JPS6093157A - 断熱エンジンの構造 - Google Patents
断熱エンジンの構造Info
- Publication number
- JPS6093157A JPS6093157A JP20046883A JP20046883A JPS6093157A JP S6093157 A JPS6093157 A JP S6093157A JP 20046883 A JP20046883 A JP 20046883A JP 20046883 A JP20046883 A JP 20046883A JP S6093157 A JPS6093157 A JP S6093157A
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- JP
- Japan
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- liner
- head
- fitted
- headliner
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- Pending
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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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- 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
- F05C2203/0804—Non-oxide ceramics
- F05C2203/0813—Carbides
- F05C2203/0817—Carbides of silicon
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Ceramic Engineering (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を利用した断熱エンジンの構造に関
するものである。
するものである。
燃焼室を区画するシリンダヘッドおよびピストンの壁部
に高温に耐えるセラミクス材を用いることによって外部
から水冷却を廃止し、燃焼ガスの熱が外部へ放散される
のを抑え、燃焼ガスを高温の状態で排気ターボ過給機な
どへ供給して熱エネルギを動力として回収しようとする
断熱エンジンが従来から種々提案されているが、甲に燃
焼室を囲む壁部にセラミクスを用いただけでは、燃焼ガ
スの熱がシリンダヘッドやシリンダブロックへ伝達され
、燃焼ガスを高温に保つことができない。
に高温に耐えるセラミクス材を用いることによって外部
から水冷却を廃止し、燃焼ガスの熱が外部へ放散される
のを抑え、燃焼ガスを高温の状態で排気ターボ過給機な
どへ供給して熱エネルギを動力として回収しようとする
断熱エンジンが従来から種々提案されているが、甲に燃
焼室を囲む壁部にセラミクスを用いただけでは、燃焼ガ
スの熱がシリンダヘッドやシリンダブロックへ伝達され
、燃焼ガスを高温に保つことができない。
また、燃焼室を囲む壁部とピストンが摺動するシリンダ
ライナに耐熱性に優れた例えば窒化珪素などのセラミク
スを用いると、この窒化珪素は摺動特性が9好とu g
えないので、ピストンリングが早期に摩耗する恐れがあ
る。また、シリンダと独立に燃焼室を囲む壁部をしラミ
クスをもって形成した場合に、ピストンがシリンダライ
ナと燃焼室の円筒部とに跨つ゛(層接することとなり、
ビス]・シリンダが損傷する恐れがある。
ライナに耐熱性に優れた例えば窒化珪素などのセラミク
スを用いると、この窒化珪素は摺動特性が9好とu g
えないので、ピストンリングが早期に摩耗する恐れがあ
る。また、シリンダと独立に燃焼室を囲む壁部をしラミ
クスをもって形成した場合に、ピストンがシリンダライ
ナと燃焼室の円筒部とに跨つ゛(層接することとなり、
ビス]・シリンダが損傷する恐れがある。
そこで、本発明の目的は銭も高温となるビス]・ンの−
L死点付近にお1ノる燃焼室を囲むシリンダヘッドには
高温強度に耐え得るセラミクスを、また常時ピストンリ
ングが摺接するシリンダライナには摺動特性に浸れたセ
ラミクスをぞれぞれ用いることに五つ−(、燃焼¥の断
熱化とピストンリングの耐久性を達し得るようにした断
熱エンジンの構造を提供することにある1、 このため、本発明の構成(31シリンダヘツドに形成さ
れた円筒部に嵌合され、かつ高温強度に優れたセラミク
ス材からなるヘッドライナと、該ヘッドライナの下端に
接続して配設され、かつ摺動特性に優れたセラミクス材
からなるシリンダライナとを備えたものである。
