JPH0357817A - 副室の断熱構造 - Google Patents

副室の断熱構造

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JPH0357817A
JPH0357817A JP1192589A JP19258989A JPH0357817A JP H0357817 A JPH0357817 A JP H0357817A JP 1192589 A JP1192589 A JP 1192589A JP 19258989 A JP19258989 A JP 19258989A JP H0357817 A JPH0357817 A JP H0357817A
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sub
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cylinder head
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JP1192589A
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Hiroshi Matsuoka
寛 松岡
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Isuzu Motors Ltd
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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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F2001/008Stress problems, especially related to thermal stress
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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〕 この発明は、副室の断熱構造に関する。
〔従来の技術〕
従来、エンジンの副室の製造法については、例えば、特
開昭61−83451号公報に開示されたものがある.
該公報に開示されたエンジンの副室の製造法は、セラミ
ソク製の内筒に、圧粉戒形ないしは予備焼結した鉄系焼
結材製の外筒を嵌合した後、本焼結することによって両
者を接合一体化してエンジンの副室を製造するにあたっ
て、せセラミック粒子を銅系接合材で一体化して、前記
内外筒間の所定位置に形成すべき断熱室の形状と略同等
な形状に戒形したインサート部材を準備し、該インサー
ト部材を前記内外筒間の所定位置に介装した後、本焼結
工程を供するものである。
また、エンジンの予燃焼室インサートについては、例え
ば、実開昭60−173624号公報に開示されている
。該予燃焼室インサートは、エンジンの予燃焼室内壁を
構成するセラミソク製中空体を鋳ぐるみ金属中に鋳ぐる
んで構成し、シリンダヘッドにお予め形成された穴に組
み込まれて内燃機関の予燃焼室を構成したものであり、
前記セラミック製中空体は、少なくとも鋳くるみ金属と
接する外周面が該セラミック製中空体の開口端に向かっ
て先すぼみとなるように形成されたものである. 〔発明が解決しようとする課題〕 一般に、内燃機関の燃焼室において、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.また、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
くなる。そこで、冷却水損失を少なくするため、副室を
断熱構造に構戊する試みが行われている。しかしながら
、副室の外面を同程度に断熱する構造に構成した場合に
は、熱応力の差に起因する副室の耐久性の問題が発生す
