JPH0452388B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0452388B2 JPH0452388B2 JP59008501A JP850184A JPH0452388B2 JP H0452388 B2 JPH0452388 B2 JP H0452388B2 JP 59008501 A JP59008501 A JP 59008501A JP 850184 A JP850184 A JP 850184A JP H0452388 B2 JPH0452388 B2 JP H0452388B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ring groove
- internal combustion
- combustion engine
- molded body
- 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 - Lifetime
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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
- F02F3/0023—Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関用ピストンに関する。
舶用デイーゼル機関では、燃料費の低減を図る
ため低質燃料が使用されることが多く、燃焼によ
つて生じる燃料残滓或いは硫酸等の腐食性生成物
の影響によりピストンのリング溝ランド部或いは
ピストンリングやシリンダライナの摩耗が急速に
進行せしめられることが多い。
ため低質燃料が使用されることが多く、燃焼によ
つて生じる燃料残滓或いは硫酸等の腐食性生成物
の影響によりピストンのリング溝ランド部或いは
ピストンリングやシリンダライナの摩耗が急速に
進行せしめられることが多い。
ピストンリング溝の摩耗が進むと出力低下、オ
イル消費量の増加、始動性の悪化等を起こすと同
時にエンジンの寿命を縮めるため、通常、舶用ピ
ストンのリング溝には高周波焼入処理が施されて
いる。
イル消費量の増加、始動性の悪化等を起こすと同
時にエンジンの寿命を縮めるため、通常、舶用ピ
ストンのリング溝には高周波焼入処理が施されて
いる。
然しながら、焼入硬化したリング溝は燃料残滓
等によるアブレツシブル摩耗に対しては効果があ
るものの、腐食性生成物による腐食摩耗にはあま
り効果がないため、リング溝に0.1〜0.2mm位の厚
いクロムメツキを施すことも行なわれているが、
リング溝に高価なクロムメツキを施すことはコス
トの大幅な上昇を招く。
等によるアブレツシブル摩耗に対しては効果があ
るものの、腐食性生成物による腐食摩耗にはあま
り効果がないため、リング溝に0.1〜0.2mm位の厚
いクロムメツキを施すことも行なわれているが、
リング溝に高価なクロムメツキを施すことはコス
トの大幅な上昇を招く。
而して、大形デイーゼルピストンではピストン
頭部及びリング溝部の摩耗を減少することやピス
トンリングの焼付を防止する等の配慮から冷却油
でピストン頭部を充分に冷却できるようピストン
頭部に大きな空洞を設けているため、リング溝の
温度が全負荷運動時でも150℃〜160℃程度である
ものが多い。
頭部及びリング溝部の摩耗を減少することやピス
トンリングの焼付を防止する等の配慮から冷却油
でピストン頭部を充分に冷却できるようピストン
頭部に大きな空洞を設けているため、リング溝の
温度が全負荷運動時でも150℃〜160℃程度である
ものが多い。
使用される燃料中の硫黄分が少ない場合にはこ
の温度で何ら問題はないが、硫黄分の多い低質の
燃料を使用した場合には硫黄分の燃焼によつて生
じた亜硫酸ガスと炭化水素の燃焼によつて生じた
水分とが反応して硫酸を生成するため腐食摩耗の
発生が多くなつてくる。リング溝の腐食は主にこ
の硫酸によるものであるが、リング溝の温度が充
分に高ければ燃焼ガス中の水分が結露せず、従つ
て硫酸が生成せず、腐食摩耗が著しく減少するも
のである。
の温度で何ら問題はないが、硫黄分の多い低質の
燃料を使用した場合には硫黄分の燃焼によつて生
じた亜硫酸ガスと炭化水素の燃焼によつて生じた
水分とが反応して硫酸を生成するため腐食摩耗の
発生が多くなつてくる。リング溝の腐食は主にこ
の硫酸によるものであるが、リング溝の温度が充
