JPH037561Y2 - - Google Patents
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- JPH037561Y2 JPH037561Y2 JP1983129241U JP12924183U JPH037561Y2 JP H037561 Y2 JPH037561 Y2 JP H037561Y2 JP 1983129241 U JP1983129241 U JP 1983129241U JP 12924183 U JP12924183 U JP 12924183U JP H037561 Y2 JPH037561 Y2 JP H037561Y2
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- Japan
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- head
- liner
- head liner
- cylinder
- side wall
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Links
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Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案はシリンダヘツドに空隙をもつて嵌装さ
れたヘツドライナを具備する断熱エンジンに関す
る。
れたヘツドライナを具備する断熱エンジンに関す
る。
熱機関における熱効率はその発生した熱量を出
来るだけ有効に使うことであり、そのために種々
の工夫が行われて来ているが、材料の耐熱上の問
題等のために、その熱量のかなりの部分が冷却等
の手段によつて何ら有効に利用されることなく排
出させているのが現状である。
来るだけ有効に使うことであり、そのために種々
の工夫が行われて来ているが、材料の耐熱上の問
題等のために、その熱量のかなりの部分が冷却等
の手段によつて何ら有効に利用されることなく排
出させているのが現状である。
この材料の面で、高温に耐え、しかも断熱効果
に優れたものとしてセラミツクが注目され、その
利用分野を広げつつあり、エンジンにおいても、
その熱的負荷の高い部分に在来の材料に変えてセ
ラミツクを用いるようにしたものが開発されて来
ている。
に優れたものとしてセラミツクが注目され、その
利用分野を広げつつあり、エンジンにおいても、
その熱的負荷の高い部分に在来の材料に変えてセ
ラミツクを用いるようにしたものが開発されて来
ている。
そこで、内燃機関においても、特開昭57−
59018号公報の自動車用エンジンのように、燃焼
室の壁部の一部をセラミツクより構成したり、シ
リンダヘツドに断熱用空隙をもつて嵌装されたヘ
ツドライナにセラミツクにより構成することが試
みられている。
59018号公報の自動車用エンジンのように、燃焼
室の壁部の一部をセラミツクより構成したり、シ
リンダヘツドに断熱用空隙をもつて嵌装されたヘ
ツドライナにセラミツクにより構成することが試
みられている。
しかしながら、上述のようにシリンダヘツドに
断熱用空隙をもつてセラミツク製ヘツドライナを
嵌装する場合、シリンダヘツドの嵌入孔の内壁周
面とヘツドライナの外周面との間の上端部位およ
び下端部位に夫々位置決めリングを介在させて、
ヘツドライナの横方向への変位を防止する必要が
ある。
断熱用空隙をもつてセラミツク製ヘツドライナを
嵌装する場合、シリンダヘツドの嵌入孔の内壁周
面とヘツドライナの外周面との間の上端部位およ
び下端部位に夫々位置決めリングを介在させて、
ヘツドライナの横方向への変位を防止する必要が
ある。
このような２本の位置決めリングによる装着方
式を採用した場合、ヘツドライナの側壁の中央部
位がガス圧を受ける度に外方へタイコ状に拡張す
るとともに熱伝導面を有しないために最高温部位
となり、この応力的にも温度的にも最も厳しい上
記中央部位が損傷し易く、ヘツドライナの耐久性
を著しく損わせるおそれがあつた。
式を採用した場合、ヘツドライナの側壁の中央部
位がガス圧を受ける度に外方へタイコ状に拡張す
るとともに熱伝導面を有しないために最高温部位
となり、この応力的にも温度的にも最も厳しい上
記中央部位が損傷し易く、ヘツドライナの耐久性
を著しく損わせるおそれがあつた。
本考案は、上述の課題を解決するために考案し
たものであり、セラミツク製ヘツドライナの側壁
中央部位のガス圧による変形を抑止し、かつ前記
ヘツドライナの側壁における温度分布の均一化を
図ることにより、前記ヘツドライナの耐久性を著
