JP2560424B2 - エンジンの構造 - Google Patents
エンジンの構造Info
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- JP2560424B2 JP2560424B2 JP14835988A JP14835988A JP2560424B2 JP 2560424 B2 JP2560424 B2 JP 2560424B2 JP 14835988 A JP14835988 A JP 14835988A JP 14835988 A JP14835988 A JP 14835988A JP 2560424 B2 JP2560424 B2 JP 2560424B2
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- Japan
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- piston
- cylinder liner
- water jacket
- peripheral surface
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- 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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
-
- 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
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シリンダヘッドにのみ冷却系を備えたエ
ンジンの構造に関する。
ンジンの構造に関する。
従来、エンジンの冷却装置に関しては、シリンダヘッ
ド及びシリンダライナの上部は勿論のこと、ピストンが
往復動するシリンダライナの下部のシリンダボディにも
水ジャケットが形成されている。ところで、セラミック
材料を断熱材又は耐熱材としてピストンヘッド、シリン
ダヘッド、シリンダライナ、バルブ等のエンジン部材に
利用した断熱エンジンの冷却装置は、例えば、実開昭60
−15921号公報に開示されている。この断熱エンジンの
冷却装置を第２図を参照して説明する。この断熱エンジ
ンの冷却装置40については、シリンダライナ下方部外周
のシリンダブロック41の縦方向に少なくとも上下二段に
形成された冷却室42,43と、各冷却室42,43に設置され各
冷却室42,43を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ
ー44,45と、該温度センサー44,45の検出信号に対応する
冷媒の流速制御信号を冷媒駆動手段47に伝達するコント
ローラ46とを有し、該コントローラ46により各冷却室4
2,43中の冷媒の流速を制御するものである。この断熱エ
ンジンについては、シリンダライナの上方部分52を一体
に形成したシリンダヘッド50の内側に、シリンダヘッド
内壁部49とシリンダライナ上方部51を一体に形成したラ
イナヘッド55を嵌合している。シリンダヘッド50の近傍
には冷却室53が形成されている。シリンダボディである
シリンダブロック41及びシリンダヘッド50は、鋳物で製
作されている。ライナヘッド55は、シリコンナイトライ
ド（Si3N4）又はPSZ（Partially Stabilized Zirconi
a）で製作されている。また、シリンダライナ48は、PSZ
で製作され、シリンダボディ即ちシリンダブロック41へ
焼ばめ、圧入等によって取付けられている。更に、ピス
トンヘッド54は、シリコンナイトライドで製作されてい
る。図中、符号A,Bは冷却水の流れ方向を示す。
ド及びシリンダライナの上部は勿論のこと、ピストンが
往復動するシリンダライナの下部のシリンダボディにも
水ジャケットが形成されている。ところで、セラミック
材料を断熱材又は耐熱材としてピストンヘッド、シリン
ダヘッド、シリンダライナ、バルブ等のエンジン部材に
利用した断熱エンジンの冷却装置は、例えば、実開昭60
−15921号公報に開示されている。この断熱エンジンの
冷却装置を第２図を参照して説明する。この断熱エンジ
ンの冷却装置40については、シリンダライナ下方部外周
のシリンダブロック41の縦方向に少なくとも上下二段に
形成された冷却室42,43と、各冷却室42,43に設置され各
冷却室42,43を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ
ー44,45と、該温度センサー44,45の検出信号に対応する
冷媒の流速制御信号を冷媒駆動手段47に伝達するコント
ローラ46とを有し、該コントローラ46により各冷却室4
