JP2529823B2 - デイ−ゼルエンジン用副燃焼室チヤンバ−およびその製造方法 - Google Patents
デイ−ゼルエンジン用副燃焼室チヤンバ−およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2529823B2 JP2529823B2 JP60115334A JP11533485A JP2529823B2 JP 2529823 B2 JP2529823 B2 JP 2529823B2 JP 60115334 A JP60115334 A JP 60115334A JP 11533485 A JP11533485 A JP 11533485A JP 2529823 B2 JP2529823 B2 JP 2529823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- combustion chamber
- diesel engine
- heat
- auxiliary combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディーゼルエンジン用副燃焼室チャンバーに
関し、詳しくは副燃焼室チャンバーの噴孔のの鋭角部
を、耐熱性の素材で構成した耐熱構造とすることにより
耐久性の向上を図ったものである。
関し、詳しくは副燃焼室チャンバーの噴孔のの鋭角部
を、耐熱性の素材で構成した耐熱構造とすることにより
耐久性の向上を図ったものである。
従来の技術と問題点 ディーゼルエンジンにおいて、ピストンにより圧縮さ
れた高温、高圧の空気が渦流室に流入して渦流を生じ、
この渦流に噴射された燃料の大部分は副燃焼室で急激に
燃焼し、燃焼した高温ガスは噴孔を通って主燃焼室に噴
射されると共に、着火遅れによる一部の未燃焼燃料は噴
孔を通って、主燃焼室に噴射して完全に燃焼され燃焼状
態の改善が図られている。
れた高温、高圧の空気が渦流室に流入して渦流を生じ、
この渦流に噴射された燃料の大部分は副燃焼室で急激に
燃焼し、燃焼した高温ガスは噴孔を通って主燃焼室に噴
射されると共に、着火遅れによる一部の未燃焼燃料は噴
孔を通って、主燃焼室に噴射して完全に燃焼され燃焼状
態の改善が図られている。
しかしながら、副燃焼室チャンバー本体に噴孔を形成
すると、噴孔と渦流室の底面と副燃焼室チャンバー本体
の底面との間に、断面積の小さい鋭角部が形成されてし
まい、且つ噴孔部は高温ガスが通過することから、かな
りの高温に曝されるため噴孔の鋭角部に、熱が蓄積され
て異常に加熱されてしまい亀裂を生じ、亀裂が一旦生じ
ると熱が遮断されて、局部加熱され亀裂が更に促進し温
度が上昇してその一部が焼損、脱落したり、更に噴孔部
が高温に曝される反面燃焼室部はシリンダヘッドに接し
て冷却されているので、比較的低温に保たれるので、こ
の間に大きな温度差が生じ、副燃焼室チャンバーの外壁
には相当の内部応力が蓄積されて引張り応力が生じ、欠
けや亀裂が発生してエンジンの耐久性が劣るという問題
があった。
すると、噴孔と渦流室の底面と副燃焼室チャンバー本体
の底面との間に、断面積の小さい鋭角部が形成されてし
まい、且つ噴孔部は高温ガスが通過することから、かな
りの高温に曝されるため噴孔の鋭角部に、熱が蓄積され
て異常に加熱されてしまい亀裂を生じ、亀裂が一旦生じ
ると熱が遮断されて、局部加熱され亀裂が更に促進し温
度が上昇してその一部が焼損、脱落したり、更に噴孔部
が高温に曝される反面燃焼室部はシリンダヘッドに接し
て冷却されているので、比較的低温に保たれるので、こ
の間に大きな温度差が生じ、副燃焼室チャンバーの外壁
には相当の内部応力が蓄積されて引張り応力が生じ、欠
けや亀裂が発生してエンジンの耐久性が劣るという問題
があった。
このように副燃焼室チャンバーは断熱性、耐熱性、耐
熱衝撃性、耐熱疲労性等が要求されて従来副燃焼室チャ
ンバー材として、オーステナイト系でSCH12、SUH310,SU
H661、Nimocast80、フェライト系でSUH4、マルテンサイ
ト系でSUH616,SUH3などの耐熱鋼や耐熱合金が用いられ
ていたが、オーステナイト系は熱膨張係数が大きいため
熱疲労によって割れやすい。フェライト系は高温強度が
ないため脱落や変形がおきる。Nimocast80は高価な金属
元素を多量に含有するため非常に高価である。マルテン
サイト系は熱膨張率が小さく高温強度があるため変形が
少なく副燃焼室チャンバーとしては最適であるが、耐酸
化性がないため焼損する等耐熱疲労性、耐熱衝撃性が不
充分である等満足すべきものはなかった。
熱衝撃性、耐熱疲労性等が要求されて従来副燃焼室チャ
