JPH01318749A - エンジンの構造 - Google Patents
エンジンの構造Info
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- JPH01318749A JPH01318749A JP14835988A JP14835988A JPH01318749A JP H01318749 A JPH01318749 A JP H01318749A JP 14835988 A JP14835988 A JP 14835988A JP 14835988 A JP14835988 A JP 14835988A JP H01318749 A JPH01318749 A JP H01318749A
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- JP
- Japan
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- cylinder
- piston
- cylinder liner
- head
- water jacket
- Prior art date
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- 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
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
-
- 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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Cylinder Crankcases 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、シリンダヘッドにのみ冷却系を備えたエン
ジンの構造に関する。
ジンの構造に関する。
従来、エンジンの冷却装置に関しては、シリンダヘッド
及びシリンダライナの上部は勿論のこと、ピストンが往
復動するシリンダライナの下部のシリンダボディにも水
ジャケットが形成されている。
及びシリンダライナの上部は勿論のこと、ピストンが往
復動するシリンダライナの下部のシリンダボディにも水
ジャケットが形成されている。
ところで、セラミック材料を断熱材又は耐熱材としてピ
ストンヘッド、シリンダヘッド、シリンダライナ、パル
プ等のエンジン部材に利用した断熱エンジンの冷却装置
は、例えば、実開昭６０−１５９２１号公報に開示され
ている。この断熱エンジンの冷却装置を第２図を参照し
て説明する。この断熱エンジンの冷却装置４０について
は、シリンダライナ下部外周のシリンダブロック４１の
縦方向に少なくとも上下二段に形成された冷却室４２．
４３と、各冷却室４２．４３に設置され各冷却室４２．
４３を流れる冷媒の温度を検出する温度センサー４４．
４５と、該温度センサー４４゜４５の検出信号に対応す
る冷媒の流速制御信号を冷媒駆動手段４７に伝達するコ
ントローラ４６とを有し、該コントローラ４６により各
冷却室４２゜４３中の冷媒の流速を制御するものである
。この断熱エンジンについては、シリンダライナの上方
部分５２を一体に形成したシリンダヘッド５０の内側に
、シリンダヘッド内壁部４９とシリンダライナ上方部５
１を一体に形成したライナヘッド５５を嵌合している。
ストンヘッド、シリンダヘッド、シリンダライナ、パル
プ等のエンジン部材に利用した断熱エンジンの冷却装置
は、例えば、実開昭６０−１５９２１号公報に開示され
ている。この断熱エンジンの冷却装置を第２図を参照し
て説明する。この断熱エンジンの冷却装置４０について
は、シリンダライナ下部外周のシリンダブロック４１の
縦方向に少なくとも上下二段に形成された冷却室４２．
４３と、各冷却室４２．４３に設置され各冷却室４２．
４３を流れる冷媒の温度を検出する温度センサー４４．
４５と、該温度センサー４４゜４５の検出信号に対応す
る冷媒の流速制御信号を冷媒駆動手段４７に伝達するコ
ントローラ４６とを有し、該コントローラ４６により各
冷却室４２゜４３中の冷媒の流速を制御するものである
。この断熱エンジンについては、シリンダライナの上方
部分５２を一体に形成したシリンダヘッド５０の内側に
、シリンダヘッド内壁部４９とシリンダライナ上方部５
１を一体に形成したライナヘッド５５を嵌合している。
シリンダヘッド５０の近傍には冷却室５３が形成されて
いる。シリンダボディであるシリンダブロック４１及び
シリンダヘッド５０は、鋳物で製作されている。ライナ
ヘッド５５は、シリコンナイトライド（ＳｉｓＮ４）又
はＰＳ Ｚ （Ｐａｒｔｉａｌｌｙ ５ｔａｂｉｌｉｚ
ｅｄ Ｚｉｒｃｏｎｉａ ）で製作されている。また、
シリンダライナ４８は、ＰｓＺで製作され、シリンダボ
ディ即ちシリンダブロック４１へ焼ばめ、圧入等によっ
て取付けられている。更に、ピストンヘッド５４は、シ
リコンナイトライドで製作されている９図中、符号Ａ、
Ｂは冷却水の流れ方向を示す。
