JPH0512545B2 - - Google Patents
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- JPH0512545B2 JPH0512545B2 JP970183A JP970183A JPH0512545B2 JP H0512545 B2 JPH0512545 B2 JP H0512545B2 JP 970183 A JP970183 A JP 970183A JP 970183 A JP970183 A JP 970183A JP H0512545 B2 JPH0512545 B2 JP H0512545B2
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- JP
- Japan
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- piston
- liner
- ring
- cylinder
- piston ring
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
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- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にセラミツク材製上ライナ部と、
金属材製下ライナ部とからなるシリンダライナ
と、セラミツク材製クラウン部と金属材製スカー
ト部とからなるピストンを有する断熱エンジンに
関するものである。
金属材製下ライナ部とからなるシリンダライナ
と、セラミツク材製クラウン部と金属材製スカー
ト部とからなるピストンを有する断熱エンジンに
関するものである。
往復動内燃機関の燃焼空間を画成するシリンダ
ライナ、シリンダヘツド、吸排気弁、ピストン等
をセラミツク材で形成し、外側を断熱被覆した、
所謂、断熱エンジンにおいて、シリンダライナを
SiC、Si3N4、PSZ等のセラミツク材によつて形
成すると燃焼ガスの温度は断熱効果によつて高温
となり、シリンダライナ部分が900℃以上となり、
潤滑油は高温により細織が破壊され、炭化し潤滑
機能、シール機能を喪失し、摺動関連部材を極度
に摩耗させ、耐久性を劣化させる等、実用断熱エ
ンジンとして解決すべき重要な技術的課題であつ
た。
ライナ、シリンダヘツド、吸排気弁、ピストン等
をセラミツク材で形成し、外側を断熱被覆した、
所謂、断熱エンジンにおいて、シリンダライナを
SiC、Si3N4、PSZ等のセラミツク材によつて形
成すると燃焼ガスの温度は断熱効果によつて高温
となり、シリンダライナ部分が900℃以上となり、
潤滑油は高温により細織が破壊され、炭化し潤滑
機能、シール機能を喪失し、摺動関連部材を極度
に摩耗させ、耐久性を劣化させる等、実用断熱エ
ンジンとして解決すべき重要な技術的課題であつ
た。
本発明は前記のような事情から、シリンダとピ
ストンおよびこれらシリンダおよびピストンの関
連部分、特にシリンダライナをセラミツク材製上
ライナ部と、金属材製下ライナ部とにより形成
し、セラミツク材製クラウン部のリング溝に嵌装
したピストンリングと、金属材製スカート部のリ
ング溝に嵌装しピストンリングとをシリンダライ
ナの上ライナ部、下ライナ部との間で所定の往復
摺動域を限定し、ピストンとシリンダライナ部分
との関連作動構成部分を断熱領域と摺動領域とに
分かつようにしたものであつて、金属製シリンダ
ボデーに形成した下ライナ部とセラミツク材製上
ライナ部を断熱材製ガスケツトを介装して固着
し、シリンダヘツドに固着したセラミツク材製ヘ
ツドプレートと前記上ライナ部、下ライナ部とで
シリンダ室を形成し、クラウン部に嵌装したピス
トンリングを介しピストンのクラウン部をシリン
ダ室の上ライナ部域内で摺動自在とし、かつスカ
ート部のリング溝に嵌装したピストンリングを下
ライナ部域内で摺動自在としてピストンを往復動
自在とするようにしたことを特徴とする断熱エン
ジンである。
ストンおよびこれらシリンダおよびピストンの関
連部分、特にシリンダライナをセラミツク材製上
ライナ部と、金属材製下ライナ部とにより形成
し、セラミツク材製クラウン部のリング溝に嵌装
したピストンリングと、金属材製スカート部のリ
ング溝に嵌装しピストンリングとをシリンダライ
