JPH0681927B2 - エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 - Google Patents
エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法Info
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- JPH0681927B2 JPH0681927B2 JP27404085A JP27404085A JPH0681927B2 JP H0681927 B2 JPH0681927 B2 JP H0681927B2 JP 27404085 A JP27404085 A JP 27404085A JP 27404085 A JP27404085 A JP 27404085A JP H0681927 B2 JPH0681927 B2 JP H0681927B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
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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
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
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- F02F2007/009—Hypereutectic aluminum, e.g. aluminum alloys with high SI content
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの通却通路に、燃焼室の過冷却を防
止するための断熱層を形成する方法に関する。
止するための断熱層を形成する方法に関する。
（従来の技術） 近年、エンジン本体の軽量化を目的として、燃焼室を構
成する部材、例えば、レシプロエンジンではシリンダブ
ロック、ロータリエンジンではサイドハウジングをAl合
金等の軽合金製としたものが提供されている。
成する部材、例えば、レシプロエンジンではシリンダブ
ロック、ロータリエンジンではサイドハウジングをAl合
金等の軽合金製としたものが提供されている。
このようなエンジンでは、燃焼室の熱が冷却通路に逃げ
るのを防ぐため、一般に、シリンダブロック等の摺動面
に、セラミック溶射により断熱層を形成している。しか
しながら、摺動面は高温にさらされるため、軽合金より
なる素地と断熱層の熱膨張差が原因となる断熱層の剥離
や変形がしばしば生じる。
るのを防ぐため、一般に、シリンダブロック等の摺動面
に、セラミック溶射により断熱層を形成している。しか
しながら、摺動面は高温にさらされるため、軽合金より
なる素地と断熱層の熱膨張差が原因となる断熱層の剥離
や変形がしばしば生じる。
そこで、冷却通路の壁に、各種の断熱層を設けることが
考えられる。しかしながら、従来の断熱層の形成方法に
よれば、断熱層の被覆厚さだけで断熱層の断熱性能を調
整していたため、厚さの管理が難しく要求される冷却性
を実現することが困難であり、燃焼室の壁温を適温に上
昇させることができず、却ってエンジンの性能（出力、
燃費）を劣化させるという問題点があった。
考えられる。しかしながら、従来の断熱層の形成方法に
よれば、断熱層の被覆厚さだけで断熱層の断熱性能を調
整していたため、厚さの管理が難しく要求される冷却性
を実現することが困難であり、燃焼室の壁温を適温に上
昇させることができず、却ってエンジンの性能（出力、
燃費）を劣化させるという問題点があった。
（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであっ
て、耐熱樹脂と金属粒子で断熱層を構成するようにし
て、エンジンの冷却通路に要求される冷却性を実現でき
る断熱層を形成する方法を提供することを目的とする。
て、耐熱樹脂と金属粒子で断熱層を構成するようにし
て、エンジンの冷却通路に要求される冷却性を実現でき
る断熱層を形成する方法を提供することを目的とする。
（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明によるエンジンの冷
却通路に断熱層を形成する方法の構成は、耐熱樹脂に溶
剤および要求される冷却性に対応させて設定された所定
量の金属粒子を添加した混合液を冷却通路に注入し、次
にエンジン本体を旋回もしくは傾動させて上記混合液を
冷却通路の壁に被覆し、次に焼成して該冷却通路の壁に
上記金属粒子を含有した耐熱樹脂からなる断熱層を形成
することを特徴としている。
却通路に断熱層を形成する方法の構成は、耐熱樹脂に溶
剤および要求される冷却性に対応させて設定された所定
量の金属粒子を添加した混合液を冷却通路に注入し、次
にエンジン本体を旋回もしくは傾動させて上記混合液を
冷却通路の壁に被覆し、次に焼成して該冷却通路の壁に
上記金属粒子を含有した耐熱樹脂からなる断熱層を形成
することを特徴としている。
（実施例） まず、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図に示すように、本実施例は、レシプロエンジンの
