JPH0330711B2 - - Google Patents
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- JPH0330711B2 JPH0330711B2 JP58007198A JP719883A JPH0330711B2 JP H0330711 B2 JPH0330711 B2 JP H0330711B2 JP 58007198 A JP58007198 A JP 58007198A JP 719883 A JP719883 A JP 719883A JP H0330711 B2 JPH0330711 B2 JP H0330711B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- small diameter
- stepped
- engine
- piston ring
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- 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
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/08—Constructional features providing for lubrication
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F01B7/18—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with differential piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
- F02B33/06—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
- F02B33/10—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with the pumping cylinder situated between working cylinder and crankcase, or with the pumping cylinder surrounding working cylinder
- F02B33/14—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with the pumping cylinder situated between working cylinder and crankcase, or with the pumping cylinder surrounding working cylinder working and pumping pistons forming stepped piston
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
- F01M1/00—Pressure lubrication
- F01M1/08—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means
- F01M2001/083—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means for lubricating cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、本明細書において限定する通りの
機種の段付きピストン内燃エンジンに使用する段
付きピストンに関する発明であり、同エンジン
は、１つもしくは複数の気筒を備えており、気筒
には、１つの大径ポンピング部分と１つの小径作
動部分とから成る段付きピストンが収納され、ピ
ストンの作動部分は燃料／空気混合体を燃焼させ
る気筒の作動部分内に滑動進入しこれと係合し、
ピストンのポンピング部分は気筒のポンピング部
分内に滑動進入しこれと係合する。
機種の段付きピストン内燃エンジンに使用する段
付きピストンに関する発明であり、同エンジン
は、１つもしくは複数の気筒を備えており、気筒
には、１つの大径ポンピング部分と１つの小径作
動部分とから成る段付きピストンが収納され、ピ
ストンの作動部分は燃料／空気混合体を燃焼させ
る気筒の作動部分内に滑動進入しこれと係合し、
ピストンのポンピング部分は気筒のポンピング部
分内に滑動進入しこれと係合する。
このようなエンジンにおいては、気筒の作動部
分への空気／燃料混合体の充填はクランクケース
の圧縮によつて行うのではなく、気筒のポンピン
グ部分から混合体を送り込む。
分への空気／燃料混合体の充填はクランクケース
の圧縮によつて行うのではなく、気筒のポンピン
グ部分から混合体を送り込む。
現在の高定格、高速段付きピストン・エンジン
においては、クランク軸ならびにコネクテイン
グ・ロツドの軸受、ならびにピストンの大径部分
と係合気筒壁の潤滑は、オイル、ポンプと、軸受
へ潤滑油を送る軸受表面の給油口を備えた潤滑油
循環システムで行われる。潤滑油は、エンジンの
下部に設けられた油溜めもしくは送り／戻り管で
オイル・ポンプに接続した別置タンクに溜めてお
