JP2002534634A - Reciprocating piston engine - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、少なくとも1つのシリンダを備えた往復ピストン式エンジンに関するものである。シリンダが有するシリンダライナー2の摺動面4には少なくとも1つの溝形オイルポケット8が設けられ、こうしてピストン6のための摺動面4が形成されている。オイルポケット8の横方向は、シリンダライナー2のベース材より高い耐摩耗性を有する材料領域によって画成されている。運転において高い信頼性を実現するために、それぞれオイルポケット8の横方向を規定する材料領域は、溝10を充填する充填部材11として構成されている。溝10の深さは、少なくともシリンダライナー2の最大摩耗厚さに対応している。 (57) Abstract The present invention relates to a reciprocating piston engine having at least one cylinder. The sliding surface 4 of the cylinder liner 2 of the cylinder is provided with at least one grooved oil pocket 8, thus forming the sliding surface 4 for the piston 6. The lateral direction of the oil pocket 8 is defined by a material region having a higher wear resistance than the base material of the cylinder liner 2. In order to achieve high reliability in operation, the material regions defining the lateral direction of the oil pockets 8 are each configured as a filling member 11 filling the groove 10. The depth of the groove 10 corresponds at least to the maximum wear thickness of the cylinder liner 2.
Description
【0001】[0001]
本発明は、往復ピストン式エンジン、特に、大型2ストロークディーゼルエン
ジンに関するものである。このエンジンのシリンダが有するシリンダライナーは
、ピストンに対面する摺動面領域に、シリンダライナーのベース材料より耐摩耗
性に優れかつ少なくとも1つの溝形オイルポケットの横方向境界を形成する材料
領域を有している。The present invention relates to a reciprocating piston engine, and particularly to a large two-stroke diesel engine. The cylinder liner of the cylinder of the engine has, in the sliding surface area facing the piston, a material area which is more wear-resistant than the base material of the cylinder liner and forms a lateral boundary of at least one grooved oil pocket. are doing.
【0002】[0002]
この種の往復ピストン式内燃機関は、日本国特公平6-105102号公報から公知で
ある。この公知の装置では、シリンダライナーが波形輪郭を有し、摺動面側に溝
形オイルポケットを形成している。波形輪郭の頂上部は硬化処理によって硬度が
高められている。なじみ特性を改善するために硬化部位には二硫化モリブデンが
コーティングされているが、それは短時間で消失してしまう。波形輪郭を形成し
、頂上部に限定して硬化処理を施すことは、比較的コストのかかる工程である。
硬化処理によって実現される硬化深度が比較的浅いことも経験的に判っている。
加えて、硬化処理のみによって実現される硬度にも限界がある。従って、この公
知の構成では、波形輪郭部は比較的短い耐用寿命しか実現できない。頂上領域に
限定された硬化処理が隣接材料領域に変形や好ましくない構造変化をもたらすと
いうさらなる欠点もある。このように、公知の装置では構成が簡単ではなく、十
分に長い耐用寿命も実現できない。Such a reciprocating piston type internal combustion engine is known from Japanese Patent Publication No. 6-105102. In this known device, the cylinder liner has a wavy contour and forms a groove-shaped oil pocket on the sliding surface side. The top of the wavy contour is hardened by a hardening process. Molybdenum disulfide is coated on the cured site to improve the conformability, but disappears in a short time. Forming a wavy contour and performing a hardening treatment only on the top is a relatively costly process.
It has also been empirically found that the curing depth achieved by the curing process is relatively shallow.
In addition, there is a limit to the hardness that can be achieved only by the curing process. Thus, with this known configuration, the wave profile can only achieve a relatively short service life. There is the further disadvantage that hardening treatment limited to the top region will result in deformation and undesirable structural changes in adjacent material regions. As described above, the configuration of the known device is not simple, and a sufficiently long service life cannot be realized.
【0003】[0003]
このような背景の下に、本発明の目的は、上記タイプの往復ピストン式エンジ
ンを簡単かつ廉価な手段で改良し、シリンダライナーが長い耐用寿命を有するよ
うにすることである。Against this background, an object of the present invention is to improve a reciprocating piston engine of the above type by simple and inexpensive means, so that the cylinder liner has a long service life.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】 上記の目的は、本発明に従って、オイルポケットの横方向境界を画成する各材
料領域を、溝を充填する充填部材として形成し、その深さが少なくともシリンダ
ライナーの最大摩耗厚さに対応するように構成することにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, it is an object of the present invention to form each material region defining a lateral boundary of an oil pocket as a filling member filling a groove, the depth of which is at least a cylinder liner. This is achieved by configuring to correspond to the maximum wear thickness.
【0005】 上記ステップにより、オイルポケットを規定する溝の充填部材として自由な材
料の選択が可能になる。ベース材と異なり、あらゆる使用条件下において硬化さ
れたベース材より優れた材料を使用することができる。溝深さは、硬化処理で形
成される硬化層の深さよりずっと深くしてもよい。製造段階においては、研磨等
により容易に加工可能な平滑面がまず形成される。ベース材は、耐摩耗・剥離性
が低いので、異種材料で構成された溝充填部材間のベース材はより速く摩耗し、
望ましいオイルポケットが自動的に形成される。これらオイルポケットは、シリ
ンダライナーが完全に摩耗するまで存続する。従って、本発明によるステップを
用いることによって、上記に述べたような公知の装置における欠点が完全に回避
される。[0005] According to the above steps, a free material can be selected as a filling member for the groove defining the oil pocket. Unlike base materials, materials that are superior to cured base materials under all conditions of use can be used. The groove depth may be much greater than the depth of the hardened layer formed by the hardening process. In the manufacturing stage, a smooth surface that can be easily processed by polishing or the like is first formed. Since the base material has low wear resistance and peelability, the base material between the groove filling members composed of different materials wears faster,
The desired oil pocket is formed automatically. These oil pockets persist until the cylinder liner is completely worn. Thus, by using the steps according to the invention, the disadvantages of the known device as described above are completely avoided.
【0006】 基本原理をもとにした好ましい構造及びさらなる適切な構成は、従属請求項に
記載されている。充填部材は、少なくとも部分的にセラミック材を、好ましくは
セラミック−金属混合材(サーメット)を含む。この構成は、特に、優れた安定
性を提供する。さらに、上記タイプの材料部分は、極めて簡単な方法で、例えば
高速プラズマスプレー方式、あるいはレーザーコーティング処理によって形成す
ることができる。[0006] Preferred structures and further suitable arrangements based on the basic principle are set out in the dependent claims. The filling element comprises at least partially a ceramic material, preferably a ceramic-metal mixture (cermet). This configuration provides, in particular, excellent stability. Furthermore, material parts of the type described above can be formed in a very simple manner, for example by means of a high-speed plasma spray method or a laser coating process.
【0007】 さらなる好ましい構成として、オイルポケットの横方向を画成する各溝の深さ
は、シリンダライナーの最大摩耗剥離厚さより深く形成することができる。この
ように構成すると、シリンダライナーが完全に摩耗するまで、溝充填部材はベー
ス材にしっかりと保持される。溝の断面が内側に向けて広がるように形成すると
、上記作用が助長される。In a further preferred configuration, the depth of each groove defining the lateral direction of the oil pocket can be formed to be greater than the maximum wear peel thickness of the cylinder liner. With this configuration, the groove filling member is held firmly on the base material until the cylinder liner is completely worn. If the groove is formed so that the cross section of the groove expands inward, the above-described action is promoted.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】 さらなる好ましい構造及び基本原理の発展形は、その他の従属請求項に記載さ
れており、その詳細は、図面する実施形態に関する以下の説明により明らかにな
る。Further preferred structures and developments of the basic principle are described in the other dependent claims, the details of which will become apparent from the following description of the illustrated embodiments.
