内燃机用活塞环制造技术

本发明专利技术提供即使在高温且高负荷条件下也能够长期地防止铝固着的内燃机用活塞环。一种抗铝固着皮膜12被覆于活塞环用母材11上的内燃机用活塞环1，其特征在于，抗铝固着皮膜12由被覆于活塞环用母材11的上下侧面11a以及11b的至少一方的陶瓷构成。

【技术实现步骤摘要】
内燃机用活塞环
本专利技术涉及内燃机用活塞环，尤其是涉及即使在高温且高负荷条件下也能够长期 地防止铝固着的内燃机用活塞环。
技术介绍
在内燃机中被使用的顶环、第二道环、油环3个活塞环以分别卡合于被设在活塞 的表面上的活塞环槽的方式而配置，具有：防止燃气从燃烧室向外部泄漏的气密功能、将活 塞的热传递至被冷却的气缸壁而冷却活塞的热传导功能以及将作为润滑油的发动机油适 量供给至气缸壁而刮除多余的油的功能。 这些3个活塞环在内燃机动作时，在活塞由于燃料在燃烧室中的爆发而往复运动 时，在活塞的活塞环槽内，在与槽内面之间反复碰撞。此外，活塞环由于在活塞环槽内沿其 周向自由滑动，因而在活塞槽内滑动。可是，在活塞环槽的表面上，由于用于槽形成的旋盘 加工，形成具有lum左右的高度的突起，由于与上述的活塞环的碰撞与滑动，突起就磨损， 铝面就会在活塞环槽的表面露出。 如果该露出的铝面通过碰撞而与活塞环侧面接触，再反复滑动，则就会产生作为 铝合金固着（粘着）于活塞环侧面的现象的铝固着。这尤其是在位于最接近于燃烧室，被 置于高温条件下的顶环中是显著的。 如果该铝固着进一步进行，则活塞槽的磨损就会急速地进行，活塞环就粘着于环 槽。其结果，活塞环的气密功能下降，就产生高压的燃气从燃烧室向曲柄室流出的、被称为 所谓的窜气（blowby)的现象，进而具有引起发动机输出下降的问题。 接受这种状况，到目前为止，已经提出了防止活塞环的铝固着的各种各样的技术。 例如，在专利文献1中，记载有关如下的技术：通过在与活塞环槽碰撞以及滑动的活塞环的 侧面上，设置含有碳黑粒子的树脂类皮膜，使磨合性c A性）提高而防止铝固着。 此外，在专利文献2中，记载有关如下的技术：通过在活塞环的上下侧面的至少一 方设置相对于表面皮膜全体而含有10?80质量％的从由镍类粉末、铅类粉末、锌类粉末、 锡类粉末、硅类粉末组成的组选择的一种或2种以上的粉末的耐热树脂，有效地防止向活 塞环铝固着的技术。 但是，在专利文献1以及2记载的皮膜的情况下，具有如果发动机内的温度上升， 则抗铝固着性就下降的问题。因此，在专利文献3中，记载有关如下的技术：通过在活塞环 的上下侧面的至少一方设置含有硬质粒子的、具有固体润滑功能的聚酰亚胺皮膜，即使在 超过230°C的高温条件下，也长期地维持高的抗铝固着性。 并且，在专利文献4中，记载有关如下的技术：通过在活塞环的上下侧面设置至少 含有娃的第一类金刚石碳（Diamond-like carbon, DLC)皮膜和被形成于该第一 DLC皮膜的 下方的、至少含有W或W、Ni的第二DLC皮膜，以代替树脂类皮膜，从而提供抗铝固着性、抗 擦伤性以及抗磨损性优异的活塞环。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :特开2007-278495号公报 专利文献2 :特开2008-248986号公报 专利文献3 :国际公开第2011/071049号小册子 专利文献4 :特开2003-014122号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 可是，近年来，正在进行车的小型化，为了使油耗比提高，排气量就变小。其结果， 发动机内的温度和压力就越发上升。然而，在专利文献3那样的树脂类皮膜中，在超过 260°C的高温条件下、发动机内的压力超过lOMPa这样的高负荷条件下，长期地维持抗铝固 着性是困难的。 此外，在专利文献4记载的DLC皮膜中，在超过260°C的高温条件下，金刚石就会石 墨化，发挥DLC皮膜本来的特性而维持抗铝固着性是困难的。 这样，一直在渴求即使在超过260°C的高温以及发动机内的压力超过lOMpa的高 负荷条件下，也能够长期地维持抗铝固着性的活塞环。 于是，本专利技术的目的在于，提供即使在高温且高负荷条件下也能够长期地防止铝 固着的内燃机用活塞环。 解决课题的手段 【专利技术者】们对解决上述课题的方法专心进行了研究。