JPS6088847A - シリンダヘツドの構造 - Google Patents
シリンダヘツドの構造Info
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- JPS6088847A JPS6088847A JP19714783A JP19714783A JPS6088847A JP S6088847 A JPS6088847 A JP S6088847A JP 19714783 A JP19714783 A JP 19714783A JP 19714783 A JP19714783 A JP 19714783A JP S6088847 A JPS6088847 A JP S6088847A
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- cylinder head
- exhaust passage
- liner
- coating layer
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4264—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels
- F02F1/4271—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels with an exhaust liner
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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-
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- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/06—Casting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0865—Oxide ceramics
- F05C2203/0895—Zirconium oxide
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミクス材料を使用する断熱エンジンにおけ
るシリンダヘッドの構造に関するものである。
るシリンダヘッドの構造に関するものである。
セラミクスは耐熱性に優れているが、コストが高く、鋳
ぐるむなどの鋳造部材としての利用が難しく、長期使用
の内に割れが発生するなどの不具合がある反面、適正な
手段を講じればその断熱効果を有効に発揮することがで
きる。しかし、燃焼室を断熱構造としても、排気ガスの
温度はブローダウン後排気通路で急激に低下するために
、排気ガスの熱エネルギを利用するターボ過給機などに
至る排気通路の断熱構造が必要とされる。
ぐるむなどの鋳造部材としての利用が難しく、長期使用
の内に割れが発生するなどの不具合がある反面、適正な
手段を講じればその断熱効果を有効に発揮することがで
きる。しかし、燃焼室を断熱構造としても、排気ガスの
温度はブローダウン後排気通路で急激に低下するために
、排気ガスの熱エネルギを利用するターボ過給機などに
至る排気通路の断熱構造が必要とされる。
シリンダヘッドにポートライナを設けて排気通路での排
気ガスの温度低下を防止するようにしたものが種々提案
されているが、その多くはステンレスなどの金属管をも
って２重量造のボートライナを形成し、これをシリンダ
ヘッドに鋳くるんでいる。また、金属管を用いる代りに
セラミクスをもって予めポートライナを成形し、これを
シリンダヘッドに鋳ぐるむものも提案されている。
気ガスの温度低下を防止するようにしたものが種々提案
されているが、その多くはステンレスなどの金属管をも
って２重量造のボートライナを形成し、これをシリンダ
ヘッドに鋳くるんでいる。また、金属管を用いる代りに
セラミクスをもって予めポートライナを成形し、これを
シリンダヘッドに鋳ぐるむものも提案されている。
しかし、このようなポートライナは鋳型に対する位置付
けに手数が掛るばかりでなく、前者のものはシリンダヘ
ッドの鋳造詩ボー１−ライナが変形し、あるいは局部的
に溶解することがあり、後壱のものは割れるなどのｍ座
上困難な問題がある。
けに手数が掛るばかりでなく、前者のものはシリンダヘ
ッドの鋳造詩ボー１−ライナが変形し、あるいは局部的
に溶解することがあり、後壱のものは割れるなどのｍ座
上困難な問題がある。
本発明の目的は、構成が簡単でかつ容易に製造し得る断
