JPS6022075A - 副燃焼室式デイ−ゼルエンジン - 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】 （産業上の利用分ｙｊ＞ 米発明は着火性向上のために戯媒化された副燃焼室を有
するディーゼルエンジンに関するものである。

（従来技術） ディーゼルエンジンのＸ１火性を向上さ１ｔた□す１、
副燃焼室壁面に付着した燃料やカーボンの燃焼を促進さ
せる目的で副燃焼室内壁面や副燃焼室内のグロー、プラ
グの表面に触媒層を形成させることが行われている。例
えば上記副燃焼室内壁面やグロープラグ表面にニッケル
、クロム等からなる金槁中間層を形成し、該中間層の表
向に酸化ジルコニウムなどの耐熱性無機物質層を形成し
、この無機物質Ｊｍに白金、ロジウム等の触媒金属’１
４；４持させたものが従来より知られていにおける始動
性を良くするためには低温における着火性能が重要とな
るが、従来のものは実用上十分な低温特性を有するもの
ではなかった。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の問題点を解決するためのもので
あり、その目的とするところは低温においても実用上十
分な着火性能を有し従来のものと比較すると低エミツシ
ヨン化、低騒音化が可能なｊ１媒化された副燃焼室式デ
ィーゼルエンジンを提供することにある。

（発明の４１ｚ口ｉ’ｊ） すなわち本発明の副燃焼室式ディーゼルエンジンは、副
燃焼室トタ壁面とグロープラグの表面の少なくとも一部
にジルコニア、シリカなどの〆１″ｙ化物層あるいはジ
ルコニア−カルシアなどの複合１官化物層を形成し、該
酸化物層あるいは複合酸化物層に白金、ロジウム等の触
媒金属を担持せしめた後、水酸化カリウム等のアルカリ
水溶液で処理したことを特徴とする。

国体！［♀に酸化物や硫化物等においてその組成が化学
式と完全に一致しないことは非常に一般的な現象であっ
て、むしろ正しい組成をもつことの力が例外的である。

本発明においても例ヌばＺｒ（Ｊ２−、ＣａＯ層を溶射
法により瞬間的に形成したとき、その組成が化学式とか
なり隔って、不定比化合物を形成している部分があると
考えられる。・ｉｖに主成分であるＺｒＯ２においては
酸素原子の一部が結晶格子より脱落した例えばＺｒ０２
４六等の式で表わされる化合物の生成が考えられる。

不定比化合物はトランジスター等の材オ；１として広く
工業方面に利用されているが、本来不安定なものである
ためエンジンの使用中に互いに凝集して大きな粒子に成
長する。それに伴なって貴金践の酸化物結晶内への埋没
、青金縞の凝集などが起り、その活性が低下する。また
月」（Ｉｓ金朽を担持させるときに金属の塩化物等を使
用した場合にはＩ’ｌＪｉ媒活性低下の原因となる塩素
イオンが残留する。従ってアルカリ水溶液により１９９
（媒衣聞の不定比化合物や塩素イオン全除去すればこれ
らによる悪影響を排除できると共に結果的に表面のｍｌ
ｌ金金属成分濃度が高まり着火性能を向上させることが
できる。

好ましいアルカリとしては周期律表Ｉａ亜族のアルカリ
金属の水酸化物例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムまたはｔｔａ亜族のアルカリ土類金属の水酸化ｆ吻例
えば水酸化カルシウム等が挙げられる。水酸化ナトリウ
ムや水酸化カリウムが！ｉヶに好ましい。

他のアルカリとしては例λば水酸化アンモニウム、ヒド
ラジン、−級ないし三級アミン水溶液などの無機または
有機の通常のアミンも用い得る。ただしアミンの構造や
処理条件によってはＰ９媒金Ａｒ４を溶出したり被毒す
ることも有り得るので所望の着火性能等に合わせて最適
に選択する。

また通常は溶媒としては水を使用するが塩類’（Ｃ（ｉ
、’ｊ　ｌアｔし得るような他の極性溶媒例えばメタノ
ール等の低級アルコール、ジオキサン、アセト／晴も単
独または水と混合して使用する仁とができる。また、妻
金属錯化合物を溶解する無極性溶媒例えばエーテルなど
も使用できる。

濃度や反応温度、反応時間等はアルカリの種う「１に合
わせて選択するが、例えは水酸化カリウムの１０重ｈ）
係程廂の水溶液を使用した場合には室１晶で浸漬するだ
けでよい。

アルカリ水溶液で処理した後は水または湯により洗浄し
て過剰のアルカリ−金除く。表面に多−Ｉｔｌｙのアル
カリが残った場合には好オしくない結果を与えるので高
１度のアルカリ水溶液を使用したときは特に注意して洗
浄する。

本発明の副燃焼室式ディーゼルエンジンを触媒化するた
めに使用する他の物または方法は通常この分野において
使用される物および方法を用いることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

