JPH0388909A - エンジンの排気ポート断熱層の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エンジンの排気ポート断熱層の製造方法に関
するものである。

従来の技術 従来、内燃機関の燃焼室で発生した熱量は、熱力学的サ
イクルから考えると取り去らないほうが熱効率が良くな
る。しかし、シリンダやピストン等が絶えず高温にさら
されると、材料の強度や潤滑が保証されなくなるため、
水冷式や空冷式の冷却装置を用いて冷却を行っている。

一方、排気ガスの有するエネルギーの有効活用、及び、
冷却損失の低減を巨的として排気ポートの断熱化を図る
ことが行われており、例えば、耐熱性及び低熱伝導性の
セラミックスを用いて排気ポート自体を筒状に形成し、
シリンダヘッドを鋳造する際に筒状のセラミックス製排
気ポートを鋳ぐるむことが行われている。

発明が解決しようとする課題 シリンダヘッドを鋳造する際に筒状のセラミックス製排
気ポートな鋳ぐるむと、溶解した金属の熱衝撃や、溶解
した金属の凝固収縮応力により、セラミックス製排気ポ
ートの形状保持が困難になる。従って、筒状のセラミッ
クス製排気ポートを用いることができるのはアルミ合金
等のように融点が低い材料でシリンダヘッドを鋳造する
場合に限られ、融点の高い鋳鉄でシリンダヘッドを鋳造
する場合にはセラミックス製排気ポートを用いることが
できない。

また、筒状のセラミックス製排気ポートは非常に高価で
あり、コスト高となる。

課題を解決するための手段 鋳造用排気ポート中子の外周面に断熱層を被覆し、前記
鋳造用排気ポート中子を鋳型の中に組込んで鋳造した。

作用 外周面に断熱層を被覆した鋳造用排気ポートを鋳型の中
に組込み、この鋳型の中に溶解した金属を流し込んで鋳
造することにより、排気ポートの内周面に断熱層を形成
する。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図及び第２図に基づいて説
町する。コロイド系バインダに耐火物粉を分散した物質
から成形した鋳造用排気ポート中子ｌを設け、この鋳造
用排気ポート中子１を攪拌調整したスラリに浸漬するこ
とにより鋳造用排気ポート中子１の外周面にスラリ層を
形成する。次に、スラリ層が乾燥する前に鋳造用排気ポ
ート中子１の外周面に耐火物粒をスタッフィングする。

そして、スラリ層の形成と耐火物粒のスタッフィングと
を複数回繰り返すことにより、前記鋳造用排気ポート中
子１の外周面に厚さ寸法が２１Ｍ１程度の断熱層である
耐火物層２を被覆形成する。

つぎに、耐火物層２を被覆形成した前記鋳造用排気ポー
ト中子ｌをシリンダヘッド３を鋳造するための鋳型（図
示せず）の中に組込み、この鋳型の中に溶解した鋳鉄を
流し込むことによりシリンダヘッド３を鋳造する。鋳鉄
が凝固冷却した後に前記鋳造用排気ポート中子１を除去
すると、排気ポート４の内周面に耐火物層２が形成され
る。

このような構成において、鋳造用排気ポート中子ｌの外
周面に耐火物層２を直接被覆形成し、この耐火物層２を
排気ポート４の内周面に転写するため、排気ポート４の
形状が複雑であっても排気ポート４の内周面形状に正確
に合せた耐火物層２が形成される。また、従来の鋳造工
程に対して、鋳造用排気ポート中子１の外周面に耐火物
層２を被覆形成するという工程を追加するものであるた
め、鋳造工程が複雑化せず、コスト高ともならず、量産
性が確保される。さらに、耐火物層２は鋳造用排気ポー
ト中子１により形状を保持されているため、鋳造時にお
ける溶解した鋳鉄の熱衝撃や、溶解した鋳鉄の強固収縮
応力による変形が防止される。

つぎに、本発明の第二の実施例を第３図及び第４図に基
づいて説明する。なお、第１図及び第２図に基づいて説
明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明も省略す
る。鋳造用排気ポート中子１の外周面に低熱伝導率を有
する金属を溶射して断熱層である金属Ｎ５を形成し、こ
の金属層５の外周面に耐火物粒をスタッフィングした断
熱層である耐火物層２を形成する。そして、金属層５と
耐火物層２とを被覆形成した前記鋳造用排気ポート中子
１をシリンダヘッド３を鋳造するための鋳型（図示せず
）の中に組込み、この鋳型の中に溶解した鋳鉄を流し込
むことによりシリンダヘッド３を鋳造する。鋳鉄が凝固
冷却した後に前記鋳造用排気ポート中子１を除去すると
、排気ポート４の内周面には耐大物層２と金属層５とが
形成される。

このような構成において、鋳造用排気ポート中子ｌの外
周面に金属層５と耐火物層２とを直接被覆形成し、これ
らの金属層５と耐火物層２とを排気ポート４の内周面に
転写するため、排気ポート４の形状が複雑であっても排
気ポート４の内周面形状に正確に合せた金属層５と耐火
物層２とが形成される。また、従来の鋳造工程に対して
、鋳造用排気ポート中子１の外周面に金属層５と耐火物
層２とを被覆形成するという工程を追加するものである
ため、鋳造工程が複雑化せず、コスト高ともならず、量
産性が確保される。さらに、金属層５及び耐火物層２は
鋳造用排気ポート中子１により形状を保持されているた
め、鋳造時における溶解した鋳鉄の熱衝撃や、溶解した
鋳鉄の強固収縮応力による変形が防止される。

また、鋳造後のシリンダヘッド３においては、耐火物層
２がシリンダヘッド３を鋳造した鋳鉄と金属層５とによ
り挾まれたサンドイッチ構造となっているため、耐火物
層２を形成する材料が熱履歴による変態を生じて脆性化
した場合でも剥離脱落等が防止され、断熱作用が維持さ
れる。従って、耐火物層２として用いる材料の選択幅が
広がり、より熱伝導率の低い耐火物材料を用いて排気ポ
ート４の断熱化を向上させることができる。

発明の、効果 本発明は、上述のように鋳造用排気ポート中子の外周面
に断熱層を被覆し、断熱層を被覆した鋳造用排気ポート
中子を鋳型の中に組込んで鋳造したことにより、排気ポ
ートの形状が複雑な場合であっても排気ポートの内周面
形状に合せた断熱層の形成を確実に行うことができ、ま
た、従来の鋳造工程に対して鋳造用排気ポート中子の外
周面に断熱層を被覆するという工程を追加するだけであ
るため、鋳造工程を複雑化することがなく、量産性の向
上及びコストダウンを図ることができる等の効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第一の実施例を示すもので
、第１図は鋳造用排気ポート中子の外周面に断熱層を被
覆した状態を示す縦断正面図、第２図は鋳造したシリン
ダヘッドを示す縦断正面図、第３図及び第４図は本発明
の第二の実施例を示すもので、第３図は鋳造用排気ポー
ト中子の外周面に断熱層を被覆した状態を示す縦断正面
図、第４図は鋳造したシリンダヘッドを示す縦断正面図
である。 １・・・鋳造用排気ポート中子、２・・・断熱層、５・
・・断熱層 出　願　人　　石川島芝浦機械株式会社１、ｌ 芭 Ｊ’、Ｚ鱒 乙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳造用排気ポート中子の外周面に断熱層を被覆し、前記
   鋳造用排気ポート中子を鋳型の中に組込んで鋳造したこ
   とを特徴とするエンジンの排気ポート断熱層の製造方法
   。