JPH01280616A - 内燃機関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法 - Google Patents
内燃機関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法Info
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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）
本発明は内燃機関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐ
るみ体及びその製造方法に関するものである。
るみ体及びその製造方法に関するものである。
（従来の技術）
ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのような内燃機
関の排ガスによる大気汚染を防止するために排ガスを貴
金属触媒により浄化するシステムにおいては、排ガス温
度の低下が触媒の浄化性能の低下を招くため排ガス温度
を高く維持することが望まれる。このために特公昭５１
−１６１６８号公報等に示されるように、シリンダーヘ
ッド排気ボートやエギゾースＩ・マニホールドを断熱性
のセラミノクラ斗ナーによってライニングすることが提
案されている。このようなセラミックライナーはアルミ
ニウム等の金属によって鋳くるまれて用いられるのであ
るが、ライナーの肉厚が２〜３龍程度であるためにその
断熱効果は十分ではな（、ライナーのない場合に比較し
て排ガス温度の上昇は２０゛Ｃ程度のものであった。
関の排ガスによる大気汚染を防止するために排ガスを貴
金属触媒により浄化するシステムにおいては、排ガス温
度の低下が触媒の浄化性能の低下を招くため排ガス温度
を高く維持することが望まれる。このために特公昭５１
−１６１６８号公報等に示されるように、シリンダーヘ
ッド排気ボートやエギゾースＩ・マニホールドを断熱性
のセラミノクラ斗ナーによってライニングすることが提
案されている。このようなセラミックライナーはアルミ
ニウム等の金属によって鋳くるまれて用いられるのであ
るが、ライナーの肉厚が２〜３龍程度であるためにその
断熱効果は十分ではな（、ライナーのない場合に比較し
て排ガス温度の上昇は２０゛Ｃ程度のものであった。
そこでセラミックライナーの外周面に耐熱材料からなる
ファイバーを巻き付けて鋳ぐるみを行い、このファイバ
ー層により断熱性を高める試みもなされているが、エン
ジンの始動及び停止時の熱衝撃やエンジンの振動加熱等
によって次第にファイバーが劣化してセラミックライナ
ーを保持する力を失い、遂にはセラミックライナーが脱
落するおそれがあった。更にまた空気の断熱性を利用す
るために、実開昭５４−５６０１０号公報に示されるよ
うにセラミックライナーの外周に金属板を利用して空隙
を形成するようにしたものも提案されているが、構造が
複雑で製造コストが嵩むうえにセラミックライナーが端
部のめで保持されているのでセラミックライナーの保持
力が失われ易いという問題点があった。
ファイバーを巻き付けて鋳ぐるみを行い、このファイバ
ー層により断熱性を高める試みもなされているが、エン
ジンの始動及び停止時の熱衝撃やエンジンの振動加熱等
によって次第にファイバーが劣化してセラミックライナ
ーを保持する力を失い、遂にはセラミックライナーが脱
落するおそれがあった。更にまた空気の断熱性を利用す
るために、実開昭５４−５６０１０号公報に示されるよ
うにセラミックライナーの外周に金属板を利用して空隙
を形成するようにしたものも提案されているが、構造が
複雑で製造コストが嵩むうえにセラミックライナーが端
部のめで保持されているのでセラミックライナーの保持
力が失われ易いという問題点があった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は上記のような従来の問題を解決して、排ガス温
度を従来品よりも十分に高く保つことができ、しかもセ
ラミックライナーの保持力の低下のおそれがないうえ、
に構造が複雑でなく安価に製作することができる内燃機
関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体とその製
造方法を目的として完成されたものである。
度を従来品よりも十分に高く保つことができ、しかもセ
ラミックライナーの保持力の低下のおそれがないうえ、
に構造が複雑でなく安価に製作することができる内燃機
関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体とその製
造方法を目的として完成されたものである。
（課題を解決するだめの手段）
上記の課題は、排気ガスと接するセラミックライナーと
その外周を鋳くるむ金属体との接合境界面が、両者の部
分的な接触面と両者が接触しない空気断熱層とによって
構成されていることを特徴とする内燃機関排気チャネル
用の断熱セラミック鋳ぐるみ体によって達成することが
できる。またこのような断熱セラミック鋳ぐるみ体は、
セラミックライナーの外周面を部分的な切欠部が形成さ
れた耐熱性の層で覆い、この状態のまま金属による鋳ぐ
るみを行って層の切欠部に金属を流入固化させて接触面
とし、層によって溶湯の流入が阻止された部分を空気断
熱層とすることを特徴とする方法によって製造すること
ができる。
その外周を鋳くるむ金属体との接合境界面が、両者の部
分的な接触面と両者が接触しない空気断熱層とによって
構成されていることを特徴とする内燃機関排気チャネル
用の断熱セラミック鋳ぐるみ体によって達成することが
できる。またこのような断熱セラミック鋳ぐるみ体は、
セラミックライナーの外周面を部分的な切欠部が形成さ
れた耐熱性の層で覆い、この状態のまま金属による鋳ぐ
るみを行って層の切欠部に金属を流入固化させて接触面
とし、層によって溶湯の流入が阻止された部分を空気断