ナの上ライナ部、下ライナ部との間で所定の往復
摺動域を限定し、ピストンとシリンダライナ部分
との関連作動構成部分を断熱領域と摺動領域とに
分かつようにしたものであつて、金属製シリンダ
ボデーに形成した下ライナ部とセラミツク材製上
ライナ部を断熱材製ガスケツトを介装して固着
し、シリンダヘツドに固着したセラミツク材製ヘ
ツドプレートと前記上ライナ部、下ライナ部とで
シリンダ室を形成し、クラウン部に嵌装したピス
トンリングを介しピストンのクラウン部をシリン
ダ室の上ライナ部域内で摺動自在とし、かつスカ
ート部のリング溝に嵌装したピストンリングを下
ライナ部域内で摺動自在としてピストンを往復動
自在とするようにしたことを特徴とする断熱エン
ジンである。
本発明断熱エンジンの一実施例の要部を図面に
ついて説明する。
ついて説明する。
本発明断熱エンジン１のシリンダヘツド２には
セラミツク材製ヘツドプレート３を固着してあ
り、このヘツドプレート３の吸気口４、排気口５
のそれぞれの弁座６，７に係脱自在なセラミツク
材製吸気弁８、セラミツク材製排気弁９を設けて
ある。
セラミツク材製ヘツドプレート３を固着してあ
り、このヘツドプレート３の吸気口４、排気口５
のそれぞれの弁座６，７に係脱自在なセラミツク
材製吸気弁８、セラミツク材製排気弁９を設けて
ある。
シリンダボデー１０は金属製材とし、このシリ
ンダボデー１０には冷却水ジヤケツト１１を設け
るとともに、シリンダライナを形成するための下
ライナ部１２を設けてある。
ンダボデー１０には冷却水ジヤケツト１１を設け
るとともに、シリンダライナを形成するための下
ライナ部１２を設けてある。
次に、前記下ライナ部１２と同径の内周面を有
するセラミツク製上ライナ部１３を設け、この上
ライナ部１３の下端と前記下ライナ部１２の上端
とを断熱材製ガスケツト１４を介装して結合し、
上ライナ部１３と下ライナ部１２とによりシリン
ダライナ１５を形成し、このシリンダライナ１５
とヘツドプレート３とでシリンダ室１６を画成し
てある。
するセラミツク製上ライナ部１３を設け、この上
ライナ部１３の下端と前記下ライナ部１２の上端
とを断熱材製ガスケツト１４を介装して結合し、
上ライナ部１３と下ライナ部１２とによりシリン
ダライナ１５を形成し、このシリンダライナ１５
とヘツドプレート３とでシリンダ室１６を画成し
てある。
ピストン１７はセラミツク材製クラウン部１８
と、金属材製スカート部１９とを締結ボルト２
０、ナツト２１により結合し、クラウン部１８に
設けた第１リング溝２２に第１ピストンリング２
３を嵌装し、スカート部１９に設けた第２リング
溝２４、第３リング溝２５にそれぞれ第２ピスト
ンリング２６、第３ピストンリング２７を嵌装し
てある。
と、金属材製スカート部１９とを締結ボルト２
０、ナツト２１により結合し、クラウン部１８に
設けた第１リング溝２２に第１ピストンリング２
３を嵌装し、スカート部１９に設けた第２リング
溝２４、第３リング溝２５にそれぞれ第２ピスト
ンリング２６、第３ピストンリング２７を嵌装し
てある。
前記ピストン１７の往復動は、前記第１ピスト
ンリング２３が上ライナ部１３域を往復摺動自在
とし、第２ピストンリング２６および第３ピスト
ンリング２７は下ライナ部１２域を往復摺動自在
とする。
ンリング２３が上ライナ部１３域を往復摺動自在
とし、第２ピストンリング２６および第３ピスト
ンリング２７は下ライナ部１２域を往復摺動自在
とする。
換言すれば、ピストン１７の往復動時におい
て、第１ピストンリング２３はセラミツク材製上
ライナ部１３域のみを往復摺動して金属材製下ラ
イナ部１２に亘つては摺動せず、第２ピストンリ
ング２６、第３ピストンリング２７は金属材製下
ライナ部１２域のみを往復摺動してセラミツク材
製上ライナ部１３に亘つては摺動しないよう設定
してある。
て、第１ピストンリング２３はセラミツク材製上
ライナ部１３域のみを往復摺動して金属材製下ラ
イナ部１２に亘つては摺動せず、第２ピストンリ
ング２６、第３ピストンリング２７は金属材製下
ライナ部１２域のみを往復摺動してセラミツク材
製上ライナ部１３に亘つては摺動しないよう設定
してある。
図中、２８は燃焼室である。
本発明断熱エンジン１は前記のように構成した
ので、シリンダ室１６内における燃焼ガスの高温
は断熱性大なるセラミツク材製上ライナ部１３に
よつて低減され、かつ断熱性を有するガスケツト
