JPS5841247A - エンジンのシリンダ−ブロツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリツメ表面の全領械においてピストｙに対す
る摩蝉力を低減したエンジンのシリンダープａｙりに＠
ｆＰ１゜ 従来のエンジンのり１１／ダーブロツクとして。

例え゛◆ｆ第１園に示すようなものがある（「内燃横開
工学」童１１１１１Ｆ株＜４ＨｔＱ行ｐ　１９　）、ｒ
ｔ１図ｗおいて、１はシリツメブロックで、このシリツ
メブロック１のシリｙダ２内にピストｙｓが往復動自在
に設けられており、ピストンＳ上部の燃暁室に生じる大
鎗なガス圧を受けてピストンＳが下降し、コンクツド４
ｖ介してクランク軸５ｔ’［動ｆるように作用する。

前方、かかるエンジンにおいては、＠２ｇＡに示すよ’
ＳＫＳ見上死点。点でピストン３の速度が零となり、こ
れらの中間行程で最大となり、燃焼型のガス圧は票５図
に示すように圧纏爆罹行穆の上死点近傍で最大となる。

このためピストｙ３およびピストンリング６とシリンダ
２とは、ピストｙｌの速度が達〈ガス圧の高い上死点近
傍で互いに潤滑油Ｏｖ介して聾近し、遂には、一部で固
体同士が接触する。第４図に示イような境界潤滑状態と
なり、摩擦が増大する。ピストン１が下がるにしたがっ
てピストン速度が増し、ガス圧が低下するため前配境界
濶隋と。

ピストン！！およびピストンリング６とシリｙ〆２との
間に充分な潤滑油が介在する纂５図に示すような流体潤
滑状態と前記境界潤滑の中間状態の１合濶滑状鰺となり
、ｉ５らＫは完全な流体潤滑状ｌへと！化する。これに
ともな−摩擦力は上死点近傍で高（、下死点に近くなる
につれて低下する。

一方、ずペリ軸受について潤滑条件を表わす定数（１）
９７２ｍ：マ潤滑油の粘性係数、Ｎ、軸の回転数ｐ転軸
荷重）と摩擦係数の関係が表面島らさｔバ単 ラメーメとして１ＩＩＩ７のようになることが知られて
おり（月刊誌「潤滑Ｊ　ｖｏｌ　２　ｓ、　Ａ９．　Ｐ
　６Ｂｍ。

１９７１１）表面あら畜が滑らかであると（大曲ｌＩ）
’ＩＩ　Ｋ／ｐ、が小言い（高荷重、低回転）ＩＩＩＩ
Ｉ！盲で流体潤滑が保たれ、摩擦係数も低い置となるが
、さらに’ＩＩ　Ｎ　／　ｐ戯が低下し潤滑条件が厳し
くなると混合潤滑から流体潤滑に急Ｋｓ行するために摩
擦係数が急に増大する。一方０表面あら言が粗いと。

（ｐｅａｌ）＃隋条件が緩やかなＴＩＮ／ｐｍが比較的
大館いとζろで流体潤滑から、混曾潤滑Ｋｌ１行し摩−
係数が増大してし壇うため、同じηＮ／ｐｍ−Ｃ’も表
面あらさが粗い万が摩擦力が大きくなってしま）、シか
し、−８らに潤滑条件が厳しいマ’／Ｐｍが小さ一領斌
でａｍが滑らかな方が摩擦係数が太き（なる。

また、シ９ｙダ２とピストｙｓおよびピストンリング４
の１ｌｌＩ清東件はエツジｙｇｉ荷、エンジシ回転、ピ
ストｙ位置などによって大ｔ＜を化するため、潤滑条件
を決めるピストン連Ｗ、ガス圧に応じた表面あらさｔ遍
当に選択することによりシリンダ２とピストンＩ％およ
びピストンリング４の摩擦力を低減させることが可能と
なる。

しかしながら、従来の工ｙジンのシリノダープａツタに
おいては、シリツメ２表面の粗さが上下方向の全域に亘
って均一に仕上げられていたため。

表面粗−ｇを大きくするとピストン速度が遅く、ガス圧
の高い上死点近傍の摩擦力は低減するが、ピストン速度
が増し、ガス圧の低下するシリンダ２の中央から下死点
近傍での流体潤滑への専行が遡れ、摩擦力が増加し、逆
に表面粗さを小さくするとその逆の関係となり、シリツ
メ２食絨Ｋｌり摩擦力を低減イることができなかった。

本発明はかかるＷ米の間唾点に着目して！Ｅ′ｇれたも
のであり、ピストンの上死点近傍におけるシリｙ〆の表
面粗さを大館〈シて境界潤滑状態、下死点近傍ではシリ
ンダの表面を清かにして流体潤滑状ｌＩＫして、全体と
してピストンに対する摩擦ｍｇｔ’ｇじ、エノジノの機
幀効本の同上を図るようにした工ｙジノのシリｙ〆−ブ
ロックｔ’ａｍすることを目的とする。

