JPS597018B2 - cylinder liner - Google Patents
cylinder linerInfo
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関その他往復動機関のシリンダライナの
潤滑性能の改善に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improving the lubrication performance of cylinder liners for internal combustion engines and other reciprocating engines.
第1図は通常に使用される内燃機関のシリンダライチと
ピストン部を示すもので、1はシリンダライナ、2はピ
ストンリング、3はピストン、4はシリンダ注油孔であ
る。FIG. 1 shows the cylinder litchi and piston parts of an internal combustion engine that are normally used, where 1 is a cylinder liner, 2 is a piston ring, 3 is a piston, and 4 is a cylinder oiling hole.
第2図は第1図のシリンダライナ1とピストンリング2
の摺動而の部分を拡大したもので、シリンダライナの表
面は摺動方向に沿ってウエーブ状、即ち波状となってお
り、5はシリンダライナの凸部、6はシリンダライナの
凹部をそれぞれ示す。Figure 2 shows the cylinder liner 1 and piston ring 2 in Figure 1.
This is an enlarged view of the sliding part.The surface of the cylinder liner is wave-like along the sliding direction, and 5 indicates the convex part of the cylinder liner, and 6 indicates the concave part of the cylinder liner. .
なお、これら凹凸部は第3図のように表示でき、凸部ま
たは凹部の間隔(第3図では凸部)Pをウエーブのピン
チ、凸部先端から凹部底面までの高さHをウエーブの深
さとそれぞれ称されている。These uneven parts can be displayed as shown in Fig. 3, where the interval between the protrusions or recesses (in Fig. 3, the protrusions) is the pinch of the wave, and the height H from the tip of the protrusion to the bottom of the recess is the depth of the wave. They are called respectively.
シリンダライナとピストンリング間の潤滑は、第1図の
ようにシリンタライナ1の円周に複数個穿設された注油
孔4からシリンダ油を吐出させて行われているが、機関
の高出力化に伴ない、シリンダライナ壁面での油の保持
性を保証する必要性から、第2図5,6で示されるよう
に、ウエーブ状としたシリンダ2イナが=般に多く用い
られている。Lubrication between the cylinder liner and piston rings is achieved by discharging cylinder oil from multiple oil fill holes 4 drilled around the circumference of the cylinder liner 1 as shown in Figure 1. Due to the need to ensure oil retention on the cylinder liner wall surface, a wave-shaped cylinder liner is generally used, as shown in FIGS. 5 and 6.
このウエーブのピンチは通常2〜20−のものが、また
ウエーブの深さは通常0.005〜0. 1 rran
程度のものが多いが、シリンダライナ摺動面は全て同一
ピンチ、同一深さの表面形状が用いられている。The pinch of this wave is usually 2-20 mm, and the depth of the wave is usually 0.005-0. 1 rran
In most cases, cylinder liner sliding surfaces have the same pinch and depth surface shapes.
なお、死点では、勿論ピストンリングはピストンの死点
に対応する位置にあって、ピストンが首を振ったり、ピ
ストンリング2がリング溝γ内で捩れたりする場合には
、第4図のようにピストンリングの角8とシリンダライ
ナ凸部5とが、いわゆるエッジ当りとなりやすく、これ
を避けるため、シリンダライナのウエーブのピンチPと
ピストンリング摺動方向の巾Bとの比P/Bは通常0.
5以下となるように選ばれている。Note that at the dead center, the piston ring is of course in a position corresponding to the dead center of the piston, and if the piston shakes or the piston ring 2 is twisted within the ring groove γ, the piston ring will be at a position corresponding to the dead center of the piston, as shown in Fig. 4. The corner 8 of the piston ring and the convex portion 5 of the cylinder liner tend to come into contact with the so-called edge, and to avoid this, the ratio P/B of the pinch P of the cylinder liner wave to the width B in the sliding direction of the piston ring is usually set as follows. 0.
