JP2021059993A

JP2021059993A - Cylinder block for engine

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Publication number: JP2021059993A
Application number: JP2019183559A
Authority: JP
Inventors: 吉原　昭; Akira Yoshihara; 昭吉原; 裕理子浅田; Yuriko Asada; 佐々木　正司; Masaji Sasaki; 正司佐々木; 裕茂溝口; Hiroshige Mizoguchi
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2039-10-04
Also published as: JP7419731B2

Abstract

To suppress intrusion of a combustion gas into a gap between an upper end surface of a cylinder liner and a base metal of a cylinder block.SOLUTION: A cylinder block 1 for an engine is casted and fixed to a cylinder base metal A in which a cast-iron cylinder liner 10 having a cylindrical shape includes an aluminum material. The cylinder block 1 for an engine E includes: a surface layer 12b including the aluminum material formed at an upper end surface 10a of the cylinder liner 10; and an alloy layer 12a formed between the upper end surface 10a and the surface layer 12b.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、円筒状のシリンダライナが鋳込まれたエンジンのシリンダブロックに関する。 The present invention relates to a cylinder block of an engine in which a cylindrical cylinder liner is cast.

従来から、円筒状を成す鋳鉄製のシリンダライナを一体に鋳込んだアルミニウム合金製のシリンダブロックが一般的である。この種のシリンダブロックは、シリンダライナによってシリンダボアの内面の一部が形成され、そのシリンダボア内にピストンが往復動可能に嵌合されることで、エンジンの一部が構成されている。ピストン外周に設けられたピストンリングが、シリンダライナの内面に擦接することで、燃焼室内の気密性を保ちながら、部材の耐摩耗性、耐久性が高められている。 Conventionally, a cylinder block made of an aluminum alloy in which a cylinder liner made of cast iron having a cylindrical shape is integrally cast is common. In this type of cylinder block, a part of the inner surface of the cylinder bore is formed by a cylinder liner, and a piston is reciprocally fitted in the cylinder bore to form a part of the engine. The piston ring provided on the outer circumference of the piston rubs against the inner surface of the cylinder liner, thereby improving the wear resistance and durability of the member while maintaining the airtightness in the combustion chamber.

例えば、特許文献１には、シリンダライナの上端面の最外径部に凸状の係合部を備えることで、シリンダライナの外径側の稜線部の形状を、先鋭な角部のない弧状とした技術が開示されている。凸状の係合部がシリンダブロックの母材に係合することで、シリンダライナとシリンダブロックの母材との間での局所的な応力集中を防ぐことができるとされている。 For example, in Patent Document 1, by providing a convex engaging portion on the outermost diameter portion of the upper end surface of the cylinder liner, the shape of the ridge line portion on the outer diameter side of the cylinder liner is changed to an arc shape without sharp corners. The technology is disclosed. It is said that local stress concentration between the cylinder liner and the base material of the cylinder block can be prevented by engaging the convex engaging portion with the base material of the cylinder block.

また、特許文献２には、シリンダライナの外周面及びシリンダヘッド側の上端面に、溶射被膜を形成した技術が開示されている。シリンダライナの外周面及びシリンダヘッド側の上端面に溶射被膜が形成されることで、鋳込み固定された後のシリンダライナとシリンダブロックの母材との密着性、熱伝導性が高められるとされている。 Further, Patent Document 2 discloses a technique in which a thermal spray coating is formed on an outer peripheral surface of a cylinder liner and an upper end surface on the cylinder head side. It is said that the thermal spray coating is formed on the outer peripheral surface of the cylinder liner and the upper end surface on the cylinder head side to improve the adhesion and thermal conductivity between the cylinder liner and the base material of the cylinder block after being cast and fixed. There is.

特開２０１５−４８８２８号公報JP-A-2015-48828 特開２０１１−２０２５７６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-202576

従来のシリンダブロックでは、エンジンの稼働中にシリンダライナの上端面とシリンダブロックの母材との間の微小な隙間に、燃焼室側からの燃焼ガスが繰り返し侵入する傾向がある。燃焼ガスは、高圧の圧力波となって燃焼室側から隙間へ侵入する。 In the conventional cylinder block, the combustion gas from the combustion chamber side tends to repeatedly enter the minute gap between the upper end surface of the cylinder liner and the base material of the cylinder block during the operation of the engine. The combustion gas becomes a high-pressure pressure wave and enters the gap from the combustion chamber side.

