ES2731368T3

ES2731368T3 - Heavy duty steel cylinder for diesel engine

Info

Publication number: ES2731368T3
Application number: ES05725561T
Authority: ES
Inventors: Miguel Azevedo; Eric Highum
Original assignee: Tenneco Inc
Current assignee: Tenneco Inc
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2019-11-15
Anticipated expiration: 2025-03-15

Abstract

Un conjunto de pistón (30, 30'), anillo de pistón (56, 56') y revestimiento (12, 12') para un motor diésel, que comprende: un revestimiento del cilindro (12, 12') fabricado de acero de alta resistencia y resistente a la corrosión para el montaje en un bloque (14, 14') de un motor diésel, teniendo dicho revestimiento del cilindro (12, 12') una superficie interior (26, 26') que rodea un orificio de dicho revestimiento (12, 12'); un pistón (30, 30') y al menos un anillo de pistón (56, 56') transportados en dicho pistón (30, 30'), pudiendo situarse dicho 10 pistón (30, 30') y dicho al menos un anillo (56, 56') dentro de dicho orificio de dicho revestimiento del cilindro (12, 12') de manera que dicho al menos un anillo de pistón (56, 56') pueda disponerse en contacto operativo con dicha superficie interior (26, 26') de dicho revestimiento del cilindro (12, 12'); teniendo dicha superficie interna (26, 26') de dicho revestimiento del cilindro (12, 12') un acabado superficial definido por un descriptor de rugosidad de textura, TRD = 5Rvk (100-Mr2) de entre 50 y 400 μm; y teniendo dicha superficie interna (26, 26') de dicho revestimiento del cilindro (12, 12') y dicho al menos un anillo de pistón (56, 56') durezas relativas en el intervalo de 10 a 20 Rc entre sí.A piston assembly (30, 30 '), piston ring (56, 56') and casing (12, 12 ') for a diesel engine, comprising: a cylinder liner (12, 12') made of steel high resistance and corrosion resistance for mounting in a block (14, 14 ') of a diesel engine, said cylinder liner (12, 12') having an inner surface (26, 26 ') surrounding a hole of said coating (12, 12 '); a piston (30, 30 ') and at least one piston ring (56, 56') transported in said piston (30, 30 '), said 10 piston (30, 30') and said at least one ring ( 56, 56 ') within said bore of said cylinder liner (12, 12') so that said at least one piston ring (56, 56 ') can be disposed in operative contact with said inner surface (26, 26' ) of said cylinder liner (12, 12 '); said inner surface (26, 26 ') of said cylinder liner (12, 12') having a surface finish defined by a texture roughness descriptor, TRD = 5Rvk (100-Mr2) of between 50 and 400 µm; and said inner surface (26, 26 ') of said cylinder liner (12, 12') and said at least one piston ring (56, 56 ') having relative hardnesses in the range of 10 to 20 Rc from each other.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Cilindro de acero de alta resistencia para motor diéselHeavy duty steel cylinder for diesel engine

Esta solicitud reclama prioridad de la solicitud de patente provisional US n.° de serie 60/553.265, presentada el 15 de marzo de 2004.This application claims priority of provisional US patent application serial number 60 / 553,265, filed on March 15, 2004.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

1. Campo técnico1. Technical field

Esta invención se refiere a revestimientos del cilindro para aplicaciones en motores diésel.This invention relates to cylinder liners for applications in diesel engines.

2. Técnica relacionada2. Related technique

Históricamente, los motores diésel para tareas pesadas han empleado revestimientos del cilindro reemplazables hechos de diversos grados de hierro fundido. El hierro fundido se selecciona por su bajo coste de producción y buena resistencia al desgaste debido a la presencia de grafito libre en la superficie de rodadura que actúa como lubricante. Se puede lograr una mayor resistencia al desgaste en el orificio del cilindro al endurecer la base de aleación de hierro fundido para crear una microestructura martensítica.Historically, heavy duty diesel engines have employed replaceable cylinder liners made of varying grades of cast iron. Cast iron is selected for its low production cost and good wear resistance due to the presence of free graphite on the tread surface that acts as a lubricant. Greater wear resistance can be achieved in the cylinder bore by hardening the cast iron alloy base to create a martensitic microstructure.

