JPH0424117Y2 - - Google Patents

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JPH0424117Y2
JPH0424117Y2 JP9695784U JP9695784U JPH0424117Y2 JP H0424117 Y2 JPH0424117 Y2 JP H0424117Y2 JP 9695784 U JP9695784 U JP 9695784U JP 9695784 U JP9695784 U JP 9695784U JP H0424117 Y2 JPH0424117 Y2 JP H0424117Y2
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head
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head liner
thin
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案はセラミツクスを利用した内燃機関、詳
しくは金属製のシリンダライナとセラミツクス製
のヘツドライナとの結合部の応力を緩和し、かつ
燃焼ガスの洩れを防止する結合構造に関するもの
である。
[Detailed description of the invention] [Field of industrial application] The present invention is an internal combustion engine using ceramics, specifically, it alleviates the stress at the joint between a metal cylinder liner and a ceramic head liner, and reduces the amount of combustion gas. The present invention relates to a coupling structure that prevents leakage.

[従来の技術] 実開昭55−6479号公報に開示される断熱内燃機
関では、燃焼室の壁部を外部から冷却しないで熱
効率を高めるために、シリンダとピストンの一部
にセラミツクスを用いている。すなわち、ピスト
ンは金属製のピストン本体の上にセラミツクス製
のピストン冠部を重ね合せ、ボルトとナツトによ
り結合している。シリンダについては、ヘツド本
体の下面に結合されるヘツド部とピストンを嵌合
するシリンダ部とを一体に備えたカツプ形のセラ
ミツクス製のヘツドライナを本出願人はすでに出
願している。
[Prior Art] In the adiabatic internal combustion engine disclosed in Utility Model Application Publication No. 55-6479, ceramics are used in parts of the cylinder and piston in order to increase thermal efficiency without cooling the walls of the combustion chamber from the outside. There is. That is, the piston has a piston crown made of ceramic superimposed on a piston body made of metal, and is connected with bolts and nuts. Regarding the cylinder, the present applicant has already filed an application for a cup-shaped head liner made of ceramics that integrally includes a head portion that is connected to the lower surface of the head body and a cylinder portion that fits a piston.

しかし、金属製のシリンダライナの上へガスケ
ツトを挟んでセラミツクス製のヘツドライナを重
ね合せ、ヘツドライナを支持するヘツド本体を、
シリンダライナを支持するシリンダ本体へボルト
により締結するだけでは、重合せ結合部のガスシ
ール性が完全ではなく、機関の運転時、内筒圧に
よりヘツドライナがシリンダライナから浮き上が
り、ガスケツトの面圧が低下し、燃焼ガスが洩れ
る恐れがある。また、多気筒内燃機関の場合は、
各シリンダ間でシリンダライナ、ヘツドライナな
どの部品の寸法差により高さ(シリンダ中心軸線
方向の寸法)に差異が生じると、修正に手数が掛
る。
However, by stacking a ceramic head liner on top of a metal cylinder liner with a gasket in between, the head body that supports the head liner is
Simply tightening the cylinder liner to the cylinder body that supports it with bolts does not provide perfect gas sealing at the overlapping joint, and when the engine is running, the head liner lifts up from the cylinder liner due to internal cylinder pressure, reducing the surface pressure of the gasket. However, there is a risk of combustion gas leaking. In addition, in the case of a multi-cylinder internal combustion engine,
If there is a difference in height (dimension in the cylinder center axis direction) between cylinders due to dimensional differences in parts such as cylinder liners and head liners, it will take time to correct.

セラミツクス材料は脆性が大きく、極端な偏荷
重や大荷重に対し亀裂、破損しやすいので、部品
に寸法誤差があると、多気筒内燃機関の場合にあ
るシリンダではヘツドライナに過大な荷重が作用
し、あるシリンダではガスシールや潤滑油シール
に緩みが生じる恐れがある。
Ceramic materials are highly brittle and easily crack or break under extreme unbalanced or large loads, so if there are dimensional errors in the parts, an excessive load will act on the head liner of a cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine. Some cylinders may have loose gas or lubricant seals.

