JPS63255550A - エンジンのピストン - Google Patents
エンジンのピストンInfo
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- JPS63255550A JPS63255550A JP62089679A JP8967987A JPS63255550A JP S63255550 A JPS63255550 A JP S63255550A JP 62089679 A JP62089679 A JP 62089679A JP 8967987 A JP8967987 A JP 8967987A JP S63255550 A JPS63255550 A JP S63255550A
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- metal reinforcing
- combustion chamber
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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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
-
- 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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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、ピストン本体の頂部に燃焼室を有するエンジ
ンのピストンの改良に関するものてふス− （従来技術） 一般に、ピストン本体の頂部に燃焼室を有するピストン
は燃焼室で高い熱を発生するためにこの燃焼室のまわり
に亀裂等が発生することがあり、今迄にもこの対策とし
て燃焼室のまわりに耐熱性の補強部材を設けることが行
なわれている。この補強部材は耐熱性が必要であるのは
勿論ピストン本体に接合して取付けられるので熱膨張係
数か小さいことか好ましい。従来技術ではこの金属補強
部材は例えばＳｉＣ繊維を混入したＡＣ８Ａアルミニウ
ム（ＦＲＭ）から成っているが、これは耐熱性及び熱膨
張係教具充分に満足することがてきなかった。
ンのピストンの改良に関するものてふス− （従来技術） 一般に、ピストン本体の頂部に燃焼室を有するピストン
は燃焼室で高い熱を発生するためにこの燃焼室のまわり
に亀裂等が発生することがあり、今迄にもこの対策とし
て燃焼室のまわりに耐熱性の補強部材を設けることが行
なわれている。この補強部材は耐熱性が必要であるのは
勿論ピストン本体に接合して取付けられるので熱膨張係
数か小さいことか好ましい。従来技術ではこの金属補強
部材は例えばＳｉＣ繊維を混入したＡＣ８Ａアルミニウ
ム（ＦＲＭ）から成っているが、これは耐熱性及び熱膨
張係教具充分に満足することがてきなかった。
（発明の目的）
本発明の目的は、耐熱性及び熱膨張係教具充分に満足す
ることかてきる材料から成る金属補強部材を有するエン
ジンのピストンを提供することにある。
ることかてきる材料から成る金属補強部材を有するエン
ジンのピストンを提供することにある。
（発明の構成）
本発明に係るエンジンのピストンは、ビストン本体の燃
焼室の内面を囲むように埋設された金属補強部材を有す
るか、金属補強部材は急冷凝固粉末アルミニウムの焼結
、押出しにより作られた鉄を含む合金（以下鉄系急冷凝
固粉末アルミニウム合金と称する）から成り、この金属
補強部材はピストン本体の燃焼室のまわりに埋設される
ように取付けられていることを特徴としている。
焼室の内面を囲むように埋設された金属補強部材を有す
るか、金属補強部材は急冷凝固粉末アルミニウムの焼結
、押出しにより作られた鉄を含む合金（以下鉄系急冷凝
固粉末アルミニウム合金と称する）から成り、この金属
補強部材はピストン本体の燃焼室のまわりに埋設される
ように取付けられていることを特徴としている。
この急冷凝固粉末アルミニウム合金は耐熱性が大きい上
に熱膨張係数は小さいのでこの材料から成る金属補強部
材をピストン本体に接合することによって品質の良好な
耐熱性を有するピストンを得ることかできる。この急冷
凝固粉末アルミニウム合金にＳｉを２０〜３０％添加す
ると、熱膨張係数は更に小さくなり、従って耐熱性を一
層向上することができる。
に熱膨張係数は小さいのでこの材料から成る金属補強部
材をピストン本体に接合することによって品質の良好な
耐熱性を有するピストンを得ることかできる。この急冷
凝固粉末アルミニウム合金にＳｉを２０〜３０％添加す
ると、熱膨張係数は更に小さくなり、従って耐熱性を一
層向上することができる。
（実施例）
本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、第
１図及び第２図は本発明に係るエンジンのピストンｌＯ
を示し、このピストン１０は、頂面に燃焼室１２を有す
るピストン本体１４とこの燃焼室１２の内面を囲むよう
にピストン本体１４に埋設された金属補強部材１６とか
ら成っている。このピストン本体ｌＯはアルミニウム、
例えばＡＣ８Ａ （熱膨張係数＝２０Ｘ１０−６／’Ｃ
）を鋳造して形成する。尚、第１図及び第２図において
符号１８はピストンリングか嵌入するリング溝てあり、
その最上のリング溝には耐摩環２０か取付けられている
。
１図及び第２図は本発明に係るエンジンのピストンｌＯ
を示し、このピストン１０は、頂面に燃焼室１２を有す
るピストン本体１４とこの燃焼室１２の内面を囲むよう
にピストン本体１４に埋設された金属補強部材１６とか
ら成っている。このピストン本体ｌＯはアルミニウム、
例えばＡＣ８Ａ （熱膨張係数＝２０Ｘ１０−６／’Ｃ
）を鋳造して形成する。尚、第１図及び第２図において
符号１８はピストンリングか嵌入するリング溝てあり、
