JPH0233453A - 断熱エンジンの構造 - Google Patents
断熱エンジンの構造Info
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- JPH0233453A JPH0233453A JP18024888A JP18024888A JPH0233453A JP H0233453 A JPH0233453 A JP H0233453A JP 18024888 A JP18024888 A JP 18024888A JP 18024888 A JP18024888 A JP 18024888A JP H0233453 A JPH0233453 A JP H0233453A
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- combustion chamber
- head
- cylinder liner
- lower thin
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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
- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
-
- 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
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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、セラミックエンジン等における断熱エンジ
ンの構造に関する。
ンの構造に関する。
従来、セラミック材料を断熱材又は耐熱材として利用し
た断熱エンジンは、例えば、特開昭５９１２２７６５号
公報に開示されている。該公報に開示された断熱エンジ
ンについて、第２図を参照して概説する。この断熱エン
ジンは、シリンダライナ上方部３３を有するセラミック
製ライナヘラド３１をシリンダヘッド３９の内側に嵌合
したものである。即ち、このライナヘッド３１は、シリ
ンダヘッド内壁部３２とシリンダライナ上方部３３とを
一体に形成したものであり、ライナヘッド３１の該シリ
ンダライナ上方部３３を下部のシリンダライナ３４とは
別部材として形成したものである。また、ライナヘッド
３１をシリンダへラド３９に取付けるには、位置決めリ
ング３７．３８及び上側に位置決めプレートを有するガ
スケット３６を介してライナヘッド３１をシリンダヘッ
ド３９に圧入、焼嵌め等により嵌合することによって達
成している。また、シリンダヘッド３９とライナヘッド
３１との間には空気１１３５が形成されている。
た断熱エンジンは、例えば、特開昭５９１２２７６５号
公報に開示されている。該公報に開示された断熱エンジ
ンについて、第２図を参照して概説する。この断熱エン
ジンは、シリンダライナ上方部３３を有するセラミック
製ライナヘラド３１をシリンダヘッド３９の内側に嵌合
したものである。即ち、このライナヘッド３１は、シリ
ンダヘッド内壁部３２とシリンダライナ上方部３３とを
一体に形成したものであり、ライナヘッド３１の該シリ
ンダライナ上方部３３を下部のシリンダライナ３４とは
別部材として形成したものである。また、ライナヘッド
３１をシリンダへラド３９に取付けるには、位置決めリ
ング３７．３８及び上側に位置決めプレートを有するガ
スケット３６を介してライナヘッド３１をシリンダヘッ
ド３９に圧入、焼嵌め等により嵌合することによって達
成している。また、シリンダヘッド３９とライナヘッド
３１との間には空気１１３５が形成されている。
しかしながら、上記のようなセラミックスを断熱材又は
耐熱材として利用するシリンダヘッド等の断熱エンジン
において断熱特性を十分に得ることは、極めて困難であ
り、十分な断熱特性を得るため壁厚が厚くなるという問
題がある。即ち、エンジンの燃焼室に面する部分は耐熱
性、断熱性、熱シヨツク性に優れた窒化珪素等のセラミ
ックスにて構成し、高温燃焼ガスに耐えることができる
が、余り壁厚が大きいと、熱容量が大きくなり、そのた
め吸入効率が低下するという問題が生じ、如何に構成し
たら、上記問題を解決できるかの課題があった。
耐熱材として利用するシリンダヘッド等の断熱エンジン
において断熱特性を十分に得ることは、極めて困難であ
り、十分な断熱特性を得るため壁厚が厚くなるという問
題がある。即ち、エンジンの燃焼室に面する部分は耐熱
性、断熱性、熱シヨツク性に優れた窒化珪素等のセラミ
ックスにて構成し、高温燃焼ガスに耐えることができる
が、余り壁厚が大きいと、熱容量が大きくなり、そのた
め吸入効率が低下するという問題が生じ、如何に構成し
たら、上記問題を解決できるかの課題があった。
ところで、前掲特開昭５９−１２２７６５号公報に開示
された断熱エンジンについては、シリンダヘッド３９と
