JPS62131954A - エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 - Google Patents
エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法Info
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- JPS62131954A JPS62131954A JP27404085A JP27404085A JPS62131954A JP S62131954 A JPS62131954 A JP S62131954A JP 27404085 A JP27404085 A JP 27404085A JP 27404085 A JP27404085 A JP 27404085A JP S62131954 A JPS62131954 A JP S62131954A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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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、エンジンの冷却通路に、燃焼室の過冷却を防
止するための断熱層を形成する方法に関する。
止するための断熱層を形成する方法に関する。
（従来の技術）
近年、エンジン本体の軽量化を目的として、燃焼室を構
成する部材１例えば、レシプロエンジンではシリンダブ
ロック、ロータリエンジンではサイドハウジングをＡＱ
金合金の軽合金製としたものが提供されている。
成する部材１例えば、レシプロエンジンではシリンダブ
ロック、ロータリエンジンではサイドハウジングをＡＱ
金合金の軽合金製としたものが提供されている。
このようなエンジンでは、燃焼室の熱が冷却通路に逃げ
るのを防ぐため、一般に、シリンダブロック等の摺動面
に、セラミック溶射により断熱層を形成している。しか
しながら、摺動面は高温にさらされるため、軽合金より
なる素地と断熱層の熱膨張差が原因となる断熱層の剥離
や変形がしばしば生じる。
るのを防ぐため、一般に、シリンダブロック等の摺動面
に、セラミック溶射により断熱層を形成している。しか
しながら、摺動面は高温にさらされるため、軽合金より
なる素地と断熱層の熱膨張差が原因となる断熱層の剥離
や変形がしばしば生じる。
そこで、冷却通路の壁に、各種の断熱層を設けることが
考えられる。しかしながら、従来の断熱層の形成方法に
よれば、断熱層の被覆厚さだけで断熱層の断熱性能を調
整していたため、厚さの管理が難しく要求される冷却性
を実現することが困雅であり、燃焼室の壁温を適温に上
昇させることができず、却ってエンジンの性能（出力、
燃費）を劣化させるという問題点があった。
考えられる。しかしながら、従来の断熱層の形成方法に
よれば、断熱層の被覆厚さだけで断熱層の断熱性能を調
整していたため、厚さの管理が難しく要求される冷却性
を実現することが困雅であり、燃焼室の壁温を適温に上
昇させることができず、却ってエンジンの性能（出力、
燃費）を劣化させるという問題点があった。
（発明の目的）
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであっ
て、耐熱樹脂と金属粒子で断熱層を構成するようにして
、エンジンの冷却通路に要求される冷却性を実現できる
断熱層を形成する方法を提供することを目的とする。
て、耐熱樹脂と金属粒子で断熱層を構成するようにして
、エンジンの冷却通路に要求される冷却性を実現できる
断熱層を形成する方法を提供することを目的とする。
（発明の構成）
上記目的を達成するために１本発明によるエンジンの冷
却通路に断熱層を形成する方法の構成は、耐熱樹脂に溶
剤および要求される冷却性に対応させて設定された所定
量の金属粒子を添加した混合液を冷却通路に注入し、次
にエンジン本体を旋回もしくは傾動させて上記混合液を
冷却通路の壁に被覆し、次に焼成して該冷却通路の壁に
上記金属粒子を含有した耐熱樹脂からなる断熱層を形成
することを特徴としている。
却通路に断熱層を形成する方法の構成は、耐熱樹脂に溶
剤および要求される冷却性に対応させて設定された所定
