JPS61126355A - 軽金属製内燃機関用シリンダブロツク - Google Patents
軽金属製内燃機関用シリンダブロツクInfo
- Publication number
- JPS61126355A JPS61126355A JP24725984A JP24725984A JPS61126355A JP S61126355 A JPS61126355 A JP S61126355A JP 24725984 A JP24725984 A JP 24725984A JP 24725984 A JP24725984 A JP 24725984A JP S61126355 A JPS61126355 A JP S61126355A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder block
- alumina
- cylinder
- internal combustion
- short fibers
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- Pending
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- 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
- F02F7/0065—Shape of casings for other machine parts and purposes, e.g. utilisation purposes, safety
- F02F7/008—Sound insulation
-
- 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
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
-
- 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
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/16—Fibres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、内燃機関に係り、更に詳細には軽金属製内燃
機関用シリンダブロックに係る。
機関用シリンダブロックに係る。
従来の技術 ゛
自動車等の車輌に搭載される内燃機関のシリンダブロッ
クは、従来より一般に、シリンダブロック本体と該シリ
ンダブロック本体に鋳ぐるまれだ複数個のシリンダライ
ナとよりなっており、シリンダライナによりシリンダボ
ア、即ちピストンとの摺動面が郭定されている。この場
合内燃機関の軽量化を図るべく、シリンダブロック本体
はアルミニウム合金にて形成されており、シリンダライ
ナは遊離黒鉛を含み自己潤澗性に優″れた鋳鉄にて形成
されている。
クは、従来より一般に、シリンダブロック本体と該シリ
ンダブロック本体に鋳ぐるまれだ複数個のシリンダライ
ナとよりなっており、シリンダライナによりシリンダボ
ア、即ちピストンとの摺動面が郭定されている。この場
合内燃機関の軽量化を図るべく、シリンダブロック本体
はアルミニウム合金にて形成されており、シリンダライ
ナは遊離黒鉛を含み自己潤澗性に優″れた鋳鉄にて形成
されている。
発明が解決しようとする問題点
かかる従来の内燃機関用シリンダブロックに於ては、鋳
鉄の比重が比較的高いため、シリンダブロックの軽量化
を図るには限度があり、またシリンダライナのシリンダ
ボアを郭定する内壁面が切削加工等により仕上げられて
いるため比較的高価である。かかる不具合に対処すべく
シリンダブロックを高圧鋳造法やダイカスト鋳造法の如
く生産性及び寸法精度の高い鋳造法によりアルミニウム
合金にて形成することが検討されている。しかし一般の
アルミニウム合金はもちろんのこと、耐摩耗性に優れた
高ケイ素アルミニウム合金によってもシリンダブロック
のシリンダボア壁面の摺動特性を内燃機関の過酷な運転
にも耐え得る特性とすることはできず、オイル消費量の
増大や耐焼付性の不足などの問題が生じる。
鉄の比重が比較的高いため、シリンダブロックの軽量化
を図るには限度があり、またシリンダライナのシリンダ
ボアを郭定する内壁面が切削加工等により仕上げられて
いるため比較的高価である。かかる不具合に対処すべく
シリンダブロックを高圧鋳造法やダイカスト鋳造法の如
く生産性及び寸法精度の高い鋳造法によりアルミニウム
合金にて形成することが検討されている。しかし一般の
アルミニウム合金はもちろんのこと、耐摩耗性に優れた
高ケイ素アルミニウム合金によってもシリンダブロック
のシリンダボア壁面の摺動特性を内燃機関の過酷な運転
にも耐え得る特性とすることはできず、オイル消費量の
増大や耐焼付性の不足などの問題が生じる。
本発明は、鋳鉄製のシリンダライナが鋳ぐるまれた従来
のシリンダブロックよりも軽量であり、高ケイ素アルミ
ニウム合金製のシリンダブロックよりも遥かに耐久性に
優れた低廉な軽金属製内燃機関用シリンダブロックを提
供することを目的としている。
のシリンダブロックよりも軽量であり、高ケイ素アルミ
