JPS6067751A - 内燃エンジン - 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】 本発明はエンジンの構造、特に内燃エンジンの構造に関
する。

本発明は、例えば自動車、船舶、機関車、など、その上
発電機、コンプレッサなどを駆動するのに使われる定置
エンジンに使われる大部分のピストン型内燃エンジンに
適用を見出すことが出来、該エンジンはエンジンブロッ
クとシリンダヘッドとの間に、シリンダ内径より大きい
直径のシリンダ孔を持つシリンダへラドガスケットが挿
入され、本発明の目標は燃料の比消費量、煙の放出、排
気ガスの毒性欠減らずこと、その上シリンダへラドガス
ケットの４ｇ頼性とその作動寿命な延ばすことである。

現在、内燃エンジンの燃料の経済性の改善、煙の放出及
び排気毒性の減少の問題は極めて急迫している。多数の
理論的研究、実験、発明がこれら問題の解決に向けられ
ている。

この方向の一つは、燃焼室の容積と圧縮容積との比を増
すことであった。この比の増加は通常、圧縮容積を減ら
すことで得られ、これは順に、ピストンとシリンダヘッ
ドとの間の隙間即ち空間で決められる容積、弁座凹所の
容積、ピストンが上死点にある時のピストンとシリンダ
との間の容積、ガス空間で占められる容積を減らすこと
で達成することが出来、ガス空間の存在は、構造的、技
術的理由のため、シリンダヘッドがスケット内のシリン
ダ孔がシリンダ内径より直径が大きいことで決められる
。一般に、上記容積はエンジンを改善するための実験の
過程で選ばれ、それゆえ専ら特定の構造修正の適用を経
て減らすことが出来る。

このような構造的新規性が適用出来る場合の一つはエン
ジンのガス空間（シリンダヘッド接合部）である。

燃料の比消費量、煙の発生、毒性排出を減らし、その上
シリンダへラドガスケットのより確実な信頼出来る作動
のため、シリンダライナの上端面に環状溝を設けて、こ
の中に成型された金属リングが置かれる内燃エンジンは
知られている（ソ連、発明者証第４８２，５６１号、工
ＰＣＦｅ２　Ｂ　１１１００を参照せよ）。

しかし、この構造は、シリンダヘッドとシリンダライナ
の点火肩部の上端面との間に自由領域が残るので、シリ
ンダヘッド接合部内のガス空間の容積を完全に充たすこ
とが出来ない。又上記の構造は特別のシリンダライナの
使用を必要とし、言いかえれば既に運転している内燃エ
ンジンへの適用を見出すことが出来ない。

さらに、同じ目的のため、軟材料のリング要素がシリン
ダライナ肩部の上に置かれる内燃エンジン（ソ連発明者
証第８４８．７２２号、ＩＰＣＦ０２Ｆ”１００及びｙ
１６　Ｊ　ｊ５１０６を参照）が知られており、この肩
部にはらせん溝が設けられ、この中にリング要素の材料
が、シリンダヘッドがエンジンブロック上に装架される
時に押込まれる。

上記構造で固有なことは、シリンダヘッド接合部内のガ
ス空間の全容積、即ちシリンダヘッドとシリンダライナ
の点火肩部の上端面との間の空間が充たされないままに
存在する欠点であり、その上シリンダライナ内にらせん
溝を設けることが不可欠な要求であると言う欠点である
。

無駄なガス容積が、両面に鋭い突起を持ち、月シリンダ
へラドガスケットのシリンダ孔の中に挿入される鋼リン
グで占められる別の内燃エンジンが知られている（アメ
リカ特許第３６０６３６１号、工ＰＣ！　Ｆ１６　Ｊ１
５１０６を参照）。

この構造も同様に、シリンダヘッド接合部内のガス空間
の全容積を充たすことが出来ず、それは鋼リンク、シリ
ンダヘッｒ、エンジンブロックの面間に充たされない空
間が残り、一方鋭い突起はシリンダ内径に極めて近いシ
リンダヘッドとエンジンブロック内に切込んで過度に円
形を損なうからである。その上、これらの突起は、シリ
ンダヘツｒが始めにシリンダヘラげに装架された時に形
成された刻み目に合致することが、ヘラＰが再装架され
る時には出来ず、この事がシールを悪くする。

