JP5533446B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に係り、特に燃焼室内壁に断熱膜を有する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine having a heat insulating film on a combustion chamber wall.
内燃機関の熱損失を低減するために、燃焼室内壁に断熱膜を設けることが行われる。例えば、特許文献1には、内燃機関の燃焼室内に臨む壁面に形成する断熱膜として、粒状に形成された多数の断熱材と、膜状に形成された断熱材とを含み、膜状の断熱材は、燃焼室の母材の熱伝導率以下の熱伝導率を有し、粒状の断熱材は、燃焼室の母材の熱伝導率より低い熱伝導率と、母材の単位体積あたりの熱容量より低い単位体積あたりの熱容量を有し、さらに膜状の断熱材の熱伝導率より低い熱伝導率と、膜状の断熱材の単位体積あたりの熱容量より低い単位体積あたりの熱容量を有する構成が開示されている。 In order to reduce the heat loss of the internal combustion engine, a heat insulating film is provided on the combustion chamber wall. For example, Patent Document 1 includes a large number of granular heat insulating materials as a heat insulating film formed on a wall surface facing the combustion chamber of an internal combustion engine and a heat insulating material formed in a film shape. The material has a thermal conductivity equal to or lower than the thermal conductivity of the combustion chamber base material, and the granular heat insulating material has a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the combustion chamber base material and per unit volume of the base material. A structure having a heat capacity per unit volume lower than the heat capacity, a heat conductivity lower than the heat conductivity of the film-like heat insulating material, and a heat capacity per unit volume lower than the heat capacity per unit volume of the film-like heat insulating material Is disclosed.
なお、本発明に直接は関係しないが、特許文献2には、内燃機関の吸排気通路構造として、吸気通路と排気通路の内壁面に、流体の流れを整流して摩擦抵抗を低減する粗面を形成することが開示されている。この粗面としては、流れの方向に沿って延びる高さが200μm程度の微小な凹凸形状、またはサメの鱗状の凹凸形状を用いることが述べられている。 Although not directly related to the present invention, Patent Document 2 discloses, as an intake / exhaust passage structure of an internal combustion engine, a rough surface that rectifies the flow of fluid and reduces frictional resistance on the inner wall surfaces of the intake passage and the exhaust passage. Is disclosed. As this rough surface, it is described that a minute uneven shape having a height extending along the flow direction of about 200 μm or a shark-scale uneven shape is used.
また、本発明に関連する技術として、固体壁面に沿って流れがあるときの乱流境界層について、無次元距離y+=(ρUτY/μ)=[ρ{τW/ρ}1/2Y/μ]を用いて粘性底層、バッファ領域、乱流域に分類することが知られている。ここで、ρは、流体の密度、Uτは、摩擦速度で、τWを壁面せん断応力としてUτ={τW/ρ}1/2で示され、Yは、壁面からの距離、μは分子粘性係数である。そして、非特許文献1には、壁面近傍の摩擦抵抗低減のためには、y+=10程度の凹凸が最適であると述べられている。 As a technique related to the present invention, a dimensionless distance y + = (ρUτY / μ) = [ρ {τ W / ρ} 1/2 Y for a turbulent boundary layer when there is a flow along a solid wall. / Μ] is used to classify into a viscous bottom layer, a buffer region, and a turbulent region. Here, ρ is the density of the fluid, Uτ is the friction velocity, and τ W is expressed as Uτ = {τ W / ρ} 1/2 where τ W is the wall shear stress, Y is the distance from the wall surface, μ is the molecule Viscosity coefficient. In Non-Patent Document 1, it is stated that unevenness of about y + = 10 is optimal for reducing the frictional resistance near the wall surface.
このように、内燃機関において、燃焼室壁面に断熱膜、あるいは遮熱膜を形成すると、燃焼中に高温となった燃焼ガスの温度に追従して断熱膜の表面温度が追従し、内燃機関の熱損失の低減を図ることが可能となる。この効果は、燃焼室壁面に流入する熱流束が大きいほど大きいので、内燃機関が高負荷のときの方が低負荷のときに比べて効果が大きい。そこで、内燃機関が低負荷でもさらなる熱損失の低減を図ることが望まれる。 As described above, in the internal combustion engine, when a heat insulating film or a heat shielding film is formed on the combustion chamber wall surface, the surface temperature of the heat insulating film follows the temperature of the combustion gas that becomes high during combustion, It becomes possible to reduce heat loss. This effect is larger as the heat flux flowing into the combustion chamber wall surface is larger. Therefore, the effect is greater when the internal combustion engine is at a high load than when the load is low. Therefore, it is desired to further reduce heat loss even when the internal combustion engine has a low load.