【0009】 本発明は、往復ピストン式エンジン、特に往復ピストン式内燃機関、好ましく
は、低速作動する2ストローク大型ディーゼルエンジンに応用される。このよう
なエンジンの構造及び運転方式自体は公知であるので、本発明に関連してさらに
説明する必要はない。The present invention is applied to a reciprocating piston type engine, particularly a reciprocating piston type internal combustion engine, preferably a large-sized two-stroke diesel engine operating at low speed. The structure and operation of such engines are known per se and need not be further described in connection with the present invention.
【0010】 2ストローク大型ディーゼルエンジンが備え、図1に示すシリンダは、流入ス
ロット1を有するシリンダライナー2を備えている。シリンダライナー2の上に
は、図示しない吐出手段を有するシリンダヘッド3が配置されている。シリンダ
ライナー2の内側は摺動面として形成され、往復動するピストン6と協働する。
ピストン6の円筒面にはピストンリング5が設けられている。摺動面4には、潤
滑油供給通路7によって潤滑油が供給される。A large two-stroke diesel engine is provided, and the cylinder shown in FIG. 1 includes a cylinder liner 2 having an inlet slot 1. On the cylinder liner 2, a cylinder head 3 having discharge means (not shown) is arranged. The inside of the cylinder liner 2 is formed as a sliding surface and cooperates with a reciprocating piston 6.
The piston ring 5 is provided on the cylindrical surface of the piston 6. Lubricating oil is supplied to the sliding surface 4 by a lubricating oil supply passage 7.
【0011】 潤滑油を好適に分配するために、特に、潤滑油が不足しがちになることが経験
的に判っている摺動面4の上部領域に対して十分に潤滑油を供給するために、こ
の領域には、良好な潤滑を実現するのに適した複数のオイルポケット8が設けら
れている。これらは図1のみに示している。オイルポケット8を構成する凹部は
、初期においては顕在化していない。しかし、エンジンが運転されると、シリン
ダライナー2のベース材が摩耗・剥離することによって、オイルポケット8を構
成する凹部が自動的に形成される。In order to properly distribute the lubricating oil, in particular, to sufficiently supply the lubricating oil to the upper region of the sliding surface 4 which has been empirically found to be insufficient. In this region, a plurality of oil pockets 8 suitable for realizing good lubrication are provided. These are shown only in FIG. The concave portion that constitutes the oil pocket 8 has not been exposed at the beginning. However, when the engine is operated, the recess forming the oil pocket 8 is automatically formed due to wear and separation of the base material of the cylinder liner 2.
【0012】 各オイルポケット8の側部は、材料領域9によって形成されている。1つのオ
イルポケット8は、2つの材料領域9の間に形成される。図2,3から分かるよ
うに、オイルポケット9の側部を構成する材料領域9は、組合される溝10に対
する充填部材11として形成されている。充填部材11を構成する材料は、通常
は鋳鉄であるシリンダライナー2のベース材料より高い耐摩耗性を有している。
図3に示すように、初期状態においては、溝10は摺動面4の高さまで充填され
、研磨等により容易に形成可能な平滑面が形成されている。まず始めに溝10が
形成される。次いで充填部材11が充填される。最後に、摺動面4が仕上げられ
る。The side of each oil pocket 8 is formed by a material region 9. One oil pocket 8 is formed between two material regions 9. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the material region 9 constituting the side of the oil pocket 9 is formed as a filling member 11 for the groove 10 to be combined. The material forming the filling member 11 has higher wear resistance than the base material of the cylinder liner 2 which is usually cast iron.
As shown in FIG. 3, in the initial state, the groove 10 is filled up to the height of the sliding surface 4, and a smooth surface that can be easily formed by polishing or the like is formed. First, the groove 10 is formed. Next, the filling member 11 is filled. Finally, the sliding surface 4 is finished.
【0013】 充填部材11を構成する材料がシリンダライナー2のベース材料より高い耐摩
耗性を有しているので、なじみ段階において既に、図3に破線で示すように、ベ
ース材料の摩耗量は充填部材11の摩耗量よりも大きい。このことは、2つの隣
接する充填部材11間に望ましい溝形オイルポケット8が形成されることを意味
する。Since the material forming the filling member 11 has higher wear resistance than the base material of the cylinder liner 2, as shown by the broken line in FIG. It is larger than the wear amount of the member 11. This means that the desired channel-shaped oil pocket 8 is formed between two adjacent filling members 11.
【0014】 充填部材11を構成する材料としては、全体的が、または少なくとも一部がセ
ラミックからなる材料、例えばセラミックと金属の混合材(サーメット(Cermet
))が好ましい。この材料は、好ましくは、銅及び/またはアルミ青銅及び/ま
たはニッケル及び/またはニッケル・クロム及び/またはモリブデン及び/また
はアルミ・グラファイト及び/またはニッケル・グラファイト及び/または臭化
アルミ・グラファイトを含む炭化物及び/または酸化物及び/または窒化物及び
/またはホウ化物及び/または珪酸塩と、有機結合材とを含む。炭化物、酸化物
、窒化物、ホウ化物、珪酸塩は、高硬度相では10〜60%、低硬度相では5〜
80%であることが好ましい。炭化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、珪酸塩は、
クロム化合物の形態で存在すると特に好ましいことが判っている。酸化クロムは
、高い安定性を有するだけでなく高い作動温度に耐え、腐食性も酸化性もないの
で、特に有効である。As a material forming the filling member 11, a material entirely or at least partially made of ceramic, for example, a mixed material of ceramic and metal (Cermet)
)) Is preferred. The material is preferably a carbide comprising copper and / or aluminum bronze and / or nickel and / or nickel chromium and / or molybdenum and / or aluminum graphite and / or nickel graphite and / or aluminum graphite bromide. And / or oxides and / or nitrides and / or borides and / or silicates and organic binders. Carbides, oxides, nitrides, borides and silicates are 10 to 60% in the high hardness phase and 5 to 5 in the low hardness phase.
Preferably it is 80%. Carbides, oxides, nitrides, borides, silicates,
It has proven to be particularly preferred if it is present in the form of a chromium compound. Chromium oxide is particularly effective because it has high stability as well as withstands high operating temperatures and is neither corrosive nor oxidizing.
【0015】 上記に挙げた組成物に関する好ましい実施形態では、充填部材11は、20〜
50%、好ましくは20〜40%の炭化物及び/または酸化物及び/または窒化
物及び/またはホウ化物及び/または珪酸塩と、少なくとも20〜40%、好ま
しくは60〜80%のアルミ青銅とを含む。好ましい実施形態は、60〜80%
のアルミ青銅と混合された20〜40%の酸化物、または、少なくともアルミ青
銅、好ましくは10〜20%のモリブデン及び20〜30%のニッケルまたは炭
化ニッケル、または20〜40%のアルミ青銅と混合された30〜50%の酸化
物、窒化物、または炭化物を含む。この種の材料は溝10に対し、アークスプレ
ー方式、火炎スプレー方式、プラズマスプレー方式、または高速スプレー方式に
よって付与/導入することができる。In a preferred embodiment of the above-listed composition, the filling member 11 is 20-
50%, preferably 20-40% of carbides and / or oxides and / or nitrides and / or borides and / or silicates and at least 20-40%, preferably 60-80% of aluminum bronze Including. Preferred embodiments are 60-80%
20-40% oxide mixed with aluminum bronze, or at least aluminum bronze, preferably 10-20% molybdenum and 20-30% nickel or nickel carbide, or 20-40% aluminum bronze 30% to 50% of oxides, nitrides, or carbides. This type of material can be applied to / introduced into the groove 10 by an arc spray method, a flame spray method, a plasma spray method, or a high-speed spray method.