本発明は、内燃エンジンの圧縮容積がシリンダヘッド接
合部内の力田駄なガス空間を完全に充たすことで減らし
、その結果より経済的な燃料消費、排気の放出と毒性と
を減らし、シリンダへラドガスケットの確実４４、信頼
性を改善した内燃エンジンを得ることを目指している。

この目標は、次に示す内燃エンジンにより達成され、該
エンジンは、シリンダヘッドを上に装架されたエンジン
ブロックと、エンジンブロックとシリンダヘッドとの間
に挿入されたシリンダへラドガスケットとを有し、この
ガスケットはシリンダ内径よりかなり大きい直径の一シ
リンダ孔を持ち、これらガスケットのシリンダ孔はその
中に本発明による連続した、又は切れ目のある環状成型
リムが挿入され、本発明により各成型リムはこれｔシリ
ンダへラドガスケットに取付けるための要素を持つ変形
可能体こして形成され、変形可能体の寸法は、シリンダ
ヘッド、シリンダヘラ’ｒ’　ｊＪ”　スケット、エン
ジンブロック、シリンダ内径の壁の延長で包まれたガス
′空閤の容積に釣合い、成型リムの変形可能体は内燃エ
ンジンのシリンダヘッＰガスケットのシリンダ孔と、シ
リンダ内径の壁の延長との間に限定されるシリンダヘッ
ドとエンジンブロックとの面と係合する。

成型リムの上記配置はシリンダヘッド接合部内の無駄な
ガス空間を完全に充たし、この月１がエンジンの圧縮容
積を減らし、その結果圧縮容積に対する燃焼容積の比を
高くする。その上、この事が、成型リムの変形可能体と
保合の出来るエンジンブロックとシリンダヘラＰとの面
が、燃焼ガスと圧縮室の面との間の積極的熱伝達に関与
することを防ぐことを可能にし、この事がエンジン作動
時に発生する熱をより完全に使うことを可能にする。

それゆえ前述の燃料のより経済的利用が煙の放出、排出
毒性を減らし、シリンダへラドガスケットの確実性、信
頼性を改善する。

燃焼ガスとシリンダへラドガスケットの成型リムとの間
の熱伝達を減らすため、リムは弗素プラスチックなど熱
絶縁材料で作るのが好ましい。

雑誌”Ａｖｔｏｍｏｂｉｌｎａｙａ　ｐｒｏｍｙｓｈｌ
ｅｎｎｏｓｔ”の１９８１年第７号のＶｌｉｙａｎｉｅ
　ｏｔｎｏｓｈｅｎｉｙａ　ｏｂ’ｅｍａ　ｋａｍｅｒ
ｙｓｇｏｒａｎｉｙａ　ｋ　ｏｂ’ｅｍｎ　ｅｚｈａｔ
ｉｙａ　ｎａ　ｐｏｋａｚａｔｅｌｉｒａｂｏｃｈｅｇ
ｏ　ｐｒｏｔｓｅｓｅａ　ｄｖｉｇａｔｅｌｙａ”（ロ
シア文）と題する論文で述べられた研究資料によれば、
シリンダヘッド接合部内のガス空間の完全な占有は燃料
の比消費量で３．８％の減少を得ており、その土煙の抽
出と有毒なエンジン放出とでかなりの減少ケ得ている。

本発明の特徴、特に弗素プラスチックのガスケットリム
を使った内燃エンジンの運転試験の結果、シリンダへラ
ドガスケットの寿命を３倍から４倍も延ばしている事を
示している。

内燃エンジンのシリンダブロックが、点火肩部が設けら
れたシリンダライナ２持つ場合、クリンダヘッドガスケ
ットの成型リムの変形可能体は段付知形状として−その
平坦部はシリンダヘッドと係合し、一方その段付き部分
は第１段によりシリンダライチの端面と係合し、別の段
により点火肩部の上面と係合するのが好ましい。

このようなガスケットリムの構造は、点火肩部とシリン
ダヘッドとの間に限定される無駄なガス空間の容積を完
全に充たすことを可能にし、又シリンダヘラｒを装架す
る時のシリンダライチの円形を損なうことを避けること
が出来る。