ところで、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガス等の流れは、活発な乱流熱伝達が生じている。この乱流熱伝達も熱損失の原因の1つである。 By the way, active turbulent heat transfer occurs in the flow of the combustion gas or the like in the combustion chamber of the internal combustion engine. This turbulent heat transfer is one of the causes of heat loss.
本発明の目的は、燃焼室内の乱流熱伝達を抑制することができる内燃機関を提供することである。 An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can suppress turbulent heat transfer in a combustion chamber.
本発明に係る内燃機関は、内燃機関の燃焼室を構成する各要素を燃焼室母材として、燃焼室母材の燃焼室に面する壁面に形成され、燃焼室母材の熱伝導率よりも低い熱伝導率と、燃焼室母材の単位体積当り熱容量よりも低い単位体積当り熱容量とを有する断熱膜を備え、断熱膜は、燃焼室母材の燃焼室に面する壁面のうち、ピストンの上面またはピストンの上表面に面するシリンダのヘッド部の下面において、予め定めた所定の凹凸高さを有し、ピストンの上面の点火プラグ真下位置から放射状に形成され、またはヘッド部の下面の点火プラグ位置から放射状に形成される凹凸形状を含み、凹凸形状は、燃焼室を流れる流体の密度をρとし、分子粘性係数をμとし、壁面せん断応力をτ W として、U τ ={τ W /ρ} 1/2 で示される摩擦速度U τ と、壁面からの距離Yによって計算される無次元距離y + =(ρU τ Y/μ)=[ρ{τ W /ρ} 1/2 Y/μ]を用いて、無次元距離y + =10に対応する凹凸高さを有することを特徴とする。 The internal combustion engine according to the present invention is formed on a wall surface of the combustion chamber base material facing the combustion chamber, with each element constituting the combustion chamber of the internal combustion engine as a combustion chamber base material, and more than the thermal conductivity of the combustion chamber base material. A heat insulating film having a low thermal conductivity and a heat capacity per unit volume lower than the heat capacity per unit volume of the combustion chamber base material is provided, and the heat insulating film is a piston of the wall surface facing the combustion chamber of the combustion chamber base material. The upper surface or the lower surface of the cylinder head portion facing the upper surface of the piston has a predetermined uneven height and is formed radially from the position directly below the ignition plug on the upper surface of the piston, or the ignition of the lower surface of the head portion. look including an uneven shape formed radially from the plug position, uneven shape, the density of the fluid flowing through the combustion chamber and [rho, the molecular viscosity coefficient and mu, as the wall shear stress τ W, U τ = {τ W / [rho} friction velocity U tau represented by 1/2 , Dimensionless distance calculated by the distance Y from the wall y + = (ρU τ Y / μ) = [ρ {τ W / ρ} 1/2 Y / μ] using a dimensionless distance y + = 10 It has the uneven | corrugated height corresponding to .
また、本発明に係る内燃機関において、断熱膜は、粒状に形成された多数の中空粒子断熱材と、バインダ断熱材とを含んで構成されることが好ましい。また、本発明に係る内燃機関において、断熱膜は、ポーラス構造を有する陽極酸化皮膜から構成されることが好ましい。 In the internal combustion engine according to the present invention, it is preferable that the heat insulating film includes a large number of hollow particle heat insulating materials formed in a granular form and a binder heat insulating material. In the internal combustion engine according to the present invention, the heat insulating film is preferably composed of an anodized film having a porous structure.
また、本発明に係る内燃機関において、断熱膜が形成される前の燃焼室母材としてのピストンまたはヘッド部は、ピストンの場合その上面が所定の凹凸高さを有する凹凸形状を含み、ヘッド部の場合は、その下面が所定の凹凸高さを有する凹凸形状を含むことが好ましい。 Further, in the internal combustion engine according to the present invention, the piston or the head portion as the combustion chamber base material before the heat insulating film is formed includes an uneven shape having an upper surface having a predetermined uneven height in the case of the piston, In this case, it is preferable that the lower surface includes an uneven shape having a predetermined uneven height.
