JPS618449A - 内燃機関の部品とその製造方法 - Google Patents

内燃機関の部品とその製造方法

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JPS618449A
JPS618449A JP60118673A JP11867385A JPS618449A JP S618449 A JPS618449 A JP S618449A JP 60118673 A JP60118673 A JP 60118673A JP 11867385 A JP11867385 A JP 11867385A JP S618449 A JPS618449 A JP S618449A
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combustion chamber
piston
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JP60118673A
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アンドレアス・ドイバー
エトムント・ジーグル
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Alcan Aluminiumwerke GmbH
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃焼室部品に関し、特にセラミック
材料の耐熱インサートを備え、上記インサートは燃焼室
に面する上記部品の基本材料の凹み内に取付け、鋳込み
又は焼ばめによって基本材料に固着するものに関する。
従来の技術 内燃機関の燃焼室を形成するアルミニウム合金の部品に
は、耐熱性と機械的強度とが大きい材料のインサートラ
設けて軽合金材料の熱的及び／又は機械的高応力部分の
局部的鎧装とする。標準的な例はピストンの燃焼室イン
サートがある。同様のインサートをシリンダヘットゝに
も１吏用する。インサートは耐熱鋼等の所要の重い金属
合金とすることができる。近年セラミック材料をこの目
的でイ吏用する。
セラミックのインサートを使用する時の技術的問題点は
、現在でも解決されていないが、インサートをピストン
の基本材料内に強固に保持する点にある。
ドイツ特許７２５７６１号に示すピストンはインサート
をピストンの基本材料内に確実に保持するために鋳込み
の時にありみそによって保持する。
鋳造材料の収縮によってありみぞ附近に応力集中が生じ
、セラミックインサートに亀裂が生ずる。
更に、ピストンの構造上の理由によってピストンヘッド
にはありみそのだめの十分なスは−スがない。
セラミック材料の同様な、許容できない応力上の危険は
機械的連結例えば止めねじの場合にも生ずる。米国特許
４２４５６１１号を記載する軟い介挿物による収縮応力
の緩衝は各種の場合の解決法とはならない。
所要スペース及び応力集中防止の点で最も有利な燵結技
法は、円滑な僅かに曲面としたインサート部分を生ずる
鋳造間の収縮力によってセラミックインサートをシリン
ダすることである。
成形部分が機関の運転条件下で固着位置を保つために鋳
込み間に生ずる収縮力のみを使用するためには、相対的
な物理的特性、例えば膨張率、弾性率、使用材料の流れ
限度を相関させ、周期的温度変化に際して十分な収縮力
が残るようにする必要があシ、ドイツ特許公開ＤＢ−Ｏ
８３３２８４３５号に記されている。
上述の各種手段を講じても、鋳込んだインサート部品が
機関運転間に次第に外囲材料から押出され、セラミック
部品が対向する燃焼室壁に衝突してインサートが破損す
る。インサート部品は一部押出された状態でも通當は収
縮力によって緊密に保持されている。
本発明は前述の型式の燃焼室部品においてインサートが
機関運転間に外囲基本材料から押出されることなく、基
本材料内に永久的に固着した位置を保つようにする。更
に本発明はこの部品の製造方法を提供する。
本発明による内燃機関の燃焼室部品は、前述の型式にお
いて、上記部品の基本材料に少なくとも１個のガス抜き
孔を設けてインサートの下に形成するガス圧を低下し、
ガス抜き孔は自由面からインサート底面に達する。
作用 本発明は少なくとも１個のガス抜き孔を基本材料に設け
てインサートの底部に達するようにしインサート下面に
形成するガス圧を抜く。本発明による孔の内径は０．０
１〜１０Ｍｎの範囲とし、圧力抜き通路の役割とし、イ
ンサートと外囲鋳造材料との間のガス圧力クッションの
形成を防ぐ。
本発明の方法において、インサートを所定部品又は部品
鋳造用モールド凹みに第１に固定し１次に部品の基本材
料にガス抜き孔を形成し、鋳造間又は機械加工によって
形成する。インサートラ基本材料に固着するのは鋳造又
は焼ばめによって行なう。インサートがセラミック材料
の時は、セラミックが機械的負荷に耐えないため、圧入
は使用できない。
本発明は多孔性セラミック材料のインサートを主目的と
し、次の考察による。
鋳造後にインサートと鋳造材料との間にはある程度の封
入ガス又は凝縮ガス化可能の物質、例えば水が存在する
。この物質はモールド凹みから完全に逃れなかった空気
に随伴することもある。又は、セラミック部材の本質上
の多孔性のため、加熱された時には長期間の間にガスを
分離する。更に、長期間の間にセラミック材料から結晶
水を分離する場合もある。機関運転の高温のため、収容
ガス又はガス化材料が膨張し、インサートを空気圧ピス
トンの作用で押出す。
他の過程が重なる。加熱間、機関運転間にピストンは完
全均等に膨張することはなく、このため僅かに非円形と
なシ、鋳込み材料とインサートとの間に僅かな亀裂が形
成される。高圧燃焼ガスはこの亀裂を通って鋳込み材料
とインサートとの間に入る。排気弁が開けば燃焼室内の
ガス圧は極めて短時間で低下し、弁面に入ったガスは極
めて遅く圧力低下する。このため、作動ストローク毎に
ある時間は弁面が大きな圧力となシ、インサートを外方
に押す。順次外方に僅かに動く間に弁面のガス容積は増
大し、この過程を加速する。
本発明によって設けたガス抜き孔は弁面が大きな圧力と
なるのを防ぎ、インサート’を押し出す過程を防ぐ。燃
焼ガスの圧力は燃焼室側からのみ作用し、インサート底