2,43中の冷媒の流速を制御するものである。この断熱エ
ンジンについては、シリンダライナの上方部分52を一体
に形成したシリンダヘッド50の内側に、シリンダヘッド
内壁部49とシリンダライナ上方部51を一体に形成したラ
イナヘッド55を嵌合している。シリンダヘッド50の近傍
には冷却室53が形成されている。シリンダボディである
シリンダブロック41及びシリンダヘッド50は、鋳物で製
作されている。ライナヘッド55は、シリコンナイトライ
ド（Si3N4）又はPSZ（Partially Stabilized Zirconi
a）で製作されている。また、シリンダライナ48は、PSZ
で製作され、シリンダボディ即ちシリンダブロック41へ
焼ばめ、圧入等によって取付けられている。更に、ピス
トンヘッド54は、シリコンナイトライドで製作されてい
る。図中、符号A,Bは冷却水の流れ方向を示す。
また、例えば、実開昭58−79040号公報には、セラミ
ック材を用いたシリンダライナについて開示されてい
る。このセラミック製シリンダライナは、第３図に示す
ように、内燃機関のシリンダライナにおいて内側シリン
ダライナ31と外側シリンダライナ32とを二重構造とした
ものである。この内側シリンダライナ31は、高熱伝導率
のセラミックスであるZrO2又は2MgO・2Al2O3・5SiO2か
ら構成されており、また、外側シリンダライナ32は、高
強度のセラミックスであるSi3N4から構成されている。
ック材を用いたシリンダライナについて開示されてい
る。このセラミック製シリンダライナは、第３図に示す
ように、内燃機関のシリンダライナにおいて内側シリン
ダライナ31と外側シリンダライナ32とを二重構造とした
ものである。この内側シリンダライナ31は、高熱伝導率
のセラミックスであるZrO2又は2MgO・2Al2O3・5SiO2か
ら構成されており、また、外側シリンダライナ32は、高
強度のセラミックスであるSi3N4から構成されている。
しかしながら、往復動エンジンの冷却装置に関して
は、シリンダヘッド、シリンダライナの上部及びシリン
ダライナの下部のシリンダボディに水ジャケットを形成
したものについては、該水ジャケットが占めるスペース
は大きくなり、そのため軽量化、低コスト化等に問題点
を有している。ところで、前掲実開昭60−15921号公報
に開示された断熱エンジンの冷却装置40については、単
一の室で冷却するものと異なり温度勾配がなだらかにな
ると共に、ピストン、ピストンリングへの潤滑も支障な
く行われるという効果は充分に果たし得るものである
が、シリンダブロック41に冷却室42,43を備えており、
上記と同様な問題点をしている。
は、シリンダヘッド、シリンダライナの上部及びシリン
ダライナの下部のシリンダボディに水ジャケットを形成
したものについては、該水ジャケットが占めるスペース
は大きくなり、そのため軽量化、低コスト化等に問題点
を有している。ところで、前掲実開昭60−15921号公報
に開示された断熱エンジンの冷却装置40については、単
一の室で冷却するものと異なり温度勾配がなだらかにな
ると共に、ピストン、ピストンリングへの潤滑も支障な
く行われるという効果は充分に果たし得るものである
が、シリンダブロック41に冷却室42,43を備えており、
上記と同様な問題点をしている。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであ
り、往復動エンジンの熱発生については、クランクアン
グルで上死点（TDC）後、約70゜位で完了するものであ
り、その期間でのシリンダ内のガスは高温高圧であるた
め、熱伝導量が多く、それ以後の熱伝導量は全体の約30
％位であることに着眼し、シリンダヘッド及びシリンダ
ライナ上部のみを水冷却して、シリンダライナ下部のシ
リンダボディ側の水ジャケットを排除し、エンジンの水
冷却を必要最小限にしてエンジンそのものを小型軽量に
且つ加工性を向上させ、重量の低減及び大幅な鋳造コス
トを低減し、更にエンジンの暖機性を向上させ、しかも
冷却の必要部位を冷却水をスムーズに流すことによって
極めて有効に且つ迅速に冷却し、冷却水用ポンプを小型
化すると共に、シリンダボディを水冷却しないことによ
るピストンリング及びピストンとシリンダライナとの間
の摺動問題を摺動部の材料の選定、構造等で解決したエ
ンジンの構造を提供することである。
り、往復動エンジンの熱発生については、クランクアン
グルで上死点（TDC）後、約70゜位で完了するものであ
り、その期間でのシリンダ内のガスは高温高圧であるた
め、熱伝導量が多く、それ以後の熱伝導量は全体の約30
％位であることに着眼し、シリンダヘッド及びシリンダ
ライナ上部のみを水冷却して、シリンダライナ下部のシ
リンダボディ側の水ジャケットを排除し、エンジンの水
冷却を必要最小限にしてエンジンそのものを小型軽量に