ライナヘッド３１との間には空気層３５が形成され、熱
の逃げを少なくすることはできるが、ライナヘッド３１
が、比較的に肉厚のセラミック材料から構成されている
。従って、上記と同様に、燃焼室側に面するライナヘッ
ド３１の熱容量が太き（なり、高温に晒される部分の熱
容量を小さくするということでは、十分なものでなく、
吸入効率の低下を防止するという上記の課題を解決する
ことができないものである。
された断熱エンジンについては、シリンダヘッド３９と
ライナヘッド３１との間には空気層３５が形成され、熱
の逃げを少なくすることはできるが、ライナヘッド３１
が、比較的に肉厚のセラミック材料から構成されている
。従って、上記と同様に、燃焼室側に面するライナヘッ
ド３１の熱容量が太き（なり、高温に晒される部分の熱
容量を小さくするということでは、十分なものでなく、
吸入効率の低下を防止するという上記の課題を解決する
ことができないものである。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
燃焼室側に面する部材の肉厚を薄く構成したセラミック
製薄板で構成して該薄板の外周面を断熱構造に構成し、
燃焼室側に面する高温になる部位の熱容量を小さく構成
してエンジンの吸入効率を向上させると共に、しかも該
薄板の上部側から下部側への熱伝達を遮断して温度状態
を変え、スモーク発生温度ゾーンでの燃焼時間を短時間
にし、Ｎｏ、発生温度ゾーンでの燃焼を避け、スモーク
及びＮｏヨの発生を防止し、しかもセラミック材料の肉
厚の減少に伴う強度劣化を防止できる構造に構成した断
熱エンジンの構造を提供することである。
燃焼室側に面する部材の肉厚を薄く構成したセラミック
製薄板で構成して該薄板の外周面を断熱構造に構成し、
燃焼室側に面する高温になる部位の熱容量を小さく構成
してエンジンの吸入効率を向上させると共に、しかも該
薄板の上部側から下部側への熱伝達を遮断して温度状態
を変え、スモーク発生温度ゾーンでの燃焼時間を短時間
にし、Ｎｏ、発生温度ゾーンでの燃焼を避け、スモーク
及びＮｏヨの発生を防止し、しかもセラミック材料の肉
厚の減少に伴う強度劣化を防止できる構造に構成した断
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、低熱伝導材製シリンダライナ上部を
シリンダヘッドの内側に嵌合し、該シリンダライナ上部
の燃焼室側上部内壁面に前記シリンダヘッドの下面部に
対向するセラミック製ヘッド下面薄板と一体構造のセラ
ミック製上部薄板を嵌合し、前記シリンダライナ上部の
燃焼室側下部内壁面にセラミック製下部薄板を前記上部
薄板との間に隙間を形成して嵌合したことを特徴とする
断熱エンジンの構造に関する。
シリンダヘッドの内側に嵌合し、該シリンダライナ上部
の燃焼室側上部内壁面に前記シリンダヘッドの下面部に
対向するセラミック製ヘッド下面薄板と一体構造のセラ
ミック製上部薄板を嵌合し、前記シリンダライナ上部の
燃焼室側下部内壁面にセラミック製下部薄板を前記上部
薄板との間に隙間を形成して嵌合したことを特徴とする
断熱エンジンの構造に関する。
また、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダヘッド
の下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在さ
せたものである。
の下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在さ
せたものである。
更に、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダライナ
上部の内周面には突出部が形成され、前記突出部上面に
前記上部薄板の段部を支持したものである。
上部の内周面には突出部が形成され、前記突出部上面に
前記上部薄板の段部を支持したものである。
また、この断熱エンジンの構造は、前記下部薄板の上端
部には半径方向内向きに伸びるフランジ部を一体構造に
形成し、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接状態
に嵌合し、前記フランジ部の内周面と前記上部薄板の外
周面との間に前記隙間が形成されているものである。
部には半径方向内向きに伸びるフランジ部を一体構造に
形成し、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接状態
に嵌合し、前記フランジ部の内周面と前記上部薄板の外
周面との間に前記隙間が形成されているものである。
更に、この断熱エンジンの構造は、前記上部薄板と前記
ヘッド下面薄板とで形成した主燃焼室を前記下部薄板で
形成した準燃焼室より小さく構成したものである。
ヘッド下面薄板とで形成した主燃焼室を前記下部薄板で
形成した準燃焼室より小さく構成したものである。
