JPS64584B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS64584B2 JPS64584B2 JP4140582A JP4140582A JPS64584B2 JP S64584 B2 JPS64584 B2 JP S64584B2 JP 4140582 A JP4140582 A JP 4140582A JP 4140582 A JP4140582 A JP 4140582A JP S64584 B2 JPS64584 B2 JP S64584B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ring
- stroke
- pressure
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のピストン及びピストンリン
グ装置に関するものである。
グ装置に関するものである。
近年、デイーゼル機関に使用される燃料油の質
が低下し、燃料油中に微細な硬質異物が混在する
ケースが多く、大きな影響を受けるピストン最上
部のピストンリングとシリンダライナの間に、前
記硬質異物や燃焼残渣物を含む高温燃焼ガスが入
り込み、シリンダライナとピストンリングの摩耗
を促進するという結果になり、内燃機関の関係者
はこの解決手段を研究しているのが現状である。
が低下し、燃料油中に微細な硬質異物が混在する
ケースが多く、大きな影響を受けるピストン最上
部のピストンリングとシリンダライナの間に、前
記硬質異物や燃焼残渣物を含む高温燃焼ガスが入
り込み、シリンダライナとピストンリングの摩耗
を促進するという結果になり、内燃機関の関係者
はこの解決手段を研究しているのが現状である。
本発明は、上記に鑑みなされたもので、この種
の解決手段として例えば、特願昭56−13187号が
ある。この要旨はシリンダライナ上部に、燃焼室
側に張出し且つピストントツプランドが挿入され
たとき、圧縮室を形成する段部を設け、圧縮行程
中に圧縮室内で圧縮される気体流を、ピストント
ツプランドとライナ段部との隙間より燃焼室に噴
出させるように構成したものである。これに対し
て本発明のものは、シリンダライナ及びピストン
の形状を変更させることなく、ピストンの最上部
のピストンリングには燃焼時の負荷がかからない
ようにし、トツプリングのその下に環状ポケツト
部を設けて圧縮行程中は清浄な気体が該ポケツト
部に送られ、燃焼行程においては、燃焼ガスがポ
ケツト部まで到達するまでの時間をおそくし、そ
の下方にある２番目のピストンリングを清浄に保
ち、燃焼後の膨張行程、排気、給気行程において
は、ポケツト部内の比較的清浄な気体の圧力がシ
リンダ内の圧力よりも高くなつてトツプリングよ
り上のピストンとライナとの間隙にある燃焼残渣
物をシリンダ上部におしもどすようにして、、ピ
ストンリング摺動面に燃焼残渣物が侵入すること
を防止することを要旨とするものである。
の解決手段として例えば、特願昭56−13187号が
ある。この要旨はシリンダライナ上部に、燃焼室
側に張出し且つピストントツプランドが挿入され
たとき、圧縮室を形成する段部を設け、圧縮行程
中に圧縮室内で圧縮される気体流を、ピストント
ツプランドとライナ段部との隙間より燃焼室に噴
出させるように構成したものである。これに対し
て本発明のものは、シリンダライナ及びピストン
の形状を変更させることなく、ピストンの最上部
のピストンリングには燃焼時の負荷がかからない
ようにし、トツプリングのその下に環状ポケツト
部を設けて圧縮行程中は清浄な気体が該ポケツト
部に送られ、燃焼行程においては、燃焼ガスがポ
ケツト部まで到達するまでの時間をおそくし、そ
の下方にある２番目のピストンリングを清浄に保
ち、燃焼後の膨張行程、排気、給気行程において
は、ポケツト部内の比較的清浄な気体の圧力がシ
リンダ内の圧力よりも高くなつてトツプリングよ
り上のピストンとライナとの間隙にある燃焼残渣
物をシリンダ上部におしもどすようにして、、ピ
ストンリング摺動面に燃焼残渣物が侵入すること
を防止することを要旨とするものである。
本発明を添附図面に示す実施例にもとづいて説
明すると、第１図において、１はシリンダライ
ナ、２はピストンで、３がトツプリング、４が２