【0016】 シリコン及びホウ素をそれぞれ0.1〜10%含む他の材料グループも上記の
方式によって付与することができる。この場合の好ましい材料組成は、10〜1
8%のクロム、2〜3%の鉄、2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1
〜0.5%の炭素、残りがニッケルという組合せ、または、10〜18%のクロ
ム、2〜3%の鉄、2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1〜0.5%
の炭素、6〜12%のモリブデン、0.1〜0.5%の炭素、30〜40%のコ
バルト、残りがニッケルという組合せ、あるいは、10〜18%のクロム、2〜
3%のヨウ素、2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1〜0.5%の炭
素、6〜12%のモリブデン、1〜6%の銅、0.1〜0.5%の炭素、残りが
ニッケルという組合せ、さらには、10〜18%のクロム、2〜3%のヨウ素、
2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1〜0.5%の炭素、6〜12%
のモリブデン、10〜20%のニッケル、65〜88%の炭化タングステン、1
2%のコバルトという組合せであってもよい。この場合、形成方法としては、火
炎焼結法、誘導焼結法、レーザー焼結法が挙げられる。Other groups of materials, each containing 0.1-10% silicon and boron, can also be applied in the manner described above. The preferred material composition in this case is 10 to 1
8% chromium, 2-3% iron, 2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1%
~ 0.5% carbon, balance nickel or 10-18% chromium, 2-3% iron, 2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1-0. 5%
Of carbon, 6-12% molybdenum, 0.1-0.5% carbon, 30-40% cobalt, the balance being nickel, or 10-18% chromium,
3% iodine, 2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1-0.5% carbon, 6-12% molybdenum, 1-6% copper, 0.1-0. 5% carbon, balance nickel, 10-18% chromium, 2-3% iodine,
2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1-0.5% carbon, 6-12%
Molybdenum, 10-20% nickel, 65-88% tungsten carbide, 1
It may be a combination of 2% cobalt. In this case, examples of the forming method include a flame sintering method, an induction sintering method, and a laser sintering method.
【0017】 充填部材11を焼結材で形成する場合、高硬度相では10〜60%、低硬度相
では5〜80%の炭化物及び/または酸化物及び/または窒化物及び/またはホ
ウ化物及び/または珪酸塩と、2〜10%の銅と、20〜30%のアルミ青銅と
、10〜85%のニッケルまたはニッケル・クロムと、10〜30%のクロムと
、0.1〜5%の炭素と、1〜8%の鉄と、2〜15%のモリブデンまたは硫化
モリブデンまたは二硫化モリブデンまたは酸化モリブデンまたは二酸化モリブデ
ンまたは過酸化モリブデンと、2〜7%の銅と、10〜40%のコバルトと、3
0〜80%の炭化タングステンとを含む材料、または88%のタングステンと1
2%のコバルトとを含む材料が使用可能である。When the filling member 11 is formed of a sintered material, carbide and / or oxide and / or nitride and / or boride and / or boride and / or oxide and / or nitride and / or boride of 10 to 60% in the high hardness phase and 5 to 80% in the low hardness phase are used. Silicate, 2-10% copper, 20-30% aluminum bronze, 10-85% nickel or nickel chromium, 10-30% chromium, 0.1-5% Carbon, 1-8% iron, 2-15% molybdenum or molybdenum sulfide or molybdenum disulfide or molybdenum oxide or molybdenum peroxide or molybdenum peroxide, 2-7% copper, 10-40% cobalt And 3
Material containing 0-80% tungsten carbide, or 88% tungsten and 1%
Materials containing 2% cobalt can be used.
【0018】 粉末材料もまた好適である。例えば、0.2〜5%の炭素と、20〜50%の
クロムと、1〜20%のモリブデンと、1〜20%のバナジウムと、0.1〜4
%のシリコンまたはヨウ素と、0.1〜5%のマンガンと、0.1〜5%の鉄と
、0.5〜50%の炭化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、珪酸塩、または硫化モ
リブデン/二酸化モリブデン/酸化モリブデン/二硫化モリブデン/過酸化モリ
ブデンを含む粉末材料が使用可能である。ここで、シリコン及び/またはホウ素
はそれぞれ0.1〜5%とされ、残りはニッケルとされる。この場合の特に好ま
しい材料は、20〜30%のクロムと、1〜10%のモリブデンと、2〜3%の
炭素と、2〜5%のバナジウムと、0.2〜1%のマンガンと、0.2〜4%の
シリコンまたはホウ素とを含み、残りがニッケルである材料である。Powder materials are also suitable. For example, 0.2-5% carbon, 20-50% chromium, 1-20% molybdenum, 1-20% vanadium, 0.1-4%
% Silicon or iodine, 0.1 to 5% manganese, 0.1 to 5% iron, and 0.5 to 50% carbide, oxide, nitride, boride, silicate, or sulfide. Powder materials including molybdenum / molybdenum dioxide / molybdenum oxide / molybdenum disulfide / molybdenum peroxide can be used. Here, each of silicon and / or boron is 0.1 to 5%, and the remainder is nickel. Particularly preferred materials in this case are 20-30% chromium, 1-10% molybdenum, 2-3% carbon, 2-5% vanadium, 0.2-1% manganese, A material containing 0.2 to 4% of silicon or boron, with the balance being nickel.
【0019】 変更形態として、充填部材11を溶接コーティングにより形成することもでき
る。使用可能な材料は、2〜20%のアルミニウムと、0.5〜10%の鉄と、
0.1〜8%のマンガンと、0.1〜2%のシリコンと、0.1〜10%のニッ
ケルと、0.1〜2%の炭素と、アンチモン、コバルト、ベリリウム、クロム、
錫、カドミウム、亜鉛、鉛のうち少なくとも1つを最大5〜20%含み、残りが
銅である。特に好ましい組成は、14〜17%のアルミニウムと、3〜5%の鉄
と、1〜3%のマンガンと、0.1〜2%のシリコンと、最大で0.3%の炭素
とを含み、残りが銅である。As a variant, the filling member 11 can also be formed by welding coating. Available materials include 2-20% aluminum, 0.5-10% iron,
0.1-8% manganese, 0.1-2% silicon, 0.1-10% nickel, 0.1-2% carbon, antimony, cobalt, beryllium, chromium,
It contains at least one of tin, cadmium, zinc and lead at a maximum of 5 to 20%, and the remainder is copper. A particularly preferred composition comprises 14-17% aluminum, 3-5% iron, 1-3% manganese, 0.1-2% silicon and up to 0.3% carbon. , The rest is copper.
【0020】 図3にdで示す溝10の深さは、少なくともシリンダライナー4の最大摩耗厚
さに対応する。深さdは最大摩耗厚さより大きく、シリンダライナー2が完全に
摩耗してもベース材における充填部材11の支持が保証されることが好ましい。
このことに関連して、溝10の断面は、図2に断面形状12として破線で示すよ
うに、内側が広がった形状であると有利である。好ましい溝の深さの範囲は、摺
動面4の直径Dに対して0.1〜0.4%である。オイルポケット8の内側幅は
、充填部材11が付与される溝10の間隔に対応する。図2にWで示すこの距離
は、摺動面4の直径Dに対して1〜2%の範囲であることが好ましい。溝10の
内側幅すなわち組合される充填部材11の幅bは、好ましくは溝深さdに等しい
。このようにすると、せん断応力に対する良好な安定性が得られる。The depth of the groove 10 shown in FIG. 3 d corresponds at least to the maximum wear thickness of the cylinder liner 4. Preferably, the depth d is greater than the maximum wear thickness, so that even if the cylinder liner 2 is completely worn, the support of the filling member 11 on the base material is guaranteed.
