JP6297852B2 - Combustion engine pistons - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1のおいて書きにかかる燃焼機関のピストンに関する。 The invention relates to a piston for a combustion engine according to claim 1.
特許文献1より、望ましくは互いにネジ止めされたピストン上部分及びピストン下部分を有する燃焼機関のピストンが知られている。ピストン下部分には、ピストンピンが支承されており、このピストンピンにより、ピストンが燃焼機関の連接棒に接続されている。特許文献1に記載のピストンは、油冷却され、その際、ピストン上部分とピストン下部分との間には、一方では冷却油用の内側冷却室、及び、他方では冷却油用の外側冷却室が形成されており、また、内側冷却室は、少なくとも一つの連通孔を介して外側冷却室に接続されている。この従来の技術においては、冷却油を内側冷却室に導入するために連接棒内に冷却油用の供給孔が組み込まれており、冷却油は、多部分から成る冷却油案内スリーブにより、連接棒から、内側冷却室内に輸送可能である。特許文献1に記載において、冷却油案内スリーブのネック状の第1の部分は、ピストンのピストン下部分に移動不能に取り付けられている。冷却油案内スリーブのネック状のこの固定部分は、冷却油案内スリーブの漏斗状の可動部分と協働して、冷却油案内スリーブのこれら2つの部分の間にはめられた弾性要素により、冷却油案内スリーブの漏斗状部分が連接棒の連接棒ヘッドに対して滑り接触で弾性的に押し付けられるようになっている。冷却油を連接棒内の孔から内側冷却室に輸送するため、にそのようなバネ式の冷却油案内スリーブを使用することは、そのような冷却油案内スリーブの取り付けのコストが比較的高くなるため、短所である。さらに、弾性要素が別個であるため、冷却油案内スリーブと連接棒との間に高い摩擦力が生じる。 From US Pat. No. 6,057,056, a piston of a combustion engine is known which has an upper piston part and a lower piston part, preferably screwed together. A piston pin is supported on the lower portion of the piston, and the piston is connected to a connecting rod of the combustion engine by the piston pin. The piston described in Patent Document 1 is oil-cooled, and at this time, between the piston upper portion and the piston lower portion, on the one hand, an inner cooling chamber for cooling oil, and on the other hand, an outer cooling chamber for cooling oil. Further, the inner cooling chamber is connected to the outer cooling chamber through at least one communication hole. In this prior art, a cooling oil supply hole is incorporated in the connecting rod in order to introduce the cooling oil into the inner cooling chamber. The cooling oil is connected to the connecting rod by a multi-part cooling oil guide sleeve. To the inner cooling chamber. In the description of Patent Document 1, the neck-shaped first portion of the cooling oil guide sleeve is attached to the piston lower portion of the piston so as not to move. This fixed part of the cooling oil guide sleeve neck cooperates with the funnel-like movable part of the cooling oil guide sleeve, by means of an elastic element fitted between these two parts of the cooling oil guide sleeve, The funnel-shaped portion of the guide sleeve is elastically pressed against the connecting rod head of the connecting rod by sliding contact. Using such a spring-loaded cooling oil guide sleeve to transport the cooling oil from the hole in the connecting rod to the inner cooling chamber results in a relatively high cost of mounting such a cooling oil guide sleeve. Therefore, it is a disadvantage. Furthermore, since the elastic elements are separate, a high frictional force is generated between the cooling oil guide sleeve and the connecting rod.
これに鑑みて、本発明の課題は、新式の燃焼機関のピストンを提供することである。 In view of this, an object of the present invention is to provide a new combustion engine piston.
上記の課題は、請求項1に記載のピストンにより解決される。本発明において冷却油案内スリーブは、スリット入りスリーブとして形成されており、このスリット入りスリーブは、第1案内面でピストン下部分の支持面に対して弾性的に押し付けられる。 The above problem is solved by the piston according to claim 1. In the present invention, the cooling oil guide sleeve is formed as a slit sleeve, and this slit sleeve is elastically pressed against the support surface of the lower portion of the piston by the first guide surface.