且つ加工性を向上させ、重量の低減及び大幅な鋳造コス
トを低減し、更にエンジンの暖機性を向上させ、しかも
冷却の必要部位を冷却水をスムーズに流すことによって
極めて有効に且つ迅速に冷却し、冷却水用ポンプを小型
化すると共に、シリンダボディを水冷却しないことによ
るピストンリング及びピストンとシリンダライナとの間
の摺動問題を摺動部の材料の選定、構造等で解決したエ
ンジンの構造を提供することである。
この発明は、上記の課題を解決し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。即ち、この発
明は、シリンダライナ上部と一体構造で水ジャケットを
備えたシリンダヘッド、水ジャケットを備えていないシ
リンダボディの内周面に配置した耐熱性非金属材の薄肉
材から成るシリンダライナ、及び該シリンダライナ内を
往復動し且つピストンスカート部の外周面に被覆部材を
コーティングしたピストンから成ることを特徴とするエ
ンジンの構造に関する。
するために、次のように構成されている。即ち、この発
明は、シリンダライナ上部と一体構造で水ジャケットを
備えたシリンダヘッド、水ジャケットを備えていないシ
リンダボディの内周面に配置した耐熱性非金属材の薄肉
材から成るシリンダライナ、及び該シリンダライナ内を
往復動し且つピストンスカート部の外周面に被覆部材を
コーティングしたピストンから成ることを特徴とするエ
ンジンの構造に関する。
また、ピストンのピストンリング溝に嵌入したピスト
ンリングはセラミック材料から製作したものであること
を特徴とする。
ンリングはセラミック材料から製作したものであること
を特徴とする。
更に、シリンダヘッドの下面とシリンダボディの上面
とは直接接触状態に固定されていることを特徴とする。
とは直接接触状態に固定されていることを特徴とする。
また、ピストンスカート部が鋳鉄系の材料であり、そ
の外周面にコーティングした被覆部材は鉄系アモルファ
ス材料であるか、又はピストンスカート部がアルミニウ
ムの材料であり、その外周面にコーティングした被覆部
材は酸化アルミニウム材料であることを特徴とするもの
である。
の外周面にコーティングした被覆部材は鉄系アモルファ
ス材料であるか、又はピストンスカート部がアルミニウ
ムの材料であり、その外周面にコーティングした被覆部
材は酸化アルミニウム材料であることを特徴とするもの
である。
この発明によるエンジンの構造は、以上のように構成
されており、次のように作用する。即ち、この発明は、
シリンダライナ上部と一体構造で水ジャケットを備えた
シリンダヘッド、水ジャケットを備えていないシリンダ
ボディの内周面に配置した耐熱性非金属材から成る薄肉
材から成るシリンダライナ、及び該シリンダライナ内を
往復動し且つピストンスカート部の外周面に被覆部材を
コーティングしたピストンから構成したので、前記シリ
ンダヘッド側の燃焼室の外周部は水冷却を行い、シリン
ダライナ下部を適度の温度に維持でき、シリンダボディ
の水ジャケット用中子が廃止でき、重量を低減し、加工
性を向上できる。しかも、水ジャケットそのものを冷却
水がスムースに流れる単純な形状の小型且つ軽量に構成
でき、冷却水の流れ抵抗も小さくできる。また、ピスト
ンヘッド部をセラミック材で製作して断熱ガスケットを
挟んで取付けると、前記シリンダボディ側への熱の移動
が余りない。
されており、次のように作用する。即ち、この発明は、
シリンダライナ上部と一体構造で水ジャケットを備えた
シリンダヘッド、水ジャケットを備えていないシリンダ
ボディの内周面に配置した耐熱性非金属材から成る薄肉
材から成るシリンダライナ、及び該シリンダライナ内を
往復動し且つピストンスカート部の外周面に被覆部材を
コーティングしたピストンから構成したので、前記シリ
ンダヘッド側の燃焼室の外周部は水冷却を行い、シリン
ダライナ下部を適度の温度に維持でき、シリンダボディ
の水ジャケット用中子が廃止でき、重量を低減し、加工
性を向上できる。しかも、水ジャケットそのものを冷却
水がスムースに流れる単純な形状の小型且つ軽量に構成
でき、冷却水の流れ抵抗も小さくできる。また、ピスト
ンヘッド部をセラミック材で製作して断熱ガスケットを
挟んで取付けると、前記シリンダボディ側への熱の移動
が余りない。
ピストンリングをセラミック材で製作したので、シリ
ンダライナとの間での摺動特性を向上できる。
ンダライナとの間での摺動特性を向上できる。
更に、シリンダヘッドの下面とシリンダボディの上面
とは直接接触状態に固定するか、又は熱伝導性のよいガ
スケットを挟んで固定したので、シリンダボディに伝導
された熱は直ちにシリンダヘッド側へ伝導して水ジャケ
ットによって水冷却される。
とは直接接触状態に固定するか、又は熱伝導性のよいガ
スケットを挟んで固定したので、シリンダボディに伝導
された熱は直ちにシリンダヘッド側へ伝導して水ジャケ