成型リムをシリンダへラドガスケットのシリンダ孔の中
に取付けるのを簡単にするため、これらリムをガスケッ
トに取付ける要素は、ガスケットを受ける凹所を持つ分
離した即ち隔てられた三角型体で作るのが好ましい。

記載の内燃エンジン構造の有利な特徴の一つは、これが
新しく設計されたエンジンにも、及び他のエンジン部品
を変えることなく、通常のシリンダへラドガスケットに
正しい形状の成型リムを加えることで作動中のエンジン
に−も容易に使うことが出来ることである。

内燃エンジン（第１図）は、シリンダヘッド２を上に取
付けられたエンジンブロック１を有する。

エンジンブロック１とシリンダヘッド２との間に、シリ
ンダ内径より大きい直径のシリンダ孔を持つシリンダへ
ラドガスケット３が挿入される。ガスケット３のシリン
ダ孔はガスケット３に変形可能体６を取付けるための要
素５を有する環状成型リム４を収容する。環状成型リム
４の変形可能体６０寸法は、エンジンブロック１、シリ
ンダヘッド２、ガスケット３、シリンダ内径７の壁の延
長で形成されるガス空間に釣合う。還状酸型リム４の変
形可能体６は、ガスケット３のシリンダ孔とシリンダ内
径の壁７の延長とで限定されたシリンダヘッド２とエン
ジンブロック１との面と接触する。

第１図に示す組立てられた内燃エンジンの成型リム４の
位置はその構造的配置と、その変形可能体６を内燃エン
ジンの組立時に変形を受けさせ、次に圧力をシリンダヘ
ッド２に加えることで得られる。シリンダヘッド２に加
える力が最小でガス空間の容積をより最適に充たすのを
確実にするため、リム４は単位面積当り１５００　ｋｇ
／ａｍ”以下の圧力で低温流れをすることが出来、且つ
２３０°Ｃ以上の長時間運転に対し最高温度に耐えるこ
との出来る材料で作られ、−この材料は弗素プラスチッ
クが好ましい。

以下の記載はガスケット３の成型リム４の色々な修正型
であり、これらは連続リング又は切れロリンダの型でよ
い。

第２図を参照すると、成型リムは６で示す変形可能体６
と、ガスケット３に取付けるための要素とを持ち、この
要素は内燃エンジン上にシリンダヘッド２を装架する時
にエンジンブロック１とシリンダヘッド２（第１図°）
とに働らく力の望ましい分布により選ばれた高さ←）と
幅（１）とを持つ肩部８の型である。肩部８（第２図）
は高さくｈ）と幅（ａ）とを持ち、成型リム４の肩部９
（ｉ３１１１は上記者えによってはいるが、高さと幅と
は例えばｈｌ＞　ｈ２、ａｌ　＞　ａ２のように変えら
れている。肩部８．９（第２．３．４．５図）は成型リ
ム４の変形可能体６．１０．１１と係合し、その寸法は
内燃エンジンのガス空間の容積に釣合っている。

シリンダヘッド２（第１図）に加えられる作用が最小で
ガス空間の容積をより完全に充たすため、且ガスケット
３のシリンダ孔の縁に働ら（半径方向の圧力を減らすた
め、成型リム４の変形可能体１０．１１（第４図、第５
図）はシリンダ内径壁７（第１図）に面する側で最大の
高さく６）を持ってもよい。

成型リム４の変形可能体６．１０．１１　（第２．６．
４．５図）の高さくＴ−］）は常にガスケット３の厚さ
くＨｌ）より犬でなければならない。

成型リム４のこのような配置により、その変形可能体６
．１０．１１は、シリンダヘッド２（第１図）を装架す
る時に変形して内燃エンジンのシリンダ内径壁７を確実
にシールし、高温、高圧のガスがガスケット３内のシリ
ンダ孔の面上に働らくのを防ぎ、それによりその確実性
を改善し、その作動寿命を延ばす。

第６図を参照すると、成型リム４は先ず、ガスケット３
のシリンダ孔の中に取付けられ、それからエンジンブロ
ック１の上に置かれる。

シリンダヘッド２（参１図）を装架し、これをエンジン
ブロック１に向けて押圧する時、成型リム４の変形可能
体６はガス空間の容積を充たすように変形し、第１図に
示す姿勢を呈する。

