JP4544177B2 - エンジンのピストン構造 - Google Patents
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Description
図1は、ピストンを示す図であり、(a)は、ピストンの正面図であり、(b)は、ピストンの底面図であり、(c)は、(b)のA−A線の矢視断面図である。
以下、図2を参照しながら、試験に用いたピストン1〜8について説明する。図2は、ピストン1〜8の、加工状態とオイル消費率の改善結果とを示す図である。
ピストン1は、基準ピストンである。すなわち、図3に示すように、スラスト側及び反スラスト側スカート部の内周面の下端寄りに、ピストン加工時のピストン受け部となる突起部を形成し、この突起部の肉厚を4mmとした。スラスト側及び反スラスト側スカート部におけるオイルリング溝の下端縁からの距離の、オイルリング溝の下端縁からスカート部の下端までの距離に対する割合が60%までの範囲の部分(以下、上部という)の肉厚を2mmとした(図3を参照)。スラスト側及び反スラスト側スカート部における上記割合が60〜100%の範囲の部分(以下、下部という)の肉厚を2mmとした。但し、スラスト側及び反スラスト側スカート部の下部には、上記突起部が含まれており、その下部のうちこの突起部の肉厚だけは、上述のように、4mmである。なお、上記割合が40〜60%の範囲の部分は、ピンボス部のピストンピン孔の中心と同じ高さ位置近傍に位置している(図3を参照)。
スラスト側及び反スラスト側スカート部の上部の肉厚を1.5mmとし、この部分を低剛性化した。その他の点に関しては、ピストン1とほぼ同様の構成である。
スラスト側スカート部の上部の肉厚を1.5mmとし、この部分を低剛性化した。その他の点に関しては、ピストン1とほぼ同様の構成である。
反スラスト側スカート部の上部の肉厚を1.5mmとし、この部分を低剛性化した。その他の点に関しては、ピストン1とほぼ同様の構成である。
スラスト側及び反スラスト側スカート部の下部の突起部の肉厚を3.0mmとし、この部分を低剛性化した。その他の点に関しては、ピストン1とほぼ同様の構成である。
スラスト側及び反スラスト側スカート部の上部の肉厚を1.75mmとし、この部分を中剛性化した。その他の点に関しては、ピストン1とほぼ同様の構成である。
スラスト側及び反スラスト側スカート部の上部の肉厚を1.4mmとし、この部分を低剛性化した。その他の点に関しては、ピストン1とほぼ同様の構成である。
反スラスト側スカート部全体の肉厚を1.5mmとし、反スラスト側スカート部全体を低剛性化した。その他の点に関しては、ピストン1とほぼ同様の構成である。
以下、ピストン1〜8に対して行ったスカート剛性測定試験及びオイル消費率測定試験、並びにピストン2及びピストン5に対して行った燃費測定試験について説明する。
各ピストンの両スカート部における上記割合が13%、20%、40%、60%、80%及び90%の各部位に、その外側から245Nの荷重を別々にかけ、各部位の変形量を測定した。
各ピストンを用いたエンジンのオイル消費率(LOC)を測定した。そして、各測定値を所定の基準値と比較した。
ピストン2及びピストン5を用いたエンジンの燃費を測定した。そして、各測定値を所定の基準値と比較した。
上記試験の結果を図2及び図4〜図6に示す。図4は、スカート部の変形量とオイル消費率との関係をピストン番号順に並べて示す図であり、図5は、スカート部の変形量とオイル消費率との関係をその変形量の大きさ順に並べて示す図であり、図6は、スカート部の剛性と燃費との関係を示す図である。
以上により、本参考例によれば、一対のスカート部13のうちスラスト側スカート部13aの上部の剛性を、スラスト側スカート部13aの下部及び反スラスト側スカート部13bの剛性よりも高くしたので、スラスト側スカート部13aの下部及び反スラスト側スカート部13bの剛性が比較的低くなる。そのため、スカート部13全体の剛性を低くでき、スカート部13の摺動抵抗を小さくできる。
図7は、ピストンを示す図であり、(a)は、ピストンの正面図であり、(b)は、ピストンの底面図であり、(c)は、(a)のB−B線の矢視断面図である。
図8は、ピストンを示す図であり、(a)は、ピストンの正面図であり、(b)は、(a)のC−C線の矢視断面図であり、(c)は、(a)のD−D線の矢視断面図である。
図9は、ピストンを示す図であり、(a)は、ピストンの正面図であり、(b)は、(a)のE−E線の矢視断面図であり、(c)は、(a)のF−F線の矢視断面図である。
図10は、ピストンを示す図であり、(a)は、ピストンの正面図であり、(b)は、ピストンの底面図である。
図11は、ピストンを示す図であり、(a)は、ピストンの正面図であり、(b)は、(a)のG−G線の矢視断面図であり、(c)は、(b)のH−H線の矢視断面図である。
上記実施形態において、スラスト側スカート部13aの上部の外周面にのみ、固体潤滑剤コーティングを施したり、スラスト側スカート部13aの上部の外周面の粗さを、スラスト側スカート部13aの下部の外周面及び反スラスト側スカート部13bの外周面の粗さよりも小さくしても良い。この場合、スカート部13の摺動抵抗を小さくできる。
10 ピストン本体
11 ランド部
12 ピンボス部
12a ピストンピン孔
13 スカート部
13a スラスト側スカート部
13b 反スラスト側スカート部
14 エプロン部
Claims (2)
- それぞれランド部の下方にピンボス部を挟んで配設された一対のスカート部を備えたエンジンのピストン構造であって、
上記各スカート部は、平面断面視で略円弧状に形成されていて、膨張行程におけるスラスト荷重によりたわむように構成されており、上記ピンボス部と一体となったエプロン部によって連接されていて、肉厚が互いに同じであり、
両スラスト側エプロン部の上部の間の距離が、該両スラスト側エプロン部の下部の間及び両反スラスト側エプロン部の間の距離よりも小さいことにより、上記一対のスカート部のうちスラスト側スカート部の上部の剛性が、該スラスト側スカート部の下部及び反スラスト側スカート部の剛性よりも高いことを特徴とするエンジンのピストン構造。 - 請求項1記載のエンジンのピストン構造において、
上記スラスト側スカート部の上部は、該スラスト側スカート部における上記ピンボス部のピストンピン孔の中心と同じ高さ位置近傍の部分を含むことを特徴とするエンジンのピストン構造。
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