JP6718228B2 - Combination of piston for internal combustion engine and oil ring - Google Patents
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Description
本発明は、ピストンのオイルリング溝とオイルリングの組合せに関する。 The present invention relates to a combination of an oil ring groove of a piston and an oil ring.
自動車等の内燃機関には、通常2本の圧力リングと1本のオイルリングが用いられ、ピストン外周面に設けられたリング溝に、それぞれ組付けられている。その中で、オイルリングは燃焼室から最も遠いリング溝に組付けられ、シリンダ壁面を摺動しながら潤滑油膜がシリンダ壁面に適切に保持されるように調整する、いわゆるオイルコントロール機能を有している。 Two pressure rings and one oil ring are usually used in an internal combustion engine of an automobile or the like, and they are respectively assembled in ring grooves provided on the outer peripheral surface of the piston. Among them, the oil ring has a so-called oil control function that is installed in the ring groove farthest from the combustion chamber and adjusts so that the lubricating oil film is properly held on the cylinder wall surface while sliding on the cylinder wall surface. There is.
ガソリンエンジンでは、図6に示すように、合口を有する一対の円環状のサイドレール(106, 106’)と、それらの間に介在し内周部に前記サイドレールの内周面を押圧する耳部(107, 107’)を有するスペーサエキスパンダ(105)からなる組合せオイルコントロールリング（以下「3ピースオイルリング」、又は単に「オイルリング」と言う。）が、主として使用されている。特に、サイドレール(106, 106’)を押圧する耳部(107, 107’)の角度により、シリンダ面(110)に向かう半径方向及びリング溝上下側面(111, 112)に向かう軸方向に分力をもって押圧されるため、シリンダ壁面(110)及びリング溝上下側面(111, 112)においてシール機能を発揮している。 In a gasoline engine, as shown in FIG. 6, a pair of annular side rails (106, 106') having a joint, and an ear that is interposed between them and presses the inner peripheral surface of the side rail. A combined oil control ring (hereinafter referred to as a "3-piece oil ring", or simply "oil ring") consisting of a spacer expander (105) having parts (107, 107') is mainly used. Especially, depending on the angle of the ears (107, 107') that press the side rails (106, 106'), the radial direction toward the cylinder surface (110) and the axial direction toward the ring groove upper and lower side surfaces (111, 112) are divided. Since it is pressed with force, it exerts a sealing function on the cylinder wall surface (110) and the ring groove upper and lower side surfaces (111, 112).
一方、厳しいオイル消費特性が要求される場合、3ピースオイルリングは円環状のサイドレールが合口を有する形状であるため、図7に示すように、潤滑油が合口隙間を通って燃焼室に達する、いわゆるオイル上がりの抑制が課題となる。 On the other hand, when strict oil consumption characteristics are required, the three-piece oil ring has an annular side rail with an abutment, so as shown in Fig. 7, the lubricating oil reaches the combustion chamber through the abutment gap. The problem is to control so-called oil rise.