しく向上せしめた断熱エンジンを提供することを
目的とするものである。
たものであり、セラミツク製ヘツドライナの側壁
中央部位のガス圧による変形を抑止し、かつ前記
ヘツドライナの側壁における温度分布の均一化を
図ることにより、前記ヘツドライナの耐久性を著
しく向上せしめた断熱エンジンを提供することを
目的とするものである。
前記目的を達成するために、本考案の断熱エン
ジンは、シリンダヘツドのヘツドライナ嵌入孔の
いちかべ周面と前記嵌入孔に空隙をもつて嵌入さ
れたセラミツク製ヘツドライナの側壁外周面との
間の上端部位および下端部位に夫々位置決めリン
グを介在させ、前記の両位置決めリングの介在位
置のほゞ中央部位に補強バンドを介在させてなる
ものである。
ジンは、シリンダヘツドのヘツドライナ嵌入孔の
いちかべ周面と前記嵌入孔に空隙をもつて嵌入さ
れたセラミツク製ヘツドライナの側壁外周面との
間の上端部位および下端部位に夫々位置決めリン
グを介在させ、前記の両位置決めリングの介在位
置のほゞ中央部位に補強バンドを介在させてなる
ものである。
前記構成を有してなる本考案の断熱エンジンの
作用は、次の通りである。
作用は、次の通りである。
即ち、前記補強バンドを介在させることによ
り、前記ヘツドライナの側壁のガス圧によるタイ
コ状の変形が抑制されるとともに、前記ヘツドラ
イナの側壁中央部位より前記補強バンドを介して
シリンダヘツド側に熱伝達が行われるため、前記
ヘツドライナ側壁の温度分布が均一化され、前記
ヘツドライナの耐久性が向上される。
り、前記ヘツドライナの側壁のガス圧によるタイ
コ状の変形が抑制されるとともに、前記ヘツドラ
イナの側壁中央部位より前記補強バンドを介して
シリンダヘツド側に熱伝達が行われるため、前記
ヘツドライナ側壁の温度分布が均一化され、前記
ヘツドライナの耐久性が向上される。
次に、本考案の一実施例を図面について詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本考案の断熱エンジンが適用されるシ
ステムを示し、図においてＥは断熱エンジン、
EXは断熱エンジンＥの排気マニホールド、INは
吸気マニホールド、Ｔは断熱エンジンＥからの排
気ガスによつて駆動される排気タービン、Ｃは該
排気タービンＴによつて駆動される吸気コンプレ
ツサー、Ｇは同じく該排気タービンＴによつて駆
動される発電機、Ｓは該発電機の回転速度を検出
する速度検出計、Ｍは前記電機Ｇからの電力によ
つて駆動される電動機、Maは前記電動機の回転
速度を検出する速度検出計、Coは前記速度検出
計Ｓ、Maからの信号により電動機Ｍへの電力の
供給を制御するコントローラである。
ステムを示し、図においてＥは断熱エンジン、
EXは断熱エンジンＥの排気マニホールド、INは
吸気マニホールド、Ｔは断熱エンジンＥからの排
気ガスによつて駆動される排気タービン、Ｃは該
排気タービンＴによつて駆動される吸気コンプレ
ツサー、Ｇは同じく該排気タービンＴによつて駆
動される発電機、Ｓは該発電機の回転速度を検出
する速度検出計、Ｍは前記電機Ｇからの電力によ
つて駆動される電動機、Maは前記電動機の回転
速度を検出する速度検出計、Coは前記速度検出
計Ｓ、Maからの信号により電動機Ｍへの電力の
供給を制御するコントローラである。
このような構成により、断熱エンジンＥよりの
高温の排気ガスにより排気タービンＴを駆動し、
該排気タービンＴは得られた出力により吸気コン
プレツサＣを回転してエンジンＥへの過給を行な
うと同時に発電機Ｇを回転させて発電し、その電
力をコントローラCoを介して電動機Ｍへ供給し、
該電動機Ｍを回転させ、その出力はギヤを介して
エンジンＥのクランク軸へ付加されることにな
る。
高温の排気ガスにより排気タービンＴを駆動し、
該排気タービンＴは得られた出力により吸気コン
プレツサＣを回転してエンジンＥへの過給を行な
うと同時に発電機Ｇを回転させて発電し、その電
力をコントローラCoを介して電動機Ｍへ供給し、
該電動機Ｍを回転させ、その出力はギヤを介して
エンジンＥのクランク軸へ付加されることにな
る。
第２図は第１図のシステムに用いられる断熱エ
ンジンＥであり、この場合のエンジンＥはデイー
ゼルエンジンである。
ンジンＥであり、この場合のエンジンＥはデイー
ゼルエンジンである。
図において、１はシリンダヘツド、２はシリン
ダブロツク、３はシリンダライナの上方部とシリ
ンダヘツド内壁部を一体化したヘツドライナ、４
はシリンダライナ、５はピストンヘツド、６はピ
ストンボデイ、７は排（吸）気弁、８は２重ポー
トのインナ、９は２重ポートのアウタ、１０は排
気マニホールド、１１はピストンヘツド５固定用
のボルト、１２，１３は位置決めリング、１５，
