JPS5941624A - 内燃機関の燃焼室 - Google Patents
内燃機関の燃焼室Info
- Publication number
- JPS5941624A JPS5941624A JP57150794A JP15079482A JPS5941624A JP S5941624 A JPS5941624 A JP S5941624A JP 57150794 A JP57150794 A JP 57150794A JP 15079482 A JP15079482 A JP 15079482A JP S5941624 A JPS5941624 A JP S5941624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- catalyst
- metal
- combustion chamber
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 14
- 239000004071 soot Substances 0.000 abstract description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 description 1
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
-
- 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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
-
- 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
- F02B51/00—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
- F02B51/02—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines involving catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関の燃焼室に関する。
内燃機関の燃焼室内で煤の発生するメカニズムは、（１
）燃焼に必要なる充分な酸素が不足した場合と、（２）
燃焼過程に生じる火焔の一部が何等かの原因で発火温度
以下に下げられた場合に生じる現象であり、特に火焔内
で瞬間的に生成されているイオン化炭素原子（Ｃ２イオ
ン）が冷却のため活性を失って結合し、煤となることは
理論的に証明されている。従って、煤の発生防止には特
に（２）項が重（１） 要な問題である。これに対し、先に内燃機関の燃焼室内
に触媒フィルムをコートする方法を提案しだが、この方
法は触媒フィルムが（１）項の酸素不足の時点でも酸化
反応を促進し、−１：た（２）項の関連では発火温度を
下げる効果をねらったものであった。
）燃焼に必要なる充分な酸素が不足した場合と、（２）
燃焼過程に生じる火焔の一部が何等かの原因で発火温度
以下に下げられた場合に生じる現象であり、特に火焔内
で瞬間的に生成されているイオン化炭素原子（Ｃ２イオ
ン）が冷却のため活性を失って結合し、煤となることは
理論的に証明されている。従って、煤の発生防止には特
に（２）項が重（１） 要な問題である。これに対し、先に内燃機関の燃焼室内
に触媒フィルムをコートする方法を提案しだが、この方
法は触媒フィルムが（１）項の酸素不足の時点でも酸化
反応を促進し、−１：た（２）項の関連では発火温度を
下げる効果をねらったものであった。
しかし９問題はこの方法を実施する場合、燃焼室内の構
造材料がセラミックス類であれば問題は少ないが、今日
一般に多く利用されている金属材料の場合では、この方
法の適用は必ずしも完全とは言い難い。即ち火焔が触媒
フィルムをコートした金属面に接触した場合、確かに薄
い触媒フィルムで触媒作用による酸化反応が行われたと
しても。
造材料がセラミックス類であれば問題は少ないが、今日
一般に多く利用されている金属材料の場合では、この方
法の適用は必ずしも完全とは言い難い。即ち火焔が触媒
フィルムをコートした金属面に接触した場合、確かに薄
い触媒フィルムで触媒作用による酸化反応が行われたと
しても。
例えばシリンダヘソＰあるいはピストンクラウンの内部
は冷却されており、その表面が高温とがるのを防止して
いる。従って、金属表面にコートした触媒フィルム面で
発生した熱量は熱伝導の良い金属によって忽ち奪われ触
媒面の温度が下がるために、充分な働きが出来ないと云
う問題が残る。
は冷却されており、その表面が高温とがるのを防止して
いる。従って、金属表面にコートした触媒フィルム面で
発生した熱量は熱伝導の良い金属によって忽ち奪われ触
媒面の温度が下がるために、充分な働きが出来ないと云
う問題が残る。
本発明の目的は上記欠点を補うために、触媒フィルムの
コーティングの前に予め熱伝導性の悪い（２） セラミックス材料を金属表面にコートする前処理を施す
ようにしたものであり、その特徴とするところは、燃焼
室を構成する壁面をセラミックス材にて被覆し、同セラ
ミックス材の表面に酸化触媒を付着せしめたことでちる
。
コーティングの前に予め熱伝導性の悪い（２） セラミックス材料を金属表面にコートする前処理を施す
ようにしたものであり、その特徴とするところは、燃焼
室を構成する壁面をセラミックス材にて被覆し、同セラ
ミックス材の表面に酸化触媒を付着せしめたことでちる
。
以下本発明による実施例につき説明する。
セラミックス材は少なくとも熱伝導率が金属の１／１５
〜１／１０以下の材料である必要があり、主としてアル
ミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア及びチタニア等
が用いられる。
〜１／１０以下の材料である必要があり、主としてアル
ミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア及びチタニア等
