JPH0586964A - シリンダの冷却構造 - Google Patents
シリンダの冷却構造Info
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- JPH0586964A JPH0586964A JP27458591A JP27458591A JPH0586964A JP H0586964 A JPH0586964 A JP H0586964A JP 27458591 A JP27458591 A JP 27458591A JP 27458591 A JP27458591 A JP 27458591A JP H0586964 A JPH0586964 A JP H0586964A
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- peripheral surface
- layer
- cylinder
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/16—Cylinder liners of wet type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリンダライナ材にアルミニウム合金を使用
し、冷却効率の向上、軽量化、量産性を向上させる。 【構成】 シリンダライナ１の外周面３に複数個の環状
溝と縦方向溝を形成し、この溝とシリンダブロック１６
のボア部内周面１７との間で冷却液通路１８を構成す
る。そしてシリンダライナ１を過共晶アルミニウム−シ
リコン合金あるいは分散強化合金で形成する。また、Ｊ
ＩＳＨ４０８０やＪＩＳＨ５２０２のアルミニウム合金
を使用する場合は、内周面にポーラスクロムめっき層、
複合めっき層、溶射層、およびシリカード層のいずれか
一つの表面処理層あるいはそれらの複合表面処理層を形
成する。過共晶アルミニウム−シリコン合金あるいは分
散強化合金の場合も上記耐摩耗性表面処理層を形成する
ようにしてもよい。
し、冷却効率の向上、軽量化、量産性を向上させる。 【構成】 シリンダライナ１の外周面３に複数個の環状
溝と縦方向溝を形成し、この溝とシリンダブロック１６
のボア部内周面１７との間で冷却液通路１８を構成す
る。そしてシリンダライナ１を過共晶アルミニウム−シ
リコン合金あるいは分散強化合金で形成する。また、Ｊ
ＩＳＨ４０８０やＪＩＳＨ５２０２のアルミニウム合金
を使用する場合は、内周面にポーラスクロムめっき層、
複合めっき層、溶射層、およびシリカード層のいずれか
一つの表面処理層あるいはそれらの複合表面処理層を形
成する。過共晶アルミニウム−シリコン合金あるいは分
散強化合金の場合も上記耐摩耗性表面処理層を形成する
ようにしてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用のシリンダの
冷却構造に関する。
冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリンダライナ材として、ア
ルミニウム合金を使用し、それをピストンリングと直摺
動するようにしている例は少ない。その理由は、硬度特
に高温における硬度が低いことと、耐摩耗性がないこと
による。
ルミニウム合金を使用し、それをピストンリングと直摺
動するようにしている例は少ない。その理由は、硬度特
に高温における硬度が低いことと、耐摩耗性がないこと
による。
【０００３】しかし、極めて小馬力の汎用エンジンで
は、ポーラスクロムめっき等の耐摩耗処理を施した上
で、アルミニウム合金製シリンダライナが用いられてい
る例があるが、総運転時間が２００時間位の使い捨てエ
ンジンであるに過ぎない。
は、ポーラスクロムめっき等の耐摩耗処理を施した上
で、アルミニウム合金製シリンダライナが用いられてい
る例があるが、総運転時間が２００時間位の使い捨てエ
ンジンであるに過ぎない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、アルミ
ニウム合金は１５０℃付近の高温から急激に硬度が低下
するので、耐熱耐摩耗材料として信頼性を有する状態で
使用することができない。
ニウム合金は１５０℃付近の高温から急激に硬度が低下
するので、耐熱耐摩耗材料として信頼性を有する状態で
使用することができない。
【０００５】本発明の目的は、シリンダライナ材として
アルミニウム合金を使用し、冷却効率の向上と軽量化を
図ることにある。
アルミニウム合金を使用し、冷却効率の向上と軽量化を
図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、シリン
