JPH0526252Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0526252Y2 JPH0526252Y2 JP1985126525U JP12652585U JPH0526252Y2 JP H0526252 Y2 JPH0526252 Y2 JP H0526252Y2 JP 1985126525 U JP1985126525 U JP 1985126525U JP 12652585 U JP12652585 U JP 12652585U JP H0526252 Y2 JPH0526252 Y2 JP H0526252Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- piston
- oil
- chamber
- air
- 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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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は内燃機関に使用される油冷式ピストン
に関する。
に関する。
大口径の高出力の内燃機関用ピストン冠は高温
ガスにさらされることから、ピストンの焼付防止
のため積極的に冷却する必要のある部材である。
該ピストン冠の冷却手段としては水冷形と油冷形
に大別され、双方とも実用化されている。このう
ち油冷式ピストン冠は、冷却損失の低減や構造の
簡易化が可能なため、内燃機関用としての使用が
増加している。
ガスにさらされることから、ピストンの焼付防止
のため積極的に冷却する必要のある部材である。
該ピストン冠の冷却手段としては水冷形と油冷形
に大別され、双方とも実用化されている。このう
ち油冷式ピストン冠は、冷却損失の低減や構造の
簡易化が可能なため、内燃機関用としての使用が
増加している。
ところが油冷式ピストン冠は、油の比重が軽く
かつ比熱が小さいため、その熱伝達率が同一の速
度条件では水の場合の約1/10となることから、冷
却効果の増加をはかる工夫をすることが必要とな
つている。この一例として油の流速を部分的に高
くしたスピード形のもの、あるいは油の噴流を冷
却部位の近傍へ噴出させる方式のものがある。し
かしこれらのものは構造面より制約を受ける場合
が多く、全部位に亘つて十分な冷却効果が得られ
るようにするのは、困難な現状にある。即ちピス
トン冠冷却油噴流ノズルａ，ｂによつて冷却する
場合、第３図右半分に示すように、冷却室１ａ内
の油中に冷却油を噴出すると、油の抵抗が大きい
ため冷却油の噴流１４が拡散してしまつて、冷却
面に到達する時にはその速度が低下し、十分な熱
伝達率が得られない欠点がある。
かつ比熱が小さいため、その熱伝達率が同一の速
度条件では水の場合の約1/10となることから、冷
却効果の増加をはかる工夫をすることが必要とな
つている。この一例として油の流速を部分的に高
くしたスピード形のもの、あるいは油の噴流を冷
却部位の近傍へ噴出させる方式のものがある。し
かしこれらのものは構造面より制約を受ける場合
が多く、全部位に亘つて十分な冷却効果が得られ
るようにするのは、困難な現状にある。即ちピス
トン冠冷却油噴流ノズルａ，ｂによつて冷却する
場合、第３図右半分に示すように、冷却室１ａ内
の油中に冷却油を噴出すると、油の抵抗が大きい
ため冷却油の噴流１４が拡散してしまつて、冷却
面に到達する時にはその速度が低下し、十分な熱
伝達率が得られない欠点がある。
本考案の目的は前記従来装置の欠点を解消し、
油でピストン冠を冷却する際十分に大きい熱伝達
率が得られる油冷式ピストンを提供するにある。
油でピストン冠を冷却する際十分に大きい熱伝達
率が得られる油冷式ピストンを提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本考案に係る油冷ピストンは、冷却油をピスト
ン冠内の冷却室内に噴出させてピストン冠を冷却
するように構成されたピストンにおいて、一端が
ピストンアンダーサイド室に開口され他端が前記
冷却室に開口する空気通路が形成された空気導入
部材と、前記空気通路中に設けられピストンアン
ダーサイド室側から冷却室側へ向かう空気の流れ
のみを許容する逆止弁とを備えたことを特徴とし
ている。
ン冠内の冷却室内に噴出させてピストン冠を冷却
