气缸套及气缸孔制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种气缸套或气缸孔，所述气缸套或气缸孔能够减少滑动面的摩擦，并降低油耗。在气缸孔的活塞滑动方向，相比于位于燃烧室侧的第一滑动区域所具有的槽部，位于曲柄侧的第二滑动区域所具有的槽部在深度为0.3μm的位置处的槽面积率更高、并且在指定的范围内，由此能够使摩擦降低，并且使油耗降低。

Cylinder sleeve and bore

【技术实现步骤摘要】
气缸套及气缸孔
本专利技术涉及用于内燃机的气缸套及气缸孔。
技术介绍
对于气缸的内壁(气缸孔)，为了减少与活塞滑动时的摩擦，进行实施槽等微细加工的操作。例如，在专利文献1中，以提供不会产生冲程端处的断油、并且能够降低冲程中央部处的摩擦损失的低摩擦滑动部件为目的，提出了一种低摩擦滑动部件，所述低摩擦滑动部件在被形成于滑动表面的平滑面上具备深度进行规则变化的细微凹部，在凹部间形成有平顶状的凸部。此外，在专利文献2中公开了一种如下所述的气缸本体，即，为了减少由于在滑动面形成槽部而可能产生的擦伤，将滑动面的表面粗糙度、槽部的深度设置在规定的范围内，且将槽部的开口缘设置成凸曲面。专利文献1：日本特开2002-235852号公报专利文献2：日本特开2017-67271号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供一种气缸套及气缸孔，其采用与上述专利文献所提出的技术不同的技术，从而能够降低滑动面的摩擦，并降低油耗。本专利技术人为了解决上述课题而进行了研究，得到了如下所述的见解：在气缸孔的活塞滑动方向，在燃烧室侧区域和曲柄室侧区域，滑动环境不同。即，发现了气缸孔当中的燃烧室侧区域的滑动环境润滑油少，边界润滑是主导的，在气缸孔当中的曲柄室侧区域的滑动环境比较润泽地存在润滑油，流体润滑是主导的。进而，基于该见解，发现通过相应于气缸孔的各区域而使气缸孔的表面性状适当，从而能够降低滑动面的摩擦，并降低油耗，而完成了专利技术。本专利技术的一个实施方式是用于内燃机的铸铁制气缸套，其中，在所述气缸套的气缸孔形成有多个槽部，所述气缸孔在活塞滑动方向上，具有所述槽部的性状不同的第一滑动区域及第二滑动区域，所述第一滑动区域相对于第二滑动区域更靠近燃烧室侧，所述第一滑动区域的槽面积率为10％以下，且所述第二滑动区域的槽面积率为15％以上40％以下。另外，上述槽面积率是距离气缸孔表面的深度为0.3μm的位置处的槽部的面积的比例。此外，本专利技术的另一个实施方式是内燃机的气缸孔，其中，在所述气缸孔形成有多个槽部，所述气缸孔在活塞滑动方向上，具有所述槽部的性状不同的第1滑动区域及第2滑动区域，所述第一滑动区域相对于第二滑动区域更靠近燃烧室侧，所述第一滑动区域的槽面积率为10％以下，且所述第二滑动区域的槽面积率为15％以上40％以下。所述槽面积率是指，距离气缸孔表面的深度为0.3μm位置处的槽部的面积的比例。优选所述内燃机为柴油用内燃机，此外，优选所述第一滑动区域和第二滑动区域是连续的区域，其边界存在于曲柄角50°以上80°以下的范围。优选所述第二滑动区域的槽面积率为18％以上36％以下的方式。对于所述第2滑动区域的表面粗糙度，优选Ra为0.13μm以上、0.45μm以下、Rk为0.36μm以上、0.82μm以下、Rvk为0.35μm以上、1.22μm以下，对于所述第1滑动区域的表面粗糙度，优选Ra为0.08μm以上、0.11μm以下、Rk为0.20μm以上、0.27μm以下。根据本专利技术，能提供可降低滑动面的摩擦并降低油耗的气缸套及气缸孔。即，能提供可实现兼顾低燃耗和低油耗的内燃机的气缸套及气缸孔。此外，在柴油用内燃机的情况下，作为油环使用2个环的情况较多，此时，由于油环滑动面平坦，因而无法期待伴随由楔子效果引起的滑动部的油膜厚度增加的、流体润滑区域处的摩擦降低。因此，本专利技术能够期待伴随通过增加槽面积率而流体润滑区域处的滑动面积减少的摩擦减少，因而能良好地适用于柴油用内燃机。附图说明图1是本实施方式的气缸套的截面示意图。图2的(a)、图2的(b)均是示意性地表示被形成于现有技术的气缸孔的槽的形状的截面图。图3是示意性地表示被形成于本实施方式的气缸孔的槽的形状的截面图。具体实施方式本专利技术的一个实施方式是适用于柴油用内燃机的铸铁制气缸套，在所述气缸套的气缸孔形成有多个槽部。进而，气缸孔在活塞滑动方向具有所述槽部的性状不同的第1滑动区域及第2滑动区域。此外，本专利技术的另一实施方式可以是气缸孔。即，也可以是不存在气缸套的气缸孔。在这种情况下，也同样在气缸孔形成有多个槽部。进而，气缸孔在活塞滑动方向具有所述槽部性状不同的第一滑动区域及第二滑动区域。利用图1对具备气缸套的实施方式进行说明。图1是气缸套的截面图。气缸套10为典型的铸铁制气缸套，也可由铝合金、铜合金形成。气缸套10被设置在内燃机的气缸本体，活塞沿在图1中上下方向在其内部滑动。图中虚线4表示油环的上死点(TDC)，虚线5表示油环的下死点(BDC)，气缸孔包含第一滑动区域1和第二滑动区域2，其中，所述第一滑动区域1包含上死点4；所述第二滑动区域2包含下死点5。第一滑动区域1和第二滑动区域2可以是介由边界3连续的区域。在本实施方式中，第二滑动区域2的槽面积率比第一滑动区域1的槽面积率高。此外，第一滑动区域1的槽面积率可为10％以下，第二滑动区域2的槽面积率可为15％以上40％以下。使用图2和3来说明槽面积率。图2是示出在现有实施方式中被形成于气缸孔的槽的截面的示意图。图2的(a)表示气缸孔表面槽的一个方式，此外图2的(b)表示气缸孔表面槽的另一个方式。在图2的(a)和(b)中，关于气缸孔表面的表面槽面积率，图2的(b)按照变大的方式形成槽。进而，在图2的(b)槽面积率变大，并且槽深度即Rvk的值也变大。在通常的槽形成的过程中，在使槽面积率增大时，Rvk的值也变大。在此，气缸孔当中的曲柄室侧区域的滑动环境即第二滑动区域2中，相对润泽地存在润滑油，流体润滑区域是主导的。本专利技术人研究了在流体润滑区域占主导的第二滑动区域中降低摩擦的方法，结果想到了如下方法：通过适当增大距离气缸孔表面的深度为0.3μm处的槽面积率而不是气缸孔表面的最表面的槽面积率，能够减少流体润滑区域处的油膜剪切面积、减少摩擦。图3是示出本实施方式中的被形成于气缸孔的槽的截面的示意图。在本实施方式中，关注气缸孔表面粗糙度和距离气缸孔表面的深度为0.3μm的位置处的槽的比例，适当地控制各自的值，由此能够减少第二滑动区域的摩擦，其结果是使油耗降低。即，通过将距离气缸孔表面的深度为0.3μm位置处的槽部的比例即槽面积率设置成在第二滑动区域比在第一滑动区域高，由此能够减少在流体润滑区域中油膜剪切面积，降低摩擦。在优选的方式中，满足以下条件：在第一滑动区域1中，Ra为0.08μm以上、0.11μm以下，Rk为0.20μm以上、0.27μm以下，此外在第二滑动区域中，Ra为0.13μm以上、0.45μm以下，Rk为0.36μm以上、0.82μm以下，Rvk为0.35μm以上，1.22μm以下。此外，第一滑动区域的槽面积率与第二滑动区域的槽面积率之差优选为5％以上，更优选为10％以上，进一步优选为15％以上。另外，上限优选为40％以下，更优选为35％以下。此外，在第二滑动区域中，通过将距离气缸孔表面的深度为0.3μm的位置处的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的铸铁制气缸套，其特征在于，/n在所述气缸套的气缸孔形成有多个槽部，/n所述气缸孔在活塞滑动方向上具有所述槽部的性状不同的第一滑动区域及第二滑动区域，/n所述第一滑动区域相对于第二滑动区域更靠近燃烧室侧，所述第一滑动区域的槽面积率为10％以下，并且所述第二滑动区域的槽面积率为15％以上40％以下，/n其中，所述槽面积率是指，距离气缸孔表面的深度为0.3μm的位置处的槽部的面积的比例。/n