量の金属粒子を添加した混合液を冷却通路に注入し、次
にエンジン本体を旋回もしくは傾動させて上記混合液を
冷却通路の壁に被覆し、次に焼成して該冷却通路の壁に
上記金属粒子を含有した耐熱樹脂からなる断熱層を形成
することを特徴としている。
（実施例）
まず、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図に示すように、本実施例は、レシプロエンジンの
本体１の燃焼室２を構成するＡｆ１合金製のシリンダブ
ロック３．シリンダヘッド４の冷却通路５に１本発明法
を適用した例である。
本体１の燃焼室２を構成するＡｆ１合金製のシリンダブ
ロック３．シリンダヘッド４の冷却通路５に１本発明法
を適用した例である。
第２図に詳しく示されるように、冷却通路５の壁には、
鱗片状のＡＱ粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層
６が形成されている。
鱗片状のＡＱ粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層
６が形成されている。
上記断熱層６は、次のような手順で製造される。
まず、冷却通路５°の壁と同等の厚さおよび材質の試験
壁に、鱗片状のＡＱ粉の含有量を変化させたエポキシ樹
脂層を被覆し、次いで、例えば後述するような試験方法
（第４図、第５図参照）で実エンジンと同一条件で冷却
媒体を流して、Ａ Ｑ 粉の含有量の変化と試験壁の断
熱性との関係を求め、該関係に基づいて実エンジンにお
ける冷却通路５の壁に要求される冷却性に対応したＡＱ
粉の含有量を設定する。
壁に、鱗片状のＡＱ粉の含有量を変化させたエポキシ樹
脂層を被覆し、次いで、例えば後述するような試験方法
（第４図、第５図参照）で実エンジンと同一条件で冷却
媒体を流して、Ａ Ｑ 粉の含有量の変化と試験壁の断
熱性との関係を求め、該関係に基づいて実エンジンにお
ける冷却通路５の壁に要求される冷却性に対応したＡＱ
粉の含有量を設定する。
次に、エポキシ樹脂に、溶剤および上記設定された量の
鱗片状のＡＱ粉を添加した混合液を作り、該混合液を冷
却通路５に注入した後、エンジン本体１を旋回もしくは
傾動させて混合液を冷却通路５の壁に被覆して、被覆層
を設ける。被覆層の厚みの調整は、冷却通路５への混合
液の流し込み、抜き、乾燥を繰り返して行う。
鱗片状のＡＱ粉を添加した混合液を作り、該混合液を冷
却通路５に注入した後、エンジン本体１を旋回もしくは
傾動させて混合液を冷却通路５の壁に被覆して、被覆層
を設ける。被覆層の厚みの調整は、冷却通路５への混合
液の流し込み、抜き、乾燥を繰り返して行う。
最後に、該被覆層を焼成し、溶剤を除いて、鱗片状のＡ
Ｑ粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層６を完成さ
せる。
Ｑ粉を含有したエポキシ樹脂からなる断熱層６を完成さ
せる。
本発明法で用いる耐熱樹脂としては、熱硬化性の樹脂、
特に、耐熱性に優れた本実施例のようなエポキシ系樹脂
や、シリコン系樹脂が好ましい。
特に、耐熱性に優れた本実施例のようなエポキシ系樹脂
や、シリコン系樹脂が好ましい。
また、断熱層に含ませる金属粒子としては、伝熱性のあ
る金属粒子であればよく、本実施例ＡＱ粉の他に、Ｃｕ
粉を用いてもよい。断熱層に金属粒子を含ませるのは、 （１）耐熱樹脂のみでは熱伝達率が低すぎて断熱性能が
良すぎ、その結果、被覆厚さの僅かの違いによって断熱
層の断熱性能が大きく変化するので、燃焼室の壁温を適
温まで上昇させるコントロールが難しい （ｉ）耐熱樹脂のみでは断熱層の耐熱性が不十分である （ ｉｉｉ ）耐熱樹脂のみでは、軽合金よりなる素地
に対する断熱層の密着性が悪い 等の問題点を解消するためである。
る金属粒子であればよく、本実施例ＡＱ粉の他に、Ｃｕ
粉を用いてもよい。断熱層に金属粒子を含ませるのは、 （１）耐熱樹脂のみでは熱伝達率が低すぎて断熱性能が
良すぎ、その結果、被覆厚さの僅かの違いによって断熱
層の断熱性能が大きく変化するので、燃焼室の壁温を適
温まで上昇させるコントロールが難しい （ｉ）耐熱樹脂のみでは断熱層の耐熱性が不十分である （ ｉｉｉ ）耐熱樹脂のみでは、軽合金よりなる素地
に対する断熱層の密着性が悪い 等の問題点を解消するためである。
断熱層に含まれる金属粒子の割合は、３０〜８０重量％
