JPH072979Y2 - 内燃機関の副燃焼室 - Google Patents
内燃機関の副燃焼室Info
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- JPH072979Y2 JPH072979Y2 JP1987136287U JP13628787U JPH072979Y2 JP H072979 Y2 JPH072979 Y2 JP H072979Y2 JP 1987136287 U JP1987136287 U JP 1987136287U JP 13628787 U JP13628787 U JP 13628787U JP H072979 Y2 JPH072979 Y2 JP H072979Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- injection nozzle
- central axis
- chamber
- nozzle hole
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- 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
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
-
- 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
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/16—Indirect injection
-
- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- 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
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- 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)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、ディーゼル等の内燃機関における副燃焼室
の改良に関する。
の改良に関する。
（従来の技術） 従来、ディーゼル等の内燃機関における副燃焼室は、加
工性やコストの面から金属を加工することにより製作し
ていたが、近年熱効率の向上、耐熱性の向上、さらにパ
ティキュレート対策等の目的により、副燃焼室をセラミ
ックによって形成することが実用化されている。すなわ
ち、第５図に示すように、副燃焼室（Ａ）において、チ
ャンバー部（Ｄ）にグロー孔（Ｃ）がその中心軸が副燃
焼室中心軸に対して傾いて配置されると共に、燃料噴射
ノズル孔（Ｂ）の接線に対して角度（θ３）をもつよう
設けられているものや、第７図に示すように副燃焼室
（Ａ）のチャンバー部（Ｄ）において、まず半円球状の
頭頂部（Ｈ）を平面とし、燃料噴射ノズル孔（Ｂ）のエ
ッジ部（Ｇ）を上記平面とした頭頂部（Ｈ）と角度（θ
４）をもって取付けると共に、グロー孔（Ｃ）をその中
心軸をチャンバー部（Ｄ）の中心軸方向へ傾けて配設し
ているものが提案されている。
工性やコストの面から金属を加工することにより製作し
ていたが、近年熱効率の向上、耐熱性の向上、さらにパ
ティキュレート対策等の目的により、副燃焼室をセラミ
ックによって形成することが実用化されている。すなわ
ち、第５図に示すように、副燃焼室（Ａ）において、チ
ャンバー部（Ｄ）にグロー孔（Ｃ）がその中心軸が副燃
焼室中心軸に対して傾いて配置されると共に、燃料噴射
ノズル孔（Ｂ）の接線に対して角度（θ３）をもつよう
設けられているものや、第７図に示すように副燃焼室
（Ａ）のチャンバー部（Ｄ）において、まず半円球状の
頭頂部（Ｈ）を平面とし、燃料噴射ノズル孔（Ｂ）のエ
ッジ部（Ｇ）を上記平面とした頭頂部（Ｈ）と角度（θ
４）をもって取付けると共に、グロー孔（Ｃ）をその中
心軸をチャンバー部（Ｄ）の中心軸方向へ傾けて配設し
ているものが提案されている。
（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のものにおいて、チャンバー部
においては、グロー孔と燃料噴射ノズル孔が互いに近設
されており、しかもグロー孔及び燃料噴射ノズル孔はそ
の形状によつてチャンバー部における両者間の内壁面に
対して鋭角に切り立つので、チャンバー部に材質として
用いられるZrO2やAl2TiO5の加工時において破損が生じ
やすく、また、熱負荷による溶損が起こりやすいもので
ある。その上、一般的に断熱性セラミックは、熱伝導率
が低いことから熱応力の発生を抑制するため、鋳ぐるみ
等圧縮場で多く用いられるが、圧縮応力によるグロー孔
と燃料噴射ノズル孔の鋭角部への応力集中により、カケ
等の破損が生じるものである。そのため、上記鋭角部に
対して面取り加工を施すことも試みられているが、噴射
ノズル孔が傾斜して取付けられるため端縁加工が困難で
あって作業効率も低下し、コストが上昇する欠点があ