ニウム合金製のシリンダブロックよりも遥かに耐久性に
優れた低廉な軽金属製内燃機関用シリンダブロックを提
供することを目的としている。
問題点を解決するための手段
上述の如き目的は、本発明によれば、シリンダボアを郭
定する壁面部の上死点にあるピストンのトップリングに
対向する部分がアルミナ−シリカ系短繊維にて複合強化
されており、前記アルミナ−シリカ系短繊維の体積率は
２〜１５％である軽金属製内燃機関用シリンダブロック
によって達成される。
定する壁面部の上死点にあるピストンのトップリングに
対向する部分がアルミナ−シリカ系短繊維にて複合強化
されており、前記アルミナ−シリカ系短繊維の体積率は
２〜１５％である軽金属製内燃機関用シリンダブロック
によって達成される。
発明の作用及び効果
上述の如き構成によれば、最も過酷な熱負荷及び摩擦摩
耗条件下に曝されるシリンダボア面が体積率２〜１５％
のアルミナ−シリカ系短繊維にて複合強化されるので、
それらの部分に段付き摩耗や偏摩耗を生じることがなく
、またシリンダブロック自体は軽量であり且熱伝導性に
優れたアルミニウム合金の如き軽金属にて構成されるの
で、軽量であり且放熱性に優れたシリンダブロックを１
ｑることができる。また上述の如き構成によれば、アル
ミナ−シリカ系短繊維にて複合強化される部分はシリン
ダボアを郭定する壁面部の一部であり、他の部分は機械
加工性に優れた軽金属のみにて構成されてよいので、シ
リンダボアの研磨の如き＋ｆｆｉ ’械加工を容
易に且正確に行うことができる。
耗条件下に曝されるシリンダボア面が体積率２〜１５％
のアルミナ−シリカ系短繊維にて複合強化されるので、
それらの部分に段付き摩耗や偏摩耗を生じることがなく
、またシリンダブロック自体は軽量であり且熱伝導性に
優れたアルミニウム合金の如き軽金属にて構成されるの
で、軽量であり且放熱性に優れたシリンダブロックを１
ｑることができる。また上述の如き構成によれば、アル
ミナ−シリカ系短繊維にて複合強化される部分はシリン
ダボアを郭定する壁面部の一部であり、他の部分は機械
加工性に優れた軽金属のみにて構成されてよいので、シ
リンダボアの研磨の如き＋ｆｆｉ ’械加工を容
易に且正確に行うことができる。
本発明の一つの詳細な特徴によれば、シリンダボアを郭
定する壁面部はそのシリンダヘッド側端部より上死点に
あるピストンのセカンドランドの下端部に対向する部分
までの範囲、好ましくはセカンドリングに対向する部分
までの範囲がアルミナ−シリカ系短ｍ維にて強化される
ことが好ましい。かかる構成によれば、トップリング等
によるシリンダボアの段付き摩耗のみならず、ピストン
のトップランドとシリンダボア面との間の焼付きをも確
実に防止することができる。
定する壁面部はそのシリンダヘッド側端部より上死点に
あるピストンのセカンドランドの下端部に対向する部分
までの範囲、好ましくはセカンドリングに対向する部分
までの範囲がアルミナ−シリカ系短ｍ維にて強化される
ことが好ましい。かかる構成によれば、トップリング等
によるシリンダボアの段付き摩耗のみならず、ピストン
のトップランドとシリンダボア面との間の焼付きをも確
実に防止することができる。
本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、アルミナ−シ
リカ系短繊維のアルミナ含有率は４０ｗｔ％以上であり
、アルミナ−シリカ系短繊維は繊維径１〜２０μのもの
が９０％以上であり、繊維長２Ｑｍｍ未満のものが９０
％以上である。一方シリンダブロック自体を構成する金
属は、軽量であり且上述のアルミナ−シリカ系短繊維と
の両立性に浸れたアルミニウム、マグネシウム、又はこ
れらを主成分とする合金である。
リカ系短繊維のアルミナ含有率は４０ｗｔ％以上であり
、アルミナ−シリカ系短繊維は繊維径１〜２０μのもの
が９０％以上であり、繊維長２Ｑｍｍ未満のものが９０
％以上である。一方シリンダブロック自体を構成する金
属は、軽量であり且上述のアルミナ−シリカ系短繊維と
の両立性に浸れたアルミニウム、マグネシウム、又はこ
れらを主成分とする合金である。
実施例
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は本発明による軽金属製内燃機関用シリンダブロ
ックの一つの実施例の要部を示す解図的部分縦断面図で
ある。図に於て、１はシリンダブロックであり、アルミ
ニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１０）にて構成されてい
る。このシリンダブロック１は、軸線２に沿って上下方
向に延在しピストン３を往復動可能に受入れるシリンダ
ボア４を有している。シリンダボア４を郭定する本体部
５にはシリンダボア４の周りにて複数個の冷却水通路６
が形成されており、これによりシリンダブロック１及び
ピストン３が内燃機関の運転時に所定温度以上に昇温す
ることが防止さ゛れるようになっている。
ックの一つの実施例の要部を示す解図的部分縦断面図で
ある。図に於て、１はシリンダブロックであり、アルミ
ニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１０）にて構成されてい
る。このシリンダブロック１は、軸線２に沿って上下方
