本發(fā)明涉及活塞在汽缸孔內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。

背景技術(shù)：

往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)具有汽缸體、汽缸蓋以及活塞。汽缸體具有沿軸線延伸的至少一個(gè)汽缸孔。汽缸蓋通過多個(gè)螺栓固定于汽缸體的一端?；钊軌蜓刂S線進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動地嵌合于汽缸孔?；钊軌蛲ㄟ^其裙部而在汽缸孔的壁面滑動。

為了通過使活塞在汽缸孔內(nèi)順暢地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動、減少竄氣等來提高內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，在活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動的整個(gè)范圍內(nèi)汽缸孔的正圓度高這一點(diǎn)是很重要的。

在國際公開第2011/152216中，公開了求出由于用多個(gè)螺栓將汽缸蓋固定于汽缸體的一端而引起的汽缸孔的變形量的預(yù)測值。由此，公開了將汽缸孔加工為在發(fā)生了預(yù)測值的變形時(shí)成為正圓的形狀的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，與沒有預(yù)測汽缸孔的變形量而對汽缸孔進(jìn)行加工的情況相比，能夠提高汽缸蓋固定于汽缸體的一端后的汽缸孔的正圓度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在內(nèi)燃機(jī)中，為了減小各種可動部件和與之接觸的部件之間的摩擦，向這些部件之間供給發(fā)動機(jī)油，由此潤滑這些部件，所述接觸部件與可動部件接觸。例如，向活塞與汽缸孔的壁面之間，從曲軸室側(cè)通過噴射油或由曲軸引起的飛濺供給發(fā)動機(jī)油，由此活塞與汽缸孔的壁面之間被潤滑。

即使汽缸孔的正圓度高，在活塞的裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙小的情況下，能夠存在于它們之間的發(fā)動機(jī)油的量也少。因此，裙部與汽缸孔的壁面的摩擦的程度變高。其結(jié)果，摩擦損失變高。相反，在裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙大的情況下，能夠存在于它們之間的發(fā)動機(jī)油的量多。因此，隨著活塞的往復(fù)運(yùn)動而向燃燒室移動的發(fā)動機(jī)油的量也變多。移動到燃燒室的發(fā)動機(jī)油通過蒸發(fā)、燃燒等變成氣體并與排氣一起向內(nèi)燃機(jī)外排出。因此，若向燃燒室移動的發(fā)動機(jī)油的量變多，則發(fā)動機(jī)油的消耗量變高。

本發(fā)明提供一種改良成既能夠避免活塞的裙部與汽缸孔的壁面之間的摩擦的程度變高又能夠減小發(fā)動機(jī)油的消耗量的內(nèi)燃機(jī)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種包括汽缸體、汽缸蓋以及活塞的內(nèi)燃機(jī)。所述汽缸體具有至少一個(gè)汽缸孔。所述至少一個(gè)汽缸孔沿所述汽缸孔的軸線延伸。所述汽缸蓋通過多個(gè)螺栓固定于所述汽缸體的第1端。所述活塞構(gòu)成為沿所述軸線進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。所述活塞收納于所述汽缸孔。所述活塞包括能夠在所述汽缸孔的壁面滑動的裙部。所述汽缸孔在第1范圍內(nèi)包括第1部位。所述第1部位是所述汽缸孔的第2范圍內(nèi)的所述汽缸孔的直徑最小的部位。所述第2范圍是伴隨所述活塞的往復(fù)運(yùn)動而所述裙部移動的范圍。所述第1范圍是與所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的所述裙部相對的所述汽缸孔的軸線方向的范圍。所述活塞位于下止點(diǎn)時(shí)的所述裙部與所述第1部位之間的所述汽缸孔的徑向的間隙是所述第2范圍內(nèi)的所述裙部與所述汽缸孔的壁面之間的所述徑向的間隙中的最小值。

根據(jù)上述的構(gòu)成，伴隨活塞的往復(fù)運(yùn)動的裙部的移動范圍(第2范圍)內(nèi)的汽缸孔的最小直徑的部位(第1部位)在活塞處于下止點(diǎn)時(shí)與裙部相對。而且，活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部與最小直徑的部位之間的間隙在裙部的移動范圍內(nèi)的裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙中最小。

因此，能夠減少在活塞處于下止點(diǎn)及其附近時(shí)從曲軸室向裙部與汽缸孔的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。而且，能夠減少在活塞的壓縮行程中附著于裙部的徑向外側(cè)的表面而移動的發(fā)動機(jī)油的量。因此，能夠減少因活塞的往復(fù)運(yùn)動而經(jīng)過裙部與汽缸孔的壁面之間并向燃燒室移動的發(fā)動機(jī)油的量，由此，能夠減少發(fā)動機(jī)油的消耗量。

而且，裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙在活塞的壓縮行程中，比上述最小值大，在活塞的膨脹行程中也維持為比上述最小值大的值。因此，能夠避免活塞處于下止點(diǎn)及其附近以外的行程區(qū)域時(shí)的裙部與汽缸孔的壁面之間的摩擦變高。