いる。シリンダボディであるシリンダブロック４１及び
シリンダヘッド５０は、鋳物で製作されている。ライナ
ヘッド５５は、シリコンナイトライド（ＳｉｓＮ４）又
はＰＳ Ｚ （Ｐａｒｔｉａｌｌｙ ５ｔａｂｉｌｉｚ
ｅｄ Ｚｉｒｃｏｎｉａ ）で製作されている。また、
シリンダライナ４８は、ＰｓＺで製作され、シリンダボ
ディ即ちシリンダブロック４１へ焼ばめ、圧入等によっ
て取付けられている。更に、ピストンヘッド５４は、シ
リコンナイトライドで製作されている９図中、符号Ａ、
Ｂは冷却水の流れ方向を示す。
また、例えば、実開昭５８−７９０４０号公報には、セ
ラミック材を用いたシリンダライナについて開示されて
いる。このセラミック製シリンダライナは、第３図に示
すように、内燃機関のシリンダライナにおいて内側シリ
ンダライナ３１と外側シリンダライナ３２とを二重構造
としたものである。この内側シリンダライナ３１は、高
熱伝導率のセラミックスであるＺｒ０１又は２Ｍｇ０・
２Ａ１．０．・５ＳｉＯ工から構成されており、また、
外側シリンダライナ３２は、高強度のセラミックスであ
るＳｉ、Ｉｎ２から構成されている。
ラミック材を用いたシリンダライナについて開示されて
いる。このセラミック製シリンダライナは、第３図に示
すように、内燃機関のシリンダライナにおいて内側シリ
ンダライナ３１と外側シリンダライナ３２とを二重構造
としたものである。この内側シリンダライナ３１は、高
熱伝導率のセラミックスであるＺｒ０１又は２Ｍｇ０・
２Ａ１．０．・５ＳｉＯ工から構成されており、また、
外側シリンダライナ３２は、高強度のセラミックスであ
るＳｉ、Ｉｎ２から構成されている。
しかしながら、往復動エンジンの冷却装置に関しては、
シリンダヘッド、シリンダライナの上部及びシリンダラ
イナの下部のシリンダボディに水ジャケットを形成した
ものについては、該水ジャケットが占めるスペースは大
きくなり、そのため軽量化、低コスト化等に問題点を有
している。ところで、前掲実開昭６０−１５９２１号公
報に開示された断熱エンジンの冷却装置４０については
、単一の室で冷却するものと異なり温度勾配がなだらか
になると共に、ピストン、ピストンリングへの潤滑も支
障なく行われるという効果は充分に果たし得るものであ
るが、シリンダブロック４１に冷却室４２．４３を備え
ており、上記と同様な問題点を有している。
シリンダヘッド、シリンダライナの上部及びシリンダラ
イナの下部のシリンダボディに水ジャケットを形成した
ものについては、該水ジャケットが占めるスペースは大
きくなり、そのため軽量化、低コスト化等に問題点を有
している。ところで、前掲実開昭６０−１５９２１号公
報に開示された断熱エンジンの冷却装置４０については
、単一の室で冷却するものと異なり温度勾配がなだらか
になると共に、ピストン、ピストンリングへの潤滑も支
障なく行われるという効果は充分に果たし得るものであ
るが、シリンダブロック４１に冷却室４２．４３を備え
ており、上記と同様な問題点を有している。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
往復動エンジンの熱発生については、クランクアングル
で上死点（ＴＤＣ）後、約７０″′位で完了するもので
あり、その期間でのシリンダ内のガスは高温高圧である
ため、熱伝導量が多く、それ以後の熱伝導量は全体の約
３０％位であることに着眼し、シリンダヘッド及びシリ
ンダライナ下部のみを水冷却して、シリンダライナ下部
のシリンダボディ側の水ジャケットを排除し、エンジン
の水冷却を必要最小限にしてエンジンそのものを小型軽
量に且つ加工性を向上させ、重量の低減及び大幅な鋳造
コストを低減し、更にエンジンの暖機性を向上させ、し
かも冷却の必要師位を冷却水をスムースに流すことによ
って極めて有効に且つ迅速に冷却し、冷却水用ポンプを
小型化すると共に、シリンダボディを水冷却しないこと
によるピストンリング及びピストンとシリンダライナと
の間の摺動問題を摺動部の材料の選定、構造等で解決し
たエンジンの構造を提供することである。
往復動エンジンの熱発生については、クランクアングル
で上死点（ＴＤＣ）後、約７０″′位で完了するもので
あり、その期間でのシリンダ内のガスは高温高圧である
ため、熱伝導量が多く、それ以後の熱伝導量は全体の約
３０％位であることに着眼し、シリンダヘッド及びシリ
ンダライナ下部のみを水冷却して、シリンダライナ下部
のシリンダボディ側の水ジャケットを排除し、エンジン
の水冷却を必要最小限にしてエンジンそのものを小型軽
量に且つ加工性を向上させ、重量の低減及び大幅な鋳造
コストを低減し、更にエンジンの暖機性を向上させ、し
かも冷却の必要師位を冷却水をスムースに流すことによ
って極めて有効に且つ迅速に冷却し、冷却水用ポンプを
小型化すると共に、シリンダボディを水冷却しないこと
によるピストンリング及びピストンとシリンダライナと
の間の摺動問題を摺動部の材料の選定、構造等で解決し
たエンジンの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、上記の課題を解決し、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。
