JPS64577B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミツク製の副燃焼室を有するデ
イーゼルエンジンにおける副燃焼室の組立方法に
関するものである。

（従来技術） 近年、副燃焼室（渦流室）を有するいわゆる渦
流室式デイーゼルエンジンにおいては、シリンダ
ヘツド側に副燃焼室を形成する場合、副燃焼室の
断熱、保温性を向上させて低温始動性の向上ある
いはHC，CO等の排気エミツシヨンの低減等を図
るために副燃焼室（渦流室）を金属製のシリンダ
ヘツドとは別に断熱性及び耐熱、耐食性に富むセ
ラミツクで形成し、これをシリンダヘツド側に形
成した凹陥状の受穴内に嵌装するという技法が知
られているが、その場合、シリンダヘツド側に装
着されるグロープラグの発熱部あるいは燃料噴射
弁の弁頭部等は、副燃焼室に臨む如くセラミツク
材周壁に形成した嵌挿穴内に挿入される（実開昭
54−97503号公報＝F02B19／16、参照）。

ところで、通常、このセラミツク材周壁に形成
される嵌挿穴は、グロープラグあるいは燃料噴射
弁等の挿入部材の取付時に該挿入部材と嵌挿穴が
不用意に当つたり、セラミツク材と挿入部材の熱
膨張差によつて該セラミツク材に過大応力が作用
したり、また特に急激に高温となるグロープラグ
の発熱部によつてセラミツク材の嵌挿穴部分が局
部的に加熱されてセラミツク材が損傷したりする
のを未然に防止するという意味から該嵌挿穴と挿
入部材との間に適宜大きさの環状空隙を形成する
ようにしているが、副燃焼室組立時にこのセラミ
ツク材側の嵌挿穴とシリンダヘツド側に取付けら
れる挿入部材とが正確に位置合せされていない
と、たとえ両者間に環状空隙を形成し得るようし
ていても上記の如き不具合が発生するおそれがあ
る。このため副燃焼室の組立に際しては特にこの
挿入部材とセラミツク材とを正確に位置合わせす
る必要がある。

ところが、この挿入部材とセラミツク材とのセ
ンタリング作業は、通常挿入部材がシリンダヘツ
ド側に螺着される構造であるためその径方向への
微調整が不可能であること、またシリンダヘツド
側の受穴内に収容されたセラミツク材の嵌挿穴に
対してシリンダヘツドの外部から挿入部材を嵌挿
するため芯合せ状況を作業者が直接目視しながら
行なうことができないこと等の理由から特に困難
な作業であり、従つて、何らかの位置合せ手段を
講じてこのセンタリング作業を容易且つ正確なら
しめる必要がある。

しかるに、従来の副燃焼室組立方法において
は、セラミツク材と挿入部材相互間の位置合せ手
段を何ら講じていなかつたため、該セラミツク材
と挿入部材相互を正確に位置合せすることが困難
であり、その結果、セラミツク材が損傷し易くエ
ンジンの耐久性が低下するという問題があつた。

（発明の目的） 本発明は、セラミツク製の副燃焼室ブロツクを
シリンダヘツド側に形成した受穴内に収容すると
ともに、該副燃焼室ブロツク周壁に形成した嵌挿
穴にシリンダヘツド側に取付けられるグロープラ
グあるいは燃料噴射弁等の挿入部材の一部を挿入
するようにしたデイーゼルエンジンの副燃焼室に
おいて、該副燃焼室組立時における副燃焼室ブロ
ツクと挿入部材との位置合せを容易且つ正確に行
ない得るようにすることを目的としてなされたも
のである。

（発明の構成） 本発明のデイーゼルエンジンの副燃焼室組立方
法は、内部に副燃焼室を形成したセラミツク製の
副燃焼室ブロツクをシリンダヘツド側に形成した
受穴内に収容し、さらにこの副燃焼室ブロツクに
形成した嵌挿穴内にシリンダヘツド側に取付けら
れるグロープラグあるいは燃料噴射弁等の挿入部
材を嵌挿せしめる場合に、該挿入部材を、該挿入
部材の外周面と前記嵌挿穴の内周面との間に可燃
性材料からなり且つ均一厚さを有するスペーサを
介在せしめた状態で前記嵌挿穴内に挿入するよう
にし、もつて両者間の位置合せを容易且つ正確な
らしめるようにしたことを特徴とするものであ
る。

