JPH0586966A - 湿式シリンダライナおよびその製造方法 - Google Patents
湿式シリンダライナおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0586966A JPH0586966A JP27492291A JP27492291A JPH0586966A JP H0586966 A JPH0586966 A JP H0586966A JP 27492291 A JP27492291 A JP 27492291A JP 27492291 A JP27492291 A JP 27492291A JP H0586966 A JPH0586966 A JP H0586966A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder liner
- resistance
- nitride layer
- cylinder
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐磨耗性と耐スカッフ性および水冷ジャケッ
トの耐キャビテーション性を同時に改善したディーゼル
エンジンなどの湿式シリンダライナ、およびその製造方
法を提供する。 【構成】 シリンダライナ全面を窒化処理した後、外面
の水冷ジャケットに接する部分の窒化層を切削除去して
その母材に硬質クロムメッキする。さらに全面に燐酸塩
処理する。
トの耐キャビテーション性を同時に改善したディーゼル
エンジンなどの湿式シリンダライナ、およびその製造方
法を提供する。 【構成】 シリンダライナ全面を窒化処理した後、外面
の水冷ジャケットに接する部分の窒化層を切削除去して
その母材に硬質クロムメッキする。さらに全面に燐酸塩
処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主にトラック、バスな
どの自動車用の内燃機関ディーゼルエンジン用湿式シリ
ンダライナ（以下シリンダライナと略す）に関する。
どの自動車用の内燃機関ディーゼルエンジン用湿式シリ
ンダライナ（以下シリンダライナと略す）に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のエンジンの高出力化および排ガス
規制によりシリンダライナ内周摺動面の耐スカッフ性、
耐磨耗性が強く要求されているが、従来の合金鋳鉄材で
は限界域に達している。このため、内周摺動面を窒化処
理する技術が行われるようになってきた。一方、湿式シ
リンダライナでは水冷ジャケット部のキャビテーション
浸食の問題があり、その対策としてシリンダライナ外面
に硬質クロムメッキを施したシリンダライナが採用され
ている。
規制によりシリンダライナ内周摺動面の耐スカッフ性、
耐磨耗性が強く要求されているが、従来の合金鋳鉄材で
は限界域に達している。このため、内周摺動面を窒化処
理する技術が行われるようになってきた。一方、湿式シ
リンダライナでは水冷ジャケット部のキャビテーション
浸食の問題があり、その対策としてシリンダライナ外面
に硬質クロムメッキを施したシリンダライナが採用され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように湿式シリ
ンダライナには、シリンダライナ内面（以下内面と略
す）には内周摺動面の耐スカッフ性および耐磨耗性の問
題、シリンダライナ外面（以下外面と略す）には水冷ジ
ャケット部のキャビテーション浸食の問題がある。最近
のエンジンの高度化によりこれらの問題は同時に解決さ
れなければならなくなってきたが、まだそのような技術
は提案されていないのが現状である。本発明は、上述の
内面、外面それぞれの問題を同時に解決することを目的
としたものである。
ンダライナには、シリンダライナ内面（以下内面と略
す）には内周摺動面の耐スカッフ性および耐磨耗性の問
題、シリンダライナ外面（以下外面と略す）には水冷ジ
ャケット部のキャビテーション浸食の問題がある。最近
のエンジンの高度化によりこれらの問題は同時に解決さ
れなければならなくなってきたが、まだそのような技術
は提案されていないのが現状である。本発明は、上述の
内面、外面それぞれの問題を同時に解決することを目的
としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の３発明か
ら構成されている。 （１）、シリンダライナ内面に窒化層を形成し、水冷ジ
ャケットに接するシリンダライナ外面の母材に硬質クロ
ムメッキ層を形成した湿式シリンダライナ。 （２）、シリンダライナの内外面を窒化し、その後シリ
ンダライナ外面の水冷ジャケットに接する部分を切削し
て窒化層を除去し、その上に硬質クロムメッキを施す湿
式シリンダライナの製造方法。 （３）、前（１）記載のシリンダライナに燐酸塩処理を
施した湿式シリンダライナ。
ら構成されている。 （１）、シリンダライナ内面に窒化層を形成し、水冷ジ
ャケットに接するシリンダライナ外面の母材に硬質クロ
