JPS5872652A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
- Publication number
- JPS5872652A JPS5872652A JP17178981A JP17178981A JPS5872652A JP S5872652 A JPS5872652 A JP S5872652A JP 17178981 A JP17178981 A JP 17178981A JP 17178981 A JP17178981 A JP 17178981A JP S5872652 A JPS5872652 A JP S5872652A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- base material
- liner
- piston
- ceramic base
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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】
本発明はライナをセラミック系材料で構成した内燃機関
に関する。
に関する。
一般（二、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのシ
リンダ内にはライナ（スリーブとも称す）が装着されて
おり、通常このライナは耐熱性および耐摩耗性≦二鎖れ
た鋳鉄等の金職材料が用いられている。
リンダ内にはライナ（スリーブとも称す）が装着されて
おり、通常このライナは耐熱性および耐摩耗性≦二鎖れ
た鋳鉄等の金職材料が用いられている。
ところで、最近ではこのライナを鋳鉄よりもはるかに耐
熱性に冨み、軽くしかも腐食にも強いセラミック系材料
で作ろうという研究が進められている。しかしながらこ
の種ライナには高度な耐熱性、耐摩耗性および強度が要
求されるため、現在まで４二公表されているものでは、
セラミック系材料のなかでも特≦二耐熱性や耐皐耗性に
優れた窒化ケイ素（ｓ＋ｓＮ＋ ＞や炭化ケイ素（Ｓｊ
Ｃ）を主成分としたものに限られている。
熱性に冨み、軽くしかも腐食にも強いセラミック系材料
で作ろうという研究が進められている。しかしながらこ
の種ライナには高度な耐熱性、耐摩耗性および強度が要
求されるため、現在まで４二公表されているものでは、
セラミック系材料のなかでも特≦二耐熱性や耐皐耗性に
優れた窒化ケイ素（ｓ＋ｓＮ＋ ＞や炭化ケイ素（Ｓｊ
Ｃ）を主成分としたものに限られている。
しかしながら、この種セラミック系材料は高価であるの
はもちろん、機械加工が不可能であるので、焼結成形品
をダイヤモンドで研磨する製法を採らざるを得す、生産
性が悪いとともＣニコスト高となる等の不具合がある。
はもちろん、機械加工が不可能であるので、焼結成形品
をダイヤモンドで研磨する製法を採らざるを得す、生産
性が悪いとともＣニコスト高となる等の不具合がある。
この対策として、ライナ全体をセラミック糸材料で構成
するかわり≦：、耐熱性の高い鋳鉄等の金属製の筒状母
材４：、上記と同様のセラミック系材料を溶射して厚さ
数百μ罵の被膜をコーティングしたものが知られている
。このようにすれば、コスト的および加工性ｃ二ついて
の間融点は一応解消できるが、軽量化については全く期
待できないのはもちろん、上記被膜はその膜厚が僅かで
あることと相まって多孔質であるが故に、金属母材側に
腐食が発生する虞れがある。
するかわり≦：、耐熱性の高い鋳鉄等の金属製の筒状母
材４：、上記と同様のセラミック系材料を溶射して厚さ
数百μ罵の被膜をコーティングしたものが知られている
。このようにすれば、コスト的および加工性ｃ二ついて
の間融点は一応解消できるが、軽量化については全く期
待できないのはもちろん、上記被膜はその膜厚が僅かで
あることと相まって多孔質であるが故に、金属母材側に
腐食が発生する虞れがある。
すなわち、運転中にエンジンがオーバクールの状態ｆ二
陥ると、燻焼ガス中（＝含まれるイオウ、酸素、および
水が反応してセラミック被膜の摺動面に硫酸（Ｈｔｓｏ
番）が生成されることがあり、この硫酸が被膜中を浸透
して金属母材側（二付着する結果、この金属母材Ｃ二腐
食が発生するのであ４）、したがって今度はこの腐食に
対する対策が必要となる。
陥ると、燻焼ガス中（＝含まれるイオウ、酸素、および
水が反応してセラミック被膜の摺動面に硫酸（Ｈｔｓｏ
番）が生成されることがあり、この硫酸が被膜中を浸透
して金属母材側（二付着する結果、この金属母材Ｃ二腐
食が発生するのであ４）、したがって今度はこの腐食に
対する対策が必要となる。
さらに溶射材料のセラミックと金職母材との相性の良さ
が必要で、材質の選択がきわめて難しい等の問題がある
。
が必要で、材質の選択がきわめて難しい等の問題がある
。
本発明はこのような事情４：もとづいてなされたもので
、その目的とするところは、ライナ全体をセラミック系
材料で構成したにも拘わらず、低コストでしかも生産性
に優れた内燃機関を提供しようとするものである。
、その目的とするところは、ライナ全体をセラミック系
材料で構成したにも拘わらず、低コストでしかも生産性
に優れた内燃機関を提供しようとするものである。
すなわち、本発明は上記目的を達成するため、ライナ全
