JPH07103816B2 - 燃焼室壁面を多孔質断熱材で被覆した内燃機関 - Google Patents
燃焼室壁面を多孔質断熱材で被覆した内燃機関Info
- Publication number
- JPH07103816B2 JPH07103816B2 JP59036264A JP3626484A JPH07103816B2 JP H07103816 B2 JPH07103816 B2 JP H07103816B2 JP 59036264 A JP59036264 A JP 59036264A JP 3626484 A JP3626484 A JP 3626484A JP H07103816 B2 JPH07103816 B2 JP H07103816B2
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- insulating material
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- combustion engine
- heat
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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
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- 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、内燃機関における燃焼室の断熱構造に関する
ものである。
ものである。
従来のエンジン等においては、熱効率を高めるため、シ
リンダーヘツド、ピストン、シリンダーライナー等にセ
ラミツク等の断熱材からなる断熱層を備えた断熱エンジ
ンが提案され、試作されている。
リンダーヘツド、ピストン、シリンダーライナー等にセ
ラミツク等の断熱材からなる断熱層を備えた断熱エンジ
ンが提案され、試作されている。
しかしながら、従来の断熱エンジンの考えは、膨張行程
において燃焼ガスの熱が逃げるのを阻止することを主眼
としており、従つて可成厚い断熱層を設けているため、
断熱層の熱容量が大となつてくる。そして断熱層の熱容
量が大きいと、膨張行程において断熱層に蓄熱された熱
が、吸気行程においてシリンダー内に吸入された空気を
加熱し、その熱膨張のため吸入空気量が減少するのでエ
ンジンの体積効率が低下し、燃費が悪化するという問題
がある。
において燃焼ガスの熱が逃げるのを阻止することを主眼
としており、従つて可成厚い断熱層を設けているため、
断熱層の熱容量が大となつてくる。そして断熱層の熱容
量が大きいと、膨張行程において断熱層に蓄熱された熱
が、吸気行程においてシリンダー内に吸入された空気を
加熱し、その熱膨張のため吸入空気量が減少するのでエ
ンジンの体積効率が低下し、燃費が悪化するという問題
がある。
本発明は、前記従来技術における問題点を解決し、断熱
効果を維持しながら体積効率の優れた内燃機関を提供す
ることを目的とする。
効果を維持しながら体積効率の優れた内燃機関を提供す
ることを目的とする。
本発明は、内燃機関のピストン上面、ヘツド下面、ライ
ナー等の燃焼壁面を気孔率80％以上の独立微細孔を有
し、かつ、厚さが0.1mm以下のち密な表面層を有する多
孔質断熱材で被覆した内燃機関である。
ナー等の燃焼壁面を気孔率80％以上の独立微細孔を有
し、かつ、厚さが0.1mm以下のち密な表面層を有する多
孔質断熱材で被覆した内燃機関である。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明者等は、前記従来技術の問題点を解決すべく鋭意
研究を行つていた所、気孔率80％以上の独立微細孔を有
し、かつ、厚さが0.1mm以下のち密な表面層を有する断
熱材は断熱性が高く、しかも熱容量が小さく、従つて熱
追従性が良好で、内燃機関の燃焼室壁面をこのような断
熱材で被覆することにより体積効率の優れた内燃機関を
得ることができることを見出だした。
研究を行つていた所、気孔率80％以上の独立微細孔を有
し、かつ、厚さが0.1mm以下のち密な表面層を有する断
熱材は断熱性が高く、しかも熱容量が小さく、従つて熱
追従性が良好で、内燃機関の燃焼室壁面をこのような断
熱材で被覆することにより体積効率の優れた内燃機関を
得ることができることを見出だした。
つぎに図面に基いて本発明を具体的に説明する。
第１図は本発明で使用する多数の独立微細孔を有する断
熱材の断面を示す概略図であつて、符号１は断熱材、２
は独立微細孔、３および３′は夫々隔壁及び表面層を示
す。
熱材の断面を示す概略図であつて、符号１は断熱材、２
は独立微細孔、３および３′は夫々隔壁及び表面層を示
す。
第２図は、上面を多数の独立微細孔を有する断熱材で被
覆したピストンの断面概略図を示し、符号４はピスト
ン、１は多数の独立微細孔を有する断熱材、５は該断熱
材をピストン上面に接合するための断熱材に設けたメタ
ライズ層を示す。なおピストン以外のヘツド下面、ナイ
ナーの非摺動面およびバルブ下面等にも同様に断熱材被
覆層で被覆する。
覆したピストンの断面概略図を示し、符号４はピスト
ン、１は多数の独立微細孔を有する断熱材、５は該断熱
材をピストン上面に接合するための断熱材に設けたメタ
ライズ層を示す。なおピストン以外のヘツド下面、ナイ
ナーの非摺動面およびバルブ下面等にも同様に断熱材被
覆層で被覆する。
本発明で用いる断熱材は、第１図に示すように多数の独
立微細孔２を有しているので断熱性が極めて優れてお
り、同時に隔壁３が極めて薄いので蓄熱容量が小さく、
また特にち密な表面層３′が薄いので該部分の蓄熱容量
