JPH0621528B2 - 内燃機関用の被覆される弁 - Google Patents
内燃機関用の被覆される弁Info
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- JPH0621528B2 JPH0621528B2 JP63128569A JP12856988A JPH0621528B2 JP H0621528 B2 JPH0621528 B2 JP H0621528B2 JP 63128569 A JP63128569 A JP 63128569A JP 12856988 A JP12856988 A JP 12856988A JP H0621528 B2 JPH0621528 B2 JP H0621528B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-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
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
- F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、沈積物を防止する層を持つ内燃機関用の被覆
される弁に関する。
される弁に関する。
特にガソリン機関の入口弁では、弁の炭化が古くから知
られた問題である。ここで炭化とは、主として燃料の燃
焼及び分解の残留物により生ずる黒い硬質の沈積物を意
味する。
られた問題である。ここで炭化とは、主として燃料の燃
焼及び分解の残留物により生ずる黒い硬質の沈積物を意
味する。
大気汚染、高い出力及び少ない燃料消費率に対して数年
来高まる要求は、希薄な燃料−空気混合気で運転される
機関になつている。それにより無鉛燃料の使用と同様
に、一方では弁が容易に炭化し、他方では炭化が以前よ
り一層有害に認められるようになつた。
来高まる要求は、希薄な燃料−空気混合気で運転される
機関になつている。それにより無鉛燃料の使用と同様
に、一方では弁が容易に炭化し、他方では炭化が以前よ
り一層有害に認められるようになつた。
入口弁炭化の不利な影響は、冷間始動が悪く、特に暖機
段階における混合気吸入が悪く、燃料消費率が高まり、
それに伴う有害物質の排出、吸入空気の通過の乱れによ
り出力が低下し、機関の運転が静かでなくなることであ
る。更にコークス粒子が弁座表面を損傷して、弁に漏れ
を生ずる。
段階における混合気吸入が悪く、燃料消費率が高まり、
それに伴う有害物質の排出、吸入空気の通過の乱れによ
り出力が低下し、機関の運転が静かでなくなることであ
る。更にコークス粒子が弁座表面を損傷して、弁に漏れ
を生ずる。
入口弁の炭化を防止する試みは、まず燃料に添加物を混
合することであり、他方では沈積物を防止する層を弁に
設けることである。例えばドイツ連邦共和国特許出願公
開第3517914号明細書から、入口弁にポリテトラフルオ
ルエチレン層を設けることが公知である。しかしこのよ
うな層は実際には成功しなかつた。
合することであり、他方では沈積物を防止する層を弁に
設けることである。例えばドイツ連邦共和国特許出願公
開第3517914号明細書から、入口弁にポリテトラフルオ
ルエチレン層を設けることが公知である。しかしこのよ
うな層は実際には成功しなかつた。
本発明の課題は、沈積物の形成を長期間にわたつて確実
に防止するように、沈積物を防止する層を持つ内燃機関
用の被覆される弁を見出すことである。
に防止するように、沈積物を防止する層を持つ内燃機関
用の被覆される弁を見出すことである。
この課題を解決するため本発明によれば、層が少なくと
も90重量％のセリウム（４価）酸化物を含んでいる。
も90重量％のセリウム（４価）酸化物を含んでいる。
弁をセリウム（４価）酸化物で被覆すると、炭化が大幅
におこらないことがわかつた。
におこらないことがわかつた。
層は任意のやり方で弁に設けることができる。セリウム
（４価）酸化物のプラズマ吹付けにより形成するのがよ
い。なるべく40〜100μｍの粒度を持つセリウム（４
価）酸化物粉末は、TiO2，Cr2O3，V2O5，FeO等のような
他の酸化物を少量含むことができる。しかしセリウム
（４価）酸化物が層の有効成分なので、層ができるだけ
多くのセリウム（４価）酸化物、ただし少なくとも90重
量％のセリウム（４価）酸化物を含むようにする。設け
られるセリウム（４価）酸化物層の厚さは0.1ないし1.5
mmとする。0.15ないし0.4mmの層厚が特に好ましい。プ
ラズマ吹付けの際吹付けパラメータの設定は、設けられ
る層の機械的性質にとつて重要である。吹付け間隔の変
化により、層の品質が影響を受ける。小さい吹付け間隔
は主として軟らかい多孔質のセリウム（４価）酸化物層
を生ずる。大い吹付け間隔は、触媒作用しないが硬い固
体又は密な性質で大きい割合のCe2O3を生ずる。このCe2
