JP2016037962A - レシプロエンジン用のピストンアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】ピストンリング部の圧力勾配を改善し、オイルおよびブローバイの適切な制御を可能にする。【解決手段】レシプロエンジン用のパワーシリンダシステムは、シリンダ内で移動するように構成されるピストン20を含む。最上部溝42は、ピストンの周りに周方向に延在し、第1のリング44を支持するように構成され、第1のリングが最上部溝内に配設される間、最上部溝の一部分と第1のリングの内周面との間に空間が画定される。最下部溝46は、ピストンの周りに周方向に延在し、最上部溝から軸方向に離間する。最下部溝内に位置決めされる第2のリング48は、ピストンがシリンダ内に位置決めされる間、シリンダの内側環状壁に対して約1MPa未満の圧力を加えるように構成される。上部ランド40内に形成された1つ又は複数のチャネル100は、第1のリングが最上部溝内に配設される間、空間に燃焼ガスを移送するように構成される。【選択図】図3
Description
本明細書で開示される主題は、一般的に、レシプロエンジンに関し、より詳細には、レシプロエンジン用のピストンアセンブリに関する。
レシプロエンジン(例えば、レシプロ式内燃機関)は、酸化剤(例えば、空気)と共に燃料を燃焼させて、高温燃焼ガスを生成し、燃焼ガスは、次に、シリンダ内でピストン(例えば、往復運動ピストン)を駆動する。特に、高温燃焼ガスは、膨張し、ピストンに対して圧力を加え、その圧力は、膨張ストローク中にシリンダの上部部分から下部部分までピストンを直線的に移動させる。ピストンは、燃焼ガスによって加えられる圧力及びピストンの直線運動を(例えば、ピストンに結合した連結ロッド及びクランクシャフトによって)回転運動に変換し、回転運動は、1つ又は複数の負荷、例えば発電機を駆動する。ピストン及び関連する構造(例えば、ピストンアセンブリ)の構成は、排気エミッション(例えば、未燃炭化水素)及びエンジン効率並びに潤滑剤(例えば、オイル)消費に著しく影響を及ぼす可能性がある。更に、ピストンアセンブリの構成は、レシプロエンジンの構成要素間の摩擦及びレシプロエンジンの動作寿命に著しく影響を及ぼす可能性がある。したがって、ピストンアセンブリの構成を改善することが望ましいことになる。
元々特許請求された本発明と範囲が一致する幾つかの実施形態が以下で要約される。これらの実施形態は、特許請求される本発明の範囲を制限することを意図されるのではなく、むしろ、これらの実施形態は、本発明の考えられる形態の簡潔な要約を提供することを意図されるだけである。実際には、本発明は、以下に記載する実施形態と同様であり得る又はそれと異なり得る種々の形態を包含することができる。
一実施形態において、レシプロエンジン用のパワーシリンダシステムは、シリンダ内で移動するように構成されるピストンを含む。最上部溝は、ピストンの上部ランドの下でピストンの周りに周方向に延在する。最上部溝は、第1のリングを支持するように構成され、第1のリングが最上部溝内に配設される間、最上部溝の一部分と第1のリングの内周面との間に空間が画定される。最下部溝は、ピストンの周りに周方向に延在し、ピストンの軸上軸(axial axis)に沿って最上部溝から軸方向に離間する。最下部溝内に位置決めされる第2のリングは、ピストンがシリンダ内に位置決めされる間、シリンダの内側環状壁に対して約1MPa未満の圧力を加えるように構成される。上部ランド内に形成された1つ又は複数のチャネルは、第1のリングが最上部溝内に配設される間、空間に燃焼ガスを移送するように構成される。
一実施形態において、レシプロエンジン用のパワーシリンダシステムは、内壁を有しキャビティを画定するシリンダを含む。ピストンはシリンダ内に位置決めされ、シリンダ内で、レシプロ方式で移動するように構成される。最上部溝及び最下部溝はそれぞれ、ピストンの周りで周方向に延在し、最上部溝は上部ランドに隣接して位置決めされる。第1のリングは、最上部溝内に配設され、1つ又は複数のチャネルは、最上部溝の軸方向に向く上側表面又は第1のリングの上側表面内に延在する。1つ又は複数のチャネルは、第1のリングの内周面と最上部溝の一部分との間の空間に燃焼ガスを方向付けるように構成される。第2のリングは最下部溝内に位置決めされ、第2のリングは、ピストンがシリンダ内で移動するとき、シリンダの内壁に対して約1MPa未満の圧力を加えるように構成されるローテンションリングである。
一実施形態において、レシプロエンジン用のパワーシリンダシステムは、シリンダ内に配設され、シリンダ内で、レシプロ方式で移動するように構成されるピストンを含む。システムは、ピストンの最上部溝内に配設された上部リングを含み、最上部溝に対して開口する1つ又は複数のチャネルは、上部リングの内周面に燃焼ガスを移送して、ピストンがシリンダ内で移動するとき、シリンダの内壁に向かって上部リングを半径方向に外方に押しやるように構成される。ピストンアセンブリはまた、ピストンの最下部溝内に配設されたオイルリングであって、ピストンがシリンダ内で移動するとき、シリンダの内壁に対して約1MPa未満の圧力を加えるように構成される、オイルリングを含む。
本発明のこれらのまた他の特徴、態様、及び利点は、添付図面であって、図面全体にわたって同様の記号が同様の部品を示す、添付図面を参照して以下の説明が読まれるときによりよく理解されるであろう。
本発明の1つ又は複数の特定の実施形態が以下で説明される。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようとして、本明細書において、実際の実装形態の全ての特徴が述べられない場合がある。こうしたいかなる実際の実装形態の開発においても、いかなる工学的又は設計上の計画におけるのと同様に、実装形態ごとに異なり得るシステム関連制約及びビジネス関連制約に関する適合等の、開発者の特定の目標を達成するための多数の実装態様固有の意思決定が行われなければならないことが理解されるべきである。更に、こうした開発努力は、煩雑で時間がかかるが、それでも、本開示の利益を受ける当業者にとって、設計、製作、製造の日常的な仕事であることが理解されるべきである。
本発明の種々の実施形態の要素を導入するとき、冠詞「ある(a)」、「ある(an)」、「その(the)」、及び「前記(said)」は、その要素の1つ又は複数が存在することを意味することが意図される。「備える(comprising)」、「含む(including)」、及び「有する(having)」という用語は、包含的であることを意図され、挙げた要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。
