JP2671407B2 - Insulation engine structure - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミックエンジン等における断熱エン
ジンの構造に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to the structure of a heat insulating engine in a ceramic engine or the like.
従来、セラミック材料を断熱材又は耐熱材として利用
した断熱エンジンは、例えば、特開昭59−122765号公報
に開示されている。該公報に開示された断熱エンジンに
ついて、第２図を参照して概説する。この断熱エンジン
は、シリンダライナ上方部33を有するセラミック製ライ
ナヘッド31をシリンダヘッド39の内側に嵌合したもので
ある。即ち、このライナヘッド31は、シリンダヘッド内
壁部32とシリンダライナ上方部33とを一体に形成したも
のであり、ライナヘッド31の該シリンダライナ上方部33
を下部のシリンダライナ34とは別部材として形成したも
のである。また、ライナヘッド31をシリンダヘッド39に
取付けるには、位置決めリング37,38及び上側に位置決
めプレートを有するガスケット36を介してライナヘッド
31をシリンダヘッド39に圧入、焼嵌め等により嵌合する
ことによって達成している。また、シリンダヘッド39と
ライナヘッド31との間には空気層35が形成されている。Conventionally, a heat insulating engine using a ceramic material as a heat insulating material or a heat resistant material is disclosed in, for example, JP-A-59-122765. The adiabatic engine disclosed in this publication will be outlined with reference to FIG. In this adiabatic engine, a ceramic liner head 31 having a cylinder liner upper portion 33 is fitted inside a cylinder head 39. That is, the liner head 31 is formed by integrally forming the cylinder head inner wall portion 32 and the cylinder liner upper portion 33, and the cylinder liner upper portion 33 of the liner head 31.
Is formed as a separate member from the lower cylinder liner 34. Further, to attach the liner head 31 to the cylinder head 39, the liner head is inserted via the positioning rings 37, 38 and the gasket 36 having the positioning plate on the upper side.
This is achieved by fitting 31 into the cylinder head 39 by press fitting, shrink fitting, or the like. An air layer 35 is formed between the cylinder head 39 and the liner head 31.
しかしながら、上記のようなセラミックスを断熱材又
は断熱材として利用するシリンダヘッド等の断熱エンジ
ンにおいて断熱特性を十分に得ることは、極めて困難で
あり、十分な断熱特性を得るため壁厚が厚くなるという
問題がある。即ち、エンジンの燃焼室に面する部分は耐
熱性、断熱性、熱ショック性に優れた窒化珪素等のセラ
ミックスにて構成し、高温燃焼ガスに耐えることができ
るが、余り壁厚が大きいと、熱容量が大きくなり、その
ため吸入効率が低下するという問題が生じ、如何に構成
したら、上記問題を解決できるかの課題があった。However, it is extremely difficult to obtain sufficient heat insulating properties in a heat insulating engine such as a cylinder head that uses the above-mentioned ceramics as a heat insulating material or a heat insulating material, and the wall thickness increases in order to obtain sufficient heat insulating characteristics. There's a problem. That is, the portion facing the combustion chamber of the engine is made of ceramics such as silicon nitride having excellent heat resistance, heat insulation, and heat shock resistance, and can withstand high temperature combustion gas, but if the wall thickness is too large, There is a problem that the heat capacity becomes large, and thus the inhalation efficiency decreases, and there is a problem of how to configure the above problem.
ところで、前掲特開昭59−122765号公報に開示された
断熱エンジンについては、シリンダヘッド39とライナヘ
ッド31との間には空気層35が形成され、熱の逃げを少な
くすることはできるが、ライナヘッド31が、比較的に肉
厚のセラミック材料から構成されている。従って、上記
と同様に、燃焼室側に面するライナヘッド31の熱容量が
大きくなり、高温に晒される部分の熱容量を小さくする
ということでは、十分なものでなく、吸入効率の低下を
防止するという上記の課題を解決することができないも
のである。By the way, in the adiabatic engine disclosed in the above-mentioned JP-A-59-122765, an air layer 35 is formed between the cylinder head 39 and the liner head 31, so that the escape of heat can be reduced, The liner head 31 is made of a relatively thick ceramic material. Therefore, similarly to the above, increasing the heat capacity of the liner head 31 facing the combustion chamber side and decreasing the heat capacity of the portion exposed to high temperature is not sufficient, and it is possible to prevent a decrease in suction efficiency. The above problems cannot be solved.