[考案が解決しようとする問題点] 本考案の目的は上述の問題に鑑み、各シリンダ
のヘツドライナやシリンダライナに寸法誤差があ
つても、組立の際に弾性シール部材により寸法誤
差を吸収し、かつ弾性シール部材の弾性力により
シリンダライナとヘツドライナとの間に〓間が生
じないようにした、シリンダライナとヘツドライ
ナとの結合構造を提供することにある。
[Problems to be solved by the invention] In view of the above-mentioned problems, the purpose of the invention is to absorb the dimensional errors by an elastic sealing member during assembly, even if there is a dimensional error in the head liner or cylinder liner of each cylinder. Another object of the present invention is to provide a coupling structure between a cylinder liner and a head liner in which a gap is not created between the cylinder liner and the head liner due to the elastic force of the elastic sealing member.

[問題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本考案の構成はシ
リンダ本体に嵌合した金属製のシリンダライナと
ヘツド本体に支持したセラミツク製の逆カツプ形
のヘツドライナとの結合部において、ヘツドライ
ナの下端部内周面に大径円筒部を形成し、シリン
ダライナの端部フランジに上方へ突出する薄肉筒
体を形成し、シリンダライナの薄肉筒体をヘツド
ライナの大径円筒部へ嵌合し、端部フランジとヘ
ツドライナとの間に断面筒形の弾性シール部材を
介装したものである。
[Means for solving the problem] In order to achieve the above object, the structure of the present invention combines a metal cylinder liner fitted into the cylinder body and an inverted cup-shaped ceramic head liner supported on the head body. At the section, a large-diameter cylindrical part is formed on the inner peripheral surface of the lower end of the head liner, a thin-walled cylindrical body that protrudes upward is formed on the end flange of the cylinder liner, and the thin-walled cylindrical body of the cylinder liner is connected to the large-diameter cylindrical part of the head liner. An elastic seal member having a cylindrical cross section is interposed between the end flange and the head liner.

[作用] 本考案では、サラミツクス製のヘツドライナの
下端部内周面に形成した大径円筒部に、金属製の
シリンダライナの端部フランジ形成した上方へ突
出する薄肉筒体を嵌合してあり、ヘツドライナが
爆発荷重を受けて上下に変化しても、大径円筒部
と薄肉筒体との間で摺動が生じ、燃焼ガスの洩れ
を防止する。
[Function] In the present invention, a thin-walled cylindrical body formed at the end flange of a metal cylinder liner and projecting upward is fitted into a large-diameter cylindrical part formed on the inner circumferential surface of the lower end of a head liner made of Saramics. Even if the head liner changes up and down due to the explosion load, sliding occurs between the large-diameter cylindrical portion and the thin-walled cylindrical body, preventing combustion gas from leaking.

大径円筒部と薄肉筒体との嵌合部から燃焼ガス
が洩れても、弾性シール部材が最終的に燃焼ガス
の外部への洩れを防止する。
Even if combustion gas leaks from the fitting portion between the large-diameter cylindrical portion and the thin-walled cylindrical body, the elastic seal member ultimately prevents the combustion gas from leaking to the outside.

端部フランジとヘツドライナのとの間に介装し
た弾性シール材は、ヘツドボルトの締付力を受け
て撓み、ヘツドボルトの締付量の誤差を吸収す
る。
The elastic sealing material interposed between the end flange and the head liner flexes in response to the tightening force of the head bolt, thereby absorbing errors in the amount of tightening of the head bolt.

[考案の実施例] 第1図に示すように、本考案による断熱燃焼機
関を構成するピストンは、ピストン本体30と、
ピストン冠部1、両者を結合するボルト2および
ナツト5とから構成される。ピストン本体30は
上半部外周壁に、ピストンリング23aを嵌合す
るリング溝を設けられる。ピストン本体30は下
半部のスカート8の内側に、ピン穴19aを有す
る肉厚のボス部を一体に形成される。スカート8
のピン穴19aはピストンピンにより連接棒41
を連結される。
[Embodiment of the invention] As shown in FIG. 1, a piston constituting an adiabatic combustion engine according to the invention includes a piston body 30,
It consists of a piston crown 1, a bolt 2 and a nut 5 that connect the two. The piston body 30 is provided with a ring groove in the outer circumferential wall of the upper half thereof into which the piston ring 23a is fitted. The piston body 30 is integrally formed with a thick boss portion having a pin hole 19a inside the skirt 8 in the lower half. skirt 8
The pin hole 19a is connected to the connecting rod 41 by a piston pin.
are concatenated.

