BRPI0612785A2

BRPI0612785A2 - camisa de cilindro, bloco de cilindro e mÉtodo para fabricaÇço de camisa de cilindro

Info

Publication number: BRPI0612785A2
Application number: BRPI0612785-1A
Authority: BR
Inventors: Noritaka Miyamoto; Masaki Hirano; Toshihiro Takami; Kouhei Shibata; Nobuyuki Yamashita; Toshihiro Mihara; Giichiro Saito; Masami Horigome; Takashi Sato
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2012-01-03
Also published as: EP1904250A1; RU2374034C1; US20070012177A1; CN101218048B; RU2008104700A; DE602006011619D1; KR20080027929A; BRPI0612785B1; WO2007007821A1; JP4512001B2; JP2007016736A; EP1904250B1; CN101218048A; US7533647B2; KR100973957B1

Abstract

CAMISA DE CILINDRO, BLOCO DE CILINDRO E MÉTODO PARA FABRICAÇçO DE CAMISA DE CILINDRO. Uma camisa de cilindro para um bloco de cilindro de motor. Um processo de asperezamento é realizado somente na região superior da superfície externa da camisa de cilindro. Isso aumenta a aderência com uma camada pulverizada na região superior em comparação a uma região inferior da superfície externa da camisa. Assim, é produzida uma diferença na condução térmica na direção axial da camisa de cilindro. Isso mantém a temperatura da parede do diâmetro interno de cilindro em uma faixa de temperatura apropriada. Mesmo se a aderência na região inferior da superfície externa da camisa for baixa, projeções em forma de gargalo se distribuem na superfície externa da camisa. Assim, a força de ligação entre a camisa de cilindro e a camada pulverizada e a camisa de cilindro e o bloco de cilindro através da camada pulverizada é suficiente. Isso mantém a redondeza do diâmetro interno de cilindro e evita a redução da eficiência do combustível por perda de gás de exaustão e perda mecânica.

Description

"CAMISA DE CILINDRO, BLOCO DE CILINDRO E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE CAMISA DE CILINDRO'.

Campo da Invenção

A presente invenção se relaciona a uma camisa de cilindro fundida por inserção em metal de fundição ao fundir um bloco de cilindro para um motor de combustão interna para ligar a camisa de cilindro ao bloco de cilindro e formar um orifício no centro do cilindro, um bloco de cilindro formado com tal camisa de cilindro e um método para fabricar uma camisa de cilindro.

Arte Prévia

Existe um tipo de motor de combustão interna contendo camisas de cilindro dispostos em um bloco de cilindro. Para tal motor, houve uma proposta de uma técnica para diminuir a diferença de temperatura entre a parte superior e inferior da parede interna de um cilindro vazado durante o funcionamento do motor para evitar a redução da eficiência do combustível e diminuição dos diâmetros internos de cilindro em razão de perda de gás de exaustão e perda mecânica (consulte, ,por exemplo, a Publicação de Patente Aberta Japonesa N0 2001 - 200751). A técnica da Publicação de Patente Aberta Japonesa N0 2001- 200751 aplica um revestimento de material isolante na parte inferior da parede externa de cada camisa de cilindro.

Isso ajusta a velocidade de resfriamento do resfriador, que está em contato com a parede externa da camisa de cilindro e diminui a diferença de temperatura entre a parte superior e inferior da parede interna do cilindro vazado.

No entanto na Publicação de Patente Aberta Japonesa N0 2001- 200751, a maior parte da superfície externa da camisa de cilindro está em contato com o resfriador e apenas uma pequena parte da superfície externa está em contato com o bloco de cilindro. Assim também, o bloco de cilindro não suporta suficientemente a camisa de cilindro. Logo, fica difícil manter a redondeza do orifício no centro do cilindro em um estado satisfatório.

Para suportar de forma suficiente a camisa de cilindro com o bloco de cilindro e manter a redondeza do orifício no centro do cilindro em um estado satisfatório, a superfície externa da camisa de cilindro pode ser fundida por inserção no bloco de cilindro. Isso liga a camisa de cilindro ao bloco de cilindro.

Ao fundir por inserção a camisa de cilindro descrita na Publicação de Patente Aberta Japonesa N0 2001-200751 em um bloco de cilindro, o material isolante que reveste a parte inferior da camisa de cilindro é feito de cerâmica. Assim, a ligação entre a camisa de cilindro e o material que forma o bloco de cilindro tende a se tornar insuficiente. Dessa forma, especialmente, a parte inferior da camisa de cilindro não pode ser suficientemente suportada pelo bloco de cilindro. Isso pode afetar a redondeza do bloco de cilindro.

Dessa forma, com a camisa de cilindro descrita na Publicação de Patente Aberta Japonesa N0 2001- 200751 que controla a diferença na condutividade térmica entre as porções superior e inferior da camisa de cilindro, a redondeza do fuste do cilindro não pode ser suficientemente mantida.

RESUMO DA INVENÇÃO

A presente invenção fornece uma camisa de cilindro, usada em um bloco de cilindro com uma diferença de condutividade térmica na direção axial, incluindo uma superfície externa que exerce uma força de ligação no bloco de cilindro e mantendo uma redondeza suficiente no orifício no centro do cilindro. A presente invenção também fornece um bloco de cilindro usando tal camisa de cilindro e um método para fabricar tal camisa de cilindro. Um aspecto da presente invenção é uma camisa de cilindro para ligação com uma aderência predeterminada a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro. A camisa de cilindro inclui uma superfície externa fundida por inserção em um metal de fundição diretamente ou através de uma camada intermediária. Uma diversidade de projeções com formato de gargalo são dispostas na superfície externa. A aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou a camada intermediária difere ao longo de uma direção axial da camisa de cilindro.

Um aspecto adicional da presente invenção é um bloco de cilindro para um motor de combustão interna. O bloco de cilindro inclui um metal de fundição de material de liga leve. Uma camisa de cilindro é fundida por inserção no metal de fundição e ligada com uma aderência predeterminada ao bloco de cilindro ao fundir o bloco de cilindro. A camisa de cilindro inclui uma superfície externa fundida por inserção em um metal de fundição diretamente ou através de uma camada intermediária. Uma diversidade de projeções com formato de gargalo são dispostas na superfície externa. A aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou a camada intermediária difere ao longo de uma direção axial da camisa de cilindro.

Outro aspecto da presente invenção é um método para fabricação de uma camisa de cilindro para ligação a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro. A camisa de cilindro inclui uma superfície externa com uma diversidade de projeções com formato de gargalo, uma parte superior e uma parte inferior e é fundida por inserção em metal de fundição. O método inclui a realização de um processo de asperezamento somente na parte superior da superfície externa e a formação de uma camada pulverizada na superfície externa pulverizando a parte superior e inferior da superfície externa com um material de pulverização de metal.

Um aspecto adicional da presente invenção é um método para fabricação de uma camisa de cilindro para ligação a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro. A camisa de cilindro inclui uma superfície externa com uma diversidade de projeções com formato de gargalo, uma parte superior e uma parte inferior e é fundida por inserção em metal de fundição. O método inclui a realização de um processo de asperezamento na parte superior e inferior da superfície externa. O processo de asperezamento é realizado com mais intensidade na parte superior do que na parte inferior. O método inclui também a formação de uma camada pulverizada na superfície externa pulverizando a parte superior e inferior da superfície externa com um material de pulverização de metal.

Outro aspecto da presente invenção é um método para fabricação de uma camisa de cilindro para ligação a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro. A camisa de cilindro inclui uma superfície externa com uma diversidade de projeções com formato de gargalo, uma parte superior e uma parte inferior e é fundida por inserção em metal de fundição. O método inclui a formação de uma camada de pulverização na parte superior da superfície externa e uma camada de depósito de fumo na parte inferior da superfície externa fazendo com que um material de pulverização de metal de grãos de pulverização derretidos entre em contato com a superfície externa da camisa de cilindro e simultaneamente fazendo que os fumos produzidos na periferia dos grãos de pulverização derretidos entrem em contato com a parte inferior da superfície externa. O método inclui também a formação de uma camada pulverizada na superfície externa pulverizando a parte superior e inferior da superfície externa com um material de pulverização de metal de grãos de pulverização derretidos.

