JPH05214482A - 内燃機関のシリンダライナ - Google Patents
内燃機関のシリンダライナInfo
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- JPH05214482A JPH05214482A JP4218426A JP21842692A JPH05214482A JP H05214482 A JPH05214482 A JP H05214482A JP 4218426 A JP4218426 A JP 4218426A JP 21842692 A JP21842692 A JP 21842692A JP H05214482 A JPH05214482 A JP H05214482A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
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- F02F1/04—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for air cooling
- F02F1/06—Shape or arrangement of cooling fins; Finned cylinders
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
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- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/04—Phosphor
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリンダライナ表面におけるピストンリング
の走行特性および摩耗強度が層状グラファイトを持つ鋳
鉄により得られる走行特性および摩耗強度に比べて低下
することなしに、一般に利用されるねずみ鋳鉄よりも高
い引張り強度および延性を有するような鋳造工程でコス
ト的に有利に製造できる内燃機関特に大形ディーゼルエ
ンジンのシリンダライナを提供する。 【構成】 ホウ素が0.０１〜００３重量％および／又は
リンが0.２〜0.４重量％添加され、必要な場合にはバナ
ジウムが0.１〜0.３重量％添加された球状グラファイト
を持つパーライト鋳鉄から成り、鋳鉄の組織が球状グラ
ファイトのほかに明白に制限された網状に一様に分布さ
れ３〜８％の面積を占めるセメンタイト／ステッダイト
部分を有している。
の走行特性および摩耗強度が層状グラファイトを持つ鋳
鉄により得られる走行特性および摩耗強度に比べて低下
することなしに、一般に利用されるねずみ鋳鉄よりも高
い引張り強度および延性を有するような鋳造工程でコス
ト的に有利に製造できる内燃機関特に大形ディーゼルエ
ンジンのシリンダライナを提供する。 【構成】 ホウ素が0.０１〜００３重量％および／又は
リンが0.２〜0.４重量％添加され、必要な場合にはバナ
ジウムが0.１〜0.３重量％添加された球状グラファイト
を持つパーライト鋳鉄から成り、鋳鉄の組織が球状グラ
ファイトのほかに明白に制限された網状に一様に分布さ
れ３〜８％の面積を占めるセメンタイト／ステッダイト
部分を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関特に大形ディー
ゼルエンジンのシリンダライナに関する。
ゼルエンジンのシリンダライナに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関特に大形ディーゼルエンジンを
ますます高い比出力に開発するには、シリンダライナも
高負荷容量にする必要がある。内燃機関の運転中におい
てシリンダライナは特にその上部範囲、点火および爆発
範囲が、高圧および高温によって大きな摩耗と破損の危
険性に曝される。
ますます高い比出力に開発するには、シリンダライナも
高負荷容量にする必要がある。内燃機関の運転中におい
てシリンダライナは特にその上部範囲、点火および爆発
範囲が、高圧および高温によって大きな摩耗と破損の危
険性に曝される。
【０００３】内燃機関のシリンダライナは鋳造によって
成形される。このシリンダライナは一般に層状グラファ
イトを持つ鋳鉄から成っている。例えばシリンダライナ
に対する代表的なねずみ鋳鉄合金はドイツ連邦共和国特
許出願公告第２１４６１５３号公報に記載されている。
ねずみ鋳鉄は鋳造性が良く、価格的に安価であるという
特長を有する。その機械的および物理的な特性は特に明
らかに組織の形成に左右される。その組織は層状グラフ
ァイトを持った金属母材から成っている。この層状グラ
ファイトは細かくなればなる程および短くなればなる
程、組織の結合の妨げを僅かにする。グラファイトの形
成は公知のようなモディフィケーションによって改良さ
れる。それによる種晶の設置（接種）および又は増大し
た冷却速度によって、細かな縞状パーライトを持つ高級
鋳鉄における微細な層が得られる。リンおよび／又はホ
ウ素と化合されたこのねずみ鋳鉄から成るシリンダライ
ナはその表面が、その有利な異質の組織形成と、リンお
よび／又はホウ素の添加により生じさせられる非常に硬
いステッダイト／セメンタイトの網状配列（これは表面
に潤滑膜を形成する）とによって、非常に良好な滑り特
性を有するので、シリンダライナ内においてピストンの
ピストンリングは良好に走行できる。
成形される。このシリンダライナは一般に層状グラファ
イトを持つ鋳鉄から成っている。例えばシリンダライナ
に対する代表的なねずみ鋳鉄合金はドイツ連邦共和国特
許出願公告第２１４６１５３号公報に記載されている。
ねずみ鋳鉄は鋳造性が良く、価格的に安価であるという
