JPH0451661B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0451661B2 JPH0451661B2 JP59018520A JP1852084A JPH0451661B2 JP H0451661 B2 JPH0451661 B2 JP H0451661B2 JP 59018520 A JP59018520 A JP 59018520A JP 1852084 A JP1852084 A JP 1852084A JP H0451661 B2 JPH0451661 B2 JP H0451661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating layer
- sliding surface
- surface coating
- light metal
- piston
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/02—Bearing surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、（特に重由で運転される）内燃機関
用の軽金属ピストンであつて、摩滅の少ない耐熱
性の材料から成る薄い摺動面被覆層を有している
形式のものに関する。
用の軽金属ピストンであつて、摩滅の少ない耐熱
性の材料から成る薄い摺動面被覆層を有している
形式のものに関する。
摺動面被覆層を有する軽金属ピストンは例えば
西独国実用新案第1509586号明細書により公知で
ある。従来公知のすべての摺動面被覆層は少なく
ともトツプランドの全周面にわたつて中断するこ
となく延びていて軽金属ピストンの耐摩滅性の表
皮を形成する。しかしながら、試験機関における
実験では中断されない前述のような摺動面被覆層
は重由運転に適していないことがわかつた。それ
というのは、摺動面被覆層が燃焼室内の温度及び
圧力比の著しく高いかつ燃焼残留物の影響を及ぼ
す困難な重由運転条件下では維持されず、ある一
定の耐用年数の後に重由運転条件の影響により破
れるか若しくは全く剥がれるからである。
西独国実用新案第1509586号明細書により公知で
ある。従来公知のすべての摺動面被覆層は少なく
ともトツプランドの全周面にわたつて中断するこ
となく延びていて軽金属ピストンの耐摩滅性の表
皮を形成する。しかしながら、試験機関における
実験では中断されない前述のような摺動面被覆層
は重由運転に適していないことがわかつた。それ
というのは、摺動面被覆層が燃焼室内の温度及び
圧力比の著しく高いかつ燃焼残留物の影響を及ぼ
す困難な重由運転条件下では維持されず、ある一
定の耐用年数の後に重由運転条件の影響により破
れるか若しくは全く剥がれるからである。
従つて本発明の目的は、摺動面被覆層を有する
軽金属ピストンを改善して、重由運転の困難な条
件下でも長い耐用年数が得られるようにすること
である。
軽金属ピストンを改善して、重由運転の困難な条
件下でも長い耐用年数が得られるようにすること
である。
この目的を達成するために本発明の構成では、
摺動面被覆層がもつぱらトツプランドに、それも
ピストンの軸線方向で中断されてトツプランドの
周面を部分的に露出させることによつて、換言す
ればピストンの軸線方向で部分的に帯状の露出面
を残すことによつて互いに間隔を置いて位置する
環状の複数の帯状区域を形成するように設けられ
ている。
摺動面被覆層がもつぱらトツプランドに、それも
ピストンの軸線方向で中断されてトツプランドの
周面を部分的に露出させることによつて、換言す
ればピストンの軸線方向で部分的に帯状の露出面
を残すことによつて互いに間隔を置いて位置する
環状の複数の帯状区域を形成するように設けられ
ている。
本発明の前記構成により効果として、摺動面被
覆層が温度分布、ひいては応力分布に応じて（高
い温度部分と低い温度分布とに）分割してあるこ
とに基づき、高い温度、ひいては大きい応力を受
ける被覆層区分（トツプランド２の上端部の帯状
区域）と低い温度、ひいては小さい応力しか受け
ない被覆層区分（トツプランドの下端部の帯状区
域）との間の不都合な相互作用が遮断され、その
結果トツプランドの周面を全体的に被う摺動面被
覆層において生じているような亀裂や剥離が確実
に防止される。
覆層が温度分布、ひいては応力分布に応じて（高
い温度部分と低い温度分布とに）分割してあるこ
とに基づき、高い温度、ひいては大きい応力を受
ける被覆層区分（トツプランド２の上端部の帯状
区域）と低い温度、ひいては小さい応力しか受け
ない被覆層区分（トツプランドの下端部の帯状区
域）との間の不都合な相互作用が遮断され、その
結果トツプランドの周面を全体的に被う摺動面被
覆層において生じているような亀裂や剥離が確実
に防止される。
本発明の有利な実施態様が特許請求の範囲第２
項以下に記載してある。
項以下に記載してある。
次に図面を用いて本発明の実施例を具体的に説
明する。
明する。
図面には（特に重由で運転される）内燃機関の
軽金属ピストンが符号１でかつ軽金属ピストンの
トツプランドが符号２で示してある。軽金属ピス
トン１には、摩滅の少ない耐熱性の材料から成る
摺動面被覆層が設けられており、この摺動面被覆
層は本発明に基づきもつらトツプランド２に、そ
れもピストンの軸線方向で部分的に帯状の露出面
４を残すことによつて互いに間隔を置いて位置す
る環状の複数の帯状区分３を形成するように設け
られている。第１図の実施例ではトツプランドに
環状に延びる２つの帯状区分３が設けられてお
