JPS5898643A - エンジンのシリンダ装置 - Google Patents
エンジンのシリンダ装置Info
- Publication number
- JPS5898643A JPS5898643A JP19816681A JP19816681A JPS5898643A JP S5898643 A JPS5898643 A JP S5898643A JP 19816681 A JP19816681 A JP 19816681A JP 19816681 A JP19816681 A JP 19816681A JP S5898643 A JPS5898643 A JP S5898643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- top ring
- surface roughness
- ring
- piston
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
- F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
- F16J10/02—Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
- F16J10/04—Running faces; Liners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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】
本発明は車両などに用いられるエンジンのシリンダ装置
に−する。
に−する。
従来のこの檀シリンダ装置として、例えば第１図に示す
ものがある。同図において、１はシリンダブロック２に
形成されたシリンダで、このシリンダ１内に三本のリン
グ溝にトップリング３、セカンドリング４、オイルリン
グ５を装着したピストン６が指動自在に収容されている
。７はピストンピ／、８はピストンピン７に一端を枢支
したコンロッド、９はクランク軸、１ｏはメインベアリ
ングキャップである。なお、前記トップリング３の断面
形状は先端が円弧状に形成されている。
ものがある。同図において、１はシリンダブロック２に
形成されたシリンダで、このシリンダ１内に三本のリン
グ溝にトップリング３、セカンドリング４、オイルリン
グ５を装着したピストン６が指動自在に収容されている
。７はピストンピ／、８はピストンピン７に一端を枢支
したコンロッド、９はクランク軸、１ｏはメインベアリ
ングキャップである。なお、前記トップリング３の断面
形状は先端が円弧状に形成されている。
ところで、かかるシリンダ１とピストンリングとしての
例えばトップリング３・との間の油膜厚さは、第２図に
示すように変化することが知られている（「内燃機関工
学」産業図１Ｐ２３３）。これによれは油膜厚さｈ／ｆ
ｉ＃１ｌｌｖ油の粘性１１ ピスト／速度Ｕ、）ツブリ
ング３に加わる荷重Ｗによって変化し、ピストン速度の
大きい行程中間部で波膜＊１ｈＦｉ蛾大となり、上下死
点ではピストン６が一時停止してピストン速ｔＵが零と
なるため、油！１１厚さｈか苓に近ずく。しかし、シリ
ンダ１とトップリング３との間に介在する潤滑油を押し
出すとき、油圧が生じるスクイズ作用によって、油膜厚
さｈが零にはならないとされていた。
例えばトップリング３・との間の油膜厚さは、第２図に
示すように変化することが知られている（「内燃機関工
学」産業図１Ｐ２３３）。これによれは油膜厚さｈ／ｆ
ｉ＃１ｌｌｖ油の粘性１１ ピスト／速度Ｕ、）ツブリ
ング３に加わる荷重Ｗによって変化し、ピストン速度の
大きい行程中間部で波膜＊１ｈＦｉ蛾大となり、上下死
点ではピストン６が一時停止してピストン速ｔＵが零と
なるため、油！１１厚さｈか苓に近ずく。しかし、シリ
ンダ１とトップリング３との間に介在する潤滑油を押し
出すとき、油圧が生じるスクイズ作用によって、油膜厚
さｈが零にはならないとされていた。
しかしながら、かかる従来のシリンダ装置では、第３図
に示すように、耐焼付性やオイル消耗量の観点から、シ
リンダ１０面粗度Ｒａが０．４＆程度にホーニング加工
されているため、スクイズ作用を生じる前に、トップリ
ング３などのピストンリングとシリンダ１との固体接触
を生じるとともに、上死点付近ではガス圧力が高く、特
にトップリング３のシリンダ１に対する摩擦力が大きく
なるという間部がある。すなわち、上死点ではピストン
６が停止してトップリング３とシリンダｌとの間の油膜
の形成力はなくなり、リング溝においてトップリング３
背面にかかるガス圧力によって、トップリング３かシリ
ンダｌに押え付けられ、これらの間の潤滑油が押し出さ
れる（スクイズ作用）。
に示すように、耐焼付性やオイル消耗量の観点から、シ
リンダ１０面粗度Ｒａが０．４＆程度にホーニング加工
されているため、スクイズ作用を生じる前に、トップリ
ング３などのピストンリングとシリンダ１との固体接触
を生じるとともに、上死点付近ではガス圧力が高く、特
にトップリング３のシリンダ１に対する摩擦力が大きく
なるという間部がある。すなわち、上死点ではピストン