このような燃焼ガスの侵入によって、シリンダライナの上端面とシリンダブロックの母材との間の隙間の大きさは、拡縮を繰り返すこととなる。このため、シリンダブロックの母材には、その拡縮に伴う繰り返し応力に耐え得る強度と耐久性が求められている。このため、逆に、シリンダライナの上端面とシリンダブロックの母材との間の隙間への燃焼ガスの侵入が抑制できれば、シリンダブロックの長寿命化や経済設計が可能であると考えられる。 Due to the intrusion of such combustion gas, the size of the gap between the upper end surface of the cylinder liner and the base material of the cylinder block is repeatedly expanded and contracted. Therefore, the base material of the cylinder block is required to have strength and durability that can withstand repeated stresses associated with its expansion and contraction. Therefore, conversely, if the intrusion of combustion gas into the gap between the upper end surface of the cylinder liner and the base material of the cylinder block can be suppressed, it is considered that the life of the cylinder block can be extended and economic design can be achieved.

そこで、この発明の課題は、シリンダライナの上端面とシリンダブロックの母材との間の隙間への燃焼ガスの侵入を抑制することである。 Therefore, an object of the present invention is to suppress the intrusion of combustion gas into the gap between the upper end surface of the cylinder liner and the base material of the cylinder block.

上記の課題を解決するために、この発明は、円筒状を成す鋳鉄製のシリンダライナがアルミニウム素材を含むシリンダ母材に鋳込み固定されたエンジンのシリンダブロックにおいて、前記シリンダライナの上端面に形成されたアルミニウム素材を含む表面層と、前記上端面と前記表面層との間に形成される合金層とを備えたエンジンのシリンダブロックを採用した。 In order to solve the above problems, in the present invention, a cylindrical cast iron cylinder liner is formed on the upper end surface of the cylinder liner in an engine cylinder block in which a cylindrical cast iron cylinder liner is cast and fixed to a cylinder base material containing an aluminum material. An engine cylinder block having a surface layer containing a cast iron material and an alloy layer formed between the upper end surface and the surface layer was adopted.

ここで、前記シリンダライナの上端面に形成された凹部又は凸部からなる屈曲形成部を有し、前記合金層は、前記凹部又は凸部に沿って形成されている構成を採用することができる。 Here, it is possible to adopt a configuration in which the alloy layer has a bent forming portion formed of a concave portion or a convex portion formed on the upper end surface of the cylinder liner, and the alloy layer is formed along the concave portion or the convex portion. ..

また、前記凹部は、フラットな底面と、前記底面の内周側端から前記上端面に立ち上がる内側側面と、前記底面の外周側端から前記上端面に立ち上がる外側側面とを備え、前記シリンダライナの軸心に直交する基準面に対する前記内側側面の裾部から頂部に至る仰角は、前記基準面に対する前記外側側面の裾部から頂部に至る仰角よりも小さく設定されている構成を採用することができる。 Further, the recess includes a flat bottom surface, an inner side surface that rises from the inner peripheral side end of the bottom surface to the upper end surface, and an outer side surface that rises from the outer peripheral side end of the bottom surface to the upper end surface of the cylinder liner. It is possible to adopt a configuration in which the elevation angle from the hem to the top of the inner side surface with respect to the reference plane orthogonal to the axis is set smaller than the elevation angle from the hem to the top of the outer side surface with respect to the reference plane. ..

これらの各態様において、前記シリンダライナの前記上端面と外周面との間の稜線部に、外径側へ向かうにつれて下方へ向かう傾斜角部を備え、前記表面層及び前記合金層は前記屈曲形成部から前記傾斜角部まで連続して形成されている構成を採用することができる。 In each of these embodiments, the ridgeline portion between the upper end surface and the outer peripheral surface of the cylinder liner is provided with an inclined angle portion that decreases downward toward the outer diameter side, and the surface layer and the alloy layer are formed by bending. It is possible to adopt a configuration in which the portion is continuously formed from the portion to the inclined angle portion.

この発明は、シリンダライナの上端面とシリンダブロックの母材との間の隙間への燃焼ガスの侵入を抑制することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to suppress the intrusion of combustion gas into the gap between the upper end surface of the cylinder liner and the base material of the cylinder block.

この発明の実施形態を示し、（ａ）はシリンダブロックの要部拡大図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。An embodiment of the present invention is shown, where (a) is an enlarged view of a main part of a cylinder block, and (b) is an enlarged view of a main part of (a). （ａ）〜（ｇ）は、それぞれ図１の実施形態の変形例を示す要部拡大図である。(A) to (g) are enlarged views of main parts showing modified examples of the embodiment of FIG. 1, respectively. シリンダブロックの斜視図である。It is a perspective view of a cylinder block. エンジンの縦断面図である。It is a vertical sectional view of an engine.

