JPH03260362A - Internal-combustion engine and its factors - Google Patents

Internal-combustion engine and its factors

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JPH03260362A
JPH03260362A JP31258190A JP31258190A JPH03260362A JP H03260362 A JPH03260362 A JP H03260362A JP 31258190 A JP31258190 A JP 31258190A JP 31258190 A JP31258190 A JP 31258190A JP H03260362 A JPH03260362 A JP H03260362A
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JP
Japan
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piston
internal combustion
combustion engine
diamond material
coating
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JP31258190A
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Japanese (ja)
Inventor
Jerome H Lemelson
ジェローム・エイチ・レメルソン
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Individual
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To positively prevent damage due to surface erosion and surface crack by integrally applying thine coatings or films of synthetic diamond material to the top face etc., on which high-temperature combustion gas acts during the operation of an internal combustion engine. CONSTITUTION: A piston assembly 16 of an internal combustion engine consists of a piston 11, and a piston pin 15 extending between opposed parts of the cylindrical side wall 13 thereof. With the piston pin 15, a piston 11 is connected to the crank side through a connecting rod 18. The piston pin 15 is slidably supported by snap rings 16A, 16B in bosses 14A, 14B extending inward from the piston walls. In this case, in order to increase the resistance to abrasion, heat erosion, pitting (micro pore generation), and cracking damage, thin coatings of aynthetic diamond material are integrally applied to the top face 12 of the piston 11, the piston pin 15, the connecting pin 18, piston ring, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンのピストン、ピストンリング、ピス
トン棒、軸受及びクランク軸のような内燃機関の構成要
素の構造改良に関し、殊に変形のみならず摩損及び熱腐
食を受けるそれら要素の全表面又は選択表面部分に、そ
れら要素に近接して配設される炭素原子含有ガスその他
の流体にマイクロ波エネルギをビーム照射することによ
りそれらの流体から遊離された炭素原子から析出した人
造ダイヤモンド材の薄膜を被膜することに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the structural improvement of internal combustion engine components such as engine pistons, piston rings, piston rods, bearings and crankshafts, especially those that are subject to deformation as well as wear and hot corrosion. All surfaces or selected surface portions of the elements are precipitated from carbon atoms liberated from a gas or other fluid containing carbon atoms disposed in close proximity to the elements by beaming microwave energy to the fluid. It relates to coating thin films of synthetic diamond material.

よって、運転中の熱腐食及び浸食作用に耐える、内燃機
関要素の新しい、改良された構造を与えることが本発明
の第一の目的である。
It is therefore a primary object of the present invention to provide a new and improved structure for internal combustion engine components that resists hot corrosion and erosive effects during operation.

表面浸食及び表面き裂による破損に耐える内燃機関要素
の改良された構造を与えることが本発明のいま一つの目
的である。
It is another object of the present invention to provide an improved structure for internal combustion engine elements that resists failure due to surface erosion and surface cracking.

燃料着火の際の衝撃荷重による破損に対する抵抗性を増
した、内燃機関要素の改良された構造を与えることが本
発明のいま一つの目的である。
It is another object of the present invention to provide an improved structure for internal combustion engine elements that has increased resistance to failure due to shock loads during fuel ignition.

摩擦による摩損及びき裂破損に対する抵抗性を高める、
複合の人造ダイヤモンド表面被膜とクロムの保護重ね被
膜を含む、クランク軸軸受、軸受スリーブ等のような、
内燃機関に使用する新しい改良された軸受を与えること
が、いま一つの目的である。
Increases resistance to wear and tear due to friction,
such as crankshaft bearings, bearing sleeves, etc., including composite synthetic diamond surface coatings and protective overlapping coatings of chrome.
It is another object to provide a new and improved bearing for use in internal combustion engines.

内燃機関のピストン組立体の新しい改良された構造を与
えることが本発明のいま一つの主な目的である。
It is another principal object of the present invention to provide a new and improved structure for an internal combustion engine piston assembly.

内燃機関の運転中の浸食と腐食に耐えるように作用し得
る人造ダイヤモンド材を少なくとも頂壁部分に被膜され
た内燃機関の新しい改良されたピストンを与えることが
いま一つの目的である。
It is a further object to provide a new and improved piston for an internal combustion engine that is coated on at least the top wall portion with a synthetic diamond material that is capable of resisting erosion and corrosion during operation of the internal combustion engine.

側壁に1個以上のピストンリングを受承し保持するため
の1個以上のみぞ、つまりくぼみを有し、そのくぼみの
壁に硬質人造ダイヤモンド材が被膜されている、内燃機
関のピストンを与えることがいま一つの目的である。
To provide a piston for an internal combustion engine having one or more grooves or depressions in a side wall for receiving and retaining one or more piston rings, the walls of the depression being coated with a hard synthetic diamond material. This is another purpose.

摩損及び浸食を受ける1個以上の表面に硬質人造ダイヤ
モンド材が被膜されている、内燃機関のピストンリング
又はリング組立体を与えることがいま一つの目的である
It is another object to provide an internal combustion engine piston ring or ring assembly having one or more surfaces subject to abrasion and erosion coated with hard synthetic diamond material.

クロムの薄層のような乾式潤滑層を重ね被膜された硬質
人造ダイヤモンド材を被膜された、内燃機関のピストン
組立体の新しい改良された要素を与えることがいま一つ
の目的である。
It is a further object to provide a new and improved element of an internal combustion engine piston assembly coated with a hard synthetic diamond material coated with a layer of dry lubrication, such as a thin layer of chromium.

腐食、浸食及び摩損に対して保護するために、全体表面
に硬質人造ダイヤモンドが被膜された、内燃機関の改良
されたピストンを与えることがいま一つの目的である。
It is a further object to provide an improved piston for internal combustion engines whose entire surface is coated with hard synthetic diamond to protect against corrosion, erosion and abrasion.

以下に、より充分に明らかにされるであろう上記その他
の目的にかんがみ、本発明は下記の明細書に説明され図
面に図解される斬新な構造、製品構成及び方法から成る
けれども、本発明の本質及び精神を逸脱することなく、
特許請求される本発明の範囲に入る変動及び変形を行う
ことができるのは当然である。
In view of the foregoing and other objects which will become more fully apparent below, the present invention comprises the novel structures, product configurations and methods described in the following specification and illustrated in the drawings. Without departing from the essence and spirit,
It will be appreciated that variations and modifications may be made that fall within the scope of the claimed invention.

