JPS58162721A - 内燃機関の副燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本尭明は主燃焼愈へ火炎を伝播させろ關働焼１１ＫＩす
、更に評しくは内燃機関の熱効率の向上と耐久性の向上
を針つ九内燃機関のＩｌｌ鎗鋳麿に関するものである。

關燃鉤室付内燃機ａ社ディーゼル横関Ｋｌｌらず、火花
点火式内燃機−においても多用されており、それは内燃
機関の排気ガス中に含有されゐＨＣ、ＣｏおよびＮＯｘ
の有害物質のうち、殊にＮＯｘを低減させる九め、希薄
混合気を燃焼させる方式を採用して内燃機関における着
火性。

撚部速度を向上させるために副燃焼室を設け、この室内
で初期燃焼を行なわせているものである。

この關燃焼意内には、燃料噴射ノズルと点火用グ誼−プ
ツダが設けられてお秒、室内では燃焼が急激であり、燃
焼最高圧、燃焼最高温度が高く、使用材料の耐熱性と断
熱性の爾でｌｉＩｍを生じていた６４１に、最近では燃
費低減の走めの熱効率の向上が急務となった。

その丸め、従来の耐熱鋼で構成されてい友調燃＊＊を、
耐熱性、断熱性に優れているセラミック材で製作する気
運が高まり、副燃焼室の側壁部と噴孔部を一体的に同−
材質竜りィックスで製作し、種々テストが試みられてき
たが、熱効率の向上と耐久性の向上との均衡がとれ、ｆ
満足のいくものでなかった。

本発明は以上の問題点を鱗決するために成されたもので
あり、その要旨は特許請求の範囲に記載した内容による
もので、第１図Ａ、Ｂの断面図によ抄説明すれば、副燃
焼室の側壁部コ。

ｌコを熱効率を向上する目的のために、断熱性に特に優
れたセラミック材質を使用し、を九噴孔部／、／／には
溶損彷止のために、耐熱性に４ＩＫ優れたセラミック材
質を適用し−て、この両者を外環金属リングＪに同時焼
パメして、シリンダヘッド４内罠挿設するか、まえは側
壁部ｌコをシリンダヘッド１４内に挿入し、噴孔部／ｌ
のみ外環金属リング／ＪＫ焼パメしてから黴とするもの
である。

上記の側壁部に使用する断熱性のセラミック材質として
は、一般のセラミックスよ粉優れているジルコニア、コ
ージェライト、！−スポジュメン、１イカ等であり、ま
た噴孔部に使用する耐熱性のセラミック材質としては、
一般のセラミックスより優れている密化珪素、炭化珪素
等を適用するものである。

本発明では前記した如く、副燃焼室の側壁材質と噴孔部
材質を変えて使用することによ抄、より良く熱効率およ
び耐久性の両面を同時向上したものである。また側壁部
と噴孔部を分離して製作、装着するために、セラ２ツク
スのぜい性破壊原因の複雑形状を単純化して、応力集中
箇所を少なくし、それに鋳鉄のシリンダヘッドとの熱膨
張係数を考慮した緩衝用金属リングを介入使用すること
Ｋより、上記耐久性の向上をより安全に保証したもので
ある。

上記したジルコニア、コージェライト、戸−スボジュメ
ン、！イカ等の各材質の熱伝導率は０．００Ｊ　−０，
００１１Ｑｌｌ　／ｃ１ｍ−ｆ３ｅｃ　・℃の値を示し
、従来使用耐熱鋼の０１コｊ　Ｃａｌ／５ｓ−８ｅｃ・
℃に比較し優れた断熱性を示すもので、また窒化珪素や
炭化珪素の各材質は、溶損■度が／１００−１１００℃
でありそれに対し従来使用耐熱鋼はり００℃であり優れ
た耐熱性を示すものである。

以下実施例を示すが、本発明の要旨ｆ＃えない範囲内に
おいて、これに限定されない。

ｌ！施何例 １燃焼室の側壁部材を熱膨張係数が０／コｘ１０−Ｉｌ
ｌと小さく耐熱衝撃性に優れ、断熱効果に大きいβ−ス
ポジュメン（理論組成Ｌｂ０４１ｔＯｎ　−４’５ＩＯ
ｚ　）でセラミック外径寸法参〇ｍ−で内径３０−φ、
長さ３０−の円筒形を製作した。

また、噴孔部材をセラミック中量も高強度、高靭性であ
り、１０００℃迄の特性劣化が々く耐熱衝撃性に優れて
いる９化珪素（ＳｔｍＮａ）で外径寸法＃０ＩＩＩ＋−
で厚さγ−の円、１［Ｋ、孔寸法コＯｘ／Ｊｍの斜状貫
通孔を有するものを製作した。

