JPH03145516A - 副室断熱エンジンの構造 - Google Patents
副室断熱エンジンの構造Info
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- JPH03145516A JPH03145516A JP1281916A JP28191689A JPH03145516A JP H03145516 A JPH03145516 A JP H03145516A JP 1281916 A JP1281916 A JP 1281916A JP 28191689 A JP28191689 A JP 28191689A JP H03145516 A JPH03145516 A JP H03145516A
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- 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
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- 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)
- 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〕
この発明は、内燃機関における副室断熱エンジンの構造
に関する。
に関する。
従来、内燃機関の副室をセラミック材で構成した副室構
造は、例えば、実開昭６０−６９３２４号公報、実開昭
５５−４４０７０号公報、実開昭５４−４８２０７号公
報、特開昭５９−４６３１７号公報、特開昭４７−２１
５０８号公報に開示されている。
造は、例えば、実開昭６０−６９３２４号公報、実開昭
５５−４４０７０号公報、実開昭５４−４８２０７号公
報、特開昭５９−４６３１７号公報、特開昭４７−２１
５０８号公報に開示されている。
まず、実開昭６０−６９３２４号公報に開示されたエン
ジンの副室構造は、副室形成部材がセラミンク材で形成
され、該副室形成部材の副室内壁面に金属層を形成した
ものである。
ジンの副室構造は、副室形成部材がセラミンク材で形成
され、該副室形成部材の副室内壁面に金属層を形成した
ものである。
実開昭５５−４４０７０号公報に開示されたディーゼル
機関の副室型燃焼室は、燃焼室及び噴出口にその内面に
沿ってそれと同形状のライナを嵌め込むか又は耐火物を
溶射して断熱層を形成したものである。
機関の副室型燃焼室は、燃焼室及び噴出口にその内面に
沿ってそれと同形状のライナを嵌め込むか又は耐火物を
溶射して断熱層を形成したものである。
また、実開昭５４−４８２０７号公報に開示された内燃
機関の燃焼副室構成部材は、所定形状に形成したセラミ
ック材の外周に圧縮応力を持たせる金属リングを嵌着し
たものである。
機関の燃焼副室構成部材は、所定形状に形成したセラミ
ック材の外周に圧縮応力を持たせる金属リングを嵌着し
たものである。
更に、特開昭５９−４６３１７号公報に開示された内燃
機関の燃焼室部品は、窒化珪素セラミックス、炭化珪素
セラミックスの如き珪素系の非酸化物セラミックスを素
材とし、前記非酸化物セラミックスの表面が高温加熱に
より酸化珪素セラミックスに変化され、該表面に貴金属
触媒の薄層が設けられたものである。
機関の燃焼室部品は、窒化珪素セラミックス、炭化珪素
セラミックスの如き珪素系の非酸化物セラミックスを素
材とし、前記非酸化物セラミックスの表面が高温加熱に
より酸化珪素セラミックスに変化され、該表面に貴金属
触媒の薄層が設けられたものである。
また、特開昭４７−２１５０８号公報に開示されたディ
ーゼル機関の燃焼室は、副燃焼室の内壁の一部又は全部
を断熱材で構成し、その外周の一部又は全部を金属製の
たがで補強したものである。
ーゼル機関の燃焼室は、副燃焼室の内壁の一部又は全部
を断熱材で構成し、その外周の一部又は全部を金属製の
たがで補強したものである。
一般に、内燃機関の燃焼室において、副室式は直接噴射
式に比較して冷却水損失が大きく、燃費が悪い。しかし
、副室式は燃料と空気との混合が副燃焼室と主燃焼室と
で２回行われ、混合状態が直接噴射式に比較して良好で
ある。更に、副室式は、直接噴射式に比較して、ＮＯｘ
及びＨＣの発生が少なく、スモーク、パテキュレートの
発生も少ないものである。ところで、スー１− （ＳＯ
ＯＴ）の生成プロセスについては、混合気の燃料濃度が
濃い方が発生し易く、温度が低い方が発生し易い。ＮＯ
ｘの生成プロセスについては、混合気の燃料濃度が薄い
方が発生し易く、温度が高い方が発生し易い。また、Ｈ
Ｃの生成プロセスについては、混合気の燃料濃度が薄い
方が発生し易く、温度が低い方が発生し易い。
式に比較して冷却水損失が大きく、燃費が悪い。しかし
、副室式は燃料と空気との混合が副燃焼室と主燃焼室と
で２回行われ、混合状態が直接噴射式に比較して良好で
ある。更に、副室式は、直接噴射式に比較して、ＮＯｘ
及びＨＣの発生が少なく、スモーク、パテキュレートの
発生も少ないものである。ところで、スー１− （ＳＯ
ＯＴ）の生成プロセスについては、混合気の燃料濃度が
濃い方が発生し易く、温度が低い方が発生し易い。ＮＯ
ｘの生成プロセスについては、混合気の燃料濃度が薄い