る。また、副室ブロックを構或するセラミック材料が、
窒化珪素(StsNa) %炭化珪素(SiC)等であ
る場合に、一般に、窒化珪素(SisNt) 、炭化珪
素(StC)等のセラミック材料は、高温度に耐える耐
熱性であり且つ高強度な材料であるが、熱伝導率が高く
断熱度は低い材料であり、また、ヤング率が高いため、
耐変形性に冨んでいるため温度分布に不均一が発生する
と、高い熱応力が作用することになる。更に、副室を構
成する内壁面の温度分布は、主燃焼室と副室を連通ずる
噴孔部が高温度になり、しかも噴孔部周囲における温度
分布についても主燃焼室の中央側の噴孔部が特に高くな
る。従って、副室の内壁部を構戊する副室ブロックをセ
ラくノク材料で製作した場合に、該副室ブロックの噴孔
部についての思度分布が相当に異なり、熱応力がかかる
ことに戒り、セラミノク材料の強度に悪影響を及ぼし、
耐久性に問題が生しる.そこで、副室ブロソクの耐久性
を向上させるために副室自体を如何に構成するかの課題
がある. 前掲特開昭61−83451号公報に開示されたエンジ
ンの副室の製造法は、外周金属材料が焼結材によって構
威されている。従って、該焼結金属は断熱層を封入する
機能を有するのみであり、圧縮力をコントロールしたり
、或いは断熱度をコントロールすることはできず、セラ
ξツク材の円筒の耐久性を向上させるという技術的思想
を有するものではない. また、前掲実開昭60−173623号公報に開示され
たエンジンの予燃焼室インサートは、副室を構或するセ
ラミンク製中空室と主燃焼室と副室とを連通ずる噴孔を
構或する部分とが別体に構或されているものであり、前
記中空室及び前記噴孔部位に対する温度分布をコントロ
ールし、また全体的な圧縮力のコントロールを目的とし
たものではない. 更に、従来のように、シリンダヘッド等の大物に、副室
を構或するブロノクを直接鋳込む場合には、鋳込時の寸
法のずれが過大となり、製品として使用できないものと
なる。鋳込寸法のずれは、例えば、500+nm程度の
大きさの場合に、±1.5mm程となるが、副室の位置
寸法の精度は±0.2mm程度は必要なものである。
また、セラξフク材料に対して金属材料の焼嵌め等によ
って、セラミソク材料に圧ilM残留応力を付与するこ
とは、圧縮力の付加方向が一方向であるため、セラミッ
ク材料に有効な圧縮残留応力を付与することができない
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内壁部を耐熱性、熱ショック
性に優れた窒化珪素、チタン酸アルミニウム等のセラご
ソク材料で形成して高温燃焼ガスに耐える構造に構威し
、特に、副室ブロソクの外面に金属材料を鋳込むことに
よって耐高温且つ高強度のセラ逅ンク材料から戒る副室
ブロックに金属材料から戒る外側ブロックで付与される
圧縮力をコントロールし、該副室ブロックに圧縮残留応
力を与えて強度を確保すると共に、断熱構造の副室の噴
孔部は熱応力及び機械的応力に対して強度上過酷な部位
であり且つ温度が高温度になることを考慮して該噴孔形
成部位の強度及び温度コントロールができる構造に構或
し、更に、前記外側ブロソクとシリンダヘッドとの接触
部位及び接触面積を最適条件に設定して副室ブロソクの
温度分布を均一的にコントロールし、副室の噴孔部等の
高温領域となる部位の熱放散を盛んにして熱蓄積を緩和
するように構成し、副室ブロックの噴孔部全周部位は勿
論のこと副室ブロ,ク全体に渡って温度分布が均一にな
るように構或し、副室ブロックへの熱応力の発生を防止
して副室ブロソク自体の強度を向上させた耐久性に冨ん
だ副室の断熱構造を提供することである。
(課題を解決するための手段〕 この発明は、上記の目的を達或するために次のように構
戊されている。即ち、この発明は、副室及び該副室と主
燃焼室と連通ずる噴孔を形成し且つ噴孔形戊部位の厚さ
を他の部位より厚く形成したセラミック製の副室ブロン
ク、該副室ブロックの外面に対して鋳込みによって配置