It is selected to be 5 or less.
また、内燃機関のピストンリングは、リング背圧、すべ
り速度、温度等の条件が非定常で、しかも条件が厳しい
ので、とくに死点付近では油膜の破断を起しやすい。Furthermore, since the piston rings of internal combustion engines are subject to unsteady and severe conditions such as ring back pressure, sliding speed, and temperature, the oil film is particularly susceptible to rupture near the dead center.
この死点での油膜破断(油膜の形成があっても表面あら
さよりも簿いと油膜破断が生ずる)が、すべり速度の早
いストローク中央付近の位置まで持続されると、ピスト
ンリングとシリンダライナ面間にスカンフイングが生じ
、この状態で運転を続けると、さらに損傷が拡大して運
転性能が得られないばかりでなく、運転不能にもなる。If this oil film rupture at the dead center (even if an oil film is formed, the oil film rupture occurs due to roughness rather than surface roughness) continues to a position near the center of the stroke where the sliding speed is high, the gap between the piston ring and cylinder liner surface Scuffing occurs, and if the vehicle continues to be operated in this condition, the damage will become even more extensive, and not only will the vehicle be unable to operate, but it will also become inoperable.
死点での油膜破断はやむを得ないとしても、すべり速度
が早くなるのに従い、極力油膜を厚くなるようにするこ
とが、スカンフイングを防ぐ意味で重要なポイントとな
る。Even if oil film rupture at the dead center is unavoidable, as the sliding speed increases, it is important to make the oil film as thick as possible in order to prevent scuffing.
これに対し、従来から用いられているシリンダライナで
は、シリンダ2イナの摺動面が全て同一ピンチとなって
いるため、すべり速度の早いゾーンでの油膜の負荷能力
が大きくないため、スカンフインを起しやすいという欠
点があった。On the other hand, in conventionally used cylinder liners, all the sliding surfaces of cylinder 2 liner have the same pinch, so the load capacity of the oil film is not large in the zone where the sliding speed is high, causing scuff-in. The drawback was that it was easy to do.
本発明の目的は、ウエーブ状の表面形状を有するシリン
ダライナの摺動力向の油膜の形成を改善し、上記のよう
なシリンダライナとピストンリングのスカンフイングの
発生を防止でき、エンジン往復摺動面の信頼性を向上さ
せるシリンダライナを提供することであり、その特徴と
するところは、シリンダライナ表面に刻設されるウエー
ブ形状のピンチを摺動方向に沿って変え、ピストンリン
グのピストン上下死点に対応する位置部でのピンチが最
も小さ《、ピストンリングの摺勤行程中央付近部のピン
チが最も大きくなるようにしたことである。An object of the present invention is to improve the formation of an oil film in the sliding direction of a cylinder liner having a wave-like surface shape, to prevent the occurrence of scuffing between the cylinder liner and piston ring as described above, and to prevent the occurrence of scuffing between the cylinder liner and piston ring. Our objective is to provide a cylinder liner that improves reliability.The feature is that the wave-shaped pinch engraved on the cylinder liner surface changes along the sliding direction, and the piston ring is placed at the top and bottom dead center of the piston. The pinch at the corresponding position is the smallest, and the pinch near the center of the piston ring's sliding stroke is the largest.
以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第5図は本発明による1実施例のシリンダクイナの要部
を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing the main parts of a cylinder cage according to an embodiment of the present invention.
図において、10が本発明によるシリンダライナで、1
1 ,12,13はピストンリングが移動した状態を表
わしたもので、11.13はピストンリングが、ピスト
ン上下両死点に対応する位置(以下この位置を上下死点
とよぶ)にあるとき、12はピストンリングが摺勤行程
中央付近にあるときの状態を示す。In the figure, 10 is a cylinder liner according to the present invention, 1
1, 12, and 13 represent the states in which the piston rings have moved, and 11 and 13 indicate when the piston rings are at positions corresponding to both the upper and lower dead centers of the piston (hereinafter, this position is referred to as the upper and lower dead centers), 12 shows the state when the piston ring is near the center of the sliding stroke.