面最も深い位置即ち鋳込まれた位置に向けて押す。
基本材料とインサートとの弁面に開口し、基本材料にガ
ス抜き孔を設けることは既知である。これは全く異なる
機能である。
ドイツ特許公開ＤＥ−０８３１１０２９２号に示すピス
トンはセラミックインサートを有し、ピストンヘッド凹
みの底部に孔を有し、イン丈−トとピストンヘッドとの
弁面をピストン内面に連通ずる。
しかし、−これは鋳ぐるみ部品ではなく、鋳造後にピス
トンヘット８に機械的に押込んだインサートであり、孔
は潤滑油用である。
ＰＣＴ出＠ＷＯ−８３１００５３５号に示すピストンは
燃焼室部分に耐熱金属インサートを有し、ピストンヘッ
ド凹みの底面中央に孔を有する。これはインサートラピ
ストンヘッド凹みに圧入する時の空気抜きである。この
孔は機関運転間のガス抜き用ではない。ピストンヘッド
の底部又はインサート底面に複数の凹みを設け、インサ
ートと基本材料との間の面接触を減少する。しかし、こ
の凹みには孔が連通せず、ガスクッションを形成する。
セラミックインサートは前述の通シ、圧入はできない。
鋳ぐるみ又は焼ばめのみが可能である。鋳込み、焼ばめ
の時はガス抜き孔を設けた例はない。
本発明のガス抜き孔は中央に設けることができる。しか
し、ピストンの中央には最大の機械的底力が作用するた
め、複数のガス抜き孔を偏心位置に設けるのが好適であ
る。多数の周辺部の小さい゛直径の孔によって比較的大
きなガス抜き断面積が得られる。ピストンの中央の過大
断面積の孔による強度低下も避けられる。
実施例 第１図に示す例では、ピストン１のピストンヘットゝ凹
み２内にインサート３を鋳込む。ピストンヘッド凹み２
の底面に本発明によるガス抜き孔４．５をインサート３
とピストンヘットゝの弁面６からピストン１の内部に連
通させる。
ガス抜き孔４はピストンの中央とし、孔５は周辺部に同
心に配置してガス抜き孔のリングを形成する。
第２図ではシリンダヘット″１１が、燃焼室に向いた凹
み１２内にインサート１３を有する。上向き曲面のイン
サート１３に吸排気口１７．１８とした切抜きを有する
ため、図示の例では少なくとも１個の中央ガス抜き孔１
４る設けて弁面１６欠排気する。周辺部のガス抜き孔１
５は弁面１６からシリンダヘッドの外面に連通ずる。
発明の効果 本発明は内燃機関部品、特に軽合金製部品に多孔性セラ
ミックインサートを鋳込んで耐熱を良くする場合に、イ
ンサートの下面のガス圧を低下させるために少な（とも
１個のガス抜き孔を設けて低圧部に連通させる。
これによってセラミックインサートが抜は出すのを防ぐ
。
【図面の簡単な説明】
第１図はピストン中における本発明による部品を示し、
第２図は本発明によって設計されたシリンダヘッドを示
す。 １・・・ピストン　２，１２・・・凹み　６，１６・・
・インサート４、５．１４．１５・・・ガス抜き孔　６
，１６・・・弁面　１１・・・シリンダヘッド１Ｚ１８
・・・吸排気孔

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の燃焼室部品であって、特にセラミック材
    料の耐熱インサートを備え、上記インサートは燃焼室に
    面する上記部品の基本材料の凹み内に取付け、鋳込み又
    は焼ばめによって基本材料に固着するものにおいて、上
    記部品（１、１１）の基本材料に少なくとも１個のガス
    抜き孔（４、５、１４、１５）を設けてインサート（３
    、１３）の下に形成するガス圧を低下させ、ガス抜き孔
    （４、５、１４、１５）は自由面からインサート（３、
    １３）底面に達するようにすることを特徴とする内燃機
    関の燃焼室部品。 ２、１個のガス抜き孔（４、１４）をインサート（３、
    １３）の中央に設けることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の部品。 ３、複数のガス抜き孔（５、１５）をインサート（３、
    １３）に偏心して、好適な例で円周上に配置することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の部品。 ４、前記ガス抜き孔（４、５；１４、１５）の内径を０
    ．０１〜１０ｍｍとすることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の部品。 ５、特許請求の範囲第１項記載の部品の製造方法であっ
    て、インサートを燃焼室部品の所定位置に固着した後に
    ガス抜き孔を部品の基本部材に設けることを特徴とする
    燃焼室部品の製造方法。 ６、特許請求の範囲第１項記載の部品の製造方法であっ
    て、鋳造過程間所定配置のコアピンによってガス抜き孔
    を設けることを特徴とする燃焼室部品の製造方法。
JP60118673A 1984-06-01 1985-05-31 内燃機関の部品とその製造方法 Pending JPS618449A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007044615A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Chugoku Electric Power Co Inc:The 電気集塵器の運転方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61237867A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd 内燃機関のシリンダヘツド
DE3530924A1 (de) * 1985-08-29 1987-03-12 Alcan Aluminiumwerke Hitzebestaendiges bauteil und verfahren zu dessen herstellung
SE469908B (sv) * 1986-07-04 1993-10-04 Volvo Ab Förbränningsmotorkomponent med mot förbränningsgaser exponerad yta, vilken är belagd med ett termiskt isolerande material samt sätt att framställa komponenten
