JP2870069B2 - 断熱エンジンの構造 - Google Patents
断熱エンジンの構造Info
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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，セラミック材料から成るシリンダヘッド
を有する断熱エンジンの構造に関する。
を有する断熱エンジンの構造に関する。
従来，セラミック材料を断熱材又は耐熱材として利用
した断熱エンジン等のエンジン部材は，例えば，特開昭
60-88847号公報に開示されている。該公報に開示された
シリンダヘッドの構造については，シリンダヘッドの排
気通路の内面にセラミックコーティング層を設け，該セ
ラミックコーティング層の外面にステンレスなどの薄金
属管からなるポートライナを圧着したものであり，特
に，排気通路の内周面に環状溝を設け，ポートライナの
外周面に環状溝に係合する突条を形成したものである。
した断熱エンジン等のエンジン部材は，例えば，特開昭
60-88847号公報に開示されている。該公報に開示された
シリンダヘッドの構造については，シリンダヘッドの排
気通路の内面にセラミックコーティング層を設け，該セ
ラミックコーティング層の外面にステンレスなどの薄金
属管からなるポートライナを圧着したものであり，特
に，排気通路の内周面に環状溝を設け，ポートライナの
外周面に環状溝に係合する突条を形成したものである。
更に，該シリンダヘッドの構造は，シリンダライナ上
部を有するセラミック製ヘッドライナをシリンダヘッド
の内側にガスケットを介して嵌合したものである。即
ち，ヘッドライナは，シリンダヘッド下面部とライナ上
部とを一体に形成したものであり，ヘッドライナのライ
ナ上部をシリンダブロックに嵌合したシリンダライナ下
部とは別部材として形成したものである。
部を有するセラミック製ヘッドライナをシリンダヘッド
の内側にガスケットを介して嵌合したものである。即
ち，ヘッドライナは，シリンダヘッド下面部とライナ上
部とを一体に形成したものであり，ヘッドライナのライ
ナ上部をシリンダブロックに嵌合したシリンダライナ下
部とは別部材として形成したものである。
上記と同様のシリンダヘッドの構造は，特開昭59-122
765号公報に開示されている。
765号公報に開示されている。
しかしながら，上記のようなセラミックスを断熱材又
は耐熱材として利用するシリンダヘッド等の断熱エンジ
ン部材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或いは強度を確保
するため，壁厚が厚くなり，また，窒化珪素（Si
3N4），炭化珪素（SiC）等のセラミック材料は，耐熱性
に富んでいるが断熱効果を余り期待できない材料であ
り，しかもシリンダヘッド自体，或いは排気ポート自体
をそれぞれ断熱構造に構成したのでは，シリンダヘッド
によって形成される燃焼室と該燃焼室に連通した排気ポ
ートとの境界部，或いは排気ポート自体からの熱エネル
ギーの放熱を防止することはできない。
は耐熱材として利用するシリンダヘッド等の断熱エンジ
ン部材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或いは強度を確保
するため，壁厚が厚くなり，また，窒化珪素（Si
3N4），炭化珪素（SiC）等のセラミック材料は，耐熱性
に富んでいるが断熱効果を余り期待できない材料であ
り，しかもシリンダヘッド自体，或いは排気ポート自体
をそれぞれ断熱構造に構成したのでは，シリンダヘッド
によって形成される燃焼室と該燃焼室に連通した排気ポ
ートとの境界部，或いは排気ポート自体からの熱エネル
ギーの放熱を防止することはできない。
この発明の目的は，上記の課題を解決することであ
り，燃焼室側内壁面には耐熱性，耐変形性及び強度に富
んだ窒化珪素，炭化珪素，複合材等のセラミック材料で
一体構造に製作したヘッドライナを配置し，該ヘッドラ
イナと金属製シリンダヘッドとの間には，低熱伝導の高
度の断熱性を有し，熱膨張の小さいチタン酸アルミニウ
ム，コージライト等のセラミック材の断熱材の焼結体を
配置し，特に，該焼結体を排気ポートと一体構造で構成
して燃焼室と排気ポートとの境界部位に切れ目を無く
し，該部位からの放熱を防止することを特徴とする断熱
エンジンの構造を提供することである。
り，燃焼室側内壁面には耐熱性，耐変形性及び強度に富
