JPS6340271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、往復動ピストン式内燃機関用、特に
デイーゼル機関用のシリンダブロツクであつて、
該シリンダブロツク内を軸方向に運動するピスト
ン機構のための少なくとも１つのシリンダと、該
シリンダ内でピストン機構を軸方向に運動せしめ
るクランク機構のための、シリンダの片方の端部
に設けられた少なくとも１つのクランク室とを有
しており、シリンダブロツクの少なくとも両端面
に、クランク機構の軸受を受容するための支持部
が設けられており、シリンダブロツクのクランク
室側に、つまりシリンダとは反対側の端部に、ク
ランク室をおおうオイルパンが設けられ、シリン
ダブロツクの、クランク室とは反対側の端部に、
シリンダブロツクをおおつていてかつねじのよう
な緊締部材を介して該シリンダブロツクと結合さ
れる少なくとも１つのシリンダヘツドが設けられ
ており、内燃機関の燃焼熱を排出するために、シ
リンダの周壁と、該シリンダを取り囲んでいるシ
リンダブロツク壁との間に少なくとも１つの自由
な室が設けられ、該室に熱輸送媒体が供給されて
いる形式のものに関する。

デイーゼル機関、オツト機関及びこれに類した
もののような往復動ピストン式内燃機関の構造に
おいて、シリンダブロツクが設けられていること
及び、シリンダブロツクのなかにそれぞれ少なく
とも１つのシリンダがピストン機構及びクランク
機構と共に配置されていることは公知である。内
燃機関の大きさ及び構成に応じてアルミニウム
鋼、ねずみ鋼又は鋳鋼から製作されるシリンダブ
ロツクは、相応な数のシリンダと、このシリンダ
ブロツクの両端をおおう、オルパン及びシリンダ
ヘツドのような部材とが取付けられるように構成
されている。クランク機構を受容するために、上
記形式のシリンダブロツクにはクランク機構の軸
受のための支持部が設けられ、さらに、シリンダ
ブロツクに（から）冷媒又は熱輸送媒体を供給及
び排出するための導管が取付けられている。シリ
ンダヘツドとシリンダ及びシリンダブロツクとの
間の分割平面の範囲、並びにシリンダブロツクと
オイルパンとの間には、シリンダブロツクをシリ
ンダヘツドないしはオイルパンに対してシールす
るためのシール部材が設けられている。このよう
な形式の内燃機関において際立つて弱い箇所は特
にシリンダブロツクとシリンダヘツドとの間のシ
ール部材の箇所であり、このシール部材が繰返さ
れる内燃機関の故障の原因である、ということが
これまでの経験でわかつている。さらに、公知の
内燃機関では特にシリンダとシリンダヘツドとの
間において極めて大きな応力が生じることがあ
る。というのは、シリンダはピストン機構の燃焼
区域の範囲において極めて高く加熱され、この法
外な熱発生を調節し得るほどには所与の冷却系を
幾倍も大きく構成することはできないからであ
る。

往復動ピストン式内燃機関の特に上述のような
不完全さを著しく除去するために、上記形式の内
燃機関はいわゆる熱密式の内燃機関として構成さ
れる。この熱密性は、上記形式の内燃機関の燃焼
室のまわりに断熱材が設けられ、これらの断熱材
が特にピストン機構とシリンダヘツドとの間の隔
て部材として又は両者の構造上の処理として構成
されることによつて、達成される。

