JP2003343353A - Cylinder and piston-ring combination of internal combustion engine - Google Patents

Cylinder and piston-ring combination of internal combustion engine

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JP2003343353A
JP2003343353A JP2002156767A JP2002156767A JP2003343353A JP 2003343353 A JP2003343353 A JP 2003343353A JP 2002156767 A JP2002156767 A JP 2002156767A JP 2002156767 A JP2002156767 A JP 2002156767A JP 2003343353 A JP2003343353 A JP 2003343353A
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cylinder
piston ring
aluminum alloy
internal combustion
combustion engine
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Haruka Tamura
春香 田村
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston causing little seizure to a cylinder of an internal combustion engine made of an aluminum alloy. <P>SOLUTION: The aluminum alloy of the cylinder contains 9-18% Si and a PVD film composed chiefly of Cr and N is formed on the surface of the piston ring, so that the piston ring causing no wear by the primary-crystal Si of the aluminum alloy and causing little seizure, by virtue of the excellent wettability of the PVD film even under conditions that oil films easily run out. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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】本発明は内燃機関用のシリン
ダとピストンリングの組み合わせに関し、特にアルミニ
ウム合金からなるシリンダとピストンリングの組み合わ
せに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combination of a cylinder and a piston ring for an internal combustion engine, and more particularly to a combination of a cylinder and a piston ring made of an aluminum alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車エンジンのシリンダブロックの軽
量化が行われている中で、その方策の一つとして材料置
換が進められている。特に鉄系材料からアルミニウム合
金などの軽金属への材料置換が行われている(「設計技
術者のためのやさしい自動車材料」日経BP社、199
3年9月6日発行第46−47頁) アルミニウム合金製シリンダブロックやライナは軽量化
が可能であるものの、鉄系材料と比較して耐摩耗性や耐
焼付性が不十分であるために、相手ピストンリング摺動
面との組み合わせが重要である。そのため、特開昭62
−282150号公報で採用された初晶Si粒子が分散
した組織を持つ過共晶Al−Si合金シリンダの相手材
であるピストンリングには摺動面にNi−P、Ni−C
o−Pマトリクス中に窒化ケイ素粒子を分散させた、い
わゆるNi、Ni−Co基複合分散めっき皮膜を有する
ものにしている。このNi、Ni−Co基複合分散めっ
き皮膜は皮膜中に1から10重量%のPを含有させ、熱
処理によって硬さを800から900HVとし、相互の
耐摩耗性を向上させたものである。
2. Description of the Related Art As the weight of a cylinder block of an automobile engine is being reduced, material replacement is being promoted as one of the measures. In particular, material replacement from iron-based materials to light metals such as aluminum alloys is being carried out ("friendly car materials for design engineers" Nikkei BP, 199.
Issued on Sep. 6, 3rd, pp. 46-47) Although aluminum alloy cylinder blocks and liners can be made lighter, their wear resistance and seizure resistance are insufficient compared to iron-based materials. The combination with the mating piston ring sliding surface is important. Therefore, JP-A-62
No. 282150, a piston ring, which is a counterpart material of a hypereutectic Al-Si alloy cylinder having a structure in which primary Si particles are dispersed, has Ni-P and Ni-C on its sliding surface.
It has a so-called Ni, Ni—Co based composite dispersed plating film in which silicon nitride particles are dispersed in an o-P matrix. This Ni, Ni-Co-based composite dispersion plating film contains 1 to 10% by weight of P in the film and has a hardness of 800 to 900 HV by heat treatment to improve mutual wear resistance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】1970〜1980年
代まで使用されていた鋳鉄ライナ材と硬質クロムめっき
ピストンリングの組み合わせでは、前者の硬度がHv2
00〜300、後者の硬度がHv800〜900であ
る。この組み合わせでは、鋳鉄ライナ材の組織構成分で
あるフェライト、グラファイト、セメンタイトともに相
手材の攻撃性は少ない。
In the combination of the cast iron liner material and the hard chrome plated piston ring used from the 1970s to the 1980s, the hardness of the former is Hv2.
The hardness of the latter is Hv800-900. With this combination, the aggressiveness of the mating material is low for all of the structural constituents of the cast iron liner material, ferrite, graphite, and cementite.

