JPS59188026A - デイ−ゼルエンジンの副燃焼室組立方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミック製の副燃焼室を有するディーゼル
エンジンにおける副燃焼室の組型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
ィーゼルエンジンにおいては、シリンダヘッド側に＊ａ
焼室を形成する場合、副燃焼室の断熱、保温性を向上さ
せて低温始励性の向上あるいはＨＣ，ＣＯ等の排気エミ
ッシ曹ンの低減等を図るために副燃焼室（渦流室）を金
ｆＩｘ製のシリンダヘッドとは別に断熱性及び耐熱、耐
食性に富むセラミックで形成し、これをシリンダヘッド
側に形成した凹陥状の受大内に嵌装するという技法が知
られているが、その場合、シリンダヘッド側に装着され
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ック材周壁に形成した嵌
挿穴内に挿入される（実開昭５≠−９７タ０３号公報＝
　ｐ０２Ｂ／９／／乙、参照）。

ところで、通常、このセラミッ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ったり、セ
ラミック材と挿入部材の熱膨張差によって該セラミック
材に過大応力が作用したり、また特に急檄に高温となる
グロープラグの発熱部によってセラミック材の嵌挿大部
分が局部的に加熱されてセラミッ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杯
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ック材側の嵌挿穴と
シリンダヘッ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
セラミッ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ッ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ッド側に螺着され
る講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、またシリンダヘッド側の受人内に収容されたセラ
ミック材の嵌挿穴に対してシリンダヘッドの外部から挿
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、従って、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
ック材と挿入部材相互間の位置合せ手段を何ら講じてい
なかっなため、該セラミック材と挿入部な相互を正確に
位置合せすることが困難であり、その結果、セラミック
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
があった。

（発明の目的） 本発明は、セラミック製の副燃焼室ブロックをシリンダ
ヘッド側に形成した受人内に収容するとともに、該副燃
焼室ブロック周壁に形成した嵌挿穴にシリンダヘッド側
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ィーゼルエンジン
の副燃焼室において、該副燃焼室組立時における副燃焼
室ブロッ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） 本発明のディ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ック製の副燃焼室ブロッ
クをシリンダヘッド側に形成した受人内に収容し、さら
にこの副燃焼室ブロックに形成した嵌挿穴内にシリンダ
ヘッ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、もって
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って形成さ
れた渦流室式ディーゼルエンジン２のシリンダヘッド／
の要部が示されている。図中符号λはシリンダブロック
、３はピストンである。このシリンダヘッドｌには、シ
リンダブロックλに対する衝合面１５上のしかも主燃焼
室ｌＩＩに臨む位置から上方に向ってセラミック製の副
燃焼室ブロックをもつインサートブロック２／（Ｓ述す
る）を収容するための受室／７が円形凹陥状に形成され
ている。

インサートブロック２／は、内部に副燃焼室乙を形成し
たセラミック製の副燃焼室ブロックタを金屑製のインサ
ートリング／／内に嵌装して構成されている。

副燃焼室ブロックワは第１のセラミックピース（以下、
第１ピースという）７と第２のセラミックピース（以下
、第２ピースという）によりなる上下！分割構造とされ
ており、両者間に略球形の副燃焼室乙が形成されるよう
になっている。この副燃焼室乙の上側部分に当る略半球
状凹＠部２夕を形成した第１ピース７は、その装着部位
がシリンダヘッド／内のウォータジャケット、２．２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
ッ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７ビース７には、後述する
如く燃料噴射弁ｔの弁頭部２７を嵌挿せしめるための弁
嵌挿穴２０とグロープラグタの発熱部／ｒを嵌挿せしめ
るためのグロープラグ嵌挿穴／９が形成されている。

一方、副燃焼室乙の下側部分に当る傾斜底状凹陥部２乙
を有するとともにその傾斜底面２乙Ｃ（即ち、副燃焼室
底面乙Ｃ）に副燃焼室乙と主燃焼室／Ｉ／、とを相互に
連通せしめる噴口／３を形成した第２ピースｇは、該噴
口／３部付近が副燃焼室乙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ｇの材質とし
て各種セラミック材の中でも特に耐熱、耐食性に富む窒
化ケイＸ　（Ｓｉ、Ｎ、　）を採用している。

