JPS61126356A - 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

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JPS61126356A
JPS61126356A JP24891984A JP24891984A JPS61126356A JP S61126356 A JPS61126356 A JP S61126356A JP 24891984 A JP24891984 A JP 24891984A JP 24891984 A JP24891984 A JP 24891984A JP S61126356 A JPS61126356 A JP S61126356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder block
alumina
cylinder
combustion engine
internal combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP24891984A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Tatematsu
立松 義明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS61126356A publication Critical patent/JPS61126356A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0065Shape of casings for other machine parts and purposes, e.g. utilisation purposes, safety
    • F02F7/008Sound insulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (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。

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i製の内
燃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aPA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た複数個のシリンダラ
イチとよりなっており、シリンダライチによりシリンダ
ボア、即らピストンとの摺動面が郭定されている。この
場合内燃(層間の軽量化を図るべく、シリンダブロック
本体はアルミニラム合金にて形成されてiJ3す、シリ
ンダライナはMfli黒鉛を含み自己潤滑性に優れた鋳
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、耐摩耗性に
優れた高ケイ素アルミニウム合金にて形成することが既
に行われており、またアルミニウム合金製のシリンダブ
ロックのシリンダボアの壁面部をアルミナ繊維の如きセ
ラミックスm維にて複合強化することが検討されている
しかしかかる高ケイ素アルミニウム合金製のシリンダブ
ロックやシリンダボアの壁面部がセラミックス繊維にて
複合強化されたアルミニウム合金製のシリンダブロック
に於ては、特に内燃機関の冷間始動時にシリンダボアの
壁面とピストン及びビス1〜シリングとの間に於て8′
1滑油設切れが生じ、その結果シリンダボアの壁面にス
カッフィングの如き異常摩耗が生じるという問題がある
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軒昂であり、高ケイ素アルミ
ニウム合金製のシリンダブロック及びシリンダボアの壁
面部がセラミックス繊維にて複合強化されたアルミニウ
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
た東端な軽金属製内燃i開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−シリカ系短繊維及び固体潤滑
材の微細片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%であり、前記固体潤
滑材の体積率は1〜20%である軒金ffi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−シリカ系短繊維及び体積率1〜20%の固
体1lllI滑材、即ら自己潤滑性を有する固体物質の
微細片にて複合強化されるので、それらの部分にスカッ
フィングや偏摩耗を生じることがなく、またシリンダブ
ロック自体は軽分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、軽債であり且
放熱性に羨れたシリンダブロックを得ることができる。
また上述の如き構成によれば、アルミナ−シリカ系短繊
維及び固体潤滑材の微細片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、ll!!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機械加工を容易に且
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1QII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−シリカ系短繊維及び固体
潤滑材の微細片にて複合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
のスカッフィングのみならず、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I徴によれば、アルミナ−シ
リカ系短繊維のアルミナの含有率は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20111111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
系短繊絹及び固体潤滑材の微細片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。
本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、固体潤滑
材の微綱片は黒鉛、窒化ボロン、二硫化タングステン、
二硫化モリブデン、一酸化鉛の微綱片及びこれらの混合
物よりなる群より選択された微細片であり、微綱片は粉
末、粒子、薄片、短aimなとであってよい。尚これら
の固体m滑材の微細片の体積率が1%以下の場合にはそ
の効果が十分には発揮されず、逆にこれらの体積率が2
0%以上になるとシリンダボアの壁面部の強度が低下し
て、シリンダブロックの耐久性が低下してしまう。従っ
て本発明のシリンダブロックに於ては固体潤滑材の微綱
片の体積率は1〜20%に設定される。またシリンダボ