１４によつて下ライナ部１２は余り高温とならな
い。
ので、シリンダ室１６内における燃焼ガスの高温
は断熱性大なるセラミツク材製上ライナ部１３に
よつて低減され、かつ断熱性を有するガスケツト
１４によつて下ライナ部１２は余り高温とならな
い。
従つて、第２ピストンリング２６、第３ピスト
ンリング２７は比較的温度の低い下ライナ部１２
を往復摺動するから円滑である。
ンリング２７は比較的温度の低い下ライナ部１２
を往復摺動するから円滑である。
また、第１ピストンリング２３は断熱性大なる
セラミツク材製上ライナ部１３の第１リング溝２
２に嵌装されており、高温の燃焼ガスに曝される
ため、高温となるが、セラミツク材製にすること
により、十分高温に耐え、又無潤滑状態で摺動し
得るものである。
セラミツク材製上ライナ部１３の第１リング溝２
２に嵌装されており、高温の燃焼ガスに曝される
ため、高温となるが、セラミツク材製にすること
により、十分高温に耐え、又無潤滑状態で摺動し
得るものである。
さらに、断熱性大なるセラミツク材製クラウン
部１８によつて燃焼ガスの高温は低減されたピス
トン１７のスカート部１９は余り高温とならな
い。
部１８によつて燃焼ガスの高温は低減されたピス
トン１７のスカート部１９は余り高温とならな
い。
このようにして、第１ピストンリング２３は上
ライナ部１３域内を往復摺動し、第２ピストンリ
ング２６、第３ピストンリング２７は下ライナ部
１２域内を往復摺動し、第１ピストンリング２３
は下ライナ部１２には至らず、また第２ピストン
リング２６、第３ピストンリング２７は上ライナ
部１３には至らない。
ライナ部１３域内を往復摺動し、第２ピストンリ
ング２６、第３ピストンリング２７は下ライナ部
１２域内を往復摺動し、第１ピストンリング２３
は下ライナ部１２には至らず、また第２ピストン
リング２６、第３ピストンリング２７は上ライナ
部１３には至らない。
この場合、ピストン１７外周とシリンダライナ
１５との隙間の空気層が燃焼の妨げとならないよ
うにセラミツク材製クラウン部１８の第１リング
溝２２に嵌装した第１ピストンリング２３はシー
ル機能を果たし、またピストン１７のスカート部
１９と下ライナ部１２との間隙を小とするととも
に上ライナ部１３との間隙を比較的大としてピス
トン１７とシリンダライナ１５の間の衝突を可及
的に少くするようにして破損等の事故を防止する
ようにしてある。
１５との隙間の空気層が燃焼の妨げとならないよ
うにセラミツク材製クラウン部１８の第１リング
溝２２に嵌装した第１ピストンリング２３はシー
ル機能を果たし、またピストン１７のスカート部
１９と下ライナ部１２との間隙を小とするととも
に上ライナ部１３との間隙を比較的大としてピス
トン１７とシリンダライナ１５の間の衝突を可及
的に少くするようにして破損等の事故を防止する
ようにしてある。
一般にシリンダライナはエンジン各部の全放熱
に対して放熱寄与率が約40％であると云われ、断
熱率を50％とすれば全体は20％の断熱が可能とな
る。
に対して放熱寄与率が約40％であると云われ、断
熱率を50％とすれば全体は20％の断熱が可能とな
る。
これらのことから本発明はシリンダ室面積の２
分の１を断熱構造とし、残余の２分の１を非断熱
構造として、過高温によるピスリング作動の難点
およびシール性の劣化を緩和して実用性のある熱
効率大なる断熱エンジンとするものである。
分の１を断熱構造とし、残余の２分の１を非断熱
構造として、過高温によるピスリング作動の難点
およびシール性の劣化を緩和して実用性のある熱
効率大なる断熱エンジンとするものである。
本発明断熱エンジンはシリンダライナを上下に
分かち上ライナ部をセラミツク材製とし、ピスト
ンのクラウン部をセラミツク材製として、相互の
関連作動領域を分担させることによつて過高温に
よる潤滑油の炭化を防止し、シール機能を確保す
るから熱効率大にして実用性大なるものである。
分かち上ライナ部をセラミツク材製とし、ピスト
ンのクラウン部をセラミツク材製として、相互の
関連作動領域を分担させることによつて過高温に
よる潤滑油の炭化を防止し、シール機能を確保す
るから熱効率大にして実用性大なるものである。
図面は本発明断熱エンジンの要部断面図であ
る。 １……本発明断熱エンジン、２……シリンダヘ
ツド、３……ヘツドプレート、４……吸気口、５
……排気口、６，７……弁座、８……吸気弁、９