この発明の目的は、上記の課題を解決することであ
り、燃焼室側に面する部材の肉厚を薄く構成したセラミ
ック製薄板で構成した該薄板の外周面を断熱構造に構成
し、燃焼室側に面する高温になる部位の熱容量を小さく
構成してエンジンの吸入効率を向上させると共に、しか
も該薄板の上部側から下部側への熱伝達を遮断して温度
状態に変え、スモーク発生温度ゾーンでの燃焼時間を短
時間にし、NOX発生温度ゾーンでの燃焼を避け、スモー
ク及びNOXの発生を防止し、しかもセラミック材料の肉
厚の減少に伴う強度劣化を防止できる構造に構成した断
熱エンジンの構造を提供することである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the outer peripheral surface of the thin plate made of a ceramic thin plate having a thin wall thickness of a member facing the combustion chamber side is formed into a heat insulating structure, The heat capacity of the high temperature portion facing the side is reduced to improve the intake efficiency of the engine, and at the same time, the heat transfer from the upper side to the lower side of the thin plate is cut off to change to a temperature state, and the smoke generation temperature zone Insulation with a structure that shortens the combustion time in the NOx, avoids combustion in the NO X generation temperature zone, prevents the generation of smoke and NO X , and prevents the strength deterioration due to the reduction of the thickness of the ceramic material. It is to provide the structure of the engine.
〔課題を解決するための手段〕 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、低熱伝導材製シリンダライナ上部をシリンダヘッ
ドの内側に嵌合し、該シリンダライナ上部の燃焼室側上
部内壁面に前記シリンダヘッドの下面部に対向するセラ
ミック製ヘッド下面薄板と一体構造のセラミック製上部
薄板を嵌合し、前記シリンダライナ上部の燃焼室側の下
部内壁面にセラミック製下部薄板を前記上部薄板との間
に隙間を形成して嵌合したことを特徴とする断熱エンジ
ンの構造に関する。[Means for Solving the Problems] The present invention is configured as follows in order to solve the above problems and achieve the above objects. That is, according to the present invention, a cylinder liner upper part made of a low thermal conductive material is fitted inside a cylinder head, and a ceramic head lower surface thin plate facing the lower surface part of the cylinder head is provided on an upper inner wall surface on the combustion chamber side of the cylinder liner upper part. An upper ceramic thin plate having an integral structure is fitted, and a lower ceramic thin plate is fitted on a lower inner wall surface of the upper part of the cylinder liner on the combustion chamber side with a gap formed between the upper thin plate and the lower ceramic thin plate. It relates to the structure of an adiabatic engine.
また、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダヘッ
ドの下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在
させたものである。Further, the structure of this heat insulating engine is such that a heat insulating material is interposed between the lower surface portion of the cylinder head and the head lower surface thin plate.
更に、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダライ
ナ上部の内周面には突出部が形成され、前記突出部上面
に前記上部薄板の段部を支持したものである。Further, in this structure of the heat insulating engine, a projecting portion is formed on the inner peripheral surface of the upper portion of the cylinder liner, and the step portion of the upper thin plate is supported on the upper surface of the projecting portion.
また、この断熱エンジンの構造は、前記下部薄板の上
端部には半径方向内向きに伸びるフランジ部を一体構造
に形成し、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接状
態に嵌合し、前記フランジ部の内周面と前記上部薄板の
外周面との間に前記隙間が形成されているものである。Further, in the structure of this adiabatic engine, a flange portion extending inward in the radial direction is integrally formed on the upper end portion of the lower thin plate, and the upper surface of the flange portion is fitted into the lower surface of the protruding portion in a contact state, The gap is formed between the inner peripheral surface of the flange portion and the outer peripheral surface of the upper thin plate.
更に、この断熱エンジンの構造は、前記上部薄板と前
記ヘッド下面薄板とで形成した主燃焼室を前記下部薄板
で形成した準燃焼室より小さく構成したものである。Further, the structure of this adiabatic engine is such that the main combustion chamber formed by the upper thin plate and the head lower surface thin plate is smaller than the quasi-combustion chamber formed by the lower thin plate.