が用いられる。
重要な技術的問題はこれらの耐熱材料の特性は金属との
熱膨張率の異ることであり、このため両者の膨張差によ
る熱応力の影響によりセラミックスの皮膜が金属面より
剥離脱落するおそれがあることである。従ってコーティ
ングの厚さは１００ミクロン以下に限定される。
熱膨張率の異ることであり、このため両者の膨張差によ
る熱応力の影響によりセラミックスの皮膜が金属面より
剥離脱落するおそれがあることである。従ってコーティ
ングの厚さは１００ミクロン以下に限定される。
第１図は本発明によるｌ実施例の燃焼室を示す説明図で
ある。
ある。
同図において、シリンダヘッド１の主室２の壁面、副室
３の壁面、排気弁４の傘部底面１ピストン５の頂面等、
即ち燃焼室を構成する壁面に下記処理を施して、Ａで示
すセラミックス触媒部を形成する。
３の壁面、排気弁４の傘部底面１ピストン５の頂面等、
即ち燃焼室を構成する壁面に下記処理を施して、Ａで示
すセラミックス触媒部を形成する。
予め前処理を施した金属面を加熱し、この表面に第１段
階として比較的膨張率の大きいジルコニア主体のセラミ
、クス粉末を溶射し、第２段階にアルミナ主体のセラミ
ックスコーティングを施す方法が用いられる。
階として比較的膨張率の大きいジルコニア主体のセラミ
、クス粉末を溶射し、第２段階にアルミナ主体のセラミ
ックスコーティングを施す方法が用いられる。
即ち、熱膨張の大きいジルコンは金属との接着力が良く
、これを下地にすればとの上に他のセラミックス即ちア
ルミナ、シリカ、マグネシア類の粉末が結合しやすいた
めである。
、これを下地にすればとの上に他のセラミックス即ちア
ルミナ、シリカ、マグネシア類の粉末が結合しやすいた
めである。
これらのセラミックス溶射は２〜４段階施す場合もある
が、いずれの場合も最終表面の材料はアルミナ主体の粉
末となる。その理由は、最終表面のアルミナ層は多孔質
で表面積が大きく、触媒の保持性が優れており、さらに
金属との断熱性もよく火焔との接触において発生した反
応熱を金属に伝えることが少く、セラミックス自体の温
度が高まるだめ、煤の発生を極力押えるという効果をも
たらすためである。
が、いずれの場合も最終表面の材料はアルミナ主体の粉
末となる。その理由は、最終表面のアルミナ層は多孔質
で表面積が大きく、触媒の保持性が優れており、さらに
金属との断熱性もよく火焔との接触において発生した反
応熱を金属に伝えることが少く、セラミックス自体の温
度が高まるだめ、煤の発生を極力押えるという効果をも
たらすためである。
触媒コーティングの方法は下記の通りである。
即ち、２０重量係の無水クローム酸の水溶液と同量の酢
酸コバルト水溶液を予め混合し、この容量と同量のプロ
ピレングリコール５０％水溶液を混合し、充分エステル
化反応を進行せしめた後。
酸コバルト水溶液を予め混合し、この容量と同量のプロ
ピレングリコール５０％水溶液を混合し、充分エステル
化反応を進行せしめた後。
少景の塩化白金酸及び塩化パラジウム水溶液を混合して
得られる触媒溶液をセラミックス処理を施した金属面に
塗布し、これを１５０℃で１時間乾燥後、４００℃で１
時間、６００℃で０．５時間の熱処理を行って終了する
。
得られる触媒溶液をセラミックス処理を施した金属面に
塗布し、これを１５０℃で１時間乾燥後、４００℃で１
時間、６００℃で０．５時間の熱処理を行って終了する
。
本発明を実施した燃焼室（予燃焼室、シリンダヘッド、
ピストンクラウン及び吸、排気弁）を設けたディーゼル
機関（３５００ｒｐｍ、、Ｌｏｏｐｓ ）を用いＬＡ４
モードで運転した場合、煤（Ｐａｒｔ １ｃｕｌａｔｅ
）の発生率は０．０９ ｇ／ｍｉ ｌｅで、未処理の場
合の０、３４ ｙ、、措ｉ１ｅに比較゛シ、約７４係の
煤除去性能を得た。
ピストンクラウン及び吸、排気弁）を設けたディーゼル
機関（３５００ｒｐｍ、、Ｌｏｏｐｓ ）を用いＬＡ４
モードで運転した場合、煤（Ｐａｒｔ １ｃｕｌａｔｅ
）の発生率は０．０９ ｇ／ｍｉ ｌｅで、未処理の場
合の０、３４ ｙ、、措ｉ１ｅに比較゛シ、約７４係の
煤除去性能を得た。
（５）
第１図は本発明による１実施例の燃焼室を示す説明図で
ある。 １・・・シリンダヘラＰ、２・・・主室、３・・・副室
、４・・・排気弁、５・・・ピストン。 ７１円）弁理士磯田正弘
ある。 １・・・シリンダヘラＰ、２・・・主室、３・・・副室
、４・・・排気弁、５・・・ピストン。 ７１円）弁理士磯田正弘
Claims (1)
- 】 燃焼室を構成する壁面をセラミックス材にて被覆し
、同セラミックス材の表面に酸化触媒を付着せ（〜めた
ことを特徴とする内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57150794A JPS5941624A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 内燃機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57150794A JPS5941624A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 内燃機関の燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941624A true JPS5941624A (ja) | 1984-03-07 |
Family
ID=15504573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57150794A Pending JPS5941624A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941624A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007006784A1 (de) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Katalysatorsystem für einen verbrennungsmotor und verfahren zu dessen herstellung |
