JPH07301147A - 遮熱エンジン - Google Patents
遮熱エンジンInfo
- Publication number
- JPH07301147A JPH07301147A JP6157831A JP15783194A JPH07301147A JP H07301147 A JPH07301147 A JP H07301147A JP 6157831 A JP6157831 A JP 6157831A JP 15783194 A JP15783194 A JP 15783194A JP H07301147 A JPH07301147 A JP H07301147A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- headliner
- cylinder head
- heat shield
- head
- cylinder
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】シリンダヘッドと下部シリンダとの間に介在さ
れるヘッドライナにフランジ部を設け、ヘッドライナの
頂部を強化する。 【構成】シリンダヘッド１と下部シリンダ３との間に配
置されて燃焼室頭部となるヘッドライナ２の上面部２１
の外縁に拡径されたフランジ部２３を形成させ、ガスケ
ット１３を介してシリンダヘッド１の下面によりヘッド
ライナ２を保持させ、そのフランジ部２３を固定支持す
ることにより、ノズル回りなどのシール反力に対してシ
ール性を安定させて剛性を確保する。
れるヘッドライナにフランジ部を設け、ヘッドライナの
頂部を強化する。 【構成】シリンダヘッド１と下部シリンダ３との間に配
置されて燃焼室頭部となるヘッドライナ２の上面部２１
の外縁に拡径されたフランジ部２３を形成させ、ガスケ
ット１３を介してシリンダヘッド１の下面によりヘッド
ライナ２を保持させ、そのフランジ部２３を固定支持す
ることにより、ノズル回りなどのシール反力に対してシ
ール性を安定させて剛性を確保する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンを遮熱し、高温
度で運転して熱効率の向上を図る遮熱エンジンに関す
る。
度で運転して熱効率の向上を図る遮熱エンジンに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃費の向上を図るとともに、
排気ガスエネルギーを活用するため、燃焼室やその関連
部分を遮熱構造として、タービン軸に電動発電機を取付
けたターボチャージャに排気ガスを供給し、電動発電機
に発電作動させて排気エネルギーの回収を行う回収シス
テムが開発されている。
排気ガスエネルギーを活用するため、燃焼室やその関連
部分を遮熱構造として、タービン軸に電動発電機を取付
けたターボチャージャに排気ガスを供給し、電動発電機
に発電作動させて排気エネルギーの回収を行う回収シス
テムが開発されている。
【０００３】このような排気エネルギーの回収システム
ではエンジンの燃焼室からの放熱を低減させ、排気ガス
の温度を高めることが回収効率の向上に有効である。こ
のため、シリンダヘッドとライナーを有するシリンダと
を結合させた通常の燃焼室の構造以外に、シリンダヘッ
ドと、該ヘッド下面とライナ上部とを備えたヘッドライ
ナを備えた燃焼室が開発されており、上記のヘッドライ
ナから上部を遮熱構造として高温度を保持させて放熱を
低減し、ライナ下部を低温に保って運転している。
ではエンジンの燃焼室からの放熱を低減させ、排気ガス
の温度を高めることが回収効率の向上に有効である。こ
のため、シリンダヘッドとライナーを有するシリンダと
を結合させた通常の燃焼室の構造以外に、シリンダヘッ
ドと、該ヘッド下面とライナ上部とを備えたヘッドライ
ナを備えた燃焼室が開発されており、上記のヘッドライ
ナから上部を遮熱構造として高温度を保持させて放熱を
低減し、ライナ下部を低温に保って運転している。
【０００４】そして、上述のようなシリンダヘッド、ヘ
ッドライナおよびシリンダを結合させた燃焼室を備えた
遮熱エンジンは、例えば特願平５−１４９８５４号に示
されている。
ッドライナおよびシリンダを結合させた燃焼室を備えた
遮熱エンジンは、例えば特願平５−１４９８５４号に示