このようにいわゆる熱密性に構成された公知の
内燃機関は、各作業シリンダに配属されたピスト
ン機構を有し、このピストン機構は主として２つ
のユニツトを形成するピストンから構成され、片
方のユニツトは作業シリンダ内においてピストン
をシールするという課題を担い、他方のユニツト
はピストンを案内するという課題を引き受けてい
る。リング保持体と該リング保持体を支持する外
周壁と該外周壁に開口しているスカートとから成
る、ピストンを案内するためのユニツトは、外周
壁の内部に有利には回転対称的な燃焼室を有し、
この燃焼室はピストンのリング保持体及びスカー
トに対して断熱されている。燃焼室のこの断熱
は、外周壁からリング保持体への及び（又は）外
周壁からスカートへの材料移行部における幅を狭
めることによつて、及び（又は）熱伝導性の悪い
特別な材料を装入することによつて行なわれてい
る。燃焼室のこのような構成及び配置によつて、
混合気の燃焼によつて生じる燃焼熱はほとんど燃
焼室内に留められ、幅狭箇所を介してピストンの
リング保持体ないしはスカートに伝えられるもの
で、特に、リング保持体に接しているピストンリ
ングは著しい過熱から免れ、リング保持体自体は
上方のランド面でシリンダ壁に沿つて極めて密に
摺動する。作業シリンダ内においてピストンを案
内するために働く他方のユニツトは、燃焼熱につ
てほとんど負荷されないので、垂直力だけを受容
するようにかつ、場合によつては伝えられる燃焼
熱をピストンのスカート及び該スカートにかけら
れる冷却媒体を介して導出するように、構成され
ている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2545588号明細書参照）。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、
往復動ピストン式内燃機関用のシリンダブロツク
を改良して、シリンダとシリンダブロツクとシリ
ンダヘツドとの間の応力を著しく除去することが
でき、熱による、及び（又は）駆動部材の垂直力
の、シリンダへのひいてはシリンダブロツクへの
作用による、特にシリンダの変形を、特にシリン
ダによつて弾性的に吸収することのできるような
シリンダブロツクを提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、
冒頭に述べた形式のシリンダブロツクにおいて、
各シリンダが、該シリンダを取り囲んでいるシリ
ンダブロツクと、少なくとも１つのリング状のつ
ば板を介して結合されており、該つば板がシリン
ダとシリンダブロツクとの間でシリンダのほぼ中
央範囲に設けられ、シリンダの外周壁とシリンダ
ブロツクの内周壁との結合しているのみならず、
シリンダヘツドをシリンダブロツクと結合する緊
締部材のための固定部材を有しており、シリンダ
の外周壁とシリンダブロツクの内周壁との間に位
置していてつば板とシリンダヘツドとによつて軸
方向において制限されている室に、該室に（か
ら）熱輸送媒体を供給及び排出する導管が設けら
れており、つば板がシリンダとシリンダヘツドと
の間の分割平面から離されて設けられ、つば板と
前記分割平面との間のシリンダ区分が弾性的にか
つ可撓的に構成されている。

本発明のように構成すると、本発明の根拠をな
す前記課題は有利に解決される。というのは、駆
動部材の力及び燃焼ガス熱の作用によつて状態変
化させられるシリンダが、その可撓性に基づいて
これらの変化に容易に適応することができるから
である。シリンダのこの弾性的な適応能力によつ
て、シリンダにおける残留変形は回避され、この
結果ピストンとシリンダ壁との間の摩擦損失もま
た著しく減少せしめられ得る。

上述のように構成することによつて得られる別
の利点としては、シリンダヘツドをシリンダブロ
ツクに結合するための緊締部分が、極めて熱応力
を免れている平面に係合している、ということが
挙げられる。この結果さらに、緊締部材を僅かな
熱耐性で構成することができかつ、長時間にわた
る内燃機関の稼働後でさえも、緊締部材をその固
定箇所において容易に動かすことができる。なぜ
ならば、緊締部材がその固定箇所において熱作用
によつて焼きつくことはほとんどあり得ないから
である。