（実施例） 第１図には本発明実施例に係る組立方法によつ
て形成された渦流室式デイーゼルエンジンＺのシ
リンダヘツド１の要部が示されている。図中符号
２はシリンダブロツク、３はピストンである。こ
のシリンダヘツド１には、シリンダブロツク２に
対する衝合面１ａ上のしかも主燃焼室１４に臨む
位置から上方に向つてセラミツク製の副燃焼室ブ
ロツクをもつインサートブロツク２１（後述す
る）を収容するための受穴１７が円形凹陥状に形
成されている。

インサートブロツク２１は、内部に副燃焼室６
を形成したセラミツク製の副燃焼室ブロツク９を
金属製のインサートリング１１内に嵌装して構成
されている。

副燃焼室ブロツク９は第１のセラミツクピース
（以下、第１ピースという）７と第２のセラミツ
クピース（以下、第２ピースという）８よりなる
上下２分割構造とされており、両者間に略球形の
副燃焼室６が形成されるようになつている。この
副燃焼室６の上側部分に当る略半球状凹陥部２５
を形成した第１ピース７は、その装着部位がシリ
ンダヘツド１内のウオータジヤケツト２２に近く
特に断熱性が要求されるところであるため、この
実施例においては該第１ピース７の材質として各
種セラミツク材の中でも特に断熱性に富むジルコ
ニア（ZrO）を採用している。尚、この第１ピー
ス７には、後述する如く燃料噴射弁４の弁頭部２
７を嵌挿せしめるための弁嵌挿穴２０とグロープ
ラグ５の発熱部１８を嵌挿せしめるためのグロー
プラグ嵌挿穴１９が形成されている。

一方、副燃焼室６の下側部分に当る傾斜底状凹
陥部２６を有するとともにその傾斜底面２６ａ
（即ち、副燃焼室底面６ａ）に副燃焼室６と主燃
焼室１４とを相互に連通せしめる噴口１３を形成
した第２ピース８は、該噴口１３部付近が副燃焼
室６の中でも最も高温となるところであり特に耐
熱、耐食性が要求されるところであるため、この
実施例においてはこの第２ピース８の材質として
各種セラミツク材の中でも特に耐熱、耐食性に富
む窒化ケイ素（Si₃N₄）を採用している。

この第１ピース７と第２ピース８は、相互に正
規位置に位置決めされた状態で金属製（この実施
例においてはステンレス材を使用）のインサート
リング１１内に焼ばめされることによりインサー
トリング１１とともに一体的に結合され、インサ
ートブロツク２１を構成している。尚、このイン
サートリング１１は、上記の如く第１ピース７と
第２ピース８の結合固定部材として作用する他に
インサートブロツク２１を受穴１７内に嵌装する
場合にセラミツク製の第１ピース７あるいは第２
ピース８が誤つてシリンダヘツド１側に直接当つ
て破損するのを防止する保護部材としても作用す
るものであり、その形状はこの実施例の如き単な
るリング状のものに限定されるものでなく、例え
ば第１ピース７と第２ピース８の外周面を被覆す
る筒壁部と受穴１７の天井面に対向する第１ピー
ス７の上側外端面を被覆する天井部とを有する略
椀状体に形成したり、第３図に示す如く第１ピー
ス７と第２ピース８の外周面を被覆する筒壁部１
１ａと第２ピース８の下側外端面８ａを被覆する
とともにその中央部に噴口１３を形成した底板部
１１ｂとを有する有底筒状体に形成したりするこ
ともできる。

シリンダヘツド１に形成される受穴１７の形状
及び寸法は、該受穴１７内にインサートブロツク
２１を嵌装した時、該インサートブロツク２１の
外周面と受穴１７の内面との間に適宜大きさの間
隙２３（即ち、エンジン冷機時及び作動時におけ
るシリンダヘツド１とインサートブロツク２１と
の間の熱膨張差によつても受穴１７の内面とイン
サートブロツク２１の外周面との非接触状態を維
持することができる程度の間隙）を形成すること
ができるように適宜に設定される。又、この受穴
１７の天井面側には、シリンダヘツド１の上面１
ｂ側から該受穴１７側に向けて形成した燃料噴射
弁取付穴１５とグロープラグ取付穴１６の一端が
夫々開口せしめられている。この燃料噴射弁取付
穴１５には燃料噴射弁４が、またグロープラグ取
付穴１６にはグロープラグ５が夫々シリンダヘツ
ド上面１ｂ側から取付けられる。