第1図及び第2図に内燃機関ピストン組立体(10)の
一部の詳細が示され、ピストンの円筒形側壁(13)の
対向部分の間に延在するピストンピン(15)であって
、1個以上の他の類似構造のピストンと協働するシリン
ダ内腔内のピストンの縦運動によって回転させられるク
ランク軸(23)をピストン組立体に連接する連接棒(
18)を支持するピストンピン(15)、を有するピス
トン(11)をピストン組立体(10)が含んでいる。
FIGS. 1 and 2 show some details of an internal combustion engine piston assembly (10), including a piston pin (15) extending between opposing portions of the cylindrical side wall (13) of the piston. , a connecting rod (23) connecting a crankshaft (23) to the piston assembly, which is rotated by the longitudinal movement of the piston within the cylinder bore in cooperation with one or more other pistons of similar construction.
The piston assembly (10) includes a piston (11) having a piston pin (15) supporting a piston pin (18).

ピストンピン(15)はピストン側壁から内方に延在す
るボス(14A、14B)内に、スナップリング(とめ
輪)により滑動自在に支持され、スナップリング(16
人16B)はピストンボスの円筒壁のそれぞれにあるみ
ぞに摩擦固定される。
The piston pin (15) is slidably supported by a snap ring within bosses (14A, 14B) extending inward from the piston side wall, and is supported by a snap ring (16).
The person 16B) is frictionally secured in a groove in each of the cylindrical walls of the piston boss.

ピストン(11)には3個の外接円形みぞ(13^13
B、 13C1が形成され、その中に第3図に示す型式
のピストンリング組立体(25)が、エンジン運転中の
圧力損失を防ぐようにピストンとシリンダ壁を密封する
ために保持される。ピストン棒(j8)の端に、それを
エンジンのクランク軸(23)の選択部分(22)に取
付ける軸受(2I)を含む組立体(20)がある。
The piston (11) has three circumscribed circular grooves (13^13
B, 13C1 is formed in which a piston ring assembly (25) of the type shown in FIG. 3 is retained to seal the piston and cylinder wall to prevent pressure loss during engine operation. At the end of the piston rod (j8) there is an assembly (20) containing a bearing (2I) that attaches it to a selected part (22) of the crankshaft (23) of the engine.

第3図において、各ピストンリング組立体(25)は中
央の油かきリング(26)と、それに紐みつけられる上
方及び下方の鋼レール又はリング(27,28)と、を
含む。
In FIG. 3, each piston ring assembly (25) includes a central oil paddle ring (26) and upper and lower steel rails or rings (27, 28) strapped thereto.

使用中の摩損、熱腐食、ピッチング(微孔発生)及びき
裂破損に対する抵抗性を高めるために、ピストン(11
)、ピストンピン(15)、連接棒(18)、油かきリ
ング(26)、鋼レール又はリング(27,28)の全
体外面部分、或いはそれらの要素の各々の選択部分に、
本出願人の米国特許第4.859.493号に開示され
る装置等により形成される硬質人造ダイヤモンド材が被
膜され、このような被膜の厚さは約100万分のl0i
n〜十分のlin以上(0,25μ〜25.4μ以上)
と変化する。一実施例において、ピストン(11)の頂
壁(12)の外面は内燃機関の運転中に、衝11波の作
用のみならず相当な熱及び化学腐食を受け、厚さ、HO
]in 〜、0Qlin以上(2,5μ〜25.4μ以
上)の人造ダイヤモンド材の被膜(30人)を含み、他
方、みそ(13A、 13B、 +3C)の壁は、ピス
トン棒をクランク軸(23)上に回転支持するインサー
ト(22)又は軸受と同じく、同じ深さ又はそれ以下の
深さに人造ダイヤモンド材を同様に被膜されることがで
きる。同様にクランク軸(23)のこれらの部分を囲む
カラー又はインサートもそのような人造ダイヤモンド材
を全体又は部分的に被膜されて、運転中の摩損、腐食並
びに衝撃波及び衝撃の影響に耐えることができる。
The piston (11
), on the entire external part of the piston pin (15), the connecting rod (18), the oil paddle ring (26), the steel rail or ring (27, 28), or on selected parts of each of these elements,
A coating of hard synthetic diamond material formed by an apparatus such as that disclosed in my U.S. Pat. No. 4,859,493, such coating having a thickness of approximately
n~10 lin or more (0.25μ~25.4μ or more)
and changes. In one embodiment, the outer surface of the top wall (12) of the piston (11) is subjected to considerable thermal and chemical corrosion during operation of the internal combustion engine, as well as the action of impact waves, resulting in a thickness, HO
] in ~, 0Qlin or more (2,5μ to 25.4μ or more) contains a coating of artificial diamond material (30 people), while the wall of Miso (13A, 13B, +3C) connects the piston rod to the crankshaft (23 ) can likewise be coated with synthetic diamond material to the same depth or less as the rotationally supporting insert (22) or bearing. Similarly, the collars or inserts surrounding these parts of the crankshaft (23) can also be coated in whole or in part with such synthetic diamond material to withstand wear and tear, corrosion and the effects of shock waves and shocks during operation. .

ピストンリング組立体を形成する油かきリング(26)
及び/又は綱レール(27,28)には人造ダイヤモン
ド材を被膜することができるが、そのような材料はシリ
ンダ内のピストンの往復運動中にシリンダ壁の内面に係
合するリング(26,27,28)の表面に限定するこ
ともできる。そのようなシリンダ壁が金属鋳物の中に挿
入される円筒形スリーブによって画成されるならば、そ
のインサートにも滑動摩擦による摩損及び熱腐食に耐え
るように人造ダイヤモンド材を被膜することができる。
Oil paddle ring (26) forming the piston ring assembly
and/or the cable rails (27, 28) may be coated with a synthetic diamond material, such material being coated with the rings (26, 27) that engage the inner surface of the cylinder wall during reciprocating movement of the piston within the cylinder. , 28). If such a cylinder wall is defined by a cylindrical sleeve inserted into a metal casting, the insert can also be coated with synthetic diamond material to resist sliding friction wear and hot corrosion.

本明細書に記載する人造ダイヤモンド材被膜の全ては、
化学的腐食、すり減り等に対して保護するために、ダイ
ヤモンド被膜材の外面に付着されるクロム、クロム合金
その他類似の材料のような硬質耐摩保護潤滑材を重ね被
膜することができる。
All of the synthetic diamond material coatings described herein are
To protect against chemical attack, abrasion, etc., a hard wear protective lubricant, such as chromium, chromium alloys, or similar materials, can be overcoated on the outer surface of the diamond coated material.