るために、次のように構成されている。
即ち、この発明は、シリンダライナ上部と一体構造で水
ジャケットを備えたシリンダヘッド、水ジャケットを備
えていないシリンダボディの内周面に配置した耐熱性非
金属材の薄肉材から成るシリンダライナ、及び該シリン
ダライナ内を往復動じ且つピストンスカート部の外周面
に被覆部材をコーティングしたピストンから成ることを
特徴とするエンジンの構造に関する。
ジャケットを備えたシリンダヘッド、水ジャケットを備
えていないシリンダボディの内周面に配置した耐熱性非
金属材の薄肉材から成るシリンダライナ、及び該シリン
ダライナ内を往復動じ且つピストンスカート部の外周面
に被覆部材をコーティングしたピストンから成ることを
特徴とするエンジンの構造に関する。
また、ピストンのピストンリング溝に嵌入したピストン
リングはセラミック材料から製作したものであることを
特徴とする。
リングはセラミック材料から製作したものであることを
特徴とする。
更に、シリンダヘッドの下面とシリンダボディの上面と
は直接接触状態に固定されていることを特徴とする。
は直接接触状態に固定されていることを特徴とする。
また、ピストンスカート部が鋳鉄系の材料であり、その
外周面にコーティングした被覆部材は鉄系アモルファス
材料であるか、又はピストンスカート部がアルミニウム
の材料であり、その外周面にコーティングした被覆部材
は酸化アルミニウム材料であることを特徴とするもので
ある。
外周面にコーティングした被覆部材は鉄系アモルファス
材料であるか、又はピストンスカート部がアルミニウム
の材料であり、その外周面にコーティングした被覆部材
は酸化アルミニウム材料であることを特徴とするもので
ある。
この発明によるエンジンの構造は、以上のように構成さ
れており、次のように作用する。即ち、この発明は、シ
リンダライナ上部と一体構造で水ジャケットを備えたシ
リンダヘッド、水ジャケットを備えていないシリンダボ
ディの内周面に配置した耐熱性非金属材から成る薄肉材
から成るシリンダライナ、及び該シリンダライナ内を往
復動じ且つピストンスカート部の外周面に被覆部材をコ
ーティングしたピストンから構成したので、前記シリン
ダへノド側の燃焼室の外周部は水冷却を行い、シリンダ
ライナ下部を適度の温度に維持でき、シリンダボディの
水ジヤケツト用中子が廃止でき、重量を低減し、加工性
を向上できる。しかも、水ジャケットそのものを冷却水
がスムースに流れる単純な形状の小型且つ軽量に構成で
き、冷却水の流れ抵抗も小さくできる。また、ピストン
ヘッド部をセラミック材で製作して断熱ガスケットを挟
んで取付けると、前記シリンダボディ側への熱の移動が
余りない。
れており、次のように作用する。即ち、この発明は、シ
リンダライナ上部と一体構造で水ジャケットを備えたシ
リンダヘッド、水ジャケットを備えていないシリンダボ
ディの内周面に配置した耐熱性非金属材から成る薄肉材
から成るシリンダライナ、及び該シリンダライナ内を往
復動じ且つピストンスカート部の外周面に被覆部材をコ
ーティングしたピストンから構成したので、前記シリン
ダへノド側の燃焼室の外周部は水冷却を行い、シリンダ
ライナ下部を適度の温度に維持でき、シリンダボディの
水ジヤケツト用中子が廃止でき、重量を低減し、加工性
を向上できる。しかも、水ジャケットそのものを冷却水
がスムースに流れる単純な形状の小型且つ軽量に構成で
き、冷却水の流れ抵抗も小さくできる。また、ピストン
ヘッド部をセラミック材で製作して断熱ガスケットを挟
んで取付けると、前記シリンダボディ側への熱の移動が
余りない。
ピストンリングをセラミック材で製作したので、シリン
ダライナとの間での摺動特性を向上できる。
ダライナとの間での摺動特性を向上できる。
更に、シリンダヘッドの下面とシリンダボディの上面と
は直接接触状態に固定するか、又は熱伝導性のよいガス
ケットを挟んで固定したので、シリンダボディに伝導さ
れた熱は直ちにシリンダヘッド側へ伝導して水ジャケッ
トによって水冷却される。
は直接接触状態に固定するか、又は熱伝導性のよいガス
ケットを挟んで固定したので、シリンダボディに伝導さ
れた熱は直ちにシリンダヘッド側へ伝導して水ジャケッ
トによって水冷却される。
ピストンスカート部とシリンダボディの内周面のシリン
ダライナ下部との間の材料を、前記ピストンスカート部
が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカート部の外周面
にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファス材料で
構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミニウム材
の場合には、前記ピストンスカート部の外周面にコーテ
ィングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構成するこ
とによって、温度上昇した時の潤滑油の特性が低下して
も、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることができる。