く。
においては、クランク軸ならびにコネクテイン
グ・ロツドの軸受、ならびにピストンの大径部分
と係合気筒壁の潤滑は、オイル、ポンプと、軸受
へ潤滑油を送る軸受表面の給油口を備えた潤滑油
循環システムで行われる。潤滑油は、エンジンの
下部に設けられた油溜めもしくは送り／戻り管で
オイル・ポンプに接続した別置タンクに溜めてお
く。
低廉、低速エンジンにおいては、軸受潤滑油は
クランク軸直下の油溜めに溜めておき、コネクテ
イング・ロツドには、“デイツパ”と称する延長
部が設けられ、クランク軸が下死点に達するかあ
るいは近づいた時にこのデイツパの一部が油溜め
の中のオイルに漬かり、これによつて潤滑油がエ
ンジンの軸受表面に散布されるようになつてい
る。
クランク軸直下の油溜めに溜めておき、コネクテ
イング・ロツドには、“デイツパ”と称する延長
部が設けられ、クランク軸が下死点に達するかあ
るいは近づいた時にこのデイツパの一部が油溜め
の中のオイルに漬かり、これによつて潤滑油がエ
ンジンの軸受表面に散布されるようになつてい
る。
このようにして上述の各部分の潤滑は、複雑で
高価な給油システムを使わずに行うことが出来
る。
高価な給油システムを使わずに行うことが出来
る。
段付きピストン・エンジンにおいては、潤滑油
の過剰消費を防ぐために、ピストンの大径ポンピ
ング部分に実効ある潤滑油流量制御ピストン・リ
ングを備えなければならない。この制御リングか
らピストンの小径部分ならびに気筒壁へ送られる
潤滑油の流量だけではピストン表面、ピストン・
リングならびにピストン／気筒の小径部分の係合
気筒壁を十分に潤滑することが出来ないので、何
らかの形で補完給油を行う必要がある。
の過剰消費を防ぐために、ピストンの大径ポンピ
ング部分に実効ある潤滑油流量制御ピストン・リ
ングを備えなければならない。この制御リングか
らピストンの小径部分ならびに気筒壁へ送られる
潤滑油の流量だけではピストン表面、ピストン・
リングならびにピストン／気筒の小径部分の係合
気筒壁を十分に潤滑することが出来ないので、何
らかの形で補完給油を行う必要がある。
気筒ならびにピストンの小径部分の給油条件
は、クランクケース圧縮式２行程エンジンのそれ
とほぼ同じであるが、段付きピストン式エンジン
は、クランクケース圧縮式エンジンと比べて、ピ
ストンの小径部分の表面荷重が相当低い点が異な
る。クランクケース圧縮式エンジンにおいては、
潤滑油を燃料に混合して供給するか、またはクラ
ンク軸で駆動する精密可変流量オイル・ポンプで
気化器の絞りの開口の大きさを基準にして流量を
調節しながら計量給油し、油霧潤滑するのが一般
的なやり方である。
は、クランクケース圧縮式２行程エンジンのそれ
とほぼ同じであるが、段付きピストン式エンジン
は、クランクケース圧縮式エンジンと比べて、ピ
ストンの小径部分の表面荷重が相当低い点が異な
る。クランクケース圧縮式エンジンにおいては、
潤滑油を燃料に混合して供給するか、またはクラ
ンク軸で駆動する精密可変流量オイル・ポンプで
気化器の絞りの開口の大きさを基準にして流量を
調節しながら計量給油し、油霧潤滑するのが一般
的なやり方である。
このような給油方式を２行程エンジンに適用す
ると、例えば４行程エンジンの場合に比べて潤滑
油の消費量が著るしく多くなる。さらに、この２
行程エンジンに一般に見られる排煙は、排煙規制
法が実施されれば取締りの対象となるから、絶対
に抑える必要がある。
ると、例えば４行程エンジンの場合に比べて潤滑
油の消費量が著るしく多くなる。さらに、この２
行程エンジンに一般に見られる排煙は、排煙規制
法が実施されれば取締りの対象となるから、絶対
に抑える必要がある。
段付きピストン・エンジンのピストンならびに
気筒の小径部分は、性能基準を満足するエンジン
であれば、上記の油霧給油方式で潤滑できるが、
やはり潤滑油の消費量が多くなり過ぎるという問
題は残り、クランクケース圧縮式エンジンの場合
と同様に市場競争の観点から見て望ましくない。
気筒の小径部分は、性能基準を満足するエンジン
であれば、上記の油霧給油方式で潤滑できるが、
やはり潤滑油の消費量が多くなり過ぎるという問
題は残り、クランクケース圧縮式エンジンの場合
と同様に市場競争の観点から見て望ましくない。
クランクケース圧縮式エンジンに対しては、精
密計量ポンプを使つて軸受けに、また場合によつ
ては気筒壁に直かに給油する方法が考案されてい
る。この給油方式は、気筒の小径部分の気筒壁に
小量の潤滑油を直かに給油する計量ポンプを備え
れば、段付きピストン式エンジンにも適用でき
る。この給油方式は性能の面では問題がないが、
軸受ならびに、気筒およびピストンの大径ポンピ
ング部分の給油システムに加えて計量ポンプとそ
の駆動装置を備えなければならないために、コス
ト面で問題がある。
密計量ポンプを使つて軸受けに、また場合によつ
ては気筒壁に直かに給油する方法が考案されてい
る。この給油方式は、気筒の小径部分の気筒壁に
小量の潤滑油を直かに給油する計量ポンプを備え
れば、段付きピストン式エンジンにも適用でき
る。この給油方式は性能の面では問題がないが、
軸受ならびに、気筒およびピストンの大径ポンピ
ング部分の給油システムに加えて計量ポンプとそ
の駆動装置を備えなければならないために、コス
ト面で問題がある。
このような給油方式は、例えば現在多くの自動
車に搭載されているロータリ・ピストン式エンジ
