JPS6090958A - 断熱エンジンの構造 - Google Patents
断熱エンジンの構造Info
- Publication number
- JPS6090958A JPS6090958A JP19753883A JP19753883A JPS6090958A JP S6090958 A JPS6090958 A JP S6090958A JP 19753883 A JP19753883 A JP 19753883A JP 19753883 A JP19753883 A JP 19753883A JP S6090958 A JPS6090958 A JP S6090958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air layer
- liner
- ceramics
- exhaust
- 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
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (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関づ
°るものである。
°るものである。
セラミクス材料は耐熱性に優れているが、コストが高く
、鋳ぐるむなどの詩造品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、排気ガスのブ
ローダウン以後排気通路で温度が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排気ターボ過給機な
どへ至る通路の断熱ｖ４造が必要とされる。しかし、こ
のような排気通路にセラミクス材料を利用することは、
その製作上かなりの固結性があり、かつその通路壁の面
積が広いのでコストも嵩むという欠点がある。
、鋳ぐるむなどの詩造品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、排気ガスのブ
ローダウン以後排気通路で温度が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排気ターボ過給機な
どへ至る通路の断熱ｖ４造が必要とされる。しかし、こ
のような排気通路にセラミクス材料を利用することは、
その製作上かなりの固結性があり、かつその通路壁の面
積が広いのでコストも嵩むという欠点がある。
そこで、本発明の目的は、構造が部平で安価に製４′Ｆ
−することができ、十分な断熱効果を得ることができる
断熱エンジンの構造を提供することにある。
−することができ、十分な断熱効果を得ることができる
断熱エンジンの構造を提供することにある。
このため、本発明の構成は少なくともシリンダヘッドお
よびピストンにそれぞれ燃焼室に接するセラミクスから
なろライナを空気層を介在させて支持するとともに、排
気通路の内側に空気層を介在させてステンレスなどの耐
熱性金属管を配設したものである。
よびピストンにそれぞれ燃焼室に接するセラミクスから
なろライナを空気層を介在させて支持するとともに、排
気通路の内側に空気層を介在させてステンレスなどの耐
熱性金属管を配設したものである。
本発明を実施例に基づいて説明する。ｆｆ１１図に示す
ように、シリンダブロック２６の壁部には油室３０が設
けられるとともに、内周面にセラミクスからなるシリン
ダライナ２が嵌装される。そして、シリンダブロック２
６の上端面にガスケット２５を介してシリンダヘッド２
１が公知の手段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の上半部には空気室
２２゜３３が股ＩＪられるとともに、下半部には円筒部
３９が設けられ、この上端壁にはガスケツ１へ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
からなるカップ状のへッドラーイナ４が嵌合支持される
。
ように、シリンダブロック２６の壁部には油室３０が設
けられるとともに、内周面にセラミクスからなるシリン
ダライナ２が嵌装される。そして、シリンダブロック２
６の上端面にガスケット２５を介してシリンダヘッド２
１が公知の手段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の上半部には空気室
２２゜３３が股ＩＪられるとともに、下半部には円筒部
３９が設けられ、この上端壁にはガスケツ１へ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
からなるカップ状のへッドラーイナ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ｆ２の円筒部と
は連続した円筒部を形成し、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
属がらなり、ｈリピストンビン２９を支持するピストン
本体３７の上端部に、カップ状のセラミクスからなるク