１６，１７は断熱ガスケツト、１８は弁案内、１
９は弁案内スリーブ、２０は冷却ノズル、２１
ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは冷却用オイル室６
１，６２はピストンリングである。
ダブロツク、３はシリンダライナの上方部とシリ
ンダヘツド内壁部を一体化したヘツドライナ、４
はシリンダライナ、５はピストンヘツド、６はピ
ストンボデイ、７は排（吸）気弁、８は２重ポー
トのインナ、９は２重ポートのアウタ、１０は排
気マニホールド、１１はピストンヘツド５固定用
のボルト、１２，１３は位置決めリング、１５，
１６，１７は断熱ガスケツト、１８は弁案内、１
９は弁案内スリーブ、２０は冷却ノズル、２１
ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは冷却用オイル室６
１，６２はピストンリングである。
シリンダヘツド１は鋳物で作くられており、そ
の下面より内側に形成されたヘツドライナ嵌入孔
内に断熱用空隙をもつてヘツドライナ３が嵌合さ
れている。
の下面より内側に形成されたヘツドライナ嵌入孔
内に断熱用空隙をもつてヘツドライナ３が嵌合さ
れている。
シリンダボデイ２は鋳物で作くられており、シ
リンダヘツド１が垂下して一体的に形成されたシ
リンダ部分より下側の部分を構成するものであ
り、ピストンの下死点時におけるほぼ全高に亘る
位置に冷却用オイル室２１ａ，２１ｂ，２２ａ，
２２ｂが形成され、内側にはシリンダライナ４が
嵌合されている。そして、シリンダライナ４およ
びヘツドライナ３の内面は両者を組付けた後に同
時加工が行われる。冷却は上下のオイル室の油温
を検知して油の流れをコントロールすることによ
つてピストンリングの潤滑が保証される程度にす
る。
リンダヘツド１が垂下して一体的に形成されたシ
リンダ部分より下側の部分を構成するものであ
り、ピストンの下死点時におけるほぼ全高に亘る
位置に冷却用オイル室２１ａ，２１ｂ，２２ａ，
２２ｂが形成され、内側にはシリンダライナ４が
嵌合されている。そして、シリンダライナ４およ
びヘツドライナ３の内面は両者を組付けた後に同
時加工が行われる。冷却は上下のオイル室の油温
を検知して油の流れをコントロールすることによ
つてピストンリングの潤滑が保証される程度にす
る。
ヘツドライナ３は、シリコンナイトライド
（Si3N4）又はPSZ（Partially Stabilized
Zirconia）等のセラミツクで作製され、シリンダ
ヘツド１への取付は第３図に示すように、ヘツド
ライナ嵌入孔内に断熱用空気をもつて嵌合される
とともに、前記嵌入孔の内壁周面とヘツドライナ
３の側壁外側面との間の上端部位および下端部位
に夫々位置決めリング１２，１３が介在され、か
つ前記嵌入孔の下面とヘツドライナ３の上端面と
の間にはガスケツト１６が介在される。前記位置
決めリング１２，１３のヘツドライナ３の側壁外
周面への嵌合手段としては、圧入、焼ばめ等があ
る。
（Si3N4）又はPSZ（Partially Stabilized
Zirconia）等のセラミツクで作製され、シリンダ
ヘツド１への取付は第３図に示すように、ヘツド
ライナ嵌入孔内に断熱用空気をもつて嵌合される
とともに、前記嵌入孔の内壁周面とヘツドライナ
３の側壁外側面との間の上端部位および下端部位
に夫々位置決めリング１２，１３が介在され、か
つ前記嵌入孔の下面とヘツドライナ３の上端面と
の間にはガスケツト１６が介在される。前記位置
決めリング１２，１３のヘツドライナ３の側壁外
周面への嵌合手段としては、圧入、焼ばめ等があ
る。
そして、前記位置決めリング１２，１３の介在
位置のほゞ中央部位におけるヘツドライナ３の側
壁外周面には第４図に示す如き補強バンド３０が
図示しない固着手段としてのボルトにより締付け
される。３１，３２はその締付け用のボルト挿通
孔を有する一対のフランジ部を示してしる。
位置のほゞ中央部位におけるヘツドライナ３の側
壁外周面には第４図に示す如き補強バンド３０が
図示しない固着手段としてのボルトにより締付け
される。３１，３２はその締付け用のボルト挿通
孔を有する一対のフランジ部を示してしる。
シリンダライナ４はPSZで作くられ、シリンダ
ボデイ２の嵌入孔へは、組立式、鋳込式、焼ば
め、圧入等によつて取付られる。PSZは鋼と同じ
位の弾性を有し、磁気を帯びず、熱膨脹係数が鉄
や鋳鉄と同程度であり、反面熱伝導率はシリコン
ナイトライドの１／４と低く、摩耗にも強い特性
を有している。
ボデイ２の嵌入孔へは、組立式、鋳込式、焼ば
め、圧入等によつて取付られる。PSZは鋼と同じ
位の弾性を有し、磁気を帯びず、熱膨脹係数が鉄
