JP2000213410A - 王冠形ファイヤ―リング - Google Patents
王冠形ファイヤ―リングInfo
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- JP2000213410A JP2000213410A JP11013166A JP1316699A JP2000213410A JP 2000213410 A JP2000213410 A JP 2000213410A JP 11013166 A JP11013166 A JP 11013166A JP 1316699 A JP1316699 A JP 1316699A JP 2000213410 A JP2000213410 A JP 2000213410A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fire ring
- intake
- ring
- valve
- engine
- 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
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ファイヤーリングの形状・構造を改良し、ファ
イヤーリングと吸排気バルブとの干渉を防止する。 【解決手段】エンジンのシリンダライナ２の上端部の内
周面には、周状に段部が形成されており、この段部には
薄肉円筒状のファイヤーリング１１が取り付けられてい
る。フィアヤーリング１１の上縁部には、周方向に所定
の間隔をおいて略矩形の凸部１２と凹部１３が４箇所ず
つ形成されており、全体として王冠形の外観を呈してい
る。熱応力の集中を避けるため、凹部１３の隅部２２と
角部２４にＲ加工（曲面加工）を施した。凹部１３が形
成されている位置は、バルブ（吸気バルブ１５と排気バ
ルブ１６）が設けられている位置に相当する。従って、
吸気バルブ１５と排気バルブ１６が開閉してもファイヤ
ーリング１１に接触しない。ファイヤーリング１１によ
って吸排気バルブ１５，１６の配置・径等は制約を受け
ない。エンジン用途に応じた最適な設計が実現できる。
イヤーリングと吸排気バルブとの干渉を防止する。 【解決手段】エンジンのシリンダライナ２の上端部の内
周面には、周状に段部が形成されており、この段部には
薄肉円筒状のファイヤーリング１１が取り付けられてい
る。フィアヤーリング１１の上縁部には、周方向に所定
の間隔をおいて略矩形の凸部１２と凹部１３が４箇所ず
つ形成されており、全体として王冠形の外観を呈してい
る。熱応力の集中を避けるため、凹部１３の隅部２２と
角部２４にＲ加工（曲面加工）を施した。凹部１３が形
成されている位置は、バルブ（吸気バルブ１５と排気バ
ルブ１６）が設けられている位置に相当する。従って、
吸気バルブ１５と排気バルブ１６が開閉してもファイヤ
ーリング１１に接触しない。ファイヤーリング１１によ
って吸排気バルブ１５，１６の配置・径等は制約を受け
ない。エンジン用途に応じた最適な設計が実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、往復動式内燃機
関、特に比較的大型のディーゼルエンジン及びガスエン
ジン等においてシリンダライナの内側上部に装着される
ファイヤーリングに関するものである。
関、特に比較的大型のディーゼルエンジン及びガスエン
ジン等においてシリンダライナの内側上部に装着される
ファイヤーリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】比較的大型のディーゼルエンジン及びガ
スエンジン等では、ファイヤーリングと呼ばれる薄肉円
筒状のリングをシリンダライナ内側上部の燃焼室内に装
着することがある。このような別素材のリングを燃焼室
の上部に装着することにより、ピストンの頂部に付着し
た硬質のカーボンを掻き落とす効果や、また燃焼室内の
ガスを密封してピストンに設けられたトップリングを保
護する効果が得られる等、燃焼室廻りの部品寿命の延長
が図れる。
スエンジン等では、ファイヤーリングと呼ばれる薄肉円
筒状のリングをシリンダライナ内側上部の燃焼室内に装
着することがある。このような別素材のリングを燃焼室
の上部に装着することにより、ピストンの頂部に付着し
た硬質のカーボンを掻き落とす効果や、また燃焼室内の
ガスを密封してピストンに設けられたトップリングを保
護する効果が得られる等、燃焼室廻りの部品寿命の延長
が図れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ファイヤーリングが設
けられている燃焼室の上部には、吸排気弁が開閉可能に
設けられている。従来の一般的なファイヤーリングはシ
リンダ径よりもわずかに小さな内径を有しており、吸排
気弁は、リフトした際にファイヤーリングと干渉しない
ような配置・径等に設計されている。換言すれば、従来
は、ファイヤーリングと吸排気弁の干渉を避けるため
に、吸排気弁の配置・径等が制約を受けており、必ずし
もエンジン用途によって最適な設計が実現されていたと
は言えなかった。
けられている燃焼室の上部には、吸排気弁が開閉可能に
