のねじによって結合されている。
おけるスリーブ状の支持リプ18の上側に支持されてい
る。ピストン上部1とピストン下部2とはこの支持面の
範囲において、ピストン上部1における袋孔ねじ山に下
からねじ込まれる複数のねじによって結合されている。
これらのねじは図面における選択ちれ几断面位亀では示
されていない。
されていない。
ピストン下部2は七の上側の中心に突出部19を刹°し
ており、この突出部19はピストン縦軸線に対して同ノ
し的に中央のオイル供給導管20によって貫通されてい
る。このオイル供給導管20は七の下側において、連接
環内を延びているオイル供給通路と接続されている。ピ
ストンヘッド2の上官1jは、湾曲しなから丁に回かつ
て広がる突出部19の外壁上基点としてリング状の凹部
22を有しており、この凹m22は外方に回かつて支h
’)プ18の湾曲した内壁へと移行している。
ており、この突出部19はピストン縦軸線に対して同ノ
し的に中央のオイル供給導管20によって貫通されてい
る。このオイル供給導管20は七の下側において、連接
環内を延びているオイル供給通路と接続されている。ピ
ストンヘッド2の上官1jは、湾曲しなから丁に回かつ
て広がる突出部19の外壁上基点としてリング状の凹部
22を有しており、この凹m22は外方に回かつて支h
’)プ18の湾曲した内壁へと移行している。
突出部19の外壁、凹s22、支持リブ18の内壁及び
支持壁13の内側はピストンヘッド内仙+23と共に中
央の冷却室24を制限している。Oの冷却室24は外方
に回がって斜め上に延びているオイル貫流孔14を介し
て、横断面リング状の外側の冷却室25と接&されてお
り、この外側の冷却室25は塊状室16と袋孔17とに
よって形成δれている。外側の冷却室25からは、ピス
トン下部2を貫通する複数のオイル排出孔26かピスト
ン下s2の、ピストンケーシングに向いた下側に通じて
いる。
支持壁13の内側はピストンヘッド内仙+23と共に中
央の冷却室24を制限している。Oの冷却室24は外方
に回がって斜め上に延びているオイル貫流孔14を介し
て、横断面リング状の外側の冷却室25と接&されてお
り、この外側の冷却室25は塊状室16と袋孔17とに
よって形成δれている。外側の冷却室25からは、ピス
トン下部2を貫通する複数のオイル排出孔26かピスト
ン下s2の、ピストンケーシングに向いた下側に通じて
いる。
第2図に示δれているように、ピストンヘッド内側23
の輪郭の、オイル供給導管20の流出開口2Tの上に位
賑丁石部分28は関数男根弐8−□ に基つく曲率をM 2・(2−aoa2β) しており、0の賜金dは流出開口27の直径を示す。印
jAC関数男根式會説明するには七の助けとして平面E
2が必要でろり、この平面E2は、直径dの0.15〜
0.20倍である間隔y會おいて、流出開口27の、ピ
ストン縦軸線に対して垂直に延びている平面E1の上方
にこの平面E1に対して平行に位置している。平面E2
には流出開口27の縁部における丁べての点が鉛直方向
で投影さ1、そこで流出開口27に完全に一致する円を
形成する。こQノ投影によって生ぜしめられた点Pのう
ちの1つだけか第2図に示されている。この点Pから部
分2Bは前記関数方程式の輪郭に基ついて直線29の結
束によって生せしめられる。関数方程式における従鵬変
Isはこの場合血縁29と平面E2との間の角度βに関
数とする直線29の長δを示す。
の輪郭の、オイル供給導管20の流出開口2Tの上に位
賑丁石部分28は関数男根弐8−□ に基つく曲率をM 2・(2−aoa2β) しており、0の賜金dは流出開口27の直径を示す。印
jAC関数男根式會説明するには七の助けとして平面E
2が必要でろり、この平面E2は、直径dの0.15〜
0.20倍である間隔y會おいて、流出開口27の、ピ
ストン縦軸線に対して垂直に延びている平面E1の上方
にこの平面E1に対して平行に位置している。平面E2
には流出開口27の縁部における丁べての点が鉛直方向
で投影さ1、そこで流出開口27に完全に一致する円を
形成する。こQノ投影によって生ぜしめられた点Pのう
ちの1つだけか第2図に示されている。この点Pから部
分2Bは前記関数方程式の輪郭に基ついて直線29の結
束によって生せしめられる。関数方程式における従鵬変
Isはこの場合血縁29と平面E2との間の角度βに関
数とする直線29の長δを示す。
関数方程式はこの場合、理論的には00〜90゜までの
角度範囲βに制限されている。しかしながら実際には隆
