JP3600341B2 - シリンダライナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼル機関のシリンダライナ、さらに詳細には、応力集中部の疲労限度の向上を図った鋳鉄製シリンダライナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は大形ディーゼル機関の標準的構成を示す従断面図である。燃焼室内で発生したガス圧Ｐをピストン冠８で受けて、その力をピストン棒７及び連接棒を介してクランク軸に伝達する。
シリンダライナ５には燃焼時の圧力と共に熱も作用するため、前記シリンダライナ５に冷却孔１１ａ、１１ｂを穿設すると共に、その外側に水ジャケット４及び６を設けてシリンダライナ５を冷却している。
【０００３】
大形ディーゼル機関のシリンダライナの材料には、機能上潤滑保持能力が高く、且つ高硬度化合物であるステダイトを含み耐摩耗性に優れている鋳鉄を用いるのが一般的であるが、疲労強度の低いことが欠点である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４において、燃焼室内で燃料噴霧が燃焼した場合、シリンダライナ５には内外の温度差による熱応力とガス圧Ｐによる繰返し応力が作用し、シリンダライナ５外周面の冷却孔１１ａ、１１ｂの開口部には応力集中に伴う高い平均応力と繰返し応力が作用し、疲労き裂を発生することがある。
【０００５】
本発明の目的は、シリンダライナに穿設された冷却孔の開口部近傍の内表面に高周波焼入れを施すことによって圧縮残留応力を付与し、疲労限度を大幅に向上させたディーゼル機関用の鋳鉄製シリンダライナを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリンダライナは、ディーゼル機関の鋳鉄製シリンダライナであって、該シリンダライナに穿設された冷却孔の開口部に面取り部を設け局部過熱を防止するとともに、該面取り部とその奥側の、開口部近傍の孔の内表面全周に高周波焼き入れを施すことによって圧縮残留応力を付与し、疲労限度を大幅に向上させたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係るシリンダライナ５の縦断面図で、冷却孔１１ａと１１ｂ並びに該冷却孔の開口部近傍における高周波加熱による焼入硬化層ＨａとＨｂが示されている。なお、冷却孔１１ａの開口部には面取り部１２を設け局部過熱を防止している。
【０００８】
高周波加熱には図２に示すように冷却孔１１内に挿入可能な外径で、先端部に噴射水用の水ジャケット２２を有する中空の多巻コイル２１を使用する。該多巻コイルに高周波電流を流して冷却孔１１の開口部近傍の内表面（孔の内表面全周）を急速に加熱すると共に、中空のコイルを通して水ジャケット２２に送られてきた冷却水Ｗを噴射口２３から冷却孔１１の内表面に噴射して加熱部を急冷する。
【０００９】
この急加熱と急冷却によって、シリンダライナ５に穿設された冷却孔１１の開口部近傍の内表面（孔の内表面全周）は局所的に焼入れされ、焼入硬化層Ｈに圧縮残留応力が付与される。次に高周波焼入れ処理による効果について説明する。
【００１０】
大形ディーゼル機関のシリンダライナには潤滑性や耐摩耗性の観点から鋳鉄を使用するのが一般的であるが、その材質特性上基地内にグラファイトを含むため、これがき裂発生の誘因となり疲労強度が極めて低い。
【００１１】
しかし、図２に示したようにシリンダライナ５の冷却孔１１の開口部近傍の内表面（孔の内表面全周）に高周波焼入れ処理をすると、焼入れされた部分では基地のフェライトとセメンタイトの混合相であるパーライトがマルテンサイトに変化する。マルテンサイトはパーライト（そのうちフェライト）より格子間隔が大きいので体積膨張するため、焼入れした部分には圧縮の残留応力を生じることになる。
【００１２】
図３は前記高周波焼入れ処理の効果を説明するグッドマン線図で、高周波焼入れをしていない場合には応力振幅σａ1のもとで平均応力σｍ1の応力域の点Ｐ1にあったものが、高周波焼入れによる圧縮残留応力（σｍ1＋σｍ2）を与えることによって点Ｐ2の応力域に移動し、鋳鉄材の疲労限度が大幅に向上することが示されている。
【００１３】
【発明の効果】
鋳鉄製のシリンダライナの冷却孔シリンダライナに穿設された冷却孔の開口部に面取り部を設け局部過熱を防止するとともに、該面取り部とその奥側の開口部近傍の孔の内表面全周に高周波焼入れをすることによって応力集中部に圧縮残留応力を発生させ、疲労強度を大幅に向上させることができる。
鋳鉄は本来もろい材料であるが、局所的に焼入れして圧縮残留応力のもとで使用することによって、鋳鉄材を有効に利用できることが特徴である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダライナの縦断面図。
【図２】冷却孔の高周波焼入れ状況の説明図。
【図３】高周波焼入れによる圧縮残留応力の付与で疲労強度が向上することを示す説明図。
【図４】従来からの大形ディーゼル機関の標準的構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
１…主弁、２…シリンダヘッド、３…水ジャケット、４…水ジャケット、５…シリンダライナ、６…水ジャケット、７…ピストン棒、８…ピストン冠、９…燃料噴射弁取付穴、１１、１１ａ、１１ｂ…冷却孔、１２…面取り部、２１…多巻コイル、２２…水ジャケット、２３…噴射口、Ｐ…ガス圧、Ｈ、Ｈａ、Ｈｂ…焼入硬化層、Ｗ…冷却水。
Claims (1)
- ディーゼル機関のシリンダライナであって、該シリンダライナに穿設された冷却孔の開口部に面取り部を設け局部過熱を防止するとともに、該面取り部とその奥側の、開口部近傍の孔の内表面全周に高周波焼き入れを施すことによって圧縮残留応力を付与し、疲労限度を大幅に向上させたことを特徴とするシリンダライナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35259495A JP3600341B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | シリンダライナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35259495A JP3600341B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | シリンダライナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184450A JPH09184450A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3600341B2 true JP3600341B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=18425118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35259495A Expired - Lifetime JP3600341B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | シリンダライナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3600341B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5088912B2 (ja) * | 2001-01-16 | 2012-12-05 | 高周波熱錬株式会社 | 高周波表面焼入れによる球状黒鉛鋳鉄の疲労強度の強化方法と疲労強度に優れた球状黒鉛鋳鉄 |
| KR100906827B1 (ko) * | 2009-03-03 | 2009-07-09 | 라경배 | 피스톤펌프 및 피스톤모터용 실린더블록의 냉각용 지그 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP35259495A patent/JP3600341B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09184450A (ja) | 1997-07-15 |
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