JPS643791Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関のシリンダライナ内を往復
動するピストンに備えられたピストンリングとシ
リンダライナ内周面との間のシールを行なう装置
に関する。

近年、舶用デイーゼル機関に使用されている燃
料油の質が低下し、燃料油中に微細な硬質粒子が
混在する場合が多い。この硬質粒子は、たとえば
触媒であり、あるいはまた燃料残渣物である高硬
度のカーボンである。このような硬質粒子がピス
トンリングとシリンダライナの間に入り込むと、
これらの摩耗が増大することになる。

このような問題を解決するために、従来では、
シリンダライナの内周面およびピストンリングを
高硬度にしたり、またシリンダライナを充分に冷
却したり、あるいはまた燃料油が燃焼室内に入る
までにこれらの硬質粒子を除去するための構成が
採用されているけれども、これらのいずれの先行
技術も摩耗を根本的に解決することにはならな
い。

本考案の目的は、高硬度粒子がシリンダライナ
とピストンリングとの間に入り込んでこれらを摩
耗することを防ぐようにした内燃機関のシール装
置を提供することである。

第１図は本考案の一実施例の断面図である。シ
リンダライナ１内には、ピストン２が第１図の上
下に往復動する。このピストン２には、シリンダ
ライナ１の内周面に接触するトツプリング３と、
そのトツプリング３よりも燃焼室１０から離反し
た方向、すなわちクランク軸側に配置された第２
ピストンリング４と、その第２ピストンリング４
よりもクランク室側に配置されたさらに他のピス
トンリングとが設けられる。シリンダライナ１に
は、気体導入孔５が形成されている。

コンプレツサ１１からの高圧力の空気などの気
体は、冷却器１２によつて冷却され、圧力容器１
３に貯留され、高圧気体供給装置１４から気体導
入孔５に供給される。気体導入孔５に供給される
気体の圧力は、シリンダ内最高圧力Pz1よりも高
い圧力を有する。

第２図を参照して、ピストン２が下死点BDC
から上死点TDCに向かつて移動して圧縮工程に
あるとき、４サイクルデイーゼル機関の爆発時点
θ2の直前θ1において高圧気体供給装置１４が開
き、気体導入孔５から高圧力の気体が導入され
る。この気体導入孔５は、θ1以降そのピストン２
の上死点に達するまでトツプリング３と第２ピス
トンリング４との間の空間６に臨んでいる。高圧
気体供給装置１４は燃焼室１０内の圧力が上死点
TDCを経たシリンダ内最高圧力Pz1となる時点θ3
まで開いたままとなつており、その後、遮断され
る。こうして空間６に高圧力の気体が導入される
ことによつて、燃焼室１０からの燃焼ガスの燃焼
残渣物や硬質粒子が、シリンダライナ１の内周面
とピストン２の外周面との間の狭い空間に入るこ
とが防げる。そのためシリンダライナ１とトツプ
リング３、第２ピストンリング４およびその他の
ピストンリングの摩耗が防げる。

第３図は第１図の切断面線−から見た断面
図である。上死点付近で気体導入孔５からの気体
が導入される空間６を規定するピストン２のラン
ドは、ほぼ全周面にわたつてシリンダライナ１の
内周面とたとえば大形のデイーゼル機関でも約１
mm程度の間隙しか存在しない。したがつて空間６
に高圧力の気体を導入して満たすことが困難であ
る。

本考案では、この問題を解決するために第３図
のセクシヨンが拡大されて第４図に示されてい
るように、気体導入孔５に臨むピストン２の外周
面の部分８を半径方向内方（第４図の上方）にく
ぼんで形成する。ピストン２の軸線に沿う切断面
からセクシヨンを見た拡大断面図は第５図に示
されている。ランド７の気体導入孔５に臨む外周
面部分は、トツプリング３を収納するリング溝３
ａと第２ピストンリング４を収納するリング溝４
ａとの間に亘つてピストン２の軸線に沿つてほぼ
平担に形成される。この外周面部分８とシリンダ
１との内周面との最大間隙は参照符l2で示されて
おり、残余の部分のシリンダライナ１の内周面と
ピストン２の外周面との間隙を参照符l1で示し、
気体導入孔５の内径を参照符ｄで示し、ピストン
２の外径をＤとする。

以下では、気体導入孔５を１個設けた構成につ
いて述べる。通常、ピストン２がシリンダライナ
１の一方に片寄つたときピストン２とシリンダラ
イナ１との間隙l1はピストン２の外径をＤとする
と、 l1≦Ｄ／400 …(1) である。また気体導入孔５の断面積はπd²／４で
ある。いま、 ｄ＝Ｄ／50 …(2) に仮定すると、気体導入孔５から空間６に流入す
るとき、この気体導入孔５の断面積とシリンダラ
イナ１開口部の面積を等しくするには、ピストン
外周面部分８とシリンダライナ１の内周面との隙
間l2を l2＞ｄ／４≒Ｄ／200 …(3) とする必要がある。しかるに通常は第１式が成立
する値となつている。そこで本考案では、上述の
ようにランド７の気体導入孔５に臨む部分を弦状
に切削除去する。これによつて第３式が成立する
ことが可能になる。この気体導入孔５の端部５Ａ
には丸みを形成し、これによつて流れ抵抗を一層
減少することが可能になる。

また、気体導入孔５から供給される気体が第４
図の左右に円滑に分流することができる。

本考案の他の実施例として、トツプリング３は
省略されてもよく、そのトツプリング３よりも燃
焼室１０側のピストン２の外周面はシリンダライ
ナ１の内周面と前述のようにわずかな間隙l1が存
在し、このような構成によつてもまた硬質粒子が
第２ピストンリング４とシリンダライナ１との間
に進入することが防げる。

気体導入孔５はシリンダライナ１の周方向に複
数個形成してもよい。これによつて高圧力気体の
流入抵抗を減少することができる。このとき、各
気体導入孔５に対応するピストンの構成は前述と
同様である。

以上のように本考案によれば、シリンダライナ
とピストンとの間の空間に爆発直前からシリンダ
内最高圧力の時刻まで、そのシリンダ内最高圧力
よりも高い圧力の気体をシリンダライナに形成さ
れた気体導入孔から導き、この気体導入孔から気
体が導入されるときに気体導入孔に臨むピストン
の外周面の部分を半径方向内方にくぼんで形成し
たので、前記空間への高圧の気体を容易に導入す
ることが可能になり、これによつてピストンリン
グおよびシリンダライナの硬質粒子による摩耗を
防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は
第１図に示された４サイクルデイーゼル機関の圧
力線図、第３図は第１図の切断面線−から見
た断面図、第４図は第３図のセクシヨンの拡大
断面図、第５図はピストン２の軸線に沿うセクシ
ヨンの縦断面図である。 １…シリンダライナ、２…ピストン、３…トツ
プリング、４…第２ピストンリング、５…気体導
入孔、６…空間、７…ランド部、８…外周面部
分。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダライナに形成された気体導入孔から、
   シリンダライナとピストンとの間の空間に爆発直
   前からシリンダ内最高圧力の時刻までそのシリン
   ダ内の最高圧力よりも高い圧力の気体を導き、こ
   の気体導入孔から気体が導入されるときに気体導
   入孔に臨むピストンの外周面の部分を半径方向内
   方にくぼんで形成したことを特徴とする内燃機関
   のシール装置。