また、本発明に係る内燃機関において、断熱膜は、無次元距離y+=10に対応する凹凸高さとして、断熱膜は、0.1mm以上0.2mm以下の凹凸高さを有する凹凸形状を含むことが好ましい。 In the internal combustion engine according to the present invention, the heat insulating film has an uneven height corresponding to a dimensionless distance y + = 10, and the heat insulating film has an uneven shape having an uneven height of 0.1 mm to 0.2 mm. It is preferable to include.
上記構成により内燃機関は、燃焼室母材の熱伝導率よりも低い熱伝導率と、燃焼室母材の単位体積当り熱容量よりも低い単位体積当り熱容量とを有する断熱膜が燃焼室に面する壁面に形成される。そして、断熱膜は、ピストンの上面の点火プラグの真下位置から放射状に凹凸が形成される。または、ヘッド部の下面の点火プラグ位置から放射状に凹凸形状が形成される。これにより、燃焼室内の気体の流れが整流され、乱流熱伝達を抑制し熱損失を減少することができる。 With the above configuration, in the internal combustion engine, the heat insulating film having a thermal conductivity lower than that of the combustion chamber base material and a heat capacity per unit volume lower than that of the combustion chamber base material faces the combustion chamber. Formed on the wall. And as for a heat insulation film, an unevenness | corrugation is radially formed from the position directly under the ignition plug of the upper surface of a piston. Or the uneven | corrugated shape is radially formed from the ignition plug position of the lower surface of a head part. Thereby, the flow of the gas in the combustion chamber is rectified, turbulent heat transfer can be suppressed, and heat loss can be reduced.
また、内燃機関において、ピストンの上面が予め凹凸形状に形成され、その上に断熱膜が設けられる。または、ヘッド部の下面が予め凹凸形状に形成されその上に断熱膜が設けられる。これにより、凹凸形状を容易に形成できる。 Further, in the internal combustion engine, the upper surface of the piston is formed in an uneven shape in advance, and a heat insulating film is provided thereon. Or the lower surface of a head part is previously formed in uneven | corrugated shape, and a heat insulation film | membrane is provided on it. Thereby, an uneven | corrugated shape can be formed easily.
また、内燃機関において、燃焼室を流れる流体の物性と、壁面からの距離を用いて計算される無次元距離y+=(ρUτY/μ)=[ρ{τW/ρ}1/2Y/μ]を用いて、無次元距離y+=10に対応する凹凸高さを有する凹凸形状を含むので、壁面近傍の摩擦抵抗を効果的に低減できる。 In an internal combustion engine, a dimensionless distance y + = (ρUτY / μ) = [ρ {τ W / ρ} 1/2 Y / calculated using the physical properties of the fluid flowing in the combustion chamber and the distance from the wall surface. [mu]] is used to include a concavo-convex shape having a concavo-convex height corresponding to the dimensionless distance y + = 10, so that the frictional resistance in the vicinity of the wall surface can be effectively reduced.
また、内燃機関において、断熱膜は、0.1mm以上0.2mm以下の凹凸高さを有する。この凹凸高さは、一般的な内燃機関の運転条件における無次元距離y+=10に対応する凹凸高さに対応する値である。また、凹凸高さは、燃焼室内のガス流がそのくぼみに入り込まない程度の高さが断熱性から好ましく、また、高さがあまり高いと凹凸表面積が増加し、熱損失がかえって増大する恐れがある。これらの観点から内燃機関の一般的な運転条件のときは、上記の凹凸高さとすることが好ましい。 In the internal combustion engine, the heat insulating film has an uneven height of 0.1 mm or more and 0.2 mm or less. This uneven height is a value corresponding to the uneven height corresponding to the dimensionless distance y + = 10 under the operating conditions of a general internal combustion engine. Further, the height of the irregularities is preferably a height that does not allow the gas flow in the combustion chamber to enter the indentation, and if the height is too high, the irregular surface area increases, which may increase heat loss. is there. From these viewpoints, it is preferable that the height of the projections and depressions be set as described above when the operating condition is a general internal combustion engine.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、内燃機関として火花点火式ガソリンエンジンを説明するが、これは、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関の方が燃焼室内の気体の流れの整流が熱損失の抑制に効果的であると考えられるための例示であって、勿論ディーゼルエンジンであってもよい。ディーゼルエンジンのような圧縮点火式内燃機関は、ガソリンエンジンと燃焼室内の気体の流れ方が違うが、やはり燃焼室内で乱流熱伝達が生じる。なお、内燃機関としては、気筒数、気筒の配置形式等、さまざまな仕様のものを含む。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a spark ignition type gasoline engine will be described as an internal combustion engine. This is because, in a spark ignition type internal combustion engine such as a gasoline engine, rectification of the gas flow in the combustion chamber is more effective in suppressing heat loss. It is an illustration for being considered, and of course, a diesel engine may be used. In a compression ignition type internal combustion engine such as a diesel engine, the flow of gas in a combustion chamber is different from that of a gasoline engine, but turbulent heat transfer is also generated in the combustion chamber. Note that the internal combustion engine includes those with various specifications such as the number of cylinders and the arrangement form of the cylinders.