熱層とすることを特徴とする方法によって製造すること
ができる。
以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明する。
第１図は本発明をエギゾーストマニボールドに適用した
例を示すものであり、（１）はエギゾーストマニホール
ド用のセラミックライナー、（２）はその外周を鋳くる
んでいるアルミニウム合金のような金属体である。セラ
ミックライナー（１）は二股ポートライナー等複雑形状
でも鋳ぐるみ時のクランク発生を防止することができる
ように、例えば結晶相としてチタン酸アルミニウムを６
５％以」二含有しチタン酸アルミニウムの平均粒径が１
０μｍ以上であってヤング率が５０〜２０００ ｋｇ
ｆ ／ ａｍ ”、圧縮強度が５〜４０ｋｇｆん１、気
孔率が５〜３５％、熱伝導率が０．８〜５０Ｘ１０３ｃ
ａｊ２／ｃｍ／ｓｅｃ／’Ｃ程度のセラミックからなる
ものとすることが好ましい。これらのセラミックライナ
ー（１）と金属体（２）との接合境界面は、図示のよう
にセラミックライナー（１）と金属体（２）とが直接接
触する部分的な接触面（３）と、両者が接触していない
空気断熱層（４）とによって構成されている。接触面（
３）の形状は第４図の（Ａ）〜（Ｄ）に模式的に示した
ように直線状、スパイラル状、点状等の任意の形状とす
ることができる。また接触面（３）はセラミックライナ
ー（１）と金属体（２）との接合境界面の全体にわたり
均等に分布していることが好ましいが、必すしもこれに
限定されるものではなく、多少の偏りがあっても差支え
ない。接触面（３）はセラミックライナー（１）を保持
するための部分であるが、断熱性を向上させるためには
接触面（３）を少くして空気断熱層（４）の面積を広く
することが好ましく、実用的には接触面（３）の面積は
全体の３５％以下、より好ましくは１０％以下とする。
例を示すものであり、（１）はエギゾーストマニホール
ド用のセラミックライナー、（２）はその外周を鋳くる
んでいるアルミニウム合金のような金属体である。セラ
ミックライナー（１）は二股ポートライナー等複雑形状
でも鋳ぐるみ時のクランク発生を防止することができる
ように、例えば結晶相としてチタン酸アルミニウムを６
５％以」二含有しチタン酸アルミニウムの平均粒径が１
０μｍ以上であってヤング率が５０〜２０００ ｋｇ
ｆ ／ ａｍ ”、圧縮強度が５〜４０ｋｇｆん１、気
孔率が５〜３５％、熱伝導率が０．８〜５０Ｘ１０３ｃ
ａｊ２／ｃｍ／ｓｅｃ／’Ｃ程度のセラミックからなる
ものとすることが好ましい。これらのセラミックライナ
ー（１）と金属体（２）との接合境界面は、図示のよう
にセラミックライナー（１）と金属体（２）とが直接接
触する部分的な接触面（３）と、両者が接触していない
空気断熱層（４）とによって構成されている。接触面（
３）の形状は第４図の（Ａ）〜（Ｄ）に模式的に示した
ように直線状、スパイラル状、点状等の任意の形状とす
ることができる。また接触面（３）はセラミックライナ
ー（１）と金属体（２）との接合境界面の全体にわたり
均等に分布していることが好ましいが、必すしもこれに
限定されるものではなく、多少の偏りがあっても差支え
ない。接触面（３）はセラミックライナー（１）を保持
するための部分であるが、断熱性を向上させるためには
接触面（３）を少くして空気断熱層（４）の面積を広く
することが好ましく、実用的には接触面（３）の面積は
全体の３５％以下、より好ましくは１０％以下とする。
なお空気断熱層（４）の厚さは０．５〜５１■程度が好
ましく、また空気断熱層（４）の内部は空間とするほか
、ファイバー等が充填された状態であっても差支えない
。
ましく、また空気断熱層（４）の内部は空間とするほか
、ファイバー等が充填された状態であっても差支えない
。
第３図は」１記した本発明をボートライナーに適用した
例を示すもので、接合境界面の構造は」１記のエギゾー
ストマニホールドと同様である。
例を示すもので、接合境界面の構造は」１記のエギゾー
ストマニホールドと同様である。
このような本発明の断熱セラミック鋳くるめ体は、セラ
ミックライナー（１）自体の断熱性に加えてその外周に
形成された空気断熱層（４）が優れた断熱効果を発揮す
るので排ガス温度を高温に維持することができる。また
本発明においては接合境界面に形成された部分的な接触
面（３）がセラミックライナー（１）の外周を確実にし
かも直接的に支持しているので、長期間使用してもセラ
ミックライナー（＋１の保持力が低下するおそれはない
。
ミックライナー（１）自体の断熱性に加えてその外周に
形成された空気断熱層（４）が優れた断熱効果を発揮す
るので排ガス温度を高温に維持することができる。また
本発明においては接合境界面に形成された部分的な接触
面（３）がセラミックライナー（１）の外周を確実にし
かも直接的に支持しているので、長期間使用してもセラ
ミックライナー（＋１の保持力が低下するおそれはない
。
次に本発明の断熱セラミック鋳ぐるみ体の製造方法を説
明する。
明する。
まずセラミックライナー（１）の外周面を鋳ぐるみ時の
溶湯に耐えることができる層によって覆う。
溶湯に耐えることができる層によって覆う。
この層としては鋳ぐるみ後に除去することができる水溶
性ガラス粉末あるいは水溶性ガラスファイバーシートや
またコールドボックス法により固化された鋳砂を用いる
ことが好ましい。水溶性ガラスファイバーシートは酸化
硼素の含有量を３０（重Ｎ）％以上、好ましくは５０％
以上としたガラスからなるものであって、短時間に終了
するアルミニウムの鋳ぐるみ温度には十分に耐えられる
が、ＮａＯＨ等のアルカリ性化合物を含む熱水によって
容易に溶出させることができる。またコールドボックス
法は鋳砂にバイングーとしてイソシアネートレジンを加
えて成形後にアミンガスで硬化させる方法であって、５
００°Ｃ程度の熱処理を行えば軽い振動等により容易に
崩壊させることができる。このような層には部分的な切
欠部が形成されており、この層で覆ったままでセラミッ
