JPS60240851A - ピストンスリーブを備えた内燃機関 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は、シリンダカバーと、該シリンダカバーの付近
に載置つばを有しているピストンスリーブとを備えた内
燃機関に関する。

従来技術 この種の内燃機関のなかで最も簡単な構造のものでは、
ピストンスリーブの載置つばか、比較的平らでピストン
スリーブをわずかに越えて突出し且つ通常はシリンダ台
上に緊密に載置されるつばから構成されている。エンジ
ンがもつと大きくなり、馬力がより高くなると、上記の
構造では点火力が増すにつれて負荷容量の限界に達して
しまう。

これは、点火力によるせん断の危険性の故に載置つばが
もつと高い位置になければならず、その結果点火力に対
応したサイズでは熱の流路が長すぎるために排熱が不都
合になることによるものである。−万、載置つばの高さ
を適宜に選定して点火力のせん所作用に対して抵抗力を
もたせ、且つ熱の流路をあまり長くとらないようにした
構造では、載置つばからシリンダ胴への移行領域に於て
点火圧によって高い負荷がかかり、膨張してしまう。

シリンダ台のこの位置に案内部を形成することは実際上
難しい。なぜなら、この案内部を形成することにより、
水冷領域までの熱の流路がさらに長くなるからである。

載置つばを備えたピストンスリーブを有する内燃機関は
、すでにドイツ特許第４２５０８０号公報から公知であ
る。この場合載置つばは、熱伝導率のよい合金のなかに
埋設される冷却管を備えたみそを有しているが、しかし
ながらこれによって載置つばは、点火力のせん所作用に
対する抵抗が弱くなってしまう。　− さらに、ドイツ特許公開第２７２５０５９号公報から公
知になった内燃機関では、シリンダヘッドに隣接する端
部にて先細りに形成されたピストンスリーブが、この領
域で、載置つばを形成している支持リングによって取り
囲まれており、この支持リングは、はんだ付け、溶接、
爆破鍍金（Ｓｐｒｅｎｇｐｌａ口１ｅｒｅ、Ｈ）等によ
ってスリーブと結合されねばならない。ところで、特に
船舶用の内燃機関では絶′１　対的′稼１安定ｆｉｇ；
要＊−ｇｔ’を一部・ｘ＋）−１１つばのこの種の結合
は、長期使用に対しては弱い個所と見なすことができる
。

目　的 本発明は、燃焼室から発生する燃焼圧及び燃焼熱のピス
トンリングに対する不利な作用がシリンダ舎内で低減さ
れるようにこの種の内燃機関を構成することを目的とす
る。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、載置つばとシリン
ダカバーとの間に、燃焼室を環状に取り囲み、且つピス
トンリングの上方にてシリンダ胴のシリンダ壁を形成し
ている流体冷却可能な中間部材が配置されていることを
特徴とするものである。

本発明の実＝ｚＱ様によれば、前記中間部材（以下“フ
ァイアリング゛と呼ぶことにする）は、ピストンスリー
ブの載置つばを上縁にて取り囲むように構成されている
。適当な引張強度をもつ材料を選定すれば、上記のごと
き構成によって、流体冷却により比較的低温に保たれる
ファイアリングを、ピストンスリーブを半径方向にて支
持するための上部支持部として用いることが可能になる
。

ファイアリングの材料を選定するにあたっては、ピスト
ンの運動或はピストンリングの運動を考慮する必要はな
い。しかも場合によっては二重の支持によって、どんな
稼動状態に於てもピストンスリーブをほぼ円筒形に保持
することができる。

さらにファイアリングは、弾性が大きいために、燃焼室
をノぐツキンするためにシリンダカバーを押圧せしめて
いるねじの力を好適に配分するためにも有利に用いられ
る。合目的には・ファイアリングの冷却のために、シリ
ンダ台の上部領域からシリンダカバーまで延びる結合管
が設けられているのがよい。

冷却流体は、完全にリングを貫通して案内されることが
できる。冷却流体はスムーズに流れることができ、この
場合流体の流入口及び流出口は、リングの同じ側にある
。

ファイアリングを独立的に冷却することも可能で、この
場合の流体量は、エンジンの負荷に依存して調整可能で
ある。従って、潤滑油の過負荷が小さすぎることによっ
て生じる、或は壁温か高すぎることによって生じる腐食
が有利に避けられる。

最後に、熱をより好適に利用するために、ファイアリン
グをエンジンの冷却部から分離し、ている冷却循環系内
で冷却するのも有利である。というのも、これによって
冷却流体を、例えば給水加熱に利用することが可能にな
るからである。

効　果 ファイアリングは、その軸線方向の高さに於て、ピスト
ンスリーブの代わりに燃焼室壁のシリンダ胴の一部の機
能をはたす。これにより燃焼熱の排熱はもはやピストン
スリーブに到達せず、流体によって冷却されるファイア
リングの壁によって受容される。これによって、ピスト
ンスリーブの熱による膨張が完全に阻止され、潤滑油の
熱負荷は減少し、ピストンリングの運動条件が著しく改
善される。

ファイアリングがシリンダカバーとピストンスリーブの
間に配置されているため、ピストンスリーブ及び載置つ
ばの上縁は、ピストン及び圧力を制限する第１のピスト
ンリングに関してかなり深い位置にあり、その結果点火
圧はもはや薄いピストンスリーブの表面に作用せず、大
体に於てファイアリング及びピストンスリーブの載置つ
ばによって受容される。従来の構造に於て点火圧の作用
によって生じていた応力や膨張はかなり減少する。