この発明による断熱エンジンの構造は、以上のように
構成されており、次のように作用する。即ち、この断熱
エンジンの構造は、セラミック製ヘッド下面薄板と一体
構造のセラミック製上部薄板とセラミック製下部薄板と
の間に隙間を形成して低熱伝導材製シリンダライナ上部
に嵌合したので、前記ヘッド下面薄板と前記上部薄板と
で形成される主燃焼室の熱容量を小さくでき、該主燃焼
室の温度を直ちに高温にして、燃料と空気との燃料当量
比と燃焼温度とで決定されるスモーク発生温度ゾーンで
の燃焼を直ちにクリアし、該高温状態の温度に保持でき
る時間を増し、熱容量が小さいことにより吸入効率の減
少が少ないので、引き続く燃焼はピストンの下降に伴っ
て該主燃焼室及びシリンダライナ上部の下部薄板で構成
される準燃焼室に移る時、燃料当量比の減少に伴って主
燃焼室及び準燃焼室での燃焼温度を短時間に下げること
によってNOX発生温度ゾーンでの燃焼を避けることがで
きる。従って、燃焼室において、スモークの発生及びNO
Xの発生を避ける燃焼を行わせることができる。更に、
低熱伝導材製シリンダライナ上部に前記上部薄板と前記
下部薄板とを嵌合したので、前記各薄板の強度を確保で
き、燃焼室の高温時での前記各薄板の破壊を防止でき
る。The structure of the heat insulation engine according to the present invention is configured as described above, and operates as follows. That is, since the structure of this adiabatic engine is fitted in the upper portion of the cylinder liner made of a low thermal conductive material by forming a gap between the upper plate made of ceramic and the lower plate made of ceramic which are integrally formed with the ceramic head lower surface thin plate, It is possible to reduce the heat capacity of the main combustion chamber formed by the head lower surface thin plate and the upper thin plate, immediately raise the temperature of the main combustion chamber to a smoke determined by the fuel equivalence ratio of fuel and air, and the combustion temperature. The combustion in the generation temperature zone is immediately cleared, the time that can be maintained at the temperature of the high temperature state is increased, and the decrease in suction efficiency is small due to the small heat capacity. When moving to the quasi-combustion chamber consisting of the lower thin plate above the cylinder liner, the combustion temperature in the main combustion chamber and the quasi-combustion chamber should be lowered in a short time as the fuel equivalence ratio decreases. It is possible to avoid the combustion in the NO X generation temperature zone me. Therefore, in the combustion chamber, smoke generation and NO
Combustion that avoids the generation of X can be performed. Furthermore,
Since the upper thin plate and the lower thin plate are fitted to the upper portion of the cylinder liner made of the low heat conductive material, the strength of each thin plate can be secured and the thin plates can be prevented from being broken at a high temperature of the combustion chamber.
また、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダヘッ
ドの下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在
したので、燃焼室の断熱効果を高めることができる。Further, in the structure of this heat insulating engine, since the heat insulating material is interposed between the lower surface portion of the cylinder head and the head lower surface thin plate, the heat insulating effect of the combustion chamber can be enhanced.
更に、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダライ
ナ上部の内周面の突出部上面に前記上部薄板を当接支持
したので、前記上部薄板の支持状態が安定し、強度を高
めることができる。Further, in the structure of this adiabatic engine, since the upper thin plate is brought into contact with and supported by the upper surface of the projecting portion of the inner peripheral surface of the upper portion of the cylinder liner, the supporting state of the upper thin plate is stable and the strength can be increased.
また、この断熱エンジンの構造は、前記下部薄板の上
端部には半径方向内向きに伸びるフランジ部が一体構造
に形成され、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接
状態に嵌合しているので、前記下部薄板の支持状態が安
定している。Further, in the structure of this heat insulating engine, a flange portion extending inward in the radial direction is integrally formed at the upper end portion of the lower thin plate, and the upper surface of the flange portion is fitted into the lower surface of the protruding portion in a contact state. Therefore, the supporting state of the lower thin plate is stable.