６が停止してトップリング３とシリンダｌとの間の油膜
の形成力はなくなり、リング溝においてトップリング３
背面にかかるガス圧力によって、トップリング３かシリ
ンダｌに押え付けられ、これらの間の潤滑油が押し出さ
れる（スクイズ作用）。
そしてこのスクイズ作用による負荷容量すなわちガス圧
力に抗する力は、−関りとすると、”／ｈ”に比例する
ことが知られており（「軸受」岩波畳店Ｐ９１）、隙間
りが小さくなると急速に負荷容量が増大し大きなスクイ
ズ効果が得られる。一方、シリンダ１およびトップリン
グ３の面粗度が小石い場合、油膜厚さがスクイズ効果を
加味して予め計算されている（１９７６年発行「内燃機
関工学」素条図書Ｐ２３３）。これによれは油Ｉ［厚が
１ミクロ７以下になることがめる。
力に抗する力は、−関りとすると、”／ｈ”に比例する
ことが知られており（「軸受」岩波畳店Ｐ９１）、隙間
りが小さくなると急速に負荷容量が増大し大きなスクイ
ズ効果が得られる。一方、シリンダ１およびトップリン
グ３の面粗度が小石い場合、油膜厚さがスクイズ効果を
加味して予め計算されている（１９７６年発行「内燃機
関工学」素条図書Ｐ２３３）。これによれは油Ｉ［厚が
１ミクロ７以下になることがめる。
一方、面粗度が０．４ａ相度では、いわゆる粗さの電大
筒さＲｍＩＬＸが１．６６に相当するため、スクイズ効
果が倚られず、結局前記のようにシリンダ１とトップリ
ング３か固体接触して境界＃？ｉｔ状態となり、油膜か
存在するときよりも摩擦力が増大してし１うという問題
があった。
筒さＲｍＩＬＸが１．６６に相当するため、スクイズ効
果が倚られず、結局前記のようにシリンダ１とトップリ
ング３か固体接触して境界＃？ｉｔ状態となり、油膜か
存在するときよりも摩擦力が増大してし１うという問題
があった。
本発明はかかる従来の問題点に層目して成された１、も
ので、ピストン速度が苓になる上死点でトップリングが
停止する位置付近のシリンダ１０面粗を平滑にすること
によって、トップリングとシリンダとの間のスクイズ作
用を促進して、これら相互の）Ｉ振力の低減を図ったエ
ンジンのシリンダ装置を提供するものでめる。
ので、ピストン速度が苓になる上死点でトップリングが
停止する位置付近のシリンダ１０面粗を平滑にすること
によって、トップリングとシリンダとの間のスクイズ作
用を促進して、これら相互の）Ｉ振力の低減を図ったエ
ンジンのシリンダ装置を提供するものでめる。
以下に、本発明のシリンダ装置の実施例を１由について
貌明する。
貌明する。
第４図はその一実施例を示し、シリンダ１の面粗ｆＲ＆
はトップリング３が停止する上死点近傍よ、？）ツブデ
ツキまで０．１６＆以下、その下方゛がロアデツキまで
０．２５〜０．６３ａに仕上げられている。
はトップリング３が停止する上死点近傍よ、？）ツブデ
ツキまで０．１６＆以下、その下方゛がロアデツキまで
０．２５〜０．６３ａに仕上げられている。
これによって面粗度が０．１６以下の部分では、シリン
ダ１懺面の凹凸の蝦大為さＲｍａｘ は０．６１１以下
となる九め、トップリング３の背面のガス圧力が高くて
も、スクイズ効果によってトップリング３とシリンダ１
とは固体接触することなく、十分な油膜が介在され、摩
擦力上従来に比軟して大きく低減できる。
ダ１懺面の凹凸の蝦大為さＲｍａｘ は０．６１１以下
となる九め、トップリング３の背面のガス圧力が高くて
も、スクイズ効果によってトップリング３とシリンダ１
とは固体接触することなく、十分な油膜が介在され、摩
擦力上従来に比軟して大きく低減できる。
一方、１配上死点近傍以外のシリンダ１六面はこれまで
通り面粗度が０．４程度に仕上げられているので、＠嘴
油の保持力を＾めて潤滑油の消費。
通り面粗度が０．４程度に仕上げられているので、＠嘴
油の保持力を＾めて潤滑油の消費。
焼付きｔ抑えることができる。
ところで、実際の油膜厚さｈの鰍小値は上死点でｆ′ｉ
、なく、スクイズ作用の動的効果およびガス圧力によっ
てクランク角で、上死点ｖｋ１５°〜２０°位となるこ
とが知られている（「内燃機関工学」産業図書Ｐ２３３
）。
、なく、スクイズ作用の動的効果およびガス圧力によっ
てクランク角で、上死点ｖｋ１５°〜２０°位となるこ
とが知られている（「内燃機関工学」産業図書Ｐ２３３
）。
これはピストン６の行程の２〜３ｓピストン６が下がっ
た位置に相当する（遅かん比λ−＝ ／ｒ中３のとさ
）。このためシリンダーの面粗度が変わる境界点１１は
トップリング３の厚みを考慮して、トップリング３の上
死点位置よりもさらにピストン全ストロークの３〜５％
根ｍ下かった位置にすると艮い１、なお、このシリンダ
形状はライナ方式のシリンダブロックに応用しても同様
の効果が得られる。
た位置に相当する（遅かん比λ−＝ ／ｒ中３のとさ
）。このためシリンダーの面粗度が変わる境界点１１は
トップリング３の厚みを考慮して、トップリング３の上
死点位置よりもさらにピストン全ストロークの３〜５％
根ｍ下かった位置にすると艮い１、なお、このシリンダ
形状はライナ方式のシリンダブロックに応用しても同様
の効果が得られる。
第５図は他の実施例を示す。これはシリンダ１の平１１
１ｔｓ分Ｃ面粗度が０．１６１Ｌ以下の部分）をトップ
