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内燃機関超基礎講座 | シリンダーライナー:燃焼を漏らさず、摩耗せず、低抵抗にするための構造

  • 2021/02/15
  • Motor Fan illustrated編集部
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PSA・EB型シリンダーブロック(PHOTO:PSA)

アルミ合金シリンダーブロックでは耐久性の点でライナーが多用される。しかし、昨今ブロック剛性の確保という観点からライナーレスも増えてきた。生産の合理化と性能の追求の間で揺れ動く部品のひとつである。

元来シリンダーは鋳鉄製であり、鋳造したブロックをそのまま用いていた。しかし、アルミ合金製のシリンダーが登場すると、硬い鉄で作られたピストンリングの摺動に耐えられないため、同じ鉄を使ったライナーが用いられるようになる。鋳鉄ブロックのディーゼルエンジンでは、耐久性・耐食性の観点からライナーが使われる。

別体のライナーを冷却して縮めシリンダーに圧入する方法と、鋳造時にライナーごと鋳込む方法があり、現在は後者が主流。シリンダーとライナーの間に冷却水路を設けたウェットライナーと呼ぶ方式もあり、ボア径の変更に対処しやすい長所を持つが、シリンダーブロックの剛性は落ちるため、高出力エンジンには向かない。

マーレの例:鋳鉄構造のシリンダーライナー。ライナー外側はあえて鋳肌を粗くし、鋳込んだときにアルミ合金側に噛み込んで固定させるようにしている。各ライナーは独立せず接続している構造として、エンジン全長を抑えている。
日産のミラーボアコーティング。アルミシリンダーのボア内側に溶射しコーティングすることで摩耗を抑える手段。異素材を介さないため熱伝導性に優れる。また、コーティング内に多くのオイル溜まりを作れることからクロスハッチの高さを抑えることができ、結果フリクションを下げることができるのもメリットである。
ディンプルライナー構造。ライナー中間部に細かいディンプル(凹み)を設け、ピストンリングとの接触面積を減らすとともに油膜の剪断抵抗を下げられるというディーゼルエンジンでの試み。ストレスのかかる上死点および下死点付近は通常のクロスハッチ構造をとる

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