Bloque de cilindros que contiene una camisa de cilindro y método para fabricar el mismo.

Bloque (11) de cilindros que contiene una camisa (2) de cilindro para fundición por inserción,

mediante el cual la camisa (2) de cilindro comprende una superficie circunferencial externa sobre la que se forma una película, teniendo la película (5) una conductividad térmica menor que la de al menos uno del bloque (11) de cilindros y la camisa (2) de cilindro, el bloque (11) de cilindros tiene una pluralidad de calibres de cilindro y estando ubicada la camisa de cilindro en cada uno de los calibres de cilindro, caracterizado porque la película (5) se forma en la superficie (22) circunferencial externa excepto por secciones que están enfrentadas a los calibres de cilindro adyacentes.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09012291.

Solicitante: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1 TOYOTA-CHO TOYOTA-SHI, AICHI-KEN 471-8571 JAPON.

Inventor/es: SATO, TAKASHI, HORI, KOUHEI, YAMADA, SATOSHI, YAMASHITA,Nobuyuki, Takami,Toshihiro, Tsukahara,Takeshi, Miyamoto,Noritaka, Hirano,Masaki, Ohta,Yukinori, Shibata,Kouhei, Mihara,Toshihiro, Saito,Giichiro, Horigome,Masami.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B22D19/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B22 FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS.B22D COLADA DE METALES; COLADA DE OTRAS MATERIAS POR LOS MISMOS PROCEDIMIENTOS O CON LOS MISMOS DISPOSITIVOS (trabajo de materias plásticas o sustancias en estado plástico B29C; tratamientos metalúrgicos, empleo de sustancias específicas que se añaden al metal C21, C22). › Colada en, sobre o alrededor de objetos que forman parte del producto final (B22D 23/04 tiene prioridad; soldadura aluminotérmica B23K 23/00; revestimiento por colada de material fundido sobre un sustrato C23C 6/00).
  • C23C4/12 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 4/00 Revestimiento por pulverización del material de revestimiento en estado fundido, p. ej. por pulverización a la llama, con plasma o por descarga eléctrica (soldadura de recarga B23K, p. ej. B23K 5/18, B23K 9/04; pistolas de pulverización B05B; fabricación de aleaciones que contienen fibras o filamentos mediante proyección térmica de metal C22C 47/16; pistolas de plasma H05H). › caracterizado por el método de pulverización.
  • C23C8/02 C23C […] › C23C 8/00 Difusión en estado sólido solamente de elementos no metálicos en la capa superficial de materiales metálicos (difusión del silicio C23C 10/00 ); Tratamiento químico de la superficie por reacción del material metálico de la superficie y un gas reactivo, quedando en el revestimiento productos de la reacción, p. ej. revestimiento de conversión, pasivación de metales (C23C 14/00 tiene prioridad). › Pretratamiento del material a revestir (C23C 8/04 tiene prioridad).
  • C23C8/10 C23C 8/00 […] › Oxidación.
  • F02F1/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02F CILINDROS, PISTONES O CARCASAS PARA MOTORES DE COMBUSTION; DISPOSITIVOS DE ESTANQUEIDAD EN LOS MOTORES DE COMBUSTION (especialmente adaptados para motores de pistón rotativo u oscilante de combustión interna F02B; especialmente adaptados para plantas motrices de turbinas de gas F02C; especialmente adaptados para plantas motrices de propulsión a reacción F02K). › Cilindro; Culatas de cilindros (en general F16J).
  • F02F1/10 F02F […] › F02F 1/00 Cilindro; Culatas de cilindros (en general F16J). › para refrigeración por líquido.
  • F02F1/12 F02F 1/00 […] › Prevención de la corrosión en las superficies en contacto con líquidos.

PDF original: ES-2383643_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Bloque de cilindros que contiene una camisa de cilindro y método para fabricar el mismo

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una camisa de cilindro de un motor.

Técnica anterior

Se han puesto en uso de forma práctica bloques de cilindros para motores con camisas de cilindro. Como tal, se conoce una camisa de cilindro, la dada a conocer en la publicación de modelo de utilidad japonés abierto a consulta por el público n.º 53-163405.

