JPS61252828A - エンジンの副燃焼室 - Google Patents
エンジンの副燃焼室Info
- Publication number
- JPS61252828A JPS61252828A JP60094287A JP9428785A JPS61252828A JP S61252828 A JPS61252828 A JP S61252828A JP 60094287 A JP60094287 A JP 60094287A JP 9428785 A JP9428785 A JP 9428785A JP S61252828 A JPS61252828 A JP S61252828A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shrink
- combustion chamber
- fit
- engine
- 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.)
- Granted
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
-
- 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)
- 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副燃焼室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副
燃焼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り強度が圧縮強度のｌ／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
。このため副燃焼室を形成するセラミック部材において
もサーマル・シ扇ツ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
ＳＵＳ ４３ Ｑ）製の焼嵌めリングをセラミック部材
に外嵌して予め圧縮応力を与えておく技術が堤案された
（例えば実公昭５８−５１３７１号公報参照）。
燃焼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り強度が圧縮強度のｌ／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
。このため副燃焼室を形成するセラミック部材において
もサーマル・シ扇ツ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
ＳＵＳ ４３ Ｑ）製の焼嵌めリングをセラミック部材
に外嵌して予め圧縮応力を与えておく技術が堤案された
（例えば実公昭５８−５１３７１号公報参照）。
しかし、第２図に示すように５ＵＳ４３０等ステンレス
鋼製の焼嵌めリングは、Ｓ＋３Ｎａ等のセラミしり部材
に対して約４倍（例えばＳｉ３Ｎ、Ｉの熱膨張率が２〜
３ 、５ Ｘ １０−６／’Ｃで５ＵＳ４０３の熱膨張
率が１０〜１２ Ｘ Ｉ Ｏ−６／’１：となっている
）の熱膨張係数を有しているため、約５００℃遮温度が
上昇する高速連続運転において焼嵌め効果の低下を来し
、セラミック部材と焼嵌めリング間の連続した衝突、更
に上部室と下部室の分割型副燃焼室においては上下セラ
ミック部材同士の連続衝突を惹起し、セラミック部材及
び焼嵌めリング双方の嵌合面の激しいフレッティング（
点蝕）やセラミック部材の欠損を生ぜしめている。
鋼製の焼嵌めリングは、Ｓ＋３Ｎａ等のセラミしり部材
に対して約４倍（例えばＳｉ３Ｎ、Ｉの熱膨張率が２〜
３ 、５ Ｘ １０−６／’Ｃで５ＵＳ４０３の熱膨張
率が１０〜１２ Ｘ Ｉ Ｏ−６／’１：となっている
）の熱膨張係数を有しているため、約５００℃遮温度が
上昇する高速連続運転において焼嵌め効果の低下を来し
、セラミック部材と焼嵌めリング間の連続した衝突、更
に上部室と下部室の分割型副燃焼室においては上下セラ
ミック部材同士の連続衝突を惹起し、セラミック部材及
び焼嵌めリング双方の嵌合面の激しいフレッティング（
点蝕）やセラミック部材の欠損を生ぜしめている。
（発明の目的）
本発明は、エンジンの通常運転域の温度では低い熱膨張
率を示し、焼嵌め温度では高い熱膨張率を示すＦｅ−Ｎ
ｉ系合金により成る焼嵌めリングを使用することにより
、高速連続運転においても焼嵌め効果の低下を防ぎ、セ
ラミック部材より成る副燃焼室の耐久性の向上を図るこ
とができると共に焼嵌め作業を容易に行うことができる
エンジンの副燃焼室を提供するものである。
率を示し、焼嵌め温度では高い熱膨張率を示すＦｅ−Ｎ
ｉ系合金により成る焼嵌めリングを使用することにより
、高速連続運転においても焼嵌め効果の低下を防ぎ、セ
ラミック部材より成る副燃焼室の耐久性の向上を図るこ
とができると共に焼嵌め作業を容易に行うことができる
エンジンの副燃焼室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、副燃焼室を構成す
るセラミック部材の焼嵌めリングであって、その素材を
、少なくともＮｉを重量化２９〜５１％含有し、エンジ
ンの通常運転域の温度では低い熱膨張率を示し、焼嵌め
温度では高い熱膨張率を示すＦ ｅ −Ｎ ｉ系合金と
