BRPI0901936A2 - cylinder block, internal combustion engine, conveying apparatus and method of producing cylinder block - Google Patents

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BRPI0901936A2
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Shinya Iwasaki
Hiroshi Yamagata
Hirotaka Kurita
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Abstract

BLOCO DE CILìNDRO, MOTOR DE COMBUSTãO INTERNA, APARELHO DE TRANSPORTE E MéTODO PARA PRODUZIR BLOCO DE CILìNDRO. O bloco de cilindro de acordo com a presente invenção é um bloco de cilindro composto por uma liga de alumínio que contém silício, o bloco de cilindro incluindo uma parede do cilindro com uma superfície de deslizamento. O bloco de cilindro de acordo com a presente invenção inclui uma pluralidade de grãos cristalinos de silício na superfície de deslizamento de maneira tal que a rugosidade média de dez pontos Rz~ JIS~ da superfície de deslizamento e a razão do comprimento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento em um nível de corte de 30 % sejam maiores na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento do que na parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento.CYLINDER BLOCK, INTERNAL COMBUSTION ENGINE, TRANSPORT DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING CYLINDER BLOCK. The cylinder block according to the present invention is a cylinder block composed of a silicon-containing aluminum alloy, the cylinder block including a cylinder wall with a sliding surface. The cylinder block according to the present invention includes a plurality of crystalline silicon grains on the sliding surface such that the ten point average roughness Rz ~ JIS ~ of the sliding surface and the load length ratio Rmr (30 ) of the sliding surface at a cutting level of 30% is larger on the upper 1/4 of the sliding surface than on the lower 1/4 of the sliding surface.

Description

"BLOCO DE CILINDRO, MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA, APARELHO DETRANSPORTE E MÉTODO PARA PRODUZIR BLOCO DE CILINDRO""CYLINDER BLOCK, INTERNAL COMBUSTION ENGINE, TRANSPORT DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING CYLINDER BLOCK"

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

1. Campo Técnico1. Technical Field

A presente invenção diz respeito a um bloco de cilindro e a um método de produçãodeste e, em particular, a um bloco de cilindro que é feito de uma liga de alumínio que incluisilício e a um método de produção deste. A presente invenção também diz respeito a ummotor de combustão interna e a um aparelho de transporte que incorpora um bloco de cilin-dro como este.The present invention relates to a cylinder block and a method of producing this and, in particular, a cylinder block which is made of an aluminum alloy which includes silicon and a method of production thereof. The present invention also relates to an internal combustion engine and a conveying apparatus incorporating a cylinder block such as this.

2. Descrição da Tecnologia Relacionada2. Description of Related Technology

Nos anos recentes, em uma tentativa de reduzir o peso dos motores de combustãointerna, houve uma tendência em usar uma liga de alumínio para blocos de cilindro. Umavez que é exigido que um bloco de cilindro tenha uma alta resistência mecânica e alta resis-tência à abrasão, espera-se que ligas de alumínio que contêm uma grande quantidade desilício, isto é, ligas alumínio - silício com uma composição hipereutética, sejam ligas de alu-mínio promissoras para blocos de cilindro.In recent years, in an attempt to reduce the weight of internal combustion engines, there has been a tendency to use an aluminum alloy for cylinder blocks. Since a cylinder block is required to have high mechanical strength and high abrasion resistance, it is expected that aluminum alloys containing a large amount of disillusion, that is, aluminum-silicon alloys having a hypereutectic composition, are alloys. promising aluminum blocks for cylinder blocks.

Em um bloco de cilindro composto por uma liga alumínio - silício, grãos cristalinosde silício localizados na superfície de deslizamento contribuirão para a melhoria da resistên-cia mecânica e da resistência à abrasão. Um exemplo de uma técnica para obter grãos cris-talinos de silício expostos na superfície de um metal base da liga é um processo de bruni-mento para permitir que grãos cristalinos de silício permaneçam sobressaindo (chamado de"brunimento em relevo"). Além do mais, a patente japonesa 2885407 divulga uma técnicapara realizar um processo de ataque químico para permitir que grãos cristalinos de silíciopermaneçam sobressaindo na superfície de uma liga alumínio - silício e, posteriormente,para realizar uma oxidação anódica para formar uma camada de oxido e, adicionalmente,para fazer aspersão por chama de um fluorplástico sobre esta camada de oxido para formaruma camada de resina de fluorplástico.In a cylinder block composed of an aluminum - silicon alloy, crystalline silicon grains located on the sliding surface will contribute to the improvement of mechanical strength and abrasion resistance. An example of a technique for obtaining silicon crystalline grains exposed on the surface of an alloy base metal is a grinding process to allow crystalline silicon grains to stand out (called "embossing"). In addition, Japanese patent 2885407 discloses a technique for performing a chemical etching process to allow crystalline silicon grains to protrude on the surface of an aluminum - silicon alloy and subsequently to perform anodic oxidation to form an oxide layer and, additionally to flame-spray a fluorplastic onto this oxide layer to form a fluorplastic resin layer.

Como lubrificante fica retido entre os grãos cristalinos de silício que permanecemsobressaindo na superfície de deslizamento (isto é, nos recessos entre os grãos cristalinosde silício que funcionam como poças de óleo), uma melhor lubricidade é obtida quando umpistão desliza no cilindro, de acordo com o que a resistência à abrasão e a resistência aoemperramento do bloco de cilindro são melhoradas.As a lubricant is trapped between the silicon crystalline grains that remain surging on the sliding surface (ie in the recesses between the silicon crystalline grains that function as oil pools), better lubricity is obtained when a piston slides in the cylinder, according to the design. that the abrasion resistance and the sticking resistance of the cylinder block are improved.

Entretanto, melhorias adicionais na resistência à abrasão e na resistência ao em-perramento se tornam necessárias durante o uso do bloco de cilindro de liga de alumíniosupradescrito para certos tipos de motores de combustão interna.However, further improvements in abrasion resistance and breakthrough resistance are necessary when using the aluminum alloy cylinder block prescribed for certain types of internal combustion engines.

Convencionalmente, blocos de cilindro de liga de alumínio têm sido usados em mo-tores de combustão interna que são montados em automóveis de quatro rodas. Em um au-tomóvel de quatro rodas, um mecanismo (por exemplo, uma bomba de óleo) para suprircompulsoriamente um lubrificante para o bloco de cilindro e o pistão é fornecido no motor decombustão interna, e o motor de combustão interna é operado em uma velocidade de revo-lução relativamente baixa (especificamente, em uma velocidade de revolução máxima de7.500 rpm ou menos), em cujo caso os problemas supramencionados não ocorrerão. Entre-tanto, em um motor de combustão interna que é operado em uma velocidade de revoluçãorelativamente alta (especificamente, em uma velocidade de revolução máxima de 8.000 rpmou mais) ou em um motor de combustão interna no qual um lubrificante é suprido no cilindrosomente por meio de respingo do lubrificante associado com a rotação do virabrequim (istoé, a bomba de óleo é omitida, como no caso de um motor de combustão interna que é mon-tado em uma motocicleta), o bloco de cilindro de liga de alumínio pode sofrer emperramentoe/ou abrasão significativos. Além do mais, quando um pistão feito de uma liga de alumíniofor usado a fim de alcançar uma redução adicional de peso do motor de combustão internacomo um todo, ocorre deslizamento entre as superfícies da liga de alumínio e assim ocorreuma maior probabilidade de emperramento.Conventionally, aluminum alloy cylinder blocks have been used in internal combustion engines that are mounted on four-wheeled automobiles. In a four-wheeled automobile, a mechanism (eg, an oil pump) for propulsively supplying a lubricant to the cylinder block and piston is provided on the internal combustion engine, and the internal combustion engine is operated at a speed relatively low revolution speed (specifically at a maximum revolution speed of 7,500 rpm or less), in which case the above problems will not occur. However, in an internal combustion engine that is operated at a relatively high revolution speed (specifically, at a maximum revolution speed of 8,000 rpm or more) or an internal combustion engine in which a lubricant is supplied to the cylinder only by means of lubricant splash associated with crankshaft rotation (ie, the oil pump is omitted, as in the case of an internal combustion engine that is mounted on a motorcycle), the aluminum alloy cylinder block may become stuck and / or significant abrasion. Moreover, when a piston made of an aluminum alloy is used to achieve additional weight reduction of the internal combustion engine as a whole, slippage occurs between the aluminum alloy surfaces and thus a greater likelihood of binding occurs.

A fim de melhorar adicionalmente a resistência à abrasão e a resistência ao emper-ramento do bloco de cilindro, é necessário melhorar a lubricidade na partida do motor decombustão interna, o que exige boa retenção do lubrificante na superfície de deslizamento.Os inventores descobriram através de seus estudos que um bloco de cilindro que foi sujeitoaos supramencionados processo de brunimento em relevo ou processo de ataque químiconão pode alcançar uma retenção de lubrificação suficiente, de forma que exista lubricidademenos que adequada quando uma operação em alta velocidade for alcançada imediatamen-te depois da partida do motor de combustão interna.In order to further improve the abrasion resistance and sticking resistance of the cylinder block, it is necessary to improve the lubricity at the start of the internal combustion engine, which requires good retention of the lubricant on the sliding surface. Studies have shown that a cylinder block that has been subjected to the above embossing process or chemical etching process can not achieve sufficient lubrication retention so that there is adequate lubricity when high speed operation is achieved immediately after starting. of the internal combustion engine.

Portanto, os inventores propuseram no pedido de patente japonês 2007-329164uma técnica para melhorar a capacidade de uma superfície de deslizamento reter lubrifican-te. Nesta técnica, como um parâmetro que representa a rugosidade superficial de uma su-perfície de deslizamento, dá-se atenção a uma rugosidade média de dez pontos Rzj|S e umarazão do comprimento de carga Rmr. Pelo ajuste destes parâmetros em uma faixa específi-ca, é concebida uma superfície de deslizamento na qual um grande número de finos grãoscristalinos de silício permanece sobressaindo, assim, contribuindo para a retenção do lubrifi-cante. Em decorrência disto, pode-se obter um bloco de cilindro com excelente resistência àabrasão e resistência ao emperramento.Therefore, the inventors have proposed in Japanese patent application 2007-329164 a technique for improving the ability of a sliding surface to retain lubricant. In this technique, as a parameter which represents the surface roughness of a sliding surface, attention is given to an average roughness of ten points Rzj | S and a length of charge length Rmr. By adjusting these parameters over a specific range, a sliding surface is designed in which a large number of fine crystalline silicon grains remain protruding, thus contributing to lubricant retention. As a result, a cylinder block with excellent abrasion resistance and binding resistance can be obtained.

Entretanto, os inventores conduziram um estudo adicional para descobrir que, du-rante o uso da técnica divulgada no pedido de patente japonês 2007-329164, a superfície dedeslizamento é imersa em um líquido de gravar, assim, fazendo com que toda a superfíciede deslizamento seja uniformemente gravada. Em decorrência disto, embora a resistência àabrasão e a resistência ao emperramento do bloco de cilindro sejam melhoradas em umaparte superior (próxima do centro morto de topo) da superfície de deslizamento, ocorre umnovo problema em que, em uma parte inferior da superfície de deslizamento, os finos grãoscristalinos de silício que permanecem sobressaindo na superfície de deslizamento ficampresos durante o deslizamento do pistão, assim, aumentado a perda por atrito.However, the inventors conducted an additional study to find that during the use of the technique disclosed in the Japanese patent application 2007-329164, the slip surface is immersed in an embossing liquid, thus causing the entire slip surface to be uniformly recorded. As a result, although the abrasion resistance and binding resistance of the cylinder block are improved on an upper part (near the top dead center) of the sliding surface, a new problem occurs where, on a lower part of the sliding surface, The fine crystalline silicon grains that remain protruding on the sliding surface become trapped during piston sliding, thus increasing friction loss.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

A presente invenção foi feita em vista dos problemas supramencionados, e um ob-jetivo desta é fornecer um bloco de cilindro com excelente resistência à abrasão e resistên-cia ao emperramento e com uma pequena perda por atrito, bem como um método de produ-ção deste.The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a cylinder block with excellent abrasion resistance and resistance to binding and with a small friction loss as well as a production method. of this one.

Um bloco de cilindro de acordo com a presente invenção é um bloco de cilindrocomposto por uma liga de alumínio que contém silício, compreendendo: uma parede do ci-lindro com uma superfície de deslizamento na qual um pistão desliza, e uma pluralidade degrãos cristalinos de silício na superfície de deslizamento, em que uma rugosidade média dedez pontos Rzj|S da superfície de deslizamento e uma razão do comprimento de carga R-mr(30) da superfície de deslizamento em um nível de corte de 30 % são maiores em umaparte 1/4 superior da superfície de deslizamento do que em uma parte 1/4 inferior da super-fície de deslizamento.A cylinder block according to the present invention is a silicon-containing aluminum alloy cylinder block, comprising: a cylindrical wall with a sliding surface on which a piston slides, and a plurality of crystalline silicon grains on the sliding surface, where an average roughness has ten points Rzj | S of the sliding surface and a load length ratio R-mr (30) of the sliding surface at a cutting level of 30% is greater in one part 1 / 4 upper of the sliding surface than on a 1/4 lower part of the sliding surface.

Em uma modalidade preferida, na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento,a rugosidade média de dez pontos Rzj|S é de 0,54 um ou mais, e a razão do comprimentode carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é de 20 % ou mais.In a preferred embodiment, on the upper 1/4 of the sliding surface, the average ten point roughness Rzj | S is 0.54 µm or more, and the load length ratio Rmr (30) at a cutting level of 30% is 20% or more.

Em uma modalidade preferida, na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento,a rugosidade média de dez pontos Rzj|S é de 2,0 um ou menos.In a preferred embodiment, on the upper 1/4 of the sliding surface, the average roughness of ten points Rzj | S is 2.0 µm or less.

Em uma modalidade preferida, na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento,a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é de 55 % ou me-nos.In a preferred embodiment, on the upper 1/4 of the sliding surface, the load length ratio Rmr (30) at a 30% shear level is 55% or less.

Em uma modalidade preferida, na parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento, arugosidade média de dez pontos Rzj|S é menor do que 0,54 um e a razão do comprimentode carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é de 15 % ou menos.In a preferred embodiment, on the lower 1/4 of the sliding surface, ten point average roughness Rzj | S is less than 0.54 µm and the load length ratio Rmr (30) at a 30% cut-off level. is 15% or less.

Em uma modalidade preferida, a superfície de deslizamento foi submetida a umprocesso de ataque químico.In a preferred embodiment, the sliding surface has been subjected to a chemical etching process.

Um outro bloco de cilindro de acordo com a presente invenção é um bloco de cilin-dro composto por uma liga de alumínio que contém silício, compreendendo: uma parede docilindro com uma superfície de deslizamento na qual um pistão desliza, e uma pluralidade degrãos cristalinos de silício na superfície de deslizamento, em que, em uma parte 1/4 superior da superfície de deslizamento, uma rugosidade média de dez pontos Rzj|S da superfície dedeslizamento é de 0,54 um ou mais, e uma razão do comprimento de carga Rmr(30) da su-perfície de deslizamento em um nível de corte de 30 % é de 20 % ou mais, e um revesti-mento é fornecido em pelo menos uma parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento.Another cylinder block according to the present invention is a silicon-containing aluminum alloy cylinder block, comprising: a sliding wall with a sliding surface on which a piston slides, and a plurality of crystalline grains of silicon on the sliding surface, wherein, on an upper 1/4 part of the sliding surface, an average roughness of ten points Rzj | S of the sliding surface is 0,54 one or more, and a load length ratio Rmr (30) of the sliding surface at a cut level of 30% is 20% or more, and a coating is provided on at least a 1/4 lower portion of the sliding surface.

Em uma modalidade preferida, na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento,a rugosidade média de dez pontos Rzj|S é de 2,0 um ou menos.In a preferred embodiment, on the upper 1/4 of the sliding surface, the average roughness of ten points Rzj | S is 2.0 µm or less.

Em uma modalidade preferida, na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento,a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é de 55 % ou menos.In a preferred embodiment, on the upper 1/4 of the sliding surface, the load length ratio Rmr (30) at a 30% shear level is 55% or less.

Em uma modalidade preferida, a pluralidade de grãos cristalinos de silício incluiuma pluralidade de grãos de silício de cristal primário e uma pluralidade de grãos de silícioeutético.In a preferred embodiment, the plurality of crystalline silicon grains includes a plurality of primary crystal silicon grains and a plurality of siliconeutectic grains.

Em uma modalidade preferida, a pluralidade de grãos de silício de cristal primáriotem um tamanho de grão cristalino médio de não menos que 12 um e de não mais que 50um.In a preferred embodiment, the plurality of primary crystal silicon grains has an average crystalline grain size of no less than 12 µm and no more than 50 µm.

Em uma modalidade preferida, a pluralidade de grãos de silício eutético tem um ta-manho de grão cristalino médio de 7,5 um ou menos.In a preferred embodiment, the plurality of eutectic silicon grains has an average crystalline grain size of 7.5 µm or less.

Em uma modalidade preferida, a pluralidade de grãos cristalinos de silício tem umadistribuição do tamanho de grão com um primeiro pico existindo em uma faixa de tamanhode grão cristalino de não menos que 1 um e não mais que 7,5 um e um segundo pico exis-tindo em uma faixa de tamanho de grão cristalino de não menos que 12 um e não mais que50 um.In a preferred embodiment, the plurality of silicon crystalline grains has a grain size distribution with a first peak existing in a crystalline grain size range of no less than 1 µm and no more than 7.5 µm and a second peak existing. having a crystalline grain size range of not less than 12 µm and not more than 50 µm.

Em uma modalidade preferida, uma freqüência no primeiro pico é pelo menos cincovezes maior do que uma freqüência no segundo pico.In a preferred embodiment, a frequency in the first peak is at least five times higher than a frequency in the second peak.

Em uma modalidade preferida, a liga de alumínio contém: não menos que 73,4 %em massa e não mais que 79,6 % em massa de alumínio, não menos que 16 % em massa enão mais que 22 % em massa de silício, e não menos que 2,0 % em massa e não mais que5,0 % em massa de cobre.In a preferred embodiment, the aluminum alloy contains: not less than 73.4 mass% and not more than 79.6 mass% of aluminum, not less than 16 mass% and not more than 22 mass% silicon, and not less than 2.0% by weight and not more than 5.0% by weight of copper.

Em uma modalidade preferida, a liga de alumínio contém não menos que 50 ppmem massa e não mais que 200 ppm em massa de fósforo e não mais que 0,01 % em massade cálcio.In a preferred embodiment, the aluminum alloy contains no less than 50 ppm mass and no more than 200 ppm mass phosphorus and no more than 0.01% mass calcium.

Um motor de combustão interna de acordo com a presente invenção compreende:o bloco de cilindro da construção exposta, e um pistão que desliza, ainda ficando em contatocom a superfície de deslizamento do bloco de cilindro.An internal combustion engine according to the present invention comprises: the cylinder block of the exposed construction, and a sliding piston, still contacting the sliding surface of the cylinder block.

Em uma modalidade preferida, o pistão é composto por uma liga de alumínio.Um aparelho de transporte de acordo com a presente invenção compreende ummotor de combustão interna da construção exposta.In a preferred embodiment, the piston is composed of an aluminum alloy. A conveying apparatus according to the present invention comprises an internal combustion engine of the exposed construction.

Um método para produzir um bloco de cilindro de acordo com a presente invençãoé um método para produzir um bloco de cilindro que inclui uma parede do cilindro, a parededo cilindro tendo uma superfície de deslizamento na qual um pistão desliza, o método com-preendendo: uma etapa de fornecer uma peça moldada que é composta por uma liga dealumínio que contém silício, uma etapa de polir uma região da superfície da peça moldadapara se tornar a superfície de deslizamento pelo uso de um brunidor com um granularidade1.500 ou mais, e uma primeira etapa de ataque químico para gravar somente uma parte da região polida.A method for producing a cylinder block according to the present invention is a method for producing a cylinder block that includes a cylinder wall, the cylinder wall having a sliding surface on which a piston slides, the method comprising: step of providing a molded part that is composed of a silicon-containing aluminum alloy, a step of polishing a region of the surface of the molded part to become the sliding surface by using a finisher with a granularity of 1,500 or more, and a first chemical etching step to record only part of the polished region.

Em uma modalidade preferida, o método para produzir um bloco de cilindro de a-cordo com a presente invenção compreende adicionalmente, depois da primeira etapa deataque químico, uma segunda etapa de ataque químico para gravar toda a região.In a preferred embodiment, the method for producing a cylinder block according to the present invention further comprises, after the first chemical attack step, a second chemical attack step for etching the entire region.

Em uma modalidade preferida do método para produzir um bloco de cilindro de a-cordo com a presente invenção, nenhuma etapa de ataque químico adicional para gravar aregião é realizada antes da primeira etapa de ataque químico.In a preferred embodiment of the method for producing a cylinder block according to the present invention, no additional chemical etching steps for etching the region is performed prior to the first etching step.