本開示によるレシプロエンジン(例えば、レシプロ内燃機関)用のパワーシリンダシステムは、1つ又は複数のピストンを含むことができ、ピストンはそれぞれ、シリンダ(例えば、ライナ)内で直線的に移動して、燃焼ガスによって加えられる圧力及びピストンの直線運動を回転運動に変換し、それにより、1つ又は複数の負荷に動力供給するように構成される。各ピストンは、ピストンの上部ランドの下でピストンの周りに周方向に延在する上部環状溝(例えば、上部リング溝又は圧縮リング溝)を有することができ、上部リング(例えば、上部ピストンリング又は圧縮リング)は上部溝内に配設することができる。上部リングは、一般に、燃料及び空気又は燃料−空気混合物が燃焼チャンバから漏出することを阻止する、かつ/又は、膨張する高温燃焼ガスがピストンの往復運動をもたらすことを可能にするのに適した圧力の維持を容易にするように構成することができる。各ピストンはまた、ピストンの上部ランドから遠位でピストンの周りに周方向に延在する下部環状溝(例えば、下部リング溝又はオイルリング溝)を有することができ、下部リング(例えば、下部ピストンリング又はオイルリング)は、下部溝内に配設することができる。オイルリングは、一般に、シリンダの内壁をライニングする潤滑剤(例えば、オイル)を掻き落とすように構成することができる。幾つかの実施形態において、1つ又は複数の追加の環状溝(例えば、1つ又は複数の追加のリング溝或は追加の圧縮リング溝)は、ピストンの周りに周方向に延在することができ、1つ又は複数の追加のリング(例えば、追加の圧縮リング)は、1つ又は複数の追加のリング溝内に配設することができる。上部リング、オイルリング、及び/又は追加のリングは、共に、リングパックを形成することができ、また、一般に、エンジン内で燃焼ガス及び/又は潤滑剤(例えば、オイル)の流れを制御することができる。
レシプロエンジンの運転中に、燃料及び空気は、燃焼チャンバ内で燃焼し、シリンダ内でピストンを移動させる。燃焼ガスはまた、上部リングの外周面に対して圧力を加え、上部リングを、シリンダの内壁から離れるよう半径方向に内方に押しやる。開示される実施形態は、燃焼ガスが半径方向に外方に向く力を上部リングの内周面に加えるように、上部リングの内周面に隣接する空間に燃焼ガスを移送するように構成される1つ又は複数のチャネルを含むことができる。有利には、1つ又は複数のチャネルはまた、シリンダ内でのオイル制御を容易にすることができる。例えば、1つ又は複数のチャネルは、上部リングがシリンダの内壁との接触を維持することを可能にすることができ、したがって、上部リングがシリンダの内壁に沿ってオイルを掻き落とすことを可能にすることができる。別の例として、1つ又は複数のチャネルなしで、オイルは、上部溝内に蓄積し、空間への燃焼ガスの流れを阻止する場合がある。開示される実施形態において、1つ又は複数のチャネルは、オイルが上部溝から(例えば、燃焼チャンバ内へ、又は、シリンダの内壁に沿って)漏出することを可能にすることがある。そのため、1つ又は複数のチャネルは、上部溝内でのまた上部溝から出るオイルの流れを容易にする、かつ/又は、上部溝内でのオイルの滞留時間を減少させることができ、それが、一般に、オイルの流れ及び制御を改善する場合がある。こうした場合、オイルリングは、例えば、シリンダの内壁に対して約1メガパスカル(MPa)未満の圧力を加えるように構成されるローテンションリングであるとすることができる。本明細書で開示する特徴を有するピストンは、オイルを効果的かつ効率的に制御することができ、一方、半径方向リング圧壊(collapse)を阻止すると共に、未燃炭化水素のブローバイ(blowby)、オイル消費、エミッション、及び/又は構成要素間の摩擦を減少させ、それが、例えば、少ない摩耗及びスカッフィング(scuffing)をもたらす可能性がある。
図面に移ると、図1は、エンジン駆動式発電システム8の一部分の一実施形態のブロック図を示す。以下で詳細に述べるように、システム8は、1つ又は複数の燃焼チャンバ12(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、又はそれより多い数の燃焼チャンバ12)を有するエンジン10(例えば、レシプロ内燃機関)を含む。空気供給部14は、空気、酸素、酸素富化空気(oxygen−enriched air)、酸素減少空気(oxygen−reduced air)、又はその任意の組合せ等の加圧酸化剤16を各燃焼チャンバ12に提供するように構成される。燃焼チャンバ12はまた、燃料供給部19から燃料18(例えば、液体及び/又は気体燃料)を受取るように構成され、燃料−空気混合物は、各燃焼チャンバ12内で点火し燃焼する。高温加圧燃焼ガスは、各燃焼チャンバ12に隣接するピストン20がシリンダ26内で直線的に移動させ、ガスによって加えられた圧力を回転運動に変換するようにさせ、その回転運動は、シャフト22を回転させる。更に、シャフト22は、負荷24に結合することができ、負荷24は、シャフト22の回転によって動力供給される。例えば、負荷24は、システム10の回転出力によって動力を発生することができる任意の適切なデバイス、例えば、発電機であるとすることができる。加えて、以下の議論は酸化剤16として空気に言及するが、任意の適した酸化剤を、開示される実施形態で使用することができる。同様に、燃料18は、例えば、天然ガス、関連する石油ガス、プロパン、バイオガス、下水ガス(sewage gas)、埋立地ガス(landfill gas)、炭鉱ガス(coal mine gas)等の任意の適した気体燃料であるとすることができる。
本明細書で開示されるシステム8は、固定用途で(例えば、産業用動力発生エンジンで)又はモバイル用途で(例えば、自動車又は航空機で)使用するために適合することができる。エンジン10は、2ストロークエンジン、3ストロークエンジン、4ストロークエンジン、5ストロークエンジン、又は6ストロークエンジンとすることができる。エンジン10はまた、任意の数の燃焼チャンバ12、ピストン20、及び関連するシリンダ(例えば、1〜24)を含むことができる。例えば、或る実施形態において、システム8は、シリンダ内で往復運動する4、6、8、10、16、24、又はそれより多い数のピストン20を有する大規模産業用レシプロエンジンを含むことができる。幾つかのこうした場合において、シリンダ及び/又はピストン20は、約13.5〜34センチメートル(cm)の直径を有することができる。幾つかの実施形態において、シリンダ及び/又はピストン20は、約10〜40cm、15〜25cm、又は約15cmの直径を有することができる。或る実施形態において、ピストン20は、ピストン20の上部リング溝内にニレジスト(Ni−resist)リングインサートを有する鋼ピストン又はアルミニウムピストンであるとすることができる。システム8は10kWから10MWの範囲の動力を発生することができる。幾つかの実施形態において、エンジン10は、約1800回転/分(RPM)未満で運転することができる。幾つかの実施形態において、エンジン10は、約2000RPM、1900RPM、1700RPM、1600RPM、1500RPM、1400RPM、1300RPM、1200RPM、1000RPM、900RPM、又は750RPM未満で運転することができる。幾つかの実施形態において、エンジン10は、約750〜2000RPM、900〜1800RPM、又は1000〜1600RPMで運転することができる。幾つかの実施形態において、エンジン10は、約1800RPM、1500RPM、1200RPM、1000RPM、又は900RPMで運転することができる。例示的なエンジン10は、例えば、General Electric CompanyのJenbacherエンジン(例えば、Jenbacherタイプ2、タイプ3、タイプ4、タイプ6、又はJ920FleXtra)又はWaukeshaエンジン(例えば、Waukesha VGF、VHP、APG、275GL)を含むことができる。
