JPS5922044B2 - 内燃機関の渦流室の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関用燃焼室、とくに渦流室の周部の構
造に関する。

ガソリン機関、テ４−ゼル機関を問わず、内燃機関の燃
焼室、とくに渦流室を形成する壁体は、チャンバ口金を
含め、従来高温に曝されるがためにまた十分な強度が必
要とされるために耐熱合金を用いるのが通例であった。

しかし、資材節約、経済性等の観点から耐熱性、耐久性
のある他の安価な材料で代替することが強く望まれてい
た。

本発明はこの要望に沿う内燃機関の渦流室の構造を提供
することを目的とする。

更に詳しくは、従来限られたスペース内に現用機関の構
成を大巾に設計変更することなく渦流室周壁の構成体と
して適用することはできないと考えられていたセラミッ
ク材を、その優れた強度、耐熱性、耐久性に着目して渦
流室構成材に適用し、チャンバ口金を、央部をセラミッ
ク材から外周部を熱膨張犬な金属材から構成するととも
にその間に耐熱性緩衝材を介装したものから構成し、こ
れを渦流室の周部、下部に該当する部位に嵌装し、もっ
て現用機関に大巾な設計変更を加えろことなくセラミッ
ク材を適用して、熱効率、耐久性、コストダウンを図っ
た内燃機関渦流室の構造を提供することを目的とする。

以下に本発明の実施例な図に従って説明するなお、本発
明はガソリン機関、テイーゼル機関を問わないが、以下
の説明ではディーゼル機関を例にとって説明する。

第１図において、１はシリンダヘッドで、２はインテー
クポートまたはエキシストポートであり、３は渦流室、
４は渦流室の周部及び下部に相当する位置の壁体を構成
するチャンバ口金である。

チャンバ口金４には渦流室３に連なる通路５がチャンバ
口金４を貫通させて設けられている。

チャンバ口金４は、第２図及び第３図に示すように、央
部がセラミック材からなるチャンバ口金本体４ａで、外
周部が銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等の熱膨張大な
る金属材からなるスペーサ４ｂで構成されており、チャ
ンバ口金本体４ａとスペーサ４ｂとの間にはガラス繊維
等からなる耐熱性緩衝材４ｃが介装されている。

チャンバ口金本体４ａを構成するセラミック材は、シリ
コンカーバイド、シリコンナイトライド、ガラスセラミ
ック（結晶化ガラス）、アルミナ等が用いられる。

チャンバ口金本体４ａは外周面が半径方向内側に滑らか
に湾曲して凹状になった鼓形状に形成されている。

スペーサ４ｂは、半割り状片４ｂ−１，４ｂ−２をピン
６により位置決めして環状に一体的に組合せたものから
成る。

スペーサ半割状片４ｂ−１゜４ｂ−２の位置合せは、互
いの当接面に第４図に示すような凹凸部を設けてこれを
互に嵌合させて行なってもよ℃・。

スペーサ４ｂの内周面形状は第２図に示すようにチャン
バ口金本体４ａの外周面に対応させた形状に成形または
加工されており、スペーサ４ｂをチャンバ口金本体４ａ
の外周に環状に組付けたとき互にフィツトし合う構造に
なっている。

スペーサ４ｂの高さは、チャンバ口金本体４ａの高さよ
り若干率にしており、シリンダヘッド１に組けけたとき
、第２図に示すようにスペーサ４ｂの上面部に熱膨張逃
げ用の若干の隙間７が形成されるようになっている。

チャンバ口金本体４ａとスペーサ４ｂとの間に介装され
ろガラス繊維４ｃは第５図に示すように、適当な丸さの
弾圧可の繊維からなり、圧縮時は縮むが力を除けば適当
なる復元力を有する緩衝材機能を有する繊維体からなる
。

チャンバ口金４には、一部がスペーサ４ｂの外周面から
半径方向外方に向けて突出するピン８がスペーサ４ｂ、
緩衝材４ｃを貫通してチャンバ口金本体４ａに延びてい
る。

これによって、チャンバ口金本体４ａ、緩衝材４ｃ、ス
ペーサ４ｃは互に円周方向にずれることなく固定され、
カリシリンダヘッド１への係合手段が得られる。

チャンバ口金４は、シリンダヘッド１の渦流室周部及び
下部に相当する位置に設けられた孔に圧入嵌装される。

この場合ピン８と干渉する部分のシリンダヘッド１には
切欠９が設けられており、ピン８と切欠９とを合させる
ことによりチャンバ口金４のシリンダヘッド１に対する
回転が拘束される。