Para los revestimientos tradicionales de hierro fundido, se ha demostrado que en condiciones de recirculación de gases de escape, o EGR, en el que algunos de los gases de escape se recirculan de nuevo en el cilindro para una combustión adicional con la mezcla de combustible nuevo, los revestimientos han demostrado desgaste acelerado en comparación con los mismos revestimientos que funcionan en condiciones que no son EGR. Un factor contribuyente es que el escape diésel recirculado contiene partículas abrasivas y promueve la formación de varios ácidos corrosivos dentro de la cámara de combustión que son propensos a atacar los revestimientos de hierro fundido.For traditional cast iron liners, it has been shown that under conditions of exhaust gas recirculation, or EGR, in which some of the exhaust gases are recirculated back into the cylinder for additional combustion with the new fuel mixture , the coatings have demonstrated accelerated wear compared to the same coatings that work in conditions that are not EGR. A contributing factor is that the recirculated diesel exhaust contains abrasive particles and promotes the formation of various corrosive acids within the combustion chamber that are prone to attack cast iron liners.

Además de las consideraciones de desgaste de los revestimientos de hierro fundido, el requisito de una regulación cada vez mayor de las emisiones tiene el efecto de reducir el rendimiento de los motores. Esto, junto con el impulso para producir una potencia cada vez mayor de sus motores, ha provocado que los fabricantes de motores diésel aumenten el desplazamiento de los cilindros para compensar la pérdida de potencia debida al EGR. Una solución es adelgazar los revestimientos para aumentar el tamaño del orificio mientras que evita tener que aumentar el tamaño del bloque del motor. Sin embargo, hay un límite en cuanto a qué tan delgado se puede hacer un revestimiento de hierro fundido y aun así funcionar correctamente. En particular, los revestimientos de hierro fundido de secciones de pared más delgadas son propensos a la cavitación y la distorsión porque el hierro fundido es un material relativamente poroso con grafito libre presente en la superficie.In addition to the considerations of wear of cast iron cladding, the requirement of increasing emission regulation has the effect of reducing engine performance. This, together with the impulse to produce a growing power of their engines, has caused diesel engine manufacturers to increase the displacement of the cylinders to compensate for the loss of power due to the EGR. One solution is to thin the coatings to increase the size of the hole while avoiding having to increase the size of the engine block. However, there is a limit as to how thin a cast iron liner can be made and still work properly. In particular, cast iron liners of thinner wall sections are prone to cavitation and distortion because cast iron is a relatively porous material with free graphite present on the surface.

Se sabe que emplean revestimientos de cilindros de acero, pero no se sabe que sean adecuados para su uso en aplicaciones de motores diésel con revestimiento húmedo para tareas pesadas, donde las temperaturas son altas y las presiones pico del cilindro pueden alcanzar 220 bar o más. Se sabe que estos revestimientos de acero anteriores son de la variedad de revestimiento seco (es decir, sin refrigeración por agua) o de la variedad refrigerada por aire para uso en aeronaves.They are known to employ steel cylinder liners, but they are not known to be suitable for use in heavy duty wet-coated diesel engine applications, where temperatures are high and peak cylinder pressures can reach 220 bar or more. It is known that these prior steel coatings are of the dry coating variety (i.e., without water cooling) or of the air-cooled variety for use in aircraft.

El documento US 6.164.260 describe que un motor de combustión interna incluye un bloque de cilindros con un orificio de cilindro. Una culata está unida al bloque de cilindros y cubre el orificio del cilindro. Un revestimiento del cilindro dentro del orificio del cilindro tiene un extremo distal, un diámetro interior y un hueco anular que se extiende radialmente hacia afuera desde el diámetro interior en el extremo distal. Un pistón está dispuesto recíprocamente dentro del revestimiento del cilindro. Un anillo rascador anular colocado en el rebaje anular tiene un diámetro interior que es más pequeño que el diámetro interior del revestimiento del cilindro y está configurado para rascar los depósitos del pistón. El anillo rascador se extiende axialmente más allá del extremo distal del revestimiento del cilindro. Un anillo de sellado anular está separado de, localizado por y posicionado radialmente hacia afuera adyacente al anillo rascador. El anillo de sellado se acopla y sella directamente entre la culata y el extremo distal del revestimiento del cilindro. El revestimiento del cilindro y el anillo rascador están formados a partir de un mismo grado de acero, como el acero inoxidable.US 6,164,260 discloses that an internal combustion engine includes a cylinder block with a cylinder bore. A cylinder head is attached to the cylinder block and covers the cylinder hole. A cylinder liner inside the cylinder bore has a distal end, an inner diameter and an annular recess that extends radially outward from the inner diameter at the distal end. A piston is reciprocally disposed within the cylinder liner. An annular scraper ring placed in the annular recess has an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the cylinder liner and is configured to scratch the piston deposits. The scraper ring extends axially beyond the distal end of the cylinder liner. An annular sealing ring is separated from, located by and positioned radially outwardly adjacent to the scraper ring. The sealing ring engages and seals directly between the cylinder head and the distal end of the cylinder liner. The lining of the cylinder and the scraper ring are formed from the same grade of steel, such as stainless steel.