ダライナ下部との間の材料を、前記ピストンスカート部
が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカート部の外周面
にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファス材料で
構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミニウム材
の場合には、前記ピストンスカート部の外周面にコーテ
ィングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構成するこ
とによって、温度上昇した時の潤滑油の特性が低下して
も、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることができる。
以下、図面を参照して、この発明によるエンジンの構造
の実施例を詳述する。
の実施例を詳述する。
第１図において、この発明の一実施例であるエンジンの
構造が示されている。このエンジンは、主として、水ジ
ャケット２を設けたシリンダへノド１、水ジャケットを
備えていないシリンダボディ８、該シリンダボディ８の
内周面に配置したシリンダライナ３、ピストンヘッド部
５とピストンスカート部６から成り且つピストンリング
？ａ２３及びピストンピン孔１３を有するピストン１０
、及び該ピストンスカート部６の外周面にコーティング
した被覆部材１２から構成されたものである。
構造が示されている。このエンジンは、主として、水ジ
ャケット２を設けたシリンダへノド１、水ジャケットを
備えていないシリンダボディ８、該シリンダボディ８の
内周面に配置したシリンダライナ３、ピストンヘッド部
５とピストンスカート部６から成り且つピストンリング
？ａ２３及びピストンピン孔１３を有するピストン１０
、及び該ピストンスカート部６の外周面にコーティング
した被覆部材１２から構成されたものである。
シリンダヘッドｌは、吸排気ポート１６．１７を備えて
いると共に、シリンダライナ上部４の一部をシリンダヘ
ッド部２４と一体構造に構成し且つ燃焼室１１の外周部
に水ジャケット２を設けている。このシリンダへノドｌ
は、シリンダライナ下部４及びシリンダヘッド部２４が
鋳鉄等の金属材料で構成されているが、水ジャケット２
によって燃焼室１１の外周部を冷却しているので、熱に
対する何らの問題も生じない、このように、シリンダヘ
ッド部２４と上部に位置するシリンダライナ上部４に対
してのみ、水ジャケット２を設ける構造に構成したので
、水ジヤケツト２自体の形状を極めて簡潔な構造に形成
でき、冷却水の流れ抵抗を小さくすることができる。そ
れ故に、冷却水を循環させる冷却水用ポンプの容量も小
さく構成することができる。更に、ピストン１０が往復
動するシリンダライナ３及びシリンダボディ８について
は、ピストンヘッド部５がセラミック材であり且つ断熱
空気層２２を備えているので、それほど高温高圧部にな
ることがないから、シリンダボディ８を鋳鉄、アルミニ
ウム等の金属材料で構成し、このシリンダボディ８に水
ジャケットを設けない、シリンダボディ８から水ジャケ
ットを排除した構造に構成することに伴って、燃焼室１
１で発生する熱によって生じる摺動面の問題を解決し、
即らピストン１０及びピストンリング７と下部のシリン
ダライナ３との間の摺動特性、耐焼付性を向上させるた
めに、シリンダボディ８の内周面にジルコニア、アモル
ファス等の薄肉材をコーティングすることによってシリ
ンダライナ３を構成する。従って、シリンダボディ８の
製作に当たっては、水ジヤケツト用の中子を廃止でき、
掻めて加工性が容易になり、重量の低減、大幅に鋳造コ
ストを低減することができる。更に、シリンダボディ８
の上面１４とシリンダヘッド１の下面１５との間には、
断熱ガスケットを介在させることなく、両者を、例えば
、カーボンシート、ラミネート鉄板ガスケントを介して
直接接触状態に固定した構造であり、しかもシリンダボ
ディ８の上面１４がシリンダヘッド１の下面１５に対応
するように大きな接触面積の部分９を形成するように構
成されている。従って、シリンダライナ３からシリンダ
ボディ８側へ熱伝導で伝わった熱は、シリンダボディ８
の外周面から放熱されると共に、シリンダへソドｌに当
接するシリンダボディ８の大きな接触面積の部分９から
シリンダヘッドｌ側へ直ちに熱伝導して水ジャケット２
へと放熱される。
いると共に、シリンダライナ上部４の一部をシリンダヘ
ッド部２４と一体構造に構成し且つ燃焼室１１の外周部
に水ジャケット２を設けている。このシリンダへノドｌ
は、シリンダライナ下部４及びシリンダヘッド部２４が
鋳鉄等の金属材料で構成されているが、水ジャケット２
によって燃焼室１１の外周部を冷却しているので、熱に
対する何らの問題も生じない、このように、シリンダヘ
ッド部２４と上部に位置するシリンダライナ上部４に対
してのみ、水ジャケット２を設ける構造に構成したので
、水ジヤケツト２自体の形状を極めて簡潔な構造に形成
でき、冷却水の流れ抵抗を小さくすることができる。そ
れ故に、冷却水を循環させる冷却水用ポンプの容量も小
