JP2015059548A

JP2015059548A - エンジンの燃焼室のガスシール装置

Info

Publication number: JP2015059548A
Application number: JP2013195161A
Authority: JP
Inventors: 小山　秀行; Hideyuki Koyama; 秀行小山; 藤井　聡; Satoshi Fujii; 聡藤井; 勝敬池町; Masataka Ikemachi; 寛鍬崎; Hiroshi Kuwasaki; 直也櫻井; Naoya Sakurai; 隆寛山▲崎▼; Takahiro Yamazaki
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-30

Abstract

【課題】合口隙間５の幅Ｌを狭めることなく圧力リングのガスシール性を高めることができる、エンジンの燃焼室のガスシール装置を提供する。
【解決手段】シリンダ１内にピストン２が内嵌され、ピストン２の圧力リング溝３に圧力リング４が内嵌された、エンジンの燃焼室のガスシール装置において、圧力リング溝３のピストン上死点側の壁面６に周方向に所定間隔を保持した複数の凹部７が形成され、各凹部７のピストン下死点側の開口縁部８８が角部９を備えている。セカンドランド溝１０に凹部７が形成されている。圧力リング４の合口隙間５がシリンダ中心軸線１１に沿う向きに形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの燃焼室のガスシール装置に関し、詳しくは、圧力リングの合口隙間の幅を狭めることなく圧力リングのガスシール性を高めることができる、エンジンの燃焼室のガスシール装置に関する。

従来、エンジンの燃焼室のガスシール装置として、シリンダ内にピストンが内嵌され、ピストンの圧力リング溝に圧力リングが内嵌されたものがある(例えば、特許文献１参照)。

この種のガスシール装置によれば、燃焼室で発生した燃焼ガスが圧力リングでシールされ、燃焼室からクランク室へのブローバイガスの漏れを抑制することができる利点がある。

この従来技術では、圧力リングの熱膨張による伸びを考慮して合口隙間が形成されているが、ガスシール性を高めるには、圧力リングの合口隙間の幅を狭めるしか手段がなかった。

実開昭６２−８８８５６号公報(第１図、第２図参照)

《問題点》ガスシール性の改善が限界に至っている。
ガスシール性を高めるには、圧力リングの合口隙間の幅を狭めるしか手段がなかったため、ガスシール性の改善が限界に至っている。

本発明の発明者らは、研究の結果、圧力リング溝のピストン上死点側の壁面に周方向に所定間隔を保持した複数の凹部を形成し、各凹部のピストン下死点側の開口縁部が角部を備えるようにすることにより、圧力リングの合口隙間の幅を狭めることなく圧力リングのガスシール性を高めることができることを発見し、この発明に至った。

本発明の課題は、圧力リングの合口隙間の幅を狭めることなく圧力リングのガスシール性を高めることができる、エンジンの燃焼室のガスシール装置を提供することにある。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)に例示するように、シリンダ(１)内にピストン(２)が内嵌され、ピストン(２)の圧力リング溝(３)に圧力リング(４)が内嵌された、エンジンの燃焼室のガスシール装置において、
図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、圧力リング溝(３)のピストン上死点側の壁面(６)に周方向に所定間隔を保持した複数の凹部(７)が形成され、各凹部(７)のピストン下死点側の開口縁部(８)(８)が角部(９)を備えている、ことを特徴とするエンジンの燃焼室のガスシール装置。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》圧力リングの合口隙間の幅を狭めることなく圧力リングのガスシール性を高めることができる。
図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、圧力リング溝(３)のピストン上死点側の壁面(６)に周方向に所定間隔を保持した複数の凹部(７)が形成され、各凹部(７)のピストン下死点側の開口縁部(８)(８)が角部(９)を備えているので、圧力リング(４)の合口隙間(５)の幅(Ｌ)を狭めることなく圧力リング(４)のガスシール性を高めることができる。
その理由は、次のようなものと推定される。
図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、燃焼室(１２)の燃焼ガス(１４)が圧力リング溝(３)のピストン上死点側の壁面(６)と圧力リング(４)の間を合口隙間(５)に向けて通過する際、角部(９)の下流側で乱流(１３)が発生し、この乱流(１３)が圧力リング溝(３)から合口隙間(５)に流入する燃焼ガス(１４)の流入抵抗となり、圧力リング(４)の合口隙間(５)の幅(Ｌ)を狭めることなく圧力リング(４)のガスシール性を高めることができる。
図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、圧力リング溝(３)のピストン上死点側の壁面(６)に周方向に所定間隔を保持した複数の凹部(７)が形成されているため、圧力リング(４)が回転して、合口隙間(５)の位置がずれても、上記効果を得ることができる。

《効果》ブローバイガスの発生量を減少させることができる。
図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、圧力リング(４)のガスシール性を高めることができるため、ブローバイガス(１５)の発生量を減少させることができる。
このため、ブローバイガス(１５)によるエンジンオイルの劣化が抑制され、オイル交換のインターバルが長くなる、ブローバイガス(１５)に起因する錆の発生が抑制される、寒冷時のブローバイガス通路の凍結が抑制される等の具体的な効果が得られる。

《効果》合口隙間の寸法管理を厳格にする必要がない。
図１(Ｃ)に例示するように、合口隙間(５)の幅(Ｌ)を狭める必要がないため、合口隙間(５)の寸法管理を厳格にする必要がない。