数字(30A)はピストン(11)の頂面に付着され被
膜される人造ダイヤモンド材の部分を意味するが、その
ようなダイヤモンド材の他の部分(3N、 30C30
1))が、表面を強化して、究極的にピストンの破損を
生ずることのある熱腐食並びに表面欠陥及びき裂の拡大
又は伸長から表面を保護するために、それぞれピストン
の側壁(133)の円筒外面、ピストンリング組立体が
保持されるピストンの外接みぞ(13A、 13B、 
+3c)の内面、及びピストンピンボス(14^、14
B)の内面を含むピストン内面、に施されていることが
図示される。
The number (30A) refers to the part of the artificial diamond material that is attached and coated on the top surface of the piston (11), but other parts of such diamond material (3N, 30C30)
1)) of the side walls (133) of the piston, respectively, in order to strengthen the surface and protect it from hot corrosion and surface defects and crack enlargement or elongation, which can ultimately lead to piston failure. The outer surface of the cylinder, the circumscribed groove of the piston in which the piston ring assembly is held (13A, 13B,
+3c) inner surface, and piston pin boss (14^, 14
B) is applied to the inner surface of the piston, including the inner surface of the piston.

成るエンジン用途では、メタンのような炭化水素ガス又
は他の適当な炭化水素又は炭素の原子を含む物質の分子
から抜きとった炭素原子から形成される人造ダイヤモン
ド材を端壁(12)の外面又は頂面に被膜しさえすれば
よい。その方法は、ピストンを収容するか又はピストン
の選択部分をガスに露出する被膜室の中で前記ガスに通
したマイクロ波放射線のような適当な放射線の適用によ
る。
In engine applications where the outer surface of the end wall (12) or It is only necessary to coat the top surface. The method is by application of suitable radiation, such as microwave radiation, passed through the gas in a coating chamber that houses the piston or exposes selected portions of the piston to the gas.

他の用途では、端壁(12)及びそれに隣接する、1個
以上のピストンリング受承みぞを含む側壁部分に、潤滑
及び表面保護のためにクロム等をそれらの表面全体にめ
っき又は蒸着するか、又はすることなく、前記人造ダイ
ヤモンド材を被膜することを要求するであろう。同様に
、燃焼室、或いはシリンダ又はシリンダライチ(29)
の内面の全部又は選択部分に、摩擦摩損、化学及び熱腐
食並びにエンジン運転中の変動負荷及び衝撃力による表
面き裂の伸長又は生長に対して保護するために人造ダイ
ヤモンド及びクロム等を被膜する。ピストンの内面への
そのような被膜(30D)はピストン外面と同時に、又
は別個の作業で施すことができる。図示のピストンリン
グ(25)は前記のような一つ又は複数の被膜を含んで
いるが、油かきリング又は圧カリング(27,28)は
そのような被膜材を含むことも、含まないこともある。
In other applications, the end wall (12) and adjacent side wall portions containing one or more piston ring receiving grooves may be plated or vapor deposited over their entire surface with chromium or the like for lubrication and surface protection. This may require coating the synthetic diamond material with or without coating. Similarly, the combustion chamber or cylinder or cylinder lychee (29)
All or selected portions of the internal surface of the engine are coated with synthetic diamonds, chromium, etc. to protect against friction abrasion, chemical and thermal corrosion, and elongation or propagation of surface cracks due to fluctuating loads and impact forces during engine operation. Such a coating (30D) on the inner surface of the piston can be applied at the same time as the outer surface of the piston or in a separate operation. Although the illustrated piston rings (25) include one or more coatings as described above, the oil or pressure culling rings (27, 28) may or may not include such coating materials. be.

スターリングエンジンのピストン及びディスプレーサは
高温燃焼ガスにさらされないけれども、ピストンリング
及びリング組立体要素並びに高温、燃焼する燃料及び衝
撃荷重を受けるそのようなエンジンの外部燃焼器及び要
素の表面と同じく、同様の被膜によって浸食及び/又は
衝撃破損から同様に保護することができる。
Although the pistons and displacers of a Stirling engine are not exposed to hot combustion gases, they are exposed to similar Coatings can similarly protect against erosion and/or impact damage.

そのような内燃機関又は外燃機関に燃料噴射が使用され
るならば、燃焼の高温度及び衝撃荷重を受ける噴射ノズ
ル及び要素も人造ダイヤモンド材の薄層を同様に被膜し
、また必要あれば前記のような保護重ね被膜を施すこと
ができる。
If fuel injection is used in such internal or external combustion engines, the injection nozzles and elements subjected to the high temperatures and shock loads of combustion may likewise be coated with a thin layer of synthetic diamond material and, if necessary, A protective overcoat such as can be applied.

第4図には、人造ダイヤモンド被膜、保護重ね被膜、及
び被膜される基材の構造細部が示される。
FIG. 4 shows structural details of the synthetic diamond coating, the protective overcoat, and the substrate to be coated.

前記の形態のいずれであることもできる基材(50)は
、鋳造、成形、押出し、切削、鍛造又はそのような工程
の一つ以上によって製作される、適当な金属、金属合金
、セレメット又はセラミック材、或いはそれらの組合せ
から作られる。適切に有効な付着と所要の厚さの人造ダ
イヤモンド層の形成を与えるために適当な水素ガスと混
合することが望ましい、メタンその他の炭化水素のよう
なガス、蒸気性炭化水素、又は炭素原子含有物質、ガス
と蒸気性炭素原子含有物質の組合せ、の分子から抜きと
った炭素原子として人造ダイヤモンド被膜(51)を付
着させることができる。所要厚さは、000001in
 〜、010in (,025μ〜254 μ)であり
、たいていの用途では100万分の数インチから十分の
数インチ(,025X数μ〜25.4X数μ)の範囲で
ある。図示のクロムの重ね被膜(52)は人造ダイヤモ
ンド被膜を完全に被覆し、無電解又は電解めっき、蒸着
、デトネーション又はプラズマ溶着によって施される。
The substrate (50), which can be in any of the aforementioned forms, is made of a suitable metal, metal alloy, ceremmet or ceramic, fabricated by casting, molding, extrusion, cutting, forging or one or more of such processes. made from materials or combinations thereof. Gases such as methane or other hydrocarbons, vaporous hydrocarbons, or carbon atom-containing gases, preferably mixed with suitable hydrogen gas to provide a suitably effective deposition and formation of a synthetic diamond layer of the required thickness. The synthetic diamond coating (51) can be deposited as carbon atoms extracted from molecules of substances, combinations of gases and vaporous carbon-containing substances. The required thickness is 000001 inch
~,010 in (.025μ to 254μ), and in most applications ranges from a few millionths of an inch to a few tenths of an inch (.025×few μ to 25.4×few μ). The illustrated chromium overcoat (52) completely covers the synthetic diamond coating and is applied by electroless or electrolytic plating, vapor deposition, detonation, or plasma welding.