この発明による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。即ち、この断熱エ
ンジンの構造は、セラミック製ヘッド下面Ｆ！仮と一体
構造のセラミック製上部薄板とセラミック製下部薄板と
の間に隙間を形成して低熱伝導材製シリンダライナ上部
に嵌合したので、前記ヘッド下面薄板と前記上部薄板と
で形成される主燃焼室の熱容量を小さくでき、該主燃焼
室の温度を直ちに高温にして、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、該高温状態の温度に保持でき
る時間を増し、熱容量が小さいことにより吸入効率の減
少がないので、引き続く燃焼はピストンの下降に伴って
咳主燃焼室及びシリンダライナ上部の下部薄板で構成さ
れる準燃焼室に移る時、燃料当量比の減少に伴って主燃
焼室及び準燃焼室での燃焼温度を短時間に下げることに
よって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、燃焼室において、スモークの発生及びＮ
Ｏ５の発生を避ける燃焼を行わせることができる。更に
、低熱伝導材製シリンダライナ上部に前記上部薄板と前
記下部薄板とを嵌合したので、前記各薄板の強度を確保
でき、燃焼室の高温時での前記各薄板の破壊を防止でき
る。
成されており、次のように作用する。即ち、この断熱エ
ンジンの構造は、セラミック製ヘッド下面Ｆ！仮と一体
構造のセラミック製上部薄板とセラミック製下部薄板と
の間に隙間を形成して低熱伝導材製シリンダライナ上部
に嵌合したので、前記ヘッド下面薄板と前記上部薄板と
で形成される主燃焼室の熱容量を小さくでき、該主燃焼
室の温度を直ちに高温にして、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、該高温状態の温度に保持でき
る時間を増し、熱容量が小さいことにより吸入効率の減
少がないので、引き続く燃焼はピストンの下降に伴って
咳主燃焼室及びシリンダライナ上部の下部薄板で構成さ
れる準燃焼室に移る時、燃料当量比の減少に伴って主燃
焼室及び準燃焼室での燃焼温度を短時間に下げることに
よって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、燃焼室において、スモークの発生及びＮ
Ｏ５の発生を避ける燃焼を行わせることができる。更に
、低熱伝導材製シリンダライナ上部に前記上部薄板と前
記下部薄板とを嵌合したので、前記各薄板の強度を確保
でき、燃焼室の高温時での前記各薄板の破壊を防止でき
る。
また、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダヘッド
の下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在し
たので、燃焼室の断熱効果を高めることができる。
の下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在し
たので、燃焼室の断熱効果を高めることができる。
更に、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダライナ
上部の内周面の突出部上面に前記上部薄板を当接支持し
たので、前記上部Ｆ４Ｆｉの支持状態が安定し、強度を
高めることができる。
上部の内周面の突出部上面に前記上部薄板を当接支持し
たので、前記上部Ｆ４Ｆｉの支持状態が安定し、強度を
高めることができる。
また、この断熱エンジンの構造は、前記下部薄板の上端
部には半径方向内向きに伸びるフランジ部が一体構造に
形成され、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接状
態に嵌合しているので、前記下部薄板の支持状態が安定
している。
部には半径方向内向きに伸びるフランジ部が一体構造に
形成され、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接状
態に嵌合しているので、前記下部薄板の支持状態が安定
している。
更に、前記上部薄板と前記ヘッド下面薄板とで形成され
る主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃焼室より小
さく構成したので、燃料当量比の減少及び燃焼温度を短
時間に下げると共に、前記主燃焼室に流入する燃料と空
気とを出来るだけ小さく圧縮してスワールを強力にする
ことができる。
る主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃焼室より小
さく構成したので、燃料当量比の減少及び燃焼温度を短
時間に下げると共に、前記主燃焼室に流入する燃料と空
気とを出来るだけ小さく圧縮してスワールを強力にする
ことができる。
以下、図面を参照して、この発明による断熱エンジンの
構造の実施例を詳述する。
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断熱エンジン