向に延在しピストン３を往復動可能に受入れるシリンダ
ボア４を有している。シリンダボア４を郭定する本体部
５にはシリンダボア４の周りにて複数個の冷却水通路６
が形成されており、これによりシリンダブロック１及び
ピストン３が内燃機関の運転時に所定温度以上に昇温す
ることが防止さ゛れるようになっている。
図示の実施例に於ては、本体部５のシリンダボア４を郭
定する壁面部７はシリンダヘッド側の端部８よりクラン
クケース側の端部９までの範囲に屋り、無作為に配向さ
れた体積率約７％のアルミナ−シリカ短繊維（５５ｗｔ
％Ａｔ ２０＋ 、 ４５ｗｔ％５ｉＯ２）にて複合強
化されている。アルミナ−シリカ短繊維は平均繊維径が
２．８μであり、繊維径１〜２０μのものが９２％であ
り、繊維長２０ｆｆ１１１未満のものが９５％である。
定する壁面部７はシリンダヘッド側の端部８よりクラン
クケース側の端部９までの範囲に屋り、無作為に配向さ
れた体積率約７％のアルミナ−シリカ短繊維（５５ｗｔ
％Ａｔ ２０＋ 、 ４５ｗｔ％５ｉＯ２）にて複合強
化されている。アルミナ−シリカ短繊維は平均繊維径が
２．８μであり、繊維径１〜２０μのものが９２％であ
り、繊維長２０ｆｆ１１１未満のものが９５％である。
上述の如く構成された軽金属製シリンダブロックの耐久
評（西を行なうべく、そのシリンダブロック及び鉄めっ
き処理されたアルミニウム合金（ＪｔＳ規格ＡＣ８Ｂ＞
ｔＪのピストンを下記の表１に示す４気筒４サイクルガ
ソリン機関に組込み、下記の表２に示す試験条件にて試
験運転を行なった。
評（西を行なうべく、そのシリンダブロック及び鉄めっ
き処理されたアルミニウム合金（ＪｔＳ規格ＡＣ８Ｂ＞
ｔＪのピストンを下記の表１に示す４気筒４サイクルガ
ソリン機関に組込み、下記の表２に示す試験条件にて試
験運転を行なった。
また比較の目的でアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８
Ｂ＞のみよりなるシリンダブロック及び鋳鉄（ＪＩＳ７
ＩｌＩ格ＦＣ２５）製のシリンダブロックについても同
様の試験運転を行なった。尚シリンダボア４を郭定する
壁面部７、即ちアルミナ−シリカ短繊維にて複合強化さ
れた部分の幅は６１１１１であった。
Ｂ＞のみよりなるシリンダブロック及び鋳鉄（ＪＩＳ７
ＩｌＩ格ＦＣ２５）製のシリンダブロックについても同
様の試験運転を行なった。尚シリンダボア４を郭定する
壁面部７、即ちアルミナ−シリカ短繊維にて複合強化さ
れた部分の幅は６１１１１であった。
表１： 内。
シリンダボア径：８４１ＩＩＩ１１
ストローク： ８９ａ＋ｎ＋圧縮比＝８．５
排気ｆｆｉ： １９７２ｃｃ表２：試験
条件 使用燃料： ガソリン 機関回転数： ５４００ ｒｐｍ機関負荷：
フルロード 試験時間二 ３００時間 この試験運転の結果、アルミニウム合金のみよりなるシ
リンダブロックの場合には、上死点にある場合に於ける
ピストンのトップリング１０に対向するシリンダボア４
の壁面に段付き摩耗が発生し、またオイル消費量が比較
的多（ぐという不具合が生じた。また鋳鉄製のシリンダ
ブロックの場合には、シリンダブロックのシリンダヘッ
ド側の端部８の近傍に於ける潤滑が不充分であることに
より、シリンダボア４の壁面が２０〜５０μ程度のぜ 比較的大きな摩耗を生じていた。これに対し上述の実施
例によるシリンダブロックの場合にはそのシリンダボア
壁面の摩耗曇は５〜１０μと小さく、シリンダボア壁面
には段付き摩耗も発生しておらず、ピストンにもトップ
ランド１１の焼付きの如き異常は認められなかった。
条件 使用燃料： ガソリン 機関回転数： ５４００ ｒｐｍ機関負荷：
フルロード 試験時間二 ３００時間 この試験運転の結果、アルミニウム合金のみよりなるシ
リンダブロックの場合には、上死点にある場合に於ける
ピストンのトップリング１０に対向するシリンダボア４
の壁面に段付き摩耗が発生し、またオイル消費量が比較
的多（ぐという不具合が生じた。また鋳鉄製のシリンダ
ブロックの場合には、シリンダブロックのシリンダヘッ
ド側の端部８の近傍に於ける潤滑が不充分であることに
より、シリンダボア４の壁面が２０〜５０μ程度のぜ 比較的大きな摩耗を生じていた。これに対し上述の実施
例によるシリンダブロックの場合にはそのシリンダボア
壁面の摩耗曇は５〜１０μと小さく、シリンダボア壁面
には段付き摩耗も発生しておらず、ピストンにもトップ
ランド１１の焼付きの如き異常は認められなかった。
尚、本発明による軽金属製シリンダブロックを￥Ｊ造す
るには、第２図に示されている如く、まずアルミナ−シ
リカ系短繊維１２をシリカの如き無機質バインダにて結
合することにより、シリンダブロック１のシリンダボア
４よりも極く僅かに小さい内径を有し無作為に配向され
たアルミナ−シリカ系短繊維よりなる繊維成形体１３を
形成し、該繊維成形体をシリンダブロックを鋳造するた
めのダイカスト金型の如き鋳型内の所定の位置に配置し
、その鋳型内にアルミニウム合金の如き軽金属の溶湯を
注湯し、該溶湯を鋳型内にて加圧しつつ凝固させ、更に
シリンダボア４などに対し研削その他の機械加工を施す
ことにより、所定寸法及び所定形状の最終製品としての
シリンダブロックとする。
るには、第２図に示されている如く、まずアルミナ−シ