L死点付近にお1ノる燃焼室を囲むシリンダヘッドには
高温強度に耐え得るセラミクスを、また常時ピストンリ
ングが摺接するシリンダライナには摺動特性に浸れたセ
ラミクスをぞれぞれ用いることに五つ−(、燃焼¥の断
熱化とピストンリングの耐久性を達し得るようにした断
熱エンジンの構造を提供することにある1、 このため、本発明の構成(31シリンダヘツドに形成さ
れた円筒部に嵌合され、かつ高温強度に優れたセラミク
ス材からなるヘッドライナと、該ヘッドライナの下端に
接続して配設され、かつ摺動特性に優れたセラミクス材
からなるシリンダライナとを備えたものである。
本発明を実施例に基づいて説明する。第1図に示すよう
に、シリンダブロック3にはピストン4を嵌合するセラ
ミクスからなるシリンダライナ19が嵌合支持されると
ともに、この上端壁14にアルミニウムなどの金属から
なるシリンダヘッド2が公知の手段によって結合される
。ピストン4のクラウン部はセラミクスから形成され、
ピストン本体とボルトなどによって結合されるようにな
っている。しかし、本発明の要旨には関係しないので説
明を省略する。
に、シリンダブロック3にはピストン4を嵌合するセラ
ミクスからなるシリンダライナ19が嵌合支持されると
ともに、この上端壁14にアルミニウムなどの金属から
なるシリンダヘッド2が公知の手段によって結合される
。ピストン4のクラウン部はセラミクスから形成され、
ピストン本体とボルトなどによって結合されるようにな
っている。しかし、本発明の要旨には関係しないので説
明を省略する。
本発明によれば、シリンダヘッド2の下半部に円筒部1
1が形成され、この内部に逆カップ形の高温強度に優れ
たセラミクス、例えば窒化珪素などからなるヘッドライ
ナ1が嵌合支持される。このヘッドライナ1の周壁1a
はシリンダライナ19のシリンダの内周面19aと連続
する円筒面を形成し、ピストン4が両省に嵌合し、燃焼
室15を囲むように構成される。
1が形成され、この内部に逆カップ形の高温強度に優れ
たセラミクス、例えば窒化珪素などからなるヘッドライ
ナ1が嵌合支持される。このヘッドライナ1の周壁1a
はシリンダライナ19のシリンダの内周面19aと連続
する円筒面を形成し、ピストン4が両省に嵌合し、燃焼
室15を囲むように構成される。
ヘッドライナ1の」ミ端壁1bには吸用気T1ζ−1−
〇が設けられ、この下端部に吸排気弁8が接する弁座1
0が一体に形成される。吸餠気ボー1−9はシリンダヘ
ッド2に設41に吸排気通路]2と接続される。I?セ
ラミクスら形成されるかまたはセラミクスをコーjイン
グされた吸す1気弁8はこのステムをシリンダヘッド2
に結合しtこ案内スリーブ13に摺動可能に支持される
。
〇が設けられ、この下端部に吸排気弁8が接する弁座1
0が一体に形成される。吸餠気ボー1−9はシリンダヘ
ッド2に設41に吸排気通路]2と接続される。I?セ
ラミクスら形成されるかまたはセラミクスをコーjイン
グされた吸す1気弁8はこのステムをシリンダヘッド2
に結合しtこ案内スリーブ13に摺動可能に支持される
。
燃焼室の断熱効宋を^めるために、シリンダヘッド2の
円筒部11とへラドライナ1との間に空気層ないし空部
20か形成される。このため、円筒部11の内径はヘッ
ドライナ1の外1¥よりも人きく、かつ円筒部11の深
さ1↓ヘツドライナ1の軸方向長さよりも深くされる。
円筒部11とへラドライナ1との間に空気層ないし空部
20か形成される。このため、円筒部11の内径はヘッ
ドライナ1の外1¥よりも人きく、かつ円筒部11の深
さ1↓ヘツドライナ1の軸方向長さよりも深くされる。
07ましくけ、円筒部11の周壁お5J、び内@uN1
aに銀、ニッケルまたはクロムなどのメツ1.を1^し
て輻割熱を反躬咳る反射面が形成される。そし1、円1
1!il?1l111の周壁とへラドライナ1の周11
aとの間に上下1対の環状シール部+422.23を装
着して空部20が形成される。
aに銀、ニッケルまたはクロムなどのメツ1.を1^し
て輻割熱を反躬咳る反射面が形成される。そし1、円1
1!il?1l111の周壁とへラドライナ1の周11
aとの間に上下1対の環状シール部+422.23を装
着して空部20が形成される。
また、ヘッドライナ1の上端壁1bど、円筒部11の内
端!111aとの間に吸排気ボー1へ9と吸排気通路1
2との接続部を囲むように環状のガスケット21が介装
される。同様に図示してないが、燃料噴射ノズルを取付
ける穴にもこれを囲むガスケツ1−が介装される。こう
して、ヘッドライナ1の上端壁1bと円筒部11の内端
111aとの間に空部20aが形成される。好ましくは
、空部20.20aにはグラスファイバまたはセうミク
スファイバなどを絡み合せるか編成してなる断熱材24
が収容される。