Um outro método para produzir um bloco de cilindro de acordo com a presente in-venção é um método para produzir um bloco de cilindro que inclui uma parede do cilindro, aparede do cilindro com uma superfície de deslizamento na qual um pistão desliza, o métodocompreendendo: uma etapa de fornecer uma peça moldada que é composta por uma liga dealumínio que contém silício, uma etapa de polir uma região da superfície da peça moldadapara se tornar a superfície de deslizamento pelo uso de um brunidor com um granularidade1.500 ou mais, uma etapa de ataque químico para gravar a região polida, e uma etapa defornecer um revestimento somente em uma parte da região gravada.Another method for producing a cylinder block according to the present invention is a method for producing a cylinder block which includes a cylinder wall, the cylinder face with a sliding surface on which a piston slides, the method comprising: a step of providing a molded part that is composed of a silicon-containing aluminum alloy, a step of polishing a surface region of the molded part to become the sliding surface by using a finisher with a granularity of 1,500 or more, a step chemical etching to engrave the polished region, and a step to provide a coating on only a portion of the engraved region.

A seguir, serão descritas as funções e os efeitos da presente invenção.Em um bloco de cilindro de acordo com a presente invenção, a rugosidade médiade dez pontos Rzj|S da superfície de deslizamento e a razão do comprimento de carga R-mr(30) da superfície de deslizamento em um nível de corte de 30 % são maiores na parte1/4 superior da superfície de deslizamento do que na parte 1/4 inferior. Em decorrência dis-to, é possível aumentar a capacidade de retenção de lubrificante da superfície de desliza-mento na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento, ainda diminuindo o coeficientede atrito na parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento. Portanto, a perda por atrito podeser reduzida, ainda garantindo excelente resistência à abrasão e resistência ao emperra-mento.In the following, the functions and effects of the present invention will be described. In a cylinder block according to the present invention, the average ten point roughness Rzj | S of the sliding surface and the load length ratio R-mr (30 ) of the sliding surface at a cutting level of 30% is larger at the top 1/4 of the sliding surface than at the bottom 1/4. As a result, it is possible to increase the lubricant retention capacity of the sliding surface on the upper 1/4 of the sliding surface, while lowering the coefficient of friction on the lower 1/4 of the sliding surface. Therefore, friction loss can be reduced while still ensuring excellent abrasion resistance and binding resistance.

A fim de melhorar suficientemente a capacidade de retenção de lubrificante paraobter excelente resistência à abrasão e resistência ao emperramento, é preferível que, naparte 1/4 superior da superfície de deslizamento, a rugosidade média de dez pontos Rzj|Sseja de 0,54 um ou mais e que a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível decorte de 30 % seja de 20 % ou mais.In order to sufficiently improve the lubricant retention capacity to obtain excellent abrasion resistance and binding resistance, it is preferable that, on the upper 1/4 of the sliding surface, the average roughness of ten points Rzj | Is 0.54 µm or plus and that the charge length ratio Rmr (30) at a 30% deceleration level is 20% or more.

Entretanto, do ponto de vista do impedimento do declínio gradual dos grãos cristali-nos de silício e de qualquer abrasão significativa da contraparte (anel do pistão e/ou pistão)em função dos grãos cristalinos de silício que permanecem sobressaindo, é preferível que arugosidade média de dez pontos Rzj|S seja de 2,0 um ou menos na parte 1/4 superior dasuperfície de deslizamento.However, from the point of view of preventing the gradual decline of the crystalline silicon grains and any significant counterpart abrasion (piston ring and / or piston) as a function of the crystalline silicon grains that remain protruding, it is preferable that average aridness of ten points Rzj | S is 2,0 one or less on the top 1/4 of the sliding surface.

Além do mais, do ponto de vista da redução do dano e da abrasão da contraparte, épreferível que a razão do comprimento de carga Rmr(30) seja de 55 % ou menos na parte1/4 superior da superfície de deslizamento.Moreover, from the point of view of counterpart damage and abrasion reduction, it is preferred that the load length ratio Rmr (30) is 55% or less at the upper 1/4 of the sliding surface.

Além do mais, a fim de reduzir suficientemente a perda por atrito pela diminuiçãosuficiente do coeficiente de atrito, é preferível que a rugosidade média de dez pontos Rzj|Sseja menor que 0,54 um e que a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível decorte de 30 % seja 15 % ou menos na parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento.Furthermore, in order to sufficiently reduce the frictional loss by sufficiently decreasing the coefficient of friction, it is preferable that the average ten point roughness Rzj | is less than 0.54 µm and that the load length ratio Rmr (30) at a 30% cut-off level is 15% or less on the bottom 1/4 of the sliding surface.

Tipicamente, a superfície de deslizamento do bloco de cilindro de acordo com apresente invenção foi submetida a um processo de ataque químico (ataque químico).Typically, the sliding surface of the cylinder block according to the present invention has been subjected to a chemical etching (etching) process.

Em um outro bloco de cilindro de acordo com a presente invenção*; na parte 1/4 su-perior da superfície de deslizamento, a rugosidade média de dez pontos Rzj|S é de 0,54 umou mais e a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é de 20% ou mais e, além do mais, é fornecido revestimento em pelo menos uma parte 1/4 inferiorda superfície de deslizamento. Em decorrência disto, é possível aumentar a capacidade deretenção de lubrificante da superfície de deslizamento na parte 1/4 superior da superfície dedeslizamento, ainda diminuindo o coeficiente de atrito na parte 1/4 inferior da superfície dedeslizamento. Portanto, a perda por atrito pode ser reduzida, ainda garantindo excelenteresistência à abrasão e resistência ao emperramento.In another cylinder block according to the present invention *; at the upper 1/4 of the sliding surface, the average ten point roughness Rzj | S is 0.54 um or more and the load length ratio Rmr (30) at a 30% cut-off level is 20% or more and furthermore coating is provided on at least a 1/4 part below the sliding surface. As a result, it is possible to increase the lubricant-holding ability of the sliding surface on the upper 1/4 of the sliding surface, while lowering the coefficient of friction on the lower 1/4 of the sliding surface. Therefore, friction loss can be reduced while still ensuring excellent abrasion resistance and binding resistance.

Do ponto de vista do impedimento do declínio gradual dos grãos cristalinos de silí-cio e de qualquer abrasão significativa da contraparte (anel do pistão e/ou pistão) em funçãodos grãos cristalinos de silício que permanecem sobressaindo, é preferível que a rugosidademédia de dez pontos Rzj|S seja de 2,0 um ou menos na parte 1/4 superior da superfície dedeslizamento.From the standpoint of preventing the gradual decline of the silicon crystalline grains and any significant counterpart abrasion (piston ring and / or piston) as a function of the remaining crystalline silicon grains, it is preferable that the average ten point roughness Rzj | S is 2,0 one or less on the upper 1/4 of the sliding surface.

Além do mais, do ponto de vista da redução do dano e da abrasão da contraparte, épreferível que a razão do comprimento de carga Rmr(30) seja 55 % ou menos na parte 1/4superior da superfície de deslizamento.Moreover, from the point of view of counterpart damage and abrasion reduction, it is preferred that the load length ratio Rmr (30) is 55% or less at the top 1/4 of the sliding surface.

Tipicamente, a pluralidade dos grãos cristalinos de silício inclui uma pluralidade degrãos de silício de cristal primário e uma pluralidade de grãos de silício eutético. Assim, umavez que não somente grãos de silício de cristal primário, mas também grãos de silício eutéti-co, permanecem sobressaindo na superfície de deslizamento, a rugosidade média de dezpontos Rzjis e a razão do comprimento de carga Rmr(30) podem aumentar suficientemente.Typically, the plurality of crystalline silicon grains includes a plurality of primary crystal silicon grains and a plurality of eutectic silicon grains. Thus, since not only primary crystal silicon grains but also eutectic silicon grains remain prominent on the sliding surface, the average roughness of ten Rzjis points and the load length ratio Rmr (30) can increase sufficiently.

Do ponto de vista da melhoria da resistência à abrasão e da resistência mecânicado bloco de cilindro, é preferível que o tamanho de grão cristalino médio da pluralidade degrãos de silício de cristal primário seja não menos que 12 um e não mais que 50 um, e queo tamanho de grão cristalino médio da pluralidade de grãos de silício eutético seja de 7,5 umou menos. Além do mais, é preferível que a pluralidade de grãos cristalinos de silício tenhauma distribuição do tamanho de grão com um primeiro pico existindo em uma faixa de ta-manho de grão cristalino de não menos que 1 um e não mais que 7,5 um e um segundopico existindo em uma faixa de tamanho de grão cristalino de não menos que 12 um e nãomais que 50 um, e é adicionalmente preferível que a freqüência no primeiro pico seja pelomenos cinco vezes maior do que a freqüência no segundo pico.From the point of view of improving abrasion resistance and mechanical block cylinder strength, it is preferable that the average crystalline grain size of the plurality of primary crystal silicon grains be not less than 12 µm and not more than 50 µm, and that average crystalline grain size of the plurality of eutectic silicon grains is 7.5 um or less. Moreover, it is preferable that the plurality of crystalline silicon grains have a grain size distribution with a first peak existing in a crystalline grain size range of not less than 1 µm and not more than 7.5 µm and a second peak existing in a crystalline grain size range of no less than 12 µm and no more than 50 µm, and it is further preferable that the frequency at the first peak be at least five times greater than the frequency at the second peak.

A fim de aumentar suficientemente a resistência à abrasão e a resistência mecânicado bloco de cilindro, é preferível que a liga de alumínio contenha: não menos que 73,4 % emmassa e não mais que 79,6 % em massa de alumínio, não menos que 16 % em massa enão mais que 22 % em massa de silício, e não menos que 2,0 % em massa e não mais que5,0 % em massa de cobre.In order to sufficiently increase the abrasion resistance and mechanical strength of the cylinder block, it is preferable that the aluminum alloy contain: not less than 73,4% by weight and not more than 79,6% by weight of aluminum, not less than 16% by weight and not more than 22% by weight of silicon, not less than 2,0% by weight and not more than 5,0% by weight of copper.

Além do mais, é preferível que a liga de alumínio contenha não menos que 50 ppmem massa e não mais que 200 ppm em massa de fósforo, e não mais que 0,01 % em massade cálcio. Quando a liga de alumínio contiver não menos que 50 ppm em massa e não maisque 200 ppm em massa de fósforo, é possível reduzir a tendência de os grãos cristalinos desilício se tornarem gigantescos, assim, permitindo a dispersão uniforme dos grãos cristalinosde silício na liga. Por outro lado, quando o conteúdo de cálcio na liga de alumínio de garan-tia for de 0,01 % em massa ou menos, o efeito de fornecer finos grãos cristalinos de silícioem função do fósforo é assegurado, e pode-se obter uma estrutura metalúrgica com resis-tência à abrasão.Moreover, it is preferable that the aluminum alloy contain no less than 50 ppm mass and no more than 200 ppm mass phosphorus, and no more than 0.01% mass calcium. When the aluminum alloy contains no less than 50 ppm by weight and no more than 200 ppm by weight of phosphorus, it is possible to reduce the tendency for the disilicon crystalline grains to become gigantic, thus allowing for the uniform dispersion of the crystalline silicon grains in the alloy. On the other hand, when the calcium content in the aluminum alloy of the guarantee is 0.01 wt% or less, the effect of providing fine crystalline silicon grains on phosphorus is ensured, and a structure can be obtained. metallurgical with abrasion resistance.

Um bloco de cilindro de acordo com a presente invenção pode ser adequadamenteusado nos motores de combustão interna para vários tipos de aparelhos de transporte e,particularmente, adequadamente usado em um motor de combustão interna cujo pistão éfeito de uma liga de alumínio a título de redução de peso.A cylinder block according to the present invention may be suitably used in internal combustion engines for various types of conveyor apparatus and particularly suitably used in an internal combustion engine whose piston is made of an aluminum alloy as a reduction of Weight.

Em um método para produzir um bloco de cilindro de acordo com a presente inven-ção, depois de realizar uma etapa de polir uma região da superfície de uma peça moldadapara se tornar uma superfície de deslizamento pelo uso de um brunidor com um granulari-dade 1.500 ou mais, uma primeira etapa de ataque químico para gravar somente uma parteda região polida é realizada. Em decorrência disto, tanto a rugosidade média de dez pontosRzjis quanto a razão do comprimento de carga Rmr(30) podem se tornar diferentes entre aparte que é gravada através da primeira etapa de ataque químico e a outra parte. Portanto,a rugosidade média de dez pontos Rzj|S e a razão do comprimento de carga Rmr(30) dasuperfície de deslizamento podem se tornar maiores na parte 1/4 superior do que na parte1/4 inferior, de acordo com o que, um bloco de cilindro com excelente resistência à abrasãoe resistência ao emperramento e uma pequena perda por atrito pode ser produzido.In a method of producing a cylinder block according to the present invention, after performing a step of polishing a surface region of a molded part to become a sliding surface by the use of a 1,500 granularity polisher. or more, a first chemical attack step to engrave only one part of the polished region is performed. As a result, both the average ten point roughness Rzjis and the charge length ratio Rmr (30) may differ between the one recorded through the first chemical etching step and the other part. Therefore, the average ten point roughness Rzj | S and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface may become larger in the upper 1/4 than in the lower 1/4, whereby a Cylinder block with excellent abrasion resistance and binding resistance and a small friction loss can be produced.

Depois da primeira etapa de ataque químico, uma segunda etapa de ataque quími-co para gravar a íntegra da região para se tornar a superfície de deslizamento pode ser rea-lizada. Quando uma segunda etapa de ataque químico como esta for realizada, toda a su-perfície de deslizamento será submetida a um processo de ataque químico (embora a parteque é gravada através da primeira etapa de ataque químico sofra uma quantidade de ataquequímico maior do que na outra parte). Em decorrência disto, rebaixos entre os grãos cristali-nos de silício (que funcionam como poças de óleo para reter o lubrificante) são adequada-mente formados através de toda a superfície de deslizamento, assim, melhorando adicio-nalmente a resistência à abrasão e a resistência ao emperramento em toda a superfície dedeslizamento.After the first chemical etching step, a second chemical etching step to engrave the entire region to become the sliding surface can be performed. When a second chemical attack stage such as this is performed, the entire sliding surface will undergo a chemical attack process (although the part that is recorded through the first chemical attack stage will suffer a greater amount of chemical attack than in the other one). part). As a result, recesses between the crystalline silicon grains (which act as oil puddles to retain the lubricant) are properly formed across the entire sliding surface, thereby further improving abrasion resistance and corrosion resistance. Binding resistance on the entire surface of the slip.

Alternativamente, depois da primeira etapa de ataque químico, nenhuma etapa deataque químico adicional para gravar a região para se tornar a superfície de deslizamentopode ser realizada. No caso em que uma etapa de ataque químico adicional como esta foromitida, o número de etapas é reduzido, de acordo com o que o custo de produção pode serreduzido e as etapas de produção podem ser simplificadas.Alternatively, after the first chemical etching step, no additional chemical etching step to etch the region to become the sliding surface can be performed. In the event that an additional chemical attack step such as this is taken, the number of steps is reduced, whereby the cost of production can be reduced and the production steps can be simplified.

Em um outro método para produzir um bloco de cilindro de acordo com a presenteinvenção, depois de realizar uma etapa de polir uma região da superfície de uma peça mol-dada para se tornar uma superfície de deslizamento pelo uso de um brunidor com um granu-laridade 1.500 ou mais, uma etapa de ataque químico para gravar a região polida é realiza-da, depois do que, uma etapa de fornecer um revestimento somente em uma parte da regi-ão gravada é adicionalmente realizada. Em decorrência disto, tanto a rugosidade média dedez pontos Rzj|S quanto a razão do comprimento de carga Rmr(30) podem se tornar diferen-tes entre a parte revestida e a outra parte. Portanto, a rugosidade média de dez pontos Rzj|Se a razão do comprimento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento podem se tornarmaiores na parte 1/4 superior do que na parte 1/4 inferior, de acordo com o que, pode-seproduzir um bloco de cilindro com excelente resistência à abrasão e resistência ao emper-ramento e uma pequena perda por atrito.In another method for producing a cylinder block according to the present invention, after performing a step of polishing a surface region of a molten part to become a sliding surface by the use of a coarse-grained finisher. 1,500 or more, a chemical etching step for etching the polished region is performed, after which, a step of providing a coating only on a part of the etched region is additionally performed. As a result, both the average roughness of ten points Rzj | S and the load length ratio Rmr (30) may become different between the coated part and the other part. Therefore, the average ten point roughness Rzj | If the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface may become larger in the upper 1/4 part than in the lower 1/4 part, according to which -produce a cylinder block with excellent abrasion resistance and jamming resistance and a small friction loss.

Em qualquer um dos métodos de produção supradescritos, uma região da superfí-cie de uma peça moldada a se tornar uma superfície de deslizamento é polida pelo uso deum brunidor com um granularidade 1.500 ou mais e, posteriormente, pelo menos uma parteda região polida é gravada. Em decorrência disto, na parte gravada, é criada uma superfícieem que não somente um grande número de grãos de silício de cristal primário, mas tambémum grande número de grãos de silício eutético, permanece sobressaindo (se projetando), epoças de óleo com profundidades suficientes são formadas com uma fina oscilação. Portan-to, a resistência à abrasão e a resistência ao emperramento em uma parte da superfície dedeslizamento podem ser significativamente melhoradas.In any of the above described production methods, a surface region of a molded part to become a sliding surface is polished by the use of a polisher of 1,500 or more granularity and thereafter at least one part of the polished region is etched. . As a result, in the engraved part, a surface is created where not only a large number of primary crystal silicon grains, but also a large number of eutectic silicon grains remain protruding (projecting), and oil depths of sufficient depth are formed with a fine oscillation. Therefore, abrasion resistance and binding resistance on a part of the slip surface can be significantly improved.

De acordo com a presente invenção, é fornecido um bloco de cilindro com excelen-te resistência à abrasão e resistência ao emperramento e com uma pequena perda por atri-to, bem como um método de produção deste. Além do mais, de acordo com a presente in-venção, também são fornecidos um motor de combustão interna e um aparelho de transpor-te que incorpora um bloco de cilindro como este.In accordance with the present invention there is provided a cylinder block with excellent abrasion resistance and binding resistance and a small friction loss as well as a production method thereof. Furthermore, according to the present invention there is also provided an internal combustion engine and a transport apparatus incorporating a cylinder block such as this.

Outros recursos, elementos, processos, etapas, características e vantagens da pre-sente invenção ficarão mais aparentes a partir da seguinte descrição detalhada das modali-dades preferidas da presente invenção em relação aos desenhos anexos.Other features, elements, processes, steps, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention in relation to the accompanying drawings.

Descrição Resumida dos DesenhosBrief Description of the Drawings

A figura 1 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um bloco decilindro 100 de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.Fig. 1 is a perspective view schematically showing a decylinder block 100 according to a preferred embodiment of the present invention.

A figura 2 é uma vista seccional transversal que mostra esquematicamente um blo-co de cilindro 100 de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a cylinder block 100 according to a preferred embodiment of the present invention.

A figura 3 é uma vista plana que mostra esquematicamente uma imagem ampliadade uma superfície de deslizamento do bloco de cilindro 100.Figure 3 is a plan view schematically showing an image of a slide surface of the cylinder block 100.

A figura 4 é uma vista seccional transversal que mostra esquematicamente umaimagem ampliada de uma superfície de deslizamento do bloco de cilindro 100.Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged image of a sliding surface of the cylinder block 100.

A figura 5 é um diagrama para explicar uma rugosidade média de dez pontos Rzj|S.Figure 5 is a diagram for explaining an average roughness of ten points Rzj | S.

A figura 6 é um diagrama para explicar uma razão do comprimento de carga R-mr(c).Figure 6 is a diagram for explaining a load length ratio R-mr (c).

A figura 7 é um gráfico que mostra um relacionamento exemplar entre um ângulode manivela (graus) e uma pressão de gás (MPa) e uma força de atrito (N) em um motor decombustão interna convencional.Figure 7 is a graph showing an exemplary relationship between a crank angle (degrees) and a gas pressure (MPa) and a frictional force (N) in a conventional internal combustion engine.

As figuras 8A e 8B são diagramas para explicar um motivo pelo qual a força de atri-to que age em uma superfície de deslizamento fica maior imediatamente depois da explo-são.Figures 8A and 8B are diagrams to explain why the frictional force acting on a sliding surface is increased immediately after the explosion.

A figura 9 é um fluxograma que mostra etapas de produção para o bloco de cilindro 100.Figure 9 is a flow chart showing production steps for cylinder block 100.

A figura 10 é um fluxograma que mostra etapas de produção para o bloco de cilindro 100.Figure 10 is a flow chart showing production steps for cylinder block 100.

As figuras 11A até 11E são vistas seccionais transversais etapa por etapa que mos-tram esquematicamente, de forma parcial, as etapas de produção para o bloco de cilindro 100.Figures 11A through 11E are step-by-step cross-sectional views schematically showing partially the production steps for cylinder block 100.

As figuras 12A e 12B são vistas seccionais transversais etapa por etapa que mos-tram esquematicamente, de forma parcial, as etapas de produção para o bloco de cilindro100.Figures 12A and 12B are step-by-step cross-sectional views schematically showing partially the production steps for cylinder block 100.

