JPS6029653Y2 - 内燃機関のシリンダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は湿式挿入式シリンダライナを有するディーゼル
、ガソリン、ガス式内燃機関のシリンダに関し、冷却装
置を改良して最適の運転状態を得ることを目的としてい
る。

従来の竪型内燃機関の縦断面部分図である第１図におい
て、湿式挿入形シリンダライナ１は上端部２と下端部３
がシリンダブロック５に嵌合し、両端部２．３間の中間
部６とシリンダブロック５の間には冷却水Ｗが充満した
環状の冷却水室９が形威しである。

ところが第１図のシリンダによると、冷却水Ｗが中間部
６の下半部７に対して上半部８と同程度に冷却作用を及
ぼすので、燃焼室１０から離れた下半部７が過冷されて
熱膨張量が小さくなり、下半部７とピストン１１の間の
隙間が過小になって、ピストン１１の焼付きが生ずる恐
れがある。

又上半部８は下半部７よりも高温になって熱膨張量が大
きくなるので、下半部７とピストン１１の間の隙間を上
記焼付きを防止できる程度に大きく設定すると、上半部
８とピストン１１の間の隙間が過大となり、クランク室
１２内の潤滑油が上記隙間から燃焼室１０へ上がり易く
なって潤滑油消費量が増大するという不具合や、燃焼室
１０内の排気がクランク室１２へ侵入するという不具合
、すなわちブローパイが生じるという不具合が発生する
。

しかも冷却水Ｗの量が多いので、暖機運転の時間が長く
なり、又直噴式機関の場合には運転開始時等の低速、低
出力状態においてピストン１１が過冷され、燃焼不良の
ために排気中に青白煙や異臭等が発生するという不具合
がある。

本考案は上記従来の不具合を解決するために、冷却水氷
室用空間部のクランク室側の部分に充填材を充填するよ
うにしたもので、次のように構成されている。

すなわち本考案はシリンダライナのシリンダヘッド側端
部とクランク室側端部をシリンダヘッド側へ取外し自在
にシリンダブロックの内筒面に嵌合させ、シリンダライ
ナの上記両端部間の中間部とシリンダブロックの間に冷
却水氷室用の空間部を形成し、上記空間部のクランク室
側の部分に環状の軽量充填材を嵌合させ、充填材を空間
部に対して着脱可能なだけの弾性を有する柔軟な成形体
で形成し、充填材にシリンダブロックとシリンダライナ
の両方に嵌合して空間部を閉鎖する本体部分と、本体部
分からシリンダブロックの内筒面に沿ってシリンダヘッ
ド側へ延びる延長部とを設け、延長部をシリンダブロッ
クに嵌合させてシリンダブロックからの放熱規制層を形
成するとともに、延長部をシリンダライナから離してシ
リンダライナとの間に空間部を残したことを特徴として
いる。

次に第２図〜第４図により実施例を説明する。

縦断面部分図である第２図において、シリンダブロック
１５に嵌合するシリンダライナ１６の上端部１７の外筒
面は下側が小径Ｄ□の段部１８を形成しており、ライナ
１６は図示の所定位置よりも下方へ移動できない状態に
ある。

シリンダブロック１５の上面にはボルト穴１９に螺合す
るボルト（図示せず）によりシリンダヘッド２０が固定
され、ヘッド２０によりライナ１６の上方への移動が阻
止されている。

シリンダブロック１５に嵌合するライナ下端部２１は最
下端部２２（非嵌合部分）を除いて一定の外径Ｄ３を有
し、外径Ｄ３は外径Ｄ１よりも小さい（又は同一である
）。

最下端部２２は外径Ｄ３よりも小さい外径を有している
。

２４はＯリングである。ライナ上下端部１７．２１間の
中間部２３は外径Ｄ３よりも小さい外径Ｄ２を有し、中
間部２３とシリンダブロック１５の間には環状の空間部
２５が形成されている。

空間部２５の下半部には環状の充填材２６が嵌合し、主
に空間部２５の上半部だけを冷却水Ｗが循環するように
なっている。

充填材２６は弾性を有する柔軟で軽量な材料、例えばラ
バー材単体又は発泡体粒子とラバー材（バインダー）の
結合体等でできており、第２図ならびに第２図の■−■
断面部分である第３図の如くライナ１６及びブ冶ツク１
５に対して弾性により密着している。