【0004】一方Al−Siシリンダ材の亜共晶/過共
晶Al−Si合金のAlマトリックスは耐摩耗性が少な
く、初晶Si粒子は硬い(1300HV程度)ために、
初晶Siの相手材の攻撃性が高い。このような摺動状況に
おいて複合分散めっきピストンリングのように硬さを8
00〜900HVと高くすると相対的に著しい摩耗が起
こる場所は、Al−Siシリンダ材の合金マトリックス
とピストンリングのめっき皮膜全体となる。すなわち前
者は軟質であるために複合分散めっきによりアルミニウ
ム合金中で局部的に摩耗され、後者は初晶Siにより全面
摩耗する。この結果、Al−Si合金のマトリックスか
らSi粒子が突出して、相手材をやすりでこするような
状況となり、上記傾向はさらに促進される。
On the other hand, since the Al matrix of the hypoeutectic / hypereutectic Al-Si alloy of the Al-Si cylinder material has low wear resistance and the primary Si particles are hard (about 1300 HV),
The opponent material of the primary crystal Si has high aggression. In such a sliding condition, the hardness is 8
The place where relatively remarkable wear occurs when the pressure is increased to 00 to 900 HV is the alloy matrix of the Al—Si cylinder material and the entire plating film of the piston ring. That is, since the former is soft, it is locally worn in the aluminum alloy by the composite dispersion plating, and the latter is entirely worn by the primary crystal Si. As a result, Si particles protrude from the Al-Si alloy matrix and rub against the mating material, which further promotes the above tendency.

【0005】すなわち、Al−Siシリンダ材中の初晶
Si粒子がマトリックス面から突出して複合分散めっき
の摩耗が促進される。この摩耗粉が複合分散めっき皮膜
とAl−Siシリンダ材の摩耗を促進させているため、
一般的に使用されている鋳鉄ライナ材との組み合わせよ
りもピストンリング材及びライナ材の摩耗量が多い。ま
た、分散粒子が均一にめっき皮膜中に分散していないと
部分的に耐摩耗性が低下することに加えて、摺動面が金
属同士の接触となるために焼付が発生しやすいという問
題があった。
That is, the primary crystal Si particles in the Al-Si cylinder material are projected from the matrix surface to accelerate the wear of the composite dispersion plating. Since this abrasion powder promotes abrasion of the composite dispersed plating film and the Al-Si cylinder material,
The wear amount of the piston ring material and the liner material is larger than that of the combination with the commonly used cast iron liner material. Further, if the dispersed particles are not uniformly dispersed in the plating film, in addition to the abrasion resistance being partially reduced, there is a problem that seizure is likely to occur because the sliding surfaces are in contact with each other. there were.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ための本発明は、アルミニウム合金製シリンダと相手摺
動部材としてピストンリング材の組み合わせであって、
該アルミニウム合金が9〜18重量%のSiを含有する
Al-Si系合金であり、該ピストンリングは外周摺動面に
クロムと窒素を主成分とするPVD皮膜が形成されてい
ることを特徴とする。
The present invention for solving these problems is a combination of an aluminum alloy cylinder and a piston ring material as a mating sliding member,
The aluminum alloy contains 9-18 wt% Si
The piston ring is an Al-Si alloy and is characterized in that a PVD film containing chromium and nitrogen as main components is formed on the outer peripheral sliding surface.

【0007】本発明においてはアルミニウム合金が、S
i9〜18重量%に加えて、Cu1.0〜5.0重量
%、Mg、Zn、Fe、Mn、Ni、Ti、Pb、S
n、Cr、Pの内の少なくとも1種以上を合計で10重
量%以下を含み、残部Alからなるアルミニウム合金で
あることが好ましい。CuやMg等の添加元素はアルミ
ニウム合金を強化することにより耐摩耗性を高める。
In the present invention, the aluminum alloy is S
i9-18 wt%, Cu 1.0-5.0 wt%, Mg, Zn, Fe, Mn, Ni, Ti, Pb, S
It is preferable that the aluminum alloy contains at least one of n, Cr, and P in a total amount of 10% by weight or less and the balance is Al. The additive elements such as Cu and Mg enhance the wear resistance by strengthening the aluminum alloy.