A figura 13 é um fluxograma que mostra as etapas de produção para o bloco de ci-lindro 100.Figure 13 is a flow chart showing the production steps for cyberblock block 100.

A figura 14 é uma vista seccional transversal de etapa que mostra esquematica-mente uma parte das etapas de produção para o bloco de cilindro 100.A figura 15 é um fluxograma que mostra as etapas de produção para o bloco de ci-lindro 100.Figure 14 is a cross-sectional step view schematically showing a part of the production steps for cylinder block 100. Figure 15 is a flow chart showing the production steps for cylinder block 100.

As figuras 16A até 16C são vistas seccionais transversais etapa por etapa que mos-tram esquematicamente, de forma parcial, as etapas de produção para o bloco de cilindro100.Figures 16A through 16C are step-by-step cross-sectional views schematically showing partially the production steps for cylinder block 100.

As figuras 17A até 17C são diagramas para explicar um motivo pelo qual os grãosde silício eutético não contribuem para a retenção de lubrificante quando um processo debrunimento em relevo for realizado.Figures 17A through 17C are diagrams to explain why eutectic silicon grains do not contribute to lubricant retention when a embossing process is performed.

As figuras 18A até 18C são diagramas para explicar um motivo pelo qual os grãos de silício eutético não contribuem para a retenção de lubrificante quando um processo deataque químico for realizado sem realizar primeiro um processo de brunimento com acaba-mento espelhado.Figures 18A through 18C are diagrams explaining why eutectic silicon grains do not contribute to lubricant retention when a chemical process is performed without first performing a mirror-finish honing process.

A figura 19 é um diagrama que mostra esquematicamente uma máquina de teste dearranhão 30 que é usada para medir um coeficiente de atrito.Figure 19 is a diagrammatic diagram showing a braid test machine 30 which is used to measure a coefficient of friction.

A figura 20 é um gráfico no qual os Exemplos 1 a 3 e os Exemplos Comparativos 1a 11 são graficamente representados, em um eixo geométrico horizontal que representaFigure 20 is a graph in which Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 11 are graphically represented on a horizontal geometric axis representing

uma rugosidade média de dez pontos Rzj|S e em um eixo geométrico vertical que representauma razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 %, em relação auma parte 1/4 superior da superfície de deslizamento.an average roughness of ten points Rzj | S and on a vertical geometrical axis representing a load length ratio Rmr (30) at a cutting level of 30% relative to an upper 1/4 of the sliding surface.

A figura 21 é uma vista seccional transversal que mostra esquematicamente umasuperfície de deslizamento na qual não somente grãos de silício de cristal primário, mastambém grãos de silício eutético, permanecem sobressaindo.Figure 21 is a cross-sectional view schematically showing a sliding surface in which not only primary crystal silicon grains but also eutectic silicon grains remain protruding.

A figura 22 é uma vista seccional transversal que mostra esquematicamente umasuperfície de deslizamento na qual substancialmente nada, exceto grãos de silício de cristalprimário, permanece sobressaindo.Figure 22 is a cross-sectional view schematically showing a sliding surface in which substantially nothing except crystalline silicon grains remains protruding.

A figura 23 é um diagrama para explicar um motivo pelo qual uma altura de relevoconstante não pode ser obtida quando um processo de brunimento em relevo é empregado.Figure 23 is a diagram for explaining why a constant height of relief cannot be obtained when a embossing process is employed.

A figura 24 é um diagrama para explicar um motivo pelo qual uma altura de relevoconstante é obtida quando um processo de ataque químico é empregado.Figure 24 is a diagram to explain why a constant height of relief is obtained when a chemical etching process is employed.

A figura 25 é um gráfico no qual os Exemplos 1 a 3 e os Exemplos Comparativos 1a 11 são graficamente representados, em um eixo geométrico horizontal que representauma rugosidade média de dez pontos Rzj|S e em um eixo geométrico vertical que representauma razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 %, em relação auma parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento.Figure 25 is a graph in which Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 11 are graphically represented on a horizontal geometric axis representing an average roughness of ten points Rzj | S and on a vertical geometric axis representing a ratio of the length of load Rmr (30) at a cut-off level of 30%, relative to a lower 1/4 of the sliding surface.

A figura 26 é um gráfico que mostra um exemplo de uma distribuição de tamanhode grão preferível dos grãos cristalinos de silício.Figure 26 is a graph showing an example of a preferred grain size distribution of crystalline silicon grains.

A figura 27 é uma vista seccional transversal que mostra esquematicamente ummotor de combustão interna 150 com o bloco de cilindro 100.Fig. 27 is a cross-sectional view schematically showing an internal combustion engine 150 with cylinder block 100.

A figura 28 é uma vista lateral que mostra esquematicamente uma motocicleta queincorpora o motor de combustão interna 150 mostrado na figura 27.Figure 28 is a side view schematically showing a motorcycle incorporating internal combustion engine 150 shown in figure 27.

Descrição Detalhada das Modalidades PreferidasDetailed Description of Preferred Modalities

A seguir, modalidades da presente invenção serão descritas em relação aos dese-nhos. Embora as seguintes descrições sejam direcionadas a um bloco de cilindro para ummotor de combustão interna do tipo resfriado a água como um exemplo, a presente inven-ção não é limitada a ele. A presente invenção também é adequadamente usada em um blo-co de cilindro para um motor de combustão interna do tipo resfriado a ar.In the following, embodiments of the present invention will be described with respect to the drawings. Although the following descriptions are directed to a cylinder block for a water-cooled internal combustion engine as an example, the present invention is not limited thereto. The present invention is also suitably used in a cylinder block for an air-cooled internal combustion engine.

A figura 1 e a figura 2 mostram um bloco de cilindro de acordo com a presente mo-dalidade (que também pode ser referido como um "corpo do cilindro") 100. A figura 1 e afigura 2 são uma vista em perspectiva e uma vista seccional transversal que mostram es-quematicamente o bloco de cilindro 100. O bloco de cilindro 100 é feito de uma liga de alu-mínio que contém silício e, mais especificamente, uma liga alumínio - silício de uma compo-sição hipereutética que contém uma grande quantidade de silício.Figure 1 and Figure 2 show a cylinder block according to the present embodiment (which may also be referred to as a "cylinder body") 100. Figure 1 and Figure 2 are a perspective view and a view cross-section showing schematically the cylinder block 100. The cylinder block 100 is made of a silicon-containing aluminum alloy and, more specifically, an aluminum-silicon alloy of a large composition containing a large amount of silicon.

Da forma mostrada na figura 1 e na figura 2, o bloco de cilindro 100 inclui: uma par-te de parede (referida como uma "parede do cilindro") 103, que define um furo de cilindro102, e uma parte de parede (referida como uma "parede externa") 104, que circunda a pare-de do cilindro 103 e que define o contorno externo do bloco de cilindro 100. Entre a parededo cilindro 103 e a parede externa 104, é fornecida uma camisa de água 105 para reter umagente refrigerante. Embora a presente modalidade ilustre um bloco de cilindro com um úni-co cilindro 100, o bloco de cilindro 100 pode ter múltiplos cilindros.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cylinder block 100 includes: a wall portion (referred to as a "cylinder wall") 103 defining a cylinder bore 102, and a wall portion (referred to as a "cylinder wall"). as an "outer wall") 104, surrounding the wall of cylinder 103 and defining the outer contour of cylinder block 100. Between the wall of cylinder 103 and outer wall 104, a water jacket 105 is provided for retaining Great soda. While the present embodiment illustrates a single cylinder cylinder block 100, the cylinder block 100 may have multiple cylinders.

Uma superfície 101 da parede do cilindro 103 voltada para o furo do cilindro 102 (is-to é, a superfície periférica interna) define uma superfície de deslizamento na qual um pistãodesliza (isto é, a superfície de deslizamento fica em contato com um pistão). A superfície dedeslizamento 101 é mostrada ampliada na figura 3. A figura 3 é uma vista plana que mostraesquematicamente a superfície de deslizamento 101.A cylinder wall surface 101 facing the cylinder bore 102 (ie, the inner peripheral surface) defines a sliding surface on which a piston slides (i.e., the sliding surface is in contact with a piston) . The sliding surface 101 is shown enlarged in Figure 3. Figure 3 is a plan view showing schematically the sliding surface 101.

Da forma mostrada na figura 3, o bloco de cilindro 100 com a parede do cilindro 103com a superfície de deslizamento 101 inclui uma pluralidade de grãos cristalinos de silício 1e 2 na superfície de deslizamento 101. Estes grãos cristalinos de silício 1 e 2 estão presen-tes, de uma maneira dispersa, em uma matriz (metal base da liga) 3 de solução sólida quecontém alumínio.As shown in Figure 3, the cylinder block 100 with the cylinder wall 103 with the sliding surface 101 includes a plurality of crystalline silicon grains 1 and 2 on the sliding surface 101. These crystalline silicon grains 1 and 2 are present. dispersed in a matrix (alloy base metal) 3 of solid solution containing aluminum.

Os grãos cristalinos de silício, que são os primeiros a ser formados durante uma fu-são de uma liga alumínio - silício que tem uma composição hipereutética, são referidos co-mo "grãos de silício de cristal primário". Os grãos cristalinos de silício, que são então forma-dos, são referidos como "grãos de silício eutético". Entre os grãos cristalinos de silício 1 e 2mostrados na figura 2, os grãos cristalinos de silício relativamente grandes 1 são os grãosde silício de cristal primário. Os grãos cristalinos de silício relativamente pequenos 2 presen-tes entre os grãos de silício de cristal primário são os grãos de silício eutético.Crystalline silicon grains, which are the first to be formed during an aluminum-silicon alloy melt having a hypereutectic composition, are referred to as "primary crystal silicon grains". Crystalline silicon grains, which are then formed, are referred to as "eutectic silicon grains". Among the crystalline silicon grains 1 and 2 shown in Figure 2, the relatively large crystalline silicon grains 1 are the primary crystal silicon grains. The relatively small crystalline silicon grains present among the primary crystal silicon grains are the eutectic silicon grains.

A figura 4 mostra uma estrutura seccional transversal da superfície de deslizamento101. Da forma mostrada na figura 4, a pluralidade de grãos cristalinos de silício 1 e 2, inclu-indo os grãos de silício de cristal primário 1 e os grãos de silício eutético 2, se projeta (isto é,permanece sobressaindo) de uma matriz 3. Os rebaixos 4 formados entre os grãos cristali-nos de silício 1 e 2 funcionam como poças de óleo nas quais um lubrificante ficará retido.Figure 4 shows a cross-sectional structure of the sliding surface101. As shown in Figure 4, the plurality of crystalline silicon grains 1 and 2, including primary crystal silicon grains 1 and eutectic silicon grains 2, protrude (i.e. remains protruding) from a matrix 3 The recesses 4 formed between the crystalline silicon grains 1 and 2 act as oil puddles in which a lubricant will be retained.

Os inventores estudaram os motivos pelos quais o processo de brunimento em re-levo convencional ou o processo de ataque químico não podem obter uma capacidade deretenção de lubrificante suficiente. Assim, descobriu-se que a maior parte dos grãos de silí-cio eutético é realmente removida da superfície de deslizamento de acordo com estas técni-cas convencionais, de maneira tal que dificilmente seja obtida alguma contribuição dosgrãos de silício eutético para a retenção do lubrificante, assim, resultando em uma baixacapacidade de retenção de lubrificante.The inventors have studied the reasons why the conventional rebinding honing process or chemical etching process cannot obtain sufficient lubricant-holding capacity. Thus, it has been found that most eutectic silicon grains are actually removed from the sliding surface according to these conventional techniques, such that hardly any contribution of eutectic silicon grains to lubricant retention can be obtained. thus resulting in a low lubricant retention capacity.

Dessa maneira, como os parâmetros que representam a rugosidade superficial dasuperfície de deslizamento 101, os inventores deram atenção a uma rugosidade média dedez pontos Rzj|S e a uma razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de30 %, e descobriram que ajustar estes parâmetros para ficar em faixas específicas podemelhorar enormemente a capacidade de a superfície de deslizamento 101 reter um lubrificante.Thus, as the parameters representing the surface roughness of the sliding surface 101, the inventors paid attention to an average roughness of ten points Rzj | S and a load length ratio Rmr (30) at a cutting level of 30%, and have found that adjusting these parameters to be within specific ranges can greatly improve the ability of the sliding surface 101 to hold a lubricant.

A rugosidade média de dez pontos Rzj|S é, em relação a uma parte tomada de umperfil seccional transversal, a parte que se estende a um comprimento de referência L (daforma mostrada na figura 5), uma diferença entre um valor médio de alturas R1, R3, R5, R7e R9 dos cinco ápices mais altos e um valor médio das alturas R2, R4, R6, R8 e R10 doscinco vales mais baixos, da forma expressa pela equação 1 a seguir. Portanto, uma granderugosidade média de dez pontos Rzj|S significa que as poças de óleo 4 têm uma profundida-de suficiente.The average roughness of ten points Rzj | S is, relative to a part taken from a cross-sectional profile, the part extending at a reference length L (as shown in Figure 5), a difference between an average value of heights R1 , R3, R5, R7 and R9 of the five highest summits and an average value of the heights R2, R4, R6, R8 and R10 of the lower five valleys, as expressed by equation 1 below. Therefore, an average ten point roughness Rzj | S means that oil puddles 4 have a sufficient depth.

Equação 1Equation 1

^ _ (R1+R3+R5+R7+R9)-(R2+R4+R6+R8+R10)(R1 + R3 + R5 + R7 + R9) - (R2 + R4 + R6 + R8 + R10)

Uma razão do comprimento de carga Rmr(c) em um dado nível de corte c é, em re-lação a uma parte tomada de um perfil de rugosidade, a parte que se estende em um com-primento de avaliação In (da forma mostrada na figura 6), uma razão da soma dos compri-mentos de corte, quando o perfil de rugosidade for cortado em um nível de corte c que éparalelo a uma linha que conecta os ápices (isto é, comprimento da carga) M1(c), pelo com-primento de avaliação In, da forma expressada pela equação 2 a seguir.A ratio of the load length Rmr (c) at a given shear level c is, in relation to a part taken from a roughness profile, the part extending over an evaluation length In (as shown in Figure 6), a ratio of the sum of the cutting lengths when the roughness profile is cut to a cutting level c that is parallel to a line connecting the apexes (i.e. load length) M1 (c) , by the length of valuation In, as expressed by equation 2 below.

Equação 2<formula>formula see original document page 14</formula>Equation 2 <formula> formula see original document page 14 </formula>

Portanto, a razão do comprimento de carga Rmr(c) é um índice que indica quantosgrãos de silício 1 e 2 permanecem sobressaindo na superfície de deslizamento 101. Umaalta razão do comprimento de carga Rmr(c) significa que um grande número de grãos desilício 1, 2 (e, em particular, os grãos de silício eutético 2) permanece sobressaindo. Em umestágio inicial da operação de um motor de combustão interna, a superfície mais externa dasuperfície de deslizamento 101 é abradada (expressa como "adequação"), aproximadamen-te até uma profundidade correspondente a um nível de corte de 30 %. Portanto, pode-sedizer que uma razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % servecomo um parâmetro que indica quantos grãos de silício eutético 2 permanecem sobressain-do durante uma operação real.Therefore, the charge length ratio Rmr (c) is an index indicating how many silicon grains 1 and 2 remain protruding on the sliding surface 101. A high charge length ratio Rmr (c) means that a large number of disilicon grains 1 , 2 (and in particular eutectic silicon grains 2) remains outstanding. At an early stage of operation of an internal combustion engine, the outermost surface of the sliding surface 101 is abraded (expressed as "suitability"), approaching to a depth corresponding to a cutoff level of 30%. Therefore, it can be assumed that a load length ratio Rmr (30) at a cutoff level of 30% serves as a parameter indicating how many eutectic silicon grains 2 remain protruding during an actual operation.

Como exposto, uma grande rugosidade média de dez pontos Rzj|S significa que aspoças de óleo 4 têm uma profundidade suficiente, e uma alta razão do comprimento de car-ga Rmr(30) significa que um grande número de grãos de silício 1, 2, permanece sobressaín-do na superfície de deslizamento 101 (isto é, permanecem sem declínio gradual). Portanto,pela garantia de que a rugosidade média de dez pontos Rzj|S e a razão do comprimento decarga Rmr(30) da superfície de deslizamento 101 são maiores do que certos níveis, a capa-cidade de retenção de lubrificante da superfície de deslizamento 101 pode ser melhorada.Entretanto, se a rugosidade média de dez pontos Rzj|S e a razão do comprimento de cargaRmr(30) da superfície de deslizamento 101 forem aumentadas de uma maneira simples, istoé, uniformemente, por toda a superfície de deslizamento 101, o grande número de grãos desilício eutético 2 que permanece sobressaindo na superfície de deslizamento 101 induziráuma maior perda por atrito.As stated, a large average roughness of ten points Rzj | S means that the oil pieces 4 have sufficient depth, and a high head length ratio Rmr (30) means that a large number of silicon grains 1, 2 , protrudes on the sliding surface 101 (that is, they remain without gradual decline). Therefore, by ensuring that the ten point average roughness Rzj | S and the slack surface ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 are greater than certain levels, the sliding surface lubricant retention capacity 101 However, if the average ten-point roughness Rzj | S and the load-length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 are simply increased, that is to say, uniformly over the entire sliding surface 101, the large number of eutectic desilicon grains 2 that remain protruding on the sliding surface 101 will induce greater friction loss.

No bloco de cilindro 100 da presente modalidade, cada uma da rugosidade médiade dez pontos Rzj|S e da razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de30 % difere entre uma parte 1/4 superior 101a e uma parte 1/4 inferior 101b da superfície dedeslizamento 101 (veja figura 2). Especificamente, a rugosidade média de dez pontos Rzj|Sda superfície de deslizamento 101 e a razão do comprimento de carga Rmr(30) da superfí-cie de deslizamento 101 em um nível de corte de 30 % são maiores na parte 1/4 superior101a da superfície de deslizamento 101 do que na parte 1/4 inferior 101b da superfície dedeslizamento 101. Uma vez que a rugosidade superficial da superfície de deslizamento 101tem uma distribuição como esta, a perda por atrito pode ser reduzida, ainda garantindo ex-celente resistência à abrasão e resistência ao emperramento. Doravante, os motivos distoserão descritos.In the cylinder block 100 of the present embodiment, each of the ten point average roughness Rzj | S and the load length ratio Rmr (30) at a 30% shear level differs between an upper 1/4 part 101a and a part 1. / 4 lower 101b of the sliding surface 101 (see figure 2). Specifically, the ten point average roughness Rzj | S of the sliding surface 101 and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 at a cutting level of 30% are greater in the upper 1/4 part101a of the sliding surface. sliding surface 101 than on the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101. Since the surface roughness of the sliding surface 101 has such a distribution, the frictional loss can be reduced while still ensuring excellent abrasion resistance. and resistance to binding. Hereafter, the reasons will be described.

É desnecessário dizer que o "lado superior" da superfície de deslizamento 101 sig-nifica o lado do cabeçote do cilindro (isto é, o lado do centro morto de topo), enquanto que o"lado inferior" da superfície de deslizamento 101 significa o lado do cárter (isto é, o lado docentro morto de base). Especificamente, quando toda a superfície de deslizamento 101 forigualmente dividida em quatro partes ao longo da direção do lado do pistão (a direção doeixo geométrico central do furo do dispositivo 102), a parte 1/4 superior 101a da superfíciede deslizamento 101 diz respeito a uma região que é a mais próxima do cabeçote do cilin-dro, enquanto que a parte 1/4 inferior 101b da superfície de deslizamento 101 diz respeito auma região que é a mais próxima do cárter.Needless to say, the "upper side" of the sliding surface 101 means the cylinder head side (i.e. the top dead center side), while the "lower side" of the sliding surface 101 means the crankcase side (ie the dead center base side). Specifically, when the entire sliding surface 101 is equally divided into four parts along the direction of the piston side (the direction of the central geometric axis of the bore of the device 102), the upper 1/4 part 101a of the sliding surface 101 relates to one. region that is closest to the cylinder head, while the lower 1/4 portion 101b of the sliding surface 101 relates to a region that is closest to the crankcase.