本発明の特徴を実現する内燃エンジンは、通常の様式で
作動し、そのピストンは圧縮ストローク時に、上死点に
向けて上昇し、シリンダ壁７の（第１図）の中の空気を
圧縮容積まで圧縮する。ガス空間の容積が成型リム４の
変形した変形可能体６で充たされているから、この圧縮
容積はガス空間により占められる。容積の値だけ減少し
、反対に圧縮室の容積が変わらないでいるから圧縮室容
積と圧縮容積との間の比は増加し、燃料の混合に加わら
ず、それゆえ燃料燃焼を容易にすることが出来ないでガ
ス空間の容積を占めている空気は、燃焼室に向けて動き
、燃料の混合に積極的に加わって燃焼を容易にし、それ
により燃料の比消費量は減少し、内燃エンジンの煙の放
出と毒性とは明らかに少なくなる。

その上、成型リム４のこのように変形した変形可能体６
は、リム４の変形した変形可能体６と接触しているエン
ジンブロック１と７リンダヘツド２との面が、熱い燃焼
ガスと圧縮室の面との間の積極的熱伝達に加わるのを防
ぎ、この事が内燃エンジン内での熱利用の範囲を増し、
即ち燃料の比消費量を下げる。

弗素プラスチックのような熱絶縁材料の成型リム４の使
用は、シリンダ壁７に面するリム４の面を通る熱損失が
減るので、内燃エンジン内の熱の利用範囲をさらに増加
する。

変形したリム４の変形可能体は、エンジンブロック１と
シリンダヘッド２との面と接触しているけれども、ガス
ケット３内のシリンダ孔の面を、内燃エンジンの作動時
に生ずる高温高圧燃焼ガスから確実に絶縁するよう働ら
き、その結果ガスケット３の信頼性を改善し、その作動
寿命を延ばす。

本発明の効果は、色々の大量生産内燃エンジンで調査さ
れている。ガス空間の容積の如何により定格作動状態に
おける燃料の比消費量の減少は２．５−５．０％となり
、煙の放出は１５−２５％はども少なく、それと共に排
気ガス内の窒素酸化物、炭化水素、二酸化炭素の濃度も
伴なって減少する。

運転試験の結果は、本発明の特徴により作られたシリン
ダへラドガスケットがその信頼性耐久性において６倍か
ら４倍も増大した事を示している。

第７図を参照すれば、ここには内燃エンジンの代替修正
型が示され、ここでエンジンブロック１２にはシリンダ
ライナ１３が設けられ、シリンダライナ１３の端面上に
点火肩部１４を持ち、段付きのライナ端面を形成してい
る。この場合成型リム１６の変形可能体１５は又段付き
の形状であシ、その平坦部はシリンダヘッド２０面と係
合し、一方その段付き部分はその第１段によシリンダヘ
ッド１３の端面と接触し、別の段により点火肩部１４の
上面と係合している。

この段付き変形可能体１５を持つ成型リム１６（第８図
）は、大きい段１Ｔの高さく　）ｉ、　）がガスケット
３の厚−ｇ　（Ｈ３）よ）大きく、小さい段１８の高名
（Ｈ４）が、ガスケット３の厚さ０Ｔ３）と点火肩部１
４の高さくＨ５）との差よシ大きいように作られねばな
らない。

成型リム１６の変形可能体１５の段付き形状と、リム１
６の材料としての１弗素プラスチツクの使用とは、ガス
空間の容積の形状を完全に充たし、且、シリンダヘッド
２（第７図）の装架時にシリンダライナ１３が円形を損
なうことを防止することを可能にする。

第９図、第１０図を参照すると、成型リム１９をよシ確
実に装架するため、ガスケット３のシリンダ孔に、リム
１９をガスケット３に取付けるため、ガスケット３を受
ける凹所を持つ隔てられた三角形の沢の取付要素２０が
設けられる。三角形取付要素２０はリム１９の変形可能
体２１の上、ガスケット３のシリンダ孔に近い側に置か
れる。