そのような重ね被膜の厚さは、0001in〜十分の数
in以上(2,5μ〜25.4X数μ以上)の範囲、望
ましくは、十分の数in以下(25,4X数μ以下)の
範囲である。
The thickness of such overlapping coatings ranges from 0,001 inch to several tenths of an inch or more (2.5 μ to 25.4× several μ or more), preferably in the range of several tenths of an inch or less (25,4× several μ or more). It is.

摩擦損失、風化、高温又は科学的腐食作用、及び製作中
に形成される表面き裂のような表面欠陥の拡大による破
壊、を受ける製品の全体又は選択部分に施される硬質人
造ダイヤモンド材又はダイヤモンド状材料の被膜は、製
品又は組立体がさらされる腐食性及び浸食性雰囲気を含
む予想される用途によって異なる100万分の数in〜
1000分の1n以上(,02SX数μ〜25.4μ以
上)と変化する厚さに、本出願人の特願第32,307
号(米国特許第4、859.493号)に図示され記載
される装置により、炭素原子含有流体にマイクロ波放射
線等のような強力放射線を通した結果、炭素原子を含む
ガス、蒸気又は液体の分子から析出された炭素原子から
形成されることができる。、 0001in〜、 00
1in以上(2,5μ〜25.4μ以上)のより厚い薄
膜を、製品又は要素の引張り及び圧縮強さを大幅に高め
るために、設けることもできる。使用中に運動して摩擦
摩損を受け、その摩滅又は摩損がダイヤモンドの薄膜つ
まり被膜に致命的結果を及ぼす恐れのある製品又は要素
の場合、基材上、又は基材外面の選択部分にダイヤモン
ド被膜を形成した後で、その上にクロム、クロム合金等
のような固体潤滑保護材の薄膜を施すことができる。そ
のようなりロムは、炭素原子とクロム原子の複合層か、
又は1層以上のクロム原子層、つまり被膜の間に介在す
る1層以上の炭素原子層か、の何れかを与えるように、
製品外面に隣接するガス、蒸気又は液体の中に存在する
クロム原子を、炭素原子と同時に付着させるか、又は炭
素原子を付着させたあとに9続いて付着させることもで
きる。
Hard synthetic diamond material or diamond applied to the whole or selected parts of a product that is subject to failure due to frictional loss, weathering, high temperature or chemical corrosion effects, and propagation of surface defects such as surface cracks formed during fabrication. Coatings of material such as
Patent Application No. 32,307 of the present applicant has a thickness that varies from 1/1000n or more (02SX several μ to 25.4 μ or more).
(U.S. Pat. No. 4,859,493), the apparatus illustrated and described in U.S. Pat. It can be formed from carbon atoms precipitated from molecules. , 0001in~, 00
Thicker films of 1 inch or more (2.5 to 25.4 μ or more) can also be provided to significantly increase the tensile and compressive strength of the product or element. In the case of products or elements that are subjected to frictional abrasion due to movement during use, the abrasion or abrasion of which could have catastrophic consequences for the diamond film or coating, a diamond coating may be applied on the substrate or on selected portions of the outer surface of the substrate. After forming, a thin film of a solid lubricant protectant such as chromium, chromium alloys, etc. can be applied thereon. Such ROM is a composite layer of carbon and chromium atoms, or
or one or more layers of chromium atoms, i.e., one or more layers of carbon atoms interposed between the coatings.
Chromium atoms present in the gas, vapor or liquid adjacent to the outer surface of the product can be deposited simultaneously with the carbon atoms or subsequently after the carbon atoms have been deposited.

運用上の要求に従って、前記保護被膜材は以下の教示及
び制限に基づき施すことができる:a) 外面及び内面
を含む全体ピストン(11)に人造ダイヤモンドだけを
被膜するか、又は前記もう一つの適当な保護固体潤滑剤
としてのクロムを重ね被膜した人造ダイヤモンドの複合
多層被膜を含むことができる。
According to operational requirements, said protective coating material can be applied based on the following teachings and restrictions: a) The entire piston (11), including the outer and inner surfaces, is coated only with synthetic diamond, or said another suitable coating; A composite multilayer coating of synthetic diamond overcoated with chromium as a protective solid lubricant can be included.

b) 燃焼の直接熱及び衝撃圧力を受けるピストンの頂
面だけに人造ダイヤモンド又は前記の重ね被膜材を被膜
することができる。
b) Only the top surface of the piston, which is exposed to the direct heat and shock pressure of combustion, can be coated with synthetic diamond or the above-mentioned overcoating material.

C) ピストン頂面(30A)  と隣接するピストン
の円筒状側壁の部分をそのように被膜保護することがで
きる。隣接する側壁部分はピストンに組みつけられるピ
ストンリングを保持する1個以上のみぞ、つまり円形く
ぼみ(13)、その下方の側壁部分、つまりピストンの
内面を除去した全体側壁を含むことができる。
C) A portion of the cylindrical side wall of the piston adjacent to the piston top surface (30A) can thus be coated and protected. Adjacent sidewall portions may include one or more grooves or circular recesses (13) for retaining piston rings to be assembled on the piston, and the lower sidewall portion, i.e. the entire sidewall with the inner surface of the piston removed.

d) ピストン(11)の頂面(30A)上の被膜はそ
こだけ、側壁の被膜よりも大きい厚さに、前記のように
形成することができる。
d) The coating on the top surface (30A) of the piston (11) can be formed as described above only there to a greater thickness than the coating on the side walls.

0 摩損、腐食及び表面き裂破損から保護するために、
前記被膜はボス(14^、14B)の円筒形内腔つまり
貫通孔(14)の中に延在することかでき、またピスト
ンピン(j5)の全体外面にも施こされることができる
0 To protect against wear, corrosion and surface crack damage,
Said coating can extend into the cylindrical bore or through hole (14) of the boss (14^, 14B) and can also be applied to the entire outer surface of the piston pin (j5).

