JPH03117657A - 内燃機関用ピストン - Google Patents
内燃機関用ピストンInfo
- Publication number
- JPH03117657A JPH03117657A JP25238089A JP25238089A JPH03117657A JP H03117657 A JPH03117657 A JP H03117657A JP 25238089 A JP25238089 A JP 25238089A JP 25238089 A JP25238089 A JP 25238089A JP H03117657 A JPH03117657 A JP H03117657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- cooling
- fluid chamber
- fluid
- flows
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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〕
本発明は高出力の内燃機関において高い信頼性と、製造
コストの低減とを同時に実現できる内燃機関用ピストン
に関する。
コストの低減とを同時に実現できる内燃機関用ピストン
に関する。
大出力の内燃機関に使用されているピストン冠は、一般
に高温度や高圧力の燃焼ガスに接して作動するので、信
頼性を高めるには前記ピストン冠が高圧力に耐えうる構
造と、適当な温度に冷却される機構を備えることが肝要
である。
に高温度や高圧力の燃焼ガスに接して作動するので、信
頼性を高めるには前記ピストン冠が高圧力に耐えうる構
造と、適当な温度に冷却される機構を備えることが肝要
である。
第４図は従来形の大型ディーゼル機関に使用される公知
のピストンを示す。１はピストン冠、１′ａはピストン
冠の内部に放射状に設けられたリブ、２は内部金物、３
はピストン冠を保持するピストン棒、５はスカート、６
はピストン冠とピストン棒を結合するボルトである。又
図中の矢印は水や油等の冷却媒体の流れ方向を模型的に
示したものである。
のピストンを示す。１はピストン冠、１′ａはピストン
冠の内部に放射状に設けられたリブ、２は内部金物、３
はピストン冠を保持するピストン棒、５はスカート、６
はピストン冠とピストン棒を結合するボルトである。又
図中の矢印は水や油等の冷却媒体の流れ方向を模型的に
示したものである。
一般にピストン冠を構成する各部の壁の厚さ、例えば第
４図の例では天井面の壁の厚さｔｌ−や外周面の壁の厚
さｔ２が厚い程、ガス圧力による応力は軽減出来るが、
一方冷却効果は悪（なり、全体的な温度レベルは高くな
り熱応力は上昇するという相反した傾向を示すことにな
る。
４図の例では天井面の壁の厚さｔｌ−や外周面の壁の厚
さｔ２が厚い程、ガス圧力による応力は軽減出来るが、
一方冷却効果は悪（なり、全体的な温度レベルは高くな
り熱応力は上昇するという相反した傾向を示すことにな
る。
従って以上の不具合を解決するため高出力機関用ピスト
ンでは適切な構造を採用することが必要となる。そこで
例えば第４図に示すものは、ピストン冠の天井面を支え
る放射状のリブ１′ａを設置し、ガス圧力による応力を
軽減させると同時に、該リブに冷却フィンの作用をもた
せ、冷却効果の向上を狙ったものであり、この方法は従
来よりしばしば使用されている公知の構造である。
ンでは適切な構造を採用することが必要となる。そこで
例えば第４図に示すものは、ピストン冠の天井面を支え
る放射状のリブ１′ａを設置し、ガス圧力による応力を
軽減させると同時に、該リブに冷却フィンの作用をもた
せ、冷却効果の向上を狙ったものであり、この方法は従
来よりしばしば使用されている公知の構造である。
ところが第し図の如き一括した冷却空間を形成した冷却
方法では、機関の運転中における冷却媒体の挙動は極め
て複雑であり、予めその挙動を正確に予測して効率よく
冷却することは困難である。
方法では、機関の運転中における冷却媒体の挙動は極め
て複雑であり、予めその挙動を正確に予測して効率よく
冷却することは困難である。
又ピストン冠の放射状のリブ部分では天井面や外周面と