されている。
【０００５】この種のヘッドライナを備えた燃焼室で
は、例えばその外周にエアー空間を設けて遮熱を図るよ
うに構成されている。
は、例えばその外周にエアー空間を設けて遮熱を図るよ
うに構成されている。
【０００６】図４はこのような遮熱エンジンの燃焼室の
一例を示す断面図であり、同図における１０はシリンダ
ヘッドで吸、排気ポート部や噴射ノズルの挿着部を備え
てシリンダ上方を覆うもの、２０はヘッドライナでライ
ナ上部２０２とシリンダヘッド下面部２０１とを備えて
燃焼室の上方部分となるもの、３０は下部シリンダでラ
イナ３０１が挿着されているもので、ライナ上部２０２
の外周には空気による遮熱層４０が設けられている。
一例を示す断面図であり、同図における１０はシリンダ
ヘッドで吸、排気ポート部や噴射ノズルの挿着部を備え
てシリンダ上方を覆うもの、２０はヘッドライナでライ
ナ上部２０２とシリンダヘッド下面部２０１とを備えて
燃焼室の上方部分となるもの、３０は下部シリンダでラ
イナ３０１が挿着されているもので、ライナ上部２０２
の外周には空気による遮熱層４０が設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のような燃焼室に
おけるヘッドライナは、その機能である噴射ノズル回り
のシール反力や副室を有する場合には副室回りのシール
反力の保持、シール安定性向上のための剛性を確保する
ため、燃焼室上壁となる頂部の肉厚を大にする必要があ
る。
おけるヘッドライナは、その機能である噴射ノズル回り
のシール反力や副室を有する場合には副室回りのシール
反力の保持、シール安定性向上のための剛性を確保する
ため、燃焼室上壁となる頂部の肉厚を大にする必要があ
る。
【０００８】図５はヘッドライナのノズル回りのシール
反力と頂部との関係の一例を材料力学モデルとして示し
た模式図であり、周囲が支点で支えられた円板の中程に
荷重Ｐとなるシール反力が印加された場合に円板は大き
く変形するため、その剛性を大にする必要がある。
反力と頂部との関係の一例を材料力学モデルとして示し
た模式図であり、周囲が支点で支えられた円板の中程に
荷重Ｐとなるシール反力が印加された場合に円板は大き
く変形するため、その剛性を大にする必要がある。
【０００９】このため、頂部の肉厚を増すと頂部を貫通
する吸気ポート部では、吸入空気が高温度のポート側面
から受熱してその空気温度が上昇することになり、また
排気ポート部ではポート側面からの放熱量が増加すると
いう不都合が生じている。
する吸気ポート部では、吸入空気が高温度のポート側面
から受熱してその空気温度が上昇することになり、また
排気ポート部ではポート側面からの放熱量が増加すると
いう不都合が生じている。
【００１０】また、遮熱のためにヘッドライナにセラミ
ックスを用いた場合には、肉厚の増加に伴う有効体積の
増加が生じ、破壊確率が大となる問題もある。
ックスを用いた場合には、肉厚の増加に伴う有効体積の
増加が生じ、破壊確率が大となる問題もある。
【００１１】本発明はこのような従来の問題を改善しよ
うとするものであり、その目的はシリンダヘッドの下方
のヘッドライナの上部の外縁に拡径したフランジ部を設
け、シリンダヘッド下面によって保持することにより、
ヘッドライナの強度および剛性を向上させようとする遮
熱エンジンを提供することにある。
うとするものであり、その目的はシリンダヘッドの下方
のヘッドライナの上部の外縁に拡径したフランジ部を設
け、シリンダヘッド下面によって保持することにより、
ヘッドライナの強度および剛性を向上させようとする遮
熱エンジンを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、エンジンの燃焼室頭部に配置さ
れ、シリンダヘッド下方の燃焼室内壁部とライナ上部と
を備えて上方がシンダヘッドに覆われるとともに、下端
がシリンダ上部と接し、かつ側方周辺にエアー空間が設
けられたヘッドライナを有する遮熱エンジンにおいて、
前記のシリンダヘッドの下面に対応するヘッドライナに
その燃焼室内壁部の強度を保つ保持手段を設けた遮熱エ
ンジンが提供され、保持手段としてヘッドライトの外縁
を拡径したフランジ部を設けたため、フランジ部がシリ
ンダヘッドに十分に保持されるので、頂部の薄肉化され