ンに利用されている。ロータリ・ピストン式エン
ジンにおいては、トロコイド・ピストンを外トロ
コイド気筒の中で摺動させるのが普通である。こ
のエンジンに対しては、エンジンの主要コンポー
ネントを潤滑する主オイル・ポンプと、エンジン
の燃焼プロセスにさらされるトロコイド・ピスト
ンならびに係合コンポーネントのアペツクス・シ
ールを潤滑するための絞り制御可変流量式精密計
量型副オイル・ポンプとで構成される潤滑油供給
システムを適用する。この給油方式は、段付きピ
ストン・エンジンの給油条件をほぼ満足してお
り、本発明のピストン／気筒潤滑方式を別にすれ
ば、段付きピストン・エンジンの潤滑の問題を解
決する最も理想的な方法と言える。
車に搭載されているロータリ・ピストン式エンジ
ンに利用されている。ロータリ・ピストン式エン
ジンにおいては、トロコイド・ピストンを外トロ
コイド気筒の中で摺動させるのが普通である。こ
のエンジンに対しては、エンジンの主要コンポー
ネントを潤滑する主オイル・ポンプと、エンジン
の燃焼プロセスにさらされるトロコイド・ピスト
ンならびに係合コンポーネントのアペツクス・シ
ールを潤滑するための絞り制御可変流量式精密計
量型副オイル・ポンプとで構成される潤滑油供給
システムを適用する。この給油方式は、段付きピ
ストン・エンジンの給油条件をほぼ満足してお
り、本発明のピストン／気筒潤滑方式を別にすれ
ば、段付きピストン・エンジンの潤滑の問題を解
決する最も理想的な方法と言える。
本発明の１つの目的に、本明細書において限定
するとおりの機種の段付きピストン・エンジンの
新型改良段付きピストンを提供することである。
するとおりの機種の段付きピストン・エンジンの
新型改良段付きピストンを提供することである。
本発明の１実施例において、段付きピストン
は、ピストンの下端の外側に通じる１つの内部中
空開口を備えた１つの本体で構成されており、本
体は、ピストンの上端から１つの段にまで達する
１つの小径作動部分と該段からピストンの下端ま
で達する１つの大径ポンピング部分とで構成され
ており、小径部分の外面には少くとも１つのピス
トン・リング・グルーブ溝が形成されており、大
径部分の外面には少くとも１つのピストン・リン
グ・グルーブが形成されており、各ピストン・リ
ング・グルーブは、使用時に１つのピストン・リ
ングを受け入れ、ピストンの大径部分には、ピス
トンの内面とピストンの小径部分の外面との間に
おいて潤滑油の通路となる計量開口が少くとも１
つ設けられている。
は、ピストンの下端の外側に通じる１つの内部中
空開口を備えた１つの本体で構成されており、本
体は、ピストンの上端から１つの段にまで達する
１つの小径作動部分と該段からピストンの下端ま
で達する１つの大径ポンピング部分とで構成され
ており、小径部分の外面には少くとも１つのピス
トン・リング・グルーブ溝が形成されており、大
径部分の外面には少くとも１つのピストン・リン
グ・グルーブが形成されており、各ピストン・リ
ング・グルーブは、使用時に１つのピストン・リ
ングを受け入れ、ピストンの大径部分には、ピス
トンの内面とピストンの小径部分の外面との間に
おいて潤滑油の通路となる計量開口が少くとも１
つ設けられている。
理想的には、計量開口は、ピストンの小径部分
のピストン・リング・グルーブあるいは一番下の
ピストン・リング・グルーブの下に設けるかまた
は、２つないしそれ以上のピストン・リング・グ
ルーブがある場合は２つのピストン・リング・グ
ルーブあるいは一番下の２つのピストン・リン
グ・グルーブの間に設ける。
のピストン・リング・グルーブあるいは一番下の
ピストン・リング・グルーブの下に設けるかまた
は、２つないしそれ以上のピストン・リング・グ
ルーブがある場合は２つのピストン・リング・グ
ルーブあるいは一番下の２つのピストン・リン
グ・グルーブの間に設ける。
理想的には、計量開口はピストンの小径部分の
外面の理想的には浅いリセスに連絡させ、ピスト
ン・リングの周面全体へ潤滑油を確実に行き渡ら
せるようにする。
外面の理想的には浅いリセスに連絡させ、ピスト
ン・リングの周面全体へ潤滑油を確実に行き渡ら
せるようにする。
ピストンをピストン内部に進入するコネクテイ
ング・ロツドの１端に接続するための枢着手段を
備え、ピストンの小径部分の周面における対縦線
で囲まれ、枢軸、すなわちピストン・ピンまた他
の連結手段の軸と、ピストンの縦軸を含み、いず
れかの側に周方向に約30゜ずれている面に平行な
２つのスラスト領域の中の１つの中に計量開口を
位置させることが出来る。
ング・ロツドの１端に接続するための枢着手段を
備え、ピストンの小径部分の周面における対縦線
で囲まれ、枢軸、すなわちピストン・ピンまた他
の連結手段の軸と、ピストンの縦軸を含み、いず
れかの側に周方向に約30゜ずれている面に平行な
２つのスラスト領域の中の１つの中に計量開口を
位置させることが出来る。
本発明の別の実施例においては、段付きピスト
ン・エンジンは、先きの実施例において説明した
通りの段付きピストンを少くとも１つ備えてい
る。本発明は、２行程式エンジンに最適である
が、４行程エンジンにも適用できる。
ン・エンジンは、先きの実施例において説明した
通りの段付きピストンを少くとも１つ備えてい
る。本発明は、２行程式エンジンに最適である
が、４行程エンジンにも適用できる。
エンジンは、エンジン内の燃料／空気混合体の
燃焼を火花点火で行う通常のガソリン・エンジン