したことを特徴とする。
るセラミック部材の焼嵌めリングであって、その素材を
、少なくともＮｉを重量化２９〜５１％含有し、エンジ
ンの通常運転域の温度では低い熱膨張率を示し、焼嵌め
温度では高い熱膨張率を示すＦ ｅ −Ｎ ｉ系合金と
したことを特徴とする。
本発明の作用は、焼嵌めリングの素材をエンジンの通常
運転域の温度では近い熱膨張率を示し、焼嵌め温度では
高い熱膨張率を示すＦｅ−Ｎｉ系合金としたことによっ
て、運転中において焼嵌め効果の低下を防ぎ且つ焼嵌め
作業を容易に行うことができる。
運転域の温度では近い熱膨張率を示し、焼嵌め温度では
高い熱膨張率を示すＦｅ−Ｎｉ系合金としたことによっ
て、運転中において焼嵌め効果の低下を防ぎ且つ焼嵌め
作業を容易に行うことができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に依って詳細に説明する。
第１図に示すように、エンジンの副燃焼室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８ａ、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
って形成されており、主燃焼室３に噴孔４を介して連通
している。セラミック部材６は、内部に副燃焼室５を形
成するチャンバー形状を成しており、はぼ中央水平面で
接合する上部材８と下部材９とから成る。上部材の、頂
壁８ｂにはグロープラグＩＯの挿入孔１１と燃焼噴射ノ
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。
挿され外周部８ａ、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
って形成されており、主燃焼室３に噴孔４を介して連通
している。セラミック部材６は、内部に副燃焼室５を形
成するチャンバー形状を成しており、はぼ中央水平面で
接合する上部材８と下部材９とから成る。上部材の、頂
壁８ｂにはグロープラグＩＯの挿入孔１１と燃焼噴射ノ
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１ｂと
チャンバーの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。
チャンバーの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、チャンバーの上部材８と下部材９と
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、円筒状部７ａとシリンダヘッド凹
部１ａにおける下側径大部分ＩＣ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。特に円筒状部７ａ
の外周面７ｃとシリンダヘッド凹部１ａの内周面１ｄと
の間には、燃費、出力、始動性、排ガス特性を向上させ
る密閉断熱空間１５を形成している。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。本発明の焼嵌めリング７は、エンジンの通
常運転域の温度（当該リング温度４００〜５００℃）で
は焼嵌め代が減少することのないようにセラミック部材
６の熱膨張率に近似した近い値を示し、焼嵌め温度（８
００℃）では焼嵌め作業を容易にするように高い熱膨張
率を示すもので、Ｎｉを重量比２９〜５１％含有してい
るＦｅ−Ｎｉ系合金を素材としている。Ｎｉの含有量は
２９％以下もしくは５１％以上では熱膨張係数が大きく
なって、セラミック部材の焼嵌め効果がなくなるため上
記範囲とした。従来の５ｕｓ４０３を使用したもの、及
び本発明のＮｉの含有範囲に該当するＦ ｅ −Ｎ ｉ
系合金のうち以下に示す代表的な３例につき苛酷な高速
３００時間連続運転テストを行った結果は第２図に示す
。
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、円筒状部７ａとシリンダヘッド凹
部１ａにおける下側径大部分ＩＣ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。特に円筒状部７ａ
の外周面７ｃとシリンダヘッド凹部１ａの内周面１ｄと
の間には、燃費、出力、始動性、排ガス特性を向上させ
る密閉断熱空間１５を形成している。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。本発明の焼嵌めリング７は、エンジンの通
常運転域の温度（当該リング温度４００〜５００℃）で
は焼嵌め代が減少することのないようにセラミック部材
６の熱膨張率に近似した近い値を示し、焼嵌め温度（８
００℃）では焼嵌め作業を容易にするように高い熱膨張
率を示すもので、Ｎｉを重量比２９〜５１％含有してい
るＦｅ−Ｎｉ系合金を素材としている。Ｎｉの含有量は
２９％以下もしくは５１％以上では熱膨張係数が大きく
なって、セラミック部材の焼嵌め効果がなくなるため上
記範囲とした。従来の５ｕｓ４０３を使用したもの、及
び本発明のＮｉの含有範囲に該当するＦ ｅ −Ｎ ｉ
系合金のうち以下に示す代表的な３例につき苛酷な高速
３００時間連続運転テストを行った結果は第２図に示す
。
〈試料〉 （セラミック材は５ｉ３Ｎ４）（１）従来品