特長を有する。その機械的および物理的な特性は特に明
らかに組織の形成に左右される。その組織は層状グラフ
ァイトを持った金属母材から成っている。この層状グラ
ファイトは細かくなればなる程および短くなればなる
程、組織の結合の妨げを僅かにする。グラファイトの形
成は公知のようなモディフィケーションによって改良さ
れる。それによる種晶の設置（接種）および又は増大し
た冷却速度によって、細かな縞状パーライトを持つ高級
鋳鉄における微細な層が得られる。リンおよび／又はホ
ウ素と化合されたこのねずみ鋳鉄から成るシリンダライ
ナはその表面が、その有利な異質の組織形成と、リンお
よび／又はホウ素の添加により生じさせられる非常に硬
いステッダイト／セメンタイトの網状配列（これは表面
に潤滑膜を形成する）とによって、非常に良好な滑り特
性を有するので、シリンダライナ内においてピストンの
ピストンリングは良好に走行できる。
【０００４】しかし出力を増大した内燃機関の場合、基
礎合金として層状グラファイトを持つ鋳鉄から成るシリ
ンダライナの限界荷重は既に超過されている。従ってド
イツ連邦共和国特許出願公開第４１０９３０８号明細書
に特殊な構造が提案されている。この場合、バックアッ
プリングの機能を有する比較的かさ張った鋼製リングが
その内側表面に普通のねずみ鋳鉄層を備えており、これ
によって、層状グラファイトを持つ鋳鉄により得られる
走行特性に比べてシリンダ表面におけるピストンリング
の走行特性が低下されることなしに、シリンダライナの
破壊強度を増大するという課題を達成している。しかし
このシリンダライナは高価であり、製造に労力がかかる
という欠点がある。
礎合金として層状グラファイトを持つ鋳鉄から成るシリ
ンダライナの限界荷重は既に超過されている。従ってド
イツ連邦共和国特許出願公開第４１０９３０８号明細書
に特殊な構造が提案されている。この場合、バックアッ
プリングの機能を有する比較的かさ張った鋼製リングが
その内側表面に普通のねずみ鋳鉄層を備えており、これ
によって、層状グラファイトを持つ鋳鉄により得られる
走行特性に比べてシリンダ表面におけるピストンリング
の走行特性が低下されることなしに、シリンダライナの
破壊強度を増大するという課題を達成している。しかし
このシリンダライナは高価であり、製造に労力がかかる
という欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、シリ
ンダライナ表面におけるピストンリングの走行特性およ
び摩耗強度が層状グラファイトを持つ鋳鉄により得られ
る走行特性および摩耗強度に比べて低下することなし
に、一般に利用されるねずみ鋳鉄よりも高い引張り強度
および延性を有するような鋳造工程でコスト的に有利に
製造できる内燃機関のシリンダライナを提供することに
ある。
ンダライナ表面におけるピストンリングの走行特性およ
び摩耗強度が層状グラファイトを持つ鋳鉄により得られ
る走行特性および摩耗強度に比べて低下することなし
に、一般に利用されるねずみ鋳鉄よりも高い引張り強度
および延性を有するような鋳造工程でコスト的に有利に
製造できる内燃機関のシリンダライナを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、シリンダライナが球状グラファイトを持つパーライ
ト鋳鉄で鋳造され、その組織が、層状グラファイトを持
つ鋳鉄から成り今日において一般的な相応した合金ライ
ナと同様に、明白に制限された網状に一様に分布され３
〜８％の面積を占めるセメンタイト／ステッダイト部分
を有していることによって解決される。
は、シリンダライナが球状グラファイトを持つパーライ
ト鋳鉄で鋳造され、その組織が、層状グラファイトを持
つ鋳鉄から成り今日において一般的な相応した合金ライ
ナと同様に、明白に制限された網状に一様に分布され３
〜８％の面積を占めるセメンタイト／ステッダイト部分
を有していることによって解決される。
【０００７】
【実施例】組織の特殊な特性は添加された合金成分によ
って得られた。即ち球状グラファイトの形成は公知のよ
うにＭｇあるいはＭｇ＋Ｃｅの添加によって実現した。
グラファイト部分を使っての凝固した溶解物におけるセ
メンタイト／ステッダイトの分離の促進、明白に制限さ
れた網状の立体的な配列およびその面積の按分量は、
３．２〜３．９重量％の炭素、２．１〜２．７重量％の
ケイ素、０．１〜０．４重量％のマンガン、０．０１以
下重量％の硫黄、０．０２５〜０．０６重量％のマグネ
シウム、０．５〜１．５重量％の銅、残り鉄の組成から
成る基礎合金としての球状グラファイトを持つパーライ
ト鋳鉄に、少量のホウ素および又はリンの添加、必要な
場合にはバナジウムの添加によって達成され、詳しく
は、ホウ素０．０１〜０．０３重量％、リン０．２〜
０．４重量％、バナジウム０．１〜０．３重量％の添加
によって達成される。
って得られた。即ち球状グラファイトの形成は公知のよ
うにＭｇあるいはＭｇ＋Ｃｅの添加によって実現した。
グラファイト部分を使っての凝固した溶解物におけるセ
メンタイト／ステッダイトの分離の促進、明白に制限さ
れた網状の立体的な配列およびその面積の按分量は、
３．２〜３．９重量％の炭素、２．１〜２．７重量％の
ケイ素、０．１〜０．４重量％のマンガン、０．０１以
下重量％の硫黄、０．０２５〜０．０６重量％のマグネ
シウム、０．５〜１．５重量％の銅、残り鉄の組成から
成る基礎合金としての球状グラファイトを持つパーライ
ト鋳鉄に、少量のホウ素および又はリンの添加、必要な
場合にはバナジウムの添加によって達成され、詳しく
は、ホウ素０．０１〜０．０３重量％、リン０．２〜
０．４重量％、バナジウム０．１〜０．３重量％の添加
によって達成される。
【０００８】グラファイトの球状化によってシリンダラ
イナの組織の引張り強度および衝撃容量は高められる。