【0008】また、ピストンリングの外周摺動面に形成
されたクロムと窒素を主成分とするPVD皮膜は、皮膜
硬さがHV1000〜2000の範囲にあることが好ま
しい。
Further, the PVD coating formed on the outer peripheral sliding surface of the piston ring and containing chromium and nitrogen as the main components preferably has a coating hardness in the range of HV1000-2000.

【0009】上記内燃機関のピストンリングとライナ材
及びシリンダブロック材の組み合わせと同様の使用条件
下で相対運動をする機構に本発明の組み合わせを適用す
ることができる。
The combination of the present invention can be applied to a mechanism that makes relative movement under the same use conditions as the combination of the piston ring of the internal combustion engine and the liner material and the cylinder block material.

【0010】[0010]

【作用】本発明は、図1に示すようにアルミニウム合金
からなるライナ材又はシリンダ(1)ブロック材と、これ
と摺動するピストンリング2の組み合わせにおいて、ア
ルミニウム合金製シリンダ1の相手摺動部材であるピス
トンリングの母材にクロムと窒素を主成分とする皮膜3
を被覆して、耐摩耗性及び耐焼付性を向上する。この結
果を得るためにはアルミニウム合金中のSi含有量が重
要である。Si含有量が9重量%未満では,アルミニウム
合金中のSiが共晶Siとして晶出する割合が高くなるた
めに耐摩耗性が不十分となる。Si含有量が18重量%
を越えるとアルミニウム合金中の初晶Si粒が粗大とな
り、相手攻撃性が増大し、またSi粒の摩耗粉により自
己摩耗も促進され、さらにAl-Si系合金鋳造素材をシリ
ンダライナなどとして加工する加工性が低下するためコ
スト増加にもつながる。
The present invention is a combination of a liner material or a cylinder (1) block material made of an aluminum alloy and a piston ring 2 that slides with this as shown in FIG. A film containing chromium and nitrogen as the main components on the base material of the piston ring, which is
To improve wear resistance and seizure resistance. In order to obtain this result, the Si content in the aluminum alloy is important. If the Si content is less than 9% by weight, the proportion of Si in the aluminum alloy crystallized as eutectic Si is high, resulting in insufficient wear resistance. Si content is 18% by weight
Beyond the above, the primary crystal Si grains in the aluminum alloy become coarse, the attacking power of the opponent increases, and the self-abrasion is promoted by the abrasion powder of the Si grains. Since the workability is reduced, it also leads to an increase in cost.

【0011】また、耐摩耗性と耐焼付性を両立するため
には、ピストンリングの外周摺動面に形成された皮膜は
クロムと窒素を主成分とするPVD皮膜であることが重
要である。この皮膜の硬さは1000HV以上と硬く、
したがってAl−Siシリンダ合金の初晶Siの硬さ
(1300HV程度)相当以上であり、初晶Siによる
摩耗を受けにくい。より具体的に述べると、クロムと窒
素を主成分とする硬質皮膜は相手材であるAl−Siシ
リンダ材の合金マトリックス(初晶Si以外の組織)を摩
耗する傾向は複合めっき皮膜より大きいが、クロムと窒
素を主成分とする皮膜は耐摩耗性に優れているために、
Al−Siシリンダ材の初晶Siにより摩耗される傾向
は少ない。したがって、Al-Si合金の初晶Si粒子がア
ルミニウム合金マトリックスから突出して「やすり」の
ようになることはなく、相手材を摩耗する傾向は少な
い。
In order to achieve both wear resistance and seizure resistance, it is important that the film formed on the outer peripheral sliding surface of the piston ring is a PVD film containing chromium and nitrogen as main components. The hardness of this film is as high as 1000 HV or more,
Therefore, the hardness of the primary crystal Si of the Al-Si cylinder alloy is equal to or higher than the hardness (about 1300 HV), and is less likely to be worn by the primary crystal Si. More specifically, the hard coating mainly composed of chromium and nitrogen has a greater tendency to wear the alloy matrix (structure other than primary crystal Si) of the Al-Si cylinder material, which is the counterpart material, than the composite plating coating, Since the coating containing chromium and nitrogen as the main components has excellent wear resistance,
There is little tendency for the primary crystal Si of the Al-Si cylinder material to wear. Therefore, the primary-crystal Si particles of the Al-Si alloy do not protrude from the aluminum alloy matrix and become "files", and there is little tendency to wear the mating material.

