セラミックエンジン

セラミックエンジンは、特別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、熱損失やエンジンの損傷なしに、非常に高温でガスを圧縮および膨張させることができます。^[1]概念実証セラミックエンジンは、1980年代初頭から1990年代にかけての研究の成功により普及しました。制御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、および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の次の進歩と見なされていましたが、製造および経済の問題のため、まだ自動車市場には参入していません。^[2]

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、炭素複合材などの容易に入手できる材料を使用することができませんでした。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、金属をセラミックスに置き換える実験が行われました。セラミックスの耐熱性の高さは、ガスタービンエンジンの最初の商業利用への道を開き、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生産し、後に1985年のフェアレディZ 200ZRでこれをデビューさせました。^{[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ました。^{[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ました。 いすゞはまた、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ました。^{[6] [7] [8]}

断熱ターボ複合エンジン（理論上は熱効率の高いエンジン）の予測は、テクニカルセラミック材料の使用によって実現可能と見られていた。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年に実現すると予測されていた。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、大量生産品質管理」を克服できるという信念に基づいて行われたものだった。^[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きな部品は、脆さと硬さのため、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]

1982年、いすゞは錦江湾の近くでオールセラミックエンジンを搭載した車のテストを行った。^[10]

1988年、トヨタはクラウン^[11]とコンセプトカーGTV （ガスタービン車） ^[12]にセラミックエンジンを導入しました。