の構造の概略断面図が示されている。この断熱エンジン
の構造は、鋳物で製作したシリンダヘッド１０に形成し
たシリンダに低熱伝導材製シリンダライナ上部１を嵌合
し、該シリンダライナ上部１の燃焼室５側上部内壁面２
５にセラミック製上部薄板２を嵌合し、シリンダライナ
上部１の燃焼室５側下部内壁面２６にセラミック製下部
薄板３を嵌合したものである。シリンダヘッド１０の下
面部２８に対してセラミック製ヘッド下面薄板４が対向
配置されており、シリンダヘッド１０とヘッド下面薄板
４との間には、断熱空気層及びチタン酸カリウムシート
、チタン酸アルミニウムシート等の断熱材８が形成され
ている。このヘッド下面薄板４と上部薄板２とは、窒化
珪素（Ｓｉｓｅａ ） 、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラ
ミック材から一体構造に構成されている。また、シリン
ダライナ上部１は、チタン酸アルミニウム、チタン酸カ
リウム等の低熱伝導材の断熱ライナで製作されており、
シリンダライナ上部１の内周面には突出部２２が形成さ
れ、該突出部２２の上面には上部薄板２の外周面に形成
された段部２１が当接支持される。従って、シリンダラ
イナ上部ｌに対して上部薄板２を嵌合する場合には、シ
リンダライナ上部１の上部開口から上部薄板２を挿入し
、フロートタイプに嵌合すればよい、また、下部薄板３
の上端部には、半径方向内向きに伸びるフランジ部２４
が一体構造に形成されている。この下部薄板３はシリン
ダライナ上部１の下部に下方から圧入等によって嵌合さ
れ、下部薄板３のフランジ部２４の上面はシリンダライ
ナ上部１の突出部２２の下面に当接状態に配置されてい
る。従って、シリンダライナ上部ｌと下部薄板３との間
は、タイトクリアランスの状態に嵌合されている。上記
のように、シリンダライナ上部ｌに対して上部薄板２と
下部薄板３とが嵌合されるが、この場合に、下部薄板３
のフランジ部２４の内周面と上部薄板２の下端部の外周
面との間には、隙間６が形成されている。この構造にお
いて、上部薄板２、下部薄板３及びヘッド下面薄板４が
燃焼室５内の燃焼ガスに晒される部分を構成するように
なる。しかも、上部薄板２及びヘッド下面薄板４は燃焼
室５における主燃焼室１１を構成し、また、下部薄板３
は燃焼室５における本燃焼室１５を構成することになる
。しかも、主燃焼室１１は、本燃焼室１５より小さく構
成されている。
の構造の概略断面図が示されている。この断熱エンジン
の構造は、鋳物で製作したシリンダヘッド１０に形成し
たシリンダに低熱伝導材製シリンダライナ上部１を嵌合
し、該シリンダライナ上部１の燃焼室５側上部内壁面２
５にセラミック製上部薄板２を嵌合し、シリンダライナ
上部１の燃焼室５側下部内壁面２６にセラミック製下部
薄板３を嵌合したものである。シリンダヘッド１０の下
面部２８に対してセラミック製ヘッド下面薄板４が対向
配置されており、シリンダヘッド１０とヘッド下面薄板
４との間には、断熱空気層及びチタン酸カリウムシート
、チタン酸アルミニウムシート等の断熱材８が形成され
ている。このヘッド下面薄板４と上部薄板２とは、窒化
珪素（Ｓｉｓｅａ ） 、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラ
ミック材から一体構造に構成されている。また、シリン
ダライナ上部１は、チタン酸アルミニウム、チタン酸カ
リウム等の低熱伝導材の断熱ライナで製作されており、
シリンダライナ上部１の内周面には突出部２２が形成さ
れ、該突出部２２の上面には上部薄板２の外周面に形成
された段部２１が当接支持される。従って、シリンダラ
イナ上部ｌに対して上部薄板２を嵌合する場合には、シ
リンダライナ上部１の上部開口から上部薄板２を挿入し
、フロートタイプに嵌合すればよい、また、下部薄板３
の上端部には、半径方向内向きに伸びるフランジ部２４
が一体構造に形成されている。この下部薄板３はシリン
ダライナ上部１の下部に下方から圧入等によって嵌合さ
れ、下部薄板３のフランジ部２４の上面はシリンダライ
ナ上部１の突出部２２の下面に当接状態に配置されてい
る。従って、シリンダライナ上部ｌと下部薄板３との間
は、タイトクリアランスの状態に嵌合されている。上記
のように、シリンダライナ上部ｌに対して上部薄板２と
下部薄板３とが嵌合されるが、この場合に、下部薄板３
のフランジ部２４の内周面と上部薄板２の下端部の外周
面との間には、隙間６が形成されている。この構造にお
いて、上部薄板２、下部薄板３及びヘッド下面薄板４が
燃焼室５内の燃焼ガスに晒される部分を構成するように
なる。しかも、上部薄板２及びヘッド下面薄板４は燃焼
室５における主燃焼室１１を構成し、また、下部薄板３
は燃焼室５における本燃焼室１５を構成することになる
。しかも、主燃焼室１１は、本燃焼室１５より小さく構
成されている。
シリンダへラド１０の下面２８とシリンダライナ上部１
の上面とは、当接状態に配置されているが、場合によっ