特許文献1は、シリンダ内が高負圧になった場合などに、上記のオイル上がりを起こすという課題に対し、図8に示すように、サイドレールを2枚重ね(206, 206’及び216, 216’)に使用することを開示している。また、特許文献2は、特許文献1のサイドレール(206, 206’及び216, 216’)が自己張力を持たないことと、半径方向厚さが完全に同一なサイドレールは製造困難なことから2枚重ねにしても1枚のサイドレールはシリンダ内周面と耳部の間で遊嵌することになって所定の目的を達成できないことに鑑み、図9に示すように、環状のスペーサエキスパンダ(305)の耳部(307, 307’)に内周端が当接し押圧される自己張力を有さない環状のサイドレール(306, 306’)と、前記スペーサエキスパンダ(305)の耳部(307, 307’)に内周端が当接しない自己張力を有する環状の補助サイドレール(308)とが、各々の合口隙間が重ならないように軸方向に重ねられて構成されたことを特徴とする組合せオイルリングを開示している。
Patent Document 1, the problem of causing the above oil rise, such as in the case of a high negative pressure in the cylinder, as shown in FIG. 8, two side rails are stacked (206, 206' and 216, 216'). Further, in
しかし、特許文献1及び特許文献2のオイルリングは、図5に示すように、上部サイドレール(216)又は補助サイドレール(308)の内周側から、オイルリング溝(202, 302)のオイルが、直接合口隙間を経由してシリンダ内に流出する、いわゆるオイル上がりが生じる問題が解決されていない。さらに、ピストンのオイルリング溝の溝幅を、補助サイドレール分大きくしているため、オイルリングのピストンへの組付け時に、下部サイドレール(306’)の内周面がスペーサエキスパンダの下部の耳部(307’)押圧面から外れて下側に入り込み、組付けられなくなる現象が生じる。
However, as shown in FIG. 5, the oil ring of Patent Document 1 and
本発明は、内燃機関用ピストンとオイルリングの組合せにおいて、3ピースオイルリングのサイドレールの合口部を経由したオイル上がりを抑制できる、オイル消費特性に優れた内燃機関用ピストンとオイルリングの組合せを提供することを課題とする。 The present invention provides a combination of a piston and an oil ring for an internal combustion engine, it is possible to suppress the oil rising passing through the abutment portion of the three-piece oil ring side rails, the combination of excellent for an internal combustion engine piston and oil rings in oil consumption characteristics The challenge is to provide.
本発明者は、通常の3ピースオイルリングに補助リングを組み合わせたオイルリング及び当該オイルリングを組付けるピストンのオイルリング溝について鋭意研究の結果、補助リングの径方向厚さを小さくし、且つ、補助リングを装着するピストンのリング溝の深さを浅くすることによって、補助リングの合口隙間に到達するオイルを抑制し、全体として補助リングの合口隙間を経由したオイル上がりを抑制することができることに想到した。 The present inventor, as a result of diligent research on an oil ring in which an auxiliary ring is combined with a normal three-piece oil ring and an oil ring groove of a piston for assembling the oil ring, reduces the radial thickness of the auxiliary ring, and By reducing the depth of the ring groove of the piston on which the auxiliary ring is mounted, it is possible to suppress the oil that reaches the gap of the auxiliary ring, and to suppress the oil rising as a whole through the gap of the auxiliary ring. I thought about it.
すなわち、本発明の内燃機関用ピストンとオイルリングの組合せは、圧力リングが組付けられるリング溝とオイルリングが組付けられるオイルリング溝が形成された内燃機関用ピストンと、前記オイルリングの組合せであって、前記内燃機関用ピストンが、前記オイルリング溝と前記オイルリング溝に隣接する前記リング溝の間に3rdランドを有し、前記オイルリング溝が、溝深さの深い主溝部、及び3rdランド側の溝深さの浅い拡張溝部を有し、前記オイルリングが、合口を有する一対の円環状のサイドレールと、それらの間に介在し内周部に前記サイドレールの内周面を押圧する耳部を有するスペーサエキスパンダと、合口を有し自己張力を有する円環状の補助リングとからなり、前記3rdランド側のサイドレールが前記主溝部の前記3rdランド側の壁面に当接し、前記補助リングが前記拡張溝部に収納されていることを特徴とする。 That is, the combination of the piston for internal combustion engine and the oil ring of the present invention is a combination of the piston for internal combustion engine in which the ring groove to which the pressure ring is assembled and the oil ring groove to which the oil ring is assembled are formed, and the oil ring. There, the internal combustion engine piston has a 3rd land between the oil ring groove and the ring groove adjacent to the oil ring groove, the oil ring groove, the main groove portion with a deep groove depth , and 3rd The oil ring has an extended groove portion with a shallow groove depth, and the oil ring interposes a pair of annular side rails and presses the inner peripheral surface of the side rail to the inner peripheral portion. A spacer expander having an ear portion to be formed, and an annular auxiliary ring having an abutment and having self-tension, the side rails on the side of the 3rd land contact the wall surface on the side of the 3rd land of the main groove portion , The auxiliary ring is housed in the expansion groove .
前記補助リングの自己張力は1N以下であることが好ましい。 The self-tension of the auxiliary ring is preferably 1 N or less.