此外，在本申請中，“裙部”是如下部位：具有比供活塞環(huán)配置的小徑的部位大的外徑，位于比小徑的部位遠(yuǎn)離汽缸蓋側(cè)的位置，并且在活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動時(shí)能夠在汽缸孔的壁面滑動。

在上述內(nèi)燃機(jī)中，所述汽缸體可以包括所述第1端與第2端。所述裙部可以包括第3端和第4端。所述第3端可以是所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的較為接近所述汽缸體的所述第1端的所述裙部的端部。所述第4端可以是所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的所述裙部中的較為遠(yuǎn)離所述汽缸體的所述第1端的所述裙部的端部。在所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，所述第4端可以位于在所述軸線方向上與所述汽缸體的所述第2端相同的位置以及相對于該與所述第2端相同的位置靠所述第1端側(cè)的位置中的任意一個(gè)位置。所述第1部位可以處于相對于所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的所述裙部中的所述第3端靠所述汽缸體的所述第2端側(cè)的位置。

根據(jù)上述構(gòu)成，在活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，裙部在其整個(gè)范圍內(nèi)與汽缸孔的壁面相對，裙部不露出到曲軸室。因此，不會有大量的發(fā)動機(jī)油在曲軸室直接向裙部的表面供給。而且，活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，在相對于裙部中的較為接近汽缸體的上述第1端的端部(第3端部)靠汽缸體的另一端側(cè)即曲軸室側(cè)的端部(第2端部)，裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙最小。因此，能夠減少在活塞處于下止點(diǎn)時(shí)向比間隙最小的位置靠上述一端側(cè)的裙部與汽缸孔的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。

在上述內(nèi)燃機(jī)中，所述第1部位可以處于與所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的所述裙部的所述第4端部相對的位置。

根據(jù)上述構(gòu)成，活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙在裙部的較為遠(yuǎn)離上述一端的端部即曲軸室側(cè)的端部(第4端部)的軸線方向位置最小。因此，能夠有效地減少在活塞處于下止點(diǎn)及其附近時(shí)從曲軸室側(cè)向裙部與汽缸孔的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。

在上述內(nèi)燃機(jī)中，所述汽缸孔可以包括第5端。所述第5端可以是位于所述汽缸體的所述第2端側(cè)的所述汽缸孔的端部。所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)的所述裙部的所述第4端可以相對于所述第5端位于所述第1端側(cè)的相反側(cè)的位置。所述汽缸孔的所述第5端可以是所述第1部位的一部分。

根據(jù)上述構(gòu)成，在活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，裙部的較為遠(yuǎn)離上述一端的端部(第4端)露出到曲軸室，因此，發(fā)動機(jī)油直接向裙部的露出的部分的表面供給。但是，汽缸體的另一端側(cè)的汽缸孔的端部(第5端)構(gòu)成最小直徑的部位(第1部位)，裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙為最小值。因此，能夠減少在活塞處于下止點(diǎn)時(shí)從曲軸室側(cè)向比最小直徑的部位靠上述一端側(cè)的裙部與汽缸孔的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。而且，在活塞從下止點(diǎn)朝向上止點(diǎn)移動時(shí)，能夠通過最小直徑的部位刮落附著于裙部的露出的部分的徑向外側(cè)的表面的發(fā)動機(jī)油。

在上述內(nèi)燃機(jī)中，在通過所述軸線的徑向的截面觀察，所述汽缸孔的壁面可以在與所述第1部位相鄰且比所述第1部位靠所述第1端側(cè)的位置具有曲面。所述曲面可以是比連結(jié)所述第1部位與第2部位的圓錐面向所述軸線側(cè)凸的凸?fàn)?。所述?部位可以在所述汽缸孔中位于比所述第1部位靠所述第1端側(cè)的位置。所述第2部位可以具有比最小直徑大的直徑。

根據(jù)上述構(gòu)成，與汽缸孔的壁面呈圓錐狀或向離開軸線的方向凸的凸?fàn)畹那娴那闆r相比，能夠減小比最小直徑的部位靠上述一端側(cè)的裙部與汽缸孔的壁面之間的間隙。因此，能夠減少在與最小直徑的部位相鄰且比最小直徑的部位靠上述一端側(cè)的區(qū)域存在于裙部與汽缸孔的壁面之間的發(fā)動機(jī)油的量。

而且，與汽缸孔的壁面呈圓錐狀或向離開軸線的方向凸的凸?fàn)畹那娴那闆r相比，能夠減小活塞離開下止點(diǎn)而向上止點(diǎn)移動時(shí)的裙部的較為遠(yuǎn)離上述一端的端部與汽缸孔的壁面之間的間隙。因此，能夠減少在活塞離開下止點(diǎn)而向上止點(diǎn)移動時(shí)，從曲軸室側(cè)向裙部與汽缸孔的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。