【技术特征摘要】
20191106 IB PCT/JP2019/0435321.一种用于内燃机的铸铁制气缸套，其特征在于，
在所述气缸套的气缸孔形成有多个槽部，
所述气缸孔在活塞滑动方向上具有所述槽部的性状不同的第一滑动区域及第二滑动区域，
所述第一滑动区域相对于第二滑动区域更靠近燃烧室侧，所述第一滑动区域的槽面积率为10％以下，并且所述第二滑动区域的槽面积率为15％以上40％以下，
其中，所述槽面积率是指，距离气缸孔表面的深度为0.3μm的位置处的槽部的面积的比例。


2.根据权利要求1所述的铸铁制气缸套，其特征在于，
所述第一滑动区域和所述第二滑动区域为连续的区域，其边界存在于曲柄角50°以上80°以下的范围。


3.根据权利要求1所述的铸铁制气缸套，其特征在于，
所述第二滑动区域的槽面积率为18％以上36％以下。


4.根据权利要求1所述的铸铁制气缸套，其特征在于，
对于所述第二滑动区域的表面粗糙度，Ra为0.13μm以上、0.45μm以下，Rk为0.36μm以上、0.82μm以下，Rvk为0.35μm以上、1.22μm以下。


5.根据权利要求1所述的铸铁制气缸套，其特征在于，
对于所述第一滑动区域的表面粗糙度，Ra为0.08μm以上、0.11μm以下，Rk为0.20μm以上、0.27μm以下。


6.根据权利要求1至5中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：大平昌幸，梅田直喜，田牧清治，佐藤乔，大泉贵志，
申请(专利权)人：帝伯爱尔株式会社，帝伯爱尔工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP