JPS61291718A - 内燃機関の燃焼室 - Google Patents
内燃機関の燃焼室Info
- Publication number
- JPS61291718A JPS61291718A JP60133032A JP13303285A JPS61291718A JP S61291718 A JPS61291718 A JP S61291718A JP 60133032 A JP60133032 A JP 60133032A JP 13303285 A JP13303285 A JP 13303285A JP S61291718 A JPS61291718 A JP S61291718A
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- JP
- Japan
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- alumina
- combustion chamber
- catalyst
- coat layer
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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。
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）
この発明は少くとも表面が金属である構成部品ノ表面の
少くとも一部分に触媒付アルミナコート層を備えた内燃
機関の燃焼室に関するものである。
少くとも一部分に触媒付アルミナコート層を備えた内燃
機関の燃焼室に関するものである。
（従来の技術）
本出願人は先に特願昭５９−１７８０８９号により燃焼
室壁面に触媒被着部を設けた内燃機関の燃焼室を提案し
た。この燃焼室の触媒被着部はあらかじめｚｒｏ、粉末
を溶射した層にアルミナを含有する溶液をコートシ、焼
成した後、さらに貴金属化合物を含浸焼成するプロセス
により設けられている０ （発明が解決しようとする問題点） 上述の方法で設けられた燃焼室の触媒被着部は、バーナ
ー火炎吹付は法１００時間後では良好な性能を示したが
、耐久時間をａＯＯ時間まで延長すると徐々に性能が低
下し、極めて厳しい条件である５００時間後では要求性
能を下回る場合も生ずることがあった。これは触媒被着
層が剥離するためであることを確かめた。すなわちコー
ト済アルミナ被着層に後から酸性の強い貴金属試薬を含
浸し乾燥、焼成するプロセスによるため、アルミナ被着
層が酸でおかされ、密着性が悪化するため、被着層の密
着性が低下し剥離して性能が徐々に低下してしまうとい
う問題点があった。
室壁面に触媒被着部を設けた内燃機関の燃焼室を提案し
た。この燃焼室の触媒被着部はあらかじめｚｒｏ、粉末
を溶射した層にアルミナを含有する溶液をコートシ、焼
成した後、さらに貴金属化合物を含浸焼成するプロセス
により設けられている０ （発明が解決しようとする問題点） 上述の方法で設けられた燃焼室の触媒被着部は、バーナ
ー火炎吹付は法１００時間後では良好な性能を示したが
、耐久時間をａＯＯ時間まで延長すると徐々に性能が低
下し、極めて厳しい条件である５００時間後では要求性
能を下回る場合も生ずることがあった。これは触媒被着
層が剥離するためであることを確かめた。すなわちコー
ト済アルミナ被着層に後から酸性の強い貴金属試薬を含
浸し乾燥、焼成するプロセスによるため、アルミナ被着
層が酸でおかされ、密着性が悪化するため、被着層の密
着性が低下し剥離して性能が徐々に低下してしまうとい
う問題点があった。
そこで発明者らは活性アルミナにあらかじめ貴金属試薬
を担持焼成したものと、硝酸で安定化したベーマイトア
ルミナゾルとを混合粉砕しスラリーとしたものを付着さ
せて改曽を図った。ところがベーマイトアルミナゾル中
のアルミナ分を増加し、密着性を向上しようとすると逆
に性能が低下してしまった。これは触媒付活性アルミナ
粒子がベーマイトアルミナゾルで被覆されてしまい、活
性が低下してしまうものと思われる。一方ペーマイトア
ルミナゾルを少量しか加えないと密着性が確保できず、
耐久性に欠は使用に耐えなかった。
を担持焼成したものと、硝酸で安定化したベーマイトア
ルミナゾルとを混合粉砕しスラリーとしたものを付着さ
せて改曽を図った。ところがベーマイトアルミナゾル中