Outros aspectos e vantagens da presente invenção ficarão aparentes na seguinte descrição, se vistos em conjunto com os desenhos que acompanham, ilustrando com exemplos os princípios da invenção. Breve Descrição dos Desenhos

A invenção, juntamente com os objetos e vantagens respectivas, será mais bem entendida por referência à seguinte descrição das versões atualmente preferidas juntamente com os desenhos que acompanham, nos quais:

A Fig. 1A é uma visão de perspectiva que mostra uma camisa de cilindro de acordo com uma primeira versão da presente invenção.

As Figuras 1B e 1C são visões parciais de corte transversal da camisa de cilindro na primeira versão.

A Fig. 2A é uma visão de perspectiva que mostra um bloco de cilindro da primeira versão;

A Fig. 2B é uma visão parcial de perspectiva que mostra um bloco de cilindro da primeira versão;

A Fig. 3 é um fluxograma mostrando os procedimentos de fabricação da camisa de cilindro;

A Fig. 4 é um diagrama esquemático mostrando os procedimentos de fabricação da camisa de cilindro;

A Fig. 5 é um diagrama explicativo mostrando um processo para formação de um orifício estreitado em um molde de fundição;

A Fig. 6 é um gráfico mostrando a força adesiva entre o corpo principal de uma camisa de cilindro e uma camada pulverizada na primeira versão;

A Fig. 7 é um gráfico mostrando a diferença na temperatura da parede interna do cilindro vazado entre a região superior e inferior da camisa de cilindro na primeira versão;

A Fig. 8 é um diagrama mostrando a distribuição da temperatura da parede interna do cilindro vazado da camisa de cilindro da primeira versão;

As Figuras 9A e 9B são gráficos mostrando os efeitos da primeira versão;

A Fig. 10 é um diagrama mostrando um processo de aaperezamento realizado em um corpo principal de camisa de cilindro de acordo com uma segunda versão da presente invenção;

A Fig. 11 é um diagrama mostrando um processo de pulverização seletiva realizado no corpo principal da camisa de cilindro da segunda versão;

A Fig. 12 é um diagrama mostrando um processo de pulverização vertical realizado no corpo principal da camisa de cilindro da segunda versão;

As Figuras 13A a 13D são diagramas de corte transversal mostrando uma camada formada na superfície externa da camisa na segunda versão;

A Fig. 14 é um gráfico mostrando a força adesiva entre o corpo principal de uma camisa de cilindro e uma camada pulverizada na segunda versão;

A Fig. 15 é um diagrama mostrando um processo de pulverização seletiva realizado no corpo principal da camisa de cilindro de acordo com uma terceira versão da presente invenção;

A Fig. 16 é um gráfico mostrando a força de aderência entre o corpo principal de uma camisa de cilindro e uma camada pulverizada na terceira versão;

As Figuras 17A e 17B são diagramas mostrando o formato de uma projeção formada na superfície externa da camisa de cilindro em cada versão; e as Figuras 18A e 18B são mapas de contorno mostrando o formato da projeção formada na superfície externa da camisa de cilindro em cada versão.

Melhor forma de executar a invenção

[Primeira Versão]

Uma primeira versão da presente invenção será descrita agora com referência às Figuras 1A a 2B. A Fig. 1A é uma visão de perspectiva que mostra uma camisa de cilindro 2 de acordo com a presente invenção. A Fig. 1B é uma visão de corte transversal ampliado mostrando a parte superior da camisa de cilindro 2. A Fig. 1C é uma visão de corte transversal ampliado mostrando a parte inferior da camisa de cilindro 2. A Fig. 2A é uma visão de perspectiva parcial mostrando um bloco de cilindro 4 usando a camisa de cilindro 2. A Fig. 2B é uma visão de corte transversal parcial mostrando o bloco de cilindro 4 usando a camisa de cilindro 2.

Estrutura da camisa de cilindro 2

Um corpo principal 2a da camisa de cilindro 2 mostrado nas Figuras 1A a 1C é feito de ferro fundido. Uma diversidade de projeções com formato de gargalo 8 é formada na superfície externa 6 do corpo principal da camisa de cilindro 2a (doravante referida como a "superfície externa de camisa 6"). As projeções 8 têm as características listadas abaixo.

(1) Cada projeção 8 tem uma parte que é a mais estreita (parte estreitada 8c) em uma localização entre uma parte basal 8a e uma parte distai 8b.

(2) Cada projeção 8 aumenta em diâmetro a partir da parte estreitada em direção à parte basal 8a e em direção à parte distai 8b.

(3) Cada projeção 8 tem uma superfície superior 8d geralmente plana (superfície mais externa na direção radial da camisa de cilindro 2) definida na parte distai 8b.

(4) Uma superfície geralmente lisa (superfície inferior 8e) é formada entre as projeções 8.

A Fig. 1A mostra as projeções 8, que se localizam para fora a partir das superfícies inferiores 8e, juntamente com a camada pulverizada 10. O estado da superfície externa de camisa 6 difere na direção do eixo L do corpo principal da camisa de cilindro 2a entre uma região superior 6a e uma região inferior 6b da superfície externa de camisa 6. Mais especificamente, a região superior 6a tem maior aderência em relação à camada pulverizada 10, que é formada na superfície externa de camisa 6, em comparação à região inferior 6b. A diferença na aderência se deve ao processo de asperezamento que é realizado somente na região superior 6a. Como mostrado na Fig. 1B, isso remove a maior parte ou a totalidade da camada de óxido 11 da qual o principal componente é óxido de aço formado no ferro fundido. Na região inferior 6b, nada da camada de óxido 11 é removido. Durante a fundição uma camada pulverizada 10 na superfície externa de camisa 6 é ligada ao bloco de cilindro 4 de forma mecânica ou metalúrgica.

Assim também, em referência às Figuras 1B e 1C, o asperezamento da região superior 6a aumenta a aderência entre a camada pulverizada 10 e a superfície externa de camisa 6 na região superior 6a. No entanto, como nenhuma parte na região inferior 6b sofre asperezamento, na aderência entre a camada pulverizada 10 e a superfície externa de camisa 6 é baixa na região inferior 6b.

Processo de Fabricação da Camisa de Cilindro 2 Os passos AaH mostrados na Fig. 3 são realizados para fabricar a camisa de cilindro 2. A fabricação da camisa de cilindro 2 será descrita em detalhe com referência à Fig. 4.

[Passo A]

Uma base resistente a fogo C1, um agente de ligação C2, e água C3 são misturados a uma proporção predeterminada para preparar um líquido de suspensão 04. Na versão atual, as faixas de quantidade de composição selecionável para a base resistente a fogo C1, agente de ligação C2 e água C3 e o diâmetro médio de grão da base resistente a fogo C1 são mostrados abaixo.

Quantidade de composição da base resistente a fogo 01: 8% em massa a 30% em massa,

Quantidade de composição do agente de ligação C2: 2% em massa a 10% em massa,

Quantidade de composição de água C3: 60% a 90% em massa, Diâmetro médio de grão da base resistente a fogo C1: 0,02 mm a 0,1 mm.

[Passo B]

Uma quantidade predeterminada de um agente ativo de superfície C5 é acrescentada ao líquido de suspensão C4 para preparar um material de revestimento de molde C6.

Na versão atual, a faixa de valor aditivo selecionável do agente ativo de superfície C5 é configurado como mostrado abaixo.

O valor aditivo do agente ativo de superfície C5: 0,005% em massa < X ≤ 0,1% em massa (sendo X o agente ativo de superfície C5).