方が発生し易く、温度が高い方が発生し易い。また、Ｈ
Ｃの生成プロセスについては、混合気の燃料濃度が薄い
方が発生し易く、温度が低い方が発生し易い。
上記のことより、内燃機関において、副室式は、スート
（ＳＯＯＴ）、ＮＯｘ及びＨＣの発生を低減させること
では直接噴射式に比較して有利であるが、副室式の冷却
水損失を少なくとも直接噴射式の冷却水損失程度にまで
或いはそれ以上に如何にして改善するかが課題となる。
（ＳＯＯＴ）、ＮＯｘ及びＨＣの発生を低減させること
では直接噴射式に比較して有利であるが、副室式の冷却
水損失を少なくとも直接噴射式の冷却水損失程度にまで
或いはそれ以上に如何にして改善するかが課題となる。
即ち、副燃焼室での濃混合気燃焼期間の温度上昇を図り
、スモーク発生量、パテキュレート中間生威物の発生を
抑えるため、特に、ディーゼルエンジンの副室渦流室で
は謹呈の外周から熱が放散しない構造が好ましく、しか
も冷却水損失を小さくして燃費を改善するには副室を如
何に断熱構造に構成するか、また、副室を断熱構造に構
成した場合に副室自体の強度を如何に確保するかの課題
がある。
、スモーク発生量、パテキュレート中間生威物の発生を
抑えるため、特に、ディーゼルエンジンの副室渦流室で
は謹呈の外周から熱が放散しない構造が好ましく、しか
も冷却水損失を小さくして燃費を改善するには副室を如
何に断熱構造に構成するか、また、副室を断熱構造に構
成した場合に副室自体の強度を如何に確保するかの課題
がある。
しかしながら、前掲各公報に開示された内燃機間の副室
構造については、副室自体の断熱性を確保するという点
では十分な効果を得ることができない。また、燃焼ガス
に晒される表面部の熱応力に対して十分な耐熱性と強度
を確保することができず、しかも副室構造の機械強度を
確保する点で十分でなく、課題を有しているものである
。
構造については、副室自体の断熱性を確保するという点
では十分な効果を得ることができない。また、燃焼ガス
に晒される表面部の熱応力に対して十分な耐熱性と強度
を確保することができず、しかも副室構造の機械強度を
確保する点で十分でなく、課題を有しているものである
。
しかるに、上記のようなセラ【ツクスを断熱材又は耐熱
材として使用して副室を構成した構造のものでは、壁面
の強度を確保し、断熱特性を十分に得ることは、極めて
困難であり、十分な強度を得るため、セラミックスの壁
厚を厚くしなければならず、壁厚を厚くしても十分な断
熱効果を得ることができないという問題がある。
材として使用して副室を構成した構造のものでは、壁面
の強度を確保し、断熱特性を十分に得ることは、極めて
困難であり、十分な強度を得るため、セラミックスの壁
厚を厚くしなければならず、壁厚を厚くしても十分な断
熱効果を得ることができないという問題がある。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
副室の燃焼ガスに晒される表面部を耐熱性、熱シヨツク
性に優れたモノリスの窒化珪素（ＳｉｚＮａ）、炭化珪
素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミック材の薄膜即ち薄板
によって形成して高温燃焼ガスに耐えることができる熱
応力に強い構造に構成し、副室の形成壁本体を熱伝導率
の小さいウィスカーの窒化珪素（ＳｉＪ４）、炭化珪素
（ＳｉＣ）等のセラ”−−／フライスカー材から威る副
室内壁体で構成し、しかも前記薄板が受ける機械的応力
及び熱応力を、前記薄板の外周部に位置する前記副室内
壁体で吸収し、モノリスセラミック製薄板の強度を確保
し、セラミック材料の肉厚の減少に伴う強度上の劣化を
防止し、更に、前記薄板と前記副室内壁体の機械的応力
を前記副室内壁体の外周に配置した剛性に富んだモノリ
スの窒化珪素（ＳｉＪａ）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のモ
ノリスセラミック材から威る高剛性壁体から成る副室断
熱エンジンの構造を提供することである。
副室の燃焼ガスに晒される表面部を耐熱性、熱シヨツク
性に優れたモノリスの窒化珪素（ＳｉｚＮａ）、炭化珪
素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミック材の薄膜即ち薄板
によって形成して高温燃焼ガスに耐えることができる熱
応力に強い構造に構成し、副室の形成壁本体を熱伝導率
の小さいウィスカーの窒化珪素（ＳｉＪ４）、炭化珪素
（ＳｉＣ）等のセラ”−−／フライスカー材から威る副
室内壁体で構成し、しかも前記薄板が受ける機械的応力
及び熱応力を、前記薄板の外周部に位置する前記副室内
壁体で吸収し、モノリスセラミック製薄板の強度を確保
し、セラミック材料の肉厚の減少に伴う強度上の劣化を
防止し、更に、前記薄板と前記副室内壁体の機械的応力
を前記副室内壁体の外周に配置した剛性に富んだモノリ
スの窒化珪素（ＳｉＪａ）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のモ
ノリスセラミック材から威る高剛性壁体から成る副室断
熱エンジンの構造を提供することである。
この発明は、上記の目的を達成するために次のように構
成されている。即ち、この発明は、主燃焼室に連絡孔を
通じて連通ずる副室の表面部を構成するモノリスセラミ
