提升閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及提升閥，該提升閥抑制來自燃燒室的傳熱，尤其抑制通過輻射進行的熱的散逸。
【背景技術】
[0002]在專利文獻1中，記載了在軸端部一體地形成傘部的提升閥。內燃機中所使用的提升閥在連接有吸氣路徑或排氣路徑的缸蓋的閥座上落座，使所述吸氣路徑或排氣路徑開閉，來使發動機驅動。
[0003]通常，對于內燃機而言，在燃燒室內產生的能量的損失越少，燃燒效率越高。作為能量的損失，有由于熱量向外部飛散而導致的冷卻損失等。所述燃燒室的熱量大多經由所述提升閥和燃燒室內壁而向外部散逸。因此，在與所述燃燒室接觸的提升閥的傘部表面或其附近形成空間，使該空間成為真空、或是填充惰性氣體、或是填充比構成所述提升閥的材料熱傳導率小的材料，形成絕熱空間，來抑制燃燒室內的熱量的散逸(參照專利文獻1)。
[0004]在熱量傳遞(傳熱)的形態中，有熱傳導、對流和福射(熱放射)這三種形態。在熱傳導中物體不移動，而是通過直接相互接觸來傳熱，對流是通過使流體的流動作為媒介來間接地傳熱，這兩種形態下，熱量都是以保持熱振動的方式傳遞。與此相比，輻射是通過輸送源的物體發出電磁波、輸送目標方的物體吸收該電磁波來傳遞熱量。在輻射的情況下，在兩個物體之間沒有作為媒介的物質，即使在真空中也能傳遞熱量。
[0005]從發動機的燃燒室向提升閥的傳熱也是通過熱傳導、對流和輻射這三種形態發生。在上述專利文獻1中，在閥頭面形成凹部，在該凹部中填充絕熱性的多孔材料，來抑制來自燃燒室的散熱。作為該多孔材料的材料，例示了不銹鋼等耐熱金屬制的無紡布(段落0036)。但是，如果采用通常的絕熱材料，即使能夠阻斷通過所述三種形態的傳熱中的熱傳導和對流而進行的傳熱，但是輻射熱會透過，無法避免這一部分的燃燒室內的溫度降低。在專利文獻1中，完全沒有關于輻射的記載，沒有考慮到阻斷輻射熱這個方面。
[0006]在專利文獻2中，公開了:在發動機的燃燒室的內壁上，覆蓋著由陶瓷形成的絕熱多孔質層和由陶瓷形成的表面致密層的絕熱材料(段落0023)。并且，在燃料燃燒時利用表面致密層將輻射熱反射(段落0024)。
[0007]在先技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2012 — 72748
[0010]專利文獻 2:W〇2〇l3/〇8〇389Al
[0011]非專利文獻
[0012]非專利文獻 1://www.landinst.jp/info/faq/faq3.html
[0013]非專利文南犬 2://www.fintech.c0.jp/etc-data/housharitsu.htm

【發明內容】

[0014]發明要解決的課題
[0015]根據發明人的研究，發現:采用專利文獻1記載的表面粗糙的無紡布，幾乎不發生包含輻射的熱量的反射，另外關于專利文獻2記載的陶瓷，與專利文獻2的記載相反，沒有發生輻射熱的充分的反射。例如，在非專利文獻1和專利文獻2中，記載了金屬和陶瓷等的電磁波的放射率，放射率由(放射率=1 一反射率一透過率)定義。由此可知，如果放射率低，則反射率高，陶瓷的放射率是0.4至0.95，放射率相當高，因此反射率相當低，電磁波的反射效率不足。鋁和銅的放射率是0.05至0.09，反射率相當高。在由金屬進行的反射中，由自由電子產生的作用大，利用自由電子的集體振動反射電磁波，因此反射效果好，另外，上述的反射具有指向性。但是，鋁和銅這些金屬缺乏耐高溫性，在燃燒氣體溫度達到2000°C至2500°C的發動機中無法使用。
[0016]另外，在專利文獻2中，因為輻射熱反射機構在燃燒室側的最表層部，所以由于對材料要求的耐熱溫度高、能夠適用的材料有限的原因，或是燃燒殘渣物的附著和氧化層的產生的原因，反射功能變差。因此，即使將陶瓷應用于專利文獻1的提升閥的閥頭面，也無法通過輻射熱的反射來抑制散熱。
[0017]本發明是以上述的本發明人對于在先文獻的見解為基礎而做出的，其目的在于提供一種提升閥，該提升閥將提升閥的來自燃燒室的輻射熱向該燃燒室方向反射，抑制通過輻射進行的散熱，能夠長時間、穩定地維持高的燃燒效率。
[0018]用于解決課題的手段
[0019]為了達成所述目的，關于本發明(技術方案1)的提升閥，在軸部的一端側一體地形成傘部的提升閥中，在所述傘部形成有位于燃燒室側的絕熱部、以及位于軸部側的阻斷輻射熱的金屬層。