し且つヘッド下面部を構成する部位にフランジ部を備え
た金属製の外側ブロック、該外側ブロックをシリンダへ
ノドに形成した穴部に空気層を形成して嵌合し且つ前記
フランジ部を前記穴部の入口部に嵌入固定したことから
成る副室の断熱構造に関する.また、この副室の断熱構
造において、前記外側ブロソクの外面と前記シリンダヘ
ンドに形戊した前記穴部の内面との接触面積及び接触位
置を、前記副室ブロンクの温度分布が均一になるように
設定したものである. 〔作用〕 この発明による副室の断熱構造は、以上のようにI1威
されており、次のように作用する。即ち、この副室の断
熱構造は、副室と主燃焼室と連通ずる噴孔を形成する噴
孔形成部位の厚さを他の部位より厚く形成したセラξツ
ク製の副室ブロノク、該副室ブロックの外面に対して鋳
込みによって配置し且つヘッド下面部を構成する部位に
フランジ部を備えた金属製の外側ブロック、該外側ブロ
ックをシリンダヘッドに形成した穴部に空気層を形成し
、前記フランジ部を前記穴部の人口部に圧入固定したの
で、耐高温且つ高強度のセラミソク材料から収る副室ブ
ロックに外側ブロソクの鋳込金属によって圧縮力が付与
され、前記副室ブロックの強度を確保して前記副室ブロ
ックの亀裂、破壊等の損傷の発生を防止し副室の耐久性
を向上させる,また、前記外側ブロックとシリンダヘッ
ドとの接触面積或いは接触部位を最適条件に設定して前
記副室ブロノクから放敗する熱量をコントロールして、
前記副室ブロックの温度分布を均一にして熱応力の発生
を低減する. 〔実施例〕 以下、図面を参照して、この発明による副室の断熱構造
の実施例を詳述する. 第1図はこの発明による副室の断熱構造の一実施例を示
す断面図である.この副室の断熱構造は、主として、副
室2を形成し且つ該副室2と主燃焼室1とを連通ずる噴
孔3を形成した副室ブロソク4、該副室ブロック4の外
側に鋳込みによって配置された外側ブロソク6、及び該
外側ブロック6の外側に空気N7を形成して位置するシ
リンダへフド10から構或されている.副室2を形成す
る副室ブロック4は、窒化珪素(SiJ4) 、炭化珪
素(SiC) 、チタン酸アルミニウム等のセラミック
材料によって形成されている。このgjj室ブロック4
については、噴孔3を形成した回りの部分即ち噴孔3の
形底部位17の厚さが他の部位の厚さより厚く形成され
、高温度に耐えるように耐熱性及び強度を増大している
。また、副室ブロック4の外面15に対して鋳込みによ
って配置された外側ブロック6は、アルミニウム(AI
) 、鋳鉄(Fc)、ニレジスト(Ni−Resist
)等の金属材料から形成されている.この外側ブロック
6については、ヘッド下面部を構成する部位にフランジ
部5を設けている.また、シリンダヘフド10には、エ
ンジンの気筒数に対応した数の穴13が形成されている
外側ブロック6は、シリンダヘッド10に形成した穴1
3に空気層7を形成した状態で嵌合して組み込まれ、し
かも、外側ブロック6のフランジ部5が穴l3の入口部
18に圧人等によって固定されている.また、副室2に
は、副室2に燃料を噴霧する燃料噴射ノズル8及び噴霧
された燃料を着火させるグローブラグ9が配置されてい
る。更に、シリンダヘッド10はヘンドガスケソト14
を介在してシリンダブロックl1に固定されている。
シリンダブロック11に形成した複数のシリンダにはシ
リンダライナ29が各々嵌合し、該各シリンダライナ2
9には、ピストンリング33を嵌着したピストン12が
各々往復運動するように構威されている。なお、図示し
ていないが、シリンダヘッド10には、各シリンダに対
応して吸排気ポートが形成されており、シリンダヘソド
10の下面部にはバルブシ一トが形成され、該バルブシ
一トには吸排気ボートを開閉するため吸排気バルブが配
置されている。また、場合によっては、吸気ボートはシ
リンダライナ15の下部に形成した構造に構或すること
もできる。
この副室の断熱構造において、副室ブロック4の噴孔3
が形成された噴孔形成部位l7は、他の部位より高温度