ック製の薄板、外周部を構成するモノリスセラミック製
の高剛性壁体、及び前記薄板と前記高剛性壁体との間に
介在したセラミックウィスカー製の副室内壁体から成る
副室断熱エンジンの構造に関する。
成されている。即ち、この発明は、主燃焼室に連絡孔を
通じて連通ずる副室の表面部を構成するモノリスセラミ
ック製の薄板、外周部を構成するモノリスセラミック製
の高剛性壁体、及び前記薄板と前記高剛性壁体との間に
介在したセラミックウィスカー製の副室内壁体から成る
副室断熱エンジンの構造に関する。
また、この副室断熱エンジンの構造において、前記薄板
は前記副室内壁体の内面に対して化学蒸着法によって形
成した薄膜である。
は前記副室内壁体の内面に対して化学蒸着法によって形
成した薄膜である。
この発明による副室断熱エンジンの構造は、以上のよう
に構成されており、次のように作用する。
に構成されており、次のように作用する。
即ち、この副室断熱エンジンの構造は、副室の燃焼ガス
に晒される表面部をモノリスの窒化珪素（ＳｉＪａ）、
炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミ・７り材の薄膜
即ち薄板によって形成したので、耐熱性、熱ンヨソク性
に優れた高温燃焼ガスに耐えることができる。また、前
記副室の表面部をセラ多ツタ体の肉厚を薄くして熱容量
を小さくし、副室内面の熱容量を小さく構成でき、短時
間で温度上昇を可能にすると共に燃料噴霧と空気との混
合を速やかに実行させることができ、前記副室から前記
主燃焼室ヘスワールとして吹き出させることができる。
に晒される表面部をモノリスの窒化珪素（ＳｉＪａ）、
炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミ・７り材の薄膜
即ち薄板によって形成したので、耐熱性、熱ンヨソク性
に優れた高温燃焼ガスに耐えることができる。また、前
記副室の表面部をセラ多ツタ体の肉厚を薄くして熱容量
を小さくし、副室内面の熱容量を小さく構成でき、短時
間で温度上昇を可能にすると共に燃料噴霧と空気との混
合を速やかに実行させることができ、前記副室から前記
主燃焼室ヘスワールとして吹き出させることができる。
また、副室の形成壁本体を熱伝導率の小さいウィスカー
の窒化珪素（ＳｉＪ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラ
ミックウィスカー材から成る副室内壁体で構成したので
、極めて断熱性に冨んだ構造に構成でき、しかも前記薄
板が受ける機械的応力及び熱応力を、前記薄板の外周部
に位置する前記副室内壁体で吸収し、モノリスセラミッ
ク製薄板自体には機械的応力は作用しないので、該薄板
の強度を確保し、セラミック材料の肉厚の減少に伴う強
度上の劣化を防止し、熱応力に強い構造に構成できる。
の窒化珪素（ＳｉＪ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラ
ミックウィスカー材から成る副室内壁体で構成したので
、極めて断熱性に冨んだ構造に構成でき、しかも前記薄
板が受ける機械的応力及び熱応力を、前記薄板の外周部
に位置する前記副室内壁体で吸収し、モノリスセラミッ
ク製薄板自体には機械的応力は作用しないので、該薄板
の強度を確保し、セラミック材料の肉厚の減少に伴う強
度上の劣化を防止し、熱応力に強い構造に構成できる。
また、燃焼時に発生する熱応力等による破損の恐れはな
く、前記高剛性壁体によって副室の断熱効果を高めるこ
とができ、冷却水損失を低減でき燃費を向上できる。
く、前記高剛性壁体によって副室の断熱効果を高めるこ
とができ、冷却水損失を低減でき燃費を向上できる。
更に、剛性に冨んだモノリスの窒化珪素（ＳｉＪ４）、
炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミック材から成る
高剛性壁体を前記副室内壁体の外周に配置したので、該
高剛性壁体が機械的応力を十分に受けることができる。
炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミック材から成る
高剛性壁体を前記副室内壁体の外周に配置したので、該
高剛性壁体が機械的応力を十分に受けることができる。
また、前記薄板及び前記副室内壁体が受ける機械的応力
は前記副室内壁体の変形等による機械的応力として前記
高剛性壁体に作用するが、該機械的応力を前記高ＩＷＩ
Ｊ性壁体が受けることができ、その反作用として前記薄
板及び前記副室内壁体には圧縮力が作用し、前記ｖｇｔ
板及び前記副室内壁体の強度をアップし、極めて強度に
富んだ副室を提供できる。
は前記副室内壁体の変形等による機械的応力として前記
高剛性壁体に作用するが、該機械的応力を前記高ＩＷＩ
Ｊ性壁体が受けることができ、その反作用として前記薄
板及び前記副室内壁体には圧縮力が作用し、前記ｖｇｔ
板及び前記副室内壁体の強度をアップし、極めて強度に
富んだ副室を提供できる。
従って、前記高剛性壁体は前記副室内壁体を補強、シて
強度を確保でき、メカニカルストレス及びサーマルスト
レスにより前記副室内壁体が破壊されることはなく、ま
た、前記薄板が受けるメカニカルストレス及びサーマル
ストレスを前記副室内壁体によって低減でき、前記Ｆｉ
Ｊ板に亀裂、破壊等は発生しない。
