JP2650745B2 - 内燃機関の燃焼室面の組み合わせ - Google Patents

内燃機関の燃焼室面の組み合わせ

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JP2650745B2 JP63504338A JP50433888A JP2650745B2 JP 2650745 B2 JP2650745 B2 JP 2650745B2 JP 63504338 A JP63504338 A JP 63504338A JP 50433888 A JP50433888 A JP 50433888A JP 2650745 B2 JP2650745 B2 JP 2650745B2
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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、内燃焼機関の燃焼面に少なくとも部分的に
設けられ、機関のノッキング傾向を制限するように機関
のオクタン価／セタン価要求率に影響を与える薄い表層
を有する燃焼室面の組み合わせに関する。
（従来の技術） この種の組み合わせは、スウェーデン国特許出願第85
05 302−３号明細書（特許昭61−265401号、特開昭6
2−218643号明細書）に提案されており、この公知の組
み合わせは、燃焼室の壁面の少なくとも一部が、機関の
オクタン価要求を低減するように処理されるとき、壁面
が機関燃焼に影響を与えるエネルギーに富んだ波長域に
おける全焼放射の90〜95％を吸収するであろうことを特
徴としている。さらに燃焼室内に反射される放射は拡散
するので、燃焼室壁面からの放射は、燃焼工程でのノッ
キングの発生を非常にわずかの範囲のみにするのに寄与
している。
エネルギーに富んだ放射が燃焼室壁面に吸収される
と、壁面には加熱されてくる。これは、放射が壁面材料
の薄い表層内でいわゆるジュール熱に変換するという事
実の結果である。前記壁面が高い温度に加熱されると、
壁面のいわゆる“熱い点”が、燃焼工程の間にノッキン
グを引き起こすかもしれない。この放射のいくらかは、
行きわたっている高い表面温度の結果として、燃焼室内
にも再反射され、熱損失をもたらす。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、前記した欠点が完全に又は部分的に
除去される、冒頭で述べたような種類の内燃機関の燃焼
室面の組み合わせを提供することである。
（課題を解決するための手段） 上記の目的は、薄い表層が、少なくとも７μｍまでの
波長を有する電磁波に対しては低反射率、高収入率で、
７μｍより長い波長では高放射率の材料を含み、薄い表
層の下側には、薄い表層の温度上昇を妨げ、燃焼室内温
度が薄い表層の温度より低い燃焼サイクルの一部分の間
に薄い表層を加熱するように、機関における燃料燃焼工
程の間に薄い表層により放出される熱を蓄積するさらに
別の層を配置したことを特徴とする内燃機関の燃焼室面
の組み合わせによって達成される。
したがって本発明は、特殊機能を有する熱緩衝物が前
記薄い表層の下側に設けられ、この表層の性質は、燃焼
の間に層がエネルギーに富んだ放射を“捕捉”でき、そ
の後燃焼室温度が層温度のレベル以下のレベルに低下し
たときに、燃焼室に放射を効果的に放出できることを主
として特徴としている。熱緩衝物の前述の特殊機能は、
表層が燃焼室から熱を受けるときに表層から急速に熱を
蓄積することであり、一方では、同時に前記表層を冷却
し、すなわち熱緩衝物は熱を速やかに連れ去ることがで
き、与えられた熱容量をもたなければならない。これに
続いて、できるだけ多くの貯えられた熱を利用し、燃焼
工程の終りに表層を加熱することが可能にされるであろ
う。燃焼工程の間の表層の冷却はノッキングを妨げ、一
方前記薄い表層のその後の加熱及び燃焼室への熱放射
は、効果的に改良を得るような燃焼ガスの膨張の間、温
度レベルを維持する。そのような一時的熱緩衝物を達成
するもっとも簡単な方法は、薄い表層の下側に約1mmの
厚さを有する銅又は銀の層を組み合わせることである。
これらの金属は、非常に急速に熱を伝え、このことは
良好な一時的熱緩衝物のの期待されるもっとも重要な性
質であり、すなわち次式による高い価の熱拡散係数を有
する材料が選ばれるべきである。
Ｄ＝λ／（ρ×ｃ） ここで λ＝熱伝導度 ρ＝密度、及び ｃ＝比熱容量 熱緩衝物に材料を最良の範囲に利用し、そこから機関
冷却通路への熱損失を減少するため、下にある層が断熱
層、例えばニッケルの薄層上に配置されるのが好まし
い。
本発明は、添付の図式的図面を参照して、さらに詳細
に記載されるであろう。
（実施例） 第１図は、内燃機関に属しているピストン１の上部を
示している。ピストンは、従来技術に従って適当なアル
ミニウム合金で鋳造されたものであってよい。本発明に
よれば、図示されたピストン上部は、約４μｍの厚さを
もつ黒色クロム（酸化クロムとクロム）の薄い表層２及
びより厚い銅の層３をふくんでいる。銅の層は約1mmの
厚さを有し、断熱層を形成する薄いニッケル層４上に配
置される。
これらの層は、下にある面にサンドブラストをかけた
後に電気分解でつくられるのが便利である。銅の層３
は、特にニッケル層４上につくられるときには、上記し
た厚さ約1mmの銅の層よりはわずかに薄くつくられるの
がよい。
異なる作動ストローク（PS）、圧縮Ｉ、膨張／燃焼I
I、排気III、及び吸気IVの間の燃焼室内における温度条
件ｔでの本発明の組み合わせの効果は、第２図に図表式
に示されている。第２図の実線10は、燃焼サイクルの間
に燃焼室内で温度がどのように変化するかを非常に図式
的に示している。このように、温度は、圧縮ストローク
10aの間にゆっくりと、次いで燃焼の間10bに急速にピー
ク値へ上昇するであろう。次いで温度は、燃焼工程10b
の最終部分の間に急速に低下し、その後排気ストローク
10c及び吸気ストローク10dの間により遅い 割合で低下するであろう。
破線の曲線11は、薄い表層２の温度を示し、他の振幅
を有しているけれども曲線10に合わせて変化する。曲線
11についての驚くべき顕著な事実は、燃焼工程の間の温
度上昇は妨害され、燃焼工程の大部分と排気ストローク
の間は一定温度を維持する。従来のピストンの場合に
は、温度は、鎖線で示されるコースをたどるであろう。
これは表層２の下側に配置された銅の層３が、燃焼工程
の間に表層からの熱を貯えてそれにより温度が低下する
燃焼ガスの膨張の間に燃焼室温度を維持し又は持続する
ように表層２を加熱して、それによって圧力レベル及び
その結果として以前にあった場合より効果的な方法で機
関トルクも維持しているからである。従来のピストンの
使用によって引き起こされる空気汚染物質の放出は、対
応する操作条件下では低い。表層２が、燃焼工程の完了
でこのようにして下にある層によって、燃焼室の温度よ
り高い温度に加熱されるという事実は、本発明の組み合
