JP2011058373A - 内燃機関用組合せオイルリング及びその組付構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】径方向外方X1に突出する上下2つのレール部1,2を連結部3で連結したオイルリング本体11と、その連結部3の径方向内方中央に形成された内周溝4に配置されて前記オイルリング本体11を径方向外方X1に押圧付勢するコイルエキスパンダ12とからなる組合せオイルリング10を、リング溝21に装着してシリンダ内に組み付けた組付構造50において、組合せオイルリング10の張力をシリンダ内径で除した張力比が0.05〜0.3N/mmの範囲であり、リング溝下面の径方向外周端部に設けられた面取部24又は下側レール部下面の径方向外周端部に設けられた切欠部を有し、リング溝下面22と下側レール部1との径方向の当接長さb2を、リング溝上面23と上側レール部2との径方向の当接長さb1の60〜98%とする。
【選択図】図1
Description
組合せオイルリングをピストンのリング溝に装着してシリンダ内に組み付けてなる本発明に係る内燃機関用組合せオイルリングの組付構造は、オイル消費量を低減することができる。この理由は以下のとおりである。すなわち、低回転・高負圧状態である低速域(例えば2000rpm/min未満)では、シリンダ内のピストンが上死点に向かって移動する排気・圧縮行程における負圧作用時において、軽量で低張力化した組合せオイルリングを構成する下側レール部がリング溝の下面にオイルを介して張り付いて離れにくくなる。そのため、オイルリングの移動タイミングが遅れる。その結果、負圧作用時における上面側のオイルシールが不十分となり、過大なオイル上がりを引き起こしてしまう。
本発明に係る内燃機関用組合せオイルリングの組付構造50は、図1等に示すように、内燃機関用組合せオイルリング10を、ピストン20の外周面に形成されたリング溝21に装着してシリンダ30内に組み付けてなる組付構造である。
図1及び図2は、第1、第2実施例(内燃機関用組合せオイルリングの組付構造)を示す模式的な断面図である。この第1,第2実施例は、レール部1,2の径方向幅a1,a2を同じ長さとしている点で、径方向幅a2が径方向幅a1より短い後述の第7〜第9実施例とは異なる。この第1,第2実施例は、リング溝21の下面22の径方向外周端部に面取部24を設けることにより、[当接長さb2]を[当接長さb1]の60%〜98%としている点に特徴がある。その他の点は既述した通りである。
図3は、第3〜第5実施例(内燃機関用組合せオイルリングの組付構造)を示す模式的な断面図である。この第3〜第5実施例に係る組付構造50も上記第1,第2実施例に係る組付構造50と同様の態様であり、リング溝21の下面22の径方向外周端部に面取部24を設けることにより、[当接長さb2]を[当接長さb1]の60%〜98%としている点に特徴がある。この第3〜第5実施例に係る組付構造50は面取部24の形態の変形例である。その他の点は既述した通りである。
図4は、第6,第7実施例(内燃機関用組合せオイルリングの組付構造)を示す模式的な断面図である。このうち、図4(A)に示す第6実施例は、レール部1,2の径方向幅a1,a2を同じ長さとしている点は第1〜第5実施例と同じであるが、オイルリング本体11の下側レール部1の外周端6側に凹み(切欠部29)を形成した点が、リング溝下面22の径方向外周端部に面取部を設けた第1〜第5実施例とは異なっている。こうすることにより、[当接長さb2]を[当接長さb1]の60%〜98%としている点に特徴がある。
図6は、第8実施例(内燃機関用組合せオイルリング)を示す模式的な断面図である。この組合せオイルリング10は、2つのレール部11,12のうち、ピストン20が備えるリング溝21の下面側に配置される下側レール部1の径方向幅a2が、そのリング溝21の上面側に配置される上側レール部2の径方向幅a1の60%〜98%であることに特徴がある。
図7は、上記第8実施例の組合せオイルリング10をピストン20のリング溝21に装着し、シリンダ30内に取り付けた第9実施例(内燃機関用組合せオイルリングの組付構造50)を示す模式的な断面図である。