Recientes preocupaciones medioambientales han creado una exigencia de una tasa de consumo de combustible mejorada de los motores. Por otro lado, se ha descubierto que, si se reduce la temperatura de un cilindro significativamente por debajo de una temperatura apropiada en algunas ubicaciones durante el funcionamiento de un motor, la viscosidad del aceite del motor alrededor de esas ubicaciones será excesivamente alta. Esto aumenta la fricción y por tanto degrada la tasa de consumo de combustible. Tal deterioro de la tasa de consumo de combustible debido a la temperatura de cilindro es particularmente perceptible en motores en los que la conductividad térmica del bloque de cilindros es relativamente grande (por ejemplo, un motor compuesto por una aleación de aluminio) .

El documento DE 199 37 934 da a conocer un bloque de cilindros compuesto por metal ligero para motores de combustión que comprende camisas de cilindro con una capa de adhesión externa rugosa para unir las camisas de cilindro y los bloques de cilindros entre sí mientras se realiza la fundición del bloque de cilindros.

El documento WO 01/58621 da a conocer un método para preparar un bloque de cilindros para motores de combustión interna, en el que al menos una camisa de cilindro se dispone dentro de un molde y se realiza la fundición de material a base de aluminio en el molde y se enfría, de modo que se incorpora la camisa de cilindro en el bloque de cilindros. La camisa de cilindro está compuesta por material a base de aluminio y tiene protuberancias destinadas a fundirse en contacto con el material fundido sometido a fundición en el molde dispuesto sobre su superficie externa.

El documento DE 103 47 510 B3 da a conocer un método para producir una camisa de cilindro que comprende, por ejemplo, las etapas de proporcionar una primera y una segunda capa sobre la superficie externa de una camisa de cilindro, en el que se deposita la primera capa en un primer extremo de la camisa de cilindro y que tiene un mayor punto de fusión que la segunda capa, que se deposita en un segundo extremo de la camisa de cilindro.

El documento RU 2 236 608 C2 da a conocer un recubrimiento resistente al calor de una camisa de cilindro compuesta por dióxido de zirconio con una adición del 5% de titanio como aglutinantes para reducir la conductividad térmica del recubrimiento resistente al calor.

El documento EP 1 504 833 A1 da a conocer una camisa de cilindro que tiene una superficie circunferencial externa alrededor de la que va a someterse a fundición otro metal. La camisa de cilindro también tiene una pluralidad de salientes dispuestos sobre la superficie circunferencial externa y que tiene muescas sustancialmente cónicas o cuellos respectivos que se extienden progresivamente hacia fuera desde la superficie circunferencial externa.

El documento US 6.286.583 B1 da a conocer un método para fabricar una camisa de cilindro mediante un tratamiento de superficie especial que logra una mejor unión de materiales sobre la camisa en el cárter. La pieza en bruto de camisa de cilindro tiene una rugosidad de 30 a 60 !m en su parte exterior, en forma de acumulaciones de material o costras de material sobresaliente de tipo pirámide o de tipo lanceta. Para obtener esta rugosidad, se trata la superficie con chorros de partículas que se rompen de modo que tengan bordes afilados y consisten en un material duro quebradizo.

El documento DE 100 02 440 A1 da a conocer una camisa de cilindro para someterse a fundición en un bloque de cilindros de metal ligero, comprendiendo la camisa de cilindro una capa de adhesión que comprende una aleación de níquel-aluminio del 80 al 95% en peso de níquel y del 5 al 20% en peso de aluminio o una aleación de níqueltitanio.

El documento US 5.537.969 da a conocer un bloque de cilindros que se produce sometiendo una superficie externa de la sección de camisa de cilindro de hierro de fundición a un tratamiento con chorro de granalla, formándose una primera capa intermedia de material a base de aluminio que contiene Si, Cu y similares sobre la sección de cilindros, e insertando la sección de camisa de cilindro de una manera por fundición dentro de un cuerpo de cilindro de aleación de aluminio. Se forma una segunda capa intermedia de un material a base de Ni-Al bajo la primera capa intermedia en una parte de la sección de camisa de cilindro insertada de una manera por fundición dentro del cuerpo de cilindro, mediante lo cual puede potenciarse adicionalmente la adhesión.