クライナー（１）の鋳ぐるみを行えば、溶湯は層に形成
された切欠部に流入し固化してセラミックライナー（１
１と金属体（２）との接触面となる。一方、層によって
溶湯の流入が阻止された部分は凝固後に熱水や熱処理等
によって層を除去すれば、空洞状の空気断熱層（４）と
なる。しかし層の材質としては」１記したもののほか、
−船釣なファイバーシー１・を用いて凝固後に機械的な
掻き出しによる除去を行ってもよい。また層自体の気孔
率が大きい場合には除去を全く行わず、層を残したまま
で空気断熱層（４）としてもよい。このような方法によ
り本発明の断熱セラミック鋳ぐるみ体は容易にかつ安価
に製造することかできる。
性ガラス粉末あるいは水溶性ガラスファイバーシートや
またコールドボックス法により固化された鋳砂を用いる
ことが好ましい。水溶性ガラスファイバーシートは酸化
硼素の含有量を３０（重Ｎ）％以上、好ましくは５０％
以上としたガラスからなるものであって、短時間に終了
するアルミニウムの鋳ぐるみ温度には十分に耐えられる
が、ＮａＯＨ等のアルカリ性化合物を含む熱水によって
容易に溶出させることができる。またコールドボックス
法は鋳砂にバイングーとしてイソシアネートレジンを加
えて成形後にアミンガスで硬化させる方法であって、５
００°Ｃ程度の熱処理を行えば軽い振動等により容易に
崩壊させることができる。このような層には部分的な切
欠部が形成されており、この層で覆ったままでセラミッ
クライナー（１）の鋳ぐるみを行えば、溶湯は層に形成
された切欠部に流入し固化してセラミックライナー（１
１と金属体（２）との接触面となる。一方、層によって
溶湯の流入が阻止された部分は凝固後に熱水や熱処理等
によって層を除去すれば、空洞状の空気断熱層（４）と
なる。しかし層の材質としては」１記したもののほか、
−船釣なファイバーシー１・を用いて凝固後に機械的な
掻き出しによる除去を行ってもよい。また層自体の気孔
率が大きい場合には除去を全く行わず、層を残したまま
で空気断熱層（４）としてもよい。このような方法によ
り本発明の断熱セラミック鋳ぐるみ体は容易にかつ安価
に製造することかできる。
次に本発明品の効果を確認するために、下記の実験を行
った。
った。
まずチタン酸アルミニウムを主結晶とするヤング率が２
００ｋｇｆ／ｍ■２のセラミック材料によって外径３０
龍、厚さ４ ｍｍ、長さ３００璽−の円筒を作成した。
００ｋｇｆ／ｍ■２のセラミック材料によって外径３０
龍、厚さ４ ｍｍ、長さ３００璽−の円筒を作成した。
次に開孔率が１０％及び２０％となるように直径３ ｍ
ｍの孔を多数形成した水溶性ガラスファイバーシートを
円筒の外周に装着し、アルミニウムによる鋳ぐるみを行
った。この結果、外径４５１．長さ３００鰭の鋳ぐるみ
体が得られたので冷却後に水洗して水溶性ガラスファイ
バーシー１−を除去した。
ｍの孔を多数形成した水溶性ガラスファイバーシートを
円筒の外周に装着し、アルミニウムによる鋳ぐるみを行
った。この結果、外径４５１．長さ３００鰭の鋳ぐるみ
体が得られたので冷却後に水洗して水溶性ガラスファイ
バーシー１−を除去した。
このテストピースに７００℃のエンジン排ガスを導入し
て断熱効果を測定したところ、セラミ、ツタの円筒のな
いステンレス鋼からなる排気管を用いた場合に比較して
、接触面（３）の面積比が１０％であるアルミ鋳ぐるみ
テストピースでは排ガス温度を７０°Ｃも高温に維持す
ることができ、また接触面（３）の面積比が２０％のテ
ストピースでは排ガス温度を６０°Ｃ高温に維持できた
。更に気孔率の大きいセラミソクファイハーシートに接
触面（３）の面積比が２０％となるように孔をあけたも
のを用い、鋳ぐるみ後セラミックファイバーシートを除
去しなかったものは、排ガス温度を４０℃程度高温に維
持することができた。なお接触面（３）の面積比を１０
０％とした場合、すなわちセラミックライナーを直接ア
ルミニウムで鋳ぐるんだ場合には、排ガス温度の上昇は
前述したとおり約２０℃程度となる。
て断熱効果を測定したところ、セラミ、ツタの円筒のな
いステンレス鋼からなる排気管を用いた場合に比較して
、接触面（３）の面積比が１０％であるアルミ鋳ぐるみ
テストピースでは排ガス温度を７０°Ｃも高温に維持す
ることができ、また接触面（３）の面積比が２０％のテ
ストピースでは排ガス温度を６０°Ｃ高温に維持できた
。更に気孔率の大きいセラミソクファイハーシートに接
触面（３）の面積比が２０％となるように孔をあけたも
のを用い、鋳ぐるみ後セラミックファイバーシートを除
去しなかったものは、排ガス温度を４０℃程度高温に維
持することができた。なお接触面（３）の面積比を１０
０％とした場合、すなわちセラミックライナーを直接ア
ルミニウムで鋳ぐるんだ場合には、排ガス温度の上昇は
前述したとおり約２０℃程度となる。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、断熱性に優
れ排ガス温度を従来品よりも十分に高く保つことができ
ること、セラミックライナーの保持力が低下するおそれ
がないこと、構造が簡単で安価に製造できること等の多
くの利点を有し、シリンダーヘット排気ボートやエギゾ
ーストマニホールドに好適なものである。よって本発明
は従来の問題点を解決した内燃機関排気チャネル用の断
熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法として、産業
の発展に寄与するところは極めて大きいものである。
れ排ガス温度を従来品よりも十分に高く保つことができ
ること、セラミックライナーの保持力が低下するおそれ
がないこと、構造が簡単で安価に製造できること等の多
くの利点を有し、シリンダーヘット排気ボートやエギゾ
ーストマニホールドに好適なものである。よって本発明
は従来の問題点を解決した内燃機関排気チャネル用の断
熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法として、産業