ムメッキ層を形成した湿式シリンダライナ。 （２）、シリンダライナの内外面を窒化し、その後シリ
ンダライナ外面の水冷ジャケットに接する部分を切削し
て窒化層を除去し、その上に硬質クロムメッキを施す湿
式シリンダライナの製造方法。 （３）、前（１）記載のシリンダライナに燐酸塩処理を
施した湿式シリンダライナ。
【０００５】
【作用】従来のシリンダライナは合金鋳鉄材で製造され
ていたが、最近の高出力、排ガス規制対応エンジンを開
発して行くうえで耐スカッフ性、耐磨耗性に限界があ
り、それらの問題点を解決するためには内周摺動面を窒
化処理するのが有効な手段である。さらに窒化層の上に
燐酸塩処理を施せば一層耐スカッフ性および耐磨耗性は
向上する。一方、水冷ジャケットに接する外面にはキャ
ビテーション浸食の問題があり、その対策としては硬質
クロムメッキが有効であることが知られている。本発明
者は、まず内面の耐スカッフ、耐磨耗対策としてシリン
ダライナ内外全面を窒化処理した。つぎには外面のキャ
ビテーション対策として硬質クロムメッキを施すことが
当然考えられるが、従来窒化層の上に硬質メッキをする
と、メッキの密着性が悪く、剥離しやすいという問題が
あることが知られていた。逆に硬質クロムメッキを先に
して、硬質クロムメッキ面に窒化処理すればメッキ品質
が低下し、硬度の低下、亀裂の発生などの問題が生じる
ことも周知の事実であった。
ていたが、最近の高出力、排ガス規制対応エンジンを開
発して行くうえで耐スカッフ性、耐磨耗性に限界があ
り、それらの問題点を解決するためには内周摺動面を窒
化処理するのが有効な手段である。さらに窒化層の上に
燐酸塩処理を施せば一層耐スカッフ性および耐磨耗性は
向上する。一方、水冷ジャケットに接する外面にはキャ
ビテーション浸食の問題があり、その対策としては硬質
クロムメッキが有効であることが知られている。本発明
者は、まず内面の耐スカッフ、耐磨耗対策としてシリン
ダライナ内外全面を窒化処理した。つぎには外面のキャ
ビテーション対策として硬質クロムメッキを施すことが
当然考えられるが、従来窒化層の上に硬質メッキをする
と、メッキの密着性が悪く、剥離しやすいという問題が
あることが知られていた。逆に硬質クロムメッキを先に
して、硬質クロムメッキ面に窒化処理すればメッキ品質
が低下し、硬度の低下、亀裂の発生などの問題が生じる
ことも周知の事実であった。
【０００６】そこで本発明者は、シリンダライナ２の内
外面を先ず窒化処理し、ついで水冷ジャケット６に接す
る外面を切削し窒化層を完全に除去した後、水冷ジャケ
ット部のみに硬質クロムメッキを施し、硬質クロムメッ
キ層４を形成した。窒化層を切削により除去することは
窒化層の硬さから従来考えられないことであった。しか
し切削の結果、窒化層は完全に除去され、硬質クロムメ
ッキを母材に直接ほどこし、硬質クロムメッキ層４を形
成することができた。この工程の発明により内面の耐磨
耗性および耐スカッフ性、外面の耐キャビテーション性
の向上を同時に向上させることができた。こうして得ら
れたピストンリング５ａ側である内面の窒化層３ａの上
に、さらに燐酸塩処理することによってオイルポケット
の作用で、より一層耐スカッフ性が向上し、内面の特性
向上と相まってシリンダライナの性能を飛躍的に向上さ
せることが可能になった（以上図３参照）。
外面を先ず窒化処理し、ついで水冷ジャケット６に接す
る外面を切削し窒化層を完全に除去した後、水冷ジャケ
ット部のみに硬質クロムメッキを施し、硬質クロムメッ
キ層４を形成した。窒化層を切削により除去することは
窒化層の硬さから従来考えられないことであった。しか
し切削の結果、窒化層は完全に除去され、硬質クロムメ
ッキを母材に直接ほどこし、硬質クロムメッキ層４を形
成することができた。この工程の発明により内面の耐磨
耗性および耐スカッフ性、外面の耐キャビテーション性
の向上を同時に向上させることができた。こうして得ら
れたピストンリング５ａ側である内面の窒化層３ａの上
に、さらに燐酸塩処理することによってオイルポケット
の作用で、より一層耐スカッフ性が向上し、内面の特性
向上と相まってシリンダライナの性能を飛躍的に向上さ
せることが可能になった（以上図３参照）。
【０００７】
【実施例】材質として普通鋳鉄ＦＣ３０と合金鋳鉄Ａ、
Ｂ、Ｃ、を用いてシリンダライナを製作した。合金鋳鉄
Ａ、Ｂ、Ｃの組成範囲を表１に示す。これらのシリンダ
ライナと、合金鋳鉄Ｃに窒化を施したものとの５種類の
試料を作成し、諸性能を試験した。
Ｂ、Ｃ、を用いてシリンダライナを製作した。合金鋳鉄
Ａ、Ｂ、Ｃの組成範囲を表１に示す。これらのシリンダ
ライナと、合金鋳鉄Ｃに窒化を施したものとの５種類の
試料を作成し、諸性能を試験した。
【０００８】
【表１】
【０００９】窒化処理の条件は５００〜５８０°Ｃ×
１．５〜５ｈｒを採用し、硬度Ｈｖ(0.05)は８００〜１
２００が得られた。４００ｈｒの実機パターンテストで
のシリンダライナ、ピストンリング磨耗量を、合金鋳鉄
Ｂ、Ｃと合金鋳鉄Ｃに窒化を施したものとについて図１
に示す。合金鋳鉄Ｃに比較して窒化の効果は明らかであ
り、シリンダライナそのものの磨耗量が２０％減少する