1) 連接棒(18)の全体外面又は外面の選択部分は
、前記保護重ね被膜を施し、又は施すことなく、同様に
人造ダイヤモンドで被膜されることができる。
1) The entire external surface or selected parts of the external surface of the connecting rod (18) can likewise be coated with synthetic diamond, with or without the protective overcoating described above.

g) 連接棒(18)の一端又は両端にある軸受又は軸
受インサートも、そのような軸受又はインサートの中で
回転するクランク軸の加工部分と同じく、クランク軸の
運転中の回転による摩損に対して保護するために、前記
保護重ね被膜材を施して、又は施すことなく、人造ダイ
ヤモンド材を同様に被膜することができる。
g) Bearings or bearing inserts at one or both ends of the connecting rod (18), as well as machined parts of the crankshaft that rotate in such bearings or inserts, shall also be protected against wear due to rotation during operation of the crankshaft. Synthetic diamond materials can similarly be coated with or without the protective overcoating materials described above for protection.

h) 第3図のシリンダ壁(29)はエンジン鋳物の内
腔に加圧ばめされるスリーブ、つまり適当な材料のライ
ナーによって画成されることができる。
h) The cylinder wall (29) of FIG. 3 can be defined by a sleeve, ie a liner of a suitable material, which is press-fitted into the bore of the engine casting.

ピストン、ピストンリング、並びに燃焼ガス及びエンジ
ン運転中に使用される潤滑油に含まれる粒子、の浸食作
用から人造ダイヤモンドの下層被膜を保護するのに充分
な厚さまで、クロム、クロム合金、或いはクロム、バナ
ジウム、モリブデン、チタニウム、アルミニウム又はタ
ングステンの金属又は合金の1種類以上を重ね被膜する
ことのできる人造ダイヤモンドの薄層を、ライナーの円
筒形側壁の内面に前記のように被膜することができる。
Chromium, chromium alloys, or chromium, to a thickness sufficient to protect the piston, piston rings, and the underlying coating of the synthetic diamond from the erosive effects of the combustion gases and particles contained in the lubricating oil used during engine operation. A thin layer of synthetic diamond, which can be overcoated with one or more of the following metals or alloys: vanadium, molybdenum, titanium, aluminum or tungsten, can be coated as described above on the inner surface of the cylindrical sidewall of the liner.

) 燃焼室は、中に形成され又は取付けられる排気口及
び吸気口を含むシリンダヘッドによって、部分的に画成
されるが、これも、熱及び化学腐食、燃焼の衝撃力並び
にエンジン運転の前、最中及び後の加熱及び冷却の際に
おける膨脹及び収縮による破損又はピッチングに対して
保護するために、本明細書に述べる構成に、また本明細
書に述べる装置によって、クロム等及び/又は人造ダイ
ヤモンドを同様に被膜することができる。
) The combustion chamber is defined in part by the cylinder head, including the exhaust and intake ports formed or mounted therein, which is also subject to thermal and chemical corrosion, the impact forces of combustion, and prior to engine operation. Chromium etc. and/or synthetic diamonds can be used in the configurations described herein and by the devices described herein to protect against damage or pitting due to expansion and contraction during and subsequent heating and cooling. can be similarly coated.

」) 排気弁及び吸気弁の弁及び弁軸のような要素も、
運転中の燃焼の力及び衝撃力と共に、熱及び化学腐食に
よる劣化及び破損から保護するために、クロム及び/又
は人造ダイヤモンド材を前記のように被膜することがで
きる。
”) Elements such as valves and valve stems of exhaust and intake valves also
The chromium and/or synthetic diamond material can be coated as described above to protect against deterioration and failure due to thermal and chemical attack, as well as combustion and impact forces during operation.

被膜を作るための構成と方法に対する幾つかの変形が本
出願人の特願第32.307号(米国特許第4、859
.493号)及び1987年3月31日出願特願第03
2、352号に開示され、本明細書の一部として直接に
引用される。それ以外の変形を下記に記す。
Some variations on the structure and method for making coatings are described in my patent application Ser. No. 32,307 (U.S. Pat.
.. No. 493) and Patent Application No. 03 filed on March 31, 1987
No. 2,352, which is incorporated herein by reference directly. Other modifications are described below.

1 レーザー及び/又は電子放射線の1個以上の放射線
ビームで、図解された前記製品の表面の選択部分を走査
することが、機能的及び/又は経済的な理由により他の
区域を除外して、製品外面の選択区域に前記被膜を与え
るように行われる。そのような電子ビーム又はレーザー
ビームはマイクロ波放射線と組合せて使用され、被膜さ
れる製品又は組立体の全部又は一部を取り巻くメタンの
ような炭素原子含有ガスに通され、人造ダイヤモンド被
膜を形成するように炭素原子の付着を生し又は付着速度
を増すため、及び/又は付着された材料を基板に結合す
るように基板を加熱するために、使用される。
1 scanning selected parts of the illustrated surface of the product with one or more radiation beams of laser and/or electronic radiation to the exclusion of other areas for functional and/or economical reasons; This is done to apply the coating to selected areas of the outer surface of the product. Such electron beams or laser beams are used in combination with microwave radiation and passed through a gas containing carbon atoms, such as methane, surrounding all or part of the product or assembly to be coated to form a synthetic diamond coating. and/or to heat the substrate to cause or increase the rate of deposition of carbon atoms and/or to bond the deposited material to the substrate.

2 放射線ビーム発生装置の操作、変化させる場合のビ
ームの強さ及び周波数、ビームの方向及び焦点、反応室
へ炭素原子含有ガス及び水素ガスを流し補充すること、
使用する場合、被膜する表面の近くに前記室内で1個以
上の流れとしてガスを流すこと、反応室内外への被膜さ
れている製品又は材料の移動及び/又は室内での事前配
置、並びに反応室及び被膜される製品表面への、被膜内
の炭素原子と組合せるべき任意の追加材料の流れ、とい
った機能は、付着される被膜厚さ、付着速度、温度、ビ
ーム位置、製品位置等のような変数の1個以上のセンサ
ーにより発生するフィードバック信号の有無にかかわら
ずコンピュータにより自動的に制御される。
2. Operation of the radiation beam generator, changing the beam intensity and frequency, beam direction and focus, flowing and replenishing the reaction chamber with carbon atom-containing gas and hydrogen gas,
When used, the flow of gas in one or more streams within said chamber in the vicinity of the surface to be coated, the movement and/or prepositioning of the product or material to be coated into and out of the reaction chamber, and the reaction chamber. and the flow of any additional material to the product surface being coated to combine with the carbon atoms in the coating. Automatically controlled by a computer with or without feedback signals generated by one or more sensors of the variable.