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明のシリンダライナ１０が鋳込み固定されたシリンダブロック１の要部を示している。図２（ａ）〜（ｇ）はそれぞれその変形例である。また、図３はシリンダブロック１の全体像を、図４はシリンダブロック１を用いたエンジンＥの縦断面を示している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main part of a cylinder block 1 in which the cylinder liner 10 of the present invention is cast and fixed. FIGS. 2 (a) to 2 (g) are modified examples thereof. Further, FIG. 3 shows an overall image of the cylinder block 1, and FIG. 4 shows a vertical cross section of the engine E using the cylinder block 1.

シリンダブロック１はアルミニウム合金製であって、ダイカスト等の鋳造法によって製造されている。シリンダブロック１は、その下部にクランクケースが一体に成形されている。 The cylinder block 1 is made of an aluminum alloy and is manufactured by a casting method such as die casting. The cylinder block 1 has a crankcase integrally molded under the cylinder block 1.

図３及び図４に示すように、シリンダブロック１には、円筒状を成す鋳鉄製のシリンダライナ１０が鋳造時の鋳込みにより一体に固定されている。すなわち、アルミニウム素材を含むシリンダブロック１の母材（以下、シリンダ母材Ａと称する）に、鋳鉄製のシリンダライナ１０が鋳込み固定されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, a cylindrical cast iron cylinder liner 10 is integrally fixed to the cylinder block 1 by casting during casting. That is, a cast iron cylinder liner 10 is cast and fixed to a base material of a cylinder block 1 containing an aluminum material (hereinafter, referred to as a cylinder base material A).

シリンダライナ１０の上端面１０ａの位置は、シリンダブロック１の頂面１ａよりもやや下方にある。また、シリンダライナ１０の下端面１０ｄの位置は、クランクケースのやや上方にある。このため、シリンダ母材Ａは、シリンダライナ１０の上端面１０ａ、外周面１０ｂ及び下端面１０ｄの全域を覆うように、各面に密着している。すなわち、シリンダライナ１０の上端面１０ａと外周面１０ｂ、下端面１０ｄは、シリンダ母材Ａに覆われる。 The position of the upper end surface 10a of the cylinder liner 10 is slightly below the top surface 1a of the cylinder block 1. The position of the lower end surface 10d of the cylinder liner 10 is slightly above the crankcase. Therefore, the cylinder base material A is in close contact with each surface so as to cover the entire area of the upper end surface 10a, the outer peripheral surface 10b, and the lower end surface 10d of the cylinder liner 10. That is, the upper end surface 10a, the outer peripheral surface 10b, and the lower end surface 10d of the cylinder liner 10 are covered with the cylinder base material A.

このため、燃焼室２の内壁を構成するシリンダボアの内面は、シリンダブロック１の頂面１ａ近くではシリンダ母材Ａで構成され、その下部では、シリンダライナ１０の内周面１０ｃで構成されている。このシリンダボア内にピストン３が往復動可能に嵌合され、シリンダライナ１０の内周面１０ｃに、ピストン３の外周に設けられたピストンリングが擦接することで、燃焼室２内の気密性が保たれている。なお、ピストンリングが往復動する範囲は、全てシリンダライナ１０によって燃焼室２の内壁が構成されている。 Therefore, the inner surface of the cylinder bore forming the inner wall of the combustion chamber 2 is composed of the cylinder base material A near the top surface 1a of the cylinder block 1, and the inner peripheral surface 10c of the cylinder liner 10 below the top surface 1a. .. The piston 3 is reciprocally fitted in the cylinder bore, and the piston ring provided on the outer circumference of the piston 3 rubs against the inner peripheral surface 10c of the cylinder liner 10 to maintain the airtightness in the combustion chamber 2. It is leaning. The inner wall of the combustion chamber 2 is formed by the cylinder liner 10 in the range in which the piston ring reciprocates.

また、シリンダブロック１の頂面１ａはフラット面で構成されている。エンジンＥは、この頂面１ａ上にガスケットを介してシリンダヘッドが一体に結合されている。また、ピストン３は、コネクティングロッド４を介して、クランクケース内に収容されたクランクシャフト５に連結されている。 Further, the top surface 1a of the cylinder block 1 is formed of a flat surface. In the engine E, the cylinder head is integrally connected on the top surface 1a via a gasket. Further, the piston 3 is connected to the crankshaft 5 housed in the crankcase via the connecting rod 4.

次に、シリンダライナ１０とシリンダブロック１を構成するシリンダ母材Ａとの固定構造について説明する。 Next, a fixed structure of the cylinder liner 10 and the cylinder base material A constituting the cylinder block 1 will be described.