El documento EP 1231 393 A1 describe un elemento deslizante de baja fricción para un motor, que se puede usar como una pared de cilindro. El elemento deslizante está provisto de rebajes y mesetas interrumpidas por los rebajes sobre una superficie deslizante. Los rebajes tienen profundidades que varían regularmente en una dirección predeterminada. Los rebajes se utilizan para proporcionar aceite lubricante a lo largo de la carrera de deslizamiento de varias partes en el motor.EP 1231 393 A1 describes a low friction sliding element for an engine, which can be used as a cylinder wall. The sliding element is provided with recesses and plateaus interrupted by the recesses on a sliding surface. The recesses have depths that vary regularly in a predetermined direction. The recesses are used to provide lubricating oil along the sliding stroke of several parts in the engine.

Resumen de la invención y ventajasSummary of the invention and advantages

La presente invención se refiere a un motor diésel de acuerdo con la reivindicación 4. The present invention relates to a diesel engine according to claim 4.

Además, la presente invención se refiere a un conjunto de pistón, anillo de pistón y revestimiento que comprende un revestimiento del cilindro fabricado de un grado de acero de una alta resistencia, resistente a la corrosión para el montaje en un bloque de un motor diésel, dicho revestimiento del cilindro teniendo una superficie interior que rodea uno de dichos orificio de dicho revestimiento; un pistón y al menos un anillo de pistón soportados en dicho pistón, dicho pistón y dicho al menos un anillo que se pueden posicionar dentro de dicho orificio de dicho revestimiento del cilindro de tal manera que dicho al menos un anillo de pistón puede disponerse en contacto operativo con dicha superficie interior de dicho revestimiento del cilindro; dicha superficie interna de dicho revestimiento del cilindro tiene un acabado superficial definido por un descriptor de rugosidad de textura, TRD = 5Rvk (100-Mr2) de entre 50 y 400 |jm; y dicha superficie interna de dicho revestimiento del cilindro y dicho al menos un anillo de pistón que tienen durezas relativas en el intervalo de 10 a 20 Rc entre sí. Las realizaciones preferidas se reivindican en las reivindicaciones dependientes.In addition, the present invention relates to a piston, piston ring and liner assembly comprising a cylinder liner made of a high strength, corrosion resistant steel grade for mounting on a block of a diesel engine, said cylinder liner having an inner surface surrounding one of said hole of said liner; a piston and at least one piston ring supported on said piston, said piston and said at least one ring that can be positioned within said orifice of said cylinder liner such that said at least one piston ring can be arranged in contact operative with said inner surface of said cylinder liner; said inner surface of said cylinder liner has a surface finish defined by a texture roughness descriptor, TRD = 5Rvk (100-Mr2) of between 50 and 400 µm; and said inner surface of said cylinder liner and said at least one piston ring having relative hardnesses in the range of 10 to 20 Rc from each other. Preferred embodiments are claimed in the dependent claims.