3 前記人造ダイヤモンド被膜は、クロム、クロム含有
合金、バナジウム、タングステン、チタニウム、モリブ
デンのような金属原子を含む金属合金、及び/又はそれ
らの金属そのものの保護被膜で重ね被膜されることがで
きる。この重ね被膜は、被膜された製品の作動及び使用
の間の摩損及び摩滅に抵抗するように人造ダイヤモンド
被膜の表面を保護及び/又は潤滑するように役立つ。成
る用途において、人造ダイヤモンド被膜は製品を電気絶
縁するのに役立つ。他の用途において、被膜される表面
を熱及び/又は化学腐食から保護する、他の用途では、
表面被膜は摩損及び摩滅に対する抵抗性を高める。使用
中の衝撃力及び荷重による表面摩耗も、それだけの単数
又は複数層として施される硬質人造ダイヤモンド被膜、
或いは人造ダイヤモンド被膜の表面を潤滑し保護するた
めに、前記金属及び/又は合金の1個以上の層を組合せ
又は重ね被膜される硬質人造ダイヤモンド被膜によって
軽減又は排除することができる。
3. The synthetic diamond coating can be overcoated with a protective coating of chromium, chromium-containing alloys, metal alloys containing metal atoms such as vanadium, tungsten, titanium, molybdenum, and/or the metals themselves. This overcoat serves to protect and/or lubricate the surface of the synthetic diamond coating to resist abrasion and abrasion during operation and use of the coated product. In many applications, engineered diamond coatings serve to electrically insulate products. In other applications, the surface to be coated is protected from thermal and/or chemical attack;
The surface coating increases resistance to abrasion and abrasion. A hard artificial diamond coating applied as a single or multiple layer can also prevent surface wear due to impact forces and loads during use.
Alternatively, one or more layers of said metals and/or alloys can be reduced or eliminated by a hard synthetic diamond coating that is combined or superimposed to lubricate and protect the surface of the synthetic diamond coating.

4 同じ、又は異なる金属、金属合金及び/又はセラミ
ック材のそれぞれの層の間に前記のように形成される人
造ダイヤモンド材の複数層から形成される被膜が、前記
製品の機械的、化学抵抗及び電気的特性を高めるために
使用されることができる。製品の強さ及びこわさを大幅
に高めるためにも、そのような多重被膜を用いることが
できる。
4. A coating formed from multiple layers of artificial diamond material, formed as described above, between respective layers of the same or different metals, metal alloys and/or ceramic materials improves the mechanical and chemical resistance of said product. Can be used to enhance electrical properties. Such multiple coatings can also be used to significantly increase the strength and stiffness of the product.

5 例えば本出願人の米国特許第4.859.493号
に述べるように製作され、複合材を強化するのに使用さ
れる人造ダイヤモンドの微粒子と共に金属、種々のセラ
ミック材、或いはその何れか又は両方の材料の混合物の
粒子を圧縮することによって、前記の製品の成るものを
製作することができる。前記特許に記されるような人造
ダイヤモンド又はその複合材の短いフィラメントも前記
粒子材料と混合して、秀れた基材の強さ及び耐食性を有
する前記型式の製品を形成することができる。樹脂バイ
ンダを添加し、又は添加せずにグイ(型)の間で前記混
合材を圧縮すると同時に、及び/又は引続いてそれを加
熱して焼結、つまり画成された形状に金属粒子を固める
こと、行ったあとで、人造ダイヤモンド材の前記被膜を
施すことができる。
5. Metals, various ceramic materials, or both, along with fine particles of synthetic diamond, produced, for example, as described in my U.S. Pat. No. 4,859,493, and used to strengthen composites. By compressing particles of a mixture of materials, the products described above can be made. Short filaments of synthetic diamond or composites thereof, such as those described in the above-mentioned patents, can also be mixed with the particulate material to form products of the above-mentioned type with excellent substrate strength and corrosion resistance. Simultaneously and/or subsequently heating the mixture is compressed between molds with or without the addition of a resin binder to sinter, i.e. form metal particles into a defined shape. After hardening, the coating of synthetic diamond material can be applied.

6 粒子材を樹脂性バインダ粒子と共に圧縮し、次に高
温で焼結して樹脂を焼却して所要形状の多孔質基材を残
すことにより、所要製品を形成することもできる。圧力
をかけた炭化水素ガス及び水素ガスの混合物を含む室の
中に前記多孔質基材を入れることにより、殊に室及び中
の基材が先ず適切な真空度にさらされるならば、混合ガ
スの分子はそのような基材の小孔又はすき間に流れこむ
。従って、適当なマイクロ波エネルギを発生してガス及
び基材に通すことにより、炭素原子がそれを含むガス分
子から抜きとられ、内部すき間の壁の表面上に人造ダイ
ヤモンド材又はダイヤモンド状材料を形成して、それに
より、人造ダイヤモンド材で内部補強され、浸食、表面
摩滅、摩損及び化学腐食に対して高度の耐性を有する硬
質外殻を与えるような材料で外部被膜される、選択され
た形状の新しい強力構造を与える。
6. The desired product can also be formed by compacting the particulate material with resinous binder particles and then sintering at high temperatures to burn off the resin and leave behind a porous substrate of the desired shape. By placing the porous substrate in a chamber containing a mixture of hydrocarbon and hydrogen gases under pressure, the mixed gas molecules flow into the pores or interstices of such substrates. Thus, by generating suitable microwave energy and passing it through the gas and substrate, carbon atoms are extracted from the gas molecules containing them, forming an artificial diamond material or diamond-like material on the surface of the walls of the internal gap. of the selected shape, thereby being internally reinforced with synthetic diamond material and externally coated with a material that provides a hard shell with a high degree of resistance to erosion, surface abrasion, abrasion and chemical attack. Gives a new strong structure.

