(57)【要約】【課題】燃料の未燃割合を削減すること。【解決手段】吸気バルブ１８は、エンジンに設けられた燃焼室と、燃料ガスを燃焼室に供給する吸気ポートとの間に配される。バルブ本体１８ｍは、チタンのような低熱伝導性の材料を素材とする。バルブ本体１８ｍの少なくとも傘部背面には、銅のような高熱伝導性の材料１８ｓが溶射される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられた燃焼室と燃料ガスを前記燃焼室に供給する吸気ポートとの間に配される吸気バルブであって、
バルブ本体は低熱伝導性の材料を素材とし、
前記バルブ本体の少なくとも傘部背面には溶射された高熱伝導性の材料が露出している、内燃機関の吸気バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の吸気バルブに関し、特に、内燃機関に設けられた燃焼室と、燃料ガスを燃焼室に供給する吸気ポートとの間に配される、吸気バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１によれば、内燃機関の吸気ポートの内壁面に、当該内壁面に付着する燃料をはじく撥油性部材が設けられる。これによって、内壁面への燃料の付着による燃費の悪化や、燃料の燃え残りによるススの発生といった問題に対して一定の効果が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８８９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、エンジンの冷間時における霧化の促進、温間時における液滴の積極的な微粒化までは考慮されておらず、未燃割合を十分に削減できるとは言えない。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、燃料の未燃割合をさらに削減することができる、内燃機関の吸気バルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る内燃機関の吸気バルブは、内燃機関に設けられた燃焼室と燃料ガスを燃焼室に供給する吸気ポートとの間に配される吸気バルブであって、バルブ本体は低熱伝導性の材料を素材とし、バルブ本体の少なくとも傘部背面には溶射された高熱伝導性の材料が露出している。
【発明の効果】
【０００７】
傘部背面には高熱伝導性の材料が形成されているため、吸気バルブが燃焼室から受けた熱は、傘部背面に均一に伝わる。また、高熱伝導性の材料は傘部背面に溶射されるため、溶射面には微細な凹凸が形成される。
【０００８】
この結果、冷間時においては、燃料の液滴は、傘部背面にトラップされた時点で気流と毛細管現象により溶射面に広がり霧化ないし蒸発を促され粗大粒径燃料の生成を抑える。また、傘部背面がさらに高温になる温間時においては、燃料の液滴がライデンフロスト効果によって弾き飛ばされ、傘部背面における液滴の成長が抑制される。これによって、燃料の未燃割合を効果的に削減することができる。
【０００９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この実施例の要部構成を示す図解図である。
【図２】吸気バルブの構造の一例を示す図解図である。
【図３】（Ａ）は冷間時に燃料の液滴が霧化する現象の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は温間時に燃料の液滴が弾かれる現象の一例を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照して、この実施例のエンジン（内燃機関）１０は、吸気行程，圧縮行程，燃焼・膨張行程および排気行程を繰り返す４ストローク型のエンジンであり、ピストン２２を収めるシリンダ１２を備える。シリンダ１２の上端には点火プラグ２４が設けられ、点火プラグ２４の両脇には吸気ポート１４および排気ポート２８が形成される。また、吸気ポート１４には、燃料を噴射するインジェクタ２０が設けられる。
【００１２】
吸気バルブ１８は、吸気ポート１４と燃焼室１６との間に配され、図示しないバルブガイドによって支持されるとともに、図示しないバルブリフタによって開閉される。同様に、排気バルブ２６は、排気ポート２８と燃焼室１６との間に配され、図示しないバルブガイドによって支持されるとともに、図示しないバルブリフタによって開閉される。