リカ系短繊維１２をシリカの如き無機質バインダにて結
合することにより、シリンダブロック１のシリンダボア
４よりも極く僅かに小さい内径を有し無作為に配向され
たアルミナ−シリカ系短繊維よりなる繊維成形体１３を
形成し、該繊維成形体をシリンダブロックを鋳造するた
めのダイカスト金型の如き鋳型内の所定の位置に配置し
、その鋳型内にアルミニウム合金の如き軽金属の溶湯を
注湯し、該溶湯を鋳型内にて加圧しつつ凝固させ、更に
シリンダボア４などに対し研削その他の機械加工を施す
ことにより、所定寸法及び所定形状の最終製品としての
シリンダブロックとする。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
（、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
（、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
第１図は本発明による軽金属製内燃機関用シリンダブロ
ックの一つの実施例の要部を示す解図的部分縦断面図、
第２図は本発明による軽金属製シリンダブロックを製造
する際に使用される繊維成形体を示す解図的斜視図であ
る。 １・・・シリンダブロック、２・・・軸線、３・・・ピ
ストン、４・・・シリンダボア、５・・・本体部、６・
・・冷ＩＪＩ本通路、７・・・壁面部、８・・・シリン
ダヘッド側の端部。
ックの一つの実施例の要部を示す解図的部分縦断面図、
第２図は本発明による軽金属製シリンダブロックを製造
する際に使用される繊維成形体を示す解図的斜視図であ
る。 １・・・シリンダブロック、２・・・軸線、３・・・ピ
ストン、４・・・シリンダボア、５・・・本体部、６・
・・冷ＩＪＩ本通路、７・・・壁面部、８・・・シリン
ダヘッド側の端部。
Claims (3)
- （１）シリンダボアを郭定する壁面部の上死点にあるピ
ストンのトップリングに対向する部分がアルミナ−シリ
カ系短繊維にて複合強化されており、前記アルミナ−シ
リカ系短繊維の体積率は２〜１５％である軽金属製内燃
機関用シリンダブロック。 - （２）特許請求の範囲第１項の軽金属製内燃機関用シリ
ンダブロックにして、前記アルミナ−シリカ系短繊維は
繊維径１〜２０μのものが９０％以上であることを特徴
とする軽金属製内燃機関用シリンダブロック。 - （３）特許請求の範囲第１項又は第２項の軽金属製内燃
機関用シリンダブロックに於て、前記アルミナ−シリカ
系短繊維は繊維長２０ｍｍ未満のものが９０％以上であ
ることを特徴とする軽金属製内燃機関用シリンダブロッ
ク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24725984A JPS61126355A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 軽金属製内燃機関用シリンダブロツク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24725984A JPS61126355A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 軽金属製内燃機関用シリンダブロツク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126355A true JPS61126355A (ja) | 1986-06-13 |
Family
ID=17160818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24725984A Pending JPS61126355A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 軽金属製内燃機関用シリンダブロツク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126355A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0359111A2 (de) * | 1988-09-13 | 1990-03-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Faserverstärkter Leichtmetall-Zylinder für Hubkolbenmaschinen |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP24725984A patent/JPS61126355A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0359111A2 (de) * | 1988-09-13 | 1990-03-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Faserverstärkter Leichtmetall-Zylinder für Hubkolbenmaschinen |
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