[Passo C]

Um molde 31 (molde de fundição) aquecido a uma temperatura predeterminada é girado para pulverizar e aplicar o material de revestimento de molde C6 na superfície interna 31F do molde 31. Uma camada (camada de revestimento de molde C7) do material de revestimento de molde C6 é formada com uma espessura geralmente uniforme por toda a superfície interna 31F do molde 31. Na presente versão, a faixa para espessura selecionável para a camada de revestimento de molde C7 é configurada como mostrado abaixo.

Espessura da camada de revestimento de molde C7: 0,5 mm a 1,5 mm.

A Fig. 5 mostra o estado em que um orifício com formato de gargalo é formado na camada de revestimento de molde C7. Como mostrado na Fig. 5, o agente ativo de superfície C5 age nas bolhas de ar D1 na camada de revestimento de molde C7 e forma orifícios D2 na superfície da camada de revestimento de molde C7. À medida que cada orifício D2 se estende à superfície interna 31F do molde 31, um orifício com formato de gargalo D3 se forma na camada de revestimento de molde C7.

[Passo D]

Após secar a camada de revestimento de molde C7, metal líquido Cl é derramado dentro do molde giratório 31 para fundir o corpo principal da camisa de cilindro 2a. Os formatos dos orifícios D3 são transferidos para a superfície externa do corpo principal da camisa de cilindro 2a em posições correspondentes aos orifícios D3 na camada de revestimento de molde C7. Isso forma as projeções com formato de gargalo 8 (Ver Figuras 1A a 1C).

[Passo E] Depois que o metal líquido Cl endurece e forma o corpo principal da camisa de cilindro 2a, o corpo principal da camisa de cilindro 2a é removido do molde 31 juntamente com a camada de revestimento de molde C7. [Passo F]

A camada de revestimento de molde C7 é eliminada da superfície externa do corpo principal da camisa de cilindro 2a com um dispositivo de processamento de sopro 32.

[Passo G] (correspondente ao processo de asperezamento)

Um processo de asperezamento é realizado na região superior 6a (por exemplo, a região da superfície externa de camisa 6 da borda superior até cerca de 50 mm a partir dali) da superfície externa de camisa 6 com o dispositivo de asperezamento (dispositivo de processamento de sopro 32 ou outros dispositivos de processamento de sopro ou um dispositivo de jato de água).

[Passo H] (correspondente ao passo de pulverização vertical)

Um dispositivo de pulverização 33 pulveriza completamente (pulverização por arame ou pós de pulverização tais como plasma ou HVOF) a superfície externa de camisa 6 com material de pulverização de alumínio, que é um material de pulverização de metal de alumínio ou de uma liga de alumínio.

Proporção de Área das Projeções

Na presente versão, as faixas selecionáveis da primeira relação de área projetada S1 e a segunda relação de área projetada S2 das projeções subseqüentes ao passo F são configuradas como mostrado abaixo.

Primeira relação de área projetada S1: maior ou igual a 10%,

Segunda relação de área projetada S2: menor ou igual a 55%.

Alternativamente, as faixas podem ser configuradas como mostrado abaixo.

Primeira relação de área projetada S1: 10% a 50%

Segunda relação de área projetada S2: 20% a 55% A primeira relação de área projetada S1 é equivalente à área de corte transversal das projeções 8 por unidade de área em um plano posicionado a uma altura de 0,4 mm da superfície inferior 8e (distância na direção da altura das projeções 8 usando a superfície inferior 8e como referência). A segunda proporção de área de projeção S2 é equivalente à área de corte transversal das projeções S2 por unidade de área em um plano posicionado a uma altura de 0,2 mm da superfície inferior 8e (distância na direção da altura das projeções 8 usando a superfície inferior 8e como referência). As proporções de área S1 e S2 são obtidas de mapas de contorno (Figs. 17 e 18) das projeções 8 geradas por um dispositivo de medição laser tridimensional. A medição não precisa ser feita por um dispositivo de medição laser tridimensional e pode ser feita por quaisquer outros dispositivos de medição. O mesmo se aplica para as outras versões. A altura e a densidade de distribuição das projeções 8 são determinadas pela profundidade e densidade de distribuição dos orifícios D3 na camada de revestimento de molde C7 formada no passo C. A camada de revestimento de molde C7 é formada de maneira que a altura das projeções 8 seja de 0,5 mm a 1,5 mm, o número de projeções 8 seja de 5 a 60 por cm2 da superfície externa da camisa 16.

Composição do Ferro Fundido

Na presente versão, a composição do ferro fundido é preferencialmente configurada como mostrado abaixo, considerando resistência ao desgaste, resistência a emperramento e usinabilidade.

T. C: 2,9% em massa a 3,7% em massa,

Si: 1,6% em massa a 2,8% em massa,

Mn: 0,5% em massa a 1,0% em massa, Ρ: -0,05% em massa a 0,4% em massa,

Se necessário, as seguintes composições podem ser acrescentadas.

Cr: 0,05% em massa a 0,4% em massa,

B: 0,03% em massa a 0,08% em massa,

Cu: 0,3% em massa a 0,5% em massa,

Estrutura e Fabricação do Bloco do Cilindro 4

O bloco de cilindro 4 é formado de maneira que a camisa de cilindro 2 seja fundida por inserção na camada pulverizada 10 formada na superfície externa de camisa 6 pelo metal fundido. Um material de liga leve é usado como metal fundido para formar o bloco de cilindro. Em particular, alumínio ou liga de alumínio pode ser usado do ponto de vista de diminuir peso e custo. Os materiais descritos em, por exemplo, "JIS ADC10 (padrão correspondente: US ASTM A380.0)", "JIS ADC12 (padrão correspondente: ASTM A383.0)" são usados como liga de alumínio. A camisa de cilindro 2 mostrada nas Figuras 1A a 1C é disposta em um molde de fundição. Depois, o metal líquido de um material de alumínio é derramado dentro do molde de fundição. Isso forma o bloco de cilindro 4 com a periferia total da camada pulverizada 10 fundida por inserção no material de alumínio.

Medição da Aderência

Com relação à aderência entre a camada pulverizada 10, a qual é formada no passo G, e a superfície externa de camisa 6, em razão do processo de asperezamento realizado no passo H somente na região superior 6a da superfície externa de camisa 6, a ocorrência de uma diferença entre a região superior 6a e a região inferior 6b foi confirmada através da medição descrita abaixo. Primeiramente, uma diversidade de corpos principais de camisa de cilindro usados para medição de aderência foi fabricada através de fundição centrífuga usando ferro fundido correspondente a FC230 usando um molde que não possui os orifícios D3 (ver Fig. 5). Os três tipos seguintes (A a C) de processos foram realizados nos corpos principais de camisa de cilindro para medição de aderência para formar as camadas pulverizadas.

A. Após o processo de asperezamento realizado na superfície externa nos corpos principais da camisa de cilindro utilizadas para realizar a medição da aderência, uma camada pulverizada formada por pulverização (pulverização por arco de arame AI-12SÍ). (O processo de asperezamento é realizado por tratamento de sopro mas pode ser realizado por tratamento de jato de água.)

Β. O processo de asperezamento foi eliminado, e a camada pulverizada foi formada através de pulverização (pulverização de arco de arame AL-12SÍ) em um estado em que os corpos principais da camisa de cilindro de medição de aderência foram aquecidos. (Este processo foi realizado para simular a pulverização em um estado em que a extremidade distai das projeções 8 (Figuras 1A a 1C) estava quente em razão de fundição).

C. Os processos de aquecimento e asperezamento foram eliminados e a camada pulverizada foi formada através de pulverização (pulverização de arco de arame AL-12SÍ).