【0012】ところで、Cr−N皮膜はアルミニウム溶
湯治具に用いられるように、溶融アルミニウムとの耐濡
れ性に優れるため、シリンダ作動条件ではアルミニウム
合金との耐焼付性に優れる組み合わせとなる。従来の鋳
鉄材は組織中の黒鉛の潤滑効果や黒鉛部分の油だまりに
よる保油性の効果で、摺動特性の向上に効果があると言
われているが、アルミニウム合金中の組織中には黒鉛は
存在しないので、耐焼付性が低いと言われている。この
ように油膜が切れやすいアルミニウム合金において、往
復動の際に折り返し部分で速度がゼロになり油膜が切れ
やすい摺動状態においても、アルミニウム合金との優れ
た濡れ性を利用することによって耐焼付性が確保され
る。
By the way, since the Cr-N film has excellent wettability with molten aluminum as used for a molten aluminum jig, it is a combination with excellent seizure resistance with an aluminum alloy under cylinder operating conditions. It is said that conventional cast iron materials have the effect of improving the sliding characteristics due to the lubricating effect of graphite in the structure and the oil retaining effect due to the oil pool in the graphite part. Since it does not exist, seizure resistance is said to be low. In such an aluminum alloy with an oil film that easily breaks, seizure resistance is achieved by utilizing its excellent wettability with the aluminum alloy even in a sliding state where the speed becomes zero at the folded part during reciprocation and the oil film is easily broken Is secured.

【0013】[0013]

【実施例】次に、内燃機関のシリンダとピストンリング
の摺動を模擬した単体試験により摺動特性の評価を行っ
た結果、及び上記した作用の実験結果を参照した考察に
より本発明の具体例を説明する。
EXAMPLES Next, specific examples of the present invention will be described by referring to the results of evaluation of sliding characteristics by a unit test simulating sliding between a cylinder and a piston ring of an internal combustion engine, and consideration of the above experimental results Will be explained.

【0014】内燃機関のシリンダの寸法に相当するアル
ミニウム合金材の平板を鋳造により用意した。シリンダ
材はSi含有量が少ない例として、JIS ADC12
合金に相当するアルミニウム合金とし、またSi含有量
が多い例としてAA規格 A390合金に相当するアル
ミニウム合金とした。アルミニウム合金鋳造平板から7
0×17×14mmの寸法を有するテストピースを切り
出し、単体摩耗試験及び焼付試験用の試験片とした。摺
動面はシリンダホーニング加工に相当するように研磨加
工にて粗さを調整した。
A flat plate of an aluminum alloy material corresponding to the dimensions of the cylinder of the internal combustion engine was prepared by casting. As an example of a cylinder material having a low Si content, JIS ADC12
An aluminum alloy corresponding to the alloy, and as an example having a large Si content, an aluminum alloy corresponding to the AA standard A390 alloy. From aluminum alloy cast flat plate 7
A test piece having a size of 0 × 17 × 14 mm was cut out and used as a test piece for a single wear test and a seizure test. The roughness of the sliding surface was adjusted by polishing so as to correspond to cylinder honing.