の間に温度差を生じ易く、これによって発生する熱歪み
をリブが拘束するため過大な熱応力を発生させる可能性
があり、さらに通常複雑な放射状リブが構成されるため
、ピストン冠の製造方法は、従来鋳造に限定され、信顛
性やコストの点で問題を生じ易い。
の間に温度差を生じ易く、これによって発生する熱歪み
をリブが拘束するため過大な熱応力を発生させる可能性
があり、さらに通常複雑な放射状リブが構成されるため
、ピストン冠の製造方法は、従来鋳造に限定され、信顛
性やコストの点で問題を生じ易い。
本発明の目的は前記従来装置の課題を解消し、高出力の
内燃機関に於て高い信頬性と製造コストの低減が同時に
実現できる内燃機関用ピストンを提供するにある。
内燃機関に於て高い信頬性と製造コストの低減が同時に
実現できる内燃機関用ピストンを提供するにある。
本発明のピストン冠を有する内燃機関用ピストンは、該
ピストン冠の頭部を支持する円環状リブと、該環状リブ
とピストンリングランドの間に設けられた外周流体室と
、該円環状リブの端面からピストン冠肩部に延び前記外
周流体室を通り傾斜した閉止端を有する複数の外周冷却
穴と、該冷却穴に冷却流体を噴出する前記冷却穴と同数
の外周ノズルと、前記円環状リブの内側コーナ付近に設
けられた内周流体室と、該内周流体室のコーナ部に冷却
流体を噴出する複数の内周ノズルとを有してなることを
特徴としている。
ピストン冠の頭部を支持する円環状リブと、該環状リブ
とピストンリングランドの間に設けられた外周流体室と
、該円環状リブの端面からピストン冠肩部に延び前記外
周流体室を通り傾斜した閉止端を有する複数の外周冷却
穴と、該冷却穴に冷却流体を噴出する前記冷却穴と同数
の外周ノズルと、前記円環状リブの内側コーナ付近に設
けられた内周流体室と、該内周流体室のコーナ部に冷却
流体を噴出する複数の内周ノズルとを有してなることを
特徴としている。
第１図のようにピストン棒よりピストン内に流入した冷
却流体は前記外周ノズルより外周冷却穴に噴出し、ピス
トン冠肩部を冷却した後ピストン冠側壁をへて前記内周
ノズルに流入し、該内周ノズルより前記内環状リブの内
側コーナ部に向けて前記冷却流体を噴出し、さらにピス
トン冠ヘッド部に沿って流れ、該ヘッド部を冷却した後
ピストン棒をへて外部へ放出される。
却流体は前記外周ノズルより外周冷却穴に噴出し、ピス
トン冠肩部を冷却した後ピストン冠側壁をへて前記内周
ノズルに流入し、該内周ノズルより前記内環状リブの内
側コーナ部に向けて前記冷却流体を噴出し、さらにピス
トン冠ヘッド部に沿って流れ、該ヘッド部を冷却した後
ピストン棒をへて外部へ放出される。
上記のように冷却流体は第１図の矢印のように流れ、外
周及び内周ノズルを通る該冷却流体は安定した速度が確
保される為予め計画した冷却効率が発揮される。該外周
ノズルは熱負荷の高いピストン外周部に設けられ、その
該外周ノズルの出口は外周冷却穴近くまで延長されてい
るので、該ノズルの噴流はピストン冠肩部の冷却面に有
効に当り、該冷却面を効果的に冷却する。又内周ノズル
よりの噴流は熱応力の大きい円環状リブのコーナ部に有
効に当り、該コーナ部を効果的に冷却し、ピストン冠の
熱応力を低下させる。
周及び内周ノズルを通る該冷却流体は安定した速度が確
保される為予め計画した冷却効率が発揮される。該外周
ノズルは熱負荷の高いピストン外周部に設けられ、その
該外周ノズルの出口は外周冷却穴近くまで延長されてい
るので、該ノズルの噴流はピストン冠肩部の冷却面に有
効に当り、該冷却面を効果的に冷却する。又内周ノズル
よりの噴流は熱応力の大きい円環状リブのコーナ部に有
効に当り、該コーナ部を効果的に冷却し、ピストン冠の
熱応力を低下させる。
以下第１〜３図を参照し本発明の一実施例について説明
する。
する。
第１図は第１実施例の構造説明図、第２図は第１図のＡ
−Ａにおけるピストン冠のみの断面図を示す。
−Ａにおけるピストン冠のみの断面図を示す。
■はピストン冠、２は支持金物、３は内部金物、４はピ
ストン冠を保持するピストン棒、５はスカート、６はス
カート５と支持金物２を介してピストン冠１をピストン
棒４に結合するボルト、７は円環状リブ１ｂの端面から
ピストン冠肩部１ａまで延び閉止端を有する多数の傾斜