また、以下では、燃焼室の構成として、シリンダ、ピストン、吸気弁、排気弁、点火プラグを説明するが、これは燃焼室壁面に関連する主要な要素であって、内燃機関としては、勿論これ以外の要素を含む。例えば、燃料噴射弁、スロットルバルブ、フローメータ、EGR等を含むが、これらの説明は単に省略しただけである。 In the following, a cylinder, a piston, an intake valve, an exhaust valve, and a spark plug will be described as the configuration of the combustion chamber. However, this is a major element related to the wall surface of the combustion chamber. Contains elements other than. For example, a fuel injection valve, a throttle valve, a flow meter, EGR, etc. are included, but these descriptions are merely omitted.
また、以下の燃焼室の形状、燃焼室の構成要素の配置等は、説明のための例示であり、内燃機関の仕様に応じ、適宜変更が可能である。 Further, the following shape of the combustion chamber, arrangement of the components of the combustion chamber, and the like are examples for explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the internal combustion engine.
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図1は、内燃機関10における燃焼室26の周辺を説明するための図である。この内燃機関10は、火花点火式のガソリンエンジンであり、図1では、その1つの気筒の断面図が示されている。
FIG. 1 is a view for explaining the periphery of the
ここでは、ピストン12と、ピストン12が摺動するシリンダ14とが示されている。ピストン12は、円柱状の外形形状を有し、その上面30は、中央部にキャビティとも呼ばれるくぼみを有する。シリンダ14は、ピストン12の摺動を案内する円筒状の内壁と、円筒状の天井部を構成する上部部材とを含む。円筒状の部分はライナ部と呼ばれ、天井部を構成する上部部材はヘッド部と呼ばれる。ピストン12の上面30とシリンダ14のヘッド部の下面32とで囲まれる空間が燃焼室26である。
Here, a
シリンダ14のヘッド部には、吸気弁16、吸気路18、排気弁20、排気路22、点火プラグ24等が設けられる。したがって、燃焼室26の内壁を構成する要素としては、ピストン12の上面30、シリンダ14のヘッド部の下面32、この下面に配置される吸気弁16の先端部、排気弁20の先端部、点火プラグ24の先端部等が含まれる。これらの要素を、燃焼室を構成する要素としてまとめて、燃焼室母材と呼ぶことにする。ピストン12、シリンダ14は、その材質としてアルミニウム合金が用いられるので、燃焼室母材の材質としては一部を除いてアルミニウム合金であると考えてよい。
An
断熱膜40,42は、燃焼室母材が燃焼室26に面する壁面に形成され、燃焼室26の燃焼ガスの温度が燃焼室母材に逃げないように断熱して高温を維持するための遮熱膜である。断熱膜40,42は、燃焼室母材の熱伝導率よりも低い熱伝導率と、燃焼室母材の単位体積当り熱容量よりも低い単位体積当り熱容量とを有する。断熱膜40は、ピストン12の上面30、シリンダ14のヘッド部の下面32とともに、そこに配置される吸気弁16、排気弁20の下面にも設けられる。また、シリンダ14の円筒状の部分であるライナ部にも断熱膜を設けるものとしてもよい。
The
このような断熱膜40,42としては、粒状に形成された多数の中空粒子断熱材と、バインダ断熱材とを含んで構成するものを用いることができる。バインダ断熱材は、膜状のものとしてもよい。また、ポーラス構造を有する陽極酸化皮膜を用いることができる。以下では、陽極酸化皮膜を用いる場合について説明する。図2は、陽極酸化断熱膜としての断熱膜42の構成を説明する断面図である。断熱膜42は、燃焼室母材であるピストン12の材質であるアルミニウムを公知の陽極酸化法によって、陽極酸化処理し、多数の空孔46を有するアルミナ膜44としたものである。断熱膜40,42の厚さは、陽極酸化処理の条件で調整できる。断熱効果を考えると、断熱膜40,42の厚さを、例えば、50μmから150μm程度とすることができる。
As such heat insulation films |
図2に示すように、多数の空孔46は、燃焼室26の側に向かって繋がった細長い孔としてアルミナ膜44の中に形成される。空孔46の径の大きさはおよそ数10nmである。この空孔46の中は空気であるので、アルミニウムであるピストン12に比べ、熱伝導率が低く、また単位体積当り熱容量が小さい。