A figura 7 mostra um relacionamento exemplar, em um motor de combustão internade 4 cursos convencional, entre o ângulo da manivela, a pressão de gás (pressão no cilin-dro) e a força de atrito que ocorre entre um pistão (incluindo um anel do pistão) e a superfí-cie de deslizamento do bloco de cilindro. Note que, como para o ângulo da manivela, o cen-tro morto de topo da compressão é definido como 0 °. Como para a força de atrito, qualquerforça de atrito que ocorre na direção oposta à direção de rotação a favor do virabrequim éindicada com um valor positivo. Quando considera-se a influência de uma força de atrito queocorre entre o pistão e a superfície de deslizamento do bloco de cilindro, somente o valorabsoluto da força de atrito mostrada na figura 7 precisa ser considerada. O motivo pelo quala força de atrito é substancialmente 0 nos ângulos da manivela ± 360 °, ± 180 °, 0 ° é que,quando o ângulo da manivela está próximo de algum destes ângulos, o movimento do pistãoé muito pequeno em relação às mudanças no ângulo da manivela, de forma que dificilmenteocorra alguma força de atrito.Figure 7 shows an exemplary relationship in a conventional 4 stroke internal combustion engine between crank angle, gas pressure (cylinder pressure) and frictional force occurring between a piston (including a piston ring). piston) and the sliding surface of the cylinder block. Note that, as for the crank angle, the top dead center of the compression is set to 0 °. As for the frictional force, any frictional force that occurs in the opposite direction of rotation in favor of the crankshaft is indicated with a positive value. When considering the influence of a frictional force occurring between the piston and the sliding surface of the cylinder block, only the absolute value of the frictional force shown in figure 7 needs to be considered. The reason the frictional force is substantially 0 at the crank angles ± 360 °, ± 180 °, 0 ° is that when the crank angle is close to either angle, the piston movement is very small relative to changes in the crank angle, so that any frictional force is unlikely to occur.

Da forma mostrada na figura 7, durante a etapa de entrada, a força de atrito queocorre entre a face lateral do pistão e a superfície de deslizamento do bloco de cilindro ésubstancialmente constante, de maneira tal que a força de atrito seja maior próxima de umângulo de manivela de - 270 °, quando a velocidade de deslizamento aumenta. Similarmen-te, durante a etapa de compressão, a força de atrito é substancialmente constante, de ma-neira tal que a força de atrito seja maior próximo de um ângulo de manivela de - 90 °, quan-do a velocidade de deslizamento aumenta.As shown in Figure 7, during the inlet step, the frictional force occurring between the piston side face and the sliding surface of the cylinder block is substantially constant, such that the frictional force is greater near an angle of - 270 ° when the sliding speed increases. Similarly, during the compression step, the frictional force is substantially constant, so that the frictional force is greater near a -90 ° crank angle as the sliding velocity increases.

Por outro lado, durante a etapa de explosão, a força de atrito que age na superfíciede deslizamento do bloco de cilindro varia enormemente, de maneira tal que a força de atritotome o maior valor por todas as quatro etapas próximo de um ângulo de manivela de 0 °,quando a pressão de gás se torna máxima (uma região R1 circundada por uma linha ponti-Ihada na figura 7). Em outras palavras, imediatamente depois da explosão, a força de atritoé maior, e a superfície de deslizamento do bloco de cilindro e o pistão (mais especificamen-te, o anel do pistão e a saia do pistão) entram em contato forte e direto. Um motivo pelo quala força de atrito se torna grande imediatamente depois da explosão é que, da forma mostra-da na figura 8A, o gás de combustão entra entre o pistão e o anel do pistão em função dapressão da explosão (pressão de ignição), assim, pressionando o anel do pistão contra asuperfície de deslizamento do bloco de cilindro. Um outro motivo é que, da forma mostradana figura 8B, o pistão é inclinado em relação ao furo de cilindro imediatamente depois daexplosão. Neste estado, o anel do pistão é fortemente pressionado contra a superfície dedeslizamento do bloco de cilindro (região A circundada por uma linha rompida na figura 8B),de forma que a saia do pistão seja fortemente pressionada contra a superfície de desliza-mento do bloco de cilindro (região B circundada por uma linha rompida na figura 8B). Emdecorrência disto, uma grande força de atrito ocorre não somente entre o anel do pistão e asuperfície de deslizamento do bloco de cilindro, mas também entre a saia do pistão e a su-perfície de deslizamento do bloco de cilindro. Além do mais, quando o pistão e a superfície de deslizamento do bloco de cilindro esfregam fortemente um contra o outro, a velocidadede movimento relativa do pistão em relação à superfície de deslizamento diminui, de formaque retenção apropriada de um filme de óleo para reduzir a força de atrito não ocorra nasuperfície da superfície de deslizamento, assim, aumentando adicionalmente a força de atri-to.On the other hand, during the blast step, the frictional force acting on the sliding surface of the cylinder block varies greatly, such that the frictional force takes the highest value for all four steps near a crank angle of 0 ° C. ° when the gas pressure becomes maximum (a region R1 surrounded by a dotted line in figure 7). In other words, immediately after the explosion, the frictional force is greater, and the sliding surface of the cylinder block and the piston (more specifically, the piston ring and piston skirt) come into strong and direct contact. One reason why frictional force becomes large immediately after the explosion is that, as shown in Figure 8A, flue gas enters between the piston and the piston ring as a function of the explosion pressure (ignition pressure), thus pressing the piston ring against the sliding surface of the cylinder block. Another reason is that, as shown in Figure 8B, the piston is inclined to the cylinder bore immediately after explosion. In this state, the piston ring is strongly pressed against the sliding surface of the cylinder block (region A surrounded by a broken line in figure 8B), so that the piston skirt is pressed tightly against the sliding surface of the block. cylinder (region B surrounded by a broken line in figure 8B). As a result, a large frictional force occurs not only between the piston ring and the sliding surface of the cylinder block, but also between the piston skirt and the sliding surface of the cylinder block. Furthermore, when the piston and the sliding surface of the cylinder block rub strongly against each other, the relative movement speed of the piston relative to the sliding surface decreases so that proper retention of an oil film to reduce the force friction does not occur on the surface of the sliding surface, thereby further increasing the frictional force.

Por outro lado, uma vez que a pressão de gás diminui posteriormente, a força de a-trito diminui (região R2 circundada por uma linha pontilhada na figura 7). Em outras pala-vras, exceto pelo estágio muito inicial da etapa de explosão, a pressão de contato entre asuperfície de deslizamento do bloco de cilindro e o pistão é baixa.On the other hand, since the gas pressure subsequently decreases, the aortic force decreases (region R2 surrounded by a dotted line in figure 7). In other words, except for the very early stage of the blast step, the contact pressure between the sliding surface of the cylinder block and the piston is low.

Portanto, na superfície de deslizamento do bloco de cilindro, qualquer parte que en-tre em contato com o pistão próximo do centro morto de topo da compressão (especifica-mente, uma faixa de ângulo de manivela de - 45 ° até + 45 °) precisa ter alta resistência àabrasão e resistência ao emperramento. Em relação a outras partes, a suavidade da super-fície, isto é, ter um baixo coeficiente de atrito, é mais importante do que ter excessiva resis-tência à abrasão e resistência ao emperramento.Therefore, on the sliding surface of the cylinder block, any part that contacts the piston near the top dead center of the compression (specifically, a crank angle range of - 45 ° to + 45 °) It must have high abrasion resistance and binding resistance. Compared to other parts, surface smoothness, that is, having a low coefficient of friction, is more important than having excessive abrasion resistance and binding resistance.

No bloco de cilindro 100 da presente modalidade, a rugosidade média de dez pon-tos Rzjis da superfície de deslizamento 101 e a razão do comprimento de carga Rmr(30) dasuperfície de deslizamento 101 em um nível de corte de 30 % são maiores na parte 1/4 su-perior 101a da superfície de deslizamento 101 do que na parte 1/4 inferior 101b da superfí-cie de deslizamento 101. Em decorrência disto, é possível aumentara capacidade de reten-ção de lubrificante da superfície de deslizamento 101 na parte 1/4 superior 101a da superfí-cie de deslizamento 101, ainda diminuindo o coeficiente de atrito na parte 1/4 inferior 101bda superfície de deslizamento 101. Portanto, a perda por atrito pode ser reduzida, ainda ga-rantindo excelente resistência à abrasão e resistência ao emperramento.In the cylinder block 100 of the present embodiment, the ten point average roughness Rzjis of the sliding surface 101 and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 at a cutting level of 30% are greater in the part. 1/4 upper 101a of the sliding surface 101 than in the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101. As a result, it is possible to increase the lubricant retention capacity of the sliding surface 101 on the part Upper 1/4 101a of the sliding surface 101, while still decreasing the coefficient of friction on the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101. Therefore, frictional loss can be reduced while still ensuring excellent abrasion resistance and resistance to binding.

A fim de obter excelente resistência à abrasão e resistência ao emperramento pelamelhoria suficiente da capacidade de retenção de lubrificante (isto é, permitindo que osgrãos de silício eutético 2 na superfície de deslizamento 101 contribuam suficientementepara a retenção de lubrificante), é preferível que a rugosidade média de dez pontos Rzj|Sseja de 0,54 um ou mais e que a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível decorte de 30 % seja 20 % ou mais na parte 1/4 superior 101a da superfície de deslizamento101. Entretanto, no caso da produção do bloco de cilindro 100 por um método de produçãoque envolve um processo de ataque químico, como será descrito posteriormente, a grandequantidade de grãos cristalinos de silício que permanecem sobressaindo pode ocasionar umdano ou abrasão significativos na contraparte (anel do pistão e/ou pistão) se a razão docomprimento de carga Rmr(30) exceder 55 % e, portanto, preferivelmente, a razão do com-primento de carga Rmr(30) é 55 % ou menos. Além do mais, do ponto de vista de aumentaradicionalmente a capacidade de retenção de lubrificante, é mais preferível que a rugosidademédia de dez pontos Rzj|S seja de 0,7 um ou mais e, do ponto de vista de impedir o declíniogradual dos grãos de silício eutético 2 e qualquer abrasão significativa da contraparte, é pre-ferível que a rugosidade média de dez pontos Rzj|S seja de 2,0 um ou menos.In order to obtain excellent abrasion resistance and binding resistance by sufficiently improving lubricant retention capacity (ie, allowing eutectic silicon grains 2 on the sliding surface 101 to contribute sufficiently to lubricant retention), it is preferable that the average roughness of ten points Rzj | Is 0,54 æm or more and the load length ratio Rmr (30) at a 30% sloping level is 20% or more on the upper 1/4 part 101a of the sliding surface101. However, in the case of the production of cylinder block 100 by a production method involving a chemical etching process, as will be described later, the large amount of crystalline silicon grains that remain protruding may cause significant damage or abrasion to the counterpart (piston ring and / or piston) if the load length ratio Rmr (30) exceeds 55% and therefore preferably the load length ratio Rmr (30) is 55% or less. In addition, from the point of view of further increasing the lubricant holding capacity, it is more preferable that the average ten point roughness Rzj | S is 0.7 one or more and, from the point of view of preventing the gradual decline of eutectic silicon 2 and any significant counterparty abrasion, it is preferable that the average roughness of ten points Rzj | S be 2.0 µm or less.

Além do mais, a fim de reduzir suficientemente a perda por atrito pela diminuiçãosuficiente do coeficiente de atrito, é preferível que a rugosidade média de dez pontos Rzj|Sseja menor que 0,54 um e que a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível decorte de 30 % seja 15 % ou menos na parte 1/4 inferior 101b da superfície de deslizamento101. Note que, do ponto de vista de reduzir adicionalmente a perda por atrito, a rugosidademédia de dez pontos Rzj|S e a razão do comprimento de carga Rmr(30) ficam, mais preferi-velmente, nas faixas numéricas supramencionadas na parte 1/2 inferior da superfície dedeslizamento 101 e, ainda mais preferivelmente, nas faixas numéricas supramencionadasna parte 3/4 inferior da superfície de deslizamento 101.Furthermore, in order to sufficiently reduce the frictional loss by sufficiently decreasing the coefficient of friction, it is preferable that the average ten point roughness Rzj | is less than 0.54 µm and that the load length ratio Rmr (30) at a 30% cut-off level is 15% or less at the lower 1/4 part 101b of the sliding surface101. Note that, from the point of view of further reducing frictional loss, the average ten point roughness Rzj | S and the charge length ratio Rmr (30) are more preferably in the numerical ranges mentioned above in part 1/2. more preferably in the above numerical bands in the lower part 3/4 of the sliding surface 101.

Da forma supradescrita, no bloco de cilindro 100 da presente modalidade, a rugosi-dade superficial da superfície de deslizamento 101 tem uma distribuição. Por outro lado, emum bloco de cilindro convencional, substancialmente a mesma rugosidade superficial existeatravés de toda a superfície de deslizamento. Em outras palavras, a presente invenção foifeita com base em um conceito inteiramente inédito de introduzir propositadamente umadiferença na rugosidade superficial (especificamente, a rugosidade média de dez pontosRzjis e a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 %) entre umaparte e uma outra parte da superfície de deslizamento 101.As described above, in the cylinder block 100 of the present embodiment, the surface roughness of the sliding surface 101 has a distribution. On the other hand, in a conventional cylinder block, substantially the same surface roughness exists across the entire sliding surface. In other words, the present invention was based on an entirely novel concept of purposely introducing a difference in surface roughness (specifically, the average ten point roughness Rzjis and the load length ratio Rmr (30) at a cutoff level of 30%. ) between a part and another part of the sliding surface 101.

Um método para produzir um bloco de cilindro 100 da presente modalidade serádescrito em relação às figuras 9 até 12B. A figura 9 e a figura 10 são fluxogramas que mos-tram etapas de produção para o bloco de cilindro 100. As figuras 11A até 11E e as figuras12A e 12B são vistas seccionais transversais que mostram esquematicamente, de formaparcial, as etapas de produção.A method for producing a cylinder block 100 of the present embodiment will be described with reference to figures 9 to 12B. Figure 9 and Figure 10 are flow charts showing production steps for cylinder block 100. Figures 11A through 11E and Figures 12A and 12B are cross-sectional views schematically showing the production steps.

Primeiro, uma peça moldada que é feita de uma liga de alumínio que contém silícioé fornecida (etapa S1). Esta peça moldada inclui grãos de silício de cristal primário e grãosde silício eutético próximo da superfície. A etapa S1 de fornecer a peça moldada pode inclu-ir, por exemplo, etapas S1a até S1e mostradas na figura 10.First, a molded part that is made of a silicon-containing aluminum alloy is provided (step S1). This molded part includes primary crystal silicon grains and near-surface eutectic silicon grains. Step S1 of providing the molded part may include, for example, steps S1a through S1e shown in Figure 10.

Primeiro, uma liga de alumínio que contém silício é preparada (etapa S1a). A fim degarantir resistência à abrasão e resistência mecânica suficientes do bloco de cilindro 100, épreferível usar uma liga de alumínio que contém: não menos que 73,4 % em massa e nãomais que 79,6 % em massa de alumínio; não menos que 16 % em massa e não mais que 22% em massa de silício; e não menos que 2,0 % em massa e não mais que 5,0 % em massade cobre.First, a silicon-containing aluminum alloy is prepared (step S1a). In order to ensure sufficient abrasion resistance and mechanical strength of cylinder block 100, it is preferable to use an aluminum alloy containing: not less than 73.4 mass% and not more than 79.6 mass% aluminum; not less than 16% by weight and not more than 22% by weight of silicon; and not less than 2.0% by mass and not more than 5.0% by mass copper.

A seguir, a liga de alumínio preparada é aquecida e fundida em um forno de fusão,de acordo com o que, é formada uma fusão (etapa S1b). É preferível que cerca de 100 ppmem massa de fósforo sejam adicionadas na liga de alumínio antes da fusão ou na fusão. Sea liga de alumínio contiver não menos que 30 ppm em massa e não mais que 200 ppm emmassa de fósforo, torna-se possível reduzir a tendência de os grãos cristalinos de silício fica-rem gigantescos, assim, permitindo a uniforme dispersão dos grãos cristalinos de silício naliga. Por outro lado, se o conteúdo de cálcio na liga de alumínio for de 0,01 % em massa oumenos, o efeito de fornecer finos grãos cristalinos de silício em função do fósforo é assegu-rado, e pode-se obter uma estrutura metalúrgica com excelente resistência à abrasão. Emoutras palavras, a liga de alumínio contém, preferivelmente, não menos que 50 ppm emmassa e não mais que 200 ppm em massa de fósforo, e não mais que 0,01 % em massa decálcio.Thereafter, the prepared aluminum alloy is heated and melted in a melting furnace, whereby a melting is formed (step S1b). It is preferred that about 100 ppm by weight of phosphorus be added to the aluminum alloy prior to melting or melting. If the aluminum alloy contains no less than 30 ppm by weight and no more than 200 ppm by weight of phosphorus, it becomes possible to reduce the tendency of the crystalline silicon grains to become gigantic, thus allowing the uniform dispersion of the crystalline grains of naliga silicon. On the other hand, if the calcium content in the aluminum alloy is 0.01 wt% or less, the effect of providing fine crystalline grains of silicon as a function of phosphorus is assured, and a metallurgical structure can be obtained with Excellent abrasion resistance. In other words, the aluminum alloy preferably contains no less than 50 ppm by weight and no more than 200 ppm by weight of phosphorus, and no more than 0.01% by weight of calcium.

A seguir, fundição é realizada pelo uso do banho líquido da liga de alumínio (etapaS1c). Em outras palavras, o banho líquido é resfriado em um molde para formar uma peçamoldada. Neste momento, a parte a se tornar a superfície de deslizamento 101 da parededo cilindro 103 é resfriada em uma grande velocidade de resfriamento (por exemplo, nãomenos que 4 °C / seg e não mais que 50 °C / seg), de acordo com o que, é obtida uma peçamoldada que inclui grãos cristalinos de silício que contribuem para a resistência à abrasãopróximo de sua superfície. Esta etapa de fundição S1c pode ser realizada pelo uso, por e-xemplo, de um aparelho de fundição que é divulgado no folheto da Publicação Internacional2004/002658.Next, casting is performed by using the aluminum alloy liquid bath (stepS1c). In other words, the liquid bath is cooled in a mold to form a molded part. At this time, the portion to become the sliding surface 101 of cylinder wall 103 is cooled at a high cooling rate (e.g., not less than 4 ° C / sec and no more than 50 ° C / sec), according to Thus, a molded part is obtained which includes crystalline silicon grains that contribute to the abrasion resistance near its surface. This casting step S1c may be performed by the use, for example, of a casting apparatus which is disclosed in International Publication2004 / 002658.

A seguir, a peça moldada que foi retirada do molde é submetida a um dos tratamen-tos térmicos comumente conhecidos como "T5", "T6" e "T7" (etapa S1d). Um tratamento T5é um tratamento no qual a peça moldada é rapidamente resfriada (com água ou congêne-res) imediatamente depois de ser retirada do molde e, posteriormente, submetida a enve-lhecimento artificial em uma temperatura pré-determinada por um período de tempo pre-determinado para obter melhores propriedades mecânicas e estabilidade dimensional, se-guido por resfriamento a ar. Um tratamento T6 é um tratamento no qual a peça moldada ésubmetida a um tratamento de solução em uma temperatura pré-determinada por um perío-do pré-determinado depois de ser retirada do molde, então, resfriada com água e, posteri-ormente, submetida a envelhecimento artificial em uma temperatura pré-determinada por umperíodo de tempo pré-determinado, seguido pelo resfriamento a ar. Um tratamento T7 é umtratamento para ocasionar um grau mais forte de envelhecimento do que no tratamento T6,embora o tratamento T7 possa garantir melhor estabilidade dimensional do que o tratamentoT6, a dureza resultante será menor do que aquela obtida do tratamento T6.Next, the molded part that has been removed from the mold is subjected to one of the heat treatments commonly known as "T5", "T6" and "T7" (step S1d). A T5 treatment is a treatment in which the molded part is rapidly cooled (with water or the like) immediately after it is removed from the mold and subsequently subjected to artificial aging at a predetermined temperature for a predetermined period of time. -Determined for best mechanical properties and dimensional stability, followed by air cooling. A T6 treatment is a treatment in which the molded part is subjected to a solution treatment at a predetermined temperature for a predetermined period after it has been removed from the mold, then cooled with water and subsequently subjected. artificial aging at a predetermined temperature for a predetermined period of time, followed by air cooling. A T7 treatment is a treatment to cause a stronger degree of aging than the T6 treatment, although the T7 treatment may provide better dimensional stability than the T6 treatment, the resulting hardness will be lower than that obtained from the T6 treatment.

A seguir, usinagem pré-determinada é realizada na peça moldada (etapa S1e). Es-pecificamente, uma superfície que apóia-se em um cabeçote do cilindro e uma superfícieque apóia-se em um cárter são submetidas a esmerilhamento ou congêneres.Then predetermined machining is performed on the molded part (step S1e). Specifically, a surface that rests on a cylinder head and a surface that rests on a crankcase are subjected to grinding or the like.

Depois de a peça moldada ser preparada da forma supradescrita, da forma mostra-da na figura 11 A, a superfície da peça moldada, especificamente, a superfície periférica in-terna da parede do cilindro 103 (isto é, a superfície a se tornar a superfície de deslizamento101) é submetida a um fino processo de furacão para ajuste de precisão dimensional (etapaS2).After the molded part is prepared in the above manner as shown in Figure 11A, the surface of the molded part, specifically, the inner peripheral surface of the cylinder wall 103 (i.e. the surface to become the sliding surface101) undergoes a fine drilling process for dimensional precision adjustment (stepS2).