El documento FR 1 157 842 A da a conocer un método de formación de un arco eléctrico con una densidad de corriente elevada entre el extremo de un electrodo consumible de alambre y un contraelectrodo dispuesto de manera excéntrica en comparación con el eje del electrodo consumible de alambre. Se mantiene el arco en una atmósfera de un gas inerte esencialmente monoatómico. Cuando se funde el extremo del electrodo consumible de alambre, el metal fundido se proyecta axialmente con una fuerza y velocidad considerables del extremo del electrodo más allá del contraelectrodo mientras que se separa con una corriente de gotas finas. Esta corriente puede dirigirse contra una superficie con la que se adhieren las gotitas de metal antes de solidificarse para formar el recubrimiento. Debido a que la superficie que va a cubrirse no forma parte del circuito eléctrico, no ha de ser conductora necesariamente.

El documento EP 1 277 539 A1 da a conocer una varilla de alambre para formar metal fundido excelente tanto en la uniformidad de alimentación de varilla como en la estabilidad del arco. La varilla de alambre se compone de metal de Ti y tiene en la parte superficial incluyendo la superficie de la misma, una capa enriquecida en oxígeno que tiene una concentración de oxígeno mayor que la que hay en una parte interna. La razón Tw/Dw del grosor Tw de la capa enriquecida en oxígeno y el diámetro Dw de la varilla de alambre se ajusta dentro de un intervalo de desde 1 x 10-3 hasta 1 x 10-1, y la concentración de oxígeno promedio de la capa enriquecida en oxígeno se ajusta al 1% en peso o superior. El diámetro Dw del alambre está en el intervalo de 1 mm a 1, 6 mm.

Descripción de la invención

Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención proporcionar una camisa de cilindro y un método para fabricar la misma que suprime las disminuciones excesivas en la temperatura de un cilindro.

Para lograr los objetivos anteriores y según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una camisa de cilindro para fundición por inserción usada en un bloque de cilindros. Esta camisa de cilindro incluye una superficie circunferencial externa sobre la que se forma una película. Esta película funciona para formar separaciones entre el bloque de cilindros y la camisa de cilindro y tiene una conductividad térmica menor que la de al menos uno del bloque de cilindros y la camisa de cilindro. El bloque de cilindros tiene una pluralidad de calibres de cilindro y la camisa de cilindro está ubicada en cada uno de los calibres de cilindro y se forma la película sobre la superficie circunferencial externa excepto por secciones que están enfrentadas a los calibres de cilindro adyacentes.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una camisa de cilindro para fundición por inserción usada en un bloque de cilindros. Esta camisa de cilindro incluye una superficie circunferencial externa sobre la que se forma una película. Esta película funciona para reducir la adhesión de la camisa de cilindro al bloque de cilindros.

Según un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona una camisa de cilindro para fundición por inserción usada en un bloque de cilindros. Esta camisa de cilindro incluye una superficie circunferencial externa sobre la que se forma una película. Esta película está compuesta por un agente de desmoldeo para fundición a presión.

Según un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona una camisa de cilindro para fundición por inserción usada en un bloque de cilindros. Esta camisa... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Bloque (11) de cilindros que contiene una camisa (2) de cilindro para fundición por inserción, mediante el cual la camisa (2) de cilindro comprende una superficie circunferencial externa sobre la que se forma una película, teniendo la película (5) una conductividad térmica menor que la de al menos uno del bloque (11) de cilindros y la camisa (2) de cilindro, el bloque (11) de cilindros tiene una pluralidad de calibres de cilindro y estando ubicada la camisa de cilindro en cada uno de los calibres de cilindro, caracterizado porque la película (5) se forma en la superficie (22) circunferencial externa excepto por secciones que están enfrentadas a los calibres de cilindro adyacentes.

2. Bloque (11) de cilindros según la reivindicación 1, caracterizado porque la película (5) está compuesta por una capa pulverizada de un material cerámico.

3. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que la película se extiende desde una parte central hasta un extremo inferior de la camisa de cilindro con respecto a una dirección axial de la camisa de cilindro y en el que el extremo (24) inferior está ubicado en una parte opuesta a una cámara de combustión de un motor (1) .

4. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la película se extiende desde un extremo superior hasta un extremo inferior de la camisa de cilindro con respecto a una dirección axial de la camisa de cilindro y en el que el extremo (23) superior es un extremo de la camisa de cilindro que está ubicado en una cámara (2) de combustión en el motor y el extremo (24) inferior está ubicado en una parte opuesta a una cámara de combustión de un motor (1) .

5. Bloque (11) de cilindros según las reivindicaciones 3 ó 4, en el que el grosor de la película (5) aumenta a medida que se acerca al extremo (24) inferior de la camisa (2) de cilindro a lo largo de la dirección axial de la camisa (2) de cilindro y en el que el extremo (24) inferior está ubicado en una parte opuesta a una cámara de combustión de un motor (1) .

6. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la superficie circunferencial externa tiene una pluralidad de salientes que tienen cada uno una forma estrechada.

7. Bloque (11) de cilindros según la reivindicación 6, en el que el número de los salientes (3) es de 5 a 60 por 1 cm2 de la superficie (22) circunferencial externa de la camisa (2) de cilindro.

8. Bloque (11) de cilindros según la reivindicación 6 ó 7, en el que la altura de cada saliente (3) es de 0, 5 a 1, 0 mm.

9. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque, en un diagrama de contorno de la superficie (22) circunferencial externa de la camisa (2) de cilindro obtenido mediante un dispositivo de medición láser tridimensional, la razón del área total de regiones rodeadas cada una por una línea de contorno que representa una altura de 0, 4 mm con respecto al área de la totalidad del diagrama de contorno es igual a o mayor que el 10%.

10. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que en un diagrama de contorno de la superficie (22) circunferencial externa de la camisa (2) de cilindro obtenido mediante un dispositivo de medición láser tridimensional, la razón del área total de regiones rodeadas cada una por una línea de contorno que representa una altura de 0, 2 mm con respecto al área de la totalidad del diagrama de contorno es igual a o menor que el 55%.

11. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que en un diagrama de contorno de la superficie (22) circunferencial externa de la camisa (2) de cilindro obtenido mediante un dispositivo de medición láser tridimensional, la razón del área total de regiones rodeadas cada una por una línea de contorno que representa una altura de 0, 4 mm con respecto al área de la totalidad del diagrama de contorno es del 10% al 50%.

12. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en el que en un diagrama de contorno de la superficie (22) circunferencial externa de la camisa (2) de cilindro obtenido mediante un dispositivo de medición láser tridimensional, la razón del área total de regiones rodeadas cada una por una línea de contorno que representa una altura de 0, 2 mm con respecto al área de la totalidad del diagrama de contorno es del 20% al 55%.

13. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en el que en un diagrama de contorno de la superficie (22) circunferencial externa de la camisa (2) de cilindro obtenido mediante un

dispositivo de medición láser tridimensional, el área de cada región rodeada por una línea de contorno que representa una altura de 0, 4 mm es de 0, 2 a 3, 0 mm2.

14. Bloque (11) de cilindros según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, en el que una sección transversal de cada saliente (3) por un plano que contiene la línea de contorno que representa una altura de 0, 4 mm desde el extremo proximal del saliente es independiente de las secciones transversales de los otros salientes (3) por el mismo plano.

15. Método para fabricar una camisa de cilindro para fundición por inserción usada en un bloque de cilindros mediante

producir la camisa de cilindro mediante fundición por centrifugación pulverizando un lavado (63) de molde con una pluralidad de burbujas sobre una superficie circunferencial interna de un molde (65) que forma una capa (64) de lavado de molde; y proporcionar un tensioactivo (62) que actúa sobre las burbujas y que forma rebajes (64B) en la superficie circunferencial interna de la capa (64) de lavado de molde; y someter a fundición por colada hierro en el molde (65) , lo que forma salientes (3) sobre una superficie (22) circunferencial externa de la camisa de cilindro; y retirar la capa (64) de lavado de molde de la superficie (22) circunferencial externa de la camisa de cilindro; y formar una película (5) sobre una superficie (22) circunferencial externa de la camisa (2) de cilindro excepto por secciones que están enfrentadas adyacentes a calibres de cilindro mediante pulverización.


 

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