イナの組織の引張り強度および衝撃容量は高められる。
【０００９】組織において明白に制限されたセメンタイ
ト／ステッダイト部分の特別な立体的配列によって、シ
リンダライナの表面は、層状グラファイトを持つ相応し
た合金鋳鉄の場合のように、顕微鏡的に細かい網状の起
伏を有し、この起伏は潤滑膜に対して良好な粘着性を保
証する。従ってシリンダライナ表面におけるピストンリ
ングの良好な走行特性が保証される。
ト／ステッダイト部分の特別な立体的配列によって、シ
リンダライナの表面は、層状グラファイトを持つ相応し
た合金鋳鉄の場合のように、顕微鏡的に細かい網状の起
伏を有し、この起伏は潤滑膜に対して良好な粘着性を保
証する。従ってシリンダライナ表面におけるピストンリ
ングの良好な走行特性が保証される。
【００１０】ホウ素、リン、バナジウムの含有量は上述
の限度内において、鋳物部品に対して所望の特性が得ら
れ、特別な需要に応じて特殊な特性が最良にされるよう
に決められる。例えばリンは摩耗強度を高めるが確かに
もろくもする。しかし３つの合金成分即ちホウ素、リン
あるいはバナジウムによってセメンタイト／ステッダイ
ト部分の良好な網状の分布が提供される。ホウ素は組織
の摩耗強度を最も助長するが、もっともリンのようにセ
メンタイト／ステッダイト部分の良好な網状分布を提供
せず、バナジウムは引張り強度および摩耗強度に対して
助成作用をするが、セメンタイト／ステッダイト部分の
網状分布に対しては全く作用せず、従ってホウ素および
／又はリンなしでは補助的な合金成分としてほとんど役
立たない。
の限度内において、鋳物部品に対して所望の特性が得ら
れ、特別な需要に応じて特殊な特性が最良にされるよう
に決められる。例えばリンは摩耗強度を高めるが確かに
もろくもする。しかし３つの合金成分即ちホウ素、リン
あるいはバナジウムによってセメンタイト／ステッダイ
ト部分の良好な網状の分布が提供される。ホウ素は組織
の摩耗強度を最も助長するが、もっともリンのようにセ
メンタイト／ステッダイト部分の良好な網状分布を提供
せず、バナジウムは引張り強度および摩耗強度に対して
助成作用をするが、セメンタイト／ステッダイト部分の
網状分布に対しては全く作用せず、従ってホウ素および
／又はリンなしでは補助的な合金成分としてほとんど役
立たない。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば比較的良好な鋳造工程で
製造されるシリンダライナが得られる。このシリンダラ
イナは、引張り強度および摩耗強度に関して課せられた
課題を満足するだけでなく、同時に十分な潤滑作用を得
るために必要な表面特性を有する。
製造されるシリンダライナが得られる。このシリンダラ
イナは、引張り強度および摩耗強度に関して課せられた
課題を満足するだけでなく、同時に十分な潤滑作用を得
るために必要な表面特性を有する。
Claims (2)
- 【請求項１】 ３．２〜３．９重量％の炭素、２．１〜
２．７重量％のケイ素、０．１〜０．４重量％のマンガ
ン、０．０１以下重量％の硫黄、０．０２５〜０．０６
重量％のマグネシウム、０．５〜１．５重量％の銅、残
り鉄の組成から成る基礎合金に、合金成分として、ホウ
素０．０１〜０．０３重量％、リン０．２〜０．４重量
％が添加された球状グラファイトを持つパーライト鋳鉄
から成り、鋳鉄の組織が球状グラファイトのほかに明白
に制限された網状に一様に分布され３〜８％の面積を占
めるセメンタイト／ステッダイト部分を有していること
を特徴とする内燃機関特に大形デーゼルエンジンのシリ
ンダライナ。 - 【請求項２】 鋳鉄の組織が合金成分として０１〜０３
重量％のバナジウムの添加物を含んでいることを特徴と
する請求項１記載の内燃機関のシリンダライナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4124996 | 1991-07-27 | ||
| DE4124996.8 | 1991-07-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214482A true JPH05214482A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2962621B2 JP2962621B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=6437188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4218426A Expired - Lifetime JP2962621B2 (ja) | 1991-07-27 | 1992-07-24 | 内燃機関のシリンダライナ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0525540B1 (ja) |
| JP (1) | JP2962621B2 (ja) |
| DE (1) | DE59201079D1 (ja) |
| FI (1) | FI101816B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017155331A1 (ko) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 삼영기계(주) | 내마모성이 향상된 합금주철, 및 이를 포함하는 피스톤 링 |
| JP2019512605A (ja) * | 2016-03-15 | 2019-05-16 | テネコ・インコーポレイテッドＴｅｎｎｅｃｏ Ｉｎｃ． | シリンダライナのための高強度鋳鉄 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR9204244A (pt) * | 1992-10-26 | 1994-05-03 | Cofap | Ferro fundido cinzento |
