JPS60190616A - エンジンの予燃焼室インサ−ト部材とその製造法 - Google Patents
エンジンの予燃焼室インサ−ト部材とその製造法Info
- Publication number
- JPS60190616A JPS60190616A JP59044825A JP4482584A JPS60190616A JP S60190616 A JPS60190616 A JP S60190616A JP 59044825 A JP59044825 A JP 59044825A JP 4482584 A JP4482584 A JP 4482584A JP S60190616 A JPS60190616 A JP S60190616A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered
- iron
- combustion chamber
- ceramic
- ceramic member
- 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.)
- Pending
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
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
- F02B19/165—The shape or construction of the pre-combustion chambers is specially adapted to be formed, at least in part, of ceramic material
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、エンジンの予燃焼室インサート部材とその製
造法に関するものである。
造法に関するものである。
（従来技術）
従来から、エンジンには、そのエンジン本体に燃焼室と
連通される予燃焼室を設けて、寒冷時における燃焼性の
改善を図ったものが知られており、かつ、セラミック部
材が断熱性に優れていることにｆｆ１−１１シ、この予
燃焼室をセラミンク部材を使用して構成し、予燃焼室の
内外の断熱性の向１−を図ったものも知られており、た
とえば、実開昭５４−７７８０２吟公報には、中空部を
有するつり鐘状のセラミック部材を鋳造合金で鋳ぐるん
で、予燃焼室を右するセラミック部材内包体を形成し、
このセラミンク部材内包体を、エンジン本体の一部を構
成するシリンダヘッドにあらかじめ形成されている穴に
インサートして組み伺けるようにしたものが開示されて
いる。
連通される予燃焼室を設けて、寒冷時における燃焼性の
改善を図ったものが知られており、かつ、セラミック部
材が断熱性に優れていることにｆｆ１−１１シ、この予
燃焼室をセラミンク部材を使用して構成し、予燃焼室の
内外の断熱性の向１−を図ったものも知られており、た
とえば、実開昭５４−７７８０２吟公報には、中空部を
有するつり鐘状のセラミック部材を鋳造合金で鋳ぐるん
で、予燃焼室を右するセラミック部材内包体を形成し、
このセラミンク部材内包体を、エンジン本体の一部を構
成するシリンダヘッドにあらかじめ形成されている穴に
インサートして組み伺けるようにしたものが開示されて
いる。
ところで、このようなセラミック部材内包体では、セラ
ミック部材が断熱性に優れているために、予燃焼室にお
いての燃料の燃焼に基づいて、そのセラミンク部材の内
周面側が温度が高くてその厚さ方向外周面側に向かうに
伴なって温度が低くなるという温度勾配を生じ、これが
ために、セラミック部材の内周面側がその外周面側より
も大きく膨張して、セラミック部材そのものもに割れが
発生するという不具合がある。
ミック部材が断熱性に優れているために、予燃焼室にお
いての燃料の燃焼に基づいて、そのセラミンク部材の内
周面側が温度が高くてその厚さ方向外周面側に向かうに
伴なって温度が低くなるという温度勾配を生じ、これが
ために、セラミック部材の内周面側がその外周面側より
も大きく膨張して、セラミック部材そのものもに割れが
発生するという不具合がある。
（発明の１・１的）
本発明は、」二記の−ＩＧ情を考ＩＭシてなされたもの
で、その１］的とするところは、セラミック部材の内周
面側とその外周面側とでその１膨張度合が異なることに
基づくセラミック部材の割れを極力抑制することのでき
るセラミック部材内包体からなるエンジンの予燃焼室イ
ンサート部材とその製造法を提供することにある。
で、その１］的とするところは、セラミック部材の内周