ットによって水冷却される。
ピストンスカート部とシリンダボディの内周面のシリ
ンダライナ下部との間の材料を、前記ピストンスカート
部が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカート部の外周
面にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファス材料
で構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミニウム
材の場合には、前記ピストンスカート部の外周面にコー
ティングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構成する
ことによって、温度上昇した時の潤滑油の特性が低下し
ても、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることができ
る。
ンダライナ下部との間の材料を、前記ピストンスカート
部が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカート部の外周
面にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファス材料
で構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミニウム
材の場合には、前記ピストンスカート部の外周面にコー
ティングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構成する
ことによって、温度上昇した時の潤滑油の特性が低下し
ても、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることができ
る。
以下、図面を参照して、この発明によるエンジンの構
造の実施例を詳述する。
造の実施例を詳述する。
第１図において、この発明の一実施例であるエンジン
の構造が示されている。このエンジンは、主として、水
ジャケット２を設けたシリンダヘッド１、水ジャケット
を備えていないシリンダボディ８、該シリンダボディ８
の内周面に配置したシリンダライナ３、ピストンヘッド
部５とピストンスカート部６から成り且つピストンリン
グ溝23及びピストンピン孔13を有するピストン10、及び
該ピストンスカート部６の外周面にコーティングした被
覆部材12から構成されたものである。
の構造が示されている。このエンジンは、主として、水
ジャケット２を設けたシリンダヘッド１、水ジャケット
を備えていないシリンダボディ８、該シリンダボディ８
の内周面に配置したシリンダライナ３、ピストンヘッド
部５とピストンスカート部６から成り且つピストンリン
グ溝23及びピストンピン孔13を有するピストン10、及び
該ピストンスカート部６の外周面にコーティングした被
覆部材12から構成されたものである。
シリンダヘッド１は、吸排気ポート16,17を備えてい
ると共に、シリンダライナ上部４の一部をシリンダヘッ
ド部24と一体構造に構成し且つ燃焼室11の外周部に水ジ
ャケット２を設けている。このシリンダヘッド１は、シ
リンダライナ上部４及びシリンダヘッド部24が鋳鉄等の
金属材料で構成されているが、水ジャケット２によって
燃焼室11の外周部を冷却しているので、熱に対する何ら
の問題も生じない。このように、シリンダヘッド部24と
上部に位置するシリンダライナ上部４に対してのみ、水
ジャケット２を設ける構造に構成したので、水ジャケッ
ト２自体の形状を極めて簡潔な構造に形成でき、冷却水
の流れ抵抗を小さくすることができる。それ故に、冷却
水を循環させる冷却水用ポンプの容量も小さく構成する
ことができる。更に、ピストン10が往復動するシリンダ
ライナ３及びシリンダボディ８については、ピストンヘ
ッド部５がセラミック材であり且つ断熱空気層22を備え
ているので、それほど高温高圧部になることがないか
ら、シリンダボディ８を鋳鉄、アルミニウム等の金属材
料で構成し、このシリンダボディ８に水ジャケットを設
けない。シリンダボディ８から水ジャケットを排除した
構造に構成することに伴って、燃焼室11で発生する熱に
よって生じる摺動面の問題を解決し、即ちピストン10及
びピストンリング７と下部のシリンダライナ３との間の
摺動特性、対焼付性を向上させるために、シリンダボデ
ィ８の内周面にジルコニア、アモルファス等の薄肉材を
コーティングすることによってシリンダライナ３を構成
する。従って、シリンダボディ８の製作に当たっては、
水ジャケット用の中子を廃止でき、極めて加工性が容易
になり、重量の低減、大幅に鋳造コストを低減すること
ができる。更に、シリンダボディ８の上面14とシリンダ
ヘッド１の下面15との間には、断熱ガスケットを介在さ
せることなく、両者を、例えば、カーボンシート、ラミ