As shown in FIG. 2, the
なお、断熱膜40,42としては、燃焼室母材の熱伝導率よりも低い熱伝導率と、燃焼室母材の単位体積当り熱容量よりも低い単位体積当り熱容量とを有するものであれば、公知の断熱膜であってよい。例えば、特許文献1で開示されている粒状に形成された多数の断熱材と、膜状に形成された断熱材とを組み合わせたものを用いることができる。あるいは、適当な中空粒子とバインダとの混合膜を用いてもよい。
As the
再び図1に戻り、ここでは、ピストン12の上面30の様子が示されている。ピストン12の上面30に設けられる凹凸形状50は、燃焼室26内の気体の流れを整流するためのガイド溝の作用をする微小な凹凸である。図1に示されるように、凹凸形状50は、ピストン12の上面30の中央部から周縁部に向かって放射状に複数設けられる。
Returning to FIG. 1 again, the state of the
図3は、図1のA部の拡大図である。凹凸形状50は、三角突起形状、あるいは山形形状と呼ばれる形状を有している。この放射状形状は、ピストン12の上面30の中央部から周縁部に延びるので、ガソリンエンジンの燃焼室の中心で点火プラグ24によって点火され火炎となった気体60が周縁部に向かって流れることを、放射状に整流することができる。
FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. The
これによって、気体60の流れを整然と中央部から周縁部に導くので、気体60の流れを乱流化することを抑制でき、乱流熱伝達を防いで、断熱膜40,42の作用とともに、内燃機関10の熱損失を一層減少させることができる。
As a result, the flow of the
同様の凹凸形状をシリンダ14のヘッド部の下面32に設けることができる。この場合も、ヘッド部の下面32の中央部から放射状に凹凸形状が形成される。凹凸形状は、ピストン12の上面30とヘッド部の下面32の双方に設けることが好ましい。勿論、上記のように、ピストン12の上面30のみに設けるものとしてもよく、あるいは、ヘッド部の下面32のみに設けるものとしてもよい。また、吸気弁16、排気弁20の下面にも、ヘッド部の下面32の凹凸形状50と整合するような配置で、凹凸形状を設けるものとしてもよい。
A similar uneven shape can be provided on the
図4は、凹凸形状50の断面拡大図である。凹凸形状50は、燃焼室母材であるピストン12の上面が予め凹凸形状に成形され、その状態で陽極酸化処理が行われ、結果として、断熱膜42の凹凸形状50となる。つまり、断熱膜42が形成される前の燃焼室母材としてのピストン12の上面30が予め所定の凹凸高さhを有するように成形される。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the concavo-
凹凸高さhは、燃焼室26内の渦が、その凹凸の中、つまり溝の中に入り込まない程度とすることがよい。こうすることで、燃焼室26内の気体60の温度を高温のまま維持することが容易となる。図4では、直角三角形断面の凹凸で示してあるので、溝幅が凹凸高さhとほぼ同じとなっている。
The unevenness height h is preferably set such that the vortex in the
流体の流れの解析からは、非特許文献1で述べられているように、壁面近傍の流れとしては、無次元距離であるy+を10程度として考えることが最適であるとされている。上記のように、無次元距離y+=(ρUτY/μ)=[ρ{τW/ρ}1/2Y/μ]であり、ここで、ρは、流体の密度、Uτは、摩擦速度で、τWを壁面せん断応力としてUτ={τW/ρ}1/2で示され、Yは、壁面からの距離、μは分子粘性係数である。 From the analysis of the fluid flow, as described in Non-Patent Document 1, it is considered optimal for the flow in the vicinity of the wall surface to consider the dimensionless distance y + as about 10. As described above, the dimensionless distance y + = (ρUτY / μ) = [ρ {τ W / ρ} 1/2 Y / μ], where ρ is the density of the fluid and Uτ is the friction velocity. In this case, Uτ = {τ W / ρ} 1/2 where τ W is a wall shear stress, Y is a distance from the wall surface, and μ is a molecular viscosity coefficient.