Aunque la presente invención tiene aplicación fuera de los motores diésel que tienen una cierta cantidad de gas de escape recirculado (EGR) de nuevo al cilindro del motor, es particularmente favorable en este entorno por su resistencia a los efectos corrosivos de un entorno EGR. La presente invención ofrece una solución a las limitaciones de los revestimientos de hierro fundido en aplicaciones de EGR, así como también ofrece soluciones de alta resistencia para motores que no son de EGR, en particular la conexión con revestimientos superiores y medios mediante la fabricación de revestimientos de acero en lugar de hierro fundido. El acero es considerablemente más duro que el hierro fundido y carece del grafito libre que es atribuible en parte al desgaste y la cavitación indeseables mencionados anteriormente. Los aceros que se pueden usar para la presente invención incluyen aceros al carbono endurecibles y de alto cromo. Los revestimientos se fabrican con un descriptor de rugosidad de textura, TRD = 5Rvk (100-Mr2) de entre 50 y 400 jm. Esta textura se puede aplicar sobre toda la superficie interior del revestimiento o solo a una parte superior dentro de 30-40 mm desde la parte superior del revestimiento en la región de la carrera de retorno del anillo del pistón superior. Los revestimientos son preferiblemente de pared delgada con una relación de espesor de sección de revestimiento promedio compuesto a diámetro del orificio en el rango de 1,5 a 4 por ciento. Esta sección de pared delgada permite mayores diámetros de perforación en los motores EGR, lo que permite a los fabricantes de motores obtener un desplazamiento adicional del cilindro mediante el uso de revestimientos de acero relativamente delgados, como se favorece sobre los revestimientos tradicionales de hierro fundido. Además, la pared interna del revestimiento se forma con una dureza que está dentro de una extensión de 10-20 Re de dureza de la de los anillos del pistón.Although the present invention has application outside of diesel engines that have a certain amount of recirculated exhaust gas (EGR) back to the engine cylinder, it is particularly favorable in this environment because of its resistance to the corrosive effects of an EGR environment. The present invention offers a solution to the limitations of cast iron coatings in EGR applications, as well as offering high strength solutions for non-EGR motors, in particular the connection with upper and middle coatings by manufacturing coatings. of steel instead of cast iron. Steel is considerably harder than cast iron and lacks the free graphite that is partly attributable to the undesirable wear and cavitation mentioned above. Steels that can be used for the present invention include hardenable and high chromium carbon steels. The coatings are manufactured with a texture roughness descriptor, TRD = 5Rvk (100-Mr2) between 50 and 400 jm. This texture can be applied over the entire inner surface of the liner or only to an upper part within 30-40 mm from the upper part of the liner in the region of the return stroke of the upper piston ring. The coatings are preferably thin-walled with a ratio of average composite section thickness to hole diameter in the range of 1.5 to 4 percent. This thin-walled section allows greater drilling diameters in EGR engines, which allows engine manufacturers to obtain additional displacement of the cylinder through the use of relatively thin steel liners, as is favored over traditional cast iron liners. In addition, the inner wall of the liner is formed with a hardness that is within an extension of 10-20 Re hardness of that of the piston rings.

La invención tiene la ventaja de proporcionar revestimientos de cilindros de acero que están diseñados para operar en aplicaciones de motores diésel. Los revestimientos de acero son mucho menos costosos de fabricar que los revestimientos de hierro fundido y se pueden hacer más delgados para permitir un mayor desplazamiento del cilindro sin tener que aumentar el tamaño del bloque del motor. Tales revestimientos de acero delgados son capaces de soportar presiones máximas de cilindros de 220 bar y superiores sin distorsión, a diferencia de sus homólogos de hierro fundido de espesor comparable. Las nuevas plataformas de motores podrían hacerse más pequeñas y livianas, ya que la masa necesaria para garantizar un soporte adecuado y la resistencia de los revestimientos de acero sería menor que la requerida para soportar los revestimientos convencionales de fundición. Los revestimientos de acero son menos propensos a romperse y son menos propensos a la distorsión en comparación con los revestimientos de hierro fundido tradicionales. Los revestimientos de acero proporcionan un buen sellado con los anillos de pistón para mejorar la potencia y disminuir las emisiones. Los fabricantes de dichos revestimientos no necesitan poseer las costosas instalaciones de fundición necesarias para la fabricación de revestimientos de hierro fundido y gran parte del equipo de mecanizado y los procesos utilizados actualmente para el acabado de revestimientos de hierro fundido se pueden usar para los revestimientos de acero.The invention has the advantage of providing steel cylinder liners that are designed to operate in diesel engine applications. Steel liners are much less expensive to manufacture than cast iron liners and can be made thinner to allow greater displacement of the cylinder without increasing the size of the engine block. Such thin steel liners are capable of withstanding maximum cylinder pressures of 220 bar and higher without distortion, unlike their cast iron counterparts of comparable thickness. The new engine platforms could be made smaller and lighter, since the mass needed to ensure adequate support and the strength of the steel liners would be less than that required to support conventional cast iron liners. Steel liners are less prone to breakage and are less prone to distortion compared to traditional cast iron liners. Steel coatings provide a good seal with piston rings to improve power and reduce emissions. The manufacturers of such coatings do not need to possess the expensive foundry facilities necessary for the manufacture of cast iron liners and much of the machining equipment and the processes currently used for finishing cast iron liners can be used for steel liners. .