熱＠造の排気通路を備えたシリンダヘツドの構造を提供
することにある。
熱＠造の排気通路を備えたシリンダヘツドの構造を提供
することにある。
このため、本発明の構成はシリンダヘッドの排気通路の
内面にセラミクスコーティング層を設け、該セラミクス
コーティング層の外面にステンレスなどの薄金属管から
なるボートライナを圧着したものである。
内面にセラミクスコーティング層を設け、該セラミクス
コーティング層の外面にステンレスなどの薄金属管から
なるボートライナを圧着したものである。
本発明を実施例に基づいて説明すると、第１図に示すよ
うに、シリンダブロック２６の下方壁部には冷却油空３
０が設けられるとともに、円筒部にセラミクスからなる
シリンダライナ２が嵌合支持される。そして、シリンダ
ブロック２６の上端面にガスケット２５を介してシリン
ダヘッド２１が締付ボルトによって結合される。アルミ
ニウムなどの金属からなるシリンダヘッド２１の上半部
分には空気室２２．３３が設けられるとともに、下半部
には円筒部３９が設けられ、この上端壁にガスケット８
を、周壁に上下１対のリング２３をそれぞれ介してセラ
ミクスかうなるヘッドライナ４が嵌合支持される。
うに、シリンダブロック２６の下方壁部には冷却油空３
０が設けられるとともに、円筒部にセラミクスからなる
シリンダライナ２が嵌合支持される。そして、シリンダ
ブロック２６の上端面にガスケット２５を介してシリン
ダヘッド２１が締付ボルトによって結合される。アルミ
ニウムなどの金属からなるシリンダヘッド２１の上半部
分には空気室２２．３３が設けられるとともに、下半部
には円筒部３９が設けられ、この上端壁にガスケット８
を、周壁に上下１対のリング２３をそれぞれ介してセラ
ミクスかうなるヘッドライナ４が嵌合支持される。
ヘッドライナ４の円筒部とシリンダライナ２の円筒部と
は連続した内周面を形成し、これにピストン３８が摺動
可能に嵌合される。このピストン３８はアルミニウムな
どの金属からなり、かつピストンピン２９を支持する本
体３７の上端部に、セラミクスからなる燃焼室を備えた
クラウン３１が、空気Ｍ６を形成するようにボルト２７
およびナツト２８によって結合される。こうして、それ
ぞれセラミクスからなるシリンダライナ２、ヘッドライ
ナ４およびピストンクラウン３１によって囲まれる燃焼
室４０が形成される。最も高温に晒される燃焼室４０の
上半部分では、ヘッドライナ４とシリンダヘッド２１の
円筒部３９との間に空気１ｉｉ１７が備えられる。
は連続した内周面を形成し、これにピストン３８が摺動
可能に嵌合される。このピストン３８はアルミニウムな
どの金属からなり、かつピストンピン２９を支持する本
体３７の上端部に、セラミクスからなる燃焼室を備えた
クラウン３１が、空気Ｍ６を形成するようにボルト２７
およびナツト２８によって結合される。こうして、それ
ぞれセラミクスからなるシリンダライナ２、ヘッドライ
ナ４およびピストンクラウン３１によって囲まれる燃焼
室４０が形成される。最も高温に晒される燃焼室４０の
上半部分では、ヘッドライナ４とシリンダヘッド２１の
円筒部３９との間に空気１ｉｉ１７が備えられる。
ヘッドライナ４には排気ポート４１が形成される。排気
ポート４１を開閉する排気弁３もまたセラミクスから成
形され、このステム３は排気通路１３を横切り、セラミ
クスかうなる案内筒３６に摺動可能に支持される。案内
筒３６は補強用金属スリーブ３５に嵌合支持され、この
金属スリーブ３５はシリンダヘッド２１に支持される。
ポート４１を開閉する排気弁３もまたセラミクスから成
形され、このステム３は排気通路１３を横切り、セラミ
クスかうなる案内筒３６に摺動可能に支持される。案内
筒３６は補強用金属スリーブ３５に嵌合支持され、この
金属スリーブ３５はシリンダヘッド２１に支持される。
図示してないが、吸気ボートおよび吸気弁も同様に構成
される。
される。
本発明はアルミニウムまたは鋳鉄などから形成されるシ
リンダヘッド２１に規定の寸法よりも通路面積の僅かに
大きい排気通路１３を＊ｉにより一体に形成し、この排
気通路１３の内周面にシリンダヘッド２１の材質と熱膨
張率がほぼ同等である部分安定ジルコニアなどのセラミ
クスをコーティングしてコーティング層１４を形成し、
さらにこの内周面にステンレスなどの薄金属管からなる
ポートライナ１５を圧着したものである。
リンダヘッド２１に規定の寸法よりも通路面積の僅かに
大きい排気通路１３を＊ｉにより一体に形成し、この排
気通路１３の内周面にシリンダヘッド２１の材質と熱膨
張率がほぼ同等である部分安定ジルコニアなどのセラミ
クスをコーティングしてコーティング層１４を形成し、