其结果发现：在活塞环部件的 表面被覆在超过260°C的高温条件下也具有高的耐久性的、由陶瓷构成的抗铝固着皮膜是 有效的，以至于使本专利技术完成。 SP，本专利技术的主旨构成为以下这样： (1) -种内燃机用活塞环，其在活塞环用母材上被覆了抗铝固着皮膜的，其特征在 于，所述抗铝固着皮膜由被覆于所述活塞环用母材的上下侧面的至少一方的陶瓷构成。 (2)上述（1)所述的内燃机用活塞环，其中，所述抗铝固着皮膜的维氏硬度HV与所 述抗铝固着皮膜的表面的算术平均粗糙度Ra(ym)满足下式（A): Ra < - 8. 7 X 10 - 5HV+0. 39 (A) (3)上述（1)或（2)所述的内燃机用活塞环，其中，所述抗铝固着皮膜的维氏硬度 HV与所述抗铝固着皮膜的厚度hhm)满足下式（B): h >-2. 9X10 -4HV+0. 89 (B) (4)上述（1)或（2)所述的内燃机用活塞环，其中，所述抗铝固着皮膜的维氏硬度 HV为500以上2800以下。 (5)上述（1)或（2)所述的内燃机用活塞环，其中，所述抗铝固着皮膜的表面的算 术平均粗糙度为〇. 3 ii m以下。 (6)上述（1)或（2)所述的内燃机用活塞环，其中，所述抗铝固着皮膜的厚度为 0? lum以上20iim以下。 (7)上述（1)或（2)所述的内燃机用活塞环，其中，构成所述抗铝固着皮膜的陶瓷 由选自由氧化错（alumina)、二氧化钛（titania)、氧化纪（yttria)、氧化锫（zirconia)、二 氧化娃（silica)、氧化镁（magnesia)、氧化铬（chromia)、碳化娃、碳化铬、氮化错、氮化钛、 氮化硅、氮化铬组成的组中的至少一种构成。 专利技术效果 根据本专利技术，由于将由陶瓷构成的抗铝固着皮膜被覆于活塞环用母材的上下侧面 的至少一方，因而即使在高温且高负荷条件下也能够长期地防止铝固着。 【附图说明】 图1是卡合于活塞环槽的状态的根据本专利技术的内燃机用活塞环的截面示意图。 图2是用于实施例的发动机模拟试验装置的示意图。 【具体实施方式】 以下，参照附图来说明有关本专利技术的实施方式。图1是卡合于活塞环槽的状态的 根据本专利技术的内燃机用活塞环的截面示意图。该图中显示的内燃机用活塞环1是抗铝固着 皮膜12被覆于活塞环用母材11上的内燃机用活塞环。在此，抗铝固着皮膜12由被覆于活 塞环用母材11的上下侧面11a和lib的至少一方的陶瓷构成是关键。 如图1所示，活塞环1在卡合于活塞环槽21内的状态下堵塞气缸24的侧壁与活 塞20之间的间隙，密封燃气以及油。而且，活塞环1追随于活塞5的往复运动（图中的箭 头方向的运动）而在活塞环槽21内上下运动，活塞环1在活塞环1与活塞环槽21的上面 22以及下面23之间反复发生碰撞。此外，由于活塞环1在活塞环槽21内沿周向自由滑动， 因而活塞环1反复一边与活塞环槽21的上面22以及下面23碰撞，一边滑动。 由于这些活塞环1与活塞环槽21的上面22以及下面23之间的碰撞以及滑动的 反复，形成于活塞环槽21的上面22以及下面23上的突起（未图示）被削去，以突起痕迹 为中心产生铝面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机用活塞环，在活塞环用母材上被覆有抗铝固着皮膜，所述内燃机用活塞环的特征在于，所述抗铝固着皮膜由被覆于所述活塞环用母材的上下侧面的至少一方的陶瓷构成。

【技术特征摘要】
2013.08.30 JP 2013-1800331. 一种内燃机用活塞环，在活塞环用母材上被覆有抗铝固着皮膜，所述内燃机用活塞 环的特征在于， 所述抗铝固着皮膜由被覆于所述活塞环用母材的上下侧面的至少一方的陶瓷构成。2. 根据权利要求1所述的内燃机用活塞环，其特征在于，所述抗铝固着皮膜的维氏硬 度HV与所述抗铝固着皮膜的表面的算术平均粗糙度Rahm)满足下式（A): Ra <-8. 7X10 -5HV+0. 39 (A)。3. 根据权利要求1或2所述的内燃机用活塞环，其特征在于，所述抗铝固着皮膜的维氏 硬度HV与所述抗铝固着皮膜的厚度hhm)满足下式（B): h >...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木隼一，小野敬，
申请(专利权)人：株式会社理研，
类型：发明
国别省市：日本;JP