In this connection, it is advantageous if the cross section of the groove 10 has a flared shape, as indicated by the dashed line in FIG. The preferable range of the groove depth is 0.1 to 0.4% with respect to the diameter D of the sliding surface 4. The inner width of the oil pocket 8 corresponds to the interval of the groove 10 in which the filling member 11 is provided. This distance indicated by W in FIG. 2 is preferably in the range of 1 to 2% with respect to the diameter D of the sliding surface 4. The inner width of the groove 10, ie the width b of the mating filling member 11, is preferably equal to the groove depth d. In this way, good stability against shear stress is obtained.
【0021】 1または複数のオイルポケット8を設けることができる。オイルポケットに関
連し各々に充填部材11が付与される溝10は、経験上、不充分な潤滑の危険性
がある部位、すなわち熱腐食などの危険性が特に大きい部位に設けることが好ま
しい。このような部位は、摺動面の上部領域であることが多い。図1におけるオ
イルポケット8の形成手段は、ピストン6の上死点において第1・第2のピスト
ンリング5で区切られる摺動面領域に設けられている。さらなるオイルポケット
8またはその形成手段は、最下方ピストンリング5の下方領域に設けることがで
きる。図示の形態では、他のオイルポケット8がさらに深い位置に設けられてい
る。One or more oil pockets 8 can be provided. The groove 10 in which the filling member 11 is provided in each of the oil pockets is preferably provided at a location where there is a risk of insufficient lubrication, that is, a location where there is a particularly high risk of thermal corrosion or the like. Such a portion is often an upper region of the sliding surface. The means for forming the oil pocket 8 in FIG. 1 is provided in the sliding surface area separated by the first and second piston rings 5 at the top dead center of the piston 6. Further oil pockets 8 or means for forming them can be provided in the region below the lowermost piston ring 5. In the illustrated embodiment, another oil pocket 8 is provided at a deeper position.
【0022】 オイルポケット8、すなわちオイルポケットを構成する材料領域は、環状に形
成することができる。さらに、この変更形態として、1または複数のオイルポケ
ット8が螺旋状に延在するように、つまりオイルポケットを構成する螺旋状材料
領域9を設けてもよい。これらは、摺動面4のガイド長さの一部に延在させても
、あるいは全体にわたって延在させてもよい。The oil pocket 8, that is, the material region constituting the oil pocket can be formed in a ring shape. Further, as a modification, a spiral material region 9 may be provided so that one or a plurality of oil pockets 8 extend in a spiral shape, that is, an oil pocket. These may extend over a part of the guide length of the sliding surface 4 or may extend over the entire length.
【0023】 螺旋状延在オイルポケット8の場合、図1においてPで示すピッチは、摺動面
4の直径Dに対して約1.5〜20%の範囲とすることができる。このピッチは
全長にわたり一定としてもよい。しかし、より危険性が高い部位におけるオイル
ポケットの密度を高くするために、変動ピッチとすることも可能である。In the case of the helically extending oil pocket 8, the pitch indicated by P in FIG. 1 can be in the range of about 1.5 to 20% with respect to the diameter D of the sliding surface 4. This pitch may be constant over the entire length. However, in order to increase the density of the oil pockets at a higher risk location, a variable pitch may be used.
【0024】 図示の形態では、溝10及びそれに組合される充填部材11は、矩形断面、ま
たは台形断面を有している。内側の角部に丸みを設けて切欠き引張り応力を回避
できるように構成してもよい。In the embodiment shown, the groove 10 and the filling member 11 associated therewith have a rectangular or trapezoidal cross section. The inner corners may be rounded to avoid notch tensile stress.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 2ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダの部分断面図で
ある。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a cylinder of a large two-stroke diesel engine.
【図2】 図1の装置においてオイルポケットが形成されている領域を拡大
して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a region where an oil pocket is formed in the device of FIG. 1;
【図3】 図1の装置における充填部材が設けられた溝の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a groove provided with a filling member in the apparatus of FIG. 1;
2 シリンダライナー 4 摺動面 6 ピストン 8 オイルポケット 9 材料領域 10 溝 11 充填部材 d 深さ D 摺動面の直径 2 Cylinder liner 4 Sliding surface 6 Piston 8 Oil pocket 9 Material area 10 Groove 11 Filling member d Depth D Diameter of sliding surface
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成12年10月9日(2000.10.9)[Submission date] October 9, 2000 (2000.10.9)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Correction target item name] Detailed description of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、往復ピストン式エンジン、特に、大型2ストロークディーゼルエン
ジンに関するものである。このエンジンのシリンダが有するシリンダライナーは
、ピストンに対面する摺動面領域においてシリンダライナーのベース材料より耐
摩耗性に優れかつ少なくとも1つの溝形オイルポケットの横方向境界を形成する ために少なくとも1つの溝を充填する充填部材として構成された 材料領域を有し
ている。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reciprocating piston engine, and particularly to a large two-stroke diesel engine.
It's about gin. The cylinder liner of this engine cylinder is
In the sliding surface area facing the pistonInMore resistant than cylinder liner base material
Excellent wear and forms a lateral boundary of at least one grooved oil pocket Configured as a filling member for filling at least one groove With material area
ing.
【0002】[0002]
【従来の技術】 この種の構成は、ベース材の局所的ニトロ化処理または硬化処理に替わるもの として、中国特許第493 738号公開公報により提案されている。溝を充填する材
料としては、青銅、ホワイトメタル、または高硬度クロムが提案されている。ベ ース材と比較した硬度の差は約50HBである。提案されている溝深さは少なく とも0.02mmであり、これは、ニトロ化処理または硬化処理によって達成さ れ得る硬化層程度の深さである。この種の構成では、シリンダライナーの長期間 にわたる耐用寿命を実現することはできない。 BACKGROUND OF THE INVENTION An arrangement of this kind has been proposed by Chinese Patent No. 493 738 as an alternative to a local nitration or hardening treatment of a base material . Filling groove
As a material, bronze, white metal, or high hardness chromium has been proposed. The difference in hardness compared to the base over the scan material is about 50HB. At least the groove depth which have been proposed are 0.02 mm, which is a cured layer of about depth can be achieved by nitration process or curing process. With this type of configuration, a long service life of the cylinder liner cannot be realized.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】 このような背景の下に、本発明の目的は、上記タイプの往復ピストン式エンジ
ンを簡単かつ廉価な手段で改良し、シリンダライナーが長い耐用寿命を有するよ
うにすることである。Against this background, it is an object of the present invention to improve a reciprocating piston engine of the type described above by simple and inexpensive means so that the cylinder liner has a long service life. It is to be.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】 上記の目的は、本発明に従って、溝を充填して1つのオイルポケットの横方向 境界をそれぞれ定める充填部材(11)が、2〜20%のアルミニウムと、0. 5〜10%の鉄と、0.1〜8%のマンガンと、0.1〜2%のシリコンと、0 .1〜10%のニッケルと、0.1〜2%の炭素と、アンチモン、コバルト、ベ リリウム、クロム、錫、カドミウム、亜鉛、鉛のうち少なくとも1つを最大5〜 20%含み、残りが銅であるアルミ青銅を含み、かつシリンダライナーの最大摩 耗厚さより大きな深さを有する ように構成することにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, a filling member (11) which fills a groove and defines a lateral boundary of an oil pocket, respectively, wherein 2-20% aluminum, 0% . 5-10% iron, 0.1-8% manganese, 0.1-2% silicon, 0 . And 1-10% of nickel, comprising a 0.1 to 2% of carbon, antimony, cobalt, beryllium, up to 5 to 20% chromium, tin, cadmium, zinc, at least one of lead, the remainder copper It includes aluminum bronze is, and is achieved by configuring so as to have a depth greater than the maximum frictional 耗厚of the cylinder liner.