端!111aとの間に吸排気ボー1へ9と吸排気通路1
2との接続部を囲むように環状のガスケット21が介装
される。同様に図示してないが、燃料噴射ノズルを取付
ける穴にもこれを囲むガスケツ1−が介装される。こう
して、ヘッドライナ1の上端壁1bと円筒部11の内端
111aとの間に空部20aが形成される。好ましくは
、空部20.20aにはグラスファイバまたはセうミク
スファイバなどを絡み合せるか編成してなる断熱材24
が収容される。
ヘッドライナ1の下端壁はシリンダブロック3の上端壁
14の環状溝に係合した断面中空の弾性ガスケット7を
介してシリンダライナ19の上端面に突き合わされ、シ
リンダブロック3とシリンダヘッド2とのボルト結合に
よって保持される。
14の環状溝に係合した断面中空の弾性ガスケット7を
介してシリンダライナ19の上端面に突き合わされ、シ
リンダブロック3とシリンダヘッド2とのボルト結合に
よって保持される。
シリンダブロック3には摺動特性に優れたセラ5−
ミクス、例λば部分安定ジルコニヤなどからなるシリン
ダライナ19がrF入まlこは焼き嵌めなどにより嵌合
支持される。シリンダライナ19とピストン4との間の
気密を得るために、ビストシリンダ25がピストン4の
外周面に1■含支持される。
ダライナ19がrF入まlこは焼き嵌めなどにより嵌合
支持される。シリンダライナ19とピストン4との間の
気密を得るために、ビストシリンダ25がピストン4の
外周面に1■含支持される。
ビス!−ンリング25はピストンビン26よりも上方に
配設され、かつこれらのビス1ヘンリング25がビス]
−ン4のttm勧に対して常にシリンダライナ19に摺
接し、ヘッドライナ1の周壁1aにはm接しないように
構成される。ヘッドライナ1は爆発燃焼時のa澗に晒さ
れるので、これを構成するセラミクスとしては高温特性
と断熱性に優れた窒化珪素が選択される。
配設され、かつこれらのビス1ヘンリング25がビス]
−ン4のttm勧に対して常にシリンダライナ19に摺
接し、ヘッドライナ1の周壁1aにはm接しないように
構成される。ヘッドライナ1は爆発燃焼時のa澗に晒さ
れるので、これを構成するセラミクスとしては高温特性
と断熱性に優れた窒化珪素が選択される。
シリンダライナ19は主としてピストン4およびピスト
ンリング25を摺動案内し、ヘッドライナ1はど高温に
晒されることは潤滑油の耐熱性からも好ましくない。そ
こで、シリンダライナ19に使用するセラミクスとしし
てはピストンとの摺動特性と断熱性の点から部分安定ジ
ルコニアが選択される。
ンリング25を摺動案内し、ヘッドライナ1はど高温に
晒されることは潤滑油の耐熱性からも好ましくない。そ
こで、シリンダライナ19に使用するセラミクスとしし
てはピストンとの摺動特性と断熱性の点から部分安定ジ
ルコニアが選択される。
=6−
シリンダライナ19とピストン4との摺動部を潤滑油を
使用し得る温度に帷持するために、エンジンの使用条件
によってはシリンダブロック3の外壁部は水または空気
などで冷却することが必要となる。この場合、ヘッドラ
イナ1を窒化珪素をもって形成し、シリンタライブ19
を部分安定ジルコニアをもって形成し、両者の間に断熱
性を有する弾性ガスケット7を介装することは、両者間
の熱伝導を遮り、シリンダライナ19の冷却によるヘッ
ドライナ1からシリンダライナ19への熱移動を抑える
ことができる。
使用し得る温度に帷持するために、エンジンの使用条件
によってはシリンダブロック3の外壁部は水または空気
などで冷却することが必要となる。この場合、ヘッドラ
イナ1を窒化珪素をもって形成し、シリンタライブ19
を部分安定ジルコニアをもって形成し、両者の間に断熱
性を有する弾性ガスケット7を介装することは、両者間
の熱伝導を遮り、シリンダライナ19の冷却によるヘッ
ドライナ1からシリンダライナ19への熱移動を抑える
ことができる。
ピストンリング25は普通に用いられる鋳鉄からなり、
好ましくは表面にセラミクスをコーティングを施される
。
好ましくは表面にセラミクスをコーティングを施される
。
本発明は上述のように、シリンダヘッド2の下端部とシ
リンダの上端部とを覆うヘッドライナ1を高温強度の高
い窒化珪素セラミクスをもって形成するとともに、これ
を嵌装支持するシリンダヘッド2の円筒部11の周壁お
よび内端壁11aとの間にそれぞれ空部20,20aを
形成したので、ヘラ1−ライブ1からシリンダヘッド2
への熱伝導が空部20,20aにJ:つて遮断される。
リンダの上端部とを覆うヘッドライナ1を高温強度の高
い窒化珪素セラミクスをもって形成するとともに、これ
を嵌装支持するシリンダヘッド2の円筒部11の周壁お
よび内端壁11aとの間にそれぞれ空部20,20aを
形成したので、ヘラ1−ライブ1からシリンダヘッド2