更に、前記上部薄板と前記ヘッド下面薄板とで形成さ
れる主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃焼室より
小さく構成したので、燃料当量比の減少及び燃焼温度を
短時間に下げると共に、前記主燃焼室に流入する燃料と
空気とを出来るだけ小さく圧縮してスワールを強力にす
ることができる。Further, since the main combustion chamber formed by the upper thin plate and the head lower surface thin plate is configured to be smaller than the quasi-combustion chamber formed by the lower thin plate, the fuel equivalent ratio is reduced and the combustion temperature is reduced in a short time. The swirl can be strengthened by compressing the fuel and air flowing into the main combustion chamber as small as possible.
以下、図面を参照して、この発明による断熱エンジン
の構造の実施例を詳述する。Hereinafter, embodiments of the structure of the heat insulation engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図において、この発明の実施例である断熱エンジ
ンの構造の概略断面図が示されている。この断熱エンジ
ンの構造は、鋳物で製作したシリンダヘッド10に形成し
たシリンダに低熱伝導材製シリンダライナ上部１を嵌合
し、該シリンダライナ上部１の燃焼室５側上部内壁面25
にセラミック製上部薄板２を嵌合し、シリンダライナ上
部１の燃焼室５側下部内壁面26にセラミック製下部薄板
３を嵌合したものである。シリンダヘッド10の下面部28
に対してセラミック製ヘッド下面薄板４が対向配置され
ており、シリンダヘッド10とヘッド下面薄板４との間に
は、断熱空気層及びチタン酸カリウムシート、チタン酸
アルミニウムシート等の断熱材８が形成されている。こ
のヘッド下面薄板４と上部薄板２とは、窒化珪素（Si3N
4）、炭化珪素（SiC）等のセラミック材から一体構造に
構成されている。また、シリンダライナ上部１は、チタ
ン酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の低熱伝導材の
断熱ライナで製作されており、シリンダライナ上部１の
内周面には突出部22が形成され、該突出部22の上面には
上部薄板２の外周面に形成された段部21が当接支持され
る。従って、シリンダライナ上部１に対して上部薄板２
を嵌合する場合には、シリンダライナ上部１の上部開口
から上部薄板２を挿入し、フロートタイプに嵌合すれば
よい。また、下部薄板３の上端部には、半径方向内向き
に伸びるフランジ部24が一体構造に形成されている。こ
の下部薄板３はシリンダライナ上部１の下部に下方から
圧入等によって嵌合され、下部薄板３のフランジ部24の
上面はシリンダライナ上部１の突出部22の下面に当接状
態に配置されている。従って、シリンダライナ上部１と
下部薄板３との間は、タイトクリアランスの状態に嵌合
されている。上記のように、シリンダライナ上部１に対
して上部薄板２と下部薄板３とが嵌合されているが、こ
の場合に、下部薄板３のフランジ部24の内周面と上部薄
板２の下端部の外周面との間には、隙間６が形成されて
いる。この構造において、上部薄板２、下部薄板３及び
ヘッド下面薄板４が燃焼室５内の燃焼ガスに晒される部
分を構成するようになる。しかも、上部薄板２及びヘッ
ド下部薄板４は燃焼室５における主燃焼室11を構成し、
また、下部薄板３は燃焼室５における準燃焼室15を構成
することになる。しかも、主燃焼室11は、準燃焼室15よ
り小さく構成されている。FIG. 1 shows a schematic sectional view of the structure of an adiabatic engine which is an embodiment of the present invention. The structure of this adiabatic engine is such that the cylinder liner upper part 1 made of a low heat conductive material is fitted into the cylinder formed in the cylinder head 10 made of casting, and the upper inner wall surface 25 of the cylinder liner upper part 1 on the combustion chamber 5 side.