ダライナの外周面とこのシリンダライナが挿入されるシ
リンダブロックのボア部内周面のいずれか一方または双
方に設けた冷却液通路用の溝で冷却液通路を形成し、前
記シリンダライナが、焼入れ焼戻し処理が可能であり且
つ硬質微粒子を分散させた組織を有するアルミニウム合
金からなることを特徴とする。
ダライナの外周面とこのシリンダライナが挿入されるシ
リンダブロックのボア部内周面のいずれか一方または双
方に設けた冷却液通路用の溝で冷却液通路を形成し、前
記シリンダライナが、焼入れ焼戻し処理が可能であり且
つ硬質微粒子を分散させた組織を有するアルミニウム合
金からなることを特徴とする。
【０００７】上記アルミニウム合金としては、過共晶ア
ルミニウム−シリコン合金や分散強化合金を使用するの
がよい。
ルミニウム−シリコン合金や分散強化合金を使用するの
がよい。
【０００８】また、本発明のシリンダの冷却構造は次の
構成でもよい。即ち、シリンダライナの外周面とこのシ
リンダライナが挿入されるシリンダブロックのボア部内
周面のいずれか一方または双方に設けた冷却液通路用の
溝で冷却液通路を形成し、前記シリンダライナが、焼入
れ焼戻し処理が可能であるアルミニウム合金からなり、
且つ内周面に耐摩耗性表面処理層が形成されていること
を特徴とする。
構成でもよい。即ち、シリンダライナの外周面とこのシ
リンダライナが挿入されるシリンダブロックのボア部内
周面のいずれか一方または双方に設けた冷却液通路用の
溝で冷却液通路を形成し、前記シリンダライナが、焼入
れ焼戻し処理が可能であるアルミニウム合金からなり、
且つ内周面に耐摩耗性表面処理層が形成されていること
を特徴とする。
【０００９】上記内周面の耐摩耗性表面処理層として
は、ポーラスクロムめっき層、複合めっき層、溶射層、
およびシリカード層の群より選ばれたいずれか一つの表
面処理層あるいはそれらの複合表面処理層を形成するの
がよい。
は、ポーラスクロムめっき層、複合めっき層、溶射層、
およびシリカード層の群より選ばれたいずれか一つの表
面処理層あるいはそれらの複合表面処理層を形成するの
がよい。
【００１０】
【作用】シリンダライナをアルミニウム合金製とし、且
つシリンダライナの外周面とこのシリンダライナが挿入
されるシリンダブロックのボア部内周面のいずれか一方
または双方に設けた冷却液通路用の溝で冷却液通路を形
成し、この通路に冷却液を高速で流してシリンダライナ
の冷却を行うグルーブクーリング方式のエンジンによれ
ば、シリンダライナの壁温を１５０℃以下に保つことが
できる。
つシリンダライナの外周面とこのシリンダライナが挿入
されるシリンダブロックのボア部内周面のいずれか一方
または双方に設けた冷却液通路用の溝で冷却液通路を形
成し、この通路に冷却液を高速で流してシリンダライナ
の冷却を行うグルーブクーリング方式のエンジンによれ
ば、シリンダライナの壁温を１５０℃以下に保つことが
できる。
【００１１】そして、焼入れ焼戻し処理が可能であり且
つ硬質微粒子を分散させた組織を有するアルミニウム合
金、例えば過共晶アルミニウム−シリコン合金や分散強
化合金を使用すれば、ピストンリングと直摺動可能であ
り、直摺動が無理なアルミニウム合金の場合は、耐摩耗
性表面処理層を内周面に形成することにより、耐摩耗性
が付与される。なお、上記の焼入れ焼戻し処理が可能で
あり且つ硬質微粒子を分散させた組織を有するアルミニ
ウム合金の場合においても、内周面に耐摩耗性表面処理
層を形成するようにしてもよいことは勿論である。
つ硬質微粒子を分散させた組織を有するアルミニウム合
金、例えば過共晶アルミニウム−シリコン合金や分散強
化合金を使用すれば、ピストンリングと直摺動可能であ
り、直摺動が無理なアルミニウム合金の場合は、耐摩耗
性表面処理層を内周面に形成することにより、耐摩耗性
が付与される。なお、上記の焼入れ焼戻し処理が可能で
あり且つ硬質微粒子を分散させた組織を有するアルミニ
ウム合金の場合においても、内周面に耐摩耗性表面処理
層を形成するようにしてもよいことは勿論である。
【００１２】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、シリンダライナ１は上端に鍔部２
を備え、この鍔部２の下方のライナ外周面３に、軸方向
に間隔をおいて１８個の環状溝４を形成する。そして、
これらの環状溝４は３つの環状溝群に分けられる。
する。図２において、シリンダライナ１は上端に鍔部２
を備え、この鍔部２の下方のライナ外周面３に、軸方向
に間隔をおいて１８個の環状溝４を形成する。そして、
これらの環状溝４は３つの環状溝群に分けられる。