分に高ければ燃焼ガス中の水分が結露せず、従つ
て硫酸が生成せず、腐食摩耗が著しく減少するも
のである。
本発明はこの点に着目し、上記の問題点を解決
するためなされたものであり、本発明の目的とす
るところは、リング溝部の温度を高く保つて硫酸
が生成しないよう構成し、腐食性摩耗を防止する
と共に、リング溝の周方向の温度分布を均一にす
ることにある。
するためなされたものであり、本発明の目的とす
るところは、リング溝部の温度を高く保つて硫酸
が生成しないよう構成し、腐食性摩耗を防止する
と共に、リング溝の周方向の温度分布を均一にす
ることにある。
而して、その要旨とするところは、ピストンリ
ング溝を有する円筒面の内側に多孔質成形体を密
着、配設し、ピストンリング溝を有する円筒面の
内側を冷却油で直接冷却しないようにしてリング
溝内で硫酸が発生しないようにし、更にはその多
孔質成形体の厚さを加減するか、又は部分的に配
設し、ピストンリングの温度が均一となるように
することにある。
ング溝を有する円筒面の内側に多孔質成形体を密
着、配設し、ピストンリング溝を有する円筒面の
内側を冷却油で直接冷却しないようにしてリング
溝内で硫酸が発生しないようにし、更にはその多
孔質成形体の厚さを加減するか、又は部分的に配
設し、ピストンリングの温度が均一となるように
することにある。
以下、図面に基づいて本発明の詳細を説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る内燃機関用ピストンの一
実施例を示す断面図、第２図は他の一実施例を示
す断面図である。
実施例を示す断面図、第２図は他の一実施例を示
す断面図である。
第１図中、１はピストン、１ａ，１ｂは空洞
部、２はクラウン、２ａ，２ａはリング溝、３は
スカート、４，４はボルト、５，５は蓋体、６は
多孔体である。
部、２はクラウン、２ａ，２ａはリング溝、３は
スカート、４，４はボルト、５，５は蓋体、６は
多孔体である。
ピストン１はスチール製のクラウン２とAL鍛
造製のスカート３を別々に加工し、ボルト４，４
により締め付けて組み合わせた組立ピストンであ
る。
造製のスカート３を別々に加工し、ボルト４，４
により締め付けて組み合わせた組立ピストンであ
る。
クラウン２とスカート３との間に形成された空
洞部１ａと１ｂは放射状に設けた油路（図示せ
ず）によつて連通されており、この空洞部１ａ及
び１ｂ部分にコンロツド、ピストンピン及びピン
ボス（図示せず）に設けた油冷却孔を通り冷却油
が供給され、ピストン１が上下運動をすることに
より冷却油が空洞部１ａ及び１ｂ内で撹拌され、
所謂カクテルシエーカー効果によつて効果的にピ
ストン１が冷却される。
洞部１ａと１ｂは放射状に設けた油路（図示せ
ず）によつて連通されており、この空洞部１ａ及
び１ｂ部分にコンロツド、ピストンピン及びピン
ボス（図示せず）に設けた油冷却孔を通り冷却油
が供給され、ピストン１が上下運動をすることに
より冷却油が空洞部１ａ及び１ｂ内で撹拌され、
所謂カクテルシエーカー効果によつて効果的にピ
ストン１が冷却される。
多孔体６は空洞部１ａ内にクラウン２のリング
溝２ａ，２ａが設けられた部分の裏側の内壁面に
設けられている。
溝２ａ，２ａが設けられた部分の裏側の内壁面に
設けられている。
本実施例では、多孔体として発泡ニツケル（気
孔率98％）を用い、これをクラウン２に鑞付けし
た後、スカート３を組み付ける。
孔率98％）を用い、これをクラウン２に鑞付けし
た後、スカート３を組み付ける。
尚、この多孔体６を設ける代わりに、クラウン
２をこれと同等の断熱効果が得られるよう同一鋼
材で厚く形成すればリング溝の過劣却を防止する
ことは出来るが、ピストン全体の重量が大幅に増
大するために実用的でない。
２をこれと同等の断熱効果が得られるよう同一鋼
材で厚く形成すればリング溝の過劣却を防止する
ことは出来るが、ピストン全体の重量が大幅に増
大するために実用的でない。
発泡ニツケルは極めて軽量である上、鋼材より
断熱効果が高いから、本発明によれば、ピストン
の重量を殆ど増加させることなく目的を達成し得
る。
断熱効果が高いから、本発明によれば、ピストン
の重量を殆ど増加させることなく目的を達成し得
る。
又、この多孔体は均一な厚みとしてもよいが、
これを設ける場合、リング溝が比較的高温となる
所では薄く、低温となる所では厚くして、リング
溝の温度が均一となるよう構成することが推奨さ
れる。
これを設ける場合、リング溝が比較的高温となる
所では薄く、低温となる所では厚くして、リング
