JPS5946317A - 内燃機関の燃焼室部品 - Google Patents

内燃機関の燃焼室部品

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JPS5946317A
JPS5946317A JP57155751A JP15575182A JPS5946317A JP S5946317 A JPS5946317 A JP S5946317A JP 57155751 A JP57155751 A JP 57155751A JP 15575182 A JP15575182 A JP 15575182A JP S5946317 A JPS5946317 A JP S5946317A
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JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
thin layer
metal catalyst
ceramics
silicon
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
Application number
JP57155751A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumiyoshi Noda
野田 文好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP57155751A priority Critical patent/JPS5946317A/ja
Publication of JPS5946317A publication Critical patent/JPS5946317A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/16Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
    • F02B19/165The shape or construction of the pre-combustion chambers is specially adapted to be formed, at least in part, of ceramic material
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機1q、特にディーげル機閏の副室構成部
(掃、シリングl\ツド、シリンダラr)、ビス1ヘン
、吸、1フ1気バルブ等の燃焼室部品に係り。
史[二詳細にトLしラミックス製の燃焼室部品に係に、
副室構成部祠、シリンダ/ベッド、シリンタライノ−、
ピストン、吸、1)Y気バルブの如く、内燃!幾1vl
の燃焼室壁面を構成づる1!i焼窄部品を断熱t’lに
1弄れたセラミックスt、二より4M成し、での表面1
.二゛グ°ンブJ、(1ジウ11、バラジウL1σ)l
唱さn金属触媒の薄層を設()、そのn金属触媒による
触媒1v川によって燃焼を改善りることが従来より考え
られでいる。
上述の如き燃焼室部品にあっては、…i熱牲に優れたセ
ラミックスの表面【ご−真金属触媒の薄層が形成されて
いるので、機開始!I7J後のn金属触媒の温度上界が
速く、即ち真金属触媒の暖1幾が速く、鼻金属触媒が機
関始動後早期に触媒作用を奏し、またn金属触媒が高温
に保たれることによりこれが良好な触媒作用を奏し、こ
れにより燃焼が改善され、排気ガス中の、未燃炭化水素
量が低減し、所謂ディーげル機関に於ける白煙対策がな
される。
上述の如き燃焼室部品に用いられるセラミックスどして
は、断熱性、耐熱性、耐食性、耐醇化性、高温強度に優
れた窒化珪素ビラミックス(Si3N4)、炭化1″j
−素しラミックス(stc)の如き珪素系の非酸化物セ
ラミックスが最も適している。
しかしこれらの非酸化物レフミックス(よξの表面エネ
ルギが高く、濡れ性が低いため、−での表面にスパッタ
リング法等にJ:つてn金属触媒の薄層が形成される揚
台、その薄層と1!ラミツクλ基÷4との接合強度が一
1分(−二冑られず、薄層の剥剛が牛し易く、耐久11
1に問題がある。
本発明は、非酸化物ヒラミックスを基材と1・、その表
面に1分イI結合強1復を0)(成層され/;l”1金
属触媒の薄層をf1シ、高f)1川;(゛、しかも耐久
?’1に優4t、 7;:燃焼室部品を提供りる(丁ど
を[1的と(、(いる。
かかる目的は、本発明にJ、4目、r、窒化r、1察1
・多ミックス、炭化11指しラミックスの如さ■1索系
の非酸化物ヒラミックスを重相ど(77,前記J1酸化
物しラミックスの表面が高温加熱に、Iり酸I11.1
1晧1!ラミツクスに変化さ41、該表面t;−fl 
fL属酸触媒2(1層が設りられ(いる+Uさ内燃1幾
門の燃焼室部品(、二J、って達成される。
本発明による燃焼室部品(J。に1目、r゛、燃焼室部
品の基材が珪素系の非酸化物ヒラミックス11.J:り
構成され−(いるものの、(11金属阻媒の博同が形1
iQされる表面(、L酸化珪素セラミックス(Sf 0
7 > ’U:。
より構成され、酸化珪素はラミックスは窒化月累セラミ
ックスや炭化月素セラミック2−.し5しべ(表面エネ
ルギが低く、濡れ性に優れ、員金属どの1911染みが
良いので、イの表面に貴金属触媒の薄層が十分な結合強
度をもって形成され、薄層が早期に剥離することがない
以下添(=Jの図を参照(,7で本発明を実施例に゛)
いて詳細に説明する。
第1図は木光明による燃焼室部品が用いられた副室式デ
ィーピル機関の一つの実施例を−での要部について示す
縦断面図である。第1図に於て、1はシリンダヘッドを
、2はシリンダブロックを各ノZ示しており、これらは
ガスケット3を介して互いに締結されている。シリンダ
ブロック2(:Gまシリンダライナ4が取f」りられて
おり、このシリンダラ・イナはビスI・ン5を受入れて
いる。ビス[・ン5はイれの上方にシリンダヘッド1及