在上述內(nèi)燃機(jī)中，所述第1部位可以具有恒定的直徑。所述第1部位可以是在所述汽缸孔中沿所述軸線延伸的圓筒形狀的部位。

根據(jù)上述構(gòu)成，與最小直徑的部位不以恒定的直徑沿軸線延伸的情況相比，能夠增大將裙部與汽缸孔的壁面之間的徑向的間隙維持為最小值的活塞的行程范圍。因此，與最小直徑的部位不以恒定的直徑沿軸線延伸的情況相比，能夠減少在活塞處于下止點(diǎn)及其附近時(shí)從曲軸室向裙部與汽缸孔的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。

特別是，在圓筒區(qū)域延伸到汽缸孔的上述一端的相反側(cè)的端部為止的情況下，與上述相反側(cè)的端部的直徑比最小直徑大的情況相比，能夠減少在活塞處于下止點(diǎn)時(shí)附著于裙部的徑向外側(cè)的表面的發(fā)動機(jī)油的量。因此，能夠有效地減少在活塞的壓縮行程中，附著于裙部的表面而向上方移動的發(fā)動機(jī)油的量。

在上述內(nèi)燃機(jī)中，也可以是，與所述活塞處于上止點(diǎn)時(shí)的所述裙部相對的部分的所述汽缸孔的直徑越接近所述第1端越小。

活塞在相對于裙部位于上述一端側(cè)且比裙部小徑的區(qū)域支撐壓縮環(huán)和油環(huán)。這些環(huán)與汽缸孔的壁面滑動接觸。根據(jù)上述構(gòu)成，與活塞處于上止點(diǎn)時(shí)的裙部相對的區(qū)域內(nèi)的汽缸孔的直徑越接近上述一端越小，因此，隨著活塞接近上止點(diǎn)而壓縮環(huán)與汽缸孔的壁面之間的間隔變小，氣體流通的路徑變窄。由此，能夠減少活塞處于上止點(diǎn)及其附近的狀況下的竄氣。

附圖說明

以下，參照附圖對本發(fā)明的例示性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義進(jìn)行說明，在附圖中，相似的標(biāo)記附圖標(biāo)記表示相似的元素。

圖1是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的第一實(shí)施方式的概略構(gòu)成圖。

圖2是在與軸線垂直的方向上觀察圖1所示的活塞所觀察到的正視圖。

圖3是從曲軸側(cè)沿軸線觀察圖2所示的活塞所觀察到的仰視圖。

圖4是表示所述第一實(shí)施方式的放大部分縱剖視圖。

圖5是表示所述第一實(shí)施方式的重要部分的放大部分縱剖視圖。

圖6是表示汽缸孔的直徑根據(jù)沿著軸線的上部、中央部以及下部而不同的各種內(nèi)燃機(jī)的說明圖。

圖7是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的第二實(shí)施方式的重要部分的放大部分縱剖視圖。

圖8是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的第三實(shí)施方式的重要部分的放大部分縱剖視圖。

圖9是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的第四實(shí)施方式的重要部分的放大部分縱剖視圖。

圖10是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的第五實(shí)施方式的重要部分的放大部分縱剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是整體地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)10的圖。內(nèi)燃機(jī)10具有汽缸體12、汽缸蓋14、下殼體16以及活塞18。汽缸體12具有在與圖1的紙面垂直的方向上排列的汽缸數(shù)的汽缸孔20。在汽缸體12中，各汽缸孔20沿軸線22延伸。在汽缸體12和汽缸蓋14設(shè)置了冷卻水通路。在圖1中省略了冷卻水通路的圖示。在圖1中，在汽缸孔20的兩側(cè)，在與圖1的紙面垂直的方向上間隔設(shè)置的多個(gè)位置通過螺栓24將汽缸蓋14固定于汽缸體12的一端12t(第1端的一例)。在此之后的說明中，將各部件的在圖1等中觀察為上側(cè)的一端指稱為“上端”，將在圖1等中觀察為下側(cè)的另一端指稱為“下端”。而且，將在圖1等中觀察為上方和上側(cè)分別簡單地記載為“上方”和“上側(cè)”，將在圖1等中觀察為下方和下側(cè)分別簡單地記載為“下方”和“下側(cè)”。

下殼體16通過沒有在圖1中示出的多個(gè)螺栓固定于汽缸體12的曲軸箱12c的下端12b(第2端的一例)。曲軸箱12c與下殼體16互相協(xié)作而將曲軸28支撐為能夠繞與軸線22垂直的旋轉(zhuǎn)軸線26旋轉(zhuǎn)。曲軸箱12c和下殼體16構(gòu)成曲軸室30。活塞18能夠沿軸線22進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動地嵌合于汽缸孔20?；钊?8與汽缸體12以及汽缸蓋14協(xié)作而形成燃燒室21?；钊?8的往復(fù)運(yùn)動通過沒有在圖1中示出的活塞銷和連桿向曲軸28傳遞，通過這些部件的協(xié)作被變換為曲軸28的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

