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高熱伝導性材料パフォーメットによる自動車動力系の効率化

パフォーメットは、自動車の動力系用途向けに開発されたニッケル・シリコン系の強化銅合金です。高い強度と熱伝導率、優れた耐摩耗性および耐食性を発揮し、高出力エンジンの高温高圧に耐える材料です。

バルブシート、バルブガイドおよびピストンリングへの使用では、高熱伝導により各部の熱を効率よく逃がすので、ホットスポットの発生を抑えます。その結果エンジン効率は向上し、長期間にわたり高性能が維持されます。この特性は、高速道路を走行する自動車やサーキット上のレーシングカーにおいて排気ガス中の排出物の発生を抑える効果もあります。

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エンジン・エキスポ2017で公開した当社の白書「高性能合金でエンジン性能を改善」をご一読ください。白書は特殊合金製のバルブシート、バルブガイド、圧縮リングがいかにエンジンの部品寿命を延ばし、効率を高めるかについてのデータを紹介しています。

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パフォーメットの特性

  • 高い熱伝導率
  • 高い高温強度
  • 耐食、耐摩耗性
  • 良好な加工性

パフォーメットは過酷な動力系部品の用途において他材料を凌駕

高温、高圧環境下で、パフォーメットは従来のバルブシート、バルブガイド、ピストンリング用の材料を凌駕しています。

パフォーメットのピストンリング

ピストンリングの材料を高伝導材に変えると、エンジン効率を劇的に改善することができます。パフォーメットのピストンリングを装着したテストエンジンでは、ピストンからシリンダー壁への熱伝達の向上により、平均ピストン温度は22℃、ピストンクラウン温度は23℃低下することがわかりました。

それにより得られる効果は:

  • 排出ガスの温度が低下するので、ノッキングが減らすことができる。
  • ピストンの温度が低下するので、ピストンの疲労寿命を延長する、または、ピストンの質量を減らすことができる。
  • トップリンググルーブの温度が低下するので、グルーブの位置を高くしクレビス量を減らすことができる。

これらの効果は、エンジンの出力とトルクの向上、燃費の低減をもたらします。

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パフォーメットのバルブガイド

パフォーメットはシリコンブロンズより高い強度を有しており、バルブガイドとしてチタン製あるいは鋼製のシャフトと良い相性を示します。パフォーメットはブロウバイを減らし、変形や摩耗に耐えます。ナトリウム充填バルブが用いられる場合は、パフォーメット製排気バルブガイドはバルブステムから素早く熱を逃がします。

パフォーメットのバルブシート

パフォーメットは427℃以下の温度範囲で強度を長時間維持することができます。パフォーメットのバルブシートはエンジン効率を他のどの材料製のバルブシートよりも長時間高く保つことができます。特に、排気バルブシートにおいては、バルブシート境界面を低温に保ち両側の部品寿命を延長します。

パフォーメットについてのお問い合わせ

バルク材料営業部
Tel:   03-3230-4441
 Fax:  03-3230-2908
 E-mail: info_mbj@materion.jp