JPS58158352A - 内燃機関用ピストンリング - Google Patents
内燃機関用ピストンリングInfo
- Publication number
- JPS58158352A JPS58158352A JP57041866A JP4186682A JPS58158352A JP S58158352 A JPS58158352 A JP S58158352A JP 57041866 A JP57041866 A JP 57041866A JP 4186682 A JP4186682 A JP 4186682A JP S58158352 A JPS58158352 A JP S58158352A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston ring
- wear
- piston
- surface roughness
- roughness
- 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.)
- Pending
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-
- 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
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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】
この発明は自動車等の内燃−一に使用されるピストンリ
ングに関し、特にピストンリングおよびシリンダボア(
シリンダライナを含む)の摩耗を暖滅するよう(したピ
ストンリングを提供するものである。
ングに関し、特にピストンリングおよびシリンダボア(
シリンダライナを含む)の摩耗を暖滅するよう(したピ
ストンリングを提供するものである。
近年、内1−調においては性−向上のため高回転、真圧
纏tの場内が働くな)ており、また軽量化および霞費向
上対箪の要■から畷合金の使用や小!!化の必要性が高
まっている。そのためシリンダ車アヤピストンリングに
対しても耐庫耗牲や副部付性についての要求が益々厳し
くなりつつある。
纏tの場内が働くな)ており、また軽量化および霞費向
上対箪の要■から畷合金の使用や小!!化の必要性が高
まっている。そのためシリンダ車アヤピストンリングに
対しても耐庫耗牲や副部付性についての要求が益々厳し
くなりつつある。
周知のよう(ピストンとシリンダ内置との間に配置され
るピストンリングは、一般にガス■れ防止用のコンブレ
ッジ1ンリングとシリンダ内置の余分なオイルをかき蕩
とすだめのオイルリングとに分けられる。そして例えば
自−車用エンジンの場合には場数(ピストン1−につき
2〜3−のコンブレッジジンリングと1〜2儂のオイル
リングとが1合せ配置される。このような構造のピスト
ンおよびピストンリングを用いた内燃機関、特にディー
ゼルエンジンにおいては、高温、高荷重および油中のカ
ーボンスーツなどによりピストンリングおよびシリンダ
ボアの摩耗が発生し賜い。そこで従来から少くとも摺動
画の一部にCr (クロム)メッキを施したピストン
リング、あるい紘鉄や鉄系合金、MO(モリブデン)や
Mo基合金を少くとも一動向の一部に溶射して溶射層を
形成したピストンリングが用いられているが、これらの
従来のピストンリングではピストンリング自体の摩耗と
シリンダボアの摩耗とを同時に充分に軽減させることは
困難であった。すなわちC「メッキを施したピストンリ
ングの場合には、相手方のシリンダボアの摩耗は少ない
がピストンリング自体の摩耗が大きくなる欠貞があり、
逆&:l#i層を形成したピストンリングにおいてはピ
ストンリング自体の摩耗は少ないものの、相手方のシリ
ンダボアの摩耗がQrメッキの場合よりも大きくなる欠
虜があった。
るピストンリングは、一般にガス■れ防止用のコンブレ
ッジ1ンリングとシリンダ内置の余分なオイルをかき蕩
とすだめのオイルリングとに分けられる。そして例えば
自−車用エンジンの場合には場数(ピストン1−につき
2〜3−のコンブレッジジンリングと1〜2儂のオイル
リングとが1合せ配置される。このような構造のピスト
ンおよびピストンリングを用いた内燃機関、特にディー
ゼルエンジンにおいては、高温、高荷重および油中のカ
ーボンスーツなどによりピストンリングおよびシリンダ
ボアの摩耗が発生し賜い。そこで従来から少くとも摺動
画の一部にCr (クロム)メッキを施したピストン
リング、あるい紘鉄や鉄系合金、MO(モリブデン)や
Mo基合金を少くとも一動向の一部に溶射して溶射層を
形成したピストンリングが用いられているが、これらの
従来のピストンリングではピストンリング自体の摩耗と
シリンダボアの摩耗とを同時に充分に軽減させることは
困難であった。すなわちC「メッキを施したピストンリ
ングの場合には、相手方のシリンダボアの摩耗は少ない