下殼體16的下方部形成儲存發(fā)動機(jī)油32的油盤p。發(fā)動機(jī)油32通過由曲軸28引起的飛濺或者沒有在圖1中示出的強(qiáng)制潤滑裝置而作為噴射油從曲軸室30向汽缸孔20的下端部和活塞18的內(nèi)側(cè)供給。這樣的發(fā)動機(jī)油32的供給路徑由箭頭a簡單表示。供給到汽缸孔20的下端部的發(fā)動機(jī)油32介于汽缸體12與活塞18之間，由此潤滑這些部件。發(fā)動機(jī)油32也通過強(qiáng)制潤滑裝置向凸輪軸、進(jìn)氣門以及排氣門等其他運(yùn)動部件循環(huán)供給，由此潤滑這些部件。

對汽缸體12與活塞18之間進(jìn)行潤滑的發(fā)動機(jī)油32的一部分隨著活塞18的往復(fù)運(yùn)動而向燃燒室21移動。移動到燃燒室21的發(fā)動機(jī)油32通過蒸發(fā)和燃燒變成氣體并與排氣一起向內(nèi)燃機(jī)10外排出。因此，為了降低對汽缸體12與活塞18之間進(jìn)行潤滑的發(fā)動機(jī)油32的消耗量，有效的是，使得從曲軸室30供給而介于汽缸體12與活塞18之間的發(fā)動機(jī)油32的量不過剩。

如圖2和圖3所示，活塞18具有沿軸線34延伸的圓柱部36和與圓柱部36成為一體的兩個(gè)裙部38。從下方沿軸線34觀察，裙部38在活塞銷(未圖示)的軸線54的兩側(cè)相對于軸線34在徑向上間隔設(shè)置。至少在圓柱部36的附近，裙部38可以繞軸線34整周地延伸。

圓柱部36具有供壓縮環(huán)(未圖示)配置的兩個(gè)環(huán)形槽40、42和供油環(huán)(未圖示)配置的一個(gè)環(huán)形槽44。裙部38呈以軸線34為中心的圓弧板狀，沿軸線34延伸。裙部38具有比圓柱部36大的外徑，對在汽缸孔20的壁面滑動的裙部38的外表面的主要部分46(交叉影線的區(qū)域)進(jìn)行了減小摩擦處理。此外，以上的構(gòu)造在所有的實(shí)施方式中相同。各實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)可以是汽油機(jī)和柴油機(jī)中的任一者。

在通過軸線22的徑向的截面中觀察，第一實(shí)施方式的汽缸孔20呈圖4和圖5所示的形態(tài)。該汽缸孔20的形態(tài)和后述的其他的形態(tài)可以通過珩磨加工等形成，該珩磨加工例如，在汽缸體12通過螺栓固定于與汽缸蓋14同樣的夾具的狀態(tài)下進(jìn)行，以將汽缸孔20的壁面精加工得平滑。

此外，在圖4和圖5中，單點(diǎn)劃線與雙點(diǎn)劃線分別概略性地示出了處于下止點(diǎn)和上止點(diǎn)時(shí)的活塞18的位置，單點(diǎn)劃線和雙點(diǎn)劃線的陰影概略性地示出了裙部38的范圍。箭頭lpt示出了伴隨活塞18的往復(fù)運(yùn)動的活塞18的上端的移動范圍。箭頭ls示出了伴隨活塞18的往復(fù)運(yùn)動的裙部38的移動范圍。

在汽缸蓋14通過螺栓24固定于汽缸體12的一端12t的圖示的狀況下，汽缸孔20在從其上端20t到下端20b的任意的部位均具有以軸線22為中心的實(shí)質(zhì)上為正圓的截面形狀。在圖4和圖5中，為了明確汽缸孔20的各部位處的直徑的大小關(guān)系，將直徑的差異放大進(jìn)行圖示。這些在后述的圖6及其以后的圖中也同樣。

如圖4和圖5所示，汽缸孔20具有在裙部38的移動范圍ls內(nèi)的最小直徑的部位(第1部位的一例)48。在裙部38的移動范圍ls內(nèi)比最小直徑的部位48靠上側(cè)、即汽缸體12的上端12t側(cè)的汽缸孔20的直徑dc，比最小直徑的部位48的直徑即最小直徑dcmin大。此外，汽缸孔20的直徑dc的最大值與最小直徑dcmin的實(shí)際的差為0.015～0.2mm左右為佳。這些在后述的其他的實(shí)施方式中也同樣。

在第一實(shí)施方式中，活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部38的下端(第4端的一例)38b位于比汽缸孔20的下端(第5端的一例)20b稍微靠上方的位置。最小直徑的部位48設(shè)置于與活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部38的下端38b相對的軸線方向位置。因此，最小直徑的部位48位于與活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)的從裙部38的上端(第3端的一例)38t到下端38b的區(qū)域相對的范圍rs內(nèi)。裙部38的外徑ds如圖4和圖5所示，從上端38t到下端38b實(shí)質(zhì)上是恒定的。