ては、両者の間に位置決めの機能も有するプレート状の
断熱ガスケットを介在させることもできる。シリンダラ
イナ上部１の内周面に嵌合した上部″１ｉＩｉ２の上面
は、シリンダライナ上部１の上面とほぼ同一面であるが
、上部薄板２と一体構造の下面薄板４の上面とシリンダ
ヘッド１０の下面２８との間には、チタン酸カリウムシ
ート、チタン酸アルミニウムシート等の断熱材１７を介
在している。また、該シリンダヘッド１０とその内側に
嵌合されたシリンダライナ上部１との間には、位置決め
の機能も有するリング状の断熱ガスケソ）１２．１３が
上下に配置され、しかもシリンダヘッド１０とシリンダ
ライナ上部１との間には断熱空気層１４が形成されてい
る。シリンダヘッド下面薄板４には吸排気バルブシート
３１が配置され、該吸排気バルブシート３１に吸排気バ
ルブ９が配置されている（図では一方のみを示す）、シ
リンダヘッドｌＯ及びシリンダライナ上部１の各下端面
の下方には、断熱ガスケット７゜２３を介してシリンダ
ライナ１８が嵌合したシリンダブロック１６が配置され
ている。しかるに、断熱ガスケント７はシリンダライナ
１８に押圧されているため、若干の熱流失はある。シリ
ンダライナ１８内を往復運動するピストン２０のピスト
ンヘッド部は、下部薄板３のフランジ部２４の付近まで
上昇するように構成されている。なお、符号１９はピス
トン２０のピストンリング溝１７に嵌合したピストンリ
ングを示す。
の上面とは、当接状態に配置されているが、場合によっ
ては、両者の間に位置決めの機能も有するプレート状の
断熱ガスケットを介在させることもできる。シリンダラ
イナ上部１の内周面に嵌合した上部″１ｉＩｉ２の上面
は、シリンダライナ上部１の上面とほぼ同一面であるが
、上部薄板２と一体構造の下面薄板４の上面とシリンダ
ヘッド１０の下面２８との間には、チタン酸カリウムシ
ート、チタン酸アルミニウムシート等の断熱材１７を介
在している。また、該シリンダヘッド１０とその内側に
嵌合されたシリンダライナ上部１との間には、位置決め
の機能も有するリング状の断熱ガスケソ）１２．１３が
上下に配置され、しかもシリンダヘッド１０とシリンダ
ライナ上部１との間には断熱空気層１４が形成されてい
る。シリンダヘッド下面薄板４には吸排気バルブシート
３１が配置され、該吸排気バルブシート３１に吸排気バ
ルブ９が配置されている（図では一方のみを示す）、シ
リンダヘッドｌＯ及びシリンダライナ上部１の各下端面
の下方には、断熱ガスケット７゜２３を介してシリンダ
ライナ１８が嵌合したシリンダブロック１６が配置され
ている。しかるに、断熱ガスケント７はシリンダライナ
１８に押圧されているため、若干の熱流失はある。シリ
ンダライナ１８内を往復運動するピストン２０のピスト
ンヘッド部は、下部薄板３のフランジ部２４の付近まで
上昇するように構成されている。なお、符号１９はピス
トン２０のピストンリング溝１７に嵌合したピストンリ
ングを示す。
この発明による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、次のような効果を奏する。即ち、こ
の断熱エンジンの構造は、セラミック製ヘッド下面薄板
と一体構造のセラミック製上部薄板とセラミック製下部
薄板との間に隙間を形成して低熱伝導材製シリンダライ
ナ上部に嵌合したので、前記各薄板を前記シリンダライ
ナ上部に対して均等に且つ堅固に安定して支持でき、高
温の燃焼ガスに晒される前記各薄板のセラミック材料の
肉厚を可及的に薄く形成することができ、前記各薄板の
熱容量を小さくすることができる。
成されているので、次のような効果を奏する。即ち、こ
の断熱エンジンの構造は、セラミック製ヘッド下面薄板
と一体構造のセラミック製上部薄板とセラミック製下部
薄板との間に隙間を形成して低熱伝導材製シリンダライ
ナ上部に嵌合したので、前記各薄板を前記シリンダライ
ナ上部に対して均等に且つ堅固に安定して支持でき、高
温の燃焼ガスに晒される前記各薄板のセラミック材料の
肉厚を可及的に薄く形成することができ、前記各薄板の
熱容量を小さくすることができる。
特に、前記シリンダヘッド下面薄板と前記セラミック型
上部ｆ！ｌ板とで形成される主燃焼室の熱容量を小さく
できるの−で、該主燃焼室の温度を直ちに高温にして、
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、該高
温状態の温度に保持できる時間を増し、次いで、燃焼は
ピストンの下降に伴って該主燃焼室及びシリンダライナ
上部の下部薄板で構成される本燃焼室に移り、急激に温
度が低下することを防止するが、燃料と空気の混合は促
進することができる。また、各燃焼室の熱容量が小さく
、吸入効率が低減することがない。燃料当量比の減少に
伴って主燃焼室及び本燃焼室での燃焼温度を保持しなが
ら、その後急速に温度を下げることによってＮＯＫ発生
温度ゾーンでの燃焼を避けることができる。従って、燃
焼室において、スモークの発生及びＮＯＸの発生を避け