んだ窒化珪素，炭化珪素，複合材等のセラミック材料で
一体構造に製作したヘッドライナを配置し，該ヘッドラ
イナと金属製シリンダヘッドとの間には，低熱伝導の高
度の断熱性を有し，熱膨張の小さいチタン酸アルミニウ
ム，コージライト等のセラミック材の断熱材の焼結体を
配置し，特に，該焼結体を排気ポートと一体構造で構成
して燃焼室と排気ポートとの境界部位に切れ目を無く
し，該部位からの放熱を防止することを特徴とする断熱
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，シリンダヘッドに形成された穴部と該穴部に連通
する排気ポートに断熱層を介して嵌合された断熱壁体，
及び前記断熱壁体に形成されたシリンダ穴部に断熱ガス
ケットを介して嵌合されたヘッドライナを有し，前記断
熱壁体は，前記穴部に前記断熱層を介して嵌合されたラ
イナ内壁部と該ライナ内壁部に一体構造に構成されたヘ
ッド内壁部と，前記ポートに前記断熱層を介して配置さ
れ且つ前記ヘッド内壁部に一体構造に構成された排気ポ
ート壁部とから構成され，また，前記ヘッドライナは，
燃焼室の側面を形成するライナ上部と，該ライナ上部に
一体構造に構成された前記燃焼室の上面を形成するヘッ
ド下面部とから構成されていることから成る断熱エンジ
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，シリンダヘッドに形成された穴部と該穴部に連通
する排気ポートに断熱層を介して嵌合された断熱壁体，
及び前記断熱壁体に形成されたシリンダ穴部に断熱ガス
ケットを介して嵌合されたヘッドライナを有し，前記断
熱壁体は，前記穴部に前記断熱層を介して嵌合されたラ
イナ内壁部と該ライナ内壁部に一体構造に構成されたヘ
ッド内壁部と，前記ポートに前記断熱層を介して配置さ
れ且つ前記ヘッド内壁部に一体構造に構成された排気ポ
ート壁部とから構成され，また，前記ヘッドライナは，
燃焼室の側面を形成するライナ上部と，該ライナ上部に
一体構造に構成された前記燃焼室の上面を形成するヘッ
ド下面部とから構成されていることから成る断熱エンジ
ンの構造に関する。
前記断熱壁体は，チタン酸アルミニウム等の低熱伝導
のセラミック材の焼結体から形成されている。
のセラミック材の焼結体から形成されている。
また，前記ヘッドライナは，窒化珪素，炭化珪素等の
耐熱性に富み且つ高強度のセラミック材料の焼結体から
形成されている。
耐熱性に富み且つ高強度のセラミック材料の焼結体から
形成されている。
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，燃焼室と排気ポートとの境界部位
は熱的遮断面が存在せず，前記境界部位を通ってシリン
ダヘッドからの放熱を大幅に低減できる。更に，シリン
ダヘッドと断熱壁体のライナ内壁部及び排気ポート壁部
との間にセラミックファイバー等の断熱層を介在したの
で，前記断熱壁体に対して前記シリンダヘッドを鋳込み
によって製造した場合に，鋳込時の応力を前記断熱層で
解放即ち緩和することができ，また前記シリンダヘッド
の鋳込みによって前記断熱壁体に圧縮力を付与して強度
アップを図ることができる。
構成されているので，燃焼室と排気ポートとの境界部位
は熱的遮断面が存在せず，前記境界部位を通ってシリン
ダヘッドからの放熱を大幅に低減できる。更に，シリン
ダヘッドと断熱壁体のライナ内壁部及び排気ポート壁部
との間にセラミックファイバー等の断熱層を介在したの
で，前記断熱壁体に対して前記シリンダヘッドを鋳込み
によって製造した場合に，鋳込時の応力を前記断熱層で
解放即ち緩和することができ，また前記シリンダヘッド
の鋳込みによって前記断熱壁体に圧縮力を付与して強度
アップを図ることができる。
また，ヘッド内壁部は金属製シリンダヘッドに直接配
置されているので，エンジン作動中に燃焼室に作用する
爆発力を十分に受けることができる。
置されているので，エンジン作動中に燃焼室に作用する
爆発力を十分に受けることができる。
また，前記断熱壁体のシリンダ穴部に断熱ガスケット
を介して嵌合したライナ上部とヘッド下面部をセラミッ
ク材料で一体構造に構成したヘッドライナを配置したの
で，燃焼室の強度及び耐熱性を十分に確保できる。
を介して嵌合したライナ上部とヘッド下面部をセラミッ
ク材料で一体構造に構成したヘッドライナを配置したの
で，燃焼室の強度及び耐熱性を十分に確保できる。
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。