さく構成することができる。更に、ピストン１０が往復
動するシリンダライナ３及びシリンダボディ８について
は、ピストンヘッド部５がセラミック材であり且つ断熱
空気層２２を備えているので、それほど高温高圧部にな
ることがないから、シリンダボディ８を鋳鉄、アルミニ
ウム等の金属材料で構成し、このシリンダボディ８に水
ジャケットを設けない、シリンダボディ８から水ジャケ
ットを排除した構造に構成することに伴って、燃焼室１
１で発生する熱によって生じる摺動面の問題を解決し、
即らピストン１０及びピストンリング７と下部のシリン
ダライナ３との間の摺動特性、耐焼付性を向上させるた
めに、シリンダボディ８の内周面にジルコニア、アモル
ファス等の薄肉材をコーティングすることによってシリ
ンダライナ３を構成する。従って、シリンダボディ８の
製作に当たっては、水ジヤケツト用の中子を廃止でき、
掻めて加工性が容易になり、重量の低減、大幅に鋳造コ
ストを低減することができる。更に、シリンダボディ８
の上面１４とシリンダヘッド１の下面１５との間には、
断熱ガスケットを介在させることなく、両者を、例えば
、カーボンシート、ラミネート鉄板ガスケントを介して
直接接触状態に固定した構造であり、しかもシリンダボ
ディ８の上面１４がシリンダヘッド１の下面１５に対応
するように大きな接触面積の部分９を形成するように構
成されている。従って、シリンダライナ３からシリンダ
ボディ８側へ熱伝導で伝わった熱は、シリンダボディ８
の外周面から放熱されると共に、シリンダへソドｌに当
接するシリンダボディ８の大きな接触面積の部分９から
シリンダヘッドｌ側へ直ちに熱伝導して水ジャケット２
へと放熱される。
また、ピストン１０については、燃焼室１１の熱がシリ
ンダライナ３側へ出来るだけ熱伝導されないように、ピ
ストンヘッド部５を窒化珪素、炭化珪素等のセラミック
材で製作し、ピストンスカート部６との間に断熱空気層
２２を形成する。ピストンヘッド部５とピストンスカー
ト部６との取付けは、ピストンヘッド部５の中央部に設
けた取付ボス部１８をピストンスカート部６の上壁端部
１９の中央に形成した取付孔２０に嵌合し、断熱ガスケ
ット２５を挟んで双方に形成した環状溝に金属リング２
１をメタルフロー即ち変形収容することによって両者を
固定することができる。また、ピストンヘッド部５の下
面とピストンスカート部６の上壁端部１９の上面との間
には断熱空気層２２が形成されている。ピストンスカー
ト部６は、鋳鉄１．アルミニウム等の金属材料から構成
されており、このピストンスカート部６の外周面には、
シリンダライナ３との摺動特性を向上させるために、コ
ーティングにより被覆部材１２が固着されている。この
被覆部材１２については、ピストンスカート部６が鋳鉄
系の材料である場合には、鉄系アモルファス材料で構成
する。また、ピストンスカート部６がアルミニウム材で
ある場合には、酸化アルミニウム材で構成する。更に、
ピストンスカート部６に形成したピストンリング溝２３
に嵌入したピストンリング７は、セラミック材料で構成
することが好ましいものである。
ンダライナ３側へ出来るだけ熱伝導されないように、ピ
ストンヘッド部５を窒化珪素、炭化珪素等のセラミック
材で製作し、ピストンスカート部６との間に断熱空気層
２２を形成する。ピストンヘッド部５とピストンスカー
ト部６との取付けは、ピストンヘッド部５の中央部に設
けた取付ボス部１８をピストンスカート部６の上壁端部
１９の中央に形成した取付孔２０に嵌合し、断熱ガスケ
ット２５を挟んで双方に形成した環状溝に金属リング２
１をメタルフロー即ち変形収容することによって両者を
固定することができる。また、ピストンヘッド部５の下
面とピストンスカート部６の上壁端部１９の上面との間
には断熱空気層２２が形成されている。ピストンスカー
ト部６は、鋳鉄１．アルミニウム等の金属材料から構成
されており、このピストンスカート部６の外周面には、
シリンダライナ３との摺動特性を向上させるために、コ
ーティングにより被覆部材１２が固着されている。この
被覆部材１２については、ピストンスカート部６が鋳鉄
系の材料である場合には、鉄系アモルファス材料で構成
する。また、ピストンスカート部６がアルミニウム材で
ある場合には、酸化アルミニウム材で構成する。更に、
ピストンスカート部６に形成したピストンリング溝２３
に嵌入したピストンリング７は、セラミック材料で構成
することが好ましいものである。
この発明によるエンジンの構造は、上記のように、ピス
トンスカート部６の外周面、シリンダライナ３及びピス
トンリング７の材料を金属材料を避けて選定することに
よって、シリンダヘッド１にのみ水ジャケット２を設け
、シリンダボディ８から水ジャケットを排除しても、摺
動上の問題が生じるようなことはない、即ち、シリンダ
ボディ８の内周面に配置したシリンダライナ３をジルコ
ニア等の薄肉材で構成しているが、ジルコニア材料は、
線膨張係数が鉄と同等であるため、たとえ薄肉状態で取
付けても、シリンダボディ８からの剥離問題等は発生す
ることがなく、耐摩耗性を向上させることができる。特
に、温度上昇した時に潤滑油の特性が低下するが、潤滑