溝の温度が均一となるよう構成することが推奨さ
れる。
多孔体６をリング溝２ａ，２ａの背面に配設す
ることにより、ピストンの重量をあまり増加させ
ずにリング溝２ａ，２ａの背面が冷却油で直接冷
却されるのを防ぐことができ、これによりリング
溝部の温度を高く保つて、リング溝内で硫酸の生
成を防ぎ、腐食性摩耗を防止すると共に、リング
溝の周方向の温度分布を均一にすることができ
る。
ることにより、ピストンの重量をあまり増加させ
ずにリング溝２ａ，２ａの背面が冷却油で直接冷
却されるのを防ぐことができ、これによりリング
溝部の温度を高く保つて、リング溝内で硫酸の生
成を防ぎ、腐食性摩耗を防止すると共に、リング
溝の周方向の温度分布を均一にすることができ
る。
次に、第２図を参照して本発明に係る内燃機関
用ピストンの他の一実施例に就いて説明する。
用ピストンの他の一実施例に就いて説明する。
これはボア径φ200、平均有効圧力18Kgｆ／cm2
のエンジンに本発明に係るピストンを用いた例で
ある。
のエンジンに本発明に係るピストンを用いた例で
ある。
多孔質材を配設していない従来のピストンでは
トツプリング溝の温度分布が150℃〜190℃の間で
不均一であつたためランド部が不均一に変形し、
シリンダライナとの当たりが悪く、且つトツプラ
ンドへのカーボン付着が均一となり、リングが膠
着し易く、又、部分的に低温の部分が生じるため
リング溝が腐食摩耗を起こし易いという問題点が
あつた。
トツプリング溝の温度分布が150℃〜190℃の間で
不均一であつたためランド部が不均一に変形し、
シリンダライナとの当たりが悪く、且つトツプラ
ンドへのカーボン付着が均一となり、リングが膠
着し易く、又、部分的に低温の部分が生じるため
リング溝が腐食摩耗を起こし易いという問題点が
あつた。
ピストン７はFCD（球状黒鉛鋳鉄）にて形成し
た一体型のピストンである。
た一体型のピストンである。
而して、ピストン７の鋳造時に空洞部７ａを形
成するための崩壊性中子の一部を発泡ニツケル
（気孔率80％）の多孔体８とし、鋳ぐるみにより
この多孔体８を空洞部７ａ内のリング溝７ｂ，７
ｂの裏側の内壁面に溶着する。この際、多孔体８
を中子の全周に均一に付着させず、ピストン７の
周方向で運転時の温度が低い部分の肉厚を厚くし
て配設する。
成するための崩壊性中子の一部を発泡ニツケル
（気孔率80％）の多孔体８とし、鋳ぐるみにより
この多孔体８を空洞部７ａ内のリング溝７ｂ，７
ｂの裏側の内壁面に溶着する。この際、多孔体８
を中子の全周に均一に付着させず、ピストン７の
周方向で運転時の温度が低い部分の肉厚を厚くし
て配設する。
このようにして形成したピストンを用いたエン
ジンを運転してピストン温度を測定したところ、
リング溝温度を均一に190℃〜200℃に上昇させる
ことができ、前記の問題点を解消することができ
た。
ジンを運転してピストン温度を測定したところ、
リング溝温度を均一に190℃〜200℃に上昇させる
ことができ、前記の問題点を解消することができ
た。
本発明は叙上の如く構成されるから、本発明に
よるときは、リング溝部の温度を高く保つことに
より水分の結露が防がれ、従つて、リング溝内で
硫酸が生成せず、腐食性摩耗が防止されると共
に、リング溝の周方向の温度分布を均一にするこ
とができる。
よるときは、リング溝部の温度を高く保つことに
より水分の結露が防がれ、従つて、リング溝内で
硫酸が生成せず、腐食性摩耗が防止されると共
に、リング溝の周方向の温度分布を均一にするこ
とができる。
尚、本発明は叙上の実施例に限定されるもので
はなく、実施例では、多孔質成形体として発泡ニ
ツケルを用いたものを示したが、これは鑞付けや
鋳ぐるみができる金属であれば、例えば他の発泡
金属や焼結金属等の多孔質体であつてもよく、
又、金属でなくても、セラミツク多孔体や無機質
繊維から成る不織布その他の成形体等であつても
よい。セラミツク多孔体を用いる場合はプラズマ
溶射後、鑞付け等の手段で溶着した、適宜のフア
スナーで固定したりして使用することも可能であ
り、本発明はこれらの総てを包摂するものであ
る。
はなく、実施例では、多孔質成形体として発泡ニ
ツケルを用いたものを示したが、これは鑞付けや
鋳ぐるみができる金属であれば、例えば他の発泡
金属や焼結金属等の多孔質体であつてもよく、
又、金属でなくても、セラミツク多孔体や無機質
繊維から成る不織布その他の成形体等であつても
よい。セラミツク多孔体を用いる場合はプラズマ
