JP6065389B2 - 断熱構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
このエンジンは、直列4気筒2Lガソリンエンジンであり、図1中の符号3はシリンダブロックを、符号5はシリンダヘッドを、符号7は吸気ポート9を開閉する吸気バルブを、符号11は排気ポート13を開閉する排気バルブを、符号15は燃料噴射弁を、それぞれ示している。エンジンの燃焼室は、ピストン1の頂面、シリンダブロック3の内周面、シリンダヘッド5の下面、及び、吸排気バルブ7,11の傘部前面(燃焼室に臨む面)で形成される。ピストン1の頂面には、キャビティ17が形成されている。なお、図1では、点火プラグを図示省略している。
そこで、以下では、上記超高圧縮比ε=20〜50及び高空気過剰率λ=2.5〜6.0で運転されるエンジンにおける、図示熱効率を高める上で必要となる冷却損失低減のための断熱構造体について説明する。図4は、ピストンの断熱構造体を示す断面図である。このピストン1は、エンジンの燃焼室を形成する頂面に溶射皮膜21を備えており、かかる溶射皮膜21は、ピストン基材19の頂面全体に亘って形成されたアンダーコート23と、当該アンダーコート23を覆う第1酸化物層25と、当該第1酸化物層25を覆う第2酸化物層27と、を備えている。
上記断熱構造体を有するピストン1は、次の方法で得ることができる。
本実施形態に係る断熱構造体による、燃料の染み込み抑制の改善効果を確認するために、所定の評価条件の下で、実施例1〜6について未燃損失割合(%)をそれぞれ求め、これらの結果を対比した。
本実施形態によれば、第1酸化物層25の表面部に設けられた、緻密な溶射層である第2酸化物層27によって、第1酸化物層25に含まれる気孔部31が封孔されるので、断熱構造体を、例えば、ピストン1の頂面、シリンダブロック3の内周面、シリンダヘッド5の下面等に適用した場合には、噴霧された燃料が第1酸化物層25に浸み込むのを抑えることができる。
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
21 溶射皮膜
25 第1酸化物層
27 第2酸化物層
29 ジルコニア粒子(ZrO2含有粒子)
31 気孔部
Claims (3)
- 基材表面に形成される、溶射皮膜を備える断熱構造体であって、
上記溶射皮膜は、上記基材に対して溶射され扁平になった中空のZrO2含有粒子と気孔部とを含む第1酸化物層と、当該第1酸化物層に対して溶射された、当該第1酸化物層のZrO2含有粒子の粒径よりも粒径が小さい、Al2O3、SiO2及びZrO2よりなる群から選ばれる1種を主成分とする酸化物粒子を含む第2酸化物層と、
を有することを特徴とする断熱構造体。 - 請求項1記載の断熱構造体において、
上記第2酸化物層の酸化物粒子は、中実状粒子であることを特徴とする断熱構造体。 - 基材表面に形成される、溶射皮膜を備える断熱構造体の製造方法であって、
溶射原料としての、平均粒径D50が30〜100μmであるZrO2含有粒子と、平均粒径D50が5〜40μmであり且つ上記ZrO2含有粒子の平均粒径D50よりもその平均粒径D50が小さい、Al2O3、SiO2及びZrO2よりなる群から選ばれる1種を主成分とする酸化物粒子と、を用意し、
上記ZrO2含有粒子を上記基材に対して、所定の溶射出力、所定のArガス流量、所定のH2ガス流量、所定の溶射距離、及び、所定の溶射粒子供給量で溶射して、当該ZrO2含有粒子と気孔部とを含む第1酸化物層を形成する工程と、
上記酸化物粒子を上記第1酸化物層に対して、上記所定の溶射出力よりも高い溶射出力、上記所定の溶射距離よりも長い溶射距離、且つ、上記所定の溶射粒子供給量よりも少ない供給量で溶射して、第2酸化物層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする断熱構造体の製造方法。
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