わせを加えた機関を、しなかった機関と比較すると、観
察される炭素の推積の著しい減少がその理由を多分説明
している。
本発明の組み合わせを加えた機関において、炭化水素
の排出が約30％低かったことも示されたこの比較は、驚
くべきことであった。
理解されるであろうように、酸化クロム以外の他の材
料が表層２に使用でき、例えばスウェーデン国特許出願
第85 05 302−３号に記されたような、いわゆるサー
メット材料、又はさらに一般的には太陽エネルギー収集
器の選択吸収層として使用されているような金属酸化物
である。
さらにシリンダーヘッドとバブルも、本発明によっ
て、ピストンヘッドに加えて、又はそれに代えてつくる
ことができる。
本発明の組み合わせは、主としてオットー・サイクル
用に向けられるが、ディーゼル機関にも、そのような機
関のノッキングをかなり弱めるので組み合わせることが
できる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の１例によるピストン頂部の側面図
であり、 第２図は、燃焼サイクル中の内燃機関の２個所の点に
ついての温度曲線を示す図表である。
符号の説明 １ ピストン、２ 黒色クロムの薄い表層、３ より厚
い銅の層、４ 薄いニッケル断熱層、10a 圧縮ストロ
ーク、10b 膨張／燃焼、10c 排気ストローク、10d
吸気ストローク、11 薄い表層の温度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−218643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−135652（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−31711（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−11907（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−43339（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の燃焼室面に少なくとも部分的に
    設けられ、機関のノッキング傾向を制限するように機関
    のオクタン価／セタン価要求率に影響を与える薄い表層
    （２）が、少なくとも７μｍまでの波長を有する電磁波
    に対しては低反射率、高吸収率で、７μｍより長い波長
    では高放射率の材料を含み、前記薄い表層（２）の下側
    には、前記薄い表層（２）の温度上昇を妨げ、燃焼室内
    温度が前記薄い表層（２）の温度より低い燃焼サイクル
    の一部分の間に前記薄い表層（２）を加熱するように、
    機関における燃料燃焼工程の間に前記薄い表層（２）に
    より放出される熱を蓄積するさらに別の層（３）を配置
    したことを特徴とする内燃機関の燃焼室面の組み合わ
    せ。
  2. 【請求項２】下にある別の層（３）が、例えばニッケル
    薄層のような断熱層（４）上に配置されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の組み合わせ。
  3. 【請求項３】薄い表層（２）が黒色クロムを含んで約４
    μｍの厚さを有し、下にある層（３）が銅又は銀を含ん
    で約1mmの厚さを有することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項記載の組み合わせ。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2579422Y2 (ja) * 1991-02-01 1998-08-27 株式会社共立 二サイクルエンジン用シリンダ
US6655369B2 (en) * 2001-08-01 2003-12-02 Diesel Engine Transformations Llc Catalytic combustion surfaces and method for creating catalytic combustion surfaces
CN104024616A (zh) * 2011-10-31 2014-09-03 费德罗-莫格尔公司 涂层活塞以及一种制造涂层活塞的方法
DE102013221102A1 (de) 2013-10-17 2015-05-07 Mahle International Gmbh Stahlkolben für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1055292B (de) * 1957-07-24 1959-04-16 Zuendapp Werke G M B H Zweitaktmotor, insbesondere Kleinmotor, dessen Kolben und Zylinder aus Leichtmetall bestehen
US3459167A (en) * 1968-01-22 1969-08-05 Southwick W Briggs Internal combustion engine
US3552370A (en) * 1969-02-20 1971-01-05 Southwick W Briggs Internal combustion engine
JPS54141209U (ja) * 1978-03-27 1979-10-01
DE3137731A1 (de) * 1981-09-23 1983-04-14 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Hochtemperatur- und thermoschockbestaendige kompaktwerkstoffe und beschichtungen
JPS5978980A (ja) * 1982-10-22 1984-05-08 臼井国際産業株式会社 金属基体表面とセラミツク素材との接合構造
JPS59101566A (ja) * 1982-12-03 1984-06-12 Ngk Insulators Ltd エンジン部品
SE450402B (sv) * 1985-11-08 1987-06-22 Oktan Ab Forbrenningsmotor med lagt oktantalsbehov

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SE459752B (sv) 1989-07-31
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SE8701913L (sv) 1988-11-09
DE3865840D1 (de) 1991-11-28

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