設けられている。従来の一般的なファイヤーリングはシ
リンダ径よりもわずかに小さな内径を有しており、吸排
気弁は、リフトした際にファイヤーリングと干渉しない
ような配置・径等に設計されている。換言すれば、従来
は、ファイヤーリングと吸排気弁の干渉を避けるため
に、吸排気弁の配置・径等が制約を受けており、必ずし
もエンジン用途によって最適な設計が実現されていたと
は言えなかった。
【０００４】本発明は、ファイヤーリングの形状・構造
を改良し、ファイヤーリングとバルブとの干渉を防止す
るためにバルブ配置・径を制限する必要をなくし、エン
ジン用途にとって最適な設計を可能にすること目的とし
ている。
を改良し、ファイヤーリングとバルブとの干渉を防止す
るためにバルブ配置・径を制限する必要をなくし、エン
ジン用途にとって最適な設計を可能にすること目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された王
冠形ファイヤーリング（１１）は、内燃機関のシリンダ
ライナ（２）の内側上部に周状に装着され、前記内燃機
関のバルブ（１５，１６）の位置に相当する上縁部の一
部分に凹部（１３）が形成されたことを特徴としてい
る。
冠形ファイヤーリング（１１）は、内燃機関のシリンダ
ライナ（２）の内側上部に周状に装着され、前記内燃機
関のバルブ（１５，１６）の位置に相当する上縁部の一
部分に凹部（１３）が形成されたことを特徴としてい
る。
【０００６】請求項２に記載された王冠形ファイヤーリ
ングは、請求項１記載の王冠形ファイヤーリング（１
１）において、前記凹部（１３）は、前記上縁部に間隔
をおいて形成された複数個の略矩形の凹部であり、前記
凹部の隅部（２２）と角部（２４）は曲面状に仕上げら
れていることを特徴としている。
ングは、請求項１記載の王冠形ファイヤーリング（１
１）において、前記凹部（１３）は、前記上縁部に間隔
をおいて形成された複数個の略矩形の凹部であり、前記
凹部の隅部（２２）と角部（２４）は曲面状に仕上げら
れていることを特徴としている。
【０００７】請求項３に記載された王冠形ファイヤーリ
ングは、請求項１又は２記載の王冠形ファイヤーリング
（１１）において、厚さ方向の角部（２６，２８）が曲
面状に仕上げられ、もしくは大きな面取りが施されてい
ることを特徴としている。
ングは、請求項１又は２記載の王冠形ファイヤーリング
（１１）において、厚さ方向の角部（２６，２８）が曲
面状に仕上げられ、もしくは大きな面取りが施されてい
ることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図１
〜図３を参照して説明する。本例は、比較的大型のディ
ーゼルエンジン及びガスエンジン等の燃焼室廻りの構造
に関する。図１に示すように、エンジンのシリンダブロ
ック１にはシリンダライナ２が嵌着されている。シリン
ダブロック１にはスタッドボルトによりシリンダヘッド
３が固定されている。シリンダライナ２の内部にはピス
トン４が上下摺動可能に設けられており、ピストン４の
上方に燃焼室５を区画している。ピストン４の側周壁に
は、コンプレッションリング６とオイルリング７が設け
られており、燃焼室５内の気密を保持するとともに、シ
リンダライナ２の壁面の潤滑オイルを掻き落とすように
なっている。そして、図１には一方のみを代表して表示
しているが、シリンダヘッド３には吸気孔と排気孔が形
成され、それぞれ吸気バルブ１５と排気バルブ１６が開
閉可能に設けられている。
〜図３を参照して説明する。本例は、比較的大型のディ
ーゼルエンジン及びガスエンジン等の燃焼室廻りの構造
に関する。図１に示すように、エンジンのシリンダブロ
ック１にはシリンダライナ２が嵌着されている。シリン
ダブロック１にはスタッドボルトによりシリンダヘッド
３が固定されている。シリンダライナ２の内部にはピス
トン４が上下摺動可能に設けられており、ピストン４の
上方に燃焼室５を区画している。ピストン４の側周壁に
は、コンプレッションリング６とオイルリング７が設け
られており、燃焼室５内の気密を保持するとともに、シ
リンダライナ２の壁面の潤滑オイルを掻き落とすように
なっている。そして、図１には一方のみを代表して表示
しているが、シリンダヘッド３には吸気孔と排気孔が形
成され、それぞれ吸気バルブ１５と排気バルブ１６が開
閉可能に設けられている。
【０００９】図１に示すように、シリンダライナ２の上
端部の内周面には、周状に段部１０が形成されており、
この段部１０にはファイヤーリング１１と呼ばれる薄肉
円筒状のリングが取り付けられている。
端部の内周面には、周状に段部１０が形成されており、
この段部１０にはファイヤーリング１１と呼ばれる薄肉
円筒状のリングが取り付けられている。
【００１０】図１及び図２に示すように、フィアヤーリ
ング１１の上縁部には、周方向に所定の間隔をおいて略
矩形の凸部１２と凹部１３が４か所ずつ形成されてお
り、全体として王冠形の外観を呈している。凹部１３が
形成されている位置は、バルブ（吸気バルブ１５と排気
バルブ１６）が設けられている位置に相当する。従っ
て、吸気バルブ１５と排気バルブ１６が開閉しても（も