る燃焼を行わせることができる。しかるに、エンジンの
吸入効率を向上させるため、断熱エンジンの燃焼室内壁
からの受熱を最小限にするには、高温になる燃焼室壁面
を構成するセラミック性薄板の熱容量を最小限にし、そ
の外周部を断熱することが重要なことであるが、上記各
燃焼室構造は、その条件に全くマツチし、前記シリンダ
ヘッド下面薄板、上部薄板及び下部薄板の熱容量を小さ
くして温度振幅を大にするように構成すると共に前記各
薄板の外周部を断熱することによって、エンジンの吸気
時に、前記各薄板が僅かな吸気で直ちに冷却され、吸気
温度と各薄板温度との温度差が小さくなり、吸気が膨張
することなく、それによって吸気の流量が増加し易くな
る。燃焼室壁温を、吸気温度に追従させることによって
、エンジンのサイクル効率の向上、吸入効率の向上を図
ることができる。
上部ｆ！ｌ板とで形成される主燃焼室の熱容量を小さく
できるの−で、該主燃焼室の温度を直ちに高温にして、
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、該高
温状態の温度に保持できる時間を増し、次いで、燃焼は
ピストンの下降に伴って該主燃焼室及びシリンダライナ
上部の下部薄板で構成される本燃焼室に移り、急激に温
度が低下することを防止するが、燃料と空気の混合は促
進することができる。また、各燃焼室の熱容量が小さく
、吸入効率が低減することがない。燃料当量比の減少に
伴って主燃焼室及び本燃焼室での燃焼温度を保持しなが
ら、その後急速に温度を下げることによってＮＯＫ発生
温度ゾーンでの燃焼を避けることができる。従って、燃
焼室において、スモークの発生及びＮＯＸの発生を避け
る燃焼を行わせることができる。しかるに、エンジンの
吸入効率を向上させるため、断熱エンジンの燃焼室内壁
からの受熱を最小限にするには、高温になる燃焼室壁面
を構成するセラミック性薄板の熱容量を最小限にし、そ
の外周部を断熱することが重要なことであるが、上記各
燃焼室構造は、その条件に全くマツチし、前記シリンダ
ヘッド下面薄板、上部薄板及び下部薄板の熱容量を小さ
くして温度振幅を大にするように構成すると共に前記各
薄板の外周部を断熱することによって、エンジンの吸気
時に、前記各薄板が僅かな吸気で直ちに冷却され、吸気
温度と各薄板温度との温度差が小さくなり、吸気が膨張
することなく、それによって吸気の流量が増加し易くな
る。燃焼室壁温を、吸気温度に追従させることによって
、エンジンのサイクル効率の向上、吸入効率の向上を図
ることができる。
更に、前記シリンダライナ上部に前記上部薄板と前記下
部薄板とを嵌合したので、前記各薄板の強度を確保でき
、燃焼室の高温時での前記各薄板の破壊を防止できる。
部薄板とを嵌合したので、前記各薄板の強度を確保でき
、燃焼室の高温時での前記各薄板の破壊を防止できる。
また、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダヘッド
の下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在さ
せたので、燃焼室の断熱効果を高めることができる。
の下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在さ
せたので、燃焼室の断熱効果を高めることができる。
更に、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダライナ
上部の内周面の突出部上面に前記上部薄板が当接支持さ
れるので、前記上部薄板の支持状態が安定し、強度を高
めることができる。
上部の内周面の突出部上面に前記上部薄板が当接支持さ
れるので、前記上部薄板の支持状態が安定し、強度を高
めることができる。
また、この断熱エンジンの構造は、前記下部薄板の上端
部には半径方向内向きに伸びるフランジ部が一体構造に
形成され、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接状
態に嵌合しているので、前記下部薄板の支持状態が安定
している。
部には半径方向内向きに伸びるフランジ部が一体構造に
形成され、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接状
態に嵌合しているので、前記下部薄板の支持状態が安定
している。
更に、前記上部薄板と前記シリンダヘッド下面薄板とで
形成される主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃焼
室より小さく構成したので、前記主燃焼室に流入する燃
料と空気とを出来るだけ小さく圧縮してスワールを強力
にすることができる。
形成される主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃焼
室より小さく構成したので、前記主燃焼室に流入する燃
料と空気とを出来るだけ小さく圧縮してスワールを強力
にすることができる。
