JPS61178507A - シリンダヘツド - Google Patents

シリンダヘツド

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JPS61178507A
JPS61178507A JP1955485A JP1955485A JPS61178507A JP S61178507 A JPS61178507 A JP S61178507A JP 1955485 A JP1955485 A JP 1955485A JP 1955485 A JP1955485 A JP 1955485A JP S61178507 A JPS61178507 A JP S61178507A
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valve seat
cylinder head
fiber
reinforced metal
alloy
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Yoshio Fuwa
良雄 不破
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/22Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085Materials for constructing engines or their parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/16Fibres

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のシリンダヘッド、更に詳しくはバル
ブシートリングレス軽合金シリンダヘッドに関するもの
である。
〔従来の技術〕
従来、軽合金シリンダヘッドではバルブとのシール性及
び耐摩耗性を確保するために、主として耐摩耗性の良好
な鉄系のバルブシートリングをバルブとの当接部に圧入
している。このようにバルブシートリングを装着する方
式では、シリンダヘッドのシートリング用の下穴加工、
シートリング加工及び該リングの田人工橿に多大なコス
トと時間を費やしているだけでなく、熱伝導性が良好で
ないためバルブの冷却効果も低く高温となるため、バル
ブシートやバルブには高価な耐熱・耐摩耗性材料を用い
ることが必要となり、コスト高となるため、内燃機関の
高性能化の障害にもなっていた。
そこで、鋳鉄製シリンダヘッドでみら東るようにバルブ
シートリングを廃止することが考えられるが、低温側の
インテークバルブシートにおいても局部的には排気に近
い温度となるため、通常のAt合金やMg合金では耐熱
強度や高温耐摩耗性が不足するとか、また燃焼生成物等
の析出物のかみこみに弱い等のほか耐食性が不足する等
の問題がある。
そのため、At合金や鳩合金のシリンダヘッドノハルブ
当り面部に直接、溶射やクラツディングやアロイング等
により、耐熱・耐摩耗性等に優れた材料を表面被覆する
ことが検討されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記し虎ように耐熱・耐摩耗性材料を被
覆しても、運転中の熱サイクルによる熱歪に対し、基材
との熱膨張差、弾性率の差及び基材の剛性不足等によシ
被覆材の剥離が生じやすいという問題を有していた。
本発明は上記従来技術における問題点を解決するための
ものであり、その目的とするところはバルブシート相当
部が耐熱・耐摩耗性に優れ、かつ該部位に剥離が生じな
いシリンダヘッドを提供することKある。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち本発明のシリンダヘッドは、アルミニウム合金
又はマグネシクム合金製シリンダヘッドのバルブシート
相当部を、同一気筒内の2個以上の該バルブシート相当
部を連結した繊維強化金属体で形成したことを特徴とす
る。
本発明に用いることのできる強化繊維としては例えば金
属繊維、セラミック繊維、ガラス繊維等、鋳造時の高温
に耐え且つ充分な機械的特性を有するものであれば特に
限定されない。例えば金属繊維としては8Cr20.8
CM40.8USIO等のスチール若しくは鋳鉄等の鉄
系繊維、及びNi系、co系、Ti系、Cu系等の合金
繊維が挙げられ、又、セラミック繊維としてはSin、
AtO,、SiC等からなる繊維が挙げられる。これら
の繊維は長繊維の形態でも短繊維の形態でも使用するこ
とができる。又、繊維の径や長さも種々のものが使用で
きるが、長繊維であれば径5〜300μ、短繊維であれ
ば径105〜20μ、長さ10〜500μのものが好ま
しい。
上記繊維の種類によって特性は異なる。例えば金属繊維
はセラミック繊維などの非金属繊維に比べて母材金属と
の濡れ性だ優れており、又、コストも安い。反対に強度
特性などはセラミック繊維の方が優れている。又、バル
ブシート相当部もその場所によって温度や応力は一様で
はない。
したがって、バルブシート相当部を繊維強化金属体(F
RM)で形成するにあたっては、上記繊維の性状例えば
種類、サイズ、体積率、配向等を段階的又は連続的に変
化させて配置してもよい。
本発明においてFRM基材に用いることのできる軽合金
としては、従来この種の目的に用いられていたものを使
用することができる。例えばAC4Cアルミニウム合金
、AZ91マグネシウム合金等が挙げられる。所望によ
シ、更に耐熱性、耐摩耗性の優れた合金例えばADTa
などを使用してもよい。
バルブシート相当部をFRM化するに6たシ、例えば1
気筒2バルブエンジン(インテークバルブシート、エキ
ゾーストバルブシート61個)の場合、インテーク側と
エキゾースト側のバルブシート相当部を連結した形状と
するとよい。
このような形状としては複数個の環状体を縁で連結した
形状、又は複数個の孔を形成した板状体などが挙げられ
る。
同様に1気筒4バルブエンジン(インテークバルブシー
ト、エキゾーストバルブシート62個)の場合には、a
)2個のインテーク又はエキゾーストバルブシート相当
部を連結補強する、b)インテーク及びエキゾーストバ
ルブシート相当部各1個を連結補強する、c)4個のバ
ルブシート相当部全部を連結補強する等の方法がある。
このように2個以上のバルブシート相当部を連結して形
成することにより、各々のバルブシ−ト相轟部に加わる
熱や外力を全体に分散させることができるため熱歪を抑