【００１３】この３つの環状溝群は、ライナ上端側の第
１番目の環状溝４から第３番目の環状溝４までの第１環
状溝群４Ａ、第４番目の環状溝４から第９番目の環状溝
４までの第２環状溝群４Ｂ、第１０番目の環状溝４から
最後の第１８番目の環状溝４までの第３環状溝群４Ｃか
らなる。
１番目の環状溝４から第３番目の環状溝４までの第１環
状溝群４Ａ、第４番目の環状溝４から第９番目の環状溝
４までの第２環状溝群４Ｂ、第１０番目の環状溝４から
最後の第１８番目の環状溝４までの第３環状溝群４Ｃか
らなる。
【００１４】そして第１環状溝群４Ａには、ライナ周方
向の１８０度離れた２つの位置に、環状溝４同士を連通
させる２本の縦方向溝５，６が形成され、一方の縦方向
溝５が冷却液の入口をなし、他方の縦方向溝６が冷却液
の出口をなす。
向の１８０度離れた２つの位置に、環状溝４同士を連通
させる２本の縦方向溝５，６が形成され、一方の縦方向
溝５が冷却液の入口をなし、他方の縦方向溝６が冷却液
の出口をなす。
【００１５】同様に、第２環状溝群４Ｂにも、第１環状
溝群４Ａの縦方向溝５，６と周方向において同一の２つ
の位置に、環状溝４同士を連通させる２本の縦方向溝
７，８が形成され、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口側
に位置する縦方向溝７が冷却液の入口をなし、他方の縦
方向溝８が冷却液の出口をなす。
溝群４Ａの縦方向溝５，６と周方向において同一の２つ
の位置に、環状溝４同士を連通させる２本の縦方向溝
７，８が形成され、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口側
に位置する縦方向溝７が冷却液の入口をなし、他方の縦
方向溝８が冷却液の出口をなす。
【００１６】また、第３環状溝群４Ｃにも、同様に、第
２環状溝群４Ｂの縦方向溝７，８と周方向において同一
の２つの位置に、環状溝４同士を連通させる２本の縦方
向溝９，１０が形成され、第２環状溝群４Ｂの冷却液の
出口側に位置する縦方向溝９が冷却液の入口をなし、他
方の縦方向溝１０が冷却液の出口をなす。
２環状溝群４Ｂの縦方向溝７，８と周方向において同一
の２つの位置に、環状溝４同士を連通させる２本の縦方
向溝９，１０が形成され、第２環状溝群４Ｂの冷却液の
出口側に位置する縦方向溝９が冷却液の入口をなし、他
方の縦方向溝１０が冷却液の出口をなす。
【００１７】そして、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口
をなす縦方向溝６と、第２環状溝群４Ｂの冷却液の入口
をなす縦方向溝７とは、これらの縦方向溝６，７と周方
向において同一の位置に設けられた縦方向溝１１で直列
に連通されている。
をなす縦方向溝６と、第２環状溝群４Ｂの冷却液の入口
をなす縦方向溝７とは、これらの縦方向溝６，７と周方
向において同一の位置に設けられた縦方向溝１１で直列
に連通されている。
【００１８】また、同様に、第２環状溝群４Ｂの冷却液
の出口をなす縦方向溝８と、第３環状溝群４Ｃの冷却液
の入口をなす縦方向溝９とは、これらの縦方向溝８，９
と周方向において同一の位置に設けられた縦方向溝１２
で直列に連通されている。
の出口をなす縦方向溝８と、第３環状溝群４Ｃの冷却液
の入口をなす縦方向溝９とは、これらの縦方向溝８，９
と周方向において同一の位置に設けられた縦方向溝１２
で直列に連通されている。
【００１９】ライナ外周面３の下部には排出溝が形成さ
れている。即ち、ライナ１の外周面３において、第３環
状溝群４Ｃの出口をなす縦方向溝１０の下端に接続しそ
の延長線上に配置する縦方向溝１３と、これの下端に接
続する環状溝１４と、これに上端が接続しライナ１の下
端まで延びる縦方向溝１５とからなる。そしてライナ下
端まで延びる縦方向溝１５は２個設けられ、周方向にお
いて互いに１８０度離れた位置に配置している。
れている。即ち、ライナ１の外周面３において、第３環
状溝群４Ｃの出口をなす縦方向溝１０の下端に接続しそ
の延長線上に配置する縦方向溝１３と、これの下端に接
続する環状溝１４と、これに上端が接続しライナ１の下
端まで延びる縦方向溝１５とからなる。そしてライナ下
端まで延びる縦方向溝１５は２個設けられ、周方向にお
いて互いに１８０度離れた位置に配置している。
【００２０】なお、これらの排出溝１３，１４，１５
は、冷却液として冷却油を使用し、それをオイルパンに
排出するために形成したものであり、例えば冷却液とし
て冷却水を使用する場合には、シリンダブロックに設け
た排出路に冷却水が流出するように構成する。勿論、冷
却油の場合もシリンダブロックの排出路に流出させるよ