第１図はこの発明による断熱エンジンの構造の一実施例
を示す断面図、及び第２図は従来の断熱エンジンの例を
示す断面図である。 １・・・・−・・シリンダライナ上部、２・・・−・−
上部薄板、３ ・・−下部薄板、４・・・・・−シリン
ダヘッド下面薄板、５・−−−−一燃焼室、６−・・・
・−隙間、８・・−・−断熱層、１０−・・・−・・シ
リンダヘッド、１１・−・・・・−主燃焼室、１５・・
・準燃焼室、２１・・・−・−・突出部、２２−−−−
・・・上部薄板の段部、２４・−・−・−フランジ部。 出願人 いすＮ“自動車株式会社 代理人 弁理士 尾 仲 −宗 第 １ 図
を示す断面図、及び第２図は従来の断熱エンジンの例を
示す断面図である。 １・・・・−・・シリンダライナ上部、２・・・−・−
上部薄板、３ ・・−下部薄板、４・・・・・−シリン
ダヘッド下面薄板、５・−−−−一燃焼室、６−・・・
・−隙間、８・・−・−断熱層、１０−・・・−・・シ
リンダヘッド、１１・−・・・・−主燃焼室、１５・・
・準燃焼室、２１・・・−・−・突出部、２２−−−−
・・・上部薄板の段部、２４・−・−・−フランジ部。 出願人 いすＮ“自動車株式会社 代理人 弁理士 尾 仲 −宗 第 １ 図
Claims (5)
- （１）低熱伝導材製シリンダライナ上部をシリンダヘ
ッドに嵌合し、該シリンダライナ上部の燃焼室側上部内
壁面に前記シリンダヘッドの下面部に対向するセラミッ
ク製ヘッド下面薄板と一体構造のセラミック製上部薄板
を嵌合し、前記シリンダライナ上部の燃焼室側下部内壁
面にセラミック製下部薄板を前記上部薄板との間に隙間
を形成して嵌合したことを特徴とする断熱エンジンの構
造。 - （２）前記シリンダヘッドの下面と前記ヘッド下面薄
板との間に断熱材を介在したことを特徴とする請求項１
に記載の断熱エンジンの構造。 - （３）前記シリンダライナ上部の内周面に突出部を形
成し、前記突出部上面に前記上部薄板の段部を支持した
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱エンジンの構造
。 - （４）前記下部薄板の上端部には半径方向内向きに伸
びるフランジ部が一体構造に形成され、フランジ部上面
が前記突出部下面に当接状態に合し、前記フランジ部の
内周面と前記上部薄板の外周面との間に前記隙間が形成
されていることを特徴とする請求項３に記載の断熱エン
ジンの構造。 - （５）前記上部薄板と前記ヘッド下面薄板とで形成さ
れる主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃焼室より
小さく構成したことを特徴とする請求項４に記載の断熱
エンジンの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18024888A JP2671407B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 断熱エンジンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18024888A JP2671407B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 断熱エンジンの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0233453A true JPH0233453A (ja) | 1990-02-02 |
| JP2671407B2 JP2671407B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=16079953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18024888A Expired - Lifetime JP2671407B2 (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 断熱エンジンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671407B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6655348B2 (ja) | 2015-10-22 | 2020-02-26 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | 内燃機関 |
-
1988
- 1988-07-21 JP JP18024888A patent/JP2671407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2671407B2 (ja) | 1997-10-29 |
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