第２図の如く充填材２６の上面２７はテーパー状で、半
径方向外方（第３図の左方）へゆくにつれて上方の位置
を占めるように成形してあり、充填材２６が嵌合するラ
イナ外筒面部分２８及びブロック内筒面部分２９の内、
外筒面部分２８の上下長さ１１よりも内筒面部分２９の
上下長さ１゜の方が長くなっている。

すなわち内筒面部分２９は外筒面部分２８よりも上方へ
延長されている。

充填材２６の縦断面図である第４図の如く、充填材上面
２７の最下部（内周部）には冷却水Ｗ（第２図）を抜く
ためのスリット３６又は孔が開口し、スリット３６は下
端においてシリンダブロック１５（第２図）の水抜出し
用孔３７（第４図）に連通している。

第２図の充填材２６の上端縁が嵌合するブロック部分３
４はライナ１６側へ若干突出しているので、振動等によ
り充填材２６が上方へ移動することはなく、常に冷却水
Ｗの通路は所定の寸法形状に保たれる。

運転時の冷却作用について説明する。

ライナ下半部３１は燃焼室３３から離れており、加熱さ
れる度合は低いが、充填材２６により覆われているので
、冷却水Ｗによる冷却作用をほとんど又は全く受けない
。

従って下半部３１は過冷されることなく適温に保たれる
。

上半部３０は燃焼室３３に近く、激しく加熱されるが、
冷却水Ｗに接しており、しかも薄肉であるので激しく冷
却される。

従って上半部３０は過熱されることなく適温に保たれる
。

このように上半部３０、下半部３１が共に適温になるの
で、ライナ１６全体にわたって熱膨張量は略一定になり
、ピストンリング１３（第１図）との間の隙間も概ね所
定値に均一化され、過大又は過小になることはない。

従ってクランク室３５内の潤滑油が燃焼室３３へ上がる
ことや、排気がクランク室３５へ侵入（ブローパイ）す
ることが大幅に抑制され、又ピストンの焼付きは発生し
ない。

充填材２６の体積分だけ冷却水Ｗの量が減少するので、
各部の温度は単時間で所定温度まで上昇する。

従って暖機運転時間は短くなり、又始動直後の低速、低
出力運転状態において、ピストンが過冷されて燃焼不良
が生じることはない。

しかも内筒面部分２９の長さ１３が外筒面部分１１より
も長く、ブロック１５は充填材２６（保温材）により広
範囲にわたって覆われているので、冷却水Ｗに伝わった
熱がブロック１５の外面から大気へ放出されることは大
幅に防止され、この点においても暖機運転時間が短縮し
、各部の過冷は防止される。

なお高速、高出力状態においては、冷却水Ｗの循環量が
増大するので、冷却水Ｗに伝わった熱は冷却水Ｗと共に
速やかにラジェータ（図示せず）へ送られて外部へ放出
され、各部が過熱されることはない。

各部を組み立てる場合、あらかじめ外部で成形した充填
材２６を一時的に弾性変形させてシリンダブロック１５
内へ入れ、弾性によりブロック１５に密着状態で嵌合さ
せる。

次にシリンダライナ１６を上方からブロック１５内へ挿
入する。

その場合にライナ下端部２１が充填材２６に当たるが、
充填材２６が弾性変形するのでライナ１６を問題なく挿
入することができ、挿入が完了した状態において、充填
材２６は弾性によりライナ１６に密着する。

ライナ１６を上方へ抜き取る場合にも、充填材２６が弾
性変形して抜取りを許容する。

以上説明したように本考案によると、空間部２５の下半
部（シリンダヘッド２０と反対側の部分）に充填材２６
を充填したので、潤滑油消費及びブローパイを抑制する
と共に、ピストンの焼付きを可及的に防止腰又暖機運転
時間を短縮すると共に、ピストンの過冷を防止して低速
、低出力運転時の燃焼不良を防止して排気中に青白煙や
異臭が生じることを防ぐことができる。

しかも充填材２６が嵌合するブロック内筒面部分２９を
上方（シリンダヘッド２０側）へ延長したので、冷却水
Ｗに対する保温効果を高めることができ、この点におい
ても暖機運転時間を短縮し、低速、低出力時の燃焼不良
を防止することができる。

又充填材２６が嵌合するライナ外筒面部分２８は短く、
充填材上面２７はテーパー状であるので、ブロック１５
との嵌合長さ１゜が長いにもかかわらず、冷却水Ｗを必
要な量だけ確保することができ、過熱を防止することが
できる。