になり、熱的にも強度的にも厳しい領域である。また、
副室ブロソク4の噴孔3が形成された噴孔形成部位l7
でも、主燃焼室1の中央側に位置する部位Aの方が主燃
焼室1から離れる側に位置する部位Bより過酷な熱影響
を受ける所であり且つ部分的に過大な圧縮力が作用する
ところである。そこで、この発明の目的は、副室ブロソ
ク4の噴孔3が形成された部位A.Bでの熱の1積が起
こらないように構成し、副室ブロソク4に温度差によっ
て発生する熱応力を低減するように構威し、更に、これ
らの部位A.Bの強度を確保するように構或することで
ある。そこで、この副室の断熱構造は、副室2を構或す
る副室ブロソク4の外側に金属の鋳込みによって鋳込金
属即ち外側ブロック6を配置し且つ該外側ブロック6の
厚さを最適条件に設定即ちコントロールすることによっ
てQl室ブロソク4に発生する圧縮残留応力のコントロ
ールを行うと共に、外側ブロソク6のフランジ部5とシ
リンダヘッド10の穴13の人口部18との接触面積及
び接触領域を最適条件に設定即ちコントロールすること
によって副室ブロック4の断熱度のコントロールを行う
ものである。
従って、この副室の断熱構造において、外側ブロノク6
に副室ブロソク4の噴孔形成部位17を接触させること
によって熱の蓄積を低滅し、断熱度を他の部位より低下
させる。それによって、副室ブロック4に発生する熱エ
ネルギーを噴孔形成部位17からシリンダヘッド10・
へ熱放敗させ、副室ブロノク4の該噴孔形成部位17の
温度を過度に上昇させないように構威し、副室ブロック
4の噴孔形成部位17と他の部位との温度差を小さくで
き、それによって副室ブロ7ク4に発生する熱応力を低
減することができ、副室ブロック全体として均一な温度
分布にコントロールすることができる。また、副室ブロ
ック4の外側の外側ブロック6のフランジ部5とシリン
ダヘソド10の嵌合穴即ち入口部18との接触面積及び
接触領域を最適条件に設定することによって、シリンダ
ヘッド10に熱放散される熱エネルギーをコントロール
でき、セラごンク材料から成る副室ブロック4の温度分
布を最適状態にコントロールすることができる。
この発明による副室の断熱構造は、例えば、次のように
して製作することができる。
この副室の断熱構造における副室ブロソク4は、窒化珪
素(Si3N4) 、炭化珪素(SiC) 、チタン酸
アルミニウム等のサーマルショソクに強いセラミソク材
料で製作するものである。まず、副室ブロソク4の製作
については、副室ブロック4の形状に一体構造で或形し
、次いでそれを焼結して製作することができる.或いは
、第2図に示すように、副室ブロック4を上副室ブロッ
ク4Uと下副室ブロック4Lに二分割して成形し焼結し
て製作し、次いで、化学芸着(CVD)等によって両者
を接合部19で接合して完成する。
又は、第3図はこの副室の断熱構造に組み込む副室ブロ
ソクの別の例を示す断面図であり、第3図(A)は第3
図の線m−mにおける面を示す説明図であるが、これら
の図面に示すように、副室ブロック4を左副室ブロック
4Hと右副室ブロソク4Rに二分割して戒形し焼結して
製作し、次いで、化学草着(CVD)等によって両者を
接合部20で接合して完成する。副室ブロノク4は、上
記のようにして製作できるが、副室ブロノク4の噴孔形
成部位17の外周面4Eの形状について、ストレート状
に形成してもよいが、図示のように、テーバ状に形成し
て多少小径に構或することが好ましい。副室ブロソク4
の噴孔形成部位17の外周面4Eの形状をテーパ状に形
成した場合には、外側ブロック6が副室ブロック4に接
触する接触面積が大きくなり、副室ブロソク4に発生す
る圧縮残留応力が有効に付与されることになる.次に、
上記製造工程によって製作した副室ブロック4の必要な
箇所に対して機械加工を施して副室ブロソク4の最終形
状に仕上げる。次いで、この副室ブロソク4の外面15
に外側ブロック6を鋳込みによって配置する。この場合
に、第4図に示すように、副室ブロック4における副室