のアルミナ分を増加し、密着性を向上しようとすると逆
に性能が低下してしまった。これは触媒付活性アルミナ
粒子がベーマイトアルミナゾルで被覆されてしまい、活
性が低下してしまうものと思われる。一方ペーマイトア
ルミナゾルを少量しか加えないと密着性が確保できず、
耐久性に欠は使用に耐えなかった。
（問題点を解決するための手段）
しかるに、発明者らは引続く研究により、あらかじめア
ルミナに貴金属を付着させ、ベーマイトアルミナゾルと
混合粉砕した後、硝酸等のような酸を加えて熟成して得
たスラリーを用いることにより、性能を低下させること
なく触媒付アルミナコート層の密着性を向上させること
ができることを見出した。
ルミナに貴金属を付着させ、ベーマイトアルミナゾルと
混合粉砕した後、硝酸等のような酸を加えて熟成して得
たスラリーを用いることにより、性能を低下させること
なく触媒付アルミナコート層の密着性を向上させること
ができることを見出した。
従ってこの発明の内燃機関の燃焼室は、燃焼室の少くと
も表面が金属である構成部品の表面の少くとも一部分を
ＺｒＯ，を主成分とする溶射層で被覆し、あらかじめ貴
金属触媒を付着し焼成した活性アルミナに硝酸で安定化
したベーマイトアルミナゾルを混合し粉砕した後酸を加
えて熟成して得たスラリーを上記溶射層上に付着させ乾
燥焼成して触媒付アルミナコート層を形成して成ること
を特徴とする。
も表面が金属である構成部品の表面の少くとも一部分を
ＺｒＯ，を主成分とする溶射層で被覆し、あらかじめ貴
金属触媒を付着し焼成した活性アルミナに硝酸で安定化
したベーマイトアルミナゾルを混合し粉砕した後酸を加
えて熟成して得たスラリーを上記溶射層上に付着させ乾
燥焼成して触媒付アルミナコート層を形成して成ること
を特徴とする。
第１図は、この発明の一例の内燃機関であるディーゼル
エンジンの燃焼室部分の断面図で、１は燃焼室の主室、
２は燃焼室の副室または渦室、８はシリンダヘッド、４
はピストン、５はシリンダ、６はホットプラグ、７は噴
射ノズルボディ、８はグロープラグ、９は触媒付アルミ
ナコート層である。図示するように燃焼室の主室１のピ
ストン４の頂面およびこの頂面に対向するシリンダヘッ
ド８の面並びに渦室２の内面には触媒付アルミナコート
層９が付着されている。
エンジンの燃焼室部分の断面図で、１は燃焼室の主室、
２は燃焼室の副室または渦室、８はシリンダヘッド、４
はピストン、５はシリンダ、６はホットプラグ、７は噴
射ノズルボディ、８はグロープラグ、９は触媒付アルミ
ナコート層である。図示するように燃焼室の主室１のピ
ストン４の頂面およびこの頂面に対向するシリンダヘッ
ド８の面並びに渦室２の内面には触媒付アルミナコート
層９が付着されている。
上記触媒付アルミナコート層９を付着するに当っては、
活性アルミナにあらかじめ貴金属試薬を担持、焼成した
ものと、硝酸で安定化したベーマイトゾルの少量を混合
粉砕し、スラリーとする。
活性アルミナにあらかじめ貴金属試薬を担持、焼成した
ものと、硝酸で安定化したベーマイトゾルの少量を混合
粉砕し、スラリーとする。
このスラリーに酸を加え、熟成する。次いでこのスラリ
ーをＺｒＯ，を主成分とする溶射層上に付着させ乾燥、
焼成して触媒付アルミナフート層とする。
ーをＺｒＯ，を主成分とする溶射層上に付着させ乾燥、
焼成して触媒付アルミナフート層とする。
図示する例では触媒付アルミナコート層８は、主室１お
よび副室の渦室２の全壁面に設けられているが、必ずし
も全壁面に設ける必要がないことは勿論である。また上
記入ラリ−は前述の如く熟成することにより、活性アル
ミナおよび付着貴金属の一部が再溶解し、アルミナコー
ト層の密着性を向上し、合わせて触媒付活性アルミナ粒
子を被覆しているバインダのベーマイトアルミナゾル層
が触媒活性をもつため、高耐久性および高性能を示すも
のと思われる。
よび副室の渦室２の全壁面に設けられているが、必ずし
も全壁面に設ける必要がないことは勿論である。また上
記入ラリ−は前述の如く熟成することにより、活性アル
ミナおよび付着貴金属の一部が再溶解し、アルミナコー
ト層の密着性を向上し、合わせて触媒付活性アルミナ粒
子を被覆しているバインダのベーマイトアルミナゾル層
が触媒活性をもつため、高耐久性および高性能を示すも
のと思われる。
ここで使用する貴金属試薬は、８００℃以下で分解する
もの、好ましくは硝酸酸性ジニトロジアミノ白金、硝酸
酸性硝酸パラジウムおよび硝酸酸性硝酸ロジウムからな