この第１ピース７と第２ピースｇは、相互に正規位置に
位置決めされた状態で金属製（この実測例においてはス
テンレス材を使ＦｆＪ）のインサートリング／／内に焼
ばめされることによりインサートリング／／とともに一
体的に結合され、インサートブロック２／を構成してい
る。尚、このインサートリング／／は、上記の如く第１
ピース７と第２ピースｇの結合固定部材として作用する
他にインサートブロック２／を受人１７内に嵌装する場
合にセラミック製の第１ピース７あるいは第２ピースに
が誤ってシリンダヘッド／側に直接光って破損するのを
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ｒの外
周面を被覆する筒壁部と受人／７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葡する略
換状体に形成したり、第３図に示す如く第７ビース７と
第２ピースｇの外周面を被覆する筒壁部／／Ｇと第２ピ
ースどの下側外端面εζを被覆するとと１かにその中央
部に噴口１３を形成した底板部／／ｂとを有する有底筒
状体に形成したりすることもできる。

シリンダヘッド／に形成される受人／７の形状及び寸法
は、該受人１７内にインサートブロック２／を嵌装した
時、該インサートブロック２／の外周面と受人／７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ッドｌとインサート
ブロック２１との間の熱膨張差によっても受人１７の内
面とインサートブロック２／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１ｍ）を形成する、こと
ができるように適宜に設定される。又、この受人／７の
天井面側には、シリンダヘッド／の上面／ｂ側から該受
人／７側に向けて形成した燃料噴射弁取付穴／Ｓとグロ
ープラグ取付穴／乙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／Ｓには燃料噴射弁ｔが、また
グロープラグ取付穴／乙にはグロープラグｊが夫々シ１
ノンダヘッド上面／ｂ側から取付けられる。

上述の如く構成されたインサートプロ・ツク２／をシリ
ンダヘッド／の受人１７内に嵌装し、さらにこのインサ
ートブロック２／の弁嵌挿穴２０内にシリンダヘッド／
側の燃料噴射弁取付穴７３番こ螺着された燃料噴射弁ｔ
の弁頭部２７を、またグロープラグ嵌挿穴／９内にシリ
ンダヘッド／側のグロープラグ取付穴／乙に螺着された
グロープラグ５の発熱部／とを夫々嵌装せしめてシリン
ダへ・ンドｌ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を及びグロ
ープラグｊを未装着とした状態でシリンダヘッドｌ側の
受人１７内にインサートブロック２Ｊを嵌装する。この
時受人／７の口縁部に形成した肩部／７５とインサート
リング／／の下端部に形成した鍔部／／Ｃが当接するこ
とによってインサートブロック２／と受人／７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／ｌの外周縁部と受人／７の内周縁部にま
たがってシリンダヘッド下面側から形成したセットビン
穴２ダ内にセットピン／２を打込み該受人１７とインサ
ートブロック２１の周方向における位置決めを行なう。

ところがこのセットビン１２による位置決めでは微調整
がきかないため、インサートブロック２／と受人／７相
互間をｍ方向において正確に位置決めすることはできな
い。従フて、このままシリンダヘッド／側に燃料噴射弁
≠とグローブラグタを取付けると該燃料噴射弁ｌの弁頭
部２７あるいはグローブラグタの発熱部ｌｌｒがインサ
ートブロック２／側の弁嵌挿穴２０あるいはグロープラ
グ嵌挿穴／９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ック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
たインサートブロック２／の弁嵌挿穴２０にシリンダヘ
ッド／側のａ料噴射弁取付穴／左に螺着された燃料噴射
弁ｔの弁頭部２７を、またインサートブロック２／のグ
ロープラグ嵌挿穴／りにシリンダヘッド／側のグロープ
ラグ取付穴／乙に螺着されたグローブラグタの発熱部／
Ｉを夫々挿入する際に、該燃料噴射弁グの弁頭部２７と
グロープラグ３の発熱部／Ｉに可燃性材唇かうなりしか
も全周に亘って幻−な厚さを有するリング状のスペーサ
３／。

３２を夫々取付は該スペーサ３／、３２とともに弁嵌挿
穴２０及びグロープラグ嵌挿穴／ｑ円に夫々挿入するこ
とにより該各スペーサ３／、３２を受人／７とインサー
トブロック２１相互間の位置合せ部材として作用せしめ
て受人／７とインサートブロック２／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ψ
の弁頭部？２７あるいはグロープラグＳの発熱部／ｇ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／ｒとともに該弁嵌挿穴λＯ
あるいはグロープラグ嵌挿穴／９内に夫々挿入すると、
該各スペーサ３／。

