JPS647214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、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。一方エンジ
ンの燃焼圧力は次第に増大する傾向にあり、ピス
トンのトツプリングの面圧は極めて苛酷になつて
きている。

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。

本発明の目的は、トツプリングの面圧を下げる
とともに、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図は本発明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。シリンダライナ１上には、シリ
ンダヘツド８が取り付けられている。ピストン２
には、燃焼室９側から順にトツプリング３および
２番目のピストンリング４が設けられており、さ
らに他のピストンリングが設けられる。シリンダ
ライナ１には、気体導入孔６が形成されている。

高圧コンプレツサ１１からの高圧力の空気など
の気体は、冷却器１２によつて冷却され高圧容器
１３に貯留され、管路１４から高圧力気体供給装
置１５を介して気体導入孔６に与えられる。この
高圧力気体供給装置１５は、フランク軸に同期し
て開閉制御される。

第２図は気体導入孔６付近の拡大断面図であ
る。トツプリング３および第２リング４は、ピス
トン２に形成されたリング溝２ａ，２ｂにはまり
込んでいる。トツプリング３と第２リング４との
間に空間７が形成される。このトツプリング３の
下部には、第３図および第４図に示されるように
空間７に連通する周方向に間隔をあけて形成され
た凹溝５が形成されている。

第５図は、第１図および第２図に示された４サ
イクルデイーゼル機関の圧力線図である。第２図
１で示されるようにピストン２が圧縮行程におい
てクランク角がΘ1であるとき、トツプリング３
はリング溝２ａの面１７に接しており、シリンダ
内の圧縮された空気は凹溝５を通つて空間７に満
たされる。このとき高圧気体供給装置１５の働き
によつて気体導入孔６は塞がれている。

第２図２は、燃焼室９における爆発直前であ
り、ピストン２が上死点に達する前である。この
とき高圧気体供給装置１５は、気体導入孔６を開
く。このクランク角Θ2以降において高圧力気体
が空間７に供給される。この空間７の圧力Ｐ１
は、爆発燃焼が始まる前にシリンダ内の圧力PZ
よりも高くなり、トツプリング３はリング溝２ａ
の下面１７を離れ、リング溝２ａの上面１９に密
接する。気体導入孔６に供給される管路１４から
の気体の圧力はクランク角Θ3におけるシリンダ
内最高圧力PZ１よりも大きい値に選ばれている。

クランク角Θ3では、第２図３で示されるよう
にピストン２が下降行程にあり、高圧気体供給装
置１５が閉じる時点である。このときには、空間
７の圧力Ｐ１はシリンダ内圧力PZよりも高くな
つている。したがつてトツプリング３を境にして
燃焼室９からピストントツプランド２０を経て燃
焼ガスが空間７に侵入することがない。

第２図４はピストン２が上死点から充分に下降
した位置にある状態を示している。

このようにして空間７内に清浄な気体を満た
し、燃焼ガスがピストン２のトツプリング３およ
びそれ以下のクランク室側に侵入することを防ぐ
ことができる。これによつて燃焼ガスに含まれる
燃焼残渣物や硬質粒子に起因するピストンリング
とシリンダライナとのアブレシブ摩耗を減少する
ことが可能となる。このように圧縮行程中の圧縮
空気を空間７に凹溝５を介して導入することによ
り、気体導入孔６から導入する高圧力気体の供給
量を可及的に減少することができ、これによつて
コンプレツサ１１の動力を軽減することができ
る。

第６図は本発明の他の実施例のトツプリング３
の断面図であり、第７図は第６図の切断面線―
から見た断面図である。この実施例では、トツ
プリング３内に連通孔２３が形成されており、圧
縮行程中に空間７に圧縮空気を導入することがで
きる。

第８図は本発明のさらに他の実施例の簡略化し
た断面図である。第８図１では、トツプリング３
内に連通孔２４を形成し、トツプリング３のリン
グ溝２ａと第２リング４のリング溝２ｂとの間の
ピストンランド１６内に空間７に連通する周方向
に間隔をあけて形成された連通孔２５を形成して
いる。第８図２では、トツプリング３内に連通孔
２６を形成し、ピストンランド１６に凹溝２７を
形成している。第８図３では、トツプリング３に
凹溝２８を形成し、ピストンランド１６内に連通
孔２９を形成している。第８図４ではトツプリン
グ３とピストンランド１６に個別的に凹溝３０，
３１を形成している。

このように連通経路を２ルートに増やすことに
よつて、圧縮行程中における空間７の空気圧力を
より迅速に高めることができる。

本発明は、４サイクルだけでなく、２サイクル
の内燃機関に関連しても実施されうる。

以上のように本発明によれば、トツプリングと
第２番目のピストンリングとの間のシリンダライ
ナ内周面とピストンとによつて規定される空間
に、シリンダ内最高圧力よりも高い圧力の気体を
導入して燃焼残渣物や硬質粒子がシリンダライナ
内周面とピストンリングとの間に介在することを
防ぎ、これによつて摩耗を防ぐことが可能にな
る。しかも圧縮行程時にシリンダ内の圧縮空気が
前記空間に導入されるので、気体導入孔から供給
する気体の量を軽減することができ、これによつ
てその気体の供給に必要な動力を軽減することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
トツプリング３と第２ピストンリング４付近の断
面図、第３図はトツプリング３の断面図、第４図
は第３図の切断面線―から見た簡略化した断
面図、第５図は第１図および第２図に示された実
施例の圧力線図、第６図は本発明の他の実施例の
断面図、第７図は第６図の切断面線―から見
た断面図、第８図は本発明のさらに他の実施例の
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、５，２８，
３０…凹溝、６…気体導入孔、１６…ランド、
２，３，２４，２５，２６，２９…連通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダライナ内を往復動するピストンのト
   ツプリングと２番目のピストンリングとの空間
   に、爆発直前からシリンダ内最高圧力の時刻まで
   の期間中、そのシリンダ内最高圧力よりも高い圧
   力を有する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、前記トツプリングがリング溝
   の下面に接している時に前記空間と燃焼室とを連
   通する連通経路を前記トツプリングに形成したこ
   とを特徴とする内燃機関のシール装置。 ２ 前記トツプリングと前記ピストンリングとの
   間のピストンのランドに、さらに前記空間と前記
   燃焼室とを連通する連通経路を形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の
   シール装置。