る群より選択した１種以上の混合溶液が良好な結果をも
たらす。これは低温分解による低温活性の向上が寄与し
ているものである。
もの、好ましくは硝酸酸性ジニトロジアミノ白金、硝酸
酸性硝酸パラジウムおよび硝酸酸性硝酸ロジウムからな
る群より選択した１種以上の混合溶液が良好な結果をも
たらす。これは低温分解による低温活性の向上が寄与し
ているものである。
また熟成する前に加える酸は硝酸が好ましい。
これは塩酸等を用いるとコート後加熱する温度を高くし
ないと塩素が残留し、触媒活性を低下させるが、加工対
象であるアル４ニウム合金等からなる機関構成部品は、
残留塩素量を十分に減少するだけの高温にすると熱的に
損傷を受ける。従って８００℃以下で分解する硝酸が好
ましい。
ないと塩素が残留し、触媒活性を低下させるが、加工対
象であるアル４ニウム合金等からなる機関構成部品は、
残留塩素量を十分に減少するだけの高温にすると熱的に
損傷を受ける。従って８００℃以下で分解する硝酸が好
ましい。
（実施例）
以下この発明を実施例および比較例により説明する。
実施例１
アルミニウム合金製ピストンのピストンクラウン表面を
クロルホルムおよびアセトンで脱脂し、サンドブラスト
で荒した。Ｎ１：ムｊ＝９５：５の重量比のＮｉ −Ａ
Ｉ混合粉末を５０μの厚さにプラズマ溶射し、さらにｌ
ｉｉ −ＡＩおよびＺｒＯ，混合粉末（Ｎ１：ムｊ：Ｚ
ｒｏ、＝８８＝２：６５の重量比）を５０μの厚さにプ
ラズマ溶射した。この上にＺｒＯ，−Ｙ、０８混合粉末
（ＺｒＯ，： Ｙ、Ｏ，＝ ８０ ： ２０ ）重量比
）を２００μの厚さにプラズマ溶射し、ＺｒＯ，−Ｙ、
Ｏ３付表面を得た。
クロルホルムおよびアセトンで脱脂し、サンドブラスト
で荒した。Ｎ１：ムｊ＝９５：５の重量比のＮｉ −Ａ
Ｉ混合粉末を５０μの厚さにプラズマ溶射し、さらにｌ
ｉｉ −ＡＩおよびＺｒＯ，混合粉末（Ｎ１：ムｊ：Ｚ
ｒｏ、＝８８＝２：６５の重量比）を５０μの厚さにプ
ラズマ溶射した。この上にＺｒＯ，−Ｙ、０８混合粉末
（ＺｒＯ，： Ｙ、Ｏ，＝ ８０ ： ２０ ）重量比
）を２００μの厚さにプラズマ溶射し、ＺｒＯ，−Ｙ、
Ｏ３付表面を得た。
ｒ−アルミナ粉末（平均粒径１μｍ）ｓｏｐと白金とし
て５０９含有する硝酸酸性ジニトａジアミノ白金溶液５
００ｍ１を混合し、十分にかきまぜた後・１２０℃オー
プン中で１２時間乾燥した。得られた固形物を空気中８
００℃で８時間焼成した。
て５０９含有する硝酸酸性ジニトａジアミノ白金溶液５
００ｍ１を混合し、十分にかきまぜた後・１２０℃オー
プン中で１２時間乾燥した。得られた固形物を空気中８
００℃で８時間焼成した。
本焼成物１００ｇに対して１０重量％硝酸で安定化した
ベーマイトアルミナゾル（固形分として６．８重ｉｉチ
のアルミナを含む）１００９を混ぜ込み、ボールミルに
て６時間粉砕し、スラリーとした０このスラリーに１０
重量％硝酸を２０ｙｄ混入し、スターラーで充分混合し
た後、１２時間熟成した。熟成済スラリーを前記ＺｒＯ
，−Ｙ、Ｏ，付表面に流しかけ、不要なスラリーを流し
失った後８０℃オーブン中で１時間乾燥し、さらに空気
中２８０℃で８時間焼成し、白金としてｏ、ｓｓｇ付着
したアルミニウム合金製ピストンＡを得た。
ベーマイトアルミナゾル（固形分として６．８重ｉｉチ
のアルミナを含む）１００９を混ぜ込み、ボールミルに
て６時間粉砕し、スラリーとした０このスラリーに１０
重量％硝酸を２０ｙｄ混入し、スターラーで充分混合し
た後、１２時間熟成した。熟成済スラリーを前記ＺｒＯ
，−Ｙ、Ｏ，付表面に流しかけ、不要なスラリーを流し
失った後８０℃オーブン中で１時間乾燥し、さらに空気
中２８０℃で８時間焼成し、白金としてｏ、ｓｓｇ付着
したアルミニウム合金製ピストンＡを得た。
実施例２
実施例１においてγ−アルミナに付着させる試薬を硝酸
酸性パラジウムとした以外は全く同様に操作して、パラ
ジウムとして０．３１９付着したアルミニウム合金製ピ
ストンＢを得た〇 実施例８ 実施例１においてｒ−アルミナに付着させる試薬を硝酸
酸性ジニトロジアミノ白金および硝酸酸性ロジウムの混
合物（Ｐｔ＋Ｒｈ＝ ５０ ｔｉ、Ｐｔ／Ｒｈ ＝ルミ
ニウム合金ピストンＣを得た。
酸性パラジウムとした以外は全く同様に操作して、パラ
ジウムとして０．３１９付着したアルミニウム合金製ピ
ストンＢを得た〇 実施例８ 実施例１においてｒ−アルミナに付着させる試薬を硝酸
酸性ジニトロジアミノ白金および硝酸酸性ロジウムの混