や鋳鉄と同程度であり、反面熱伝導率はシリコン
ナイトライドの１／４と低く、摩耗にも強い特性
を有している。
ピストンヘツド５はナイトライドで作製され、
その中央部を凹ませ、下端外周には段部を形成し
てピストンボデイ６との取付時の位置決めおよび
移動を防ぐようにし、前記中央凹部にはピストン
ボデイ結合用のボルト１１挿通用の孔を設ける。
その中央部を凹ませ、下端外周には段部を形成し
てピストンボデイ６との取付時の位置決めおよび
移動を防ぐようにし、前記中央凹部にはピストン
ボデイ結合用のボルト１１挿通用の孔を設ける。
ピストンボデイ６はアルミニウム合金あるいは
鋳鉄等の金属で作製し、上端外周にはピストンヘ
ツド５下端外周を嵌入させる段部を形成し、上面
中央を上方へ突出させて、該突出部上面をピスト
ンヘツド５の下面に当接させ、該部にピストンヘ
ツド５と一致する孔を形成しボルト１１で両者が
結合される。
鋳鉄等の金属で作製し、上端外周にはピストンヘ
ツド５下端外周を嵌入させる段部を形成し、上面
中央を上方へ突出させて、該突出部上面をピスト
ンヘツド５の下面に当接させ、該部にピストンヘ
ツド５と一致する孔を形成しボルト１１で両者が
結合される。
排（吸）気弁は、その下面がナイトライド又は
PSZで作製されるが、排気弁の方は弁全体をナイ
トライド又はPSZで作製してもよい。また、排気
側の弁案内１８も同様にナイトライド又はPSZで
作製する。
PSZで作製されるが、排気弁の方は弁全体をナイ
トライド又はPSZで作製してもよい。また、排気
側の弁案内１８も同様にナイトライド又はPSZで
作製する。
排気管８，９はステンレス鋼（SUS）の２重
配管とする。
配管とする。
断熱マニホールド１０は耐熱合金で作製する
か、内面にセラミツクを被覆する。
か、内面にセラミツクを被覆する。
ボルト１１は、燃焼室に面する部分はナイトラ
イド又はPSZで覆うようにする。
イド又はPSZで覆うようにする。
位置決めリング１２，１３はコバールや４２ア
ロイで作製するか又はナイトライドで作製しても
よい。
ロイで作製するか又はナイトライドで作製しても
よい。
冷却ノズル２０はセラミツクより作製され、ノ
ズルのまわりに冷却水通路を有するように形成さ
れる。
ズルのまわりに冷却水通路を有するように形成さ
れる。
以上の構成により、断熱エンジンＥで発生する
熱はピストンの作動以外にはシリンダより外部へ
の逃げがなくなり、まだかなりエネルギーを有す
る高温の排気ガスとして排出され、次工程におい
て排気タービンの動力として利用され、そのエネ
ルギーの回収が図られることになる。
熱はピストンの作動以外にはシリンダより外部へ
の逃げがなくなり、まだかなりエネルギーを有す
る高温の排気ガスとして排出され、次工程におい
て排気タービンの動力として利用され、そのエネ
ルギーの回収が図られることになる。
また、補強バンド３０を取付けることにより、
ヘツドライナ３の側壁のガス圧によるタイコ状の
変形が抑制されるとともに、ヘツドライナ３の側
壁中央部位より補強バント３０を介してシリンダ
ヘツド１側に熱伝達が行われるため、ヘツドライ
ナ３の側壁の温度分布が均一化される。
ヘツドライナ３の側壁のガス圧によるタイコ状の
変形が抑制されるとともに、ヘツドライナ３の側
壁中央部位より補強バント３０を介してシリンダ
ヘツド１側に熱伝達が行われるため、ヘツドライ
ナ３の側壁の温度分布が均一化される。
なお、単にリング状のものを取付けた場合は、
ヘツドライナ３の側壁の内面が高温、外周面が低
温となつてヘツドライナ３の側壁の外周面に引張
り応力が作用するおそれがあるため、前記外周面
に引張力を作用させる補強バンドを取付けること
が効果的である。
ヘツドライナ３の側壁の内面が高温、外周面が低
温となつてヘツドライナ３の側壁の外周面に引張
り応力が作用するおそれがあるため、前記外周面
に引張力を作用させる補強バンドを取付けること
が効果的である。
第４図は補強バンド３０単体を示しており、金
属又はPSZ等で作製される。
属又はPSZ等で作製される。
以上詳細に説明したように、本考案の断熱エン
ジンは、シリンダヘツドのヘツドライナ嵌入孔の
いちかべ周面と前記嵌入孔に空隙をもつて嵌入さ
れたセラミツク製ヘツドライナの側壁外周面との
間の上端部位および下端部位に夫々位置決めリン
グを介在させ、前記の両位置決めリングの介在位
置のほゞ中央部位に補強バンドを介在させてなる
ので、ガス圧によるヘツドライナの側壁の変形を
抑制できるとともに、ヘツドライナの側壁の温度
分布を均一化することができ、ヘツドライナの耐
久性を著しく向上せしめた断熱エンジンを提供で
きる効果がある。
ジンは、シリンダヘツドのヘツドライナ嵌入孔の