シリンダライナ10の表面形状のピストンリング摺動方
向に沿って波状であり、その深さはシリンダライナの全
摺動域とも一定であるが、凹凸のピンチを不等間隔とし
、上下死点ではピンチが小さく、摺勤行程中央ではピン
チが大きくなるようにしたものである。The surface shape of the cylinder liner 10 is wavy along the piston ring sliding direction, and its depth is constant over the entire sliding area of the cylinder liner, but the pinches of the unevenness are irregularly spaced, and the pinches at the top and bottom dead centers are wavy. is small, and the pinch is large in the middle of the printing process.
即ち、第5図の場合、シリンダライナのウエーブのピン
チP1 ピストンリングの巾をBとすると、上下両死点
では、P/B=0.5で、摺勤行程中央では、P/B=
1となるようにしている。That is, in the case of Fig. 5, if the pinch P1 of the cylinder liner wave is B and the width of the piston ring is B, then at both the top and bottom dead center, P/B = 0.5, and at the center of the sliding stroke, P/B =
It is set to 1.
第6図に示すように、シリンダライナ凸部とピストンリ
ング摺動面との間の油膜厚さをhとして、まず従来のシ
リンダライナを用いたときのピストンリングの1ストロ
ーク間(下降行程時)の油膜厚さの変化を示すと、第1
図の破線イとなり、最小油膜厚さhminと最大油膜厚
さhm&Xとの差はΔhoで与えられる。As shown in Fig. 6, the thickness of the oil film between the cylinder liner convex part and the piston ring sliding surface is h, and first, during one stroke of the piston ring (during the downward stroke) when using a conventional cylinder liner. The change in oil film thickness is shown as follows:
It becomes the broken line A in the figure, and the difference between the minimum oil film thickness hmin and the maximum oil film thickness hm&X is given by Δho.
これに対して、本発明によるシリンダライナを用いたと
きのピストンリングの1ストローク間(下降行程時)の
油膜厚さの変化は第1図の実線口となり、最小油膜厚さ
と最大油膜厚さとの差はΔhnで与えられ、この値は上
記油膜厚さの差Δhoよりも大きくなる。On the other hand, when the cylinder liner according to the present invention is used, the change in oil film thickness during one stroke of the piston ring (during the downward stroke) is shown by the solid line in Figure 1, and the minimum oil film thickness and maximum oil film thickness are The difference is given by Δhn, and this value is larger than the oil film thickness difference Δho.
従って、本発明によるシリンダライナの方が、従来のシ
リンダライナに比べ、油膜形成の面で有利といえる。Therefore, it can be said that the cylinder liner according to the present invention is more advantageous in terms of oil film formation than the conventional cylinder liner.
この理由について第8図を参照して詳細に説明する。The reason for this will be explained in detail with reference to FIG.
第8図において、横座標はシリンターライナのピツチP
とピストンリング巾Bとの比P/Bを、縦座標は油膜h
の大きさの例を示したもので、同図中のa,a。In Fig. 8, the abscissa is the pitch P of the cylinder liner.
and the piston ring width B, the ordinate is the oil film h
This figure shows an example of the size of a and a in the same figure.
で連なる曲線は、1サイクル間ですべり速度の小さい死
点付近のいわゆる最小油膜厚さhminを、bはすべり
速度の大きな行程中央付近での油膜厚さhmaXを示し
たもので、それぞれP/Bの値を変えたときの油膜厚さ
を示すもので、これらの関係は理論的にも実験的にも得
られる傾向である。The continuous curve shows the so-called minimum oil film thickness hmin near the dead center where the sliding speed is low during one cycle, and b shows the oil film thickness hmaX near the center of the stroke where the sliding speed is high, and P/B respectively. It shows the oil film thickness when the value of is changed, and these relationships tend to be obtained both theoretically and experimentally.
