JPS61252827A - エンジンの副室構造 - Google Patents
エンジンの副室構造Info
- Publication number
- JPS61252827A JPS61252827A JP60094286A JP9428685A JPS61252827A JP S61252827 A JPS61252827 A JP S61252827A JP 60094286 A JP60094286 A JP 60094286A JP 9428685 A JP9428685 A JP 9428685A JP S61252827 A JPS61252827 A JP S61252827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shrink
- cylinder head
- fit
- fit ring
- ring
- 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
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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
- F02B19/14—Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
-
- 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
-
- 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
- F02B2019/006—Engines characterised by precombustion chambers with thermal insulation
-
- 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)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (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副室構造に関するものである。
（従来技術）
最近、断熱性及び耐熱性に優れたセラミック材によって
エンジンの副室を形成する試みが数多〈実施されるよう
になったが、セラミック材は引張す強度が圧縮強度の１
／１０程度と低く、サーマル・ショックによる熱的引張
応力の繰返しや機械的振動により破損し易く耐久性に乏
しかった。このため副室を形成するセラミック部材にお
いても。
エンジンの副室を形成する試みが数多〈実施されるよう
になったが、セラミック材は引張す強度が圧縮強度の１
／１０程度と低く、サーマル・ショックによる熱的引張
応力の繰返しや機械的振動により破損し易く耐久性に乏
しかった。このため副室を形成するセラミック部材にお
いても。
サーマル・ショックによる引張応力を抑制して耐久性を
改善するため耐熱性に優れたステンレス鋼（例えばＳＵ
Ｓ ４３０）製の端部に鍔部を備えた円筒状の萄毒番リ
ングをセラミック部材の外周部に嵌合して予め圧縮応力
を与えたり、更にセラミックスの耐熱特性を活用してエ
ンジン性能を改善するために断熱空気層をｍリングの周
囲に形成する技術が提案された（例えば実開昭５８−１
７５１１８号公報参照）。
改善するため耐熱性に優れたステンレス鋼（例えばＳＵ
Ｓ ４３０）製の端部に鍔部を備えた円筒状の萄毒番リ
ングをセラミック部材の外周部に嵌合して予め圧縮応力
を与えたり、更にセラミックスの耐熱特性を活用してエ
ンジン性能を改善するために断熱空気層をｍリングの周
囲に形成する技術が提案された（例えば実開昭５８−１
７５１１８号公報参照）。
しかし、端部の鍔部においてシリンダヘッドの四部に嵌
合する円筒状の嬌嵌轟リングは、運転中第３図に示すよ
うにほぼ中央部において上下端部よりも遥かに高い温度
となり熱変形を起し、当該中央部の焼嵌め効果の低下及
び材質の劣化を来す他、更にセラミック部材が当該中央
部において接合する上下部材から構成されている場合は
接合の緩みによって隙間を発生され、この隙間から侵入
する燃焼ガスによって材質の劣化を早めてしまう等耐久
性において大きな問題点を有していた。
合する円筒状の嬌嵌轟リングは、運転中第３図に示すよ
うにほぼ中央部において上下端部よりも遥かに高い温度
となり熱変形を起し、当該中央部の焼嵌め効果の低下及
び材質の劣化を来す他、更にセラミック部材が当該中央
部において接合する上下部材から構成されている場合は