ピストン本体30は上端面21の外周側に、衝
撃リング20を案内する突条21aを設けられ
る。また、ピストン本体30は上端面21の中央
部に上方へ突出する柱15と、柱15を囲む深い
環状溝17とを形成される。柱15は上端壁にボ
ルト挿通穴14を形成され、上端壁から下側部分
は円筒部18を形成される。
The piston body 30 is provided with a protrusion 21a on the outer peripheral side of the upper end surface 21 for guiding the impact ring 20. Further, the piston body 30 is formed with a column 15 projecting upward at the center of the upper end surface 21 and a deep annular groove 17 surrounding the column 15. The column 15 has a bolt insertion hole 14 formed in its upper end wall, and a cylindrical portion 18 formed below the upper end wall.

セラミツクス製のピストン冠部1は上端面中央
に、燃焼室としての窪み9を設けられ、下端面に
全体の肉厚を均等にする円筒部16を設けられ
る。ピストン冠部1の軸方向の長さを、少なくと
も上死点から燃焼室の温度が最高に達するまでの
ピストンストロークに見合うものとする。
A piston crown 1 made of ceramics is provided with a recess 9 serving as a combustion chamber at the center of its upper end surface, and a cylindrical portion 16 that makes the entire wall thickness uniform is provided at its lower end surface. The axial length of the piston crown 1 is made to correspond to at least the piston stroke from top dead center until the temperature of the combustion chamber reaches its maximum.

ピストン冠部1は窪み9と円筒部16で区画さ
れてる水平な壁部にボルト挿通穴13を設けられ
る。ボルト2は窪み9からピストン冠部1のボル
ト挿通穴13、ピストン本体30のボルト挿通穴
14、円筒部18の内端面へ衝合した離隔筒3、
座金4へ挿通され、かつナツト5を締結される。
ボルト2の締結力によりピストン冠部1は円筒部
16の内端面を、ピストン本体30の柱15へ密
接される。円筒部16と環状溝17の内部は、ピ
ストン冠部1の下端面とピストン本体30の上端
面21との間へ介装した衝撃リング20により密
封される。
A bolt insertion hole 13 is provided in a horizontal wall portion of the piston crown portion 1 that is partitioned by a recess 9 and a cylindrical portion 16. The bolt 2 extends from the recess 9 into the bolt insertion hole 13 of the piston crown 1, the bolt insertion hole 14 of the piston body 30, the separating cylinder 3 that abuts against the inner end surface of the cylindrical portion 18,
It is inserted into the washer 4 and the nut 5 is fastened.
The tightening force of the bolt 2 brings the inner end surface of the cylindrical portion 16 of the piston crown 1 into close contact with the column 15 of the piston body 30. The interior of the cylindrical portion 16 and the annular groove 17 is sealed by an impact ring 20 interposed between the lower end surface of the piston crown portion 1 and the upper end surface 21 of the piston body 30.

上述の構成のよる断熱ピストンは、金属製のシ
リンダライナ40とサラミツクス製のヘツドライ
ナ38とへ嵌合される。ヘツドライナ38は金属
製のヘツド本体31の下面に設けた円筒部36へ
〓間を存在して嵌装され、かつヘツドライナ38
と円筒部36の内端壁の間へガスケツト37を介
装される。すなわち、シリンダライナ40を嵌装
するヘツド本体31を、シリンダ本体へヘツドボ
ルトにより結合することにより、両者の間にシリ
ンダライナ40とヘツドライナ38が挟持され
る。
The insulating piston having the above-described construction is fitted into a metal cylinder liner 40 and a Saramics head liner 38. The head liner 38 is fitted into the cylindrical part 36 provided on the lower surface of the metal head main body 31 with a space between the head liner 38 and the head liner 38.
A gasket 37 is interposed between the inner end wall of the cylindrical portion 36 and the inner end wall of the cylindrical portion 36. That is, by connecting the head body 31 into which the cylinder liner 40 is fitted to the cylinder body with a head bolt, the cylinder liner 40 and the head liner 38 are sandwiched between them.

ヘツド本体31は吸気ポート35に連なりかつ
円筒部36の内端壁から下方へ突出する円筒体4
4を一体に形成される。円筒体44はシールリン
グ34を外挿され、かつヘツドライナ38の吸気
ボート正確には弁座43と一体の位置決め穴へ嵌
合される。図示してないが、同様の円筒体は排気
ポートにも形成され、かつヘツドライナ38の排
気弁用弁座と一体の位置決め穴へ嵌合される。
The head body 31 has a cylindrical body 4 connected to the intake port 35 and protruding downward from the inner end wall of the cylindrical portion 36.
4 are integrally formed. The cylindrical body 44 is fitted with the seal ring 34 and fitted into a positioning hole integral with the intake boat of the head liner 38, or more precisely, the valve seat 43. Although not shown, a similar cylindrical body is also formed at the exhaust port and is fitted into a positioning hole integral with the exhaust valve seat of the head liner 38.