面側とその外周面側とでその１膨張度合が異なることに
基づくセラミック部材の割れを極力抑制することのでき
るセラミック部材内包体からなるエンジンの予燃焼室イ
ンサート部材とその製造法を提供することにある。
（発明の構成）
本発明のエンジンの予燃焼室インサート部材は、つり鐘
状の鉄系焼結部材に燃焼室と連通される予燃焼室として
の中空部を有するつり鐘状のセラミック部材が密嵌され
、このセラミンク部材にその肉厚方向から鉄系焼結部材
の収縮に基づく圧縮力が加えられて構成されるセラミッ
ク部材内包体からなるものであって、セラミック部材の
開■二１外周面部と鉄系焼結部材の開１１内周面部との
間に、セラミック部材と鉄系焼結部材とを焼結結合する
焼結結合部材を介在させることを特徴とするものであり
、本発明のエンジンの予燃焼室インサート部月の製造法
は、焼結成形されたつり鐘状のセラミック部材を、仮焼
結して形成されたつり鐘状の鉄系焼結部材に嵌入し、セ
ラミンク部材の開１１部と鉄系部材の開［１部との間に
あって周回り方向に延びる隙間に、焼結結合部材として
の金属粉末を充填し、その後に鉄系焼結部材を焼結温度
にまで）／温させて本焼結させ、セラミック部材に鉄系
焼結部材の収縮に基づく圧縮力を加えると共に焼結結合
部材を介して鉄系焼結部材とセラミンク部材とを結合さ
せ、予燃焼室を有するセラミンク部材内包体を形成する
ことを特徴とするものである。
状の鉄系焼結部材に燃焼室と連通される予燃焼室として
の中空部を有するつり鐘状のセラミック部材が密嵌され
、このセラミンク部材にその肉厚方向から鉄系焼結部材
の収縮に基づく圧縮力が加えられて構成されるセラミッ
ク部材内包体からなるものであって、セラミック部材の
開■二１外周面部と鉄系焼結部材の開１１内周面部との
間に、セラミック部材と鉄系焼結部材とを焼結結合する
焼結結合部材を介在させることを特徴とするものであり
、本発明のエンジンの予燃焼室インサート部月の製造法
は、焼結成形されたつり鐘状のセラミック部材を、仮焼
結して形成されたつり鐘状の鉄系焼結部材に嵌入し、セ
ラミンク部材の開１１部と鉄系部材の開［１部との間に
あって周回り方向に延びる隙間に、焼結結合部材として
の金属粉末を充填し、その後に鉄系焼結部材を焼結温度
にまで）／温させて本焼結させ、セラミック部材に鉄系
焼結部材の収縮に基づく圧縮力を加えると共に焼結結合
部材を介して鉄系焼結部材とセラミンク部材とを結合さ
せ、予燃焼室を有するセラミンク部材内包体を形成する
ことを特徴とするものである。
本発明のエンジンの予燃焼室インサート部材とその製造
法によれば、セラミック部材を内包する鉄系焼結部材に
よってそのセラミンク部材に圧縮力を加えると共に焼結
結合部材を介してそのセラミック部材と鉄系焼結部材と
を結合さゼたから、予燃焼室の温度上Ｈに基づくセラミ
ック部材の熱膨張を拘束することができることとなって
、セラミック部材の内周面と外周面とで膨張度合が異な
ることに基づくセラミンク部材の、１；すれを低減する
ことができるものである。
法によれば、セラミック部材を内包する鉄系焼結部材に
よってそのセラミンク部材に圧縮力を加えると共に焼結
結合部材を介してそのセラミック部材と鉄系焼結部材と
を結合さゼたから、予燃焼室の温度上Ｈに基づくセラミ
ック部材の熱膨張を拘束することができることとなって
、セラミック部材の内周面と外周面とで膨張度合が異な
ることに基づくセラミンク部材の、１；すれを低減する
ことができるものである。
（実施例）
以下に本発明に係るエンジンの予燃焼室インサー］・部
材をその製造法と共に図面を参照しつつ説明する。
材をその製造法と共に図面を参照しつつ説明する。
第１図において、■は鉄系成分を有する鉄系焼結部材で
あって、この鉄系焼結部材１は、図示を略す混合粉末を
圧粉し、チッ素雰囲気中で仮焼結されてつり鐘形状に製
作されるものであり、仮焼結の焼結温度は約１０００’
ｃ、その焼結時間は約１時間であって、混合粉末の成分
は、Ｆｅ−３Ｎｉ−０，１５Ｐ〜０．５Ｃ（以」−１数
値は重量％を示す）からなるものであり、２は燃料噴射
ノズル挿通用の挿通孔、３はグロープラグ挿通用の挿通
孔である。この仮焼結して成形された鉄系焼結部材ｌに
、つり鐘状のセラミンク部材４が嵌入されるものであり
、このセラミック部材４は、Ｚｒｏｚ等の成分を有する
物質を焼結して成形されるものであり、５は予燃焼室と
しての中空部、６は燃料噴射ノズル挿通用の挿通孔、７
はグロープラグ挿通用の挿通孔である。このセラミンク
部材４は、その開口部８が開［」径の小さくなる方向に
湾曲されており、鉄系焼結部材ｌの開１」外周面部９と
セラミンク部材４の開口外周面部１０との間に隙間１１