がピストンリング自体の摩耗が大きくなる欠貞があり、
逆&:l#i層を形成したピストンリングにおいてはピ
ストンリング自体の摩耗は少ないものの、相手方のシリ
ンダボアの摩耗がQrメッキの場合よりも大きくなる欠
虜があった。
この発明は以上の事惰に鑑みてなされたもので、シリン
ダボア及ビズトンリングの両者の摩耗が従来よりも格段
に少くなるようにしたピストンリングを提供することを
目的とするものである。
ダボア及ビズトンリングの両者の摩耗が従来よりも格段
に少くなるようにしたピストンリングを提供することを
目的とするものである。
すなわち本発明1等が上述の目的を連成するべく種々実
験・検討を行ったところ、l耐■を形成した型式のピス
トンリングにおいて、そのI射面のあらさをII*より
も格段に小さくすること、すなわら日木工Jlllll
に定める十点平均あうさくRZ)にして2声以下とする
ことによって、ピストンリング自体の摩耗のみならずシ
リンダボアの摩耗も箸しく小さくなることを見出し、こ
の発明をなすに至ったのである。
験・検討を行ったところ、l耐■を形成した型式のピス
トンリングにおいて、そのI射面のあらさをII*より
も格段に小さくすること、すなわら日木工Jlllll
に定める十点平均あうさくRZ)にして2声以下とする
ことによって、ピストンリング自体の摩耗のみならずシ
リンダボアの摩耗も箸しく小さくなることを見出し、こ
の発明をなすに至ったのである。
したがってこの発明のピストンシリンダは、少くとも一
一画の一部にl1111■を形成したピストンリングに
おいて、その3I射層の表面あらさな、十点平均あらさ
で23Jl以下としたことを特徴とするものである。
一画の一部にl1111■を形成したピストンリングに
おいて、その3I射層の表面あらさな、十点平均あらさ
で23Jl以下としたことを特徴とするものである。
以下この発明のピストンリングをさらに詳細に説明する
。
。
この発明のピストンリングにおけるS樹材としては、耐
摩耗性に優れかつ耐焼付性に優れたものであれば従来公
知のII耐樹材用いることができ、例えば鉄、あるいは
Fe−Cr合金等の鉄系含金、モリブデン、モリブデン
菖合金等を用いることができる。またピストンリングの
基材としては鋳鉄など、従来と同様なものを用いれば良
い。溶射■の表面あらさを十点平均あらさで2声RZ以
下に調整するためには、溶射後に研磨加工し、さらにラ
ッピング等によって寸法精度を出すとともに表面をある
程度平滑にし、その後ざらにパフ研磨等によって表面の
lll1な凹凸を餘去すれば良い、ここで従来の通常の
溶射型のピストンリングにおいては、十点平均あらさが
3.0声RZ程度以上であり、したがってこの発明のピ
ストンリングにおいては従来のものより格段に表面あら
さを小さくする。
摩耗性に優れかつ耐焼付性に優れたものであれば従来公
知のII耐樹材用いることができ、例えば鉄、あるいは
Fe−Cr合金等の鉄系含金、モリブデン、モリブデン
菖合金等を用いることができる。またピストンリングの
基材としては鋳鉄など、従来と同様なものを用いれば良
い。溶射■の表面あらさを十点平均あらさで2声RZ以
下に調整するためには、溶射後に研磨加工し、さらにラ
ッピング等によって寸法精度を出すとともに表面をある
程度平滑にし、その後ざらにパフ研磨等によって表面の
lll1な凹凸を餘去すれば良い、ここで従来の通常の
溶射型のピストンリングにおいては、十点平均あらさが
3.0声RZ程度以上であり、したがってこの発明のピ
ストンリングにおいては従来のものより格段に表面あら
さを小さくする。
この発明のピストンリングにおいて溶射層の表面あらさ
を2.θ声RZ以下とする必要があることは、饋遥する
実施例で示すように本発明者等が詳細な実験を行った結
果明らかとなったのであり、2.0声1(zを越える表
面あらさではシリンダボアとピストンリングの両者の摩
耗を充分に軽減する効果が得られない。またこのような
sisのうちでも、特に1.(IIIIRZ以下とする
ことが好ましい。
を2.θ声RZ以下とする必要があることは、饋遥する
実施例で示すように本発明者等が詳細な実験を行った結
果明らかとなったのであり、2.0声1(zを越える表
面あらさではシリンダボアとピストンリングの両者の摩
耗を充分に軽減する効果が得られない。またこのような
sisのうちでも、特に1.(IIIIRZ以下とする
ことが好ましい。
以下にこの発明の実施例を記す。
實論偶1
球状鳳翰鋳鉄■ピストンリングを1111mとし、その
−一−に41111の処層、加工を施し、次の(A)〜
(D)に配す4−のピストンリングを得た。
−一−に41111の処層、加工を施し、次の(A)〜
(D)に配す4−のピストンリングを得た。
(A)Crメッキを施したもの。
(B)高*lFe−Cr合金(Fe −65%Cr −
8,2%c−i、s%Sl :以下同じ)を溶射したも
の、但し*m■の表−あらさは3.6jjlRZ’t’
ある。
8,2%c−i、s%Sl :以下同じ)を溶射したも
の、但し*m■の表−あらさは3.6jjlRZ’t’
ある。