The ceramic upper thin plate 2 is fitted to the cylinder liner, and the ceramic lower thin plate 3 is fitted to the lower inner wall surface 26 of the cylinder liner upper portion 1 on the combustion chamber 5 side. Lower surface 28 of cylinder head 10
, The ceramic head lower surface thin plate 4 is disposed to face each other, and a heat insulating air layer and a heat insulating material 8 such as a potassium titanate sheet and an aluminum titanate sheet are formed between the cylinder head 10 and the head lower surface thin plate 4. Has been done. This head lower surface thin plate 4 and upper head thin plate 2 are made of silicon nitride (Si 3 N
4 ), a ceramic material such as silicon carbide (SiC), etc. The cylinder liner upper portion 1 is made of a heat insulating liner made of a low heat conductive material such as aluminum titanate or potassium titanate, and a protrusion 22 is formed on the inner peripheral surface of the cylinder liner upper portion 1. A step portion 21 formed on the outer peripheral surface of the upper thin plate 2 is abutted and supported on the upper surface of the. Therefore, the upper thin plate 2 is
In the case of fitting, the upper thin plate 2 may be inserted from the upper opening of the cylinder liner upper part 1 and fitted in the float type. Further, a flange portion 24 extending inward in the radial direction is integrally formed on the upper end portion of the lower thin plate 3. The lower thin plate 3 is fitted into the lower portion of the cylinder liner upper portion 1 from below by press fitting or the like, and the upper surface of the flange portion 24 of the lower thin plate 3 is arranged in contact with the lower surface of the protruding portion 22 of the cylinder liner upper portion 1. . Therefore, a tight clearance is fitted between the cylinder liner upper portion 1 and the lower thin plate 3. As described above, the upper thin plate 2 and the lower thin plate 3 are fitted to the cylinder liner upper portion 1. In this case, the inner peripheral surface of the flange portion 24 of the lower thin plate 3 and the lower end portion of the upper thin plate 2 are joined together. A gap 6 is formed between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface. In this structure, the upper thin plate 2, the lower thin plate 3 and the head lower surface thin plate 4 form a portion exposed to the combustion gas in the combustion chamber 5. Moreover, the upper thin plate 2 and the head lower thin plate 4 form the main combustion chamber 11 in the combustion chamber 5,
Further, the lower thin plate 3 constitutes the quasi-combustion chamber 15 in the combustion chamber 5. Moreover, the main combustion chamber 11 is smaller than the quasi-combustion chamber 15.
シリンダヘッド10の下面28とシリンダライナ上部１の
上面とは、当接状態に配置されているが、場合によって
は、両者の間に位置決めの機能も有するプレート状の断
熱ガスケットを介在させることもできる。シリンダライ
ナ上部１の内周面に嵌合した上部薄板２の上面は、シリ
ンダライナ上部１の上面とほぼ同一面であるが、上部薄
板２と一体構造の下面薄板４の上面とシリンダヘッド10
の下面28との間には、チタン酸カリウムシート、チタン
酸アルミニウムシート等の断熱材８を介在している。ま
た、該シリンダヘッド10とその内側に嵌合されたシリン
ダライナ上部１との間には、位置決めの機能も有するリ
ング状の断熱ガスケット12,13が上下に配置され、しか
もシリンダヘッド10とシリンダライナ上部１との間には
断熱空気層14が形成されている。シリンダヘッド下面薄
板４には吸排気バルブシート31が配置され、該吸排気バ
ルブシート31に吸排気バルブ９が配置されている（図で
は一方のみを示す）。シリンダヘッド10及びシリンダラ
イナ上部１の各下端面の下方には、断熱ガスケット7,23
を介してシリンダライナ18が嵌合したシリンダブロック
16が配置されている。しかるに、断熱ガスケット７はシ
リンダライナ18に押圧されているため、若干の熱流失は
ある。シリンダライナ18内を往復運動するピストン20の
ピストンヘッド部は、下部薄板３のフランジ部24の付近
まで上昇するように構成されている。なお、符号19はピ
ストン20のピストンリング溝17に嵌合したピストンリン
グを示す。The lower surface 28 of the cylinder head 10 and the upper surface of the cylinder liner upper portion 1 are arranged in contact with each other, but in some cases, a plate-shaped heat insulating gasket having a positioning function may be interposed between them. . The upper surface of the upper thin plate 2 fitted to the inner peripheral surface of the cylinder liner upper portion 1 is substantially the same surface as the upper surface of the cylinder liner upper portion 1, but the upper surface of the lower thin plate 4 integrally formed with the upper thin plate 2 and the cylinder head 10
A heat insulating material 8 such as a potassium titanate sheet or an aluminum titanate sheet is interposed between the lower surface 28 and the lower surface 28. Further, between the cylinder head 10 and the cylinder liner upper part 1 fitted inside thereof, ring-shaped heat insulating gaskets 12 and 13 also having a positioning function are vertically arranged, and moreover, the cylinder head 10 and the cylinder liner. An adiabatic air layer 14 is formed between the upper part 1 and the upper part 1. An intake / exhaust valve seat 31 is arranged on the cylinder head lower surface thin plate 4, and an intake / exhaust valve 9 is arranged on the intake / exhaust valve seat 31 (only one is shown in the drawing). Below the lower end surfaces of the cylinder head 10 and the cylinder liner upper portion 1, insulating gaskets 7,23 are provided.