因此，裙部38與汽缸孔20的壁面之間的徑向的間隙(dc-ds)/2在裙部38的下端38b處最小，為(dcmin-ds)/2。從與下端38b相對的位置到汽缸孔20的下端20b的區(qū)域的直徑dc恒定為最小直徑dcmin。也可以是，該區(qū)域的直徑dc越接近下端20b變得越大，相反，還可以是越接近下端20b變得越小。

在圖4和圖5的剖視圖中，汽缸孔20的壁面在與最小直徑的部位48相鄰且比最小直徑的部位48靠上側(cè)的區(qū)域內(nèi)具有曲面20c。曲面20c是比圓錐面向軸線22側(cè)凸的凸?fàn)?，所述圓錐面將最小直徑的部位48與在比最小直徑的部位靠上端12t側(cè)且具有比最小直徑大的直徑的部位(第2部位的一例)連結(jié)。因此，曲面20c相對于軸線22的傾斜角越接近最小直徑的部位48即越向下越小。

而且，在第一實(shí)施方式中，與活塞18處于上止點(diǎn)時(shí)的裙部38相對的區(qū)域內(nèi)的汽缸孔20的直徑dc越接近汽缸體12的上端12t越小。比活塞18處于上止點(diǎn)時(shí)的裙部38的上端38t靠上側(cè)的區(qū)域內(nèi)的汽缸孔20的直徑dc恒定。所述區(qū)域是汽缸孔20的上端小徑部50的區(qū)域。上端小徑部50的直徑dc優(yōu)選為最小直徑的部位48的直徑dcmin以上，但也可以比直徑dcmin小。此外，上述的與汽缸孔20的上端12t接近的區(qū)域的形態(tài)在后述的其他的實(shí)施方式中也同樣。

接著，如圖6所示，關(guān)于汽缸孔20的直徑dc根據(jù)沿著軸線22的上部、中央部以及下部而不同的各種內(nèi)燃機(jī)10a～10i，對通過實(shí)驗(yàn)得到確認(rèn)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行說明。此外，在圖6和后述的表1中，“大”表示以使得減小活塞18與汽缸孔20的壁面之間的摩擦的方式較大地設(shè)定的直徑。“小”表示在使得活塞18與汽缸孔20的壁面之間的摩擦不會過大的范圍內(nèi)盡可能小地設(shè)定的直徑，“中”表示“大”與“小”的中間的直徑。

內(nèi)燃機(jī)10a～10i的上部、中央部以及下部處的汽缸孔20的直徑dc如圖6和下述表1所示。此外，表1中的優(yōu)缺點(diǎn)的評價(jià)項(xiàng)目的“bbg/nv”表示竄氣和振動噪聲。關(guān)于bbg/nv，竄氣的量越少、振動噪聲越低，性能評價(jià)為越好。“摩擦”表示活塞18與汽缸孔20的壁面之間的摩擦。摩擦的程度越低，性能評價(jià)為越好?！坝汀北硎景l(fā)動機(jī)油的消耗量。油的消耗量越少，性能評價(jià)為越好。“綜合”表示基于以上的評價(jià)項(xiàng)目的性能的綜合的評價(jià)。而且，“◎”意味著評價(jià)為“非常好”。“○”意味著評價(jià)為“好”。“△”意味著評價(jià)為“一般”?！啊痢币馕吨u價(jià)為“差”。在任何的內(nèi)燃機(jī)中下部的直徑dc均為“小”，因此“油”的評價(jià)均為“○”。

表1

在內(nèi)燃機(jī)10a中，上部和中央部的直徑dc為“大”?！澳Σ痢钡男阅転椤穑案Z氣和振動噪聲”的性能差。綜合評價(jià)為○。在內(nèi)燃機(jī)10b中，上部和中央部的直徑dc分別為“大”和“中”。“摩擦”的性能為△，“竄氣和振動噪聲”的性能差。因此，綜合評價(jià)為△。

在內(nèi)燃機(jī)10c中，上部的直徑dc為“大”，中央部的直徑dc為“小”?！案Z氣和振動噪聲”的性能以及“摩擦”的性能都差。因此，綜合評價(jià)為△。在內(nèi)燃機(jī)10d中，上部的直徑dc為“中”，中央部的直徑dc為“大”?！案Z氣和振動噪聲”的性能以及“摩擦”的性能均為△。因此，綜合評價(jià)為○。

在內(nèi)燃機(jī)10e中，上部和中央部的直徑dc為“中”，在內(nèi)燃機(jī)10f中，上部的直徑dc為“中”，中央部的直徑dc為“小”。在所述內(nèi)燃機(jī)10e和10f中，“竄氣和振動噪聲”的性能為△，但“摩擦”的性能差。因此，綜合評價(jià)為△。

在內(nèi)燃機(jī)10h中，上部的直徑dc為“小”，中央部的直徑dc為“中”，在內(nèi)燃機(jī)10i中，上部和中央部的直徑dc為“小”。在所述內(nèi)燃機(jī)10h和10i中，“竄氣和振動噪聲”的性能好，但“摩擦”的性能差。因此，綜合評價(jià)為○。