ラウンライナ１が、空気層６を形成丈るようにボルト２
７およびノツ１−２８によって結合される。こうして、
シリンダライナ２、ヘッドライナ４およびピストン３８
のクラウンライナ１によって囲まれる燃焼室４０が形成
される。そして、最も＾温に晒される燃焼室４０の上半
部分はへラドライナ４とシリンダヘッド２１との間に空
気層７が備えられる。
は連続した円筒部を形成し、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
属がらなり、ｈリピストンビン２９を支持するピストン
本体３７の上端部に、カップ状のセラミクスからなるク
ラウンライナ１が、空気層６を形成丈るようにボルト２
７およびノツ１−２８によって結合される。こうして、
シリンダライナ２、ヘッドライナ４およびピストン３８
のクラウンライナ１によって囲まれる燃焼室４０が形成
される。そして、最も＾温に晒される燃焼室４０の上半
部分はへラドライナ４とシリンダヘッド２１との間に空
気層７が備えられる。
ヘッドライナ４には排気ボート４１が形成される。そし
て、特に排気ボー１−４１に連なる排気通路３４は空気
室３３の内部に鋳ぐるみによって一体的に形成される。
て、特に排気ボー１−４１に連なる排気通路３４は空気
室３３の内部に鋳ぐるみによって一体的に形成される。
すなわち、排気通路３４はステンレスなどの耐熱性金属
からなる金属内管１１と金属外管１５とをも゛つて構成
され、これらは両端部で互いに重合せ結合され、両者の
間に空気層４２が形成される。そして、金属内管１１の
内周面には予めセラミクス層２０がコーディングされる
。
からなる金属内管１１と金属外管１５とをも゛つて構成
され、これらは両端部で互いに重合せ結合され、両者の
間に空気層４２が形成される。そして、金属内管１１の
内周面には予めセラミクス層２０がコーディングされる
。
排気ボート４１を開閉する排気弁３もまた好ましくはセ
ラミクスから成形され、このステムは排気通路３４を横
切り、シリンダヘッド２１に支持したセラミクスからな
る案内向３Ｇに活動可能に支持される。案内ｎ３６は補
強用全屈スリーブ３５に嵌合支持され、この金属スリー
ブ３５とシリンダヘッド２１との間に空気層９が設けら
れる。
ラミクスから成形され、このステムは排気通路３４を横
切り、シリンダヘッド２１に支持したセラミクスからな
る案内向３Ｇに活動可能に支持される。案内ｎ３６は補
強用全屈スリーブ３５に嵌合支持され、この金属スリー
ブ３５とシリンダヘッド２１との間に空気層９が設けら
れる。
排気弁３のステムが横切る部分では、排気通路３４を偶
成する金属内管１１と金属外管１５とが互いに重合され
、かつ案内筒３６の端部が排気通路３４の内部へ突出す
るように支持づる穴が設けられる。
成する金属内管１１と金属外管１５とが互いに重合され
、かつ案内筒３６の端部が排気通路３４の内部へ突出す
るように支持づる穴が設けられる。
図示してないが、ヘッドライナ４には排気ボー１−４１
と同様の吸気ボートが設けられ、これを開閉する吸気弁
もまた排気弁４と同様に構成され、シリンダヘッド２１
に案内支持される。
と同様の吸気ボートが設けられ、これを開閉する吸気弁
もまた排気弁４と同様に構成され、シリンダヘッド２１
に案内支持される。
排気通路３４に接続される排気マニホールド１２もまた
内部に空気層またはセラミクスファイバを収容する空気
室を備えるステンレスなどからなる金属内管１１ａと金
属外管１５ａとをもって構成され、これらの両端部はこ
れを互いに重合せてフランジを形成され、かつ鋳物から
なるビス（〜ン本体に金属内管ｉ１ａが露出するように
鋳ぐるまれる。
内部に空気層またはセラミクスファイバを収容する空気
室を備えるステンレスなどからなる金属内管１１ａと金
属外管１５ａとをもって構成され、これらの両端部はこ
れを互いに重合せてフランジを形成され、かつ鋳物から
なるビス（〜ン本体に金属内管ｉ１ａが露出するように
鋳ぐるまれる。
排気ターボ過給機３１の接Ｍ管３２および排気ノズル１
４についても同様に構成される。
４についても同様に構成される。
ディーゼルエンジンの場合、３／４負荷程喧で燃焼ガス
は１２００℃程度に上昇する。しかし、排気弁３が開い
て圧力が低下すると、排気通路３４では温度が急激に７
００℃近くまで低下する。
は１２００℃程度に上昇する。しかし、排気弁３が開い
て圧力が低下すると、排気通路３４では温度が急激に７
００℃近くまで低下する。
このような条件では、シリンダの内部は＾温ガスに晒さ
れ、燃焼室の外壁温度が高く、通常の金属の耐久温度６
００℃を超える。
れ、燃焼室の外壁温度が高く、通常の金属の耐久温度６
００℃を超える。
このような条件に対して、本発明では燃焼室を形成する
ピストン３８のクラウンライフ１、シリンダライナ２、
吸気弁、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窯化珪素などのライナをもって形
成したので、燃焼ガスの温度に十分耐え得るものとなっ
ている。しかし、セラミクスは耐熱性に優れてはいるが
、熱伝導率が金属よりも良いので、セラミクスからなる