【００１３】
吸気行程においては、インジェクタ２０から燃料が噴射され、吸気バルブ１８が開かれ、そしてピストン２２が降下する。この結果、燃料と吸入空気とを混合してなる燃料ガス（混合気）が、吸気ポート１４から燃焼室１６に吸い込まれる。圧縮行程においては、吸気バルブ１８が閉じられ、ピストン２２が上昇する。これによって、燃料ガスが圧縮される。点火プラグ２４は、圧縮行程の終端近傍で点火される。
【００１４】
燃焼・膨張行程においては、燃料ガスが燃焼され、かつ膨張する。この結果、ピストン２２が降下する。排気行程においては、排気バルブ２６が開かれ、ピストン２２が上昇する。この結果、燃焼ガスが燃焼室１６から排気ポート２８に排出される。
【００１５】
図２を参照して、吸気バルブ１８は、低熱伝導性の材料（例えばチタン）を素材とするバルブ本体１８ｍを有する。当該バルブ本体１８ｍの表面のうち、傘部背面からステム表面に至る一部の範囲（第１溶射範囲）には、高熱伝導性の材料（例えば銅）１８ｓが溶射される。具体的には、まず、バルブ本体１８ｍの表面のうち第１溶射範囲に対応する一部の表面が、窒化処理またはブラス処理を施される。続いて、高熱伝導性の材料１８ｓが第１溶射範囲に溶射される。溶射された高熱伝導性の材料１８ｓは、バルブ本体１８ｍの表面に露出する。
【００１６】
ここで、第１溶射範囲の上端から吸気バルブ１８の下端までの距離Ｄ１は、吸気バルブ１８が燃料室１６に向けて飛び出す距離（バルブリフト量に相当）と一致する。また、傘部背面のうちバルブシート１２ｓ（図１参照）と接触する範囲は、第１溶射範囲から外される。これによって、バルブシート１２ｓとの接触に起因する吸気バルブ１８の摩耗が抑えられる。
【００１７】
高熱伝導性の材料１８ｓは、バルブ本体１８ｍの傘部表面のうち、中央の一部の範囲（第２溶射範囲）にも溶射される。上述と同様、まず、バルブ本体１８ｍの傘部表面のうち第２溶射範囲に対応する一部の表面が、窒化処理またはブラス処理を施される。続いて、高熱伝導性の材料１８ｓが第２溶射範囲に溶射される。
【００１８】
以上のように、第１溶射範囲には高熱伝導性の材料１８ｓが形成されているため、吸気バルブ１８が燃焼室１６から受けた熱は、第１溶射範囲に均一に伝わる。また、高熱伝導性の材料１８ｓはコーティングではなく溶射によって第１溶射範囲に形成されるため、第１溶射範囲の表面には微細な凹凸が現れる。
【００１９】
この結果、冷間時においては、燃料の液滴３０は、第１溶射範囲にトラップされた時点で気流と毛細管現象により溶射面に広がり霧化ないし蒸発を促され粗大粒径燃料の生成を抑える（図３（Ａ）参照）。また、傘部背面がさらに高温になる温間時においては、燃料の液滴３０がライデンフロスト効果によって弾き飛ばされ、傘部背面における液滴の成長が抑制される（図３（Ｂ）参照）。これによって、燃料の未燃割合を効果的に削減することができる。
【００２０】
また、第２溶射範囲に高熱伝導性の材料１８ｓを溶射することで、燃焼室１６を向く面の実面積が増大し、熱伝達率が上昇する。熱伝達率の上昇は、傘部背面の温度上昇にも貢献する。なお、傘部背面の温度上昇によって、燃焼ガスの膨張による燃焼室１６の充填率の低下が懸念されるが、傘部背面の温度上昇は、燃料の霧化に伴う気化潜熱によって相殺される。
【００２１】
なお、この実施例では、高熱伝導性の材料１８ｓを溶射する対象は、吸気バルブ１８に限られる。しかし、吸気ポート１４の内壁面のうちインジェクタ２０から噴射された燃料が付着する範囲にも、高熱伝導性の材料１８ｓを溶射するようにしてもよい。この場合、燃料の液滴は、溶射範囲にトラップされた時点で急速に霧化ないし蒸発する。これによって、燃料の未燃割合をさらに削減することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０  …内燃機関
１４  …吸気ポート
１６  …燃焼室
１８  …吸気バルブ
１８ｍ  …バルブ本体
１８ｓ  …高熱伝導性の材料
２０  …インジェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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