図2は、レシプロエンジン10のシリンダ26(例えば、エンジンシリンダ)内に配設されたピストン20を有するピストンアセンブリ25の一実施形態の側断面図である。シリンダ26は、シリンダキャビティ30(例えば、ボア)を画定する内側環状壁28を有する。ピストン20は、軸上軸又は方向34、半径軸又は径方向36、及び周軸又は方向38によって画定することができる。ピストン20は、ピストン20の周りに周方向に(例えば、周方向に38に)延在する上部部分40(例えば、上部ランド)及び上部環状溝42(例えば、上部溝又は上部圧縮リング溝)を含む。上部リング44(例えば、上部ピストンリング又は上部圧縮リング)は、上部溝42内に位置決めすることができる。
上部リング44は、上部溝42から半径方向に外方に突出して、シリンダ26の内側環状壁28に接触するように構成される。上部リング44は、一般に、燃料18及び空気16又は燃料−空気混合物が燃焼チャンバ12から漏出することを阻止する、かつ/又は、膨張する高温燃焼ガスがピストン12の往復運動を引起すことを可能にするのに適した圧力の維持を容易にする。更に、本実施形態の上部リング44は、オイルの掻き落としを容易にするように構成することができ、オイルは、例えば、内側環状壁28をコーティングし、エンジン10内の熱及び/又は摩擦を制御する。
図示するように、ピストン20は、ピストン20の周りに周方向に延在する下部環状溝46(例えば、下部リング溝又はオイルリング溝)を含む。下部リング48(例えば、下部ピストンリング又はオイルリング)は、下部溝46内に配設される。オイルリング48は、下部溝46から半径方向に外方に突出して、シリンダ26の内壁28に接触することができる。オイルリング48は、一般に、シリンダ26の内壁28をライニングするオイルを掻き落とし、シリンダ26内でオイルの流れを制御するように構成される。
幾つかの実施形態において、1つ又は複数の追加の環状溝50(例えば、1つ又は複数の追加のリング溝或は追加の圧縮リング溝)は、ピストン20の周りに周方向に延在することができる。幾つかのこうした場合において、追加の環状溝50は、上部溝42と下部溝46との間に位置決めすることができる。幾つかの実施形態において、1つ又は複数の追加のリング52(例えば、1つ又は複数の追加のリング或は追加の圧縮リング)は、1つ又は複数の追加のリング溝50のそれぞれの溝内に配設することができる。追加のリング52は、ブローバイを阻止する、かつ/又は、シリンダ26の内側環状壁28からオイルを掻き落とすように構成することができる。
図示するように、ピストン20は、接続ロッド56及びピン58によってクランクシャフト54に取付けられる。クランクシャフト54は、ピストン24の往復直線運動を回転運動に変換する。ピストン20が移動するとき、クランクシャフト54は、先に論じたように、回転して、負荷24(図1に示す)に動力供給する。図示するように、燃焼チャンバ12は、ピストン24の上部ランド40に隣接して位置決めされる。燃料インジェクタ60は燃料18を燃焼チャンバ12に提供し、弁62は燃焼チャンバ12に対する空気16の送出を制御する。排気弁64は、エンジン10からの排気の放出を制御する。しかし、燃焼チャンバ12に燃料18及び空気16を提供するための、及び/又は、排気を放出するための、任意の適切な要素及び/又は技法を利用することができることが理解されるべきである。運転中、燃焼チャンバ12内での燃料18と空気16との燃焼は、ピストン20を、シリンダ26のキャビティ30内で軸方向34にレシプロ(例えば、前後)方式で移動させる。
クリアランス78(例えば、環状空間を画定する半径方向クリアランス)が、シリンダ26の内側環状壁28とピストン20の上部ランド40の外側表面80(例えば、環状表面)との間に設けられる。先に論じたように、上部リング44とシリンダ26の内側環状壁28との間の接触を維持して、例えば、ブローバイを防止すると共に、上部リング44が内側環状壁28からオイルを掻き落とすことを可能にすることが望ましい。しかし、エンジン10の運転中、燃焼チャンバ12からの燃焼ガスは、上部リング44の外面90(例えば、半径方向に外方の面又は外周面)に接触し、シリンダ26の内壁28から離れるよう半径方向に内方に(例えば、半径軸36に沿って)上部リング44を押しやる力を加える。したがって、本実施形態は、上部リング44の内周面(図4に示す)に隣接する空間(図4に示す)に燃焼ガスを移送するように構成される、1つ又は複数の半径方向チャネル100等の1つ又は複数のチャネル(例えば、通路、トラフ、溝、又は同様なもの)を含む。こうした構成は、以下でより詳細に論じるように、1つ又は複数の半径方向チャネル100が上部リング44全体の圧力勾配を平衡させる(例えば、上部リング44を安定化させる)ことを可能にする、かつ/又は、上部リング44がシリンダ26の内側環状壁28との接触を維持することを可能にする。
加えて、1つ又は複数の半径方向チャネル100は、有利には、ローテンションオイルリング48の使用を可能にすることができる。典型的なエンジンにおいて、こうしたローテンションオイルリング48は、内側環状壁28からオイルを効果的かつ確実に掻き落とすのに十分な圧力を内側環状壁28に対して加えることができず、また、シリンダ26内でオイルを適切に制御することができない。加えて、1つ又は複数の半径方向チャネルがない場合、オイルは、上部溝42を通る燃焼ガスの流れを阻止する場合がある。しかし、現在のところ開示される実施形態において、1つ又は複数の半径方向チャネル100は、燃焼ガスが上部リング44に対する半径方向に外方への圧力を加えることを可能にし、それにより、上部リング44が内側環状壁28との接触を維持し、オイルをシリンダ26の内側環状壁28から掻き落とすことを可能にすることができる。加えて、1つ又は複数の半径方向チャネル100は、上部リング44と上部溝42の軸方向に向く表面(図3に示す)との間の軸方向距離(図3に示す)を増加させ、ピストンアセンブリ25の構成要素に対するオイルの付着を減少させ、オイルが(例えば、燃焼チャンバ12に入るように又はシリンダ26の内側環状壁28に沿うように)上部溝42から流出する(例えば、から漏出する)ことを可能にし、かつ/又は、上部溝42内でのオイルの滞留時間を減少させる。そのため、1つ又は複数の半径方向チャネル100、上部リング44、及びローテンションオイルリング48は、共に、シリンダ26内でのオイル及びブローバイの適切な制御を可能にすることができる。