ネート鉄板ガスケットを介して直接接触状態に固定した
構造であり、しかもシリンダボディ８の上面14がシリン
ダヘッド１の下面15に対応するように大きな接触面積の
部分９を形成するように構成されている。従って、シリ
ンダライナ３からシリンダボディ８側へ熱伝導で伝わっ
た熱は、シリンダボディ８の外周面から放熱されると共
に、シリンダヘッド１に当接するシリンダボディ８の大
きな接触面積の部分９からシリンダヘッド１側へ直ちに
熱伝導して水ジャケット２へと放熱される。
ると共に、シリンダライナ上部４の一部をシリンダヘッ
ド部24と一体構造に構成し且つ燃焼室11の外周部に水ジ
ャケット２を設けている。このシリンダヘッド１は、シ
リンダライナ上部４及びシリンダヘッド部24が鋳鉄等の
金属材料で構成されているが、水ジャケット２によって
燃焼室11の外周部を冷却しているので、熱に対する何ら
の問題も生じない。このように、シリンダヘッド部24と
上部に位置するシリンダライナ上部４に対してのみ、水
ジャケット２を設ける構造に構成したので、水ジャケッ
ト２自体の形状を極めて簡潔な構造に形成でき、冷却水
の流れ抵抗を小さくすることができる。それ故に、冷却
水を循環させる冷却水用ポンプの容量も小さく構成する
ことができる。更に、ピストン10が往復動するシリンダ
ライナ３及びシリンダボディ８については、ピストンヘ
ッド部５がセラミック材であり且つ断熱空気層22を備え
ているので、それほど高温高圧部になることがないか
ら、シリンダボディ８を鋳鉄、アルミニウム等の金属材
料で構成し、このシリンダボディ８に水ジャケットを設
けない。シリンダボディ８から水ジャケットを排除した
構造に構成することに伴って、燃焼室11で発生する熱に
よって生じる摺動面の問題を解決し、即ちピストン10及
びピストンリング７と下部のシリンダライナ３との間の
摺動特性、対焼付性を向上させるために、シリンダボデ
ィ８の内周面にジルコニア、アモルファス等の薄肉材を
コーティングすることによってシリンダライナ３を構成
する。従って、シリンダボディ８の製作に当たっては、
水ジャケット用の中子を廃止でき、極めて加工性が容易
になり、重量の低減、大幅に鋳造コストを低減すること
ができる。更に、シリンダボディ８の上面14とシリンダ
ヘッド１の下面15との間には、断熱ガスケットを介在さ
せることなく、両者を、例えば、カーボンシート、ラミ
ネート鉄板ガスケットを介して直接接触状態に固定した
構造であり、しかもシリンダボディ８の上面14がシリン
ダヘッド１の下面15に対応するように大きな接触面積の
部分９を形成するように構成されている。従って、シリ
ンダライナ３からシリンダボディ８側へ熱伝導で伝わっ
た熱は、シリンダボディ８の外周面から放熱されると共
に、シリンダヘッド１に当接するシリンダボディ８の大
きな接触面積の部分９からシリンダヘッド１側へ直ちに
熱伝導して水ジャケット２へと放熱される。
また、ピストン10については、燃焼室11の熱がシリン
ダライナ３側へ出来るだけ熱伝導されないように、ピス
トンヘッド部５を窒化珪素、炭化珪素等のセラミック材
で製作し、ピストンスカート部６との間に断熱空気層22
を形成する。ピストンヘッド部５とピストンスカート部
６との取付けは、ピストンヘッド部５の中央部に設けた
取付ボス部18をピストンスカート部６の上壁端部19の中
央に形成した取付孔20に嵌合し、断熱ガスケット25を挟
んで双方に形成した環状溝に金属リング21をメタルフロ
ー即ち変形収容することによって両者を固定することが
できる。また、ピストンヘッド部５の下面とピストンス
カート部６の上壁端部19の上面との間には断熱空気層22
が形成されている。ピストンスカート部６は、鋳鉄、ア
ルミニウム等の金属材料から構成されており、このピス
トンスカート部６の外周面には、シリンダライナ３との
摺動特性を向上させるために、コーティングにより被覆
部材12が固着されている。この被覆部材12については、
ピストンスカート部６が鋳鉄系の材料である場合には、
鉄系アモルファス材料で構成する。また、ピストンスカ
ート部６がアルミニウム材である場合には、酸化アルミ
ニウム材で構成する。更に、ピストンスカート部６に形
成したピストンリング溝23に嵌入したピストンリング７
は、セラミック材料で構成することが好ましいものであ
る。
ダライナ３側へ出来るだけ熱伝導されないように、ピス
トンヘッド部５を窒化珪素、炭化珪素等のセラミック材
で製作し、ピストンスカート部６との間に断熱空気層22
を形成する。ピストンヘッド部５とピストンスカート部
６との取付けは、ピストンヘッド部５の中央部に設けた
取付ボス部18をピストンスカート部６の上壁端部19の中
央に形成した取付孔20に嵌合し、断熱ガスケット25を挟
んで双方に形成した環状溝に金属リング21をメタルフロ
ー即ち変形収容することによって両者を固定することが