前記拡張溝部の底面は、前記ピストンの軸方向に対して20〜70°の角度(θ)で前記拡張溝部の側壁端から拡径するように傾斜していることが好ましい。 A bottom surface of the extension groove is preferably inclined so as the diameter increases from the side wall end of the extended groove in the 20 to 70 ° angle (theta) with respect to the axial direction of the piston.
前記補助リングの合口隙間(t)は、前記サイドレールの合口隙間(s1)よりも小さいことが好ましい。また、前記補助リングの合口端面は、ピストン軸方向に対して傾斜していることが好ましい。さらに、前記補助リングの合口端面は、ピストン径方向に対して30〜60°の角度(δ)を有していることが好ましい。 It is preferable that a gap (t) of the auxiliary ring is smaller than a gap (s1) of the side rail. Further, it is preferable that the abutment end surface of the auxiliary ring is inclined with respect to the piston axial direction. Further, it is preferable that the abutment end surface of the auxiliary ring has an angle (δ) of 30 to 60° with respect to the piston radial direction.
本発明の内燃機関用ピストン（以下、単に「ピストン」という場合を含む。）とオイルリングの組合せは、補助リングが3rdランド側のサイドレール（以下、「上部サイドレール」という場合を含む。）の合口部からオイルを遮蔽し、かつ、ピストン下降（吸気行程）時に、上部サイドレールの内周側上面がオイルリング溝の主溝部の3rdランド側の壁面に当接しているため、背面側から回り込んで補助リングの合口部に到達する潤滑油の量が抑制され、結果として、補助リングの合口部を経由したオイル上がりを抑制することができ、オイル消費を低減することが可能となる。また、補助リングを組付けるオイルリング溝の拡張溝部は、溝深さ(D)が主溝部よりも浅く形成されているため、主溝部の半径方向溝底側のサイドクリアランスを拡張する必要がないので、スペーサエキスパンダを介して上部サイドレールに対向するサイドレール(6’)（以下、単に「下部サイドレール」という場合を含む。）の内周面とスペーサエキスパンダの耳部(7’)の押圧面が外れることなく、ピストン溝に組付けることができ、かつ、シリンダへ挿入する際、補助リングの飛出しが回避でき、装着性を向上することができる。 In the combination of the internal combustion engine piston (hereinafter, simply referred to as “piston”) and the oil ring of the present invention, the auxiliary ring has a side rail on the side of the third land (hereinafter, also referred to as “upper side rail”). The oil is shielded from the abutment part of and the upper surface of the inner side of the upper side rail is in contact with the wall surface on the 3rd land side of the main groove of the oil ring groove when the piston is descending (intake stroke). The amount of the lubricating oil that wraps around and reaches the abutment portion of the auxiliary ring is suppressed, and as a result, oil rising via the abutment portion of the auxiliary ring can be suppressed and the oil consumption can be reduced. Further, expansion groove of the oil ring groove assembling the auxiliary ring, since the groove depth (D) is formed shallower than the main groove, there is no need to extend the radial groove bottom side of the side clearance of the main groove Therefore, the inner peripheral surface of the side rail (6') (hereinafter, simply referred to as "lower side rail") that faces the upper side rail through the spacer expander and the ear (7') of the spacer expander . It can be assembled in the piston groove without the pressing surface of the plate coming off, and the auxiliary ring can be prevented from popping out when it is inserted into the cylinder, and the mountability can be improved.
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明にかかるピストンとオイルリングの組合せを示す。オイルリング溝(2)は、溝深さの深い主溝部(3)と、3rdランド側の溝深さの浅い拡張溝部(4)から構成され、オイルリングは、合口を有する一対の円環状のサイドレール(6, 6’)と、それらの間に介在し内周部に前記サイドレール(6, 6’)の内周面を押圧する耳部(7, 7’)を有するスペーサエキスパンダ(5)と、合口を有し自己張力を有する円環状の補助リング(8)から構成される。すなわち、本発明にかかるオイルリングは、オイルリング溝(2)の主溝部(3)に収納される従来の3ピースオイルリングとオイルリング溝(2)の拡張溝部(4)に収納される補助リング(8)を組合せた形態を取っている。 FIG. 1 shows a combination of a piston and an oil ring according to the present invention. The oil ring groove (2) is composed of a main groove portion (3) with a deep groove depth and an expansion groove portion (4) with a shallow groove depth on the 3rd land side, and the oil ring is a pair of annular rings having a joint. Spacer expander having side rails (6, 6') and ears interposed between them (7, 7') that press the inner peripheral surface of the side rails (6, 6'). 5) and an annular auxiliary ring (8) having a joint and having self-tension. That is, the oil ring according to the present invention is a conventional three-piece oil ring housed in the main groove portion (3) of the oil ring groove (2) and an auxiliary groove housed in the expansion groove portion (4) of the oil ring groove (2). It is in the form of a combination of rings (8).