または、エンジン内の燃料／空気混合体の燃焼を
専ら混合体の圧縮によつて行うデイーゼル・エン
ジンであればよい。
燃焼を火花点火で行う通常のガソリン・エンジン
または、エンジン内の燃料／空気混合体の燃焼を
専ら混合体の圧縮によつて行うデイーゼル・エン
ジンであればよい。
以下添付図を参照しながら本発明を詳述する。
第１図は、本発明による段付きピストンの縦軸
方向断面図である。
方向断面図である。
第２図は、本発明の別の実施例における段付き
ピストンの１つの計量開口と小径部分の部分断面
図である。
ピストンの１つの計量開口と小径部分の部分断面
図である。
第３図は、本発明のさらに別の実施例における
第２図相当の部分断面図である。
第２図相当の部分断面図である。
第４図は、本発明のさらに別の実施例における
第２図相当の部分断面図である。
第２図相当の部分断面図である。
第５図は、本発明のさらに別の実施例における
単気筒エンジンの段付きピストン・コネクテイン
グ・ロツドならびにクランク軸から成るアセンブ
リの一部の斜視図である。
単気筒エンジンの段付きピストン・コネクテイン
グ・ロツドならびにクランク軸から成るアセンブ
リの一部の斜視図である。
第１図を参照して、本発明の第１実施例として
の段付きピストンＰの断面図が示されている。ピ
ストンＰは、ピストンの上端２から段３まで達し
ている小径部分１と、段３から開放下端５まで達
している大径部分４とで構成されている。図では
下端５では全開になつているが、もし必要なら
ば、内に向つて延びるシヨルダを備えることも出
来るし、さらには、１つの開口を備えるだけです
ますことも出来る。いずれの場合もピストンには
内部中空がある。
の段付きピストンＰの断面図が示されている。ピ
ストンＰは、ピストンの上端２から段３まで達し
ている小径部分１と、段３から開放下端５まで達
している大径部分４とで構成されている。図では
下端５では全開になつているが、もし必要なら
ば、内に向つて延びるシヨルダを備えることも出
来るし、さらには、１つの開口を備えるだけです
ますことも出来る。いずれの場合もピストンには
内部中空がある。
本図の実施例においては、ピストンには４つの
ピストン・リング・グルーブ６，７，８，９があ
り、２つのグルーブ６，７はピストンの上端に隣
接する小径部分１にあり、２つのグルーブ８，９
は段３と下端５との間の大径部分にある。別の実
施例として、完全に封止が行われるならば、小径
部分１と大径部分４に各々１つだけのピストン・
リング・グルーブを設ければよい。
ピストン・リング・グルーブ６，７，８，９があ
り、２つのグルーブ６，７はピストンの上端に隣
接する小径部分１にあり、２つのグルーブ８，９
は段３と下端５との間の大径部分にある。別の実
施例として、完全に封止が行われるならば、小径
部分１と大径部分４に各々１つだけのピストン・
リング・グルーブを設ければよい。
再び第１図を参照して、ピストン・リングは
各々グルーブ６〜９にはまつている。平圧縮型リ
ング１０，１１，１２が各々ピストンＰの小径部
分１の２つのグルーブ６，７ならびに大径部分４
の上側グループ８にはめられている。潤滑流量制
御ピストン・リング１３が大径部分４の下側グル
ーブ９にはめられている。下側グルーブ９から大
径部分４を通つてピストンの内部中空に通じるド
レン穴１４が設けられている。ドレン穴１４は、
潤滑油制御ピストン・リング１３の機能を促進す
るために設けてある。
各々グルーブ６〜９にはまつている。平圧縮型リ
ング１０，１１，１２が各々ピストンＰの小径部
分１の２つのグルーブ６，７ならびに大径部分４
の上側グループ８にはめられている。潤滑流量制
御ピストン・リング１３が大径部分４の下側グル
ーブ９にはめられている。下側グルーブ９から大
径部分４を通つてピストンの内部中空に通じるド
レン穴１４が設けられている。ドレン穴１４は、
潤滑油制御ピストン・リング１３の機能を促進す
るために設けてある。
潤滑油計量開口１５，１６がピストン・リング
１１の下の小径部分に穿設されている。計量開口
１５，１６は小径部分の外側からピストンの内部
中空への連絡手段となつている。計量開口１
５，１６は、下側リング・グルーブ７に隣接して
いるがグルーブ７とは連絡していない。開口１
５，１６はピストン外面の周グルーブ１７と連絡
している。グルーブ１７はグルーブ７に隣接し、
これに接続している。
１１の下の小径部分に穿設されている。計量開口
１５，１６は小径部分の外側からピストンの内部
中空への連絡手段となつている。計量開口１
５，１６は、下側リング・グルーブ７に隣接して
いるがグルーブ７とは連絡していない。開口１
５，１６はピストン外面の周グルーブ１７と連絡
している。グルーブ１７はグルーブ７に隣接し、
これに接続している。
ピストンＰは気筒１８内を摺動し、気筒１８は
１つの小径部分と１つの大径部分とで構成されて
おり、ピストンの大径部分４は気筒の大径部分の
中に完全に受け入れられ、これに対してピストン
の小径部分１は気筒の小径部分に受け入れられ、
少くとも段３のところまで気筒１８の大径部分の
中に摺動進入する。
１つの小径部分と１つの大径部分とで構成されて
おり、ピストンの大径部分４は気筒の大径部分の
中に完全に受け入れられ、これに対してピストン
の小径部分１は気筒の小径部分に受け入れられ、
少くとも段３のところまで気筒１８の大径部分の
中に摺動進入する。