の構造の実施例を詳述する。
図において，この発明の実施例である断熱エンジンの
構造は，シリンダヘッド10の部分の断熱構造についての
技術的思想のみを開示したものであり，上記以外の部分
のシリンダライナ21,ピストン18及び吸排気バルブ15,16
についての断熱構造については開示していないが，この
断熱エンジンは，これらのシリンダライナ21,ピストン1
8及び吸排気バルブ15,16についても，窒化珪素等のセラ
ミック材料，断熱材等によって断熱構造に構成できるこ
とは勿論である。
構造は，シリンダヘッド10の部分の断熱構造についての
技術的思想のみを開示したものであり，上記以外の部分
のシリンダライナ21,ピストン18及び吸排気バルブ15,16
についての断熱構造については開示していないが，この
断熱エンジンは，これらのシリンダライナ21,ピストン1
8及び吸排気バルブ15,16についても，窒化珪素等のセラ
ミック材料，断熱材等によって断熱構造に構成できるこ
とは勿論である。
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。
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，ヘッド下面部２とライナ
上部３とを一体構造に製作したヘッドライナ１を有し，
ヘッドライナ１をシリンダヘッド10の穴部25の内方に配
置し，更にヘッドライナ１とシリンダヘッド10との間
に，断熱壁体５が配置されている。特に，この断熱エン
ジンの構造は，ヘッドライナ１とシリンダヘッド10との
間に断熱壁体５を配置したことである。
上部３とを一体構造に製作したヘッドライナ１を有し，
ヘッドライナ１をシリンダヘッド10の穴部25の内方に配
置し，更にヘッドライナ１とシリンダヘッド10との間
に，断熱壁体５が配置されている。特に，この断熱エン
ジンの構造は，ヘッドライナ１とシリンダヘッド10との
間に断熱壁体５を配置したことである。
シリンダヘッド10は,Al材或いはFc材の鋳物で製作さ
れ，気筒に対応する数の穴部25,排気ポート６及び吸気
ポート17が形成されている。断熱壁体５は，ライナ内壁
部9,ヘッド内壁部８及び排気ポート壁部７を断熱材で一
体構造に構成されている。更に，ヘッドライナ１は，セ
ラミック材料によって燃焼室４の燃焼ガスに直接晒され
る面を構成し，燃焼室４の側面を形成するライナ上部３
と，ライナ上部３に一体構造に構成された燃焼室４の上
面を形成するヘッド下面部２から構成されている。ヘッ
ドライナ１のヘッド下面部２には，排気バルブ15及び吸
気バルブ16が配置されるバルブシート22が形成されてい
る。
れ，気筒に対応する数の穴部25,排気ポート６及び吸気
ポート17が形成されている。断熱壁体５は，ライナ内壁
部9,ヘッド内壁部８及び排気ポート壁部７を断熱材で一
体構造に構成されている。更に，ヘッドライナ１は，セ
ラミック材料によって燃焼室４の燃焼ガスに直接晒され
る面を構成し，燃焼室４の側面を形成するライナ上部３
と，ライナ上部３に一体構造に構成された燃焼室４の上
面を形成するヘッド下面部２から構成されている。ヘッ
ドライナ１のヘッド下面部２には，排気バルブ15及び吸
気バルブ16が配置されるバルブシート22が形成されてい
る。
シリンダヘッド10に形成された排気ポート６には，セ
ラミックファイバー等の断熱層11を介して排気ポート壁
部７が配置され，排気ポート壁部７によって排気ポート
６の内壁面が構成されている。また，シリンダヘッド10
に形成した穴部25には，セラミックファイバー等の断熱
層14を介して断熱壁体５のライナ内壁部９が嵌合され，
且つ断熱壁体５のヘッド内壁部８がダイレクトに当接状
態に配置されている。
ラミックファイバー等の断熱層11を介して排気ポート壁
部７が配置され，排気ポート壁部７によって排気ポート
６の内壁面が構成されている。また，シリンダヘッド10
に形成した穴部25には，セラミックファイバー等の断熱
層14を介して断熱壁体５のライナ内壁部９が嵌合され，
且つ断熱壁体５のヘッド内壁部８がダイレクトに当接状
態に配置されている。
更に，断熱壁体５によって形成されるシリンダ穴部26
には，ヘッドライナ１が断熱ガスケット12,13を介して
嵌合されている。即ち，断熱壁体５のヘッド内壁部８に
は，断熱ガスケット12を介在してヘッド下面部２が配置
され，また，断熱壁体５のライナ内壁部９には，断熱ガ
