・ 模擬ピストンの放熱特性評価 ・ ・■■■■による検討本研究では，自動二輪搭載の空冷単気筒 サイクルエンジンに使用される，ボア径φ■■のピストンを模した解析を試みた．図■ff■■，ff■■に模擬ピストンの■■モデルを示す．図■ff■■の発泡ありのモデルではピストン頂部からスカート部へ向かってφ■，φ■，および，φ■の順で発泡部を模した貫通穴が空いている．■■■は，■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■付属の■■■■■■■■■で，解析種類は熱伝導解析である．後述する放熱特性評価試験を模した解析を行うため，熱境界条件は，模擬ピストン頂部中心に高温を与え，他の面には，雰囲気温度 ■℃と熱伝達係数を与えた． ・ ・ 実験による検討本研究では，模擬ピストンの放熱性能を確認するために実機エンジンのガス燃焼による加熱とエンジンオイルによるピストンの冷却を模擬する必要があるため，図■に示す放熱特性評価試験を実施した．試験片は，発泡剤添加の有無の異なる試料から，図■の■■モデルと同一形状の模擬ピストン（ボア径φ■■）を作製した．作製した発泡ありの模擬ピストンを図■に示す．図■より，模擬ピストン頂部は緻密であり，スカート部に気泡があることがわかる．実験条件は，大気雰囲気中において模擬ピストン頂部中央へ制御装置で出力電流ff■■■を制御した赤外線放射加熱装置（アドバンス理工製，■■■■■■）を用いて局所加熱ffφ■■■を ■■■■間行った．冷却は送風機を用いて模擬ピストン内ff■■■■■ 投入後攪拌■■■■■■■■■■■ff■■■■■ 投入後攪拌■■■■■■■■■■■ff■■再加熱■■■■■■■図■溶融再加熱法の模式図図 熱間押出し法の模式図行った．その後，図■ff■■のように，発泡金属をすぐに水冷して，図■ff■■のように■■■℃で再加熱を行った．これにより，発泡剤を含有した■■合金を再加熱することで未反応分の発泡剤を反応させ，局所発泡を意図的に行った．最後は図■ff■■のように，再び水冷した． ・■・ ■■基複合材料の作製方法本研究では，熱間押出し法を用いて，■■基複合材料を作製した．母材には，■■粉末を■■■■■とアルミニウムシリコン共晶合金ff■■■■ ■■■■粉末を■■■■■混合した粉末を使用した．■■■■ ■■■粉末は母材中の充填率をより高くするため混合している．使用した■■の長さは約■■■ ■■μ■である．■■と母材粉末をそれぞれ乳鉢に入れ，均一に混合する．■■の含有量は■■■■，■■■■，■■■■■，■■■■■， ■■■■とする．■■■■は母材のみで作製した試料のことを示す．図 に熱間押出し法の概略図を示す．まず，混合した粉末を内径 ■■■の金型に充填する．粉末を充填した金型は電気炉を用いて加熱する．金型が■■■℃に達した後，■■■■■温度を保持した後，万能試験機を用いて内径■■■のダイスに■■■■■■■■の速さで変位を与え，粉末を押出し成型する．電気炉内は，大気雰囲気である．成型後は炉から試料を取り出し，冷却を行う．また，加工硬化による試料のばらつきを防ぐため，■■■℃で■時間の焼鈍し熱処理を行う．ff■■冷却ff■■冷却ff■■再加熱後冷却ff■■発泡なし■■■■■■■■ff■■発泡あり図■放熱特性評価の■■モデル図■放熱特性評価試験の模式図− 410 −
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