の発展に寄与するところは極めて大きいものである。
第１図は本発明の第１の実施例であるエギゾーストマニ
ホールドの断面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３図
は第２の実施例であるシリンダーヘッド排気ポートの断
面図、第４図（＾）〜（Ｄ）は本発明におけるセラミッ
クライナーと金属体との接合境界面を模式的に示す斜視
図である。 （１）：セラミックライナー、（２）：金属体、（３）
：接触面、（４）：空気断熱層。
ホールドの断面図、第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３図
は第２の実施例であるシリンダーヘッド排気ポートの断
面図、第４図（＾）〜（Ｄ）は本発明におけるセラミッ
クライナーと金属体との接合境界面を模式的に示す斜視
図である。 （１）：セラミックライナー、（２）：金属体、（３）
：接触面、（４）：空気断熱層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、排気ガスと接するセラミックライナー（１）とその
外周を鋳ぐるむ金属体（２）との接合境界面が、両者の
部分的な接触面（３）と両者が接触しない空気断熱層（
４）とによって構成されていることを特徴とする内燃機
関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体。 ２、接合境界面全体に対する接触面（３）の面積が３５
％以下である請求項１に記載の内燃機関排気チャネル用
の断熱セラミック鋳ぐるみ体。 ３、セラミックライナー（１）が、ヤング率が２０００
ｋｇｆ／ｍｍ＾２以下のチタン酸アルミニウム質のセラ
ミックからなるものである請求項１に記載の内燃機関排
気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体。 ４、セラミックライナー（１）がエギゾーストマニホー
ルド用のものである請求項１に記載の内燃機関排気チャ
ネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体。 ５、セラミックライナー（１）の外周面を部分的な切欠
部が形成された耐熱性の層で覆い、この状態のまま金属
による鋳ぐるみを行って層の切欠部に金属を流入固化さ
せて接触面（３）とし、層によって溶湯の流入が阻止さ
れた部分を空気断熱層（４）とすることを特徴とする断
熱セラミック鋳ぐるみ体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63109754A JPH01280616A (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | 内燃機関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法 |
| DE8989303988T DE68905367T2 (de) | 1988-05-02 | 1989-04-21 | Waermedaemmende keramikartikel, anzuwenden bei auspuffrohren von brennkraftmaschinen und verfahren zu ihrer herstellung. |
| US07/341,710 US4972674A (en) | 1988-05-02 | 1989-04-21 | Heat insulating ceramic insert-cast articles for use in exhaust channels in internal combustion engines and a process for producing the same |
| EP89303988A EP0340946B1 (en) | 1988-05-02 | 1989-04-21 | Heat insulating ceramic articles for use in exhaust channels in internal combustion engines and a process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63109754A JPH01280616A (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | 内燃機関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01280616A true JPH01280616A (ja) | 1989-11-10 |
Family
ID=14518402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63109754A Pending JPH01280616A (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | 内燃機関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4972674A (ja) |
| EP (1) | EP0340946B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01280616A (ja) |
| DE (1) | DE68905367T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05196500A (ja) * | 1992-01-22 | 1993-08-06 | Nikko Kyodo Co Ltd | 測光装置 |
| JPH0583321U (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-12 | いすゞ自動車株式会社 | 排気マニホルドの取付構造 |
