JP2019157741A - エンジン構成部品 - Google Patents
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Abstract
Description
部は、無機繊維が多く、ガラスが少ないので、遮熱層に応力が加えられたとき変位し易く、応力を吸収することができる。そのため、冷却時に遮熱層は割れ難く、基材から剥がれ難い。
1.エンジン構成部品
エンジン構成部品について、図1を参照して説明する。図1において、符号101はエンジンである。エンジン101は、熱エネルギーを利用する駆動源であって、例えばガソリンエンジンである。エンジン101は、エンジン本体101aと、それに接続される給排気系とから構成される。エンジン本体101aは、シリンダヘッド102と、シリンダブロック104とを備える。シリンダブロック104は、気筒ごとのシリンダボア103を形成する。シリンダヘッド102には、各気筒に連通する吸気ポート102aと、各気筒に連通する排気ポート102bとが形成される。シリンダボア103内には、ピストン105が収容される。
遮熱層は、ガラス及び無機繊維以外の成分をさらに含んでもよいし、含まなくてもよい。遮熱層は、例えば、無機繊維同士が絡み合う構造を有する。ガラスは、例えば、無機繊維と接合している。ガラスの少なくとも一部は、例えば、絡み合う無機繊維同士の接点に接合している。
無機繊維の平均アスペクト比は10以上であることが好ましい。平均アスペクト比が10以上である場合、遮熱層において無機繊維同士が絡み易い。そのため、遮熱層の強度が高い。
本開示の燃焼室構成部品が備える遮熱層に、分散部と複数の凝集部とが存在する。複数の凝集部は、分散部の中に点在する。凝集部は、繊維割合Xが35%以上60%以下である部分である。分散部は、繊維割合Xが35%未満又は60%を超える部分である。繊維割合Xは、無機繊維が占める面積の割合である。
図6に示すように、繊維割合Xが35%以上60%以下であるマス目13を、凝集マス目13Aとする。繊維割合Xが35%未満又は60%を超えるマス目13を非凝集マス目13Bとする。図6において、ハッチングを付したマス目13は凝集マス目13Aである。ハッチングを付していないマス目13は非凝集マス目13Bである。225個のマス目13は、凝集マス目13Aと非凝集マス目13Bとのうちのいずれかとなる。
部と複数の凝集部とが存在する」に該当すると判断する。一方、上記のように定義される凝集部が、領域11内に1個以下しか存在しない場合は、「遮熱層に分散部と複数の凝集部とが存在する」に該当しないと判断する。
本開示の燃焼室構成部品は、例えば、以下のように製造できる。ガラス粉末と、無機繊維と、水とを含むスラリーを調製する。スラリーは、さらに他の成分を含んでもよいし、含まなくてもよい。
次に、STEP2において、60〜120℃の温度で1〜2時間保持して塗布層3を乾燥させ、遮熱層5を形成する。次に、STEP3において、400〜600℃の温度で0.5〜2時間保持し、遮熱層5を焼き付ける。以上の工程により、燃焼室構成部品7が完成する。
(3−1)燃焼室構成部品の製造
実施例1〜22、及び比較例1〜5の燃焼室構成部品を以下のようにして製造した。ガラス粉末と、無機繊維と、水とを含むスラリーを調製した。ガラス粉末の組成は、以下の表1における「ガラス組成」の列に記載したものである。無機繊維の種類は、表1における「無機繊維」のうち「種類」の列に記載したものである。スラリーにおけるガラス粉末と無機繊維との配合比は、繊維面積比が表1における「繊維面積比」の列に記載した値となる配合比である。
実施例1〜22、及び比較例1〜5の燃焼室構成部品の評価を以下のように行った。
無機繊維の平均アスペクト比と、遮熱層の平均厚みと、遮熱層の平均気孔率とを測定した。測定方法は上述した方法である。無機繊維の平均アスペクト比の測定結果を上記表1における「無機繊維」のうち「平均アスペクト比」の列に示す。遮熱層の平均厚みの測定結果を上記表1における「平均厚み」の列に示す。遮熱層の平均気孔率の測定結果を上記表1における「気孔率」の列に示す。
X線CTにより作成した3次元モデリングを画像解析し、遮熱層が連続気孔を有するか否かを確認した。なお、水銀圧入法により、遮熱層が連続気孔を有するか否かを確認してもよい。連続気孔とは、遮熱層を厚み方向に貫通する気孔である。遮熱層が連続気孔を有する場合は、上記表1における「連続気孔の有無」の列に「○」と記載し、連続気孔を有さない場合は「×」と記載した。
○:熱伝導度が0.3W/(m・k)を超え、0.6W/(m・k)以下である。
×:熱伝導度が0.6W/(m・k)を超える。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (4)
- 金属製の基材と、
前記基材の表面に設けられた遮熱層と、
を備え、
前記遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含む多孔質体により構成され、
前記遮熱層には、分散部と、前記分散部の中に点在する複数の凝集部とが存在し、
前記凝集部は、前記無機繊維が占める面積の割合である繊維割合Xが35%以上60%以下である部分であり、
前記分散部は、前記繊維割合Xが35%未満又は60%を超える部分であるエンジン構成部品。 - 請求項1に記載のエンジン構成部品であって、
前記ガラスはTe及び/又はBiを含むエンジン構成部品。 - 請求項1又は2に記載のエンジン構成部品であって、
前記遮熱層の平均気孔率が20〜60%であるエンジン構成部品。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジン構成部品であって、
前記遮熱層は、前記遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔を有するエンジン構成部品。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015068302A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | マツダ株式会社 | エンジン燃焼室に臨む部材表面の断熱層及びその製造方法 |
-
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