できる。また、ピストンヘッド部５の下面とピストンス
カート部６の上壁端部19の上面との間には断熱空気層22
が形成されている。ピストンスカート部６は、鋳鉄、ア
ルミニウム等の金属材料から構成されており、このピス
トンスカート部６の外周面には、シリンダライナ３との
摺動特性を向上させるために、コーティングにより被覆
部材12が固着されている。この被覆部材12については、
ピストンスカート部６が鋳鉄系の材料である場合には、
鉄系アモルファス材料で構成する。また、ピストンスカ
ート部６がアルミニウム材である場合には、酸化アルミ
ニウム材で構成する。更に、ピストンスカート部６に形
成したピストンリング溝23に嵌入したピストンリング７
は、セラミック材料で構成することが好ましいものであ
る。
この発明によるエンジンの構造は、上記のように、ピ
ストンスカート部６の外周面、シリンダライナ３及びピ
ストンリング７の材料を金属材料を避けて選定すること
によって、シリンダヘッド１にのみ水ジャケット２を設
け、シリンダボディ８から水ジャケットを排除しても、
摺動上の問題が生じるようなことはない。即ち、シリン
ダボディ８の内周面に配置したシリンダライナ３をジル
コニア等の薄肉材で構成しているが、ジルコニア材料
は、線膨張係数が鉄と同等であるため、たとえ薄肉状態
で取付けても、シリンダボディ８からの剥離問題等は発
生することがなく、耐摩耗性を向上させることができ
る。特に、温度上昇した時に潤滑油の特性が低下する
が、潤滑油の特性低下によって金属材料同士の摺動で
は、スティック即ち焼付きが発生するが、摺動面の材料
を上記のような選定によって焼付きを防止することがで
き、摺動特性を向上させることができる。
ストンスカート部６の外周面、シリンダライナ３及びピ
ストンリング７の材料を金属材料を避けて選定すること
によって、シリンダヘッド１にのみ水ジャケット２を設
け、シリンダボディ８から水ジャケットを排除しても、
摺動上の問題が生じるようなことはない。即ち、シリン
ダボディ８の内周面に配置したシリンダライナ３をジル
コニア等の薄肉材で構成しているが、ジルコニア材料
は、線膨張係数が鉄と同等であるため、たとえ薄肉状態
で取付けても、シリンダボディ８からの剥離問題等は発
生することがなく、耐摩耗性を向上させることができ
る。特に、温度上昇した時に潤滑油の特性が低下する
が、潤滑油の特性低下によって金属材料同士の摺動で
は、スティック即ち焼付きが発生するが、摺動面の材料
を上記のような選定によって焼付きを防止することがで
き、摺動特性を向上させることができる。
この発明によるエンジンの構造は、以上のように構成
されているので、次のような特有の効果を奏する。即
ち、このエンジンの構造は、シリンダライナ上部と一体
構造で水ジャケットを備えたシリンダヘッド、水ジャケ
ットを備えていないシリンダボディの内周面に配置した
ジルコニア等の薄肉材から成るシリンダライナから構成
したものであり、最も高温になる部位には水ジャケット
を設け且つそれほど高温にならないシリンダライナ下部
から水ジャケットを排除したので、従来のものに比較し
て冷却系を相当に縮小でき、シリンダボディを鋳造する
場合に、シリンダボディの水ジャケット用中子を廃止で
き、加工性を容易にして鋳造コストを大幅に低減でき、
シリンダボディ自体の重量を低減できる。しかも、水ジ
ャケットを小型且つ軽量に構成でき、しかも、水ジャケ
ットそのものを冷却水がスムーズに流れる単純な形状に
構成でき、冷却水の流れ抵抗も小さくなる。また、水ジ
ャケットが小さく水量が少ないため、冷却水は迅速に流
れてエンジンの高温部を直ちに冷却すると共に、冷却水
は所定温度にまで直ちに上昇するので、エンジンの暖機
性を向上させる。しかも、シリンダボディの内周面に配
置したシリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーテ
ィングし、前記シリンダライナ内を往復動するピストン
のピストンスカート部の外周面に被覆部材をコーティン
グしたので、下部のシリンダライナの外周部のシリンダ
ボディから水ジャケットを排除しても摺動特性を低下さ
せることがなく、耐焼付性を向上できる。
されているので、次のような特有の効果を奏する。即
ち、このエンジンの構造は、シリンダライナ上部と一体
構造で水ジャケットを備えたシリンダヘッド、水ジャケ
ットを備えていないシリンダボディの内周面に配置した
ジルコニア等の薄肉材から成るシリンダライナから構成
したものであり、最も高温になる部位には水ジャケット
を設け且つそれほど高温にならないシリンダライナ下部
から水ジャケットを排除したので、従来のものに比較し
て冷却系を相当に縮小でき、シリンダボディを鋳造する
場合に、シリンダボディの水ジャケット用中子を廃止で
き、加工性を容易にして鋳造コストを大幅に低減でき、