体はセラミック系材料のなかでも若干耐摩耗性は劣るが
加工性に富みがっ安価なマイ］力等のセラミック母材で
構成し、このセラミツ゛り母材のピストンとの指動面に
、上記窒化ケイ素や炭化ケイ素等の耐熱性、耐熱衝撃性
はもちろん、耐摩耗性の高い別のセラミック系材料な溶
射してコーティング層を形成したことを特徴とする。
体はセラミック系材料のなかでも若干耐摩耗性は劣るが
加工性に富みがっ安価なマイ］力等のセラミック母材で
構成し、このセラミツ゛り母材のピストンとの指動面に
、上記窒化ケイ素や炭化ケイ素等の耐熱性、耐熱衝撃性
はもちろん、耐摩耗性の高い別のセラミック系材料な溶
射してコーティング層を形成したことを特徴とする。
以下本発明の一実施例を、小型船舶用のディーゼルエン
ジンに適用した図面にもとづいて説明する。
ジンに適用した図面にもとづいて説明する。
図中１は鋳鉄製のシリンダである。このシリンダ１には
同じく鋳鉄製のシリンダヘッド３が取着されており、こ
のシリンダヘッド３はシリンダ１との衡合面間で燃焼室
４を形成している。
同じく鋳鉄製のシリンダヘッド３が取着されており、こ
のシリンダヘッド３はシリンダ１との衡合面間で燃焼室
４を形成している。
そしてシリンダヘッド３には、燃焼室４に連なる吸気ボ
ート５および排気Ｉ−トロが開設されており、これら吸
気ボート５および排気ポート６は吸気パルプ１および排
気パルプ８によって開閉されるようになっている。また
、上記シリンダＩ内には中空筒状をなしたライナ９が嵌
入されており、このライナ９内にはピストン１゜が軸方
向に摺動可能に収容されている。なお、図中符号１１は
ウォータジャケット、１２はコネクティングロッド、１
３はピストン１０とコネクティングロッド１２を連結す
るピストンピン、１４・・・はピストンリングを夫々示
す。
ート５および排気Ｉ−トロが開設されており、これら吸
気ボート５および排気ポート６は吸気パルプ１および排
気パルプ８によって開閉されるようになっている。また
、上記シリンダＩ内には中空筒状をなしたライナ９が嵌
入されており、このライナ９内にはピストン１゜が軸方
向に摺動可能に収容されている。なお、図中符号１１は
ウォータジャケット、１２はコネクティングロッド、１
３はピストン１０とコネクティングロッド１２を連結す
るピストンピン、１４・・・はピストンリングを夫々示
す。
ところで、上記ライナ９は、全体がマイカやスーージュ
メン等を主成分とするセラミック系材料を用いたセラミ
ック母材１５から構成され、このセラミック母材１５に
おけるピストン１０との摺動面には窒化ケイ素等を主成
分とする高純度のセラミック系材料が溶射されて、膜厚
が数百μｍのコーティング層Ｉ６が形成されている。す
なわち、上記セラミック母ｊｆ４Ｉ５には材料コストが
安く、シかもセラミック系材料のなかでも加工性に優れ
たマイカ等のセラミック糸材料を用いており、このピス
トン１０との指動面つまり換言すれば、耐熱性、耐熱輿
撃性ならびに耐摩耗性が要求される部分に、上記セラミ
ック母材１５よりも耐熱性、耐熱衡撃性はもちろん、耐
摩耗性に優れたセラミック系材料のコーティング層１６
を形成したものである。
メン等を主成分とするセラミック系材料を用いたセラミ
ック母材１５から構成され、このセラミック母材１５に
おけるピストン１０との摺動面には窒化ケイ素等を主成
分とする高純度のセラミック系材料が溶射されて、膜厚
が数百μｍのコーティング層Ｉ６が形成されている。す
なわち、上記セラミック母ｊｆ４Ｉ５には材料コストが
安く、シかもセラミック系材料のなかでも加工性に優れ
たマイカ等のセラミック糸材料を用いており、このピス
トン１０との指動面つまり換言すれば、耐熱性、耐熱輿
撃性ならびに耐摩耗性が要求される部分に、上記セラミ
ック母材１５よりも耐熱性、耐熱衡撃性はもちろん、耐
摩耗性に優れたセラミック系材料のコーティング層１６
を形成したものである。
このような構成によ名と、耐摩耗性等に富む高価なセラ
ミック系材料は、ピストン１０との摺動面のみのごく限
られた範囲内にのみしか使用していないので、ライナ９
全体が過品質にならずに済む。すなわち換ｇすれば、ラ
イナ９における耐摩耗性や耐熱衝撃性がそれほど要求さ
れない部分には、安価なセラミック系材料を使用できる
ので、材料コストの低減を図れる。しかもセラミック母
材１５側に用いた材料には耐摩耗性が要求されないので
、加工性が良く、また窒化ケイ素等のセラミック系材料
は、単に溶射するだけであるので、従来の研磨装置のよ
うな格別な加工装置は不要となる。したがって、ライナ
９全体をセラミック系材料で構成したにも拘わらず、生
産性の向上を図れ、かつ安価なライナ９を提供ビきる等
の利点がある。
ミック系材料は、ピストン１０との摺動面のみのごく限
られた範囲内にのみしか使用していないので、ライナ９
全体が過品質にならずに済む。すなわち換ｇすれば、ラ
イナ９における耐摩耗性や耐熱衝撃性がそれほど要求さ
れない部分には、安価なセラミック系材料を使用できる
ので、材料コストの低減を図れる。しかもセラミック母
材１５側に用いた材料には耐摩耗性が要求されないので
、加工性が良く、また窒化ケイ素等のセラミック系材料
は、単に溶射するだけであるので、従来の研磨装置のよ
うな格別な加工装置は不要となる。したがって、ライナ
９全体をセラミック系材料で構成したにも拘わらず、生
産性の向上を図れ、かつ安価なライナ９を提供ビきる等
