JPWO2009020206A1 - 内燃機関 - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、断熱用薄膜20の構成例を示す断面図である。図2に示す構成例(実施例1)では、燃焼室13を形成する母材30の、燃焼室13内に臨む壁面30a上に形成された断熱用薄膜20は、粒状に形成された多数の断熱材(第1の断熱材)21と、膜状に形成された断熱材(第2の断熱材)22と、を含んで構成されている。ここでの母材30は、シリンダブロック(シリンダライナ)9であってもよいし、シリンダヘッド10であってもよいし、ピストン12であってもよいし、吸気弁16であってもよいし、排気弁17であってもよい。つまり、母材30の壁面30aは、シリンダブロック内壁面(シリンダライナ内壁面)9aであってもよいし、シリンダヘッド下面10aであってもよいし、ピストン頂面12aであってもよいし、吸気弁頂面16aであってもよいし、排気弁頂面17aであってもよい。
(1)吸気行程中に吸入気体が受熱して膨張することにより、充填効率が低下して出力が低下する。
(2)圧縮行程中に作動ガスが受熱してシリンダ内圧力が上昇することにより、圧縮行程での負の仕事が増大して燃費が低下する。
(3)吸気・圧縮行程中の受熱により平均ガス温度が上昇することで、シリンダ内ガスの比熱比が低下してサイクル効率が低下する。
(4)圧縮端ガス温度上昇によりシリンダ内のガス流れが層流化することで、混合気形成過程での燃料と空気との混合度が低下して煤の生成量が増加する。
(5)圧縮端ガス温度上昇により燃焼温度が上昇することで、窒素酸化物(NOx)の生成量が増加する。
図11,12は、断熱用薄膜20の他の構成例を示す図であり、図11は母材30の壁面30aの法線と一致する方向(法線方向)から見た図を示し、図12は断面図を示す。以下の実施例2の説明では、実施例1と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図13は、断熱用薄膜20の他の構成例を示す断面図である。以下の実施例3の説明では、実施例1,2と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図16,17は、断熱用薄膜20の他の構成例を示す断面図である。以下の実施例4の説明では、実施例1〜3と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図18,19は、断熱用薄膜20の他の構成例を示す図であり、図18は母材30の壁面30aの法線と一致する方向(法線方向)から見た図を示し、図19は断面図を示す。以下の実施例5の説明では、実施例1〜4と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図20は、断熱用薄膜20の他の構成例を示す断面図である。以下の実施例6の説明では、実施例1〜5と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Claims (15)
- 内燃機関の燃焼室を形成する母材の少なくとも一部の、燃焼室内に臨む壁面に、断熱膜が形成された内燃機関であって、
前記断熱膜は、
母材よりも低い熱伝導率及び母材よりも低い単位体積あたりの熱容量を有する第1の断熱材と、
母材以下の熱伝導率を有する第2の断熱材であって、第1の断熱材を燃焼室内の燃焼ガスから保護するための第2の断熱材と、
を含み、
第1の断熱材は、第2の断熱材よりも低い熱伝導率及び第2の断熱材よりも低い単位体積あたりの熱容量を有する、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
第1の断熱材が第2の断熱材の内部に混入されている、内燃機関。 - 請求項2に記載の内燃機関であって、
内部に第1の断熱材が混入された第2の断熱材は、繊維状に形成されており、
該繊維状に形成された第2の断熱材が、前記壁面上に多数敷き詰められている、内燃機関。 - 請求項2に記載の内燃機関であって、
第1の断熱材の混入割合が第2の断熱材の内部の位置に応じて異なる、内燃機関。 - 請求項2に記載の内燃機関であって、
第1の断熱材が第2の断熱材の内部に規則的に配列されている、内燃機関。 - 請求項2に記載の内燃機関であって、
第1の断熱材は、中空構造を有する断熱材である、内燃機関。 - 請求項6に記載の内燃機関であって、
第1の断熱材が複数層構造を有する、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
第1の断熱材が前記壁面上に形成されており、
第2の断熱材が第1の断熱材を覆うように第1の断熱材上に形成されている、内燃機関。 - 請求項8に記載の内燃機関であって、
第2の断熱材に、第1の断熱材側へ突出した突出部が設けられている、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
第2の断熱材は、その内部に第1の断熱材を内包する殻状の断熱材である、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
断熱膜の厚さ方向において第1の断熱材と第2の断熱材とが交互に配置されている、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
第2の断熱材の耐熱温度が、第1の断熱材の耐熱温度よりも高い、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
第2の断熱材の強度が、第1の断熱材の強度よりも高い、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関であって、
第2の断熱材は、母材よりも低い熱伝導率を有し且つ母材よりも低いまたは母材とほぼ同等の単位体積あたりの熱容量を有する、内燃機関。 - 内燃機関の燃焼室を形成する母材の少なくとも一部の、燃焼室内に臨む壁面に、断熱膜が形成された内燃機関であって、
前記断熱膜は、母材よりも低い熱伝導率を有し且つ母材よりも低いまたは母材とほぼ同等の単位体積あたりの熱容量を有する材料の内部に気泡が多数形成された断熱材を含んで構成されている、内燃機関。
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