Cylinder block with cylinder liner 18 fitted via
16 are arranged. However, since the heat insulating gasket 7 is pressed by the cylinder liner 18, there is some heat loss. The piston head portion of the piston 20 that reciprocates in the cylinder liner 18 is configured to rise to the vicinity of the flange portion 24 of the lower thin plate 3. Reference numeral 19 indicates a piston ring fitted in the piston ring groove 17 of the piston 20.
この発明による断熱エンジンの構造は、以上のように
構成されているので、次のような効果を奏する。即ち、
この断熱エンジンの構造は、セラミック製ヘッド下面薄
板と一体構造のセラミック製上部薄板とセラミック製下
部薄板との間に隙間を形成して低熱伝導材製シリンダラ
イナ上部に嵌合したので、前記各薄板を前記シリンダラ
イナ上部に対して均等に且つ堅固に安定して支持でき、
高温の燃焼ガスに晒される前記各薄板のセラミック材料
の肉厚を可及的に薄く形成することができ、前記各薄板
の熱容量を小さくすることができる。特に、前記シリン
ダヘッド下面薄板と前記セラミック製上部薄板とで形成
される主燃焼室の熱容量を小さくできるので、該主燃焼
室の温度を直ちに高温にして、燃料と空気との燃料当量
比と燃焼温度とで決定されるスモーク発生温度ゾーンで
の燃焼を直ちにクリアし、該高温状態の温度に保持でき
る時間を増し、次いで、燃焼はピストンの下降に伴って
該主燃焼室及びシリンダライナ上部の下部薄板で構成さ
れる準燃焼室に移り、急激に温度が低下することを防止
するが、燃料と空気の混合は促進することができる。ま
た、各燃焼室の熱容量が小さく、吸入効率が低減するこ
とがない。燃料当量比の減少に伴って主燃焼室及び準燃
焼室での燃焼温度を保持しながら、その後急速に温度を
下げることによってNOX発生温度ゾーンでの燃焼を避け
ることができる。従って、燃焼室において、スモークの
発生及びNOXの発生を避ける燃焼を行わせることができ
る。しかるに、エンジンの吸入効率を向上させるため、
断熱エンジンの燃焼室内壁からの受熱を最小限にするに
は、高温になる燃焼室壁面を構成するセラミック性薄板
の熱容量を最小限にし、その外周部を断熱することが重
要なことであるが、上記各燃焼室構造は、その条件に全
くマッチし、前記シリンダヘッド下面薄板、上部薄板及
び下部薄板の熱容量を小さくして温度振幅を大にするよ
うに構成すると共に前記各薄板の外周部を断熱すること
によって、エンジンの吸気時に、前記各薄板が僅かな吸
気で直ちに冷却され、吸気温度と各薄板温度との温度差
が小さくなり、吸気が膨張することなく、それによって
吸気の流量が増加し易くなる。燃焼室壁温を、吸気温度
に追従させることによって、エンジンのサイクル効率の
向上、吸入効率の向上を図ることができる。Since the structure of the heat insulation engine according to the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is,
The structure of this adiabatic engine is fitted to the upper portion of the cylinder liner made of a low heat conductive material by forming a gap between the upper ceramic thin plate and the lower ceramic thin plate integrally formed with the ceramic head lower thin plate. Can be evenly and firmly and stably supported with respect to the upper portion of the cylinder liner,
The thickness of the ceramic material of each thin plate exposed to the high-temperature combustion gas can be formed as thin as possible, and the heat capacity of each thin plate can be reduced. In particular, since the heat capacity of the main combustion chamber formed by the cylinder head lower surface thin plate and the ceramic upper thin plate can be reduced, the temperature of the main combustion chamber is immediately raised to a high fuel equivalence ratio between fuel and air and combustion. The combustion in the smoke generation temperature zone, which is determined by the temperature, is immediately cleared, and the time that the temperature of the high temperature state can be maintained is increased, and then the combustion is accompanied by the lowering of the piston, the main combustion chamber and the lower part of the cylinder liner upper part. It moves to a quasi-combustion chamber composed of thin plates and prevents a sudden temperature drop, but can promote the mixing of fuel and air. Further, the heat capacity of each combustion chamber is small, and the suction efficiency is not reduced. Combustion in the NO X generation temperature zone can be avoided by maintaining the combustion temperature in the main combustion chamber and the quasi-combustion chamber as the fuel equivalence ratio decreases and then rapidly lowering the temperature. Therefore, in the combustion chamber, it is possible to perform combustion that avoids the generation of smoke and the generation of NO X. However, in order to improve the intake efficiency of the engine,