充填材２６の量及び材質を変えるだけで、機関の出力仕
様に応じた最適の冷却効果を簡単に得ることができる。

すなわち例えば高出力仕様の機関では、充填材２６の量
を減すだけで、冷却水Ｗの量を増して冷却効果を高める
ことができ、又充填材２６が連続気泡を有する発泡体の
場合は、発泡体の材質を変えて連続気泡の量を増すだけ
で、発泡体内へ浸入する冷却水量を増して下半部３１に
対する冷却効果を高めることができる。

更に本考案では充填材２６が柔軟な弾性体であるので、
外部で充填材２６を製造した後にブロック１５内へ組み
入れることができ、このように外部で充填材２６を製造
できるので、充填材２６を発泡させて成形することが容
易になる。

充填材２６は発泡体等でできているので、ブロック１５
の材料に比べて軽量であり、従って全体重量が従来品に
比べて大幅に増加することはなく、軽量化を遠戚するこ
とができる。

前記適冷防止効果等を別の観点から説明すると次の通り
である。

すなわちライナ１６に対する冷却要素としては、一般に
冷却水Ｗによる冷却とシリンダブロック１５外面からの
冷却がある。

そして冷却水Ｗの循環量はエンジンの回転数に対応して
変化し、又エンジンの発熱量（冷却を必要とする度合）
はエンジンの回転数に対応して変化する。

従って冷却水Ｗによる冷却の度合はエンジンの発熱量に
対応して変化する。

以上の説明から明らかなように一般にエンジンに対する
冷却は主に冷却水Ｗによって行うことが望ましく、シリ
ンダブロック１５からの放熱が冷却要素として大きい割
合いを占めると、エンジンの発熱量と冷却の度合との間
にアンバランスが生じ、過冷等の問題が生じる。

これに対し本考案では充填材２６のテーパ上面２７を有
する延長部（ブロック１５だけに嵌合する部分）により
シリンダブロック１５からの放熱を規制しているので、
エンジンに対する冷却を主に冷却水Ｗだけで行うことが
でき、発熱量と冷却の度合とをバランスさせることがで
きる。

テーパ上面２７に隣接するライナ１６の部分は冷却を必
要とするが、ヘッド２０に近い部分に比べ、冷却を必要
とする度合は低い。

そして本考案では上記延長部を設けたことによりテーパ
上面２７に面する空間部分（冷却水通路部分）の容積は
狭（なっている。

従ってテーパ上面２７に隣接するライナ１６部分が実際
に冷却される度合は冷却を必要とする度合に対応してお
り、この点においても冷却のアンバランスが防止されて
いる。

なお本考案を具体化する場合には、ライナ中間部２３の
外径Ｄ２を下端部２１の外径Ｄ３よりも大きく（又は同
じに）することもでき、そうするとライナ１６挿入時に
下端部２１が充填材２６に引っ掛からなく（又は引っ掛
かりに＜＜）なるので、挿入作業が簡単になる。

但しＤ２≧Ｄ３とすると、中間部２３の肉厚が大きくな
るので、上半部３０に対する冷却効果は多少低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面部分図、第２図は本考案実施例
の縦断面部分図、第３図は第２図の■−■断面部分図、
第４図は充填材の縦断面図である。 １５・・・・・・シリンダブロック、１６・・・・・・
シリンダライナ、１７・・・・・・上端部（シリンダヘ
ッド側端部）、２０・・・・・・シリンダヘッド、２１
・曲・下端部（クランク室側端部）、２３・・・・・・
中間部、２５・・凹空間部、２６・・・・・・充填材、
２８・・・・・・外筒面部分、２９・・・・・・内筒面
部分、３５・曲・クランク室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダライナのシリンダヘッド側端部とクランク室側
   端部をシリンダヘッド側へ取外し自在にシリンダブロッ
   クの内筒面に嵌合させ、シリンダライナの上記両端部間
   の中間部とシリンダブロックの間に冷却水氷室用の空間
   部を形成し、上記空間部のクランク室側の部分に環状の
   軽量充填材を嵌合させ、充填材を空間部に対して着脱可
   能なだけの弾性を有する柔軟な成形体で形威し、充填材
   にシリンダブロックとシリンダライナの両方に嵌合して
   空間部を閉鎖する本体部分と、本体部分からシリンダブ
   ロックの内筒面に沿ってシリンダヘッド側へ延びる延長
   部とを設け、延長部をシリンダブロックに嵌合させてシ
   リンダブロックからの放熱規制層を形成するとともに、
   延長部をシリンダライナから離してシリンダライナとの
   間に空間部を残したことを特徴とする内燃機関のシリン
   ダ。