2、噴孔3、燃料噴射ノズル8の挿入孔21及びグロー
ブラグ9の挿入孔22を構成する部分に、鋳砂23を充
填する.鋳砂23を充填した副室ブロック4を、砂型等
の鋳型24.25内に配置して外側ブロック6の形状の
空洞部27を形成する.この時、副室ブロック4の内部
に充填した鋳砂23から発生するガス等を外部に逃がす
ためガス抜きパイプ28を配置してお<.AI,Fc等
の溶融金属の湯を、湯口部26より矢印で示すように、
空洞部27へ注入し、空洞部27に充填する。外側ブロ
ソク6を構或する溶融金属が冷却して固化した後、外側
ブロック6が鋳込まれた副室ブロノク4を鋳型24.2
5から取り出し、外側ブロノク6に対して外側ブロック
6の最終形状に機械加工を施し、断熱副室横造として完
戒する。最後に、ノリンダヘソド10に形成された穴1
3に外側ブロック6を嵌合し、且つ外側ブロック6のフ
ランジ部5をシリンダへノド10の穴13の人口部18
に圧大して外側ブロック6をシリンダヘッドlOに固定
する. 第5図において、この発明による副室の断熱構造の別の
実施例が示されている。この副室の断素構造は、第1図
に示した副室の断熱構造と比較して、外側ブロックとシ
リンダヘッドとの取付け構造及びその点の機能が相違す
る以外は、全く同一の構成及び機能を有しているので、
同一の部品には同一の符号を付して重複する説明を省略
する。
外側ブロンク6の外面に当接する突出部30がシリンダ
ヘッドlOの穴13に形成されている。
これらの突出部30は、シリンダへッド10又は外側ブ
ロック6のいずれの側に形成されてもよいものである。
外側ブロック6とシリンダヘッドIOとが突出部30に
よって接触することによって、外側ブロック6からシリ
ンダヘッド10へ流れる熱流をコントロールすることが
できる.しかも、突出部30の設置位置、サイズ、数、
当接面積等によって、外側ブロック6とシリンダヘフド
10との接触面積、接触部位がコントロールされるので
、外側ブロック6からシリンダヘッド10に熱放散され
る熱エネルギーは、これらの突出部30の選定された条
件によって最適状態にコントロールされることになる。
この発明による副室の断熱構造は、上記のようにf!威
されており、次のような機能を有する。
副室ブロック4を構威する窒化珪素(SiJa)、炭化
珪素(SiC) 、チタン酸アルξニウム等のセラミソ
ク材料は、耐熱性に冨んでいるが、引張力に対しては弱
い性質を有している。また、セラミノク材料は、圧縮強
度は引張強度に比較して一般に10倍程度の強度を有し
ており、圧縮強度に対しては極めて耐久性に冨んでいる
ものである。更に、セラξフク材料の熱膨張率は金属材
料の熱膨張率に比較して小さいものである. そこで、上記のように、該セラミソク材料を金属に鋳込
むことによって、溶融金属の冷却によって収縮する程度
がセラミック材料より大きく、金属の収縮による寸法変
化を利用して、セラミソク材料から戊る副室ブロソク4
に予め圧縮力を付与して副室ブロンク4の強度を確保す
る。熱膨張率は、例えば、セラミソク材料の窒化珪素(
SizNa)は、3.2X10−’であり、また、チタ
ン酸アルミニウムは、約IXIO−’である。これに対
して、金属材料の鋳鉄はIIXIO−’であり、また、
アルミニウムは22X10−’である。従って、Fc、
AI等の金属材料が溶融状態から固化して常温になると
、セラξツク材料との間に、約1/10ほどの熱収縮差
が生しる。この熱収縮差の分だけが、金属材料に圧縮力
として発生し、該金属材料によるセラミノク材料に圧縮
残留応力が付与されることになる。即ち、セラミ・7ク
材料の副室ブロ,ク4に対して金属材料の外側ブロソク
6を構或する溶融金属を鋳込むと、該溶融金属が冷却す
る時に、該金属材料はセラミノク材料に対して収縮度が
大きいため、その収縮度の差によって、外側ブロック6
には圧縮力が発生し、副室ブロノク4には圧縮残留応力
が付与されることになる。また、副室ブロソク4の噴孔