図１に示すように、シリンダライナ１０は、その上端面１０ａに形成された凹部又は凸部からなる屈曲形成部１１を備えている。図１の例では、屈曲形成部１１として凹部を採用している。凹部は、この実施形態のように、シリンダライナ１０の上端面１０ａにおいて、周方向に沿って全周に連続的に設けられていることが望ましい。凹部の形状は、フラットな底面と、底面の内周側端から上端面１０ａに向かって直角に立ち上がる内側側面と、底面の外周側端から上端面１０ａに向かって直角に立ち上がる外側側面とを備えたものとしている。 As shown in FIG. 1, the cylinder liner 10 includes a bending forming portion 11 formed of a concave portion or a convex portion formed on the upper end surface 10a thereof. In the example of FIG. 1, a concave portion is adopted as the bending forming portion 11. It is desirable that the recesses are continuously provided on the upper end surface 10a of the cylinder liner 10 along the circumferential direction as in this embodiment. The shape of the recess includes a flat bottom surface, an inner side surface that rises at a right angle from the inner peripheral side end of the bottom surface toward the upper end surface 10a, and an outer side surface that rises at a right angle from the outer peripheral side end of the bottom surface toward the upper end surface 10a. It is supposed to be.

また、シリンダライナ１０の上端面１０ａと外周面１０ｂとの間の稜線部に、外径側へ向かうにつれて下方へ向かう傾斜角部１３を備えている。図１の例では、傾斜角部１３として、外径側へ向かうにつれて直線状に下方へ向かう傾斜面を採用している。傾斜角部１３は、この実施形態のように、シリンダライナ１０の上端面１０ａにおいて、周方向に沿って全周に連続的に設けられていることが望ましい。 Further, the ridge line portion between the upper end surface 10a and the outer peripheral surface 10b of the cylinder liner 10 is provided with an inclined angle portion 13 that decreases downward toward the outer diameter side. In the example of FIG. 1, as the inclined angle portion 13, an inclined surface that linearly downwards toward the outer diameter side is adopted. It is desirable that the inclined angle portion 13 is continuously provided on the upper end surface 10a of the cylinder liner 10 along the circumferential direction as in this embodiment.

屈曲形成部１１と傾斜角部１３を含む上端面１０ａの表面全域に、アルミニウム素材を含む被膜部１２が形成されている。すなわち、図１の例では、被膜部１２は、屈曲形成部１１よりも内周側（燃焼室２側）、屈曲形成部１１、屈曲形成部１１から傾斜角部１３までの範囲、傾斜角部１３の全域に連続している。 A coating portion 12 containing an aluminum material is formed on the entire surface of the upper end surface 10a including the bending forming portion 11 and the inclined angle portion 13. That is, in the example of FIG. 1, the coating portion 12 has an inner peripheral side (combustion chamber 2 side) of the bending forming portion 11, a bending forming portion 11, a range from the bending forming portion 11 to the inclined angle portion 13, and an inclined angle portion. It is continuous in all 13 areas.

被膜部１２は、アルミニウム粉末をレーザ溶射等の手法によって溶射することで形成される表面層１２ｂと、その溶射によって、溶射したアルミニウム素材がシリンダライナ１０の鋳鉄と溶け込んで形成される合金層１２ａとで構成されている。したがって、シリンダライナ１０と表面層１２ｂとの間に、シリンダライナ１０の素材とアルミニウム素材とが溶け込んだ合金層１２ａが存在することになる。 The coating portion 12 includes a surface layer 12b formed by spraying aluminum powder by a method such as laser spraying, and an alloy layer 12a formed by the sprayed aluminum material melting into the cast iron of the cylinder liner 10. It is composed of. Therefore, between the cylinder liner 10 and the surface layer 12b, there is an alloy layer 12a in which the material of the cylinder liner 10 and the aluminum material are melted.

一般的に、溶射とは、吹き付ける素材を融解あるいは溶融させて、それを母材の表面に噴射することにより行われる。このため、母材はあまり熱せられず、溶射された素材が母材と溶け込むことはなく、両者は機械的な結合となるのが通常である。しかし、この発明では、アルミニウム素材を含む表面層１２ｂを溶射によって形成する際に、同時に、シリンダライナ１０の素材である鉄（鋳鉄）と溶射された素材であるアルミニウムとの合金層１２ａを形成するようにしたので、表面層１２ｂとシリンダライナ１０との密着性を高めることができる。このとき、溶射する素材の溶射時における温度を、シリンダライナ１０の素材である鉄（鋳鉄）の融点以上とすることが望ましい。 In general, thermal spraying is performed by melting or melting the material to be sprayed and spraying it onto the surface of the base material. For this reason, the base metal is not heated so much, the sprayed material does not melt into the base metal, and the two are usually mechanically bonded. However, in the present invention, when the surface layer 12b containing the aluminum material is formed by thermal spraying, at the same time, an alloy layer 12a of iron (cast iron) which is the material of the cylinder liner 10 and aluminum which is the material of thermal spraying is formed. Therefore, the adhesion between the surface layer 12b and the cylinder liner 10 can be improved. At this time, it is desirable that the temperature at the time of thermal spraying of the material to be sprayed is equal to or higher than the melting point of iron (cast iron) which is the material of the cylinder liner 10.