さらにこの内周面にステンレスなどの薄金属管からなる
ポートライナ１５を圧着したものである。
ポートライナ１５は排気通路１３よりも内径の小さい薄
金属管を排気通路１３の形状にほぼ沿って湾曲したうえ
排気通路１３の内部へ挿通し、第２図に示すように、両
端部に栓１７．１８を結合し、栓１８に設けた注液管１
８ａから圧液をポートライナ１５の内部へ押込んでポー
トライナ１５を膨張させ、コーティング層１４へ圧着さ
せる。
金属管を排気通路１３の形状にほぼ沿って湾曲したうえ
排気通路１３の内部へ挿通し、第２図に示すように、両
端部に栓１７．１８を結合し、栓１８に設けた注液管１
８ａから圧液をポートライナ１５の内部へ押込んでポー
トライナ１５を膨張させ、コーティング層１４へ圧着さ
せる。
排気通路１３の形状は一般に円弧状に湾曲されているが
、その断面形状は僅かに変化するので、ポートライナー
５をコーティング［１４に圧接させるだけでずれが生じ
る恐れは殆？ないが、排気通路１３の途中に環状溝１３
ａを、１予め形成してお、１ き、この環状溝１３ａヘボートライナー５に液圧によっ
て変形された突条１５ａが係合するように構成すれば、
シリンダヘッド２１＼の排気通路１３とボートライナー
５とのずれを完本に防止することができる。そして、ポ
ートライナー５の内部の液圧を解放すれば、ポートライ
ナナー５はスプリングバックによって僅かに外径が小さ
くなり、コーティング層１４との間に薄い空気層が形成
される。
、その断面形状は僅かに変化するので、ポートライナー
５をコーティング［１４に圧接させるだけでずれが生じ
る恐れは殆？ないが、排気通路１３の途中に環状溝１３
ａを、１予め形成してお、１ き、この環状溝１３ａヘボートライナー５に液圧によっ
て変形された突条１５ａが係合するように構成すれば、
シリンダヘッド２１＼の排気通路１３とボートライナー
５とのずれを完本に防止することができる。そして、ポ
ートライナー５の内部の液圧を解放すれば、ポートライ
ナナー５はスプリングバックによって僅かに外径が小さ
くなり、コーティング層１４との間に薄い空気層が形成
される。
最後にポー１−ライナー５の終端部をシリンダヘッド２
１との壁面に沿ってカッ］−するかまたは縁曲げする一
方、始端部１５１１はシリンダヘッド２１の排気通路１
３よりも幾分下方へ突出させ、これをヘッドライナ４の
排気ポート４１へ圧入嵌合し、これによってシリンダヘ
ッド２１とへラドライナ４の端壁４ａとの間がシールさ
れる。
１との壁面に沿ってカッ］−するかまたは縁曲げする一
方、始端部１５１１はシリンダヘッド２１の排気通路１
３よりも幾分下方へ突出させ、これをヘッドライナ４の
排気ポート４１へ圧入嵌合し、これによってシリンダヘ
ッド２１とへラドライナ４の端壁４ａとの間がシールさ
れる。
ディーゼルエンジンの場合、３／４負荷程度で燃焼ガス
は１２００℃程度に上昇する。しかし、燃焼室４０を囲
むピストン３８のクラウン３１、シリンダライナ２、吸
排気弁３およびヘッドライナ４をそれぞれ部分安定ジル
コニアまたは窒化珪素などで形成したので、燃焼ガスの
温度に十分耐え得る。そして、ピストン３８のクラウン
３１と本体３７との間に空気層６を、ヘッドライナ４と
シリンダヘッド２１との間に空気層７をそれぞれ設けた
ことによって熱伝達を抑え、熱の外部放散を防止するこ
とができる。
は１２００℃程度に上昇する。しかし、燃焼室４０を囲
むピストン３８のクラウン３１、シリンダライナ２、吸
排気弁３およびヘッドライナ４をそれぞれ部分安定ジル
コニアまたは窒化珪素などで形成したので、燃焼ガスの
温度に十分耐え得る。そして、ピストン３８のクラウン
３１と本体３７との間に空気層６を、ヘッドライナ４と
シリンダヘッド２１との間に空気層７をそれぞれ設けた
ことによって熱伝達を抑え、熱の外部放散を防止するこ
とができる。
なお、シリンダブロック２６については、ピストン３８
の燃焼行程の大半はクラウン１がへラドライナ４の内部
に嵌合している状態にあるので、空気層は設けられてい
ない。
の燃焼行程の大半はクラウン１がへラドライナ４の内部
に嵌合している状態にあるので、空気層は設けられてい
ない。
燃焼行程終了後に排気弁３が開くと、燃焼卒４０の燃焼
ガスは排気ボート４１から排気通路１３へ導かれる。本
発明ではボートライナ１５の正答時のスプリングバック
によってボートライナ１５とコーティング層１４との間
に空気層が形成されるために、これによってポートライ
ナ１５からコーティング層１４への熱伝達が抑えられ、
ざらにコーティング層１４を構成する部分安定ジルコニ
アは熱膨張係数が鋳鉄とほぼ等しいので熱変形に対して