ンバー材として、オーステナイト系でSCH12、SUH310,SU
H661、Nimocast80、フェライト系でSUH4、マルテンサイ
ト系でSUH616,SUH3などの耐熱鋼や耐熱合金が用いられ
ていたが、オーステナイト系は熱膨張係数が大きいため
熱疲労によって割れやすい。フェライト系は高温強度が
ないため脱落や変形がおきる。Nimocast80は高価な金属
元素を多量に含有するため非常に高価である。マルテン
サイト系は熱膨張率が小さく高温強度があるため変形が
少なく副燃焼室チャンバーとしては最適であるが、耐酸
化性がないため焼損する等耐熱疲労性、耐熱衝撃性が不
充分である等満足すべきものはなかった。
又従来同一素材によりチャンバー本体が形成されてい
るため、耐熱性は全面にわたり一様である。しかしなが
ら運転時におけるチャンバー本体の温度分布は、第12図
の一例に示すように鋭角部は1000℃前後と高く他の部分
は低いので、チャンバーとしては鋭角部は耐熱性に優れ
たもので、他の部分は高温強度があり、且つある程度の
耐熱性を有すれば良いことが解った。
るため、耐熱性は全面にわたり一様である。しかしなが
ら運転時におけるチャンバー本体の温度分布は、第12図
の一例に示すように鋭角部は1000℃前後と高く他の部分
は低いので、チャンバーとしては鋭角部は耐熱性に優れ
たもので、他の部分は高温強度があり、且つある程度の
耐熱性を有すれば良いことが解った。
従って噴孔部をセラミックス等の耐熱材料をコーテン
グすることによって或いはセラミックス材にて噴孔管を
形成して、圧入することによって噴孔部の高温強度を高
める方法等が採られているが、いずれも加工が煩雑とな
り製造コストが非常に高くなって、経済的の面からも満
足すべきものはなかった。
グすることによって或いはセラミックス材にて噴孔管を
形成して、圧入することによって噴孔部の高温強度を高
める方法等が採られているが、いずれも加工が煩雑とな
り製造コストが非常に高くなって、経済的の面からも満
足すべきものはなかった。
問題点を解決するための手段 本発明は上述した副燃焼室チャンバーの特異性に着目
し、副燃焼室チャンバー本体を熱膨張率が小さく高温強
度があり、且つある程度の耐熱性を有する素材を用いて
形成し、異常に加熱される噴孔部の鋭角部を耐熱性に優
れた素材にて構成することにより、耐熱性、耐熱疲労性
の劣化を防止し、安く耐久性の優れたディーゼルエンジ
ン用副燃焼室チャンバーを提供し所期の目的を達成した
ものである。
し、副燃焼室チャンバー本体を熱膨張率が小さく高温強
度があり、且つある程度の耐熱性を有する素材を用いて
形成し、異常に加熱される噴孔部の鋭角部を耐熱性に優
れた素材にて構成することにより、耐熱性、耐熱疲労性
の劣化を防止し、安く耐久性の優れたディーゼルエンジ
ン用副燃焼室チャンバーを提供し所期の目的を達成した
ものである。
その製造方法として、従来の塑性加工工程の前方押出
し加工に於いて噴孔部の鋭角部にあたる部分に、耐熱性
に優れた素材の厚さに相当する分だけの凹みを同時に付
加成形しておき、当該凹み部分に耐熱性に優れた素材を
溶射等により肉盛りした後、次工程の圧印加工によって
正規の形状、寸法に仕上られるもので、溶射の肉盛り工
程のみを従来の前方押出し加工と圧印加工との工程の間
に挿入するだけで、そのための前後の煩雑な加工や処理
は不要であり、簡潔容易で加工コストの安い製造方法を
提供するするものである。
し加工に於いて噴孔部の鋭角部にあたる部分に、耐熱性
に優れた素材の厚さに相当する分だけの凹みを同時に付
加成形しておき、当該凹み部分に耐熱性に優れた素材を
溶射等により肉盛りした後、次工程の圧印加工によって
正規の形状、寸法に仕上られるもので、溶射の肉盛り工
程のみを従来の前方押出し加工と圧印加工との工程の間
に挿入するだけで、そのための前後の煩雑な加工や処理
は不要であり、簡潔容易で加工コストの安い製造方法を
提供するするものである。
実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。
る。
第１図ないし第３図に示すように副燃焼室チャンバー
本体１を第１表の（Ｉ）に示す化学成分からなる高温強
度があり、且つある程度の耐熱性のあるマルテンサイト
組織を有するRIK−MBの素材にて慣用の塑性加工によっ
て切断−圧縮−後方押出し−前方押出し−圧
印と成形するに際し、第４図に示すように、前方押出
し加工において噴孔部の鋭角部に厚さ2mm、横幅3mm、縦
幅2mmの耐熱性に優れた素材層が形成されるように凹み
８および９を同時に付加加工し、第５図に示すように該
凹み８および９に溶射により第２表に示すＡ或いはＢの
化学成分からなる素材を溶射して、耐熱性に優れたオー
