JPH0424123Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0424123Y2 JPH0424123Y2 JP1986024529U JP2452986U JPH0424123Y2 JP H0424123 Y2 JPH0424123 Y2 JP H0424123Y2 JP 1986024529 U JP1986024529 U JP 1986024529U JP 2452986 U JP2452986 U JP 2452986U JP H0424123 Y2 JPH0424123 Y2 JP H0424123Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- oil ring
- ring groove
- side rails
- wear
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、オイルリング溝に耐摩耗処理を施し
た内燃機関のピストンに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a piston for an internal combustion engine in which an oil ring groove is subjected to anti-wear treatment.
往復動型内燃機関のピストンは、その上部の外
周に全周にわたつて延びる複数本のピストンリン
グ溝が形成され、その最も下のピストンリング溝
はオイルリング溝として用いられる。ピストンリ
ング溝のトツプリング溝およびセカンドリング溝
にはガスの吹抜けを抑制するピストンリングが嵌
入され、オイルリング溝にはシリンダボア壁面に
付着するオイルを掻き落してオイル消費を低減す
るオイルリングが嵌入される。
A piston of a reciprocating internal combustion engine has a plurality of piston ring grooves extending around the entire circumference formed on the upper outer periphery of the piston, and the lowermost piston ring groove is used as an oil ring groove. A piston ring is fitted into the top ring groove and second ring groove to suppress gas blow-through, and an oil ring is fitted into the oil ring groove to scrape off oil adhering to the cylinder bore wall and reduce oil consumption. Ru.
オイルリングには、シリンダボアへの追従性が
よいことから、屡々エキスパンダとその上下に配
設される一対のサイドレールとから成る、3ピー
スの組合せオイルリングが用いられる。3ピース
オイルリングは、実開昭60−102446号公報等に示
されており、第2図に示すように、周方向に延び
周上に1ケ所切れ目を有する、拡開のばね力を有
するエキスパンダ2と、周方向に延び周上に1ケ
所切れ目を有する板状かつ環状の一対のサイドレ
ール4,6を有する。一対のサイドレール4,6
は、その内周縁をエキスパンダ2の内周の上下に
形成された爪8,10に係合されることにより、
エキスパンダ2から拡開の力Fを受け、シリンダ
ボア12の内面に摺動自在に押しつけられる。こ
れによつてサイドレール4,6の外周縁は、ピス
トン14が往復動するときに、シリンダボア12
内面に付着しているオイルを掻き落す。エキスパ
ンダ2の爪8,10は内周に向つて斜め上下方向
に延びて傾斜されており、サイドレール4,6の
押力Fを斜め上下方向とし、これによつてサイド
レール4,6を上下方向に押す分力F1を発生さ
せ、サイドレール4,6をオイルリング溝16の
上、下面18,20に押しつけ、オイルのオイル
リング溝16内を通るバイパス通路を遮断してオ
イル消費低減作用を増している。 A three-piece combination oil ring consisting of an expander and a pair of side rails disposed above and below the expander is often used as the oil ring because it has good followability to the cylinder bore. The three-piece oil ring is disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 60-102446, and as shown in FIG. It has a panda 2 and a pair of plate-shaped and annular side rails 4 and 6 that extend in the circumferential direction and have one cut on the circumference. A pair of side rails 4, 6
is engaged with the claws 8 and 10 formed above and below the inner circumference of the expander 2, so that
It receives an expansion force F from the expander 2 and is slidably pressed against the inner surface of the cylinder bore 12. As a result, when the piston 14 reciprocates, the outer periphery of the side rails 4, 6 is exposed to the cylinder bore 12.
Scrape off the oil adhering to the inside surface. The claws 8, 10 of the expander 2 extend diagonally in the vertical direction toward the inner circumference and are inclined, and the pushing force F of the side rails 4, 6 is applied in the diagonal vertical direction, thereby causing the side rails 4, 6 to move in the diagonal vertical direction. A force F 1 pushing in the vertical direction is generated to press the side rails 4 and 6 against the upper and lower surfaces 18 and 20 of the oil ring groove 16, blocking the bypass passage of oil through the oil ring groove 16 and reducing oil consumption. The effect is increasing.