7 本明細書に使用される人造ダイヤモンド材という語
は、ダイヤモンドの化学特性及び物理特性(例えば強度
)を示す炭素の強力被膜、フィラメント又は粒子を言う
。前記の製品及び用途の成るものにおいて、マイクロ波
エネルギによってメタンのような炭化水素ガスの分子か
ら抜きとられた炭素原子は、ダイヤモンドの硬さをそっ
くり示すことはないが多くの用途には充分な硬質強力被
膜を形成することができる。
7 As used herein, the term engineered diamond material refers to a strong coating, filament, or particle of carbon that exhibits the chemical and physical properties (eg, strength) of diamond. In the products and applications mentioned above, the carbon atoms extracted from molecules of hydrocarbon gases such as methane by microwave energy are hard enough to be used for many applications, although they do not have the hardness of diamond. A hard and strong coating can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、ピストン、連接ピン、連接棒、及び連接棒が
枢動連結されるクランク軸の部分を示す、内燃機関のピ
ストン組立体の側面図、 第2図は、内燃機関ピストン及び円筒形連接ビンによっ
てピストンに連結される連接棒の部分の側断面図、 第3図は、シリンダ壁の一部及びシリンダ壁を滑動する
ピストンリング組立体の一部の斜視図、第4図は、第1
図及び第2図のピストン又は連接棒、或いは第3図の組
立体の一部の基材表面の一部の側断面図である。 0・・・ピストン組立体 1・・・ピストン 2・・・端壁 3・・・ピストン側壁 3ABC・・・みぞ 5・・・ピストンピン 8・・・連接棒 21・・・軸受 23・・・クランク軸 25・・・ピストンリング組立体 29・・・シリンダ側壁
1 is a side view of an internal combustion engine piston assembly showing the piston, connecting pin, connecting rod, and the portion of the crankshaft to which the connecting rod is pivotally connected; FIG. 2 is a side view of an internal combustion engine piston assembly and a cylindrical shape; FIG. 3 is a perspective view of a portion of the cylinder wall and a portion of the piston ring assembly that slides over the cylinder wall; FIG. 1
3 is a side sectional view of a portion of the substrate surface of the piston or connecting rod of FIG. 2 or of the assembly of FIG. 3; FIG. 0... Piston assembly 1... Piston 2... End wall 3... Piston side wall 3ABC... Groove 5... Piston pin 8... Connecting rod 21... Bearing 23... Crankshaft 25...Piston ring assembly 29...Cylinder side wall