起部15の先端は製法に応じて丸く面取Vδれねばなら
ないので、この面取りの結果として角度βのM効範囲は
約6°〜90を制限ちれる。
角度範囲βに制限されている。しかしながら実際には隆
起部15の先端は製法に応じて丸く面取Vδれねばなら
ないので、この面取りの結果として角度βのM効範囲は
約6°〜90を制限ちれる。
輪郭の形状と関連した間隔yの選択によって、オイルポ
ンプから一定の圧力で吐出されてオイル供給溝’*2[
)から流出するオイル流には、ピストンヘッド内事tl
23との接触面において飾部」市に渦巻く限界層流を
生せしめるような方向並びに速度が与えらnる。これに
よって得られる改#rδれた熱伝達係数αは、汎用の形
式でただシェーカ作用によって冷却6九るピストンに比
べて等しいオイル量の場合にピストンヘッドにおI6る
温匿を著しく低下させろことができろ。
ンプから一定の圧力で吐出されてオイル供給溝’*2[
)から流出するオイル流には、ピストンヘッド内事tl
23との接触面において飾部」市に渦巻く限界層流を
生せしめるような方向並びに速度が与えらnる。これに
よって得られる改#rδれた熱伝達係数αは、汎用の形
式でただシェーカ作用によって冷却6九るピストンに比
べて等しいオイル量の場合にピストンヘッドにおI6る
温匿を著しく低下させろことができろ。
従って本発明は、中央の冷却室しか有していないピスト
ンにおいても有利に使用可能である。
ンにおいても有利に使用可能である。
第6図に示された本発明の別の有利な構成では、付加的
に外側の冷却室25を備え友前記ピストンにおいてオイ
ル負流孔14の、中央の冷却室24側の滝1人籾の下部
には隆起状の複数の突出部30が配電子れている。こ扛
らの突出部30によって、ピストンヘッド内側に沿って
支持壁13の内側金越えて擦過するオイル流の速度が鍋
めらr9支持羽根理論によればOれによって、支持壁1
31μm1のオイル流内側には、オイル流の1部をオイ
ル買流孔14内に引き込ひ負圧が発生する。この結果、
外側の冷却室250ノ上方に位置するビアトンヘッド5
の縁部12におtする冷却作用も改@毛れ、この冷却作
用の改善はビ′ストン速度に依存し九シェーカ作用とは
同様に無関係に行われる。
に外側の冷却室25を備え友前記ピストンにおいてオイ
ル負流孔14の、中央の冷却室24側の滝1人籾の下部
には隆起状の複数の突出部30が配電子れている。こ扛
らの突出部30によって、ピストンヘッド内側に沿って
支持壁13の内側金越えて擦過するオイル流の速度が鍋
めらr9支持羽根理論によればOれによって、支持壁1
31μm1のオイル流内側には、オイル流の1部をオイ
ル買流孔14内に引き込ひ負圧が発生する。この結果、
外側の冷却室250ノ上方に位置するビアトンヘッド5
の縁部12におtする冷却作用も改@毛れ、この冷却作
用の改善はビ′ストン速度に依存し九シェーカ作用とは
同様に無関係に行われる。
第4図に示芒れた本発明の別の有利な冥施例では、中央
のオイル供給4管20はピストン下部2に差し込まnた
管状のスリーブ31によって形成δれており、crシv
cよってピストン下部自体の製造か藺単化芒れる。
のオイル供給4管20はピストン下部2に差し込まnた
管状のスリーブ31によって形成δれており、crシv
cよってピストン下部自体の製造か藺単化芒れる。
4 図面の藺14Lな読切
第1図は本発明によるピストンの1実施例を示す縦1面
図、第2図42、第1図に示したピストン0)1部を拡
大して示す図、第3図は第1図に示したピストンの別σ
ノ部分を拡大して示す図、第4図は本発明によるピスト
ンの変化実施例を示す縦断面図でめる。
図、第2図42、第1図に示したピストン0)1部を拡
大して示す図、第3図は第1図に示したピストンの別σ
ノ部分を拡大して示す図、第4図は本発明によるピスト
ンの変化実施例を示す縦断面図でめる。
1・・・ピストン上部、2・・・ピストン下部、5・・
・ピストンヘッド、6・・・事!l呪、I・・・トツフ
゛ランド、8・・・リング溝、9・・・燃焼至、10・
・・凹部、11・・・外縁、12・・・ktrL13・
・・支付壁、14・・・オイル負流孔、15・・・隆起
tfls、16・・・塊状室、17・・・袋孔、1B・
・・支軸、リプ、19・・・突tth itt 。
・ピストンヘッド、6・・・事!l呪、I・・・トツフ
゛ランド、8・・・リング溝、9・・・燃焼至、10・
・・凹部、11・・・外縁、12・・・ktrL13・
・・支付壁、14・・・オイル負流孔、15・・・隆起