| CN104100374A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 冯崇谦 | 无火焰燃烧清洁型内燃机 |
| US20170122250A1 (en) * | 2014-05-23 | 2017-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine |
| US10208703B2 (en) | 2015-03-17 | 2019-02-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine, internal combustion engine including this piston, and manufacturing method of this piston |
-
1982
- 1982-09-01 JP JP57150794A patent/JPS5941624A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007006784A1 (de) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Katalysatorsystem für einen verbrennungsmotor und verfahren zu dessen herstellung |
| CN104100374A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 冯崇谦 | 无火焰燃烧清洁型内燃机 |
| US20170122250A1 (en) * | 2014-05-23 | 2017-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine |
| US9932928B2 (en) * | 2014-05-23 | 2018-04-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine |
| US10208703B2 (en) | 2015-03-17 | 2019-02-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for internal combustion engine, internal combustion engine including this piston, and manufacturing method of this piston |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5910343B2 (ja) | エンジン燃焼室部材の断熱構造体及びその製造方法 | |
| US4972811A (en) | Ignition device with lowered ignition temperature | |
| JPS61107013A (ja) | セラミツクグロ−プラグ | |
| EP0303444B1 (en) | Combustion chamber for diesel engines | |
| US4680239A (en) | Exhaust device having a heat-insulating layer comprising inorganic microballoons and a refractory layer and method of manufacturing same | |
| JP2004211702A5 (ja) | ||
| JPH07243018A (ja) | 遮熱皮膜の表面改質方法 | |
| US5985220A (en) | Metal foil having reduced permanent thermal expansion for use in a catalyst assembly, and a method of making the same | |
| US4816349A (en) | Zirconia-coated silicon nitride sintered member | |
| US5782629A (en) | Radiant burner surfaces and method of making same | |
| JPS5941624A (ja) | 内燃機関の燃焼室 | |
| JPS6032964A (ja) | 排気ポ−トライナ−の製造方法 | |
| JPH0550476B2 (ja) | ||
| JPS59167635A (ja) | デイ−ゼルエンジンのグロ−プラグ | |
| JPH0435620B2 (ja) | ||
| JPH04311611A (ja) | セラミックコーティングエンジンバルブ | |
| JPS594824A (ja) | 高温ガスタ−ビン燃焼器構造体 | |
| TW362995B (en) | Catalyst element for purifying exhaust gases from internal combustion engine | |
| JPS6187859A (ja) | 溶射皮膜形成方法 | |
| JPS5966618A (ja) | 触媒付燃焼室部品 | |
| JP2008076044A (ja) | 内燃機関における燃焼過程に用いられる始動エレメントを被覆するための方法および装置 | |
| JPS6332925Y2 (ja) | ||
| JPS5851214A (ja) | 内燃機関用排気ガス系機器 | |
| JP2946975B2 (ja) | 断熱性を有するセラミック皮膜 | |
| JPH01188659A (ja) | セラミック溶射層の形成方法 |