上記構成を有する渦流室３０作用は次の通りである。

まず、渦流室３は高温となるが、チャンバ口金本体４ａ
がセラミック材から成っているので、断熱性に富み冷却
水へ逃げる熱量が減少して排気ガス温度が向上する。

そしてこの排気熱な適当な手段で回収することにより熱
効率が向上される。

またセラミック材は保熱性もよいので、ディーゼル機関
に適用した場合、着火性も良好となる。

また、チャンバ口金４は、チャンバ口金本体４ａを鼓形
に、スペーサ４ｂを該鼓形にフィツトする内方に向って
凸状の緩曲面に形成しであるので、熱膨張差によってス
ペーサ４ｂが軸方向に相対的に伸張し、チャンバ口金本
体４ａの上部、下部を押圧してチャンバ口金本体４ａに
圧縮応力が生じる状態でチャンバ口金本体４ａに強固に
フィツトする。

セラミック材は圧縮応力に対しては十分な強度を有する
ので熱膨張差による損傷は生じない。

また、チャンバ口金本体４ａとスペーサ４ｂとの間には
耐熱性緩衝材４ｃが介装されているため、チャンバ口金
本体４ａとスペーサ４ｂ間の熱膨張差によって両者間に
若干の隙間が生じても耐熱性緩衝材４ｃがその隙間を充
足してガタの発生な防止し、かつ逆に熱膨張差によって
スペーサ４ｂからチャンバ口金本体４ａに過度の圧接力
が働らこうとしても耐熱性緩衝材４ｃによってそのカバ
緩衝され、チャンバ口金本体４ａの損傷を防止する。

また、チャンバ口金４はシリンダヘッド１に圧入嵌着さ
れるので、強固な固定とシリンダヘッド１への熱伝導に
よるスペーサ４ｂの冷却が達成される。

またピン８は回転防上の位置決めとして作用する。

したがって本発明による内燃機関の渦流室の構造による
ときは、渦流室周部、下部に相当する位置に、従来のよ
うにコバルトを含む高価な耐熱合金な用いろことなく、
安価なセラミック材を用いることができるので、コスト
ダウンな図ることができる他、軽量性の点でも優れた渦
流室の構造を得ることができる。

また、セラミック材は耐熱性に優れているので排気熱な
利用することにより機関の熱効率な上昇させることがで
き、かつ保熱性にも優れているのでディーゼル機関に適
用した場合着火性の改善を図ることができる。

更にまた、外周を金属材のスペーサで構成したので、従
来の金属製チャンバ口金と同じ粂件でシリンダヘッドに
固定でき、かつ現用機関の構成を実質的に変更しないで
済ませることができる。

また、チャンバ口金本体とスペーサを鼓形湾曲面で係合
させ両者間に耐熱性緩衝材を介装させたので、熱膨張差
が生じても両者間にガタを発生させることなく強固に両
者を一体的に結合できるとともに、セラミック材からな
るチャンバロ金本体に過度の引張応力が発生することを
防ぎチャンバ口金本体の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の渦流室の構造を適用したシリンダヘッ
ドの斜視図、第２図は本発明の渦流室の構造の一実施例
の断面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図、第
４図は第３図とは別の実施例に係るスペーサの半割状片
の斜視図、第５図は耐熱１弔緩衝材の斜視図である。 １・・・・・・シリンダヘッド、４・・・・・・チャン
バ口金、４ａ・・・・・・チャンバ口金本体、４ｂ・・
・・・・スペーサ、４ｃ・・・・・・耐熱性緩衝材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関渦流室の周部及び下部を構成する部位に、
   央部がセラミック材がらなり鼓形の外周面形状を有する
   チャンバ口金本体から構成され、外周部が熱膨張大なる
   金属材からなり半割状片を環状に結合したスペーサ部か
   ら構成され、チャンバ口金本体とスペーサ間には耐熱性
   緩衝材が介装されているチャンバ口金を、装着したこと
   を特徴とする内燃機関の渦流室の構造。