| DE4438073A1 (de) * | 1994-10-25 | 1996-05-02 | Man B & W Diesel Ag | Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine |
| JP3779370B2 (ja) * | 1996-02-28 | 2006-05-24 | 株式会社リケン | 鋳鉄及びピストンリング |
| EP0872567A1 (de) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | Wärtsilä NSD Schweiz AG | Gusseisen und daraus hergestellte Zylinderlaufbuchse |
| DE10129382A1 (de) * | 2001-06-20 | 2003-01-02 | Fischer Georg Fahrzeugtech | Sphärogusslegierung |
| DE102004056331A1 (de) | 2004-11-22 | 2006-05-24 | Georg Fischer Fahrzeugtechnik Ag | Sphärogusslegierung und Verfahren zur Herstellung von Gussteilen aus der Sphärogusslegierung |
| DE102007041519A1 (de) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Mahle International Gmbh | Zylinderlaufbuchse und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| EP2392812A1 (de) | 2010-06-01 | 2011-12-07 | Wärtsilä Schweiz AG | Verschleissarme Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| US9850846B1 (en) | 2014-01-28 | 2017-12-26 | ZYNP International Corp. | Cylinder liner and method of forming the same |
| KR101790051B1 (ko) | 2016-03-09 | 2017-10-30 | 삼영기계(주) | 피스톤 링 제조용 구상화 흑연 주철합금 |
Citations (2)
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| JPS5713143A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | Riken Corp | Tough spheroidal graphite cast iron with superior wear resistance |
| JPH0313298A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-22 | Tohoku Rubber Kk | 粉体成形用ゴム型 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2146153C3 (de) * | 1971-09-15 | 1974-05-30 | Ramsey Corp., Manchester, Mo. (V.St.A.) | Zylinderlaufbuchse für einen Verbrennungsmotor |
-
1992
- 1992-07-09 FI FI923174A patent/FI101816B1/fi not_active IP Right Cessation
- 1992-07-17 EP EP92112215A patent/EP0525540B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-17 DE DE59201079T patent/DE59201079D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-24 JP JP4218426A patent/JP2962621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| JP2019512605A (ja) * | 2016-03-15 | 2019-05-16 | テネコ・インコーポレイテッドＴｅｎｎｅｃｏ Ｉｎｃ． | シリンダライナのための高強度鋳鉄 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0525540B1 (de) | 1994-12-28 |
| DE59201079D1 (de) | 1995-02-09 |
| FI923174A0 (fi) | 1992-07-09 |
| FI101816B (fi) | 1998-08-31 |
| EP0525540A1 (de) | 1993-02-03 |
| JP2962621B2 (ja) | 1999-10-12 |
| FI923174A (fi) | 1993-01-28 |
| FI101816B1 (fi) | 1998-08-31 |
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