しくはリフト又は開弁しても）ファイヤーリング１１に
接触することはない。換言すれば、ファイヤーリング１
１と吸排気弁１５，１６の干渉を避けるために、吸排気
バルブ１５，１６の配置・径等が制約を受けることがな
い。よって、エンジン用途に応じた最適な設計が実現で
きる。
ング１１の上縁部には、周方向に所定の間隔をおいて略
矩形の凸部１２と凹部１３が４か所ずつ形成されてお
り、全体として王冠形の外観を呈している。凹部１３が
形成されている位置は、バルブ（吸気バルブ１５と排気
バルブ１６）が設けられている位置に相当する。従っ
て、吸気バルブ１５と排気バルブ１６が開閉しても（も
しくはリフト又は開弁しても）ファイヤーリング１１に
接触することはない。換言すれば、ファイヤーリング１
１と吸排気弁１５，１６の干渉を避けるために、吸排気
バルブ１５，１６の配置・径等が制約を受けることがな
い。よって、エンジン用途に応じた最適な設計が実現で
きる。
【００１１】このファイヤーリング１１が回転して凹部
１３以外の部分が吸排気バルブ１５，１６に干渉するこ
とを避けるため、ファイヤーリング１１の外周側とシリ
ンダライナ２の内周側に連続した位置決め孔１８を形成
し、ここに位置決めピン２０を挿入して両者の回り止め
とした。
１３以外の部分が吸排気バルブ１５，１６に干渉するこ
とを避けるため、ファイヤーリング１１の外周側とシリ
ンダライナ２の内周側に連続した位置決め孔１８を形成
し、ここに位置決めピン２０を挿入して両者の回り止め
とした。
【００１２】コンピュータを用いた熱応力解析により、
本発明者等は、ファイヤーリング１１の凹部１３の隅部
２２に大きな応力が作用することを見いだした。そこ
で、本例では、この隅部２２に応力緩和のために大きな
Ｒ加工（曲面加工）を施した。ファイヤーリング１１の
凸部１２の角部２４にもＲ加工（曲面加工）を施した。
本発明者等は、ファイヤーリング１１の凹部１３の隅部
２２に大きな応力が作用することを見いだした。そこ
で、本例では、この隅部２２に応力緩和のために大きな
Ｒ加工（曲面加工）を施した。ファイヤーリング１１の
凸部１２の角部２４にもＲ加工（曲面加工）を施した。
【００１３】また、同様の理由で、図３に示すように厚
さ方向の２つの角部２６，２８を曲面状又は大きな面取
り形状に仕上げる。ここで、２つの角部２６，２８の
内、熱の影響がより高いと考えられる燃焼室５側の角部
２８を比較的大きなＲで加工（面取り）し、相対的には
熱の影響が低いと考えられるシリンダライナ２側の角部
２６は比較的小さなＲで加工（面取り）した。
さ方向の２つの角部２６，２８を曲面状又は大きな面取
り形状に仕上げる。ここで、２つの角部２６，２８の
内、熱の影響がより高いと考えられる燃焼室５側の角部
２８を比較的大きなＲで加工（面取り）し、相対的には
熱の影響が低いと考えられるシリンダライナ２側の角部
２６は比較的小さなＲで加工（面取り）した。
【００１４】このように、本例のファイヤーリング１１
にはＲ加工又は面取りが施されているので、熱応力によ
る亀裂の発生が防止され、またカーボン堆積量は最小限
に抑制される。
にはＲ加工又は面取りが施されているので、熱応力によ
る亀裂の発生が防止され、またカーボン堆積量は最小限
に抑制される。
【００１５】本発明者等は、本発明の構造を有するシリ
ンダ径３２０ｍｍ、３４０ｍｍ、４１０ｍｍの各エンジ
ンを実際に製造して試験した。前述したバルブ配置の自
由度が確保され、エンジン用途による最適な設計が可能
となった。これにより、バルブ開口面積が確保され、燃
焼空気・掃気量の増大によって排気ガス温度を低いレベ
ルに保つことができることが実証された。
ンダ径３２０ｍｍ、３４０ｍｍ、４１０ｍｍの各エンジ
ンを実際に製造して試験した。前述したバルブ配置の自
由度が確保され、エンジン用途による最適な設計が可能
となった。これにより、バルブ開口面積が確保され、燃
焼空気・掃気量の増大によって排気ガス温度を低いレベ
ルに保つことができることが実証された。
【００１６】さらに、上記効果と同時に、ピストン頂部
に付着したカーボンの掻き落とし効果や、ピストンのト
ップリング保護による燃焼ガス吹き抜けの防止効果も得
られ、燃焼室５廻りの部品寿命延長の効果が得られた。
に付着したカーボンの掻き落とし効果や、ピストンのト
ップリング保護による燃焼ガス吹き抜けの防止効果も得
られ、燃焼室５廻りの部品寿命延長の効果が得られた。
【００１７】さらに、近年、環境対策への要求が強まる
中で、排気ガス中の窒素酸化物低減のために高圧縮比を
図る必要があるが、王冠部分１２の堆積によってバルブ
逃げがあっても圧縮比を大きなレベルに保つことができ
る。
中で、排気ガス中の窒素酸化物低減のために高圧縮比を
図る必要があるが、王冠部分１２の堆積によってバルブ
逃げがあっても圧縮比を大きなレベルに保つことができ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、内燃機関のシリンダラ
イナの内側上部に、バルブの位置に相当する上縁部の一
部分に凹部が形成されたファイヤーリングを設けたの
で、バルブ配置の自由度が確保され、エンジン用途によ
る最適な設計が可能となった。また同時に、ピストン頂