であることが好ましい。その理由は、３０％を下回ると
、依然として断熱層の断熱性能が良すぎて燃焼室の壁温
のコントロールが難しいからであり、また、８０％を上
回ると、耐熱樹脂のバインダー効果が著しく低下し、断
熱層の密着性が悪化するからである。第３図は、−例と
して、ＡＱ粉含有率と伝熱性との関係を実線Ａで、断熱
性との関係を実線Ｂで、密着性との関係を実線Ｃで示し
たものである。
であることが好ましい。その理由は、３０％を下回ると
、依然として断熱層の断熱性能が良すぎて燃焼室の壁温
のコントロールが難しいからであり、また、８０％を上
回ると、耐熱樹脂のバインダー効果が著しく低下し、断
熱層の密着性が悪化するからである。第３図は、−例と
して、ＡＱ粉含有率と伝熱性との関係を実線Ａで、断熱
性との関係を実線Ｂで、密着性との関係を実線Ｃで示し
たものである。
断熱層に含まれる金属粒子が鱗片状であると、燃焼室の
温度上昇に伴って、鱗片状の粒子が熱膨張および熱変形
によってお互いに接触し、断熱層が伝熱性を帯びてくる
ので、燃焼室の過熱を防止することができる。したがっ
て、ロータリエンジンにおけるサイドハウジングの高温
側の冷却通路に設ける断熱層には、鱗片状の金属粒子を
含ませると好都合である。
温度上昇に伴って、鱗片状の粒子が熱膨張および熱変形
によってお互いに接触し、断熱層が伝熱性を帯びてくる
ので、燃焼室の過熱を防止することができる。したがっ
て、ロータリエンジンにおけるサイドハウジングの高温
側の冷却通路に設ける断熱層には、鱗片状の金属粒子を
含ませると好都合である。
また、鱗片状の金属粒子は断熱層の長手方向に沿って配
向するので、断熱層と素地の密着性が良く、熱？＃撃に
よるクラックの発生防止の点でも有利である（第２図参
照）。
向するので、断熱層と素地の密着性が良く、熱？＃撃に
よるクラックの発生防止の点でも有利である（第２図参
照）。
冷却通路に断熱層を設けることは、該通路の防錆効果も
もたらす。
もたらす。
なお、本発明法は、上述のシリンダブロック、シリンダ
ヘッド、サイドハウジングの冷却通路の他に、ロータハ
ウジングの冷却通路、ロータのオイル冷却通路にも適用
可能である。
ヘッド、サイドハウジングの冷却通路の他に、ロータハ
ウジングの冷却通路、ロータのオイル冷却通路にも適用
可能である。
次に、本発明法をより具体的に実施して行った試験につ
いて説明する。
いて説明する。
くリグテスト〉
まず、発明者は、下記第１表に示す組成の混合液を作っ
た。
た。
第 １ 表
ここで、上記混合液中の溶剤は断熱層に残らないから、
結局、断熱層に占める鱗片状ＡＱ粉の割合は６０重量％
となる。
結局、断熱層に占める鱗片状ＡＱ粉の割合は６０重量％
となる。
次に、１０合金（材質ＡＣ４Ａ）の基板１０の一面に、
上記混合液を色々な厚さに被覆した後、１８０℃Ｘ３０
分で焼成して厚さの異なる断熱層１１を具備する試験片
１２を作製した（第４図参照）。試験片１２の全体の厚
みｔは、いずれも６薗である。
上記混合液を色々な厚さに被覆した後、１８０℃Ｘ３０
分で焼成して厚さの異なる断熱層１１を具備する試験片
１２を作製した（第４図参照）。試験片１２の全体の厚
みｔは、いずれも６薗である。
上述のようにして得られた試験片１２について行ったリ
グテスト用の試験装置１３は、第５図に示す通り、断熱
層１１の露出面は冷却水通路１４を流れる水によって冷
却される一方、基板１０の表面は、バーナー１５によっ
て加熱されるように構成されている。なお、基板１０に
は温度測定用の熱電対（図示省略）が加熱面から０．５
ｍｍ、１゜５ｍ、５ｒｒｎの深さに埋設されている。
グテスト用の試験装置１３は、第５図に示す通り、断熱
層１１の露出面は冷却水通路１４を流れる水によって冷
却される一方、基板１０の表面は、バーナー１５によっ
て加熱されるように構成されている。なお、基板１０に
は温度測定用の熱電対（図示省略）が加熱面から０．５
ｍｍ、１゜５ｍ、５ｒｒｎの深さに埋設されている。
このような試験装置１３を用いて、バーナー１５による
９５０−１０００℃の火炎で試験片１２を加熱すると同
時に冷却水も流して実際の燃焼室と同様の環境を作り、
基板１０の温度を測定することによりリグテストを行っ
た。結果は第６図に示す。実線り、Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞ
れ断熱層の厚みが０．１０，５０，１００μである試験