La invención contempla además un motor diésel que tiene dicho revestimiento de acero, y el equipamiento original o equipo de cilindro de potencia de recambio que tienen tales revestimientos de acero en combinación con anillos de pistón de dureza compatible.The invention further contemplates a diesel engine having said steel liner, and the original equipment or replacement power cylinder equipment having such steel liners in combination with piston rings of compatible hardness.

Los dibujosThe drawings

Estas y otras características y ventajas de la presente invención serán más fácilmente apreciadas cuando se consideran en conexión con la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos, en los que:These and other features and advantages of the present invention will be more readily appreciated when considered in connection with the following detailed description and the accompanying drawings, in which:

La figura 1 es una vista fragmentaria en sección de un motor diésel equipado con un revestimiento de tope superior de acuerdo con la invención; yFigure 1 is a fragmentary sectional view of a diesel engine equipped with a top stopper liner according to the invention; and

La figura 2 es una vista fragmentaria en sección de un motor diésel equipado con un revestimiento de tope intermedio según la invención.Figure 2 is a fragmentary sectional view of a diesel engine equipped with an intermediate stop liner according to the invention.

Descripción detalladaDetailed description

Volviendo ahora en más detalle a los dibujos, las figuras 1 y 2 ilustran vistas fragmentarias en sección transversal de un motor diésel 10, 10' provisto de revestimientos de tope superior e intermedio 12, 12', respectivamente. Los mismos números de referencia se usan para designar características similares de las realizaciones de las figuras 1 y 2, pero las de la figura 2 están inyectadas previamente.Turning now to the drawings in more detail, Figures 1 and 2 illustrate fragmentary cross-sectional views of a diesel engine 10, 10 'provided with upper and intermediate stop liners 12, 12', respectively. The same reference numbers are used to designate similar characteristics of the embodiments of Figures 1 and 2, but those in Figure 2 are previously injected.

El motor diésel 10, 10' incluye un bloque de motor 14, 14' formado con al menos un orificio de pistón 16, 16' en la que el revestimiento 12, 12' está montado de forma desmontable. Los revestimientos 12, 12' tienen un cuerpo generalmente cilíndrico 18, 18' definido por una pared de revestimiento 20, 20' de espesor predeterminado. El revestimiento 12, 12' se extiende longitudinalmente entre un extremo superior o superior 22, 22' y un extremo inferior opuesto 24, 24' que están ambos abiertos. La pared 20, 20' se presenta en la superficie de funcionamiento interior 26, 26' y una superficie exterior 28, 28'. Un pistón 30, 30' se recibe en el revestimiento 12, 12' y está acoplado operativamente a una manivela (no mostrada) del motor 10, 10' por una biela 32, 32' para impulsar el pistón 30 con arriba y abajo movimiento recíproco dentro del revestimiento 12, 12' de manera conocida. El bloque 14, 14' se forma con una cavidad o cámara 34, 34' de revestimiento de agua que está en comunicación abierta con los orificios del pistón 16, 16', pero que posteriormente se cierra de los orificios del pistón 16, 16' tras la instalación del revestimiento 12, 12' de manera que la superficie exterior 28, 28' de los revestimientos 12, 12' está en contacto directo con el agua de refrigeración contenida en el revestimiento de agua 34, 34'. Esta construcción de revestimiento del cilindro "húmeda" proporciona enfriamiento adecuado a los revestimientos 12, 12' durante el funcionamiento del motor 10, 10'.The diesel engine 10, 10 'includes an engine block 14, 14' formed with at least one piston hole 16, 16 'in which the liner 12, 12' is removably mounted. The coatings 12, 12 'have a generally cylindrical body 18, 18' defined by a coating wall 20, 20 'of predetermined thickness. The liner 12, 12 'extends longitudinally between an upper or upper end 22, 22' and an opposite lower end 24, 24 'that are both open. The wall 20, 20 'is presented on the inner working surface 26, 26' and an outer surface 28, 28 '. A piston 30, 30 'is received in the liner 12, 12' and is operatively coupled to a crank (not shown) of the engine 10, 10 'by a connecting rod 32, 32' to drive the piston 30 with up and down reciprocal movement inside the liner 12, 12 'in a known manner. The block 14, 14 'is formed with a cavity or chamber 34, 34' of water lining that is in open communication with the piston holes 16, 16 ', but which subsequently closes from the piston holes 16, 16' after installation of the liner 12, 12 'so that the outer surface 28, 28' of the liners 12, 12 'is in direct contact with the cooling water contained in the water liner 34, 34'. This "wet" cylinder liner construction provides adequate cooling to the linings 12, 12 'during operation of the engine 10, 10'.