tfls、16・・・塊状室、17・・・袋孔、1B・
・・支軸、リプ、19・・・突tth itt 。
20・・・オイル供給24%l、22・・・凹部、23
・・・ピストンヘッド内!!1面、24.25・・・冷
却室、2ら・・・オイル排出孔、27・・・流l:1l
14開口、28・・・部分、 29・・・直線、 30
・・・突出部、 31 ・・・スリーブFW面の88(
内容に膏更をL)− mWa4Vノ1f114Xγ11TI”IA−2吻−d
h W L手続補正書(方式) 昭和63年6月(0日
・・・ピストンヘッド内!!1面、24.25・・・冷
却室、2ら・・・オイル排出孔、27・・・流l:1l
14開口、28・・・部分、 29・・・直線、 30
・・・突出部、 31 ・・・スリーブFW面の88(
内容に膏更をL)− mWa4Vノ1f114Xγ11TI”IA−2吻−d
h W L手続補正書(方式) 昭和63年6月(0日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、内燃機関において用いられる複数部分から成るオイ
ル冷却式のピストンであつて、燃焼室側をピストンヘッ
ド内側によつて制御された中央の冷却室が設けられてい
て、該冷却室に中央のオイル供給導管が突入しており、
該オイル供給導管の円形の流出開口に対向してピストン
ヘッド内側に、先端が丸く面取りされていてオイル分配
のために働く隆起部が配置されている形式のものにおい
て、ピストンヘッド内側(23)の輪郭の、流出開口 (27)の上方に位置する部分(28)が中心から外方
に向かって、関数方程式 s=d/2・(2−cos^2β)に基づく曲率を有し
ており、式中dが流出開口(27)の直径を、かつβが
3°〜90°の範囲において可変の角度を示しており、
この角度が、流出開口(27)の縁部の恣意の点を同流
出開口 (27)に対して平行に間隔y=(0.15〜0.20
)・dをおいて位置する平面E2に鉛直方向で投映する
ことによつて得られる点Pから延びる長さsのすべての
直線(29)と前記平面E2とによつて形成される角度
であることを特徴とする、内燃機関用のピストン。 2、中央の冷却室(24)に突入しているオイル供給導
管(20)の少なくとも1部が、ピストン下部(3)に
差し込まれたスリーブ (31)によつて形成されている、請求項1記載のピス
トン。 3、中央の冷却室(24)に加えて、横断面リング状の
外側の冷却室(25)が設けられていて、中央の冷却室
(24)と外側の冷却室(25)とがオイル貫流孔(1
4)を弁して互いに接続されており、オイル貫流孔(1
4)の、中央の冷却室(24)側の下側の流入縁に、隆
起部状の突出部(30)が配置されている、請求項1又
は2記載のピストン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3707462.8 | 1987-03-07 | ||
DE19873707462 DE3707462A1 (de) | 1987-03-07 | 1987-03-07 | Oelgekuehlter, mehrteiliger tauchkolben fuer brennkraftmaschinen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63295845A true JPS63295845A (ja) | 1988-12-02 |
JP2588924B2 JP2588924B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=6322582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63051801A Expired - Lifetime JP2588924B2 (ja) | 1987-03-07 | 1988-03-07 | 内燃機関用のピストン |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2588924B2 (ja) |
DE (1) | DE3707462A1 (ja) |
FI (1) | FI102491B (ja) |
IT (1) | IT1219483B (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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