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Barrel(l)
With Gas Pressure 0.1
1O6 10' 一 、 ー ，10' μU/Wc
図 2‑1 7 最 小 油 膜 厚 さ と μ
U / W c
の関 係‑61‑
単 位 長 さ 当 り の 実 質 荷 重 ，" ¥ すなわち Wc={P..支/ 2
+ P . ) . B
である一方， 摩
1
軍力は， カ'ス 圧 の 作 用 に よ っ て 油 膜 厚 さ が 減 少 す る た め に ， 圧 縮 行 程 の 後 半 と 勝 張 行 程 の 前 半 で 地 大l
， 摩 鎮 の愚大値は， ガス圧が作用しない場合の行夜中央部から， 圧 縮 上 死 点 の 直 後 で 生 じ て い る そしてi
由粘 度 と 平 均 す べ り 速度の積， つまり μ Uと 摩 際 平 均 有 効 圧 力 p，との関係を 調 べ た 図 2‑ 1 8から p，の値が， tJス 圧 作 用 の 有 無 に か かわ らず， (μu )
.."の 値 に 比 例 し て 同 様 にt曽加する傾 向にあること ， tJス!王の作用による p，値の噌加の程度は，そ の 作 用 す る 期 間 が 全 行 程 の 1/4程度と短いために， 極め て 小 さ い こ と 等 が 明 ら か に な った.
2.3.5 リング，)1の 摩 煉 特 性
図 2‑ 1 9， 図 2‑2 0は，燥大 4 MPaの 筒 内 ガ ス 圧 力 が 作用した運転条件下で， リング 列 の 油 膜 挙 動 や 摩 娘 特 性 を 調 べ た 結 巣 で あ る た だ し 図 中 の 第一圧 力 リ ン グ 上 方 の ガ ス 圧 力 p，の 値 は ， 実 測 で 得 た 燃 焼 室 内 の ガ ス 圧 力 で あ り p， (第一圧 力 リ ン グ と 第二圧力リ ング の 中 間 部 の が ス 圧 力 ) 並 びに
P
3 (第 二圧 力 リ ン グ と 第三圧 力 リ ン グ の 中 間 部 の ガ ス 圧力)の値は， 理 論 計 算 (1 I I )に よ っ て 推 定 し た同図から， オイルリングの場合， ガス庄の量生響は受けない も の の ， 接 触 幅 が 狭 く ， 商 圧 が 高 い た め に . 行 程 の 全 域 で 油 膜が薄く， 摩
i
曹 平 均 有 効 圧 力 の 値 が 最 大 で あ る こ と， 第一お‑62‑
一一一一‑ Without Gas Pressure
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図 2‑1 8 ガ ス 圧 の 作 用 に よ る わ と μUの 関 係 の 変 化
‑63‑
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" 0 360 Crank Angle 9(deg)図 2‑1 9 各リ ングの
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由服l￥さ， 邸機カ， 並 び に 邸 機 平 均 有 効 圧 力ーーーー‑W1thoutCompression{P
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=35kPa)一一ー一‑Wi th Compression (P
，
=36kPa)100 Total Frict10n
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OH fM
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N=600rpm
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Iμ=5. 5X10‑2 Pa. s‑150
‑360 ‑180 O 180 360
図 2‑2 0
Crank Angle S(deg) リ ン グ 全 体 の 摩 擦 力 波 形 ( ガス 圧 の お響 )
‑65‑
よぴ第二圧 力 リ ン グ に は，
t . i
ス 圧 の 彰 響 が 比 較 的 大 き く 現 れ . 圧縮上死点の直後で，i d l
)漠厚さは薄く，I
事燃が大きくなること， 第三圧 力 リ ン グ ( テ ーパリング)には， ガ ス 圧 の 影 響 は 殆んど現れないが， ピ ス ト ン の 下 降 行 程 で
i
由勝厚さは薄く，摩 僚 が 大 き い こ と 等 が わ か る そして， リ ン グ 全 体 の 摩 僚 波 形から， ガス庄の作用による/t
l
草t曽加 の 程 度 は 極 め て 小 さ いこ と が 明 ら か に な っ た
さらに， リ ン グ 列 の 摩 煉 特 性 に 及 ぼ す ガ ス 庄 作 用 の 彬 響 を 調 べ た 結 果 が 図 2‑2 1である 同 図 か ら ， ガ ス 圧 の 作 用 に よって， ~官僚平均有効圧力の値は若干 t首大するものの。 p ，
の値が. ガス庄作用の有無にかかわらず， (μ
u
)園 55の 値 に 比 例 し て 同 様 に 地 加 す る 傾 向 が 認 め ら れ る4面ー
Total Friction of Each Ring
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Compression
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With Compression (Pm， ，
=4MPa)一一ー‑
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0.20 (pa.m) 0.15
μU 0.10
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の 関 係 の 変 化
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，
とガス圧の作用による
‑67‑ 2 1
図 2
2.4 結 論
レ イ ノ ル ズ の 境 界 条 件 に 従 っ て ， す べ り 面 上 の 有 効 な 油 膜 生 成 領 域 が 変 化 す る と 仮 定 し た 涜 休 潤 滑 理 論 に よ り ， 円 弧 形 状， テーパ， オ イ ル の 各 ピ ス ト ン リ ン グ に つ い て ， そ の 油 膜 挙動を調べ， さ ら に 油 膜 の 破 断 領 域 に も す じ 状 涜 れ が 存 在 す ることに着目し， そ の 粘 性 作 用 も 考 慮 に い れ て 求 め た リ ン グ 列 の 摩 機 特 牲 に つ い て 検 討 し た 結 果 ， 以 下 の 結 論 が 得 ら れ た
(])行程中央部での最大油膜厚さと， 死 点 直 後 で の 最 小 油 膜 厚さの値は， 機 関 回 転 数 や 潤 滑 油 粘 度 の I曽加， あ る い は リ ン
グ 面 庄 の 減 少 に よ り 地 大 す る
(2) 行 程 中 央 部 の 最 大 限 傑 力 ， 並 び に 摩 擦 平 均 有 効 圧 力 の 値 は， 回転数， 泊粘度， リ ン グ 面 庄 の 噌 加 で 増 大 す る
( 3 )
油 膜 厚 さ お よ び 摩 鍛 係 数 の 値 は ， 軸 受 定 数μ U /W
の 変 化 に 対 応 し て 護 理 す る こ と で き る 。( 4 ) リ ン グ 幅 寸 法 の 減 少 に よ り 張 力 を 低 下 さ せ る こ と や リ ン グ 箔 動 面 の 丸 み を 噌 加 さ せ る こ と は ， 摩 擦 領 失 の 低 減 に 有 効 であるが， 同 時 に ， 死 点 近 傍 で のj由 膜 厚 さ が 大 き く 減 少 す る た め ， 潤 滑 状 態 は 苛 酷 に な る
( 5)ガス圧が作用すると， そ の 作 用 し た 鈎l聞 の み 影 響 が 現 れ て
i
由 膜 厚 さ は 減 少 し 圧 縮 上 死 点 直 後 の 最 小 油 膜 厚 さ は 極 め て 簿 く な る そして. こ の 油 膜 厚 さ の 減 少 傾 向 は ， 筒 内 ガ ス圧力の上昇， あ る い は 潤 滑 油 粘 度 や徴l
刻回転 数 の 減 少 に よって一段と強まり， 潤 滑 状 態 が 苛 簡 に な る
4迫ー