例として、ローテンションオイルリング48は、シリンダ26の内側環状壁28に対して約1MPa未満の単位圧力を加えるように構成することができる。ローテンションオイルリング48によって加えられる単位圧力は、図4に関して以下でより詳細に論じられる。同様に以下でより詳細に論じられるように、ローテンションオイルリング48は、任意の適切な形状又は構造を有することができ、ローテンションオイルリング48に結合された1つ又は複数のばねによって半径方向に外方に偏倚することができる。有利には、ローテンションオイルリング48は、エンジン10内の(例えば、オイルリング48とシリンダ26との間の)摩擦を減少させ、エンジン10の構成要素に関してより大きな効率及びより少ない摩耗及び損耗(wear and tear)をもたらす。
図3は、ピストン20の上部ランド40内に形成された半径方向チャネル100を有するピストン20の一実施形態の一部分の側面図である。図示するように、半径方向チャネル100は、ピストン20の周りの離散的な位置(location)(例えば、ピストン20の周りに周方向に離間する離散的な位置)に形成される。示す実施形態において、半径方向チャネル100は、湾曲断面を有し(例えば湾曲壁99を有し)、上部ランド40の下部表面と上部溝42の上側表面(例えば、上部表面又は上部周縁)の両方に対応する軸方向に向く表面101(例えば、環状表面)に入るように又はそれに沿うように形成される。半径方向チャネル100は、ピストン20の上部ランド40の外側表面80(例えば、外側環状表面)から半径方向に内方に(例えば、半径方向36に)延在することができる。図示するように、半径方向チャネル100は、上部溝42に向かって開口し、上部リング44と軸方向に向く表面101との間の軸方向距離は、(例えば、第1の軸方向距離102、及び、半径方向チャネル100に一致する第1の軸方向距離102より大きい第2の軸方向距離103に示すように)半径方向チャネル100に沿って増加する。そのため、上部リング44と軸方向に向く表面101との間の軸方向距離は、上部リング44の周りに周方向に変動する。以下でより詳細に論じるように、こうした構成は、キャビティ30から半径方向チャネル100に沿い、燃焼ガスが上部リング44の内面(図4に示す)に対して半径方向に外方の力(例えば、圧力誘起偏倚力)を加える空間(図4に示す)までの燃焼ガスの移送を容易にする。そのため、半径方向チャネル100は、上部リング44全体の圧力勾配の制御を容易にすることができ、また、上部リング44がシリンダ26の内側環状壁28との接触を維持することを可能にすることができる。
示す実施形態において、オイルリング48は下部溝46内に配設される。先に論じたように、オイルリング48は、ローテンションオイルリング48であるとすることができ、ローテンションオイルリング48は、オイルリング48とシリンダ26の内側環状壁28との間の摩擦を減少させながら、シリンダ26の内側環状壁28からオイルを掻き落とすことを可能にする。先に論じたように、1つ又は複数の半径方向チャネル100は、上部リング44及びローテンションオイルリング48が、エンジン10内でオイルを適切に制御することを可能にすることができる。有利には、本明細書で開示される特徴を有するピストンアセンブリ25は、オイルを効果的かつ効率的に制御し、シリンダ26の内側環状壁28からオイルを掻き落とし、一方、半径方向リング圧壊を阻止すると共に、ブローバイ、オイル消費、エミッション、及び/又は構成要素間の摩擦を減少させ、それが、例えば、少ない摩耗及びスカッフィングをもたらす可能性がある。
加えて、図3に示すように、ピストン20は、ピストン20の周りに周方向に延在し、上部溝42と下部溝46との間に位置決めされた追加の溝50を含むことができる。追加のリング52は追加の溝50内に配設することができる。追加のリング52は、種々の構成及び機能のうちのいずれかを有することができる。例えば、幾つかの実施形態において、追加のリング52は圧縮リングであり、それはシリンダ26の内側環状壁28に接触してボローバイを阻止し、且つ/又はシリンダ26内側環状壁28からオイルを掻き落とすように構成される。下記でより詳細に論じられるように、いくつかの実施形態において、追加の溝50及び追加のリング52が設けられず、上部溝42及び下部溝46は、ピストン20の周りに周方向に延在し、リング(例えば、上部リング44及びオイルリング48)を支持するように構成される唯一の溝である。こうした場合において、上部リング44及びローテンションオイルリング48は、共に、内側環状壁28からオイルを効果的に掻き落とすことができる、かつ/又は、更なるリング52なしで、ブローバイを適切に阻止することができる。
半径方向チャネル100が湾曲断面を有するものとして示されるが、半径方向チャネル100が、本明細書で開示される方法で燃焼ガスの移送を容易にする任意の適切な断面又は構成を有することができることが理解されるべきである。更に、複数の半径方向チャネル100が示されるが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、又はそれより多い数等、任意の数の半径方向チャネル100を設けることができることが理解されるべきである。加えて、半径方向チャネル100を、ピストン20の周りに均一な周方向間隔を有することを含む任意の適切な方法で分配することができる。
前述したことを念頭において、図4は、ピストン20の上部ランド40内に形成された3つのピストンリング(例えば、上部リング44、オイルリング48、及び追加のリング52)及び半径方向チャネル100を有するピストン20の一実施形態の一部分の側断面図である。示す実施形態において、半径方向チャネル100は、ピストン20の軸方向に向く表面101内に形成される。半径方向チャネル100は、上部ランド40の外側表面80から半径方向に内方に(例えば、半径軸36に沿って)延在する。エンジン10の運転中、燃焼ガスは、上部リング44の外面90に圧力を加え、シリンダ26の内側環状壁28から離れるように上部リング44を押しやる半径方向に内方の力108を生成する。
ギャップ120(例えば、上部溝クリアランス)が上部リング44の上部面110(例えば、軸方向に上側の面)とピストン20の軸方向に向く表面101との間に設けられて、一部の燃焼ガスが上部溝42内で流れることを可能にするが、ギャップ120の前後の第1の軸方向距離102は、望ましくは、リングの持上り(lift)及び揺れ(flutter)を最小にするように構成される。そのため、オイルは、比較的小さなギャップ120内に蓄積し、上部溝42を通る燃焼ガスの流れを阻止することができる。そのため、ギャップ120がオイルで閉塞される場合、ギャップ120は、上部リング44の内面124(例えば、半径方向に内方の面又は内周面)への燃焼ガスの効率的で確実な移送を可能にしない場合がある。したがって、開示される半径方向チャネル100なしで、ギャップ120がオイルで閉塞される場合、上部リング44の前後に(例えば、外面90と内面124との間に)大きな圧力差が存在する場合がある。例えば、開示される半径方向チャネル100なしで、外面90に隣接する圧力は、内面124に隣接する圧力より大きいとすることができる。こうした場合において、上部リング44は、半径方向リング圧壊を受け易い場合があり、それは、次に、例えば、オイル消費及びブローバイの増加をもたらす。