なお、表面層１２ｂは、シリンダライナ１０との間に合金層１２ａが形成されている限りにおいて溶射以外の手法により形成してもよく、例えば、アルミニウム素材を融解させたもの、あるいは、溶融させたもの（溶媒で溶かしたもの）を塗布する手法、あるいは、その他各種のコーティング、メッキ、その他周知の手法を採用できる。ここで、この実施形態のように、表面層１２ｂと合金層１２ａとを同時に形成してもよいが、シリンダライナ１０に合金層１２ａを形成した後に表面層１２ｂを形成してもよい。 The surface layer 12b may be formed by a method other than thermal spraying as long as the alloy layer 12a is formed between the surface layer 12b and the cylinder liner 10. For example, the aluminum material is melted or melted. A method of applying a material (dissolved in a solvent), or various other coatings, platings, and other well-known methods can be adopted. Here, as in this embodiment, the surface layer 12b and the alloy layer 12a may be formed at the same time, but the surface layer 12b may be formed after the alloy layer 12a is formed on the cylinder liner 10.

このような表面層１２ｂと合金層１２ａを形成したシリンダライナ１０を、シリンダブロック１の製造時にシリンダ母材Ａに鋳込み成形（インサート成形）することで、表面層１２ｂとシリンダ母材Ａとの密着性を高めることができる。表面層１２ｂとシリンダ母材Ａとが同じアルミニウム素材であることにより、両者の溶け込みが促進されるからである。また、前述のように、表面層１２ｂとシリンダライナ１０とは、その間に合金層１２ａが介在することで、互いの密着性が高められている。これは、一般に、アルミニウムよりも鋳鉄の方が融点が高いことも、溶け込み促進の要素の一つと考えられる。なお、シリンダライナ１０を構成する鋳鉄素材に、アルミニウム素材を溶射するという点についても、この発明における新規な点の一つである。 By casting (insert molding) the cylinder liner 10 having the surface layer 12b and the alloy layer 12a formed into the cylinder base material A at the time of manufacturing the cylinder block 1, the surface layer 12b and the cylinder base material A are brought into close contact with each other. It can enhance the sex. This is because the surface layer 12b and the cylinder base material A are made of the same aluminum material, which promotes the penetration of both. Further, as described above, the surface layer 12b and the cylinder liner 10 have an alloy layer 12a interposed therebetween, so that the adhesion between the surface layer 12b and the cylinder liner 10 is enhanced. In general, cast iron has a higher melting point than aluminum, which is also considered to be one of the factors for promoting penetration. It should be noted that one of the novel points in the present invention is that the aluminum material is sprayed onto the cast iron material constituting the cylinder liner 10.

以上のように、この発明では、シリンダライナ１０の上端面１０ａに屈曲形成部１１を設けて、その屈曲形成部１１を含む上端面１０ａに、アルミニウム素材を含む表面層１２ｂと合金層１２ａを形成したので、シリンダライナ１０とシリンダ母材Ａとの密着性がより一層高まるので、両者の隙間への燃焼ガスの侵入を抑制することができる。 As described above, in the present invention, the bending forming portion 11 is provided on the upper end surface 10a of the cylinder liner 10, and the surface layer 12b containing the aluminum material and the alloy layer 12a are formed on the upper end surface 10a including the bending forming portion 11. Therefore, the adhesion between the cylinder liner 10 and the cylinder base material A is further enhanced, so that the intrusion of combustion gas into the gap between the two can be suppressed.