これらを外径ｊｏ雪φ、内径参〇ｍｌ、長さ３７−のス
テンレス鋼リングに閂時鋳パメしてこれを渦流量ｆｊｌ
ｊＪＯＯ代ディーゼルエンジンのシリンダヘッドに圧入
固着して、これを第１図ＡＷＪＯ断面図に示す。

これを運転条件のアイドリング（渦滝寓内！囲気温度３
００℃）コ分間、参〇〇〇−（―流電温度デ００℃）−
分間の繰返しコ００Ｈｒｔ）耐久試験を行なった結果、
１うずツク部材の割れ、溶損や緩み等の異常は発生せず
、かつ副寓内温度が従来耐熱金属製車内温度よ？　１ｔ
ｅｔｃの向上があり断熱効果がみちれた。

実施例コ 副燃焼室の側壁部材を高強度で耐熱性が高く熱＊Ｓ係数
が金属に近く断熱効果の大きいジルコニア（Ｚｒ０ｍ　
）で外径寸法参〇−一で内径Ｊａｗｓφ、畏さ３０−の
円筒形を製作した。

また、噴孔部材を高温強度劣化が殉んどなく１ｓｏｏ℃
以上の耐熱性があり、高硬度で耐摩耗性にも強い炭化珪
素（ＳｉＣ）で外径寸えダＯ−φで厚さ７■の円板に孔
寸法コＯｘ　／　、？　ｍの斜状貫通孔のあるものを製
作した。この噴孔部材をステンレス金属リングの外径ｊ
Ｏｗｍ−で内径亭σ−φ、厚さ７−に圧入固着した。

上記の伺一部を渦流室＠３３００−ｒディーゼルエンジ
ンのシリンダヘッドに圧入し、次いで噴孔部品を圧入固
着した。それを筒／図Ｂ図の断面！ＩＩＫ示した。

これを実施例／と同−運転条件でＩ＃返１−で、コｏｏ
Ｈｒの耐久試験を行なったところ、セラミック部材に割
れ、溶損や緩み郷の異常はなく、かつ−室内温度が従来
耐熱金属製室内１１度よ轢１２０℃の向上があ抄断熱効
果は太きかった６以上の実施例での剛燃焼室ｌＩｌ精材
にけβ−スポジュメンとジルコニアを使用したが、その
他のコージェライトやマイカ材質も、特性に劣らず断熱
材として適用出来るものである。

以上の様に本発明の内燃機関の剛燃焼蜜は、最も高温に
なり溶損しゃすい噴孔部に溶損に優れた耐熱材質のセラ
ミックを使用し、オ九シリンダヘッドとの断熱効果を向
上する熱伝導率の小さいセラミック材質を適用しそ、熱
効率と耐久性の両方を向上すると共に、シリンダヘッド
内への圧入固着ＯＶａ集性を計ったものでああ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本斃明の実施例の要部断面図でありＡ図は金属
リングに焼バメ后、シリンダヘッドに圧入固着したもの
、Ｂ図は噴孔部材のみを金属リングに焼パメて、シリン
ダヘッドに圧入固着したものである。 １．１１・・・噴孔部、コ、ｌ−２・・・側壁部、！、
／Ｊ・・・金属リング、シ・・・グローブラグ、！・・
・燃料噴射ポンプ、４．／４・・・シリンダヘッド 第 （ 、−ｉ ＼ と：４ 〜、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　内燃機関のシリンダヘッドに設叶られた剛働
   鉤寓において、この副燃焼室の側壁部を断熱性に優れた
   セラ考ツタ材質を使用し、を九噴孔部には耐熱性に優れ
   たセラ電ツタ材質を適用して、この両者を同時に金属り
   ングに鉤パメてシリンダヘッド内に挿設するか、または
   断熱材質の側壁部をシリンダヘッド内に挿入し、耐熱材
   質の噴孔部のみ金属りングに焼パメしてからシリンダヘ
   ッド内に挿設してなることを特徴とする内燃機関の副燃
   焼室。 −）　特許請求の範囲第１項記載の側壁部のセラ２ツク
   材質は、ジルコニア、コージェライト。 ！−スポジエメン、マイカ等であることを特徴とする内
   燃機関の■働鉤電。 （Ｊ）　　特許請求の範ＩＩ第１項記載の噴孔部のセラ
   電ツタ材質は、窒化珪素、炭化珪素等であることを特徴
   とする内燃機関の關ａｍ意。