その最上のリング溝には耐摩環２０か取付けられている
。
金属補強部材１６は鉄系急冷凝固粉末アルミニウム合金
から成り、この金属補強部材１６はピストン本体１４の
燃焼室１２のまわりに埋設されるように取付けられる。
から成り、この金属補強部材１６はピストン本体１４の
燃焼室１２のまわりに埋設されるように取付けられる。
この金属補強部材１６はこの急冷凝固粉末アルミニウム
合金を所定゛の型内て急冷凝固して成形される。尚、こ
のアルミニウム合係は鉄の外に圭素（Ｓｉ）を含むと特
に熱膨張係数が小さくなるので好ましい。第１図の実施
例ては金属補強部材１６は燃焼室１２のまわりのみに位
置するようにピストン本体１４の頂面に取付けられてい
るが、第２図の実施例ではこの金属補強部材１６はピス
トン本体１４の頂面のすべてを覆うように取付けられて
いる。この金属補強部材１６は摩擦圧接によって取付け
られるのが好ましい。この摩擦圧接は９例えば、金属補
強部材１６を回転させつつ一定の圧力でピストン本体１
４に押付けて両者の接触面て摩擦熱によって高湿層を形
成し。
合金を所定゛の型内て急冷凝固して成形される。尚、こ
のアルミニウム合係は鉄の外に圭素（Ｓｉ）を含むと特
に熱膨張係数が小さくなるので好ましい。第１図の実施
例ては金属補強部材１６は燃焼室１２のまわりのみに位
置するようにピストン本体１４の頂面に取付けられてい
るが、第２図の実施例ではこの金属補強部材１６はピス
トン本体１４の頂面のすべてを覆うように取付けられて
いる。この金属補強部材１６は摩擦圧接によって取付け
られるのが好ましい。この摩擦圧接は９例えば、金属補
強部材１６を回転させつつ一定の圧力でピストン本体１
４に押付けて両者の接触面て摩擦熱によって高湿層を形
成し。
その後回転を停止し、アプセット圧を加え、そのまま一
定時間保持して行なわれる。金属補強部材１６とピスト
ン本体１４とは高温高圧の下で固相接合されるので両者
は高い接合強度で接合される。尚、この金属補強部材１
６はこの摩擦圧接の外に鋳ぐるみ、電子ビーム溶接等に
よって取付けてもよい。
定時間保持して行なわれる。金属補強部材１６とピスト
ン本体１４とは高温高圧の下で固相接合されるので両者
は高い接合強度で接合される。尚、この金属補強部材１
６はこの摩擦圧接の外に鋳ぐるみ、電子ビーム溶接等に
よって取付けてもよい。
次に９本発明のピストンに用いられる金属補強部材の材
料とその他の材料との高温疲労試験の結果を第３図に示
す。第３図において線Ａ。
料とその他の材料との高温疲労試験の結果を第３図に示
す。第３図において線Ａ。
Ｂ、Ｃ，Ｄはそれぞれ金属補強部材がＡｌ−３ｉ−Ｆｅ
系粉末アルミニウム合金（重量％てＣｕ２．２％、５ｉ
２６％、Ｆｅ６．９％、Ｍｎ０．８２％、残部ＡＩ）、
Ａｌ−Ｆｅ系アルミニウム合金（重量％てＦｅ７．６％
、Ｍｏ２−６％、残部Ａ Ｉ ）、ＦＲＭ （Ｓ ｉＣ
ファイバとＡＣ８Ａアルミニウム）及びＡＣ８Ａ−Ｔ６
アルミニウムである場合の試験結果を示す。尚金属補強
部材がＡＣ８Ａであることはピストン本体の材料と同じ
ことを意味し、即ち、金属補強部材を有しないことを意
味する。この図から解るように、Ａ、ＢはＣ，Ｄに比べ
て試験温度に対して疲労が著しく小さいことが解る。ま
たそれぞれの、！８膨張係数（１０−６／’Ｃ）はＡで
は１６、Ｂては２０てあり、これはＡＣ８Ａの２１より
も小さかった。
系粉末アルミニウム合金（重量％てＣｕ２．２％、５ｉ
２６％、Ｆｅ６．９％、Ｍｎ０．８２％、残部ＡＩ）、
Ａｌ−Ｆｅ系アルミニウム合金（重量％てＦｅ７．６％
、Ｍｏ２−６％、残部Ａ Ｉ ）、ＦＲＭ （Ｓ ｉＣ
ファイバとＡＣ８Ａアルミニウム）及びＡＣ８Ａ−Ｔ６
アルミニウムである場合の試験結果を示す。尚金属補強
部材がＡＣ８Ａであることはピストン本体の材料と同じ
ことを意味し、即ち、金属補強部材を有しないことを意
味する。この図から解るように、Ａ、ＢはＣ，Ｄに比べ
て試験温度に対して疲労が著しく小さいことが解る。ま
たそれぞれの、！８膨張係数（１０−６／’Ｃ）はＡで
は１６、Ｂては２０てあり、これはＡＣ８Ａの２１より
も小さかった。
また、第４図は急冷凝固粉末アルミニウム合金をピスト
ンの燃焼室のまわりに摩擦圧接により接合した実際のピ
ストンにおける熱衝撃試験結果を示す。この図から解る
ように本発明のピストンはＦＲＭ、ＡＣ８−Ｔ５に比べ
て優れた耐熱衝撃性を有する。尚、この試験ては燃焼室
のまわりの温度に合わせて２０秒のサイクルで１５０°
Ｃと４００°Ｃとの間で加熱冷却を繰り返し、亀裂発生
までの加熱冷却サイクルで表わした。
ンの燃焼室のまわりに摩擦圧接により接合した実際のピ
ストンにおける熱衝撃試験結果を示す。この図から解る
ように本発明のピストンはＦＲＭ、ＡＣ８−Ｔ５に比べ
て優れた耐熱衝撃性を有する。尚、この試験ては燃焼室
のまわりの温度に合わせて２０秒のサイクルで１５０°
Ｃと４００°Ｃとの間で加熱冷却を繰り返し、亀裂発生
までの加熱冷却サイクルで表わした。
（発明の効果）
本発明によれば、」二記のように、金属補強部材は急冷
凝固粉末アルミニウム合金から成っているので耐熱性か
大きい上に熱膨蛋係数は小さいのて高い接合強度でピス
トン本体に接合することかでき、従って品質の良好なピ
ストンを得ることができる実益かある。
凝固粉末アルミニウム合金から成っているので耐熱性か
大きい上に熱膨蛋係数は小さいのて高い接合強度でピス
トン本体に接合することかでき、従って品質の良好なピ
ストンを得ることができる実益かある。
第１図及び第２図は本発明に係るエンジンのピストンの
異なる例の断面図、第３図は本発明に用いられる金属補
強部材の高温疲労試験の結果を比較例と共に示す線図で
ある。
異なる例の断面図、第３図は本発明に用いられる金属補
強部材の高温疲労試験の結果を比較例と共に示す線図で
ある。
Claims (2)
- （１）ピストン本体の燃焼室の内面を囲むように埋設さ
れた金属補強部材を有するエンジンのピストンにおいて
、前記金属補強部材は急冷凝固粉末アルミニウムの焼結