実施例１： 第１図は本発明のｆｉ！ｉｖされたディーゼルエンジン
の副燃焼室の断面図ケ表わす。図中１はグロープラグ、
２は燃料噴射弁、３は副燃焼室である。

グロープラグ１の表面にニッケル（Ｎｉ）−クロム（に
ｒ）−アルミニウム（ＡＩ）合金の中間層ヲ５０μｍの
ｔｙさに形成し、その上に重量比でｇ５４　ＺｒＯ２−
５噛ＣａＯの組成の複合酸化物層全窒素雰囲気下で溶射
法により５０μｍの埋さに形成し、更にジニトロジアミ
ノ白金および塩化ロジウム溶液に含浸した後ＪＩＶ出し
、乾燥し焼成して触媒金属を担持した。次いでこれを室
温の１０重喰＜の水酸化カリウム（ＫＯＩＩ）水溶液に
所定時間浸漬した後ＩＩ■出し水洗し乾燥した。

４１５２図はε１！１図のグロープラグ１の破線で囲ん
た；）（曲部分１１の拡大ＩＩＪ７面図を示す。図中４
はグロープラグ基材、５はＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ中間層、６
はＺｒ（Ｊ２−ＣａＯ層を示す。

実／１１（例２： 実施例１と同様の方法により、ただしグロープラグ１０
表１川にＮｉ　−Ｃｒ−ＡＩ中間増を形成した抜用にそ
の上に二酸化珪素（Ｓｉ（Ｊｌ）中間層７を溶射法によ
り５０μｎ１の厚さに形成して触媒化したグロープラグ
ケ得た。

？＋’１３　Ｍ　ｔｒｄ、本実施例のグロープラグの表
面部分の一部拡大断面図である。図中７は８Ｉ０２中間
層をイ°そわし、他は第２図において示したもの＆同じ
意味を表わす。

実／１ｉｌｉ例３： 実施例１と同様の方法により第１図の副燃焼室３の内壁
面を触媒化して本発明のディーゼルエンジンを得た 比較例： アルカリ処理を行わないこと以外は実施例１と同様の方
法により比較例のグロープラグを得たＯ 着火性能評価試験： 実施例１および比較例において製造した触媒化したグロ
ープラグを装着したディーゼルエンジン副燃焼室サンプ
ル金所定温助に保ち、ＪＩＳ−で定叶した。結果を第４
図に示す。

図より明らかなように、アルカリ処理を行わない従来の
ものはグロープラグの表面温度が約７００℃ｖ下になる
と急激に（−ＸＪ２発生量が減少しλ■火性能が低下す
るが゛、本発明のアルカリ処理を行った副燃焼室サンプ
ルは約４５０℃程度捷ではほとんど００２発生量の減少
はなく、従来のものに比べて大幅に着火性・能特に低温
時の着火性ｉ１テが同上していることが刊る。

Ｘ糺回折による分析： ＞ｐ、　５図にアルカリ処理前後の複合酸化物層表面の
Ｘ紳回折ト＜１を示す。ｌ＝ｇ＋から明らかなように、
アルカリ処Ｍ１１シたもの社処β１１？シていないもの
と比べて複゛白内化物　（９５４Ｚｒ０２−５　％　Ｃ
ａＯ）と触々°＾　（１’ｔ／１１・ｈ）を比較すると
触媒の相対強度が大きくなっている。このことは表面の
酸化物層の一部、おそらくは化学的により不安定なＺｒ
０２−χＳ等の一部が除去されたことを示している。

（発明の効シ１さ） −Ｌメトのように本発明の副ぢ然焼室式ディーゼルエン
ジンｔまりＪＯ酸化吻層にＦ９媒金属ゲ担持後アルカリ
水溶液による処理を行い、触媒層表面の不定比自重化物
等のアルカリ易溶分なＷｉ　Ｉ’ｊ’？除去し、相メ；
］的に＃ｌ＋媒金ＰＡ濃！０′を高めるものであるため
１従来のものに比べて低温領域における触媒性能ヲ高め
又、低エミツション、低騒音であり実用上十分な低ｆ＋
’Ｊ＋　フ音火’Ｆ’ｉ性をイＡするものとなった。

４、　ＩＱＩ　＋ｎ’＋　（７）　ｌ７ｆｉ　ＱＳ−ｌ
　ａ　明第１図は本発明の一実施例のハリ；媒化さ牙゛
シたディーゼルエンジン副燃焼室の断面図、 第２図は第１図のグロープラグの破線で囲んだ表面部分
ＩＩの拡大断面図、 第３図は本発明の他の実施例のグロープラグイそ而の拡
大断面図、 出４図は本発明の一実施例と比較例とを比べた、グロー
プラグ表面温度と二酸化炭素発生率の関係を示すグラフ
、 第５図はアルカリ処理前後の複合酸化物層表面のＸＩ％
！回折図である。

図中、 １・・・グロープラグ　２・・・燃料噴射弁　３・・・
副燃焼室４・・・グロープラグ基材　５・・・Ｎｉ−Ｃ
ｒ−Ａｌ中間）＠６　・・−ＺｒＯ，−ＣａＯ層　７−
８ｉ０２中間層特許出願人　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 副燃焼室内壁面とグロープラグの表面の少なくとも一部
   にジルコニア、シリカなどの酸化物層あるいはジルコニ
   ア−カルシアなどの被合酸化物層を形成し、該酸化物層
   あるいは核合酸化′１勿僧に白金、ロジウム等の触媒金
   属を担持せしめた後、水酸化カリウム等のアルカリ水溶
   液で９ル理したこと金待敞とする副燃焼室式ディーゼル
   エンジン