３２によって自動的に該弁頭部２７と弁嵌挿穴゛シ２０
との間及びグロープラグ発熱部／ｆとグロープラグ嵌挿
穴／９との間に夫々均一幅の環状空隙３３．３１Ｉ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ｌｑとグロープラグ発熱部／！ｒ（換言すれば受
人／７とインサートブロック２／）相互間が正確に位置
決めされる。

受人１７とインサートブロック２／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、次にセットビン穴
２１１内にセットビン／、２を打込み、インサートブロ
ック２／を固定し、次いでシリンダヘッドｌとシリンダ
ブロック２とを締着ボルト（図示省略）によって締結す
る。尚、この場合、受人／７とインサートブロック２／
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ｌあるいはグロープラグＳを差し込んだ場合の
感触によって察知する。

尚、この各スペーサ３／、３．２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
熱によって次第に燃焼消滅する。従って、各スペーサ３
７．３２の燃焼消滅後においては燃料噴射弁ｌの弁頭部
２７と弁嵌挿穴、２０の間及びグロープラグＳの発熱部
／にとグロープラグ嵌挿穴ｌヲの間には夫々はぼ均一な
環状空隙３３．３１Ｉが形成され、該弁頭部２７あるい
はグロープラグ発熱部／Ｉとインサートブロック２／と
の非接触状態が維持される。又、このスペーサ３／、３
２は、所定径を有し且つ各嵌挿穴／９゜２０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／に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
成された筒状棒を弁頭部２７あるいは発熱部ｌにに弾性
正大したりすることによって容易に形成される。

尚、このように、燃料噴射弁≠の弁頭部２７あるいはグ
ロープラグ３の発熱部／ｌｒに夫々スペーサ３／、３２
を装着した状態でインサートブロック、２ノ側の弁嵌挿
穴２０あるいはグロープラグ嵌挿穴／ｑ内に挿入するよ
うにすると、挿入時にこのスペーサ３／、３２が一踵の
緩衝材として作用し、燃料噴射４ｆ、ｌＩの弁頭ｓ２７
あるいはグロープラグ！の発熱部／ｇがインサートブロ
ック、２／に置板当接して該インサートブロック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、副燃焼宣乙の底面乙Ｃの形
状をシリンダヘッド／の衝合面／Ｃ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乙Ｃをシリンダヘッド／の
衝合面／Ｃに対して平行な平底に形成することもできる
。尚、副燃焼室乙を第７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
う利点を葡し、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、副燃焼室乙をセラ
ミック材よりなる第１ピース７と第２ピースｇで囲　し
て形成（即ち、副燃焼室乙の室壁を全てセラミック材で
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乙の室壁の一部をインサー
トリング／Ｉ等の金員部材で構成することもできる。

（発明の効果） 本発明のディーゼルエンジンの副燃焼室組立方法は、シ
リンダヘッド側に形成した受大内に、セラミック製の副
燃焼室ブロックを有するインサートブロックを組付けさ
らにこのインサートブロックに形成した嵌挿穴内に、シ
リンダヘッド側に装着されるｇ＆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
葡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
ーサがシリンダヘッド側の受人と該受人内に嵌装される
インサートブロックとの位置合せ補助部材として作用し
、該受人とインサートブロッ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図は本発明実流例に係る組立方法によって形成され
た副燃焼室を有するディ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
室ブロックの縦断面図である。 ／・・・・・シリンダヘッド ２・・・・・シリンダブロック ３・・・・・ピストン ト・・・・燃料噴射弁 ！・・・・・グロープラグ 乙・・・・・副燃焼室 ワ・・・・・ｉ燃焼室ブロック ／／・・・・インサートリング １３・・・・噴口 ／グ・・・・主燃焼室 ／９・・・・グロープラグ嵌挿穴 ２０・・・・燃料噴射弁嵌挿穴 、！／・・・・インサートブロック １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ／、内部に副燃焼室をまたそのＲ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
   ック製の副燃焼室ブロックを金属製のインサートリング
   円に嵌挿してなるインサートブロックを、シリンダヘッ
   ドに形成した該インサートブロック収容用の受水に嵌装
   するとともに、前記挿入部材を、該挿入部材の外周面と
   前記嵌挿穴の円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ィーゼル
   エンジンの副燃焼室組立方法。