JPH0979085A - 内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

内燃機関のシリンダブロック

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JPH0979085A
JPH0979085A JP23421295A JP23421295A JPH0979085A JP H0979085 A JPH0979085 A JP H0979085A JP 23421295 A JP23421295 A JP 23421295A JP 23421295 A JP23421295 A JP 23421295A JP H0979085 A JPH0979085 A JP H0979085A
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JP
Japan
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cylinder
cylinder barrel
liner
barrel
thickness
Prior art date
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Pending
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JP23421295A
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English (en)
Inventor
Tetsuji Tatsumi
哲治 龍見
Kenzo Kubo
肩三 久保
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Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp, Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP23421295A priority Critical patent/JPH0979085A/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
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/108Siamese-type cylinders, i.e. cylinders cast together
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1816Number of cylinders four

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サイアミーズ型のシリンダバレルにリンダラ
イナを圧入する方法を採りながら、運転時におけるシリ
ンダボアの熱変形を抑制した内燃機関のシリンダブロッ
クを提供する。 【解決手段】 シリンダバレル2はその外径が真円では
なく、左右方向の肉厚t1が前後方向の肉厚t2より厚く
なるように形成されている。すなわち、シリンダバレル
2には、その基本外径(二点鎖線で示したベースサーク
ルCB)に対し、気筒列中心線LCL側に向けて収束する
アーチ状の肉盛り7が左右方向に設けられた形状となっ
ている。そして、肉盛り7の厚みおよびその範囲は、計
算あるいは実験等に基づき、シリンダバレル2の剛性が
全周にわたって均一となる値に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に用いら
れる内燃機関のシリンダブロックに係り、詳しくは運転
時におけるシリンダボアの熱変形を抑制する技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車用のガソリンエンジンで
は、エンジン本体の軽量化や放熱性の向上等を図るべ
く、シリンダブロックにもアルミ合金鋳物が多用されて
いる。アルミ合金製のシリンダブロックでは、ピストン
との焼付きやシリンダボアの耐久性を向上させるため
に、鋳鉄製のシリンダライナが一般に用いられている。
シリンダライナは、予め内周面が機械加工されたシリン
ダバレル(外筒)に圧入されるものと、シリンダ鋳造時
に鋳ぐるみにより一体形成されるものとがある。また、
シリンダブロックの形式には、各シリンダバレルを独立
して形成したフルジャケット式と、隣り合うシリンダバ
レルを一体化させたサイアミーズ式とがあり、多気筒エ
ンジンでは全長を短くできるサイアミーズ式が多くなっ
ている。
【0003】圧入式シリンダライナを用いる場合、サイ
アミーズ式シリンダブロックは以下に述べる手順で製造
される。先ず、砂型や金型を用いた鋳造機によりシリン
ダブロックを鋳造した後、各部の穴あけや面加工等を行
うと共に、ボーリング機等によりシリンダバレルの内径
を加工する。この際、シリンダバレルは、その内径がシ
リンダライナの外径に対して所定の締代を有する寸法と
なる。次に、プレス機等によりシリンダバレルにシリン
ダライナを圧入した後、ボーリング機を用いてシリンダ
ボアを所定の寸法に加工し、最後にホーニング機を用い
てシリンダボアの仕上げ加工を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した方法で製造さ
れたサイアミーズ式シリンダブロックには、以下に述べ
る如く、エンジンの運転時にシリンダボアの真円度が低
下するという問題があった。サイアミーズ式シリンダブ
ロックでは、隣接するシリンダバレルが互いに拘束し合
うため、シリンダバレルの剛性が気筒列方向(以下、前
後方向と記す)において高くなる。したがって、図6
(a)に示したように、シリンダバレル2にシリンダラ
イナ3が圧入されると、気筒列と直交する方向(以下、
左右方向と記す)の変位が比較的大きくなり、シリンダ
バレル2とシリンダライナ3とが前後方向に偏平な楕円
形状となる。そのため、図6(b)に示したように、シ
リンダボア4が真円形状に加工された時点では、シリン
ダライナ3の肉厚は前後方向で薄くなる。尚、圧入時に
おけるシリンダバレル2とシリンダライナ3との変形量
は、当然のことながら、締代に略比例して大きくなる。
また、図では、理解を容易にするため、シリンダバレル
2とシリンダライナ3との変形を誇張して描いたが、前
後方向と左右方向との実際の寸法差は数十ミクロンであ
る。
【0005】さて、エンジンが始動して暖機が進むと、
アルミ合金の熱膨張率が鋳鉄の熱膨張率に比べて大きい
ため、シリンダバレル2はシリンダライナ3より大きな
割合で膨張する。その結果、シリンダバレル2とシリン
ダライナ3と間の締代が小さくなり、図6(c)に示し
たように、両者は当初の形状(真円形状)に戻る方向に
変形する。ところが、シリンダボア4は、シリンダライ
ナ3が楕円形状である時に真円形状に加工されているた
め、シリンダライナ3の外形が真円形状に戻ると、逆に
左右方向に偏平な楕円形状に変形する。このようにして
シリンダボア4が楕円形状に変形すると、ピストンとの