への熱伝導が空部20,20aにJ:つて遮断される。
また、空部20.20aにセラミクスファイバなどの断
熱材24を収容することによって、空部20,2Qaの
内部にお+Jる空気の対流にjこるヘッドライブ1の壁
部からシリンダヘッド2への熱伝達が抑えられる。さら
に、円筒部11の周壁および内端壁11aにクロムメッ
キなどの反射面を形成することによって、熱輻側が反射
され、シリンダヘッド2への熱伝達が抑えられる、1 シリンダライナ19とへラドライナ1との間の弾性ガス
ケツ]−7は、鏝も高温となる燃焼初期の燃焼ガスに晒
されることがないので、普通のエンジンに用いられるが
スケツトで十分なガスシールを得ることができる。
熱材24を収容することによって、空部20,2Qaの
内部にお+Jる空気の対流にjこるヘッドライブ1の壁
部からシリンダヘッド2への熱伝達が抑えられる。さら
に、円筒部11の周壁および内端壁11aにクロムメッ
キなどの反射面を形成することによって、熱輻側が反射
され、シリンダヘッド2への熱伝達が抑えられる、1 シリンダライナ19とへラドライナ1との間の弾性ガス
ケツ]−7は、鏝も高温となる燃焼初期の燃焼ガスに晒
されることがないので、普通のエンジンに用いられるが
スケツトで十分なガスシールを得ることができる。
ピストンリング245G。li!%渇に晒されるヘッド
ライJ−11から離れているシリンダライノー19と常
に摺接し、シリンタライブ19とへラドライナ1との接
続部を通過することがないので、これによるピストンリ
ング25の損傷を回避することができる。
ライJ−11から離れているシリンダライノー19と常
に摺接し、シリンタライブ19とへラドライナ1との接
続部を通過することがないので、これによるピストンリ
ング25の損傷を回避することができる。
シリンダライナ19を形成する部分安定ジルコニアは優
れた摺動特性と適度の断熱性を有するので、ピストンリ
ング25との摺動部の油潤滑によってシリンダライナ1
9の温度をほぼ一定に保ち、従来のエンジンと同等の安
定したlIS!滑効果が得られ、摺動部の耐摩耗度を向
上することができる。
れた摺動特性と適度の断熱性を有するので、ピストンリ
ング25との摺動部の油潤滑によってシリンダライナ1
9の温度をほぼ一定に保ち、従来のエンジンと同等の安
定したlIS!滑効果が得られ、摺動部の耐摩耗度を向
上することができる。
そして、シリンダブロック3の壁部に油空を設けてシリ
ンダライナ19の表面温度をほぼ一定に保つようにすれ
ば、一層安定した潤滑が得られる。
ンダライナ19の表面温度をほぼ一定に保つようにすれ
ば、一層安定した潤滑が得られる。
本発明によれば、上述のように燃焼室を取り囲むヘッド
ライナに高温強度に優れたセラミクスを用いたので、外
部からの強制的冷却が不必要となり、燃焼室15の熱が
ヘッドライナ1から外部へ放散されるのを抑えることが
でき、排気ガスを高温の状態で排気通路12を経て排気
ターボ過給機などへ供給し、排気ガスのもつ熱エネルギ
を最大限に利用し、エンジンの出力増大と、燃費の向上
に役立てることができる。また、燃焼室から離れて配設
されるシリンダライナに摺動特性の優れた9− セラミクスを用いたので、ヘッドライナから離れたシリ
ンダライナだけで1合接するビストシリンダの受【ノる
熱負荷が軽減され、抽潤浩が可能どなる。
ライナに高温強度に優れたセラミクスを用いたので、外
部からの強制的冷却が不必要となり、燃焼室15の熱が
ヘッドライナ1から外部へ放散されるのを抑えることが
でき、排気ガスを高温の状態で排気通路12を経て排気
ターボ過給機などへ供給し、排気ガスのもつ熱エネルギ
を最大限に利用し、エンジンの出力増大と、燃費の向上
に役立てることができる。また、燃焼室から離れて配設
されるシリンダライナに摺動特性の優れた9− セラミクスを用いたので、ヘッドライナから離れたシリ
ンダライナだけで1合接するビストシリンダの受【ノる
熱負荷が軽減され、抽潤浩が可能どなる。
換言すれば、ヘッドライブ1によって燃料の燃焼初期の
燃焼室を重点的に断熱化することができるとともに、シ
リンダライナの温度をPII滑油なとにより下げてしヘ
ッドライブの断熱性に影響を及ぼすことなく、シリンダ
ライナとピストンリングとの油1M!l滑による円W4
なWI動特性が得られ、摺動部の耐摩耗強度を向上する
ことがる。
燃焼室を重点的に断熱化することができるとともに、シ
リンダライナの温度をPII滑油なとにより下げてしヘ
ッドライブの断熱性に影響を及ぼすことなく、シリンダ
ライナとピストンリングとの油1M!l滑による円W4
なWI動特性が得られ、摺動部の耐摩耗強度を向上する
ことがる。
第1図は本発明に係る断熱エンジンの構造を示す正面断
面図である。 −1:へラドライナ 2ニジリンダヘツド 3ニジリン
ダブロツク 4:ピストン 7;弾性ガスケツ1−8:
