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ハーキュナイト

エンジン排気系用耐熱鋳造部材 ハーキュナイト®

日立金属の鋳物は、エンジンの燃費向上に貢献します。1,050℃と鋳物としては世界最高レベルの耐熱温度を実現したことで、世界の自動車メーカーから熱い視線が注がれています。

エンジンは大きくなるほど一度に燃やせる燃料が増え、力も大きくなります。ところがその反面、エンジンを構成する部品が大きくなるため、重量が増えるだけでなく、こすれ合う部分の摩擦抵抗が大きくなり、燃費が悪化します。そこで燃費向上のため、世界のカーメーカー、特に欧州中心に進められているのが、エンジンのダウンサイジングです。エンジンを小さくすることで、重量が軽くなるだけでなく、摩擦抵抗が減り燃費が向上します。しかし、ただ単にエンジンを小さくすれば力まで小さくなってしまいます。すると必要なスピードまでスムーズに加速できなくなったり、上り坂でスピードを維持できなくなったりします。

そこで必要とされるのがターボチャージャー(過給器)です。ダウンサイジングされたエンジンに強制的に空気を送り込むことで、大きなエンジン同様の力を発生することができます。

ターボエンジンの仕組み

ターボエンジンの模式図
図1.ターボエンジンの模式図

 

ターボエンジンの仕組みを 図1.ターボエンジンの模式図 に示しました。

エンジンのクランクが回転するとピストンの上下運動により、空気がエアクリーナから吸い込まれます。吸い込まれた空気は、インテークマニホールドで分岐されエンジンのシリンダに入ります。その瞬間にシリンダ内に噴霧された燃料に着火すると、燃焼が始まり、燃焼ガスが膨張しながらシリンダ内のピストンを押し下げ、クランクを回す力になります。次にさらに押し下げられたピストンが上昇する際に燃焼が終わったガスがエキゾーストマニホールドへ排出されます。その際にターボチャージャーに納められているタービンホイールが排出ガスによって回されます。するとコンプレッサーホイールも同時に回り、エアクリーナから吸い込まれた空気をシリンダへ押し込みます。押し込まれた空気はターボチャージャーが動いていない場合よりも大量になり、その量に見合った燃料を入れて燃焼させると、空気を押し込んでいない時よりもエンジンは大きな力を出すことができます。

ターボチャージャー付きのガソリンエンジンは、小さくても大きな力を持つために、排出されるガスの温度が高温になる傾向があります。そのため、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャーは高温にさらされます。そこで必要になってくるのが耐熱性の高い鋳物部品です。

日立金属が世界に誇るエンジン排気系用耐熱鋳造部材 ハーキュナイトにより、エキゾーストマニホールドやターボチャージャーのタービンハウジングに要求される性能を実現しています。約1,050℃までの使用温度範囲を持つ「ハーキュナイト® -Sシリーズ」を筆頭に図2.に示すように多様な温度域に対応しています。

  名前 代表成分 区分 主な適用製品1)
タービン
ハウジング
エキゾースト
マニホールド
ハーキュナイト®-S
シリーズ
NSHR-A5N 20Ni-25Cr オーステナイト系耐熱鋳鋼
NSHR-A3K 10Ni-20Cr オーステナイト系耐熱鋳鋼
NSHR-F5N 0.75Ni-18.5Cr フェライト系耐熱鋳鋼
ハーキュナイト®-MX NMHR-MX SiMo Base フェライト系耐熱鋳鉄
注記1) 2008年11月時点の採用実績 ◎:豊富 ○:有り △:無し

ハーキュナイトラインアップ
図2.ハーキュナイト®ラインアップ

エキゾーストマニホールド(写真1)とタービンハウジング(写真2)を一体成形したマニターボ®(写真3)など、軽量化や部品点数の削減にも貢献しています。 

エキゾーストマニホールド   タービンハウジング   マニターボ
写真1.エキゾーストマニホールド   写真2.タービンハウジング   写真3.マニターボ®

 

ハーキュナイト® HERCUNITE®の意味

排気系部品用の熱に強い鋳造材料 Heat Resisting Cast materials for UNIT of Exhaust parts の略。また“ハーキュ”はHercules(ギリシャ神話の英雄ヘラクレス)をイメージし、“ナイト”は宝石や鉱石につけられることの多い接尾語から発想しました。


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