スケット13及び断熱空気層27を介してヘッドライナ１の
ライナ上部３が配置されている。断熱壁体５とヘッドラ
イナ１のライナ上部３との間の断熱ガスケット13は，位
置決めの機能も有するリング状の断熱ガスケットであ
る。
には，ヘッドライナ１が断熱ガスケット12,13を介して
嵌合されている。即ち，断熱壁体５のヘッド内壁部８に
は，断熱ガスケット12を介在してヘッド下面部２が配置
され，また，断熱壁体５のライナ内壁部９には，断熱ガ
スケット13及び断熱空気層27を介してヘッドライナ１の
ライナ上部３が配置されている。断熱壁体５とヘッドラ
イナ１のライナ上部３との間の断熱ガスケット13は，位
置決めの機能も有するリング状の断熱ガスケットであ
る。
ヘッドライナ１は，耐熱性に富み且つ高強度の窒化珪
素（Si3N4），炭化珪素（SiC），複合材等のセラミック
材料で製作されている。また，断熱壁体５は，低熱伝導
で且つ熱膨張の小さく，好ましくは，ヤング率が低いチ
タン酸アルミニウム，コージライト等のセラミック材料
から成る断熱材で焼結体として形成されている。シリン
ダヘッド10に形成した排気ポート６と断熱壁体５の排気
ポート壁部７との間，及びシリンダヘッド10に形成した
穴部25と断熱壁体５のライナ内壁部９との間には，窒化
珪素，炭化珪素，酸化アルミニウム，複合材等のセラミ
ックファイバー等から成る断熱層11,14が介在してい
る。更に，断熱壁体５のヘッド内壁部８とヘッドライナ
１のヘッド下面部２との間，及び断熱壁体５のライナ内
壁部９とヘッドライナ１のライナ上部３との間には，セ
ラミック材料から成る断熱ガスケット12,13が介在して
いる。
素（Si3N4），炭化珪素（SiC），複合材等のセラミック
材料で製作されている。また，断熱壁体５は，低熱伝導
で且つ熱膨張の小さく，好ましくは，ヤング率が低いチ
タン酸アルミニウム，コージライト等のセラミック材料
から成る断熱材で焼結体として形成されている。シリン
ダヘッド10に形成した排気ポート６と断熱壁体５の排気
ポート壁部７との間，及びシリンダヘッド10に形成した
穴部25と断熱壁体５のライナ内壁部９との間には，窒化
珪素，炭化珪素，酸化アルミニウム，複合材等のセラミ
ックファイバー等から成る断熱層11,14が介在してい
る。更に，断熱壁体５のヘッド内壁部８とヘッドライナ
１のヘッド下面部２との間，及び断熱壁体５のライナ内
壁部９とヘッドライナ１のライナ上部３との間には，セ
ラミック材料から成る断熱ガスケット12,13が介在して
いる。
また，図では，この断熱エンジンの構造は，吸排気バ
ルブ15,16をシリンダヘッド10に配置したタイプのエン
ジンが示されているが，該タイプのエンジンに限らず，
例えば，排気ポートのみをシリンダヘッドに設けたユニ
フロータイプの２サイクル断熱エンジンに適用すること
もできる。また，シリンダヘッド10の下方には，ガスケ
ット20を介してシリンダライナ21が嵌合したシリンダブ
ロック19が配置されている。シリンダライナ21及びライ
ナ上部３に跨がってピストン18が往復運動するように構
成されている。
ルブ15,16をシリンダヘッド10に配置したタイプのエン
ジンが示されているが，該タイプのエンジンに限らず，
例えば，排気ポートのみをシリンダヘッドに設けたユニ
フロータイプの２サイクル断熱エンジンに適用すること
もできる。また，シリンダヘッド10の下方には，ガスケ
ット20を介してシリンダライナ21が嵌合したシリンダブ
ロック19が配置されている。シリンダライナ21及びライ
ナ上部３に跨がってピストン18が往復運動するように構
成されている。
この発明による断熱エンジンの構造は，上記のように
構成されており，次のように作製することができる。
構成されており，次のように作製することができる。
この断熱エンジンの構造を製造するには，まず，断熱
壁体５をチタン酸アルミニウム等のセラミック材料で焼
結して断熱壁体５の焼結体を製作し，次いで，断熱壁体
５の排気ポート壁部７の外面にセラミックファイバーか
ら成る断熱層11及び断熱壁体５のライナ内壁部９の外面
にセラミックファイバーから成る断熱層14を配置する。
断熱壁体５と断熱層11,14との組立体に対してFc材又はA
l材を鋳込んでシリンダヘッド10を構成する。最後に，
断熱壁体５のシリンダ穴部26内に断熱ガスケット12,13
を配置し，断熱壁体５にヘッドライナ１を圧入すること
によって構成できる。
壁体５をチタン酸アルミニウム等のセラミック材料で焼