リム１９の取付要素の上記配置はリム１９をガスケット
３上に自動的に取付けることを可能にする。

本発明による内燃エンジンの構造は、新規にエンジンを
設計する時、及び現在作られ、又は運転中の内燃エンジ
ンの両方に同様に首尾よく使うこが通常のエンジン構造
と、１個だけの要素、特に成型リムだけが異なるからで
あり、リムは標準的構造のエンジンにこれを変更するこ
となく加えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によ多構成された内燃エンジン、第２図
、第３図、第４図、第５図は本発明によるシリンダヘッ
ドがスケットの成型リム配置の色色の型を示し、 第６図はエンジンブロック上に取付けられた成型リムが
設けられたシリンダへラドガスケットを示し、 第７図はシリンダライナが設けられた内燃エンジンの修
正型を示し、 第８図は本発明による段付きの成型リムが設けられたシ
リンダヘッドとシリンダへラドガスケットとを持つエン
ジンブロックを示し、 第９図は特別の三角型クランプによシガスケットに成型
リムを取付ける修正型を示し、笛１ｎｌｉＳＲ笛ＱＭの
平面Ｍず龜Ａ−１・・・・・・・・・エンジンブロック
、２・・・・・・・・・シリンダヘッド、３・・・・・
・・・・シリンダへラドガスケット、４・・・・・・・
・・環状成型リム、５・・・・・・・・・取付要素、６
・・・・・・・・・変形可能体、７・・・・・・・・・
壁、８．９・・・・・・・・・肩部１．１０．１１・・
・・・・・・・変形可能体、１２・・・・・・・・・エ
ンジンブロック、１３・・・・・・・・・シリンダライ
ナ、１４・・・・・・・・・着火肩部、１５・・・・・
・・・・変形可能体、１６・・・・・・・・・成型リム
、１７．１８・・・・・・・・・段、１９・・・・・・
・・・成型リム、２０・・・・・・・・・取伺要素、２
１・・・・・・・・・変形可能体。 代理人　浅　村　皓

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃エンジンにして、シリンダヘッドが装架され
   たエンジンブロックと、前記エンジンブロックと前記シ
   リンダヘッドとの間に挿入されたシリンダへラドガスケ
   ットとを有し、前記ガスケットは前記シリンダの内径よ
   りかなり大きい直径のシリンダ孔を持ち、前記ガスケッ
   トの前記シリンダ孔はこの中に連続した又は切れ目のあ
   る環状成型リムを挿入されている内燃エンジンにおいて
   、前記環状成型リム（４，１６，１９）の各々は前記シ
   リンダへラドガスケット（３）に取付けるための要素（
   ５，２０）を持つ変形可能体（６，１０，１１，１５）
   として形成され、前記変形可能体（６，１０，１１，１
   ５）の寸法は、前記シリンダヘラ）’（２）、シリンダ
   へラドガスケット（３）、エンジンブロック（Ｌ１２）
   及び前記シリンダ内径（７）の壁の連続部により包まれ
   るガス空間の容積と釣合い、前記環状成型リム（４，１
   ６，１９）の前記変形可能体（６，１０，１１，１５）
   は前記内燃エンジンの前記シリンダへラドガスケット（
   ３）の前記シリンダへラドガスケット（３）の前記シリ
   ンダ孔と前記シリンダ内径（７）の壁の延長との間に限
   定される前記シリンダヘッド（２）と前記エンジンブロ
   ック（１，１２）との面と係合することを特徴とする内
   燃エンジン。
2. （２）点火肩部が設けられたシリンダライナーを持つエ
   ンジンブロックを有する内燃エンジンにおいて、前記形
   成リム（１６）の変形可能体（１５）は段付き形状であ
   り、その平坦部は前記シリンダヘッド（２）と係合し、
   一方その段伺き部は第１段（１Ｔ）により前記シリンダ
   ライナ（１３）の端面と係合し、他の段（１８）により
   前記点火肩部（１４）の上面と係合することを特徴とす
   る内燃エンジン。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項記載の内燃エン
   ジンにおいて、前記成型リム（４，１６，１９）は弗素
   プラスチックなど熱絶縁利料で作られることを特徴とす
   る内燃エンジン。
4. （４）特許請求の範囲第１項又は第２項記載の内燃エン
   ジンにおいて、前記成型リムを前記シリンダへラドガス
   ケット（３）に取付けるための要素（５，２０）が前記
   シリンダへラドガスケットを受ける凹所な持つ分離した
   三角形体（２０）として形成されることを特徴とする内
   燃エンジン。