上述の如く構成されたインサートブロツク２１
をシリンダヘツド１の受穴１７内に嵌装し、さら
にこのインサートブロツク２１の弁嵌挿穴２０内
にシリンダヘツド１側の燃料噴射弁取付穴１５に
螺着された燃料噴射弁４の弁頭部２７を、またグ
ロープラグ嵌挿穴１９内にシリンダヘツド１側の
グロープラグ取付穴１６に螺着されたグロープラ
グ５の発熱部１８を夫々嵌装せしめてシリンダヘ
ツド１内に副燃焼室６を形成するが、この場合の
作業手順としては、一般には先ず燃料噴射弁４及
びグロープラグ５を未装着とした状態でシリンダ
ヘツド１側の受穴１７内にインサートブロツク２
１を嵌装する。この時受穴１７の口縁部に形成し
た肩部１７ａとインサートリング１１の下端部に
形成した鍔部１１ｃが当接することによつてイン
サートブロツク２１と受穴１７との上下方向にお
ける位置決めがなされるが、これと同時にインサ
ートリング１１の外周縁部と受穴１７の内周縁部
にまたがつてシリンダヘツド下面側から形成した
セツトピン穴２４内にセツトピン１２を打込み該
受穴１７とインサートブロツク２１の周方向にお
ける位置決めを行なう。ところがこのセツトピン
１２による位置決めでは微調整がきかないため、
インサートブロツク２１と受穴１７相互間を周方
向において正確に位置決めすることはできない。
従つて、このままシリンダヘツド１側に燃料噴射
弁４とグロープラグ５を取付けると該燃料噴射弁
４の弁頭部２７あるいはグロープラグ５の発熱部
１８がインサートブロツク２１側の弁嵌挿穴２０
あるいはグロープラグ嵌挿穴１９に対して偏心し
た状態で挿入され、前述したように副燃焼室ブロ
ツク９が損傷する原因となる。このため、この実
施例においては、概略的に位置決めされたインサ
ートブロツク２１の弁嵌挿穴２０にシリンダヘツ
ド１側の燃料噴射弁取付穴１５に螺着された燃料
噴射弁４の弁頭部２７を、またインサートブロツ
ク２１のグロープラグ嵌挿穴１９にシリンダヘツ
ド１側のグロープラグ取付穴１６に螺着されたグ
ロープラグ５の発熱部１８を夫々挿入する際に、
該燃料噴射弁４の弁頭部２７とグロープラグ５の
発熱部１８に可燃性材料からなりしかも全周に亘
つて均一な厚さを有するリング状のスペーサ３
１，３２を夫々取付け該スペーサ３１，３２とと
もに弁嵌挿穴２０及びグロープラグ嵌挿穴１９内
に夫々挿入することにより該各スペーサ３１，３
２を受穴１７とインサートブロツク２１相互間の
位置合せ部材として作用せしめて受穴１７とイン
サートブロツク２１相互間の位置合せの微調整を
行なうようにしている。即ち、燃料噴射弁４の弁
頭部２７あるいはグロープラグ５の発熱部１８に
装着された状態における各スペーサ３１，３２の
外径寸法を、弁嵌挿穴２０あるいはグロープラグ
嵌挿穴１９の内径寸法とほぼ同寸法としておき、
これを弁頭部２７あるいはグロープラグ発熱部１
８とともに該弁嵌挿穴２０あるいはグロープラグ
嵌挿穴１９内に夫々挿入すると、該各スペーサ３
１，３２によつて自動的に該弁頭部２７と弁嵌挿
穴２０との間及びグロープラグ発熱部１８とグロ
ープラグ嵌挿穴１９との間に夫々均一幅の環状空
隙３３，３４が形成され、該弁嵌挿穴２０と弁頭
部２７及びグロープラグ嵌挿穴１９とグロープラ
グ発熱部１８（換言すれば受穴１７とインサート
ブロツク２１）相互間が正確に位置決めされる。

受穴１７とインサートブロツク２１とが上下方
向と径方向において正確に位置決めされると、次
にセツトピン穴２４内にセツトピン１２を打込
み、インサートブロツク２１を固定し、次いでシ
リンダヘツド１とシリンダブロツク２とを締着ボ
ルト（図示省略）によつて締結する。尚、この場
合、受穴１７とインサートブロツク２１とのセン
タリング状態（即ち、位置ズレの程度）は、燃料
噴射弁４あるいはグロープラグ５を差し込んだ場
合の感触によつて察知する。