與以上的內(nèi)燃機(jī)不同，在按照本發(fā)明而構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)10g中，上部的直徑dc為“小”，中央部的直徑dc為“大”。在該內(nèi)燃機(jī)10g中，“竄氣和振動噪聲”的性能好，“摩擦”的性能為△。因此，綜合評價(jià)為◎，內(nèi)燃機(jī)10g具有比上述任何的內(nèi)燃機(jī)都優(yōu)異的性能。

如上所述，第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)10具有屬于內(nèi)燃機(jī)10g的基本構(gòu)造的構(gòu)造。由此，根據(jù)第一實(shí)施方式，可確保竄氣和振動噪聲的良好的性能，并且能夠防止活塞18與汽缸孔20的壁面之間的摩擦變得過大，減少發(fā)動機(jī)油32的消耗量。此外，該基本的作用效果也能夠在后述的第二實(shí)施方式～第五實(shí)施方式中得到。

特別是，根據(jù)第一實(shí)施方式，汽缸孔20的最小直徑的部位48與活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部38的下端38b相對，比最小直徑的部位48靠上方的區(qū)域具有比最小直徑的部位48的直徑dcmin大的直徑dc。因此，與最小直徑的部位48擴(kuò)及到比下端38b靠上方的范圍的構(gòu)造(例如后述的第二實(shí)施方式)相比，能夠減小活塞18處于下止點(diǎn)附近時(shí)的汽缸孔20與裙部38之間的摩擦。

而且，與最小直徑的部位48與比裙部38的下端38b靠上方的區(qū)域相對、且比最小直徑的部位48靠下方的區(qū)域具有比最小直徑dcmin大的直徑dc的構(gòu)造(例如后述的第三實(shí)施方式)相比，能夠減少在活塞18處于下止點(diǎn)及其附近時(shí)存在于下端38b及其附近與汽缸孔20的壁面之間的發(fā)動機(jī)油的量。

圖7示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)10。此外，在圖7中，對與圖4和圖5所示的部件相同的部件標(biāo)注與在圖4和圖5中標(biāo)注的標(biāo)號相同的標(biāo)號。該情況在后述的其他的實(shí)施方式中也同樣。

在第二實(shí)施方式中，汽缸孔20的最小直徑的部位48是從與活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部38的上端38t與下端38b的中間相對的位置到汽缸孔20的下端20b的范圍。汽缸孔20的壁面在最小直徑的部位的范圍內(nèi)具有圓筒區(qū)域，該圓筒區(qū)域具有恒定的直徑dmin且沿軸線22延伸。因此，裙部38與汽缸孔20的壁面之間的徑向的間隙(dc-ds)/2在最小直徑的部位48的上述范圍內(nèi)最小，為(dcmin-ds)/2。

汽缸孔20的曲面20c的沿著軸線22的方向的長度比第一實(shí)施方式中的該長度小，但也可以將汽缸孔20的最大直徑的區(qū)域的軸線方向的長度設(shè)為比第一實(shí)施方式的該長度小，以使得汽缸孔20的曲面20c的沿著軸線22的方向的長度與第一實(shí)施方式中的該長度相同。第二實(shí)施方式的其他方面構(gòu)成為與上述的第一實(shí)施方式同樣。

根據(jù)第二實(shí)施方式，與最小直徑的部位48不以恒定的直徑沿軸線22延伸的情況相比，能夠增大裙部38與汽缸孔20的壁面之間的徑向的間隙維持為最小值(dcmin-ds)/2的活塞18的行程范圍。因此，與第一實(shí)施方式的情況相比，不僅在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)，在處于下止點(diǎn)的附近時(shí)，也能夠有效地減少從曲軸室30越過最小直徑的部位48向裙部38與汽缸孔20的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。此外，該作用效果也能夠在后述的第三實(shí)施方式和第四實(shí)施方式中得到。

在圖8所示的第三實(shí)施方式中，活塞18的裙部38呈琵琶桶(barrel)形，裙部38的最大直徑的部位52位于比沒有在圖8中示出的活塞銷的軸線54靠下端38b側(cè)的位置。最大直徑的部位52的直徑dsmax比汽缸孔20的最小直徑的部位48的直徑dcmin小。最小直徑的部位48是與活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部38的最大直徑的部位52及其上下的區(qū)域相對的區(qū)域。最小直徑的部位48的上端48t位于裙部38的上端38t與最大直徑的部位52之間的軸線方向位置，最小直徑的部位48的下端48b位于裙部38的下端38b與最大直徑的部位52之間的軸線方向位置。

最小直徑的部位48的直徑dc從其上端48t到下端48b為止恒定為最小直徑dmin。因此，裙部38與汽缸孔20的壁面之間的間隙(dc-ds)/2在最大直徑的部位52最小，為(dcmin-dsmax)/2。在圖示的實(shí)施方式中，比下端48b靠下方的汽缸孔20的直徑dc隨著朝向下端20b而變大。但是，最小直徑的部位48的范圍也可以至少擴(kuò)張到與裙部38的下端38b相對的位置為止。第三實(shí)施方式的其他方面構(gòu)成為與上述的第一實(shí)施方式同樣。