El revestimiento de tope superior 12 de la figura 1 incluye un reborde superior 36 formado en el extremo superior 22 del revestimiento que se extiende radialmente hacia fuera de la superficie exterior 28 y presenta un hombro o cara de montaje inferior 38. El bloque del motor 14 se forma con un escalón o rebaje 40 que rodea el orificio del pistón 16 y presenta una cara de montaje anular 42. La cara 38 del revestimiento 12 se alinea con la cara 42 del bloque 14 y luego se sujeta firmemente contra la cara 42 al atornillar una culata 44 del motor 10 al bloque 14 de manera conocida. La región del revestimiento 12 debajo del reborde superior 36 cuelga libremente y no está bajo compresión aparte de la que puede ser necesaria para sellar la región inferior del revestimiento de agua 34.The upper stop liner 12 of Figure 1 includes an upper flange 36 formed at the upper end 22 of the liner that extends radially outward from the outer surface 28 and has a lower shoulder or mounting face 38. The engine block 14 it is formed with a step or recess 40 that surrounds the bore of the piston 16 and has an annular mounting face 42. The face 38 of the liner 12 is aligned with the face 42 of the block 14 and then held firmly against the face 42 when screwing a cylinder head 44 from engine 10 to block 14 in a known manner. The region of the liner 12 under the upper flange 36 hangs freely and is not under compression apart from what may be necessary to seal the lower region of the water liner 34.

El revestimiento 12' de la figura 2 incluye un reborde intermedio de tope 46 formado en la mitad de una ubicación generalmente entre el extremos superior e inferior 22', 24' del revestimiento 12' que se extiende radialmente hacia fuera de la superficie exterior 28' y presenta un hombro o una cara de montaje inferior 48. El revestimiento 12' también puede incluir un reborde de tope superior 50 adyacente al extremo superior 22' del revestimiento 22' y espaciado del reborde medio 46. El bloque del motor 14' está formado con un reborde de tope intermedio 52 que rodea el orificio del pistón 16' y presenta una cara de montaje anular 54. La cara 48 del revestimiento 12' está alineada con la cara 54 del bloque 14' y luego se sujeta firmemente contra la cara 54 después de atornillar la culata 44' del motor 10' al bloque 14' de manera conocida. La región del revestimiento 12' por encima del reborde 52 del tope intermedio se sujeta bajo presión, mientras que la porción del revestimiento 12' por debajo del reborde 54 del tope intermedio cuelga libremente.The liner 12 'of Figure 2 includes an intermediate stop flange 46 formed in the middle of a location generally between the upper and lower ends 22', 24 'of the liner 12' extending radially outwardly from the outer surface 28 ' and has a shoulder or a lower mounting face 48. The liner 12 'may also include an upper stop flange 50 adjacent to the upper end 22' of the liner 22 'and spacing of the middle flange 46. The engine block 14' is formed with an intermediate stop flange 52 that surrounds the piston hole 16 'and has an annular mounting face 54. The face 48 of the liner 12' is aligned with the face 54 of the block 14 'and then held firmly against the face 54 after screwing the cylinder head 44 'of the engine 10' to the block 14 'in a known manner. The region of the liner 12 'above the flange 52 of the intermediate abutment is held under pressure, while the portion of the liner 12' below the flange 54 of the intermediate abutment hangs freely.