(C)(B)のピストンリングのI射■の裏向にパフ研
磨を膳して表面あらさを1.9JJRZとしたもの。
磨を膳して表面あらさを1.9JJRZとしたもの。
(D)高炭11”a−Cr合金論末70%と低炭素Fe
−Cr合金(1−e −66%Cr −0,03%C;
淑下同じ)粉末30%との混合粉末をS射し、表−あら
ざを1.8jjlRZとしたもの。
−Cr合金(1−e −66%Cr −0,03%C;
淑下同じ)粉末30%との混合粉末をS射し、表−あら
ざを1.8jjlRZとしたもの。
以上4■のピストンリングをそれでれディーゼルエンジ
ンに組込み、実機による耐久試論を実施した。但し使用
したディーゼルエンジンは、排気12188cc、シリ
ンダの孔!!905m、ストローり8611の4サイク
ル4気筒のものであり、シリンダライナとしては低合金
鋳鉄−のものを用いた。
ンに組込み、実機による耐久試論を実施した。但し使用
したディーゼルエンジンは、排気12188cc、シリ
ンダの孔!!905m、ストローり8611の4サイク
ル4気筒のものであり、シリンダライナとしては低合金
鋳鉄−のものを用いた。
マタ試験条件は、エンジン回転数5200rp園全負萄
トし、燃料として経由を用い、500時園実施した。こ
の耐久試験によるシリンダライナおよびピストンリング
の摩耗量をw1図に示す。
トし、燃料として経由を用い、500時園実施した。こ
の耐久試験によるシリンダライナおよびピストンリング
の摩耗量をw1図に示す。
第1図に示すように、C「メッキを施したピストンリン
グ(A)においてはシリンダライナの摩耗が少ない反面
、ピストンリング自体の摩耗が大きく、また溶射■を形
成した場合であってもその表面あらさが2声RZを越え
ているピストンリング(B)においてはピストンリング
自体の摩耗は少ない反面、シリンダライナの摩耗が大き
かった。
グ(A)においてはシリンダライナの摩耗が少ない反面
、ピストンリング自体の摩耗が大きく、また溶射■を形
成した場合であってもその表面あらさが2声RZを越え
ているピストンリング(B)においてはピストンリング
自体の摩耗は少ない反面、シリンダライナの摩耗が大き
かった。
これに対し11射■の表向あらさを2.0yaRzより
も小さくしたピストンシリンダ(C)、(D)において
は、ピストンシリンダおよびシリンダライナ双方の摩耗
が1しく小さくなることが明らかである。
も小さくしたピストンシリンダ(C)、(D)において
は、ピストンシリンダおよびシリンダライナ双方の摩耗
が1しく小さくなることが明らかである。
実施例2
高底11!Fe−Cr合金粉末30%と低次11Fe−
Qr合金粉末70%との瀝白粉末を用いて球状黒船鋳鉄
製のピストンリング基材の摺動面に溶射を施し、そのW
側■の表面加工の程度を種々変化させて第1表の(E)
〜(H)に示すような種々の表向あらさのピストンリン
グを得た。また高炭lFe−Cr合金論末を用いて同じ
く球状黒船鋳鉄−のピストンリング基材の摺動面にIl
lを施し、そのS側層の表向加工の程度を種々変化させ
て第1表の(1)〜(K)に示すような種々の表面あら
さのピストンリングを臀だ。各ピストンリング(E)
〜(K)に]”tr、実施例1トr4I11ニシテ耐久
試論を行った結果を12図に示す。但し第2図において
縦軸の上側はシリンダライナの上死点部における摩耗l
I8を表面あらざ計によって求めたシリンダライナ摩耗
量を示し、縦軸の下側はピストンリングの厚さ変化をマ
イクロメータにより求めたピストンリング摩耗量を示す
。
Qr合金粉末70%との瀝白粉末を用いて球状黒船鋳鉄
製のピストンリング基材の摺動面に溶射を施し、そのW
側■の表面加工の程度を種々変化させて第1表の(E)
〜(H)に示すような種々の表向あらさのピストンリン
グを得た。また高炭lFe−Cr合金論末を用いて同じ
く球状黒船鋳鉄−のピストンリング基材の摺動面にIl
lを施し、そのS側層の表向加工の程度を種々変化させ
て第1表の(1)〜(K)に示すような種々の表面あら
さのピストンリングを臀だ。各ピストンリング(E)
〜(K)に]”tr、実施例1トr4I11ニシテ耐久
試論を行った結果を12図に示す。但し第2図において
縦軸の上側はシリンダライナの上死点部における摩耗l
I8を表面あらざ計によって求めたシリンダライナ摩耗
量を示し、縦軸の下側はピストンリングの厚さ変化をマ
イクロメータにより求めたピストンリング摩耗量を示す
。
第2図において、(E)〜(H)は同じ11射材を使用
したピストンリングであるが、溶射層の表面あらさくR
z )を(E)の3.5声から(F)の2.1声とする
ことによりシリンダライナの摩耗量が看しく減少し、(
G)の1.0−とすることによってシリンダライナ摩耗
量がさらに減少し、(H)の0.6声では(G)の10
ylAとほぼ同等であった。
したピストンリングであるが、溶射層の表面あらさくR
z )を(E)の3.5声から(F)の2.1声とする
ことによりシリンダライナの摩耗量が看しく減少し、(
G)の1.0−とすることによってシリンダライナ摩耗