この燃焼ガス侵入の抑制効果は、表面層１２ｂとシリンダ母材Ａとの溶け込み度合いの強化と、表面層１２ｂとシリンダライナ１０との間の合金層１２ａの形成と、屈曲形成部１１の設定による、表面層１２ｂと合金層１２ａ、表面層１２ｂとシリンダ母材Ａとの間の隙間の屈曲構造（迷路構造）による相乗効果であると考えられる。隙間が屈曲構造（迷路構造）を有している箇所において、向かい合う部材同士の素材の溶け込みが促進されていることが有効である。さらに、応力が集中しやすい傾斜角部１３において、表面層１２ｂとシリンダ母材Ａとの溶け込み度合いの強化が図られている点も、隙間の拡大防止に寄与している。 The effect of suppressing the intrusion of combustion gas is due to the strengthening of the degree of penetration between the surface layer 12b and the cylinder base material A, the formation of the alloy layer 12a between the surface layer 12b and the cylinder liner 10, and the setting of the bending forming portion 11. , The surface layer 12b and the alloy layer 12a, and the bending structure (maze structure) of the gap between the surface layer 12b and the cylinder base material A are considered to be a synergistic effect. In a place where the gap has a bent structure (maze structure), it is effective that the materials of the facing members are blended into each other. Further, in the inclined angle portion 13 where stress is easily concentrated, the degree of penetration between the surface layer 12b and the cylinder base material A is strengthened, which also contributes to the prevention of expansion of the gap.

上記実施形態の変形例を図２（ａ）〜（ｇ）に示す。 Modifications of the above embodiment are shown in FIGS. 2 (a) to 2 (g).

図２（ａ）の例は、屈曲形成部１１を構成する凹部の形状を、フラットな底面１１ａと、底面１１ａの内周側端から上端面１０ａに向かって傾斜して立ち上がる内側側面１１ｂと、底面１１ａの外周側端から上端面１０ａに向かって傾斜して立ち上がる外側側面１１ｃとを備えたものとしている。内側側面１１ｂは、底面１１ａの内周側端を裾部として上端面１０ａとの接続点である頂部まで立ち上がっている。また、外側側面１１ｃは、底面１１ａの外周側端を裾部として上端面１０ａとの接続点である頂部まで立ち上がっている。 In the example of FIG. 2A, the shape of the concave portion constituting the bending forming portion 11 is formed by a flat bottom surface 11a and an inner side surface 11b rising from the inner peripheral end of the bottom surface 11a toward the upper end surface 10a. It is assumed that the bottom surface 11a is provided with an outer side surface 11c that rises incline from the outer peripheral side end toward the upper end surface 10a. The inner side surface 11b rises up to the top, which is a connection point with the upper end surface 10a, with the inner peripheral side end of the bottom surface 11a as the hem. Further, the outer side surface 11c rises up to the top, which is a connection point with the upper end surface 10a, with the outer peripheral side end of the bottom surface 11a as the hem.

ここで、シリンダライナ１０の軸心に直交する基準面に対する内側側面１１ｂの裾部から頂部に至る仰角αは、その基準面に対する外側側面１１ｃの裾部から頂部に至る仰角βよりも小さく設定されている。すなわち、凹部の形状は、シリンダボアの軸心から遠い方の側面の立ち上がり角度βを、近い方の側面の立ち上がり角度αよりも大きく設定している。このため、表面層１２ｂとシリンダ母材Ａとの間の隙間へのガスの侵入がさらに効果的に抑制できる。これは、燃焼室２側から隙間の奥部に向かうにつれて、隙間の屈曲構造における屈曲角度が大きき（α＜β）なるからである。 Here, the elevation angle α from the hem to the top of the inner side surface 11b with respect to the reference plane orthogonal to the axis of the cylinder liner 10 is set to be smaller than the elevation angle β from the hem to the top of the outer side surface 11c with respect to the reference plane. ing. That is, the shape of the concave portion sets the rising angle β of the side surface far from the axis of the cylinder bore to be larger than the rising angle α of the side surface closer to it. Therefore, the invasion of gas into the gap between the surface layer 12b and the cylinder base material A can be more effectively suppressed. This is because the bending angle in the bending structure of the gap becomes larger (α <β) from the combustion chamber 2 side toward the inner part of the gap.

図２（ｂ）の例は、屈曲形成部１１を、内周側から外周側へ向かって並列する複数凹部で構成したものである。各凹部の底面は凹状に湾曲している。ただし、図２（ｂ）では、屈曲形成部１１を構成する凹部を、傾斜角部１３を除く上端面１０ａ全域に設けているが、燃焼室２に近い内周側は燃焼に伴う熱影響を受けやすい範囲でもあるので、屈曲形成部１１は、図１や図２（ａ）に示すように、シリンダライナ１０の内周面１０ｃからやや離れた位置を内周側の端部とすることが望ましい。 In the example of FIG. 2B, the bending forming portion 11 is composed of a plurality of recesses parallel to each other from the inner peripheral side to the outer peripheral side. The bottom surface of each recess is curved in a concave shape. However, in FIG. 2B, the recesses constituting the bending forming portion 11 are provided in the entire upper end surface 10a excluding the inclined angle portion 13, but the inner peripheral side close to the combustion chamber 2 is affected by heat due to combustion. As shown in FIGS. 1 and 2A, the bending forming portion 11 may have an end portion on the inner peripheral side at a position slightly distant from the inner peripheral surface 10c of the cylinder liner 10 because the bending forming portion 11 is also easily received. desirable.