強度を確保でき、メカニカルストレス及びサーマルスト
レスにより前記副室内壁体が破壊されることはなく、ま
た、前記薄板が受けるメカニカルストレス及びサーマル
ストレスを前記副室内壁体によって低減でき、前記Ｆｉ
Ｊ板に亀裂、破壊等は発生しない。
以下、図面を参照して、この発明による副室断熱エンジ
ンの構造の実施例を詳述する。
ンの構造の実施例を詳述する。
第１図において、この発明の実施例である副室断熱エン
ジンの構造の概略断面図が示されている。
ジンの構造の概略断面図が示されている。
この副室断熱エンジンの構造は、主として、主燃焼室１
に連絡孔３を通して連通した副室２、該副室の表面部を
構成するモノリスセラミ７り材から成る薄板５、副室２
を断熱するために該薄板５の外面を覆って配置されたセ
ラミックウィスカーから成る副室内壁体４、及び副室内
壁体４の外面に配置し且つシリンダヘッド１０の穴部１
１に配置したモノリスセラミック材から成る高剛性壁体
６から構成されている。
に連絡孔３を通して連通した副室２、該副室の表面部を
構成するモノリスセラミ７り材から成る薄板５、副室２
を断熱するために該薄板５の外面を覆って配置されたセ
ラミックウィスカーから成る副室内壁体４、及び副室内
壁体４の外面に配置し且つシリンダヘッド１０の穴部１
１に配置したモノリスセラミック材から成る高剛性壁体
６から構成されている。
副室内壁体４は、窒化珪素（ＳｉｓＮ−）ウィスカー炭
化珪素（ＳｉＣ）ウィスカー等のセラくツクウィスカー
材によって製作することによって副室２の高度の断熱性
を確保することができる。薄板５については、副室内壁
体４と同等のセラミック材であり、モノリス窒化珪素（
ＳｉＪ４） 、モノリス炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリ
スセラミック材から成る。薄板５は、副室内壁体４の内
面７に対して化学蒸着法、物理蒸着法等の接合によって
薄膜に形成されている。従って、薄板５と副室内壁体４
との接合状態は、同等のセラミック材であるので、極め
て強固に結合させることができる。
化珪素（ＳｉＣ）ウィスカー等のセラくツクウィスカー
材によって製作することによって副室２の高度の断熱性
を確保することができる。薄板５については、副室内壁
体４と同等のセラミック材であり、モノリス窒化珪素（
ＳｉＪ４） 、モノリス炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリ
スセラミック材から成る。薄板５は、副室内壁体４の内
面７に対して化学蒸着法、物理蒸着法等の接合によって
薄膜に形成されている。従って、薄板５と副室内壁体４
との接合状態は、同等のセラミック材であるので、極め
て強固に結合させることができる。
また、副室内壁体４の外周面には、副室内壁体４と同等
のセラミック材であり、モノリス窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４
）、モノリス炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミッ
ク材の高剛性壁体６が配置されている。
のセラミック材であり、モノリス窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４
）、モノリス炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミッ
ク材の高剛性壁体６が配置されている。
この高剛性壁体６は、該高剛性壁体６に形成した穴部９
に副室内壁体４を圧入等で嵌合し、次いで燃焼室ｌ側の
高剛性壁体６と副室内壁体４との境界部を同質のセラミ
ック材で化学蒸着法、物理蒸着法等で接合することによ
って強固な接合部８を提供でき、副室内壁体４の外周面
に配置することができる。更に、燃焼室側に露出した副
室内壁体４の表面に薄板１７を配置し、副室内壁体４を
封入状態の構造に構成する。この薄板Ｉ７は、セラミッ
ク材で化学蒸着法、物理蒸着法等で副室内壁体４に薄膜
としてコーティングすることができる。
に副室内壁体４を圧入等で嵌合し、次いで燃焼室ｌ側の
高剛性壁体６と副室内壁体４との境界部を同質のセラミ
ック材で化学蒸着法、物理蒸着法等で接合することによ
って強固な接合部８を提供でき、副室内壁体４の外周面
に配置することができる。更に、燃焼室側に露出した副
室内壁体４の表面に薄板１７を配置し、副室内壁体４を
封入状態の構造に構成する。この薄板Ｉ７は、セラミッ
ク材で化学蒸着法、物理蒸着法等で副室内壁体４に薄膜
としてコーティングすることができる。
また、副室内壁体４の外周面と高剛性壁体６の穴部９と
の間に隙間が存在してもよく、高剛性壁体６と副室内壁
体４との燃焼ガスに晒される境界は接合部８で密閉され
ているので、該隙間は密封され、該隙間は断熱空気層と
して機能する。
の間に隙間が存在してもよく、高剛性壁体６と副室内壁
体４との燃焼ガスに晒される境界は接合部８で密閉され
ているので、該隙間は密封され、該隙間は断熱空気層と
して機能する。
更に、高剛性壁体６は、冷却ジャケットを備えた或いは
ジャケットレスのシリンダヘッド１０に形成された穴部
１１に組み込まれている。シリンダヘッド１０はへラド
ガスケットを介在してシリンダボディ１２に固定されて
