JP4434528B2 - 内燃機関のシリンダライナ構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダライナの高温部分のみの冷却を可能にする内燃機関のシリンダライナ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来の内燃機関のシリンダブロック２００の縦断正面略図である。シリンダブロック２００内にはシリンダライナ９０が上部支持部９８と下部支持部９９とで支持されている。シリンダライナ９０の円筒側壁９０ａとシリンダブロック２００の間には冷却水ジャケット９４が形成されている。冷却水ジャケット９４は、紙面と直角方向に伸びる冷却水通路９３と連通しており、冷却水通路９３から冷却水が供給されるようになっている。また、冷却水通路９３の上には給気連絡通路９５が設けてある。
【０００３】
図２は、ピストン９１が下死点の位置にあり、シリンダライナ９０の内壁面とピストン９１の上端面及び燃料噴射弁９６を備えたシリンダヘッド９７の下面とで形成された燃焼室８９の容積が最大の状態となっている。図２に示すように冷却水ジャケット９４は、燃焼室８９の最下端（ピストン９１が下死点の位置にあるときの下端）よりもさらに下方の位置まで延びており、シリンダライナ９０をほぼ全長に渡って冷却するようになっている。
【０００４】
ところで、シリンダライナ９０は、燃焼が行われる燃焼室８９の特にシリンダヘッド９７側が高温となり、シリンダライナ９０の下方は比較的低温である。図２に示す構成では、シリンダライナ９０を全長に渡ってほぼ一様に冷却するため、大量の冷却水が必要であるばかりでなく、必要以上に冷却することにより熱効率の低下を招いてしまう。
【０００５】
さらに、シリンダライナ９０を冷却し過ぎると、シリンダライナ９０の内壁に結露が生じ、これに燃焼ガスのＳＯＸ成分が溶解して硫酸となり、シリンダライナ９０を腐食して故障の原因と成る可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、シリンダライナの高温部分のみを冷却することができて熱効率の低下を防止し、かつシリンダライナの耐久性を向上させることができる内燃機関のシリンダライナ構造を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、シリンダライナが、環状の第１支持部及び環状の第２支持部によって、シリンダブロックに固定されており、前記シリンダライナの円筒側壁と前記シリンダブロックとの間に形成された冷却水ジャケット内の冷却水によって、前記シリンダライナのシリンダヘッド側端部近傍からピストンの下死点位置より上方の高温領域のみを、冷却可能となるように、前記第１支持部は、前記冷却水ジャケットの下端を限定するよう、前記シリンダライナと前記シリンダブロックとの間に設けられており、前記第１支持部において、前記シリンダライナの円筒外側壁に形成された外向きで環状の第１フランジ部が、前記シリンダブロックに形成された内向きで環状の第２フランジ部の上に水密を保ち搭載されており、前記第２支持部は、前記第１支持部より下方に位置し、前記シリンダライナと前記シリンダブロックとの間に設けられており、前記第１支持部と前記第２支持部との間の前記シリンダライナの円筒側壁と前記シリンダブロックとの間であり、且つ、前記冷却水ジャケットの下方には、環状空間が形成されており、前記第２支持部には、前記環状空間とクランク室とを連通する孔が設けられており、前記孔によって、前記クランク室内の高温のミストが前記環状空間内に流入可能となっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施した内燃機関のシリンダブロック１００の縦断正面略図である。シリンダブロック１００内にはシリンダライナ１が内挿されており、シリンダライナ１は上部支持部９，中間支持部１０及び下部支持部１１でシリンダブロック１００内に固定されている。シリンダブロック１００の上方には燃料噴射弁８を備えたシリンダヘッド７が配置されている。
【０００９】
図１に示すように中間支持部１０では、シリンダライナ１の円筒外側壁に形成された外向きで環状のフランジ部１４がシリンダブロック１００の内向きで環状のフランジ部１５の上に水密を保ち搭載されている。
【００１０】
シリンダブロック１００には紙面と直角方向に延びる冷却水通路４が設けてある。この冷却水通路４の上（シリンダヘッド７側）には紙面と直角方向に延びる給気連絡通路６が設けてある。
【００１１】
上部支持部９と中間支持部１０の間のシリンダライナ１の円筒外側壁とシリンダブロック１００の間には環状の冷却水ジャケット５が形成されている。冷却水通路４内には冷却水が流れており、この冷却水は冷却水ジャケット５内へ流入することができるように冷却水通路４と冷却水ジャケット５とは連通している。また、冷却水ジャケット５内の冷却水は、シリンダライナ１を冷却した後に、連絡通路１８を介してシリンダヘッド７の冷却水通路１９へと流れる。
【００１２】