【0005】 本発明によるさらなる解決策は、溝を充填して1つのオイルポケットの横方向 境界をそれぞれ定める充填部材が、少なくとも部分的にセラミック材料を含み、 かつ少なくともシリンダライナーの最大摩耗厚さに対応した深さを有するように 構成するものである。 [0005] A further solution according to the invention is that the filling members which fill the grooves and define the lateral boundaries of one oil pocket, respectively, at least partially comprise ceramic material and at least have a maximum wear thickness of the cylinder liner. It is configured to have a corresponding depth .
【0006】 これらの材料は高い耐摩耗性を有し、好ましくは、高速プラズマ処理またはレ ーザーコーティング処理によって溶接または付与することができる。こうして、 比較的深い溝を信頼性高くかつ容易に充填することができ、長い運転寿命が達成 され、シリンダライナーの全耐用寿命にわたって望ましい効果が維持される。 [0006] have these materials high wear resistance, preferably, may be welded or applied by high velocity plasma treatment or record over Heather coating process. In this way, relatively deep grooves can be filled reliably and easily, a long operating life is achieved and the desired effect is maintained over the entire useful life of the cylinder liner.
【0007】 基本原理をもとにした好ましい構造及びさらなる適切な構成は、従属請求項に 記載されている。 オイルポケットの横方向を画成する各溝の深さは、好ましくは 、 シリンダライナーの最大摩耗厚さより深く形成することができる。このように
構成すると、シリンダライナーが完全に摩耗するまで、溝充填部材はベース材に
しっかりと保持される。溝の断面が内側に向けて広がるように形成すると、上記
作用が助長される。[0007] Preferred structures and further suitable arrangements on the basis of the basic principle are given in the dependent claims . The depth of each groove defining a lateral oil pocket may preferably be formed deeper than the maximum wear thickness of the cylinder liner. With this configuration, the groove filling member is held firmly on the base material until the cylinder liner is completely worn. If the groove is formed so that the cross section of the groove expands inward, the above-described action is promoted.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】 さらなる好ましい構造及び基本原理の発展形は、その他の従属請求項に記載さ
れており、その詳細は、図面する実施形態に関する以下の説明により明らかにな
る。Further preferred structures and developments of the basic principle are described in the other dependent claims, the details of which will become apparent from the following description of the illustrated embodiments.
【0009】 本発明は、往復ピストン式エンジン、特に往復ピストン式内燃機関、好ましく
は、低速作動する2ストローク大型ディーゼルエンジンに応用される。このよう
なエンジンの構造及び運転方式自体は公知であるので、本発明に関連してさらに
説明する必要はない。The present invention is applied to a reciprocating piston type engine, particularly a reciprocating piston type internal combustion engine, preferably a large-sized two-stroke diesel engine operating at low speed. The structure and operation of such engines are known per se and need not be further described in connection with the present invention.
【0010】 2ストローク大型ディーゼルエンジンが備え、図1に示すシリンダは、流入ス
ロット1を有するシリンダライナー2を備えている。シリンダライナー2の上に
は、図示しない吐出手段を有するシリンダヘッド3が配置されている。シリンダ
ライナー2の内側は摺動面として形成され、往復動するピストン6と協働する。
ピストン6の円筒面にはピストンリング5が設けられている。摺動面4には、潤
滑油供給通路7によって潤滑油が供給される。A large two-stroke diesel engine is provided, and the cylinder shown in FIG. 1 includes a cylinder liner 2 having an inlet slot 1. On the cylinder liner 2, a cylinder head 3 having discharge means (not shown) is arranged. The inside of the cylinder liner 2 is formed as a sliding surface and cooperates with a reciprocating piston 6.
The piston ring 5 is provided on the cylindrical surface of the piston 6. Lubricating oil is supplied to the sliding surface 4 by a lubricating oil supply passage 7.
【0011】 潤滑油を好適に分配するために、特に、潤滑油が不足しがちになることが経験
的に判っている摺動面4の上部領域に対して十分に潤滑油を供給するために、こ
の領域には、良好な潤滑を実現するのに適した複数のオイルポケット8が設けら
れている。これらは図1のみに示している。オイルポケット8を構成する凹部は
、初期においては顕在化していない。しかし、エンジンが運転されると、シリン
ダライナー2のベース材が摩耗・剥離することによって、オイルポケット8を構
成する凹部が自動的に形成される。In order to properly distribute the lubricating oil, in particular, to sufficiently supply the lubricating oil to the upper region of the sliding surface 4 which has been empirically found to be insufficient. In this region, a plurality of oil pockets 8 suitable for realizing good lubrication are provided. These are shown only in FIG. The concave portion that constitutes the oil pocket 8 has not been exposed at the beginning. However, when the engine is operated, the recess forming the oil pocket 8 is automatically formed due to wear and separation of the base material of the cylinder liner 2.
【0012】 各オイルポケット8の側部は、材料領域9によって形成されている。1つのオ
イルポケット8は、2つの材料領域9の間に形成される。図2,3から分かるよ
うに、オイルポケット9の側部を構成する材料領域9は、組合される溝10に対
する充填部材11として形成されている。充填部材11を構成する材料は、通常
は鋳鉄であるシリンダライナー2のベース材料より高い耐摩耗性を有している。
図3に示すように、初期状態においては、溝10は摺動面4の高さまで充填され
、研磨等により容易に形成可能な平滑面が形成されている。まず始めに溝10が
形成される。次いで充填部材11が充填される。最後に、摺動面4が仕上げられ
る。The side of each oil pocket 8 is formed by a material region 9. One oil pocket 8 is formed between two material regions 9. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the material region 9 constituting the side of the oil pocket 9 is formed as a filling member 11 for the groove 10 to be combined. The material forming the filling member 11 has higher wear resistance than the base material of the cylinder liner 2 which is usually cast iron.
As shown in FIG. 3, in the initial state, the groove 10 is filled up to the height of the sliding surface 4, and a smooth surface that can be easily formed by polishing or the like is formed. First, the groove 10 is formed. Next, the filling member 11 is filled. Finally, the sliding surface 4 is finished.
【0013】 充填部材11を構成する材料がシリンダライナー2のベース材料より高い耐摩
耗性を有しているので、なじみ段階において既に、図3に破線で示すように、ベ
ース材料の摩耗量は充填部材11の摩耗量よりも大きい。このことは、2つの隣
接する充填部材11間に望ましい溝形オイルポケット8が形成されることを意味
する。Since the material forming the filling member 11 has higher wear resistance than the base material of the cylinder liner 2, as shown by the broken line in FIG. It is larger than the wear amount of the member 11. This means that the desired channel-shaped oil pocket 8 is formed between two adjacent filling members 11.