が小となり、吸気行程においてシリンダー内に吸入され
た空気が該断熱材と接触した際、該断熱材の温度は熱追
従性がよいために急速に低くなり、従つて断熱材から吸
気への伝熱が小さいため吸気が高温に加熱されることが
ないので、サイクル効率および体積効率が従来の断熱材
を用いた内燃機関に比し著るしく向上する。
立微細孔２を有しているので断熱性が極めて優れてお
り、同時に隔壁３が極めて薄いので蓄熱容量が小さく、
また特にち密な表面層３′が薄いので該部分の蓄熱容量
が小となり、吸気行程においてシリンダー内に吸入され
た空気が該断熱材と接触した際、該断熱材の温度は熱追
従性がよいために急速に低くなり、従つて断熱材から吸
気への伝熱が小さいため吸気が高温に加熱されることが
ないので、サイクル効率および体積効率が従来の断熱材
を用いた内燃機関に比し著るしく向上する。
断熱材は80％以上の気孔率を有するものが好ましい。そ
の理由について説明すると、第３図は断熱材の断熱度と
気孔率の関係を示す図であるが、この第３図に示される
ように気孔率80％以上になると断熱材の断熱度が急激に
大となるからである。
の理由について説明すると、第３図は断熱材の断熱度と
気孔率の関係を示す図であるが、この第３図に示される
ように気孔率80％以上になると断熱材の断熱度が急激に
大となるからである。
断熱材層の厚さは製作の容易性ならびにエンジンの体積
効率を考慮した場合、0.2〜3mmの厚さが好ましい。即ち
第４図は気孔率80％の断熱材の厚さと断熱度および体積
効率との関係を示した図であるが、断熱度の観点からみ
れば断熱材の厚さは厚いのが好ましいが、体積効率から
みた場合3mm以下が好ましいことがわかる。
効率を考慮した場合、0.2〜3mmの厚さが好ましい。即ち
第４図は気孔率80％の断熱材の厚さと断熱度および体積
効率との関係を示した図であるが、断熱度の観点からみ
れば断熱材の厚さは厚いのが好ましいが、体積効率から
みた場合3mm以下が好ましいことがわかる。
また、断熱材の孔間隔、及び表層３′の厚さは0.1mm以
下が好ましい。即ち、第５図は厚さ0.7mmの断熱材につ
いて、隔壁の厚さ（孔間隔）と、体積効率および断熱度
の関係を示した図であるが、該図に示されているように
隔壁の厚さが0.1mm以下の場合、体積効率、断熱度共に
優れているからである。
下が好ましい。即ち、第５図は厚さ0.7mmの断熱材につ
いて、隔壁の厚さ（孔間隔）と、体積効率および断熱度
の関係を示した図であるが、該図に示されているように
隔壁の厚さが0.1mm以下の場合、体積効率、断熱度共に
優れているからである。
つぎに、本発明で用いうる断熱材の一例として、窒化ケ
イ素微粉末と中空炭素球からの断熱材の製造例を記載す
る。
イ素微粉末と中空炭素球からの断熱材の製造例を記載す
る。
通常のセラミツク原料である、例えば粒径10μｍ前後の
窒化ケイ素と、中空炭素球、例えば平均直径100μｍ、
肉厚１〜２μｍの中空炭素球（商品名カーボンマイクロ
バルーン）とを所定の割合で混合し、通常のセラミツク
の製法と同様所定の形に成形した後常圧焼結することに
より断熱材を製造することができる。
窒化ケイ素と、中空炭素球、例えば平均直径100μｍ、
肉厚１〜２μｍの中空炭素球（商品名カーボンマイクロ
バルーン）とを所定の割合で混合し、通常のセラミツク
の製法と同様所定の形に成形した後常圧焼結することに
より断熱材を製造することができる。
この場合、中空炭素球と窒化ケイ素との混合物に対し85
容量％の中空炭素球を用いた場合独立気孔率80％でか
つ、孔間隔0.1mm以下で、厚さ0.1mm以下のち密な表面層
を有する断熱材が得られる。
容量％の中空炭素球を用いた場合独立気孔率80％でか
つ、孔間隔0.1mm以下で、厚さ0.1mm以下のち密な表面層
を有する断熱材が得られる。
このようにして得られた断熱材は、裏面にメタライズ加
工を行つた後、ニツケルメツキを行い、FC材をろう付
し、これを鋳込む方法、上記ろう付したFC材にボルト穴
をあけ裏面よりボルトで止める方法、メタライズ加工を
行つた後母材と銀ろう付により接合する方法、あるいは
アロンセラミツク（東亜合成化学工業（株））に中空炭
素球を混入し、これを母材に薄く盛つて加熱硬化させる
方法等任意の方法で母材に接合できる。
工を行つた後、ニツケルメツキを行い、FC材をろう付
し、これを鋳込む方法、上記ろう付したFC材にボルト穴
をあけ裏面よりボルトで止める方法、メタライズ加工を
行つた後母材と銀ろう付により接合する方法、あるいは
アロンセラミツク（東亜合成化学工業（株））に中空炭
素球を混入し、これを母材に薄く盛つて加熱硬化させる
方法等任意の方法で母材に接合できる。
第１図は本発明で用いる断熱材の断面を示す概略図、第
２図は上面に断熱材を被覆したピストンの断面図、第３
図は断熱材の気孔率と断熱度の関係を示す図、第４図は
断熱材の厚さと体積効率および断熱度との関係を示す
図、第５図は隔壁の厚さと体積効率および断熱度との関
係を示す図である。 １…断熱材、２…微細孔、３…隔壁、４…ピストン
２図は上面に断熱材を被覆したピストンの断面図、第３
図は断熱材の気孔率と断熱度の関係を示す図、第４図は
断熱材の厚さと体積効率および断熱度との関係を示す
図、第５図は隔壁の厚さと体積効率および断熱度との関