り、この場合には上方の帯状区域はピストンヘツ
ド端面５に隣接し、かつ下方の帯状区域は最上段
のピストンリング溝７の上縁６に隣接している。
トツプランド２の周面に第２図の実施例では３つ
の帯状区域３が設けられ、第３図の実施例では４
つの帯状区域３が設けられている。
軽金属ピストンが符号１でかつ軽金属ピストンの
トツプランドが符号２で示してある。軽金属ピス
トン１には、摩滅の少ない耐熱性の材料から成る
摺動面被覆層が設けられており、この摺動面被覆
層は本発明に基づきもつらトツプランド２に、そ
れもピストンの軸線方向で部分的に帯状の露出面
４を残すことによつて互いに間隔を置いて位置す
る環状の複数の帯状区分３を形成するように設け
られている。第１図の実施例ではトツプランドに
環状に延びる２つの帯状区分３が設けられてお
り、この場合には上方の帯状区域はピストンヘツ
ド端面５に隣接し、かつ下方の帯状区域は最上段
のピストンリング溝７の上縁６に隣接している。
トツプランド２の周面に第２図の実施例では３つ
の帯状区域３が設けられ、第３図の実施例では４
つの帯状区域３が設けられている。
帯状区域３は有利には全周にわたつて一様な幅
を有している。各帯状区域は、第１図及第３図に
示すように互いに同じ幅を有するか、若しくは第
２図に示すように互いに異なる幅を有しており、
第２図の実施例では各帯状区域３の幅は有利には
ピストンヘツド端面５からトツプランドの下端部
に向かつて増大している。帯状区域は必ずらしも
全周にわたつて一様な幅を有していなればならな
いものではない。
を有している。各帯状区域は、第１図及第３図に
示すように互いに同じ幅を有するか、若しくは第
２図に示すように互いに異なる幅を有しており、
第２図の実施例では各帯状区域３の幅は有利には
ピストンヘツド端面５からトツプランドの下端部
に向かつて増大している。帯状区域は必ずらしも
全周にわたつて一様な幅を有していなればならな
いものではない。
すべての帯状区域３の摺動面被覆層をトツプラ
ンド２の周方向で中断なしに構成する必要は必ず
しもなく、第３図に示してあるように、トツプラ
ンド２の下端部に近い帯状区域３の摺動面被覆層
が１回若しくは複数回中断され、区域部分に分割
されていると有利である。中断箇所は符号８で示
してある。
ンド２の周方向で中断なしに構成する必要は必ず
しもなく、第３図に示してあるように、トツプラ
ンド２の下端部に近い帯状区域３の摺動面被覆層
が１回若しくは複数回中断され、区域部分に分割
されていると有利である。中断箇所は符号８で示
してある。
摺動面被覆層は、あらかじめ鋳造によつて一体
成形されかつ表面加工されたピストンに、例えば
第１図、第２図及び第３図の形若しくはこれとは
異なる形で例えば65重量パーセントのクロムカー
バイト（Cr3C2）、残りはニツケル及びクロムか
ら成る材料を有利にはデトネーシヨン法で付着さ
せることにより形成される。このような材料及び
付着方法に、本発明に基づく摺動面被覆層の形成
は拘束されるのではなく、別の材料及び別の付着
方法若しくはプラズマ方法も使用され得る。被覆
層の厚さは使用例に関連しており；ほぼ300mmの
ピストン直径では厚さはほぼ80μmである。
成形されかつ表面加工されたピストンに、例えば
第１図、第２図及び第３図の形若しくはこれとは
異なる形で例えば65重量パーセントのクロムカー
バイト（Cr3C2）、残りはニツケル及びクロムか
ら成る材料を有利にはデトネーシヨン法で付着さ
せることにより形成される。このような材料及び
付着方法に、本発明に基づく摺動面被覆層の形成
は拘束されるのではなく、別の材料及び別の付着
方法若しくはプラズマ方法も使用され得る。被覆
層の厚さは使用例に関連しており；ほぼ300mmの
ピストン直径では厚さはほぼ80μmである。
図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は第１実施例の部分側面図、第２図は第２実
施例の部分側面図、第３図は第３実施例の部分側
面図である。 １……軽金属ピストン、２……トツプランド、
３……帯状区域、４……露出面、５……ピストン
ヘツド端面、６……上縁、７……ピストンリング
溝、８……中断箇所。
１図は第１実施例の部分側面図、第２図は第２実
施例の部分側面図、第３図は第３実施例の部分側
面図である。 １……軽金属ピストン、２……トツプランド、
３……帯状区域、４……露出面、５……ピストン
ヘツド端面、６……上縁、７……ピストンリング
溝、８……中断箇所。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関用の軽金属ピストンであつて、摩滅
の少ない耐熱性の材料から成る薄い摺動面被覆層
を有している形式のものにおいて、摺動面被覆層
がもつぱらトツプランド２に、それもピストンの
軸線方向で中断されてトツプランドの周面を部分
的に露出させることによつて互いに間隔を置いて
位置する環状の複数の帯状区域３を形成するよう
に設けられていることを特徴とする、内燃機関用
の軽金属ピストン。 ２ 摺動面被覆層としての上方の帯状区域３が直
接にピストンヘツド端面５に隣接しかつ摺動面被
覆層としての下方の帯状区分３が最上段のピスト
ンリング溝７の上縁６に隣接している特許請求の
範囲第１項記載の軽金属ピストン。 ３ 摺動面被覆層の帯状区分３がピストンの全周
にわたつて一様な幅を有している特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の軽金属ピストン。 ４ 摺動面被覆層の各帯状区分３が互いに異なる