【0014】 充填部材11を構成する材料としては、全体的が、または少なくとも一部がセ
ラミックからなる材料、例えばセラミックと金属の混合材(サーメット(Cermet
))が好ましい。この材料は、好ましくは、銅及び/またはアルミ青銅及び/ま
たはニッケル及び/またはニッケル・クロム及び/またはモリブデン及び/また
はアルミ・グラファイト及び/またはニッケル・グラファイト及び/または臭化
アルミ・グラファイトを含む炭化物及び/または酸化物及び/または窒化物及び
/またはホウ化物及び/または珪酸塩と、有機結合材とを含む。炭化物、酸化物
、窒化物、ホウ化物、珪酸塩は、高硬度相では10〜60%、低硬度相では5〜
80%であることが好ましい。炭化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、珪酸塩は、
クロム化合物の形態で存在すると特に好ましいことが判っている。酸化クロムは
、高い安定性を有するだけでなく高い作動温度に耐え、腐食性も酸化性もないの
で、特に有効である。As a material forming the filling member 11, a material entirely or at least partially made of ceramic, for example, a mixed material of ceramic and metal (Cermet)
)) Is preferred. The material is preferably a carbide comprising copper and / or aluminum bronze and / or nickel and / or nickel chromium and / or molybdenum and / or aluminum graphite and / or nickel graphite and / or aluminum graphite bromide. And / or oxides and / or nitrides and / or borides and / or silicates and organic binders. Carbides, oxides, nitrides, borides and silicates are 10 to 60% in the high hardness phase and 5 to 5 in the low hardness phase.
Preferably it is 80%. Carbides, oxides, nitrides, borides, silicates,
It has proven to be particularly preferred if it is present in the form of a chromium compound. Chromium oxide is particularly effective because it has high stability as well as withstands high operating temperatures and is neither corrosive nor oxidizing.
【0015】 上記に挙げた組成物に関する好ましい実施形態では、充填部材11は、20〜
50%、好ましくは20〜40%の炭化物及び/または酸化物及び/または窒化
物及び/またはホウ化物及び/または珪酸塩と、少なくとも20〜40%、好ま
しくは60〜80%のアルミ青銅とを含む。好ましい実施形態は、60〜80%
のアルミ青銅と混合された20〜40%の酸化物、または、少なくともアルミ青
銅、好ましくは10〜20%のモリブデン及び20〜30%のニッケルまたは炭
化ニッケル、または20〜40%のアルミ青銅と混合された30〜50%の酸化
物、窒化物、または炭化物を含む。この種の材料は溝10に対し、アークスプレ
ー方式、火炎スプレー方式、プラズマスプレー方式、または高速スプレー方式に
よって付与/導入することができる。In a preferred embodiment of the above-listed composition, the filling member 11 is 20-
50%, preferably 20-40% of carbides and / or oxides and / or nitrides and / or borides and / or silicates and at least 20-40%, preferably 60-80% of aluminum bronze Including. Preferred embodiments are 60-80%
20-40% oxide mixed with aluminum bronze, or at least aluminum bronze, preferably 10-20% molybdenum and 20-30% nickel or nickel carbide, or 20-40% aluminum bronze 30% to 50% of oxides, nitrides, or carbides. This type of material can be applied to / introduced into the groove 10 by an arc spray method, a flame spray method, a plasma spray method, or a high-speed spray method.
【0016】 シリコン及びホウ素をそれぞれ0.1〜10%含む他の材料グループも上記の
方式によって付与することができる。この場合の好ましい材料組成は、10〜1
8%のクロム、2〜3%の鉄、2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1
〜0.5%の炭素、残りがニッケルという組合せ、または、10〜18%のクロ
ム、2〜3%の鉄、2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1〜0.5%
の炭素、6〜12%のモリブデン、0.1〜0.5%の炭素、30〜40%のコ
バルト、残りがニッケルという組合せ、あるいは、10〜18%のクロム、2〜
3%のヨウ素、2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1〜0.5%の炭
素、6〜12%のモリブデン、1〜6%の銅、0.1〜0.5%の炭素、残りが
ニッケルという組合せ、さらには、10〜18%のクロム、2〜3%のヨウ素、
2〜4%のシリコン、2〜4%のホウ素、0.1〜0.5%の炭素、6〜12%
のモリブデン、10〜20%のニッケル、65〜88%の炭化タングステン、1
2%のコバルトという組合せであってもよい。この場合、形成方法としては、火
炎焼結法、誘導焼結法、レーザー焼結法が挙げられる。Other groups of materials, each containing 0.1-10% silicon and boron, can also be applied in the manner described above. The preferred material composition in this case is 10 to 1
8% chromium, 2-3% iron, 2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1%
~ 0.5% carbon, balance nickel or 10-18% chromium, 2-3% iron, 2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1-0. 5%
Of carbon, 6 to 12% molybdenum, 0.1 to 0.5% carbon, 30 to 40% cobalt, the balance being nickel, or 10 to 18% chromium,
3% iodine, 2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1-0.5% carbon, 6-12% molybdenum, 1-6% copper, 0.1-0. 5% carbon, balance nickel, 10-18% chromium, 2-3% iodine,
2-4% silicon, 2-4% boron, 0.1-0.5% carbon, 6-12%
Molybdenum, 10-20% nickel, 65-88% tungsten carbide, 1
It may be a combination of 2% cobalt. In this case, examples of the forming method include a flame sintering method, an induction sintering method, and a laser sintering method.
【0017】 充填部材11を焼結材で形成する場合、高硬度相では10〜60%、低硬度相
では5〜80%の炭化物及び/または酸化物及び/または窒化物及び/またはホ
ウ化物及び/または珪酸塩と、2〜10%の銅と、20〜30%のアルミ青銅と
、10〜85%のニッケルまたはニッケル・クロムと、10〜30%のクロムと
、0.1〜5%の炭素と、1〜8%の鉄と、2〜15%のモリブデンまたは硫化
モリブデンまたは二硫化モリブデンまたは酸化モリブデンまたは二酸化モリブデ
ンまたは過酸化モリブデンと、2〜7%の銅と、10〜40%のコバルトと、3
0〜80%の炭化タングステンとを含む材料、または88%のタングステンと1
2%のコバルトとを含む材料が使用可能である。When the filling member 11 is formed of a sintered material, carbide and / or oxide and / or nitride and / or boride and / or boride and / or oxide and / or nitride and / or boride of 10 to 60% in the high hardness phase and 5 to 80% in the low hardness phase are used. Silicate, 2-10% copper, 20-30% aluminum bronze, 10-85% nickel or nickel chromium, 10-30% chromium, 0.1-5% Carbon, 1-8% iron, 2-15% molybdenum or molybdenum sulfide or molybdenum disulfide or molybdenum oxide or molybdenum peroxide or molybdenum peroxide, 2-7% copper, 10-40% cobalt And 3
Material containing 0-80% tungsten carbide, or 88% tungsten and 1%
Materials containing 2% cobalt can be used.
【0018】 粉末材料もまた好適である。例えば、0.2〜5%の炭素と、20〜50%の
クロムと、1〜20%のモリブデンと、1〜20%のバナジウムと、0.1〜4
%のシリコンまたはヨウ素と、0.1〜5%のマンガンと、0.1〜5%の鉄と
、0.5〜50%の炭化物、酸化物、窒化物、ホウ化物、珪酸塩、または硫化モ
リブデン/二酸化モリブデン/酸化モリブデン/二硫化モリブデン/過酸化モリ
ブデンを含む粉末材料が使用可能である。ここで、シリコン及び/またはホウ素
はそれぞれ0.1〜5%とされ、残りはニッケルとされる。この場合の特に好ま
しい材料は、20〜30%のクロムと、1〜10%のモリブデンと、2〜3%の
炭素と、2〜5%のバナジウムと、0.2〜1%のマンガンと、0.2〜4%の
シリコンまたはホウ素とを含み、残りがニッケルである材料である。Powder materials are also suitable. For example, 0.2-5% carbon, 20-50% chromium, 1-20% molybdenum, 1-20% vanadium, 0.1-4%
% Silicon or iodine, 0.1 to 5% manganese, 0.1 to 5% iron, and 0.5 to 50% carbide, oxide, nitride, boride, silicate, or sulfide. Powder materials including molybdenum / molybdenum dioxide / molybdenum oxide / molybdenum disulfide / molybdenum peroxide can be used. Here, each of silicon and / or boron is 0.1 to 5%, and the remainder is nickel. Particularly preferred materials in this case are 20-30% chromium, 1-10% molybdenum, 2-3% carbon, 2-5% vanadium, 0.2-1% manganese, A material containing 0.2 to 4% of silicon or boron, with the balance being nickel.