の利点がある。
なお、本発明に係る内燃機関は、小形船舶用のディーゼ
ルエン・シンに特定されるものではなく、自動２輪車等
の車輌はもちろん、携帯用小形発電機等に用いるガソリ
ンエンジンにも適用可能なことは言うまでもない。
ルエン・シンに特定されるものではなく、自動２輪車等
の車輌はもちろん、携帯用小形発電機等に用いるガソリ
ンエンジンにも適用可能なことは言うまでもない。
以上詳述した本発明は、シリンダ内に装着されるマイカ
をセラミック系材料からなる母材と、このセラミック母
材におけるピストンとの摺動面に溶射され、このセラミ
ック母材よりも耐摩耗性に優れたセラミック系材料から
なるコーティング層とから構成したものである。このも
のによると、ライナにおける耐摩耗性や耐熱淘撃性がそ
れほど要求されない部分には、安価なマイカ等のセラミ
ック系材料を使用でき、耐摩耗性等に冨む高価なセラミ
ック系材料はレストンとの摺動面のごく限られた範囲内
の使用で済むので、マイカ全体が過品質にならずに済み
、材料コストの低減を図れる。しかも母材側のセラミッ
ク系材料は耐摩耗性等を必要としないので加工性が良く
、また耐摩耗性等に優れたセラミック系材料は単に溶射
するだけであるので、従来の研磨装置のような格別な加
工装置および工程は不要とな、る。したがって、ライナ
全体をセラミック系材料で構成したにも拘わらず、加工
性が良くしかも安価に提供できる等の優れた効果を奏す
る。
をセラミック系材料からなる母材と、このセラミック母
材におけるピストンとの摺動面に溶射され、このセラミ
ック母材よりも耐摩耗性に優れたセラミック系材料から
なるコーティング層とから構成したものである。このも
のによると、ライナにおける耐摩耗性や耐熱淘撃性がそ
れほど要求されない部分には、安価なマイカ等のセラミ
ック系材料を使用でき、耐摩耗性等に冨む高価なセラミ
ック系材料はレストンとの摺動面のごく限られた範囲内
の使用で済むので、マイカ全体が過品質にならずに済み
、材料コストの低減を図れる。しかも母材側のセラミッ
ク系材料は耐摩耗性等を必要としないので加工性が良く
、また耐摩耗性等に優れたセラミック系材料は単に溶射
するだけであるので、従来の研磨装置のような格別な加
工装置および工程は不要とな、る。したがって、ライナ
全体をセラミック系材料で構成したにも拘わらず、加工
性が良くしかも安価に提供できる等の優れた効果を奏す
る。
図面は本発明の一実施例を示す断面図である。
１・・・シリンダ、９・・・ライナ、１ｏ・・・ピスト
ン、Ｉ５・・・セラミック母材、１６・・・コーティン
グ層。
ン、Ｉ５・・・セラミック母材、１６・・・コーティン
グ層。
Claims (1)
- シリンダ内に中空筒状のライナを装雀し、このライチ内
にピストンな摺動目在（二収容した内燃機関において、
上記ライナはセラミツーり系材料からなる母材と、この
セラミック母材−１：おけるピストンとの摺動面Ｃ：溶
射され、このセラミック母材よりも耐摩耗性に優れたセ
ラミック糸材料からなるコーティング層とから構成した
ことを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17178981A JPS5872652A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17178981A JPS5872652A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | 内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5872652A true JPS5872652A (ja) | 1983-04-30 |
Family
ID=15929714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17178981A Pending JPS5872652A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5872652A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043152A (ja) * | 1983-08-20 | 1985-03-07 | Isuzu Motors Ltd | 断熱エンジンのライナ−ヘツドおよびシリンダライナ− |
| JPH0226744U (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-21 |
-
1981
- 1981-10-27 JP JP17178981A patent/JPS5872652A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043152A (ja) * | 1983-08-20 | 1985-03-07 | Isuzu Motors Ltd | 断熱エンジンのライナ−ヘツドおよびシリンダライナ− |
| JPH0226744U (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-21 |
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