幅を有している特許請求の範囲第１項から第３項
のいずれか１項記載の軽金属ピストン。 ５ 摺動面被覆層の各帯状区分３の幅がピストン
ヘツド端面５からトツプランド２の下端部に向か
つて増大している特許請求の範囲第４項記載の軽
金属ピストン。 ６ 摺動面被覆層の帯状区分３がピストンの全周
にわたつて一様でない幅を有している特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の軽金属ピストン。 ７ 少なくともトツプランド２の下端部に近い帯
状区分３の摺動面被覆層が１回若しくは複数回中
断されている特許請求の範囲第１項から第６項の
いずれか１項記載の軽金属ピストン。 ８ 摺動面被覆層が65％のCr3C2、残りはニツケ
ル及びクロムから成る材料をデトネーシヨン法で
付着することによつて形成されている特許請求の
範囲第１項から第７項のいずれか１項記載の軽金
属ピストン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833304320 DE3304320C1 (de) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | Leichtmetallkolben für - insbesondere schwerölbetriebene - Brennkraftmaschinen |
| DE3304320.5 | 1983-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59147848A JPS59147848A (ja) | 1984-08-24 |
| JPH0451661B2 true JPH0451661B2 (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=6190340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1852084A Granted JPS59147848A (ja) | 1983-02-09 | 1984-02-06 | 内燃機関用の軽金属ピストン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59147848A (ja) |
| DE (1) | DE3304320C1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4113773C2 (de) * | 1990-07-23 | 1994-11-03 | Alcan Gmbh | Kolben für Verbrennungsmotoren |
| JP5998696B2 (ja) * | 2012-07-19 | 2016-09-28 | マツダ株式会社 | エンジン燃焼室の断熱構造 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1504033U (ja) * | ||||
| DE1509586U (ja) * | ||||
| DE2046862A1 (de) * | 1970-09-23 | 1972-03-30 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Kg, 7000 Stuttgart | Oberflächenbeschichtung für einen aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Kolben von Brennkraftmaschinen |
| DE2550907C3 (de) * | 1975-11-13 | 1981-08-13 | Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart | Metallgespritzte Bodenbewehrung eines Aluminium-Tauchkolbens für Verbrennungsmotoren |
| JPS5324568U (ja) * | 1976-08-10 | 1978-03-02 | ||
| GB2063305B (en) * | 1979-10-15 | 1984-02-01 | United Technologies Corp | Carbon bearing mcraiy coatings coated articles and method for these coatings |
| DE3201498A1 (de) * | 1982-01-20 | 1983-07-28 | Karl Schmidt Gmbh, 7107 Neckarsulm | Leichtmetallkolben |
-
1983
- 1983-02-09 DE DE19833304320 patent/DE3304320C1/de not_active Expired
-
1984
- 1984-02-06 JP JP1852084A patent/JPS59147848A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3304320C1 (de) | 1988-07-07 |
| JPS59147848A (ja) | 1984-08-24 |
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