Para as camisas de cilindro de medição de aderência formadas através dos três tipos de processos A a C, a aderência (MPa) entre o corpo principal de camisa de cilindro de medição de aderência e a camada pulverizada foi medida realizando-se um teste de tração. Os resultados são mostrados no gráfico da Fig. 6. Como fica aparente no gráfico, a aderência é drasticamente reduzida quando o processo de asperezamento é eliminado. Assim, na camisa de cilindro 2 da presente versão mostrada nas Figuras 1A a 1C, a aderência entre o corpo principal da camisa de cilindro 2a e a camada pulverizada 10 é alta na região superior 6a mas muito mais baixa na região inferior 6b. Assim, quando um metal líquido do material de alumínio é derramado dentro do molde de fundição após a camisa de cilindro 2 ter sido lá disposta, a alta temperatura durante a modelagem por inserção e o subseqüente resfriamento que causa contração térmica causa a remoção da camada pulverizada 10 do corpo principal da camisa de cilindro 2a na região inferior 6b e forma um intervalo entre eles. O intervalo é pequeno e não forma eixo na região superior 6a.

Como descrito acima, mesmo se formarem intervalos em razão da baixa aderência, as projeções 8 funcionam para ligar com firmeza a camada pulverizada 10 e o corpo principal da camisa de cilindro 2a e é fornecida uma força de ligação suficiente entre a camisa de cilindro 2 e o bloco de cilindro 4 por meio da camada pulverizada 10. Assim também, a camisa de cilindro 2 é fixada no bloco de cilindro 4 e o suporte fornecido pelo bloco de cilindro 4 mantém a redondeza do orifício no centro do cilindro 2b alta o suficiente. Além disso, em razão da diferença na aderência, na região superior 6a da camisa de cilindro 2, o calor do orifício no centro do cilindro 2b é facilmente transmitido ao bloco de cilindro 4. Comparativamente, na região inferior 6b da camisa de cilindro 2, é difícil transmitir o calor do orifício no centro do cilindro 2b ao bloco de cilindro 4. Assim, a eficiência de resfriamento é alta na região superior 6a, na qual a temperatura aumenta facilmente, e baixa na região inferior 6a, na qual é difícil a temperatura aumentar. A taxa de condução térmica (W/mK) de cada material que forma o corpo principal da camisa de cilindro 2a, o bloco de cilindro 4 e a camada pulverizada 10 são mostrados na tabela 1.

Tabela 1

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Desta maneira, na presente versão, em comparação com o bloco de cilindro 4, o corpo principal da camisa de cilindro 2a e a camada pulverizada 10, tendo uma diferença em aderência na porção limite entre elas, são ambas formadas por um material com taxa de condução térmica que é pequena o suficiente em comparação com o bloco de cilindro 4. Assim, uma diminuição na aderência é particularmente notável, já que resulta em uma diminuição na velocidade de condução de calor entre o corpo principal da camisa de cilindro 2a e a camada pulverizada 10. A transferência de calor entre o corpo principal da camisa de cilindro 2a e a camada pulverizada 10 ocorre não apenas através da condução de calor mas também por outros meios de transferência de calor como radiação de calor. No entanto, nas versões atuais, todos os meios citados de transferência de calor são referidos como "condução de calor".

Medição da Temperatura da Parede interna do cilindro vazado

Um bloco de cilindro para um motor de combustão interna de quatro cilindros, 1600 cm3 foi formado por fundição de inserção de camisas de cilindro (a- d) com diferentes estados de superfície externa de camisa como descrito abaixo e formado como mostrado nas Figuras 2A e 2B.

a. Exemplo Comparativo 1: Camisa de cilindro formada através dos passos A a F (o processo de asperezamento e formação da camada pulverizada não foram realizados).

b. Exemplo Comparativo 1: camisa de cilindro formada através dos passos A a H. No passo G, o processo de asperezamento foi realizado de forma uniforme em toda a superfície externa da camisa, incluindo a região superior 6a e a região inferior 6b. No passo H, a camada pulverizada foi formada.

c. Exemplo 1: Camisa de cilindro formada através dos passos AaH. No passo G, o processo de asperezamento foi realizado somente na região superior 6a por sopro.

d. Exemplo 2: Camisa de cilindro formada através dos passos AaH. No passo G1 o processo de asperezamento foi realizado somente na região superior 6a por tratamento de jato de água.

Em blocos de cilindro com quatro tipos de camisas de cilindro fundidos por inserção, a temperatura da face interna da parede do cilindro vazado foi medida para cada camisa de cilindro durante o funcionamento do motor de combustão interna nas posições localizadas a 10 mm (região superior) da superfície superior (superfície de cabeça) do bloco de cilindro e a 90 mm (região inferior) da superfície superior. Os resultados são mostrados no gráfico da Fig. 7. Como fica aparente pelo gráfico, nos blocos de cilindro em que as camisas de cilindro "a" e "b" dos exemplos comparativos 1 e 2 são fundidas por inserção, há uma grande diferença de temperatura entre o local de 10 mm e o local de 90 mm. Nos blocos de cilindro em que as camisas de cilindro "c" e "d" dos exemplos 1 e 2 são fundidas por inserção, a diferença de temperatura entre o local de 10 mm e o local de 90 mm é aproximadamente a metade do que nos exemplos comparativos 1 e 2. Assim, como mostrado pela linha sólida na Fig. 8, a diferença entre as temperaturas de parede da região superior 6a e a região inferior 6b se torna pequena, e a temperatura da face interna do cilindro vazado 2b pode ser configurada dentro de uma faixa de temperatura apropriada. A linha tracejada na Fig. 8 mostra um exemplo de distribuição de temperatura na camisa de cilindro (b) para o qual o processo de asperezamento é realizado uniformemente tanto na região superior 6a quanto na região inferior 6b.

A primeira versão tem as vantagens descritas abaixo.

A aderência da superfície externa de camisa 6, que é a superfície externa do corpo principal da camisa de cilindro 2a, e a camada pulverizada, que corresponde à camada intermediária, difere na direção do eixo L do corpo principal da camisa de cilindro 2a. Mais especificamente, a aderência é alta na região superior 6a e baixa na região inferior 6b. Na presente versão, o processo de asperezamento é realizado somente na região superior 6a no passo G para perceber com facilidade tal diferença na aderência.

O calor de combustão gerado no orifício no centro do cilindro 2b durante o funcionamento do motor de combustão interna é transmitido do corpo principal da camisa de cilindro 2a através da camada pulverizada 10 para o bloco de cilindro de alumínio 4. Em razão da diferença na aderência entre a região superior 6a e a região inferior 6b, a quantidade de transferência de calor do corpo principal da camisa de cilindro 2a para a camada pulverizada 10 é alta na região superior 6a e baixo na região inferior 6b. Isso facilita a descarga de calor para o bloco de cilindro 4 da região superior 6a, que recebe uma grande quantidade de calor do interior do orifício no centro do cilindro 2b, e impede a descarga de calor para o bloco de cilindro 4 da região inferior 6b, que recebe uma pequena quantidade de calor do interior do orifício no centro do cilindro 2b. Assim também, a temperatura da parede do orifício no centro do cilindro 2b se aproxima da parte superior e inferior do orifício no centro do cilindro 2b e a temperatura da parede no orifício no centro do cilindro 2b pode ser totalmente configurada na faixa de temperatura apropriada. Mesmo se a aderência da superfície externa da camisa 6 diminuir, as projeções com formato de gargalo 8 se distribuem por toda a superfície externa da camisa 6. Assim, a força de ligação entre o corpo principal da camisa de cilindro 2a e a camada pulverizada 10 e a força de ligação entre o corpo principal da camisa de cilindro 2a e o bloco de cilindro 4 são altas o suficiente. Isso mantém a redondeza do orifício no centro do cilindro 2b em um nível alto o suficiente.