結して断熱壁体５の焼結体を製作し，次いで，断熱壁体
５の排気ポート壁部７の外面にセラミックファイバーか
ら成る断熱層11及び断熱壁体５のライナ内壁部９の外面
にセラミックファイバーから成る断熱層14を配置する。
断熱壁体５と断熱層11,14との組立体に対してFc材又はA
l材を鋳込んでシリンダヘッド10を構成する。最後に，
断熱壁体５のシリンダ穴部26内に断熱ガスケット12,13
を配置し，断熱壁体５にヘッドライナ１を圧入すること
によって構成できる。
この発明による断熱エンジンの構造は，上記のように
構成されており，次のような作用を有する。
構成されており，次のような作用を有する。
ヘッドライナ１は，窒化珪素，炭化珪素，複合材等の
耐熱性に富み且つ強度を十分に確保できるセラミック材
料で製作されているので，燃焼ガスに直接晒される面と
して極めて好ましいものである。ヘッドライナ１を一体
構造の断熱壁体５で覆って該ヘッドライナ１を外部と熱
的に遮断すると共に，断熱壁体５のヘッド内壁部８と排
気ポート壁部７とを境界部に継ぎ目の無い一体構造に構
成しているので，燃焼室４内の熱エネルギーは燃焼室４
と排気ポート６との境界部位からシリンダヘッド10を通
じて放熱することが防止され，シリンダヘッド部位に高
度の断熱構造を提供できる。
耐熱性に富み且つ強度を十分に確保できるセラミック材
料で製作されているので，燃焼ガスに直接晒される面と
して極めて好ましいものである。ヘッドライナ１を一体
構造の断熱壁体５で覆って該ヘッドライナ１を外部と熱
的に遮断すると共に，断熱壁体５のヘッド内壁部８と排
気ポート壁部７とを境界部に継ぎ目の無い一体構造に構
成しているので，燃焼室４内の熱エネルギーは燃焼室４
と排気ポート６との境界部位からシリンダヘッド10を通
じて放熱することが防止され，シリンダヘッド部位に高
度の断熱構造を提供できる。
また，シリンダヘッド10の穴部25と断熱壁体５のライ
ナ内壁部９との間にセラミックファイバーの断熱層14が
配置され，且つシリンダヘッド10の排気ポート形成内壁
面と排気ポート壁部７との間にセラミックファイバーの
断熱層11が配置されているので，断熱壁体５に対してシ
リンダヘッド10を鋳込み，シリンダヘッド10を冷却する
時に断熱壁体５に付与される応力は，セラミックファイ
バーの断熱層11,14によって一部緩和され，断熱壁体５
に対して鋳込工程での強度上の損傷を与えることはない
ことは勿論のこと，断熱壁体５に対して鋳込の冷却工程
において，断熱壁体５を形成するチタン酸アルミニウム
等のセラミック材料に圧縮力を付与し，断熱壁体５の強
度をアップすることができる。
ナ内壁部９との間にセラミックファイバーの断熱層14が
配置され，且つシリンダヘッド10の排気ポート形成内壁
面と排気ポート壁部７との間にセラミックファイバーの
断熱層11が配置されているので，断熱壁体５に対してシ
リンダヘッド10を鋳込み，シリンダヘッド10を冷却する
時に断熱壁体５に付与される応力は，セラミックファイ
バーの断熱層11,14によって一部緩和され，断熱壁体５
に対して鋳込工程での強度上の損傷を与えることはない
ことは勿論のこと，断熱壁体５に対して鋳込の冷却工程
において，断熱壁体５を形成するチタン酸アルミニウム
等のセラミック材料に圧縮力を付与し，断熱壁体５の強
度をアップすることができる。
更に，断熱壁体５のヘッド内壁部８はシリンダヘッド
10に直接配置されており，しかも断熱壁体５に断熱ガス
ケット12を介してヘッドライナ１が配置されているの
で，ヘッドライナ１のヘッド下面部２がエンジン駆動で
受ける爆発力を断熱壁体５を介してシリンダヘッド10で
受けることができ，強度上問題となることはない。しか
るに，通常，チタン酸アルミニウム，コージライト等の
セラミック材料が燃焼室壁面を構成することは強度的に
不十分であるので，高強度材料である窒化珪素，炭化珪
素，複合材等のセラミック材料で燃焼室壁面を構成する
ことが，望ましいものであるが，この断熱エンジンの構
造は，上記条件を満足するものである。
10に直接配置されており，しかも断熱壁体５に断熱ガス
ケット12を介してヘッドライナ１が配置されているの
で，ヘッドライナ１のヘッド下面部２がエンジン駆動で
受ける爆発力を断熱壁体５を介してシリンダヘッド10で
受けることができ，強度上問題となることはない。しか
るに，通常，チタン酸アルミニウム，コージライト等の
セラミック材料が燃焼室壁面を構成することは強度的に
