JPS59170445A - Ceramic engine - Google Patents
Ceramic engineInfo
- Publication number
- JPS59170445A JPS59170445A JP4679283A JP4679283A JPS59170445A JP S59170445 A JPS59170445 A JP S59170445A JP 4679283 A JP4679283 A JP 4679283A JP 4679283 A JP4679283 A JP 4679283A JP S59170445 A JPS59170445 A JP S59170445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- piston ring
- ceramic
- parts
- engine
- 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
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- 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
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0804—Non-oxide ceramics
- F05C2203/0813—Carbides
- F05C2203/0817—Carbides of silicon
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はエンジン部品に係り、特にセラミックス製のピ
ストンに対して使用するのに好適なセラミックス製のピ
ストンリング部に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to engine parts, and particularly to a ceramic piston ring part suitable for use with a ceramic piston.
内燃機関の一つであるエンジンは従来金属材料で作られ
ており、セラミック部品はほとんど使用されている例が
なく、わずかに点火栓が用いられているのが唯一の例と
言って良く、セラミックスがエンジンの主要部品として
実用化されるには至つでいない。Engines, which are a type of internal combustion engine, have traditionally been made of metal materials, and ceramic parts have rarely been used, with the only example of a spark plug being used. However, it has not yet been put into practical use as a main part of an engine.
本究明の目的は、取付けが極めて容易なセラミックスピ
ストンリングを有するセラミックエンジンを提供するに
ある。The purpose of this research is to provide a ceramic engine having a ceramic piston ring that is extremely easy to install.
S ’ C+ 8 ’2N4.サイアロン等のセラミッ
クス材料は金属材料に比べて耐熱温度が著しく高く、こ
れらのセラミックス材料がエンジンの主要部品として使
用できれば従来の金属製のエンジンに比べて燃焼温度を
飛躍的に高めることができ、省エネルギー化に大きく貢
献できる。S' C+ 8'2N4. Ceramic materials such as Sialon have a significantly higher heat resistance than metal materials, and if these ceramic materials can be used as main parts of engines, the combustion temperature can be dramatically increased compared to conventional metal engines, resulting in energy savings. It can greatly contribute to the development of
従来の金属材料で製造されたエンジン部品では耐熱温度
が高くないため、水冷または空冷して使用している。こ
のためピストンとシリンダライナ間にはピストンの外周
部にピストンリングを取り付は潤滑油を用いて:習勅さ
せている。このため、ピストンとシリンダライナ間の摩
擦係数を小さくすることができた。しかしながら、これ
らのエンジン部品をセラミックスで製造し、燃焼温度を
高くすると、・閏滑油は燃えてしまい使用できない。Conventional engine parts made of metal materials do not have high heat resistance, so they are used with water or air cooling. For this reason, a piston ring is attached to the outer periphery of the piston between the piston and the cylinder liner using lubricating oil. Therefore, it was possible to reduce the coefficient of friction between the piston and the cylinder liner. However, if these engine parts are made of ceramics and the combustion temperature is raised, the lubricating oil will burn and become unusable.
また、従来法になる金属製のエンジン部品においてはピ
ストンにピストンリングを取り付けるここは容易に行え
たが、セラミック製のピストンにセラミック製のピスト
ンリングを取り付けることはセラミックスが脆性材料で
あるために極めて困難である。このため、ピストンリン
グを設けないで、ピストンの外周部の全面がシリンダラ
イナと接触するようにしたピストンの構造も考えられる
。Additionally, while it was easy to attach a piston ring to a piston with conventional metal engine parts, attaching a ceramic piston ring to a ceramic piston is extremely difficult because ceramic is a brittle material. Have difficulty. For this reason, a piston structure may be considered in which no piston ring is provided and the entire outer circumference of the piston is in contact with the cylinder liner.
しかし、この場合には接触面積が匝めて大きく、このた
め、ピストンとシリンダライナ間の摩擦係数が著しく大
きく、これによるエネルギーの損失が極めて大きいとい
う間遠があった。However, in this case, the contact area is extremely large, and therefore the coefficient of friction between the piston and the cylinder liner is extremely large, resulting in extremely large energy losses.
本発明は高温において潤滑材を用いないでも運転が可能
である。The present invention can be operated at high temperatures without the use of lubricants.
本発明は従来技術では困難であったセラミックエンジン
部品のうち、ピストンの外周部に取り付けるピストンリ
ングを少なくとも2ケ以とに分割して組合せることによ
り、ピストンに取り付けが極めて容易に行うことができ
るピストンリングにある。本発明になるセラミック製の
エンジン部品を用いることにより、セラミックスを用い
た潤滑材を用いないエンジンが製造でき、特にディーゼ
ルエンジンのごとき圧縮比を大きくする必要があるエン
ジンについても、十分な気密性を保つことができ、エン
ジンの燃焼温度を高くして運転偏することが可能になっ
た。ピストンリングはシリンダライナ内1面に押し付け
られるようにバネ性を備えた機構を有する。自らバネ性
を有してもよい。ピストンリングは複数個設けるのがよ
い。The present invention makes it extremely easy to attach ceramic engine parts to the piston, which was difficult to do with conventional techniques, by dividing the piston ring to be attached to the outer periphery of the piston into at least two parts and assembling them together. It's in the piston ring. By using the ceramic engine parts of the present invention, it is possible to manufacture engines that do not use ceramic lubricants, and in particular, engines that require a high compression ratio such as diesel engines can have sufficient airtightness. This made it possible to increase the combustion temperature of the engine and shift the operation bias. The piston ring has a springy mechanism so as to be pressed against one surface inside the cylinder liner. It may have spring properties itself. It is preferable to provide a plurality of piston rings.