本実施形態において、半径方向チャネル100は、上部リング44の内面124、及び、上部リング44の安定性の増加を提供し得る上部溝42の内壁131(例えば、内側環状壁)に隣接する空間130(例えば、環状空間)への燃焼ガスの移送を容易にするように構成することができる。空間130内の燃焼ガスは、半径方向に外方の力134を加えて、半径方向に内方の力108を平衡させるか又は内方の力108に対抗することができ、上部リング44の前後の圧力は、実質的に同じに又はその他の方法で制御されて、例えば、半径方向リング圧壊を阻止し、上部リング44とシリンダ26の内側環状壁28との間の接触を維持することができる。図示するように、上部リング44の外周表面90は、内側環状壁28と接触して、環状シールポイント114(例えば、環状シール)を形成するように構成される。こうした構成は、有利には、上部リング44がエンジン10の運転中にシリンダ26の内側環状壁28からオイルを掻き落とすことを可能にすることができる。加えて、オイルは、一般に、ある状況において、上部溝42を含むピストン20に付着し得る粘性かつ粘着性の液体である。半径方向チャネル100は、上部リング44と半径方向に向く表面101との間により大きな軸方向距離103並びにより低い表面積対体積比を提供する。こうした構成は、付着を低減し、一般に、上部溝42から出る(例えば、燃焼チャンバ12への又はシリンダ26の内側環状壁28に沿う)オイルの流れを容易にすることができ、したがって、オイル制御を維持するために上部リング安定性を改善し、エンジン10内でのオイル消費を低減することができる。
先に述べたように、或る実施形態において、1つ又は複数の半径方向チャネル100は、ローテンションオイルリング48の使用を可能にすることができる。ローテンションオイルリング48は、適切なオイル制御を依然として維持しながら、ローテンションオイルリング48とシリンダ26の内側環状壁28との間の摩擦が低減されるように構成される。ローテンションオイルリング48は任意の適切な形状又は構成を有することができる。図示するように、ローテンションオイルリング48は外面140(例えば、半径方向に外方の面又は外周面)を含む。示す実施形態において、オイル48はシリンダ26の内側環状壁28に係合し、内側環状壁28からオイルを掻き落とすように構成される第1の環状突出部142(例えば、第1のレール)及び第2の環状突出部144(例えば、第2のレール)を有するU状断面を有する。第1の環状突出部142は第1の幅146(例えば、シリンダ26の内側環状壁28に接触するように構成される幅)を有し、第2の環状突出部144は第2の幅148(例えば、シリンダ26の内側環状壁28に接触するように構成される幅)を有する。第1の幅146及び第2の幅148は、一般に、同じである場合がある、又は、互いに異なる場合がある。ばね150(例えば、環状ばね)は、オイルリング48に結合され、シリンダ26の内側環状壁28に向かって半径方向に外方にオイルリング48を付勢するように構成される。
図示するように、ピストンアセンブリ25は、1つの追加のリング52を含む。追加のリング52は、上部溝42と下部溝46との間で軸方向に追加の溝50内に位置決めされる。追加のリング52は、任意の適切な形状又は構成を有することができる。図示するように、追加のリング52は、テーパ付き外面152(例えば、円錐及び/又は湾曲環状表面を有する半径方向に外方の面又は外周面)を含む。追加のリング52は、一般に、ブローバイを阻止する、シリンダ26の内側環状壁28からオイルを掻き落とす、かつ/又は、上部リング44に達するオイルの量を制御するように構成することができる。先に述べたように、本開示による幾つかの実施形態において、追加のリング52は設けられない場合がある。むしろ、上部リング44及びオイルリング48は、共に、追加のリング52なしで適切なオイル制御を提供することができる。
先に述べたように、或る実施形態において、ローテンションオイルリング48は、シリンダ26の内側環状壁28に対して比較的低い単位圧力を加えるように構成することができる。単位圧力は、オイルリング28によって加えられる接線方向力(例えば、テンション)、オイルリング幅(例えば、第1の幅146及び第2の幅148の和)、及びシリンダ26のボア径156に比例する。接線方向力は、ボア径156内に圧縮されたときの(例えば、周軸34に沿う)ばね150の周方向力である。以下に示す式1において、Puは単位圧力であり、Ftは接線方向力であり、wはオイルリング幅146、148であり、Dはボア径156である。
図5は、ピストン20の上部ランド40内に形成された2つのピストンリング(例えば、上部リング44及びオイルリング48)及び1つ又は複数の半径方向チャネル100を有するピストン20の一実施形態の一部分を示す。図示するように、追加の溝50及び追加のリング52は設けられず、上部溝42及び下部溝46が、ピストン20の周りに周方向に延在し、リング(上部リング44及びオイルリング48)を支持するように構成される唯一の溝である。こうした場合において、上部リング44及びローテンションオイルリング48は共に、内側環状壁28からオイルを効果的に掻き落とすことができる、かつ/又は、追加のリング52なしでブローバイを適切に阻止することができる。
図6は、上部リング44内に形成された半径方向チャネル100及びピストン20の上部ランド40を通して形成された軸方向チャネル160を有するピストン20の一実施形態の一部分の側断面図である。或る実施形態において、半径方向チャネル100を上部リング44の上部面110に沿って形成することができる、及び/又は、軸方向チャネル160をピストン20の上部ランド40を通して設けることができる。こうしたチャネルは、例えば、図2〜5に示すように、ピストン20の上部ランド40内に形成された半径方向チャネル100に加えて又はそれの代替として設けることができる。
図示するように、上部リング44内に形成された半径方向チャネル100は、上部リング44の外面90から内面124まで半径方向に内方に(例えば、半径方向36に)延在することができる。半径方向チャネル100は、半径方向チャネル100に一致する半径104に沿って上部リング44の上部面110と上部溝42の上側表面101との間で軸方向距離102を増加させることができる。そのため、半径方向チャネル100は、矢印162で示すように、キャビティ30から、内面124に隣接する空間130までの燃焼ガスの流れを容易にすることができる。先に論じたように、空間130へのガスの移送は、上部リング44の環状外面90と内面124との圧力差を制御し、したがって、上部リング44がシリンダ26の内壁28との接触を維持することを可能にすることができる。