制し、全体の剛性を高めることができる。バルブシート
相当部のFRMの厚さは使用条件、強化繊維及び基材合
金の種類等を考慮して定めるとよい。
FRM部の形成方法としては例えば長繊維状の強化繊維
を同心円状若しくは8字状に巻いた成形体、又は網目状
若しくは8字状に配向させた成形体をシリンダヘッド用
鋳型(シェル型)のバルブシート相当部に配置し、軽合
金を注湯して上記成形体に含浸させ、シリンダヘッド本
体と一体的に鋳造するのが好ましい。
又、別の方法としては短繊維状の強化繊維を適当な結合
剤を用いて所定形状に成形し、例えばAt合金又はMg
合金を用いるダイカスト鋳造により例えば環状構造を連
結した形状のFRM部材又は穿孔した板状のFRM部材
を製造した後、前記方法と同様にしてシリンダ本体に鋳
込む方法が挙げられる。
上記繊維強化金属体上のバルブ当り面部には耐摩耗性被
覆層を形成してもよい。耐摩耗性被覆層に用いる材料と
しては例えば比較的低温のインテークバルブシート部に
はAt合金又ハMg合金を基材とする耐摩耗性材料を使
用してもよい。
通常のFe系合金などに比べて耐熱性は劣るものの熱伝
導性が良く、且つ基材のAt合金又はMg金合FRMと
の接合性が良いという特徴を有している。温度の高いエ
キゾーストバルブシート部及温度条件の厳しいインテー
クバルブシート部にはFe 、Ni 、Co及びC媒材
耐摩耗性合金のうちのいずれか1種よシなる被覆層を形
成した方が好ましい。被覆層の厚さは合金の種類や使用
条件を考慮して定めるとよい。
〔実施例〕
以下の実施例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
実施例1: 第1図は本発明のシリンダヘッド1の一実施例を示す。
図中、1はシリンダヘッド、2は繊維強化金属体、3は
耐摩耗性被覆層、4はインテークバルブシー)部、5は
エキゾーストバルブシート部、6はシリンダブロック、
7はピストンである。以下に製造方法を述べる。平均径
20μmのアルミナ−シリカ系CAt、O,−5重量%
Sin、)長繊維によシ第2図に示すインテークバルブ
シート部側環状体8とエキゾーストバルブゾート部側環
状体9を連結した繊維成形体10を作製し、シリンダヘ
ッド用鋳型のインテーク及びエキゾーストバルブシート
部に配置し、At合金(AC4C)の浴湯を用いて吸引
鋳造して、上記バルブシート部を繊維体積率17チのF
RMとした。次いで熱処理及び機械加工を施してシリン
ダヘッド粗材(図示せず)を作製した。
次に上記シリンダヘッド粗材のインテーク側バルブ当シ
面部に耐摩耗性被覆材として重量比でAt−17%5i
−4,5%Cu (以下チは重量%)よシなる合金粉末
を基材とし、これにCo基材の金属間化合物粉末Co−
5o%Mo−84Cr−2048iを2チ添加混合して
なるペーストを所定量塗布した後レーザービームによシ
局部加熱して半溶融条件で液相焼結し、エアプローで急
冷して第1図に示す耐摩耗性被覆層3を形成した。又、
エキゾースト側バルブ当プ面部にCo−10%Cr−5
チW−1−MO−α5チV−1,5チCからなる粉末の
ペーストを用いて同様の方法で耐摩耗性被覆層3を形成
した。次いで機械加工により耐摩耗性被覆層3上にバル
ブ当り面を仕上げ加工して第1図に示す本発明のシリン
ダヘッド1を得た。
実施例2: 第3図は1気筒4バルブエンジンのシリンダヘッド1′
のピストン側から見た概略図である。
実施例1で用いたアルミナ−シリカ系長繊維を用いて、
第2図に示すような成形体で、インテークバルブシート
部4,4が連結したものと、エキゾーストバルブシート
部5,5が連結したものを作製し、以下実施例1と同様
にしてシリンダヘッド1′を得た。
実施例3: 実施例2において、アルミナ−シリカ系長繊維ヲ用いて
インテークバルブシート部4,4及びエキゾーストバル
ブシート部5,5が全て連結した成形体を作製し、以下
実施例2と同様にしてシリンダヘッド(図示せず)を得
た。
〔発明の効果〕
上述のように本発明のシリンダヘッドは、バルブシート
相当部を、同一気筒内の2個以上の該バルブシート相当
部を連結した繊維強化金属体で形成したため、バルブシ
ート相当部に加わる熱や外力を全体に分散させることが
でき、且つ各々のバルブシート相当部に対応した繊維強
化金属体を作製するよりも部品点数を少なくすることが
できるのでシリンダヘッド製造時の作業工程を簡略化す
ることができる。又、繊維強化金属体を用いたため、当
り面差材部の高温強度、剛性を高め、又、熱膨張を抑制
し、バルブシート周辺の熱歪を減少させ当シ面部位の耐
摩耗性被覆材の接合強度を向上させて該被覆材の剥離を
防止するとともに該被覆材選択の自由度を高めることが
できる。また、バルブシート部の熱伝導性が良くなるた
め、バルブシートの温度が低下し、バルブシート部の高
温強度、硬さ、耐摩耗性、耐食性等に余裕ができバルブ
径を大きく設計できるため、更に高負荷に耐え、高性能
化が容易となる。又は、耐摩耗性被覆材に低コスト材を
用いることもできる。又、相手のバルブの熱もバルブシ
ートを通してよく冷却されるためバルブ温度が低下し、
バルブの高温強度、硬さ、耐摩耗性、耐食性等にも余裕
ができ、バルブシート同様に低コスト化又は高性能化が
容易となる。
更に、シリンダヘッドのバルブシート周辺の肉厚を薄く
することができ、軽量化につながるとともに、冷却水に
よる冷却効果が高まり、高性能化が容易となるほか、冷
却水を削減でき、軽量化と暖気ウオーミングアツプ時間
の短縮につながる。
更に、本発明は、バルブシートリングの部品点数を削減
することができ、バルブシートリングの圧入の必要がな
いのでそのためのシリンダヘッド下穴及びシートリング
単体の高精度加工等も必要なくなりた。
又、連結するバルブシート部の組合せを自由に選択する
ことができるため種々の変形が可能であり、要求特性の
変化にも迅速に対応することができる等の種々の効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の7リンダヘツドの一実施例の部分断面
図、 第2図は第1図のシリンダヘッドの製造に用いた繊維成
形体の斜視図、 第6図は本発明のシリンダヘッドの別の実施例の概略図
である。 図中、 1.1′・・・シリンダヘッド 2・・・繊維強化金属体  3・・・耐摩耗性被覆層4
・・・インテークバルブシート部 5・・・エキゾーストバルブシート部 6・・・シリンダブロック 7・−・ピストン8.9・
・・環状体    10−・繊維成形体第3必