スリット入りスリーブとして形成されたピストンの冷却油案内スリーブは、ワンピースであるばかりでなく、この冷却油案内スリーブは、ピストン下部分に対して弾性的に押し付けられる。そのため、従来技術においては別個に必要であった弾性要素を使用せずにすむ。そのため本発明のピストンにかかる冷却油案内スリーブの領域における部品数は、少なくなる。さらに、冷却油案内スリーブを連接棒に押し付けるための別個の弾性要素を不使用にできることにより、冷却油案内スリーブと連接棒との間の摩擦力を低下させることができる。 The cooling oil guide sleeve of the piston formed as a slit sleeve is not only one-piece, but this cooling oil guide sleeve is elastically pressed against the lower part of the piston. Therefore, it is not necessary to use elastic elements which are separately required in the prior art. Therefore, the number of parts in the region of the cooling oil guide sleeve applied to the piston of the present invention is reduced. Furthermore, since a separate elastic element for pressing the cooling oil guide sleeve against the connecting rod can be eliminated, the frictional force between the cooling oil guide sleeve and the connecting rod can be reduced.
本発明の好適な発展形によると、冷却油案内スリーブの第1の案内面と、この冷却油案内スリーブの第1の案内面が弾性的に押し付けられるピストン下部分の支持面とは、円錐台状に形成されており、そのために、冷却油案内スリーブは、さらに第2の案内面で連接棒の連接棒ヘッドの支持面に対して弾性的に押し付けられる。この構成の長所は、冷却油案内スリーブもまた弾性的に連接棒の連接棒ヘッドに対して押し付けられることである。これにより、冷却油案内スリーブと連接棒との間の密閉効果が保証され得る。 According to a preferred development of the invention, the first guide surface of the cooling oil guide sleeve and the support surface of the piston lower part to which the first guide surface of the cooling oil guide sleeve is elastically pressed are a truncated cone. The cooling oil guide sleeve is further elastically pressed against the support surface of the connecting rod head of the connecting rod at the second guide surface. The advantage of this arrangement is that the cooling oil guide sleeve is also elastically pressed against the connecting rod head of the connecting rod. Thereby, the sealing effect between the cooling oil guide sleeve and the connecting rod can be ensured.
本発明のさらなる一つの好適な発展形によると、冷却油案内スリーブは、連接棒とは反対側の端部に突起を有しており、連接棒が取り外されているときには、この突起により冷却油案内スリーブがピストン下部分に保持される。この突起を形成することにより、別個の安全リングを使用せずにすむ。また、それにより、ピストンのコンポーネント数を減らして、ピストンの取り付けを容易にし得る。 According to a further preferred development of the invention, the cooling oil guide sleeve has a protrusion at the end opposite to the connecting rod, and when the connecting rod is removed, this protrusion causes the cooling oil guide sleeve to A guide sleeve is held in the lower part of the piston. By forming this protrusion, a separate safety ring is not required. It can also reduce the number of piston components and facilitate piston installation.
本発明のさらなる一つの好適な発展形によると、冷却油案内スリーブから供給された冷却油を第1の冷却室に案内するために、ピストン下部分は、冷却油案内スリーブの第1の案内面が弾性的に押し付けられるピストン下部分の支持面に隣接し、それにより、冷却油案内スリーブに隣接しており、漏斗状に形成されている。ピストン下部分が冷却油案内スリーブに隣接して漏斗状に形成されていることにより、冷却油の第1冷却室への輸送が改善され得る。 According to a further preferred development of the invention, in order to guide the cooling oil supplied from the cooling oil guiding sleeve to the first cooling chamber, the lower piston part is provided with the first guiding surface of the cooling oil guiding sleeve. Is adjacent to the support surface of the lower part of the piston to be elastically pressed, thereby adjacent to the cooling oil guide sleeve and formed in a funnel shape. The lower part of the piston is formed in a funnel shape adjacent to the cooling oil guide sleeve, so that the transport of the cooling oil to the first cooling chamber can be improved.
本発明の望ましい発展形は、従属請求項及び以下の説明から見てとれる。図を参照しながら本発明の実施例を詳しく説明するが、これに限定されるわけではない。 Preferred developments of the invention can be seen from the dependent claims and the following description. Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but are not limited thereto.
本発明は、燃焼機関の油冷却されたピストン、特に、ディーゼルエンジン又はガスエンジン又はディーゼル・ガス・エンジンとして実施された燃焼機関、たとえば船舶ディーゼル燃焼機関の、油冷却されたピストンに関する。そのようなピストンはプランジャとも呼ばれる。 The invention relates to oil-cooled pistons of combustion engines, in particular to oil-cooled pistons of combustion engines implemented as diesel engines or gas engines or diesel gas engines, for example marine diesel combustion engines. Such a piston is also called a plunger.
図1から図3にはそれぞれ、本発明の第1の燃焼機関ピストンの、切断方向の異なる断面図が図示されており、ピストンは、ピストン上部分10及びピストン下部分11を有している。ピストンキャビティ16を有するピストン上部分10及びピストン下部分11は、望ましくは、軽金属、鋼、又は、ノジュラー鋳鉄からできている。ピストン上部分10及びピストン下部分11は、互いに支持し合っていて、望ましくは、締めネジとして実施された取付手段を介して互いに取り付けられている。
FIGS. 1 to 3 show sectional views of the first combustion engine piston of the present invention in different cutting directions. The piston has an
ピストン下部分11の孔には、ピストンピン12が取り付けられており、このピストンピン12によりピストンが燃焼機関の連接棒13に接続されている。図2では、連接棒13のいわゆる連接棒ヘッド14が図示されている。
A
ピストン上部分10とピストン下部分11との間には、冷却油のために、一方では内側の第1の冷却室15が、他方では図示されていない外側の第2の冷却室が形成されており、図2によると、内側の冷却室15は、連通孔17を介して外側冷却室に接続されている。
Between the piston
ピストンの冷却に用いられる冷却油は、連接棒13及び連接棒ヘッド14を通って延在する孔18を介してピストンに供給可能である。このとき冷却油案内スリーブ19は、連接棒13、又は、連接棒13の連接棒ヘッド14と協働する。冷却油の流れは、矢印20により視覚化されている。
The cooling oil used for cooling the piston can be supplied to the piston through a
本発明のピストン10の冷却油案内スリーブ19は、スリット入りスリーブとして形成されている。冷却油案内スリーブ19のスリット21は、ピストン又は冷却油案内スリーブ19の軸方向に延在している。
The cooling
取り外された状態における冷却油案内スリーブ19の外径は、冷却油案内スリーブ19がセットされるピストン下部分11の凹所の内径より大きい。そのため、冷却油案内スリーブ19をピストン下部分11のこの凹所内にセットするために、冷却油案内スリーブ19は、スリット21のいわゆる供給口を減少させる間に圧縮され、冷却油案内スリーブ19がピストン下部分11内にセットされると、冷却油案内スリーブ19の第1の案内面22がピストン下部分11の対応する支持面23に対して弾性的に押し付けられる。
The outer diameter of the cooling
そのため冷却油案内スリーブ19は、一体として又はワンピースとして形成されており、別個の弾性要素を伴わずにピストン下部分11内に取り付けられる。
Therefore, the cooling
本発明の望ましい発展形によると、冷却油案内スリーブ19の第1案内面22及び冷却油案内スリーブ19の第1案内面22は、弾性的に押し付けられている、ピストン下部分11の支持面23は、円錐台状に形成されている。それにより、冷却油案内スリーブ19がさらに第2案内面24で、連接棒13の連接棒ヘッド14の支持面25に対して弾性的に押し付けられることが確実になる。
According to a preferred development of the invention, the
冷却油案内スリーブ19の第1案内面22と、これに対応する、ピストン下部分11の支持面23とは、冷却油案内スリーブ19の、連接棒13を向く端部から、ピストン又は冷却油案内スリーブ19の軸方向において見て、冷却油案内スリーブ19の、連接棒13とは反対側の端部27に向かう方向において先細になっている。
The
すでに述べたように、ピストン下部分11内の対応する凹所内に冷却油案内スリーブ19が取り付けられた後、冷却油案内スリーブ19は、第1案内面22で、ピストン下部分の支持面23に対して弾性的に押し付けられる。
As already mentioned, after the cooling
特に、その後に連接棒13を取り付けると、冷却油案内スリーブ19は、さらに圧縮され、それにより、第1案内面22及び支持面23が円錐台状に形成されているために、冷却油案内スリーブ19は第2案内面24で、連接棒13の連接棒ヘッド14の、対応する支持面25に対して弾性的に押し付けられる。それにより冷却油案内スリーブ19が連接棒13の連接棒ヘッド14から持ち上がることが阻止され、連接棒13の連接棒ヘッド14と冷却油案内スリーブ19との間の良好な密閉が常に確保される。
In particular, when the connecting rod 13 is attached thereafter, the cooling