第１図は計量開口１５の中の１つに沿つて切つ
た断面図であり、開口１５は、ピストン壁の開口
Ｏの一方の側において周方向に離間している。ピ
ストン周壁の反対側には整合開口（図では見えな
い）があり、この２つの開口Ｏはピストン・ピン
などのピンを受け入れ、ピストンとコネクテイン
グ・ロツドを枢着接続する働きをする。
た断面図であり、開口１５は、ピストン壁の開口
Ｏの一方の側において周方向に離間している。ピ
ストン周壁の反対側には整合開口（図では見えな
い）があり、この２つの開口Ｏはピストン・ピン
などのピンを受け入れ、ピストンとコネクテイン
グ・ロツドを枢着接続する働きをする。
第２図は本発明の別の実施例を示す。ピストン
１９の小径部分の下側ピストン・リング・グルー
ブ７の下のグルーブ１７に通じる計量開口１５，
１６に代えて、ピストンの上端２に隣接する小径
部分に３つのピストン・リング・グルーブ２０，
２１，２２が設けられており、各グルーブには
各々ピストン・リング２３，２４，２５がはめら
れており、一番下の２つのリング２４，２５の間
に計量開口２６がある。
１９の小径部分の下側ピストン・リング・グルー
ブ７の下のグルーブ１７に通じる計量開口１５，
１６に代えて、ピストンの上端２に隣接する小径
部分に３つのピストン・リング・グルーブ２０，
２１，２２が設けられており、各グルーブには
各々ピストン・リング２３，２４，２５がはめら
れており、一番下の２つのリング２４，２５の間
に計量開口２６がある。
計量開口２６の内端２７はピストンの内部中空
′に連絡しており、外端２８はリング・グルー
ブ２１，２２の間のピストン外面に連絡してい
る。計量開口２６の外端２８に隣接し同開口を囲
んでいる部分には、開口２６の一部分に制限され
ているリセス２９がある。
′に連絡しており、外端２８はリング・グルー
ブ２１，２２の間のピストン外面に連絡してい
る。計量開口２６の外端２８に隣接し同開口を囲
んでいる部分には、開口２６の一部分に制限され
ているリセス２９がある。
その他の点に関しては、第２図のピストン１９
は第１図のピストンと同じであり、ピストンは気
筒３０のボアの中に摺動進入する。
は第１図のピストンと同じであり、ピストンは気
筒３０のボアの中に摺動進入する。
第３図は本発明のさらに別の実施例を示す。第
２図の実施例の場合と同様に、３つのピストン・
リング・グルーブ３２，３３，３４があり、各々
にピストン・リング３５，３６，３７がはまつて
いる。計量開口３８がピストン３１の内部中空３
９とピストン・リング・グルーブ３４を連絡する
働きをしている。潤滑油は、ピストン・リング３
７とリング・グルーブ３４の側面の間の隙間を通
つて、ピストン３１が摺動進入する気筒４０のボ
アへ流れる。リング３７の素材は金属でも非金属
でもよい。
２図の実施例の場合と同様に、３つのピストン・
リング・グルーブ３２，３３，３４があり、各々
にピストン・リング３５，３６，３７がはまつて
いる。計量開口３８がピストン３１の内部中空３
９とピストン・リング・グルーブ３４を連絡する
働きをしている。潤滑油は、ピストン・リング３
７とリング・グルーブ３４の側面の間の隙間を通
つて、ピストン３１が摺動進入する気筒４０のボ
アへ流れる。リング３７の素材は金属でも非金属
でもよい。
その他の点に関してはピストン３１は第１図の
ピストンと同じである。
ピストンと同じである。
第４図は本発明のさらに別の実施例であり、ピ
ストン５０にはやはり３つのピストン・リング・
グルーブ４１，４２，４３があり、一番下のグル
ーブ４３には一連の計量開口４４が設けられてい
る。開口４４は各々ピストンの内部中空４５に連
絡している。標準ピストン・リング４６，４７が
グルーブ４１，４２にはめられており、グルーブ
４３には特殊ピストン・リング４８がはめられて
おり、リング４８はグルーブ４３の側面に密着ば
めされており、そのため潤滑油はリング４８の側
面を全く流れないか、流れたとしても無視できる
程度の量に抑えられる。リング４８の素材はやは
り金属でも非金属でもよい。
ストン５０にはやはり３つのピストン・リング・
グルーブ４１，４２，４３があり、一番下のグル
ーブ４３には一連の計量開口４４が設けられてい
る。開口４４は各々ピストンの内部中空４５に連
絡している。標準ピストン・リング４６，４７が
グルーブ４１，４２にはめられており、グルーブ
４３には特殊ピストン・リング４８がはめられて
おり、リング４８はグルーブ４３の側面に密着ば
めされており、そのため潤滑油はリング４８の側
面を全く流れないか、流れたとしても無視できる
程度の量に抑えられる。リング４８の素材はやは
り金属でも非金属でもよい。
リング４８には計量開口４９があり、この開口
４９によつて、中空ピストン５０の内部４５か
ら、ピストン５０が摺動進入する気筒５１のボア
へ流れる潤滑油が計量される。
４９によつて、中空ピストン５０の内部４５か
ら、ピストン５０が摺動進入する気筒５１のボア
へ流れる潤滑油が計量される。
リング４８は、ストツプ・ペグその他の同効部
材（図示していない）によつて、グルーブ４３の
中におけるピストン軸を中心とする回転を制止さ
れており、開口４４は開口４９と常に整合してい
る。
材（図示していない）によつて、グルーブ４３の
中におけるピストン軸を中心とする回転を制止さ
れており、開口４４は開口４９と常に整合してい
る。
その他の点に関しては第４図のピストン５０は
第１図のピストンと同じである。