【0019】 変更形態として、充填部材11を溶接コーティングにより形成することもでき
る。使用可能な材料は、2〜20%のアルミニウムと、0.5〜10%の鉄と、
0.1〜8%のマンガンと、0.1〜2%のシリコンと、0.1〜10%のニッ
ケルと、0.1〜2%の炭素と、アンチモン、コバルト、ベリリウム、クロム、
錫、カドミウム、亜鉛、鉛のうち少なくとも1つを最大5〜20%含み、残りが
銅である。特に好ましい組成は、14〜17%のアルミニウムと、3〜5%の鉄
と、1〜3%のマンガンと、0.1〜2%のシリコンと、最大で0.3%の炭素
とを含み、残りが銅である。As a variant, the filling member 11 can also be formed by welding coating. Available materials include 2-20% aluminum, 0.5-10% iron,
0.1-8% manganese, 0.1-2% silicon, 0.1-10% nickel, 0.1-2% carbon, antimony, cobalt, beryllium, chromium,
It contains at least one of tin, cadmium, zinc and lead at a maximum of 5 to 20%, and the remainder is copper. A particularly preferred composition comprises 14-17% aluminum, 3-5% iron, 1-3% manganese, 0.1-2% silicon and up to 0.3% carbon. , The rest is copper.
【0020】 図3にdで示す溝10の深さは、少なくともシリンダライナー4の最大摩耗厚
さに対応する。深さdは最大摩耗厚さより大きく、シリンダライナー2が完全に
摩耗してもベース材における充填部材11の支持が保証されることが好ましい。
このことに関連して、溝10の断面は、図2に断面形状12として破線で示すよ
うに、内側が広がった形状であると有利である。好ましい溝の深さの範囲は、摺
動面4の直径Dに対して0.1〜0.4%である。オイルポケット8の内側幅は
、充填部材11が付与される溝10の間隔に対応する。図2にWで示すこの距離
は、摺動面4の直径Dに対して1〜2%の範囲であることが好ましい。溝10の
内側幅すなわち組合される充填部材11の幅bは、好ましくは溝深さdに等しい
。このようにすると、せん断応力に対する良好な安定性が得られる。The depth of the groove 10 shown in FIG. 3 d corresponds at least to the maximum wear thickness of the cylinder liner 4. Preferably, the depth d is greater than the maximum wear thickness, so that even if the cylinder liner 2 is completely worn, the support of the filling member 11 on the base material is guaranteed.
In this connection, it is advantageous if the cross section of the groove 10 has a flared shape, as indicated by the dashed line in FIG. The preferable range of the groove depth is 0.1 to 0.4% with respect to the diameter D of the sliding surface 4. The inner width of the oil pocket 8 corresponds to the interval of the groove 10 in which the filling member 11 is provided. This distance indicated by W in FIG. 2 is preferably in the range of 1 to 2% with respect to the diameter D of the sliding surface 4. The inner width of the groove 10, ie the width b of the mating filling member 11, is preferably equal to the groove depth d. In this way, good stability against shear stress is obtained.
【0021】 1または複数のオイルポケット8を設けることができる。オイルポケットに関
連し各々に充填部材11が付与される溝10は、経験上、不充分な潤滑の危険性
がある部位、すなわち熱腐食などの危険性が特に大きい部位に設けることが好ま
しい。このような部位は、摺動面の上部領域であることが多い。図1におけるオ
イルポケット8の形成手段は、ピストン6の上死点において第1・第2のピスト
ンリング5で区切られる摺動面領域に設けられている。さらなるオイルポケット
8またはその形成手段は、最下方ピストンリング5の下方領域に設けることがで
きる。図示の形態では、他のオイルポケット8がさらに深い位置に設けられてい
る。One or more oil pockets 8 can be provided. The groove 10 in which the filling member 11 is provided in each of the oil pockets is preferably provided at a location where there is a risk of insufficient lubrication, that is, a location where there is a particularly high risk of thermal corrosion or the like. Such a portion is often an upper region of the sliding surface. The means for forming the oil pocket 8 in FIG. 1 is provided in the sliding surface area separated by the first and second piston rings 5 at the top dead center of the piston 6. Further oil pockets 8 or means for forming them can be provided in the region below the lowermost piston ring 5. In the illustrated embodiment, another oil pocket 8 is provided at a deeper position.
【0022】 オイルポケット8、すなわちオイルポケットを構成する材料領域は、環状に形
成することができる。さらに、この変更形態として、1または複数のオイルポケ
ット8が螺旋状に延在するように、つまりオイルポケットを構成する螺旋状材料
領域9を設けてもよい。これらは、摺動面4のガイド長さの一部に延在させても
、あるいは全体にわたって延在させてもよい。The oil pocket 8, that is, the material region constituting the oil pocket can be formed in a ring shape. Further, as a modification, a spiral material region 9 may be provided so that one or a plurality of oil pockets 8 extend in a spiral shape, that is, an oil pocket. These may extend over a part of the guide length of the sliding surface 4 or may extend over the entire length.
【0023】 螺旋状延在オイルポケット8の場合、図1においてPで示すピッチは、摺動面
4の直径Dに対して約1.5〜20%の範囲とすることができる。このピッチは
全長にわたり一定としてもよい。しかし、より危険性が高い部位におけるオイル
ポケットの密度を高くするために、変動ピッチとすることも可能である。In the case of the helically extending oil pocket 8, the pitch indicated by P in FIG. 1 can be in the range of about 1.5 to 20% with respect to the diameter D of the sliding surface 4. This pitch may be constant over the entire length. However, in order to increase the density of the oil pockets at a higher risk location, a variable pitch may be used.
【0024】 図示の形態では、溝10及びそれに組合される充填部材11は、矩形断面、ま
たは台形断面を有している。内側の角部に丸みを設けて切欠き引張り応力を回避
できるように構成してもよい。In the embodiment shown, the groove 10 and the filling member 11 associated therewith have a rectangular or trapezoidal cross section. The inner corners may be rounded to avoid notch tensile stress.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02F 1/00 F02F 1/00 D E R F16J 9/26 F16J 9/26 D (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 3G024 AA23 AA27 AA31 BA23 CA01 DA12 FA06 FA07 GA11 GA19 GA32 HA04 HA05 HA07 HA10 HA12 3J044 AA02 BA04 BB21 BC07 DA09 4K031 AA02 AA08 AB08 CB35 CB42 CB44 CB45 CB46 CB47 CB51 DA01 DA04 EA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02F 1/00 F02F 1/00 D ER F16J 9/26 F16J 9/26 D (81) Designated country EP ( AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM , AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR , KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZWF terms (reference) 3G024 AA23 AA27 AA31 BA23 CA01 DA12 FA06 FA07 GA11 GA19 GA32 HA04 HA05 HA07 HA10 HA12 3J044 AA02 BA04 BB21 BC07 DA09 4K031 AA02 AA08 AB08 CB35 CB42 CB44 CB45 CB46 CB47 CB51 DA01 DA04 EA05
Claims (19)
、特に2ストローク大型ディーゼルエンジンであって、少なくとも1つの溝形オ
イルポケット(8)の横方向境界を定めるために、前記シリンダのシリンダライ
ナー(2)は、ピストン(6)に対面する摺動面領域における耐摩耗性が該シリ
ンダライナーのベース材の耐摩耗性より高く構成されている往復ピストン式エン
ジンにおいて、 前記各オイルポケット(8)の横方向境界を定める材料領域(9)は、溝(1
0)の充填部材(11)として形成され、前記溝の深さ(d)は、少なくとも前
記シリンダライナー(2)の最大摩耗厚さに対応していることを特徴とする往復
ピストン式エンジン。1. A reciprocating piston engine with at least one cylinder, in particular a two-stroke heavy-duty diesel engine, wherein the cylinder of said cylinder is used to define a lateral boundary of at least one grooved oil pocket (8). The reciprocating piston type engine, wherein the liner (2) is configured to have higher wear resistance in a sliding surface region facing the piston (6) than the wear resistance of the base material of the cylinder liner, ), Which define the lateral boundaries of the grooves (1)
0) The reciprocating piston engine, formed as a filling member (11), wherein the depth (d) of the groove corresponds at least to the maximum wear thickness of the cylinder liner (2).
.5〜10%の鉄と、0.1〜8%のマンガンと、0.1〜2%のシリコンと、
0.1〜10%のニッケルと、0.1〜2%の炭素と、アンチモン、コバルト、
ベリリウム、クロム、錫、カドミウム、亜鉛、鉛のうち少なくとも1つを最大5
〜20%含み、残りが銅であるアルミ青銅、好ましくは、14〜17%のアルミ
ニウムと、3〜5%の鉄と、1〜3%のマンガンと、0.1〜2%のシリコンと
、最大で0.3%の炭素とを含み、残りが銅であるアルミ青銅から形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載のエンジン。2. The method according to claim 1, wherein the filling member comprises 2-20% aluminum,
. 5-10% iron, 0.1-8% manganese, 0.1-2% silicon,
0.1-10% nickel, 0.1-2% carbon, antimony, cobalt,
Up to 5 of at least one of beryllium, chromium, tin, cadmium, zinc and lead
Aluminum bronze containing 2020% with the balance being copper, preferably 14-17% aluminum, 3-5% iron, 1-3% manganese, 0.1-2% silicon; 2. The engine according to claim 1, wherein the engine is formed from aluminum bronze containing up to 0.3% carbon and the balance being copper.
ングとして形成されていることを特徴とする請求項2に記載のエンジン。3. The engine according to claim 2, wherein the filler member is formed at least partially as a weld coating.
料を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のエンジン。4. The engine according to claim 1, wherein the filling member (11) comprises at least partly a ceramic material.
ット)を含むことを特徴とする請求項4に記載のエンジン。5. The engine according to claim 4, wherein the filling member (11) comprises a ceramic-metal mixture (cermet).
またはニッケル及び/またはニッケル・クロム及び/またはモリブデン及び/ま
たはアルミ・グラファイト及び/またはニッケル・グラファイト及び/または臭
化アルミ・グラファイトを含む炭化物及び/または酸化物及び/または窒化物及
び/またはホウ化物及び/または珪酸塩と、有機結合材とを含むことを特徴とす
る請求項4または5に記載のエンジン。6. The filling member (11) is made of copper and / or aluminum bronze and / or
Or carbides and / or oxides and / or nitrides and / or borides containing nickel and / or nickel-chromium and / or molybdenum and / or aluminum graphite and / or nickel-graphite and / or aluminum-bromide graphite The engine according to claim 4, further comprising: a silicate; and / or an organic binder.
相では10〜60%、低硬度相では5〜80%含まれていることを特徴とする請
求項6に記載のエンジン。7. The high-hardness phase contains 10 to 60% of the carbide, oxide, nitride, boride and silicate, and the low-hardness phase contains 5 to 80%. The engine described in.
化合物の形態で存在することを特徴とする請求項6または7に記載のエンジン。8. The engine according to claim 6, wherein the carbide, oxide, nitride, boride, and silicate are present in the form of a chromium compound.
40%の炭化物及び/または酸化物及び/または窒化物及び/またはホウ化物及
び/または珪酸塩と、少なくとも20〜40%、好ましくは60〜80%のアル
ミ青銅とを含むことを特徴とする請求項4から7のいずれか1項に記載のエンジ
ン。9. The filling member (11) is 20 to 50%, preferably 20 to 50%.
Claims: 40% of carbides and / or oxides and / or nitrides and / or borides and / or silicates and at least 20 to 40%, preferably 60 to 80% of aluminum bronze. Item 8. The engine according to any one of items 4 to 7.
ーティングとして形成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1
項に記載のエンジン。10. The method as claimed in claim 1, wherein the filling element is formed at least partially as a spray coating.
The engine described in the section.
して形成されていることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の
エンジン。11. Engine according to claim 1, wherein the charging element (11) is at least partially formed as a sintered material.
の最大摩耗厚さより深く形成されていることを特徴とする請求項1から11のい
ずれか1項に記載のエンジン。12. The depth d of the groove (10) is equal to the depth of the cylinder liner (2).
The engine according to any one of claims 1 to 11, wherein the engine is formed deeper than a maximum wear thickness of the engine.
されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載のエンジン
。13. The engine according to claim 1, wherein a cross section of the groove is formed so as to expand inward.
(D)に対して0.1〜0.4%の範囲とされていることを特徴とする請求項1
から13のいずれか1項に記載のエンジン。14. The depth (d) of the groove (10) is in the range of 0.1 to 0.4% with respect to the diameter (D) of the sliding surface (4). Claim 1
The engine according to any one of claims 1 to 13.
を形成する前記2つの溝(10)の間隔は、前記摺動面(4)の直径(D)に対
して1〜2%の範囲とされていることを特徴とする請求項1から14のいずれか
1項に記載のエンジン。15. An oil pocket (8) in combination with said filling member (11).
The distance between the two grooves (10) forming the distance is set in the range of 1 to 2% with respect to the diameter (D) of the sliding surface (4). An engine according to any one of the preceding claims.
形成されていることを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載のエン
ジン。16. The engine according to claim 1, wherein the width (b) of the groove (10) is substantially equal to the groove depth (d).
かつ充填部材(11)が充填された複数の溝(10)が設けられ、螺旋のピッチ
は、前記摺動面(4)の直径Dに対して好ましくは1.5〜20%の範囲とされ
ていることを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載のエンジン。17. A plurality of grooves (10) combined with at least one helical oil pocket (8) and filled with a filling member (11) are provided, the pitch of the helical being said sliding surface (4). The engine according to any one of claims 1 to 16, wherein the diameter is preferably in a range of 1.5 to 20% with respect to a diameter D of the engine.
填部材(11)が充填された複数の溝(10)は、前記シリンダライナー(1)
の少なくとも上部領域に設けられていることを特徴とする請求項1から17のい
ずれか1項に記載のエンジン。18. A plurality of grooves (10) combined with at least one oil pocket (8) and filled with a filling member (11) are provided in the cylinder liner (1).
The engine according to any one of claims 1 to 17, wherein the engine is provided in at least an upper region of the engine.
にわたって延在する連続的オイルポケット(8)に組合されかつ充填部材(11
)が充填されていることを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載の
エンジン。19. The groove (10) is associated with a continuous oil pocket (8) extending over the guide length of the sliding surface (4) and the filling member (11).
20. The engine according to claim 1, wherein the engine is charged.
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