《効果》凹部の形成で圧力リングの製造が繁雑になるおそれはない。
図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、凹部(７)は、圧力リング溝(３)のピストン上死点側の壁面(６)に形成されているものであるため、凹部(７)の形成で圧力リング(４)の製造が繁雑になるおそれはない。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》圧力リングのガスシール性を高める機能が高い。
図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、セカンドランド溝(１０)に凹部(７)が形成されているので、圧力リング(４)のガスシール性を高める機能が高い。
その理由は、次のようなものと推定される。
図１(Ａ)に示すように、セカンドランド(１６)の対向空間(１７)の容積が凹部(７)の分だけ増加し、セカンドランド(１６)の対向空間(１７)での圧力変動が抑制されるため、ブローバイガスの(１５)吹き抜けが起こりにくく、圧力リング(４)を構成するトップリング(２５)とセカンドリング(２６)の振動が抑制され、圧力リング(４)のガスシール性を高める機能が高い。

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》圧力リングの製造が容易になる。
図１(Ｃ)に例示するように、合口隙間(５)がシリンダ中心軸線(１１)に沿う向きに形成されているので、合口隙間(５)の寸法管理が容易で、圧力リング(４)の製造が容易になる。

本発明の実施形態に係るエンジンの燃焼室のガスシール装置を説明する図で、図１(Ａ)はピストンとその周辺部分の模式図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図１(Ｃ)は図１(Ａ)のＣ部分の拡大図、図１(Ｄ)は図１(Ｃ)のＤ−Ｄ線断面図である。

図１は本発明の実施形態に係るエンジンの燃焼室のガスシール装置を説明する図であり、この実施形態では、立形ディーゼルエンジンの燃焼室のガスシール装置について説明する。

このエンジンの概要は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、シリンダ(１)内にピストン(２)が内嵌され、ピストン(２)の圧力リング溝(３)に圧力リング(４)が内嵌されている。
シリンダ(１)の上部にはシリンダヘッド(１８)が組み付けられ、シリンダ(１)内にシリンダヘッド(１８)とピストン(２)に挟まれた燃焼室(１２)が形成されている。燃焼室(１２)には燃料インジェクタ(１９)と吸気バルブ(２０)と排気バルブ(２１)とが臨んでいる。
ピストン(２)には、コンロッド(２２)を介してクランク軸(２３)が連動連結されている。
ピストン(２)には圧力リング溝(３)とオイルリング溝(２７)とが設けられている。
圧力リング溝(３)はトップリング溝(２４)とセカンドリング溝(１０)とで構成され、圧力リング(４)はトップリング(２５)とセカンドリング(２６)とで構成されている。トップリング(２５)は最も上死点側のトップリング溝(２４)に内嵌され、セカンドリング(２６)はその下死点側のセカンドリング溝(１０)に内嵌されている。オイルリング溝(２７)には最も下死点側のオイルリング(２８)が内嵌されている。

図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、圧力リング溝(３)のピストン上死点側の壁面(６)に周方向に所定間隔を保持した複数の凹部(７)が形成され、各凹部(７)のピストン下死点側の開口縁部(８)(８)が角部(９)を備えている、

図１(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、この実施形態では、セカンドランド溝(１０)に凹部(７)が形成されている。
凹部(７)は、セカンドリング溝(１０)とトップリング溝(２４)の両方、またはトップリング溝(２４)のみに設けてもよいし、オイルリング溝(２７)に設けてもよい。

図１(Ｃ)に例示するように、圧力リング(４)の合口隙間(５)がシリンダ中心軸線(１２)に沿う向きに形成されている。
この実施形態では、セカンドリング(２６)とトップリング(２５)の合口隙間(５)がいずれもシリンダ中心軸線(１１)に沿う向きに形成され、オイルリング(２８)の合口隙間(５)もシリンダ中心軸線(１１)に沿う向きに形成されている。

(１) シリンダ
(２) ピストン
(３) 圧力リング溝
(４) 圧力リング
(５) 合口隙間
(６) 圧力リング溝のピストン上死点側の壁面
(７) 凹部
(８) 凹部のピストン下死点側の開口縁部
(９) 角部
(１０) セカンドリング溝
(１１) シリンダ中心軸線

Claims

シリンダ(１)内にピストン(２)が内嵌され、ピストン(２)の圧力リング溝(３)に圧力リング(４)が内嵌された、エンジンの燃焼室のガスシール装置において、
圧力リング溝(３)のピストン上死点側の壁面(６)に周方向に所定間隔を保持した複数の凹部(７)が形成され、各凹部(７)のピストン下死点側の開口縁部(８)(８)が角部(９)を備えている、ことを特徴とするエンジンの燃焼室のガスシール装置。
請求項１に記載されたエンジンの燃焼室のガスシール装置において、
セカンドランド溝(１０)に凹部(７)が形成されている、ことを特徴とするエンジンの燃焼室のガスシール装置。
請求項１または請求項２に記載されたエンジンの燃焼室のガスシール装置において、
圧力リング(４)の合口隙間(５)がシリンダ中心軸線(１１)に沿う向きに形成されている、ことを特徴とするエンジンの燃焼室のガスシール装置。