第１図のピストンと同じである。
第５図においては、第１〜４図のいずれかの段
付きピストンが、ピストンの壁を貫通する整合開
口Ｏを通るピストン・ピン５３によつてコネクテ
イング・ロツド５４に接続されている。コネクテ
イング・ロツド５４の他端は、クランク・ピン５
５によつてクランク軸５６に接続されている。図
のアセンブリは上死点位置にありクランク軸の回
転方向は矢印方向、すなわち時計回わりである。
ピストン・ピンの軸５９とピストンの縦軸は互に
垂直であるが、交差し、従つて同じ１つの面内に
ある。ピストンの上端２の線６２も、ピストンの
小径部分の側面と一致する線６０，６１と同じよ
うに、軸Ａ，５９を含む面内にある。これらの
線、軸を含む面は、ピストンのスラスト軸である
軸６３に垂直である。別の２本の線７３，７４は
上記面を横断しており、角度64だけ線６２からず
れている。角度64は一般に30度である。線７３，
７４がピストンの周面と交差する個所で、面Ｐに
平行に線６５，６６，６７，６８が引かれてい
る。ピストンの第１スラスト領域は線６５，６７
の間にあり、第２スラスト領域は線６６，６８の
間にある。第２スラスト領域６９は、クランク軸
を時計回わりで見て、ピストンの小径部分の外面
から外へクランク軸５６の右へ面している。
付きピストンが、ピストンの壁を貫通する整合開
口Ｏを通るピストン・ピン５３によつてコネクテ
イング・ロツド５４に接続されている。コネクテ
イング・ロツド５４の他端は、クランク・ピン５
５によつてクランク軸５６に接続されている。図
のアセンブリは上死点位置にありクランク軸の回
転方向は矢印方向、すなわち時計回わりである。
ピストン・ピンの軸５９とピストンの縦軸は互に
垂直であるが、交差し、従つて同じ１つの面内に
ある。ピストンの上端２の線６２も、ピストンの
小径部分の側面と一致する線６０，６１と同じよ
うに、軸Ａ，５９を含む面内にある。これらの
線、軸を含む面は、ピストンのスラスト軸である
軸６３に垂直である。別の２本の線７３，７４は
上記面を横断しており、角度64だけ線６２からず
れている。角度64は一般に30度である。線７３，
７４がピストンの周面と交差する個所で、面Ｐに
平行に線６５，６６，６７，６８が引かれてい
る。ピストンの第１スラスト領域は線６５，６７
の間にあり、第２スラスト領域は線６６，６８の
間にある。第２スラスト領域６９は、クランク軸
を時計回わりで見て、ピストンの小径部分の外面
から外へクランク軸５６の右へ面している。
第５図のピストンにおいては、第１〜４図の実
施例における潤滑油計量開口に代えて、あるいは
これに加えて、２つの計量開口７０，７１が設け
られている。開口７０，７１は、１つのスラスト
領域６９の中で、ピストンの小径部分のピスト
ン・リング７２の下端に隣接して穿設されてい
る。
施例における潤滑油計量開口に代えて、あるいは
これに加えて、２つの計量開口７０，７１が設け
られている。開口７０，７１は、１つのスラスト
領域６９の中で、ピストンの小径部分のピスト
ン・リング７２の下端に隣接して穿設されてい
る。
上記の諸実施例において、潤滑油計量開口は、
ピストンの内部中空からピストンの小径部の外壁
への潤滑油通路になつており、ピストンの大径部
分と気筒壁の係合大径部分との間の通常の給油を
補つて、ピストンの外壁と気筒の小径部分のボア
の間の給油を行う。
ピストンの内部中空からピストンの小径部の外壁
への潤滑油通路になつており、ピストンの大径部
分と気筒壁の係合大径部分との間の通常の給油を
補つて、ピストンの外壁と気筒の小径部分のボア
の間の給油を行う。
ピストンの大径部分から排出される潤滑油は開
口１４を通つてピストンの内部中空へ送られ再使
用されるので、過剰油の燃焼は最少限に抑えられ
る。
口１４を通つてピストンの内部中空へ送られ再使
用されるので、過剰油の燃焼は最少限に抑えられ
る。
第５図の実施例ではピストンとコネクテイン
グ・ロツド５４はピストン・ピンで接続されてい
るが、これに代えて他の同効枢着手段で接続する
ことも出来る。
グ・ロツド５４はピストン・ピンで接続されてい
るが、これに代えて他の同効枢着手段で接続する
ことも出来る。
本発明は、エンジン内の燃料／空気混合体の燃
焼を専ら、空気を圧縮して加熱し、この中に圧縮
燃料を噴射し、空気の熱によつて点火して行う２
行程デイーゼル・エンジンに最適である。もちろ
ん本発明は、ピストンと気筒壁の間の潤滑を改良
する必要のある他の型式の段付きピストン・エン
ジンにも適用できる。
焼を専ら、空気を圧縮して加熱し、この中に圧縮
燃料を噴射し、空気の熱によつて点火して行う２
行程デイーゼル・エンジンに最適である。もちろ
ん本発明は、ピストンと気筒壁の間の潤滑を改良
する必要のある他の型式の段付きピストン・エン
ジンにも適用できる。
本発明は例えば、火花点火式２行程あるいは４
行程段付きピストン・エンジンや、４行程デイー
ゼル段付きピストン・エンジンにも適用できる。
行程段付きピストン・エンジンや、４行程デイー
ゼル段付きピストン・エンジンにも適用できる。
いずれの場合にも、潤滑油を浪費することなく
満足のゆく潤滑を行うためには、計量開口を理想
的な大きさにしなければならない。計量開口のサ
イズは一般的に次式で求める。
満足のゆく潤滑を行うためには、計量開口を理想
的な大きさにしなければならない。計量開口のサ
イズは一般的に次式で求める。