するように構成されたピストンにおいて、一端が
ピストンアンダーサイド室に開口され他端が前記
冷却室に開口する空気通路が形成された空気導入
部材と、前記空気通路中に設けられピストンアン
ダーサイド室側から冷却室側へ向かう空気の流れ
のみを許容する逆止弁とを備えたことを特徴とし
ている。
ピストン冠内冷却室へ空気導入部材内の空気通
路及び逆止弁を介してピストンアンダーサイド室
内の空気が導入され、目標冷却面に空気層を滞留
させる。これにより、ピストン冠のノズルよりの
噴出された冷却油は油中に噴出されることなく空
気中に噴出する。これにより、冷却油の初速が途
中で消失することなく目標冷却面に直進できるた
め、十分な大きい熱伝達率が得られる。
路及び逆止弁を介してピストンアンダーサイド室
内の空気が導入され、目標冷却面に空気層を滞留
させる。これにより、ピストン冠のノズルよりの
噴出された冷却油は油中に噴出されることなく空
気中に噴出する。これにより、冷却油の初速が途
中で消失することなく目標冷却面に直進できるた
め、十分な大きい熱伝達率が得られる。
以下第１図〜第３図を参照して本考案の一実施
例につき説明すると、１はピストン冠、２はピス
トンスカート、３はピストン棒でボルトによりピ
ストン冠１及びピストンスカートに結合されてい
る。１ａはピストン冠１の内部に形成された冷却
室、１ｂはピストン冠１に多数穿設された冷却
孔、４は冷却油入口金物、７は冷却油入口管、１
８は冷却油入口通路、１９は冷却油出口管、２０
は冷却油溜めである。ａは冷却孔１ｂ内に冷却油
を噴出するためのノズル、ｂはピストン冠１の冷
却面に向けて冷却油を噴出するためのノズルであ
る。
例につき説明すると、１はピストン冠、２はピス
トンスカート、３はピストン棒でボルトによりピ
ストン冠１及びピストンスカートに結合されてい
る。１ａはピストン冠１の内部に形成された冷却
室、１ｂはピストン冠１に多数穿設された冷却
孔、４は冷却油入口金物、７は冷却油入口管、１
８は冷却油入口通路、１９は冷却油出口管、２０
は冷却油溜めである。ａは冷却孔１ｂ内に冷却油
を噴出するためのノズル、ｂはピストン冠１の冷
却面に向けて冷却油を噴出するためのノズルであ
る。
１２は空気導入部材でピストン冠１とピストン
棒３との締付ボルトと兼用している。１３は空気
導入部材１２内に組み込まれた逆止弁で弁座２
１、弁体２２、ばね２３より成る。２５は空気通
路である。前記逆止弁１３の出口は通路２６及び
噴出孔１７を経てピストン冠の冷却室１ａに連通
されている。このように、本考案においては、図
示しない過給機から圧送された掃気（掃除空気）
が溜められた掃気室（図示せず）と連通するピス
トンアンダーサイド室Ａから空気導入部材１２内
の空気通路２５、逆止弁１３、通路２６、噴出孔
１７を経て冷却室１ａに至る空気通路が形成され
ることとなる。このように構成されたピストンに
おいて、ピストン冠１の冷却面は、ピストン冠１
内に設けられたノズルａ及び油溜りケーシング８
に設けられたノズルｂより噴出させた冷却油によ
り冷却されている。又、ピストンの往復動による
慣性力によつて或る時期、冷却室１ａ内の油もピ
ストン冠の冷却面に衝突し該冷却面を冷却する。
この時冷却室１ａに冷却油が充満しているとノズ
ルａ，ｂよりの噴流及びピストンの慣性による油
の上昇流は行手を妨げられ、ピストン冠の冷却面
に到達し難くなる。このように、冷却油が冷却室
１ａ内に溜らないようにするため、ピストンアン
ダサイド室Ａ内の空気即ち掃気を逆止弁１３を内
蔵した空気導入部材１２を介してピストン冠１の
冷却室１ａに供給する。前記逆止弁１３のばね２
３は低圧力にて開弁するように設定されている。
従つて、ピストンアンダーサイド室Ａ内の圧力
P1が冷却室１ａ内の圧力P2よりも高いときは、
掃気が逆止弁１３の弁体２２を押し開き冷却室１
ａ内に流出して冷却面近傍に空気層を形成する。
逆にP2＞P1のときは逆止弁１３が閉じて冷却室
１ａからピストンアンダーサイド室Ａへの冷却油
の逆流を阻止する。この結果、ノズルａ，ｂから
噴出される冷却油は、空気中に噴流されることと
なり、冷却油の初速が途中で消失することはな
い。上記の作用を更に詳しく説明すると、ピスト
ンの往復動中、冷却室１ａ内の冷却油は、それ自
身の慣性のため、出口管１９より連続的には流出
せず断続的な流出となる。すなわち、ピストン下
降行程時においては、冷却室１ａ内の冷却油は流
出されにくく、逆に上昇行程時には流出されやす