不十分であるので，高強度材料である窒化珪素，炭化珪
素，複合材等のセラミック材料で燃焼室壁面を構成する
ことが，望ましいものであるが，この断熱エンジンの構
造は，上記条件を満足するものである。
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，燃焼ガスに晒される燃焼室表面を
構成する前記ヘッドライナは前記断熱壁体によって全外
面が覆われ，前記シリンダヘッドから熱的に完全に遮断
され，しかも，燃焼室と排気ポートとの境界部位の壁部
は前記断熱壁体で一体構造に構成して切れ目が存在せ
ず，熱エネルギーが該境界部位を通って前記シリンダヘ
ッドから放熱することを大幅に低減できる。
構成されているので，燃焼ガスに晒される燃焼室表面を
構成する前記ヘッドライナは前記断熱壁体によって全外
面が覆われ，前記シリンダヘッドから熱的に完全に遮断
され，しかも，燃焼室と排気ポートとの境界部位の壁部
は前記断熱壁体で一体構造に構成して切れ目が存在せ
ず，熱エネルギーが該境界部位を通って前記シリンダヘ
ッドから放熱することを大幅に低減できる。
更に，前記シリンダヘッドと前記断熱壁体の前記ライ
ナ内壁部及び前記排気ポート壁部との間に，セラミック
ファイバー等の断熱層を介在したので，前記断熱壁体に
対して前記シリンダヘッドを鋳込みによって製造した場
合に，鋳込時の応力を前記断熱層で解放即ち緩和するこ
とができ，しかも前記断熱壁体には前記シリンダヘッド
の鋳込によって圧縮力が付与されており，強度をアップ
することができる。
ナ内壁部及び前記排気ポート壁部との間に，セラミック
ファイバー等の断熱層を介在したので，前記断熱壁体に
対して前記シリンダヘッドを鋳込みによって製造した場
合に，鋳込時の応力を前記断熱層で解放即ち緩和するこ
とができ，しかも前記断熱壁体には前記シリンダヘッド
の鋳込によって圧縮力が付与されており，強度をアップ
することができる。
また，前記ヘッド内壁部は金属製の前記シリンダヘッ
ドに直接配置されているので，エンジン作動中に燃焼室
に作用する爆発力を十分に受けることができる。また，
前記断熱壁体のシリンダ穴部に断熱ガスケットを介して
嵌合した前記ライナ上部と前記ヘッド下面部をセラミッ
ク材料で一体構造に構成した前記ヘッドライナを配置し
たので，燃焼室の強度及び耐熱性を十分に確保できる。
ドに直接配置されているので，エンジン作動中に燃焼室
に作用する爆発力を十分に受けることができる。また，
前記断熱壁体のシリンダ穴部に断熱ガスケットを介して
嵌合した前記ライナ上部と前記ヘッド下面部をセラミッ
ク材料で一体構造に構成した前記ヘッドライナを配置し
たので，燃焼室の強度及び耐熱性を十分に確保できる。
また，前記断熱壁体は，チタン酸アルミニウム，コー
ジライト等の低熱伝導のセラミック材，好ましくは，ヤ
ング率が低いセラミック材の焼結体から形成されている
ので，燃焼室及び排気ポートに極めて高度の断熱構造を
提供することができ，強度を確保できる。
ジライト等の低熱伝導のセラミック材，好ましくは，ヤ
ング率が低いセラミック材の焼結体から形成されている
ので，燃焼室及び排気ポートに極めて高度の断熱構造を
提供することができ，強度を確保できる。
更に，前記ヘッドライナは，窒化珪素，炭化珪素等の
耐熱性に富み且つ高強度のセラミック材料の焼結体から
形成されているので，燃焼室の強度を十分に確保でき，
前記ヘッドライナが高温度の燃焼ガスに晒され，またエ
ンジン駆動による爆発力を受けても前記ヘッドライナに
何らの損傷も発生しない。
耐熱性に富み且つ高強度のセラミック材料の焼結体から
形成されているので，燃焼室の強度を十分に確保でき，
前記ヘッドライナが高温度の燃焼ガスに晒され，またエ
ンジン駆動による爆発力を受けても前記ヘッドライナに
何らの損傷も発生しない。
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
を示す断面図である。 １……ヘッドライナ,2……ヘッド下面部,3……ライナ上
部,4……燃焼室,5……断熱壁体,6……排気ポート,7……
排気ポート壁部,8……ヘッド内壁部,9……ライナ内壁
部,10……シリンダヘッド,11,14……セラミックファイ
バー等の断熱層,12,13……断熱ガスケット,25……穴部,
26……シリンダ穴部。
を示す断面図である。 １……ヘッドライナ,2……ヘッド下面部,3……ライナ上
部,4……燃焼室,5……断熱壁体,6……排気ポート,7……
排気ポート壁部,8……ヘッド内壁部,9……ライナ内壁