Ｍ＝Ａ／Ｋ（PN）3.7/K
Ｍ：計量開口の最小総断面積（mm2）
Ａ：ピストンの小径部分の面積（cm2）
Ｐ：最大出力時のエンジンの制動平均有効圧
（気圧） Ｎ：最大出力時のエンジン回転速度（rpm） Ｋ：ピストン下側への給油方法ならびにこの部
分から計量開口へ送られる潤滑油の量によ
つて決まる定数。
（気圧） Ｎ：最大出力時のエンジン回転速度（rpm） Ｋ：ピストン下側への給油方法ならびにこの部
分から計量開口へ送られる潤滑油の量によ
つて決まる定数。
Ｋの値は29〜41である。この定数は下記のごと
くもつと正確に限定できる。
くもつと正確に限定できる。
ピストン下側を各クランク・ピン軸受の端部か
ら散布潤滑する４行程エンジンの通常の加圧循環
給油方式の場合はＫは32〜35である。噴射を利用
する特殊給油方式の場合はＫは34〜37である。
ら散布潤滑する４行程エンジンの通常の加圧循環
給油方式の場合はＫは32〜35である。噴射を利用
する特殊給油方式の場合はＫは34〜37である。
コネクテイング・ロツドに取り付けた標準サイ
ズのデイツパ（約1.5mmの板金）で給油する場合
はＫは31〜35である。
ズのデイツパ（約1.5mmの板金）で給油する場合
はＫは31〜35である。
第１図は、本発明による段付きピストンの縦軸
方向断面図である。第２図は、本発明の別の実施
例における段付きピストンの１つの計量開口と小
径部分の部分断面図である。第３図は、本発明の
さらに別の実施例における第２図相当の部分断面
図である。第４図は、本発明のさらに別の実施例
における第２図相当の部分断面図である。第５図
は、本発明のさらに別の実施例における単気筒エ
ンジンの段付きピストン・コネクテイング・ロツ
ドならびにクランク軸から成るアセンブリの一部
の斜視図である。 Ｐ…ピストン、Ｏ…ピストン壁の開口、，
′…ピストンの内部中空、Ａ…軸、１…ピスト
ンの小径部分、２…ピストンの上端、３…ピスト
ンの段、４…ピストンの大径部分、５…開放下
端、６，７，８，９…ピストン・リング・グルー
ブ、１０，１１，１２…平圧縮形リング、１３…
潤滑流量制御ピストン・リング、１４…ドレン
穴、１５，１６…潤滑油計量開口、１７…ピスト
ン外面の周グルーブ、１８…気筒、１９…ピスト
ン、２０，２１，２２…ピストン・リング・グル
ーブ、２３，２４，２５…ピストン・リング、２
６…計量開口、２７…内端、２８…外端、２９…
リセス、３０…気筒、３１…ピストン、３２，３
３，３４…ピストン・リング・グルーブ、３５，
３６，３７…ピストン・リング、３８…計量開
口、３９…内部中空、４０…気筒、４１，４２，
４３…ピストン・リング・グルーブ、４４…計量
開口、４５…内部中空、４６，４７…標準ピスト
ン・リング、４８…特殊ピストン・リング、４９
…計量開口、５０…中空ピストン、５１…気筒、
５３…ピストン・ピン、５４…コネクテイング・
ロツド、５５…クランク・ピン、５６…クランク
軸、５９…ピストン・ピンの軸、６０，６１…ピ
ストンの小径部分の側面と一致する線、６２…ピ
ストンの上端２の線、６３…軸、６９…第２スラ
スト領域、７０，７１…計量開口、７２…ピスト
ン・リング。
方向断面図である。第２図は、本発明の別の実施
例における段付きピストンの１つの計量開口と小
径部分の部分断面図である。第３図は、本発明の
さらに別の実施例における第２図相当の部分断面
図である。第４図は、本発明のさらに別の実施例
における第２図相当の部分断面図である。第５図
は、本発明のさらに別の実施例における単気筒エ
ンジンの段付きピストン・コネクテイング・ロツ
ドならびにクランク軸から成るアセンブリの一部
の斜視図である。 Ｐ…ピストン、Ｏ…ピストン壁の開口、，
′…ピストンの内部中空、Ａ…軸、１…ピスト
ンの小径部分、２…ピストンの上端、３…ピスト
ンの段、４…ピストンの大径部分、５…開放下
端、６，７，８，９…ピストン・リング・グルー
ブ、１０，１１，１２…平圧縮形リング、１３…
潤滑流量制御ピストン・リング、１４…ドレン
穴、１５，１６…潤滑油計量開口、１７…ピスト
ン外面の周グルーブ、１８…気筒、１９…ピスト
ン、２０，２１，２２…ピストン・リング・グル
ーブ、２３，２４，２５…ピストン・リング、２
６…計量開口、２７…内端、２８…外端、２９…
リセス、３０…気筒、３１…ピストン、３２，３
３，３４…ピストン・リング・グルーブ、３５，
３６，３７…ピストン・リング、３８…計量開
口、３９…内部中空、４０…気筒、４１，４２，
４３…ピストン・リング・グルーブ、４４…計量
開口、４５…内部中空、４６，４７…標準ピスト
ン・リング、４８…特殊ピストン・リング、４９
…計量開口、５０…中空ピストン、５１…気筒、
５３…ピストン・ピン、５４…コネクテイング・
ロツド、５５…クランク・ピン、５６…クランク
軸、５９…ピストン・ピンの軸、６０，６１…ピ
ストンの小径部分の側面と一致する線、６２…ピ
ストンの上端２の線、６３…軸、６９…第２スラ
スト領域、７０，７１…計量開口、７２…ピスト
ン・リング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １つないしそれ以上の気筒を備えたエンジン
に使用する段付きピストンにおいて、気筒内に収
納されるピストンは、小径作動部分と大径ポンピ
ング部分とを有し、ピストンの前記小径作動部分
は、燃料／空気混合体の爆発が起こる気筒の作動