ステナイト組織を有する溶射層６およびび７を形成し、
圧印加工にて平滑な仕上形状、寸法に仕上げられた
後、第６図に示すように加工により噴孔２を形成するこ
とにより、鋭角部10および11に耐熱性に優れた素材層６
および７が形成される。
本体１を第１表の（Ｉ）に示す化学成分からなる高温強
度があり、且つある程度の耐熱性のあるマルテンサイト
組織を有するRIK−MBの素材にて慣用の塑性加工によっ
て切断−圧縮−後方押出し−前方押出し−圧
印と成形するに際し、第４図に示すように、前方押出
し加工において噴孔部の鋭角部に厚さ2mm、横幅3mm、縦
幅2mmの耐熱性に優れた素材層が形成されるように凹み
８および９を同時に付加加工し、第５図に示すように該
凹み８および９に溶射により第２表に示すＡ或いはＢの
化学成分からなる素材を溶射して、耐熱性に優れたオー
ステナイト組織を有する溶射層６およびび７を形成し、
圧印加工にて平滑な仕上形状、寸法に仕上げられた
後、第６図に示すように加工により噴孔２を形成するこ
とにより、鋭角部10および11に耐熱性に優れた素材層６
および７が形成される。
上記方法により形成された副燃焼室チャンバーについ
て耐熱疲労試験を行った。
て耐熱疲労試験を行った。
比較材として本体全体が第１表に示す化学成分からな
る副燃焼室チャンバーを用いた。
る副燃焼室チャンバーを用いた。
（Ｉ）マルテンサイト組織のRIK−MB （II）オーステナイト組織のSUH310 （III）Nimocast80 本試験は第７図に示す試験装置12に取付けられた第８
図に示す保持具13に試験片の副燃焼室チャンバー本体１
を固定し、ガスバーナ14で下面から約950℃に加熱した
後、試験装置12を回転させ副燃焼室チャンバー本体１を
スプレー15の上方に移動させて水をスプレーして約40℃
まで水冷した後空冷する。第９図に示す加熱、冷却のサ
イクルを300回繰り返したのち、第11図に示すように噴
孔部２の底面周縁に発生した亀裂16の長さを測定し、そ
の長さの合計によって耐熱疲労性を判定した。
図に示す保持具13に試験片の副燃焼室チャンバー本体１
を固定し、ガスバーナ14で下面から約950℃に加熱した
後、試験装置12を回転させ副燃焼室チャンバー本体１を
スプレー15の上方に移動させて水をスプレーして約40℃
まで水冷した後空冷する。第９図に示す加熱、冷却のサ
イクルを300回繰り返したのち、第11図に示すように噴
孔部２の底面周縁に発生した亀裂16の長さを測定し、そ
の長さの合計によって耐熱疲労性を判定した。
亀裂の長さの測定結果を第10図に示した。耐酸化性の
低い（Ｉ）RIK−MBは酸化により生じるスケールがひど
く、スケールの成長と剥離が繰り返されることにより、
噴孔部の鋭角部は細り脱落し焼損を起こしてしまった
が、（II）SUH310や（III）Nimocast80の亀裂の長さは
夫々14.0mm,10.5mmであったのに比し、本発明の鋭角部
を耐熱材料にて構成した（IV）および（Ｖ）の亀裂の長
さは夫々3.4mm,4.1mmと約1/4に大巾に低減し、優れた耐
酸化性が付与され耐熱疲労性が著しく向上し改善された
ことが認められた。
低い（Ｉ）RIK−MBは酸化により生じるスケールがひど
く、スケールの成長と剥離が繰り返されることにより、
噴孔部の鋭角部は細り脱落し焼損を起こしてしまった
が、（II）SUH310や（III）Nimocast80の亀裂の長さは
夫々14.0mm,10.5mmであったのに比し、本発明の鋭角部
を耐熱材料にて構成した（IV）および（Ｖ）の亀裂の長
さは夫々3.4mm,4.1mmと約1/4に大巾に低減し、優れた耐
酸化性が付与され耐熱疲労性が著しく向上し改善された
ことが認められた。
効果 ディーゼルエンジン用副燃焼室チャンバー材として、
安価で熱膨張率が小さく高温強度があり変形の少ない且
つある程度の耐熱性をもつ素材に、本発明による噴孔部
の鋭角部を耐熱性、耐酸化性に優れた素材を溶射等に肉
盛りすることにより、耐熱構造とし高温に曝されても亀
裂や焼損が防止され、耐久性に優れたディーゼルエンジ
ン用副燃焼室チャンバーを安価に提供できる実用的効果
は顕著である。
安価で熱膨張率が小さく高温強度があり変形の少ない且
つある程度の耐熱性をもつ素材に、本発明による噴孔部
の鋭角部を耐熱性、耐酸化性に優れた素材を溶射等に肉
盛りすることにより、耐熱構造とし高温に曝されても亀
裂や焼損が防止され、耐久性に優れたディーゼルエンジ
ン用副燃焼室チャンバーを安価に提供できる実用的効果
は顕著である。
第１図 本発明に係わる副燃焼室チャンバーの一例を示
す断面図 第２図 第１図の平面図 第３図 第１図の底面図 第４図 本発明の前方押出し工程における加工状態を示