A seguir, da forma mostrada na figura 11B, a superfície que passou por um finoprocesso de furacão é submetida a um processo de brunimento grosseiro (etapa S3). Emoutras palavras, a superfície a se tornar a superfície de deslizamento 101 é polida pelo usode um brunidor com um valor de rugosidade relativamente pequeno (especificamente, comuma granularidade de não menos que 600 e não mais que 1.000). Este processo de bruni-mento grosseiro pode ser realizado pelo uso de um aparelho brunidor divulgado na publica-ção de patente aberta japonesa 2004-268179, por exemplo.Thereafter, as shown in Figure 11B, the surface that has undergone a hole drilling process is subjected to a coarse honing process (step S3). In other words, the surface to become the sliding surface 101 is polished by the use of a polisher with a relatively small roughness value (specifically, with a granularity of no less than 600 and no more than 1,000). This coarse honing process can be accomplished by the use of a honing apparatus disclosed in Japanese Open Patent Publication 2004-268179, for example.

A seguir, da forma mostrada na figura 11C, um processo de brunimento com aca-bamento espelhado é realizado (etapa S4). Em outras palavras, a região da superfície dapeça moldada a se tornar a superfície de deslizamento 101 é polida pelo uso de um brunidorcom um valor de rugosidade relativamente grande (especificamente com um valor de rugo-sidade de 1.500 ou mais). Este processo de brunimento com acabamento espelhado tam-bém pode ser realizado pelo uso de um aparelho brunidor tal como aquele divulgado na pu-blicação de patente aberta japonesa 2004-268179.Next, as shown in Fig. 11C, a mirrored finishing honing process is performed (step S4). In other words, the region of the surface of the molded part to become the sliding surface 101 is polished by the use of a polisher with a relatively large roughness value (specifically with a roughness value of 1,500 or more). This mirror-finishing honing process can also be accomplished by the use of a honing apparatus such as that disclosed in Japanese Open Patent Publication 2004-268179.

A seguir, da forma mostrada na figura 11 D, somente uma parte da região polida égravada (etapa S5). Na parte que foi submetida ao processo de ataque químico (por exem-pio, um processo de ataque químico alcalino), a matriz 3 próxima da superfície é removidaaté uma espessura pré-determinada, de acordo com o que, os rebaixos são formados entreos grãos de silício de cristal primário 1 e os grãos de silício eutético 2. Da forma mostradana figura 12A, esta etapa de ataque químico é realizada pela instalação de um elementocilíndrico 11 no orifício de cilindro 102 de uma peça moldada 100' que é instalada em umaposição invertida (isto é, de cabeça para baixo em relação a como ela será instalada quandoum motor de combustão interna for montado), o elemento corrediço cilíndrico 11 com umdiâmetro menor que aquele do furo do cilindro 102. Neste estado, um líquido de gravar 12 éusado para encher entre a superfície periférica externa do elemento cilíndrico 11 e a super-fície periférica interna da parede do cilindro 103, até uma altura pré-determinada. Note que oprocesso de ataque químico nesta etapa de ataque químico localizado deve ser realizadopara pelo menos a parte 1/4 superior da região a se tornar a superfície de deslizamento 101(na figura 12A, esta parte corresponde à parte 1/4 inferior da superfície periférica interna daparede do cilindro 103, uma vez que a peça moldada 100' está em uma posição invertida).Next, as shown in Figure 11 D, only part of the polished region is recorded (step S5). In the part that has been subjected to the chemical etching process (for example, an alkaline chemical etching process), the matrix 3 near the surface is removed to a predetermined thickness, whereby the recesses are formed between the grains. of primary crystal silicon 1 and eutectic silicon grains 2. As shown in Figure 12A, this chemical etching step is performed by installing an elementocylindrical 11 in the cylinder bore 102 of a molded part 100 'which is installed in an inverted position (that is, upside down relative to how it will be installed when an internal combustion engine is mounted), the cylindrical sliding element 11 with a diameter smaller than that of the cylinder bore 102. In this state, an embossing liquid 12 is used for filling between the outer peripheral surface of the cylindrical element 11 and the inner peripheral surface of the cylinder wall 103 to a predetermined height. Note that the chemical etching process in this localized chemical etching step must be performed for at least the upper 1/4 of the region to become the sliding surface 101 (in Figure 12A, this portion corresponds to the lower 1/4 of the peripheral surface). inside the cylinder wall 103, since the molded part 100 'is in an upside down position).

Posteriormente, da forma mostrada na figura 11E, toda a região a se tornar a super-fície de deslizamento 101 é gravada (etapa S6). Através do processo de ataque químico, naíntegra da região a se tornar a superfície de deslizamento 101, a matriz 3 próxima da super-fície é removida até uma espessura pré-determinada, de acordo com o que, é formada asuperfície de deslizamento 101 com os grãos de silício de cristal primário 1 e os grãos desilício eutético 2 que se projetam dali. Os rebaixos 4 entre os grãos de silício de cristal pri-mário 1 e os grãos de silício eutético 2 funcionam como poças de óleo. Da forma mostradana figura 12B, esta etapa de ataque químico geral é realizada pela adição de mais produtodo ataque químico 12 para encher o espaço entre a superfície periférica externa do elemen-to cilíndrico 11 e a superfície periférica interna da parede do cilindro 103 com o produto doataque químico 12 até uma altura de maneira tal que toda a superfície periférica interna daparede do cilindro 103 fique imersa no produto do ataque químico 12 (isto é, a altura máxi-ma). A extremidade superior do elemento cilíndrico 11 é aberta, assim, permitindo que oproduto do ataque químico 12 seja coletado através do interior do elemento cilíndrico 11 ecircule.Thereafter, as shown in Fig. 11E, the entire region to become the sliding surface 101 is recorded (step S6). Through the chemical etching process, in the region of the region to become the sliding surface 101, the matrix 3 near the surface is removed to a predetermined thickness, whereby the sliding surface 101 is formed with the sliding surface 101. primary crystal silicon grains 1 and eutectic desilicon grains 2 projecting therefrom. The recesses 4 between the primary crystal silicon grains 1 and the eutectic silicon grains 2 function as oil pools. As shown in Figure 12B, this general chemical etching step is performed by adding more chemical etching 12 to fill the space between the outer peripheral surface of the cylindrical element 11 and the inner peripheral surface of the cylinder wall 103 with the product. the chemical attack 12 to a height such that the entire inner peripheral surface of the cylinder wall 103 is immersed in the chemical attack 12 (i.e. the maximum height). The upper end of the cylindrical element 11 is thus opened allowing the chemical attack product 12 to be collected through the interior of the ecirculate cylindrical element 11.

Note que as etapas de dimensionamento a ser realizadas antes do processo debrunimento com acabamento espelhado (etapa S4) não são limitadas às duas etapas exem-plificadas anteriormente, isto é, um fino processo de furacão (etapa S2) e um processo debrunimento grosseiro (etapa S3). O dimensionamento pode ser realizado por meio de umaúnica etapa, ou o dimensionamento pode ser realizado através de três ou mais etapas.Note that the sizing steps to be performed prior to the mirror finish sanding process (step S4) are not limited to the two steps exemplified above, ie a fine drilling process (step S2) and a rough sanding process (step S4). S3). Sizing can be done in one step, or sizing can be done in three or more steps.

De acordo com o método de produção da presente modalidade, depois de realizaruma etapa de ataque químico localizado (primeira ataque químico) de somente gravar umaparte da região a se tornar a superfície de deslizamento 101, é realizada uma etapa de ata-que químico geral (segundo ataque químico) para gravar toda a região a se tornar a superfí-cie de deslizamento 101. Em decorrência disto, embora uma parte da região a se tornar asuperfície de deslizamento 101 seja submetida a dois processos de ataque químico, a outraparte é submetida somente a um processo de ataque químico. Portanto, uma distribuiçãopode ser introduzida na dimensão da rugosidade média de dez pontos Rzjis e na razão docomprimento de carga Rmr(30) na superfície de deslizamento 101 e, portanto, cada uma darugosidade média de dez pontos Rzj|S e da razão do comprimento de carga Rmr(30) da su-perfície de deslizamento 101 pode se tornar diferente entre a parte 1/4 superior 101a e aparte 1/4 inferior 101b da superfície de deslizamento 101. Em decorrência disto, a rugosida-de média de dez pontos Rzj|S e a razão do comprimento de carga Rmr(30) da superfície dedeslizamento 101 podem se tornar maiores na parte 1/4 superior 101a do que na parte 1/4inferior 101b.According to the production method of the present embodiment, after performing a localized chemical etching (first chemical etching) step of only engraving a portion of the region to become the sliding surface 101, a general chemical etching step ( second chemical attack) to engrave the entire region to become the sliding surface 101. As a result, although a portion of the region becoming the sliding surface 101 is subjected to two chemical attack processes, the other part is subjected only to to a chemical attack process. Therefore, a distribution can be entered into the average roughness dimension of ten points Rzjis and the load length ratio Rmr (30) on the sliding surface 101 and therefore each average ten point roughness Rzj | S and the length ratio of The load Rmr (30) of the sliding surface 101 may differ between the upper 1/4 part 101a and the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101. As a result, the ten-point average roughness Rzj S and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 may become larger in the upper 1/4 part 101a than in the lower 1/4 part 101b.

A rugosidade média de dez pontos Rzjis e a razão do comprimento de carga R-mr(30) de cada uma da parte que é submetida a um processo de ataque químico e da parteque é submetida a dois processos de ataque químico podem ser ajustadas com base naconcentração e temperatura do produto do ataque químico, tempo do ataque químico (tem-po de imersão) e congêneres da etapa de ataque químico localizado e da etapa de ataquequímico geral.The average roughness of ten points Rzjis and the charge length ratio R-mr (30) of each part undergoing a chemical etching process and the part undergoing two chemical etching processes can be adjusted based on concentration and temperature of the chemical etching product, chemical etching time (immersion time) and congeners of the localized etching and general etching stage.

Note que, da forma mostrada na figura 13, a etapa de ataque químico geral podeser omitida. Em outras palavras, depois da etapa de ataque químico localizado (primeiroataque químico) S5, não há necessidade de realizar uma etapa de ataque químico adicionalpara gravar a região a se tornar a superfície de deslizamento 101. Neste caso, da formamostrada na figura 14, a etapa de ataque químico localizado é realizada pelo uso de umelemento cilíndrico 11, que é mais baixo que o elemento cilíndrico 11 mostrado na figura 12,e, por meio de uma extremidade superior aberta do elemento cilíndrico 11, o produto do ata-que químico 12 é coletado através do interior do elemento cilíndrico 11 e permitido circular.Note that, as shown in figure 13, the general chemical attack step may be omitted. In other words, after the localized chemical etching (first chemical attack) step S5, there is no need to perform an additional etching step to record the region to become the sliding surface 101. In this case, as shown in Figure 14, the The localized chemical etching step is performed by using a cylindrical element 11, which is lower than the cylindrical element 11 shown in Figure 12, and by means of an open upper end of the cylindrical element 11, the product of the chemical band 12 It is collected through the interior of the cylindrical element 11 and allowed to circulate.

Mesmo quando a etapa de ataque químico geral for omitida, cada uma da rugosi-dade média de dez pontos Rzj|S e da razão do comprimento de carga Rmr(30) pode se tor-nar diferente entre a parte que é submetida a um processo de ataque químico na etapa deataque químico localizado e a outra parte que não é submetida absolutamente a nenhumprocesso de ataque químico. Portanto, a rugosidade média de dez pontos Rzj|S e a razão docomprimento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento 11 podem se tornar maioresna parte 1/4 superior 101 do que na parte 1/4 inferior 101b. Entretanto, no caso em que aetapa de ataque químico geral for omitida, é preferível ajustar a quantidade de ataque quí-mico na etapa de ataque químico localizado de forma que a rugosidade média de dez pon-tos Rzjis e a razão do comprimento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento 101 setornem suficientemente grandes através do processo de ataque químico da etapa de ataquequímico localizado somente.Even when the general chemical etching step is omitted, each of the ten point average roughness Rzj | S and the charge length ratio Rmr (30) may become different between the part undergoing a process. chemical attack in the localized chemical attack stage and the other part that is not subjected to any chemical attack process at all. Therefore, the average ten point roughness Rzj | S and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface 11 may become larger in the upper 1/4 part 101 than in the lower 1/4 part 101b. However, where the overall chemical etching step is omitted, it is preferable to adjust the amount of chemical etching at the localized etching step so that the average ten point roughness Rzjis and the charge length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 become large enough through the chemical etching process of the localized chemical etching step only.

Além do mais, o bloco de cilindro 100 da presente modalidade também pode serproduzido pelo uso de um método de produção mostrado na figura 15, que não inclui umaetapa de ataque químico localizado. O método de produção mostrado na figura 15 é idênticoaos métodos de produção mostrados na figura 9 e na figura 13 até a etapa de brunimentocom acabamento espelhado (etapa S4). No método de produção mostrado na figura 15,depois do método de brunimento com acabamento espelhado, da forma mostrada na figura16A, uma etapa de ataque químico geral para gravar a região a se tornar a superfície dedeslizamento 101 (a íntegra da região) é realizada (etapa S7). Posteriormente, um revesti-mento é fornecido somente em uma parte da região gravada (etapa S8).Moreover, the cylinder block 100 of the present embodiment may also be produced by using a production method shown in Figure 15, which does not include a localized chemical attack step. The production method shown in Fig. 15 is identical to the production methods shown in Fig. 9 and Fig. 13 up to the mirror finish polishing step (step S4). In the production method shown in Figure 15, after the mirror-finish honing method, as shown in Figure 16A, a general chemical etching step to engrave the region to become the sliding surface 101 (the entire region) is performed ( step S7). Subsequently, a coating is provided only in part of the recorded region (step S8).

Nesta etapa de revestimento parcial, primeiro, da forma mostrada na figura 16B, umelemento de máscara cilíndrico 14 com, substancialmente, o mesmo diâmetro do furo docilindro 102 é instalado no furo do cilindro 102. Posteriormente, da forma mostrada na figura16C, um disparador interno 16 é inserido no furo do cilindro 102, e um material de revesti-mento é aspergido por chama a partir do disparador interno 16, assim, fornecendo um re-vestimento não mascarado da superfície periférica interna da parede do cilindro 103. O re-vestimento é fornecido pelo menos na parte 1/4 inferior da região a se tornar a superfície dedeslizamento 101 (que corresponde à parte 1/4 superior da superfície periférica interna daparede do cilindro 103 na figura 16C em virtude de a peça moldada 100' ficar em uma posi-ção invertida).In this partial coating step, first as shown in Figure 16B, a cylindrical mask element 14 with substantially the same diameter as the bore 102 is installed in the cylinder bore 102. Thereafter, as shown in Figure 16C, an internal trigger 16 is inserted into the bore of cylinder 102, and a lining material is flame-sprinkled from the inner trigger 16, thereby providing an unmasked coating of the inner peripheral surface of the cylinder wall 103. The coating at least in the lower 1/4 of the region to become the sliding surface 101 (which corresponds to the upper 1/4 of the inner peripheral surface of the cylinder wall 103 in figure 16C because the molded part 100 'is in a inverted position).

Pela realização de uma etapa de revestimento parcial depois de uma etapa de ata-que químico geral, pode-se garantir que cada uma da rugosidade média de dez pontos Rzj|Se da razão do comprimento de carga Rmr(30) seja diferente entre a parte revestida e a partenão revestida. Especificamente, cada uma da rugosidade média de dez pontos Rzj|S e darazão do comprimento de carga Rmr(30) pode se tornar menor na parte revestida do que naparte não revestida. Assim, a rugosidade média de dez pontos Rzj|S e a razão do compri-mento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento 101 podem se tornar maiores naparte 1/4 superior 101a do que na parte 1/4 inferior 101b.By carrying out a partial coating step after a general chemical bonding step, it can be ensured that each of the ten point average roughness Rzj | If and of the charge length ratio Rmr (30) is different between the part coated and the parthenon coated. Specifically, each of the ten point average roughness Rzj | S and the portion of load length Rmr (30) may become smaller in the coated part than in the uncoated part. Thus, the average ten point roughness Rzj | S and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 may become larger in the upper 1/4 part 101a than in the lower 1/4 part 101b.

Como o material de revestimento, pode ser usada uma ampla faixa de materiaisque são improváveis de aderir ao material do pistão e que têm uma excelente lubricidade.Uma mistura de poliamida imida e dissulfeto de molibdênio é adequadamente usada como omaterial de revestimento em virtude de ela exceder em resistência térmica, baixo atrito e resistência ao emperramento em contato direto. Percebe-se que o material de revestimentonão á limitado a este. Por exemplo, cerâmica (carbureto cimentado, etc.) pode ser usada.As the coating material, a wide range of materials which are unlikely to adhere to the piston material and which have excellent lubricity can be used. A mixture of imide polyamide and molybdenum disulfide is suitably used as the coating material because it exceeds in thermal resistance, low friction and direct contact binding resistance. It is noted that the coating material is not limited to this. For example, ceramics (cemented carbide, etc.) may be used.

Em qualquer um dos métodos de produção supradescritos, um ataque químico érealizado depois de um polimento usando um brunidor com um granularidade 1.500 ou mais.Em outras palavras, um processo de suavização da superfície (através de um processo debrunimento com acabamento espelhado) é realizado primeiro e, então, um esmerilhamentoquímico (por meio de ataque químico) é realizado, de acordo com o que os rebaixos 4 a setornar poças de óleo são formados. Pela formação da superfície de deslizamento 101 destamaneira (isto é, a superfície de deslizamento 101 é uma superfície de deslizamento quepassou por um processo de ataque químico), permite-se que os grãos de silício eutético 2 permaneçam na superfície de deslizamento 101 sem declínio gradual, de forma que osgrãos de silício eutético 2 possam contribuir suficientemente para a retenção de lubrificante.Em outras palavras, a rugosidade média de dez pontos Rzj|S e a razão do comprimento decarga Rmr(30) na parte (parte 1/4 superior) da superfície de deslizamento 101 em que altaresistência à abrasão e resistência ao emperramento são exigidas podem se tornar suficien-temente grandes. Por outro lado, com um processo de brunimento em relevo e processo deataque químico convencionais, é difícil tornar a rugosidade média de dez pontos Rzj|S e arazão do comprimento de carga Rmr(30) suficientemente grandes. A seguir, serão descritosos motivos por trás disto.In either of the above described production methods, a chemical etch is performed after polishing using a polisher with a granularity of 1,500 or more. In other words, a surface smoothing process (through a mirror-finish polishing process) is performed first. and then a chemical grinding (by chemical attack) is performed, whereby recesses 4 surrounding oil puddles are formed. By forming the sliding surface 101 in this manner (i.e. the sliding surface 101 is a sliding surface that has undergone a chemical etching process), eutectic silicon grains 2 are allowed to remain on the sliding surface 101 without gradual decline. , so that eutectic silicon grains 2 can contribute sufficiently to lubricant retention. In other words, the average roughness of ten points Rzj | S and the ratio of the discharge length Rmr (30) in the part (upper 1/4 part) of the sliding surface 101 where abrasion resistance and binding resistance are required may become sufficiently large. On the other hand, with a conventional embossing process and the chemical chemical process, it is difficult to make the average roughness of ten points Rzj | S and the reason for the load length Rmr (30) sufficiently large. The following will describe the reasons behind this.

No caso em que um processo de brunimento em relevo for empregado para formara superfície de deslizamento 101, uma peça moldada com grãos de silício de cristal primárioe grãos de silício eutético próximo da sua superfície é preparada primeiro (mesma etapa daetapa S1 mostrada na figura 9) e, então, a superfície da peça moldada é submetida a umfino processo de furacão, da forma mostrada na figura 17A. Então, depois de realizar umprocesso de brunimento grosseiro da forma mostrada na figura 17B, um processo de bruni-mento em relevo é realizado da forma mostrada na figura 17C. O processo de brunimentoem relevo é realizado pelo uso de uma escova de resina na qual grãos abrasivos são aderi-dos, e é realizado de uma maneira tal que principalmente a matriz 3 seja cortada. Entretan-to, o processo de brunimento em relevo, que é um processo de esmerilhamento mecânico,removerá inevitavelmente uma parte dos grãos de silício eutético 2 juntamente com a matriz3, da forma esquematicamente mostrada na figura 17C. Portanto, os grãos de silício eutético2 não contribuem muito para a retenção de lubrificante.In the event that a embossing process is employed to form the sliding surface 101, a molded part with primary crystal silicon grains and eutectic silicon grains near its surface is first prepared (same step as step S1 shown in figure 9). and then the surface of the molded part undergoes a fine drilling process as shown in figure 17A. Then, after performing a coarse honing process as shown in Fig. 17B, an embossing process is carried out as shown in Fig. 17C. The embossing process is carried out by the use of a resin brush to which abrasive grains are adhered, and is carried out in such a way that mainly die 3 is cut. However, the embossing process, which is a mechanical grinding process, will inevitably remove a portion of the eutectic silicon grains 2 together with the matrix 3, as shown schematically in Figure 17C. Therefore, eutectic silicon grains2 do not contribute much to lubricant retention.