部,10……シリンダヘッド,11,14……セラミックファイ
バー等の断熱層,12,13……断熱ガスケット,25……穴部,
26……シリンダ穴部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02F 1/24 F02F 1/42 F02F 1/00 F02B 23/00
Claims (3)
- 【請求項１】シリンダヘッドに形成された穴部と該穴部
に連通する排気ポートに断熱層を介して嵌合された断熱
壁体，及び前記断熱壁体に形成されたシリンダ穴部に断
熱ガスケットを介して嵌合されたヘッドライナを有し，
前記断熱壁体は，前記穴部に前記断熱層を介して嵌合さ
れたライナ内壁部と該ライナ内壁部に一体構造に構成さ
れたヘッド内壁部と，前記ポートに前記断熱層を介して
配置され且つ前記ヘッド内壁部に一体構造に構成された
排気ポート壁部とから構成され，また，前記ヘッドライ
ナは，燃焼室の側面を形成するライナ上部と，該ライナ
上部に一体構造に構成された前記燃焼室の上面を形成す
るヘッド下面部とから構成されていることから成る断熱
エンジンの構造。 - 【請求項２】前記断熱壁体は，チタン酸アルミニウム等
の低熱伝導のセラミック材の焼結体から形成されている
ことから成る請求項１に記載の断熱エンジンの構造。 - 【請求項３】前記ヘッドライナは，窒化珪素，炭化珪素
等の耐熱性に富み且つ高強度のセラミック材料の焼結体
から形成されていることから成る請求項１又は２に記載
の断熱エンジンの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31754089A JP2870069B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 断熱エンジンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31754089A JP2870069B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 断熱エンジンの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179153A JPH03179153A (ja) | 1991-08-05 |
| JP2870069B2 true JP2870069B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=18089393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31754089A Expired - Lifetime JP2870069B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 断熱エンジンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870069B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5617785B2 (ja) * | 2011-07-21 | 2014-11-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| WO2015029117A1 (ja) | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 日本碍子株式会社 | 内燃機関 |
| US11319894B2 (en) * | 2020-05-29 | 2022-05-03 | GM Global Technology Operations LLC | Insulated exhaust port liner for a cylinder head assembly of a motor vehicle |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP31754089A patent/JP2870069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03179153A (ja) | 1991-08-05 |
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