[发明专利]内燃机的活塞

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的活塞，特别涉及具有相对于气缸膛的内壁隔着树脂覆膜层滑动的裙部的内燃机的活塞。

背景技术

以往，相对于内燃机的气缸膛的内壁可自由地做往复运动地设置的活塞为了抑制往复运动时的活塞的摆头运动而具有裙部。

在这种具有裙部的活塞中，当与气缸膛的内壁相对的裙部的表面的摩擦阻力大时，活塞在往复运动时的滑动阻力会增大而产生燃料效率恶化、磨损等问题。

因此，作为现有的活塞，有如下活塞（例如，参照日本专利4749398号）：在裙部的表面形成树脂覆膜层，在该树脂覆膜层的整个表面有规则地排列作为润滑油池的凹部，从而降低活塞的滑动阻力。

然而，在这种现有的活塞中，在树脂覆膜层的整个表面有规则地排列有作为润滑油池的凹部，从而润滑油会储存于整个树脂覆膜层。因此，在如内燃机的曲轴的转速为低转速时或/和冲程状态在膨胀冲程状态以外时诸如向活塞的轴线方向施加的负荷较小的情况下，活塞的滑动阻力会变大。

具体地说，裙部形成为在活塞的轴线方向中央部具有最大外径的酒桶状，在向活塞的轴线方向施加的负荷较小的情况下，为了降低裙部和气缸膛的接触压力，该最大外径部与气缸膛抵接，从而抑制了活塞的摆头运动。

因此，在如上述这样向活塞的轴线方向施加的负荷较小的情况下，活塞以最大外径部刮动润滑油的方式相对于气缸膛的内壁往复运动，该润滑油成为阻力，活塞的轴线方向的阻力即活塞的剪切阻力会变大。其结果是，活塞的滑动阻力会变大。

特别是，在如内燃机从冷机状态进行预热运转时这样润滑油的粘性高的情况下，活塞的往复运动时润滑油的阻力会进一步变大，因此活塞的滑动阻力会进一步变大。

发明内容

本发明是鉴于上述这样的问题而完成的，其目的在于，提供在向活塞的轴线方向施加的负荷较小的情况下能够降低因润滑油而导致的活塞的滑动阻力的内燃机的活塞。

为了解决上述问题，本发明的第1方式包括：活塞主体，其设置为相对于气缸膛的内壁可自由地做往复运动，在外周部具有活塞环；以及裙部，其设置于上述活塞主体的下方，在与上述气缸膛的内壁相对的面形成有树脂覆膜层，上述裙部具有：中央裙部，其在上述活塞主体的轴线方向的中央部具有最大外径；上部裙部，其外径从作为上述中央裙部的上端边界线的上部边界开始朝向上述轴线方向逐渐变小，使其在上述中央裙部的上述上部边界的上方弯曲；以及下部裙部，其外径从作为上述中央裙部的下端边界线的下部边界朝向上述轴线方向逐渐变小，使其在上述中央裙部的上述下部边界的下方弯曲，形成于上述中央裙部的上述树脂覆膜层的表面形成为平滑面，在形成于上述上部裙部和上述下部裙部的上述树脂覆膜层的表面形成有保持润滑油的保持部。

为了解决上述问题，在本发明的第2方式中也可以是与下部裙部的保持部的总容积相比，上部裙部的保持部的总容积形成得较大。

这样，根据上述的第1方式，位于中央裙部的树脂覆膜层的表面形成为平滑面，因此能够减少位于中央裙部的树脂覆膜层所保持的润滑油量。

因此，在内燃机的转速为低转速时或/和冲程状态在膨胀冲程状态以外时的诸如向活塞的轴线方向施加的负荷较小的情况下，活塞和气缸膛的内壁的接触压力小，此时，当形成于中央裙部的树脂覆膜层与气缸膛的内壁接触时，能够减少介于气缸膛的内壁和形成于中央裙部的树脂覆膜层之间的润滑油量。

因此，能够减小中央裙部从润滑油受到的阻力，减小活塞的剪切阻力，能够降低活塞的滑动阻力。

另外，在内燃机的转速为高转速时或/和冲程状态在膨胀冲程状态时的诸如向活塞的轴线方向施加的负荷较大的情况下，活塞和气缸膛的内壁的接触压力变大，由于裙部发生变形，除了形成于中央裙部的树脂覆膜层与气缸膛的内壁接触以外，形成于上部裙部和下部裙部的树脂覆膜层也与气缸膛的内壁接触。

在第1方式的活塞中，在形成于上部裙部和下部裙部的树脂覆膜层的表面形成有保持润滑油的多个保持部，因此，能够从保持部向气缸膛的内壁和形成于上部裙部和下部裙部的树脂覆膜层之间的部分供给润滑油来提高润滑性能，从而能够降低活塞的滑动阻力。其结果是，能够在内燃机的运转状态的整个范围内防止内燃机的燃料效率恶化。

根据上述的第2方式，与形成于上部裙部的树脂覆膜层的保持部的总容积相比，形成于下部裙部的树脂覆膜层的保持部的总容积形成得较大，因此，能够使向气缸膛的内壁和形成于与上部裙部相比变形量较大且对气缸膛的内壁的接触压力较大的下部裙部的树脂覆膜层之间供给润滑油的油量大于向气缸膛的内壁和形成于上部裙部的树脂覆膜层之间供给润滑油的油量。