安定であり、さらにセラミクスのうちでも熱伝導率が比
較的小さいので、シリンダヘッド２１への熱放散を最小
限に留めることができる。このような排気通路１３の断
熱構造によって燃焼室４０からの排気ガスを高温の状態
でターボ過給機などの熱回収装置へ送ることができる。
ガスは排気ボート４１から排気通路１３へ導かれる。本
発明ではボートライナ１５の正答時のスプリングバック
によってボートライナ１５とコーティング層１４との間
に空気層が形成されるために、これによってポートライ
ナ１５からコーティング層１４への熱伝達が抑えられ、
ざらにコーティング層１４を構成する部分安定ジルコニ
アは熱膨張係数が鋳鉄とほぼ等しいので熱変形に対して
安定であり、さらにセラミクスのうちでも熱伝導率が比
較的小さいので、シリンダヘッド２１への熱放散を最小
限に留めることができる。このような排気通路１３の断
熱構造によって燃焼室４０からの排気ガスを高温の状態
でターボ過給機などの熱回収装置へ送ることができる。
本発明は上述のように、シリンダヘッドの排気通路１３
にセラミクスコーティング層１４と、この外側にステン
レスなどのボートライナ１５を結合したものであるから
、これを製作するに当ってシリンダヘッドの鋳造後排気
通路１３にセラミクスコーティングを施し、次いで排気
通路１３にほぼ沿って湾曲したステンレスなどの薄金属
管からなるポートライナ１５を排気通路１３の内部へ挿
通したうえ、両端部を開鎖して内部へ圧液を押込むこと
によってポートライナ１５を排気通路１３のコーティン
グ層１４へ圧着させるものであるから、製造が容易であ
り、品質の安定したものが得られる。
にセラミクスコーティング層１４と、この外側にステン
レスなどのボートライナ１５を結合したものであるから
、これを製作するに当ってシリンダヘッドの鋳造後排気
通路１３にセラミクスコーティングを施し、次いで排気
通路１３にほぼ沿って湾曲したステンレスなどの薄金属
管からなるポートライナ１５を排気通路１３の内部へ挿
通したうえ、両端部を開鎖して内部へ圧液を押込むこと
によってポートライナ１５を排気通路１３のコーティン
グ層１４へ圧着させるものであるから、製造が容易であ
り、品質の安定したものが得られる。
そして、ステンレスからなるボートライナ１５とアルミ
ニウムなどからなるシリンダヘッド２１との間にセラミ
クスコーティング層１４および空気層を介在させたこと
によって、排気通路１３からシリンダヘッド２１へ放散
される熱を最小限に抑えることができ、このことは排気
ガスを高温の状態で、熱回収装置例えば排気ターボ過給
機などへ供給することができるので、エンジンの出力増
大と熱効率の向上を図ることができる。
ニウムなどからなるシリンダヘッド２１との間にセラミ
クスコーティング層１４および空気層を介在させたこと
によって、排気通路１３からシリンダヘッド２１へ放散
される熱を最小限に抑えることができ、このことは排気
ガスを高温の状態で、熱回収装置例えば排気ターボ過給
機などへ供給することができるので、エンジンの出力増
大と熱効率の向上を図ることができる。
第１図は本発明に係るシリンダヘッドを備えたエンジン
の正面断面図、第２図は同シリンダヘッドの製造過程を
説明する正面断面図である。 ２ニジリンダライナ ３：排気弁 ４：へラドライナ
１３：排気通路 １３ａ：環状溝 １４：コーティング
層 １５：ボートライナ １５ａ：突条 ２１ニジリン
ダヘツド ２６：シリンダブロック ３１：クラウン
３８：ピストン ４０：燃焼室 特許出願人 いすり自動車株式会社 代理人 弁理士 山杢俊夫
の正面断面図、第２図は同シリンダヘッドの製造過程を
説明する正面断面図である。 ２ニジリンダライナ ３：排気弁 ４：へラドライナ
１３：排気通路 １３ａ：環状溝 １４：コーティング
層 １５：ボートライナ １５ａ：突条 ２１ニジリン
ダヘツド ２６：シリンダブロック ３１：クラウン
３８：ピストン ４０：燃焼室 特許出願人 いすり自動車株式会社 代理人 弁理士 山杢俊夫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１〉 シリンダヘッドの排気通路の内向にセラミクス
コーティング層を設け、該セラミクスコーティング層の
外面にステンレスなどの薄金属管からなるボートライナ
を圧着したことを特徴とする断熱エンジンにおけるシリ
ンダヘッドの構造。 〈２） 前記排気通路の内周面に環状溝を設け、前記ボ
ートライナの外周面に前記環状溝に係合する突条を形成
した特許請求のｔ！囲（１）に記載のシリンダヘッドの