第1図において、燃焼噴射ノズル32は先端部
を、ヘツドライナ38の取付穴から燃焼室へ突出
される。第2図に示すように、本考案によればシ
リンダライナ40の端部フランジ40aに、上方
へ突出する薄肉筒体39を一体に形成される。薄
肉筒体39はセラミツクス製のヘツドライナ38
の下端部内周面に形成した大径円筒部46へ嵌合
される。端部フランジ40aとヘツドライナ38
との間に弾性シール部材42が介装される。好ま
しくは、薄肉筒体39の内周面39aは、上端縁
の方へ至るに従い次第に内径が拡大する円錐面と
される。薄肉筒体39は大径円筒部46へ嵌合さ
れる。
In FIG. 1, the tip of the combustion injection nozzle 32 projects into the combustion chamber through a mounting hole in a head liner 38. As shown in FIG. 2, according to the present invention, a thin-walled cylinder 39 that projects upward is integrally formed on the end flange 40a of the cylinder liner 40. The thin cylinder body 39 is a head liner 38 made of ceramics.
It is fitted into a large diameter cylindrical portion 46 formed on the inner circumferential surface of the lower end. End flange 40a and head liner 38
An elastic seal member 42 is interposed between the two. Preferably, the inner peripheral surface 39a of the thin-walled cylinder 39 is a conical surface whose inner diameter gradually increases toward the upper edge. The thin-walled cylindrical body 39 is fitted into the large-diameter cylindrical portion 46 .

ヘツド本体31へ挿通したヘツドボルトを、シ
リンダライナ40を支持するシリンダ本体へ螺合
することにより、シリンダライナ40とヘツドラ
イナ38との間に弾性シール部材42が挟持され
る。
By screwing the head bolt inserted into the head body 31 into the cylinder body supporting the cylinder liner 40, the elastic seal member 42 is sandwiched between the cylinder liner 40 and the head liner 38.

第2図に示すように、シリンダライナ40の端
部フランジ40aとヘツドライナ38との間に、
弾性シール部材42が介装される。第3図に示す
ように、弾性シール部材42は断面筒形をなす環
状の芯体48に、板ばね49を巻き付けて構成さ
れ、板ばね49のばね力によりヘツドライナ38
に加わる無理な荷重を吸収するよう構成される。
弾性シール部材42はばね定数が小さく、ヘツド
ライナ38とシリンダライナ40との間の〓間の
増減に追随して変形する。
As shown in FIG. 2, between the end flange 40a of the cylinder liner 40 and the head liner 38,
An elastic seal member 42 is interposed. As shown in FIG. 3, the elastic sealing member 42 is constructed by wrapping a leaf spring 49 around an annular core body 48 having a cylindrical cross section.
Constructed to absorb unreasonable loads applied to the
The elastic seal member 42 has a small spring constant and deforms following the increase or decrease in the distance between the head liner 38 and the cylinder liner 40.

次に、本考案によるシリンダライナとヘツドラ
イナとの結合構造の作用について説明する。ヘツ
ドライナ38とシリンダライナ40の寸法(特に
高さ)誤差は、ヘツドライナ38とシリンダライ
ナ40の結合部に介装した弾性シール部材42の
弾性変形により吸収され、セラミツクス製のヘツ
ドライナ38は過大な応力を受けない。
Next, the operation of the coupling structure between the cylinder liner and the head liner according to the present invention will be explained. Dimension (especially height) errors between the head liner 38 and cylinder liner 40 are absorbed by elastic deformation of the elastic seal member 42 interposed at the joint between the head liner 38 and cylinder liner 40, and the head liner 38 made of ceramics absorbs excessive stress. I don't accept it.

シリンダライナ40の端部フランジ40aから
上方へ突出する薄肉筒体39は、ヘツドライナ3
8の下端部の大径円筒部46へ嵌合され、シリン
ダ内部を完全にシールする。
The thin-walled cylindrical body 39 that projects upward from the end flange 40a of the cylinder liner 40 is connected to the head liner 3.
It is fitted into the large diameter cylindrical part 46 at the lower end of the cylinder 8, completely sealing the inside of the cylinder.