した外周冷却穴、８は該冷却穴の入口部で前記環状リブ
１ｂとピストンリングランドの間に設けられた円環状の
外周流体室、９は円環状リブ１ｂの内側に設けられた内
周冷却室、１０は中央流体室、１１は円環状の供給流体
室、１２は外周冷却穴７と同数で該冷却穴７に冷却流体
を噴出する外周ノズル、１３は冷却室９へ冷却流体を噴
出する内周ノズル１４へ流体を供給する円環状の内部流
体室、１５は円環状の外周流体室８と前記内部流体室１
３を接続する連通路、１６は流体速度を高めるため絞ら
れた内周冷却室９と中央流体室１０とを接続する中央冷
却室である。
ストン冠を保持するピストン棒、５はスカート、６はス
カート５と支持金物２を介してピストン冠１をピストン
棒４に結合するボルト、７は円環状リブ１ｂの端面から
ピストン冠肩部１ａまで延び閉止端を有する多数の傾斜
した外周冷却穴、８は該冷却穴の入口部で前記環状リブ
１ｂとピストンリングランドの間に設けられた円環状の
外周流体室、９は円環状リブ１ｂの内側に設けられた内
周冷却室、１０は中央流体室、１１は円環状の供給流体
室、１２は外周冷却穴７と同数で該冷却穴７に冷却流体
を噴出する外周ノズル、１３は冷却室９へ冷却流体を噴
出する内周ノズル１４へ流体を供給する円環状の内部流
体室、１５は円環状の外周流体室８と前記内部流体室１
３を接続する連通路、１６は流体速度を高めるため絞ら
れた内周冷却室９と中央流体室１０とを接続する中央冷
却室である。
次に、前記第１実施例の作用について説明する。
冷却流体はピストン棒よりピストン内に流入し入り、複
数の外周ノズル１２から噴出され外周冷却穴フの内表面
を介して熱負荷の高いピストン冠肩部１ａ、触火面ＩＣ
を効果的に冷却し、外周流体室８と連通路１５をへて内
部流体室１３に導かれる。次に内周ノズル１４から噴出
した流体は、冷却室９の内表面を介して熱負荷の高い触
火面ＩＣを冷却し、冷却室１６を冷却しながら流過して
中央流体室１０に流入し、外部へ放出される。
数の外周ノズル１２から噴出され外周冷却穴フの内表面
を介して熱負荷の高いピストン冠肩部１ａ、触火面ＩＣ
を効果的に冷却し、外周流体室８と連通路１５をへて内
部流体室１３に導かれる。次に内周ノズル１４から噴出
した流体は、冷却室９の内表面を介して熱負荷の高い触
火面ＩＣを冷却し、冷却室１６を冷却しながら流過して
中央流体室１０に流入し、外部へ放出される。
上記のように両ノズルよりの噴流が主要冷却面に有効に
当たり該冷却面を効果的に冷却するので、円環状流体室
上部が比較的厚肉の壁面で支持されていても熱応力の発
生をおさえうると共に、ガス圧力に起因する応力を低減
させることができる。
当たり該冷却面を効果的に冷却するので、円環状流体室
上部が比較的厚肉の壁面で支持されていても熱応力の発
生をおさえうると共に、ガス圧力に起因する応力を低減
させることができる。
さらにこの様な構造は製造方法として鋳造は勿論可能で
あるが、その他綿密な品質検査を行なった鋳造ブロック
や鋳迩ブロックから機械加工によって成形することも可
能であり、品質確保の点で有利であると共に、製造コス
トも安価でしかも信鯨性の高いピストンを実現すること
ができる。
あるが、その他綿密な品質検査を行なった鋳造ブロック
や鋳迩ブロックから機械加工によって成形することも可
能であり、品質確保の点で有利であると共に、製造コス
トも安価でしかも信鯨性の高いピストンを実現すること
ができる。
第３図は第２実施例を示し、円環状リブ１ｂの内側の内
周冷却室９のコーナ部に内周ノズル１４と同数の内周冷
却穴２１を追加して設け、該ノズル１４の噴流によりこ
の部分の冷却能力をさらに高めたものである。
周冷却室９のコーナ部に内周ノズル１４と同数の内周冷
却穴２１を追加して設け、該ノズル１４の噴流によりこ
の部分の冷却能力をさらに高めたものである。
本発明は前記のとおり構成したので、高出力の内燃機関
に対し、高い信顛性と製造コストの低減を同時に実現で
きるピストンを提供できる。
に対し、高い信顛性と製造コストの低減を同時に実現で
きるピストンを提供できる。
第１〜３図は本発明に係わるもので、第１図は第１実施
例の構造説明図、第２図は第１図のＡ−Ａ位置における
ピストン冠のみの断面図、第３図は第２実施例の構造説