【0015】ピストンリング相当材は接触摺動方向に曲
面を持ったSUS440B線材の摺動面とした。この表面に1
〜30μmの厚みでクロムと窒素を主成分とする皮膜を
アークイオンプレーティング法で形成した。表1に試験
ピストンリング材の構成を示す。皮膜作成条件、具体的
には窒素分圧を変えることによって、皮膜を構成する組
成を変えた。実施例1の表1にあるCr(N)との表記
はX線回折による測定ではCr成分のみ確認されるが、
EPMAによる元素分析では検出されるような皮膜であ
って、Cr中にNが固溶している皮膜を示す。
The material equivalent to the piston ring was a sliding surface of a SUS440B wire having a curved surface in the contact sliding direction. 1 on this surface
A film containing chrome and nitrogen as main components with a thickness of -30 μm was formed by the arc ion plating method. Table 1 shows the structure of the test piston ring material. The composition of the film was changed by changing the film forming conditions, specifically, the nitrogen partial pressure. Although the notation of Cr (N) in Table 1 of Example 1 is confirmed only by the Cr component in the measurement by X-ray diffraction,
The film is a film that can be detected by elemental analysis by EPMA, in which N is solid-dissolved in Cr.

【0016】[0016]

【表1】 ※実施例1〜5の表面にはドロップレットが確認され
た。
[Table 1] * Droplets were confirmed on the surfaces of Examples 1 to 5.

【0017】摩耗試験及び焼付試験に使用した往復動試
験機の概略図を図2に示す。シリンダ相当テストピース
4は可動ホルダで固定され、往復動する。ピストンリン
グ相当テストピース5は固定され、上方から一定荷重で
下方に押しつけられる。
A schematic diagram of the reciprocating motion tester used for the abrasion test and the seizure test is shown in FIG. The cylinder-corresponding test piece 4 is fixed by a movable holder and reciprocates. The piston ring-equivalent test piece 5 is fixed and pressed downward from above with a constant load.

【0018】摩耗試験は、潤滑油にベースオイルを用い
て500Nの一定荷重で負荷し、周波数600cycl
es/分の速度で、ストローク50mmを往復運動させ
た。往復運動保持時間1時間とし、試験後にアルミニウ
ム合金シリンダ材について、内燃機関シリンダ上下死点
に相当する折り返し部分の摩耗量を測定した。シリンダ
材摩耗量は摺動方向と直角に測定し、摩耗断面積を算出
した。ピストンリング材摩耗量は摩耗幅から摩耗した高
さを算出して摩耗量とした。
In the wear test, a base oil was used as a lubricating oil and a constant load of 500 N was applied, and a frequency of 600 cycl was applied.
A stroke of 50 mm was reciprocated at a speed of es / min. The reciprocating motion holding time was set to 1 hour, and after the test, the amount of wear of the folded portion of the aluminum alloy cylinder material corresponding to the vertical dead center of the internal combustion engine cylinder was measured. The wear amount of the cylinder material was measured at right angles to the sliding direction, and the wear cross-sectional area was calculated. The wear amount of the piston ring material was calculated by calculating the height of wear from the wear width.

【0019】図3に摩耗試験の結果を示す。本発明の実
施例は比較例に比べてピストンリング材及びシリンダ材
の両方において非常に摩耗量が少なくなっている。比較
例1は1970〜1980年代の量産技術である硬質ク
ロムめっきピストンリングに相当する。比較例2のガス
窒化は実施例3の複合分散めっきよりも硬いにも関わら
ず摩耗量が多かった。これは、窒化拡散層中に10μm
前後のクロム炭窒化物が存在するために、拡散層から脱
落したために摩耗が進んだためと考えられる。実施例1
から5では硬さが比較例1から3に比べて硬い。またこ
れら実施例では、Cr(N),Cr2N,CrNのいずれも、硬度の面
からアルミニウム合金中の初晶シリコン粒子によって掻
き取られ脱落し、摩耗をもたらすような粒子ではない。
またこれら粒子は硬質であるにも拘わらずがアルミニウ
ム合金中のSi粒子を掻き取る挙動は阻止されている。
FIG. 3 shows the results of the abrasion test. In the example of the present invention, the wear amount of both the piston ring material and the cylinder material was much smaller than that of the comparative example. Comparative Example 1 corresponds to a hard chrome plated piston ring which is a mass production technology in the 1970s to 1980s. Although the gas nitriding of Comparative Example 2 was harder than the composite dispersion plating of Example 3, the wear amount was large. This is 10 μm in the nitrided diffusion layer.
It is considered that the wear was promoted because the chromium carbonitrides before and after existed and were separated from the diffusion layer. Example 1
In Nos. 5 to 5, the hardness is higher than in Comparative Examples 1 to 3. Further, in these examples, none of Cr (N), Cr 2 N, and CrN is a particle that is scraped off by the primary crystal silicon particles in the aluminum alloy from the viewpoint of hardness, and causes wear.
Although these particles are hard, the behavior of scraping Si particles in the aluminum alloy is prevented.