De acuerdo con un aspecto particular de la invención, un revestimiento de motor resistente a la corrosión, de alta resistencia 12,12' de acero puede fabricarse para un uso particular en aplicaciones de motores diésel de revestimiento húmedo incluyendo aplicaciones de revestimiento de tope superior e intermedio que tienen un descriptor de rugosidad de la textura, TRD = 5Rvk (100-Mr2) de entre 50 y 400 pm. Tal revestimiento de acero 12,12' tiene las propiedades beneficiosas de mantener un volumen controlado de aceite en la superficie en comparación con los revestimientos convencionales que, a su vez, contribuye a una reducción en el consumo de aceite del motor. Un TRD demasiado bajo conduce a un desgaste acelerado (es decir, por debajo de 50 pm), mientras que un TRD demasiado alto conduce a un consumo excesivo de aceite (es decir, por encima de 400 pm). Dicho revestimiento 12, 12' es particularmente adaptable a las aplicaciones de revestimiento superior e intermedio que requieren una alta resistencia en la proximidad del reborde, en particular en relación con el revestimiento del reborde superior, que está expuesto al calor de la combustión en la parte superior del revestimiento.In accordance with a particular aspect of the invention, a corrosion-resistant, high-strength 12,12 'steel engine liner can be manufactured for a particular use in wet-coated diesel engine applications including upper butt-liner applications and intermediate that have a texture roughness descriptor, TRD = 5Rvk (100-Mr2) between 50 and 400 pm. Such a 12,12 'steel coating has the beneficial properties of maintaining a controlled volume of oil on the surface compared to conventional coatings which, in turn, contributes to a reduction in engine oil consumption. A too low TRD leads to accelerated wear (i.e., below 50 pm), while a too high TRD leads to excessive oil consumption (that is, above 400 pm). Said liner 12, 12 'is particularly adaptable to upper and intermediate liner applications that require high strength in the vicinity of the flange, in particular in relation to the liner of the upper flange, which is exposed to the heat of combustion in the part upper lining.

Los aceros adecuados para uso en la presente invención son preferentemente aquellos de la designación de "H", que cubre los grados endurecibles de acero. Un ejemplo es el grado de acero AN-SI/SAE 4140, pero la invención no se limita a este material. Los aceros preferidos poseen una relación K de entre 160 a 170 Gpa, donde K es la relación del módulo de Young a (1 relación de Poisson) del material.Steels suitable for use in the present invention are preferably those of the designation "H", which covers the hardenable grades of steel. An example is the grade of AN-SI / SAE 4140 steel, but the invention is not limited to this material. Preferred steels have a K ratio between 160 to 170 Gpa, where K is the Young's modulus ratio to (1 Poisson ratio) of the material.

El revestimiento 12, 12' es de paredes delgadas. El espesor de la sección del revestimiento promedio compuesto T, T' de la pared 20, 20' (excluyendo el espesor de los rebordes) se establece en aproximadamente 1,5 a 4 % de la medida del diámetro del orificio D, D' del revestimiento 12,12'. Dicho revestimiento es capaz de soportar presiones máximas del cilindro de 220 bar o más.The coating 12, 12 'is thin-walled. The thickness of the section of the average composite coating T, T 'of the wall 20, 20' (excluding the thickness of the flanges) is set at approximately 1.5 to 4% of the diameter of the hole diameter D, D 'of the 12.12 'coating. Said coating is capable of withstanding maximum cylinder pressures of 220 bar or more.

El revestimiento 12,12' está formado con una superficie interior 26, 26' de dureza que está diseñada para estar dentro de un margen de 10 a 20 Re de la dureza de los anillos de pistón 56, 56' del pistón 30, y 30'.The liner 12,12 'is formed with an inner surface 26, 26' of hardness that is designed to be within a range of 10 to 20 Re of the hardness of the piston rings 56, 56 'of the piston 30, and 30 '.

Además de las propiedades físicas del material, el revestimiento de acero 12,12' puede estar recubierto con diversos recubrimientos especiales sobre todo o una porción de la superficie interior 26, 26' para mejorar su resistencia a la abrasión/corrosión y el ataque de EGR, que incluye un revestimiento o chapado de cromo, níquel no eléctrico y aleaciones fundidas por láser, por nombrar algunas. Los expertos apreciarán que se podría emplear cualquiera de una serie de recubrimientos equivalentes en relación con el revestimiento de acero con el objetivo de mejorar la corrosión y/o la resistencia al desgaste. In addition to the physical properties of the material, the 12,12 'steel cladding can be coated with various special coatings on all or a portion of the inner surface 26, 26' to improve its abrasion / corrosion resistance and EGR attack , which includes a coating or plating of chrome, non-electric nickel and laser-cast alloys, to name a few. Experts will appreciate that any of a series of equivalent coatings could be used in relation to the steel coating in order to improve corrosion and / or wear resistance.