図2の細部からよくわかるように、冷却油案内スリーブ19には、連接棒13とは反対側の端部27に突起28があり、この突起により、冷却油案内スリーブ19がピストン下部分11内にセットされたとき、及び、連接棒13が取り外されているときに、冷却油案内スリーブ19は、ピストン下部分11内に保持される。冷却油案内スリーブ19の端27にある突起28の外径はそのために、支持面23の先細の端部の領域において、ピストン下部分11の支持面23の内径より大きい。
As can be clearly understood from the details of FIG. 2, the cooling
図1から図3の実施例において、ピストン下部分11は、冷却油案内スリーブ19の第1案内面22が弾性的に押し付けられているピストン下部分11の支持面23に隣接して、それにより冷却油案内スリーブ19に隣接して、漏斗状に形成されている。そのために、冷却油案内スリーブ19から供給された冷却油は、定義通りに第1冷却室15に案内され得る。
In the embodiment of FIGS. 1 to 3, the piston
図4に図示された、図1から図3のピストンの発展形においては、ピストン下部分11のネック状部分29内のその漏斗状輪郭の領域内にさらなる一つの冷却油案内スリーブ30がセットされており、この冷却油案内スリーブ30により、冷却油案内スリーブ19及びピストン下部分11の漏斗状部分から供給された冷却油がどの位置で第1冷却室15に到達するかに影響を与えることができる。それにより第1冷却室15内の冷却油の流れを定義通りに設定することができる。
In the development of the piston of FIGS. 1 to 3, illustrated in FIG. 4, a further cooling
図5には、本発明によるピストンの別の実施態様が図示されており、ピストン下部分11は、スリット入り冷却油案内スリーブ19の第1案内面22が弾性的に押し付けられているピストン下部分11の支持面23に隣接し、それにより、冷却油案内スリーブ19に隣接しており、円筒状に形成されている。ピストン下部分11がそのように構成されることにより、取付空間の長所を実現し得る。さらに、そのようなピストン下部分11の製造は、より簡単である。しかしながら、実施例1から実施例4に関して、冷却油案内スリーブ19に隣接してピストン下部分11が漏斗状に形成されていることには、第1冷却油室15からの非所望の冷却油戻り流量を減少させ得る、という短所がある。
FIG. 5 shows another embodiment of the piston according to the present invention, in which the piston
図1から図5の実施例において、冷却油案内スリーブ19は、冷却油案内スリーブ19の第1案内面22でピストン下部分の対応する支持面23に対して弾性的に押し付けられており、冷却油案内スリーブ19の第1案内面22は、それぞれ円錐台状に形成されている。それに対して、図6と図7に図示されたピストンの実施例では、冷却油案内スリーブ19の第1案内面22及び対応するピストン下部分11の支持面23は、それぞれ円筒状に形成されている。この実施例においても、ピストン下部分11内にセットされた冷却油案内スリーブ19は、ピストン下部分11の支持面23に対して弾性的に押し付けられており、連接棒13が取り外されているとき、冷却油案内スリーブ19のピストンロッド14とは反対側の端部27にある突起28により、冷却油案内スリーブ19は、ピストン下部分11に保持される。図6及び図7の実施例におけるように、冷却油案内スリーブ19の第1案内面22及び対応するピストン下部分11の支持面23が円筒状に形成されている場合、連接棒14が取り付けられた状態において冷却油案内スリーブ19がより大きく圧縮されることはなく、そのため、その場合、冷却油案内スリーブ19は、その案内面24で、連接棒13の連接棒ヘッド14の対応する支持面25に対して弾性的に押し付けられない。しかし、この場合においても、冷却油案内スリーブ19がその案内面24で、対応する連接棒13の支持面25に乗っているため、冷却油案内スリーブ19と連接棒13との間に十分な密閉効果が保証される。
In the embodiment of FIGS. 1 to 5, the cooling
対応するピストン下部分11の支持面22に対して、少なくとも第1案内面22で弾性的に押し付けられている、スリット入り冷却油案内スリーブ19を使用することにより、油冷却されるピストンの構造及び取付けを明らかに簡素化し得る。必要なコンポーネント数が減り、それにより必要な取付ステップも減る。さらに、冷却油案内スリーブ19と連接棒13の連接棒ヘッド14との間の摩擦も減少させることができる。それにより、部品の寿命を長くすることができる。
The structure of the piston that is oil-cooled by using a slit cooling
本発明は、特に、ディーゼルエンジン又はガスエンジン又はディーゼル・ガス・エンジンなどあらゆる分野の大型エンジンのピストンであって外径が100mmから600mmの範囲にあるピストンに使用される。冷却油案内スリーブ19の領域における連接棒13の連接棒ヘッド14と冷却下部分11との間の距離は、0.5mmから10mmの間である。冷却油案内スリーブ19により、この距離が橋渡しされ、連接棒13の連接棒ヘッド14に対して確実に密閉される。
The invention is used in particular for pistons of large engines in all fields, such as diesel engines or gas engines or diesel gas engines, with an outer diameter in the range from 100 mm to 600 mm. The distance between the connecting rod head 14 of the connecting rod 13 and the cooling