また、本発明になるピストンリング材料としてS I
C+ S is Na tサイアロンから選ばれるセラ
ミック材料にBNまたはグラファイトを5〜sowt%
添付して成る焼結体を使用することによって、BNまた
はグラファイトが焼結体中にその結晶粒のまま分散して
おり、このためこれらが潤滑材の役割を果し、高温下の
無潤滑状態においても、小さい摩擦係数を有することが
わかった。このため該焼結体を用いたピストンリングの
使用によシ高温照潤滑で運転ができる。Moreover, as a piston ring material according to the present invention, S I
Add 5 to sowt% of BN or graphite to the ceramic material selected from C+ Sis Nat SiAlON.
By using the attached sintered body, BN or graphite is dispersed in the sintered body as its crystal grains, and therefore, these serve as a lubricant and can be used in a non-lubricated state at high temperatures. It was also found that the friction coefficient was small. Therefore, by using a piston ring using the sintered body, operation can be performed with high temperature lubrication.
実施例
(実施例1)
サブミクロンSiCにB4Cを0.5 W t%と炭素
をl %V i%添加混合し所望形状に成形後、非酸化
性葵囲気中2200C,30分焼成したのち、表面をダ
イヤモンド砥石を用いて研摩しピストンリングを得た。Example (Example 1) Submicron SiC was mixed with 0.5 W t% of B4C and 1% Vi% of carbon, molded into a desired shape, and fired at 2200C for 30 minutes in a non-oxidizing atmosphere. The surface was polished using a diamond grindstone to obtain a piston ring.
第1図は本発明になるセラミック製ピストンリングの一
実施例を示す図である。本実施例ではピストンリングを
2分割し、これを2ヶ組合せである。第1図から容易に
想像できるように、ピストンリングは2分割に限られる
ものではなく、必要に応じ3分割以上に分割しても良い
。第2図かられかる通り、ピストンリングは2分割した
斜めの接触部分ですべることができるようにしであるた
め、ピストンに容易に取シ付けることができるばかりで
なく、気密性も十分に保つことができる。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a ceramic piston ring according to the present invention. In this embodiment, the piston ring is divided into two parts, and the two parts are combined. As can be easily imagined from FIG. 1, the piston ring is not limited to being divided into two parts, but may be divided into three or more parts as necessary. As you can see from Figure 2, the piston ring is divided into two halves and is designed to be able to slide at the diagonal contact area, so it not only can be easily attached to the piston, but also maintains sufficient airtightness. I can do it.
第1図はエンジン中心部の全体図を示す図である。1は
ピストン、2けシリンダライナで、該ピストン1はシリ
ンダライナ2の内側を気密性を持つて摺動するようにな
っている。ピストンlとシリンダライナ2との間にはピ
ストンリング1oが設けられ、このピストンリング1o
にょシ気密性を保たせている。FIG. 1 is a diagram showing an overall view of the central part of the engine. Reference numeral 1 denotes a piston and a two-piece cylinder liner, and the piston 1 slides on the inside of the cylinder liner 2 in an airtight manner. A piston ring 1o is provided between the piston l and the cylinder liner 2, and this piston ring 1o
It maintains airtightness.
(実施例2)
第3図は他の実施例を示すピストンリングの構造である
。本実施例では分割したピストンリングの端部を階段状
に加工しである。本実施例の構造の場合にもピストンリ
ングは2分割以上に多分割しても良い。本実施例のピス
トンリングは階段状の接触部で膨張、収縮時にすべるこ
とが可能であるため、ピストンへの取シ付けが容易であ
るとともに、十分な気密性を保つことができる。(Embodiment 2) FIG. 3 shows the structure of a piston ring showing another embodiment. In this embodiment, the ends of the divided piston rings are processed into a stepped shape. Even in the case of the structure of this embodiment, the piston ring may be divided into two or more parts. Since the piston ring of this embodiment can slide during expansion and contraction at the stepped contact portion, it can be easily attached to the piston and can maintain sufficient airtightness.