更に、軸方向チャネル160は、ピストン20の上部表面161から上部ランド40を通って空間130まで軸方向34に延在するのが示される。そのため、軸方向チャネル160は、矢印166で示すように、燃焼チャンバ12から、内面124に隣接する空間130までの燃焼ガスの流れを容易にすることができる。先に論じたように、空間130へのガスの移送は、上部リング44の外面90と内面124との圧力差を制御し、したがって、テーパ付きの又は部分的にテーパ付きの環状外面90を有する上部リング44が、シリンダ26の内壁28との接触を維持することを可能にすることができる。
上に記載したように、半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160は、上部リング44の内面124と上部リング44の外面90との間で圧力を均等化するか又は圧力差を生成するのに役立つことができ、それにより、例えば。上部リング44をシリンダ26に対して半径方向に外方に偏倚させて、半径方向リング圧壊及び/又はブローバイを阻止するのに役立つことができる。例えば、半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160は、シリンダ26の内側環状壁28に対して半径方向に外方に上部リング44を付勢するためシールポイント114の下で軸方向に正の圧力差を生成しながら、シールポイント114の上で軸方向に圧力を均等化するのに役立つことができる。加えて、上部リング44、半径方向チャネル100、及び/又は軸方向チャネル160は、エンジン10内のオイル制御を同様に提供しながら、半径方向リング圧壊及びブローバイを阻止するように構築することができる。こうした構成は、ローテンションオイルリング48の使用を可能にすることができ、ローテンションオイルリング48は、有利には、エンジン10の種々の構成要素間の摩擦を低減する。
半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160はエンジン10内の種々の位置に示されるが、半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160が任意の適切な位置に位置決めされて、上部リング44の内面124に隣接する空間130への燃焼ガスの移送を容易にすることができることが理解されるべきである。加えて、任意の適切な数の半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160を設けることができる。例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、又はそれより多い数の半径方向チャネル100を設けることができる、及び/又は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、又はそれより多い数の軸方向チャネル160を設けることができる。上部リング44内の半径方向チャネル100、上部溝42の上側表面101内の半径方向チャネル100、及び/又は軸方向チャネル160は、ピストン20の外周の周りで離散的な位置で離間することができ、幾つかの場合、互いから均一な距離で離間することができる。更に、種々の低摩擦コーティングを、本明細書で開示される半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160に加えて利用することができる。
加えて、上部リング44内に位置決めされた半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160を有する幾つかの実施形態において、追加の溝50及び追加のリング52は設けられない。そのため、上部溝42及び下部溝46は、図5に示すように、ピストン20の周りに周方向に延在し、リング(例えば、上部リング44及びオイルリング48)を支持するように構成される唯一の溝である。こうした場合において、上部リング44及びローテンションオイルリング48は、共に、内側環状壁28からオイルを効果的に掻き落とすことができる、かつ/又は、追加のリング52なしで、ブローバイを適切に阻止することができる。
加えて、図4〜6に示すように、上部リング44は、或る実施形態において、樽状プロファイル、テーパ付きプロファイル、又は部分的にテーパ付きプロファイル(例えば、円錐プロファイル)等、半径軸161の周りに非対称プロファイル(例えば、非対称断面)を有することができる。こうした場合、上部リング44の外面90は、ピストンのダウンストローク(例えば、膨張ストローク)中にシリンダの内壁からオイルを効果的かつ効率的に掻き落とすように構成することができる。図4〜6のそれぞれにおいて異なるように示されるが、上部リング44が、図4〜6に示すプロファイルのうちの任意のプロファイルを含む任意の適切なプロファイルを有することができることが理解されるべきである。例えば、図4に示すように、上部リング44は、非対称樽状(例えば、湾曲)外面90を有する。追加の例として、図5に示すように、上部リング44は、上部リング44の高さ163にわたって直線的にテーパが付けられる。そのため、上部リング44の半径164(したがって、直径)は、上部リング44の上部面110と下部面112との間で増加する。上部リング44の最小半径164は上部面110に一致し、一方、上部リング44の最大半径164は下部面112に一致する。こうした構成において、外側表面90は、内側環状壁28に接触して、上部リング44の下部面112において又はそれに近接してシールポイント114を形成するように構成される。図6に示すように、上部リング44は、部分的にテーパ付きの面90を有し、上部リングの半径164は、上部面110と、シールポイント114を形成する中間領域168との間で増加する。樽状プロファイル、直線的にテーパ付きのプロファイル、又は部分的にテーパ付きのプロファイルに対する圧力が半径方向に内方に上部リング44を付勢することができるが、上部溝42の軸方向に向く表面101内の半径方向チャネル100、上部リング44内の半径方向チャネル100、及び/又は軸方向チャネル160は、先に述べた方法で、空間130に燃焼ガスを移送する、上部リング44全体の圧力を制御する、上部リング44を安定化させる、かつ/又は、オイルを制御するように構成することができる。例えば、半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160は、シリンダ26の内側環状壁28に対して半径方向に外方に上部リング44を付勢させるためシールポイント114の下で軸方向に正の圧力差を生成しながら、シールポイント114の上で軸方向に圧力を均等化するのに役立つことができる。
開示される実施形態の技術的効果は、半径方向チャネル100及び/又は軸方向チャネル160等のチャネルを介してエンジン10内で燃焼ガスの分配を制御するためのシステムを提供することを含む。例えば、燃焼ガスは、ピストンアセンブリの上部リング44の外面90に対して圧力を加えることができる。上部ランド40又は上部リング44内に形成される半径方向チャネル100は、上部リング44の内側表面124に隣接する空間130に燃焼ガスを移送し、したがって、外面90と内面124との間の圧力勾配を制御し、上部リング44がシリンダ26の内壁28との接触を維持することを可能にすることができる。こうした構成はまた、有利には、エンジン10内でオイルを制御し、ローテンションオイルリング48の使用を可能にすることができる。開示される実施形態は、有利には、例えばオイル消費、エミッション、ブローバイ、半径方向リング圧壊、及び/又はエンジン10内の摩擦を低減することができる。
