JPH05312104A - 内燃機関用の冷却される筒形ピストン - Google Patents

内燃機関用の冷却される筒形ピストン

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JPH05312104A JP3101164A JP10116491A JPH05312104A JP H05312104 A JPH05312104 A JP H05312104A JP 3101164 A JP3101164 A JP 3101164A JP 10116491 A JP10116491 A JP 10116491A JP H05312104 A JPH05312104 A JP H05312104A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 互いに分割されたピストン上部とスカート部
とを備えた内燃機関用の冷却される筒形ピストンにおい
て、良好な摺動特性と熱排出が得られるようにする。 【構成】 冷却オイル環状室7がピストン底面側で、ピ
ストン底面に対して平行な平面で終わっており、該平面
がピストン底面によって形成された平面に対してピスト
ン直径Dの約B=6〜12%の距離を有しており、前記
冷却オイル環状室7が軸方向で、最上の環状溝3の下側
の溝側面よりも上方に位置しないように前記距離Bと、
最上のピストン環状溝3の位置とが設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用の冷却され
る筒形ピストンであって、互いに分割されたピストン上
部とスカート部とが設けられていて、前記ピストン上部
と前記スカート部とがピストンピンを介して互いに枢着
結合されており、前記ピストン上部が鋼または鉄から成
っており、ピストン底面から、ピストン環状溝を受容し
ている環状区分がピストンピンの方向に突出していて、
該ピストンピンの上方に自由端部を有しており、半径方
向内側で前記環状区分が冷却オイル環状室に隣接してお
り、該冷却オイル環状室が冷却オイルを供給されるよう
になつていてスカート部の方向に開いており、かつ、遮
蔽手段によって遮蔽可能であり、前記冷却オイル環状室
の半径方向内側の制限部が、ピストン底面から延びてい
る環状リブによって形成されており、該環状リブがスカ
ート部の方向で、ピストンピンを支承した向かい合って
位置する2つのボスに移行しており、前記環状区分のス
カート部側の自由端部が半径方向で、中心の前記環状リ
ブに固く結合されておらず、ピストン底面に燃焼室側凹
みが加工成形されており、該燃焼室側凹みが環状リブに
よって部分的に制限されている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】このような筒形ピストンでは、ピストン
の摺動特性及びピストン上部からの熱排出形式が改善さ
れることが望ましい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の筒形ピストンを改良して、良好な摺動特
性と熱排出が得られるような筒形ピストンを提供するこ
とである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、冷却オイル環状室がピストン底面
側で、ピストン底面に対して平行な平面で終わってお
り、該平面が、ピストン底面によって形式された平面に
対してピストン直径DのほぼB=6〜12%の距離を有
しており、前記冷却オイル環状室が軸方向で、最上の環
状溝の下側の溝側面よりも上方に位置しないように前記
距離Bと、最上のピストン環状溝の位置とが互いに設定
されており、第2のピストン環状溝の下側面よりも上に
位置している前記環状区分の範囲に該環状区分が、ピス
トンの直径Dの2.5%よりも大きい半径方向肉厚N′
を有しており、半径方向で前記燃焼室側凹みに隣接した
前記環状リブの範囲に、該環状リブが半径方向でピスト
ン直径Dの約N=4〜7%の厚さを有しており、環状リ
ブの前記燃焼室側凹みを直に制限している範囲のピスト
ン軸線に対する平均傾斜の上限が、約α=60゜であ
り、約α=0゜に向かって傾斜が減少するにつれて前記
上限値が下限値に向かって減少するようにした。
【0005】
【発明の効果】請求項1の特徴部ト、チ、リの構成によ