いる。シリンダボディ１２のシリンダ１４には、シリン
ダライナ１３が嵌合し、該シリンダライナ１３内にはピ
ストンリング１．６を嵌着したピストン１５が往復運動
する。
ジャケットレスのシリンダヘッド１０に形成された穴部
１１に組み込まれている。シリンダヘッド１０はへラド
ガスケットを介在してシリンダボディ１２に固定されて
いる。シリンダボディ１２のシリンダ１４には、シリン
ダライナ１３が嵌合し、該シリンダライナ１３内にはピ
ストンリング１．６を嵌着したピストン１５が往復運動
する。
図示していないが、副室２には、燃料噴射ノズルが設け
られ、該燃料噴射ノズルからの燃料が噴射されるもので
あり、副室内壁体４及び内壁面の薄板５には燃料噴射ノ
ズルの取付孔が形成されている。
られ、該燃料噴射ノズルからの燃料が噴射されるもので
あり、副室内壁体４及び内壁面の薄板５には燃料噴射ノ
ズルの取付孔が形成されている。
ところで、副室２の内壁面には、燃料噴霧と火炎の交互
作用によって大きな熱ショックが作用するが、上記セラ
ミックスから戒る薄板５を副室２の内壁面に配置するこ
とによって、副室２に熱シヨツク性の強度が高い内壁面
を得ることができる。
作用によって大きな熱ショックが作用するが、上記セラ
ミックスから戒る薄板５を副室２の内壁面に配置するこ
とによって、副室２に熱シヨツク性の強度が高い内壁面
を得ることができる。
従って、副室２を構成する副室内壁体４を、強度は余り
強くないが、断熱性に富んだセラごツクウィスカー等の
断熱材で構成しても、強度に十分に耐えることができ、
併せて断熱性に冨んだ副室２を提供できる。
強くないが、断熱性に富んだセラごツクウィスカー等の
断熱材で構成しても、強度に十分に耐えることができ、
併せて断熱性に冨んだ副室２を提供できる。
この発明による副室断熱エンジンの、構造は、以上のよ
うに構成されているので、次のような効果を有する。即
ち、この副室断熱エンジンの構造は、主燃焼室に連絡孔
を通じて連通ずる副室の表面部を構成するモノリスセラ
ミック製の薄板、外周部を構成するモノリスセラミック
製の高剛性壁体、及び前記薄板と前記高剛性壁体との間
に介在したセラ１７クウイスカー製の副室内壁体から構
成したので、セラミックウィスカー材から威る前記副室
内壁体に対して同質のモノリスセラミック材から成る前
記薄板の接合を強固にすることができ、また、燃焼ガス
に晒されるモノリスセラミック材の前記高剛性壁体と前
記副室内壁体との境界部を同様に同質のセラミック材で
化学蒸着法（ＣＶＤ）等で薄膜を形成して前記副室内壁
体を完全に密閉状態に封入して接合できるので、前記副
室内壁体によって極めて高度の断熱性を確保することが
できる。しかも、前記薄板と前記副室内壁体との接合、
前記副室内壁体と前記高剛性壁体との端部の接合は、同
質のセラξ７り材で構成され、極めて強固に接合されて
いるので、各接合部におけるメカニカルストレスに対す
る強度上の問題は全く発生しない、また、前記副室内壁
体が前記高Ｆｉｌ性壁体の穴部に嵌合され、前記高剛性
壁体と前記副室内壁体の外面との間に隙間が存在しても
、該隙間は完全に密封状態であるので、該隙間は断熱空
気層として機能する。即ち、前記副室は壁面を通じての
熱伝導通路が前記副室内壁体で遮断され、熱の外部への
放熱がなく、前記副室の断熱効果を高め、前記副室とし
て理想的な構造を得ることができ、更に冷却水損失を低
減でき、燃費を向上できる。
うに構成されているので、次のような効果を有する。即
ち、この副室断熱エンジンの構造は、主燃焼室に連絡孔
を通じて連通ずる副室の表面部を構成するモノリスセラ
ミック製の薄板、外周部を構成するモノリスセラミック
製の高剛性壁体、及び前記薄板と前記高剛性壁体との間
に介在したセラ１７クウイスカー製の副室内壁体から構
成したので、セラミックウィスカー材から威る前記副室
内壁体に対して同質のモノリスセラミック材から成る前
記薄板の接合を強固にすることができ、また、燃焼ガス
に晒されるモノリスセラミック材の前記高剛性壁体と前
記副室内壁体との境界部を同様に同質のセラミック材で
化学蒸着法（ＣＶＤ）等で薄膜を形成して前記副室内壁
体を完全に密閉状態に封入して接合できるので、前記副
室内壁体によって極めて高度の断熱性を確保することが
できる。しかも、前記薄板と前記副室内壁体との接合、
前記副室内壁体と前記高剛性壁体との端部の接合は、同
質のセラξ７り材で構成され、極めて強固に接合されて
いるので、各接合部におけるメカニカルストレスに対す
る強度上の問題は全く発生しない、また、前記副室内壁
体が前記高Ｆｉｌ性壁体の穴部に嵌合され、前記高剛性
壁体と前記副室内壁体の外面との間に隙間が存在しても
、該隙間は完全に密封状態であるので、該隙間は断熱空
気層として機能する。即ち、前記副室は壁面を通じての
熱伝導通路が前記副室内壁体で遮断され、熱の外部への
放熱がなく、前記副室の断熱効果を高め、前記副室とし
て理想的な構造を得ることができ、更に冷却水損失を低
減でき、燃費を向上できる。
また、副室の燃焼ガスに晒される表面部をモノリスの窒
化珪素（ＳｉＪａ）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリス
セラミック材の薄膜即ち薄板によって形成したので、耐
熱性、熱シヨツク性に優れた高温燃焼ガスに耐えること
