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2012年08月18日

JE pistone ピストンのオベンキョ番外編

JE pistone ピストンのオベンキョ番外編










ピストンについて、もう少し突っ込んでみました。(って、チョコットですけど)
ピストンのキモは、とにもかくにもフリクションを下げる事だとワタスは思うとります。機械的なパワーロスを少なくし、燃費や性能向上が計れる訳です。
ピストンのフリクションはバカにならす、高回転時ではパワーロスのおおよそ半分がピストンのフリクションといわれています。(リング分も入っていますけど)

そのため、スカート部分の良好な潤滑を確保する必要が有り、その形状やシリンダとのクリアランスが決まって来ると言われています。
super7starさんがおっしゃる様に、ピストンピン方向には、強度確保のためアルミ材の固まり(ピンを支える部分とか)が有る様なコトになっていますから、膨張量は大きくなってしまいます。そこでピン方向の径をチョット小さくしています。
また、ピストントップとスカートでは温度が違ってきますし、エンジンの温度が上がった状態で円筒のシリンダになじむ様プロファイルは決められるワケです。

ピストンに使われているアルミ合金は、鉄の2倍程の熱膨張率が有りますので、油膜確保のため、ピストンの膨張を考えた上で適正なクリアランスや荷重でシリンダと接する様にすることが大事になる訳です。

で、JEピストンなんですが、どのクライ違うのよ?ってことで再計測してみました。
先ず、スカートの基準測定高さでは、83.95mm(測定方向=ピンと直角方向)、ピン方向は83.40mmでやんす。
ちなみに、トップリング上では83.28/83.19mm(上と同じ順番)、オイルリング部分83.70/83.24mm。
マイクロメーターでは結構このテーパーが影響して測りづらいのですが、まあこんな感じにいびつになっとります。
(こりゃ、ボーリングに出す時、測りにくいので、ちゃんと測ってもらわんと、クリアランス間違えちゃうかも?と心配してみる)

そして、ここら辺の寸法に効いてくるのがピストンに使われている材質や強度、線膨張率なんて数値になってくる訳です。以下そこら編の資料です。

材質の違い(クリックして拡大して下さい)
ここには画像の簡単な説明

機械的物性(強度)
ここには画像の簡単な説明

線膨張係数
ここには画像の簡単な説明

てな具合です。
今回入手したピストンは材質が2816ですから、若干クリアランスは多く取る必要が有ります。
前にも触れたかと思いますが、使用状態ではピストンスカートは膨張しシリンダ壁とのクリアランスは計算上巣スカートの径が大きくなる(オーバーラップ)様になっとる様です。

ですから、熱間剛性の高い材料のピストンは、撓みにくくシリンダと強当りする事になり→油膜切れ→スカッフとなっちゃいます。長く乗りたいからとクリアランスを詰めてみる、なんてしない方が良さそうです。もう少し妄想するとスカート下部分のエッジ、これって油膜を取り込む時に結構大事になると思うのですが如何でしょうか?スカート下の形状も大事でしょうね。
と、アレコレ妄想してみました。


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Posted at 2012/08/18 10:03:49

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