間隙が一定でなくなってスラップ音が発生する他、シリ
ンダボア4に対するピストンリングの追従性が低下し
て、エンジンオイルの消費量やブローバイガスの発生量
が増大することになる。
【0006】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
サイアミーズ型のシリンダバレルにリンダライナを圧入
する方法を採りながら、運転時におけるシリンダボアの
熱変形を抑制した内燃機関のシリンダブロックを提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1では、シリンダブロック本体に形成されたサイアミー
ズ型のシリンダバレルにリンダライナを圧入してなる内
燃機関のシリンダブロックにおいて、前記シリンダバレ
ルの気筒列と直交する方向の肉厚を気筒列方向の肉厚よ
り大きくしたものを提案する。
【0008】また、本発明の請求項2では、請求項1の
シリンダブロックにおいて、前記シリンダバレルの肉厚
は、当該シリンダバレルの剛性が前記気筒列と直交する
方向と前記気筒列方向とで略同一となるように設定され
たものを提案する。また、本発明の請求項3では、請求
項1または2のシリンダブロックにおいて、前記シリン
ダバレルの形状は、前記シリンダライナの圧入時に当該
シリンダライナが略真円となるように設定されたものを
提案する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図1には、直列4気筒エ
ンジンのシリンダブロックに適用した、本発明の一実施
形態を斜視により示してある。この図に示したように、
本実施形態では、アルミ合金製のシリンダブロック本体
1内に4本のシリンダバレル2が直列に形成されると共
に、各シリンダバレル2に鋳鉄製のシリンダライナ3が
圧入される構造となっている。本実施形態のシリンダバ
レル2は隣接するものが一体となったサイアミーズ型で
あり、また、図2(1番気筒のシリンダ軸線に沿った左
右方向の縦断面図)に示したように、シリンダライナ3
はシリンダバレル2との締代が比較的大きいプレスフィ
ット式である。図2中、5はシリンダボア4内を上下動
するピストンであり、6はピストンリングである。
【0010】本実施形態では、図3(図2中のIII−III
断面図)に示したように、シリンダバレル2はその外径
が真円ではなく、左右方向の肉厚t1が前後方向の肉厚
t2より厚くなるように形成されている。すなわち、シ
リンダバレル2には、その基本外径(二点鎖線で示した
ベースサークルCB)に対し、気筒列中心線LCL側に向
けて収束するアーチ状の肉盛り7が左右方向に設けられ
た形状となっている。本実施形態の場合、肉盛り7の厚
みおよびその範囲は、計算あるいは実験等に基づき、シ
リンダバレル2の剛性が全周にわたって均一となる値に
設定されている。例えば、シリンダ列方向の肉厚が約6
mmの場合、シリンダ列と直交する方向の肉厚は9mm程度
が望ましい。また、2,3番気筒は、シリンダ列方向の
剛性が1,4番気筒に較べて大きいため、その増肉量も
2,3番気筒より大きくすることが望ましい。
【0011】さて、本実施形態では、先ず、図4(a)
に示したように、鋳造されたシリンダバレル2の内径を
真円形状に加工する。しかる後、図4(b)に示したよ
うに、シリンダバレル2にシリンダライナ3を圧入する
と、シリンダバレル2の剛性が全周にわたって均一であ
るため、シリンダライナ3は全周にわたって均等に収縮
する。そのため、圧入後にもシリンダライナ3は真円形
状のままとなり、ボーリングやホーニングによりシリン
ダボア4を仕上げ加工しても、図4(c)に示したよう
に、シリンダライナ3の肉厚が全周で均一となる。
【0012】したがって、エンジンの暖機時において、
シリンダバレル2がシリンダライナ3より大きな割合で
膨張し、シリンダバレル2とシリンダライナ3と間の締
代が小さくなっても、シリンダライナ3の外形は真円形
状に維持される。その結果、シリンダボア4も真円形状
に維持され、ピストン5やピストンリング6との間隙も
一定に保たれることになり、スラップ音が抑えられると
共に、エンジンオイルの消費量やブローバイガスの発生
量を低減させることができた。
【0013】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明はこの実施形態に限られるものではなく、特許請
求の範囲の記載に基づき種々の態様がとり得る。例え
ば、上記実施形態は本発明を直列4気筒エンジンに適用
したものであるが、6気筒等の気筒数の異なるエンジン
に適用してもよいし、V型等の気筒配置の異なるエンジ
ンに適用してもよい。また、上記実施形態では、アーチ
状の肉盛りを形成してシリンダバレルの剛性の均一化を
図ったが、図5に示したように、シリンダバレルを左右
に長い矩形に形成してシリンダバレルの剛性の均一化を
図ってもよい。
【0014】
【発明の効果】本発明の請求項1のシリンダブロックに
よれば、シリンダブロック本体に形成されたサイアミー
ズ型のシリンダバレルにリンダライナを圧入してなる内
燃機関のシリンダブロックにおいて、前記シリンダバレ
ルの気筒列と直交する方向の肉厚を気筒列方向の肉厚よ
り大きくしたため、隣接するシリンダバレルの拘束力に
起因する気筒列方向の剛性上昇が緩和され、圧入時にお
けるシリンダライナの真円からの変形量が少なくなる。
その結果、エンジンの運転時にシリンダバレルとシリン
ダライナとが熱膨張しても、シリンダボアの真円からの
変形が少なくなり、スラップ音が減少する他、エンジン
オイルの消費量やブローバイガスの発生量が低減する。
【0015】また、請求項2のシリンダブロックによれ
ば、請求項1のシリンダブロックにおいて、前記シリン
ダバレルの肉厚を当該シリンダバレルの剛性が前記気筒
列と直交する方向と前記気筒列方向とで略同一となるよ
うに設定したため、圧入時におけるシリンダライナの真
円度が向上する。また、本発明の請求項3によれば、請
求項1または2のシリンダブロックにおいて、前記シリ
ンダバレルの形状を前記シリンダライナの圧入時に当該
シリンダライナが略真円となるように設定したため、圧
入時におけるシリンダライナの真円度が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るシリンダブロックの一実施形態を
示した斜視図である。
【図2】同シリンダブロックの1番気筒のシリンダ軸線
に沿った左右方向の縦断面図である。
【図3】図2中のIII −III 断面図である。
【図4】本発明の作用を示した説明図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示した要部横断面図で
ある。
【図6】従来のシリンダブロックにおけるシリンダバレ
ルやシリンダライナの変形状態を示した説明図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック本体 2 シリンダバレル 3 シリンダライナ 4 シリンダボア 5 ピストン 6 ピストンリング 7 肉盛り t1 シリンダバレルの左右方向の肉厚 t2 シリンダバレルの前後方向の肉厚