シリンダボディ自体の重量を低減できる。しかも、水ジ
ャケットを小型且つ軽量に構成でき、しかも、水ジャケ
ットそのものを冷却水がスムーズに流れる単純な形状に
構成でき、冷却水の流れ抵抗も小さくなる。また、水ジ
ャケットが小さく水量が少ないため、冷却水は迅速に流
れてエンジンの高温部を直ちに冷却すると共に、冷却水
は所定温度にまで直ちに上昇するので、エンジンの暖機
性を向上させる。しかも、シリンダボディの内周面に配
置したシリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーテ
ィングし、前記シリンダライナ内を往復動するピストン
のピストンスカート部の外周面に被覆部材をコーティン
グしたので、下部のシリンダライナの外周部のシリンダ
ボディから水ジャケットを排除しても摺動特性を低下さ
せることがなく、耐焼付性を向上できる。
また、前記シリンダヘッドの下面と前記シリンダボデ
ィの上面とは直接接触状態に固定したので、ピストンヘ
ッド部をセラミック材で製作した断熱ピストンに構成す
ると、前記シリンダボディ側への熱の移動が余りなく、
たとえシリンダライナからシリンダボディへ熱が伝導さ
れても、シリンダボディの外周部から放熱されると共
に、シリンダボディを通ってシリンダヘッド側へ熱は直
ちに伝導して水ジャケットによって水冷却される。
ィの上面とは直接接触状態に固定したので、ピストンヘ
ッド部をセラミック材で製作した断熱ピストンに構成す
ると、前記シリンダボディ側への熱の移動が余りなく、
たとえシリンダライナからシリンダボディへ熱が伝導さ
れても、シリンダボディの外周部から放熱されると共
に、シリンダボディを通ってシリンダヘッド側へ熱は直
ちに伝導して水ジャケットによって水冷却される。
更に、ピストンリングをセラミック材で製作している
が、シリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーティ
ングしているから、摺動特性を低下させることはなく、
耐焼付性を向上できる。
が、シリンダライナにジルコニア等の薄肉材をコーティ
ングしているから、摺動特性を低下させることはなく、
耐焼付性を向上できる。
また、ピストンスカート部とシリンダボディの内周面
のシリンダライナ下部との間の材料を、前記ピストンス
カート部が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカート部
の外周面にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファ
ス材料で構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミ
ニウム材の場合には、前記ピストンスカート部の外周面
にコーティングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構
成したので、ピストンスカート部とシリンダライナ下部
との間の摺動面は、温度上昇した時の潤滑油の特性が低
下しても、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることがで
き、理想的な摺動特性を得ることができる。
のシリンダライナ下部との間の材料を、前記ピストンス
カート部が鋳鉄系の場合には、前記ピストンスカート部
の外周面にコーティングした被覆部材を鉄系アモルファ
ス材料で構成し、又は前記ピストンスカート部がアルミ
ニウム材の場合には、前記ピストンスカート部の外周面
にコーティングした被覆部材を酸化アルミニウム材で構
成したので、ピストンスカート部とシリンダライナ下部
との間の摺動面は、温度上昇した時の潤滑油の特性が低
下しても、高温摺動での耐焼付性の向上を図ることがで
き、理想的な摺動特性を得ることができる。
第１図はこの発明によるエンジンの構造の一実施例を示
す断面図、第２図は従来の断熱エンジンの冷却装置の一
例を示す断面図、及び第３図は従来のシリンダライナの
一例を示す断面図である。 １……シリンダヘッド、２……水ジャケット、３……シ
リンダライナ、４……シリンダライナ上部、５……ピス
トンヘッド部、６……ピストンスカート部、７……ピス
トンリング、８……シリンダボディ、10……ピストン、
11……燃焼室、12……被覆部材、24……シリンダヘッド
部。
す断面図、第２図は従来の断熱エンジンの冷却装置の一
例を示す断面図、及び第３図は従来のシリンダライナの
一例を示す断面図である。 １……シリンダヘッド、２……水ジャケット、３……シ
リンダライナ、４……シリンダライナ上部、５……ピス
トンヘッド部、６……ピストンスカート部、７……ピス
トンリング、８……シリンダボディ、10……ピストン、
11……燃焼室、12……被覆部材、24……シリンダヘッド