補助リング(8)は、その外周面がシリンダ壁に当接するよう自己張力を有している。しかし、後述するように、拡張溝部(4)に流入するオイルの量は制限されているので、大きな張力は必要ない。補助リングの自己張力は1 N以下であることが好ましく、0.05〜0.5 Nであることがより好ましく、0.05〜0.3 Nであることがさらに好ましい。 The auxiliary ring (8) has self-tension so that its outer peripheral surface abuts the cylinder wall. However, as described later, since the amount of oil flowing into the expansion groove portion (4) is limited, a large tension is not necessary. The self-tension of the auxiliary ring is preferably 1 N or less, more preferably 0.05 to 0.5 N, and further preferably 0.05 to 0.3 N.
また、補助リング(8)を収納する拡張溝部(4)は、隣接する上部サイドレール(6)がオイルリング溝(2)の主溝部(3)の3rdランド側の壁面(11)に当接できるように、底面(13)からシリンダ壁面(10)までの距離を前記サイドレール(6, 6’)の径方向厚さよりも小さく設定され、補助リング(8)は、ピストンの2次運動により上部ランド部がシリンダ壁面に接触するほどまでピストンが傾いたとしても、底面(13)に接触・干渉しないように設定される。また、拡張溝部(4)の側壁面(14)の外周側にカット部（ランドカット）を設けることもできる。 Also, in the expansion groove (4) that houses the auxiliary ring (8), the adjacent upper side rail (6) abuts the wall surface (11) on the 3rd land side of the main groove (3) of the oil ring groove (2). As far as possible, the distance from the bottom surface (13) to the cylinder wall surface (10) is set smaller than the radial thickness of the side rails (6, 6'), and the auxiliary ring (8) is set by the secondary movement of the piston. Even if the piston is inclined to such an extent that the upper land portion comes into contact with the cylinder wall surface, it is set so as not to come into contact with or interfere with the bottom surface (13). Further, a cut portion (land cut) can be provided on the outer peripheral side of the side wall surface (14) of the expansion groove portion (4).
万が一、補助リング(8)が拡張溝部(4)の底面(13)に接触した場合、図2に示すように、拡張溝部(4)の底面(13)がピストン軸方向に対して前記拡張溝部(4)の側壁端から拡径するように傾斜していれば、オイルリング溝のクリアランスと協調して強い干渉を回避することができる。前記底面(13)の傾斜角度(θ)は20〜70°であることが好ましく、35〜70°であることがより好ましく、45〜70°であることがさらに好ましい。 In the unlikely event the auxiliary ring (8) is brought into contact with the bottom surface (13) of the extension groove (4), as shown in FIG. 2, the extension groove bottom surface of the extension groove (4) (13) relative to the piston axis If it is inclined so as to expand from the side wall end of (4), strong interference can be avoided in cooperation with the clearance of the oil ring groove. The inclination angle (θ) of the bottom surface (13) is preferably 20 to 70°, more preferably 35 to 70°, and further preferably 45 to 70°.