す副燃焼室チャンバーの断面図 第５図 溶射後の状態を示す副燃焼室チャンバーの断面
図 第６図 圧印加工後の噴孔を加工した状態を示す副燃焼
室チャンバーの断面図 第７図 熱疲労試験装置の概要図 第８図 熱疲労試験装置の試験片保持具と試験方法を示
す概要図 第９図 熱疲労試験の加熱冷却サイクルを示すグラフ 第10図 亀裂の長さの測定結果を示すグラフ 第11図 亀裂の発生状況を示す平面図 第12図 副燃焼室チャンバー本体の温度分布を示す断面
図 1:副燃焼室チャンバー本体 2:噴孔、3:渦流室、4:渦流室底面 5:チャンバー本体の底面 6,7:耐熱性に優れた素材層 8,9:溶射等による肉盛り部の凹み 10,11:鋭角部 12:熱疲労試験装置、13:保持具 14:バーナ、15:スプレー 16:亀裂
す断面図 第２図 第１図の平面図 第３図 第１図の底面図 第４図 本発明の前方押出し工程における加工状態を示
す副燃焼室チャンバーの断面図 第５図 溶射後の状態を示す副燃焼室チャンバーの断面
図 第６図 圧印加工後の噴孔を加工した状態を示す副燃焼
室チャンバーの断面図 第７図 熱疲労試験装置の概要図 第８図 熱疲労試験装置の試験片保持具と試験方法を示
す概要図 第９図 熱疲労試験の加熱冷却サイクルを示すグラフ 第10図 亀裂の長さの測定結果を示すグラフ 第11図 亀裂の発生状況を示す平面図 第12図 副燃焼室チャンバー本体の温度分布を示す断面
図 1:副燃焼室チャンバー本体 2:噴孔、3:渦流室、4:渦流室底面 5:チャンバー本体の底面 6,7:耐熱性に優れた素材層 8,9:溶射等による肉盛り部の凹み 10,11:鋭角部 12:熱疲労試験装置、13:保持具 14:バーナ、15:スプレー 16:亀裂
Claims (2)
- 【請求項１】本体に斜めに貫通された噴孔を有する耐熱
合金で作られたヂィーゼルエンジン用副燃焼室チャンバ
ーにおいて、噴孔２とチャンバー本体１によって形成さ
れる断面積の小さい鋭角部10及び11が本体１と異なる耐
熱性に優れた素材にて形成されていることを特徴とする
ヂィーゼルエンジン用副燃焼室チャンバー - 【請求項２】ヂィーゼルエンジン用副燃焼室チャンバー
を耐熱鋼素材から塑性加工によって成形する際に、チャ
ンバー本体１の表面３及び４に凹８及び９を同時に成形
する第一工程、該凹に耐熱性に優れた素材を容射等によ
り肉盛りする第二工程、圧印加工により所定の寸法に仕
上げる第三工程、噴孔２を加工により作成する第４工程
からなることを特徴とする、噴孔とチャンバー本体によ
って形成される鋭角部が本体と異なる耐熱性素材にて形
成されているヂィーゼルエンジン用副燃焼室チャンバー
の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60115334A JP2529823B2 (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | デイ−ゼルエンジン用副燃焼室チヤンバ−およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60115334A JP2529823B2 (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | デイ−ゼルエンジン用副燃焼室チヤンバ−およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61275524A JPS61275524A (ja) | 1986-12-05 |
| JP2529823B2 true JP2529823B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=14659979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60115334A Expired - Lifetime JP2529823B2 (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | デイ−ゼルエンジン用副燃焼室チヤンバ−およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2529823B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101984233A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-03-09 | 东风朝阳柴油机有限责任公司 | 带有二级喷孔预燃的涡流式副燃烧室 |