る。また、チャンバー部の頭頂部を平面とする場合、燃
料噴射ノズル孔とグロー孔のエッジ部にはさまれる内壁
面を副燃焼室の中心軸に対して直角な平面にすることで
応力の集中を防ぎ、破損を防止しようとするものである
が、燃料噴射ノズル孔のエッジ部の内壁面に対する角度
が逆により鋭角となり、カケや溶損をおこしやすいもの
となる欠点がある。そこで、この考案はより簡単な構造
によって、グロー孔や燃料噴射ノズル孔のエッジ部の破
損を防止しようとするものである。
においては、グロー孔と燃料噴射ノズル孔が互いに近設
されており、しかもグロー孔及び燃料噴射ノズル孔はそ
の形状によつてチャンバー部における両者間の内壁面に
対して鋭角に切り立つので、チャンバー部に材質として
用いられるZrO2やAl2TiO5の加工時において破損が生じ
やすく、また、熱負荷による溶損が起こりやすいもので
ある。その上、一般的に断熱性セラミックは、熱伝導率
が低いことから熱応力の発生を抑制するため、鋳ぐるみ
等圧縮場で多く用いられるが、圧縮応力によるグロー孔
と燃料噴射ノズル孔の鋭角部への応力集中により、カケ
等の破損が生じるものである。そのため、上記鋭角部に
対して面取り加工を施すことも試みられているが、噴射
ノズル孔が傾斜して取付けられるため端縁加工が困難で
あって作業効率も低下し、コストが上昇する欠点があ
る。また、チャンバー部の頭頂部を平面とする場合、燃
料噴射ノズル孔とグロー孔のエッジ部にはさまれる内壁
面を副燃焼室の中心軸に対して直角な平面にすることで
応力の集中を防ぎ、破損を防止しようとするものである
が、燃料噴射ノズル孔のエッジ部の内壁面に対する角度
が逆により鋭角となり、カケや溶損をおこしやすいもの
となる欠点がある。そこで、この考案はより簡単な構造
によって、グロー孔や燃料噴射ノズル孔のエッジ部の破
損を防止しようとするものである。
（問題点を解決するための手段） その手段は、セラミックにより形成されるチャンバーに
燃料噴射ノズル孔及びグロー孔を配設する内燃機関の副
燃焼室であって、その燃料噴射ノズル孔が、その副燃焼
室の中心軸の方向と異なる一の方向に傾くように配設さ
れ、前記グロー孔が、前記一の方向より副燃焼室の中心
軸側に配設され、更に燃料噴射ノズル孔のエッジ部に副
燃焼室の中心軸と一致する中心軸を有する凹陥部を設け
て、上記エッジ部を面取り加工してなる内燃機関の副燃
焼室である。
燃料噴射ノズル孔及びグロー孔を配設する内燃機関の副
燃焼室であって、その燃料噴射ノズル孔が、その副燃焼
室の中心軸の方向と異なる一の方向に傾くように配設さ
れ、前記グロー孔が、前記一の方向より副燃焼室の中心
軸側に配設され、更に燃料噴射ノズル孔のエッジ部に副
燃焼室の中心軸と一致する中心軸を有する凹陥部を設け
て、上記エッジ部を面取り加工してなる内燃機関の副燃
焼室である。
（作用） 上記の構成を具えるので、副燃焼室の内壁面と燃料噴射
ノズル孔のエッジ部のなす角度が従来より大きくなるこ
とから、応力の集中が回避でき、肉薄部とならないため
強度も向上できる。さらに、この凹陥部による面取り加
工が燃料噴射ノズル孔のエッジ部の中心軸と副燃焼室の
中心軸と同軸となるように行われるから、ボールエンド
ミル等の切削工具によつて、内周全体とエッジ部の加工
を同時に行うことができる。
ノズル孔のエッジ部のなす角度が従来より大きくなるこ
とから、応力の集中が回避でき、肉薄部とならないため
強度も向上できる。さらに、この凹陥部による面取り加
工が燃料噴射ノズル孔のエッジ部の中心軸と副燃焼室の
中心軸と同軸となるように行われるから、ボールエンド
ミル等の切削工具によつて、内周全体とエッジ部の加工
を同時に行うことができる。
この考案を図に示す実施例により更に説明する。第１
図、第２図はこの考案の第一実施例である内燃機関の副
燃焼室（１）であり、この副燃焼室（１）は、ZrO2,Al2
TiO5等の断熱性セラミックからなる半球状のチャンバー
部（４）と、Si3N4等からなる口金部（６）から構成さ
れ、半球状のチャンバー部（４）には、中心軸（10）が
副燃焼室（１）の中心軸（９）方向に傾くグロー孔
（３）と燃料噴射ノズル孔（２）が付設されている。こ
の燃料噴射ノズル孔（２）のエッジ部（８）には、副燃
焼室（１）の中心軸（９）と同一な中心軸となる凹陥部
（５）が設けられている。そして、チャンバー部（４）
の内壁（７）とエッジ部（８）のなす角度（θ１）は、
より大きいものとなり、熱負荷等によって応力が集中し
ても、その強度はより強いものとなる。また、第３図、
第４図は、この考案の第２実施例を示し、これは燃料噴
射ノズル孔（２）のエッジ部（８）に対して、副燃焼室
（１）の中心軸（９）と同一の中心軸になる半円球状の
凹陥部（11）を配設してなるものであり、そのエッジ部
（８）とチャンバー部（４）の内壁面（７）のなす角度
（θ２）は、やはり第１実施例の場合と同様に大きいも
のとなるため、強度を向上できるものである。なお、上
記面取り加工のため凹陥部（５），（11）の形状は、球
状、円錐形状、円錐台形状又は、台形状等の中心軸
（９）に対して軸対称に加工できる形状であればよいも
のである。（12）は口金部（６）に設ける噴口である。