Muchas modificaciones y variaciones de la invención son posibles a la luz de las enseñanzas anteriores. Por lo tanto, debe entenderse que, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la invención puede ponerse en práctica de manera diferente a la descrita específicamente en este documento. Many modifications and variations of the invention are possible in light of the above teachings. Therefore, it should be understood that, within the scope of the appended claims, the invention may be practiced differently than specifically described herein.

Claims

1. A piston assembly (30, 30 '), piston ring (56, 56') and casing (12, 12 ') for a diesel engine, comprising:

a cylinder liner (12, 12 ') made of high strength and corrosion resistant steel for mounting in a block (14, 14') of a diesel engine, said cylinder liner (12, 12 ') having a inner surface ( 26 , 26 ') surrounding a hole of said liner (12, 12');

a piston (30, 30 ') and at least one piston ring (56, 56') transported in said piston (30, 30 '), said piston (30, 30') and said at least one ring (56 , 56 ') within said bore of said cylinder liner (12, 12') so that said at least one piston ring (56, 56 ') can be disposed in operative contact with said inner surface (26, 26') of said cylinder liner (12, 12 ');

said inner surface (26, 26 ') of said cylinder liner (12, 12') having a surface finish defined by a texture roughness descriptor, TRD = 5Rvk (100-Mr2) of between 50 and 400 pm; and

said inner surface (26, 26 ') of said cylinder liner (12, 12') and said at least one piston ring (56, 56 ') relative hardnesses in the range of 10 to 20 Rc from each other.

2. The assembly of claim 1, wherein said cylinder liner (12, 12 ') has a wall thickness that is between 1.5 and 4% of the hole diameter of said cylinder liner (12, 12 ').

3. The assembly of claim 2, wherein said steel consists of a grade of SAE 4140 steel.

4. The assembly of claim 3, wherein said inner surface (26, 26 ') has an abrasion / corrosion resistant coating applied on top of said finished surface.

5. A diesel engine (10, 10 ') comprising: an engine block (14, 14') having at least one piston hole (16, 16 '); a stock (44, 44 ') to be attached to said block (14, 14'); at least one cylinder liner (12, 12 ') detachably disposed in said piston hole (16, 16') of said block (14, 14 ') and surrounded by an outer water jacket (34, 34') of said block (14, 14 ') in direct communication with an outer surface of said at least one coating (12, 12'); and wherein said cylinder liner (12, 12 ') is made of a high strength and corrosion resistant steel grade and wherein said cylinder liner (12, 12') has an inner surface (26, 26 ' ) with a texture roughness descriptor, TRD = 5Rvk (100-Mr2) between 50 and 400 pm, and includes at least one piston (30, 30 ') disposed in said at least one cylinder liner (12, 12' ) and includes at least one piston ring (56, 56 ') in operational sliding contact with said inner surface (26, 26') of said at least one cylinder liner (12, 12 '), said inner surface having ( 26) , 26 ') and said at least one piston ring a relative hardness in the range of 10-20 Rc from each other, and include a coating applied to said inner surface (26, 26') of said at least one cylinder liner ( 12, 12 '), wherein said at least one coating (12, 12') has an average coating section thickness as set at approximately 1.5 to 4% of the hole diameter of said at least one cylinder liner.

6. The diesel engine (10, 10 ') of claim 5, wherein said steel comprises the grade of SAE 4140 steel.

7. The diesel engine (10, 10 ') of claims 5 or 6, wherein said coating is based on chromium.

8. The diesel engine (10, 10 ') of any of claims 5 or 6, wherein said coating is based on nickel.

9. The diesel engine (10, 10 ') of claims 5 or 6, wherein said coating is a laser molten coating.

10. The diesel engine (10, 10 ') of any one of claims 5 to 9, wherein said at least one liner comprises an upper butt liner.

11. The diesel engine (10, 10 ') of any one of claims 5 to 10, wherein said at least one cylinder liner (12, 12') comprises an intermediate butt liner.