リング３が停止する位置１１１Ｌ付近とピストン全スト
ロークの３〜５％下がった位置１１ ｂ付近との間とな
し、その他の部分社向粗［０，２５〜０．６３程度とし
たものである。これによれば、シリンダ上部の前記位置
付近１１ ＆より上部１亀での潤滑油の保持力が向上し
、シリンダ上部１＆とピストン６のトップランド１２の
耐焼付性會向上できる。
１ｔｓ分Ｃ面粗度が０．１６１Ｌ以下の部分）をトップ
リング３が停止する位置１１１Ｌ付近とピストン全スト
ロークの３〜５％下がった位置１１ ｂ付近との間とな
し、その他の部分社向粗［０，２５〜０．６３程度とし
たものである。これによれば、シリンダ上部の前記位置
付近１１ ＆より上部１亀での潤滑油の保持力が向上し
、シリンダ上部１＆とピストン６のトップランド１２の
耐焼付性會向上できる。
ｊｌＧ６ｆｌＮはさらに他の実施例で、シリンダ上部ｌ
ａとピストン６のトップランド１２の焼付きを防止する
ため、シリンダ上ｓｌ＆は大径となるように僅か逃けを
Ｘ設けたもので、シリンダ上部１１の粗面度は任意に辿
足できるため、シリンダ１の加工か容易となる。
ａとピストン６のトップランド１２の焼付きを防止する
ため、シリンダ上ｓｌ＆は大径となるように僅か逃けを
Ｘ設けたもので、シリンダ上部１１の粗面度は任意に辿
足できるため、シリンダ１の加工か容易となる。
第７図はま九他の実施例である。これはシリンダ１の内
向の材′ｊ！Ｌを変え、同一ホーニング砥石によって加
工することにより、シリンダｌの表面の粗さを位置によ
って異らしめうる。例えば、高けい素アルミニウムのシ
リンダブロック２のシリンダ１において、前記トップリ
ング３が停止する位置１１ ａ付近と、これより下のピ
ストン全ストロークの３〜５％下がった位置１１ ｂ付
近との間に鋳鉄リング１３ヲ餉込み、機械加工後、ホー
ニング砥石によってアルミニウム面が面粗度０．２５１
Ｌ〜０．６３１になるようにホーニング加工したもので
、鋳鉄がアルミニウムよりも硬いので、鋳鉄リング１３
の面粗度はアルミニウムよりも細かく仕上がる。この場
合において、アルミニウムのシリンダ１と鋳鉄リング１
３との境界の材質硬度の違いによる段差摩耗を防止する
ため、これらの境界をのこぎシー状１４に入り組ませで
ある。また、シリンダブロック２を鋳鉄とした場合には
リング１３としてセラミックを使うことができる。なお
、平滑にホーニング仕上けする部分のみに、シリコンカ
ーバイドなどの耐摩耗粉を押し付けておいて、ホーニン
グ加工すれば平滑度が迅速かつ高精度に得られる。
向の材′ｊ！Ｌを変え、同一ホーニング砥石によって加
工することにより、シリンダｌの表面の粗さを位置によ
って異らしめうる。例えば、高けい素アルミニウムのシ
リンダブロック２のシリンダ１において、前記トップリ
ング３が停止する位置１１ ａ付近と、これより下のピ
ストン全ストロークの３〜５％下がった位置１１ ｂ付
近との間に鋳鉄リング１３ヲ餉込み、機械加工後、ホー
ニング砥石によってアルミニウム面が面粗度０．２５１
Ｌ〜０．６３１になるようにホーニング加工したもので
、鋳鉄がアルミニウムよりも硬いので、鋳鉄リング１３
の面粗度はアルミニウムよりも細かく仕上がる。この場
合において、アルミニウムのシリンダ１と鋳鉄リング１
３との境界の材質硬度の違いによる段差摩耗を防止する
ため、これらの境界をのこぎシー状１４に入り組ませで
ある。また、シリンダブロック２を鋳鉄とした場合には
リング１３としてセラミックを使うことができる。なお
、平滑にホーニング仕上けする部分のみに、シリコンカ
ーバイドなどの耐摩耗粉を押し付けておいて、ホーニン
グ加工すれば平滑度が迅速かつ高精度に得られる。
以上詳細に示したように、本発明によれば、シリンダの
面粗［ｔ−ピストンのトップリングが停止する上死点近
傍において他部より細かくしたことにより、トップリン
グとシリンダとの間に潤滑油の十分なスクイズ作用を生
せしめ、淘渭油膜を充分に保持させうるので、これらの
間の拳俤力を低秋でき、エンジンの徴械効単を向上させ
て、エンジン出力、燃費の向上を図ることができる。
面粗［ｔ−ピストンのトップリングが停止する上死点近
傍において他部より細かくしたことにより、トップリン
グとシリンダとの間に潤滑油の十分なスクイズ作用を生
せしめ、淘渭油膜を充分に保持させうるので、これらの
間の拳俤力を低秋でき、エンジンの徴械効単を向上させ
て、エンジン出力、燃費の向上を図ることができる。
４．１囲の簡単な睨明
ｗＪ１図は促米のシリンダ鉄部のｌｌ１ｌＴ向図、第２
図は同じく七のシリンダとピストンリングとの間の油膜
厚さの貌明図、第３図鉱量じくシリンダ装置費部の拡大
−１面図、第４１は本発明のシリンダ装置貴地の拡大順
向図、第５図、謝６図および第７図は同じく他の実施例
の敷部を示す拡大断面図でめる９、 １・・・シリンダ、３・・・ピストンリング（トップリ
ンク）、３・・・ピストン。
図は同じく七のシリンダとピストンリングとの間の油膜
厚さの貌明図、第３図鉱量じくシリンダ装置費部の拡大
−１面図、第４１は本発明のシリンダ装置貴地の拡大順
向図、第５図、謝６図および第７図は同じく他の実施例
の敷部を示す拡大断面図でめる９、 １・・・シリンダ、３・・・ピストンリング（トップリ