In order to minimize the heat received from the inner wall of the combustion chamber of an adiabatic engine, it is important to minimize the heat capacity of the ceramic thin plate that forms the wall of the combustion chamber that becomes hot, and to insulate the outer periphery. , Each combustion chamber structure exactly matches the conditions, is configured to reduce the heat capacity of the cylinder head lower surface thin plate, the upper thin plate and the lower thin plate to increase the temperature amplitude, and the outer peripheral portion of each thin plate. Due to the heat insulation, each thin plate is immediately cooled with a slight amount of intake air when the engine is inhaled, the temperature difference between the intake air temperature and each thin plate temperature is reduced, and the intake air flow is increased without expansion of the intake air. Easier to do. By making the combustion chamber wall temperature follow the intake air temperature, it is possible to improve the cycle efficiency and intake efficiency of the engine.
更に、前記シリンダライナ上部に前記上部薄板と前記
下部薄板とを嵌合したので、前記各薄板の強度を確保で
き、燃焼室の高温時での前記各薄板の破壊を防止でき
る。Further, since the upper thin plate and the lower thin plate are fitted to the upper part of the cylinder liner, the strength of each thin plate can be secured and the thin plates can be prevented from being broken at a high temperature of the combustion chamber.
また、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダヘッ
ドの下面部と前記ヘッド下面薄板との間に断熱材を介在
させたので、燃焼室の断熱効果を高めることができる。Further, in this structure of the heat insulating engine, since the heat insulating material is interposed between the lower surface portion of the cylinder head and the head lower surface thin plate, the heat insulating effect of the combustion chamber can be enhanced.
更に、この断熱エンジンの構造は、前記シリンダライ
ナ上部の内周面の突出部上面に前記上部薄板が当接支持
されるので、前記上部薄板の支持状態が安定し、強度を
高めることができる。Further, in this heat insulating engine structure, since the upper thin plate is in contact with and supported by the upper surface of the protruding portion of the inner peripheral surface of the upper portion of the cylinder liner, the supporting state of the upper thin plate is stable and the strength can be increased.
また、この断熱エンジンの構造は、前記下部薄板の上
端部には半径方向内向きに伸びるフランジ部が一体構造
に形成され、該フランジ部上面が前記突出部下面に当接
状態に嵌合しているので、前記下部薄板の支持状態が安
定している。Further, in the structure of this heat insulating engine, a flange portion extending inward in the radial direction is integrally formed at the upper end portion of the lower thin plate, and the upper surface of the flange portion is fitted into the lower surface of the protruding portion in a contact state. Therefore, the supporting state of the lower thin plate is stable.
更に、前記上部薄板と前記シリンダヘッド下面薄板と
で形成される主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃
焼室より小さく構成したので、前記主燃焼室に流入する
燃料と空気とを出来るだけ小さく圧縮してスワールを強
力にすることができる。Further, since the main combustion chamber formed by the upper thin plate and the cylinder head lower surface thin plate is configured to be smaller than the quasi-combustion chamber formed by the lower thin plate, fuel and air flowing into the main combustion chamber can be supplied as much as possible. It can be compressed small to make the swirl stronger.