O3の割合は、簡単な酸化処理例えば空気中で400℃にお
いて10ないし20分間加熱することにより、層の機械的性
質に影響を与えることなく、セリウム（４価）酸化物に
変換される。
（４価）酸化物のプラズマ吹付けにより形成するのがよ
い。なるべく40〜100μｍの粒度を持つセリウム（４
価）酸化物粉末は、TiO2，Cr2O3，V2O5，FeO等のような
他の酸化物を少量含むことができる。しかしセリウム
（４価）酸化物が層の有効成分なので、層ができるだけ
多くのセリウム（４価）酸化物、ただし少なくとも90重
量％のセリウム（４価）酸化物を含むようにする。設け
られるセリウム（４価）酸化物層の厚さは0.1ないし1.5
mmとする。0.15ないし0.4mmの層厚が特に好ましい。プ
ラズマ吹付けの際吹付けパラメータの設定は、設けられ
る層の機械的性質にとつて重要である。吹付け間隔の変
化により、層の品質が影響を受ける。小さい吹付け間隔
は主として軟らかい多孔質のセリウム（４価）酸化物層
を生ずる。大い吹付け間隔は、触媒作用しないが硬い固
体又は密な性質で大きい割合のCe2O3を生ずる。このCe2
O3の割合は、簡単な酸化処理例えば空気中で400℃にお
いて10ないし20分間加熱することにより、層の機械的性
質に影響を与えることなく、セリウム（４価）酸化物に
変換される。
セリウム（４価）酸化物の付着を改善するため、公知の
ようにセリウム（４価）層と弁材料との間に付着層を設
けることができる。このような付着層は火炎吹付け技術
又はプラズマ吹付け技術において普通であり、一般にニ
ツケル合金又は場合によつてはコバルト含有ニツケル−
クロム−アルミニウム合金の吹付けられる層から成つて
いる。この付着媒介層は通常0.05ないし0.1mmの層厚で
設けられる。
ようにセリウム（４価）層と弁材料との間に付着層を設
けることができる。このような付着層は火炎吹付け技術
又はプラズマ吹付け技術において普通であり、一般にニ
ツケル合金又は場合によつてはコバルト含有ニツケル−
クロム−アルミニウム合金の吹付けられる層から成つて
いる。この付着媒介層は通常0.05ないし0.1mmの層厚で
設けられる。
セリウム（４価）層は、座面及び案内面を除いて、弁全
体を覆うことができる。しかし沈積物により危険にさら
される表面区域のみにセリウム（４価）酸化物層を持つ
弁が好ましい。これは特に弁板の裏側部分及びこれに隣
接する弁棒の部分である。
体を覆うことができる。しかし沈積物により危険にさら
される表面区域のみにセリウム（４価）酸化物層を持つ
弁が好ましい。これは特に弁板の裏側部分及びこれに隣
接する弁棒の部分である。
図には被覆される弁が一部断面で示されている。弁板の
裏側部分及びこれに隣接する弁棒の部分にあるセリウム
（４価）酸化物層１が明らかに認められる。
裏側部分及びこれに隣接する弁棒の部分にあるセリウム
（４価）酸化物層１が明らかに認められる。
セリウム（４価）酸化物被覆の有効性は次の例により示
される。
される。
例 １ 1997cm３の行程体積、ε＝9.1の圧縮比、及び毎分5100
回転で90kWの出力を持つダイムラー−ベンツ社製の102
型４シリンダガソリン機関に、３つの被覆される入口弁
と１つの被覆されない入口弁とを設けた。被覆される入
口弁は、弁板の裏側部分とこれに隣接する弁棒の部分と
に、約96重量％がセリウム（４価）酸化物から成る1.3m
mの厚さの層を持つていた。
回転で90kWの出力を持つダイムラー−ベンツ社製の102
型４シリンダガソリン機関に、３つの被覆される入口弁
と１つの被覆されない入口弁とを設けた。被覆される入
口弁は、弁板の裏側部分とこれに隣接する弁棒の部分と
に、約96重量％がセリウム（４価）酸化物から成る1.3m
mの厚さの層を持つていた。
弁の炭化を少なくする特別な添加物を含まない無鉛スー
パー燃料で機関を運転した。通常の道路交通における4
0,000kmの走行後、被覆されない弁上には１ないし1.5mm
の厚さのコークス層が形成されていた。被覆される弁に
は沈積物がなかつた。
パー燃料で機関を運転した。通常の道路交通における4
0,000kmの走行後、被覆されない弁上には１ないし1.5mm
の厚さのコークス層が形成されていた。被覆される弁に
は沈積物がなかつた。
例 ２ 2692cm３の行程体積、ε＝9.2の圧縮比、及び毎分5700
回転で132kWの出力を持つダイムラー−ベンツ社の103型
６シリンダガソリン機関に、３つの被覆される入口弁
と、１つの一部被覆される入口弁と、被覆されない２つ
の入口弁とを設けた。被覆は、例１におけるように96重
量％がセリウム（４価）酸化物から成る0.3mmの厚さの
層から成つていた。機関を例１における機関と同じ燃料
で運転した。通常の道路交通における約25,000kmの走行
後、被覆されない弁上には約１mmの厚さのコークス沈積
物が認められ、被覆される弁には沈積物がなく、一部被
覆される弁は被覆される個所に沈積物を持たなかつた