本体１の燃焼室２を構成するAl合金製のシリンダブロッ
ク３、シリンダヘッド４の冷却通路５に、本発明法を適
用した例である。
本体１の燃焼室２を構成するAl合金製のシリンダブロッ
ク３、シリンダヘッド４の冷却通路５に、本発明法を適
用した例である。
第２図は詳しく示されるように、冷却通路５の壁には、
鱗片状のAl粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層６
が形成されている。
鱗片状のAl粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層６
が形成されている。
上記断熱層６は、次のような手順で製造される。
まず、冷却通路５の壁と同等の厚さおよび材質の試験壁
に、鱗片状のAl粉の含有量を変化させたエポキシ樹脂層
を被覆し、次いで、例えば後述するような試験方法（第
４図、第５図参照）で実エンジンと同一条件で冷却媒体
を流して、Al粉の含有量の変化と試験壁の断熱性との関
係を求め、該関係に基づいて実エンジンにおける冷却通
路５の壁に要求される冷却性に対応したAl粉の含有量を
設定する。
に、鱗片状のAl粉の含有量を変化させたエポキシ樹脂層
を被覆し、次いで、例えば後述するような試験方法（第
４図、第５図参照）で実エンジンと同一条件で冷却媒体
を流して、Al粉の含有量の変化と試験壁の断熱性との関
係を求め、該関係に基づいて実エンジンにおける冷却通
路５の壁に要求される冷却性に対応したAl粉の含有量を
設定する。
次に、エポキシ樹脂に、溶剤および上記設定された量の
鱗片状のAl粉を添加した混合液を作り、該混合液を冷却
通路５に注入した後、エンジン本体１を旋回もしくは傾
動させて混合液を冷却通路５の壁に被覆して、被覆層を
設ける。被覆層の厚みの調整は、冷却通路５への混合液
の流し込み、抜き、乾燥を繰り返して行う。
鱗片状のAl粉を添加した混合液を作り、該混合液を冷却
通路５に注入した後、エンジン本体１を旋回もしくは傾
動させて混合液を冷却通路５の壁に被覆して、被覆層を
設ける。被覆層の厚みの調整は、冷却通路５への混合液
の流し込み、抜き、乾燥を繰り返して行う。
最後に、該被覆層を焼成し、溶剤を除いて、鱗片状のAl
粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層６を完成させ
る。
粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層６を完成させ
る。
本発明法で用いる耐熱樹脂としては、熱硬化性の樹脂、
特に、耐熱性に優れた本実施例のようなエポキシ系樹脂
や、シリコン系樹脂が好ましい。
特に、耐熱性に優れた本実施例のようなエポキシ系樹脂
や、シリコン系樹脂が好ましい。
また、断熱層に含ませる金属粒子としては、伝熱性のあ
る金属粒子であればよく、本実施例Al粉の他に、Cu粉を
用いてもよい。断熱層に金属粒子を含ませるのは、 （ｉ）耐熱樹脂のみでは熱伝達率が低すぎて断熱性能が
良すぎ、その結果、被覆厚さの僅かの違いによって断熱
層の断熱性能が大きく変化するので、燃焼室の壁温を適
温まで上昇させるコントロールが難しい。
る金属粒子であればよく、本実施例Al粉の他に、Cu粉を
用いてもよい。断熱層に金属粒子を含ませるのは、 （ｉ）耐熱樹脂のみでは熱伝達率が低すぎて断熱性能が
良すぎ、その結果、被覆厚さの僅かの違いによって断熱
層の断熱性能が大きく変化するので、燃焼室の壁温を適
温まで上昇させるコントロールが難しい。
（ii）耐熱樹脂のみでは断熱層の耐熱性が不十分である （iii）耐熱樹脂のみでは、軽合金よりなる素地に対す
る断熱層の密着性が悪い 等の問題点を解消するためである。
る断熱層の密着性が悪い 等の問題点を解消するためである。
断熱層に含まれる金属粒子の割合は、30〜80重量％であ
ることが好ましい。その理由は、30％を下回ると、依然
として断熱層の断熱性能が良すぎて燃焼室の壁温のコン
トロールが難しいからであり、また、80％を上回ると、
耐熱樹脂のバインダー効果が著しく低下し、断熱層の密
着性が悪化するからである。第３図は、一例として、Al
粉含有率と伝熱性との関係を実線Ａで、断熱性との関係
を実線Ｂで、密着性との関係を実線Ｃで示したものであ
る。
ることが好ましい。その理由は、30％を下回ると、依然
として断熱層の断熱性能が良すぎて燃焼室の壁温のコン
トロールが難しいからであり、また、80％を上回ると、
耐熱樹脂のバインダー効果が著しく低下し、断熱層の密
着性が悪化するからである。第３図は、一例として、Al
粉含有率と伝熱性との関係を実線Ａで、断熱性との関係
を実線Ｂで、密着性との関係を実線Ｃで示したものであ
る。
断熱層に含まれる金属粒子が鱗片状であると、燃焼室の
温度上昇に伴って、鱗片状の粒子が熱膨張および熱変形
によってお互いに接触し、断熱層が伝熱性を帯びてくる
ので、燃焼室の過熱を防止することができる。したがっ
て、ロータリエンジンにおけるサイドハウジングの高温
側の冷却通路に設ける断熱層には、鱗片状の金属粒子を
含ませると好都合である。
温度上昇に伴って、鱗片状の粒子が熱膨張および熱変形
によってお互いに接触し、断熱層が伝熱性を帯びてくる