が生じるものとされている。この隙間１１は、セラミッ
ク部材４の周回り方向に延びていると共に、鉄系焼結部
材１の開口１２に向かって広がりつつ開放されている。
あって、この鉄系焼結部材１は、図示を略す混合粉末を
圧粉し、チッ素雰囲気中で仮焼結されてつり鐘形状に製
作されるものであり、仮焼結の焼結温度は約１０００’
ｃ、その焼結時間は約１時間であって、混合粉末の成分
は、Ｆｅ−３Ｎｉ−０，１５Ｐ〜０．５Ｃ（以」−１数
値は重量％を示す）からなるものであり、２は燃料噴射
ノズル挿通用の挿通孔、３はグロープラグ挿通用の挿通
孔である。この仮焼結して成形された鉄系焼結部材ｌに
、つり鐘状のセラミンク部材４が嵌入されるものであり
、このセラミック部材４は、Ｚｒｏｚ等の成分を有する
物質を焼結して成形されるものであり、５は予燃焼室と
しての中空部、６は燃料噴射ノズル挿通用の挿通孔、７
はグロープラグ挿通用の挿通孔である。このセラミンク
部材４は、その開口部８が開［」径の小さくなる方向に
湾曲されており、鉄系焼結部材ｌの開１」外周面部９と
セラミンク部材４の開口外周面部１０との間に隙間１１
が生じるものとされている。この隙間１１は、セラミッ
ク部材４の周回り方向に延びていると共に、鉄系焼結部
材１の開口１２に向かって広がりつつ開放されている。
この隙間１１には、金属粉末１３が充填されるもので、
ここでは、金属粉末１３は隙間隙間１１の周回り方向全
周に渡って充填されている。この金属粉末１３には、ニ
ッケル、ニッケル合金等を使用するものであり、この金
属粉末１３は、焼結されると鉄系焼結部材１とセラミッ
ク部材４とを焼結結合する焼結結合部材となるものであ
る。 鉄系焼結部材１の開［］１２には、セラミック部
材４を嵌入して金属粉末１３を隙間ｔｉに充填した後、
予燃焼室としての中空部５とエンジン本体の燃焼室（図
示を略す）とを画成する画成部材１４が嵌入されるもの
で、この画成部材１４には５４３Ｎ＋の成分から構成さ
れるセラミック部材が使用されており、この画成部材１
４には予燃焼室と燃焼室とを連通ずる連通孔１５が形成
されている。鉄系焼結部材１の本焼結は、ここでは、画
成部材１４を鉄系焼結部材ｌの開口１２に嵌入した後に
行なわれるもので、本焼結は真空中で行なうものとされ
ており、その焼結温度は、ここでは、１２００℃ないし
ｌ ２５０ ’Ｃ！とされており、焼結時間は約１時間
とされている。鉄系焼結部材ｌは、本焼結されると収縮
するもので、その鉄系焼結部材１の収縮に基づいて、セ
ラミック部材４には、その肉厚方向から圧縮力が加えら
れるものであり、金属粉末１３は焼結されて第２図に示
すように焼結結合部材１６となるものであり、鉄系焼結
部材１とセラミンク部材４と画成部材１４との各部材は
、この焼結結合部材１６によって相７を−に焼結結合さ
れて、セラミック部材４が鉄系焼結部材ｌに雀嵌されて
なるセラミック部材内包体１７が構成されるものであり
、焼結結合部材１４は、周回り方向と直交する方向の平
面で断面したときに、第２図に示すように、くさび形状
を呈するものとなっていて、その焼結結合部材１６によ
ってセラミック部材４の周回り方向と直交する方向のセ
ラミック部材４の熱１彰張が拘束されるものとなってい
る。
ここでは、金属粉末１３は隙間隙間１１の周回り方向全
周に渡って充填されている。この金属粉末１３には、ニ
ッケル、ニッケル合金等を使用するものであり、この金
属粉末１３は、焼結されると鉄系焼結部材１とセラミッ
ク部材４とを焼結結合する焼結結合部材となるものであ
る。 鉄系焼結部材１の開［］１２には、セラミック部
材４を嵌入して金属粉末１３を隙間ｔｉに充填した後、
予燃焼室としての中空部５とエンジン本体の燃焼室（図
示を略す）とを画成する画成部材１４が嵌入されるもの
で、この画成部材１４には５４３Ｎ＋の成分から構成さ
れるセラミック部材が使用されており、この画成部材１
４には予燃焼室と燃焼室とを連通ずる連通孔１５が形成
されている。鉄系焼結部材１の本焼結は、ここでは、画
成部材１４を鉄系焼結部材ｌの開口１２に嵌入した後に
行なわれるもので、本焼結は真空中で行なうものとされ
ており、その焼結温度は、ここでは、１２００℃ないし
ｌ ２５０ ’Ｃ！とされており、焼結時間は約１時間
とされている。鉄系焼結部材ｌは、本焼結されると収縮
するもので、その鉄系焼結部材１の収縮に基づいて、セ
ラミック部材４には、その肉厚方向から圧縮力が加えら
れるものであり、金属粉末１３は焼結されて第２図に示
すように焼結結合部材１６となるものであり、鉄系焼結
部材１とセラミンク部材４と画成部材１４との各部材は
、この焼結結合部材１６によって相７を−に焼結結合さ