図２（ｃ）の例は、屈曲形成部１１を、内周側から外周側へ向かって徐々に下方へ傾斜する底面１１ｄを有する凹部で構成したものである。底面１１ｄは凹状に湾曲している。凹部の内周側の端部は、シリンダライナ１０の内周面１０ｃよりもやや外周側に位置し、凹部の外周側の端部は、シリンダライナ１０の外周面１０ｂに至っている。 In the example of FIG. 2C, the bending forming portion 11 is formed by a recess having a bottom surface 11d that gradually inclines downward from the inner peripheral side to the outer peripheral side. The bottom surface 11d is curved in a concave shape. The end on the inner peripheral side of the recess is located slightly on the outer peripheral side of the inner peripheral surface 10c of the cylinder liner 10, and the end on the outer peripheral side of the recess reaches the outer peripheral surface 10b of the cylinder liner 10.

図２（ｄ）の例は、屈曲形成部１１を、同じく凹状に湾曲する底面１１ｄを有する凹部で構成したものである。凹部の内周側の端部は、シリンダライナ１０の内周面１０ｃよりもやや外周側に位置し、凹部の外周側の端部は、シリンダライナ１０の外周面１０ｂよりもやや内周側に位置している。 In the example of FIG. 2D, the bending forming portion 11 is formed by a recess having a bottom surface 11d which is also curved in a concave shape. The end of the concave portion on the inner peripheral side is located slightly on the outer peripheral side of the inner peripheral surface 10c of the cylinder liner 10, and the end of the concave portion on the outer peripheral side is slightly on the inner peripheral side of the outer peripheral surface 10b of the cylinder liner 10. positioned.

図２（ｅ）の例は、屈曲形成部１１を構成する凹部の形状を、フラットな底面１１ｆと、底面１１ｆの内周側端から上端面１０ａに向かって傾斜して立ち上がる内側側面１１ｇとを備えたものとしている。ここで、内側側面１１ｇを、底面１１ｆから直角に立ち上がる形態としてもよい。凹部の内周側の端部は、シリンダライナ１０の内周面１０ｃよりもやや外周側に位置し、凹部の外周側の端部は、シリンダライナ１０の外周面１０ｂに至っている。なお、この例では、凹部の形成範囲を、シリンダライナ１０の厚さ方向中央よりも外周側に限定しているが、凹部の形成範囲は、シリンダライナ１０の厚さ方向中央よりも内周側に入り込んでいてもよい。 In the example of FIG. 2 (e), the shape of the concave portion forming the bending forming portion 11 is formed by forming a flat bottom surface 11f and an inner side surface 11g that rises from the inner peripheral end of the bottom surface 11f toward the upper end surface 10a. It is supposed to be prepared. Here, the inner side surface 11g may be formed to rise at a right angle from the bottom surface 11f. The end on the inner peripheral side of the recess is located slightly on the outer peripheral side of the inner peripheral surface 10c of the cylinder liner 10, and the end on the outer peripheral side of the recess reaches the outer peripheral surface 10b of the cylinder liner 10. In this example, the forming range of the concave portion is limited to the outer peripheral side of the center of the cylinder liner 10 in the thickness direction, but the forming range of the concave portion is the inner peripheral side of the center of the cylinder liner 10 in the thickness direction. You may get in.

図２（ｆ）の例は、図２（ｅ）の凹部の形状を図２（ｃ）の形状に変更したものである。凹状の底面１１ｈを有する凹部の形成範囲は、シリンダライナ１０の厚さ方向中央よりも外周側に限定されている。 In the example of FIG. 2 (f), the shape of the concave portion of FIG. 2 (e) is changed to the shape of FIG. 2 (c). The forming range of the concave portion having the concave bottom surface 11h is limited to the outer peripheral side of the center of the cylinder liner 10 in the thickness direction.

図２（ｇ）の例は、屈曲形成部１１の設定を省略し、シリンダライナ１０の上端面１０ａを凹凸の無いフラット面としたものである。屈曲形成部１１が無い仕様においても、シリンダライナ１０の上端面１０ａに、アルミニウム素材を含む表面層１２ｂと合金層１２ａを形成することにより、シリンダライナ１０とシリンダ母材Ａとの密着性を高める効果が期待できる。 In the example of FIG. 2 (g), the setting of the bending forming portion 11 is omitted, and the upper end surface 10a of the cylinder liner 10 is made into a flat surface without unevenness. Even in the specification without the bending forming portion 11, the adhesion between the cylinder liner 10 and the cylinder base material A is improved by forming the surface layer 12b containing the aluminum material and the alloy layer 12a on the upper end surface 10a of the cylinder liner 10. The effect can be expected.