まず、従来のウエーブ状のシリンダライナでは、第8図
Iの領域で示される通常p/B〈o.50条件で使用さ
れているため、このゾーンではP/B =0.5の形状
が油膜形成に対し最良の条件となる。First, in the conventional wave-shaped cylinder liner, the normal p/B<o. 50 conditions, the shape of P/B = 0.5 is the best condition for oil film formation in this zone.
従来のものよりも油膜厚さを厚《するためにはP/Bは
0.5より大きくして、p/B=1を選ぶのも最も有効
といえるが、しかし前述したように、死点ではピストン
の首振りやピストンリングの捩れの面からエッジ当りを
避げるため、P/B〈0.5でなければならない。In order to make the oil film thicker than the conventional one, it is most effective to set P/B larger than 0.5 and select p/B=1, but as mentioned above, Then, P/B must be <0.5 in order to avoid edge contact due to piston swing and piston ring twist.
一方、摺動行程中央付近ででは油膜厚さの絶対値も死点
部より大きくなるため、第4図のようなエッジ当り等不
安定となる要因がないため、第8図■の領域で油膜厚さ
が最大となるよりなP/B値、即ちP/B=1を選ぶこ
とができる。On the other hand, near the center of the sliding stroke, the absolute value of the oil film thickness is larger than that at the dead center, so there are no unstable factors such as edge contact as shown in Figure 4. A value of P/B that maximizes the thickness, ie, P/B=1, can be selected.
以上の特性から、シリンダライナの上部や下部など死点
付近ではP/B = 0. 5とし、行程中央付近でぱ
P/B=1となるように、摺動力向に沿ってシリンタ゛
ライナのウエーブのピンチを不等間隔にすることによっ
て、第8図の一点鎖線Cのような油膜厚さの変化の曲線
を得ることができる。From the above characteristics, P/B = 0. near the dead center such as the upper and lower parts of the cylinder liner. 5, and by arranging the pinches of the cylinder liner wave at irregular intervals along the sliding direction so that P/B=1 near the center of the stroke, an oil film like the one-dot chain line C in Fig. 8 can be created. A curve of thickness variation can be obtained.
以上をピストンリングの摺勤行程ベースで表示すると、
前述の通りで、従来のものは第7図の曲線イで表わされ
、本発明によるものは、第1図の曲線口で表わされる。If the above is expressed based on the sliding stroke of the piston ring,
As mentioned above, the conventional one is represented by curve A in FIG. 7, and the one according to the present invention is represented by curve A in FIG.
従って、本発明によるものが従来のものよりも油膜厚さ
増大の効果がすぐれている。Therefore, the oil film according to the present invention is more effective in increasing the oil film thickness than the conventional oil film.
なお、本発明によるシリンダライナであれば、行程中央
での最大油膜厚さhmaXが従来のものより大きいため
、油膜のスクイーズ効果が確実となり、その結果死点で
の油膜厚さも従来のものより厚くなる。In addition, with the cylinder liner according to the present invention, the maximum oil film thickness hmaX at the center of the stroke is larger than the conventional one, so the squeezing effect of the oil film is ensured, and as a result, the oil film thickness at the dead center is also thicker than the conventional one. Become.
上述のように本発明によるシリンダライナでは、従来の
シリンダライナに比べ、全ストローク間の油膜厚さがよ
り厚くできるため、スカンフイングの発生を防止できる
ばかりでなく、初期すり合せが短期間で済むため、運転
経費の節減にも寄与できる。As mentioned above, the cylinder liner according to the present invention allows for a thicker oil film during the entire stroke compared to conventional cylinder liners, which not only prevents the occurrence of scuffing but also allows the initial rubbing to be completed in a short period of time. , it can also contribute to reducing operating costs.