ができる。また、前記副室の表面部をセラミック体の肉
厚を薄＜シて熱容量を小さくし、副室内面の熱容量を小
さく構成でき、短時間で温度上昇を可能にすると共に燃
料噴霧ト空気との混合を速やかに実行させることができ
、前記副室から前記主燃焼室ヘスワールとして吹き出さ
せることができる。即ち、前記副室内は短時間ニ温度上
昇させると共に燃料噴霧と空気との混合を速やかに実行
させ得るので、燃料と空気との燃料当量比と燃焼温度と
で決定されるスモーク発生温度ゾーンでの燃焼を直ちに
クリアし、火炎が前記副室から前記主燃焼室ヘスワール
として吹き出される。次いで、火炎が前記副室から前記
主燃焼室に吹き出されることによって、急激に燃料当量
比が低下され且つ燃焼温度は低下するので、ＮＯ８発生
温度ゾーンでの燃焼を避けることができる。従って、前
記副室及び前記主燃焼室において、スモーク、ＨＣ及び
ＮＯｘの発生を避ける燃焼を行わせることができる。
化珪素（ＳｉＪａ）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリス
セラミック材の薄膜即ち薄板によって形成したので、耐
熱性、熱シヨツク性に優れた高温燃焼ガスに耐えること
ができる。また、前記副室の表面部をセラミック体の肉
厚を薄＜シて熱容量を小さくし、副室内面の熱容量を小
さく構成でき、短時間で温度上昇を可能にすると共に燃
料噴霧ト空気との混合を速やかに実行させることができ
、前記副室から前記主燃焼室ヘスワールとして吹き出さ
せることができる。即ち、前記副室内は短時間ニ温度上
昇させると共に燃料噴霧と空気との混合を速やかに実行
させ得るので、燃料と空気との燃料当量比と燃焼温度と
で決定されるスモーク発生温度ゾーンでの燃焼を直ちに
クリアし、火炎が前記副室から前記主燃焼室ヘスワール
として吹き出される。次いで、火炎が前記副室から前記
主燃焼室に吹き出されることによって、急激に燃料当量
比が低下され且つ燃焼温度は低下するので、ＮＯ８発生
温度ゾーンでの燃焼を避けることができる。従って、前
記副室及び前記主燃焼室において、スモーク、ＨＣ及び
ＮＯｘの発生を避ける燃焼を行わせることができる。
また、副室の形成壁本体を熱伝導率の小さいウィスカー
の窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセ
ラごツクウィスカー材から成る副室内壁体で構成したの
で、極めて断熱性に冨んだ構造に構成でき、しかも前記
薄板が受ける機械的応力及び熱応力を、前記薄板の外周
部に位置する前記副室内壁体で吸収し、モノリスセラミ
ック製薄板の強度を確保し、セラミック材料の肉厚の減
少に伴う強度上の劣化を防止し、熱応力に強い構造に構
成できる。また、燃焼時に発生する熱応力等による破損
の恐れはなく、前記副室内壁体によって副室の断熱効果
を高めることができ、冷却水損失を低減でき燃費を向上
できる。
の窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセ
ラごツクウィスカー材から成る副室内壁体で構成したの
で、極めて断熱性に冨んだ構造に構成でき、しかも前記
薄板が受ける機械的応力及び熱応力を、前記薄板の外周
部に位置する前記副室内壁体で吸収し、モノリスセラミ
ック製薄板の強度を確保し、セラミック材料の肉厚の減
少に伴う強度上の劣化を防止し、熱応力に強い構造に構
成できる。また、燃焼時に発生する熱応力等による破損
の恐れはなく、前記副室内壁体によって副室の断熱効果
を高めることができ、冷却水損失を低減でき燃費を向上
できる。
更に、剛性に冨んだモノリスの窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）
、炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミック材から収
る高剛性壁体を前記副室内壁体の外周に配置したので、
前記薄板及び前記副室内壁体が受ける機械的応力を前記
高□り性壁体で受けることができ、極めて強度に冨んだ
副室を提供することができる。
、炭化珪素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミック材から収
る高剛性壁体を前記副室内壁体の外周に配置したので、
前記薄板及び前記副室内壁体が受ける機械的応力を前記
高□り性壁体で受けることができ、極めて強度に冨んだ
副室を提供することができる。
前記副室内壁体を補強して強度を確保でき、メカニカル
ストレス及びサーマルストレスにより前記副燃焼室壁体
が破壊されるようなことはない。前記薄板が受けるメカ
ニカルストレス及びサーマルストレスを低減でき、前記
薄板に亀裂、破壊等は発生しない。
ストレス及びサーマルストレスにより前記副燃焼室壁体
が破壊されるようなことはない。前記薄板が受けるメカ
ニカルストレス及びサーマルストレスを低減でき、前記
薄板に亀裂、破壊等は発生しない。
第１図はこの発明による副室断熱エンジンの構造の一実
施例を示す断面図である。 、１−−一−−−−主燃焼室、２−−−−−−副室、３
−−−−−一連絡孔、４−−−一副室内壁体、５ 、
１７−−−−薄板、６−−−−高トリ性壁体、８−−−
−−接合部、１０−−−−シリンダへ・ノド。
施例を示す断面図である。 、１−−一−−−−主燃焼室、２−−−−−−副室、３