サイドレール4,6がオイルリング溝上下面1
8,20に対して押しつけられることにより、長
時間繰り返し使用されているうちに、オイルリン
グ溝上下面18,20に第3図に示すようなへこ
み22,24が摩耗によつて形成されてくる。サ
イドレール4,6が内周の上下面をこのへこみ2
2,24内に係合されてオイルリング溝上下面1
8,20とエキスパンダ2との間に保持される
と、エキスパンダ2の拡開力Fのうち外周方向に
向う成分F2がサイドレール4,6に作用しても、
サイドレール4,6の拡開が阻害され、サイドレ
ール4,6がシリンダボア12に十分に追従しな
くなつて、オイル消費が増加されてしまうことが
ある。 Side rails 4 and 6 are oil ring groove upper and lower surfaces 1
8 and 20, and as a result of repeated use for a long time, dents 22 and 24 as shown in FIG. The side rails 4 and 6 make this recess 2 on the upper and lower surfaces of the inner circumference.
2, 24 and the oil ring groove upper and lower surfaces 1
When held between the side rails 4 and 20 and the expander 2, even if the component F 2 of the expansion force F of the expander 2 directed toward the outer circumference acts on the side rails 4 and 6,
The expansion of the side rails 4, 6 may be inhibited, and the side rails 4, 6 may no longer follow the cylinder bore 12 sufficiently, resulting in increased oil consumption.
このような問題はオイルリング溝の摩耗から生
じるものである。ピストンリング溝の摩耗を低減
させる構造として、従来特開昭58−101249号公報
に示されているように、ピストンリング溝の表面
を複合材で形成する方法は知られている。しか
し、従来提案のものはオイルリング溝ではなく、
トツプリング溝、セカンドリング溝に対する摩耗
防止対策に関するものであり、手段として複合材
を用いたものである。 Such problems arise from wear of the oil ring groove. As a structure for reducing wear of piston ring grooves, a method is known in which the surface of piston ring grooves is formed of a composite material, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 101249/1983. However, the conventional proposal is not an oil ring groove,
This relates to anti-wear measures for the top ring groove and the second ring groove, and uses a composite material as the means.
従来提案の摩耗抑制は、とくに高温となるピス
トンリング溝部の熱を複合材によつて効率よくピ
ストンリングを介してシリンダボアに逃がし、温
度を軽減することによつて達成したものである。
The conventionally proposed wear suppression was achieved by reducing the temperature by efficiently dissipating the heat in the piston ring groove, which is particularly high, through the piston ring and into the cylinder bore using a composite material.
これに対し、オイルリング溝近傍はトツプリン
グ近傍程高温にならず、摩耗防止には低温化より
むしろオイルリング溝表面の硬化が達成されるこ
とが望ましい。しかし、従来はオイルリング溝に
対してはAC8A,AC8B等のピストン用アルミニ
ウム合金を溝加工したままで、何の硬化処理も施
していない。したがつて、相手攻撃性の強い窒化
サイドレールを用いたときは摩耗はとくに問題と
なつていた。 On the other hand, the temperature near the oil ring groove does not become as high as that near the top ring, and in order to prevent wear, it is desirable to achieve hardening of the oil ring groove surface rather than lowering the temperature. However, conventionally, the oil ring grooves are made of piston aluminum alloys such as AC8A and AC8B, and are not subjected to any hardening treatment. Therefore, wear has become a particular problem when nitrided side rails, which are highly aggressive to opponents, are used.