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内燃機関の運転中に高温の燃焼ガスが作用する頂面
が形成され、前記頂面は自体に付着されて一体に結合さ
れた人造ダイヤモンド材の薄い被膜を含んでいる、内燃
機関のためのピストン。 2 円筒形側壁部分を有し、前記人造ダイヤモンド材の
被膜がピストンの前記頂面から前記側壁の少なくとも一
部分に延在している、請求項1記載の内燃機関のための
ピストン。 3 アルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、
側壁に少なくとも1個の円形くぼみを有し、前記くぼみ
の壁がそれを被膜する前記人造ダイヤモンド材を含んで
いる、請求項2記載の内燃機関のためのピストン。 4 前記ピストン側壁の前記円形くぼみ内に保持される
ピストンリングを含み、前記ピストンリングはそれ自体
に形成される人造ダイヤモンド材で被膜されている、請
求項3記載の内燃機関のためのピストン。 5 前記ピストンリングの円形周囲表面は前記ダイヤモ
ンド被膜を保護する固体潤滑材を被膜され、前記固体潤
滑材は、クロム、バナジウム、チタニウム及びアルミニ
ウムの金属、合金、窒化物、炭化物及び酸化物の群から
選択される、請求項4記載のピストン。 6 前記ピストン頂面を被膜する前記人造ダイヤモンド
材に、クロム、バナジウム、チタニウム及びタングステ
ンの金属及び合金の群から選択される重ね被膜が付着さ
れる、請求項1記載のピストン。 7 前記人造ダイヤモンド材の外面に付着されるクロム
の薄い被膜を有し、前記両方の被膜の厚さは.0000
1〜.005in(0.25〜127μ)の範囲である
、請求項2記載のピストン。 8 内燃機関、圧縮機、流体ポンプ等のような機関のシ
リンダ内で縦方向運動をするようにされたピストンに組
みつけて使用されるピストンリングであって: a)実質的に円形形態であり、前記ピストンが往復運動
するようにされている機関シリンダの円筒形内面に一致
する実質的に円筒形の外面を有している、撓み自在の無
空の金属リング状形成物、 b)前記撓み自在のリング状形成物の前記円筒形外面に
一体結合される人造ダイヤモンド材の第1の被膜、 c)クロム、バナジウム、チタニウム及びタングステン
の金属及び合金の群から選択されて、前記人造ダイヤモ
ンド材に一体結合される固体潤滑材の被膜; を有するピストンリング。 9 前記人造ダイヤモンド被膜及びその上に被膜された
前記潤滑材は前記無空の金属リング状形成物の表面を完
全に蔽っている、請求項8記載のピストンリング。 10 円筒形側壁を持つ少なくとも1個の燃焼室と、内
燃機関の運転中に前記室内で往復運動するようにされ、
燃焼による変化する力及び高温にさらされるピストンと
、を有し、前記ピストンは端壁と円筒形側壁の部分を有
し、前記端壁と前記ピストン側壁の少なくとも前記ピス
トン端壁に隣接する部分とを人造ダイヤモンド材の第1
の層が被膜し、前記燃焼室の前記円筒形側壁の、少なく
とも内燃機関の運転中に燃焼ガスにさらされる部分を人
造ダイヤモンド材の第2の層が被膜する、内燃機関。 11 前記ピストンは、その側壁に形成されるみぞと該
みぞ内に支持されて前記燃焼室の前記円筒形側壁に滑動
係合するピストンリングと、を有し、前記人造ダイヤモ
ンド材は前記みぞの壁を被膜する、請求項10記載の内
燃機関。 12 クランク軸、前記ピストンを前記クランク軸に連
結する連接棒、前記連接棒の一端を前記ピストンに枢動
支持するための装置、及び機関の運転中に摩損及び機械
的破損から保護するために前記装置の選択された部分を
被膜する人造ダイヤモンド材の層、を有する請求項10
記載の内燃機関。 13 前記連接棒の一端にある前記枢動支持装置は円筒
形軸受装置を含み、前記軸受装置は、機関の運転中に前
記軸受装置を摩損及び破損から保護するための人造ダイ
ヤモンド材の被膜と、クロムの重ね被膜と有している、
請求項12記載の内燃機関。 14 前記連接棒の一端に取付けられた軸受装置と、前
記軸受装置に回転支持される前記クランク軸の円筒形部
分と、を含み、前記軸受装置及びクランク軸の少なくと
も一方が、機関の運転中の摩損及び衝撃破損から保護す
るのに充分な厚さの人造ダイヤモンドを被膜されている
、請求項12記載の内燃機関。 15 クロム、バナジウム、モリブデン、チタニウム、
アルミニウム及びタングステンを含む金属及び合金の群
から選択される材料の、前記人造ダイヤモンド材に重ね
被膜する保護層を有する、請求項14記載の内燃機関。 16 機関の運転中に前記ピストンにそれぞれ整合する
か又は整合しないで、運転中の燃焼による熱、力及び腐
食作用を受ける端壁及び側壁部分を前記燃焼室が有し、
燃焼の熱、腐食及び圧力による劣化及び破損から保護す
るように作用自在の人造ダイヤモンド材の層が前記燃焼
室の前記端壁及び側壁部分の全表面に被膜されている、
請求項10記載の内燃機関。 17 前記燃焼室に対して作動流体を導入し、排出する
ために組みつけられた吸、排気口及び弁装置を含むシリ
ンダヘッドを前記燃焼室が含み、前記シリンダヘッドの
前記排気口の表面に前記人造ダイヤモンド材の被膜が付
着されている、請求項10記載の内燃機関。 18 前記シリンダヘッドに組みつけられ、前記吸、排
気口の中に延在する吸、排気弁要素を有し、前記排気弁
要素の少なくとも選択された部分に人造ダイヤモンド材
が被膜されている、請求項17記載の内燃機関。 19 前記燃焼室の側壁に組みつけられて内張りとなり
、中で前記ピストンが運動する円筒形インサートを含み
、前記インサートの内面に前記人造ダイヤモンド材が被
膜され、前記インサートの内面を被膜する前記人造ダイ
ヤモンド材にクロムの薄層が重ね被膜されている、請求
項10記載の内燃機関。
[Scope of Claims] 1. A top surface is formed on which hot combustion gases act during operation of the internal combustion engine, and said top surface includes a thin coating of synthetic diamond material adhered thereto and bonded together. , pistons for internal combustion engines. 2. A piston for an internal combustion engine according to claim 1, having a cylindrical sidewall portion, and wherein the coating of synthetic diamond material extends from the top surface of the piston to at least a portion of the sidewall. 3 formed from aluminum or aluminum alloy;
3. A piston for an internal combustion engine as claimed in claim 2, having at least one circular recess in a side wall, the walls of said recess including said synthetic diamond material coating it. 4. A piston for an internal combustion engine as claimed in claim 3, including a piston ring retained within the circular recess of the piston sidewall, the piston ring being coated with a synthetic diamond material formed thereon. 5. The circular peripheral surface of the piston ring is coated with a solid lubricant protecting the diamond coating, the solid lubricant being selected from the group of metals, alloys, nitrides, carbides and oxides of chromium, vanadium, titanium and aluminum. 5. The piston of claim 4, wherein the piston is selected. 6. The piston of claim 1, wherein the artificial diamond material coating the top surface of the piston has an overcoating selected from the group of metals and alloys of chromium, vanadium, titanium, and tungsten. 7. A thin coating of chromium is deposited on the outer surface of the artificial diamond material, and both coatings have a thickness of . 0000
1~. 3. The piston of claim 2, wherein the piston is in the range of 0.25 to 127 microns. 8. A piston ring for use in assembly with a piston adapted for longitudinal movement within the cylinder of an engine, such as an internal combustion engine, compressor, fluid pump, etc., which: a) has a substantially circular configuration; , a deflectable hollow metal ring-like formation having a substantially cylindrical outer surface that corresponds to the cylindrical inner surface of an engine cylinder in which said piston is adapted to reciprocate; b) said deflectable member; c) a first coating of synthetic diamond material integrally bonded to said cylindrical outer surface of the free ring-shaped formation; c) a first coating of synthetic diamond material selected from the group of metals and alloys of chromium, vanadium, titanium and tungsten; A piston ring having an integrally bonded solid lubricant coating. 9. The piston ring according to claim 8, wherein the artificial diamond coating and the lubricant coated thereon completely cover the surface of the empty metal ring-shaped formation. 10 at least one combustion chamber having a cylindrical sidewall and adapted to reciprocate within said chamber during operation of the internal combustion engine;
a piston that is exposed to varying forces and high temperatures due to combustion, the piston having an end wall and a cylindrical side wall portion, the end wall and at least a portion of the piston side wall adjacent the piston end wall; The first artificial diamond material
a second layer of synthetic diamond material covering at least a portion of the cylindrical side wall of the combustion chamber that is exposed to combustion gases during operation of the engine. 11 The piston has a groove formed in a side wall thereof and a piston ring supported within the groove and slidingly engaged with the cylindrical side wall of the combustion chamber, and the artificial diamond material is formed in the wall of the groove. The internal combustion engine according to claim 10, wherein the internal combustion engine is coated with. 12 a crankshaft, a connecting rod connecting the piston to the crankshaft, a device for pivotally supporting one end of the connecting rod to the piston, and a connecting rod for protecting the piston from wear and mechanical damage during operation of the engine. 10. A layer of synthetic diamond material coating selected portions of the device.
The internal combustion engine described. 13. said pivoting support device at one end of said connecting rod includes a cylindrical bearing device, said bearing device having a coating of synthetic diamond material to protect said bearing device from wear and tear during operation of the engine; Has a chrome overcoat,
The internal combustion engine according to claim 12. 14 a bearing device attached to one end of the connecting rod; and a cylindrical portion of the crankshaft rotatably supported by the bearing device, wherein at least one of the bearing device and the crankshaft is 13. The internal combustion engine of claim 12, wherein the internal combustion engine is coated with synthetic diamond of sufficient thickness to protect against abrasion and impact damage. 15 Chromium, vanadium, molybdenum, titanium,
15. The internal combustion engine of claim 14, further comprising a protective layer overlying the synthetic diamond material of a material selected from the group of metals and alloys including aluminum and tungsten. 16. said combustion chamber has end wall and side wall portions which are respectively aligned or misaligned with said piston during operation of the engine and which are subject to the heat, forces and corrosive effects of combustion during operation;
a layer of synthetic diamond material operable to protect against deterioration and damage due to the heat, corrosion and pressure of combustion is coated over all surfaces of the end wall and side wall portions of the combustion chamber;
The internal combustion engine according to claim 10. 17. The combustion chamber includes a cylinder head including an intake, an exhaust port, and a valve device assembled for introducing and discharging a working fluid into the combustion chamber, and the combustion chamber includes a cylinder head that includes an intake port, an exhaust port, and a valve device assembled to introduce and discharge a working fluid to the combustion chamber, and the 11. The internal combustion engine according to claim 10, further comprising a coating of artificial diamond material. 18. Claims include intake and exhaust valve elements assembled to the cylinder head and extending into the intake and exhaust ports, and at least selected portions of the exhaust valve elements are coated with an artificial diamond material. The internal combustion engine according to item 17. 19. A cylindrical insert that is assembled to a side wall of the combustion chamber to form an inner lining, in which the piston moves, the artificial diamond material is coated on the inner surface of the insert, and the artificial diamond coats the inner surface of the insert. 11. Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the material is overcoated with a thin layer of chromium.
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