が、被覆されない部分は約１mmの厚さのコークス層で被
覆されていた。
回転で132kWの出力を持つダイムラー−ベンツ社の103型
６シリンダガソリン機関に、３つの被覆される入口弁
と、１つの一部被覆される入口弁と、被覆されない２つ
の入口弁とを設けた。被覆は、例１におけるように96重
量％がセリウム（４価）酸化物から成る0.3mmの厚さの
層から成つていた。機関を例１における機関と同じ燃料
で運転した。通常の道路交通における約25,000kmの走行
後、被覆されない弁上には約１mmの厚さのコークス沈積
物が認められ、被覆される弁には沈積物がなく、一部被
覆される弁は被覆される個所に沈積物を持たなかつた
が、被覆されない部分は約１mmの厚さのコークス層で被
覆されていた。
図は本発明による弁の一部を断面で示す側面図である。 １……被覆層。
Claims (5)
- 【請求項１】沈積物を防止する層を持つ弁の層が少なく
とも90重量％のセリウム（４価）酸化物を含んでいるこ
とを特徴とする、内燃機関用の被覆される弁。 - 【請求項２】層が0.1ないし1.5mmの厚さであることを特
徴とする、請求項１に記載の被覆される弁。 - 【請求項３】層が0.15ないし0.4mmの厚さであることを
特徴とする、請求項２に記載の被覆される弁。 - 【請求項４】層が熱吹付けにより形成されていることを
特徴とする、請求項１ないし３の１に記載の被覆される
弁。 - 【請求項５】層が弁板の裏側部分及びこれに隣接する弁
棒の部分にあることを特徴とする、請求項１ないし３の
１つ又はそれ以上に記載の被覆される弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3719077.6 | 1987-06-06 | ||
| DE19873719077 DE3719077A1 (de) | 1987-06-06 | 1987-06-06 | Beschichtetes ventil fuer verbrennungsmotoren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63309706A JPS63309706A (ja) | 1988-12-16 |
| JPH0621528B2 true JPH0621528B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=6329245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63128569A Expired - Lifetime JPH0621528B2 (ja) | 1987-06-06 | 1988-05-27 | 内燃機関用の被覆される弁 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4811701A (ja) |
| JP (1) | JPH0621528B2 (ja) |
| DE (1) | DE3719077A1 (ja) |
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| JPH063225U (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | 有限会社磯部商店 | 急 須 |
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- 1987-06-06 DE DE19873719077 patent/DE3719077A1/de active Granted
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1988
- 1988-05-27 JP JP63128569A patent/JPH0621528B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-03 US US07/201,894 patent/US4811701A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH063225U (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | 有限会社磯部商店 | 急 須 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3719077A1 (de) | 1988-12-22 |
| US4811701A (en) | 1989-03-14 |
| JPS63309706A (ja) | 1988-12-16 |
| DE3719077C2 (ja) | 1989-12-28 |
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