| US5706655A (en) * | 1994-05-27 | 1998-01-13 | Calsonic Corporation | Thin-walled double pipe exhaust manifold |
| JP2018204484A (ja) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 株式会社豊田自動織機 | 排気マニホルド |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5142863A (en) * | 1989-05-18 | 1992-09-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine part provided with manifold type exhaust passage |
| US5137789A (en) * | 1990-12-03 | 1992-08-11 | Caterpillar Inc. | Composite ceramic and metal article |
| SE9200871L (sv) * | 1991-05-01 | 1992-11-02 | Outboard Marine Corp | Foerfarande och anordning foer framstaellning av upplagningsanordning uppvisande insats paa plats utnyttjande en precisionsgjutningsprocess |
| US5239956A (en) * | 1991-06-07 | 1993-08-31 | Detroit Diesel Corporation | Internal combustion engine cylinder heads and similar articles of manufacture and methods of manufacturing same |
| US5167885A (en) * | 1992-01-07 | 1992-12-01 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Method for making sintered bodies |
| US5590524A (en) * | 1992-05-14 | 1997-01-07 | Soundwich, Inc. | Damped heat shield |
| IL123300A0 (en) * | 1995-08-16 | 1998-09-24 | Northrop Grumman Corp | Reducing wear between structural fiber reinforced ceramic matrix composite automotive engine parts in sliding contacting relationship |
| US5560455A (en) * | 1995-08-16 | 1996-10-01 | Northrop Grumman Corporation | Brakes rotors/drums and brake pads particularly adapted for aircraft/truck/train/ and other heavy duty applications |
| US5643512A (en) * | 1995-08-16 | 1997-07-01 | Northrop Grumman Corporation | Methods for producing ceramic foams using pre-ceramic resins combined with liquid phenolic resin |
| US5657729A (en) * | 1995-08-16 | 1997-08-19 | Northrop Grumman Corporation | Fiber reinforced ceramic matrix composite cylinder head and cylinder head liner for an internal combustion engine |
| US5692373A (en) * | 1995-08-16 | 1997-12-02 | Northrop Grumman Corporation | Exhaust manifold with integral catalytic converter |
| US5582784A (en) * | 1995-08-16 | 1996-12-10 | Northrop Grumman Corporation | Method of making ceramic matrix composite/ceramic foam panels |
| US5638779A (en) * | 1995-08-16 | 1997-06-17 | Northrop Grumman Corporation | High-efficiency, low-pollution engine |
| US5740788A (en) * | 1995-08-16 | 1998-04-21 | Northrop Grumman Corporation | Fiber reinforced ceramic matrix composite piston and cylinder/sleeve for an internal combustion engine |
| US5687787A (en) * | 1995-08-16 | 1997-11-18 | Northrop Grumman Corporation | Fiber reinforced ceramic matrix composite internal combustion engine exhaust manifold |