うに構成してもよい。
は、冷却液として冷却油を使用し、それをオイルパンに
排出するために形成したものであり、例えば冷却液とし
て冷却水を使用する場合には、シリンダブロックに設け
た排出路に冷却水が流出するように構成する。勿論、冷
却油の場合もシリンダブロックの排出路に流出させるよ
うに構成してもよい。
【００２１】図１に示されるように、上記シリンダライ
ナ１がシリンダブロック１６のボア部に嵌装され、シリ
ンダブロック１６のボア部内周面１７と前記溝４〜１５
とで画定される空間が冷却液通路１８をなす。
ナ１がシリンダブロック１６のボア部に嵌装され、シリ
ンダブロック１６のボア部内周面１７と前記溝４〜１５
とで画定される空間が冷却液通路１８をなす。
【００２２】以下に冷却油の流れを説明すると、シリン
ダブロック１６に設けられた冷却液供給路１９を通っ
て、シリンダライナ１の第１環状溝群４Ａの入口をなす
縦方向溝５に流入した冷却油は、第１環状溝群４Ａの環
状溝４を１８０度反対側の方へ流れていき、第１環状溝
群４Ａの出口をなす縦方向溝６から第２環状溝群４Ｂの
入口をなす縦方向溝７へ流入する。
ダブロック１６に設けられた冷却液供給路１９を通っ
て、シリンダライナ１の第１環状溝群４Ａの入口をなす
縦方向溝５に流入した冷却油は、第１環状溝群４Ａの環
状溝４を１８０度反対側の方へ流れていき、第１環状溝
群４Ａの出口をなす縦方向溝６から第２環状溝群４Ｂの
入口をなす縦方向溝７へ流入する。
【００２３】そして、第２環状溝群４Ｂの環状溝４を１
８０度反対側の方へ流れていき、第２環状溝群４Ｂの出
口をなす縦方向溝８から第３環状溝群４Ｃの入口をなす
縦方向溝９へ流入する。
８０度反対側の方へ流れていき、第２環状溝群４Ｂの出
口をなす縦方向溝８から第３環状溝群４Ｃの入口をなす
縦方向溝９へ流入する。
【００２４】そして、第３環状溝群４Ｃの環状溝４を１
８０度反対側の方へ流れていき、第３環状溝群４Ｃの出
口をなす縦方向溝１０からそれに連続する縦方向溝１３
に入り、環状溝１４に流入して、環状溝１４を周方向に
流れて最下端の２つの縦方向溝１５から図示外のクラン
クシャフトの主軸上に落下した後、図示外のオイルパン
に流れ落ちる。
８０度反対側の方へ流れていき、第３環状溝群４Ｃの出
口をなす縦方向溝１０からそれに連続する縦方向溝１３
に入り、環状溝１４に流入して、環状溝１４を周方向に
流れて最下端の２つの縦方向溝１５から図示外のクラン
クシャフトの主軸上に落下した後、図示外のオイルパン
に流れ落ちる。
【００２５】以上の場合、３つの環状溝群４Ａ，４Ｂ，
４Ｃにおける環状溝４の総断面積は上部ほど小さくな
り、各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃを流れる冷却油の流速
は、上部の環状溝群ほど大きくなる。したがって、ライ
ナ上部にいくほど冷却油の熱伝達係数は大きくなり、冷
却能力が大きくなって、ライナ軸方向の温度勾配に対応
した適切な冷却がなされる。
４Ｃにおける環状溝４の総断面積は上部ほど小さくな
り、各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃを流れる冷却油の流速
は、上部の環状溝群ほど大きくなる。したがって、ライ
ナ上部にいくほど冷却油の熱伝達係数は大きくなり、冷
却能力が大きくなって、ライナ軸方向の温度勾配に対応
した適切な冷却がなされる。
【００２６】なお、上記では３つの環状溝群の例を示し
たが、２あるいは４以上の環状溝群とすることもでき
る。
たが、２あるいは４以上の環状溝群とすることもでき
る。
【００２７】また、上記例では溝の断面形状が矩形状で
あるが、特に制限はなく、Ｖ字形、半円形などでもよ
い。しかし伝熱面積を大きくするためには矩形や正方形
がよい。
あるが、特に制限はなく、Ｖ字形、半円形などでもよ
い。しかし伝熱面積を大きくするためには矩形や正方形
がよい。
【００２８】また、本発明の適用される冷却液溝の構成
は上記溝構成に限らないことはいうまでもなく、他の環
状溝と縦方向溝の溝構成あるいは螺旋溝構成など、シリ
ンダライナの壁温を１５０℃以下に保つことができる溝
構成であればよい。
は上記溝構成に限らないことはいうまでもなく、他の環
状溝と縦方向溝の溝構成あるいは螺旋溝構成など、シリ
ンダライナの壁温を１５０℃以下に保つことができる溝
構成であればよい。
【００２９】また、冷却液溝はシリンダブロックのボア
部内周面に形成してもよいし、シリンダライナの外周面
とシリンダブロックのボア部内周面の双方に形成するよ
うにしてもよい。例えば縦方向溝をシリンダブロックの