根據(jù)第三實(shí)施方式，在活塞18的裙部38呈桶形的內(nèi)燃機(jī)10中，能夠在最大直徑的部位52將裙部38與汽缸孔20的壁面之間的間隙(dc-ds)/2設(shè)為最小值(dcmin-dsmax)/2。因此，能夠減少在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)，從曲軸室30側(cè)越過最大直徑的部位52向上方供給的發(fā)動機(jī)油的量。

在圖9所示的第四實(shí)施方式中，活塞18的裙部38的直徑ds在上端38t的附近的壟部38m最大，壟部38m繞活塞18的軸線34圓弧狀地延伸。壟部38m的最大直徑為dsmax，比壟部38m靠下端38b側(cè)的區(qū)域的直徑ds實(shí)質(zhì)上恒定。

汽缸孔20的最小直徑的部位48是從與活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)的裙部38的壟部38m與下端38b的中間相對的位置到汽缸孔20的下端20b的范圍。因此，裙部38與汽缸孔20的壁面之間的徑向的間隙(dc-ds)/2在與最小直徑的部位48相對應(yīng)的上述范圍最小，為(dcmin-ds)/2。

在圖示的實(shí)施方式中，曲面20c與壟部38m的下側(cè)的斜面的至少一部分平行地延伸，以使得壟部38m與曲面20c的間隔和最小的間隙(dcmin-ds)/2實(shí)質(zhì)上相同。此外，如圖9中虛線所示，曲面20c也可以與壟部38m的下側(cè)的斜面間隔設(shè)置。第四實(shí)施方式的其他方面構(gòu)成為與上述的第二實(shí)施方式同樣。

根據(jù)第四實(shí)施方式，在活塞18的裙部38在上端38t的附近具有壟部38m的內(nèi)燃機(jī)10中，能夠在比壟部38m靠下方的位置將裙部38與汽缸孔20的壁面之間的間隙(dc-ds)/2設(shè)置為最小值(dcmin-dsmax)/2。因此，能夠減少在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)，從曲軸室30側(cè)越過間隙為最小值(dcmin-dsmax)/2的區(qū)域向上方供給的發(fā)動機(jī)油的量。

在圖10所示的第五實(shí)施方式中，在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)，呈與第一實(shí)施方式同樣的圓柱形的裙部38的下端38b位于比汽缸孔20的下端20b靠下方的位置，裙部38的下端部從汽缸孔20向下方突出。因此，在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)，裙部38在從其上端38t到與汽缸孔20的下端20b相對應(yīng)的位置為止的范圍rs內(nèi)，與汽缸孔20的壁面相對，在比范圍rs靠下方的位置，露出到曲軸室30。

在至少與處于下止點(diǎn)時(shí)的活塞18相對的區(qū)域內(nèi)，汽缸孔20的直徑dc隨著向汽缸孔20的下端20b接近而變小。因此，最小直徑的部位48為汽缸孔20的下端20b，最小直徑為dcmin。而且，裙部38與汽缸孔20的壁面之間的徑向的間隙(dc-ds)/2在下端20b最小，為(dcmin-ds)/2。第五實(shí)施方式的其他方面構(gòu)成為與上述的第一實(shí)施方式同樣。

第五實(shí)施方式的構(gòu)造除了在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)，裙部38的下端部從汽缸孔20向下方突出這一點(diǎn)之外，其他與上述的第一實(shí)施方式的構(gòu)造相同。因此，根據(jù)第五實(shí)施方式，在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)裙部38的下端部從汽缸孔20向下方突出的內(nèi)燃機(jī)10中，能夠得到與上述的第一實(shí)施方式的情況同樣的作用效果。

而且，汽缸孔20的下端20b具有最小直徑的部位48，在該下端，裙部38與汽缸孔20的壁面之間的間隙為最小值(dcmin―ds)/2。因此，在活塞18從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動時(shí)，能夠通過下端20b將附著于裙部38的露出到曲軸室30的部分的徑向外側(cè)的表面的發(fā)動機(jī)油刮落。

此外，根據(jù)上述的各實(shí)施方式，在通過軸線22的截面觀察，汽缸孔20的壁面在與最小直徑的部位48相鄰且比最小直徑的部位48靠上端12t側(cè)的區(qū)域具有朝向軸線22凸的凸?fàn)畹那?0c。因此，與汽缸孔20的壁面具有圓錐狀或向離開軸線22的方向凸的凸?fàn)畹那娴那闆r(例如圖5的虛線)相比，能夠減小比最小直徑的部位48靠上側(cè)的裙部38與汽缸孔20的壁面之間的間隙。因此，能夠減少在與最小直徑的部位48相鄰且比最小直徑的部位靠上側(cè)的區(qū)域存在于裙部38與汽缸孔20的壁面之間的發(fā)動機(jī)油的量。