10 ピストン上部分
11 ピストン下部分
12 ピストンピン
13 連接棒
14 連接棒ヘッド
15 冷却室
16 ピストンキャビティ
17 連通孔
18 孔
19 冷却油案内スリーブ
20 冷却油の流れ
21 スリット
22 案内面
23 支持面
24 案内面
25 支持面
26 端
27 端
28 突起
29 ネック状部分
30 冷却油案内スリーブ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ピストン上部分(10)及びピストン下部分(11)と、
前記ピストン下部分(11)内に取り付けられており、前記ピストンを燃焼機関の連接棒(13)に接続しているピストンピン(12)と、
前記ピストン上部分(10)と前記ピストン下部分(11)との間に形成された、ピストン冷却用の冷却油のための第1の、特に内側の冷却室(15)であって、該冷却室(15)が、少なくとも一つの連通孔(17)を介して、前記ピストン上部分(10)と前記ピストン下部分(11)との間に形成された第2の、特に外側の冷却室に接続されている、冷却室(15)と、
前記連接棒(13)内の孔(18)を通じて案内された冷却油を前記第1の冷却室(15)に向かう方向に案内する冷却油案内スリーブ(19)と、
を有する、ピストンにおいて、
前記冷却油案内スリーブ(19)が、スリット入りのスリーブとして構成されており、前記冷却油案内スリーブ(19)が、第1の案内面(22)で前記ピストン下部分(11)の支持面(23)に対して弾性的に押し付けられており、
前記冷却油案内スリーブ(19)の前記第1の案内面(22)と、前記冷却油案内スリーブ(19)の前記第1の案内面(22)が弾性的に押し付けられている前記ピストン下部分(11)の前記支持面(23)とが、円錐台状に構成されており、そのために、前記冷却油案内スリーブ(19)が、さらに第2の案内面(24)で前記連接棒(13)の連接棒ヘッド(14)の支持面(25)に対して弾性的に押し付けられていることを特徴とする、ピストン。 A piston of a combustion engine,
A piston upper part (10) and a piston lower part (11);
A piston pin (12) mounted in the piston lower part (11) and connecting the piston to a connecting rod (13) of a combustion engine;
A first, especially inner cooling chamber (15) for cooling oil for cooling the piston, formed between the piston upper part (10) and the piston lower part (11), A chamber (15) is provided in a second, especially outer cooling chamber, formed between the piston upper part (10) and the piston lower part (11) via at least one communication hole (17). A connected cooling chamber (15);
A cooling oil guide sleeve (19) for guiding the cooling oil guided through the hole (18) in the connecting rod (13) in a direction toward the first cooling chamber (15);
Having a piston,
The cooling oil guide sleeve (19) is configured as a sleeve with a slit, and the cooling oil guide sleeve (19) is a first guide surface (22) and a support surface of the piston lower portion (11) ( is pressed against the resiliently against 23),
The piston lower portion in which the first guide surface (22) of the cooling oil guide sleeve (19) and the first guide surface (22) of the cooling oil guide sleeve (19) are elastically pressed. The support surface (23) of (11) is configured in the shape of a truncated cone. Therefore, the cooling oil guide sleeve (19) is further connected to the connecting rod (13) by a second guide surface (24). The piston is elastically pressed against the support surface (25) of the connecting rod head (14) .