[0020](作用)如果將由這樣的結構構成的提升閥作為發動機閥使用，由燃燒室中的燃料燃燒而產生的燃燒火焰和由于燃燒而產生的燃燒氣體的熱量以熱傳導、對流和輻射的形態，從燃燒室向提升閥方向傳遞。所述燃燒氣體的熱量中的通過熱傳導和對流而傳遞的熱量在閥主體的傘部的閥頭的燃燒室側的絕熱空間或在由絕熱材料填充于該絕熱空間的絕熱區域(絕熱部)中被阻斷。而熱量作為電磁波而被傳遞的輻射熱通過絕熱區域，與具有光澤的金屬接觸。
[0021]通過熱傳導和對流而傳遞的熱量在所述絕熱部被阻斷，不到達所述金屬，因此，與該金屬接觸的燃燒氣體的溫度大幅降低，即使是缺乏耐高溫性的金屬也不會發生劣化，能夠將輻射熱向燃燒室方向反射，并且，輻射熱不會透過閥主體而放散，而是將輻射熱留在燃燒室內，由此，通過防止由閥造成的燃燒氣體的熱量的冷卻，能夠提高燃燒效率。尤其是，所述金屬接收的熱量是經由絕熱部的燃燒氣體的熱量、換言之是以在絕熱部無法阻斷的輻射為主的熱量，燃燒氣體的熱量不直接傳遞至所述金屬，因此，也能夠選擇耐熱溫度低的材料。另外，通過使輻射熱反射機構存在于閥內部，從而能夠防止由于燃燒殘渣物的附著等污染或氧化層的產生而導致的反射能力的下降。此外，本發明的金屬也包含金屬合金。
[0022]本發明的金屬層需要具有輻射熱阻斷性。具有輻射熱阻斷性的金屬通常具有光澤面或鏡面，不過，即使不具有該光澤面或鏡面，只要具有輻射熱阻斷性，也能夠作為本發明的金屬使用。在是不具有輻射熱阻斷性的金屬的情況下，對表面進行拋光精加工或鏡面精加工來賦予輻射熱阻斷性，也能夠作為本發明的金屬使用。尤其是，假設在燃燒室內產生的燃燒氣體的溫度是2500°C，根據維恩位移定律，由該燃燒氣體的熱量產生的放射的波長是I. O ym(1500°C下的波長是I. 6 μ m)，金屬在所述波長區域內的反射率高，因此輻射熱阻斷特性變高。因此，在本發明中能夠使用的金屬具有比陶瓷等大得多的輻射熱阻斷性。
[0023]技術方案2構成為：在技術方案I記載的提升閥中，在所述傘部內形成沿傘部表面延伸的中空部，在該中空部的頂面形成阻斷輻射熱的金屬層，在所述金屬層與所述中空部的底面間形成絕熱部。
[0024](作用）在由這樣的結構構成的提升閥中，在中空部填充著氣體或低熱傳導材料的絕熱材料，或者是所述中空部被維持為真空。通過適當選擇中空部的條件，從而能夠得到最合適的熱量阻斷效果。
[0025]技術方案3構成為：在技術方案I記載的提升閥中，在所述傘部的底面形成阻斷輻射熱的金屬層，并在該阻斷輻射熱的金屬層的燃燒室側形成絕熱性的表面處理層。
[0026](作用）在由這樣的結構構成的提升閥中，由于不形成中空部，因此能夠提高閥的制造性。
[0027]技術方案4構成為：在技術方案I記載的提升閥中，金屬從鋁、銅和鋁合金中選擇。作為構成鋁合金的鋁以外的金屬，有銅、錳、硅、鎂、鋅和鎳等。
[0028](作用）鋁和銅重量比較輕，輻射熱反射效率高，因此，是優選的材料。鋁合金也具有輻射熱反射能，能夠提高燃料效率。
[0029]技術方案5構成為：在技術方案I或2記載的提升閥中，金屬是箔狀或片狀。鋁箔和銅箔通常其自身具有光澤，通過將其保持原樣地經由絕熱區域貼附于閥頭的燃燒室側，能夠利用輻射熱反射來防止熱量向外部的飛散，并且，能夠有助于伴隨著燃燒效率提高的燃費減少。另外，與將所述金屬成型為片狀的情況相同，通過使其位于規定位置來使用，從而能夠反射輻射熱。
[0030]技術方案6構成為：在技術方案I記載的提升閥中，金屬層是通過從物理蒸鍍(PVD)、噴鍍和鍍層選擇的表面處理而形成的被膜。本發明的金屬層可以是已有的箔或片，也可以利用所述表面處理形成金屬層，通過這樣的表面處理，能夠形成輻射熱阻斷性高的金屬層。
[0031]發明的效果
[0032]根據本發明的提升閥，有效地阻斷了燃燒室內的燃燒火焰和燃燒氣體的熱量的熱傳導、對流和輻射這些所有形態的熱量傳遞，防止在燃燒室內產生的熱量向外部飛散，由此，能夠減輕由于冷卻導致的燃燒效率的損失。即使形成輻射熱阻斷性高的金屬層的金屬的耐高溫性不足，但由于燃燒氣體的熱量中的因熱傳導和對流而傳遞的熱量在絕熱部被除去，只有因輻射而傳遞的熱量到達所述金屬層，所以也幾乎不會發生金屬劣化。
【附圖說明】
[0033]圖I是本發明的第一實施例的提升閥的縱剖視圖。
[0034]圖2是圖I的A — A線放大剖視圖。
[0035]圖3是本發明的第二實施例的提升閥的縱剖視圖。
[0036]圖4是本發明的第三實施例的提升閥的縱剖視圖。
【具體實施方式】
[0037]接下來，基于實施例說明本發明的實施方式。
[0038]圖1和圖2表示本發明的第一實施例的內燃機用的中空提升閥。<