部分に滑動自在に係合し、ピストンの前記大径ポ
ンピング部分は、気筒のポンピング部分に滑動自
在に係合し、また前記ピストンは、ピストンの下
端の外側に通じる１つの内部中空開口を備えた１
つの本体で構成されており、その本体は、ピスト
ンの上端から１つの段にまで達する１つの小径作
動部分と該段からピストンの下端にまで達する１
つの大径ポンピング部分とで構成されており、小
径部分の外面には少くとも１つのピストン・リン
グ・グルーブが形成されており、大径部分の外面
には少くとも１つのピストン・リング・グルーブ
が形成されており、各ピストン・リング・グルー
ブは、使用時に１つのピストン・リングがはま
り、ピストンの小径部分には、ピストンの内面と
ピストンの小径部分の外面との間において潤滑油
の通路となる計量開口が少くとも１つ設けられて
おり、その各計量開口は、次式で決定される最小
総断面積を有していることを特徴とするエンジン
用段付きピストン。 Ｍ＝Ａ／Ｋ（PN）3.7/K Ｍ：計量開口の最小総断面積（mm2） Ａ：ピストンの小径部分の面積（cm2） Ｐ：最大出力時のエンジンの制動平均有効圧（気
圧） Ｎ：最大出力時のエンジン回転速度（rpm） Ｋ：ピストン下側への給油方法ならびにこの部分
から計量開口へ送られる潤滑油の量によつて
決まる定数であつて、Ｋの値は29〜41であ
る。 ２ 各計量開口は、ピストンの小径部分のピスト
ン・リング・グルーブあるいは一番下のピスト
ン・リング・グルーブの下にあり、該グルーブと
開口あるいは該グルーブに最も近い開口との間の
軸方向距離はピストン行程の10％以下である特許
請求の範囲第１項記載のエンジン用段付きピスト
ン。 ３ ピストンの小径部分に２つないしそれ以上の
ピストン・リング・グルーブが設けられており、
２つのピストン・リング・グルーブあるいは一番
下の２つのピストン・リング・グルーブの間に該
計量開口がある特許請求の範囲第１項記載のエン
ジン用段付きピストン。 ４ 各計量開口は、ピストンの小径部分の外面の
１つのリセスに連絡している特許請求の範囲第２
項または第３項に記載のエンジン用段付きピスト
ン。 ５ リセスはピストンの小径部分の外面に設けら
れた周方向グルーブで形成されており、該グルー
ブには、使用時にピストン・リングがはまり合
い、ピストンの円周面全体に計量済み潤滑油が散
布される特許請求の範囲第４項記載のエンジン用
段付きピストン。 ６ ピストンをコネクテイング・ロツドの１端に
接続するための枢着手段が備えられており、計量
開口は、２つのスラスト領域の１つの中にある特
許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
載のエンジン用段付きピストン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8201426 | 1982-01-19 | ||
| GB8201426 | 1982-01-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58192948A JPS58192948A (ja) | 1983-11-10 |
| JPH0330711B2 true JPH0330711B2 (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=10527714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58007198A Granted JPS58192948A (ja) | 1982-01-19 | 1983-01-18 | エンジン用段付きピストン |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4522163A (ja) |
| EP (1) | EP0084790B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58192948A (ja) |
| DE (1) | DE3364553D1 (ja) |
| GB (1) | GB2113800B (ja) |
| IN (1) | IN159871B (ja) |
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| GB2189005B (en) * | 1986-04-08 | 1989-12-28 | Ae Plc | Engines |
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| JP2526986Y2 (ja) * | 1992-05-21 | 1997-02-26 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
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| US9097203B2 (en) | 2011-12-29 | 2015-08-04 | Etagen, Inc. | Methods and systems for managing a clearance gap in a piston engine |
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