一般に、オイル上がりはピストン(1)が下降する吸気行程でシリンダ内が負圧になるときに生じやすい。本発明のピストンとオイルリングの組合せにおいては、図1及び図2に示すように、3rdランド側の上部サイドレール(6)と補助レール(8)が、それぞれオイルリング溝の主溝部(3)の3rdランド側の壁面(11)と拡張溝部(4)の側壁面(14)に当接する。一方、下部サイドレール(6’)は、スペーサエキスパンダ(5)の耳部(7’)の角度による押圧力の軸方向分力とシリンダ壁面(10)との摩擦力により、主溝部(3)の3rdランド側の壁面(14)に対向する壁面(12)（以下、単に「下壁面」という場合を含む。）に当接する。 In general, oil rise tends to occur when negative pressure is generated in the cylinder during the intake stroke in which the piston (1) descends. In the combination of the piston and the oil ring of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the upper side rail (6) on the 3rd land side and the auxiliary rail (8) are respectively the main groove portions (3) of the oil ring groove. It contacts the wall surface (11) on the 3rd land side and the side wall surface (14) of the expansion groove (4). On the other hand, the lower side rail (6') has a main groove (3) due to the axial component force of the pressing force due to the angle of the ear (7') of the spacer expander (5) and the frictional force with the cylinder wall (10). A) to the wall surface (12) facing the wall surface (14) on the 3rd land side (hereinafter, simply referred to as “lower wall surface”) .
図3は、図1の円周方向のA-A断面の展開図である。オイルリング溝(2)の中に、下から下部サイドレール(6’)、スペーサエキスパンダ(5)、上部サイドレール(6)(ここまでは、従来の2枚のサイドレールと軸方向波形のスペーサエキスパンダから構成される3ピースオイルリングに相当する)、及び補助レール(8)が収納されている。ここで、上部サイドレール(6)の合口隙間(s1)は補助レール(8)の合口隙間(t)と重なっていない。 FIG. 3 is a development view of the AA cross section in the circumferential direction of FIG. Inside the oil ring groove (2), from the bottom to the lower side rail (6'), spacer expander (5), upper side rail (6) (up to this point, two conventional side rails and an axial corrugated It houses a three-piece oil ring composed of a spacer expander) and an auxiliary rail (8). Here, the clearance gap (s1) of the upper side rail (6) does not overlap with the clearance gap (t) of the auxiliary rail (8).
本発明のピストンとオイルリングの組合せにおいて、上部サイドレール(6)はシリンダ壁面(10)及びオイルリング溝(2)の主溝部(3)の3rdランド側の壁面(11)に当接しているので、オイルリング溝(2)の主溝部(3)にあるオイルは、合口隙間を経由してのみ補助リング(8)後方の拡張溝部(4)に流入することができる。さらに、補助リング(8)はシリンダ壁面(10)及びオイルリング溝(2)の拡張溝部(4)の側壁面(14)に当接しているので、制限されて拡張溝部(4)に流入した上記のオイルは、さらに制限され、補助リング(8)の合口隙間を経由してのみシリンダ内に流出することができる。このように、本発明のピストンとオイルリングの組合せによって、シリンダ内に流出可能なオイル量は著しく低減される。 In the combination of piston and oil ring of the present invention, the upper side rail (6) is in contact with the cylinder wall surface (10) and the wall surface (11) on the 3rd land side of the main groove portion (3) of the oil ring groove (2). Therefore, the oil in the main groove portion (3) of the oil ring groove (2) can flow into the expansion groove portion (4) behind the auxiliary ring (8) only through the gap. Further, since the auxiliary ring (8) is in contact with the cylinder wall surface (10) and the side wall surface (14) of the expansion groove portion (4) of the oil ring groove (2), the auxiliary ring (8) is restricted and flows into the expansion groove portion (4). The above oil is further restricted and can flow into the cylinder only through the gap of the auxiliary ring (8). Thus, the combination of the piston and the oil ring of the present invention significantly reduces the amount of oil that can flow into the cylinder.