しかも、硬化処理をたとえ施したとしても、従
来は特公昭58−9160号や特公昭52−23018号のよ
うに、メツキにて、ピストン母材の上に硬質層を
積層するものであつたから、ピストン母材のアル
ミニウム合金が比較的柔らかい金属なので、硬質
層を形成したときに硬質層に熱サイクルがかかる
と、剥離や割れが発生するという問題があつた。
そして、このような剥離や割れに対して配慮され
たものは、従来提案中には見当たらない。 Moreover, even if hardening treatment was applied, conventionally a hard layer was laminated on the piston base material using plating, as in Japanese Patent Publication No. 58-9160 and Japanese Patent Publication No. 52-23018. Since the aluminum alloy of the piston base material is a relatively soft metal, there was a problem in that when the hard layer was formed and the hard layer was subjected to a thermal cycle, it would peel or crack.
Furthermore, no conventional proposals have been found that take such peeling and cracking into consideration.
本考案は、アルミニウム合金から成るピストン
のオイルリング溝において、3ピースオイルリン
グが嵌入されたときでも、摩耗によつてへこみが
生じないよういオイルリング溝表面を硬化させる
場合に、硬化した部位の剥離や割れの発生がない
ようにすることを目的とする。 The present invention is designed to harden the surface of the oil ring groove of a piston made of aluminum alloy to prevent dents due to wear even when a three-piece oil ring is inserted. The purpose is to prevent peeling and cracking.
上記目的を達成するための本考案の内燃機関の
ピストンは、ピストン全周にわたつて延びるオイ
ルリング溝を有し、該オイルリング溝にエキスパ
ンダと該エキスパンダの上下に配設される一対の
サイドレールとから成る組合せオイルリングが嵌
入される、アルミニウム合金から成る内燃機関の
ピストンにおいて、前記オイルリング溝の少なく
とも上下面のピストン母材にシリコンカーバイド
粒子を直接埋め込んだものから成る。
To achieve the above object, the piston of the internal combustion engine of the present invention has an oil ring groove extending around the entire circumference of the piston, an expander in the oil ring groove, and a pair of oil ring grooves disposed above and below the expander. A piston for an internal combustion engine made of an aluminum alloy into which a combination oil ring consisting of a side rail is inserted has silicon carbide particles directly embedded in the piston base material on at least the upper and lower surfaces of the oil ring groove.
上記のように構成した本考案の内燃機関のピス
トンにおいては、シリコンカーバイド粒子を埋め
込んだ硬化層の硬さがヴイツカース硬さにして
Hv=700以上もあるので、十分に硬く、しかも摩
耗係数が小さい。サイドレールには通常、耐摩耗
上窒化処理が施されて硬化表面とされるが、窒化
サイドレールは相手攻撃性を有するので相手部材
を食うおそれがあるが、SiC粒子を埋め込んだ硬
化層は十分に硬いので、容易に摩耗されず、従来
のように使用期間中に摩耗によるへこみは生じに
くい。しかも摩擦係数が小さいのでサイドレール
を円滑に滑らせる。これらの作用によつてサイド
レールのシリンダボアへの追従性を向上させ、サ
イドレールによるオイル掻き落しを促進させ、オ
イル消費の低減を促進させることができる。
In the internal combustion engine piston of the present invention constructed as described above, the hardness of the hardened layer in which silicon carbide particles are embedded is equivalent to Witzkers hardness.
With Hv=700 or more, it is sufficiently hard and has a small wear coefficient. Side rails are usually treated with nitriding to create a hardened surface for wear resistance, but nitrided side rails are aggressive and may eat away at other parts, but the hardened layer with embedded SiC particles is Since it is extremely hard, it does not wear out easily and is less prone to dents due to wear during use, unlike conventional products. Furthermore, the friction coefficient is small, allowing the side rails to slide smoothly. These actions can improve the followability of the side rail to the cylinder bore, promote scraping off of oil by the side rail, and promote reduction in oil consumption.