接合の緩みによって隙間を発生され、この隙間から侵入
する燃焼ガスによって材質の劣化を早めてしまう等耐久
性において大きな問題点を有していた。
（発明の目的）
本発明は、焼嵌めリングの外周面にシリンダヘッド近傍
まで突出した突出部を設けることによって、焼嵌めリン
グの高温部の輻射放熱を促進して焼嵌め効果の低下及び
材質の劣化を防ぎ、耐久性の向上を図ったエンジンの副
室構造を提供するものである。
まで突出した突出部を設けることによって、焼嵌めリン
グの高温部の輻射放熱を促進して焼嵌め効果の低下及び
材質の劣化を防ぎ、耐久性の向上を図ったエンジンの副
室構造を提供するものである。
（発明の構成）
本発明の前記目的を達成する手段は、外周部に嵌合され
る焼嵌めリングを介してシリンダヘッドの凹部に嵌挿さ
れるセラミック部材によって副室を形成し、前記焼嵌め
リングとシリンダヘッドとの間に断熱空気層を備えた副
室構造であって、前記焼嵌めリングの外周面にシリンダ
ヘッド近傍まで突出した突出部を設けたことを特徴とし
ている。
る焼嵌めリングを介してシリンダヘッドの凹部に嵌挿さ
れるセラミック部材によって副室を形成し、前記焼嵌め
リングとシリンダヘッドとの間に断熱空気層を備えた副
室構造であって、前記焼嵌めリングの外周面にシリンダ
ヘッド近傍まで突出した突出部を設けたことを特徴とし
ている。
本発明の作用は、焼嵌めリングの外周部にシリダヘッド
凹部内周面近傍まで突出した突出部を設けたことによっ
て、少なくともこの突出部を設けた焼嵌めリングの部位
の輻射放熱を促進して温度を下げることができる。
凹部内周面近傍まで突出した突出部を設けたことによっ
て、少なくともこの突出部を設けた焼嵌めリングの部位
の輻射放熱を促進して温度を下げることができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。
第１図に示すように、エンジンの副室構造５は、ディー
ゼルエンジンのシリンダヘッド１の凹部１ａに嵌挿され
外周部＋３ａ、９ａに焼嵌めリング７を嵌合した窒化硅
素（Ｓｉ３Ｎ４）等の耐熱性セラミック部材６によって
形成された副室５ａと。
ゼルエンジンのシリンダヘッド１の凹部１ａに嵌挿され
外周部＋３ａ、９ａに焼嵌めリング７を嵌合した窒化硅
素（Ｓｉ３Ｎ４）等の耐熱性セラミック部材６によって
形成された副室５ａと。
焼嵌めリングの円筒状部７ａの外周面７ｄとシリンダヘ
ッドの凹部１ａの内周面１ｄとの間に形成された断熱空
気層１５とを有している。副室５ａを形成するチャンバ
一部材としてのセラミック部材６は、副室５ａのほぼ中
央水平面で接合する上部材８と下部材９とから構成され
ている。上部材の頂壁８ｂにはグロープラグ１０の挿入
孔１１と燃料噴射ノズル１２からの噴射燃料導入孔１３
が穿設されており、他方下部材の底壁９ｂには噴孔４が
旋回ガス流を発生させるように斜めに穿設されている。
ッドの凹部１ａの内周面１ｄとの間に形成された断熱空
気層１５とを有している。副室５ａを形成するチャンバ
一部材としてのセラミック部材６は、副室５ａのほぼ中
央水平面で接合する上部材８と下部材９とから構成され
ている。上部材の頂壁８ｂにはグロープラグ１０の挿入
孔１１と燃料噴射ノズル１２からの噴射燃料導入孔１３
が穿設されており、他方下部材の底壁９ｂには噴孔４が
旋回ガス流を発生させるように斜めに穿設されている。
また、シリンダヘッドの凹部１ａにおける上壁面１６と
チャンバー上部材の肩部環状面８ｃとの間には、リング
状のシール部材１４が介設されている。
チャンバー上部材の肩部環状面８ｃとの間には、リング
状のシール部材１４が介設されている。
焼嵌めリング７は、５ＵＳ４３０等のステンレス鋼や耐
熱合金より成り、チャンバー上部材８と同下部材９とに
焼嵌めされることによってこれら両部材に圧縮力を与え
て接合状態に保持すると共に、耐熱衝撃性を改善するも
ので、当該上部材と下部材との接合面に対応したほぼ中
央外周部に環状の突出部７ｃを備えた円筒状部７ａと、
シリンダヘッド凹部１ａの下側径大部分ｌｃ内に圧入固
定されるフランジ部７ｂとから構成されている。
熱合金より成り、チャンバー上部材８と同下部材９とに
焼嵌めされることによってこれら両部材に圧縮力を与え
て接合状態に保持すると共に、耐熱衝撃性を改善するも
ので、当該上部材と下部材との接合面に対応したほぼ中
央外周部に環状の突出部７ｃを備えた円筒状部７ａと、
シリンダヘッド凹部１ａの下側径大部分ｌｃ内に圧入固
定されるフランジ部７ｂとから構成されている。
矩形横断面を成す突出部７ｃは、シリンダヘッド凹部１
ａの内周面１ｄに向って０．１〜０．５ｍｍのクリアラ
ンスを形成するように環状の部分的厚肉化によって突出