……排気弁、１０……シリンダボデー、１１……
冷却水ジヤケツト、１２……下ライナ部、１３…
…上ライナ部、１４……ガスケツト、１５……シ
リンダライナ、１６……シリンダ室、１７……ピ
ストン、１８……クラウン部、１９……スカート
部、２０……締結ボルト、２１……ナツト、２２
……リング溝、２３……第１ピストンリング、２
４……第２リング溝、２５……第３リング溝、２
６……第２ピストンリング、２７……第３ピスト
ンリング。
る。 １……本発明断熱エンジン、２……シリンダヘ
ツド、３……ヘツドプレート、４……吸気口、５
……排気口、６，７……弁座、８……吸気弁、９
……排気弁、１０……シリンダボデー、１１……
冷却水ジヤケツト、１２……下ライナ部、１３…
…上ライナ部、１４……ガスケツト、１５……シ
リンダライナ、１６……シリンダ室、１７……ピ
ストン、１８……クラウン部、１９……スカート
部、２０……締結ボルト、２１……ナツト、２２
……リング溝、２３……第１ピストンリング、２
４……第２リング溝、２５……第３リング溝、２
６……第２ピストンリング、２７……第３ピスト
ンリング。
Claims (1)
- １ 金属製シリンダボデーに形成した下ライナ部
とセラミツク材製上ライナ部を断熱材製ガスケツ
トを介装して固着し、シリンダヘツドに固着した
セラミツク材製ヘツドプレートと前記上ライナ
部、下ライナ部とでシリンダ室を形成し、リング
溝を有するセラミツク材製クラウン部と、複数の
リング溝を有する金属材製スカート部とを結合し
てピストンを形成し、クラウン部のリング溝に嵌
装したピストンリングを介しピストンのクラウン
部をシリンダ室の上ライナ部域内で摺動自在と
し、かつスカート部のリング溝に嵌装したピスト
ンリングを下ライナ部域内で摺動自在としてピス
トンを往復動自在とするようにしたことを特徴と
する断熱エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP970183A JPS59134353A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 断熱エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP970183A JPS59134353A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 断熱エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59134353A JPS59134353A (ja) | 1984-08-02 |
| JPH0512545B2 true JPH0512545B2 (ja) | 1993-02-18 |
Family
ID=11727531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP970183A Granted JPS59134353A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 断熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59134353A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214148U (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-28 | ||
| JPS6216750U (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-31 | ||
| KR20010110266A (ko) * | 2001-11-15 | 2001-12-12 | 김창선 | 단열 처리된 엔진, 배출에너지를 재활용하는 엔진 및 그엔진이 장착된 고압 분사체 |
-
1983
- 1983-01-24 JP JP970183A patent/JPS59134353A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59134353A (ja) | 1984-08-02 |
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