Com referência à Fig. 9A na região superior 6a do bloco de cilindro de alumínio 4 em que a camisa de cilindro 2 é fundida por inserção, a diminuição da temperatura na parede do orifício no centro do cilindro 2b diminui o consumo de óleo do motor. Isso pode diminuir a tração do anel do pistão retido no orifício no centro do cilindro 2b. Além disso, como mostrado na Fig. 9B na região inferior, o aumento na temperatura da parede do orifício no centro do cilindro 2b reduz a viscosidade na película de óleo do orifício no centro do cilindro 2b. Como conseqüência, a perda mecânica do motor de combustão interna é reduzida e a redondeza do orifício no centro do cilindro 2b é mantida como descrito acima. Isso evita que a eficiência do combustível seja reduzida por perda do gás de descarga ou perda mecânica e mantém uma eficiência de combustível satisfatória.

[Segunda Versão]

Na segunda versão, os passos I e J, que são mostrados nas Figuras 10 a 13, são realizados em vez dos passos G e H da primeira versão:

[Passo I] Como mostrado na Fig. 10, um processo de asperezamento é realizado uniformemente em toda a superfície externa de camisa 106 do corpo principal da camisa de cilindro 102a, que é formado através dos passos A a F da mesma forma que a primeira versão, com um dispositivo de asperezamento (o dispositivo de processamento de sopro 32 ou outros dispositivos de processamento por sopro ou um dispositivo de jato de água) 132.

[Passo J]

Como mostrado nas Figuras 11 e 12 e sub-passos J-1 e J-2, um dispositivo de pulverização pulveriza completamente (pulverização por arame ou pós de pulverização tais como plasma ou HVOF) a superfície externa da camisa 106 do corpo principal da camisa de cilindro 102a, que passou pelo processo de asperezamento do passo 1. O material de pulverização é um material de pulverização de alumínio ou uma liga de alumínio.

Os sub-passos J-1 e J-2, que são os procedimentos para formar uma camada pulverizada 116, serão descritos agora.

[Sub-passo J-1] (correspondente ao passo de pulverização seletiva)

Como mostrado pela seta da linha sólida na Fig. 11, uma pistola de pulverização 133a é movida ao longo do eixo L do corpo principal da camisa de cilindro 102 que gira da posição de começo de pulverização St para a posição M em que os grãos de pulverização derretidos 133b entram em contato com toda a região superior 106a. A pistola de pulverização 133a é movida a uma velocidade que atinge a meta de espessura de camada pulverizada em uma única passada. Na posição M, a pistola de pulverização 133a é temporariamente parada em um estado em que a pistola de pulverização 133a continua pulverizando. Simultaneamente à pulverização, os fumos 133c são ejetados ao redor e na periferia dos grãos de pulverização derretidos 133b. Os fumos 133c, que são formados por óxidos finos e grãos sólidos finos, funcionam como uma substância para impedir a adesão. A região inferior 106b está livre de mascaramento, que iria impedir os fumos 133c de entrar em contato com a região inferior 106b. Assim, os fumos 133c entram em contato direto com a região inferior 106b e se depositam na região inferior 106b. Nesse estado parado, a duração do período de pulverização é a duração em que os fumos 133c depositados na região inferior 106b diminuem a adesão e é determinada com antecedência através de experimentos. Isso forma uma camada pulverizada parcial 112 na região superior 106a, como mostrado na Fig. 13A, e uma camada de depósito de fumo 114 na região inferior 106b, como mostrado na Fig. 13B.

[Sub-passo J-2] (correspondente ao passo de pulverização vertical)

Depois que o período de pulverização termina em um estado parado na posição M no sub-passo J-1, a pistola de pulverização 133a é movida em uma diversidade de passadas ao longo do eixo L como mostrado na Fig. 12. Após a pulverização da região superior 106a e da região inferior 106b (principalmente a região inferior 106b), a pulverização termina. Como mostrado pela seta sólida na Fig. 12, a pistola de pulverização 133a conclui a pulverização em cinco passadas.

A diversidade de passadas de pulverização uniformemente forma a camada pulverizada 116 com a espessura desejada de camada pulverizada na superfície externa de camisa 106, que inclui parte da região superior 106a. Isso forma a camada pulverizada 116 como a camada mais superior em toda a superfície externa de camisa 106. Quanto à região inferior 106b, a camada de depósito de fumo 114 formada no sub-passo J-1 está presente sob a camada pulverizada 116. Isso forma a camisa de cilindro da presente versão. Além disso, no sub-passo J-2, os fumos 133c entram em contato com a superfície externa da camisa 106 mas não diretamente em contato com o corpo principal da camisa de cilindro 102a e são espalhados na camada pulverizada 116 pelos grãos de pulverização derretidos 133b. Assim, os fumos 133c no sub-passo J-2 não afetam a aderência.

Medição da Aderência

Para verificar mudanças na aderência da camada pulverizada 116 dependendo da presença ou não da camada de depósito de fumo 114, foram preparadas duas camisas de cilindro que não têm as projeções 8 (Figuras 1B e 1C). Em uma camisa de cilindro Ja1 o processo de pulverização foi realizado nas regiões superiores 106a nos sub-passos J-1 e J-2 para formar a camada pulverizada 116 como mostrado na Fig. 13C. Na outra camisa de cilindro Jb1 o processo de pulverização foi realizado na região inferior 106b para formar a camada de depósito de fumo 114 e a camada pulverizada 116 como mostrado na Fig. 13D.

O resultado da medição da força de tração (MPa) da camada pulverizada 116 formada nas camisas de cilindro Ja e Jb são mostradas na Fig. 14. Como mostrado na Fig. 14, a camada de depósito de fumo 114 localizada sob a camada pulverizada 116, ou entre a superfície externa da camisa 106 e a camada pulverizada 116, diminui drasticamente a aderência entre a superfície externa da camisa 106 e a camada pulverizada 116. Em um bloco de cilindro em que a camisa de cilindro da presente versão é fundida por inserção, as projeções 8 ligam de forma suficiente a camisa de cilindro e o bloco de cilindro mesmo na região inferior 106b em que a ligação é obtida pela camada de depósito de fumo 114 e a camada pulverizada 116.

A segunda versão tem as vantagens descritas abaixo. A aderência da superfície externa da camisa 106 é alta na região superior 106a e baixa na região inferior 106b. Na presente versão, toda a superfície externa da camisa 106 é uniformemente asperizada no passo I. No entanto, no passo J, a camada de depósito de fumo 114 é formada entre a camada pulverizada 116 e a superfície externa da camisa 106 somente na região inferior 106b. Isso facilmente obtém uma diferença de aderência entre a região superior 106a e a região inferior 106b.

Como descrito na primeira versão, em razão da diferença de aderência entre a região superior 106a e a região inferior 106b, a condução de calor do corpo principal da camisa de cilindro 102a para a camada pulverizada 116 é alta na região superior 106a e baixa na região inferior 106b. Assim também, a temperatura da parede do orifício no centro do cilindro 102b se aproxima da região superior e inferior do orifício no centro do cilindro 102b e a temperatura da parede no orifício no centro do cilindro 102b pode ser totalmente configurada na faixa de temperatura apropriada. Mesmo se a aderência da camada pulverizada 116 diminuir em razão da camada de depósito de fumo 114 na região inferior 106b, as projeções com formato de gargalo 8 são distribuídas por toda a superfície externa da camisa 106. Assim, a força de ligação entre o corpo principal da camisa de cilindro 102a e a camada pulverizada 116 e a força de ligação entre o corpo principal da camisa de cilindro 2a e o bloco de cilindro 4 por meio da camada pulverizada 116 são altas o suficiente. Isso mantém a redondeza do orifício no centro do cilindro 102b em um nível alto o suficiente. Como conseqüência, da mesma forma que a primeira versão, evita-se que a eficiência de combustível seja diminuída por perda de gás de descarga ou perda mecânica e assim é mantida uma eficiência de combustível satisfatória. A camada de depósito de fumo 114 é formada ao mesmo tempo em que parte da camada pulverizada 116 (camada pulverizada parcial 112) durante o processo de pulverização. Isso proporciona uma diferença de aderência de forma eficiente entre a região superior 106a e a região inferior 106b. Além disso, a camada pulverizada 116 é formada na camada de depósito de fumo 114. Assim, a camada de depósito de fumo 114, que é facilmente removida, é protegida pela camada pulverizada 116. Assim também, a camada de depósito de fumo 114 não é eliminada quando a camisa de cilindro está sendo transportada, e as mudanças na diferença de aderência durante o período entre a fabricação da camisa de cilindro até a fundição por inserção da camisa de cilindro no bloco de cilindro são impedidas de acontecer.