この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイス又はシステムを作り使用すること、及び、組込まれる任意の方法を実施することを含む、本発明を当業者が実践することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の逐語的言語と非実質的相違を有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。
8 エンジン駆動式発電システム
10 レシプロエンジン
12 燃焼チャンバ
14 空気供給
16 加圧酸化剤
18 燃料
19 燃料供給部
20 ピストン
22 シャフト
24 負荷
25 ピストナセンブリ
26 シリンダ
28 内側環状壁
30 シリンダキャビティ
34 軸上軸又は方向
36 半径軸又は方向
38 周軸又は方向
40 上部ランド
42 上部溝
44 上部リング
46 下部環状溝
48 下部リング(ローテンションオイルリング)
50 追加の環状溝
52 追加のリング
54 クランクシャフト
56 接続ロッド
58 ピン
60 燃料インジェクタ
62 弁
64 排気弁
78 クリアランス
80 外側表面
82 燃料−空気混合物
90 外面
100 半径方向チャネル
101 軸方向に向く表面
102 第1の軸方向距離
103 第2の軸方向距離
110 上部面
114 環状シールポイント
120 ギャップ
124 内面
130 空間
131 内壁
134 半径方向に外方の力
140 外面
142 第1の環状突出部
144 第2の環状突出部
146 第1の幅
148 第2の幅
150 ばね
152 テーパ付き外面
156 ボア径
10 レシプロエンジン
12 燃焼チャンバ
14 空気供給
16 加圧酸化剤
18 燃料
19 燃料供給部
20 ピストン
22 シャフト
24 負荷
25 ピストナセンブリ
26 シリンダ
28 内側環状壁
30 シリンダキャビティ
34 軸上軸又は方向
36 半径軸又は方向
38 周軸又は方向
40 上部ランド
42 上部溝
44 上部リング
46 下部環状溝
48 下部リング(ローテンションオイルリング)
50 追加の環状溝
52 追加のリング
54 クランクシャフト
56 接続ロッド
58 ピン
60 燃料インジェクタ
62 弁
64 排気弁
78 クリアランス
80 外側表面
82 燃料−空気混合物
90 外面
100 半径方向チャネル
101 軸方向に向く表面
102 第1の軸方向距離
103 第2の軸方向距離
110 上部面
114 環状シールポイント
120 ギャップ
124 内面
130 空間
131 内壁
134 半径方向に外方の力
140 外面
142 第1の環状突出部
144 第2の環状突出部
146 第1の幅
148 第2の幅
150 ばね
152 テーパ付き外面
156 ボア径
Claims (20)
- レシプロエンジン(10)用のパワーシリンダシステムであって、
前記レシプロエンジン(10)のシリンダ(26)内で移動するように構成されるピストンと、
前記ピストンの上部ランドの下で前記ピストンの周りに周方向に延在し、第1のリング(44)を支持するように構成される最上部溝(42)であって、前記第1のリング(44)が前記最上部溝(42)内に配設される間、前記最上部溝(42)の一部分と前記第1のリング(44)の内周面との間に空間が画定される、最上部溝(42)と、
前記ピストンの周りに周方向に延在し、前記ピストンの軸上軸に沿って前記最上部溝(42)から軸方向に離間する最下部溝(46)であって、第2のリング(48)を支持するように構成される、最下部溝(46)と、
前記最下部溝(46)内に位置決めされる前記第2のリング(48)であって、前記ピストンが前記シリンダ(26)内に位置決めされる間、前記シリンダ(26)の内側環状壁に対して約1MPa未満の単位圧力を加えるように構成される、前記第2のリング(48)と、
前記上部ランド内に形成された1つ又は複数のチャネルであって、前記第1のリング(44)が前記最上部溝(42)内に配設される間、前記最上部溝(42)の前記部分と前記第1のリング(44)の前記内周面との間の空間に対する燃焼ガスの移送を可能にするように構成される、1つ又は複数のチャネルとを備える、システム。 - 前記第1のリング(44)を備え、1つ又は複数のリングチャネルは、1つ又は複数の離散的位置において前記第1のリング(44)の上側表面内に半径方向に延在し、前記1つ又は複数のリングチャネルは、前記第1のリング(44)が前記最上部溝(42)内に配設される間、前記最上部溝(42)の前記部分と前記第1のリング(44)の前記内周面との間の前記空間に対する燃焼ガスの移送を可能にするように構成される、請求項1記載のシステム。
- 前記1つ又は複数のチャネルの少なくとも幾つかのチャネルは、前記上部ランドの軸方向に向く表面内に半径方向に延在する、請求項1記載のシステム。
- 前記1つ又は複数のチャネルの少なくとも幾つかのチャネルは、前記ピストンの前記上部ランドを通して前記空間まで軸方向に延在する、請求項1記載のシステム。
- 前記最上部溝(42)及び前記最下部溝(46)は、前記ピストンの周りに周方向に延在する唯一のリング支持溝である、請求項1記載のシステム。
- 前記第2のリング(48)は、前記ピストンが前記シリンダ(26)内に位置決めされる間、前記シリンダ(26)の前記内側環状壁に対して約0.75MPa未満の単位圧力を加えるように構成される、請求項1記載のシステム。
- 前記第2のリング(48)は、1つ又は複数のばねによって、前記シリンダ(26)の前記内側環状壁に対して半径方向に外方に偏倚される、請求項1記載のシステム。
- レシプロエンジン(10)用のパワーシリンダシステムであって、
キャビティを囲む内壁を有するシリンダ(26)と、
前記シリンダ(26)内に位置決めされ、前記シリンダ(26)内でレシプロ方式で移動するように構成されるピストンと、
最上部溝(42)及び最下部溝(46)であって、それぞれが前記ピストンの周りで周方向に延在し、最上部溝(42)は上部ランドの下に位置決めされる、最上部溝(42)及び最下部溝(46)と、
前記最上部溝(42)内に配設された第1のリング(44)であって、1つ又は複数のチャネルは、前記最上部溝(42)の軸方向に向く上側表面又は前記第1のリング(44)の上側表面内に延在し、前記第1のリング(44)の内周面と前記最上部溝(42)の一部分との間の空間に燃焼ガスを方向付けるように構成される、第1のリング(44)と、