上記のオイルの流出メカニズムを考慮すると、オイルリング溝(2)の主溝部(3)にあるオイルは、吸気行程において、補助リング(8)の合口隙間を経由してのみ流出することになるので、補助リング(8)の合口隙間(t)はできるだけ狭いことが好ましい。具体的には、補助リング(8)の合口隙間はサイドレール(6)の合口隙間(s1)よりも小さいことが好ましい。但し、補助リング(8)の合口隙間(t)を必要以上に小さくすると、使用中、熱膨張により合口端面(16, 16’)の突き当たりが生じ、異常摩耗等の不具合を生じるおそれがある。そのような場合、合口端面(16, 16’)をピストン軸方向に対して傾斜させておけば、突き当たったとしても互いに軸方向へ逃げ、シリンダ壁面(10)との間で異常摩耗等の不具合を回避できる。 Considering the above oil outflow mechanism, the oil in the main groove part (3) of the oil ring groove (2) will flow out only through the gap of the auxiliary ring (8) in the intake stroke. The clearance gap (t) of the auxiliary ring (8) is preferably as narrow as possible. Specifically, it is preferable that the gap of the auxiliary ring (8) is smaller than the gap of the side rail (6) (s1). However, if the abutment gap (t) of the auxiliary ring (8) is made smaller than necessary, the abutment end faces (16, 16') may abut due to thermal expansion during use, which may cause problems such as abnormal wear. In such a case, if the abutment end faces (16, 16') are tilted with respect to the piston axial direction, even if they abut, they will escape to each other in the axial direction and malfunctions such as abnormal wear with the cylinder wall surface (10) will occur. Can be avoided.
また、確率的には低いが、上部サイドレール(6)の合口隙間と補助レール(8)の合口隙間が重なった場合、上部サイドレール(6)の合口端面がピストン径方向に平行で、補助レール(8)の合口端面がピストン径方向に対して傾斜していれば、重なる面積を縮小でき、オイル上がりの問題を低減することができる。補助レール(8)の合口端面の傾斜角度(δ)は、図4に示すように、30〜60°が好ましく、40〜50°がより好ましい。補助レール(8)の合口端面がピストン径方向に平行で、上部サイドレール(6)の合口端面がピストン径方向に対して傾斜していても良いことは言うまでもない。すなわち、上部サイドレール(6)の合口端面と補助レール(8)の合口端面が互いに平行にならない関係となることが好ましい。 Also, although stochastically low, if the gap between the upper side rail (6) and the gap between the auxiliary rails (8) overlap, the end face of the upper side rail (6) will be parallel to the piston radial direction and If the abutment end surface of the rail (8) is inclined with respect to the piston radial direction, the overlapping area can be reduced and the problem of oil rising can be reduced. As shown in FIG. 4, the inclination angle (δ) of the abutment end face of the auxiliary rail (8) is preferably 30 to 60°, more preferably 40 to 50°. It goes without saying that the abutment end surface of the auxiliary rail (8) may be parallel to the piston radial direction and the abutment end surface of the upper side rail (6) may be inclined with respect to the piston radial direction. That is, it is preferable that the abutment end surface of the upper side rail (6) and the abutment end surface of the auxiliary rail (8) are not parallel to each other.
実施例1
呼び径75 mm、排気量が1600 cm3の4気筒ガソリンエンジン用のオイルリングとして、スペーサエキスパンダは、2.50 mm×0.25 mmの圧延帯材（SUS304材）からギアを利用した成形方法を用い、またサイドレールは2.30 mm×0.35 mmの圧延帯材（SUS440B）、補助レールは1.10 mm×0.30 mmの圧延帯材（SUS440B）からコイリングにより、以下の寸法になるように成形した。作製したオイルリングの寸法は、3ピースオイルリング部分については、
組合せ厚さ：2.8 mm
組合せ幅：2.5 mm
サイドレール幅：0.35 mm
サイドレール厚さ：2.3 mm
サイドレールの合口角度：軸方向及び径方向に平行
サイドレールの合口隙間（s1）：0.3 mm
とし、補助レールについては
補助レール幅：0.3 mm
補助レール厚さ：1.1 mm
補助レールの合口角度：軸方向及び径方向に平行
補助レールの合口隙間（t）：0.15 mm
とした。3ピースオイルリングの張力値は8 Nを目標値としてスペーサエキスパンダの展開長さを調整し、補助レールの張力値は、外周面がシリンダ壁面へ当接するよう、0.15 Nを目標値として自由合口隙間を調整した。
Example 1
As an oil ring for a 4-cylinder gasoline engine with a nominal diameter of 75 mm and a displacement of 1600 cm 3 , the spacer expander uses a forming method that uses a gear from a rolled strip material (SUS304 material) of 2.50 mm × 0.25 mm, The side rails were rolled from 2.30 mm × 0.35 mm rolled strip (SUS440B) and the auxiliary rails were rolled from 1.10 mm × 0.30 mm rolled strip (SUS440B) by coiling to the following dimensions. The dimensions of the produced oil ring are as follows:
Combination thickness: 2.8 mm
Combination width: 2.5 mm
Side rail width: 0.35 mm
Side rail thickness: 2.3 mm
Side rail abutment angle: parallel to axial direction and radial direction Side rail abutment gap (s1): 0.3 mm
For auxiliary rails, auxiliary rail width: 0.3 mm
Auxiliary rail thickness: 1.1 mm
Auxiliary rail abutment angle: parallel to the axial and radial directions Auxiliary rail abutment gap (t): 0.15 mm
And The tension value of the 3-piece oil ring is adjusted to 8 N as the target value to adjust the expansion length of the spacer expander, and the tension value of the auxiliary rail is set to 0.15 N as the target value so that the outer peripheral surface contacts the cylinder wall. I adjusted the gap.