| US5632320A (en) * | 1995-08-16 | 1997-05-27 | Northrop Grumman Corporation | Methods and apparatus for making ceramic matrix composite lined automotive parts and fiber reinforced ceramic matrix composite automotive parts |
| US5660399A (en) * | 1995-08-16 | 1997-08-26 | Northrop Grumman Corporation | Piston rings particularly suited for use with ceramic matrix composite pistons and cylinders |
| US5879640A (en) * | 1995-08-16 | 1999-03-09 | Northrop Grumman Corporation | Ceramic catalytic converter |
| US5718046A (en) * | 1995-12-11 | 1998-02-17 | General Motors Corporation | Method of making a ceramic coated exhaust manifold and method |
| US6001436A (en) | 1997-05-12 | 1999-12-14 | Northrop Grumman Corporation | Ceramic matrix composite turbocharger housing |
| US5974784A (en) * | 1998-10-12 | 1999-11-02 | Nu-Chem, Inc. | Insulative shield, particularly for automotive exhaust components |
| US6265078B1 (en) | 1999-09-09 | 2001-07-24 | Northrop Grumman Corporation | Reducing wear between structural fiber reinforced ceramic matrix composite automotive engine parts in sliding contacting relationship |
| US6725656B2 (en) | 2001-12-07 | 2004-04-27 | Dan T. Moore Company | Insulated exhaust manifold |
| US20040177609A1 (en) * | 2001-12-07 | 2004-09-16 | Moore Dan T. | Insulated exhaust manifold having ceramic inner layer that is highly resistant to thermal cycling |
| US7585559B2 (en) | 2003-06-03 | 2009-09-08 | Intellectual Property Holdings, Llc | Foam barrier heat shield |
| DE102005004651A1 (de) * | 2005-02-02 | 2006-08-10 | Daimlerchrysler Ag | Abgasführende Vorrichtung eines Verbrennungsmotors mit innenliegender Auskleidung sowie Verfahren zu deren Herstellung |
| FR2885385B1 (fr) * | 2005-05-04 | 2007-07-27 | Faurecia Sys Echappement | Collecteur a double coque |
| FR2885386B1 (fr) * | 2005-05-04 | 2007-07-27 | Faurecia Sys Echappement | Collecteur d'echappement |
| FR2899933B1 (fr) * | 2006-04-14 | 2008-07-04 | Faurecia Sys Echappement | Collecteur d'echappement composite |
| US8413435B2 (en) * | 2006-06-13 | 2013-04-09 | Wescast Industries, Inc. | Exhaust manifolds including heat shield assemblies |
| US7799840B2 (en) | 2006-09-12 | 2010-09-21 | Intellectual Property Holdings, Llc | Thermoplastic vibrational damper with constraining layer |
| FR2916228B1 (fr) * | 2007-05-16 | 2009-08-21 | Faurecia Sys Echappement | Organe d'echappement a conduits separes. |
| KR20100096252A (ko) * | 2007-12-21 | 2010-09-01 | 그린 파트너스 테크놀로지 홀딩스 게엠베하 | 피스톤 엔진 시스템 및 방법 |
| WO2010039590A2 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | Borgwarner Inc. | Exhaust flow insulator for an exhaust system device |