そこで、ドーム形状のチタン酸アルミニウム（肉厚5m
m）を４気筒2000ccのエンジンのシリンダーヘッド等に
ピッチで鋳ぐるみ、Ｔ−６処理後、ノズル孔（２）及び
グロー孔（３）を加工し、ボールエンドミルによってエ
ッジ部（８）を内壁面（７）に台形形状となるよう加工
した。さらに、SUH−３製の口金（６）を圧入して、デ
ィーゼルエンジン（４気筒,2000cc）の副燃焼室（１）
を製造した。この副燃焼室（１）に対して、4500rpm.全
負荷、500時間の耐久試験を行ったところ、全く異常が
みられなかった。また、凹陥部（５）、（11）を球状と
し、同様の耐久試験を試みたところ、全く異常がみられ
なかった。これに対して、従来の副燃焼室（Ａ）に同様
の耐久試験を施したところ、すべての気筒でエッシ部
（Ｇ）等において、カケや溶損が見出された。
図、第２図はこの考案の第一実施例である内燃機関の副
燃焼室（１）であり、この副燃焼室（１）は、ZrO2,Al2
TiO5等の断熱性セラミックからなる半球状のチャンバー
部（４）と、Si3N4等からなる口金部（６）から構成さ
れ、半球状のチャンバー部（４）には、中心軸（10）が
副燃焼室（１）の中心軸（９）方向に傾くグロー孔
（３）と燃料噴射ノズル孔（２）が付設されている。こ
の燃料噴射ノズル孔（２）のエッジ部（８）には、副燃
焼室（１）の中心軸（９）と同一な中心軸となる凹陥部
（５）が設けられている。そして、チャンバー部（４）
の内壁（７）とエッジ部（８）のなす角度（θ１）は、
より大きいものとなり、熱負荷等によって応力が集中し
ても、その強度はより強いものとなる。また、第３図、
第４図は、この考案の第２実施例を示し、これは燃料噴
射ノズル孔（２）のエッジ部（８）に対して、副燃焼室
（１）の中心軸（９）と同一の中心軸になる半円球状の
凹陥部（11）を配設してなるものであり、そのエッジ部
（８）とチャンバー部（４）の内壁面（７）のなす角度
（θ２）は、やはり第１実施例の場合と同様に大きいも
のとなるため、強度を向上できるものである。なお、上
記面取り加工のため凹陥部（５），（11）の形状は、球
状、円錐形状、円錐台形状又は、台形状等の中心軸
（９）に対して軸対称に加工できる形状であればよいも
のである。（12）は口金部（６）に設ける噴口である。
そこで、ドーム形状のチタン酸アルミニウム（肉厚5m
m）を４気筒2000ccのエンジンのシリンダーヘッド等に
ピッチで鋳ぐるみ、Ｔ−６処理後、ノズル孔（２）及び
グロー孔（３）を加工し、ボールエンドミルによってエ
ッジ部（８）を内壁面（７）に台形形状となるよう加工
した。さらに、SUH−３製の口金（６）を圧入して、デ
ィーゼルエンジン（４気筒,2000cc）の副燃焼室（１）
を製造した。この副燃焼室（１）に対して、4500rpm.全
負荷、500時間の耐久試験を行ったところ、全く異常が
みられなかった。また、凹陥部（５）、（11）を球状と
し、同様の耐久試験を試みたところ、全く異常がみられ
なかった。これに対して、従来の副燃焼室（Ａ）に同様
の耐久試験を施したところ、すべての気筒でエッシ部
（Ｇ）等において、カケや溶損が見出された。
（考案の効果） 以上のとおり、燃料噴射ノズル孔のエッジ部において、
面取り加工を施すことによって、エツジ部における強度
を向上できると共に、内壁面加工と同時に容易に行える
ことから生産性にも優れ、コストの上昇を抑制すること
ができる効果をもつものである。
面取り加工を施すことによって、エツジ部における強度
を向上できると共に、内壁面加工と同時に容易に行える
ことから生産性にも優れ、コストの上昇を抑制すること
ができる効果をもつものである。
第１図、第２図は、この考案の第１実施例である副燃焼
室の断面図と第１図Ｉ−Ｉ断面図、さらに第３図、第４
図は、この考案の第２実施例の断面図と第３図のII−II
断面図である。また、第５図〜第８図は、従来例を示
し、第５図、第７図はその断面図であって、第６図、第
８図はそれぞれ第５図III−III、第７図IV−IV線の断面
図である。 １…副燃焼室.2…燃料噴射ノズル孔.3…グロー孔.4…チ
ャンバー部.5,11…凹陥部.6…口金部.7…内壁面.8…エ
ッジ部.9…副燃焼室中心軸.10…グロー孔中心軸.12…噴
口．
室の断面図と第１図Ｉ−Ｉ断面図、さらに第３図、第４
図は、この考案の第２実施例の断面図と第３図のII−II
断面図である。また、第５図〜第８図は、従来例を示
し、第５図、第７図はその断面図であって、第６図、第
８図はそれぞれ第５図III−III、第７図IV−IV線の断面
図である。 １…副燃焼室.2…燃料噴射ノズル孔.3…グロー孔.4…チ
ャンバー部.5,11…凹陥部.6…口金部.7…内壁面.8…エ
ッジ部.9…副燃焼室中心軸.10…グロー孔中心軸.12…噴
口．
Claims (1)
- 【請求項１】セラミックにより形成されるチャンバーに
燃焼噴射ノズル孔及びグロー孔を配設する内燃機関の副
燃焼室であって、 その燃焼噴射ノズル孔が、その副燃焼室の中心軸の方向
と異なる一の方向に傾くように配設され、前記グロー孔
が、前記一の方向より副燃焼室の中心軸側に配設され、
更に燃焼噴射ノズル孔のエッジ部に副燃焼室の中心軸と
一致する中心軸を有する凹陥部を設けて、上記エッジ部