ばかりでなく、摺動する相手のピストンリングの磨耗量
も１／２〜１／３に低減され、顕著な効果が得られてい
る。図２に耐スカッフ性についての回転磨耗試験機で行
なった試験結果を示す。普通鋳鉄ＦＣ３０よりも合金鋳
鉄の性能が優れているが、合金鋳鉄Ｃを窒化することに
よってその耐スカッフ性は、合金鋳鉄Ｃに比較して７０
％以上改善されている。窒化した試料シリンダライナに
ついて水冷ジャケットに接する外面を１５０μｍ以上切
削し、母材に直接硬質クロムメッキを施し硬質クロムメ
ッキ層を形成した。このシリンダライナはメッキ剥離も
なく、また良好な耐キャビテーション性能を示した。内
面の窒化層の上にさらに燐酸塩処理をほどこした。この
結果シリンダライナ内面の潤滑性も向上して耐磨耗性、
耐スカッフ性の一層の向上が得られた。
１．５〜５ｈｒを採用し、硬度Ｈｖ(0.05)は８００〜１
２００が得られた。４００ｈｒの実機パターンテストで
のシリンダライナ、ピストンリング磨耗量を、合金鋳鉄
Ｂ、Ｃと合金鋳鉄Ｃに窒化を施したものとについて図１
に示す。合金鋳鉄Ｃに比較して窒化の効果は明らかであ
り、シリンダライナそのものの磨耗量が２０％減少する
ばかりでなく、摺動する相手のピストンリングの磨耗量
も１／２〜１／３に低減され、顕著な効果が得られてい
る。図２に耐スカッフ性についての回転磨耗試験機で行
なった試験結果を示す。普通鋳鉄ＦＣ３０よりも合金鋳
鉄の性能が優れているが、合金鋳鉄Ｃを窒化することに
よってその耐スカッフ性は、合金鋳鉄Ｃに比較して７０
％以上改善されている。窒化した試料シリンダライナに
ついて水冷ジャケットに接する外面を１５０μｍ以上切
削し、母材に直接硬質クロムメッキを施し硬質クロムメ
ッキ層を形成した。このシリンダライナはメッキ剥離も
なく、また良好な耐キャビテーション性能を示した。内
面の窒化層の上にさらに燐酸塩処理をほどこした。この
結果シリンダライナ内面の潤滑性も向上して耐磨耗性、
耐スカッフ性の一層の向上が得られた。
【００１０】
【発明の効果】シリンダライナの内面に窒化層を有し、
外面に母材に密着した硬質クロムメッキ層を有すること
で、その内面の耐磨耗性、外面の耐スカッフ性および耐
キャビテーション性を同時に改善させることができたば
かりでなく、摺動する相手のピストンリングの磨耗量も
大幅に減少させることができた。このシリンダライナに
さらに燐酸塩処理することによって耐磨耗性および耐ス
カッフ性はより一層向上した。
外面に母材に密着した硬質クロムメッキ層を有すること
で、その内面の耐磨耗性、外面の耐スカッフ性および耐
キャビテーション性を同時に改善させることができたば
かりでなく、摺動する相手のピストンリングの磨耗量も
大幅に減少させることができた。このシリンダライナに
さらに燐酸塩処理することによって耐磨耗性および耐ス
カッフ性はより一層向上した。
【図１】実施例と比較例の耐磨耗性について試験結果を
示す比較図。
示す比較図。
【図２】実施例と比較例の耐スカッフ性についての試験
結果を示す比較図。
結果を示す比較図。
【図３】シリンダライナの説明のための断面図。
１ シリンダブロック ２ シリンダライナ ３ａ 内面の窒化層 ３ｂ 外面の窒化層 ４ 硬質クロムメッキ層 ５ ピストン ５ａ ピストンリング ６ 水冷ジャケット
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｆ 8503−3Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】 シリンダライナ内面に窒化層を形成し、
水冷ジャケットに接するシリンダライナ外面の母材に硬
質クロムメッキ層を形成したことを特徴とする湿式シリ
ンダライナ。 - 【請求項２】 水冷ジャケットを有するシリンダの製造
において、シリンダライナの内外面を窒化し、その後シ
リンダライナ外面の水冷ジャケットに接する部分を切削
して窒化層を除去し、その上に硬質クロムメッキを施す
ことを特徴とする湿式シリンダライナの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のシリンダライナに燐酸塩
処理を施した湿式シリンダライナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27492291A JPH0586966A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 湿式シリンダライナおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27492291A JPH0586966A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 湿式シリンダライナおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586966A true