JP7231330B2 - エンジン構成部品 - Google Patents
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Description
を通じて、適度に熱を基材に伝導させることができる。
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。
bをバイパスする。バイパス通路124にはウエストゲートバルブ125が設けられる。ウエストゲートバルブ125はバイパス通路124を開閉する。
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。
なる。その結果、遮熱層と基材との密着性が一層良好である。
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において、基材表面における表面粗さRaは3.2~25μmであり、基材表面における表面粗さRzは12.5~50μmである。ここで、表面粗さRaは算術平均粗さを意味し、表面粗さRzは最大高さを意味する。基材表面における表面粗さRaが3.2μm以上であり、基材表面における表面粗さRzが12.5μm以上であることにより、アンカー効果が高まり、基材と遮熱層との密着性が良好である。
基材表面における表面粗さRa及び表面粗さRzの測定方法は以下のとおりである。燃焼室構成部品を切断し、断面を形成する。断面には基材表面が含まれる。次に、断面をCP加工する。次に、画像解析により、基材表面を認識する。次に、認識した基材表面上に、0.05mmの間隔で点をプロットする。プロットした点に基づき、JIS-B0601:2001に規定された方法で表面粗さRa、表面粗さRzを算出する。
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、図2のSTEP1に示すように、基材1の基材表面にスラリーを塗布し、塗布層3を形成する。
成する。
(3-1)燃焼室構成部品の製造
実施例1~20、及び比較例1~6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1~20、及び比較例1~6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連続気孔である。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。
4.他の実施形態
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。
、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
Claims (6)
- Al合金製の基材と、
前記基材の表面に設けられた遮熱層と、
を備えるエンジン構成部品であって、
前記遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含み、前記遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔を有する多孔質体からなり、
前記基材の表面の表面粗さRaは7~20.6μmであり、
前記基材の表面の表面粗さRzは12.5~50μmであり、
前記ガラスは、(a)P2O5及びB2O3の少なくとも一方と、(b)R2O及びR’Oと、を含み、
前記(a)及び前記(b)の合計モル数に対する、前記(b)のモル数の比率が40~60%であるエンジン構成部品(RはLi、Na、及びKから成る群から選択される1以上であり、R’は、Mg、Ca、及びCuから成る群から選択される1以上である)。 - 請求項1に記載のエンジン構成部品であって、
前記無機繊維は、Al2O3繊維、SiO2繊維、及びZrO2繊維から成る群から選択される1以上であるエンジン構成部品。 - 請求項1又は2に記載のエンジン構成部品であって、
前記無機繊維の平均アスペクト比は10以上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、
前記遮熱層の断面において、前記ガラスの面積と前記無機繊維の面積との合計面積に対し、前記無機繊維の面積の比率は、20~60%であるエンジン構成部品。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載のエンジン構成部品であって、
前記ガラスはTe及びBiの少なくとも一方を含むエンジン構成部品。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のエンジン構成部品であって、
前記遮熱層の平均厚みが80~400μmであり、
前記遮熱層の平均気孔率が25~50%であるエンジン構成部品。
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