合物（Ｐｔ＋Ｒｈ＝ ５０ ｔｉ、Ｐｔ／Ｒｈ ＝ルミ
ニウム合金ピストンＣを得た。
比較例１
実施例１で用いたｚｒｏ、−ｙ、ｏ、付ピストン表面に
以下の手順で触媒をつけた。
以下の手順で触媒をつけた。
アルミナとして８重量％含む、１０重量％硝酸で安定化
したベーマイトアルミナゾル９７９と平均粒径１μｍの
γ−アルミナ粉末８ｇを混ぜボールミルで６時間混合粉
砕した。得られたゾルに水を加え２倍に希釈してアルミ
ナ８重量％を含むアルミナスラリーとしたものを前記ｚ
ｒｏ、 −ｙ、ｏ、 表面に数回にわけて含浸および乾
燥させた後、空気中２９０℃で８時間加熱し、最終的に
０．５ｇのアルミナを付着させた。このようにして形成
したアルミナ層に白金としてｏ 、ｏ ８９／ｃｃ含む
硝酸酸性ジニトロジアミノ白金水溶液１１ＣＣを数回に
わけて含浸および乾燥した後、空気中２８０℃で８時間
加熱し、白金として０・８８り付着したアルミニウム合
金製ピストン１を得た。
したベーマイトアルミナゾル９７９と平均粒径１μｍの
γ−アルミナ粉末８ｇを混ぜボールミルで６時間混合粉
砕した。得られたゾルに水を加え２倍に希釈してアルミ
ナ８重量％を含むアルミナスラリーとしたものを前記ｚ
ｒｏ、 −ｙ、ｏ、 表面に数回にわけて含浸および乾
燥させた後、空気中２９０℃で８時間加熱し、最終的に
０．５ｇのアルミナを付着させた。このようにして形成
したアルミナ層に白金としてｏ 、ｏ ８９／ｃｃ含む
硝酸酸性ジニトロジアミノ白金水溶液１１ＣＣを数回に
わけて含浸および乾燥した後、空気中２８０℃で８時間
加熱し、白金として０・８８り付着したアルミニウム合
金製ピストン１を得た。
比較例２
実施例１において１０重量％硝酸２０１１１ｊを加えず
単に１２時間放置した以外は全く同様にしてアルミニウ
ム合金製ピストン２を得た。
単に１２時間放置した以外は全く同様にしてアルミニウ
ム合金製ピストン２を得た。
比較例８
比較例２において使用するベーマイトアルミナゾルに含
まれる固形分としてアルミナを１０重量％とした以外は
全く同様にしてアルミニウム合金製ピストン３を得た。
まれる固形分としてアルミナを１０重量％とした以外は
全く同様にしてアルミニウム合金製ピストン３を得た。
比較例４
実施例１において熟成時間を６時間とした以外は全く同
様にしてアルミニウム合金製ピストン４を得た。
様にしてアルミニウム合金製ピストン４を得た。
ＪコＬ匹上
実施例１において１０重量％硝酸２０−の代りに５重量
％塩酸２０１１７を加えた以外は全く同様にしてアルミ
ニウム合金製ピストン６を得た。
％塩酸２０１１７を加えた以外は全く同様にしてアルミ
ニウム合金製ピストン６を得た。
星Ｉ且
実施例１〜８で得たピストンＡＮＣおよび比較例１〜５
で得たピストン１〜５を各々バーナー火炎状きつけ法に
て（ガスバーナーの火炎および冷空気を１分間のサイク
ルで交互に吹きつける方法）耐久し、各ピストンをそれ
ぞれ４シリンダー２０００’ＣＣＩＤＩデイーゼルエン
ジンにセットし、回転数２４０Ｏｒｐｍ、）ルク５に９
ｍの条件でスモークを測定し、未処理品と比較してスモ
ーク低減率を求めた。測定は各々耐、久０時間、１００
時間、８００時間、５００時間毎に行なった。また５０
０時間後のアルミナフート層の付着状況を目視で確認し
た。測定した各ピストンのスモーク低減率および密着性
を次の第１表に示す。
で得たピストン１〜５を各々バーナー火炎状きつけ法に
て（ガスバーナーの火炎および冷空気を１分間のサイク
ルで交互に吹きつける方法）耐久し、各ピストンをそれ
ぞれ４シリンダー２０００’ＣＣＩＤＩデイーゼルエン
ジンにセットし、回転数２４０Ｏｒｐｍ、）ルク５に９
ｍの条件でスモークを測定し、未処理品と比較してスモ
ーク低減率を求めた。測定は各々耐、久０時間、１００
時間、８００時間、５００時間毎に行なった。また５０
０時間後のアルミナフート層の付着状況を目視で確認し
た。測定した各ピストンのスモーク低減率および密着性
を次の第１表に示す。
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明においては、少くと
も表面が金属であるエンジン燃焼室構成部品の表面・の
少くとも一部分をｚｒｏ、を主成分とする溶射層で被覆
し、この溶射層上に付着させた触媒付アルミナコート層
を、あらかじめ貴金属触媒を付着し焼成した活性アルミ
ナに硝酸で安定化したベーマイトアルミナゾルを混合し