、押出しにより作られた鉄を含む合金から成り、前記金
属補強部材は前記ピストン本体の燃焼室のまわりに埋設
されるように取付けられていることを特徴とするエンジ
ンのピストン。 - （２）前記アルミニウム合金は更に圭素を含んでいる特
許請求の範囲第１項に記載のエンジンのピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089679A JPS63255550A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | エンジンのピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089679A JPS63255550A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | エンジンのピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63255550A true JPS63255550A (ja) | 1988-10-21 |
Family
ID=13977444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62089679A Pending JPS63255550A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | エンジンのピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63255550A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505171A (en) * | 1993-12-04 | 1996-04-09 | St. John's Works | Reinforced insert for a metal piston |
| US5511521A (en) * | 1993-11-26 | 1996-04-30 | Mahle Gmbh | Light-alloy piston with a combustion bowl |
| US5560334A (en) * | 1992-12-23 | 1996-10-01 | Metal Leve S.A. Industria E. Comercio | Piston with a reinforcing insert |
| WO2013010528A1 (de) * | 2011-07-15 | 2013-01-24 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen verbrennungsmotor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59108849A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用ピストン |
| JPS60131945A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-13 | Honda Motor Co Ltd | 耐熱性に優れた高強度アルミニウム合金 |
| JPS60166157A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ピストンヘツドの製作方法 |
| JPS60206959A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Aisin Seiki Co Ltd | 内燃エンジン用ピストン |
| JPS60206958A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Hino Motors Ltd | 内燃機関用ピストン |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP62089679A patent/JPS63255550A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59108849A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用ピストン |
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|---|---|---|---|---|
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| US5511521A (en) * | 1993-11-26 | 1996-04-30 | Mahle Gmbh | Light-alloy piston with a combustion bowl |
| US5505171A (en) * | 1993-12-04 | 1996-04-09 | St. John's Works | Reinforced insert for a metal piston |
| WO2013010528A1 (de) * | 2011-07-15 | 2013-01-24 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen verbrennungsmotor |
| US9416750B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-08-16 | Mahle International Gmbh | Piston for an internal combustion engine |
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