を面取り加工してなる内燃機関の副燃焼室。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987136287U JPH072979Y2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 内燃機関の副燃焼室 |
| US07/238,467 US4887568A (en) | 1987-09-08 | 1988-08-31 | Ceramic insert for defining precombustion chamber in cylinder head |
| DE3830169A DE3830169A1 (de) | 1987-09-08 | 1988-09-05 | Zylinderkopf fuer einen verbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987136287U JPH072979Y2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 内燃機関の副燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6441625U JPS6441625U (ja) | 1989-03-13 |
| JPH072979Y2 true JPH072979Y2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15171646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987136287U Expired - Lifetime JPH072979Y2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 内燃機関の副燃焼室 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4887568A (ja) |
| JP (1) | JPH072979Y2 (ja) |
| DE (1) | DE3830169A1 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3140697A (en) * | 1959-12-28 | 1964-07-14 | Renault | Compression ignition engines |
| FR1253280A (fr) * | 1959-12-28 | 1961-02-10 | Renault | Perfectionnements aux moteurs à combustion à chambre d'injection séparée dans la culasse |
| JPS59188024A (ja) * | 1983-04-05 | 1984-10-25 | Mazda Motor Corp | デイ−ゼルエンジンの副燃焼室製造法 |
| DE3475932D1 (en) * | 1983-10-06 | 1989-02-09 | Mazda Motor | Structure of divided combustion chamber for diesel engine |
| JPS60212614A (ja) * | 1984-04-06 | 1985-10-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関の副室 |
| DE3440565A1 (de) * | 1984-11-07 | 1986-05-15 | Rudolf Dr. 6800 Mannheim Wieser | Isolierter kolben |
| US4676206A (en) * | 1986-08-13 | 1987-06-30 | Degrazia Jr Torey W | Interlocked remote oil filter and drain |
-
1987
- 1987-09-08 JP JP1987136287U patent/JPH072979Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-08-31 US US07/238,467 patent/US4887568A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-05 DE DE3830169A patent/DE3830169A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3830169C2 (ja) | 1993-04-29 |
| JPS6441625U (ja) | 1989-03-13 |
| US4887568A (en) | 1989-12-19 |
| DE3830169A1 (de) | 1989-03-16 |
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