ボア部内周面に形成し、環状溝をシリンダライナの外周
面に形成することもできる。
部内周面に形成してもよいし、シリンダライナの外周面
とシリンダブロックのボア部内周面の双方に形成するよ
うにしてもよい。例えば縦方向溝をシリンダブロックの
ボア部内周面に形成し、環状溝をシリンダライナの外周
面に形成することもできる。
【００３０】上記シリンダライナの材料としては、下記
のアルミニウム合金のいずれかを使用する。 （１）ピストンリングと直摺動可能なアルミニウム合金 高硬度の初晶シリコンを微細に分散させた過共晶ア
ルミニウム−シリコン合金。 （鋳造材） シリコン ：１２〜２０％ Ｃｕ ：３〜５％ Ｍｇ ：０．４〜１０％ Ａｌ ：残り アルミニウム合金微粉末とＳｉＣやＳｉ3 Ｎ4 等の
セラミック微粉末を混合した後、油圧を用いてビレット
に成形し、その後熱間押出しにより形成された高強度の
分散強化アルミニウム合金。 （２）内周面に耐摩耗性表面処理を必要とするアルミニ
ウム合金 ＪＩＳＨ４０８０ アルミニウム合金継目無管 ＪＩＳＨ５２０２ アルミニウム合金鋳物
のアルミニウム合金のいずれかを使用する。 （１）ピストンリングと直摺動可能なアルミニウム合金 高硬度の初晶シリコンを微細に分散させた過共晶ア
ルミニウム−シリコン合金。 （鋳造材） シリコン ：１２〜２０％ Ｃｕ ：３〜５％ Ｍｇ ：０．４〜１０％ Ａｌ ：残り アルミニウム合金微粉末とＳｉＣやＳｉ3 Ｎ4 等の
セラミック微粉末を混合した後、油圧を用いてビレット
に成形し、その後熱間押出しにより形成された高強度の
分散強化アルミニウム合金。 （２）内周面に耐摩耗性表面処理を必要とするアルミニ
ウム合金 ＪＩＳＨ４０８０ アルミニウム合金継目無管 ＪＩＳＨ５２０２ アルミニウム合金鋳物
【００３１】内周面に施す耐摩耗性表面処理は、下記の
いずれか一つの表面処理あるいは下記の複合表面処理で
ある。 ポーラスクロムめっき 常法による。 複合めっき 常法による。 複合めっき層のマトリックスとしてはＮｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｆｅ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、
およびＮｉ−Ｃｏ−Ｂの群より選ばれたいずれか一つで
あり、複合分散させる微粒子は粒径２０μｍ以下のＳｉ
3 Ｎ4 、ＳｉＣ、ＢＮ、Ｂ4 Ｃ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＴｉＮ、
ＴｉＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、およびＡｌ2 Ｏ3 の群より選ばれ
た１または２以上が使用される。 溶射 プラズマ溶射 Ｆｅ−Ｃ−Ｃｒ合金粉末（Ｃｒ６３．５％、Ｃ６．５２
％、Ｆｅ残） ＪＩＳ２３０３ ＦＣｒＨ３の搗砕粉 ７４μｍ以下 溶射機 メテコ３ＭＢ 一次ガス アルゴン 流量 １００ｐｓｉ 二次ガス 水素 流量 ５０ｐｓｉ 供給電力（４５０Ａ×７４Ｖ）３３．３ＫＷ 溶射距離 ８０ｍｍ 膜厚 １００μｍ シリカード 硬質クロムめっき層（めっき厚 １５０μｍ）中に硬質
微粒子（ＳｉＣ）を食い込ませて埋め込む。ラッピング
油中に５〜４０μｍのＳｉＣ微粒子を懸濁させ、ラッピ
ングシューにより埋め込む。
いずれか一つの表面処理あるいは下記の複合表面処理で
ある。 ポーラスクロムめっき 常法による。 複合めっき 常法による。 複合めっき層のマトリックスとしてはＮｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｆｅ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、
およびＮｉ−Ｃｏ−Ｂの群より選ばれたいずれか一つで
あり、複合分散させる微粒子は粒径２０μｍ以下のＳｉ
3 Ｎ4 、ＳｉＣ、ＢＮ、Ｂ4 Ｃ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＴｉＮ、
ＴｉＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、およびＡｌ2 Ｏ3 の群より選ばれ
た１または２以上が使用される。 溶射 プラズマ溶射 Ｆｅ−Ｃ−Ｃｒ合金粉末（Ｃｒ６３．５％、Ｃ６．５２
％、Ｆｅ残） ＪＩＳ２３０３ ＦＣｒＨ３の搗砕粉 ７４μｍ以下 溶射機 メテコ３ＭＢ 一次ガス アルゴン 流量 １００ｐｓｉ 二次ガス 水素 流量 ５０ｐｓｉ 供給電力（４５０Ａ×７４Ｖ）３３．３ＫＷ 溶射距離 ８０ｍｍ 膜厚 １００μｍ シリカード 硬質クロムめっき層（めっき厚 １５０μｍ）中に硬質
