DE2252607A1 - CYLINDERS FOR COMBUSTION MACHINES - Google Patents
CYLINDERS FOR COMBUSTION MACHINESInfo
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Description
■ i-iT■ i-iT
8l-19.582P(19.^83H) 26. 10. 19728l-19.582P (19. ^ 83H) October 26, 1972
YANMAR DIESEL ENGINE CO.,LTD., - Osaka (Japan)YANMAR DIESEL ENGINE CO., LTD., - Osaka (Japan)
Zylinder für BrennkraftmaschinenCylinders for internal combustion engines
Die Erfindung bezieht sich auf Zylinder für Brennkraftmaschinen. ■The invention relates to cylinders for internal combustion engines. ■
In der vorliegenden Anmeldung ist der Ausdruck"Zylinder für jedes Gehäuse verwendet, das einen Kolben einer Brennkraftmaschine umgibt und eine. Arbeitskammer oder Arbeits- ' kammern begrenzt.In the present application the term "cylinder used for every housing that has a piston of an internal combustion engine surrounds and one. Working chamber or working chambers limited.
Im Hinblick auf die Gewichtsersparnis bei Brennkraftmaschinen und die verbesserung des Wirkungsgrades zur Erhöhung der Leistung ist es bereits versucht worden, Zylinder aus einer Aluminiumlegierung ohne Eisenbuchseη bzw. Eisenauskleidungen zu verwenden, üblicherweise ist in einem solchen Falle eine hypereutektische Alumihium-Silizium-Legierung verwendet worden, die kristallisiertes Silizium in dem Grundmaterial enthält. Das gleiche Material ist für die Herstellung von Seitenteilen von Brennkraftmaschinen mit With regard to the weight savings in internal combustion engines and the improvement of the efficiency to increase In terms of performance, attempts have already been made to make cylinders made of an aluminum alloy without Eisenbuchseη or iron linings to use, usually is in one such a case a hypereutectic aluminum-silicon alloy has been used, the crystallized silicon in the Contains base material. The same material is used for the manufacture of side panels of internal combustion engines
öl-(Pos.oil (pos.
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trochiodförmigen Zylindern verwendet worden.trochoidal cylinders have been used.
Zylinder aus einer hypereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung, die hartes kristallisiertes Silizium enthalten, sind abriebfester als Zylinder, die mit Eisenauskleidungen oder einer Chromplatierung an der inneren Oberfläche versehen sind, vorausgesetzt, daß die ersteren ausreichend geschmiert werden.Cylinder made of a hypereutectic aluminum-silicon alloy, that contain hard crystallized silicon are more abrasion-resistant than cylinders that are lined with iron or chrome plating on the inner surface provided that the former are sufficient be lubricated.
Es ist jedoch bekannt, daß während des Startens bei .kalter Witterung die Zylinder aus diesem Material zum unerwünschten Fressen an der inneren Oberfläche neigen, und zwar aufgrund der Reibung der gasdichten Dichtungen des Kolbens (vgl. '##£·*· WAluminiUm engine will power minicar," Product Engineering, 27. April 1970, veröffentlicht durch Margan-Crampin Inc., New York, S. 54 oder "Light metal casting and its trends", JIDOSHA GIJUTSU (Automobile Technology, eine jap. Zeitschrift, 26, 4, 1972, S. 395.)However, it is known that during starting at .calter Weather the cylinders made of this material tend to undesirably seize on the inner surface, due to the friction of the gas-tight seals of the piston (cf. '## £ · * · WAluminiUm engine will power minicar, "Product Engineering, April 27, 1970, published by Margan-Crampin Inc., New York, p. 54 or "Light metal casting and its trends ", JIDOSHA GIJUTSU (Automobile Technology, a Japanese magazine, 26, 4, 1972, p. 395.)
Diese Neigung ist vermutlich 4» den folgenden TatsachenThis tendency is probably due to the following facts
zuzuschreiben.attributable to.
Beim Kaltstart muß der Maschine ein angereichertes oder fettes Brennstoff-Luftgemisch mit Hilfe der Starterklappe zugeführt werden. Der auf diese weise in erhöhtem Maße zügeführte Brennstoff wäscht den Ölfilm von der Oberfläche ab, entlang welcher die gasdichten Dichtungen des Kolbens gleiten, wodurch sich eine äußerst schwach geschmierte Oberfläche ergibt (vgl. "The Vega 2300 Engine, "SAE Paper 710/47, S. 4).When starting cold, the machine must have an enriched or rich fuel-air mixture is supplied with the help of the starter flap will. The one that was delivered in this way to a greater extent Fuel washes the oil film from the surface along which the gas-tight seals of the piston slide, which results in an extremely weakly lubricated surface (cf. "The Vega 2300 Engine," SAE Paper 710/47, p. 4).