ので、燃焼室の過熱を防止することができる。したがっ
て、ロータリエンジンにおけるサイドハウジングの高温
側の冷却通路に設ける断熱層には、鱗片状の金属粒子を
含ませると好都合である。
また、鱗片状の金属粒子は断熱層の長手方向に沿って配
向するので、断熱層と素地の密着性が良く、熱衝撃によ
るクラックの発生防止の点でも有利である（第２図参
照）。
向するので、断熱層と素地の密着性が良く、熱衝撃によ
るクラックの発生防止の点でも有利である（第２図参
照）。
冷却通路に断熱層を設けることは、該通路の防錆効果も
もたらす。
もたらす。
なお、本発明法は、上記のシリンダブロック、シリンダ
ヘッド、サイドハウジングの冷却通路の他に、ロータハ
ウジングの冷却通路、ロータのオイル冷却通路にも適用
可能である。
ヘッド、サイドハウジングの冷却通路の他に、ロータハ
ウジングの冷却通路、ロータのオイル冷却通路にも適用
可能である。
次に、本発明法をより具体的に実施して行った試験につ
いて説明する。
いて説明する。
〈リグテスト〉 まず、発明者は、下記第１表に示す組成の混合液を作っ
た。
た。
ここで、上記混合液中の溶剤は断熱層に残らないから、
結局、断熱層に占める鱗片状Al粉の割合は60重量％とな
る。
結局、断熱層に占める鱗片状Al粉の割合は60重量％とな
る。
次に、Al合金（材質AC4A）の基板10の一面に、上記混合
液を色々な厚さに被覆した後、180℃×30分で焼成して
厚さの異なる断熱層11を具備する試験片12を作製した
（第４図参照）。試験片12の全体の厚みｔは、いずれも
6mmである。
液を色々な厚さに被覆した後、180℃×30分で焼成して
厚さの異なる断熱層11を具備する試験片12を作製した
（第４図参照）。試験片12の全体の厚みｔは、いずれも
6mmである。
上述のようにして得られた試験片12について行ったリグ
テスト用の試験装置13は、第５図に示す通り、断熱層11
の露出面は冷却水通路14を流れる水によって冷却される
一方、基板10の表面は、バーナー15によって加熱される
ように構成されている。なお、基板10には温度測定用の
熱電対（図示省略）が加熱面から0.5mm、1.5mm、5mmの
深さに埋設されている。
テスト用の試験装置13は、第５図に示す通り、断熱層11
の露出面は冷却水通路14を流れる水によって冷却される
一方、基板10の表面は、バーナー15によって加熱される
ように構成されている。なお、基板10には温度測定用の
熱電対（図示省略）が加熱面から0.5mm、1.5mm、5mmの
深さに埋設されている。
このような試験装置13を用いて、バーナー15による950
〜1000℃の火炎で試験片12を加熱すると同時に冷却水も
流して実際の燃焼室と同様の環境を作り、基板10の温度
を測定することによりリグテストを行った。結果は第６
図に示す。実線D,E,F,Gはそれぞれ断熱層の厚みが0,10,
50,100μである試験片12について得られた結果である。
破線Ｈは、断熱層なしの合金鋳鉄製の基板について得ら
れた結果である。
〜1000℃の火炎で試験片12を加熱すると同時に冷却水も
流して実際の燃焼室と同様の環境を作り、基板10の温度
を測定することによりリグテストを行った。結果は第６
図に示す。実線D,E,F,Gはそれぞれ断熱層の厚みが0,10,
50,100μである試験片12について得られた結果である。
破線Ｈは、断熱層なしの合金鋳鉄製の基板について得ら
れた結果である。
第６図より、断熱層の厚さに応じて種々の断熱性能が得
られることがわかる。
られることがわかる。
特に、厚さが50μ以上である場合、加熱面の温度を合金
鋳鉄並の高温にコントロールできることがわかる。
鋳鉄並の高温にコントロールできることがわかる。
なお、前述した、試験壁により実エンジンにおける冷却
通路の壁に要求される冷却性を求める試験も、試験装置
13を用いて同様に行うことができる。
通路の壁に要求される冷却性を求める試験も、試験装置
13を用いて同様に行うことができる。
〈ベンチテスト〉 発明者は、上記第１表の混合液を用いて、Al合金製（材
質AC4A）のレシプロエンジンの冷却通路に厚さ100μの
断熱層を形成し、出力対壁温、回転数対燃焼室の平均有
効圧の関係を調べた。試験結果は第７図の破線Ｉ、第８
図の破線Ｌに示す。ここで、壁温とは、ピストンの上死
点直上の燃焼室（シリンダヘッド）の表面より1.5mm下
の部分の温度をいう。
質AC4A）のレシプロエンジンの冷却通路に厚さ100μの
断熱層を形成し、出力対壁温、回転数対燃焼室の平均有
効圧の関係を調べた。試験結果は第７図の破線Ｉ、第８
図の破線Ｌに示す。ここで、壁温とは、ピストンの上死
点直上の燃焼室（シリンダヘッド）の表面より1.5mm下
の部分の温度をいう。
同様の関係を、冷却通路に断熱層を設けなかったAl合金
製（材質AC4A）のレシプロエンジンについて調べた試験
結果は、第７図の破線Ｊ、第８図の破線Ｍに示す。同様
の関係を、冷却通路に断熱層を設けなかった合金鋳鉄製
のレシプロエンジンについて調べた試験結果は、第７図
の実線Ｋ、第８図の実線Ｎに示す。
製（材質AC4A）のレシプロエンジンについて調べた試験
結果は、第７図の破線Ｊ、第８図の破線Ｍに示す。同様
の関係を、冷却通路に断熱層を設けなかった合金鋳鉄製
のレシプロエンジンについて調べた試験結果は、第７図