り、先ず第一に、燃焼ガスからピストン底部に侵入した
熱をできるだけ高い割合でピストンリングを介して内燃
機関シリンダに導出することができるようになる。これ
によって、環状室のピストン底部に向けられた制限壁に
おける接触により環状室の内側で冷却オイルがオイルの
安定化にとって高すぎる温度にまで加熱されてしまうこ
とが確実に回避される。このことにより、許容しえない
ほど迅速なオイル老化と、冷却環状室の上側制限壁にお
けるオイルラッカー形成とが回避される。
【0006】個々の特徴要素の組み合わせにより、強度
及び変形剛性も有利な影響を与えられる。
【0007】同じく特徴要素リも前記の観点で構成され
ているが、しかしこの場合には付加的に強度の観点も共
に考慮されている。
【0008】請求項4記載の構成により、内燃機関運転
時に熱によってピストン底面がわずかに湾曲する状態に
おいてもピストンリングの申し分のないシール機能の維
持が保証されている。
【0009】請求項5記載の構成は、内燃機関のシリン
ダ孔内でのピストン上部の良好なガイドに役立つ。特
に、高い喰付き防止性が与えられていると望ましい。
【0010】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【0011】ピストンは、例えば鍛造された鋼製のピス
トン上部1と、例えばアルミニウム製のスカート部2か
ら成っている。
【0012】ピストン上部1とスカート部2は、ただピ
ストンピン(図示しない)を介してのみ互い結合され、
内燃機関の連接棒に枢着されている。
【0013】ピストン環状溝3,4,5を受容している
環状区分6はピストン底面から突出していて、軸方向で
スカート部2の上方に短い間隔をおいて自由端部を有し
ている。
【0014】環状区分6の半径方向内側には、冷却オイ
ル環状室7が位置しており、この冷却オイル環状室は、
ピストン上部において、スカート部2に向かって開いて
延びている。
【0015】オイル環状室7は半径方向内側において、
ピストン底面から延びている環状リブ8によって制限さ
れており、この環状リブには、ピストンピンを受容する
ためのボス9がそれぞれ向かい合って一体成形されてい
る。
【0016】ピストン底面の中心部には燃焼室側凹み1
0が設けられており、この燃焼室側凹みは部分的に直に
環状リブ8に隣接している。環状リブ8は約α=20゜
の平均傾斜を有している。
【0017】オイル環状室7の上方のピストン底面の厚
さBはピストンの直径Dの10%である。環状リブ8の
肉厚Nはピストンの直径Dの6%である。
【0018】圧縮リングを受容する環状溝のうちの1つ
の環状溝の背後に位置する最小肉厚N′はピストンの直
径の2.8%である。機関運転のために予め設定された
第2の環状溝の傾斜角βは10分である。
【0019】環状区分6の極座標方向で見た外形の楕円
の長軸の長さと短軸の長さとの差はピストンの直径の
0.2%である。
【0020】図示したピストンはD=120mmの直径
を有している。
【0021】スカート部2において、ピストン上部に向
いている端部には、オイル捕集ポケット11が、前記冷
却オイル環状室を少なくとも部分的にカバーするように
設けられており、このオイル捕集ポケットには冷却オイ
ル環状室7から流出した冷却オイルが捕集されて、再び
前記冷却オイル環状室に振蘯作用により戻される。
【0022】環状リブ8がボス9に移行する範囲には、
半径方向でボスを取り囲むようにくびれ部12が例えば
切削加工によって加工成形されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による筒形ピストンの縦断面図である。
【符号の説明】
1 ピストン上部 2 スカート部 3,4,5 ピストン環状溝 6 環状区分 7 冷却オイル環状室 8 環状リブ 9 ボス 10 燃焼室側凹み 11 オイル捕集ポケット 12 くびれ部 B 厚さ D 直径 N 肉厚 N′ 肉厚 α 平均傾斜 β 傾斜角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エミール リプベルガー ドイツ連邦共和国 レムゼック 3 ブル ンネンシュトラーセ 6

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関用の冷却される筒形ピストンで