ライナを支持するビスＩ・ン本体３７、シリンダブロッ
ク２６およびシリンダヘッド２１へ燃焼￥４０の熱が伝
達される。にて、クラウンライナ１とピストン本体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
の外部放散を遮断することができる。
ピストン３８のクラウンライフ１、シリンダライナ２、
吸気弁、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窯化珪素などのライナをもって形
成したので、燃焼ガスの温度に十分耐え得るものとなっ
ている。しかし、セラミクスは耐熱性に優れてはいるが
、熱伝導率が金属よりも良いので、セラミクスからなる
ライナを支持するビスＩ・ン本体３７、シリンダブロッ
ク２６およびシリンダヘッド２１へ燃焼￥４０の熱が伝
達される。にて、クラウンライナ１とピストン本体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
の外部放散を遮断することができる。
なお、シリンダブロック２６についてはビス］−ン３８
の燃焼行程の大半がクラウンライナ１がヘッドライナ４
の内部に嵌合している状態にあるので、図示の実施例で
は設けていないが、ピストン３８の下死点に至る部分に
設けることが好ましい。
の燃焼行程の大半がクラウンライナ１がヘッドライナ４
の内部に嵌合している状態にあるので、図示の実施例で
は設けていないが、ピストン３８の下死点に至る部分に
設けることが好ましい。
また、セラミクスからなる吸気弁および排気弁３のスア
ムを支持する金属スリーブ３５とシリンダヘッド２１ど
の間にも空気層９が設ｕられているので、吸気弁および
排気弁３から外部ｌ＼の熱放散を抑えることができる。
ムを支持する金属スリーブ３５とシリンダヘッド２１ど
の間にも空気層９が設ｕられているので、吸気弁および
排気弁３から外部ｌ＼の熱放散を抑えることができる。
ｍ焼行稈終了後に排気弁３が開くと、燃焼室４０の燃焼
ガスは排気ポート４１から排気通路３４および排気マニ
ホールド１２を経て排気ターボ過給機３１へ送られる。
ガスは排気ポート４１から排気通路３４および排気マニ
ホールド１２を経て排気ターボ過給機３１へ送られる。
このような排気ポート４１から排気ターボ過給機３１の
排気ノズル１４に至るまでの通路には内外２重の金属管
をもって空気層が形成されるので、この空気層の断熱効
果によって排気熱の外部放散が抑えられる。
排気ノズル１４に至るまでの通路には内外２重の金属管
をもって空気層が形成されるので、この空気層の断熱効
果によって排気熱の外部放散が抑えられる。
゛ 特に、シリンダヘッド２１の内部の排気通路３４に
おいては、金属内管１１の内周面に熱伝導率の小さい部
分安定ジルコニアなどのセラミクスをコーティングする
ことによって一層断熱効果を高めることができる。また
、排気マニホールド１２において内外の金属管１１ａ、
１５ａの間にセラミクスファイバを充填すれば、一層断
熱効果を向上するとともに、排気騒音を抑えることがで
きる。
おいては、金属内管１１の内周面に熱伝導率の小さい部
分安定ジルコニアなどのセラミクスをコーティングする
ことによって一層断熱効果を高めることができる。また
、排気マニホールド１２において内外の金属管１１ａ、
１５ａの間にセラミクスファイバを充填すれば、一層断
熱効果を向上するとともに、排気騒音を抑えることがで
きる。
本発明は上述のように、燃焼室４０を囲む壁部にセラミ
クスからなるシリンダライナ２、ヘッドライナ４および
クラウンライナ１を備え、かつピストン３８およびシリ
ンダヘッド２１との間にイれぞれ空気層６，７を設ける
ことによって、燃焼ガスに対する耐熱性と外部への熱伝
達を遮断づることができる。そして、構造が簡単である
から安価に提供することができる。
クスからなるシリンダライナ２、ヘッドライナ４および
クラウンライナ１を備え、かつピストン３８およびシリ
ンダヘッド２１との間にイれぞれ空気層６，７を設ける
ことによって、燃焼ガスに対する耐熱性と外部への熱伝
達を遮断づることができる。そして、構造が簡単である
から安価に提供することができる。
また、燃焼室４０から排気ガスの熱エネルギを利用する
排気ターボ過給ｖＡ３１へ至る排気通路については、ス
テンレスなどの金属管を内外２重に配置して、これらの
間に空気層を形成するようにしたから、通路の形状が？
！雑でも曲中にプレス成形プることができ、これをシリ
ンダヘッドに鋳込むようにすれば製作も簡単であり、セ
ラミクスを用いる場合に比べてコストを低減することツ
メできる。
排気ターボ過給ｖＡ３１へ至る排気通路については、ス
テンレスなどの金属管を内外２重に配置して、これらの
間に空気層を形成するようにしたから、通路の形状が？
！雑でも曲中にプレス成形プることができ、これをシリ
ンダヘッドに鋳込むようにすれば製作も簡単であり、セ
ラミクスを用いる場合に比べてコストを低減することツ
メできる。
要するに、本考案は燃焼ガス温度の最も高０燃焼室では
セラミクス壁と空気層により、燃焼ガス湿度の低下づる
排気通路においてはスフーンレスなどの金属からなる２