US4848291A (en) * 1987-05-30 1989-07-18 Isuzu Motors Limited Heat-insulating piston structure
US5033427A (en) * 1987-05-30 1991-07-23 Isuzu Motors Limited Heat-insulating engine structure
DE3873184T2 (de) * 1987-05-30 1993-03-04 Isuzu Motors Ltd Waermeisolierter brennkraftmaschinenaufbau.
US4781157A (en) * 1987-12-24 1988-11-01 Ford Motor Company Multipart ceramic cylinder head
DE19848649C5 (de) * 1998-10-22 2008-11-27 Peter Greiner Kohlenstoffkolben für eine Brennkraftmaschine
US6354260B1 (en) 2000-11-14 2002-03-12 Cwn, Inc. Replaceable combustion chamber insert for two cycle engines and method for manufacturing same
US6874479B2 (en) 2003-03-21 2005-04-05 Avl List Gmbh Internal combustion engine
KR100680532B1 (ko) * 2004-12-17 2007-02-08 현대자동차주식회사 다공성 열활성체의 연소실 장착구조
DE102012104820B4 (de) * 2012-06-04 2014-10-09 Actech Gmbh Verfahren zur Herstellung von Verbundgussteilen
CN105484892A (zh) * 2015-12-02 2016-04-13 湖南江滨机器（集团）有限责任公司 一种活塞及发动机及活塞制造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB160790A (en) * 1920-03-27 1921-12-22 Fried Krupp Germaniawerft Ag Improvements in connecting weldable metal articles with articles which cannot be welded or are difficult to weld
DE725761C (de) * 1940-04-03 1942-09-29 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Kolben, insbesondere Leichtmetallkolben fuer schnellaufende Brennkraftmaschinen
US4018194A (en) * 1975-01-06 1977-04-19 Texaco Inc. Engine piston with insulated combustion chamber
DE2541966A1 (de) * 1975-09-19 1977-03-24 Vox Lumatic Gmbh Arbeitskolben fuer brennkraftmaschinen
US4245611A (en) * 1978-09-05 1981-01-20 General Motors Corporation Ceramic insulated engine pistons
SE433376B (sv) * 1979-10-22 1984-05-21 Saab Scania Ab Kolvmotor med vermeisolerat forbrenningsrum
GB2092709B (en) * 1981-02-07 1984-05-31 Ae Plc Securing piston crown
DE3110292A1 (de) * 1981-03-17 1982-09-30 Rudolf Dr. 6800 Mannheim Wieser "kolben fuer verbrennungsmotor"
IT1194060B (it) * 1981-07-31 1988-09-14 Ae Borgo Spa Pistone per motori diesel con camera di combustione isolata
DE3328435A1 (de) * 1982-09-10 1984-03-15 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Kolben fuer brennkraftmaschinen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007044615A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Chugoku Electric Power Co Inc:The 電気集塵器の運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0163241A2 (de) 1985-12-04
DE3420571C1 (de) 1986-01-09
EP0163241B1 (de) 1989-01-04
DE3567245D1 (en) 1989-02-09
KR860000466A (ko) 1986-01-29
EP0163241A3 (en) 1986-04-02
CA1270707A (en) 1990-06-26
US4646692A (en) 1987-03-03
KR890000752B1 (ko) 1989-04-03

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