いちかべ周面と前記嵌入孔に空隙をもつて嵌入さ
れたセラミツク製ヘツドライナの側壁外周面との
間の上端部位および下端部位に夫々位置決めリン
グを介在させ、前記の両位置決めリングの介在位
置のほゞ中央部位に補強バンドを介在させてなる
ので、ガス圧によるヘツドライナの側壁の変形を
抑制できるとともに、ヘツドライナの側壁の温度
分布を均一化することができ、ヘツドライナの耐
久性を著しく向上せしめた断熱エンジンを提供で
きる効果がある。
第１図は本考案断熱エンジンを実施したシステ
ムの構成図、第２図は断熱エンジンの縦断面図、
第３図は補強バンドを装着した状態を示す要部拡
大断面図、第４図は補強バンド単体を示す平面図
である。 １……シリンダヘツド、２……シリンダボデ
イ、３……ヘツドライナ、４……シリンダライ
ナ、１２，１３……位置めリング、３０……補強
バンド、Ｅ……断熱エンジン。
ムの構成図、第２図は断熱エンジンの縦断面図、
第３図は補強バンドを装着した状態を示す要部拡
大断面図、第４図は補強バンド単体を示す平面図
である。 １……シリンダヘツド、２……シリンダボデ
イ、３……ヘツドライナ、４……シリンダライ
ナ、１２，１３……位置めリング、３０……補強
バンド、Ｅ……断熱エンジン。
Claims (1)
- シリンダヘツドのヘツドライナ嵌入孔の内壁周
面と前記嵌入孔に空隙をもつて嵌入されたセラミ
ツク製ヘツドライナの側壁外周面との間の上端部
位および下端部位に夫々位置決めリングを介在さ
せ、前記の両位置決めリングの介在位置のほゞ中
央部位に補強バンドを介在させてなる断熱エンジ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12924183U JPS6036548U (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 断熱エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12924183U JPS6036548U (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 断熱エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036548U JPS6036548U (ja) | 1985-03-13 |
| JPH037561Y2 true JPH037561Y2 (ja) | 1991-02-25 |
Family
ID=30292901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12924183U Granted JPS6036548U (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 断熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036548U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011055423A1 (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの冷却装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6234924A (ja) * | 1985-08-08 | 1987-02-14 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 環状オレフイン共重合体の架橋方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5460104U (ja) * | 1977-10-03 | 1979-04-25 |
-
1983
- 1983-08-20 JP JP12924183U patent/JPS6036548U/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6234924A (ja) * | 1985-08-08 | 1987-02-14 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 環状オレフイン共重合体の架橋方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6036548U (ja) | 1985-03-13 |
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