[Terceira Versão]

Na terceira versão, durante o sub-passo J-1 da segunda versão, a camada pulverizada parcial 112 e a camada de depósito de fumo 114 são formadas em um estado em que o ar em torno do corpo principal da camisa de cilindro 102a é movido na direção da região inferior 106b a partir da região superior 106a por um duto de descarga (correspondente a um dispositivo de sucção) como mostrado na Fig. 15. Isso assegura que os fumos 133c entrem em contato com a região inferior 106b de maneira uniforme. Os demais passos são iguais aos da segunda versão;

Medição da Aderência

Para verificar mudanças na aderência da camada pulverizada 116 que depende da presença da camada de depósito de fumo 114 da presente versão, foi preparada uma camisa de cilindro Jc que não possui as projeções 8.

Um processo idêntico ao processo de pulverização realizado na região inferior 106b foi realizado até o sub-passo J1 mostrado na Fig. 15 e o sub-passo J-2 da segunda versão mostrado na Fig. 12, a camada de depósito de fumo 114 e a camada pulverizada 116 foram formadas na camisa de cilindro Jc.

Foi medida a força de tração (MPa) da camada pulverizada 116 formada na camisa de cilindro Jc. Os resultados da medição são mostrados na Fig. 16 juntamente com os dados das camisas de cilindro Ja e Jb da segunda versão. Como mostrado na Fig. 16, para a camisa de cilindro Jc1 a camada de depósito de fumo 114 é suficientemente formada em toda a região inferior 106b. Assim, em comparação com a camisa de cilindro Jb da segunda versão, a aderência é diminuída ainda mais. Em um bloco de cilindro em que a camisa de cilindro da presente versão é fundida por inserção, a camisa de cilindro e o bloco de cilindro são ligados de forma suficiente pelas projeções 8 mesmo se a aderência for drasticamente diminuída na região inferior 106b.

A terceira versão tem as vantagens descritas abaixo.

A terceira versão tem as vantagens da segunda versão. Além disso, a terceira versão assegura a formação da camada de depósito de fumo 114 na região inferior 106b. Ainda, a espessura da camada de depósito de fumo 114 pode ser controlada ajustando a força de sucção do duto de descarga 118. Isso possibilita um ajuste altamente preciso da diferença em aderência e o estado da condução térmica.

[Descrição do Mapa de Contorno de Projeções]

Um mapa de contorno das projeções 8 obtido com um dispositivo de medição laser tridimensional será discutido agora.

Mapa de Contorno das Projeções 8

A medição das linhas de contorno de cada projeção 8 será descrita agora com referência à Fig. 17. Uma peça para teste para medição da linha de contorno é colocada em uma plataforma de teste com a superfície inferior 8e (superfícies externas de camisa 6 e 106) de frente para o dispositivo de medição laser tridimensional do tipo não-contato. Um feixe de laser é irradiado de forma a ficar substancialmente ortogonal às superfícies externas da camisa 6 e 106. O resultado da medição é obtido através de um dispositivo de processamento de imagem para gerar o mapa de contorno da projeção 8 como mostrado na Fig. 17A.

A Fig. 17B mostra o relacionamento entre a superfície externa da camisa 6 e 106 e as linhas de contorno h. As linhas de contorno h para uma projeção 8 são tomadas a cada distância predeterminada na direção da altura (direção da seta Y) das superfícies externas da camisa 6 e 106. A distância na direção da seta Y que usam as superfícies externas da camisa 6 e 106 como referência será referida doravante como "altura de medição". Nos mapas de contorno das figs. 17A e 17B, são mostradas as linhas de contorno h para intervalos de 0,2 mm. No entanto, os intervalos das linhas de contorno h podem ser mudados.

[a] Primeira Proporção de Área de Projeção S1:

A Fig. 18A é um mapa de contorno (primeiro mapa de contorno) mostrando apenas as linhas de contorno h para a altura de medição de 0,4 mm ou maior. A área do mapa de contorno (W1xW2) é a área de unidade para obter a primeira proporção de área de projeção S1. No primeiro mapa de contorno, a área da região R4 cercada pela linha de contorno h4 (área SR4 indicada pelas linhas hachuradas no desenho) é equivalente à área de corte transversal de uma projeção em um plano posicionado ao longo da altura de medição de 0,4 mm (área de corte transversal da primeira projeção). O número de regiões R4 (quantidade de regiões N4) no primeiro mapa de contorno corresponde ao número de projeções 8 (número de projeções N1) no primeiro mapa de contorno.

A primeira proporção de área de projeção S1 é calculada como a proporção da área total da região R4 (SR4xN4) ocupando a área (WlxW2) do mapa de contorno. Isto é, a primeira proporção de área de projeção S1 corresponde ao total da primeira área de corte transversal da projeção ocupando uma área de unidade no plano a uma altura de medição de 0,4 mm. A primeira proporção de área de projeção S1 é obtida da fórmula mostrada abaixo.

S1=(SR4xN4) / (W1xW2)x100 [%]

[b] Segunda Proporção de Área De Projeção S2

A Fig. 18B mostra o mapa de contorno (segundo mapa de contorno) mostrando apenas as linhas de contorno h para a altura de medição de 0,2 mm ou maior. A área do mapa de contorno (W1xW2) é a área de unidade para obter a segunda proporção de área de projeção S2. No segundo mapa de contorno, a área da região R2 cercada pela linha de contorno h2 (área SR2 indicada pelas linhas hachuradas no desenho) é equivalente à área de corte transversal de uma projeção (área de corte transversal de segunda projeção) em um plano posicionado ao longo da altura de medição de 0,2 mm. O número de regiões R2 (quantidade de regiões N2) no segundo mapa de contorno corresponde ao número de projeções 8 no segundo mapa de contorno. A área do segundo mapa de contorno é igual à área do primeiro mapa de contorno. Assim, o número de projeções 8 é igual ao número de projeções N1.

A segunda proporção da área de projeção S2 é calculada como a proporção da área total da região R2 (SR2xN2) ocupando a área (WlxW2) do mapa de contorno. Isto é, a segunda proporção de área de projeção S2 corresponde ao total da segunda área de corte transversal da projeção 8 ocupando uma área unitária da superfície externa da camisa 16 ao longo do plano na altura de medição 0,2 mm. A segunda proporção de área de projeção S2 é obtida da fórmula mostrada abaixo.

S2=(SR2xN2) / (W1xW2)x100 [%]

[c] Primeira e Segunda Área de Corte Transversal de Projeção

A primeira área de corte transversal de projeção é calculada como a área de corte transversal de uma projeção tomada ao longo do plano a uma altura de medição de 0,4 mm e a segunda área de corte transversal de projeção SR2 é calculada como a área de corte transversal de uma projeção tomada ao longo do plano a uma altura de medição de 0,2 mm. Por exemplo, o processamento de imagens é realizado com o mapa de contorno, a primeira área de corte transversal de projeção é obtida calculando a área da região R4 no primeiro mapa de contorno (Fig. 18A) e a segunda área de corte transversal de projeção é obtida calculando a área da região R2 no segundo mapa de contorno (Fig. 18B).

[d] Número de Projeções

O número de projeções N1 é o número de projeções 8 que são formadas por unidade de área (1 cm2) das superfícies externas de camisa 6 e 106. Por exemplo, o processamento de imagens é realizado com o mapa de contorno, e o número de projeções N1 é obtido calculando o número de regiões R4 (quantidade de regiões) no primeiro mapa de contorno (Fig. 18A).