しており、温度レベルの低いシリンダヘッド１へ輻射放
熱して焼嵌めリング７の特に高温になる中央部分の冷却
を促進すると共に、厚肉化により焼嵌め効果を増強し、
耐力を改善する。上記クリアランスは、運転中焼嵌めリ
ング７の熱膨張によって更に小さくなるため、シリンダ
ヘッド内周面１ｄに突出部７ｃが当接し冷し過ぎによっ
てエンジン性能の低下を来さないように、最小限の断熱
空隙を維持できるように寸法が決められている。又上記
断熱空間は、副室５ａの放冷を防ぐと共に運転中高温度
を維持し、燃費、出力。
ａの内周面１ｄに向って０．１〜０．５ｍｍのクリアラ
ンスを形成するように環状の部分的厚肉化によって突出
しており、温度レベルの低いシリンダヘッド１へ輻射放
熱して焼嵌めリング７の特に高温になる中央部分の冷却
を促進すると共に、厚肉化により焼嵌め効果を増強し、
耐力を改善する。上記クリアランスは、運転中焼嵌めリ
ング７の熱膨張によって更に小さくなるため、シリンダ
ヘッド内周面１ｄに突出部７ｃが当接し冷し過ぎによっ
てエンジン性能の低下を来さないように、最小限の断熱
空隙を維持できるように寸法が決められている。又上記
断熱空間は、副室５ａの放冷を防ぐと共に運転中高温度
を維持し、燃費、出力。
始動性、排ガス特性を向上させる。なお、１６はシリン
ダブロック、１７はガスケット、１８は位置決め用ボー
ルである。
ダブロック、１７はガスケット、１８は位置決め用ボー
ルである。
次に、第２図に示す本発明の実施例に係る焼嵌めリング
の温度分布と、第３図に示す従来形状の焼嵌めリングの
温度分布とを比較する。焼嵌めリングの材質は両方共に
５ＵＨ−３として、高速連続運転時の温度分布を硬度法
によって測定したものである。チャンバー上部材８と同
下部材９の接合面に対応する焼嵌めリング７の中央部分
の運転中の温度は、突出部７ｃを形成することによって
、従来品では８２０℃であったものが５８０℃と大幅に
低下し、焼嵌め効果の減少及び材質の劣化がほぼ完全に
防止されるようになり、副室構造の°耐久性は大幅に改
善された。なお、焼嵌めリング７の温度レベルが下がっ
ても、グロープラグｌＯの先端で計測した副室５ａ内の
燃焼ガス温度は、わずかに４０℃低下したに過ぎず、エ
ンジン性能にほとんど影響が見られなかった。
の温度分布と、第３図に示す従来形状の焼嵌めリングの
温度分布とを比較する。焼嵌めリングの材質は両方共に
５ＵＨ−３として、高速連続運転時の温度分布を硬度法
によって測定したものである。チャンバー上部材８と同
下部材９の接合面に対応する焼嵌めリング７の中央部分
の運転中の温度は、突出部７ｃを形成することによって
、従来品では８２０℃であったものが５８０℃と大幅に
低下し、焼嵌め効果の減少及び材質の劣化がほぼ完全に
防止されるようになり、副室構造の°耐久性は大幅に改
善された。なお、焼嵌めリング７の温度レベルが下がっ
ても、グロープラグｌＯの先端で計測した副室５ａ内の
燃焼ガス温度は、わずかに４０℃低下したに過ぎず、エ
ンジン性能にほとんど影響が見られなかった。
上記実施例においては、焼嵌めリングのほぼ中央部に１
列の矩形横断面の突出部を形成したものについて述べた
が、突出部の設ける数、位置、横断面形状については副
室形状、断熱空気層形状等に応じて特許請求の範囲を逸
脱しない限り適宜選択し得ることは言うまでもない。
列の矩形横断面の突出部を形成したものについて述べた
が、突出部の設ける数、位置、横断面形状については副
室形状、断熱空気層形状等に応じて特許請求の範囲を逸
脱しない限り適宜選択し得ることは言うまでもない。
（発明の効果）
本発明は上記のように構成したから、焼嵌めリングの温
度レベル、特に過度に高温になるほぼ中央部の温度をエ
ンジン性能に悪影響を与えること無しに大幅に低下させ
られ、焼嵌めリングのセラミック部材に対する焼嵌め効
果の低下及びリング自体の材質の劣化をほぼ完全に防止
することが可能となり、副室構造の耐久性、信頼性を大
幅に向上させることができる。
度レベル、特に過度に高温になるほぼ中央部の温度をエ
ンジン性能に悪影響を与えること無しに大幅に低下させ
られ、焼嵌めリングのセラミック部材に対する焼嵌め効
果の低下及びリング自体の材質の劣化をほぼ完全に防止
することが可能となり、副室構造の耐久性、信頼性を大
幅に向上させることができる。
第１図は本発明の実施例を示すエンジンの副室構造の縦
断面図、第２図は本発明の実施例に係る焼嵌めリングに
おける運転中の温度分布を示す説明図、第３図は従来の
焼嵌めリングにおける運転中の温度分布を示す説明図で
ある。 ■・・・・・・シリンダヘッド、ｌａ・・・・・・凹部
、３・・・・・・主燃焼室、４・・・・・・噴孔、５・