| WO2016095157A1 (zh) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | 深圳智慧能源技术有限公司 | 具有多孔火焰筒的燃烧室 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285802U (ja) * | 1975-12-22 | 1977-06-27 | ||
| JPS5575529A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Combustion chamber for internal combustion engine |
| JPS58102718U (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-13 | 三菱自動車工業株式会社 | 副室式デイ−ゼル機関 |
-
1985
- 1985-05-30 JP JP60115334A patent/JP2529823B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61275524A (ja) | 1986-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20090026273A (ko) | 스틸 피스톤용 열 산화 보호면 | |
| EP0303444B1 (en) | Combustion chamber for diesel engines | |
| US11459977B2 (en) | Piston with insulating air gap formed by additive manufacturing | |
| JP2529823B2 (ja) | デイ−ゼルエンジン用副燃焼室チヤンバ−およびその製造方法 | |
| US3855986A (en) | Reflectively coated combustion chamber for internal combustion engines and method of using same | |
| JPH11193721A (ja) | 筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH0570707B2 (ja) | ||
| JPS61123714A (ja) | 内燃機関の副室構造 | |
| US20230012000A1 (en) | Insert device for fuel injection | |
| JPS61126360A (ja) | ピストンの溶射皮膜形成方法 | |
| CN109642519A (zh) | 用于内燃机的分段热阻隔物及其制造方法 | |
| JP2643120B2 (ja) | デイーゼルエンジンピストン | |
| JPS58143163A (ja) | エンジン用燃料噴射ノズル | |
| JP2005146925A (ja) | エンジン部品、これを用いたエンジン、及びエンジン部品の製造方法 | |
| JPH094455A (ja) | 副室式ディーゼルエンジン用インサート及びその製造方法 | |
| JPH04128512A (ja) | 渦流室式ディーゼルエンジン用インサート及びその製造法 | |
| DE10025754A1 (de) | Vorrichtung zur Zündung der Verbrennungsvorgänge im Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere beim Kaltstart und Warmlauf einer Dieselmaschine | |
| JPH01321076A (ja) | シリンダヘッドの亀裂防止方法 | |
| CN115369347A (zh) | 一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法 | |
| JP2517590Y2 (ja) | 燃焼室の構造 | |
| JPS61258917A (ja) | デイ−ゼルエンジン用副燃焼室チヤンバ− | |
| JPH032678Y2 (ja) | ||
| JPS60145445A (ja) | エンジン用シリンダヘツド構造 | |
| JPH0627305B2 (ja) | デイ−ゼルエンジン用副燃焼室インサ−ト材料 | |
| JPS6158967A (ja) | セラミツク燃料噴射ノズルの製造方法 |