たヘッドライナを有する遮熱エンジンが提供される。
めに本発明によれば、エンジンの燃焼室頭部に配置さ
れ、シリンダヘッド下方の燃焼室内壁部とライナ上部と
を備えて上方がシンダヘッドに覆われるとともに、下端
がシリンダ上部と接し、かつ側方周辺にエアー空間が設
けられたヘッドライナを有する遮熱エンジンにおいて、
前記のシリンダヘッドの下面に対応するヘッドライナに
その燃焼室内壁部の強度を保つ保持手段を設けた遮熱エ
ンジンが提供され、保持手段としてヘッドライトの外縁
を拡径したフランジ部を設けたため、フランジ部がシリ
ンダヘッドに十分に保持されるので、頂部の薄肉化され
たヘッドライナを有する遮熱エンジンが提供される。
【００１３】
【作用】ヘッドライナの外縁に強度の保持手段となるフ
ランジ部を設け、シリンダヘッドの下面で力強く保持さ
れるため、ヘッドライナの剛性が向上してシール性が向
上するとともに、肉厚を減ずることができるため、吸気
ポート部にての吸気の受熱が少なくなり、また排気ポー
ト部からの放熱量が減少する。
ランジ部を設け、シリンダヘッドの下面で力強く保持さ
れるため、ヘッドライナの剛性が向上してシール性が向
上するとともに、肉厚を減ずることができるため、吸気
ポート部にての吸気の受熱が少なくなり、また排気ポー
ト部からの放熱量が減少する。
【００１４】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明にかかる遮熱エンジンの
第１の実施例におけるシリンダ要部を示す縦断面図であ
る。
詳細に説明する。図１は本発明にかかる遮熱エンジンの
第１の実施例におけるシリンダ要部を示す縦断面図であ
る。
【００１５】同図における１はシリンダヘッドで吸、排
気用のポート１１が設けられて中央部には噴射ノズル１
２が挿着されるもので、そのヘッド下面にはヘッドライ
ナ２がガスケット１３を介して配置される。
気用のポート１１が設けられて中央部には噴射ノズル１
２が挿着されるもので、そのヘッド下面にはヘッドライ
ナ２がガスケット１３を介して配置される。
【００１６】ヘッドライナ２は例えば耐熱性を備えた高
強度のセラミックスが用いられ、シリンダヘッド１の下
面に対応する頂部となる上面部２１と、ピストンが摺動
する上方のライナ部２２とが形成されている。
強度のセラミックスが用いられ、シリンダヘッド１の下
面に対応する頂部となる上面部２１と、ピストンが摺動
する上方のライナ部２２とが形成されている。
【００１７】そして、上面部２１にはシリンダヘッド１
のポート１１の延長となる弁座を有するポート２１１
と、噴射ノズル１２用のノズル穴２１２とが貫設され、
さらに、上面部２１の外縁部は外方に拡径されて突出さ
れ、上部がシリンダヘッド１の下面に対応して強度の保
持手段となるフランジ部２３が設けられており、前記の
ガスケット１３もこれに対応して外径が拡大され、シリ
ンダヘッド１の下面にフランジ部２３を安定に保持する
ように構成されている。
のポート１１の延長となる弁座を有するポート２１１
と、噴射ノズル１２用のノズル穴２１２とが貫設され、
さらに、上面部２１の外縁部は外方に拡径されて突出さ
れ、上部がシリンダヘッド１の下面に対応して強度の保
持手段となるフランジ部２３が設けられており、前記の
ガスケット１３もこれに対応して外径が拡大され、シリ
ンダヘッド１の下面にフランジ部２３を安定に保持する
ように構成されている。
【００１８】３は下部シリンダで、ヘッドライナ２のラ
イナ部２３に続くライナ３１が挿着されて、摺動するピ
ストンを収容するものであり、その上端面となる分割面
１５には環状の溝３２が刻設されてリングガスケット３
３が用いられ、上方にヘッドライナ２が密着されてい
る。そして、その外側の分割面１５にはシリンダヘッド
１の外周から下方に伸びる外筒部１４の下端面が当接
し、例えば締付ネジにより締付けられて燃焼行程におけ
る燃焼室の内圧に十分耐えるとともに、ヘッドライナ２
のライナ部２２の外周には空気による遮熱層２４が形成
されている。
イナ部２３に続くライナ３１が挿着されて、摺動するピ
ストンを収容するものであり、その上端面となる分割面
１５には環状の溝３２が刻設されてリングガスケット３
３が用いられ、上方にヘッドライナ２が密着されてい