重壁とこの内部に形成した空気層により断熱効果を得る
ようにしたものであり、これによって断熱効果の優れた
エンジンを安価←二提供することができ、排気ガスの熱
エネルギを有効に排気ターボ過給機へ送ることができる
から、エンジンの出力増大と熱効率の向上に役立てるこ
とができる。
セラミクス壁と空気層により、燃焼ガス湿度の低下づる
排気通路においてはスフーンレスなどの金属からなる２
重壁とこの内部に形成した空気層により断熱効果を得る
ようにしたものであり、これによって断熱効果の優れた
エンジンを安価←二提供することができ、排気ガスの熱
エネルギを有効に排気ターボ過給機へ送ることができる
から、エンジンの出力増大と熱効率の向上に役立てるこ
とができる。
第１図は本発明に係る断熱エンジンの構造についての正
面断面図である。 １：クラウンライナ ２ニジリンダライプ ３：排気弁
４：ヘラｌ；ライナ ６，７．９．４２：空気層 １
１：金属内管 １５：金属外管 ２１ニジリンダヘツド
２６：シリンダブロック ３１：排気ターボ過給機
３４：排気通路 ３８：ピストン ４０；燃焼室 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人 弁理士 山本俊夫
面断面図である。 １：クラウンライナ ２ニジリンダライプ ３：排気弁
４：ヘラｌ；ライナ ６，７．９．４２：空気層 １
１：金属内管 １５：金属外管 ２１ニジリンダヘツド
２６：シリンダブロック ３１：排気ターボ過給機
３４：排気通路 ３８：ピストン ４０；燃焼室 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人 弁理士 山本俊夫
Claims (1)
- 少なくともシリンダヘッドおよびビス］〜ンにそれぞれ
燃焼室に接するセラミクスからなるライナを空気層を介
在させて支持するとともに、排気通路の内側に空気層を
介在させてステンレスなどの耐熱性金属管を配設したこ
とを特徴とする断熱エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19753883A JPS6090958A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 断熱エンジンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19753883A JPS6090958A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 断熱エンジンの構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6090958A true JPS6090958A (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=16376137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19753883A Pending JPS6090958A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 断熱エンジンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6090958A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4911109A (en) * | 1987-07-11 | 1990-03-27 | Isuzu Motors Limited | Cooling system for heat insulating engine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5345848A (en) * | 1976-10-04 | 1978-04-25 | Sadamichi Nomiya | Rainy instrument for bicycle |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP19753883A patent/JPS6090958A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5345848A (en) * | 1976-10-04 | 1978-04-25 | Sadamichi Nomiya | Rainy instrument for bicycle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4911109A (en) * | 1987-07-11 | 1990-03-27 | Isuzu Motors Limited | Cooling system for heat insulating engine |
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