前記最下部溝(46)内に位置決めされた第2のリング(48)であって、前記ピストンが前記シリンダ(26)内で移動するとき、前記シリンダ(26)の前記内壁に対して約1MPa未満の圧力を加えるように構成されるローテンションリングである、第2のリング(48)とを備える、システム。 - 前記1つ又は複数のチャネルの少なくとも幾つかのチャネルは、1つ又は複数の離散的位置において前記第1のリング(44)の前記上側表面内に半径方向に延在する、請求項8記載のシステム。
- 前記1つ又は複数のチャネルの少なくとも幾つかのチャネルは、前記最上部溝(42)の前記軸方向に向く上側表面内に半径方向に延在する、請求項8記載のシステム。
- 前記1つ又は複数のチャネルの少なくとも幾つかのチャネルは、前記ピストンの前記上部ランドを通して前記空間まで軸方向に延在する、請求項8記載のシステム。
- 前記第2のリング(48)は、1つ又は複数のばねによって、前記シリンダ(26)の前記内壁に対して半径方向に外方に偏倚される、請求項8記載のシステム。
- 前記最上部溝(42)と前記最下部溝(46)との間で前記ピストンの周りに周方向に延在する中間溝を備え、第3のリングは前記中間溝内に配設される、請求項8記載のシステム。
- 前記第2のリング(48)は、前記ピストンが前記シリンダ(26)内に位置決めされる間、前記シリンダ(26)の前記内側環状壁に対して約0.75MPa未満の圧力を加えるように構成される、請求項8記載のシステム。
- レシプロエンジン(10)用のパワーシリンダシステムであって、
シリンダ(26)内に配設され、前記シリンダ(26)内でレシプロ方式で移動するように構成されるピストンと、
前記ピストンの最上部溝(42)内に配設された上部リングであって、前記最上部溝(42)に対して開口する1つ又は複数のチャネルは、前記上部リングの内周面に燃焼ガスを移送して、前記ピストンが前記シリンダ(26)内で移動するとき、前記シリンダ(26)の前記内壁に向かって前記上部リングを半径方向に外方に押しやるように構成される、上部リングと、
前記ピストンの最下部溝(46)内に配設されたオイルリングであって、前記ピストンが前記シリンダ(26)内で移動するとき、前記シリンダ(26)の前記内壁に対して約1MPa未満の圧力を加えるように構成される、オイルリングとを備える、システム。 - 前記1つ又は複数のチャネルは、1つ又は複数の離散的位置において前記最上部溝(42)の軸方向に向く表面内に延在する、請求項15記載のシステム。
- 前記1つ又は複数のチャネルの少なくとも幾つかのチャネルは、前記最上部溝(42)の前記軸方向に向く表面内に半径方向に延在する、請求項15記載のシステム。
- 前記1つ又は複数のチャネルの少なくとも幾つかのチャネルは、前記最上リングの上側表面内に半径方向に延在する、請求項15記載のシステム。
- 前記オイルリングは、前記ピストンが前記シリンダ(26)内で移動するとき、前記シリンダ(26)の前記内壁に対して約0.5MPa未満の圧力を加えるように構成される、請求項15記載のシステム。
- 前記上部リングは、非対称プロファイルを有する外周面を備える、請求項15記載のシステム。
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US9856821B1 (en) * | 2016-10-14 | 2018-01-02 | Etagen, Inc. | Open-faced piston assembly |
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US11201318B2 (en) | 2017-09-15 | 2021-12-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for battery tab attachment to a self-standing electrode |
JP6603284B2 (ja) * | 2017-10-05 | 2019-11-06 | 株式会社リケン | サイドレール |
US10865734B2 (en) | 2017-12-06 | 2020-12-15 | Ai Alpine Us Bidco Inc | Piston assembly with offset tight land profile |
DE102018107793A1 (de) * | 2018-04-03 | 2019-10-10 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring und Kolbenring/Kolben-Kombination mit verbesserten Verschleißeigenschaften |
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Family Cites Families (8)
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JPS56110541A (en) * | 1980-02-02 | 1981-09-01 | Hino Motors Ltd | Piston |
US5285755A (en) * | 1993-03-08 | 1994-02-15 | Chrysler Corporation | Open chamber diesel engine having a piston with recesses therein |
US5737999A (en) * | 1997-03-14 | 1998-04-14 | Southwest Research Institute | Blowby pressure control above an oil control ring in a reciprocating internal combustion engine |
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JP2001336447A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関のピストン |
JP4954644B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2012-06-20 | 日本ピストンリング株式会社 | シリンダライナとピストンリングの組み合わせ |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200117322A (ko) * | 2019-04-03 | 2020-10-14 | 평화오일씰공업주식회사 | 축적압력 릴리프 기능을 갖는 실링장치 |
KR102251416B1 (ko) | 2019-04-03 | 2021-05-12 | 평화오일씰공업 주식회사 | 축적압력 릴리프 기능을 갖는 실링장치를 구비한 기어박스 |
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