(実施例3)
平均粒径2μmのSiC粉末に平均粒径1μmのBN粉
末を20wt%添加、混合後、所望形状を有する黒鉛か
ら成る型材の中に該混合粉末を充填し2050C,20
MPa、lhホットプレスして焼結体を得た。該焼結体
はダイアモンドが砥石を用いて表面を研摩し、ピストン
リングを得た。該ピストンリングは添加したBNが結晶
粒となってSiC焼結体中に分散しているため、摩擦係
数が非常に小さく、高温の無潤滑下において良好な運転
状態が得られた。(Example 3) 20 wt% of BN powder with an average particle size of 1 μm was added to SiC powder with an average particle size of 2 μm, and after mixing, the mixed powder was filled into a mold material made of graphite having a desired shape, and 2050C, 20
A sintered body was obtained by hot pressing at MPa and lh. The surface of the sintered body was polished using a diamond grindstone to obtain a piston ring. Since the added BN is dispersed in the form of crystal grains in the SiC sintered body, the piston ring has a very small coefficient of friction, and good operating conditions were obtained at high temperatures without lubrication.
本発明によれば取り付けが簡単なセラミックス製ピスト
ンリングを有するエンジンが得られる。According to the present invention, an engine having a ceramic piston ring that is easy to install can be obtained.
第1図はエンジンの中心部の一部を示す部分断面図、第
2図及び第3図は本発明の例を示すピストンリングを示
す構成図である。
1・・・ピストン、2・・・シリンダライナ、3・・・
ピストンピン、4・・・コネクチングロッド、5・・・
副燃焼室、6・・・排気パルプ、7・・・dト気ポート
ライナ、8・・・グロープラグ、9・・・燃料噴射ポン
プ、10・・・ピスト第 l 口
奉 2 日
−283−FIG. 1 is a partial sectional view showing a part of the center of an engine, and FIGS. 2 and 3 are configuration diagrams showing a piston ring showing an example of the present invention. 1... Piston, 2... Cylinder liner, 3...
Piston pin, 4... Connecting rod, 5...
Sub-combustion chamber, 6... Exhaust pulp, 7... d air port liner, 8... Glow plug, 9... Fuel injection pump, 10... Piste No. 1 mouth service 2nd-283-
Claims (1)
クス焼結体から成るピストンにおいて、前記ピストンは
シリンダライナとの摺動面にセラミックスから成るピス
トンリングが可動可能に埋め込まれ、且つ該ピストンリ
ングは2ヶ以上に分割していることを特徴とするセラミ
ックエンジン。1. At least the piston and the cylinder liner are made of a sintered ceramic body, and the piston has a piston ring made of ceramic movably embedded in the sliding surface with the cylinder liner, and the piston ring is divided into two or more parts. Ceramic engine is characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4679283A JPS59170445A (en) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | Ceramic engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4679283A JPS59170445A (en) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | Ceramic engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59170445A true JPS59170445A (en) | 1984-09-26 |
Family
ID=12757179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4679283A Pending JPS59170445A (en) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | Ceramic engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59170445A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2573815A1 (en) * | 1984-11-26 | 1986-05-30 | Ficht Gmbh | PISTON SEGMENT FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
DE3605918A1 (en) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Peter Greiner | Two-stroke engine |
DE3605919A1 (en) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Peter Greiner | Four-stroke engine |
JPS6449768A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-27 | Hitachi Ltd | Sliding member for sealing |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4679283A patent/JPS59170445A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2573815A1 (en) * | 1984-11-26 | 1986-05-30 | Ficht Gmbh | PISTON SEGMENT FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
DE3605918A1 (en) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Peter Greiner | Two-stroke engine |
DE3605919A1 (en) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Peter Greiner | Four-stroke engine |
JPS6449768A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-27 | Hitachi Ltd | Sliding member for sealing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5239956A (en) | Internal combustion engine cylinder heads and similar articles of manufacture and methods of manufacturing same | |
US3887411A (en) | Making a triple density article of silicon nitride | |
US1820878A (en) | Catalytic combustion by means of refractories | |
JPS59170445A (en) | Ceramic engine | |
US4820128A (en) | Composite ceramic structure and method for manufacturing the same | |
US6062569A (en) | Fiber reinforced ceramic matrix composite piston ring | |
US4775548A (en) | Method for producing ceramic composition having low friction coefficient at high operating temperatures | |
US5948330A (en) | Method of fabricating chopped-fiber composite piston | |
JP2002523689A (en) | Piston made of ultrafine carbon and method of manufacturing the same | |
JPS59173535A (en) | Ceramic engine | |
JP6292458B1 (en) | Structure and production of vanes for vane engines | |
JPS61192842A (en) | Ceramic polymerization engine | |
JPS59170444A (en) | Ceramic engine | |
US3647228A (en) | Ceramic regenerator seals | |
EP0019972B1 (en) | A piston for internal combustion engines having a floating flame damper ring | |
JPS6093157A (en) | Structure of heat-insulated engine | |
US811744A (en) | Combustion-engine. | |
JPH0512545B2 (en) | ||
CN108457710B (en) | Ceramic volute | |
KR0129472B1 (en) | Production method of ceramic cylinder liner in an automotive engine | |
JPS63150455A (en) | Composite material piston and manufacture thereof | |
US2848287A (en) | Piston head construction | |
JPS6179071A (en) | Piston and manufacture thereof | |
STORM et al. | Progress in ceramic component fabrication technology | |
GB522070A (en) | Improvements in or relating to internal combustion engines using dust fuel |