また、ピストンは、上記ガソリンエンジン用のピストンのオイルリング溝について、3rdランド側に、加工幅0.295 mm、深さ1.1 mmの拡張溝部を形成した。 Further, the piston was formed with an expanded groove portion having a working width of 0.295 mm and a depth of 1.1 mm on the 3rd land side of the oil ring groove of the piston for the gasoline engine.
比較例1
実施例1で作製したオイルリングの3ピースオイルリング部分のみを比較例1のオイルリングとし、ピストンは上記ガソリンエンジン用のピストンを用いた。
Comparative example 1
Only the three-piece oil ring portion of the oil ring manufactured in Example 1 was used as the oil ring of Comparative Example 1, and the piston used was the piston for the gasoline engine.
[1] オイル消費量の測定
実施例1のピストンとオイルリングを上記エンジンの第1気筒〜第4気筒に組み込み、エンジン試験を行い、オイル消費量を測定した。試験条件は、6,000 rpm、全負荷（WOT: Wide Open Throttle）の条件とした。ここで、トップリング及びセカンドリングは上記エンジン用として使用されていたリングを使用した。比較例1のピストンとオイルリングの組合せについても、実施例1と同様のエンジン試験を行った。試験の結果は、比較例1のオイル消費量を100とすると、実施例1のオイル消費量は43で、1/2以下に低減されていた。
[1] Measurement of Oil Consumption The piston and the oil ring of Example 1 were installed in the first cylinder to the fourth cylinder of the above engine, an engine test was conducted, and the oil consumption was measured. The test conditions were 6,000 rpm and full load (WOT: Wide Open Throttle). Here, as the top ring and the second ring, the rings used for the engine were used. For the combination of the piston and the oil ring of Comparative Example 1, the same engine test as in Example 1 was performed. As a result of the test, when the oil consumption of Comparative Example 1 was 100, the oil consumption of Example 1 was 43, which was reduced to 1/2 or less.
実施例2
ピストンに形成する拡張溝部の底面がピストン軸方向に対して60°の角度(θ)で前記拡張溝部の側壁端から拡径するように傾斜させて加工した以外は、実施例1と同様にしてオイルリング溝の拡張溝部を形成した。拡張溝部の側壁端の深さ(D)は実施例1と同じ1.1 mmとした。オイルリングも実施例1と同様にして作製した。
Example 2
The same as in Example 1, except that the bottom surface of the expansion groove portion formed in the piston was processed by inclining so as to expand the diameter from the side wall end of the expansion groove portion at an angle (θ) of 60° with respect to the piston axial direction. The extended groove portion of the oil ring groove was formed. The depth (D) of the side wall end of the expansion groove portion was 1.1 mm, which was the same as in Example 1. The oil ring was also produced in the same manner as in Example 1.
実施例3
補助リングの合口端面をピストン軸方向に対して45°の角度で形成し、かつ合口隙間を0.10 mmとした以外は、実施例1と同様にしてオイルリングを作製した。ピストンは実施例2に用いたピストンとした。
Example 3
An oil ring was produced in the same manner as in Example 1 except that the abutment end face of the auxiliary ring was formed at an angle of 45° with respect to the piston axial direction and the abutment gap was 0.10 mm. The piston was the same as that used in Example 2.