Wenn die Dichtungen auf einer derartigen Oberfläche gleiten, bilden sie keinen Ölfilm und kommen mit der OberflächeWhen the seals slide on such a surface, they do not form an oil film and come with the surface
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der Aluminiumlegierung direkt in Kontakt, Wenn diener Fall eintritt, schmilzt die Aluminiumlegierung, die einen verhältnismäßig geringen Schmelzpunkt hat und wird teilweise äurch das Dichtungsmaterial abgetragen. Diese Abnutzung aufgrund des Schmeizens führt zu einem Fressen auf. der · ; Aluminiumlegierungs-Oberfläche entlang, welcher der Kolben gleitet. .. -the aluminum alloy in direct contact, if that case occurs, the aluminum alloy, which has a relatively low melting point, melts and becomes partially eroded by the sealing material. This wear due to melting leads to seizure. the · ; Aluminum alloy surface along which the piston slides. .. -
Eine derartige unerwünschte Erscheinung tritt selten auf, wenn bei der Herstellung Elsenbusfesen verwendet werden, die einen höheren Schmelzpunkt als Aluminiumlegierungen haben.Such an undesirable phenomenon rarely occurs if Elsenbus feet are used in the production, which have a higher melting point than aluminum alloys.
Naturgemäß wird das Pressen durch die verwendung von höherschmelzenden Material), wie z. B. Molybdän, "metallischen Karbiden und keramischen' Materialien- ausgeschlossen.Naturally, pressing is made possible by the use of higher melting material), such as. B. molybdenum, "metallic Carbides and ceramic 'materials - excluded.
Im Hinblick hierauf wurden verschiedene versuche mit Kombinationen von einer hypereutektisehen Aluminium-Silizium-Legierung und verschiedenen hochschmelzenden Materialien angestellt. Die Aluminium-SiliziuniJiegierung hat ein geringes Gewicht, ist leicht zu kühlen und weist eine besonders gute Abriebfestigkeit während des normalen Betriebszustandes mit Ausnahme beim Kaltstart auf, was weiter oben bereits erläutert wurde. Die versuche waren darauf abgestellt, den Vorteil dieser Eigenschaften der Legierung zu nutzen und dabei die vorher erwähnte Möglichkeit des Fressens zu eliminieren. Hierbei wurde herausgefunden, daß die angestrebten Ziele dadurch erreicht werden können, daß man Nuten in bestimmten Leitflächenmustern auf zumindest denjenigen.Te11 der Innenfläche des Zylinders anordnet, der mit den Dichtungen des Kolbens in Berührung steht UHd ein ' Material mit einem höheren Schmelzpunkt als üerjenige der Aluminium-Siii^ ζ ium-Le gierung in den Nuten ablagert, so daß die Oberfläche des die Nuten ausfüllenden Materials mit dem hohen SchmelzpunktWith this in mind, various attempts have been made with Combinations of a hypereutectic aluminum-silicon alloy and various refractory materials employed. The aluminum-silicon alloy has a low level Weight, is easy to cool and has particularly good abrasion resistance during normal operating conditions Exception on cold start, which has already been explained above became. The attempts were aimed at the advantage to use these properties of the alloy and thereby eliminate the previously mentioned possibility of seizure. It was found that the intended goals thereby can be achieved that one grooves in certain guide surface patterns on at least those.Te11 of the inner surface of the cylinder which is in contact with the seals of the piston UHd a 'material with a higher melting point than that of the aluminum Siii ^ ζ ium alloy deposited in the grooves so that the surface of the material filling the grooves with the high melting point
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mit dem verbleibenden Teil der Innenfläche fluchtet, d. h. mit der Oberfläche der hypereutektisehen Aluminium-Silizium-Legierung. aligned with the remainder of the inner surface, d. H. with the surface of the hypereutectic aluminum-silicon alloy.
Die Gründe, aus denen das Pressen an der Zylinderinnenfläche beim Kaltstart der Maschine mit der oben beschriebenen Konstruktion vermieden werden kann, muß nochltheoretisch geklärt werden. Es ist jedoch sehr wahrscheinlich, daß die beim Gleiten der Dichtungen djes Kolbens an der Zylinderinnenfläche durch Reibung abgetragenen Teilchen verteilt und in die Aluminiumlegierung eingebettet werden, um diese gegen ein Pressen widerstandsfähig zu machen.The reasons why the pressing on the cylinder inner surface can be avoided with the construction described above during a cold start of the machine must still be theoretically clarified will. However, it is very likely that when the piston seals slide on the inner surface of the cylinder Particles worn away by friction are distributed and embedded in the aluminum alloy in order to counteract them To make presses resistant.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der die Erfindung beispielsweise dargestellt ist. In dieser zeigt:Further advantages, details and features of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawing in which the invention is illustrated by way of example. In this shows:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil eines Zylinders für hin- und hergehende Kolbenmaschinen;1 shows a cross section through part of a cylinder for reciprocating piston engines;
Fig. 2 einen mit A in Fig. 1 bezeichneten Ausschnitt inFIG. 2 shows a section designated with A in FIG. 1 in
vergrößerter Darstellung;
Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung eines Mantels einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoiden-Bau-enlarged view;
Fig. 3 is a diagrammatic representation of a shell of a rotary piston internal combustion engine in trochoid construction
artj und
Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung eines Seitenteils dieser Rotationskolben-Brennkraftmaschin·,artj and
4 is a diagrammatic representation of a side part of this rotary piston internal combustion engine.