油の特性低下によって金属材料同士の摺動では、スティ
ック即ち焼付きが発生するが、摺動面の材料を上記のよ
うな選定によって焼付きを防止することができ、摺動特
性を向上させることができる。
トンスカート部６の外周面、シリンダライナ３及びピス
トンリング７の材料を金属材料を避けて選定することに
よって、シリンダヘッド１にのみ水ジャケット２を設け
、シリンダボディ８から水ジャケットを排除しても、摺
動上の問題が生じるようなことはない、即ち、シリンダ
ボディ８の内周面に配置したシリンダライナ３をジルコ
ニア等の薄肉材で構成しているが、ジルコニア材料は、
線膨張係数が鉄と同等であるため、たとえ薄肉状態で取
付けても、シリンダボディ８からの剥離問題等は発生す
ることがなく、耐摩耗性を向上させることができる。特
に、温度上昇した時に潤滑油の特性が低下するが、潤滑
油の特性低下によって金属材料同士の摺動では、スティ
ック即ち焼付きが発生するが、摺動面の材料を上記のよ
うな選定によって焼付きを防止することができ、摺動特
性を向上させることができる。
この発明によるエンジンの構造は、以上のように構成さ
れているので、次のような特有の効果を奏する。即ち、
このエンジンの構造は、シリンダライナ上部と一体構造
で水ジャケットを備えたシリンダヘッド、水ジャケット
を備えていないシリンダボディの内周面に配置したジル
コニア等の薄肉材から成るシリンダライナから構成した
ものであり、最も高温になる部位には水ジャケットを設
は且つそれほど高温にならないシリンダライナ下部から
水ジャケットを排除したので、従来のものに比較して冷
却系を相当に縮小でき、シリンダボディを鋳造する場合
に、シリンダボディの水ジヤケツト用中子を廃止でき、
加工性を容易にして鋳造コストを大幅に低減でき、シリ
ンダボディ自体の重量を低減できる。しかも、水ジャケ
ットを小型且つ軽量に構成でき、しかも、水ジャケット
そのものを冷却水がスムースに流れる単純な形状に構成
でき、冷却水の流れ抵抗も小さくなる。また、水ジャケ
ットが小さく水量が少ないため、冷却水は迅速に流れて
エンジンの高温部を直ちに冷却すると共に、冷却水は所
定温度にまで直ちに上昇するので、エンジンの暖機性を
向上させる。しかも、シリンダボディの内周面に配置し
たシリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーティン
グし、前記シリンダライナ内を往復動するピストンのピ
ストンスカート部の外周面に被覆部材をコーティングし
たので、下部のシリンダライナの外周部のシリンダボデ
ィから水ジャケットを排除しても摺動特性を低下させる
ことがな（、耐焼付性を向上できる。
れているので、次のような特有の効果を奏する。即ち、
このエンジンの構造は、シリンダライナ上部と一体構造
で水ジャケットを備えたシリンダヘッド、水ジャケット
を備えていないシリンダボディの内周面に配置したジル
コニア等の薄肉材から成るシリンダライナから構成した
ものであり、最も高温になる部位には水ジャケットを設
は且つそれほど高温にならないシリンダライナ下部から
水ジャケットを排除したので、従来のものに比較して冷
却系を相当に縮小でき、シリンダボディを鋳造する場合
に、シリンダボディの水ジヤケツト用中子を廃止でき、
加工性を容易にして鋳造コストを大幅に低減でき、シリ
ンダボディ自体の重量を低減できる。しかも、水ジャケ
ットを小型且つ軽量に構成でき、しかも、水ジャケット
そのものを冷却水がスムースに流れる単純な形状に構成
でき、冷却水の流れ抵抗も小さくなる。また、水ジャケ
ットが小さく水量が少ないため、冷却水は迅速に流れて
エンジンの高温部を直ちに冷却すると共に、冷却水は所
定温度にまで直ちに上昇するので、エンジンの暖機性を
向上させる。しかも、シリンダボディの内周面に配置し
たシリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーティン
グし、前記シリンダライナ内を往復動するピストンのピ
ストンスカート部の外周面に被覆部材をコーティングし
たので、下部のシリンダライナの外周部のシリンダボデ
ィから水ジャケットを排除しても摺動特性を低下させる
ことがな（、耐焼付性を向上できる。
また、前記シリンダヘッドの下面と前記シリンダボディ
の上面とは直接接触状態に固定したので、ピストンヘッ
ド部をセラミック材で製作した断熱ピストンに構成する
と、前記シリンダボディ側への熱の移動が余りなく、た
とえシリンダライナからシリンダボディへ熱が伝導され
ても、シリンダボディの外周部から放熱されると共に、
シリンダボディを通ってシリンダヘッド側へ熱は直ちに
伝導して水ジャケットによって水冷却される。
の上面とは直接接触状態に固定したので、ピストンヘッ
ド部をセラミック材で製作した断熱ピストンに構成する
と、前記シリンダボディ側への熱の移動が余りなく、た
とえシリンダライナからシリンダボディへ熱が伝導され
ても、シリンダボディの外周部から放熱されると共に、
シリンダボディを通ってシリンダヘッド側へ熱は直ちに
伝導して水ジャケットによって水冷却される。
更に、ピストンリングをセラミック材で製作しているが
、シリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーティン
グしているから、摺動特性を低下させることはなく、耐
焼付性を向上できる。
、シリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーティン
グしているから、摺動特性を低下させることはなく、耐
焼付性を向上できる。
また、ピストンスカート部とシリンダボディの内周面の
シリンダライナ下部との間の材料を、前記ピストンスカ
ート部が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカーＩ・部
の外周面にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファ
ス材料で構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミ
ニウム材の場合には、前記ピストンスカート部の外周面
にコーティングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構
成したので、ピストンスカート部とシリンダライナ下部
との間の摺動面は、温度上昇した時の潤滑油の特性が低
下しても、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることがで
き、理想的な摺動特性を得ることができる。
シリンダライナ下部との間の材料を、前記ピストンスカ
ート部が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカーＩ・部
の外周面にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファ
ス材料で構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミ
ニウム材の場合には、前記ピストンスカート部の外周面
にコーティングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構
成したので、ピストンスカート部とシリンダライナ下部
との間の摺動面は、温度上昇した時の潤滑油の特性が低
下しても、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることがで
き、理想的な摺動特性を得ることができる。
第１図はこの発明によるエンジンの構造の一実施例を示
す断面図、第２図は従来の断熱エンジンの冷却装置の一
例を示す断面図、及び第３図は従来のシリンダライナの
一例を示す断面図である。 １−・−シリンダヘッド、２−−一水ジャケソト、３−
＝−シリンダライナ、４− シリンダライナ上部、５
ピストンヘッド部、６−−ピストンスカート部、７
− ピストンリング、８−−−−シリンダボディ、１０
ピストン、１１− 燃焼室、１２ −被覆部材、２
４ シリンダヘッド部。 出願人 いず−白動車株式会社 代理人 弁理士 尾 仲 −宗 第１ｖＡ 第 ２ 図
す断面図、第２図は従来の断熱エンジンの冷却装置の一
例を示す断面図、及び第３図は従来のシリンダライナの
一例を示す断面図である。 １−・−シリンダヘッド、２−−一水ジャケソト、３−
＝−シリンダライナ、４− シリンダライナ上部、５
ピストンヘッド部、６−−ピストンスカート部、７
− ピストンリング、８−−−−シリンダボディ、１０
ピストン、１１− 燃焼室、１２ −被覆部材、２
４ シリンダヘッド部。 出願人 いず−白動車株式会社 代理人 弁理士 尾 仲 −宗 第１ｖＡ 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）シリンダライナ上部と一体構造で水ジャケットを
備えたシリンダヘッド、水ジャケットを備えていないシ
リンダボディの内周面に配置した耐熱性非金属材から成
る薄肉材から成るシリンダライナ、及び該シリンダライ
ナ内を往復動し且つピストンスカート部の外周面に被覆
部材をコーティングしたピストンから成ることを特徴と
するエンジンの構造。（２）前記ピストンのピストンリ
ング溝に嵌入したピストンリングはセラミック材料であ
ることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの構造。 （３）前記シリンダヘッドの下面と前記シリンダボディ
の上面とは直接接触状態に固定されていることを特徴と
する請求項１に記載のエンジンの構造。 （４）前記ピストンスカート部が鋳鉄系の材料であり、
その外周面にコーティングした前記被覆部材は鉄系アモ
ルファス材料であることを特徴とした請求項１に記載の
エンジンの構造。 （５）前記ピストンスカート部がアルミニウムの材料で
あり、その外周面にコーティングした前記被覆部材は酸
化アルミニウム材料であることを特徴とした請求項１に