番目のピストンリングである。ピストン２のトツ
プリング３と２番目のピストンリング４との間に
ピストンリングを嵌入しないポケツト部５を設け
る。ポケツト部５の大きさはピストンリング溝位
かあるいは、多少大き目である。トツプリング３
の溝とポケツト部５との間には連通孔６を適所に
設けてトツプリング底部とポケツト部５とが連通
するようにする。トツプリング３は第２図に示す
如くトツプリング底部に連通孔６からのポケツト
部５の圧力を多く受け易いように圧力面積を増加
するための平溝７を有する。又トツプリング３の
上面には径方向の凹溝８を適所に設けた構造とす
る。
明すると、第１図において、１はシリンダライ
ナ、２はピストンで、３がトツプリング、４が２
番目のピストンリングである。ピストン２のトツ
プリング３と２番目のピストンリング４との間に
ピストンリングを嵌入しないポケツト部５を設け
る。ポケツト部５の大きさはピストンリング溝位
かあるいは、多少大き目である。トツプリング３
の溝とポケツト部５との間には連通孔６を適所に
設けてトツプリング底部とポケツト部５とが連通
するようにする。トツプリング３は第２図に示す
如くトツプリング底部に連通孔６からのポケツト
部５の圧力を多く受け易いように圧力面積を増加
するための平溝７を有する。又トツプリング３の
上面には径方向の凹溝８を適所に設けた構造とす
る。
次に本発明の作用について説明する。四サイク
ル内燃機関について説明すると、第３図Ａの状態
ではピストン２が上昇し、ピストン上部９の気体
の圧縮行程を示すもので、ピストン上部のシリン
ダ内圧力P0はポケツト部５の圧力P1より大きく
トツプリング３はリング溝の下方におしつけられ
比較的清浄な気体は、トツプリング上面より入
り、リング溝の底部からポケツト部５へと連通孔
６を通つて流入する。機関の燃焼行程を示す第３
図Ｂにおいては、ピストン上部９のシリンダ内圧
力P0は急激に上昇しピストン２を押し下げる。
このとき燃焼ガスの一部はポケツト部５へ流入す
るがポケツト部は既に相当の圧力をもつているの
でポケツト部５へ流入する燃焼ガスは少なく、燃
焼残渣物が入り込む量が少い。膨張行程において
は、第３図ｃに示す如くピストン上部９のシリン
ダ内圧力P0の急激な減少に伴ないポケツト部５
のの圧力P1が大きくなり、上記の燃焼ガスを一
部含んだ清浄気体が、ピストン上部９へと流れポ
ケツト部５より上の位置にあるピストンとライナ
の間隙の燃焼残渣物をピストン上部９のシリンダ
内に押しもどす。第３図Ｄは排気行程の後半と給
気行程でポケツト部５の圧力P1の方が未だ高く
P0＜P1の関係が終了するまで続き、次の行程で
ある第３図Ａの圧縮行程になりP0＞P1となつて
第３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの繰返しとなる。第４図は
上記の各行程Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについてクランク角
0゜〜720゜の圧力P0，P1の状態を示したもので、実
線がシリンダ内圧力P0破線がポケツト部の圧力
P1を示したもので、機関の燃焼、膨張、排気の
行程においてP0＜P1の関係が継続する。第５図
に示すものは同じくクランク角0゜〜720゜の空気過
剰率を図示したもので、燃焼、膨張、排気にある
気体は実線で示す如くシリンダ内に清浄空気が殆
んどなく、ポケツト部５では相当量の清浄空気が
存在し、ポケツト部からピストン上部９へ空気が
流れる。次にトツプリング３の状態について注目
すると、圧力P0＞P1の第３図Ａ，Ｂの状態にお
いては、トツプリング３はリング溝の下側に押し
つけられているが、第３図Ｃ，Ｄの圧力P0＜P1
の状態においてはトツプリング３がリング溝の上
側に押しつけられるので、リング上面に径方向の
凹溝８をつけることによつてポケツト部５から連
通孔６を経由してピストン上部９へと気体が流れ
るのである。第３図Ｃ，Ｄの圧力P0＜P1のとき
にトツプリング３が十分リング溝の上側に押しつ
けられ、圧力P0＜P1の関係が排気から給気行程
まで続くようにトツプリング３の下端面には平溝
７があり、上方への受圧を確実にするものであ
る。このようにトツプリング３は面圧を必要とせ
ず、単にチエツクバルブとしての役目を果させる
