セラミックエンジンは、特殊に設計されたセラミック材料から作られた内燃機関です。セラミックエンジンは、熱損失やエンジンへの損傷なしに、極めて高温でのガスの圧縮と膨張を可能にします。[1]概念実証セラミックエンジンは、1980年代初頭から1990年代初頭にかけての研究の成功により普及しました。管理された実験室条件下では、セラミックエンジンは重量、効率、性能の点で従来の金属エンジンを上回りました。オールセラミックエンジンは、将来のエンジン技術における次の進歩と見なされていましたが、製造および経済的な問題のために、自動車市場にはまだ導入されていません。[2]
歴史
1970年代のエネルギー危機の後、より効率的なディーゼルエンジンの研究が行われ、燃費の良い車の新しい市場が生まれました。新しく開発されたガスタービンエンジンの設計は高い熱効率を約束しましたが、2,500 °F（1,370 °C）の温度に耐えられる材料が必要でした。高熱のため、金属、超合金、炭素複合材など、容易に入手できる材料は使用できませんでした。その結果、米国、日本、ドイツ、英国の政府資金による研究施設で、金属をセラミックに置き換える実験が行われました。セラミックの高い耐熱性は、ガスタービンエンジンの最初の商用利用への道を開き、その成功がオールセラミックエンジンのアイデアにつながりました。[1] [3]
1985年から1989年にかけて、日産はNGKと共同で世界初のセラミックターボチャージャーを開発し、後に1985年型フェアレディZ 200ZRに搭載してデビューさせた。[1] [4] いすゞは、ピストン、ピストンリング、ターボチャージャーホイールにセラミックを使用したディーゼルセラミックエンジンを開発した。[5]いすゞはまた、窒化ケイ素などのセラミック材料で作られたシリンダーライナーを使用したエンジンも開発した。いすゞは、吸排気バルブ、排気マニホールド、ターボチャージャーハウジング、カムシャフト、断熱材、ロッカーアームにもセラミックを使用した。[6] [7] [8]
断熱ターボ複合エンジン（理論上の熱効率の高いエンジン）の実現可能性は、工業用セラミック材料の使用によって実現可能とされていました。ロイ・カモによる1987年の技術論文では、そのようなエンジンの大量生産は2000年になると予測されていました。しかし、これらの予測は、セラミックが「大量生産に必要な設計手法、製造プロセス、加工コスト、そして大量生産品質管理」を克服できるという信念に基づいてなされたものでした。[9]
現在、セラミックエンジンは大量生産には適していません。エンジンブロックのような大型部品は、脆さと剛性の高さから、セラミックで製造するのが難しい場合があります。[要出典]
アプリケーション
1982年、いすゞは錦江湾近海でオールセラミックエンジンを搭載した車の試験を行った。[10]
1988年、トヨタはクラウン[ 11]とGTV（ガスタービン車） コンセプトカー[12]にセラミックエンジンを導入しました。
注記
- ^ abc ブラウン、ウォーレン、シュラーゲ、マイケル (1986年3月23日). 「完璧なセラミックエンジンへの競争が始まる」ワシントン・ポスト. ISSN 0190-8286 . 2020年11月17日閲覧。
- ^ 「陶磁器業界へのプレッシャー」Forbes . 2020年11月17日閲覧。
- ^ Katz, R. Nathan. 「セラミックエンジンはどうなったのか？」セラミック産業、トロイ。149ページ。ビジネスニュース出版社：33～ 34ページ。ProQuest 198626383 。
- ^ 自動車ガイドブック[日本の自動車ガイドブック 1986–'87 ] (日本語)、vol. 33、日本：日本自動車工業会、1986-10-20、pp . 115–116、0053-870034-3400
- ^ “サエ・モビルス”.サエモビラス.sae.org。
- ^ 「セラミックエンジン」。
- ^ 「いすゞ自動車は木曜日、セラミックを開発したと発表した... - UPIアーカイブ」。UPI。
- ^ 川村秀夫（1988年2月1日）「いすゞセラミックエンジンの開発状況」 – www.sae.orgより。
- ^ Kamo, Roy (1987-10-01). 「将来の輸送における断熱ディーゼルエンジン技術」 .エネルギー. ソビエト・アメリカ・シンポジウム議事録. 12 (10): 1073– 1080. doi :10.1016/0360-5442(87)90063-6. ISSN 0360-5442.
- ^ 先端セラミック技術・製品、日本セラミックス協会編、277ページ、ISBN 9784431539131
- ^ ポピュラーサイエンス、1985年4月、77ページ
- ^ ケビン・ラドリー (1988年). 「トヨタのタービンカーを運転する」.ポピュラーサイエンス(2月): 50.
 | この工学関連の記事はスタブです。この記事を拡張することでWikipediaに貢献できます。 |
