JP2011085109A - ピストン及びエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピストンリングを設ける複数の周溝が外周面に形成されているピストン2において、シリンダ1の内径Bと、ピストンの上面と最上部の周溝4aの上面の距離Lとの関係をL/B≦0.1とし、最上部の周溝に近接して冷却室5aを形成する。ピストンと、シリンダライナ11と、最も上のピストンリング3aで区画されるデッドボリウムSが小さくなり、ここに閉じ込められて未燃で排出される混合気量が少なくなった。さらに、冷却室5aにより最上部のピストンリングが熱負荷によってシリンダに膠着しにくくなった。エンジンとしての熱効率も従来より改善される。
【選択図】図2
Description
下記特許文献1には、上述したようなピストンの構造が開示されている。
ピストンリングを設ける複数の周溝が外周面に形成されているピストンにおいて、
前記ピストンが収納されるシリンダの内径Bと、前記ピストンの上面と最上部の前記周溝の上面の距離Lとの関係が、L/B≦0.1であるとともに、最上部の前記周溝に近接して冷却室が形成されたことを特徴としている。
外周面に形成された複数の周溝にそれぞれピストンリングが装着されたピストンがシリンダ1内に摺動可能に設けられているエンジンにおいて、
前記ピストンが収納されるシリンダの内径Bと、前記ピストンの上面と最上部の前記周溝の上面の距離Lとの関係が、L/B≦0.1であるとともに、最上部の前記周溝に近接して冷却室が形成されたことを特徴としている。
前記エンジンが、正味平均有効圧Pmeが1.8MPa以上のガスエンジンであることを特徴としている。
図1(a)は、本発明の実施形態であって、正味平均有効圧Pmeが2MPaである産業用エンジンのピストン2を示す断面図であり、同図(b)は正味平均有効圧Pmeが同じく2MPaである従来の産業用エンジンにおける従来のピストン22を示す断面図である。
なお、これらのピストンは、いずれもクラウンとスカートを組み合わせてなる組み合わせ型ピストンであり、そのクラウン部分を示しており、スカート部分やコンロッド等は省略している。
次に、実施形態のピストン2と、従来例のピストン22を、実際に実用機エンジンに設けて運転し、エンジン性能を比較した結果について説明する。
本発明者は、実施形態で具体的に例示した構造のピストン2の他、同一のB(本例では220mm)に対して異なる種々のLを設定し、L/Bの値が異なるとともに、トップリングの周溝の近傍に冷却室が設けられた構造である複数種類のピストンを製作した。本発明者は、これら複数種類のピストンについて、「2.エンジン性能の比較」と同様の実験を行なった。その結果、以下に説明するように、従来例と比較し、デッドボリウムSが小さくなって排出される未燃ガスの容積を減少させることができるとともに熱効率にも優れたエンジン性能を得るために必要なL/Bの条件を確定するに至った。
L/B 熱効率のポイント
0.12 0
0.11 0.6
0.1 0.7
0.09 0.8
0.07 1.0(実施形態の数値例)
1)本実施形態によれば、トップリングの冷却を強化することにより、トップリングの位置をL/B≦0.1としても、エンジンの定格運転が可能である。
2…ピストン
3…ピストンリング
3a…トップリング
4…周溝
4a…最上部の周溝
5…冷却室
5a…上部冷却室
11…シリンダライナ
22…従来例のピストン
32…比較例1のピストン
42…比較例2のピストン
S…デッドボリウム
Claims (3)
- ピストンリングを設ける複数の周溝が外周面に形成されているピストンにおいて、
前記ピストンが収納されるシリンダの内径Bと、前記ピストンの上面と最上部の前記周溝の上面の距離Lとの関係が、L/B≦0.1であるとともに、
最上部の前記周溝に近接して冷却室が形成されたことを特徴とするピストン。 - 外周面に形成された複数の周溝にそれぞれピストンリングが装着されたピストンがシリンダ内に摺動可能に設けられているエンジンにおいて、
前記ピストンが収納されるシリンダの内径Bと、前記ピストンの上面と最上部の前記周溝の上面の距離Lとの関係が、L/B≦0.1であるとともに、
最上部の前記周溝に近接して冷却室が形成されたことを特徴とするエンジン。 - 前記エンジンが、正味平均有効圧Pmeが1.8MPa以上のガスエンジンである請求項2記載のエンジン。
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