片１２について得られた結果である。破線Ｈは、断熱層
なしの合金鋳鉄製の基板について得られた結果である。
９５０−１０００℃の火炎で試験片１２を加熱すると同
時に冷却水も流して実際の燃焼室と同様の環境を作り、
基板１０の温度を測定することによりリグテストを行っ
た。結果は第６図に示す。実線り、Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞ
れ断熱層の厚みが０．１０，５０，１００μである試験
片１２について得られた結果である。破線Ｈは、断熱層
なしの合金鋳鉄製の基板について得られた結果である。
第６図より、断熱層の厚さに応じて種々の断熱性能が得
られることがわかる。
られることがわかる。
特に、厚さが５０μ以上である場合、加熱面の温度を合
金鋳鉄値の高温にコントロールできることがわかる。
金鋳鉄値の高温にコントロールできることがわかる。
なお、前述した、試験壁により実エンジンにおける冷却
通路の壁に要求される冷却性を求める試験も、試験袋［
１３を用いて同様に行うことができる。
通路の壁に要求される冷却性を求める試験も、試験袋［
１３を用いて同様に行うことができる。
〈ベンチテスト〉
発明者は、上記第１表の混合液を用いて、ＡＱ合金製（
材質ＡＣ４Ａ）のレシプロエンジンの冷却通路に厚さ１
００μの断熱層を形成し、出力対壁温、回転数対燃焼室
の平均有効圧の関係を調べた。試験結果は第７図の破線
Ｉ、第８図の破線りに示す。ここで、壁温とは、ピスト
ンの上死点直上の燃焼室（シリンダヘッド）の表面より
１．５ｍ下の部分の温度をいう。
材質ＡＣ４Ａ）のレシプロエンジンの冷却通路に厚さ１
００μの断熱層を形成し、出力対壁温、回転数対燃焼室
の平均有効圧の関係を調べた。試験結果は第７図の破線
Ｉ、第８図の破線りに示す。ここで、壁温とは、ピスト
ンの上死点直上の燃焼室（シリンダヘッド）の表面より
１．５ｍ下の部分の温度をいう。
同様の関係を、冷却通路に断熱層を設けなかったＡＱ合
金製（材ｆｉＡｃ ４ Ａ）のレシプロエンジンについ
て調べた試験結果は、第７図の破線Ｊ、第８図の破線Ｍ
に示す。同様の関係を、冷却通路に断熱層を設けなかっ
た合金鋳鉄製のレシプロエンジンについて調べた試験結
果は、第７図の実線Ｋ、第８図の実線Ｎに示す。
金製（材ｆｉＡｃ ４ Ａ）のレシプロエンジンについ
て調べた試験結果は、第７図の破線Ｊ、第８図の破線Ｍ
に示す。同様の関係を、冷却通路に断熱層を設けなかっ
た合金鋳鉄製のレシプロエンジンについて調べた試験結
果は、第７図の実線Ｋ、第８図の実線Ｎに示す。
第７図および第８図より、厚さ１００μ、鱗片状Ａｍの
割合が６０％の断熱層を冷却通路に設けると、ＡＱ合金
製のエンジンであっても、合金鋳鉄製のエンジン並に、
燃焼室の壁温を高温にコントロールすることができ、し
たがって、エンジンの性能を劣化させないことがわかる
。
割合が６０％の断熱層を冷却通路に設けると、ＡＱ合金
製のエンジンであっても、合金鋳鉄製のエンジン並に、
燃焼室の壁温を高温にコントロールすることができ、し
たがって、エンジンの性能を劣化させないことがわかる
。
（発明の効果）
以上のように、本発明の方法によれば、耐熱樹脂と金属
粒子で断熱層を構成するようにしたので、要求される冷
却性を実現して燃焼室の壁温を適温にコントロールする
ことができ、エンジンの性能を劣化させることがないと
いう優れた効果が得られ、さらに中空部形状である冷却
通路内壁に所定の断熱性を有する断熱層を容易に形成す
ることができる。
粒子で断熱層を構成するようにしたので、要求される冷
却性を実現して燃焼室の壁温を適温にコントロールする
ことができ、エンジンの性能を劣化させることがないと
いう優れた効果が得られ、さらに中空部形状である冷却
通路内壁に所定の断熱性を有する断熱層を容易に形成す
ることができる。
第１図は本発明法により断熱層を形成したレシプロエン
ジンの冷却通路を示す断面図、第２図は同冷却通路の拡
大断面図、第３図はＡＱ粉含有率と断熱層の諸特性の関
係を示す図、第４図はリグテストの試験状態を示す断面
図、第５図は同テストの試験片を示す斜視図、第６図は
同テストの試験結果を示す特性図、第７図および第８図
はベンチテストの試験結果を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン本体、５・・・・・・冷却通路