ンク）、３・・・ピストン。
第１図
第２図
第４図
第７図
第６図
Claims (2)
- （１） シリンダの面粗Ｊｋ１にピストンのトップリ
ングが停止する上死点近傍において他部よりも小さくし
たことｔＷ徴とするエンジンのシリンダ装置。 - （２） シリンダの開祖［Ｒａｉピストンのトップリ
ングが停止する上死点近傍で０．１６ａ 以下となし、
ａｔ ｆｌｉＩｆ ０．２５ ａ 〜０．６３ ａとし
た％軒＃Ｉ求の範囲第１項にに絨のエンジンのシリンダ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19816681A JPH0232462B2 (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | Enjinnoshirindasochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19816681A JPH0232462B2 (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | Enjinnoshirindasochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5898643A true JPS5898643A (ja) | 1983-06-11 |
| JPH0232462B2 JPH0232462B2 (ja) | 1990-07-20 |
Family
ID=16386557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19816681A Expired - Lifetime JPH0232462B2 (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | Enjinnoshirindasochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0232462B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6024854U (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | ヤンマーディーゼル株式会社 | ４サイクル水冷デイ−ゼルエンジン |
| EP1441157A1 (de) * | 2003-01-21 | 2004-07-28 | Fuchs Technology AG | Zylinderoberfläche |
| WO2012125097A1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Volvo Technology Corporation | Combustion engine, cylinder for a combustion engine, and cylinder liner for a combustion engine |
| DE102005001915B4 (de) | 2004-01-22 | 2019-10-24 | Ford Global Technologies, Llc | Motor und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1981
- 1981-12-09 JP JP19816681A patent/JPH0232462B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6024854U (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | ヤンマーディーゼル株式会社 | ４サイクル水冷デイ−ゼルエンジン |
| EP1441157A1 (de) * | 2003-01-21 | 2004-07-28 | Fuchs Technology AG | Zylinderoberfläche |
| DE102005001915B4 (de) | 2004-01-22 | 2019-10-24 | Ford Global Technologies, Llc | Motor und Verfahren zu seiner Herstellung |
| WO2012125097A1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Volvo Technology Corporation | Combustion engine, cylinder for a combustion engine, and cylinder liner for a combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0232462B2 (ja) | 1990-07-20 |
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