量がさらに減少し、(H)の0.6声では(G)の10
ylAとほぼ同等であった。
また(1)〜(K)もそれぞれ同じ溶射材を使用したピ
ストンリングであるが、この場合もII射射腸表面あら
さを小さくすることによってシリンダライナ摩耗−が1
しく減少した。なおピストンリング自体の摩耗量は第2
mから明らかなようにいずれの場合も10声前俵で、実
用上支障のないレベルである。
ストンリングであるが、この場合もII射射腸表面あら
さを小さくすることによってシリンダライナ摩耗−が1
しく減少した。なおピストンリング自体の摩耗量は第2
mから明らかなようにいずれの場合も10声前俵で、実
用上支障のないレベルである。
第2■に示すデータに基いて、実施例2におけるS側■
の表面あらさくRz)とシリンダライナ摩耗−との−儀
を第311に示す。第3図から明らかなようにピストン
リングII!II■の表面あらさを小さくすることによ
ってシリンダライナ摩耗量が減少し、特に表−あらさが
2IJaRZ以下で著しく小さくなり、1−Rz以下で
はほぼ同等となる。
の表面あらさくRz)とシリンダライナ摩耗−との−儀
を第311に示す。第3図から明らかなようにピストン
リングII!II■の表面あらさを小さくすることによ
ってシリンダライナ摩耗量が減少し、特に表−あらさが
2IJaRZ以下で著しく小さくなり、1−Rz以下で
はほぼ同等となる。
したがってこの発明のピストンリングにおいてはW射腸
の1画あらさを2jllRZ以下に規定し、特に1JI
IIRZ以下を好適な範囲とした。
の1画あらさを2jllRZ以下に規定し、特に1JI
IIRZ以下を好適な範囲とした。
実施例3
球状JIIm#銑■ピストンリング菖材の摺動面にMO
1111を施し、かつそのS射腸の表向加工の程度を変
えてMo1e射■の11mあらさが4.5yIaRzの
ピストンリングと、MO11■の表面あらさが2.0F
RZのピストンリングとを得た。各ピストンリングにつ
いて実施例1で行った試験を同一の条件で寅―耐久試験
を行ったところ、この場合も11射■の表面あらさが4
,5JJIRZのピストンリングではピストンリング自
体の摩耗は少ないものの、シリンダライナの摩耗が大き
く、一方溶射層の表面あらさが2.0JJIRzのピス
トンリングにおいてはピストンリング自体およびシリン
ダライナの双方の摩耗が著しく小さいことが*sit+
された。したがってこの発明は鉄系1射材に限らず、M
o JKI射材にも適用しても有効であることが明らか
である。
1111を施し、かつそのS射腸の表向加工の程度を変
えてMo1e射■の11mあらさが4.5yIaRzの
ピストンリングと、MO11■の表面あらさが2.0F
RZのピストンリングとを得た。各ピストンリングにつ
いて実施例1で行った試験を同一の条件で寅―耐久試験
を行ったところ、この場合も11射■の表面あらさが4
,5JJIRZのピストンリングではピストンリング自
体の摩耗は少ないものの、シリンダライナの摩耗が大き
く、一方溶射層の表面あらさが2.0JJIRzのピス
トンリングにおいてはピストンリング自体およびシリン
ダライナの双方の摩耗が著しく小さいことが*sit+
された。したがってこの発明は鉄系1射材に限らず、M
o JKI射材にも適用しても有効であることが明らか
である。
以上の説明で明らかなようにこの発明のピストンリング
は、少なくとも一動面の一部に溶射■を形成しかつその
vs一層の表−あらさを十点平均あらざで2.0ym以
下と\、することによって、ピストン\ リング自体の摩耗のみならずシリンダボアの摩耗をも著
しく小さくし−・る顕著な効果が得られ、またそれに伴
って内燃機関のオイル消費量やブローバイガス―を低位
に安定させ得る等の効果も得られる。
は、少なくとも一動面の一部に溶射■を形成しかつその
vs一層の表−あらさを十点平均あらざで2.0ym以
下と\、することによって、ピストン\ リング自体の摩耗のみならずシリンダボアの摩耗をも著
しく小さくし−・る顕著な効果が得られ、またそれに伴
って内燃機関のオイル消費量やブローバイガス―を低位
に安定させ得る等の効果も得られる。
第1FjAは実11の各ピストンリング(A)〜(D)
を用いての耐久試験によるピストンリングおよびシリン
ダライナの摩耗量を示すグラフ、第2B!!は実施例2
の各ピストンリング(E)〜(K)を用いての耐久試験
によるピストンリングおよびシリンダライナの摩耗−を
示すグラフ、13図は実施例2の各ピストンリング(E
)〜(K>を用いての耐久試験によるシリンダライナ摩
耗−とピストンシリンダ溶射■の表面あらざとの間係を
示すグラフである。 出願人 トヨタ自動車工業株式会社 代褒人 弁理士 −1)武 久 (ばか1名) ゛ 第 3図
を用いての耐久試験によるピストンリングおよびシリン
ダライナの摩耗量を示すグラフ、第2B!!は実施例2
の各ピストンリング(E)〜(K)を用いての耐久試験
によるピストンリングおよびシリンダライナの摩耗−を
示すグラフ、13図は実施例2の各ピストンリング(E
)〜(K>を用いての耐久試験によるシリンダライナ摩