Por outro lado, no caso em que a superfície de deslizamento 101 for formada pormeio de um processo de ataque químico que não é precedido por um processo de bruni-mento com acabamento espelhado, uma peça moldada com grãos de silício de cristal primá-rio e grãos de silício eutético próximos da sua superfície é preparada primeiro (mesma etapada etapa S1 mostrada na figura 9) e, então, a superfície da peça moldada é submetida a umfino processo de furacão mostrado na figura 18A. A seguir, um processo de brunimentogrosseiro é realizado da forma mostrada na figura 18B e, posteriormente, um processo deataque químico é realizado da forma mostrada na figura 18C. Neste caso, estes grãos desilício eutético 2, cujas superfícies foram danificadas por meio do processo de brunimentogrosseiro (isto é, trincadas ou rompidas), permanecerão sobressaindo. Consequentemente,tais grãos de silício eutético 2 declinam gradualmente na superfície de deslizamento da for-ma esquematicamente mostrada na figura 18C. Portanto, os grãos de silício eutético 2 nãocontribuem muito para a retenção de lubrificante.On the other hand, in the event that the sliding surface 101 is formed by a chemical etching process that is not preceded by a mirror-finish honing process, a piece of primary crystal silicon grains and Eutectic silicon grains near its surface are first prepared (same step S1 as shown in Figure 9) and then the surface of the molded part is subjected to a fine drilling process shown in Figure 18A. Thereafter, a buffing process is performed as shown in Figure 18B and thereafter a chemical process is performed as shown in Figure 18C. In this case, these eutectic desilicon grains 2, the surfaces of which have been damaged by the grinding process (ie cracked or broken), will remain protruding. Accordingly, such eutectic silicon grains 2 gradually decline on the sliding surface of the shape shown schematically in Figure 18C. Therefore, eutectic silicon grains 2 do not contribute much to lubricant retention.

Na presente modalidade, um processo de brunimento com acabamento espelhadoé realizado antes de um processo de ataque químico, em cujo caso o processo de ataquequímico (que é um processo de esmerilhamento químico) não remove os grãos de silícioeutético 2 juntamente com a matriz 3, diferente do processo de brunimento em relevo (que éum esmerilhamento mecânico). Além do mais, uma vez que a superfície é suavizada pormeio do processo de brunimento com acabamento espelhado (que também abrange a su-perfície dos grãos de silício eutético 2) antes do processo de ataque químico, o declínio gra-dual dos grãos de silício eutético 2 ocorre menos freqüentemente do que no caso em que oprocesso de ataque químico é realizado imediatamente depois de um processo de bruni-mento grosseiro. Portanto, os grãos de silício eutético 2 contribuem suficientemente para aretenção de lubrificante.In the present embodiment, a mirror-finish honing process is performed prior to a chemical etching process, in which case the chemical etching process (which is a chemical grinding process) does not remove silicon eutectic grains 2 along with matrix 3, unlike embossing process (which is a mechanical grinding). Furthermore, since the surface is smoothed by the mirror-finish honing process (which also covers the eutectic silicon grain surface 2) prior to the chemical etching process, the gra-dual decline of the silicon grain Eutectic 2 occurs less frequently than in the case where the chemical attack process is performed immediately after a coarse honing process. Therefore, eutectic silicon grains 2 contribute sufficiently to lubricant retention.

Note que, em todos os métodos supramencionados, a rugosidade média de dezpontos Rzjis e a razão do comprimento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento 101resultante variam em duas etapas, do lado superior na direção do lado inferior. Entretanto, arugosidade média de dez pontos Rzj|S e a razão do comprimento de carga Rmr(30) da su-perfície de deslizamento 101 podem variar em um maior número de etapas, ou variar gradu-almente (por exemplo, linearmente).Note that in all of the above methods the mean roughness of ten points Rzjis and the load length ratio Rmr (30) of the resulting sliding surface 101 vary in two steps, from the upper side towards the lower side. However, the average ten point roughness Rzj | S and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 may vary in a greater number of steps, or vary gradually (for example, linearly).

A seguir, serão descritos resultados da prototipação real dos blocos de cilindro 100de acordo com a presente modalidade e da sujeição deles a um teste de avaliação de resis-tência ao emperramento e a medições de coeficiente de atrito.In the following, results of the actual prototyping of the cylinder blocks 100 according to the present embodiment and their subjection to a binding resistance evaluation test and friction coefficient measurements will be described.

Usando uma liga de alumínio da composição mostrada na Tabela 1, uma peça mol-dada a se tornar um bloco de cilindro 100 foi produzida por uma técnica de fundição em mol-de em alta pressão igual àquela divulgada no folheto da Publicação Internacional2004/002658.Using an aluminum alloy of the composition shown in Table 1, a molten part to become a cylinder block 100 was produced by a high pressure molten casting technique similar to that disclosed in International Publication2004 / 002658.

Tabela 1Table 1

<table>table see original document page 24</column></row><table><table> table see original document page 24 </column> </row> <table>

Pelo uso das moldagens produzidas, os blocos de cilindro 100 foram produzidospelos respectivos métodos de produção que foram descritos em relação à figura 9, à figura13 e à figura 15 (Exemplos 1 a 3).By using the moldings produced, the cylinder blocks 100 were produced by the respective production methods which were described with reference to Fig. 9, Fig. 13 and Fig. 15 (Examples 1 to 3).

Os processos de brunimento (processo de brunimento grosseiro e processo de bru-nimento com acabamento espelhado) foram realizados pelo uso de um aparelho de bruni-mento divulgado na publicação de patente aberta japonesa 2004-268179, ainda suprindoóleo de resfriamento sobre a superfície a ser polida (isto é, brunimento molhado). Um bruni-dor com aspereza 600 foi usado para o processo de brunimento grosseiro, enquanto que umbrunidor com aspereza 2.000 foi usado para o processo de brunimento com acabamentoespelhado. Note que um maior valor de rugosidade indica que o brunidor tem grãos abrasi-vos mais finos e, portanto, a superfície polida alcançará uma maior suavidade. Entretanto, àmedida que os grãos abrasivos ficam mais finos, a velocidade do corte diminui, assim, resul-tando em um maior tempo de processamento e menor produtividade. Em outras palavras, ométodo de produção de acordo com a presente modalidade ousa realizar o processo debrunimento com acabamento espelhado, que é desvantajoso em termos de produtividade.The honing processes (coarse honing process and mirrored finishing honing process) were carried out by the use of a honing apparatus disclosed in Japanese open patent publication 2004-268179, still supplying cooling oil to the surface to be polished (ie wet honing). A roughness 600 grinder was used for the coarse honing process, while a 2,000 roughness grinder was used for the mirror finish honing process. Note that a higher roughness value indicates that the burner has finer abrasive grains and, therefore, the polished surface will achieve greater smoothness. However, as the abrasive grains become thinner, the cutting speed slows, resulting in longer processing times and lower productivity. In other words, the production method according to the present embodiment dares to carry out the mirror-finishing lapping process, which is disadvantageous in terms of productivity.

Tanto na etapa de ataque químico localizado quanto na etapa de ataque químicogeral, o processo de ataque químico foi realizado pelo uso de uma solução de hidróxido desódio com 5 % em massa, sob condições de maneira tal que a temperatura da solução fos-se de 70 °C. A quantidade de ataque químico (profundidade do ataque químico) foi ajustadapela variação do tempo de imersão.Both in the localized chemical etching stage and the general chemical etching stage, the chemical etching process was carried out by the use of a 5% by mass sodium hydroxide solution under conditions such that the temperature of the solution was 70 ° C. ° C. The amount of chemical attack (depth of chemical attack) was adjusted by varying immersion time.

Um motor de combustão interna foi montado pelo uso do bloco de cilindro 100 bemcomo de um pistão de liga de alumínio que foi separadamente produzido por forjamento.An internal combustion engine was assembled by using cylinder block 100 as well as an aluminum alloy piston which was separately produced by forging.

Imediatamente depois de um estado em que o motor de combustão interna ainda estava frioe o lubrificante não tinha permeado o cilindro, este motor de combustão interna foi operadopor 5 minutos em uma velocidade de revolução de 8.000 rpm, e riscos que ocorrem na parte1/4 superior 101a da superfície de deslizamento 101 (isto é, desgaste) foram observadospor meio de inspeção visual para determinar se o bloco de cilindro está qualificado para uso.Immediately after a state in which the internal combustion engine was still cold and the lubricant had not permeated the cylinder, this internal combustion engine was operated for 5 minutes at a revolution speed of 8,000 rpm, and hazards occurring in the upper 1/4 101a of the sliding surface 101 (i.e. wear) were observed by visual inspection to determine if the cylinder block is qualified for use.

Os resultados (isto é, resultados da avaliação de resistência ao emperramento) são mostra-dos na Tabela 2 a seguir.The results (ie, results of the binding resistance evaluation) are shown in Table 2 below.

A Tabela 2 também mostra resultados de medições do coeficiente de atrito na parte1/4 inferior 101b da superfície de deslizamento 101. As medições de coeficiente de atritoforam tomadas pelo emprego de uma máquina de teste de arranhão 30 mostrada na figura19. A máquina de teste de arranhão 30 inclui um estilete 31, um sensor de emissão acústica(AE) 32, um sensor de profundidade de pressionamento (não mostrado) e congêneres. Du-rante a aplicação de uma carga vertical pré-determinada FN no estilete 31, uma amostra 35é movida horizontalmente, em decorrência do que o estilete 31 raspa na superfície da amos-tra 35. Assim, a força de atrito FT é detectada, e o coeficiente de atrito pode ser medido. A-qui, uma esfera SUJ2 foi usada como o estilete 31, e uma pequena parte que foi eliminadapor corte do bloco de cilindro 100 foi usada como a amostra 35. As medições foram feitasdurante o gotejamento de óleo sobre a superfície da amostra 35.Table 2 also shows results of friction coefficient measurements on the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101. Friction coefficient measurements were taken by employing a scratch test machine 30 shown in Fig. 19. The scratch test machine 30 includes a stylus 31, an acoustic emission (AE) sensor 32, a pressure depth sensor (not shown) and the like. During the application of a predetermined vertical load FN to the stylus 31, a sample 35 is moved horizontally as a result of which the stylus 31 scrapes on the surface of the sample 35. Thus, the frictional force FT is detected, and The coefficient of friction can be measured. Here, a SUJ2 ball was used as the stylus 31, and a small portion that was cut off by cylinder block 100 was used as sample 35. Measurements were made during oil dripping onto the surface of sample 35.

Além do mais, a Tabela 3 mostra uma rugosidade média de dez pontos Rzjis e umarazão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % da superfície dedeslizamento 101, medidas pelo uso de SURFCOM 1400D fabricado pela TOKYOSEIMITSU CO., LTF, em relação à parte 1/4 superior 101a e à parte 1/4 inferior 101b dasuperfície de deslizamento 101. Como já foi descrito, a rugosidade média de dez pontosRzjis é um parâmetro que pode ser usado para avaliar a profundidade das poças de óleo 4,enquanto que a razão do comprimento de carga Rmr(30) é um parâmetro que pode ser usa-do para avaliar o número de grãos de silício eutético 2 que permanecem sobressaindo (istoé, permanecendo sem declínio gradual) na superfície de deslizamento 101.In addition, Table 3 shows an average roughness of ten Rzjis points and a Rmr load length reason (30) at a cutoff level of 30% of the slip surface 101, measured by using SURFCOM 1400D manufactured by TOKYOSEIMITSU CO., LTF, relative to the upper 1/4 part 101a and lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101. As already described, the ten point average roughness Rzjis is a parameter that can be used to assess the depth of the oil puddles. 4, while the load length ratio Rmr (30) is a parameter that can be used to assess the number of eutectic silicon grains 2 that remain protruding (that is, remaining without gradual decline) on the sliding surface 101.

Tabela 2<table>table see original document page 26</column></row><table>Table 2 <table> table see original document page 26 </column> </row> <table>

TABELA 3TABLE 3

<table>table see original document page 26</column></row><table>Exemplo 2 1,28 43 0,28 10<table> table see original document page 26 </column> </row> <table> Example 2 1.28 43 0.28 10

<table>table see original document page 27</column></row><table><table> table see original document page 27 </column> </row> <table>

Além do mais, a Tabela 2 e a Tabela 3 também mostram resultados das avaliaçõese medições feitas similares para blocos de cilindro que foram produzidos como ExemplosComparativos. No Exemplo Comparativo 1, depois de um processo de brunimento grosseiroe de um processo de brunimento com acabamento espelhado, não foram realizados nemum processo de brunimento em relevo nem um processo de ataque químico. Nos ExemplosComparativos 2 a 5, um processo de brunimento em relevo foi realizado depois de um pro-cesso de brunimento grosseiro e de um processo de brunimento com acabamento espelha-do. Nos Exemplos Comparativos 6 a 11, toda a superfície de deslizamento foi submetida aum processo de ataque químico depois de um processo de brunimento grosseiro e de umprocesso de brunimento com acabamento espelhado.In addition, Table 2 and Table 3 also show similar evaluation and measurement results for cylinder blocks that were produced as Comparative Examples. In Comparative Example 1, after a coarse honing process and a mirrored finishing honing process, neither a raised honing process nor a chemical etching process were performed. In Comparative Examples 2 to 5, a embossing process was carried out after a coarse grinding process and a mirror-finish grinding process. In Comparative Examples 6 to 11, the entire sliding surface was subjected to a chemical etching process after a coarse honing process and a mirror finish honing process.

Como pode-se ver a partir da Tabela 2 e da Tabela 3, em todos os Exemplos 1 a 3,a rugosidade média de dez pontos Rzj|S da superfície de deslizamento 101 e a razão docomprimento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento 101 em um nível de corte de30 % são maiores na parte 1/4 superior 101a da superfície de deslizamento 101 do que naparte 1/4 inferior 101b, de acordo com o que, uma excelente resistência ao emperramento euma redução na perda por atrito (aqui, até um coeficiente de atrito de 0,15 ou menor) sãorealizadas.As can be seen from Table 2 and Table 3, in all Examples 1 to 3, the ten point average roughness Rzj | S of the sliding surface 101 and the load length ratio Rmr (30) of the sliding surface 101 at a cut-off level of 30% is greater on the upper 1/4 part 101a of the slip surface 101 than on the lower 1/4 part 101b, whereby excellent binding resistance and reduced friction loss ( here, up to a coefficient of friction of 0.15 or less) is performed.

Além do mais, em relação a todos os Exemplos 1 a 3, a rugosidade média de dezpontos Rzjis é de 0,54 um ou mais e a razão do comprimento de carga Rmr(30) é 20 % oumais na parte 1/4 superior 101a da superfície de deslizamento 101. Isto indica que, a fim deobter uma excelente resistência ao emperramento, é preferível que a rugosidade média dedez pontos Rzj|S seja de 0,54 um ou mais e que a razão do comprimento de carga Rmr(30)seja 20 % ou mais na parte 1/4 superior 101a da superfície de deslizamento 101.Além do mais, em todos os Exemplos 1 a 3, a rugosidade média de dez pontos Rz-jis é menor que 0,54 um e a razão do comprimento de carga Rmr(30) é 15 % ou menos naparte 1/4 inferior 101b da superfície de deslizamento 101. Isto indica que, a fim de obter umaredução suficiente da perda por atrito (aqui, até um coeficiente de atrito de 0,15 ou menor), épreferível que a rugosidade média de dez pontos Rzj|S seja menor que 0,54 um e que a ra-zão do comprimento de carga Rmr(30) seja 15 % ou menos na parte 1/4 inferior 101b dasuperfície de deslizamento 101.Furthermore, for all Examples 1 to 3, the average roughness of ten Rzjis points is 0.54 µm or more and the load length ratio Rmr (30) is 20% or more in the upper 1/4 part 101a. of the sliding surface 101. This indicates that in order to obtain excellent binding resistance it is preferable that the average roughness of ten points Rzj | S is 0.54 µm or more and that the load length ratio Rmr (30) 20% or more on the upper 1/4 part 101a of the sliding surface 101. Moreover, in all Examples 1 to 3, the average ten point roughness Rz-jis is less than 0.54 µm and the ratio of the Load length Rmr (30) is 15% or less in the lower 1/4 portion 101b of the sliding surface 101. This indicates that in order to obtain a sufficient reduction in frictional loss (here, up to a coefficient of friction of 0.15 or less), it is preferable that the average roughness of ten points Rzj | S is less than 0.54 um and that the load length ratio Rmr (30) is 15% or less in the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101.

Em todos os Exemplos Comparativos 1 a 11, a rugosidade média de dez pontosRzjis e a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % da superfí-cie de deslizamento são substancialmente as mesmas através de toda a superfície de desli-zamento, assim, sendo substancialmente as mesmas entre a parte 1/4 superior e a parte 1/4inferior da superfície de deslizamento. Portanto, uma resistência ao emperramento inferiore/ou uma maior perda por atrito (aqui, um coeficiente de atrito de 0,2 ou mais) foram obtidas.Especificamente, no Exemplo Comparativo 1, em que não foram realizados nem umprocesso de ataque químico nem um processo de brunimento em relevo depois de um pro-cesso de brunimento com acabamento espelhado, e nos Exemplos Comparativos 2 a 5, emque um processo de brunimento em relevo foi realizado depois de um processo de bruni-mento com acabamento espelhado, o coeficiente de atrito foi baixo, mas ocorreu desgaste.In all Comparative Examples 1 to 11, the average roughness of ten Rzjis points and the load length ratio Rmr (30) at a cut-off level of 30% of the sliding surface are substantially the same across the entire surface. thus substantially the same between the upper 1/4 and lower 1/4 of the sliding surface. Therefore, a lower binding resistance or greater friction loss (here, a coefficient of friction of 0.2 or more) was obtained. Specifically, in Comparative Example 1, neither a chemical attack process nor a embossing process after a mirrored finishing process, and in Comparative Examples 2 to 5, where a embossing process was performed after a mirrored finishing process, the coefficient of friction was low, but wear and tear occurred.

Além do mais, nos Exemplos Comparativos 7 a 11, em que toda a superfície foisubmetida a um processo de ataque químico depois de um processo de brunimento comacabamento espelhado, não ocorreu nenhum desgaste, mas o coeficiente de atrito foi gran-de. Além do mais, no Exemplo Comparativo 6, em que toda a superfície de deslizamento foisubmetida a um processo de brunimento em relevo depois de um processo de brunimentocom acabamento espelhado, mas por um tempo de ataque químico menor do que nos E-xemplos Comparativos 7 a 11, ocorreu desgaste e o coeficiente de atrito também foi alto.Moreover, in Comparative Examples 7 to 11, where the entire surface was subjected to a chemical etching process after a mirrored co-honing process, no wear occurred, but the coefficient of friction was large. Moreover, in Comparative Example 6, where the entire sliding surface was subjected to a embossing process after a mirror-finishing polishing process, but for a shorter chemical etching time than in Comparative E-Examples 7 to 11, wear occurred and the coefficient of friction was also high.

A figura 20 é um gráfico no qual os Exemplos 1 a 3 e os Exemplos Comparativos 1a 11 são graficamente representados em um eixo geométrico horizontal que representa arugosidade média de dez pontos RzjiS e em um eixo geométrico vertical que representa arazão do comprimento de carga Rmr(30), em relação à parte 1/4 superior da superfície de deslizamento.Figure 20 is a graph in which Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 11 are graphically plotted on a horizontal geometry axis representing ten point average roughness RzjiS and on a vertical geometry axis representing load length ratio Rmr ( 30) relative to the upper 1/4 of the sliding surface.

Como pode-se ver a partir da figura 20, nos Exemplos 1 a 3 e nos Exemplos Com-parativos 7 a 11, em que não ocorreu nenhum desgaste, a rugosidade média de dez pontosRzjis foi de 0,54 um ou mais e a razão do comprimento de carga Rmr(30) foi de 20 % oumais. Por outro lado, nos Exemplos Comparativos 1 a 6, que sofreram desgaste, pelo me-nos uma da rugosidade média de dez pontos Rzj|S e da razão do comprimento de cargaRmr(30) cai fora da(s) supramencionada(s) faixa(s) numérica(s). Portanto, pode-se ver quea capacidade de retenção de lubrificante na parte 1/4 superior 101a da superfície de desli-zamento 101 é melhorada e o desgaste é impedido sob as condições em que a rugosidademédia de dez pontos Rzjis é de 0,54 um ou mais e a razão do comprimento de carga R-mr(30) em um nível de corte de 30 % é 20 % ou mais. Note que, quando a rugosidade mé-dia de dez pontos Rzj|S for significativamente grande (especificamente, excedendo 4,0 um),significativo declínio gradual dos finos grãos de silício eutético 2 pode ocorrer de forma queos finos vazios para retenção de lubrificante (poças de óleo 4 com uma fina oscilação) pos-sam diminuir. Portanto, a rugosidade média de dez pontos Rzj|S é preferivelmente de 4,0 umou menos e, mais preferivelmente, de 2,0 um ou menos.As can be seen from Figure 20, Examples 1 to 3, and Comparative Examples 7 to 11, where no wear occurred, the average roughness of ten Rzjis points was 0.54 µm or more and the ratio load length Rmr (30) was 20% or more. On the other hand, in comparative Examples 1 to 6, which have been worn out, at least one of the ten point average roughness Rzj | S and the load length ratio Rmr (30) falls outside the above mentioned range (s). number (s). Therefore, it can be seen that the lubricant holding capacity on the upper 1/4 part 101a of the sliding surface 101 is improved and wear is prevented under conditions where the average Rzjis ten point roughness is 0.54 µm. or more and the load length ratio R-mr (30) at a 30% cutoff level is 20% or more. Note that when the ten point average roughness Rzj | S is significantly large (specifically, exceeding 4.0 µm), significant gradual decline of fine eutectic silicon grains 2 may occur so that fine voids for lubricant retention ( oil puddles 4 with a slight wobble) may decrease. Therefore, the average roughness of ten points Rzj | S is preferably 4.0 um or less and more preferably 2.0 um or less.