上記において、SiC粒子埋め込み硬化層は、軟
質のピストンアルミニウム合金母材表面にメツキ
等により積層したのではなく母材への直接の粒子
埋め込みによつて形成したので、母材から剥離を
生じにくく、サイドレールから力をかけられかつ
熱サイクルが加わつても、クラツクが生じにく
い。また、SiC粒子埋め込み層の厚みを1〜5μ程
度とすると硬化部分がアルミニウム合金の膨張、
収縮を追従しやすいので、クラツクは生じない。 In the above, the SiC particle-embedded hardened layer was formed by directly embedding particles into the base material, rather than being laminated on the surface of the soft piston aluminum alloy base material by plating, etc., so it is less likely to peel off from the base material. Cracks are less likely to occur even when force is applied from the side rails and thermal cycles are applied. Also, if the thickness of the SiC particle embedded layer is about 1 to 5 μm, the hardened part will expand due to the expansion of the aluminum alloy.
Since it is easy to follow the contraction, no cracks occur.
以下に、本考案に係る内燃機関のピストンの望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of a piston for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図イは本考案の内燃機関のピストンのオイ
ルリング溝とその近傍の構造を示しており、第1
図ロは拡大して示している。図において、従来構
造に準じる構造を有する部分には第2図および第
3図と同一の符号を第1図の部材に付すことによ
り重複説明を省略し、従来と異なる部分について
のみ説明する。 Figure 1A shows the oil ring groove of the piston of the internal combustion engine of the present invention and the structure around it.
Figure B is shown enlarged. In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 3 are given to the parts having a structure similar to the conventional structure to the members in FIG. 1, thereby omitting redundant explanation, and only the parts different from the conventional structure will be explained.
Al合金から成るピストン14のオイルリング
溝16の表面には、少なくともその上下面18,
20に、大きさが1〜5μのSiC(シリコンカーバ
イド)粒子30をロール加工等にて埋め込むこと
によりSiC粒子埋め込み硬化層26が形成されて
いる。該硬化層26はオイルリング溝16の底面
28に形成されてもよい。SiC粒子30の硬度は
Hv=1800以上であり、SiC粒子埋め込み硬化層
26の平均硬度はHv=700程度以上の硬さを有
し、埋設深さは20μ程度に形成される。該硬化層
26の形成は、SiC粒子32のロールによる埋め
込みによつて容易に成し得る。 On the surface of the oil ring groove 16 of the piston 14 made of Al alloy, at least the upper and lower surfaces 18,
A SiC particle-embedded hardened layer 26 is formed by embedding SiC (silicon carbide) particles 30 having a size of 1 to 5 μm in the substrate 20 by rolling or the like. The hardened layer 26 may be formed on the bottom surface 28 of the oil ring groove 16. The hardness of SiC particles 30 is
Hv=1800 or more, the average hardness of the SiC particle embedded hardened layer 26 is about Hv=700 or more, and the buried depth is about 20μ. The hardened layer 26 can be easily formed by embedding the SiC particles 32 with a roll.
SiC粒子埋め込み硬化層26の深さを20μ程度
とした理由は、薄くしすぎると長時間使用中に僅
小の摩耗が生じたときにピストンアルミニウム合
金母材が多量に表面に出てくる可能性があるの
で、硬化層26を形成する意味がうすれるからで
ある。また、20μより大幅に厚くすると、硬化層
26のピストンアルミニウム合金母材と一体とな
つて展延する追従性が悪くなつて、ピストン14
が熱サイクルを受けたときに硬化層26にクラツ
クが発生するおそれがあつたり、また、ロール等
により埋め込む場合の荷重が過大にかかり、溝の
表面の精度が確保できないからである。また、
SiC粒子30の大きさを1〜5μとした理由はロー
ル加工によつて20μ厚さ程度に粒子を埋め込むの
に適した大きさであるからであり、小さすぎる
と、硬度アツプによる耐摩耗性が確保できない。
また、大きすぎると硬いSiCのためにサイドレー
ルが摩耗してしまうからである。 The reason why the depth of the hardened layer 26 embedded with SiC particles is set to about 20μ is that if it is made too thin, there is a possibility that a large amount of the piston aluminum alloy base material will come out to the surface when slight wear occurs during long-term use. This is because the purpose of forming the hardened layer 26 is lost. Furthermore, if the thickness is significantly greater than 20μ, the ability of the hardened layer 26 to spread integrally with the piston aluminum alloy base material becomes poor, and the piston 14
This is because there is a risk that cracks will occur in the hardened layer 26 when the hardened layer 26 is subjected to thermal cycles, and an excessive load will be applied when embedding with a roll or the like, making it impossible to ensure the accuracy of the groove surface. Also,
The reason why the size of the SiC particles 30 is set to 1 to 5μ is that it is a suitable size for embedding the particles to a thickness of about 20μ by roll processing.If it is too small, the wear resistance will decrease due to increased hardness. Cannot be secured.