JPH0586966A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17548415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27492291A Pending JPH0586966A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 湿式シリンダライナおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0586966A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007278090A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Mazda Motor Corp | 摺動部材 |
| WO2008000004A1 (de) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Gerhard Figl | Verbrennungskraftmaschine |
| WO2009002776A1 (en) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Federal-Mogul Corporation | Cylinder liner and method of construction thereof |
| CN102305142A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-01-04 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机及其防穴蚀湿式气缸套 |
| CN109869237A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 汽缸衬套组件和制造汽缸衬套组件的方法 |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP27492291A patent/JPH0586966A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007278090A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Mazda Motor Corp | 摺動部材 |
| WO2008000004A1 (de) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Gerhard Figl | Verbrennungskraftmaschine |
| EA013925B1 (ru) * | 2006-06-28 | 2010-08-30 | Герхард Фигль | Двигатель внутреннего сгорания |
| US7806111B2 (en) | 2006-06-28 | 2010-10-05 | Figl Gerhard | Internal combustion engine |
| AU2007264379B2 (en) * | 2006-06-28 | 2011-11-03 | Gerhard Figl | Internal combustion engine |
| AP2589A (en) * | 2006-06-28 | 2013-02-04 | Gerhard Figl | Internal combustion engine |
| KR101299330B1 (ko) * | 2006-06-28 | 2013-08-26 | 게르하르트 피클 | 내연 기관 |
| WO2009002776A1 (en) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Federal-Mogul Corporation | Cylinder liner and method of construction thereof |
| US7617805B2 (en) | 2007-06-22 | 2009-11-17 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Cylinder liner and method construction thereof |
| CN102305142A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-01-04 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机及其防穴蚀湿式气缸套 |
| CN109869237A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 汽缸衬套组件和制造汽缸衬套组件的方法 |
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