形戊部位17の部位Aに対して金属鋳込みの外側ブロッ
ク6の厚さを最適厚さに選定することによって、該部位
の圧縮力を他の部位より増大させることができ、副室ブ
ロック4の強度を全体に渡って好まし状態の強度を確保
するようにコントロールすることができる。
次に、第6図(A)及び第6図(B)を参照して、副室
の断熱構造がエンジンに搭載されて使用された場合の副
室ブロックに作用する圧縮力と引張力との一例を説明す
る.第6図(A)はこの発明による副室の断熱構造の場
合を示し、また、第6図(B)は従来の副室の断熱構造
の場合を示す.図において、縦軸の上側に圧縮力を且つ
下側に引張力をとり、また横軸に時間をとる。図から明
らかなように、第6図(A)において、副室プロノク4
を構戊するセラミック材料に予め圧縮残留応力Pが付与
されていると、エンジン運転時に、各種の応力即ち圧縮
力と引張力とが副室2を構或する副室ブロック4に作用
しても、副室ブロノク4には、予め付与された圧縮残留
応力Pのため、弓張力が過大になっても副室ブロック4
自体は圧縮力を受けている状態であり、副室ブロノク4
に引張力による亀裂、破頃等の損傷が発生することがな
い。これに反して、第6図(B)に示すように、従来の
副室の断熱構造の副室ブロソクには予め圧縮残留応力が
付与されていないので、各種の応力即ち圧縮力と引張力
がそのまま該副室ブロソクに作用することになり、特に
副室ブロフクは11張力をそのまま受けて、副室ブロッ
クに亀裂、it員等の損傷を発生させる原因になる。
また、セラミソク材料の副室ブロック4と鋳込金属の外
側ブロック6とでは、温度差が生しるが、温度差が小さ
く、全体が温度上昇する場合に、上記の熱膨張率の差よ
り圧縮残留応力が低下する場合がある。この場合には、
鋳込金属材料としてニレジス} (Ni−Resist
 )等の低熱膨張金属を用いることによってこの発明の
作用を有効にすることができる。これらの材料の選定は
、セラミソク材料と鋳込金属の温度分布によって自由に
選定することができる. 更に、セラミック材料の副室ブロック4に付与される圧
縮残留応力は、鋳込金属の外側ブロック6の厚さによっ
ても異なり、例えば、外側ブロック6の厚さを厚くすれ
ば、副室ブロック4には大きな圧縮残留応力が付与され
ることになる.逆に、セラミソク材料に過大な圧縮残留
応力が付与されると、副室ブロック4に亀裂、破壊等が
発生するので、鋳込金属の厚さについては、副室ブロッ
ク4及び外側プロ7ク6の形状、圧縮力、材料強度等に
応じて最適条件に選定することが好ましいものである。
上記のように、この発明による副室の断熱構造は、シリ
ンダヘッド10に直接鋳込んで横或したものでないから
、副室ブロック4に付与する圧縮残留応力は所望な値に
コントロールすることができる。また、シリンダヘソド
10がアルごニウム(AI)、鋳鉄(Fc)のいずれの
材料で製作されていても、副室2を鋳込む金属材料は、
シリンダヘッドIOの材料に関係なく、自由に選定する
ことができる. 〔発明の効果〕 この発明による副室の断熱構造は、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
室の断熱構造は、副室及び該副室と主燃焼室と連通ずる
噴孔を形成し且つ噴孔形成部位の厚さを他の部位より厚
く形成したセラミソク製の副室ブロック、該副室ブロソ
クの外面に対して鋳込みによって配置し且つヘッド下面
部を構成する部位にフランジ部を備えた金属製の外側ブ
ロノク、該外側プロノクをシリンダヘッドに形成した穴
部に空気層を形成して嵌合し且つ前記フランジ部を前記
穴部の入口部に嵌入固定したことから構或したので、耐
高温且つ高強度のセラミノク材料から戊る前記副室ブロ
ノクに鋳込金属の前記外側ブロックによって圧縮残留応
力が付与され、前記副室ブロックの強度を確保して前記
副室ブロックの亀裂、破壊等の損傷の発生を防止し副室
の耐久性を向上できる。しかも、前記外側ブロックの厚
さ及び前記副室ブロノクとの接触部位を最適に選定する