以下に１本発明の実施例ｔ／図Ｗについて具体的に説明
する。

ＷＬ１図は回転偏置を例として、前述のととくでベリ軸
受の軸１転数ｙ、軸葡重？ｍｍオイル粘性ηに対する摩
−特性を一−ＡＫて示したもので、！Ｎ／Ｐａが小さく
なるＫＬ、たがって、油膜の形成が困髄になり％流体潤
滑から１合濶？ｌＩＳらに境界属滑となって摩−係数が
大赦（なり、境界潤滑領域ではその摩擦係数が前記軸回
転数ドなどに関係な（一定となっている。

また、境界潤滑領域および混合潤滑１１Ｉ賊では摩擦係
数が摩１１１ｆる２つの物体の表面粗さによって異り１
表面粗さが大館い場合、境界潤滑１１　ＩＩ！　ｔｔ広
いものの１表面粗さが小さい（すなわち表面が清らか）
場合の境界潤滑時における摩擦係数よりも小さくなる。

すなわち１票７図の領域３において。

表面がある程度粗い方が摩擦係数が小さくなる。

一方、表面粗さが滑かであると、流体膚清領域が広くな
り表ｆが粗いと鎗の境界潤滑時の摩擦係数よりも小さく
なる。すなわち、藁７図の領域Ｃにおいて１表面が滑ら
かであれば摩懺係数が小さくなる。

しかして、ピストンＳが上死点近１１にあると館は、ビ
スｈｙ！Ｉの速度が低く、燃焼璽のガス圧が高いために
、瀾清儀件は厳しくなり境界１１１Ｉ滑状態となってい
る。−万、ピストンＳはシリンダ２の中央部付近よりＴ
１にかけてピストン３の速度が早（、シかも荷重が低下
するため　Ｓ隋東件は緩やかになり１合潤滑から流体潤
滑Ｋｍ行ｆる。

か（して、　纂７１１のＸ点を境ＫＬ、て、　第６　図
（ａｌのシリンダ２０内薗上ｍｖ、第６図（ｂ）のよう
に表面粗さが大赦一部分２ａとなし境界１１１清状ＷＡ
にし、内面下Ｓを表面粗さが小さい部分２ｂとなして流
体調清状ｌｌＫでる。畜らにこれらの中間部ｔその中間
粗さの一分２ｃとなして混合潤滑状ＩＩＫ″ｒることＫ
より、シリンダ２の上下方間の全域に夏りビスＴｈａｉ
に対する摩−力を低減し、工ｙ？）ｙｒ＞横槍効車舎同
上することができる。

なお１表面粗さが大赦いところから滑らかｒ！ｒ化する
位置は、ピストンＳの速度（エンジンの回転数）とガス
圧（エンジン負ｒｒ）とによって異るため一義的には決
まらず１横槍動車の向上の重点をエンジン運転領域のど
こＫお（かによって決會る。

また、シリンダ２０表面粗さの１ｉｆｔはオイル消費料
、耐焼付性の面から上死点の粗い側で、最も粗（てもα
♂、ｃ＋ｍＲａ　（、Ｔｒｓ）ｓＩ！、下死点側の滑ら
かな側で最も清らかでもα１岸岨す程度にそれぞれ選定
することが望ましい。

上記構成になるシリンダ２の製作方法としては。

ホーニノグ加工ｖ２回以上に分け、荒ホーエノダをシリ
ンダ２の全長に施した後、下半ｗ＃ｃ仕上げホーニング
を施せば良い、さらに、シリンダ２の上１１ｉ　２　ａ
と下部２ｂの耐摩耗性［ｌ！をつけて、上部２ａの耐摩
耗性を高（することによって、ビストノＳの摺動中に前
記同様の粗面を形成でることもで赦る。

以上説明して診たよ’Ｉに１本発明によれば、シリンダ
円をピスト７が往復動するエンジンにおいて、シリンダ
の表面粗さｔ上死点近傍で粗（して境界側滑状＠Ｋ　Ｌ
、下死点近傍で清らかにして流体１１１１隋状ｍにした
ことによって、ピストンが復復動するシリンダの食領域
Ｋ［って、このピストンに対するシリｙ〆の摩捧抵Ｋｔ
’低威し、以ってエツジｌの横槍効率の同上を図ること
がで鯉る。

【図面の簡単な説明】

第１１ｉは従来のエンジンの断面ｌ１Ｉｌ、第２図はビ
０ スト／の速度特性図、第Ｓ図は燃焼室のガス圧特性図　
＠４図は境界潤滑の説明８１１．第５図は流体潤滑の説
明ａ！１１．第６図（ａ）は本発明におけるシリｙ〆の
一部を破断した断面！ｇ１％第１％（ｂ）はその要部の
詳ａｖ示す断面図、第７図は表面粗さと摩擦係数との関
係な示ｆ４１１性図である。 ２・・・シリンダ、！・・・ピストン、２ｍ・・・表面
粗すが大鎗い部分、２ｔ）・・・表面粗さが小さい部分
。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリ／〆内奮ピスト／が往復動イる形式のエンジ／にお
   いて、シリンダ表面粗さをピストンの上死点および上死
   点付近で粗くして境界潤滑状ｌＩＫし下死点および下死
   点付近で清かにして流体爛滑状ｌｌ１Ｋしたことｔ時機
   とするエンジンのシリンダープロッタ。