ことによつて実際に荷重のかかるピストンリング
は２番目のピストンリングとなる。更に二次効果
として、２番目のリングに作用するガスは清浄空
気によつてうすめられるため、温度が低くなりリ
ングの潤滑条件を改善できる。
ル内燃機関について説明すると、第３図Ａの状態
ではピストン２が上昇し、ピストン上部９の気体
の圧縮行程を示すもので、ピストン上部のシリン
ダ内圧力P0はポケツト部５の圧力P1より大きく
トツプリング３はリング溝の下方におしつけられ
比較的清浄な気体は、トツプリング上面より入
り、リング溝の底部からポケツト部５へと連通孔
６を通つて流入する。機関の燃焼行程を示す第３
図Ｂにおいては、ピストン上部９のシリンダ内圧
力P0は急激に上昇しピストン２を押し下げる。
このとき燃焼ガスの一部はポケツト部５へ流入す
るがポケツト部は既に相当の圧力をもつているの
でポケツト部５へ流入する燃焼ガスは少なく、燃
焼残渣物が入り込む量が少い。膨張行程において
は、第３図ｃに示す如くピストン上部９のシリン
ダ内圧力P0の急激な減少に伴ないポケツト部５
のの圧力P1が大きくなり、上記の燃焼ガスを一
部含んだ清浄気体が、ピストン上部９へと流れポ
ケツト部５より上の位置にあるピストンとライナ
の間隙の燃焼残渣物をピストン上部９のシリンダ
内に押しもどす。第３図Ｄは排気行程の後半と給
気行程でポケツト部５の圧力P1の方が未だ高く
P0＜P1の関係が終了するまで続き、次の行程で
ある第３図Ａの圧縮行程になりP0＞P1となつて
第３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの繰返しとなる。第４図は
上記の各行程Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについてクランク角
0゜〜720゜の圧力P0，P1の状態を示したもので、実
線がシリンダ内圧力P0破線がポケツト部の圧力
P1を示したもので、機関の燃焼、膨張、排気の
行程においてP0＜P1の関係が継続する。第５図
に示すものは同じくクランク角0゜〜720゜の空気過
剰率を図示したもので、燃焼、膨張、排気にある
気体は実線で示す如くシリンダ内に清浄空気が殆
んどなく、ポケツト部５では相当量の清浄空気が
存在し、ポケツト部からピストン上部９へ空気が
流れる。次にトツプリング３の状態について注目
すると、圧力P0＞P1の第３図Ａ，Ｂの状態にお
いては、トツプリング３はリング溝の下側に押し
つけられているが、第３図Ｃ，Ｄの圧力P0＜P1
の状態においてはトツプリング３がリング溝の上
側に押しつけられるので、リング上面に径方向の
凹溝８をつけることによつてポケツト部５から連
通孔６を経由してピストン上部９へと気体が流れ
るのである。第３図Ｃ，Ｄの圧力P0＜P1のとき
にトツプリング３が十分リング溝の上側に押しつ
けられ、圧力P0＜P1の関係が排気から給気行程
まで続くようにトツプリング３の下端面には平溝
７があり、上方への受圧を確実にするものであ
る。このようにトツプリング３は面圧を必要とせ
ず、単にチエツクバルブとしての役目を果させる
ことによつて実際に荷重のかかるピストンリング
は２番目のピストンリングとなる。更に二次効果
として、２番目のリングに作用するガスは清浄空
気によつてうすめられるため、温度が低くなりリ
ングの潤滑条件を改善できる。
以上の説明は四サイクルエンジンについて述べ
たが、この技術的思想は二サイクルエンジンにつ
いても適用される。二サイクルエンジンの場合に
は、給排気孔がシリンダトツプではなく、ピスト
ン膨張行程の終焉部のシリンダ側部に開孔され、
給排気が殆んど同時に行なわれる。
たが、この技術的思想は二サイクルエンジンにつ
いても適用される。二サイクルエンジンの場合に
は、給排気孔がシリンダトツプではなく、ピスト
ン膨張行程の終焉部のシリンダ側部に開孔され、
給排気が殆んど同時に行なわれる。
従つて二サイクルエンジンに本発明を適用する
ときには、ピストンのトツプリングと２番目のピ
ストンリングとの間に全周にわたり環状のポケツ
ト部を構成し、該ポケツト部と前記トツプリング
のリング溝とを連通する連通孔を設けることによ
つて、トツプリング３に多くの面圧がかかること
なく２番目のピストンリングに荷重がかかり、四
サイクルの場合と全く同じである。二サイクルの