くなる。この結果、ピストン冠１内へ一定流量の
冷却油を供給しても、冷却室１ａ内の圧力は大き
く変動する。その変動圧力は大型デイーゼル機関
の場合、機関回転数の高い時で供給圧力３Kg／cm2
程度に対し最大±１Kg／cm2程度に達することが確
認されている。
棒３との締付ボルトと兼用している。１３は空気
導入部材１２内に組み込まれた逆止弁で弁座２
１、弁体２２、ばね２３より成る。２５は空気通
路である。前記逆止弁１３の出口は通路２６及び
噴出孔１７を経てピストン冠の冷却室１ａに連通
されている。このように、本考案においては、図
示しない過給機から圧送された掃気（掃除空気）
が溜められた掃気室（図示せず）と連通するピス
トンアンダーサイド室Ａから空気導入部材１２内
の空気通路２５、逆止弁１３、通路２６、噴出孔
１７を経て冷却室１ａに至る空気通路が形成され
ることとなる。このように構成されたピストンに
おいて、ピストン冠１の冷却面は、ピストン冠１
内に設けられたノズルａ及び油溜りケーシング８
に設けられたノズルｂより噴出させた冷却油によ
り冷却されている。又、ピストンの往復動による
慣性力によつて或る時期、冷却室１ａ内の油もピ
ストン冠の冷却面に衝突し該冷却面を冷却する。
この時冷却室１ａに冷却油が充満しているとノズ
ルａ，ｂよりの噴流及びピストンの慣性による油
の上昇流は行手を妨げられ、ピストン冠の冷却面
に到達し難くなる。このように、冷却油が冷却室
１ａ内に溜らないようにするため、ピストンアン
ダサイド室Ａ内の空気即ち掃気を逆止弁１３を内
蔵した空気導入部材１２を介してピストン冠１の
冷却室１ａに供給する。前記逆止弁１３のばね２
３は低圧力にて開弁するように設定されている。
従つて、ピストンアンダーサイド室Ａ内の圧力
P1が冷却室１ａ内の圧力P2よりも高いときは、
掃気が逆止弁１３の弁体２２を押し開き冷却室１
ａ内に流出して冷却面近傍に空気層を形成する。
逆にP2＞P1のときは逆止弁１３が閉じて冷却室
１ａからピストンアンダーサイド室Ａへの冷却油
の逆流を阻止する。この結果、ノズルａ，ｂから
噴出される冷却油は、空気中に噴流されることと
なり、冷却油の初速が途中で消失することはな
い。上記の作用を更に詳しく説明すると、ピスト
ンの往復動中、冷却室１ａ内の冷却油は、それ自
身の慣性のため、出口管１９より連続的には流出
せず断続的な流出となる。すなわち、ピストン下
降行程時においては、冷却室１ａ内の冷却油は流
出されにくく、逆に上昇行程時には流出されやす
くなる。この結果、ピストン冠１内へ一定流量の
冷却油を供給しても、冷却室１ａ内の圧力は大き
く変動する。その変動圧力は大型デイーゼル機関
の場合、機関回転数の高い時で供給圧力３Kg／cm2
程度に対し最大±１Kg／cm2程度に達することが確
認されている。
一方、ピストンアンダーサイド室に供給される
掃気の圧力は舶用大型デイーゼル機関の場合、約
２Kg／cm2程度で、またピストンの上下動に対する
圧力変動は、前記ピストン冠の冷却室内圧力の変
動に比べ非常に小さい。
掃気の圧力は舶用大型デイーゼル機関の場合、約
２Kg／cm2程度で、またピストンの上下動に対する
圧力変動は、前記ピストン冠の冷却室内圧力の変
動に比べ非常に小さい。
よつて、ピストン冷却油のピストン冠冷却室１
ａまでの圧力損失を考慮すると、ピストン冠の冷
却室１ａ内圧力よりも、掃気室と連通するピスト
ンアンダーサイド室の圧力が、ピストン上昇行程
時には高くなる。その結果、ピストンアンダーサ
イド室Ａ内の空気が空気導入部材１２の逆止弁１
３を押し開いて冷却室１ａ内い導入される。ピス
トン冠１を冷却した後の冷却油は冷却油出口管１
９内を通りクランクケースＢ内に排出される。
ａまでの圧力損失を考慮すると、ピストン冠の冷
却室１ａ内圧力よりも、掃気室と連通するピスト
ンアンダーサイド室の圧力が、ピストン上昇行程
時には高くなる。その結果、ピストンアンダーサ
イド室Ａ内の空気が空気導入部材１２の逆止弁１
３を押し開いて冷却室１ａ内い導入される。ピス
トン冠１を冷却した後の冷却油は冷却油出口管１
９内を通りクランクケースＢ内に排出される。
内燃機関のピストン冠は大口径になればなる程
熱負荷が大きくなるため、有効な冷却手段が必要
となる。本考案の油冷却ピストンは、冷却油噴出
用ノズルより噴出した冷却油を油中へではなく空
気中へ噴出して、冷却油の初速を途中で消失させ
ることなく目標冷却面に直進させることができ、
冷却面において十分な熱伝達率が得られる。これ