吸耕気弁 9;吸LH気ボー!〜 11:円筒部 15
;燃焼室 特許出願人 いりl自動車株式会ン1 代理人 弁理L +lt本俊夫 =10−
面図である。 −1:へラドライナ 2ニジリンダヘツド 3ニジリン
ダブロツク 4:ピストン 7;弾性ガスケツ1−8:
吸耕気弁 9;吸LH気ボー!〜 11:円筒部 15
;燃焼室 特許出願人 いりl自動車株式会ン1 代理人 弁理L +lt本俊夫 =10−
Claims (1)
- シリンダヘッドに形成された円筒部に嵌合され、かつ高
温強度に優れたセラミクス材からなるヘッドライナと、
該ヘッドライナの下端に接続して配設され、かつ摺動特
性に優れたセラミクス材からなるシリンダライナとを備
えたことを特徴とする断熱エンジンの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20046883A JPS6093157A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 断熱エンジンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20046883A JPS6093157A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 断熱エンジンの構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093157A true JPS6093157A (ja) | 1985-05-24 |
Family
ID=16424814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20046883A Pending JPS6093157A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 断熱エンジンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093157A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196451A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-14 | Isuzu Motors Ltd | 断熱エンジンの冷却装置 |
| JPH0226747U (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-21 | ||
| US4911109A (en) * | 1987-07-11 | 1990-03-27 | Isuzu Motors Limited | Cooling system for heat insulating engine |
| JPH02294524A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-05 | Isuzu Motors Ltd | 2サイクル断熱エンジンの制御装置 |
| JP2020079599A (ja) * | 2020-03-09 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 内燃機関 |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP20046883A patent/JPS6093157A/ja active Pending
Cited By (5)
| 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 |
| JPH0196451A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-14 | Isuzu Motors Ltd | 断熱エンジンの冷却装置 |
| JPH0226747U (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-21 | ||
| JPH02294524A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-05 | Isuzu Motors Ltd | 2サイクル断熱エンジンの制御装置 |
| JP2020079599A (ja) * | 2020-03-09 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 内燃機関 |
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