尚、この各スペーサ３１，３２は可燃性材料で
形成されているため、エンジン使用中にエンジン
作動時の燃焼熱によつて次第に燃焼消滅する。従
つて、各スペーサ３１，３２の燃焼消滅後におい
ては燃料噴射弁４の弁頭部２７と弁嵌挿穴２０の
間及びグロープラグ５の発熱部１８とグロープラ
グ嵌挿穴１９の間には夫々ほぼ均一な環状空隙３
３，３４が形成され、該弁頭部２７あるいはグロ
ープラグ発熱部１８とインサートブロツク２１と
の非接触状態が維持される。又、このスペーサ３
１，３２は、所定径を有し且つ各嵌挿穴１９，２
０側への挿入時に位置ズレしないものであればよ
く例えば弁頭部２７あるいは発熱部１８に直接セ
ロハンテープ等の可燃性の粘着テープを多層巻き
したり、また可燃性の弾性材で形成された筒状体
を弁頭部２７あるいは発熱部１８に弾性圧入した
りすることによつて容易に形成される。

尚、このように、燃料噴射弁４の弁頭部２７あ
るいはグロープラグ５の発熱部１８に夫々スペー
サ３１，３２を装着した状態でインサートブロツ
ク２１側の弁嵌挿穴２０あるいはグロープラグ嵌
挿穴１９内に挿入するようにすると、挿入時にこ
のスペーサ３１，３２が一種の緩衝材として作用
し、燃料噴射弁４の弁頭部２７あるいはグロープ
ラグ５の発熱部１８がインサートブロツク２１に
直接当接して該インサートブロツク２１が損傷す
るのを未然に防止することができる。

又、上記実施例においては、副燃焼室６の底面
６ａの形状をシリンダヘツド１の衝合面１ａに対
して適宜角度に傾斜する傾斜底としたが、本発明
の他の実施例においては第２図に示す如くこの底
面６ａをシリンダヘツド１の衝合面１ａに対して
平行な平底に形成することもできる。尚、副燃焼
室６を第１図の実施例の如く傾斜底とした場合に
は半失火が起りにくく燃焼特性が良好であるとい
う利点を有し、また逆に第２図の実施例のように
平底とした場合には排気中にHCとかスモークと
かがあまり発生せず排気特性が良好であるという
利点がある。

さらに、上記各実施例においては、副燃焼室６
をセラミツク材よりなる第１ピース７と第２ピー
ス８で囲して形成（即ち、副燃焼室６の室壁を全
てセラミツク材で構成）しているが、本発明の他
の実施例においては例えば第３図に示す如く副燃
焼室６の室壁の一部をインサートリング１１等の
金属部材で構成することもできる。

（発明の効果） 本発明のデイーゼルエンジンの副燃焼室組立方
法は、シリンダヘツド側に形成した受穴内に、セ
ラミツク製の副燃焼室ブロツクを有するインサー
トブロツクを組付けさらにこのインサートブロツ
クに形成した嵌挿穴内に、シリンダヘツド側に装
着される燃料噴射弁あるいはグロープラグ等の挿
入部材を、該挿入部材の外周面と嵌挿穴の内周面
との間に可燃性材料からなり、且つ均一厚さを有
するスペーサを介在せしめた状態で前記嵌挿穴内
に挿入するようにしているため、該挿入部材の挿
入時にスペーサがシリンダヘツド側の受穴と該受
穴内に嵌装されるインサートブロツクとの位置合
せ補助部材として作用し、該受穴とインサートブ
ロツクとの位置合せを容易且つ正確に行なうこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に係る組立方法によつて
形成された副燃焼室を有するデイーゼルエンジン
の要部縦断面図、第２図及び第３図は本発明の他
の実施例に係る副燃焼室ブロツクの縦断面図であ
る。 １……シリンダヘツド、２……シリンダブロツ
ク、３……ピストン、４……燃料噴射弁、５……
グロープラグ、６……副燃焼室、９……副燃焼室
ブロツク、１１……インサートリング、１３……
噴口、１４……主燃焼室、１９……グロープラグ
嵌挿穴、２０……燃料噴射弁嵌挿穴、２１……イ
ンサートブロツク、３１，３２……スペーサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部に副燃焼室をまたその周壁にグロープラ
   グ又は燃料噴射弁等の挿入部材の嵌挿穴を夫々形
   成したセラミツク製の副燃焼室ブロツクを金属製
   のインサートリング内に嵌挿してなるインサート
   ブロツクを、シリンダヘツドに形成した該インサ
   ートブロツク収容用の受穴に嵌装するとともに、
   前記挿入部材を、該挿入部材の外周面と前記嵌挿
   穴の内周面との間に可燃性材料からなり且つ均一
   厚さを有するスペーサを介在せしめた状態で前記
   嵌挿穴内に挿入するようにしたことを特徴とする
   デイーゼルエンジンの副燃焼室組立方法。