发动机以及具备该发动机的发动机作业机 |
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| 申请号 | CN201480045095.7 | 申请日 | 2014-07-25 | 公开(公告)号 | CN105492748A | 公开(公告)日 | 2016-04-13 |
| 申请人 | 日立工机株式会社; | 发明人 | 安富俊德; 鹤田国之; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种维持 发动机 的耐久性并且具有由轻型化方面优越的镁 合金 构成的缸的发动机作业机。发动机作业机具有：具有在缸膛(23)组装有 活塞 (15)的缸(16)的发动机；以及被发动机驱动的作业工具。缸(16)由镁合金构成。在缸膛(23)或者在包含缸膛(23)和缸(16)的外表面的缸整体形成 镀 镍皮膜或者镀 铜 皮膜。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种发动机，具有在缸膛组装有活塞的缸，上述发动机的特征在于，上述缸由镁合金形成，在上述缸膛或者在包含上述缸膛和上述缸的外表面的缸整体或者一部分形成镀镍皮膜或者镀铜皮膜。 |
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| 说明书全文 | 发动机以及具备该发动机的发动机作业机技术领域背景技术[0002] 通过发动机驱动作业工具的便携作业用的发动机作业机中存在电锯、割草机、鼓风机等。电锯用于将链形锯齿的锯链作为作业工具而对木材等作业对象物进行切断。割草机在操作杆的前端具备作为作业工具的割刀，主要用于割草。鼓风机具备作为作业工具的风扇，用于通过送风来吹散路面的落叶、尘垢等。 [0003] 电锯、割草机所代表的手持式的发动机作业机中的大部分不仅要求发动机的高输出化以及小型化，也要求轻型化，因此作为发动机的缸，采用铝合金。为了使发动机进一步轻型化，考虑采用比重比铝合金小的镁合金作为缸的材料。 [0004] 然而，以镁合金为材料的缸不耐氧化，且若温度达到200～300℃，则强度降低，因此作为发动机作业机的动力源而被使用的发动机的缸使用镁合金存在无法充分地获得发动机的耐久性、耐磨损性等的课题。 [0005] 在专利文献1记载有作为缸的材料，局部使用镁合金的发动机缸体。该发动机缸体具有由镁合金构成的缸体主体、由铝合金、铸铁等构成的缸衬套，将缸衬套浇铸于缸体主体内。在该发动机缸体中，为了防止因缸铸铁与镁合金的接触而产生的电蚀，而使在缸衬套与缸体主体之间夹有电绝缘层。 [0006] 现有技术文献 [0007] 专利文献 [0008] 专利文献1：日本特开2002-205158号公报 发明内容[0009] 发明所要解决的课题 [0010] 然而，若在缸体主体浇铸有由铝合金、钢材等构成的缸衬套，则存在不仅发动机缸体的制造成本提高，也无法充分地获得轻型化的效果的课题。特别地，电锯等手持式的发动机作业机由于由作业人员手持进行作业，因此为了提高发动机作业机的作业性，必须使发动机轻型化。 [0011] 本发明的目的在于提供一种维持发动机的耐久性，并且具有由轻型化方面优越的镁合金构成的缸的发动机作业机。 [0012] 用于解决课题的方法 [0013] 本发明的发动机为具有在缸膛组装有活塞的缸的发动机，上述缸由镁合金构成，在上述缸膛或者包含上述缸膛和上述缸的外表面的缸整体或者一部分形成镀镍皮膜或者镀铜皮膜。发动机作业机具有发动机和被该发动机驱动的作业工具。 [0014] 发明的效果 [0015] 该发动机的缸由比铝合金轻的镁合金构成，因此能够包含缸并容易地实现发动机作业机的轻型化。对于由镁合金构成的缸而言，若缸温度达到200～300℃，则无法避免强度降低，但在缸膛或者缸整体实施镀镍皮膜，从而能够提高缸强度并提高缸的耐久性。若在缸膛实施镀镍皮膜作为第一层，在镀镍皮膜表面实施镀铬皮膜作为第二层，则也能够提高缸膛的耐磨损性。附图说明 [0016] 图1是表示作为发动机作业机的一个例子的电锯的主视图。 [0017] 图2是表示组装于发动机作业机的发动机的一部分的剖视图。 [0018] 图3是表示图2的A部的放大剖视图。 [0019] 图4是表示图2的B部的放大剖视图。 具体实施方式[0020] 以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。如图1所示，作为发动机作业机的电锯10具有作业机主体11。在作业机主体11的前端部安装有导板12，在导板12挂绕有锯链13。在作业机主体11设置有作为动力源的未图示的发动机和被发动机的曲轴旋转驱动的链轮。挂绕于导板12的锯链13也挂绕于链轮。即，锯链13遍布链轮与导板12地挂绕，若旋转驱动链轮，则锯链13沿着导板12的外周部转动。作业人员通过将转动的锯链13按压于树木等对象物，能够对对象物进行切断、切削。 [0021] 图2是表示组装于作为发动机作业机的电锯10的发动机14的一部分的剖视图。发动机14具有能够旋转自如装配于未图示的曲轴的曲轴箱和直线往复移动自如地组装有活塞15的缸16，由曲轴箱和缸16形成发动机主体。活塞15通过未图示的连杆而连结于曲轴，从而将活塞15的往复运动转换成曲轴的旋转运动。 [0022] 发动机14是二冲程的空冷发动机，在缸16上向外侧突出地设置有多个散热片21。在缸16经由设置有与吸气口连通的流路的隔热件而安装有气化器，通过隔热件防止缸16的热传递至气化器。省略隔热件以及气化器等的图示。向气化器供给被过滤器滤芯净化的外部空气和来自未图示的燃料箱的燃料，通过气化器而生成混合气，混合气从吸气口供给至发动机主体内。供给的混合气被火花塞22点火。与排气口连通地在缸16安装有消声器。 [0023] 图3是表示图2的A部的放大剖视图，图4是表示图2的B部的放大剖视图。 [0024] 如图2所示，在缸16设置有缸膛23，活塞15组装于缸膛23内。多个散热片21向外侧突出地设置于缸16。缸16以镁合金为材料通过铸造而被制造。由镁合金铸造的缸16通过机械加工，将缸膛23加工成预定的内径。旋转自如地支撑曲轴的曲轴箱也与缸16相同地由镁合金制造。 [0025] 镁合金的比重为铝合金的比重的2/3左右，与由铝合金制造缸16的情况相比，能够使缸16的重量轻型化。由此，能够实现电锯10的轻型化。若曲轴箱也由镁合金形成，则能够实现由缸16和曲轴箱构成的发动机14的轻型化。 [0026] 在包括含有缸膛23的缸16的内表面和设置有散热片21的缸16的外表面的缸16整体上通过镀镍处理而实施有镀镍皮膜。图3表示实施于缸膛23的部分的镀镍皮膜31，图4表示实施于散热片21的表面的镀镍皮膜41。此外，在图3以及图4中，夸张地表示了各个镀镍皮膜31、41的厚度。镀镍皮膜31、41通过无电解镀镍处理来实施。这种镀法与电镀不同，不是利用通电的电子，而是利用因电镀液所包含的还原剂的氧化而释放的电子，通过浸入液体中，从而在缸16析出金属镍皮膜的处理方法。 [0027] 镀镍皮膜31、41的厚度为10～20μm。若将镀镍皮膜的厚度设定在该范围，则能够不损坏缸16的散热性就使缸16的强度增加。若在由镁合金构成的缸16的整体实施镀镍皮膜，则不仅能够使缸16的强度增加，还能够防止镁合金的氧化，从而能够提高缸16的耐腐蚀性、耐磨损性。对于利用无电解镀镍而产生的皮膜而言，当将缸16的温度提高至200～300℃，进行烘烤处理，能够提高皮膜的强度。由此，能够补偿高温强度较低的镁合金的强度，从而提高缸16的耐久性。镀镍皮膜31、41的组成中，镍Ni为90～92％，磷P为8～10％。 [0028] 在组装电锯10后，若实质地驱动发动机14，则因燃烧气体而使缸16的温度成为200～300℃的温度，从而自动地在镀镍皮膜31、41实施烘烤处理。在该情况下，在进行发动机14的燃烧调整时，若驱动发动机10分钟左右，则根据燃烧曲线实现预定的烘烤硬度的70％。通过之后的发动机运转，能够完成剩余的30％固化。但是，在制造缸16的工序中，也可以通过对缸16进行热处理来进行烘烤处理。 [0029] 在通过无电解镀镍实施镀镍皮膜31、41前，预先在缸16实施由镀铜构成的前处理皮膜32、42。若这样地实施前处理皮膜32、42，则能够提高镀镍皮膜31、41与缸16的密合性。 [0030] 作为用于防止镁合金的氧化、维持缸16的强度并且提高其耐腐蚀性、耐磨损性的皮膜，除了镀镍皮膜之外，也可以在缸16的整体实施镀铜皮膜。该镀铜皮膜的厚度与镀镍皮膜31、41相同地为10～20μm。若将镀铜皮膜的厚度设定在该范围，则能够不损坏缸16的散热性就增加缸16的强度。 [0031] 缸膛23将与设置于活塞15的活塞环15a滑动接触，所以为了提高活塞环15a滑动的部分的耐磨损性，如图3所示，在镀镍皮膜31的表面实施镀铬皮膜33。这样，对于缸膛23的内周面而言，将镀镍皮膜31作为第一层，而在其表面层叠形成有作为第二层的镀铬皮膜33。为了提高缸膛23的耐磨损性，若对缸16直接实施镀铬皮膜，则缸16被铬酸腐蚀，因此无法在缸16的表面实施镀铬。与此相对，若在作为第一层而实施于缸16的镀镍皮膜31的表面层叠形成作为第二层的镀铬皮膜33，则能够在缸膛23的表面实施镀铬皮膜33，从而缸膛23的内周面成为镀铬覆膜。由此，能够提高由镁合金构成的缸16的耐久性与耐磨损性，从而能够实现由镁合金构成的缸16的实用化。作为缸16的内表面，存在在活塞环15a滑动的缸膛23以外安装火花塞22的缸顶部、与之相反侧的缸开口部的内表面。针对这些内表面，也可以实施镀铬皮膜33，若在内表面整体同时地实施镀铬皮膜，则能够提高处理效率。 [0033] 在图2所示的缸16中，在缸膛23的内表面如图3所示地使镀镍皮膜31与镀铬皮膜33层叠为层状。与此相对，在缸16的外表面如图4所示地实施镀镍皮膜41，而未实施镀铬皮膜33。但是，对缸16的整体即内表面与外表面的全部而言，也可以实施双层的电镀皮膜。作为该情况下的第二层的皮膜，如上所述，也可以形成镀铬皮膜、镀铁皮膜，或者镀镍硅硬质合金复合皮膜的任一种。 [0034] 曲轴箱也相同地由镁合金制造，通过在其整个表面实施镀镍皮膜或者镀铜皮膜，能够防止曲轴箱的氧化，进而能够提高曲轴箱的耐腐蚀性、耐磨损性。 [0035] 如上所述，镁合金的比重为铝合金的比重的约2/3，缸16若代替铝合金而由镁合金制造，则能够使缸16轻型化，从而能够容易地实现发动机作业机的轻型化。就镁合金而言，若发动机运转中的缸温度成为200～300℃，则无法避免缸强度降低、缸膛23磨损、氧化腐蚀。与此相对，若在缸膛23或者缸整体实施镀镍皮膜或者镀铜皮膜，则能够提高缸16的强度，从而能够提高缸16的耐久性。 [0036] 再有，若在镀镍皮膜的表面实施镀铬皮膜来形成双层构造的电镀皮膜，则也能够提高耐磨损性。因此，若在缸膛23实施镀镍皮膜31与镀铬皮膜33，则也能够提高供活塞环15a滑动接触的缸膛23的耐磨损性。 [0037] 电锯10等发动机作业机存在在使发动机14停止而使相对于作业对象物的作业暂时中断后，使发动机14再次起动而继续作业的情况。在使发动机14停止时，缸16处于高温，该高温经由隔热件传递至气化器。因此，在发动机停止时，残留于隔热件、气化器内的混合气被气化，从而存在若直至发动机再次起动的中断时间较短，则无法顺利地进行发动机再次起动的情况。 [0038] 与此相对，若使缸16由镁合金制造，则即使不从发动机停止时经过较长的时间，缸16的温度也被散热而在短时间内冷却。由此，与铝合金制的缸相比，在具有由镁合金构成的缸16的发动机中，从发动机停止时至再次起动不经过较长的时间，从而能够顺利地使发动机14再次起动。 [0039] 本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如，图1以及图2表示作为发动机作业机的电锯10，但就发动机作业机而言，若为作业人员手持进行作业的便携式的结构，则在割草机等其他的发动机作业机中也能够应用本发明。另外，图示的发动机14为空冷二冲程发动机，但四冲程发动机的缸也能够应用本发明。 [0040] 符号的说明 [0041] 10—电锯(发动机作业机)，11—作业机主体，12—导板，13—锯链，14—发动机，15—活塞，15a—活塞环，16—缸，21—散热片，22—火花塞，23—缸膛，31—镀镍皮膜，32—前处理皮膜，33—镀铬皮膜，41—镀镍皮膜，42—前处理皮膜。 |
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