溶射後、鑞付け等の手段で溶着した、適宜のフア
スナーで固定したりして使用することも可能であ
り、本発明はこれらの総てを包摂するものであ
る。
第１図は本発明に係る内燃機関用ピストンの一
実施例を示す断面図、第２図は他の一実施例を示
す断面図である。 １，７…ピストン、１ａ，１ｂ，７ａ…空洞部、
２…クラウン、２ａ，２ａ，７ｂ，７ｂ…リング
溝、３…スカート、６，８…多孔体。
実施例を示す断面図、第２図は他の一実施例を示
す断面図である。 １，７…ピストン、１ａ，１ｂ，７ａ…空洞部、
２…クラウン、２ａ，２ａ，７ｂ，７ｂ…リング
溝、３…スカート、６，８…多孔体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ピストン頭部及びピストンリング溝を有する
円筒面を冷却するため、冷却液が導入される空洞
部が設けられた内燃機関用ピストンに於て、上記
ピストンリング溝を有する円筒面の内側の少なく
とも一部分に断熱性の多孔質成形体を密着、配設
したことを特徴とする上記の内燃機関用ピスト
ン。 ２ 多孔質成形体が発泡金属である特許請求の範
囲第１項記載の内燃機関用ピストン。 ３ 多孔質成形体がセラミツク多孔体である特許
請求の範囲第１項記載の内燃機関用ピストン。 ４ 多孔質成形体が無機繊維である特許請求の範
囲第１項記載の内燃機関用ピストン。 ５ 多孔質成形体の厚みが均一な特許請求の範囲
第１項乃至第４項記載の内燃機関用ピストン。 ６ 多孔質成形体の厚みをリング溝の温度分布が
一定となるよう変化させた特許請求の範囲第１項
乃至第４項記載の内燃機関用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP850184A JPS60153451A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 内燃機関用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP850184A JPS60153451A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 内燃機関用ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153451A JPS60153451A (ja) | 1985-08-12 |
| JPH0452388B2 true JPH0452388B2 (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=11694861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP850184A Granted JPS60153451A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 内燃機関用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153451A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363822A (en) * | 1993-07-09 | 1994-11-15 | Tuohy Matthew J | Assembly and method of using a multi-part piston with a removable head |
| DE102012014192A1 (de) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3008330A1 (de) * | 1980-03-05 | 1981-09-17 | Karl Schmidt Gmbh, 7107 Neckarsulm | Fluessigkeitsgekuehlter kolben fuer brennkraftmaschinen |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP850184A patent/JPS60153451A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60153451A (ja) | 1985-08-12 |
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