記載のエンジンの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14835988A JP2560424B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | エンジンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14835988A JP2560424B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | エンジンの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318749A true JPH01318749A (ja) | 1989-12-25 |
| JP2560424B2 JP2560424B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=15450994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14835988A Expired - Lifetime JP2560424B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | エンジンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560424B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10210570A1 (de) * | 2002-03-09 | 2003-09-18 | Mahle Gmbh | Mehrteiliger gekühlter Kolben für einen Verbrennungsmotor |
| DE102005061899A1 (de) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Mahle International Gmbh | Mehrteiliger Kolben für eine Verbrennungsmotor |
| CN106812622A (zh) * | 2015-09-11 | 2017-06-09 | 现代自动车株式会社 | 发动机的冷却系统 |
| US20250092841A1 (en) * | 2021-08-04 | 2025-03-20 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Cylinder liner for an internal combustion engine and a method of producing the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102148260B1 (ko) * | 2013-10-04 | 2020-08-26 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기 |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP14835988A patent/JP2560424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10210570A1 (de) * | 2002-03-09 | 2003-09-18 | Mahle Gmbh | Mehrteiliger gekühlter Kolben für einen Verbrennungsmotor |
| DE102005061899A1 (de) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Mahle International Gmbh | Mehrteiliger Kolben für eine Verbrennungsmotor |
| US7628135B2 (en) | 2005-12-23 | 2009-12-08 | Mahle International Gmbh | Multi-part piston for an internal combustion engine |
| CN106812622A (zh) * | 2015-09-11 | 2017-06-09 | 现代自动车株式会社 | 发动机的冷却系统 |
| CN106812622B (zh) * | 2015-09-11 | 2021-01-05 | 现代自动车株式会社 | 发动机的冷却系统 |
| US20250092841A1 (en) * | 2021-08-04 | 2025-03-20 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Cylinder liner for an internal combustion engine and a method of producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2560424B2 (ja) | 1996-12-04 |
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