ピストン上部分(10)及びピストン下部分(11)と、
前記ピストン下部分(11)内に取り付けられており、前記ピストンを燃焼機関の連接棒(13)に接続しているピストンピン(12)と、
前記ピストン上部分(10)と前記ピストン下部分(11)との間に形成された、ピストン冷却用の冷却油のための第1の、特に内側の冷却室(15)であって、該冷却室(15)が、少なくとも一つの連通孔(17)を介して、前記ピストン上部分(10)と前記ピストン下部分(11)との間に形成された第2の、特に外側の冷却室に接続されている、冷却室(15)と、
前記連接棒(13)内の孔(18)を通じて案内された冷却油を前記第1の冷却室(15)に向かう方向に案内する冷却油案内スリーブ(19)と、
を有する、ピストンにおいて、
前記冷却油案内スリーブ(19)が、スリット入りのスリーブとして構成されており、前記冷却油案内スリーブ(19)が、第1の案内面(22)で前記ピストン下部分(11)の支持面(23)に対して弾性的に押し付けられ、
前記冷却油案内スリーブ(19)の前記第1の案内面(22)と、前記冷却油案内スリーブ(19)の前記第1の案内面(22)が弾性的に押し付けられる、前記ピストン下部分(11)の前記支持面(23)とが、円筒状に形成されており、
前記冷却油案内スリーブ(19)が、弾性を有するワンピースで構成されており、
前記冷却油案内スリーブ(19)の第2の案内面(24)が、前記連接棒(13)の連接棒ヘッド(14)の支持面(25)に当接していることを特徴とする、ピストン。 A piston of a combustion engine,
A piston upper part (10) and a piston lower part (11);
A piston pin (12) mounted in the piston lower part (11) and connecting the piston to a connecting rod (13) of a combustion engine;
A first, especially inner cooling chamber (15) for cooling oil for cooling the piston, formed between the piston upper part (10) and the piston lower part (11), A chamber (15) is provided in a second, especially outer cooling chamber, formed between the piston upper part (10) and the piston lower part (11) via at least one communication hole (17). A connected cooling chamber (15);
A cooling oil guide sleeve (19) for guiding the cooling oil guided through the hole (18) in the connecting rod (13) in a direction toward the first cooling chamber (15);
Having a piston,
The cooling oil guide sleeve (19) is configured as a sleeve with a slit, and the cooling oil guide sleeve (19) is a first guide surface (22) and a support surface of the piston lower portion (11) ( 23) elastically pressed against
The lower piston portion (15), wherein the first guide surface (22) of the cooling oil guide sleeve (19) and the first guide surface (22) of the cooling oil guide sleeve (19) are elastically pressed. 11) the support surface (23) is formed in a cylindrical shape ,
The cooling oil guide sleeve (19) is composed of an elastic one-piece,
It said second guide surface of the cooling oil guide sleeve (19) (24), you characterized in that in contact with the supporting surface (25) of the connecting rod head of the connecting rod (13) (14), piston.
前記冷却油案内スリーブ(19)の領域における、前記連接棒(13)の連接棒ヘッド(14)と前記ピストン下部分(11)との間の間隔が、0.5mm〜10mmであることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のピストン。 The outer diameter of the piston is 100 mm to 600 mm,
A distance between the connecting rod head (14) of the connecting rod (13) and the lower piston portion (11) in the region of the cooling oil guide sleeve (19) is 0.5 mm to 10 mm. The piston according to any one of claims 1 to 8 .
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