次に図面につき本発明の実施例を説明する。

特にデイーゼル機関のような往復動ピストン式
内燃機関のためのシリンダブロツク１は本発明に
よれば主として、外側のシリンダブロツク周壁２
と、このシリンダブロツク周壁２のなかに配置さ
れた少なくとも１つのシリンダ３とから構成され
ている。シリンダ３を閉鎖している少なくとも１
つのシリンダヘツド４を一端に有していて他端に
オイルパン５を有しているシリンダブロツク周壁
２は、側部の制限壁と端面側の制限壁を有してお
り、これらの制限壁は協働して、シリンダブロツ
ク１内のシリンダ３を取囲んでいる。シリンダブ
ロツク１内には図示されていないピストン機構が
設けられており、このピストン機構は主として、
シリンダ３内を軸方向に運動する少なくとも１つ
のピストンと、このピストンをクランク機構と結
合している連接棒とから構成されている。クラン
ク機構はシリンダブロツク１のクランク室６に設
けられており、シリンダブロツク１の特に端面側
の壁には、クランク機構の軸受を受容するための
切欠き７が設けられている。

シリンダ３特に、燃焼ガス熱にさらされるシリ
ンダ区分に、該区分の残留変形を回避する弾性を
与えるために、シリンダ３はつば板８を介してシ
リンダブロツク１と結合されている。この場合つ
ば板８は、ケーシングとシリンダとから成るケー
シングブロツク１の構成部分である。つば板８は
シリンダ３の外周壁と、シリンダブロツク１の、
シリンダ３を取囲んでいる壁区分の内周壁とに取
付けられており、この場合、つば板８はシリンダ
３をシリンダブロツク１の壁に対して十分に支持
していはいるが、シリンダ３の、上方及び下方に
向かつて自由に突出しているシリンダ区分９，１
０の運動性をこれらのシリンダ区分９，１０の持
つ弾性度の枠内でほとんど妨げないように構成さ
れている。シリンダ３の外周壁とシリンダブロツ
ク１の内周壁との間には自由な室１１，１２が設
けられており、両室１１，１２はただつば板８に
よつてのみ互いに切断されている。燃焼熱がシリ
ンダ３からシリンダブロツク１に伝わることを回
避するために働く自由な室１１，１２には熱輸送
媒体が付加的に供給される。この熱輸送媒体は両
室１１，１２に、この実施例では特に、燃焼ガス
熱によつてより強く作用されるシリンダ区分９の
高さにある室１１に導入され、相応に温度調節さ
れる。例えばオイル又はデイーゼル燃料のような
熱輸送媒体を導入するために、つば板８には特に
孔１３が設けられており、この孔１３はつなぎ導
管１４を介して室１１に開口している。熱輸送媒
体を室１１から再び排出するために、同じつば板
８の対向する側には、室１１をクランク室６と接
続している排出導管１５が設けられておりかつ
（又は）、室１１が、シリンダヘツド４に設けられ
ていて図示されていない排出導管を介して外部と
接続されている。

シリンダヘツド４をシリンダブロツク１に固定
するために、つば板８には、シリンダ３の縦中心
軸線Ｘを中心にして同軸的に配置された複数の固
定部材１６が設けられており、これらの固定部材
１６のなかには、例えばねじの形の緊締部材１７
がねじ込まれる。これらの緊締部材１７はこの場
合、つば板８とシリンダヘツド４との間でつば板
８の上に位置している室１１を貫いて案内されて
おり、熱輸送媒体の流れによつて負荷されるよう
に案内されている。シリンダ３及びシリンダブロ
ツク１の、シリンダヘツド４に向いている面は有
利には平らに研削されており、該面とシリンダヘ
ツド４との間にシール部材を挿入する必要がない
程にシリンダヘツド４と力接続によつて結合され
ている。例えばシリンダ３から、該シリンダ３
の、シリンダヘツド４に接触している分割平面１
８を介して外方に達するかもしれない場合によつ
ては起こり得る漏れ損失は、シリンダ３とシリン
ダブロツク１の内壁との間に設けられた室１１内
にしか達せず、この室１１において漏れ損失はコ
ンスタントな熱輸送媒体流によつてとらえられ、
この熱輸送媒体流と共に運び出される。分割平面
１８から室１１の場合によつては達するかもしれ
ないすす粒又は他の添加剤でさえも、これらが、
熱輸送媒体流に配置されたフイルタ（図示せず）
によつてとらえられかつ除去される限りにおいて
は、燃焼過程ひいては内燃機関に対してたいした
害にはならない。