Uma camisa de cilindro com uma primeira proporção de área de 10% ou maior foi comparada com uma camisa de cilindro com uma primeira proporção de área de menos de 10% em relação ao valor de deformação de um orifício central em um bloco de cilindro. Como conseqüência, constatou-se que a quantidade de deformação do orifício no centro do cilindro da última camisa de cilindro é três vezes maior do que a do primeiro orifício no centro do cilindro. O percentual de intervalo aumenta repentinamente quando a camisa de cilindro tem uma segunda proporção de área de projeção S2 de 55% ou maior. O percentual de intervalo é o percentual de intervalos ocupando a seção de corte transversal no limite entre a camisa de cilindro e o bloco de cilindro. Com base nesses resultados, a resistência de ligação e aderência do material do bloco e a camisa de cilindro aplicando a camisa de cilindro com a primeira proporção de área de projeção S1 de 10% ou maior e a segunda proporção de área de projeção S2 de 55% ou menor ao bloco de cilindro. A segunda proporção de área de projeção S2 se torna 55% ou menor quando o limite superior da primeira proporção de área de projeção S1 é 50%. A primeira proporção de área de projeção S1 se torna 10% ou maior quando o limite inferior da segunda proporção de área de projeção S2 é 20%.

[Outras versões]

(1) Nos mapas de contorno mostrados nas Figuras 17A a 18B, as projeções 8 podem ser formadas de maneira que a região R4 cercada pela linha de contorno h4 seja mostrada para cada projeção 8. Isto é, a camisa de cilindro pode ser formada de maneira que cada projeção 8 seja independente na posição da altura de medição 0,4 mm. Neste caso, a força de ligação entre o bloco de cilindro e a camisa de cilindro é aumentada ainda mais. Ainda, na posição da altura de medição de 0,4 mm, o dano da projeção 8 e a diminuição da força de ligação são suprimidas durante a fabricação determinando a área por projeção 8 em 0,2 mm2 a 3,0 mm2. (2) No processo de asperezamento da primeira versão, o asperezamento é realizado somente na região superior 6a. No entanto, um processo de asperezamento intenso pode ser realizado na região superior 6a e um processo de asperezamento leve pode ser realizado na região inferior 6b de forma a ajustar a diferença na adesão e condução térmica entre a região superior 6a e a região inferior 6b.

(3) Na segunda e terceira versão, a camada de depósito de fumo 114 é formada somente na região inferior 106b. No entanto, uma camada de depósito de fumo mais fina do que a região inferior 106b pode ser formada na região superior 106a de forma a ajustar a diferença na adesão e condução térmica entre a região superior 106a e a região inferior 106b.

(4) Em cada uma das versões acima, as camadas pulverizadas 10 e 116 são formadas nas superfícies externas 6 e 106 dos corpos principais de camisa de cilindro 2a e 102a. No entanto, as camadas pulverizadas 10 e 116 podem ser omitidas. Mais especificamente, na primeira versão, o corpo principal da camisa de cilindro 2a do qual somente a região superior 6a passa pelo processo de asperezamento no passo 6 pode ser usado como a camisa de cilindro que é fundida por inserção no bloco de cilindro. Isso também produz uma diferença nos estados de condução térmica em razão da diferença na adesão ao bloco de cilindro na região superior 106a e na região inferior 106b. Ainda, como a força de aderência no bloco de cilindro é suficientemente grande em razão das projeções 8, são obtidas as mesmas vantagens das versões acima.

(5) Na primeira versão, o asperezamento é dividido em dois níveis na direção do eixo L do corpo principal da camisa de cilindro 2a. No entanto, o asperezamento pode ser dividido em três ou mais estágios. Por exemplo, podem ser definidas três regiões, uma região superior, uma região média e uma região inferior. O nível da asperezamento é gradualmente reduzido da região superior em direção à região inferior. Nesse caso, o processo de asperezamento não precisa ser realizado na região inferior. Ainda, na segunda e terceira versão, o processo de depósito de fumo se divide em dois níveis na direção do eixo L. No entanto, o processo de depósito de fumo pode ser dividido em três ou mais estágios. Por exemplo, podem ser definidas três regiões, uma região superior, uma região média e uma região inferior. A espessura do depósito de fumo é gradualmente reduzida da região superior em direção à região inferior. Nesse caso, os fumos não precisam se depositar na região inferior.

(6) Em cada uma das seguintes versões, as projeções satisfazem todas as seguintes condições (a) a (d):

(a) as projeções possuem uma altura de 0,5 mm a 1,5 mm;

(b) as projeções na superfície externa são de uma quantidade de 5 a 60 por cm2;

(c) no mapa de contorno das projeções obtido pela medição da superfície externa de camisa na direção da altura das projeções como o dispositivo de medição laser tridimensional, a proporção de área S1 da região cercada pela linha de contorno na altura 0,4 mm é de 10% ou maior; e

(d) no mapa de contorno das projeções obtidas pela medição da superfície externa de camisa na direção da altura das projeções com o dispositivo de medição laser tridimensional, a proporção de área S2 da região cercada pela linha de contorno na altura 0,2 mm é de 55% ou menor.

Alternativamente, as projeções podem satisfazer todas as seguintes condições (a) a (d); (a) a altura das projeções é de 0,5 mm a 1,5 mm;

(b) a quantidade das projeções na superfície externa de camisa é 5 a 60 por cm2;

(c) no mapa de contorno das projeções obtido pela medição da superfície externa de camisa na direção da altura das projeções como o dispositivo de medição laser tridimensional, a proporção de área S1 da região cercada pela linha de contorno na altura 0,4 mm é de 10% a 50%; e

(d) no mapa de contorno das projeções obtidas pela medição da superfície externa de camisa na direção da altura das projeções com o dispositivo de medição laser tridimensional, a proporção de área S2 da região cercada pela linha de contorno na altura 0,2 mm é de 20% a 55%.

Ainda, as projeções somente precisam satisfazer uma entre as seguintes condições (a) e (b):

(a) a altura das projeções é de 0,5 mm a 1,5 mm;

(b) a quantidade das projeções na superfície externa de camisa é de 5 a 60 por cm2;

Nesse caso, uma intensa força de ligação também é obtida entre a camisa de cilindro e o bloco de cilindro.

A projeção pode satisfazer pelo menos uma das condições (a) e (b) além das condições (c) e (d). Nesse caso, uma intensa força de ligação também é obtida entre a camisa de cilindro e o bloco de cilindro. Além disso, contanto que uma diversidade de projeções com formato de gargalo se projete da superfície externa, a força de ligação do bloco de cilindro é suficiente e maior do que a do modelo anterior mesmo se as condições acima não forem satisfeitas.

Deve ficar aparente aos experientes no ofício que a presente invenção pode ser apresentada de muitas outras formas específicas sem fugir do espírito ou escopo da invenção. Assim, os presentes exemplos e versões são considerados ilustrativos e não restritivos, e a invenção não deve ser limitada aos detalhes aqui fornecidos, mas pode ser modificada dentro do escopo e equivalência das reivindicações anexas.

Claims

1. "CAMISA DE CILINDRO", para ligação com aderência predeterminada a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro, caracterizada pela camisa de cilindro compreender uma superfície externa fundida por inserção em metal de fundição diretamente ou através de uma camada intermediária; uma pluralidade de projeções com formato de gargalo dispostas na superfície externa; onde a aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou a camada intermediária difere ao longo de uma direção axial da camisa de cilindro e onde as projeções satisfaçam pelo menos uma das seguintes condições (a) as projeções têm uma altura de 0.5mm a 1.5mm e (b) as projeções da superfície externa são em uma quantidade de 5 a 60 por cm2.

2. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas projeções ainda satisfazerem ambas seguintes condições: (c) no mapa de contorno das projeções obtidas pela superfície externa medida na altura da direção das projeções, uma proporção da área S1 da região cercada pela linha de contorno para uma altura de 0.4 mm ser 10% ou maior; e (d) no mapa de contorno das projeções obtidas pela superfície externa medida na altura da direção das projeções, uma proporção da área S2 da região cercada pela linha de contorno para uma altura de 0.2 mm ser 55% ou menos.

3. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas projeções ainda satisfazerem ambas as seguintes condições (c) no mapa de contorno das projeções obtido pela superfície externa medida na direção da altura das projeções, uma proporção de área S1 de uma região cercada pela linha de contorno na altura 0,4 mm ser de 10% a 50% e (d) no mapa de contorno das projeções obtido pela medição da superfície externa na direção da altura das projeções, uma proporção de área S2 de uma região cercada pela linha de contorno na altura 0,2 mm ser de 20 a 55%.

4. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela camada intermediária ser pulverizada para uma parte superior e uma parte inferior da superfície externa.

5. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizada pelas projeções ainda satisfazerem ambas as seguintes condições (e) as regiões cercadas pela linha de contorno na altura 0,4 mm serem independentes umas das outras no mapa de contorno e (d) a área das regiões cercada pela linha de contorno para a altura de 0.4 mm ser 0,2 mm2 a 3.0 mm2 no mapa de contorno.

6. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pela camisa de cilindro ter uma parte superior e uma parte inferior, com a aderência na parte superior sendo maior do que a aderência na parte inferior.

7. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela parte superior e a parte inferior da camisa de cilindro ambas passarem por um processo de asperezamento, tal processo de asperezamento sendo realizado com mais intensidade na parte superior do que na parte inferior.

8. "CAMISA DE CILINDRO", para ligação com aderência predeterminada a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna fundido ao bloco de cilindro, caracterizada pela camisa de cilindro compreender uma superfície externa fundida em um metal de fundição diretamente ou por uma camada intermediária; uma pluralidade de projeções com formato de gargalo dispostas na superfície externa e a aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou a camada intermediária difere ao longo da direção axial da camisa de cilindro e a camisa de cilindro tem uma parte superior e uma parte inferior com a aderência da parte superior sendo maior que a aderência da parte inferior e a parte superior da camisa de cilindro sofre unicamente um processo de asperezamento.

09. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo processo de asperezamento ser realizado por um tratamento de sopro ou tratamento de jato de água.

10. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pela camisa de cilindro ter uma parte superior e uma parte inferior com a aderência da parte inferior sendo menor que a aderência da parte superior.

11. "CAMISA DE CILINDRO", para ligação com aderência predeterminada a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro, caracterizada pela camisa de cilindro compreender uma superfície externa fundida em metal de fundição diretamente ou por uma camada intermediária; uma pluralidade de projeções em formato de gargalo dispostas na superfície externa; a aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou a camada intermediária diferir ao longo da direção axial da camisa de cilindro; a camisa de cilindro tendo uma parte superior e uma parte inferior com a aderência da parte inferior sendo menor que a aderência da parte superior e uma substância impedindo a aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou camada intermediária é depositada em maior quantidade na porção inferior da superfície externa que na porção superior da superfície externa.

12. "CAMISA DE CILINDRO", para ligação com aderência predeterminada a um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro, caracterizada pela camisa de cilindro compreender uma superfície externa fundida em um metal de fundição diretamente ou através de uma camada intermediária, uma pluralidade de projeções em formato de gargalo dispostas na superfície externa, a aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou a camada intermediária diferir ao longo da direção axial da camisa de cilindro; a camisa de cilindro tendo uma parte superior e uma parte inferior com a aderência da parte inferior sendo menor que a aderência da parte superior e uma substância impedindo a aderência entre a superfície externa e o bloco de cilindro ou camada intermediária é depositada somente na parte inferior da superfície externa.

13. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada pela substância que impede a aderência ser de fumos produzidos quando a pulverização é realizada.

14. "CAMISA DE CILINDRO", de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pela camada pulverizada ser formada como a camada intermediária nos fumos depositados na superfície externa.

15. "BLOCO DE CILINDRO FUNDIDO PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA", caracterizado pelo bloco de cilindro compreender um metal de fundição de material de liga baixa; uma camisa de cilindro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

16. "MÉTODO", para fabricação de camisa de cilindro para ligação com um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro, caracterizado pela camisa de cilindro incluir uma superfície externa com uma pluralidade de projeções com formato de gargalo, uma parte superior e uma parte inferior e ser fundida por inserção em metal de fundição, o método compreendendo a realização de um processo de asperezamento somente na parte superior da superfície externa e a formação de uma camada pulverizada na superfície externa na pulverização da parte superior e inferior da superfície externa com um material de pulverização de metal.

17. "MÉTODO", para fabricação de uma camisa de cilindro para ligação com um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro, caracterizado pela camisa de cilindro incluir uma superfície externa com uma pluralidade de projeções com formato de gargalo, uma parte superior e uma parte inferior e ser fundida por inserção em metal de fundição, o método compreendendo a realização de um processo de asperezamento na parte superior e inferior da superfície externa, tal processo de asperezamento sendo realizado com mais intensidade na parte superior que na parte inferior; e formação de uma camada pulverizada na superfície externa pela pulverização da parte superior e inferior da superfície externa com um material de pulverização de metal.

18. "MÉTODO", para fabricação de uma camisa de cilindro para ligação com um bloco de cilindro de um motor de combustão interna ao fundir o bloco de cilindro, caracterizado pela camisa de cilindro incluir uma superfície externa com uma pluralidade de projeções com formato de gargalo, uma parte superior e uma parte inferior e sendo fundida por inserção em metal de fundição, o método compreendendo a formação de uma camada de pulverização na parte superior da superfície externa e uma camada depositada de vapor na parte inferior da superfície externa fazendo com que um material de pulverização de metal de grãos de pulverização derretidos entrem em contato com a parte superior da superfície externa e simultaneamente tendo vapores produzidos na periferia dos grãos de pulverização derretidos em contato com a parte inferior da superfície externa; e formando uma camada pulverizada na superfície externa pulverizando a parte superior e inferior da superfície externa com um material de pulverização de metal de grãos de pulverização derretidos.

19. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por dita formação de uma camada de pulverização na parte superior da superfície externa e uma camada de depósito de vapor na parte inferior da superfície externa ser realizado em um estado no qual um dispositivo de sucção produz uma corrente direcionada a partir da parte superior em direção à parte inferior da camisa de cilindro.

20. "MÉTODO", de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelas projeções satisfazerem pelo menos uma das seguintes condições: (a) as projeções possuem uma altura de 0,5 mm a 1,5 mm; e (b) as projeções na superfície externa são de uma quantidade de 5 a -60 por cm2.

21. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelas projeções também satisfazerem ambas seguintes condições: (c) em um mapa de contorno das projeções obtido pela medição da superfície externa na direção da altura das projeções, uma proporção de área S1 de uma região cercada por uma linha de contorno para uma altura de 0,4 mm é de 10% ou mais; e (d) em um mapa de contorno das projeções obtido pela medição da superfície externa na direção da altura das projeções, uma proporção de área S2 de uma região cercada por uma linha de contorno para uma altura de 0,2 mm é de 55% ou menos.

22. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelas projeções também satisfazerem ambas seguintes condições: (c) em um mapa de contorno das projeções obtido pela medição da superfície externa na direção da altura das projeções, uma proporção de área S1 de uma região cercada pela linha de contorno na altura de 0,4 mm ser de 10% a 50%; e (d) no mapa de contorno das projeções obtido pela medição da superfície externa na direção da altura das projeções, uma proporção de área S2 de uma região cercada pela linha de contorno na altura de 0,2 mm ser de 20% a 55%.

23. "MÉTODO", de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelas projeções também satisfazerem ambas seguintes condições: (c) as regiões cercadas pela linha de contorno na altura de 0,4 mm serem independentes umas das outras no mapa de contorno; e (d) a área das regiões cercada pela linha de contorno na altura de 0,4 mm ser 0.2 mm2 a 3.0 mm2 no mapa de contorno.