場合には給排気が同時に行なわれエンジンは、ク
ランク角0゜〜360゜で直ちに圧縮行程にもどるの
で、第４図第５図に対応する二サイクルエンジン
の場合のシリンダ圧力線図は第６図に、空気過剰
率線図は第７図に示される。第６図に依つてわか
るように、ピストン降下時に給排気が行なわれ直
ちに圧縮行程に移行するので第２図に示す如きト
ツプリング上面の凹溝８はあつてもなくても効果
に変りがない。上記説明で理解される如く、ピス
トンのトツプリングをチエツクバルブリングとし
て使用して荷重をかけず、２番目のピストンリン
グを実質上のトツプリングとし、両リング間にピ
ストン全周にわたり環状のポケツト部を構成し、
該ポケツト部と前記トツプリングのリング溝とを
連通する連通孔を有したことによつてエンジンの
燃焼残渣物が荷重のかかる２番目のピストンリン
グに影響を与えることを防止したものであつて、
この種の技術は他に類例がない。
ときには、ピストンのトツプリングと２番目のピ
ストンリングとの間に全周にわたり環状のポケツ
ト部を構成し、該ポケツト部と前記トツプリング
のリング溝とを連通する連通孔を設けることによ
つて、トツプリング３に多くの面圧がかかること
なく２番目のピストンリングに荷重がかかり、四
サイクルの場合と全く同じである。二サイクルの
場合には給排気が同時に行なわれエンジンは、ク
ランク角0゜〜360゜で直ちに圧縮行程にもどるの
で、第４図第５図に対応する二サイクルエンジン
の場合のシリンダ圧力線図は第６図に、空気過剰
率線図は第７図に示される。第６図に依つてわか
るように、ピストン降下時に給排気が行なわれ直
ちに圧縮行程に移行するので第２図に示す如きト
ツプリング上面の凹溝８はあつてもなくても効果
に変りがない。上記説明で理解される如く、ピス
トンのトツプリングをチエツクバルブリングとし
て使用して荷重をかけず、２番目のピストンリン
グを実質上のトツプリングとし、両リング間にピ
ストン全周にわたり環状のポケツト部を構成し、
該ポケツト部と前記トツプリングのリング溝とを
連通する連通孔を有したことによつてエンジンの
燃焼残渣物が荷重のかかる２番目のピストンリン
グに影響を与えることを防止したものであつて、
この種の技術は他に類例がない。
例えば、ピストンのトツプランドにオイル溜り
用の溝を設けた実開昭56−173740号公報において
も、本発明の燃焼残渣物の追い出し効果を果すこ
とができないことは明らかである。又、出願人に
おいて調査した外国文献でもトツプリング上面に
径方向に凹溝を設けたものがあるが、その意図
は、ピストンの作動中にピストンリングにかかる
圧力を早くバランスさせるために凹溝を設けたも
ので、同時にピストンリングの形状を変化させピ
ストンリングのライナ側を変形させて当り面を少
なくするなどピストンリングの断面の形状を研究
した論文がある。この論文は、国際機関会議
（CIMAC）1973年にH.G・Braendelによつて発
表されたものである。このように本発明の構成と
叙上の効果を挙げることを記載した文献はなく、
本発明によつてエンジンは粗悪燃料の使用にも耐
えられ、ピストンリングとシリンダライナ間に硬
質異物や燃焼残渣物が侵入して異常摩耗を起こし
エンジントラブルを生じさせることが極めて少な
くなる。
用の溝を設けた実開昭56−173740号公報において
も、本発明の燃焼残渣物の追い出し効果を果すこ
とができないことは明らかである。又、出願人に
おいて調査した外国文献でもトツプリング上面に
径方向に凹溝を設けたものがあるが、その意図
は、ピストンの作動中にピストンリングにかかる
圧力を早くバランスさせるために凹溝を設けたも
ので、同時にピストンリングの形状を変化させピ
ストンリングのライナ側を変形させて当り面を少
なくするなどピストンリングの断面の形状を研究
した論文がある。この論文は、国際機関会議
（CIMAC）1973年にH.G・Braendelによつて発
表されたものである。このように本発明の構成と
叙上の効果を挙げることを記載した文献はなく、
本発明によつてエンジンは粗悪燃料の使用にも耐
えられ、ピストンリングとシリンダライナ間に硬
質異物や燃焼残渣物が侵入して異常摩耗を起こし
エンジントラブルを生じさせることが極めて少な
くなる。
第１図は、本発明を説明するため内燃機関のピ