；５ＵＳ４０３゜ （２）ａ；Ｎｉを重量比３６％含有したＦｅ−Ｎｉ合金
。
；５ＵＳ４０３゜ （２）ａ；Ｎｉを重量比３６％含有したＦｅ−Ｎｉ合金
。
（３）ｂ−１重量比でＮｉ；３２．５％、Ｃ；０、Ｏ’
２５％、Ｓｉ ；ｏ、２５％ｍａｘ、Ｃｕ；０．３５％
ｍａｘ、Ｔｉ ； １．６％、Ａｌ ； ０゜１、Ｃｏ
；１４．５％、ｓｈｏ、０１５ｍａｘ。
２５％、Ｓｉ ；ｏ、２５％ｍａｘ、Ｃｕ；０．３５％
ｍａｘ、Ｔｉ ； １．６％、Ａｌ ； ０゜１、Ｃｏ
；１４．５％、ｓｈｏ、０１５ｍａｘ。
Ｍｇ ； ０．４０ｍａ ｘ、Ｆａ ；差引残りから成
るＦｅ−Ｎｉ系合金。
るＦｅ−Ｎｉ系合金。
（４）ｂ−２；重量比でＮｉ；３８．２％ｌ Ｓ １
；０．４％、Ｔｉ１ｌ。６％、Ａｌ：０．０３％。
；０．４％、Ｔｉ１ｌ。６％、Ａｌ：０．０３％。
Ｃｏ ； １３％、Ｃｒ；４．７％、Ｆａ；残りから成
るＦｅ−Ｎｉ系合金。
るＦｅ−Ｎｉ系合金。
〈テスト結果〉
以上の結果より特に、試料ｂ−１の坑底めリン、グを使
用した場合は、イ）ＳｉａＮ、ｓのリングとの嵌合面の
フレッティング及びエツジの欠損の解消、口）Ｓｉ３Ｎ
４の上下接合面の欠損の解消、ハ）坑底めリングのＳｉ
３Ｎ４との嵌合面のとフレッティングの解消及び、二）
膨張変形の大幅減少と言う顕著な改善結果を得ることが
できた。
用した場合は、イ）ＳｉａＮ、ｓのリングとの嵌合面の
フレッティング及びエツジの欠損の解消、口）Ｓｉ３Ｎ
４の上下接合面の欠損の解消、ハ）坑底めリングのＳｉ
３Ｎ４との嵌合面のとフレッティングの解消及び、二）
膨張変形の大幅減少と言う顕著な改善結果を得ることが
できた。
更に、これらＦｅ−Ｎｉ系合金の熱膨張率は第２図に示
す通り坑底め温度の８００℃においては、ＳＵＳ ４０
３に近い９〜１０．５−８／”Ｃと言う高い値を示し、
従来品と同様に坑底め作業を容易に行うことができる。
す通り坑底め温度の８００℃においては、ＳＵＳ ４０
３に近い９〜１０．５−８／”Ｃと言う高い値を示し、
従来品と同様に坑底め作業を容易に行うことができる。
（発明の効果）
以上述べた通り１本発明のエンジンの副燃焼室によれば
、それを形成するセラミック部材の外周に嵌合される坑
底めリングの素材をエンジンの通常運転域の温度では低
い熱膨張率を示し坑底め温度では高い熱膨張率を示すＦ
Ｂ−Ｎｉ系合金としているため、高速連続運転において
も坑底めリングの坑底め効果の低下を防ぎ得てセラミッ
ク部材の嵌合面におけるフレッティングや欠損の発生及
び坑底めリングの嵌合面におけるフレッティングの発生
を防ぐことができ、副燃焼室の耐久性を大幅に向上させ
ることが可能となると共に、従来同様坑底めリングの坑
底め作業を容易に行うことが可能となる。
、それを形成するセラミック部材の外周に嵌合される坑
底めリングの素材をエンジンの通常運転域の温度では低
い熱膨張率を示し坑底め温度では高い熱膨張率を示すＦ
Ｂ−Ｎｉ系合金としているため、高速連続運転において
も坑底めリングの坑底め効果の低下を防ぎ得てセラミッ
ク部材の嵌合面におけるフレッティングや欠損の発生及
び坑底めリングの嵌合面におけるフレッティングの発生
を防ぐことができ、副燃焼室の耐久性を大幅に向上させ
ることが可能となると共に、従来同様坑底めリングの坑
底め作業を容易に行うことが可能となる。
第１図は本発明に係るエンジンの副燃焼室の縦断面図、
第２図は坑底めリング及びセラミック部材の温度に対す
る熱膨張率の変化を示す図である。 １・・・・・・シリンダヘッド、３・・・・・・主燃焼
室、４・・・・・・噴孔、５・・・・・・副燃焼室、６
・・・・・・セラミック部材、７・・・・・・坑底めリ
ング、１５・・・・・・密閉断熱空間。 １６・・・・・・シリンダブロックー イ
第２図は坑底めリング及びセラミック部材の温度に対す
る熱膨張率の変化を示す図である。 １・・・・・・シリンダヘッド、３・・・・・・主燃焼
室、４・・・・・・噴孔、５・・・・・・副燃焼室、６
・・・・・・セラミック部材、７・・・・・・坑底めリ
ング、１５・・・・・・密閉断熱空間。 １６・・・・・・シリンダブロックー イ
Claims (1)
- （１） 副燃焼室を構成するセラミック部材の焼嵌めリ
ングであって、該焼嵌めリングの素材をＮｉを重量比２
９〜５１％含有し、エンジンの通常運転域の温度では低
い熱膨張率を示し、焼嵌め温度では高い熱膨張率を示す
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としたことを特徴とするエンジンの副
燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094287A JPH0617647B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | エンジンの副燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094287A JPH0617647B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | エンジンの副燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61252828A true JPS61252828A (ja) | 1986-11-10 |