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダブロック本体に形成されたサイ
    アミーズ型のシリンダバレルにリンダライナを圧入して
    なる内燃機関のシリンダブロックにおいて、前記シリン
    ダバレルの気筒列と直交する方向の肉厚を気筒列方向の
    肉厚より大きくしたことを特徴とする内燃機関のシリン
    ダブロック。
  2. 【請求項2】 前記シリンダバレルの肉厚は、当該シリ
    ンダバレルの剛性が前記気筒列と直交する方向と前記気
    筒列方向とで略同一となるように設定されたことを特徴
    とする、請求項1記載の内燃機関のシリンダブロック。
  3. 【請求項3】 前記シリンダバレルの形状が前記シリン
    ダライナの圧入時に当該シリンダライナが略真円となる
    ように設定されたことを特徴とする、請求項1または2
    記載の内燃機関のシリンダブロック。
JP23421295A 1995-09-12 1995-09-12 内燃機関のシリンダブロック Pending JPH0979085A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1721072B1 (de) * 2004-02-18 2017-04-05 Mahle Gmbh Laufbuchse für einen verbrennungsmotor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1721072B1 (de) * 2004-02-18 2017-04-05 Mahle Gmbh Laufbuchse für einen verbrennungsmotor

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Legal Events

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Effective date: 20010206