シリンダブロツク１を比較的軽く製作するため
に、シリンダ３とシリンダブロツク１を制限して
いる壁との間に設けられている室１１，１２は、
シリンダブロツク１の縦中心断面で見てＶ字形に
構成されている。この場合両室１１，１２はその
広がつた開口をシリンダヘツド４ないしはクラン
ク室６に向けて有している。このように構成する
ことによつて、成形工具をシリンダブロツク１の
鋳込み後に極めて簡単に外方に向かつて引出すこ
とができ、これによつて成形工具自体をも著しく
簡単化することができる。

特に、シリンダブロツク１に複数のシリンダ３
が設けられる場合にはフアンの使用が望まれる
が、このような場合には、各シリンダ３を互いに
切離している仕切り壁１９に開口２０が設けられ
ていると、有利である。なぜならば、フアンによ
つて生ぜしめられた空気がこれらの開口２０を貫
いて流されるからである。

シリンダブロツク１は図示の実施例では３つの
シリンダを備えたシリンダブロツクとして描かれ
ている。第２図に示されているように、クランク
機構の軸方向で互いに前後に配置されたシリンダ
３を設けること並びにこれらすべてのシリンダ３
が、第１図及び第２図に示されているように、構
成されていることももちろん可能である。このよ
うなシリンダブロツク１の有利な実施態様では、
駆動部材と制御部材との関連において内燃機関の
駆動力を生ぜしめるのに大程の場合十分である３
つのシリンダ３が設けられているが、シリンダブ
ロツク１の原理は４つ以上のシリンダを備えた内
燃機関においても、又は１つのシリンダしか有し
ていない内燃機関においても適用することができ
る。