により、ピストン冠の冷却効率が向上し、ピスト
ン冠頂面の焼損、ピストン、ライナのスカフイン
グ等の事故の発生を未然に防止できる効果は極め
て大きい。
熱負荷が大きくなるため、有効な冷却手段が必要
となる。本考案の油冷却ピストンは、冷却油噴出
用ノズルより噴出した冷却油を油中へではなく空
気中へ噴出して、冷却油の初速を途中で消失させ
ることなく目標冷却面に直進させることができ、
冷却面において十分な熱伝達率が得られる。これ
により、ピストン冠の冷却効率が向上し、ピスト
ン冠頂面の焼損、ピストン、ライナのスカフイン
グ等の事故の発生を未然に防止できる効果は極め
て大きい。
第１図は本考案に係る油冷ピストンの構造説明
図、第２図は第１図Ｘ部拡大断面図、第３図は本
考案に係る油冷ピストンの作用説明図である。 １……ピストン冠、１２……空気導入部材、１
３……逆止弁、１７……噴出孔、１ａ……冷却
室、ａ，ｂ……油噴出ノズル、Ａ……ピストンア
ンダーサイド室。
図、第２図は第１図Ｘ部拡大断面図、第３図は本
考案に係る油冷ピストンの作用説明図である。 １……ピストン冠、１２……空気導入部材、１
３……逆止弁、１７……噴出孔、１ａ……冷却
室、ａ，ｂ……油噴出ノズル、Ａ……ピストンア
ンダーサイド室。
Claims (1)
- 冷却油をピストン冠内の冷却室内に噴出させて
ピストン冠を冷却するように構成されたピストン
において、掃気室と連通するピストンアンダーサ
イド室に一端が開口され他端が前記冷却室に開口
する空気通路が形成された空気導入部材と、前記
空気通路中に設けられ前記ピストンアンダーサイ
ド室から冷却室側へ向かう空気の流れのみを許容
する逆止弁とを備えたことを特徴とする油冷ピス
トン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985126525U JPH0526252Y2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985126525U JPH0526252Y2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236214U JPS6236214U (ja) | 1987-03-03 |
| JPH0526252Y2 true JPH0526252Y2 (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=31020406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985126525U Expired - Lifetime JPH0526252Y2 (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0526252Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0648100Y2 (ja) * | 1989-02-03 | 1994-12-07 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ピストン冷却装置 |
| JP2006200479A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Toyota Industries Corp | 内燃機関のピストン |
| DE102005048981B4 (de) * | 2005-10-13 | 2010-04-29 | Man B & W Diesel A/S | Kolben für einen Kreuzkopfmotor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5943481U (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-22 | 株式会社東芝 | エスカレ−タ乗場灯の照明カバ−取付構造 |
-
1985
- 1985-08-21 JP JP1985126525U patent/JPH0526252Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6236214U (ja) | 1987-03-03 |
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