−−−−−一連絡孔、４−−−一副室内壁体、５ 、
１７−−−−薄板、６−−−−高トリ性壁体、８−−−
−−接合部、１０−−−−シリンダへ・ノド。
Claims (2)
- （１）主燃焼室に連絡孔を通じて連通する副室の表面部
を構成するモノリスセラミック製の薄板、外周部を構成
するモノリスセラミック製の高剛性壁体、及び前記薄板
と前記高剛性壁体との間に介在したセラミックウィスカ
ー製の副室内壁体から成る副室断熱エンジンの構造。 - （２）前記薄板は前記副室内壁体の内面に対して化学蒸
着法、物理蒸着法等の接合によって形成した薄膜である
請求項１に記載の副室断熱エンジンの構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281916A JPH0650055B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 副室断熱エンジンの構造 |
| US07/593,449 US5040504A (en) | 1989-10-31 | 1990-10-04 | Heat-insulating engine swirl chamber |
| DE69007031T DE69007031T2 (de) | 1989-10-31 | 1990-10-17 | Wärmeisolierte Brennkraftmaschine mit Wirbelkammer. |
| EP90311352A EP0430419B1 (en) | 1989-10-31 | 1990-10-17 | Heat-insulating engine with swirl chamber |
| DE199090311352T DE430419T1 (de) | 1989-10-31 | 1990-10-17 | Waermeisolierte brennkraftmaschine mit wirbelkammer. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281916A JPH0650055B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 副室断熱エンジンの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145516A true JPH03145516A (ja) | 1991-06-20 |
| JPH0650055B2 JPH0650055B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=17645744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281916A Expired - Lifetime JPH0650055B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 副室断熱エンジンの構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5040504A (ja) |
| EP (1) | EP0430419B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0650055B2 (ja) |
| DE (2) | DE69007031T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019044763A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー | 副室装置 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5309874A (en) * | 1993-01-08 | 1994-05-10 | Ford Motor Company | Powertrain component with adherent amorphous or nanocrystalline ceramic coating system |
| US5520148A (en) * | 1995-03-13 | 1996-05-28 | Isuzu Motors Limited | Heat insulating structure for swirl chambers |
| US5678517A (en) * | 1996-08-09 | 1997-10-21 | Thermo Power Corporation | Internal combustion reciprocating engine and method for burning a mixture of fuel and air therein |
| TW374826B (en) * | 1997-05-23 | 1999-11-21 | Honda Motor Co Ltd | Fuel injection internal combustion engine with sub-combustion chamber |