【0020】耐焼付性を評価するために摩耗試験で用い
た試験片組み合わせと同様のものを用いた。潤滑油は摩
耗試験と同様のオイルを用いて、初期オイル塗布のみで
往復動試験を開始した。初期100Nの荷重を負荷し、
回転数600rpmの速度で往復運動させた。ステップ
昇圧を行いトルクが急上昇したところで停止し、その時
の荷重を焼付発生荷重とした。
The same test piece combination used in the abrasion test to evaluate the seizure resistance was used. As the lubricating oil, the same oil as in the abrasion test was used, and the reciprocating motion test was started only by the initial oil application. Apply an initial load of 100N,
It was reciprocated at a rotation speed of 600 rpm. The pressure was increased stepwise and stopped when the torque suddenly increased, and the load at that time was taken as the seizure generation load.

【0021】図4に焼付試験の結果を示す。本発明の実
施例は比較例に比べて耐焼付性が高いことが分かる。従
来技術の鋳鉄シリンダと硬質クロムめっきピストンリン
グの組み合わせのように、金属接触が生じる場合は焼付
発生荷重が低くなるが、実施例1から5は金属の凝着や
移着が起こりにくいセラミクスのみからなる皮膜である
ため、耐焼付性が格段に向上しているものと考えられ
る。
FIG. 4 shows the result of the baking test. It can be seen that the examples of the present invention have higher seizure resistance than the comparative examples. Like the combination of the cast iron cylinder of the prior art and the hard chrome plated piston ring, the seizure load is low when metal contact occurs, but in Examples 1 to 5, only ceramics in which metal adhesion or transfer does not easily occur It is considered that the seizure resistance is remarkably improved because it is a film formed of

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように、内燃機関のシリンダが、
9〜18重量%のSiを含有するアルミニウム合金から
なり、ピストンリングは外周摺動面にクロムと窒素を主
成分とするPVD皮膜が形成されていることを特徴とす
る本発明のアルミニウム合金製シリンダとピストンリン
グの組み合わせの場合、往復動の際に折り返し部分で速
度がゼロになり、油膜切れを起こすような摺動状態時に
おいても、耐摩耗性を確保しつつ耐焼付性が良好である
という有利な効果が得られる。
As described above, the cylinder of the internal combustion engine is
A cylinder made of an aluminum alloy of the present invention, which is made of an aluminum alloy containing 9 to 18% by weight of Si, and the piston ring has a PVD coating containing chromium and nitrogen as main components on the outer peripheral sliding surface. In the case of a combination of a piston ring and a piston ring, the speed is zero at the folded part during reciprocation, and even in a sliding state that causes oil film breakage, seizure resistance is good while ensuring wear resistance. An advantageous effect is acquired.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の一実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an embodiment of the present invention.

【図2】往復動試験の概略図を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic diagram of a reciprocating motion test.

【図3】摩耗試験の試験結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing test results of a wear test.