中間支持部１０と下部支持部１１の間のシリンダライナ１の外側壁とシリンダブロック１００の間には環状空間１３が形成されている。この環状空間１３と冷却水ジャケット５とは中間支持部１０により隔離されており、連通していない。
【００１３】
シリンダライナ１の内壁面をピストン２が往復移動可能に配置されている。ピストン２には連接棒３の上端が連結されており、連接棒３の下端は図示しないクランクに連結されている。このピストン２とシリンダライナ１の内周面及びシリンダヘッド７の下面とで燃焼室１７が形成されている。
【００１４】
ピストン２の下方には連接棒３と接続された図示しないクランクが回動する空間（クランク室１２）が形成されている。下部支持部１１には孔１６が設けてある。この孔１６により環状空間１３とクランク室１２とが連通している。
【００１５】
図１に示すピストン２は下死点時の位置にあり、燃焼室１７の容積は最大となっている。冷却水ジャケット５の下端は、下死点にあるピストン２の上端よりも上方（シリンダヘッド７側）にある。つまり、冷却水ジャケット５は、シリンダライナ１の高温領域に形成されている。
【００１６】
また、冷却水ジャケット５の下方の環状空間１３には、クランク室１２内の高温のミストが浸入し充満している。シリンダライナ１の低温領域（高温領域と比較して低温な部分）は、環状空間１３及びクランク室１２内の高温のミストにより保温されている。この高温のミストでシリンダライナ１の低温領域を保温することにより、内燃機関の熱効率の低下を抑制することができる。
【００１７】
内燃機関の運転時には、ピストン２が図１で見て上下方向に往復移動するが、その際に発生するピストン２の振動は、上部支持部９，中間支持部１０及び下部支持部１１により抑制され、シリンダライナ１の内周面とピストン２（正確には図示しないピストンリング）との間で消費される潤滑油量を低減させることができる。
【００１８】
本発明によるシリンダライナ構造は、ピストンのストロークの長い内燃機関に適用すると、熱効率，潤滑油消費量及び結露に起因するシリンダライナの腐食の回避の点で特に効果が大きい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明では、冷却水ジャケット５の下端を限定する中間支持部１０を設け、シリンダライナ１の高温領域のみを冷却するようにしたので、冷却水ジャケット５の容量を小さくすることができ、使用する冷却水の量を低減することができる。また、シリンダライナ１の高温領域以外は冷却しないようにしたので、熱効率の低下を抑制することができる。
【００２０】
更に本発明では、シリンダライナ１の低温領域をクランク室１２内の高温のミストで保温可能にしたので、請求項１の発明よりもさらに熱効率の低下を抑制することができる。
【００２１】
また、結露によりシリンダライナ１の内壁に水滴が付着することを防止することができ、引いては燃焼ガス中に含まれるＳＯＸ成分が水滴に溶解して硫酸が生じ、この硫酸によるシリンダライナ１の腐食を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した内燃機関のシリンダブロックの縦断正面略図である。
【図２】従来の内燃機関のシリンダブロックの縦断正面略図である。
【符号の説明】
１ シリンダライナ
２ ピストン
３ 連接棒
４ 冷却水通路
５ 冷却水ジャケット
６ 給気連絡通路
７ シリンダヘッド
８ 燃料噴射弁
９ 上部支持部
１０ 中間支持部（環状の支持部）
１１ 下部支持部
１２ クランク室
１３ 環状空間
１４ フランジ部（シリンダライナ１側に設けた外向きのフランジ）
１５ フランジ部（シリンダブロック１００に設けた内向きのフランジ）
１６ 孔
１７ 燃焼室
１００ シリンダブロック
Claims (1)
- シリンダライナが、環状の第１支持部及び環状の第２支持部によって、シリンダブロックに固定されており、
前記シリンダライナの円筒側壁と前記シリンダブロックとの間に形成された冷却水ジャケット内の冷却水によって、前記シリンダライナのシリンダヘッド側端部近傍からピストンの下死点位置より上方の高温領域のみを、冷却可能となるように、前記第１支持部は、前記冷却水ジャケットの下端を限定するよう、前記シリンダライナと前記シリンダブロックとの間に設けられており、
前記第１支持部において、前記シリンダライナの円筒外側壁に形成された外向きで環状の第１フランジ部が、前記シリンダブロックに形成された内向きで環状の第２フランジ部の上に水密を保ち搭載されており、
前記第２支持部は、前記第１支持部より下方に位置し、前記シリンダライナと前記シリンダブロックとの間に設けられており、
前記第１支持部と前記第２支持部との間の前記シリンダライナの円筒側壁と前記シリンダブロックとの間であり、且つ、前記冷却水ジャケットの下方には、環状空間が形成されており、
前記第２支持部には、前記環状空間とクランク室とを連通する孔が設けられており、前記孔によって、前記クランク室内の高温のミストが前記環状空間内に流入可能となっている、ことを特徴とする内燃機関のシリンダライナ構造。
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