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｐ 3/02 Ｆ０１Ｐ 3/02 Ｚ
Claims (5)
- 【請求項１】シリンダライナ上部と一体構造で水ジャケ
ットを備えたシリンダヘッド、水ジャケットを備えてい
ないシリンダボディの内周面に配置した耐熱性非金属材
から成る薄肉材から成るシリンダライナ、及び該シリン
ダライナ内を往復動し且つピストンスカート部の外周面
に被覆部材をコーティングしたピストンから成ることを
特徴とするエンジンの構造。 - 【請求項２】前記ピストンのピストンリング溝に嵌入し
たピストンリングはセラミック材料であることを特徴と
する請求項１に記載のエンジンの構造。 - 【請求項３】前記シリンダヘッドの下面と前記シリンダ
ボディの上面とは直接接触状態に固定されていることを
特徴とする請求項１に記載のエンジンの構造。 - 【請求項４】前記ピストンスカート部が鋳鉄系の材料で
あり、その外周面にコーティングした前記被覆部材は鉄
系アモルファス材料であることを特徴とした請求項１に
記載のエンジンの構造。 - 【請求項５】前記ピストンスカート部がアルミニウムの
材料であり、その外周面にコーティングした前記被覆部
材は酸化アルミニウム材料であることを特徴とした請求
項１に記載のエンジンの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14835988A JP2560424B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | エンジンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14835988A JP2560424B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | エンジンの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318749A JPH01318749A (ja) | 1989-12-25 |
| JP2560424B2 true JP2560424B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=15450994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14835988A Expired - Lifetime JP2560424B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | エンジンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560424B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150039992A (ko) * | 2013-10-04 | 2015-04-14 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10210570A1 (de) * | 2002-03-09 | 2003-09-18 | Mahle Gmbh | Mehrteiliger gekühlter Kolben für einen Verbrennungsmotor |
| DE102005061899A1 (de) | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Mahle International Gmbh | Mehrteiliger Kolben für eine Verbrennungsmotor |
| CN106812622B (zh) * | 2015-09-11 | 2021-01-05 | 现代自动车株式会社 | 发动机的冷却系统 |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP14835988A patent/JP2560424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150039992A (ko) * | 2013-10-04 | 2015-04-14 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기 |
| KR102148260B1 (ko) * | 2013-10-04 | 2020-08-26 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01318749A (ja) | 1989-12-25 |
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