Also, if it is too large, the side rails will wear out due to the hard SiC.
硬化層26の平均硬度Hv=700程度は窒化サイ
ドレールの表面硬さにくらべて孫色なく、かつ
SiC粒子埋め込み硬化層26は耐摩耗性、耐侵食
性が非常にすぐれている他、摩耗係数も小さく、
摺動性にすぐれている。 The average hardness of the hardened layer 26, Hv=700, is comparable to the surface hardness of the nitrided side rail, and
The SiC particle-embedded hardened layer 26 has excellent wear resistance and erosion resistance, and has a small wear coefficient.
Excellent sliding properties.
上記のように構成された内燃機関のピストンに
おいては、SiC粒子埋め込み硬化層26の硬度が
高いため、サイドレール4,6に窒化処理を施し
てもオイルリング溝16には摩耗によつてへこみ
22,24(第3図にみられる)は生じず、かつ
摺動性もよいので、サイドレール4,6のシリン
ダボア12への追従性の悪化は防止される。これ
によつてオイル消費がエンジン運転中に悪化して
いくことはない。 In the internal combustion engine piston configured as described above, the SiC particle-embedded hardened layer 26 has a high hardness, so even if the side rails 4 and 6 are nitrided, the oil ring groove 16 will have a dent 22 due to wear. , 24 (as seen in FIG. 3) does not occur, and the sliding properties are good, so that deterioration in the followability of the side rails 4 and 6 to the cylinder bore 12 is prevented. This prevents oil consumption from worsening during engine operation.
本考案の内燃機関のピストンによれば、アルミ
ニウム合金から成るピストンのオイルリング溝に
ピストン母材にSiC粒子を直接埋め込み硬化層を
形成したので、オイルリングのサイドレールに窒
化サイドレールを使用しても、オイルリング溝に
摩耗が生じにくく、オイルリング溝が摩耗したと
きに生じるおそれのあるサイドレールのシリンダ
ボアへの追従性の悪化を防止でき、オイル消費の
低減をはかることができる。しかも、ピストン母
材への直接の埋め込みのため、メツキのようは剥
離や割れの発生が抑制できる。
According to the internal combustion engine piston of the present invention, SiC particles are directly embedded in the piston base material to form a hardened layer in the oil ring groove of the piston made of aluminum alloy, so nitrided side rails are used for the oil ring side rails. Also, wear is less likely to occur in the oil ring groove, and deterioration in the followability of the side rail to the cylinder bore, which may occur when the oil ring groove is worn, can be prevented, and oil consumption can be reduced. Moreover, since it is directly embedded into the piston base material, it is possible to suppress the occurrence of peeling and cracking unlike plating.