ストンとシリンダライナの一部断面図、第２図は
ピストンリングの一形態を示す斜視図、第３図
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはエンジンの各行程を示した一部
断面図、第４図はシリンダ圧力線図、第５図は空
気過剰率線図、第６図及び第７図は二サイクルエ
ンジンの場合を説明するためのシリンダ圧力線図
及び空気過剰率線図である。 １……シリンダライナ、２……ピストン、３…
…トツプリング、４……２番目のピストンリン
グ、５……ポケツト部、６……連通孔、７……平
溝、８……凹溝、９……ピストン上部。
ストンとシリンダライナの一部断面図、第２図は
ピストンリングの一形態を示す斜視図、第３図
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはエンジンの各行程を示した一部
断面図、第４図はシリンダ圧力線図、第５図は空
気過剰率線図、第６図及び第７図は二サイクルエ
ンジンの場合を説明するためのシリンダ圧力線図
及び空気過剰率線図である。 １……シリンダライナ、２……ピストン、３…
…トツプリング、４……２番目のピストンリン
グ、５……ポケツト部、６……連通孔、７……平
溝、８……凹溝、９……ピストン上部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ピストンのトツプリングと、２番目のピスト
ンリングとの間に全周にわたり環状のポケツト部
を構成し、該ポケツト部と前記トツプリング溝と
を連通する連通孔を有してなる内燃機関用ピスト
ン及びピストンリング装置。 ２ 前記トツプリング上面に径方向の凹溝を適所
に設けてなる特許請求の範囲第１項記載の内燃機
関用ピストン及びピストンリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140582A JPS58158351A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 内燃機関用ピストン及びピストンリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140582A JPS58158351A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 内燃機関用ピストン及びピストンリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158351A JPS58158351A (ja) | 1983-09-20 |
| JPS64584B2 true JPS64584B2 (ja) | 1989-01-06 |
Family
ID=12607448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4140582A Granted JPS58158351A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 内燃機関用ピストン及びピストンリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158351A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164172U (ja) * | 1984-04-11 | 1985-10-31 | 三菱重工業株式会社 | ピストン |
| DE102015109826A1 (de) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring mit Nutdichtung |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP4140582A patent/JPS58158351A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58158351A (ja) | 1983-09-20 |
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