る。そして、その外側の分割面１５にはシリンダヘッド
１の外周から下方に伸びる外筒部１４の下端面が当接
し、例えば締付ネジにより締付けられて燃焼行程におけ
る燃焼室の内圧に十分耐えるとともに、ヘッドライナ２
のライナ部２２の外周には空気による遮熱層２４が形成
されている。
【００１９】つぎにこのように構成された第１の実施例
の作動を説明すると、シリンダヘッド１と下部シリンダ
３との間に介在されたヘッドライナ２は、その上面部２
１の外縁部には外方に拡径されたフランジ部２３が形成
され、これに対応する外径の大きなガスケット１３を介
しシリンダヘッド１の下面に固定されて保持されてい
る。
の作動を説明すると、シリンダヘッド１と下部シリンダ
３との間に介在されたヘッドライナ２は、その上面部２
１の外縁部には外方に拡径されたフランジ部２３が形成
され、これに対応する外径の大きなガスケット１３を介
しシリンダヘッド１の下面に固定されて保持されてい
る。
【００２０】このため、ヘッドライナ２は下部シリンダ
３の上方に当接するライナ部２２により全周のフランジ
部２３の上面が固定保持となることになり、したがっ
て、頂部となる上面部２１に加わるノズル回りのシール
反力などに対してのシール性が安定し、また応力が低減
するため、従来より頂部の肉厚を薄くすることが可能と
なる。
３の上方に当接するライナ部２２により全周のフランジ
部２３の上面が固定保持となることになり、したがっ
て、頂部となる上面部２１に加わるノズル回りのシール
反力などに対してのシール性が安定し、また応力が低減
するため、従来より頂部の肉厚を薄くすることが可能と
なる。
【００２１】図２は周囲が固定支持された円板と印加さ
れる荷重との関係を示す模式図であり、図５に示した周
囲を単純支持した場合の模式図に比して図２の荷重Ｐに
よる変形量が小になることが明らかである。
れる荷重との関係を示す模式図であり、図５に示した周
囲を単純支持した場合の模式図に比して図２の荷重Ｐに
よる変形量が小になることが明らかである。
【００２２】図３は本発明の第２の実施例のシリンダ要
部を示す縦断面図で、前述の図１と同一の部分には同一
の符号を付したものである。
部を示す縦断面図で、前述の図１と同一の部分には同一
の符号を付したものである。
【００２３】図３に示す実施例ではシリンダヘッド１と
下部シリンダ３との当接する分割面１７を、ガスケット
１３を介してヘッドライナ２を保持するシリンダヘッド
１の下面の外方の延長上に設けたものである。このた
め、下部シリンダ３における環状の溝３２の刻設された
部分の外周壁３４が分割面１７まで上方に延長されて、
ヘッドライナ２と間隔を保持して包囲するように形成さ
れ、この間隔が空気による遮熱層２５となるように構成
されている。
下部シリンダ３との当接する分割面１７を、ガスケット
１３を介してヘッドライナ２を保持するシリンダヘッド
１の下面の外方の延長上に設けたものである。このた
め、下部シリンダ３における環状の溝３２の刻設された
部分の外周壁３４が分割面１７まで上方に延長されて、
ヘッドライナ２と間隔を保持して包囲するように形成さ
れ、この間隔が空気による遮熱層２５となるように構成
されている。
【００２４】このように構成された第２の実施例におい
ても、ヘッドライナ２の上面部２１の外縁にはフランジ
部２３が形成されており、これがガスケット１３を介し
て上方のシリンダヘッド１の下面により十分に保持され
るため、第１の実施例の場合と同様に頂部の剛性が向上
し、シール性が安定することになる。
ても、ヘッドライナ２の上面部２１の外縁にはフランジ
部２３が形成されており、これがガスケット１３を介し
て上方のシリンダヘッド１の下面により十分に保持され
るため、第１の実施例の場合と同様に頂部の剛性が向上
し、シール性が安定することになる。
【００２５】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、シリンダ
ヘッドと下部シリンダとの間に介在されるヘッドライナ
の上面の外周を拡径して強度の保持手段となるフランジ
部を設けたため、該フランジ部上面がシリンダヘッドの
下面に十分に保持されて、ヘッドライナの内部応力が減
少して、その頂部の薄肉化が図れる効果が得られる。
ヘッドと下部シリンダとの間に介在されるヘッドライナ