| DE102010048973A1 (de) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Isolite Gmbh | Abgaskrümmer |
| US9790836B2 (en) | 2012-11-20 | 2017-10-17 | Tenneco Automotive Operating Company, Inc. | Loose-fill insulation exhaust gas treatment device and methods of manufacturing |
| DE102018121723A1 (de) | 2018-09-06 | 2020-03-12 | Man Truck & Bus Se | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zu dessen Herstellung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1938404A1 (de) * | 1969-07-29 | 1971-02-11 | Daimler Benz Ag | Leitung und/oder Raum zur Aufnahme oder Fuehrung von heissen Gasen |
| US3892907A (en) * | 1972-11-13 | 1975-07-01 | Toyota Motor Co Ltd | Reinforced refractory heat-insulator |
| JPS5248602B2 (ja) * | 1973-03-06 | 1977-12-10 | ||
| DE2602434A1 (de) * | 1976-01-23 | 1977-07-28 | Daimler Benz Ag | Im zylinderkopf einer brennkraftmaschine befindliche gasfuehrungskanaele und deren herstellung |
| DE2750290B2 (de) * | 1977-11-10 | 1981-06-19 | Rosenthal Technik Ag, 8672 Selb | Feuerfestartikel und Metall-Keramikverbundkörper aus silikathaltigem Aluminiumtitanat |
| JPS55155507A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-03 | Fujikura Ltd | Method of arraying cable |
| US4604779A (en) * | 1984-02-27 | 1986-08-12 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of producing a cylinder head with a port liner |
| DE3530924A1 (de) * | 1985-08-29 | 1987-03-12 | Alcan Aluminiumwerke | Hitzebestaendiges bauteil und verfahren zu dessen herstellung |
-
1988
- 1988-05-02 JP JP63109754A patent/JPH01280616A/ja active Pending
-
1989
- 1989-04-21 DE DE8989303988T patent/DE68905367T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-04-21 EP EP89303988A patent/EP0340946B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-21 US US07/341,710 patent/US4972674A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05196500A (ja) * | 1992-01-22 | 1993-08-06 | Nikko Kyodo Co Ltd | 測光装置 |
| JPH0583321U (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-12 | いすゞ自動車株式会社 | 排気マニホルドの取付構造 |
| US5706655A (en) * | 1994-05-27 | 1998-01-13 | Calsonic Corporation | Thin-walled double pipe exhaust manifold |
| JP2018204484A (ja) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 株式会社豊田自動織機 | 排気マニホルド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE68905367T2 (de) | 1993-08-12 |
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| EP0340946B1 (en) | 1993-03-17 |
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| EP0340946A3 (en) | 1990-01-31 |
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