Yをhとして、一般的なガソリンエンジンの50%負荷運転のときの燃焼期間において、このときの最大圧力を2MPaから3MPaとして、y+=10に対応するhを求めると、ピストン12の上面で、h=0.1mmから0.2mmに相当する。したがって、燃焼室26の中の気体60の壁面に沿った流れに適合させる凹凸高さhとしては、0.1mmから0.2mm程度がよいことになる。また、別の観点からは、あまり高いと、凹凸形状50の表面積が増大し、熱損失の低減が図れなくなるので、この程度の凹凸高さhとすることが好ましい。
When Y is set to h and the maximum pressure at this time is set to 2 MPa to 3 MPa in a combustion period when a general gasoline engine is operated at 50% load, h corresponding to y + = 10 is obtained on the upper surface of the
本発明に係る内燃機関は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンに利用できる。 The internal combustion engine according to the present invention can be used for gasoline engines and diesel engines.
10 内燃機関、12 ピストン、14 シリンダ、16 吸気弁、18 吸気路、20 排気弁、22 排気路、24 点火プラグ、26 燃焼室、30 上面、32 下面、40,42 断熱膜、44 アルミナ膜、46 空孔、50 凹凸形状、60 気体。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
断熱膜は、燃焼室母材の燃焼室に面する壁面のうち、ピストンの上面またはピストンの上表面に面するシリンダのヘッド部の下面において、予め定めた所定の凹凸高さを有し、ピストンの上面の点火プラグ真下位置から放射状に形成され、またはヘッド部の下面の点火プラグ位置から放射状に形成される凹凸形状を含み、
凹凸形状は、
燃焼室を流れる流体の密度をρとし、分子粘性係数をμとし、壁面せん断応力をτ W として、U τ ={τ W /ρ} 1/2 で示される摩擦速度U τ と、壁面からの距離Yによって計算される無次元距離y + =(ρU τ Y/μ)=[ρ{τ W /ρ} 1/2 Y/μ]を用いて、無次元距離y + =10に対応する凹凸高さを有することを特徴とする内燃機関。 Each element constituting the combustion chamber of the internal combustion engine is formed on the wall surface of the combustion chamber base material facing the combustion chamber, and has a thermal conductivity lower than that of the combustion chamber base material, and the combustion chamber A heat insulating film having a heat capacity per unit volume lower than the heat capacity per unit volume of the base material,
The heat insulating film has a predetermined uneven height on the upper surface of the piston or the lower surface of the head portion of the cylinder facing the upper surface of the piston among the wall surfaces of the combustion chamber base material facing the combustion chamber. the formed radially from the spark plug position directly below the upper surface, or viewing including an uneven shape formed radially from the spark plug position of the lower surface of the head portion,
The uneven shape is
The density of the fluid flowing through the combustion chamber and [rho, the molecular viscosity coefficient and mu, as the wall shear stress tau W, and friction velocity U tau represented by U τ = {τ W / ρ } 1/2, from the wall surface Using dimensionless distance y + = (ρU τ Y / μ) = [ρ {τ W / ρ} 1/2 Y / μ] calculated by distance Y, irregularities corresponding to dimensionless distance y + = 10 An internal combustion engine having a height .
断熱膜は、粒状に形成された多数の中空粒子断熱材と、バインダ断熱材とを含んで構成されることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
An internal combustion engine, wherein the heat insulating film includes a large number of hollow particle heat insulating materials formed in a granular form and a binder heat insulating material.
断熱膜は、ポーラス構造を有する陽極酸化皮膜から構成されることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
An internal combustion engine, wherein the heat insulating film is composed of an anodized film having a porous structure.
断熱膜が形成される前の燃焼室母材としてのピストンまたはヘッド部は、ピストンの場合その上面が所定の凹凸高さを有する凹凸形状を含み、ヘッド部の場合は、その下面が所定の凹凸高さを有する凹凸形状を含むことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
The piston or head portion as the combustion chamber base material before the heat insulation film is formed includes a concavo-convex shape whose upper surface has a predetermined concavo-convex height in the case of a piston, and in the case of a head portion, the lower surface thereof has a predetermined concavo-convex shape. An internal combustion engine comprising an uneven shape having a height.
断熱膜は、無次元距離y+=10に対応する凹凸高さとして、0.1mm以上0.2mm以下の凹凸高さを有する凹凸形状を含むことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4 ,
The internal combustion engine, wherein the heat insulating film includes a concavo-convex shape having a concavo-convex height of 0.1 mm to 0.2 mm as a concavo-convex height corresponding to the dimensionless distance y + = 10.
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