の実線Ｋ、第８図の実線Ｎに示す。
第７図および第８図より、厚さ100μ、鱗片状Alの割合
が60％の断熱層を冷却通路に設けると、Al合金製のエン
ジンであっても、合金鋳鉄製のエンジン並に、燃焼室の
壁温を高温にコントロールすることができ、したがっ
て、エンジンの性能を劣化させないことがわかる。
が60％の断熱層を冷却通路に設けると、Al合金製のエン
ジンであっても、合金鋳鉄製のエンジン並に、燃焼室の
壁温を高温にコントロールすることができ、したがっ
て、エンジンの性能を劣化させないことがわかる。
（発明の効果） 以上のように、本発明の方法によれば、耐熱樹脂と金属
粒子で断熱層を構成するようにしたので、要求される冷
却性を実現して燃焼室の壁温を適温にコントロールする
ことができ、エンジンの性能を劣化させることがないと
いう優れた効果が得られ、さらに中空部形状である冷却
通路内壁に所定の断熱性を有する断熱層を容易に形成す
ることができる。
粒子で断熱層を構成するようにしたので、要求される冷
却性を実現して燃焼室の壁温を適温にコントロールする
ことができ、エンジンの性能を劣化させることがないと
いう優れた効果が得られ、さらに中空部形状である冷却
通路内壁に所定の断熱性を有する断熱層を容易に形成す
ることができる。
第１図は本発明法により断熱層を形成したレシプロエン
ジンの冷却通路を示す断面図、第２図は同冷却通路の拡
大断面図、第３図はAl粉含有率と断熱層の諸特性の関係
を示す図、第４図はリグテストの試験状態を示す断面
図、第５図は同テストの試験片を示す斜視図、第６図は
同テストの試験結果を示す特性図、第７図および第８図
はベンチテストの試験結果を示す特性図である。 １……エンジン本体、５……冷却通路、６……断熱層、
11……断熱層、14……冷却水通路。
ジンの冷却通路を示す断面図、第２図は同冷却通路の拡
大断面図、第３図はAl粉含有率と断熱層の諸特性の関係
を示す図、第４図はリグテストの試験状態を示す断面
図、第５図は同テストの試験片を示す斜視図、第６図は
同テストの試験結果を示す特性図、第７図および第８図
はベンチテストの試験結果を示す特性図である。 １……エンジン本体、５……冷却通路、６……断熱層、
11……断熱層、14……冷却水通路。
Claims (1)
- 【請求項１】耐熱樹脂に溶剤および要求される冷却性に
対応させて設定された所定量の金属粒子を添加した混合
液を冷却通路に注入し、次にエンジン本体を旋回もしく
は傾動させて上記混合液を冷却通路の壁に被覆し、次に
焼成して該冷却通路の壁に上記金属粒子を含有した耐熱
樹脂からなる断熱層を形成することにより、エンジンの
冷却通路に断熱層を形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27404085A JPH0681927B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27404085A JPH0681927B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62131954A JPS62131954A (ja) | 1987-06-15 |
| JPH0681927B2 true JPH0681927B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17536125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27404085A Expired - Lifetime JPH0681927B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681927B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257218A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | シリンダブロック、ならびにシリンダブロックの製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2646810B2 (ja) * | 1990-07-12 | 1997-08-27 | 日産自動車株式会社 | バンパフェイシアの取付構造 |
| JP5556131B2 (ja) * | 2009-01-27 | 2014-07-23 | 株式会社ニコン | 光学装置 |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP27404085A patent/JPH0681927B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257218A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | シリンダブロック、ならびにシリンダブロックの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62131954A (ja) | 1987-06-15 |
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