れて、セラミック部材４が鉄系焼結部材ｌに雀嵌されて
なるセラミック部材内包体１７が構成されるものであり
、焼結結合部材１４は、周回り方向と直交する方向の平
面で断面したときに、第２図に示すように、くさび形状
を呈するものとなっていて、その焼結結合部材１６によ
ってセラミック部材４の周回り方向と直交する方向のセ
ラミック部材４の熱１彰張が拘束されるものとなってい
る。
セラミック部材内包体１７は、エンジン本体の一部を構
成するシリンダヘッド（図示略）に形成されている穴に
インサートされる予燃焼室インサート部材として使用さ
れるもので、このセラミック部材内包体１７によれば、
セラミック部材４に鉄系焼結部材１に基づく圧縮力を加
えると共に焼結結合部材１６を介してそのセラミック部
材４と鉄系焼結部材ｌとを焼結結合させたから、予燃焼
室の温度］型具に基づくセラミック部材４の熱膨張を拘
束することができることとなって、セラミック部材４の
内周面と外周面とで１膨張度合が異なることに基づくセ
ラミック部材４の割れを低減できるものであり、たとえ
ば、合金粉末としてニッケルを使用したものにあっては
、バーナ加熱テストにおいて予燃焼室の温度を５５０℃
にｙ？温したときに、セラミック部材４に初めて割れが
発生し、このテストを１０時間続行した時のクランク長
がわずか１ｍｍと実用」二支承のない程度であった。
成するシリンダヘッド（図示略）に形成されている穴に
インサートされる予燃焼室インサート部材として使用さ
れるもので、このセラミック部材内包体１７によれば、
セラミック部材４に鉄系焼結部材１に基づく圧縮力を加
えると共に焼結結合部材１６を介してそのセラミック部
材４と鉄系焼結部材ｌとを焼結結合させたから、予燃焼
室の温度］型具に基づくセラミック部材４の熱膨張を拘
束することができることとなって、セラミック部材４の
内周面と外周面とで１膨張度合が異なることに基づくセ
ラミック部材４の割れを低減できるものであり、たとえ
ば、合金粉末としてニッケルを使用したものにあっては
、バーナ加熱テストにおいて予燃焼室の温度を５５０℃
にｙ？温したときに、セラミック部材４に初めて割れが
発生し、このテストを１０時間続行した時のクランク長
がわずか１ｍｍと実用」二支承のない程度であった。
予燃焼室の温度が５５０℃以下では、セラミンク部材４
に割れの発生はみられず、予燃焼室の温度が少なくとも
５２０ ’Ｃ！以下においてセラミック部材４に割れを
生じてはまずいという要求レベルを満足するものとなっ
ている。
に割れの発生はみられず、予燃焼室の温度が少なくとも
５２０ ’Ｃ！以下においてセラミック部材４に割れを
生じてはまずいという要求レベルを満足するものとなっ
ている。
（発明の効果）
本発明は、以」−説明したように、セラミック部材を内
包する鉄系焼結部材によってそのセラミック部材に圧縮
力を加えると共に焼結結合部材を介してそのセラミンク
部材の開１」部と鉄系焼結部材の開［１部とを結合させ
たから、チ燃焼室の温度上ｙ）に基づくセラミック部材
の熱膨張をセラミック部材の周回り方向とその周回り方
向と直交する方向との双方にわたって拘束することかで
きることとなって、セラミック部材の内周面と外周面と
でそのセラミック部材の膨張度合が異なることに基づく
割れの低減を図ることができるという効果を奏する。
包する鉄系焼結部材によってそのセラミック部材に圧縮
力を加えると共に焼結結合部材を介してそのセラミンク
部材の開１」部と鉄系焼結部材の開［１部とを結合させ
たから、チ燃焼室の温度上ｙ）に基づくセラミック部材
の熱膨張をセラミック部材の周回り方向とその周回り方
向と直交する方向との双方にわたって拘束することかで
きることとなって、セラミック部材の内周面と外周面と
でそのセラミック部材の膨張度合が異なることに基づく
割れの低減を図ることができるという効果を奏する。
第１図は本発明に係るエンジンのｐ燃焼室インサート部
材の製造法を説明するための図、第２図は本発明に係る
セラミック部材内包体の縦断面図、 である。 １：鉄系焼結部材 ４：セラミック部材 ８：開口部 ９：内周面部 ｌＯ：外周部 １１：隙間 １２二開口 １３：金属粉末 １６：焼結結合部材 １７：セラミツク部材内包休
材の製造法を説明するための図、第２図は本発明に係る
セラミック部材内包体の縦断面図、 である。 １：鉄系焼結部材 ４：セラミック部材 ８：開口部 ９：内周面部 ｌＯ：外周部 １１：隙間 １２二開口 １３：金属粉末 １６：焼結結合部材 １７：セラミツク部材内包休
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）つり鐘状の鉄系焼結部材に燃焼室と連通される予