、６・・・・・・断熱層、１１・・・・・・断熱層、１
４・・・・・・冷却水通路。
ジンの冷却通路を示す断面図、第２図は同冷却通路の拡
大断面図、第３図はＡＱ粉含有率と断熱層の諸特性の関
係を示す図、第４図はリグテストの試験状態を示す断面
図、第５図は同テストの試験片を示す斜視図、第６図は
同テストの試験結果を示す特性図、第７図および第８図
はベンチテストの試験結果を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン本体、５・・・・・・冷却通路
、６・・・・・・断熱層、１１・・・・・・断熱層、１
４・・・・・・冷却水通路。
Claims (1)
- （１）耐熱樹脂に溶剤および要求される冷却性に対応さ
せて設定された所定量の金属粒子を添加した混合液を冷
却通路に注入し、次にエンジン本体を旋回もしくは傾動
させて上記混合液を冷却通路の壁に被覆し、次に焼成し
て該冷却通路の壁に上記金属粒子を含有した耐熱樹脂か
らなる断熱層を形成することにより、エンジンの冷却通
路に断熱層を形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27404085A JPH0681927B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27404085A JPH0681927B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62131954A true JPS62131954A (ja) | 1987-06-15 |
| JPH0681927B2 JPH0681927B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17536125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27404085A Expired - Lifetime JPH0681927B2 (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | エンジンの冷却通路に断熱層を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681927B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108138A (en) * | 1990-07-12 | 1992-04-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bumper structure |
| JP2010197993A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-09-09 | Nikon Corp | 光学装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257218A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | シリンダブロック、ならびにシリンダブロックの製造方法 |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP27404085A patent/JPH0681927B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108138A (en) * | 1990-07-12 | 1992-04-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bumper structure |
| JP2010197993A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-09-09 | Nikon Corp | 光学装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681927B2 (ja) | 1994-10-19 |
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