内燃機関の運転時、ヘツドライナ38が筒内圧
を受けて上下の変位しても、ヘツドライナ38と
シリンダライナ40と〓間は弾性シール部材42
によりシールされる。
During operation of the internal combustion engine, even if the head liner 38 is displaced vertically due to cylinder pressure, an elastic seal member 42 is provided between the head liner 38 and the cylinder liner 40.
Sealed by.

[考案の効果] 本考案では、セラミツクス製のヘツドライナの
下端部内周面に形成した大径円筒部に、金属製の
シリンダライナの端部フランジに形成した上方へ
突出する薄肉筒体を嵌合してあり、ヘツドライナ
が爆発荷重を受けて上下に変位しても、大径円筒
部と薄肉筒体との間で摺動が生じ、燃焼ガスの洩
れを防止する。
[Effects of the invention] In the present invention, a thin-walled cylinder formed on the end flange of a metal cylinder liner and protruding upward is fitted into a large-diameter cylinder formed on the inner peripheral surface of the lower end of a ceramic head liner. Even if the head liner is displaced up and down under an explosive load, sliding will occur between the large-diameter cylindrical portion and the thin-walled cylindrical body, preventing combustion gas from leaking.

大径円筒部と薄肉筒体との嵌合部から燃焼ガス
が洩れても、弾性シール部材が最終的に燃焼ガス
の外部への洩れを防止する。
Even if combustion gas leaks from the fitting portion between the large-diameter cylindrical portion and the thin-walled cylindrical body, the elastic seal member ultimately prevents the combustion gas from leaking to the outside.

端部フランジとヘツドライナのとの間に介装し
た弾性シール材は、ヘツドボルトの締付力を受け
て撓み、ヘツドボルトの締付量の誤差を吸収す
る。また、弾性シール材はヘツドライナとシリン
ダライナの寸法誤差を吸収し、ヘツドライナが過
大な応力を受けないようにする。
The elastic sealing material interposed between the end flange and the head liner flexes in response to the tightening force of the head bolt, thereby absorbing errors in the amount of tightening of the head bolt. Additionally, the resilient seal material absorbs dimensional tolerances between the head liner and cylinder liner and prevents the head liner from being subjected to excessive stress.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案に係るシリンダライナとヘツド
ライナとの結合構造の正面断面図、第2図は同要
部を拡大して示す正面断面図、第3図は弾性シー
ル部材の正面断面図である。 31……ヘツド本体、39……薄肉筒体、40
……シリンダライナ、40a……端部フランジ、
42……弾性シール部材、46……大径円筒部。
FIG. 1 is a front cross-sectional view of a coupling structure between a cylinder liner and a head liner according to the present invention, FIG. 2 is a front cross-sectional view showing an enlarged view of the same essential parts, and FIG. 3 is a front cross-sectional view of an elastic seal member. . 31...Head body, 39...Thin wall cylinder, 40
... Cylinder liner, 40a ... End flange,
42...Elastic sealing member, 46...Large diameter cylindrical portion.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] シリンダ本体に嵌合した金属性のシリンダライ
ナとヘツド本体に支持したセラミツク製の逆カツ
プ形のヘツドライナとの結合部において、ヘツド
ライナの下端部内周面に大径円筒部を形成し、シ
リンダライナの端部フランジ上方へ突出する薄肉
筒体を形成し、シリンダライナの薄肉筒体をヘツ
ドライナの大径円筒部へ嵌合し、端部フランジと
ヘツドライナとの間に断面筒形の弾性シール部材
を介装したことを特徴とする、シリンダライナと
ヘツドライナとの結合構造。
At the joint between the metal cylinder liner fitted into the cylinder body and the inverted cup-shaped head liner made of ceramic supported on the head body, a large diameter cylindrical part is formed on the inner peripheral surface of the lower end of the head liner, and the end of the cylinder liner is A thin-walled cylindrical body is formed that protrudes upward from the end flange, the thin-walled cylindrical body of the cylinder liner is fitted into the large-diameter cylindrical part of the head liner, and an elastic sealing member with a cylindrical cross section is interposed between the end flange and the head liner. A joint structure between a cylinder liner and a head liner.
JP9695784U 1984-06-29 1984-06-29 Connection structure between cylinder liner and head liner Granted JPS6112960U (en)

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