    あって、互いに分割されたピストン上部とスカート部と
    が設けられていて、前記ピストン上部と前記スカート部
    とがピストンピンを介して互いに枢着結合されており、
    前記ピストン上部が鋼または鉄から成っており、 イ)ピストン底面から、ピストン環状溝(3,4,5)
    を受容している環状区分(6)がピストンピンの方向に
    突出していて、該ピストンピンの上方に自由端部を有し
    ており、 ロ)半径方向内側で前記環状区分(6)が冷却オイル環
    状室(7)に隣接しており、該冷却オイル環状室がスカ
    ート部(2)の方向に開いていて冷却オイルを供給され
    るようになつており、かつ遮蔽可能になっており、 ハ)前記冷却オイル環状室(7)の半径方向内側の制限
    部が、ピストン底面から延びる環状リブ(8)によって
    形成されており、 ニ)該環状リブ(8)がスカート部(2)の方向で、ピ
    ストンピンを支承した向かい合って位置する2つのボス
    (9)に移行しており、 ホ)前記環状区分(6)のスカート部側の自由端部が半
    径方向で、中心の前記環状リブ(8)に固く結合されて
    おらず、 ヘ)ピストン底面に燃焼室側凹み(10)が加工成形さ
    れており、該燃焼室側凹みが環状リブ(8)によって部
    分的に制限されている形式のものにおいて、 ト)前記冷却オイル環状室(7)がピストン底面側で、
    ピストン底面に対して平行な平面で終わっており、該平
    面が、ピストン底面によって形成された平面に対してピ
    ストン直径DのほぼB=6〜12%の距離を有してお
    り、 チ)前記冷却オイル環状室(7)が軸方向で、最上の環
    状溝(3)の下側の溝側面よりも上方に位置しないよう
    に前記距離Bと、最上のピストン環状溝(3)の位置と
    が互いに設定されており、 リ)第2のピストン環状溝(4)の下側面よりも上に位
    置している前記環状区分(6)の範囲に該環状区分がピ
    ストンの直径Dの2.5%よりも大きい半径方向肉厚
    N′を有しており、 ヌ)半径方向で前記燃焼室側凹み(10)に隣接した前
    記環状リブ(8)の範囲に該環状リブ(8)が半径方向
    でピストン直径Dの約N=4〜7%の厚さを有してお
    り、環状リブ(8)の前記燃焼室側凹みを直接に制限し
    ている範囲のピストン軸線に対する平均傾斜の上限値
    が、約α=60゜であり、約α=0゜に向かって傾斜が
    減少するにつれて前記上限値が下限値に向かって減少す
    ることを特徴とする、内燃機関用の冷却される筒形ピス
    トン。
  2. 【請求項2】 冷却オイル環状室(7)が、半径方向内
    側及び半径方向外側の曲率半径(Ri;Ra)を描いて
    ピストン底面範囲に突入しており、前記曲率半径が少な
    くともR=3mmである、請求項1記載の筒形ピスト
    ン。
  3. 【請求項3】 内側の曲率半径Riが外側の曲率半径R
    aよりも大きく設定されていて、少なくともRi=4m
    mである、請求項1又は2記載の筒形ピストン。
  4. 【請求項4】 圧縮リングのための少なくとも1つの前
    記環状溝において、上側面が、ピストンの冷機状態で斜
    め上方に外側に向かって延びるように予め設定されてい
    て、内燃機関運転時におけるピストン底面の湾曲時に、
    この状態のために望ましい前記上側面に対する当該ピス
    トンリングの接触が与えられている、請求項1から3ま
    でのいずれか1項記載の筒形ピストン。
  5. 【請求項5】 前記環状区分(6)の半径方向の外面
    が、ピストンピン軸線の方向に楕円短軸を有するわずか
    な楕円形に構成されている、請求項1から4までのいず
    れか1項記載の筒形ピストン。
  6. 【請求項6】 前記環状リブ(8)がボス(9)に移行
    している範囲に、半径方向外側でわずかなくびれ部(1
    2)が加工成形されている、請求項1から5までのいず
    れか1項記載の筒形ピストン。
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