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19714783A JPS6088847A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | シリンダヘツドの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19714783A JPS6088847A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | シリンダヘツドの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6088847A true JPS6088847A (ja) | 1985-05-18 |
| JPH0355664B2 JPH0355664B2 (ja) | 1991-08-26 |
Family
ID=16369538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19714783A Granted JPS6088847A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | シリンダヘツドの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6088847A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0323204B1 (en) * | 1987-12-26 | 1995-02-22 | Isuzu Motors Limited | Igniting device for engine |
| JP2016205267A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 三菱自動車工業株式会社 | シリンダヘッドのポート部の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5281411A (en) * | 1975-12-27 | 1977-07-07 | Honda Motor Co Ltd | Exhaust port liner for engine |
| JPS561946U (ja) * | 1979-06-19 | 1981-01-09 | ||
| JPS5881522A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-16 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 内張パイプライン及びその製造方法 |
| JPS6411962U (ja) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP19714783A patent/JPS6088847A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5281411A (en) * | 1975-12-27 | 1977-07-07 | Honda Motor Co Ltd | Exhaust port liner for engine |
| JPS561946U (ja) * | 1979-06-19 | 1981-01-09 | ||
| JPS5881522A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-16 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 内張パイプライン及びその製造方法 |
| JPS6411962U (ja) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0323204B1 (en) * | 1987-12-26 | 1995-02-22 | Isuzu Motors Limited | Igniting device for engine |
| JP2016205267A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 三菱自動車工業株式会社 | シリンダヘッドのポート部の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355664B2 (ja) | 1991-08-26 |
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