| JPH0617647B2 JPH0617647B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=14106042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094287A Expired - Lifetime JPH0617647B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | エンジンの副燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617647B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3831168A1 (de) * | 1987-09-14 | 1989-05-03 | Ngk Insulators Ltd | Vorbrennkammer fuer eine brennkraftmaschine |
| DE3738723A1 (de) * | 1987-11-14 | 1989-06-01 | Opel Adam Ag | Diesel-brennkraftmaschine |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60094287A patent/JPH0617647B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3831168A1 (de) * | 1987-09-14 | 1989-05-03 | Ngk Insulators Ltd | Vorbrennkammer fuer eine brennkraftmaschine |
| DE3738723A1 (de) * | 1987-11-14 | 1989-06-01 | Opel Adam Ag | Diesel-brennkraftmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0617647B2 (ja) | 1994-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4838149A (en) | Pistons | |
| US4538562A (en) | Engine part | |
| JPS62107216A (ja) | バルブシートインサート及びその製造法並びにそれを使用してなるシリンダーヘッド | |
| CA2109309A1 (en) | Improved Internal Combustion Engine Cylinder Heads and Similar Articles of Manufacture and Methods of Manufacturing Same | |
| US4709621A (en) | Internal combustion engine piston and a method of producing the same | |
| JPS61252828A (ja) | エンジンの副燃焼室 | |
| JPS608449A (ja) | エンジンの耐熱応力構造 | |
| GB1577685A (en) | Insulated composite piston | |
| US4508066A (en) | Ceramic head for internal combustion engine | |
| JPS5941007B2 (ja) | 機関燃焼室の構造 | |
| US5069179A (en) | Internal combustion engine | |
| JPH051622A (ja) | 内燃機関用Ａｌ合金製ピストンおよびその製造方法 | |
| JPH0531210Y2 (ja) | ||
| JPS61252827A (ja) | エンジンの副室構造 | |
| GB1014291A (en) | Cylinder head structures for reciprocating internal combustion engines | |
| JP2547815B2 (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JPH02115555A (ja) | セラミックスー金属の摩擦圧接体およびそれから成るセラミックス鋳ぐるみピストン | |
| EP0780554A1 (en) | Piston structure with heat insulated combustion chamber | |
| JPH0410198Y2 (ja) | ||
| JPH0213734Y2 (ja) | ||
| JPS61234259A (ja) | セラミツク製トツプリングを持つたエンジンピストン組立体 | |
| JPH0234269A (ja) | セラミックス鋳ぐるみピストンとその製造方法 | |
| JPS5819325Y2 (ja) | 内燃機関のピストン頭部材 | |
| WO1985002884A1 (en) | Ceramic head for internal combustion engine | |
| JPH029066Y2 (ja) |