粉砕した後酸を加えて熟成して得たスラリーを用いて形
成したことにより、アルミナコート層の密着性および触
媒付アルミナコート層の活性が共に向上し耐久後のスモ
ーク低減率が向上できるという効果が得られる０
も表面が金属であるエンジン燃焼室構成部品の表面・の
少くとも一部分をｚｒｏ、を主成分とする溶射層で被覆
し、この溶射層上に付着させた触媒付アルミナコート層
を、あらかじめ貴金属触媒を付着し焼成した活性アルミ
ナに硝酸で安定化したベーマイトアルミナゾルを混合し
粉砕した後酸を加えて熟成して得たスラリーを用いて形
成したことにより、アルミナコート層の密着性および触
媒付アルミナコート層の活性が共に向上し耐久後のスモ
ーク低減率が向上できるという効果が得られる０
第１図はこの発明の一例のディーゼルエンジンの燃焼室
部分の断面図である。 １・・・燃焼室の主室 ２・・・燃焼室の副室（また
は渦室）８・・・シリンダベッド ４・・・ピストン５
・・・シリンダ ６・・・ホットプラグフ・・・
噴射ノスルボデイ ８・・・グロープラグ ９・・・触媒付アルミナコート層。 特許出願人 日産自動車株式会社 第１図
部分の断面図である。 １・・・燃焼室の主室 ２・・・燃焼室の副室（また
は渦室）８・・・シリンダベッド ４・・・ピストン５
・・・シリンダ ６・・・ホットプラグフ・・・
噴射ノスルボデイ ８・・・グロープラグ ９・・・触媒付アルミナコート層。 特許出願人 日産自動車株式会社 第１図
Claims (1)
- １、内燃機関の燃焼室の少くとも表面が金属である構成
部品の表面の少くとも一部分をＺｒＯ＿２を主成分とす
る溶射層で被覆し、あらかじめ貴金属触媒を付着し焼成
した活性アルミナに硝酸で安定化したベーマイトアルミ
ナゾルを混合し粉砕した後酸を加えて熟成して得たスラ
リーを上記溶射層上に付着させ乾燥焼成して触媒付アル
ミナコート層を形成して成ることを特徴とする内燃機関
の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60133032A JPS61291718A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 内燃機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60133032A JPS61291718A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 内燃機関の燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291718A true JPS61291718A (ja) | 1986-12-22 |
Family
ID=15095212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60133032A Pending JPS61291718A (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61291718A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007319806A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd | バインダーおよび触媒用コーティング組成物 |
| CN104100374A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 冯崇谦 | 无火焰燃烧清洁型内燃机 |
-
1985
- 1985-06-20 JP JP60133032A patent/JPS61291718A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007319806A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd | バインダーおよび触媒用コーティング組成物 |
| CN104100374A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 冯崇谦 | 无火焰燃烧清洁型内燃机 |
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