チタンピストン

質問

ピストンはアルミ製がスタンダードですが、
最近ではチタンが色々なところで使われています。
ピストンで使われることはないのでしょうか？
素人質問かも知れませんが、
どうぞよろしくお願いいたします。

回答No.3

noname#2748 · ベストアンサー

応力の集中する部分や連続的に高温にさらされる部分にはチタンが有効であることは確かですが、ピストン全体をチタンで作ってもあまり意味がないでしょう。例えばピストンピンの回りだけチタンを鋳込むとか（ディーゼルのピストンなどではこの部分に鋼を鋳込んだものがあります。アンバピストンと言います。）ピストンクラウンの部分にチタンを被せ断熱し耐熱性を上げるとかの応用はあるかと思います。これはうまく使えばピストンを通して逃げる熱を小さくできるかも知れないので、熱効率の向上にもつながるかも知れませんが、何れにせよコストの問題が大きな壁でしょうね。コンロッドの例は非常に複雑な応力が掛かる部分であるため有効なのかもしれません。

回答No.4

e50hs

シリンダーよりも弱い材質じゃないとマヅイんじゃないでしょうか？

回答No.2

noname#1799

仮に、コストを度外視したとしても・・・

チタンって、意外と重いんですよね。
強度：重量比では鉄よりも軽いんですが、
体積：重量比ではアルミより重たいんです。
ばんばん肉抜きをして薄く作ればアルミより軽いピストンが作れるかも知れませんが、
ピストンは高温にさらされます。
肉厚が薄いピストンの内側に補強のリブを立てて強度を出したとしたら、それがどんな風に熱膨張、変形するか・・・
どうしてもシリンダーとのクリアランスがむらになっちゃうんじゃないでしょうか。
熱伝導率もアルミより低かったと思いますので、冷却の面からも不利です。

最近の高性能なバイクは、鋳鉄のスリーブの無いアルミのニカジルメッキシリンダーを採用するバイクが多いのですが、
これは、エンジンの軽量化、冷却性能の向上のほかに、ピストンとシリンダーを同じ材質にすることで熱膨張率を同じにして、
ピストンクリアランスを少なくし、吹き抜けや首振りをおさえる効果もあります。
なのに、ピストンを違う材質にしたらメッキシリンダーの効果も半減ですよね。

レーサーでもチタンピストンを採用した、という話を聞かないのは
こんな理由じゃないかと思います

お礼

なるほど。
理論的なご解説、ありがとうございます。
理解が進みました。

回答No.1

noname#10784

コストと手間を考えると。

チタンて何と言っても加工がしづらい。
硬いんですよね。
削るにも曲げるにも、アルミのようにはいかないでしょう。
原価もどうなんでしょう？
多分高いですよね。

最終的にピストンにチタンを使うメリットがあるかどうか？
自分にはそれほどあるとは思えませんが

お礼

ご回答ありがとうございます。
採用ネックはやはり加工の難しさですか。
確かＨ社の最高級スポーツカーのエンジンには
コンロッドにチタンが採用されていたと思います。
ピストンはメリットがなくて採用してないのかも
知れませんね。