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)バルブシート相当部を、同一気筒内の2個以上の
    該バルブシート相当部を連結した繊維強化金属体で形成
    したことを特徴とするアルミニウム合金又はマグネシウ
    ム合金製シリンダヘッド。
  2. (2)繊維強化金属体上のバルブ当り面部に耐摩耗性被
    覆層を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のシリンダヘッド。
  3. (3)繊維強化金属体が、強化繊維の成形体をバルブシ
    ート相当部に配置してシリンダヘッドと一体的に鋳造さ
    れてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    シリンダヘッド。
  4. (4)繊維強化金属体が、別体として製造された繊維強
    化金属部材をバルブシート相当部に配置してシリンダヘ
    ッドに一体的に鋳込まれてなることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のシリンダヘッド。
JP1955485A 1985-02-04 1985-02-04 シリンダヘツド Granted JPS61178507A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0383297A2 (en) * 1989-02-14 1990-08-22 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Cylinder head and valve train arrangement for multiple valve engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5922409A (ja) * 1982-07-28 1984-02-04 Nec Corp 増幅器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5922409A (ja) * 1982-07-28 1984-02-04 Nec Corp 増幅器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0383297A2 (en) * 1989-02-14 1990-08-22 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Cylinder head and valve train arrangement for multiple valve engine
EP0383297A3 (en) * 1989-02-14 1990-10-24 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Cylinder head and valve train arrangement for multiple valve engine

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Publication number Publication date
JPH0552401B2 (ja) 1993-08-05

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