【図4】焼付試験の試験結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the test results of a baking test.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関のピストンリングが摺動するシ
リンダ内周面がアルミニウム合金からなるシリンダと、
これと摺動するピストンリングの組み合わせにおいて、
該アルミニウム合金が9〜18重量%のSiを含有し、
かつ該ピストンリングは外周摺動面にクロムと窒素を主
成分とするPVD皮膜が形成されていることを特徴とす
る内燃機関のシリンダとピストンリングの組み合わせ。
1. A cylinder in which an inner peripheral surface of a cylinder on which a piston ring of an internal combustion engine slides is made of an aluminum alloy,
In the combination of this and the sliding piston ring,
The aluminum alloy contains 9-18 wt% Si,
A combination of a cylinder and a piston ring of an internal combustion engine, wherein the piston ring has a PVD film containing chromium and nitrogen as main components on the outer peripheral sliding surface.
【請求項2】 前記アルミニウム合金が、Si9〜18
重量%、Cu1.0〜5.0重量%を含有し、さらにM
g、Zn、Fe、Mn、Ni、Ti、Pb、Sn及びC
rからなる群から選択された一種類以上を合計で10重
量%以下を含有し、残部Alからなることを特徴とする
請求項1記載の内燃機関のシリンダとピストンリングの
組み合わせ。
2. The aluminum alloy is Si9-18
%, Cu 1.0 to 5.0% by weight, and further M
g, Zn, Fe, Mn, Ni, Ti, Pb, Sn and C
The combination of a cylinder and a piston ring of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that it contains at least 10% by weight in total of one or more kinds selected from the group consisting of r, and the balance is Al.
【請求項3】 前記ピストンリングの外周摺動面に形成
された、クロムと窒素を主成分とするPVD皮膜の硬さ
がHV850〜2000の範囲にあることを特徴とする
請求項1又は2記載の内燃機関のシリンダとピストンリ
ングの組み合わせ。
3. The hardness of the PVD coating formed on the outer peripheral sliding surface of the piston ring and containing chromium and nitrogen as the main components is in the range of HV850 to 2000. Combining cylinder and piston ring of internal combustion engine.
【請求項4】 前記シリンダがシリンダブロックである
請求項1から3までの何れか1項記載の内燃機関のシリ
ンダとピストンリングの組み合わせ。
4. The combination of a cylinder and a piston ring of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cylinder is a cylinder block.
【請求項5】 前記シリンダがシリンダライナである請
求項1から3までの何れか1項記載の内燃機関のシリン
ダとピストンリングの組み合わせ。
5. The combination of a cylinder and a piston ring of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cylinder is a cylinder liner.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007084889A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Aisin Seiki Co Ltd Aluminum alloy and its production method
JP2007177760A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Nissan Motor Co Ltd Piston, piston ring and cylinder block for internal combustion engine
JP2010512454A (en) * 2006-08-03 2010-04-22 テネドラ ネマク エス.エイ.デ シー.ブイ. Wear-resistant aluminum alloy for engine block casting with linerless cylinder
JP2011241426A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Honda Motor Co Ltd Aluminum alloy casting
CN110129631A (en) * 2019-05-24 2019-08-16 西安康博新材料科技有限公司 A kind of internal combustion engine high-toughness heat-resistant aluminum alloy materials and preparation method thereof
CN112375942A (en) * 2020-10-26 2021-02-19 宁波德业粉末冶金有限公司 Combined type intelligence bumper shock absorber piston
CN112375944A (en) * 2020-10-30 2021-02-19 宁波德业粉末冶金有限公司 Compression valve seat for multifunctional oil leakage prevention hydraulic shock absorber

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007084889A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Aisin Seiki Co Ltd Aluminum alloy and its production method
JP2007177760A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Nissan Motor Co Ltd Piston, piston ring and cylinder block for internal combustion engine
JP2010512454A (en) * 2006-08-03 2010-04-22 テネドラ ネマク エス.エイ.デ シー.ブイ. Wear-resistant aluminum alloy for engine block casting with linerless cylinder
JP2011241426A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Honda Motor Co Ltd Aluminum alloy casting
CN110129631A (en) * 2019-05-24 2019-08-16 西安康博新材料科技有限公司 A kind of internal combustion engine high-toughness heat-resistant aluminum alloy materials and preparation method thereof
CN110129631B (en) * 2019-05-24 2020-08-11 西安康博新材料科技有限公司 High-strength and high-toughness heat-resistant aluminum alloy material for internal combustion engine and preparation method thereof
CN112375942A (en) * 2020-10-26 2021-02-19 宁波德业粉末冶金有限公司 Combined type intelligence bumper shock absorber piston
CN112375942B (en) * 2020-10-26 2022-02-22 宁波德业粉末冶金有限公司 Combined type intelligence bumper shock absorber piston
CN112375944A (en) * 2020-10-30 2021-02-19 宁波德业粉末冶金有限公司 Compression valve seat for multifunctional oil leakage prevention hydraulic shock absorber

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