上記の各実施形態では、屈曲形成部１１を設定する際に、その屈曲形成部１１を上端面１０ａよりも下方へ凹む凹部で構成したが、屈曲形成部１１を上端面１０ａよりも上方へ突出する凸部で構成してもよい。凸部は、上記各例と同じように、シリンダライナ１０の上端面１０ａにおいて、周方向に沿って全周に連続的に設けられていることが望ましい。なお、各実施形態において、必要に応じて傾斜角部１３の設置を省略することが可能である。 In each of the above embodiments, when the bending forming portion 11 is set, the bending forming portion 11 is configured by a recess recessed below the upper end surface 10a, but the bending forming portion 11 protrudes upward from the upper end surface 10a. It may be composed of a convex portion. It is desirable that the convex portion is continuously provided on the upper end surface 10a of the cylinder liner 10 along the circumferential direction, as in each of the above examples. In each embodiment, it is possible to omit the installation of the inclined angle portion 13 as needed.

また、上記の各実施形態では、表面層１２ｂ及び合金層１２ａは、シリンダライナ１０の上端面１０ａの半径方向（ライナ厚さ方向）全域に形成したが、表面層１２ｂ及び合金層１２ａは、シリンダライナ１０の上端面１０ａの一部であってもよい。ただし、屈曲形成部１１を設定する場合、表面層１２ｂ及び合金層１２ａは屈曲形成部１１全体を含む領域に、また、屈曲形成部１１と傾斜角部１３とを設定する場合、表面層１２ｂ及び合金層１２ａは屈曲形成部１１から傾斜角部１３まで連続して形成されていることが望ましい。 Further, in each of the above embodiments, the surface layer 12b and the alloy layer 12a are formed over the entire radial direction (liner thickness direction) of the upper end surface 10a of the cylinder liner 10, but the surface layer 12b and the alloy layer 12a are cylinders. It may be a part of the upper end surface 10a of the liner 10. However, when the bending forming portion 11 is set, the surface layer 12b and the alloy layer 12a are in a region including the entire bending forming portion 11, and when the bending forming portion 11 and the inclined angle portion 13 are set, the surface layer 12b and the alloy layer 12a are set. It is desirable that the alloy layer 12a is continuously formed from the bending forming portion 11 to the inclined angle portion 13.

１シリンダブロック
２燃焼室
１０シリンダライナ
１０ａ上端面
１０ｂ外周面
１１屈曲形成部
１１ａ底面
１１ｂ内側側面
１１ｃ外側側面
１２被膜部
１２ａ合金層
１２ｂ表面層
１３傾斜角部
Ａシリンダ母材
Ｅエンジン 1 Cylinder block 2 Combustion chamber 10 Cylinder liner 10a Upper end surface 10b Outer peripheral surface 11 Bending forming part 11a Bottom surface 11b Inner side surface 11c Outer side surface 12 Coating part 12a Alloy layer 12b Surface layer 13 Inclined angle part A Cylinder base material E Engine

Claims

In an engine cylinder block in which a cylindrical cast iron cylinder liner is cast and fixed to a cylinder base material containing an aluminum material.
A surface layer containing an aluminum material formed on the upper end surface of the cylinder liner, and
An engine cylinder block including an alloy layer formed between the upper end surface and the surface layer.

It has a bending forming portion formed of a concave portion or a convex portion formed on the upper end surface of the cylinder liner.
The engine cylinder block according to claim 1, wherein the alloy layer is formed along the concave portion or the convex portion.

The recess includes a flat bottom surface, an inner side surface that rises from the inner peripheral side end of the bottom surface to the upper end surface, and an outer side surface that rises from the outer peripheral side end of the bottom surface to the upper end surface.
2. The elevation angle from the hem to the top of the inner side surface with respect to the reference plane orthogonal to the axis of the cylinder liner is set smaller than the elevation angle from the hem to the top of the outer side surface with respect to the reference plane. The cylinder block of the engine described in.

The ridge line portion between the upper end surface and the outer peripheral surface of the cylinder liner is provided with an inclined angle portion that decreases downward toward the outer diameter side.
The cylinder block of an engine according to claim 2 or 3, wherein the surface layer and the alloy layer are continuously formed from the bending forming portion to the inclined angle portion.