上記の第1実施例を適用し、下記の実験条件にてオイル消費実験を行った。実験には、排気量が2400ccでシリンダ内径D2が88.5mmの直列4気筒ガソリンエンジンの実機実験を行い、オイル消費量の確認実験を行った。エンジンの運転条件は、軽負荷モータリングで回転数2000r.p.m.で5時間行った。評価は、吸気管絶対圧を10kPa、20kPaとしてオイル消費量を評価した。
従来例の組付構造での吸気管絶対圧を10kPaとしたときのオイル消費量を100としたとき、従来例での吸気管絶対圧を20kPaとしたときのオイル消費量は40.9であったが、第1実施例の組付構造でのオイル消費量は、吸気管絶対圧10kPaでは30.8、20kPaでは2.3となった。したがって、第1実施例の組付構造を構成する組合せオイルリングはオイル消費を抑制することが確認された。表1にこの結果をまとめた。
2 上側レール部
3 連結部
4 内周溝
5 オイル戻し穴
6,7 外周端
8,9 内周端
10 内燃機関用組合せオイルリング
11 オイルリング本体
12 コイルエキスパンダ
13 内部空間
16,17 外周側テーパー部
20 ピストン
21 リング溝
22 リング溝の下面
23 リング溝の上面
24 面取部
25 オイルドレイン穴
26 リング溝の下面の外周端部
27 リング溝の上面の外周端部
28 スカート部
29 切欠部
30 シリンダ
31 シリンダの内壁面
50 内燃機関用組合せオイルリングの組付構造
a2 リング溝の下面側に配置される下側レール部の径方向幅
b1’ a1のうちの平坦面の径方向幅
b2’ a2のうちの平坦面の径方向幅
b1 リング溝の上面と上側レール部との径方向の当接長さ
b2 リング溝の下面と下側レール部との径方向の当接長さ
c,c’ リング溝下面の外周端部からピストンのスカート部までの径方向幅
h1 オイルリング本体の軸方向幅
X 径方向
X1 径方向外方
X2 径方向内方
Y 軸方向
D1 リング溝の下面の外周端部間の直径
D2 シリンダの内径
Claims (4)
- 径方向外方に突出する上下2つのレール部を連結部で連結したオイルリング本体と、該連結部の径方向内方中央に形成された内周溝に配置されて前記オイルリング本体を径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなる内燃機関用組合せオイルリングを、ピストンの外周面に形成されたリング溝に装着してシリンダ内に組み付けてなる内燃機関用組合せオイルリングの組付構造において、
前記組合せオイルリングの張力を前記シリンダ内径で除した張力比が0.05〜0.3N/mmの範囲であり、
前記ピストンのリング溝下面の径方向外周端部に設けられた面取部、又は、前記オイルリング本体の下側レール部下面の径方向外周端部に設けられた切欠部を有し、
前記リング溝の下面と下側レール部との径方向の当接長さが、前記リング溝の上面と上側レール部との径方向の当接長さの60%〜98%であることを特徴とする内燃機関用組合せオイルリングの組付構造。 - 前記オイルリング本体の軸方向幅が2mm以下である、請求項1に記載の内燃機関用組合せオイルリングの組付構造。
- 径方向外方に突出する上下2つのレール部を連結部で連結したオイルリング本体と、該連結部の径方向内方中央に形成された内周溝に配置されて前記オイルリング本体を径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなり、ピストンの外周面に形成されたリング溝に装着される内燃機関用組合せオイルリングにおいて、
前記組合せオイルリングの張力を前記ピストンが組み付けられるシリンダ内径で除した張力比が0.05〜0.3N/mmの範囲であり、
前記2つのレール部のうち前記リング溝の下面側に当接する下側レール部の径方向幅が、前記リング溝の上面側に当接する上側レール部の径方向幅の60%〜98%であることを特徴とする内燃機関用組合せオイルリング。 - 前記オイルリング本体の軸方向幅が2mm以下である、請求項3に記載の内燃機関用組合せオイルリング。
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