第１図はこの発明による断熱エンジンの構造の一実施例
を示す断面図、及び第２図は従来の断熱エンジンの例を
示す断面図である。 １……シリンダライナ上部、２……上部薄板、３……下
部薄板、４……シリンダヘッド下面薄板、５……燃焼
室、６……隙間、８……断熱層、10……シリンダヘッ
ド、11……主燃焼室、15……準燃焼室、21……突出部、
22……上部薄板の段部、24……フランジ部。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the structure of a heat insulating engine according to the present invention, and FIG. 2 is a cross sectional view showing an example of a conventional heat insulating engine. 1 ... Cylinder liner upper part, 2 ... upper thin plate, 3 ... lower thin plate, 4 ... cylinder head lower surface thin plate, 5 ... combustion chamber, 6 ... gap, 8 ... heat insulating layer, 10 ... cylinder head, 11 …… Main combustion chamber, 15 …… Quasi-combustion chamber, 21 …… Projection part,
22 …… Step part of upper thin plate, 24 …… Flange part.
Claims (5)
ダヘッドに嵌合し、該シリンダライナ上部の燃焼室側上
部内壁面に前記シリンダヘッドの下面部に対向するセラ
ミック製ヘッド下面薄板と一体構造のセラミック製上部
薄板を嵌合し、前記シリンダライナ上部の燃焼室側下部
内壁面にセラミック製下部薄板を前記上部薄板との間に
隙間を形成して嵌合したことを特徴とする断熱エンジン
の構造。1. A low-heat-conducting material cylinder liner upper part is fitted to a cylinder head, and is integrally formed with a ceramic head lower surface thin plate facing the lower surface part of the cylinder head on the combustion chamber side upper inner wall surface of the cylinder liner upper part. A structure of an adiabatic engine, characterized in that a ceramic upper thin plate is fitted and a ceramic lower thin plate is fitted on the inner wall surface of the cylinder liner upper part on the combustion chamber side with a gap formed between the ceramic lower thin plate and the upper thin plate. .
面薄板との間に断熱材を介在したことを特徴とする請求
項１に記載の断熱エンジンの構造。2. The structure of the heat insulating engine according to claim 1, wherein a heat insulating material is interposed between the lower surface of the cylinder head and the head lower surface thin plate.
を形成し、前記突出部上面に前記上部薄板の段部を支持
したことを特徴とする請求項１に記載の断熱エンジンの
構造。3. The structure of the heat insulation engine according to claim 1, wherein a protrusion is formed on an inner peripheral surface of the upper portion of the cylinder liner, and a step portion of the upper thin plate is supported on an upper surface of the protrusion.
に伸びるフランジ部が一体構造に形成され、該フランジ
部上面が前記突出部下面に当接状態に嵌合し、前記フラ
ンジ部の内周面と前記上部薄板の外周面との間に前記隙
間が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の
断熱エンジンの構造。4. A flange portion extending inward in the radial direction is integrally formed on the upper end portion of the lower thin plate, and the upper surface of the flange portion is fitted in abutting state with the lower surface of the protruding portion to form a flange of the flange portion. The structure of the heat insulation engine according to claim 3, wherein the gap is formed between an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the upper thin plate.
成される主燃焼室を前記下部薄板で形成される準燃焼室
より小さく構成したことを特徴とする請求項４に記載の
断熱エンジンの構造。5. The adiabatic engine according to claim 4, wherein a main combustion chamber formed by the upper thin plate and the head lower face thin plate is configured to be smaller than a quasi-combustion chamber formed by the lower thin plate. Construction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18024888A JP2671407B2 (en) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | Insulation engine structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18024888A JP2671407B2 (en) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | Insulation engine structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0233453A JPH0233453A (en) | 1990-02-02 |
| JP2671407B2 true JP2671407B2 (en) | 1997-10-29 |
Family
ID=16079953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18024888A Expired - Lifetime JP2671407B2 (en) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | Insulation engine structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671407B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10619557B2 (en) | 2015-10-22 | 2020-04-14 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Gap member and internal combustion engine |
-
1988
- 1988-07-21 JP JP18024888A patent/JP2671407B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10619557B2 (en) | 2015-10-22 | 2020-04-14 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Gap member and internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0233453A (en) | 1990-02-02 |
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