而且，與汽缸孔20的壁面呈圓錐狀或向離開軸線的方向凸的凸?fàn)畹那娴那闆r相比，能夠減小活塞18離開下止點(diǎn)而向上止點(diǎn)移動時(shí)的裙部38的下端38b與汽缸孔20的壁面之間的間隙(dc-ds)/2。因此，能夠減少在活塞18離開下止點(diǎn)而向上止點(diǎn)移動時(shí)，從曲軸室30側(cè)向裙部38與汽缸孔20的壁面之間供給的發(fā)動機(jī)油的量。

另外，根據(jù)上述的各實(shí)施方式，與活塞18處于上止點(diǎn)時(shí)的裙部38相對的區(qū)域內(nèi)的汽缸孔20的直徑dc越接近汽缸體12的上端12t越小。因此，隨著活塞18接近上止點(diǎn)而壓縮環(huán)與汽缸孔20的壁面之間的間隔變小，氣體流通的路徑變窄。因此，能夠減少活塞18處于上止點(diǎn)及其附近的狀況下的竄氣。另外，能夠降低以存在于裙部38與汽缸孔20的壁面之間的發(fā)動機(jī)油因竄氣而向曲軸室側(cè)移動為起因，裙部與汽缸孔的壁面的摩擦增大之虞。

而且，根據(jù)上述的第二實(shí)施方式和第四實(shí)施方式，裙部38與汽缸孔20的壁面之間的徑向的間隙(dc-ds)/2為最小值(dcmin-ds)/2的區(qū)域不僅沿軸線22延伸，還擴(kuò)及到汽缸孔20的下端20b。因此，與像第三實(shí)施方式那樣下端20b處的間隙(dc-ds)/2比最小值大的情況相比，能夠減少活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)附著于裙部38的徑向外側(cè)的表面的發(fā)動機(jī)油的量。因此，能夠有效地減少在活塞18的壓縮行程中，附著于裙部38的表面而向上方移動的發(fā)動機(jī)油的量。

而且，根據(jù)上述的第二實(shí)施方式～第四實(shí)施方式，具有恒定的直徑dmin且沿軸線22延伸的圓筒區(qū)域的軸線方向的范圍比裙部38與汽缸孔20的壁面相對的范圍rs小。因此，較之具有恒定的直徑dmin且沿軸線22延伸的圓筒區(qū)域的軸線方向的范圍與范圍rs相同或大于范圍rs的情況，能夠減小裙部38與汽缸孔20的壁面之間的摩擦，減少摩擦損失。

以上，對本發(fā)明的特定的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式，能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)實(shí)施其他各種實(shí)施方式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。

例如，在上述的第一實(shí)施方式～第四實(shí)施方式中，裙部38的下端38b在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)位于比汽缸孔20的下端20b稍微靠上方的位置。但是，裙部38的下端38b也可以在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)位于與汽缸孔20的下端20b相同的軸線方向位置。

另外，也可以對上述的第二實(shí)施方式～第四實(shí)施方式進(jìn)行修正，以使得與第五實(shí)施方式同樣，在活塞18處于下止點(diǎn)時(shí)，裙部38的下端38b位于比汽缸孔20的下端20b靠下方的軸線方向位置。

另外，在上述的第一實(shí)施方式或第五實(shí)施方式中，也可以對裙部38進(jìn)行修正，以使其呈具有第三實(shí)施方式的桶形或第四實(shí)施方式的壟部的形態(tài)而不是圓弧板狀。

另外，在上述的各實(shí)施方式中，汽缸孔20的壁面在與最小直徑的部位48相鄰且比最小直徑的部位48靠上側(cè)的區(qū)域內(nèi)呈朝向軸線22凸的凸?fàn)畹那?0c。但是，也可以如圖5中虛線所示，汽缸孔20的壁面在上述區(qū)域內(nèi)呈向離開軸線22的方向凸的凸?fàn)畹那?，還可以呈相對于軸線22的傾斜角恒定的圓錐面。

另外，在上述的第二實(shí)施方式和第四實(shí)施方式中，最小直徑的部位48是從與裙部38的上端38t與下端38b的中間相對的位置到汽缸孔20的下端20b的范圍。但是，在第二實(shí)施方式或第四實(shí)施方式中，也可以進(jìn)行修正以使得汽缸孔20的下端20b及其附近的區(qū)域的直徑比最小直徑dcmin大。

另外，在上述的各實(shí)施方式中，比活塞18處于上止點(diǎn)時(shí)的裙部38的上端38t靠上側(cè)的區(qū)域內(nèi)的汽缸孔20的直徑dc恒定，所述區(qū)域是汽缸孔20的上端小徑部50的區(qū)域。但是，也可以修正為上端小徑部50的下端位于比活塞18處于上止點(diǎn)時(shí)的裙部38的上端38t靠下側(cè)的位置。而且，汽缸孔20的上端部也可以呈上述實(shí)施方式的形態(tài)之外的形態(tài)。