Como exposto, uma alta capacidade de retenção de lubrificante é obtida quandonão somente grãos de silício de cristal primário 1, mas também um grande número de grãosde silício eutético 2, permanecem sobressaindo na superfície de deslizamento 101. Da for-ma esquematicamente mostrada na figura 21, poças de óleo 4 de profundidade suficientesão formadas com uma fina oscilação quando um grande número de grãos de silício eutéti-co 2 permanece sobressaindo, de acordo com o que, a capacidade de retenção de lubrifi-cante é aprimorada e a resistência ao emperramento é melhorada. Uma vez que um grandenúmero de grãos de silício eutético 2 permanece sobressaindo, a área das partes que real-mente entra em contato com o anel do pistão 122a aumenta, se comparado com o caso emque somente os grãos de silício de cristal primário 1 permanecem sobressaindo. Em decor-rência disto, a carga por área unitária que é aplicada durante um deslizamento é reduzida,de acordo com o que, uma melhor resistência à abrasão é obtida.As stated, a high lubricant retention capacity is obtained when only primary crystal silicon grains 1, but also a large number of eutectic silicon grains 2, still protrude on the sliding surface 101. From the form shown schematically in Figure 21 sufficient depths of oil 4 are formed with a fine oscillation when large numbers of eutectic silicon grains 2 remain protruding, whereby lubricant retention capacity is improved and binding resistance is improved. enhanced. Since a large number of eutectic silicon grains 2 remain protruding, the area of the parts that actually comes in contact with piston ring 122a increases compared to the case where only primary crystal silicon grains 1 remain protruding. . As a result, the load per unit area that is applied during a slip is reduced, whereby better abrasion resistance is obtained.

Por outro lado, da forma esquematicamente mostrada na figura 22, quando subs-tancialmente nada, exceto os grãos de silício de cristal primário 1 permanecem sobressain-do, as poças de óleo 4 são formadas com uma oscilação grosseira, resultando em menorescapacidades de retenção de lubrificante e resistência ao emperramento. Uma vez que difi-cilmente algum grão de silício eutético 2 permanece sobressaindo, a área das partes querealmente entram em contato com o anel do pistão 122a é pequena, assim, resultando emuma baixa resistência à abrasão.On the other hand, as shown schematically in Figure 22, when substantially nothing except the primary crystal silicon grains 1 remain protruding, the oil puddles 4 are formed with a coarse oscillation, resulting in lower retention capacities. lubricant and binding resistance. Since hardly any grain of eutectic silicon 2 remains protruding, the area of the parts actually in contact with piston ring 122a is small, thus resulting in low abrasion resistance.

Da forma já descrita anteriormente, com o processo de brunimento em relevo con-vencional, é difícil aumentar suficientemente a rugosidade média de dez pontos Rzjis e arazão do comprimento de carga Rmr(30). O motivo disto será descrito em relação à figura 23.As already described above, with the conventional embossing process, it is difficult to sufficiently increase the average roughness of ten points Rzjis and arazão of load length Rmr (30). The reason for this will be described in relation to figure 23.

Em um processo de brunimento em relevo, que é um processo de esmerilhamentomecânico, a quantidade de esmerilhamento difere entre regiões em que os grãos cristalinosde silício 1 e 2 são esparsos e regiões em que eles são densos. Especificamente, da formamostrada no lado direito na figura 23, ocorre profundo esmerilhamento em uma região emque os grãos cristalinos de silício 1 e 2 são esparsos, assim, resultando em uma grandealtura de relevo h. Entretanto, da forma mostrada no lado esquerdo na figura 23, ocorre so-mente esmerilhamento superficial em uma região em que os grãos cristalinos de silício 1 e 2são densos, assim, resultando em uma pequena altura de relevo h. Portanto, é difícil obteruma grande rugosidade média de dez pontos Rzj|S em toda a superfície de deslizamento101. Além do mais, uma vez que os grãos de silício eutético 2 serão esmerilhados juntamen-te com a matriz 3, também é difícil obter uma grande razão do comprimento de carga R-mr(30). Além do mais, uma vez que um processo de brunimento em relevo é um processode esmerilhamento mecânico, em relação ao ápice de cada grão de cristal de silício 1 ou 2,é difícil goivar profundamente a liga de alumínio (matriz 3) que fica presente ao redor decada grão de cristal de silício 1 ou 2. Portanto, ao redor de cada grão de cristal de silício 1ou 2, existe liga de alumínio até uma altura que não é muito diferente do seu ápice, assim,resultando em uma capacidade de retenção de lubrificante que é menor do que no caso darealização de um processo de ataque químico.In a embossing process, which is a mechanical grinding process, the amount of grinding differs between regions where crystalline silicon grains 1 and 2 are sparse and regions where they are dense. Specifically, from the shape shown on the right side in Figure 23, deep grinding occurs in a region where crystalline silicon grains 1 and 2 are sparse, thus resulting in a large relief height h. However, as shown on the left side in figure 23, only surface grinding occurs in a region where crystalline silicon grains 1 and 2 are dense, thus resulting in a small height of relief h. Therefore, it is difficult to obtain a large average roughness of ten points Rzj | S over the entire sliding surface101. Moreover, since the eutectic silicon grains 2 will be ground together with the matrix 3, it is also difficult to obtain a large R-mr load length ratio (30). Moreover, since a embossing process is a mechanical grinding process, relative to the apex of each silicon crystal grain 1 or 2, it is difficult to gouge deeply into the aluminum alloy (matrix 3) present in the around each grain of silicon crystal 1 or 2. Therefore, around each grain of silicon crystal 1 or 2, there is aluminum alloy up to a height that is not much different from its apex, thus resulting in a holding capacity of lubricant that is smaller than in the case of a chemical attack process.

Por outro lado, em um processo de ataque químico (que é um processo de esmeri-lhamento químico), da forma mostrada na figura 24, ocorre esmerilhamento até uma profun-didade constante, independente se os grãos cristalinos de silício 1 e 2 são esparsos ou den-sos, e assim obtém-se uma altura de relevo h constante. Portanto, pelo ajuste da concentra-ção e da temperatura do produto do ataque químico e do tempo do ataque químico, a rugo-sidade média de dez pontos Rzj|S pode aumentar facilmente. Além do mais, uma vez que osgrãos de silício eutético 2 não serão esmerilhados juntamente com a matriz 3, a razão docomprimento de carga Rmr(30) pode aumentar facilmente.On the other hand, in a chemical etching process (which is a chemical grinding process), as shown in figure 24, grinding occurs at a constant depth, regardless of whether silicon crystalline grains 1 and 2 are sparse. or so, and thus a constant relief height h is obtained. Therefore, by adjusting the concentration and temperature of the chemical attack product and the time of the chemical attack, the average ten point roughness Rzj | S can easily increase. Furthermore, since eutectic silicon grains 2 will not be ground together with matrix 3, the load length ratio Rmr (30) can easily increase.

A figura 25 é um gráfico no qual os Exemplos 1 a 3 e os Exemplos Comparativos 1a 11 são graficamente representados em um eixo geométrico horizontal que representa arugosidade média de dez pontos Rzj|S e em um eixo geométrico vertical que representa arazão do comprimento de carga Rmr(30), em relação à parte 1/4 inferior da superfície dedeslizamento.Figure 25 is a graph in which Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 11 are graphically plotted on a horizontal geometry axis representing ten point average roughness Rzj | S and on a vertical geometry axis representing load length reasoning. Rmr (30) with respect to the lower 1/4 of the sliding surface.

Como também pode-se ver a partir da figura 25, em todos os Exemplos 1 a 3 e nosExemplos Comparativos 1 a 4, que mostraram um pequeno coeficiente de atrito (0,15 oumenos), a rugosidade média de dez pontos Rzj|S é menor que 0,54 um e a razão do com-primento de carga Rmr(30) é de 15 % ou menos. Por outro lado, nos Exemplos Comparati-vos 6 a 11, que mostraram um grande coeficiente de atrito (0,2 ou mais), pelo menos umada rugosidade média de dez pontos Rzjis e da razão do comprimento de carga Rmr(30) caifora da(s) supramencionada(s) faixa(s) numérica(s). Isto indica que, pela garantia de que arugosidade média de dez pontos Rzj|S é menor que 0,54 um e de que a razão do compri-mento de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é de 15 % ou menos, o coeficientede atrito na parte 1/4 inferior 101b da superfície de deslizamento 101 pode se tornar sufici-entemente pequeno, e a perda por atrito pode ser adicionalmente reduzida. Note que, noExemplo Comparativo 5, o coeficiente de atrito é pequeno, embora a rugosidade média dedez pontos Rzj|S seja de 0,54 um ou mais. Isto é em virtude de a razão do comprimento decarga Rmr(30) ser tão pequena quanto 3 %.As can also be seen from Figure 25, in all Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, which showed a small coefficient of friction (0.15 or less), the average roughness of ten points Rzj | S is less than 0.54 µm and the load length ratio Rmr (30) is 15% or less. On the other hand, in Comparative Examples 6 to 11, which showed a large coefficient of friction (0.2 or more), at least one of the average roughness of ten points Rzjis and the load length ratio Rmr (30) of above (s) numeric range (s). This indicates that, by ensuring that the average ten point roughness Rzj | S is less than 0.54 µm and that the load length ratio Rmr (30) at a 30% cut-off level is 15%. or less, the coefficient of friction on the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101 may become sufficiently small, and the frictional loss may be further reduced. Note that in Comparative Example 5, the coefficient of friction is small, although the average roughness of Rzj | S points is 0.54 µm or more. This is because the ratio of the discharge length Rmr (30) is as small as 3%.

Além do mais, pode-se ver, a partir da Tabela 2, que o coeficiente de atrito na parte1/4 inferior 101b da superfície de deslizamento 101 é o menor (e, portanto, a perda por atritoé a menor) no Exemplo 3, seguido pelo Exemplo 2 e, então, pelo Exemplo 1. Portanto, doponto de vista da redução das perdas de atrito, é preferível empregar o método de produçãodescrito em relação à figura 15, isto é, um método de produção no qual uma etapa de reves-timento parcial é realizada depois de uma etapa de ataque químico geral.Furthermore, it can be seen from Table 2 that the coefficient of friction on the lower 1/4 part 101b of the sliding surface 101 is the smallest (and thus the frictional loss is the smallest) in Example 3, followed by Example 2 and then Example 1. Therefore, from the point of view of reducing frictional losses, it is preferable to employ the production method described in relation to Figure 15, that is, a production method in which a reversing step - Partial cementing is performed after a general chemical attack step.

No caso em que o método de produção descrito em relação à figura 13 for usado,isto é, um método de produção em que nenhuma etapa de ataque químico adicional é con-duzida depois da realização de uma etapa de ataque químico localizado, o número de eta-pas é reduzido. Portanto, são possíveis uma redução no custo de produção e a simplificaçãodas etapas de produção.In the case where the production method described in relation to Fig. 13 is used, that is, a production method in which no additional chemical attack step is conducted after performing a localized chemical attack step, the number of eta-pas is reduced. Therefore, a reduction in production costs and simplification of production steps are possible.

No caso em que o método de produção descrito em relação à figura 9 é usado, isto é, um método de produção em que uma etapa de ataque químico geral é conduzida depoisda realização de uma etapa de ataque químico localizado, toda a superfície de deslizamento101 é submetida a um processo de ataque químico (embora a quantidade de ataque quími-co seja não constante), de forma que a capacidade de retenção de lubrificante de toda asuperfície de deslizamento 101 seja melhorada. Assim, é obtido um alto efeito de melhorar aresistência à abrasão e a resistência ao emperramento através de toda a superfície de des-lizamento 101.In the case where the production method described with respect to Figure 9 is used, that is, a production method in which a general chemical etching step is conducted after performing a localized chemical etching step, the entire sliding surface101 is subjected to a chemical etching process (although the amount of chemical etching is not constant), so that the lubricant retention capacity of the entire sliding surface 101 is improved. Thus, a high effect of improving abrasion resistance and binding resistance is achieved across the entire sliding surface 101.

A seguir, serão descritas dimensões médias preferíveis de grão de cristal e distribu-ições de dimensão preferíveis de grão dos grãos cristalinos de silício 1 e 2 na superfície dedeslizamento 101. Os inventores conduziram um estudo detalhado sobre o relacionamento entre a implementação específica dos grãos cristalinos de silício 1 e 2 na superfície de des-lizamento 101 e a resistência à abrasão e a resistência mecânica do bloco de cilindro 100.Em decorrência disto, descobriu-se a resistência à abrasão e a resistência mecânica podemser enormemente melhoradas pelo ajuste das dimensões médias do grão de cristal dosgrãos cristalinos de silício 1 e 2 nas faixas específicas, e/ou pela prescrição de distribuiçõesde dimensão específicas de grão para os grãos cristalinos de silício 1 e 2.In the following, preferred average crystal grain sizes and preferred grain size distributions of crystalline silicon grains 1 and 2 will be described on the sliding surface 101. The inventors conducted a detailed study of the relationship between the specific implementation of crystalline grains 1 and 2 on the sliding surface 101 and the abrasion resistance and mechanical strength of cylinder block 100. As a result, it has been found that abrasion resistance and mechanical strength can be greatly improved by adjusting the average dimensions. of crystal grain of crystalline silicon grains 1 and 2 in the specific ranges, and / or by prescribing grain-specific size distributions for crystalline silicon grains 1 and 2.

Primeiro, pelo ajuste do tamanho de grão cristalino médio dos grãos de silício decristal primário 1 para ficar na faixa de não menos que 12 um e não mais que 50 um, a resis-tência à abrasão do bloco de cilindro 100 pode ser melhorada.First, by adjusting the average crystalline grain size of the primary crystalline silicon grains 1 to be in the range of not less than 12 µm and not more than 50 µm, the abrasion resistance of cylinder block 100 can be improved.

Se o tamanho de grão cristalino médio dos grãos de silício de cristal primário 1 ex-ceder 50 um, o número dos grãos de silício de cristal primário 1 por área unitária da superfí-cie de deslizamento 101 fica pequeno. Portanto, uma grande carga será aplicada em cadagrão de silício de cristal primário 1 durante a operação do motor de combustão interna, deforma que os grãos de silício de cristal primário 1 possam ser destruídos. Os resíduos dosgrãos de silício de cristal primário 1 destruídos agirão como partículas abrasivas, possivel-mente ocasionando uma considerável abrasão da superfície de deslizamento 101.If the average crystalline grain size of the primary crystal silicon grains 1 exceeds 50 µm, the number of the primary crystal silicon grains 1 per unit area of the sliding surface 101 becomes small. Therefore, a large charge will be applied to primary crystal silicon cadre 1 during operation of the internal combustion engine, so that the primary crystal silicon grains 1 can be destroyed. Waste from the destroyed primary crystal silicon grains 1 will act as abrasive particles, possibly causing considerable abrasion of the sliding surface 101.

Se o tamanho de grão cristalino médio dos grãos de silício de cristal primário 1 formenor que 12 um, a parte de cada grão de silício de cristal primário 1 que fica enterrada namatriz 3 será pequena. Portanto, é provável que o declínio gradual dos grãos de silício decristal primário 1 ocorra durante a operação do motor de combustão interna. Os grãos desilício de cristal primário 1 com declínio gradual agirão como partículas abrasivas, possivel-mente, ocasionando uma considerável abrasão da superfície de deslizamento 101.If the average crystalline grain size of the primary crystal silicon grains 1 is less than 12 µm, the portion of each primary crystal silicon grain 1 that is buried in the matrix 3 will be small. Therefore, it is likely that the gradual decline of primary decrystalline silicon grains 1 will occur during internal combustion engine operation. Gradually declining primary crystal desilicon grains 1 will act as abrasive particles, possibly causing considerable abrasion of the sliding surface 101.

Por outro lado, quando o tamanho de grão cristalino médio dos grãos de silício decristal primário 1 for não menos que 12 um e não mais que 50 um, existe um número sufici-ente de grãos de silício de cristal primário 1 por área unitária da superfície de deslizamento101. Portanto, a carga aplicada em cada grão de silício de cristal primário 1 durante a ope-ração do motor de combustão interna será relativamente pequena, de acordo com o que, adestruição dos grãos de silício de cristal primário 1 é suprimida. Uma vez que a parte decada grão de silício de cristal primário 1 que fica enterrada na matriz 3 é suficientementegrande, o declínio gradual dos grãos de silício de cristal primário 1 é reduzido, de acordocom o que a abrasão da superfície de deslizamento 101 em função dos grãos de silício decristal primário 1 com declínio gradual também é suprimida.On the other hand, when the average crystalline grain size of primary crystalline silicon grains 1 is not less than 12 µm and not more than 50 µm, there is a sufficient number of primary crystal silicon grains 1 per unit surface area. sliding Therefore, the load applied to each primary crystal silicon grain 1 during internal combustion engine operation will be relatively small, whereby the destruction of the primary crystal silicon grain 1 is suppressed. Since the portion of each primary crystal silicon grain 1 that is buried in the matrix 3 is sufficiently large, the gradual decline of the primary crystal silicon grain 1 is reduced, whereby the abrasion of the sliding surface 101 as a function of Primary decrystalline silicon grains 1 with gradual decline is also suppressed.

Além do mais, os grãos de silício eutético 2 servem a função de reforçar a matriz 3.Moreover, eutectic silicon grains 2 serve to reinforce matrix 3.

Portanto, pelo fornecimento de finos grãos de silício eutético 2, a resistência à abrasão e aresistência mecânica do bloco de cilindro 100 podem ser melhoradas. Especificamente, pelagarantia de que os grãos de silício eutético 2 têm um tamanho de grão cristalino médio de7,5 um ou menos, é obtido um efeito de melhoria da resistência à abrasão e da resistênciamecânica.Therefore, by providing fine grains of eutectic silicon 2, the abrasion resistance and mechanical strength of cylinder block 100 can be improved. Specifically, by ensuring that eutectic silicon grains 2 have an average crystalline grain size of 7.5 µm or less, an abrasion resistance and mechanical strength enhancing effect is obtained.

Além do mais, pela prescrição de distribuições de tamanho de grão para os grãoscristalinos de silício 1 e 2 de maneira tal que os grãos cristalinos de silício tenham um picoem uma faixa de tamanho de grão cristalino de não menos que 1 um e não mais que 7,5 ume tenham um outro pico em uma faixa de tamanho de grão cristalino de não menos que 12um e não mais que 50 um, a resistência à abrasão e a resistência mecânica do bloco decilindro 100 podem ser enormemente melhoradas. A figura 26 mostra um exemplo das dis-tribuições preferíveis de tamanho de grão. Os grãos cristalinos de silício cujas dimensões dogrão de cristal caem na faixa de não menos que 1 um e não mais que 7,5 um são grãos desilício eutético 2, enquanto que os grãos cristalinos de silício cujas dimensões do grão decristal caem na faixa de não menos que 12 um e não mais que 50 um são grãos de silício decristal primário 1. Além do mais, do ponto de vista de permitir que mais grãos de silício euté-tico 2 contribuam para a criação de poças de óleo 4, como também é mostrado na figura 26,é preferível que a freqüência em um primeiro pico existente na faixa de tamanho de grãocristalino de não menos que 1 um e não mais que 7,5 um (isto é, o pico associado com osgrãos de silício eutético 2) seja pelo menos cinco vezes maior que a freqüência em um se-gundo pico existente na faixa de tamanho de grão cristalino de não menos que 12 um e nãomais que 50 um (isto é, o pico associado com os grãos de silício de cristal primário 1).Furthermore, by prescribing grain size distributions for crystalline silicon grains 1 and 2 such that crystalline silicon grains peak within a crystalline grain size range of not less than 1 µm and not more than 7 µm. 1.5 um and having another peak in a crystalline grain size range of no less than 12 µm and not more than 50 µm, the abrasion resistance and mechanical strength of the decylinder block 100 can be greatly improved. Figure 26 shows an example of preferred grain size distributions. Crystalline silicon grains whose crystal grain dimensions fall in the range of not less than 1 æm and not more than 7.5 μm are eutectic desilicon grains 2, while crystalline silicon grains whose size of the crystalline grain fall in the range of less than 12 µm and no more than 50 µm are primary decrystalline silicon grains 1. Moreover, from the point of view of allowing more eutectic silicon grains 2 to contribute to the creation of oil pools 4, as is shown in Figure 26, it is preferable that the frequency at a first peak existing in the crystalline grain size range of not less than 1 µm and not more than 7.5 µm (i.e., the peak associated with eutectic silicon grains 2) is at least five times the frequency at a second peak in the crystalline grain size range of not less than 12 µm and not more than 50 µm (ie the peak associated with primary crystal silicon grains 1) .