の上面の外周を拡径して強度の保持手段となるフランジ
部を設けたため、該フランジ部上面がシリンダヘッドの
下面に十分に保持されて、ヘッドライナの内部応力が減
少して、その頂部の薄肉化が図れる効果が得られる。
【００２６】また、頂部の薄肉化によりヘッドライナに
設けられた吸気ポート部では吸気空気の受熱が減じて吸
気温度が低下する利点が得られ、排気ポート部では放熱
量が減じて効率のよい遮熱エンジンが得られる。
設けられた吸気ポート部では吸気空気の受熱が減じて吸
気温度が低下する利点が得られ、排気ポート部では放熱
量が減じて効率のよい遮熱エンジンが得られる。
【００２７】さらに、本発明によればヘッドライナにセ
ラミックスを用いた場合には、頂部の肉薄化により有効
体積が減じて破壊確率が減少する効果も得られる。
ラミックスを用いた場合には、頂部の肉薄化により有効
体積が減じて破壊確率が減少する効果も得られる。
【図１】本発明にかかる遮熱エンジンの第１の実施例に
おけるシリンダ要部を示す縦断面図である。
おけるシリンダ要部を示す縦断面図である。
【図２】周囲を固定支持した円板と中間の荷重との関係
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施例のシリンダ要部を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図４】従来の遮熱エンジンの燃焼室の一例を示す断面
図である。
図である。
【図５】周囲を単純支持した円板と中間の荷重との関係
を示す模式図である。
を示す模式図である。
１…シリンダヘッド １１…ポート １２…噴射ノズル １３…ガスケット １５、１７…分割面 ２…ヘッドライナ ２１…上面部 ２２…ライナ部 ２３…フランジ部 ２４、２５…遮熱層 ３…下部シリンダ ３１…ライナ ３２…溝 ３３…リングガスケット
Claims (2)
- 【請求項１】エンジンの燃焼室頭部に配置され、シリン
ダヘッド下方の燃焼室内壁部とライナ上部とを備えて上
方がシンダヘッドに覆われるとともに、下端がシリンダ
上部とガスケットを介して接し、かつ側方周辺に空気に
よる遮熱層が設けられたヘッドライナを有する遮熱エン
ジンにおいて、前記のシリンダヘッドの下面に対応する
ヘッドライナにその燃焼室内壁部の強度と剛性を保つ保
持手段を設けたことを特徴とする遮熱エンジン。 - 【請求項２】前記の強度の保持手段はシリンダヘッド下
面により保持されるヘッドライナ上部の外縁に拡径され
て形成されたフランジ部であることを特徴とする請求項
１記載の遮熱エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157831A JPH07301147A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 遮熱エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157831A JPH07301147A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 遮熱エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301147A true JPH07301147A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=15658289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6157831A Pending JPH07301147A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 遮熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07301147A (ja) |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP6157831A patent/JPH07301147A/ja active Pending
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