耗−とピストンシリンダ溶射■の表面あらざとの間係を
示すグラフである。 出願人 トヨタ自動車工業株式会社 代褒人 弁理士 −1)武 久 (ばか1名) ゛ 第 3図
Claims (3)
- (1) 少なくとも層動員の一部にll酎耐を形成した
ピストンリングにおいて、 前記溶側層の表面あらさを、日本工III格(定める十
点平均あらさにして2ya以下としたことを特徴とする
内燃−開用ピストンリング。 - (2) 前記11射■の表面あら古を、十点平均あらさ
にして1Jj以下とした特許請求の範囲第1項記載の内
燃−開用ピストンリング。 - (3) 前記sm層として、モリブデン、モリブデン合
金、鉄、鉄系合金のうちから運ばれたものを用いた特許
請求の範囲第1項記載の内燃機関用ピストンリング。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041866A JPS58158352A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 内燃機関用ピストンリング |
| ZA831767A ZA831767B (en) | 1982-03-17 | 1983-03-15 | Piston ring for use in internal combustion engines |
| AU12544/83A AU1254483A (en) | 1982-03-17 | 1983-03-17 | Piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041866A JPS58158352A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 内燃機関用ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158352A true JPS58158352A (ja) | 1983-09-20 |
Family
ID=12620177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57041866A Pending JPS58158352A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 内燃機関用ピストンリング |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158352A (ja) |
| AU (1) | AU1254483A (ja) |
| ZA (1) | ZA831767B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000015990A1 (en) | 1998-09-16 | 2000-03-23 | Kabushiki Kaisha Saginomiya Seisakusho | Bellows type pressure responding valve |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5765837A (en) * | 1980-10-08 | 1982-04-21 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | Piston ring |
-
1982
- 1982-03-17 JP JP57041866A patent/JPS58158352A/ja active Pending
-
1983
- 1983-03-15 ZA ZA831767A patent/ZA831767B/xx unknown
- 1983-03-17 AU AU12544/83A patent/AU1254483A/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5765837A (en) * | 1980-10-08 | 1982-04-21 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | Piston ring |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000015990A1 (en) | 1998-09-16 | 2000-03-23 | Kabushiki Kaisha Saginomiya Seisakusho | Bellows type pressure responding valve |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA831767B (en) | 1984-04-25 |
| AU1254483A (en) | 1983-09-22 |
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