A fim de controlar as dimensões médias do grão de cristal dos grãos de silício decristal primário 1 e dos grãos de silício eutético 2, a velocidade de resfriamento da parte aser tornar a superfície de deslizamento 101 pode ser ajustada na etapa de fundição da peçamoldada (a etapa S1c mostrada na figura 10). Especificamente, pela realização da fundiçãosupramencionada de forma que a parte a se tornar a superfície de deslizamento 101 sejaresfriada em uma velocidade de resfriamento de não menos que 4 °C / segundo e não maisque 50 °C / segundo, os grãos cristalinos de silício 1 e 2 serão depositados de uma maneiratal que os grãos de silício de cristal primário 1 tenham uma dimensão média de grão de cris-tal de não menos que 12 um e não mais que 50 um e que os grãos de silício eutético 2 te-nham um tamanho de grão cristalino médio de 7,5 um ou menos.In order to control the average crystal grain size of the primary decrystalline silicon grain 1 and the eutectic silicon grain 2, the cooling rate of the part to render the sliding surface 101 can be adjusted at the casting step of the molded part (the step S1c shown in figure 10). Specifically, by performing the above-mentioned casting so that the part to become the sliding surface 101 is cooled to a cooling rate of not less than 4 ° C / second and not more than 50 ° C / second, the crystalline silicon grains 1 and 2 will be deposited in a manner that the primary crystal silicon grains 1 have an average crystal grain size of not less than 12 µm and not more than 50 µm and that the eutectic silicon grains 2 have a size average crystalline grain of 7,5 µm or less.

Da forma supradescrita, o bloco de cilindro 100 da presente modalidade tem exce-lente resistência à abrasão e resistência ao emperramento, bem como uma pequena perdapor atrito, e, portanto, pode ser adequadamente usado nos motores de combustão internade vários tipos de aparelhos de transporte. Em particular, o bloco de cilindro 100 é adequa-damente usado em qualquer motor de combustão interna que é operado em uma alta velo-cidade de revolução (especificamente, em uma velocidade de revolução máxima de 8.000rpm ou mais), por exemplo, um motor de combustão interna de uma motocicleta, de acordocom o que, a durabilidade do motor de combustão interna pode ser enormemente melhora-da.As described above, the cylinder block 100 of the present embodiment has excellent abrasion and sticking resistance as well as a small friction loss, and therefore can be suitably used in internal combustion engines for various types of conveyor apparatus. . In particular, cylinder block 100 is suitably used in any internal combustion engine that is operated at a high revolution speed (specifically, at a maximum revolution speed of 8,000rpm or more), for example a Internal combustion engine of a motorcycle, according to which, the durability of the internal combustion engine can be greatly improved.

A figura 27 mostra um motor de combustão interna 150 exemplar que incorpora obloco de cilindro 100 de acordo com a presente invenção. O motor de combustão interna150 inclui um cárter 110, um bloco de cilindro 100 e um cabeçote do cilindro 130.Fig. 27 shows an exemplary internal combustion engine 150 incorporating cylinder oblique 100 according to the present invention. Internal combustion engine 150 includes a crankcase 110, a cylinder block 100 and a cylinder head 130.

Um virabrequim 111 fica acomodado no cárter 110. O virabrequim 111 inclui ummunhão 112 e um braço de manivela 113.A crankshaft 111 is accommodated in the crankcase 110. The crankshaft 111 includes a big nut 112 and a crank arm 113.

O bloco de cilindro 100 é fornecido acima do cárter 110. Um pistão 122 é inseridoem um furo do cilindro 102 do bloco de cilindro 100. O pistão 122 desliza no furo do cilindro102, ainda ficando em contato com a superfície de deslizamento 101 do bloco de cilindro100. O pistão 122 é feito de uma liga de alumínio (tipicamente, uma liga de alumínio quecontém silício). O pistão 122 pode ser formado por forjamento, como é divulgado, porexem-pio, na especificação de USP 6205836.Cylinder block 100 is provided above the crankcase 110. A piston 122 is inserted into a bore of cylinder 102 of cylinder block 100. Piston 122 slides into bore of cylinder102, still in contact with sliding surface 101 of cylinder block. cylinder100. Piston 122 is made of an aluminum alloy (typically an aluminum alloy containing silicon). Piston 122 may be formed by forging, as disclosed, for example, in USP 6205836.

Nenhuma manga de cilindro é inserida no furo de cilindro 102, e nenhuma metaliza-ção é fornecida na superfície interna da parede do cilindro 103 do bloco de cilindro 100. Emoutras palavras, os grãos de silício de cristal primário 1 e os grãos de silício eutético 2 sãoexpostos na superfície interna, isto é, a superfície de deslizamento 101, da parede do furodo cilindro 103.No cylinder sleeve is inserted into cylinder bore 102, and no plating is provided on the inner surface of cylinder wall 103 of cylinder block 100. In other words, primary crystal silicon grains 1 and eutectic silicon grains 2 are exposed on the inner surface, i.e. the sliding surface 101, of the wall of the cylinder bore 103.

Um cabeçote do cilindro 130 é fornecida acima do bloco de cilindro 100. Juntamen-te com o pistão 122 no bloco de cilindro 100, o cabeçote do cilindro 130 define uma câmarade combustão 131. O cabeçote do cilindro 130 inclui um orifício de entrada 132 e um orifíciode exaustão 133. Uma válvula de entrada 134 para suprir mistura combustível - ar no interiorda câmara de combustão 131 é fornecida no orifício de entrada 132, e uma válvula de e-xaustão 135 para realizar a evacuação da câmara de combustão 131 é fornecida no orifíciode exaustão 133.A cylinder head 130 is provided above cylinder block 100. Along with piston 122 in cylinder block 100, cylinder head 130 defines a combustion chamber 131. Cylinder head 130 includes an inlet port 132 and an exhaust port 133. An inlet valve 134 for supplying fuel-air mixture in the interior combustion chamber 131 is provided in the inlet port 132, and an exhaust valve 135 for carrying out the combustion chamber 131 is provided in the exhaust hole 133.

O pistão 122 e o cárter 111 são ligados por meio de uma haste de conexão 140.Especificamente, um pino do pistão 123 do pistão 122 é inserido em um furo passante emuma pequena extremidade 142 da haste de conexão 140, e o munhão 112 do virabrequim111 é inserido em um furo passante em uma grande extremidade 144, de acordo com o que,o pistão 122 e o virabrequim 111 são ligados um no outro. Mancais rolantes 114 são forne-cidos entre a superfície periférica interna do furo passante da grande extremidade 144 domunhão 112.Piston 122 and crankcase 111 are connected by means of a connecting rod 140. Specifically, a piston pin 123 of piston 122 is inserted into a through hole in a small end 142 of connecting rod 140, and crankshaft sleeve 1121 it is inserted into a through hole at a large end 144, whereby piston 122 and crankshaft 111 are connected to one another. Rolling bearings 114 are provided between the inner peripheral surface of the large end bore 144 through the bore 112.

O motor de combustão interna 150 mostrado na figura 27 tem excelente durabilida-de em virtude de o bloco de cilindro 100 da presente modalidade ser incorporado, apesar dafalta de uma bomba de óleo para suprimento compulsório de um lubrificante. Uma vez que obloco de cilindro 100 da presente modalidade é caracterizado por uma alta resistência à a-brasão da superfície de deslizamento 101, não há necessidade de uma manga de cilindro.Portanto, as etapas de produção do motor de combustão interna 150 podem ser simplifica-das, o peso do motor de combustão interna 150 pode ser reduzido, e o desempenho do res-friamento pode melhorar. Além do mais, uma vez que é desnecessário realizar metalizaçãopara a superfície interna da parede do furo do cilindro 103, também é possível reduzir o cus-to de produção. Além do mais, em virtude de o motor de combustão interna 150 incluir obloco de cilindro 100 da presente modalidade, é obtida uma menor perda por atrito e, por-tanto, um melhor consumo de combustível.The internal combustion engine 150 shown in Fig. 27 is of excellent durability because the cylinder block 100 of the present embodiment is incorporated despite the lack of an oil pump for compulsory supply of a lubricant. Since cylinder bevel 100 of the present embodiment is characterized by a high resistance to sliding surface 101, there is no need for a cylinder sleeve. Therefore, the production steps of the internal combustion engine 150 can be simplified. Thus, the weight of the internal combustion engine 150 may be reduced, and the cooling performance may improve. Moreover, since metallization is unnecessary for the inner surface of the cylinder bore wall 103, it is also possible to reduce the production cost. In addition, because the internal combustion engine 150 includes cylinder oblique 100 of the present embodiment, a lower friction loss and therefore better fuel consumption is obtained.

A figura 28 mostra uma motocicleta que incorpora o motor de combustão interna150 mostrado na figura 27. Em uma motocicleta, o motor de combustão interna 150 seráoperado em uma alta velocidade de revolução.Figure 28 shows a motorcycle incorporating the internal combustion engine 150 shown in Figure 27. On a motorcycle, the internal combustion engine 150 will be operated at a high revolution speed.

Na motocicleta mostrada na figura 28, um tubo coletor 302 é fornecido na extremi-dade frontal de um chassi 301. No tubo coletor 302, um garfo frontal 303 é anexado parapoder oscilar na direção direita - esquerda do veículo. Na extremidade inferior do garfo fron-tal 303, uma roda frontal 304 é suportada para poder rotacionar.On the motorcycle shown in Figure 28, a pickup tube 302 is provided at the front end of a chassis 301. On the pickup tube 302, a front fork 303 is attached to swing in the right - left direction of the vehicle. At the lower end of the front fork 303, a front wheel 304 is supported for rotation.

Um trilho de assento 306 é anexado em uma parte superior da extremidade traseirado chassi 301 para se estender na direção traseira. Um tanque de combustível 307 é forne-cido no chassi 301, e um assento principal 308a e um assento acoplado 308b são forneci-dos no trilho de assento 306.A seat rail 306 is attached to an upper end of the rear end chassis 301 to extend in the rear direction. A fuel tank 307 is provided on chassis 301, and a main seat 308a and a coupled seat 308b are provided on seat rail 306.

Braços traseiros 309 que se estendem na direção traseira são anexados na extre-midade traseira do chassi 301. Na extremidade traseira dos braços traseiros 309, uma rodatraseira 310 é suportada para poder rotacionar.Rear arms 309 extending in the rear direction are attached at the rear end of the chassis 301. At the rear end of the rear arms 309, a ratchet 310 is supported for rotation.

Na parte central do chassi 301, o motor de combustão interna 150 mostrado na fi-gura 27 fica preso. O bloco de cilindro 100 da presente modalidade é usado para o motor decombustão interna 150. Um radiador 311 é fornecido na frente do motor de combustão inter-na 150. Um tubo de exaustão 312 é conectado em um orifício de exaustão do motor decombustão interna 150, e um silencioso 313 é anexado na extremidade traseira do tubo deexaustão 312.In the central part of the chassis 301, the internal combustion engine 150 shown in figure 27 is locked. Cylinder block 100 of the present embodiment is used for the internal combustion engine 150. A radiator 311 is provided in front of the internal combustion engine 150. An exhaust pipe 312 is connected to an internal combustion engine exhaust port 150. , and a muffler 313 is attached to the rear end of the exhaust pipe 312.

Uma transmissão 315 é ligada no motor de combustão interna 150. Rodas denta-das de acionamento 317 são anexadas em um eixo geométrico de saída 316 da transmis-são 315. Por meio de uma correia 318, as rodas dentadas de acionamento 317 são ligadasnas rodas dentadas da roda traseira 319 da roda traseira 310. A transmissão 315 e a correia318 funcionam como um mecanismo de transmissão para transmitir a energia motriz geradano motor de combustão interna 150 até a roda de acionamento.A transmission 315 is connected to the internal combustion engine 150. Drive sprockets 317 are attached to an output shaft 316 of the transmission 315. By means of a belt 318, drive sprockets 317 are attached to the wheels. rear wheel sprockets 319 from rear wheel 310. The transmission 315 and belt 318 act as a transmission mechanism for transmitting the driving energy generated from the internal combustion engine 150 to the drive wheel.

De acordo com a presente invenção, é fornecido um bloco de cilindro com excelen-te resistência à abrasão e resistência ao emperramento e com uma pequena perda por atri-to, bem como um método de produção deste.In accordance with the present invention there is provided a cylinder block with excellent abrasion resistance and binding resistance and a small friction loss as well as a production method thereof.

O bloco de cilindro de acordo com a presente invenção pode ser adequadamenteusado nos motores de combustão interna para vários tipos de aparelhos de transporte, epode ser adequadamente usado de forma particular para motores de combustão interna quesão operados em altas velocidades de revolução e para motores de combustão interna nosquais lubrificante não é compulsoriamente suprido em um cilindro por meio de uma bomba.The cylinder block according to the present invention may be suitably used in internal combustion engines for various types of conveyor apparatus, and may be suitably used particularly for internal combustion engines operating at high revolution speeds and for combustion engines. Internal lubricant is not compulsorily supplied to a cylinder by means of a pump.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em relação às suas modalidadespreferidas, ficará aparente aos versados na técnica que a invenção divulgada pode ser mo-dificada de inúmeras maneiras e pode assumir muitas modalidades diferentes daquelas es-pecificamente supradescritas. Dessa maneira, pretende-se que as reivindicações anexascubram todas as modificações da invenção que caem nos verdadeiros espírito e escopo dainvenção.While the present invention has been described with respect to its preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the disclosed invention may be modified in a number of ways and may take on many different modalities from those specifically described above. Accordingly, the appended claims are intended to cover all modifications of the invention that fall within the true spirit and scope of the invention.

Claims (16)

1. Bloco de cilindro composto por uma liga de alumínio que contém silício,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma parede do cilindro com uma superfí-cie de deslizamento na qual um pistão desliza, e uma pluralidade de grãos cristalinos desilício na superfície de deslizamento, em queuma rugosidade média de dez pontos Rzj|S da superfície de deslizamento e umarazão do comprimento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento em um nível de cor-te de 30 % são maiores em uma parte 1/4 superior da superfície de deslizamento do que emuma parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento.1. Cylinder block consisting of a silicon-containing aluminum alloy, characterized by the fact that it comprises: a cylinder wall with a sliding surface on which a piston slides, and a plurality of crystalline grains on the sliding surface; where an average roughness of ten points Rzj | S of the sliding surface and a portion of the load length Rmr (30) of the sliding surface at a cut level of 30% are greater on an upper 1/4 of the surface. than a bottom 1/4 of the sliding surface. 2. Bloco de cilindro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fatodeque na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento a rugosidade média de dez pon-tos Rzjis é de 0,54 um ou mais e a razão do comprimento de carga Rmr(30) em um nível decorte de 30 % é 20 % ou mais.Cylinder block according to Claim 1, characterized in that the fattech on the top 1/4 of the sliding surface has an average roughness of ten Rzjis points of 0.54 µm or more and the charge length ratio Rmr (30) at a 30% cutoff level is 20% or more. 3. Bloco de cilindro, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento a rugosidade média de dez pon-tos Rzjis é de 2,0 um ou menos.Cylinder block according to claim 2, characterized in that on the upper 1/4 of the sliding surface the average roughness of ten Rzjis points is 2.0 µm or less. 4. Bloco de cilindro, de acordo com as reivindicações 2 ou 3, CARACTERIZADOpelo fato de que na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento a razão do comprimen-to de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é 55 % ou menos.Cylinder block according to claim 2 or 3, characterized in that on the upper 1/4 of the sliding surface the load length ratio Rmr (30) at a cut-off level of 30% is 55% or less. 5. Bloco de cilindro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,CARACTERIZADO pelo fato de que na parte 1/4 inferior da superfície de deslizamento arugosidade média de dez pontos Rzj|S é menor que 0,54 um e a razão do comprimento decarga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é 15 % ou menos.Cylinder block according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the lower 1/4 of the sliding surface ten point average roughness Rzj | S is less than 0.54 µm and the ratio of the Rmr (30) load length at a cut level of 30% is 15% or less. 6. Bloco de cilindro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de deslizamento foi submetida a um pro-cesso de ataque químico.Cylinder block according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the sliding surface has been subjected to a chemical etching process. 7. Bloco de cilindro composto por uma liga de alumínio que contém silício,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma parede do cilindro com uma superfí-cie de deslizamento na qual um pistão desliza, e uma pluralidade de grãos cristalinos de silício na superfície de deslizamento, em queem uma parte 1/4 superior da superfície de deslizamento uma rugosidade média dedez pontos Rzj|S da superfície de deslizamento é de 0,54 um ou mais e uma razão do com-primento de carga Rmr(30) da superfície de deslizamento em um nível de corte de 30 % é-20 % ou mais; eum revestimento é fornecido em pelo menos uma parte 1/4 superior da superfíciede deslizamento.7. A silicon-containing aluminum alloy cylinder block, characterized in that it comprises: a cylinder wall with a sliding surface on which a piston slides, and a plurality of crystalline silicon grains on the surface of where an upper 1/4 part of the sliding surface has a mean roughness of ten points Rzj | S of the sliding surface is 0.54 µm or more and a load length ratio Rmr (30) of the sliding surface slip at a cutoff level of 30% is -20% or more; A coating is provided on at least an upper 1/4 of the sliding surface. 8. Bloco de cilindro, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fatode que na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento a rugosidade média de dez pontos Rzjis é de 2,0 um ou menos.Cylinder block according to claim 7, characterized in that at the top 1/4 of the sliding surface the ten point average roughness Rzjis is 2.0 µm or less. 9. Bloco de cilindro, de acordo com as reivindicações 7 ou 8, CARACTERIZADOpelo fato de que na parte 1/4 superior da superfície de deslizamento a razão do comprimen-to de carga Rmr(30) em um nível de corte de 30 % é 55 % ou menos.Cylinder block according to claim 7 or 8, characterized in that on the upper 1/4 of the sliding surface the load length ratio Rmr (30) at a cut-off level of 30% is 55% or less. 10. Motor de combustão interna, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:o bloco de cilindro de qualquer uma das reivindicações 1 a 9; eum pistão que desliza, ainda ficando em contato com a superfície de deslizamentodo bloco de cilindro.Internal combustion engine, characterized in that it comprises: the cylinder block of any one of claims 1 to 9; It is a sliding piston still in contact with the sliding surface of the cylinder block. 11. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que o pistão é composto por uma liga de alumínio.Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the piston is composed of an aluminum alloy. 12. Aparelho de transporte, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende o mo-tor de combustão interna das reivindicações 10 ou 11.Conveyor apparatus, characterized in that it comprises the internal combustion engine of claims 10 or 11. 13. Método para produzir um bloco de cilindro que inclui uma parede do cilindro, aparede do cilindro com uma superfície de deslizamento na qual um pistão desliza,CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende:uma etapa de fornecer uma peça moldada que é composta por uma liga de alumí-nio que contém silício;uma etapa de polir uma região da superfície da peça moldada a se tornar a superfí-cie de deslizamento pelo uso de um brunidor com um granularidade 1.500 ou mais; euma primeira etapa de ataque químico para gravar somente uma parte da regiãopolida.13. Method for producing a cylinder block including a cylinder wall, the cylinder face with a sliding surface on which a piston slides, characterized by the fact that the method comprises: a step of providing a molded part that is composed of a silicon-containing aluminum alloy: a step of polishing a region of the surface of the molded part to become the sliding surface by the use of a polisher of 1,500 or more granularity; a first stage of chemical attack to record only part of the polished region. 14. Método para produzir um bloco de cilindro, de acordo com a reivindicação 13,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente, depois da primeira etapade ataque químico, uma segunda etapa de ataque químico para gravar a íntegra da região.Method for producing a cylinder block according to claim 13, characterized in that it further comprises, after the first chemical etching step, a second chemical etching step for etching the entire region. 15. Método para produzir um bloco de cilindro, de acordo com a reivindicação 13,CARACTERIZADO pelo fato de que nenhuma etapa de ataque químico adicional para gra-var a região é realizada depois da primeira etapa de ataque químico.A method of producing a cylinder block according to claim 13, characterized in that no additional chemical etching step to engrave the region is performed after the first chemical etching step. 16. Método para produzir um bloco de cilindro que inclui uma parede do cilindro, aparede do cilindro com uma superfície de deslizamento na qual um pistão desliza,CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende:uma etapa de fornecer uma peça moldada que é composta por uma liga de alumí-nio que contém silício;uma etapa de polir uma região na superfície da peça moldada a se tornar a superfí-cie de deslizamento pelo uso de um brunidor com um granularidade 1.500 ou mais;uma etapa de ataque químico para gravar a região polida; euma etapa de fornecer um revestimento somente em uma parte da região gravada.A method for producing a cylinder block including a cylinder wall, the cylinder face with a sliding surface on which a piston slides, characterized by the fact that the method comprises: a step of providing a molded part that is composed of a silicon-containing aluminum alloy; a step of polishing a region on the surface of the molded part to become the sliding surface by the use of a finisher of 1,500 or more granularity; a chemical etching step to etch the polished region; A step of providing a coating on only part of the recorded region.
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