第9図及び第10図はそれぞれ他の実施例を示す。FIG. 9 and FIG. 10 each show other embodiments.
第9図はシリンダライナ表面形状が波状の部分16と平
滑部17とからなるもの、第10図は波状であるが、上
に凸形の部分18からなるもので、いずれも摺動方向に
沿ってピンチを不等間隔としたもので、作用、効果は前
記した実施例と同じである。Fig. 9 shows a cylinder liner with a wavy surface shape and a smooth part 17, and Fig. 10 shows a cylinder liner with a wavy surface but with an upwardly convex part 18. The pinches are arranged at unequal intervals, and the operation and effect are the same as in the embodiment described above.
第1図は内燃機関のシリンダライナとピストンとを示す
断面図、第2図は第1図のシリンダライナのピストンリ
ング摺動面を拡大して示す断面図、第3図はウエーブの
ピンチ及び高さを示す説明図、第4図はエッジ当りを示
す説明図、第5図は本発明による1実施例のシリンダラ
イナの要部を示す断面図、第6図はシリンダライナ凸部
とピストンリング周面との間の油膜厚さを示す説明図、
第7図はピストンリングの1ストローク中の油膜厚さの
変化を示す線図、第8図はシリンダライナの凹凸のピン
チPとピストンリング巾Bとの比P/Bと油膜厚さhと
の関係を示す線図、第9図は本発明による他の実施例を
示す説明図、第10図は本発明によるさらに他の実施例
を示す説明図である。
10・・・・・・シリンダライナ、11 ,12,13
・・・・・・ピストンリング、14・・・・・・凸部、
15・・・・・・凹部。Fig. 1 is a sectional view showing the cylinder liner and piston of an internal combustion engine, Fig. 2 is an enlarged sectional view showing the piston ring sliding surface of the cylinder liner in Fig. 1, and Fig. 3 is a sectional view showing the pinch and height of the wave. FIG. 4 is an explanatory diagram showing edge contact, FIG. 5 is a sectional view showing the main parts of a cylinder liner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing the cylinder liner convex portion and piston ring circumference. An explanatory diagram showing the thickness of the oil film between the
Fig. 7 is a diagram showing the change in oil film thickness during one stroke of the piston ring, and Fig. 8 is a diagram showing the ratio P/B of the pinch P of the unevenness of the cylinder liner to the piston ring width B and the oil film thickness h. A diagram showing the relationship, FIG. 9 is an explanatory diagram showing another embodiment according to the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing still another embodiment according to the present invention. 10...Cylinder liner, 11, 12, 13
... Piston ring, 14 ... Convex part,
15... Concavity.
Claims (1)
リングの摺動方向に沿って波状に形成された凹凸面でな
るものにおいて、上記摺動面の凹凸のピンチをピストン
リングのピストン上下死点ニ対応する位置部で最も狭く
形成すると共にピストンリングの摺動行程中央付近部で
最も広《形成したことを特徴とするシリンダライナ。1. In a case where the piston ring sliding surface of the inner cylinder 2 is an uneven surface formed in a wavy manner along the sliding direction of the piston ring, the pinch of the unevenness of the sliding surface can be corrected to the piston top and bottom dead center of the piston ring. A cylinder liner characterized in that it is narrowest at a position where the piston ring moves, and widest at a position near the center of a piston ring's sliding stroke.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11588978A JPS597018B2 (en) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | cylinder liner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11588978A JPS597018B2 (en) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | cylinder liner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5543243A JPS5543243A (en) | 1980-03-27 |
| JPS597018B2 true JPS597018B2 (en) | 1984-02-16 |
Family
ID=14673691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11588978A Expired JPS597018B2 (en) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | cylinder liner |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS597018B2 (en) |
Families Citing this family (6)
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-
1978
- 1978-09-22 JP JP11588978A patent/JPS597018B2/en not_active Expired
Also Published As
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| JPS5543243A (en) | 1980-03-27 |
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