第1図イ,ロは本考案に係る内燃機関のピスト
ンのオイルリング溝とその近傍の断面図、第2図
は従来のピストンのオイルリング溝とその近傍の
断面図、第3図は従来のピストンのオイルリング
溝の摩耗後の断面図、である。
2……エキスパンダ、4,6……サイドレー
ル、12……シリンダボア、14……ピストン、
16……オイルリング溝、18,20……オイル
リング溝の上、下面、22,24……へこみ、2
6……SiC粒子埋め込み硬化層、30……SiC粒
子。
Figures 1A and 1B are cross-sectional views of the oil ring groove and its vicinity in a piston of an internal combustion engine according to the present invention; Figure 2 is a cross-sectional view of the oil ring groove and its vicinity in a conventional piston; FIG. 3 is a cross-sectional view of the oil ring groove of the piston after wear. 2...Expander, 4,6...Side rail, 12...Cylinder bore, 14...Piston,
16... Oil ring groove, 18, 20... Upper and lower surfaces of oil ring groove, 22, 24... Dent, 2
6...SiC particle embedded hardened layer, 30...SiC particle.
Claims (1)
溝を有し、該オイルリング溝にエキスパンダと該
エキスパンダの上下に配設される一対のサイドレ
ールとから成る組合せオイルリングが嵌入され
る、アルミニウム合金から成る内燃機関のピスト
ンにおいて、前記オイルリング溝少なくとも上下
面のピストン母材にシリコンカーバイド粒子を直
接埋め込んだことを特徴とする内燃機関のピスト
ン。 An aluminum alloy having an oil ring groove extending around the entire circumference of the piston, into which a combination oil ring consisting of an expander and a pair of side rails disposed above and below the expander is fitted. A piston for an internal combustion engine comprising: a piston for an internal combustion engine, characterized in that silicon carbide particles are directly embedded in the piston base material on at least the upper and lower surfaces of the oil ring groove.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986024529U JPH0424123Y2 (en) | 1986-02-24 | 1986-02-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986024529U JPH0424123Y2 (en) | 1986-02-24 | 1986-02-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62137359U JPS62137359U (en) | 1987-08-29 |
| JPH0424123Y2 true JPH0424123Y2 (en) | 1992-06-05 |
Family
ID=30823842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986024529U Expired JPH0424123Y2 (en) | 1986-02-24 | 1986-02-24 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424123Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2790807B2 (en) * | 1987-11-16 | 1998-08-27 | 昭和電工株式会社 | Composite piston |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5223018A (en) * | 1975-08-13 | 1977-02-21 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Process for preparation of acrylamide crystal |
| JPS589160A (en) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Copying machine |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP1986024529U patent/JPH0424123Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62137359U (en) | 1987-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2681967B2 (en) | Piston-Piston ring assembly | |
| JP6049151B2 (en) | Piston ring with anti-wear layer of chrome solid particles and corrosion-resistant flank surface | |
| RU96118135A (en) | METHOD FOR MAKING A CYLINDER SHELL AND A CYLINDER SHELL | |
| JPH10252891A (en) | Second pressure ring for aluminum cylinder and manufacture therefor | |
| JP3034723B2 (en) | Seal member | |
| JPH0424123Y2 (en) | ||
| JPS59145346A (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
| JP3129494B2 (en) | Piston for internal combustion engine | |
| JP2002147459A (en) | Sliding bearing with overlay layer quality-improved | |
| US6942389B2 (en) | Engine bearing | |
| JPH0424122Y2 (en) | ||
| JPH08151953A (en) | Internal combustion engine piston and method of manufacturing the same | |
| JPH07117104B2 (en) | Combination sliding member | |
| JPH0133809Y2 (en) | ||
| JPH10331974A (en) | Piston ring | |
| JPH0672666B2 (en) | Combination sliding member | |
| JPH0122924Y2 (en) | ||
| JPS63140849A (en) | Laser hardened cylinder liner | |
| JP4199596B2 (en) | Deformed wire rod with groove for pressure ring | |
| JP2636421B2 (en) | Manufacturing method of piston ring | |
| JPS5832948A (en) | Piston ring | |
| JPH063170Y2 (en) | Steel combination oil ring | |
| EP3292326A1 (en) | Piston ring | |
| JPS5832949A (en) | Piston ring | |
| JPH02120575A (en) | Piston ring |