微粒子（ＳｉＣ）を食い込ませて埋め込む。ラッピング
油中に５〜４０μｍのＳｉＣ微粒子を懸濁させ、ラッピ
ングシューにより埋め込む。
【００３２】なお、前記内周面に耐摩耗性表面処理を必
要とするアルミニウム合金の場合には内周面に上記耐摩
耗性表面処理層を形成するが、前記ピストンリングと直
摺動可能なアルミニウム合金を使用した場合において
も、内周面に上記耐摩耗性表面処理層を形成するように
してもよいことはいうまでもない。
要とするアルミニウム合金の場合には内周面に上記耐摩
耗性表面処理層を形成するが、前記ピストンリングと直
摺動可能なアルミニウム合金を使用した場合において
も、内周面に上記耐摩耗性表面処理層を形成するように
してもよいことはいうまでもない。
【００３３】直列４気筒ディーゼルエンジンのアルミダ
イカスト製シリンダブロックに、Ｓｉ含有量１８％のア
ルジル製の前記溝付きシリンダライナを組み込んで、エ
ンジンテストのシミュレーションを実施した。 上記直列４気筒のディーゼルエンジンについて行った熱
伝導解析の計算結果によれば、シリンダライナの燃焼室
に相対するライナ壁の温度は以下の通りとなり、シリン
ダライナは充分に冷却され、周方向における温度も均一
化が図れることが示された。 クランク軸方向部位 ：１４８℃ スラスト−反スラスト方向部位：１４０℃ 比較のため、鋳鉄製の溝付きシリンダライナを寸法およ
びピッチ等を同一にして組み込んだ場合は以下の通りで
あった。 クランク軸方向部位 ：１８０℃ スラスト−反スラスト方向部位：１５５℃ なお、上記シミュレーションでは油冷却方式としたが、
勿論水冷却でもよく、水冷却方式の場合は更に低い温度
で周方向も軸方向も均一にすることができる。
イカスト製シリンダブロックに、Ｓｉ含有量１８％のア
ルジル製の前記溝付きシリンダライナを組み込んで、エ
ンジンテストのシミュレーションを実施した。 上記直列４気筒のディーゼルエンジンについて行った熱
伝導解析の計算結果によれば、シリンダライナの燃焼室
に相対するライナ壁の温度は以下の通りとなり、シリン
ダライナは充分に冷却され、周方向における温度も均一
化が図れることが示された。 クランク軸方向部位 ：１４８℃ スラスト−反スラスト方向部位：１４０℃ 比較のため、鋳鉄製の溝付きシリンダライナを寸法およ
びピッチ等を同一にして組み込んだ場合は以下の通りで
あった。 クランク軸方向部位 ：１８０℃ スラスト−反スラスト方向部位：１５５℃ なお、上記シミュレーションでは油冷却方式としたが、
勿論水冷却でもよく、水冷却方式の場合は更に低い温度
で周方向も軸方向も均一にすることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のシリンダ
の冷却構造によれば、溝冷却方式と熱伝導率のよいアル
ミニウム合金とによって、シリンダライナを充分に冷却
でき、また暖機運転の立ち上がり時間を短くできる。ま
たシリンダライナは従来の鋳鉄製のものよりもはるかに
軽くすることができ、ＣＡＦＥ規制等に対応した非常に
有力な手段となる。そしてシリンダライナは引抜き、押
出し材が使用でき、加工が容易で、量産性に優れる。
の冷却構造によれば、溝冷却方式と熱伝導率のよいアル
ミニウム合金とによって、シリンダライナを充分に冷却
でき、また暖機運転の立ち上がり時間を短くできる。ま
たシリンダライナは従来の鋳鉄製のものよりもはるかに
軽くすることができ、ＣＡＦＥ規制等に対応した非常に
有力な手段となる。そしてシリンダライナは引抜き、押
出し材が使用でき、加工が容易で、量産性に優れる。
【図１】シリンダブロックのボア部に嵌装されているシ
リンダライナの縦断面図である。
リンダライナの縦断面図である。
【図２】シリンダライナの外周面の一部を示す展開図で
ある。
ある。
１ シリンダライナ ２ 鍔部 ３ ライナ外周面 ４ 環状溝 ４Ａ 第１環状溝群 ４Ｂ 第２環状溝群 ４Ｃ 第３環状溝群 ５、６、７、８、９、１０、１１、１２ 縦方向溝 １３、１４、１５ 排出溝 １６ シリンダブロック １７ ボア部内周面 １８ 冷却液通路 １９ 冷却液供給路 Ｔ スラスト位置 ＡＴ 反スラスト位置 Ｆ 前位置 Ｒ 後位置
Claims (6)
- 【請求項１】 シリンダライナの外周面とこのシリンダ
ライナが挿入されるシリンダブロックのボア部内周面の
いずれか一方または双方に設けた冷却液通路用の溝で冷
却液通路を形成し、前記シリンダライナが、焼入れ焼戻
し処理が可能であり且つ硬質微粒子を分散させた組織を
有するアルミニウム合金からなることを特徴とするシリ
ンダの冷却構造。 - 【請求項２】 アルミニウム合金が過共晶アルミニウム