ことによって前記副室ブロックに付与する圧縮残留応力
を全体的に且つ部分的に自由にコントロールすることが
できる.また、強度的に最も厳しい前記副室ブロックの
前記噴孔形成部位の厚さを厚く構威したので、咳噴孔形
成部位の強度を十分に確保することができる。
更に、セラミノク材料で構威された前記副室ブロソクの
厚さを最適条件に選定し且つ前記外側ブロノクと前記シ
リンダヘッドとの間の空気層の厚みを最適条件に選定す
ることによって、副室に良好な断熱度を得ることができ
、しかも、前記外側ブロックとシリンダヘッドとの接触
面積或いは接触部位を!適状態に選定することによって
、シリンダヘッドヘ熟放敗する前記副室ブロックの2九
エネルギー量をコントロールでき、特に、前記副室ブロ
ソクの前記噴孔形成部位の熱蓄積を緩和して該部位の過
熱を防止でき、前記副室ブロソクの噴孔部全周部位は勿
論のこと、副室ブロソク全体に渡って温度分布を均一化
し、前記副室ブロノクに対して熱応力の発生を低減して
耐久性を向上させることができる. 前記外側ブロックを前記シリンダヘッドに形成した穴部
に空気層を形成して嵌合し且つ前記フランジ部を前記穴
部の入口部に嵌大固定したので、ら構成したので、従来
のように、ンリンダヘソド等の大物に、副室を構威する
ブロノクを直接鋳込む場合と比較して、鋳込時の寸法の
ずれが過大となることがなく、製品の品質が信頼性に冨
んだものとなる. また、前記外側ブロックの外面と前記シリンダヘッドに
形成した前記穴部の内面との接触面積及び接触位置をコ
ントロールしたので、前記副室ブロノクの温度コントロ
ールを最適状態に設定でき、温度コントロールを極めて
良好に且つ迅速に達戊でき、前記副室ブロックを常に良
好な温度分布に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による副室の断熱構造の一実施例を示
す断面図、第2図は第1図の副室の断熱構造に組み込む
副室ブロックの一例を示す断面図、第3図は第1図の副
室の断熱構造に組み込む副室ブロックの別の例を示す断
面図、第3図(A)は第3図の線■−■における面を示
す説明図、第4図は第1図の副室の断熱構造の副室プロ
ンクに金属材料を鋳込む方法を説明する鋳型を示す説明
図、第5図はこの発明による副室の断熱構造の別の実施
例を示す断面図、第6図(A)はこの発明による副室の
断熱構造の使用時の応力の作用状態を説明する説明図、
及び第6図(B)は従来の副室の断熟構造の使用時の応
力の作用状態を説明する説明図である. 1−一一−−一生燃焼室、2−・一副室、3−・一噴孔
、4副室ブロソク、5−・・− フランジ部、6・−・
一外側プロンク、 7 ・−・一空気層、 l0 シリンダへ ソド・ 1 3・ ノk1 17 噴孔形成部位、 18 ・入口部、 30・−一−−−・突出部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)副室及び該副室と主燃焼室と連通する噴孔を形成
    し且つ噴孔形成部位の厚さを他の部位より厚く形成した
    セラミック製の副室ブロック、該副室ブロックの外面に
    対して鋳込みによって配置し且つヘッド下面部を構成す
    る部位にフランジ部を備えた金属製の外側ブロック、該
    外側ブロックをシリンダヘッドに形成した穴部に空気層
    を形成して嵌合し且つ前記フランジ部を前記穴部の入口
    部に嵌入固定したことから成る副室の断熱構造。
  2. (2)前記外側ブロックの外面と前記シリンダヘッドに
    形成した前記穴部の内面との接触面積及び接触位置を、
    前記副室ブロックの温度分布が均一になるように設定し
    た請求項1に記載の副室の断熱構造。
JP1192589A 1989-07-27 1989-07-27 副室の断熱構造 Pending JPH0357817A (ja)

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