In Fig. 1 ist ein Zylinder einer hin- und hergehend·*} Kolben-Brennkraftmaschine dargestellt, der einen -Zylinde.rkurper I mit einer inneren Oberfläche JS aufweist, an der eile Kolbenringe gleiten. An dieser inneren Oberfläche 1st außerdem eineIn Fig. 1, a cylinder is a reciprocating * *} piston internal combustion engine shown, the -Zylinde.rkurper I with an inner surface JS on which rush piston rings slide. There is also one on this inner surface
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LeitfläcJie aus dystektischein Material, d. h. einem Material · mit hohem Schmelzpunkt vorgesehen, das nach Art eines Karomusters angeordnet ist.Guide surface made of dystectic material, d. H. a material provided with a high melting point, which is arranged in the manner of a diamond pattern.
Die Leitfläche aus diesem Material mit hohem Schmelzpunkt ist beispielsweise dadurch gebildet, daß ihan dieiLnnere Oberfläche des Zylinders aufrauht, wodurch Nuten im Karomuster geschaffen sind und daß eine eisenhaltige Legierung, Molybdän und metallisches Karbid oder Keramik in geschmolzener Form auf die innere Oberfläche aufgespritzt wird, worauf man den sich ergebenden Niederschlag von demjenigen Bereichen der inneren Oberfläche entfernt, der nicht durch die Nuten besetzt ist. ■ - .The baffle made from this high melting point material is formed, for example, by the fact that it is inside Surface of the cylinder roughened, whereby grooves are created in the checkered pattern and that an iron-containing alloy, molybdenum and metallic carbide or ceramic is sprayed in molten form onto the inner surface, whereupon the resulting precipitate is removed from those areas of the inner surface that are not covered by the grooves is busy. ■ -.
Fig. 2 ist eine mikrographische Darstellung· eines "in Fig. 1 mit A bezeichneten Bereiches. Die Struktur besteht aus kristallisiertem Silizium 7, einer hypereutektischen Basis 9 aus Silizium und Aluminium und einem Material 1Γ-> mit hohem Schmelzpunkt, das in den Nuten abgelagert ist, \ welche in der inneren Oberfläche 3 des Zylinders gebildet sind.Fig. 2 is a micrograph of an area indicated by A in Fig. 1. The structure consists of crystallized silicon 7, a hypereutectic base 9 of silicon and aluminum, and a high melting point material 1Γ-> deposited in the grooves is that \ of the cylinder are formed in the inner surface. 3
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsf.orm der Erfindung, die bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoideribäuart zur Anwendung kommt, wobei Fig.3 einen Mantel und Fig.4 ein Seitenteil des Gehäuses darstellt.3 and 4 show another Ausführungsf.orm of Invention which is used in a rotary piston internal combustion engine in Trochoideribäuart, FIG. 3 showing a Shell and Fig.4 represents a side part of the housing.
Gemäß Fig. 3 ist das Gehäuse 15 hergestellt aus einer hypereutektischen Äluminium-Silizium-Legierung und weist eine trochoidale innere Oberfläche 1.7 auf, entlang welcher Dichtleisten des Rotationskolbens, gleiten. Die innere Oberfläche msit mit einem Material 19 mit hohem Schmelzpunkt beschichtet, wie dies bei der Ausführungsform nach den Fig. und 2 der Fall ist. " ; ■""-..■■■According to Fig. 3, the housing 15 is made of a hypereutectic aluminum-silicon alloy and has a trochoidal inner surface 1.7 along which sealing strips of the rotary piston slide. The inner surface msit coated with a material 19 with a high melting point, as in the embodiment according to FIGS. and 2 is the case. "; ■" "- .. ■■■
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-O--O-
In Fig. 4 ist ein Seitenteil 21 eines Gehäuses aus einer hypereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung dargestellt, die eine ringförmige Fläche 2} aufweist, entlang welcher Dichtglieder, wie z. B. Seitendichtungen, Eckdichtungen und Scheiteldichtungen des Rotationskolbens gleiten. Die ringförmige Fläche begrenzt eine spiralförmige Schleife aus einem Material 25 mit hohem Schmelzpunkt. In Fig. 4, a side part 21 of a housing made of a hypereutectic aluminum-silicon alloy is shown, which has an annular surface 2}, along which sealing members, such as. B. slide side seals, corner seals and crown seals of the rotary piston. The annular surface defines a spiral loop made of a material 25 with a high melting point.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2252607B2 (en) | 1981-01-08 |
| DE2252607C3 (en) | 1981-08-27 |
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