−シリコン合金であることを特徴とする請求項１記載の
シリンダライナ。 - 【請求項３】 アルミニウム合金が分散強化合金である
ことを特徴とする請求項１記載のシリンダライナ。 - 【請求項４】 シリンダライナの外周面とこのシリンダ
ライナが挿入されるシリンダブロックのボア部内周面の
いずれか一方または双方に設けた冷却液通路用の溝で冷
却液通路を形成し、前記シリンダライナが、焼入れ焼戻
し処理が可能であるアルミニウム合金からなり、且つ内
周面に耐摩耗性表面処理層が形成されていることを特徴
とするシリンダライナ。 - 【請求項５】 内周面の耐摩耗性表面処理層がポーラス
クロムめっき層、複合めっき層、溶射層、およびシリカ
ード層の群より選ばれたいずれか一つの表面処理層ある
いはそれらの複合表面処理層であることを特徴とする請
求項４記載のシリンダライナ。 - 【請求項６】 内周面の耐摩耗性表面処理層が複合めっ
き層で、複合めっき層のマトリックスがＮｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｆｅ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、
およびＮｉ−Ｃｏ−Ｂの群より選ばれたいずれか一つで
あり、複合分散させる微粒子が粒径２０μｍ以下のＳｉ
3 Ｎ4 、ＳｉＣ、ＢＮ、Ｂ4 Ｃ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＴｉＮ、
ＴｉＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、およびＡｌ2 Ｏ3 の群より選ばれ
た１または２以上であることを特徴とする請求項４記載
のシリンダライナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27458591A JPH0586964A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | シリンダの冷却構造 |
| GB9220340A GB2259966A (en) | 1991-09-26 | 1992-09-25 | Cooling engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27458591A JPH0586964A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | シリンダの冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586964A true JPH0586964A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17543797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27458591A Pending JPH0586964A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | シリンダの冷却構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0586964A (ja) |
| GB (1) | GB2259966A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007224805A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Nippon Coating Center Kk | ロータリーピストンエンジンのサイドハウジングおよびその製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4244502C1 (de) * | 1992-12-30 | 1994-03-17 | Bruehl Aluminiumtechnik | Zylinderkurbelgehäuse und Verfahren zu seiner Herstellung |
| FR2706576B1 (fr) * | 1993-06-18 | 1995-09-29 | Peugeot | Bloc-cylindres en alliage léger pour moteur à combustion interne, et procédé pour sa fabrication. |