| FR2846044B1 (fr) * | 2002-10-18 | 2006-07-14 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif d'allumage a prechambre revetue d'un revetement refractaire, pour un moteur a combustion interne, et allumeur a prechambre |
| US7767267B2 (en) * | 2003-06-04 | 2010-08-03 | Wide Open Coatings, Inc. | Method of producing a coated valve retainer |
| US20060014624A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | Biljana Mikijelj | High dielectric strength monolithic Si3N4 |
| US9038594B2 (en) * | 2011-07-28 | 2015-05-26 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with pilot subchamber |
| AT523742B1 (de) * | 2020-04-16 | 2022-03-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5448207A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-16 | Licentia Gmbh | Device of stopping driving in magnetic tape cassette device |
| DE2804562A1 (de) * | 1978-02-03 | 1979-08-09 | Volkswagenwerk Ag | Mehrzylindrige brennkraftmaschine |
| JPS587481B2 (ja) * | 1978-09-26 | 1983-02-10 | 三菱自動車工業株式会社 | 複輪ホイ−ル取付構造 |
| DE3133209C2 (de) * | 1981-08-21 | 1985-04-25 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Hohler Verbundkörper, insbesondere Umdrehungskörper und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JPS5946317A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃焼室部品 |
| JPS6069324A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-20 | Nippon Seiko Kk | すべり軸受 |
| JPH0738656Y2 (ja) * | 1987-06-02 | 1995-09-06 | マツダ株式会社 | セラミック副室付シリンダ−ヘッド |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1281916A patent/JPH0650055B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-04 US US07/593,449 patent/US5040504A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-17 DE DE69007031T patent/DE69007031T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-17 DE DE199090311352T patent/DE430419T1/de active Pending
- 1990-10-17 EP EP90311352A patent/EP0430419B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019044763A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー | 副室装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69007031D1 (de) | 1994-04-07 |
| JPH0650055B2 (ja) | 1994-06-29 |
| EP0430419A1 (en) | 1991-06-05 |
| DE430419T1 (de) | 1991-11-28 |
| US5040504A (en) | 1991-08-20 |
| EP0430419B1 (en) | 1994-03-02 |
| DE69007031T2 (de) | 1994-07-07 |
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