部に付着したカーボンの掻き落とし効果や、ピストンの
トップリング保護による燃焼ガス吹き抜けの防止効果も
得られ、燃焼室廻りの部品寿命延長の効果が得られた。
イナの内側上部に、バルブの位置に相当する上縁部の一
部分に凹部が形成されたファイヤーリングを設けたの
で、バルブ配置の自由度が確保され、エンジン用途によ
る最適な設計が可能となった。また同時に、ピストン頂
部に付着したカーボンの掻き落とし効果や、ピストンの
トップリング保護による燃焼ガス吹き抜けの防止効果も
得られ、燃焼室廻りの部品寿命延長の効果が得られた。
【図１】本発明の実施の形態の一例における断面図であ
る。
る。
【図２】図１に示したファイヤーリングの斜視図であ
る。
る。
【図３】図２のＤ部又はＥ部における断面図である。
２ シリンダライナ １１ ファイヤーリング １３ ファイヤーリングの凹部 １５ 吸気バルブ １６ 排気バルブ ２２ 隅部 ２４ 凹部の角部 ２６，２８ 厚さ方向の角部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 尚次 新潟県新潟市岡山1300番地 株式会社新潟 鉄工所新潟内燃機工場内 (72)発明者 佐藤 長幸 新潟県新潟市岡山1300番地 株式会社新潟 鉄工所新潟内燃機工場内 (72)発明者 高橋 伸輔 新潟県新潟市岡山1300番地 株式会社新潟 鉄工所新潟内燃機工場内 Ｆターム(参考） 3G023 AA15 AB05 AC04 AC07 AE07 3G024 AA22 AA25 AA26 AA27 DA00 DA02 DA08 FA00 FA03 GA35
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関のシリンダライナの内側上部に
周状に装着され、前記内燃機関のバルブの位置に相当す
る上縁部の一部分に凹部が形成されたことを特徴とする
王冠形ファイヤーリング。 - 【請求項２】 前記凹部は、前記上縁部に間隔をおいて
形成された複数個の略矩形の凹部であり、前記凹部の隅
部と角部は曲面状に仕上げられていることを特徴とする
請求項１記載の王冠形ファイヤーリング。 - 【請求項３】 厚さ方向の角部が曲面状に仕上げられ
て、もしくは大きな面取りが施されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の王冠形ファイヤーリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013166A JP2000213410A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 王冠形ファイヤ―リング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013166A JP2000213410A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 王冠形ファイヤ―リング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213410A true JP2000213410A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11825601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11013166A Pending JP2000213410A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 王冠形ファイヤ―リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000213410A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398492A1 (en) * | 2002-09-11 | 2004-03-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing a cylinder block with a sleeve |
-
1999
- 1999-01-21 JP JP11013166A patent/JP2000213410A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398492A1 (en) * | 2002-09-11 | 2004-03-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing a cylinder block with a sleeve |
| US6925981B2 (en) | 2002-09-11 | 2005-08-09 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing a cylinder block with a sleeve |
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