| US10487770B2 (en) * | 2017-12-01 | 2019-11-26 | GM Global Technology Operations LLC | Cylinder liner assembly and method of making the same |
| DE102021102197B3 (de) | 2021-02-01 | 2022-05-19 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verbrennungsmotor-Zylindergehäuse |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB578217A (en) * | 1944-08-23 | 1946-06-19 | Aero Engines Ltd | Improvements in or relating to the cylinders of internal combustion engines and air compressors |
| GB839525A (en) * | 1958-03-26 | 1960-06-29 | Ruston & Hornsby Ltd | Cylinder barrel |
| GB969262A (en) * | 1961-02-20 | 1964-09-09 | Ceskoslovenske Zd Y Naftovych | Improvements in or relating to internal combustion engines |
| DE1916096A1 (de) * | 1969-03-28 | 1970-10-08 | Daimler Benz Ag | Zylinderblock fuer fluessigkeitsgekuehlte Brennkraftmaschinen mit eingesetzter Zylinderlaufbuechse |
| IT1115349B (it) * | 1977-06-13 | 1986-02-03 | Brighigna Mario | Motore a combustione interna raffreddato mediante l'olio di lubrificazione |
| FR2537654B2 (fr) * | 1982-06-17 | 1987-01-30 | Pechiney Aluminium | Perfectionnement des chemises de moteurs a base d'alliages d'aluminium et de grains de silicium calibres et leurs procedes d'obtention |
| FR2537655A1 (fr) * | 1982-12-09 | 1984-06-15 | Cegedur | Chemises de moteurs a base d'alliages d'aluminium et de composes intermetalliques et leurs procedes d'obtention |
| US4640236A (en) * | 1985-09-25 | 1987-02-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Liquid-cooled cylinder assembly in internal-combustion engine |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP27458591A patent/JPH0586964A/ja active Pending
-
1992
- 1992-09-25 GB GB9220340A patent/GB2259966A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007224805A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Nippon Coating Center Kk | ロータリーピストンエンジンのサイドハウジングおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9220340D0 (en) | 1992-11-11 |
| GB2259966A (en) | 1993-03-31 |
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