内燃机的滑动结构的制作方法

本发明涉及具有气缸和活塞的内燃机的滑动结构等。

背景技术：

1、以往，在具有气缸和活塞的内燃机中，为了提高燃油效率和/或削减耗油量，一直在努力减小气缸与活塞的滑动阻力(摩擦力)。作为降低活塞环与气缸的摩擦力的方法，本技术人开发了所谓的凹坑衬垫(例如，参照日本专利5155924号公报)，通过在气缸内壁面的行程中央部区域形成多个凹部等，从而减小运转时的滑动阻力。

技术实现思路

1、技术问题

2、虽然在本案申请时尚未众所周知，但是通过本发明人等的进一步的研究，明确了关于该凹坑衬垫技术，还留有能够进一步实现提高燃油效率等的余地。

3、本发明鉴于该实际情况，其目的在于关于凹坑衬垫实现进一步提高燃油效率和/或削减耗油量。

4、技术方案

5、实现上述目的的本发明是一种内燃机的滑动结构，其特征在于，所述内燃机具有气缸和活塞，所述气缸在内壁面中的行程中央部区域形成有多个凹部，所述行程中央部区域为从所述活塞的上止点处的位于最下方的活塞环的环槽的下表面位置起到所述活塞的下止点处的位于最上方的活塞环的环槽的上表面位置之间的全部或一部分，在所述行程中央部区域中的与所述活塞环接触的面的至少一部分，形成有中央低粗糙度区域，所述中央低粗糙度区域的通过触针式表面粗糙度测定机测定的轮廓曲线的算术平均粗糙度ra成为0.140μm以下。

6、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，通过非接触式表面粗糙度测定机测定的所述中央低粗糙度区域的轮廓曲面的算术平均高度sa成为0.20μm以下。

7、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，通过非接触式表面粗糙度测定机测定的所述中央低粗糙度区域的突出谷部深度svk成为0.41μm以下。

8、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，通过非接触式表面粗糙度测定机测定的所述中央低粗糙度区域的突出峰部高度spk成为0.16μm以下。

9、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，通过非接触式表面粗糙度测定机测定的所述中央低粗糙度区域的中心部水平差sk成为0.53μm以下。

10、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在将所述中央低粗糙度区域中的通过所述非接触式表面粗糙度测定机测定的突出峰部高度设为e(spk)，将突出谷部深度设为i(svk)的情况下，i/e成为2.6以下。

11、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，通过触针式表面粗糙度测定机测定的所述中央低粗糙度区域的轮廓曲线的算术平均粗糙度r a成为0.120μm以下。

12、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，所述中央低粗糙度区域包含所述行程中央部区域中的上端边缘附近和下端边缘附近。

13、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，整个所述行程中央部区域成为所述中央低粗糙度区域。

14、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，所述中央低粗糙度区域的通过触针式表面粗糙度测定机测定的轮廓曲线的算术平均粗糙度ra可以设为0.090μm以下。

15、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在将所述中央低粗糙度区域中的运动粘度(动粘滞率)设为μ，将与所述活塞的相对速度设为u，将对所述活塞的接触载荷设为w，将与所述活塞之间的摩擦系数设为f，并将斯特里贝克曲线图的评价参数定义为a＝μ×u/w时，在所述评价参数a为0.0003以下的范围内达到所述中央低粗糙度区域中的所述摩擦系数f的极小值fmin。

16、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在所述评价参数a为0.0001以上的范围内达到所述极小值fmin。

17、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在将所述中央低粗糙度区域中的运动粘度(动粘滞率)设为μ，将与所述活塞的相对速度设为u，将对所述活塞的接触载荷设为w，将与所述活塞之间的摩擦系数设为f，并将斯特里贝克曲线图的评价参数定义为a＝μ×u/w时，所述中央低粗糙度区域中的所述摩擦系数f在所述评价参数a成为0.0003以下的范围内的任意一个值成为0.07以下。

18、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在将所述中央低粗糙度区域中的运动粘度(动粘滞率)设为μ，将与所述活塞的相对速度设为u，将对所述活塞的接触载荷设为w，将与所述活塞之间的摩擦系数设为f，并将斯特里贝克曲线图的评价参数定义为a＝μ×u/w时，所述中央低粗糙度区域中的所述活塞与所述气缸在所述评价参数a成为0.0003以下的范围内的任意一个值成为流体润滑状态。

19、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在使用了相当于所述活塞环的顶环、第二环以及油环的非燃烧状态的摩擦试验中，在将所述内燃机的转速设为n(r/min)，将所述中央低粗糙度区域中的与所述活塞环之间的摩擦损失平均有效压力(fmep)设为t(kpa)时，在所述转速n为700以下的范围内达到所述中央低粗糙度区域中的所述摩擦损失平均有效压力t的极小值tmin。

20、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征可以在于，在所述转速n为600以下的范围内达到所述极小值tmin。

21、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在使用了相当于所述活塞环的顶环、第二环以及油环的非燃烧状态的摩擦试验中，在将所述内燃机的转速设为n(r/min)，将所述中央低粗糙度区域中的与所述活塞环之间的摩擦损失平均有效压力(fmep)设为t(kpa)时，所述中央低粗糙度区域中的所述摩擦损失平均有效压力t在所述转速n成为700以下的范围内的任意一个值成为14kpa以下。

22、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征在于，在使用了相当于所述活塞环的顶环、第二环以及油环的非燃烧状态的摩擦试验中，在将所述内燃机的转速设为n(r/min)，将所述中央低粗糙度区域中的与所述活塞环之间的摩擦损失平均有效压力(fmep)设为t(kpa)时，所述中央低粗糙度区域中的所述活塞与所述气缸在所述转速n成为700以下的范围内的任意一个值成为流体润滑状态。

23、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征可以在于，在所述内壁面中的、比所述行程中央部区域的上侧端缘靠上方侧的位置，形成有通过触针式表面粗糙度测定机测定的轮廓曲线的算术平均粗糙度ra成为0.140μm以下的上侧低粗糙度区域，所述上侧低粗糙度区域与所述中央低粗糙度区域连续。

24、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征可以在于，在所述内壁面中的、比所述行程中央部区域的下侧端缘靠下方侧的位置，形成有通过触针式表面粗糙度测定机测定的轮廓曲线的算术平均粗糙度ra成为0.140μm以下的下侧低粗糙度区域，所述下侧低粗糙度区域与所述中央低粗糙度区域连续。

25、与上述内燃机的滑动结构相关的本发明，其特征可以在于，所述中央低粗糙度区域的表面为未进行皮膜处理状态。

26、技术效果

27、根据本发明，能够起到使燃油效率提高或者使耗油量削减这样的优异的效果。