実施例4
補助リングの合口端面をピストン径方向に対して45°の角度(δ)で形成し、かつ合口隙間を0.10 mmとした以外は、実施例1と同様にしてオイルリングを作製した。ピストンは実施例2で用いたピストンとした。
Example 4
An oil ring was produced in the same manner as in Example 1 except that the abutment end face of the auxiliary ring was formed at an angle (δ) of 45° to the piston radial direction and the abutment gap was 0.10 mm. The piston was the same as that used in Example 2.
実施例5
補助リングの合口端面を、ピストン軸方向及びピストン径方向に対して、それぞれ45°の角度で形成し、かつ合口隙間を0.10 mmとした以外は、実施例1と同様にしてオイルリングを作製した。ピストンは実施例2で用いたピストンとした。
Example 5
An oil ring was produced in the same manner as in Example 1 except that the abutment end surface of the auxiliary ring was formed at an angle of 45° with respect to the piston axial direction and the piston radial direction, and the abutment gap was 0.10 mm. .. The piston was the same as that used in Example 2.
実施例6
補助リングの合口端面を、ピストン軸方向及びピストン径方向に対して、それぞれ45°の角度で形成し、かつ合口隙間を0.20 mmとした以外は、実施例1と同様にしてオイルリングを作製した。ピストンは、ピストンに形成する拡張溝部の底面がピストン軸方向に対して20°の角度(θ)で前記拡張溝部の側壁端から拡径するように傾斜させて加工した以外は、実施例1と同様にしてオイルリング溝の拡張溝部を形成した。
Example 6
An oil ring was produced in the same manner as in Example 1 except that the abutment end face of the auxiliary ring was formed at an angle of 45° with respect to the piston axial direction and the piston radial direction, respectively, and the abutment gap was 0.20 mm. .. The piston is the same as Example 1 except that the bottom surface of the expansion groove formed in the piston was machined by inclining so that the bottom surface of the expansion groove expands from the side wall end of the expansion groove at an angle (θ) of 20° with respect to the piston axial direction. Similarly, an extended groove portion of the oil ring groove was formed.
実施例2〜6についても、実施例1及び比較例1と同様なエンジン試験を行い、オイル消費量を測定した。結果を、実施例1及び比較例1の結果と共に表1に示す。補助レールの合口隙間の縮小がオイル消費量の低減に大きく寄与していることが確認された。 For Examples 2 to 6 as well, the same engine test as in Example 1 and Comparative Example 1 was performed to measure the oil consumption. The results are shown in Table 1 together with the results of Example 1 and Comparative Example 1. It was confirmed that the reduction of the joint gap of the auxiliary rail greatly contributed to the reduction of oil consumption.
1, 101, 201, 301 ピストン
2, 102, 202, 302 オイルリング溝
3 主溝部
4 拡張溝部
5, 105, スペーサエキスパンダ
6, 6’, 106, 106’, 206, 206’, 306, 306’ サイドレール
7, 7’, 107, 107’, 307, 307’ 耳部
8 補助レール
308 補助サイドレール
9, 109, 209, 309 ピストン3rdランド
10, 110 シリンダ壁面
11 主溝部の3rdランド側の壁面
12 主溝部の3rdランド側の壁面に対向する壁面（下壁面）
13 拡張溝部の底面
14 拡張溝部の側壁面
15 拡張溝部の側壁端
1, 101, 201, 301 Piston
2, 102, 202, 302 Oil ring groove
3 Main groove
4 Expansion groove
5, 105, spacer expander
6, 6', 106, 106', 206, 206', 306, 306' Siderails
7, 7', 107, 107', 307, 307' Ear
8 Auxiliary rail
308 Auxiliary side rail
9, 109, 209, 309 Piston 3rd land
10, 110 Cylinder wall
11 Wall surface on the 3rd land side of the main groove
12 Wall surface (lower wall surface) facing the wall surface on the 3rd land side of the main groove
13 Bottom of expansion groove
14 Side wall surface of expansion groove
15 Side wall edge of expansion groove
Claims (6)
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