第２図に示されているシリンダ３の場合には、
これらのシリンダはシリンダブロツク１の縦方向
において互いに結合されている。しかしながら、
シリンダ３の壁が互いに離れていてリング状のま
まであつてもよく、また、シリンダ壁の周囲にあ
る室１１及び室１２がシリンダ３のまわりをリン
グ状に取り囲んでいてもよい。さらにまた例え
ば、片方の室１１をリング状に構成しかつ他方の
室１２を第２図に示されているように各シリンダ
がくつついていることによつてリング状に通じて
いないように構成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシリンダブロツクを第２
図の−線に沿つて断面して示す図、第２図は
３つのシリンダを備えたシリンダブロツクの上か
ら見た平面図である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダブロ
ツク周壁、３……シリンダ、４……シリンダヘツ
ド、５……オイルパン、６……クランク室、７…
…切欠き、８……つば板、９，１０……シリンダ
区分、１１，１２……室、１３……孔、１４……
つなぎ導管、１５……排出導管、１６……固定部
材、１７……緊締部材、１８……分割平面、１９
……仕切り壁、２０……開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 往復動ピストン式内燃機関用のシリンダブロ
   ツクであつて、軸方向に運動するピストンを収容
   する少なくとも１つのシリンダと、該シリンダ内
   でピストンを軸方向に運動せしめるクランク軸を
   収容してシリンダの片方の端部に設けられた少な
   くとも１つのクランク室とを有しており、シリン
   ダブロツクの少なくとも両端面に、クランク軸の
   軸受を受容するための支持部が設けられており、
   シリンダブロツクのクランク室側に、つまりシリ
   ンダとは反対側の端部に、クランク室をおおうオ
   イルパンが設けられ、シリンダブロツクの、クラ
   ンク室とは反対側の端部に、シリンダブロツクを
   おおつていてかつ緊締部材を介して該シリンダブ
   ロツクと結合される少なくとも１つのシリンダヘ
   ツドが設けられており、内燃機関の燃焼熱を排出
   するために、シリンダの周壁と、該シリンダを取
   り囲んでいるシリンダブロツク壁との間に少なく
   とも１つの室が設けられ、該室に熱輸送媒体が供
   給されている形式のものにおいて、各シリンダ３
   が、該シリンダを取り囲んでいるシリンダブロツ
   ク１の壁と、少なくとも１つのリング状のつば板
   ８を介して結合されており、該つば板８がシリン
   ダとシリンダブロツクとの間でシリンダのほぼ中
   央範囲に設けられ、シリンダの外周壁とシリンダ
   ブロツクの内周壁とを結合しているのみならず、
   シリンダヘツド４をシリンダブロツクと結合する
   緊締部材１７のための固定装置１６を有してお
   り、シリンダの外周壁とシリンダブロツクの内周
   壁との間に位置していてつば板８とシリンダヘツ
   ド４とによつて、軸方向において制限されている
   室１１に、該室に熱輸送媒体を供給及び排出する
   導管が設けられており、リング状のつば板８がシ
   リンダとシリンダヘツドとの間の分割平面から離
   されて設けられ、つば板８と前記分割平面との間
   のシリンダ区分９が弾性的に構成されていること
   を特徴とする、往復動ピストン式内燃機関用のシ
   リンダブロツク。 ２ つば板８と分割平面１８との間に位置してい
   る室１１がリング状の切欠きとして構成され、室
   １１の深さが、シリンダ３の縦軸線に対して同軸
   的につば板８によつて制限されている特許請求の
   範囲第１項記載のシリンダブロツク。 ３ シリンダ３が燃焼ガス熱にさらされる分割平
   面１８の範囲において、室１１が該分割平面１８
   から離れる方向に設けられている特許請求の範囲
   第２項記載のシリンダブロツク。 ４ シリンダ３及びシリンダブロツク１の、分割
   平面１８に向いている方の面が平らに研削されて
   シリンダヘツド４に平らに直接接触している特許
   請求の範囲第１項記載のシリンダブロツク。 ５ つば板８に、温度調節される室１１に熱輸送
   媒体を供給する少なくとも１つに供給導管１３が
   設けられ、該供給導管１３に、各室１１と結合し
   ているつなぎ導管１４が設けられている特許請求
   の範囲第１項記載のシリンダブロツク。 ６ つば板８に、供給導管１３とつなぎ導管１４
   との他に、少なくとも１つの排出導管１５が設け
   られており、該排出導管１５が室１１からクラン
   ク室６に開口している特許請求の範囲第５項記載
   のシリンダブロツク。 ７ シリンダ３の外周壁とシリンダブロツク１の
   内周壁との間に位置している室１１が、シリンダ
   ３及びシリンダブロツクの縦方向において、分割
   平面１８に向かつて広がつている開口を備えたＶ
   字形の形状を有している特許請求の範囲第１項記
   載のシリンダブロツク。 ８ シリンダ３の外周壁とシリンダブロツク１の
   内周壁との間に、つば板８によつて前記室１１に
   対して高さを制限されているリング状の別の室１
   ２が設けられており、該室が、シリンダ３及びシ
   リンダブロツクの縦方向において、クランク室６
   に向かつて広がつている開口を備えたＶ字形の形
   状を有している特許請求の範囲第１項記載のシリ
   ンダブロツク。 ９ クランク軸の軸方向で見て互いに前後に配置
   されている少なくとも２つのシリンダが設けら
   れ、これらのシリンダがその間に該シリンダを切
   離している隔壁を有しており、シリンダ３の、ク
   ランク室６に突入している端部範囲において各隔
   壁に、クランク室６及び（又は）該クランク室６
   に向いているシリンダ室を通風するための開口２
   ０が設けられている特許請求の範囲第１項記載の
   シリンダブロツク。