係を示す図である。 １…断熱材、２…微細孔、３…隔壁、４…ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−12119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−180658（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−205480（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−58824（ＪＰ，Ｕ) 実公 平４−24125（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭57−32259（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関のピストン上面、ヘツド下面、ラ
イナー等の燃焼室壁面を気孔率80％以上の独立微細孔を
有し、かつ、厚さが0.1mm以下のち密な表面層を有する
多孔質断熱材で被覆した内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036264A JPH07103816B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 燃焼室壁面を多孔質断熱材で被覆した内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036264A JPH07103816B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 燃焼室壁面を多孔質断熱材で被覆した内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182340A JPS60182340A (ja) | 1985-09-17 |
| JPH07103816B2 true JPH07103816B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=12464908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59036264A Expired - Lifetime JPH07103816B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 燃焼室壁面を多孔質断熱材で被覆した内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103816B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5629463B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2014-11-19 | 株式会社豊田中央研究所 | 内燃機関 |
| JP5457640B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2014-04-02 | 株式会社豊田中央研究所 | 内燃機関 |
| JP5082987B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2012-11-28 | 株式会社豊田中央研究所 | 内燃機関 |
| JP2009264236A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のピストン及びその製造方法 |
| JP2010185290A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Toyota Central R&D Labs Inc | 遮熱膜及びその形成方法 |
| JP2010185291A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Toyota Central R&D Labs Inc | 遮熱膜及びその形成方法 |
| JP2012072746A (ja) | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Mazda Motor Corp | 断熱構造体 |
| JP5136629B2 (ja) * | 2010-12-02 | 2013-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | 遮熱膜とその形成方法 |
| WO2016147428A1 (ja) * | 2015-03-14 | 2016-09-22 | 神戸セラミックス株式会社 | 内燃機関構成部品及びその製造方法 |
| WO2023033145A1 (ja) * | 2021-09-03 | 2023-03-09 | 株式会社キュー・アールシステム | 水性組成物及びその硬化物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5912119A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-21 | Mazda Motor Corp | 内燃機関の燃焼室構造 |
| JPS60180658A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-14 | Daido Steel Co Ltd | セラミツクス−金属複合体の製造方法 |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59036264A patent/JPH07103816B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60182340A (ja) | 1985-09-17 |
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