びシリンダライナと共動して主燃焼室6を郭定しくいる
シリンダヘッド1には渦流室7が形成され′(い1’L
 ’(’ a3す、−:部渦流室部材8(J、甲球状の
入月部を右し、J、たド部渦流室部材9は渦流室7と主
燃焼5i:(iとをノアいにi1通9る哨1:+ 10
りri b tcいる1゜またシリンダブロック1にG
J、燃料nr4割ノスル゛12、グ11−ゾラグ133
等が取(J 4J I)ii、 (いる1、−1一部及
びF部渦流室部材8及rf<) tt本発明(による燃
焼室部品として窒化珪素1ごラミックス、炭化Ii階l
xラミックスの如き珪素系の非酸化物lZラミ化さ4t
((13す、この表面にプラfプ、[1ジ・°)lいパ
ラジウムの如き貴金属触媒の薄層11がスパッタリング
法等にJ、り形成され(いる。
窒化■1素Uラミックスは8o(Itス1(二加熱され
ること(JJ、り酸化しく−ての表面(5L酸化■l崇
t=ノミツクスに変化し、また炭化珪素レフミックス1
.1Fs OO”c以71−にh11熱さ1することl
JJ、、りでの表面し1酸化■↑素レラミツクス1ご変
化′1イ)、、これl)非酸化物IKラミックスの表面
に形成りへさ酸化珪素の囮の厚さは0.1〜l O1,
を程度′C自く、この厚さは加熱温度、加熱時間により
制御211 rきる。
貴金属触媒の薄層114よその厚さが10071ングス
l−[11−ム以上であれば良りYな触媒効果を奏し7
、厚さが5000Jングス1−[J−ム以1−であ[し
げ剥離を生じ易い。従って、この薄層11の厚さは10
0乃至3000Jングスト[1−ム稈度が好適である。
また薄層の触媒初!釣性能はその組成により以下の序列
がある。
Pd   ≦、 P t   ″ Pt   −50%
 P  (+   <  I)  t−10% RI+
−pt−50%Rh≦Rh 第2図は、本発明にJ5る燃焼室部品と、非酸化物しラ
ミックスの表面に直接に凶金属触媒の薄層が形成された
燃焼室部品ど、金属表面に貴金属触媒の薄層が形成され
た金属製燃焼室部品を各7?デイーげル機関に絹込んで
行った耐久試験後の性能評価を吸気管負圧に対するH 
C1度く触媒効果)で示づグラフである。尚、グラフに
於(、八は本発明による燃焼室部品を、Bは非酸化物1
2ラミツクスの表面に直接に欝金属触媒の薄層が形成さ
1また燃焼室部品を、Cは金属表面に貴金属触媒の肺層
が形成されIこ金属製燃焼室部品のδ々の特rFを示し
くいる1、この耐久試験+::、 lj”: Zは、副
室構成部材とビス1−ンのクランク部とをI ;ilE
の9JIき肖金属触媒博hηを右りる燃焼室部品と(、
・、非酸化物(アラミックスとしC窒II; It f
fiし・−7ミ・ソクスを用い、0金屈触媒どL7’(
1)l−13%(〈11を用い、これは名々同様のスパ
ッタリング法1;: J−り約10 (’) OAング
ス1−「1−ムの薄層どり、た。本発明に、J、る燃焼
′ゲ部品(ま窒化珪素1ビラミツクスを+ 20 (3
’(: lこC旧聞加熱(、・、その表面を酸化2j、
 jJ/、−後、該表面(触媒の薄層を形成しl、:、
1j(試デr−げル機関どしくは22 C’) Occ
(1) t)のを用い、こ贋しt /I(’) 00 
rl+m I−7,50時間l\ンr試験を行い、−で
の後、機関回転数)I Q (’l rlvの)1イド
リング運転に(吸気絞りを1+い、各吸気瞥OLI下に
於IJる′411気ガス中σ川1(:澹(0,%測定(
・lニア F、’i果がこのグラフに示されていイ)。
このグラーノからも明らかくr如く、木光明IJ、1.
る燃焼室部品が用いられ(いるティービル機関が最もl
Ic1度が低く、白金属触媒のR’1層の剥暇1による
触媒の劣化が少いことが解る。非酸化物レラミックスの
表面に直接に負金属触媒の薄層が形成された燃焼室部品
BがIIC満11uに於CA発明による燃焼室部品より
劣っているのは、の金属触媒の薄層の剥離にJ:すMグ
ーが劣化したから(・あり、また金属表面に員合属触媒
の薄層が形成された金属製の燃焼室部品Cが本発明にJ
、る燃焼室部品より1−IC園度が高いのは負金属触媒
の薄層が金属表面に形成されて触媒温度が本発明にJ、
る燃焼室部品に於番プる触媒温度にまでは上背せず、触
媒の触媒作用−が十分に行われくrかったからであると
iff 1lallさねる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による燃焼室部品が組込まれたティービ
ル機関の一つの実施例をでの要部について示ず縦断面図
、第2図は耐久試験結果を吸気弁圧に対するデr−ピル
機関の排気ガス中のlICllR反として示すグラフ′
Cある。 1・・・シリンダヘッド、2・・・シリンダブ[」ツ/
7゜3・・・ガスケット、4・・・シリンダライナ、5
・・・ビス1−ン、6・・・主燃焼室、7・・・渦流室
、8・・・1一部渦流室部材 g・・・下部詞流室部材
、1()・・・唱1’1.11・・・白金属触媒の薄層
、  ’+ 2 用管r r+ urt射ノスル、′1
3・・・グ目−プラグ ’IM   g’l   出  願  人    1・
 1ツノ 自動申株式会ン1代     理     
人    ブf I’l! :I−明石  昌毅10 第1図 12 第 2 図 吸気負圧(mmHg)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 窒化11 Ji L?アラミックス炭化■−1.it?
    −1,itアラミックス素系の非酸化物セラミックスを
    限月とし、前記非酸化物セラミックスの表面が高温加熱
    にJ。 り酸化■↑索(アラミックスに変化され、該表面t、−
    肖金屈触媒の薄層が設置′Iられ【いく)ことを特徴ど
    りる内燃)穴間の燃焼室部品。
JP57155751A 1982-09-07 1982-09-07 内燃機関の燃焼室部品 Pending JPS5946317A (ja)

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