ピストンスリーブの表面への熱投射が減少するため、ピ
ストンスリーブを載置つばの下方でも支持することがで
き、このことは、従−来では熱の経路が長くなるために
問題となっていたことである。

さらに、比較的大きなピストンスリーブの場合でも熱負
荷が減少するため、シリンダ台の前述の案内部の領域を
エラストマーでパツキンすることができる。これによっ
て、ずれ、水圧、腐食等によって載置位置に生じていた
案内部の負荷は著しく減少する。

実施例 次に、本発明の２つの実施例を添付の図面を用％　１ｐ
ＴＩＪ″ｌ’Ｊ　Ｔ　６　。

第１図に於て１はシリンダ台或は機関台、２はシリンダ
カバー、３はシリンダカバーねじである。

機関台１にはピストンスリーブ４が取り付けられている
。ピストンスリーブ４は、かなり高い位置に配置される
載置つば５と、該載置つばに比べかなり幅狭のシリンダ
胴部分６とを備えている。ピストンスリーブ４は、シリ
ンダ胴部分６と機関台１との間に冷却流体循環用の空間
７が形成されるように機関台ｌに取り付けられている。

ピストンスリーブ４のシリンダ胴部分６の内側で、ピス
トンリング９を備えたピストン８は次のように運動し、
即ちピストン８の上死点にて、該ピストン８と載置つば
５とシリンダカバー２との間に燃焼室１０が形成される
ように運動する。図中矢印１１は、燃焼室１０のこのよ
うな従来の構造に於て、燃焼熱が載置つば５を通って空
間７内へ長い経路をどのように伝導していくかを示した
ものである。

このような不都合な排熱が潤滑油を容易に熱的な過負荷
状態へもたらすことがわかる。これは燃焼室とピストン
スリーブの表面との炭化及び過度の消耗に起因するもの
である。ところで、載置っばを短くすることによって熱
の流路を短くすると、特にせん断強さが小さくなり、従
って構造が弱くなる。

第２図に於て１２はシリンダ台、１３はシリンダを蔽っ
ているシリンダカバーである。シリンダ台１２には、載
置つば１５とピストンリング走行面のシリンダ胴部分１
６とを備えたピストンスリーブ１４が、シリンダ胴部分
１６とシリンダ台１２との間に冷却流体案内部１７が形
成されるように取り付けられている。

ピストンスリーブ１４の内側で、リング】９をもつピス
トン１８が運動を行なう。ピストン１８は、第２図に示
した位置ではほぼ上死点にある。

この位置でピストン１８は、そのピストンリング１９の
上方にある部分によって、載置つば１５の止縁を越えて
突出している。

本発明によれば、ピストンリング１９の上方でシリンダ
胴部分のシリンダ壁を形成している流体冷却可能な中間
部材（゛′ファイアリング゛ともいう）２０が、載置つ
ば１５とシリンダカバー１３との間の燃焼室２１を環状
に取り囲んでいる。従ってファイアリング２０は、その
軸線方向の高さに於て、ピストンスリーブの代わりに燃
焼壁の表面の機能をはたしている。さらに第２図には、
矢印で示したファイアリング２０の冷却のために、シリ
ンダ台１２が冷却Ｗ２２を介してファイアリング２０と
どのように結合されているかが図示されている。

シリンダカバー２３と、ピストンスリーブ２４と、これ
らの間に配置されるファイアリング２５とを備えた内燃
機関の他の実施例を第３図に示す。

この実施例では、ファイアリング２５の冷却部が冷却ｗ
２６を介してシリンダカバー２３と結合されている。矢
印は、冷却流体の流動方向を示す。

ファイアリング２５を冷却流体によって比較的低温度に
保持することができるため、材料を適宜に選定すること
により、ピストンスリーブ２４を半径方向に支持するだ
めの、引張強度の大きな土部支持部２７が得られる。

さらに、ピストンスリーブ２４への熱の侵入が比較的少
ないため、ピストンスリーブ２４は、その載置つばの下
方のシリンダ舎内に他の支持部２８を備えることができ
、この支持部２８は、ゴムパツキン２９によってパツキ
ンすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高位置にあるつばをもったピストンスリーブを
有する従来の内燃機関の部分断ｌｆＯ図、第２図はファ
イアリングと短かいピストンスリーブとを有する本発明
による内燃機関の部分断面図５、第３図はピストンスリ
ーブの載置つばを半径方向にて支持するファイアリング
を備えた本発明による内燃機関の他の実施例の部分断面
図である。 １３；２３・・・シリンダカバー、 １５；２４・・載置つば、 ２０；２５・・中間部材（ファイアリング）、２Ｊ・・
燃焼室 に−吻□□１ ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、　２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　シリンダカバーと、該シリンダカバーの付近に
   載置つばを有しているピストンスリーブとを備えた内燃
   機関に於て、載置つば（１５；２４　）とシリンダカバ
   ー（１３ｉ２３　）との間に、燃焼室（２１）を環状に
   取り囲み、且つピストンリング（１９）の上方にてシリ
   ンダ胴のシリンダ壁を形成している流体冷却可能な中間
   部材（２０：　２５　）が配置され−Ｃいることを特徴
   とする内燃機関。
2. （２）前記中間部材（２５）が、載置つば（２４）を半
   径方向にて支持する上部支持部（２７）を形成している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の内燃機
   関。