アの壁面部の性質が均一になるよう、アルミナ−シリカ
系短繊維と固体潤滑材の微細片とはできるだけ均一に混
合された状態にてシリンダボアの壁面部に分散されるこ
とが好ましい。
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。
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承り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(JISI格Aocio>にて構成されてい
る。このシリンダブ0ツク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5%のアルミ    iす短繊維(96w
t%Al t Os 、4wt%Sf Ot )及び体
積率約5%、平均粒径20μの黒鉛粒子にて複合強化さ
れている。アルミナ短繊維は平均繊維径が2.6μであ
り、繊維径1〜20μのものが95%であり、繊維長2
0−一未満のものが96%である。尚第1図に於て、1
0及び11はそれぞれトップリング及びトップランドを
示している。
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
評価を行なうべく、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(JIs規格AC8B)製
のピストンを下記の表1に示す4気ll!i14サイク
ルガソリンll1alに組込み、3000rpm x2
0min及び5400rDmX20a+inの繰返しを
30回行う試験条件にて試験運転を行なった。
表1=使 シリンダボア径:     84+u ストローク=89+1l111 圧縮比:8.5 排気量:         1972ccこの試験運転
の結果、シリンダボアの壁面にはスカッフィングは全く
発生しておらず、シリンダボアの壁面及びピストンリン
グの外周面の摩耗量も少ないことが認められた。
また上述の実施例に於けるアルミナ短繊維が、平均繊維
径が3.2μであり、繊維径1〜20μのものが98%
であり、繊m長20m111未満のものが92%である
アルミナ短繊維(95wt%Al2O3,5Wj%Si
 Ot )に置換えられ、黒鉛粒子が平均繊維径が12
.5μであり平均I!緒長が21であるピッチ系黒鉛繊
維に置換えられた点を除き、上述の実施例と同様のシリ
ンダブロックについて上述の試験条件にて試験運転を行
ったところ、この実施例に於てもシリンダボアの壁面に
はスカッフィング等の異常は全く生じておらず、シリン
ダボアの壁面及びピストンリングの外周面の摩耗量も少
ないことが認められた。
尚、本発明による軽金属製シリンダブロックは以下の如
く製造されてよい。固体1IIW′4材の微綱片が固体
潤滑材の粉粒体である場合には、まずアルミナ−シリカ
系短繊維をコロイダルシリカの如き無機質バインダにて
結合させて、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′1¥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円筒状の繊維成形体
を形成し、該繊維成形体をメチルアルコールの如き分散
媒体中に固体潤滑材の粉粒体が分散された溶液中に浸漬
した後これを乾燥されることにより、また固体潤滑材の
微細片が固体潤滑材の粉粒体、短繊維、薄片などである
用台には、アルミナ−シリカ系短繊維と固体潤滑材の微
細片と無機質バインダとの混合物を真空成形法などにて
円筒状に成形することにより、互いに均一に混合された
アルミナ−シリカ系短I!維12と固体潤滑材の微細片
13とよりなるI!帷成形体14を形成する。次いで繊
維成形体14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て溶湯を繊維成形体内に浸透
さば、加圧状態を保持したまま溶湯を凝固させ、更にシ
リンダボア4などに対しホーニングその他の機械加工を
it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報に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、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。
【図面の簡単な説明】
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・・・ビ
ス[・ン、4・・・シリンダボア、5・・・本体部、6
・・・冷tJ+水通路、7・・・壁面部、8・・・シリ
ンダヘッド側の端部。 9・・・クランクケース側の端部、10・・・トップリ
ン    1グ、11・・・トップランド、12・・・
アルミナ−シリカ系短繊維、13・・・固体潤滑材の微
細片、14・・・繊維成形体 特 許 出 願 人  トヨタ自vJ車株式会社代  
   理     人   弁理士  明  石  昌
  毅第1図 第2図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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
    カ系短繊維及び固体潤滑材の微細片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2〜1
    5%であり、前記固体潤滑材の体積率は1〜20%であ
    る軽金属製内燃機関用シリンダブロック。
  2. (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. (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。
  4. (4)特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかの軽
    金属製内燃機関用シリンダブロックに於て、前記固体潤
    滑材の微細片は黒鉛、窒化ボロン、二硫化タングステン
    、二硫化モリブデン、一酸化鉛の微細片及びこれらの混
    合物よりなる群より選択された微細片であることを特徴
    とする軽金属製内燃機関用シリンダブロック。
JP24891984A 1984-11-26 1984-11-26 軽金属製内燃機関用シリンダブロツク Pending JPS61126356A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6379452U (ja) * 1986-11-13 1988-05-25
JPS6427451U (ja) * 1987-08-07 1989-02-16
JPH0193345U (ja) * 1987-12-11 1989-06-20
JP2022065849A (ja) * 2020-10-16 2022-04-28 トヨタ自動車株式会社 金型圧力測定装置及び金型圧力測定方法

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