明図、第４図は従来例の第１図応当図である。 １・・・ピストン冠、１ａ・・・ピストン冠肩部、１ｂ
・・・円環状リプ、７・・・外周冷却穴、８・・・円環
状の外周流体室、９・・・円環状の内周流体室、１２・
・・外周ノズル、１４・・・内周ノズル。
例の構造説明図、第２図は第１図のＡ−Ａ位置における
ピストン冠のみの断面図、第３図は第２実施例の構造説
明図、第４図は従来例の第１図応当図である。 １・・・ピストン冠、１ａ・・・ピストン冠肩部、１ｂ
・・・円環状リプ、７・・・外周冷却穴、８・・・円環
状の外周流体室、９・・・円環状の内周流体室、１２・
・・外周ノズル、１４・・・内周ノズル。
Claims (1)
- ピストン冠を有する内燃機関用ピストンにおいて、該ピ
ストン冠ヘッド部を支持する円環状リブと、該環状リブ
とピストンリングランドの間に設けられた外周流体室と
、該円環状リブの端面からピストン冠肩部に延び前記外
周流体室を通り傾斜した閉止端を有する複数の外周冷却
穴と、該冷却穴に冷却流体を噴出する前記冷却穴と同数
の外周ノズルと、前記円環状リブの内側コーナ付近に設
けられた内周流体室と、該内周流体室のコーナ部に冷却
流体を噴出する複数の内周ノズルとを有してなり、ピス
トン棒よりピストン内に流入した冷却流体が前記外周ノ
ズルより外周冷却穴に噴出し、ピストン冠肩部を冷却し
た後ピストン冠側壁をへて前記内周ノズルに流入し、該
内周ノズルより前記円環状リブの内側コーナ部に向けて
前記冷却流体を噴出し、さらにピストン冠ヘッド部に沿
って流れ該ヘッド部を冷却してピストン棒より放出され
ることを特徴とする内燃機関用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25238089A JPH03117657A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 内燃機関用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25238089A JPH03117657A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 内燃機関用ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117657A true JPH03117657A (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=17236510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25238089A Pending JPH03117657A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 内燃機関用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03117657A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN108035821A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-05-15 | 中船动力研究院有限公司 | 低速柴油机活塞的冷却结构 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25238089A patent/JPH03117657A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US9850847B2 (en) | 2013-03-21 | 2017-12-26 | Hino Motors, Ltd. | Piston for internal combustion engine |
| CN108035821A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-05-15 | 中船动力研究院有限公司 | 低速柴油机活塞的冷却结构 |
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