・・・・・副室構造、５ａ・・・・・・副室、６・・・
・・・セラミック部材、７・・・・・・焼嵌めリング、
７ａ・・・・・・円筒部、７ｂ・・・・・・フランジ部
、７ｃ・・・・・・突出部、７ｄ・・・・・・円筒状部
外周面、８・・・・・・セラミック上部材、８ａ・・・
・・・外周部、９・・・・・・セラミック下部材、９ａ
・・・・・・外周部、１５・・・・・・断熱空気層。 第１図
断面図、第２図は本発明の実施例に係る焼嵌めリングに
おける運転中の温度分布を示す説明図、第３図は従来の
焼嵌めリングにおける運転中の温度分布を示す説明図で
ある。 ■・・・・・・シリンダヘッド、ｌａ・・・・・・凹部
、３・・・・・・主燃焼室、４・・・・・・噴孔、５・
・・・・・副室構造、５ａ・・・・・・副室、６・・・
・・・セラミック部材、７・・・・・・焼嵌めリング、
７ａ・・・・・・円筒部、７ｂ・・・・・・フランジ部
、７ｃ・・・・・・突出部、７ｄ・・・・・・円筒状部
外周面、８・・・・・・セラミック上部材、８ａ・・・
・・・外周部、９・・・・・・セラミック下部材、９ａ
・・・・・・外周部、１５・・・・・・断熱空気層。 第１図
Claims (1)
- （１）外周部に嵌合される焼嵌めリングを介してシリン
ダヘッドの凹部に嵌挿されるセラミック部材によって副
室を形成し、前記焼嵌めリングと前記シリンダヘッドと
の間に断熱空気層を備えたエンジンにおいて、前記焼嵌
めリングの外周部に前記シリンダヘッド近傍まで突出し
た突出部を設けたことを特徴とするエンジンの副室構造
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094286A JPS61252827A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | エンジンの副室構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094286A JPS61252827A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | エンジンの副室構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61252827A true JPS61252827A (ja) | 1986-11-10 |
Family
ID=14106013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094286A Pending JPS61252827A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | エンジンの副室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61252827A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3819220A1 (de) * | 1987-06-06 | 1988-12-22 | Ngk Insulators Ltd | Keramische vorverbrennungskammer fuer eine brennkraftmaschine |
| FR2621076A1 (fr) * | 1987-09-24 | 1989-03-31 | Ngk Insulators Ltd | Structure de chambre de precombustion pour moteur a combustion interne |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60094286A patent/JPS61252827A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3819220A1 (de) * | 1987-06-06 | 1988-12-22 | Ngk Insulators Ltd | Keramische vorverbrennungskammer fuer eine brennkraftmaschine |
| FR2621076A1 (fr) * | 1987-09-24 | 1989-03-31 | Ngk Insulators Ltd | Structure de chambre de precombustion pour moteur a combustion interne |
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