燃焼室としての中空室を有するつり鐘状のセラミック部
材が密嵌され、該セラミック部材にその肉厚方向から前
記鉄系焼結部材の収縮に基づく圧縮力が加えられて構成
されるセラミック部材内包体からなるエンジンの予燃焼
室インサート部材であって・ 前記セラミック部材の開［Ｊ外周面部と鉄系焼結部材の
開１１内周面部との間に、前記セラミック部材と前記鉄
系焼結部材とを焼結結合する焼結結合部材が設けられ、
前記間「−１外周面部と前記開口内周面部とが前記焼結
結合部材を介して結合されていることを特徴とするエン
ジンの予燃焼室インサート部材。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記セラミック
部材の開［１部がその間［−１径の小さくなる方向に湾
曲されて、前記セラミック部材の開［−１外周面部と前
記鉄系焼結部材との間に周回り方向に伸びる隙間が形成
され、前記焼結部材は前記隙間に設けられて、前記焼結
部材はその伸びる方向と直行する方向の平面で断面した
ときにくさび形状となっていることを特徴とするエンジ
ンの予燃焼室インサート部材。 （３）特許請求の範囲第１項において、前記焼結結合部
材がニッケルもしくはニッケル合金であることを特徴と
するエンジンの予燃焼室インサート部材。 （４）焼結成形されたつり鐘状のセラミ、ンク部材を仮
焼結して形成されたつり鐘状の鉄系焼結部材に嵌入し、
前記セラミック部材の開口部と前記鉄系部材の開１」部
との間にあって周回り方向に伸びる隙間に、焼結結合部
材としての金属粉末を充填し、その後に鉄系焼結部材を
焼結温度にまでＩＩ温させて本焼結させ、前記セラミッ
ク部材に前記鉄系焼結部材の収縮に基づく圧縮力を加え
ると共に前記焼結結合部材を介して前記鉄系焼結部材と
前記セラミンク部材とを結合させ、予燃焼室を有するセ
ラミック部材内包体を形成することを特徴とするエンジ
ンの予燃焼室インサート部材の製造７人。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59044825A JPS60190616A (ja) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | エンジンの予燃焼室インサ−ト部材とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59044825A JPS60190616A (ja) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | エンジンの予燃焼室インサ−ト部材とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190616A true JPS60190616A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12702227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59044825A Pending JPS60190616A (ja) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | エンジンの予燃焼室インサ−ト部材とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190616A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065714A (en) * | 1989-07-27 | 1991-11-19 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating structure of swirl chamber and its production method |
-
1984
- 1984-03-10 JP JP59044825A patent/JPS60190616A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065714A (en) * | 1989-07-27 | 1991-11-19 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating structure of swirl chamber and its production method |
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