JPH0526024B2 - - Google Patents
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- JPH0526024B2 JPH0526024B2 JP58151885A JP15188583A JPH0526024B2 JP H0526024 B2 JPH0526024 B2 JP H0526024B2 JP 58151885 A JP58151885 A JP 58151885A JP 15188583 A JP15188583 A JP 15188583A JP H0526024 B2 JPH0526024 B2 JP H0526024B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は断熱エンジンに関し、特に、断熱エン
ジンのライナーヘツドおよびシリンダライナに関
する。
ジンのライナーヘツドおよびシリンダライナに関
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
の工夫が行われてきているが、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
の工夫が行われてきているが、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き
ている。しかし、これらセラミツクを用いたもの
は単に材料を置換した程度のものにすぎず、材料
の有する断熱特性以外のものは何ら利用されるも
のではなかつた。したがつて、セラミツク材を用
いた断熱効果による多少の熱効率の向上が得られ
る程度であつた。
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き
ている。しかし、これらセラミツクを用いたもの
は単に材料を置換した程度のものにすぎず、材料
の有する断熱特性以外のものは何ら利用されるも
のではなかつた。したがつて、セラミツク材を用
いた断熱効果による多少の熱効率の向上が得られ
る程度であつた。
また、一般に内燃機関の燃焼において、壁面温
度の低い運転条件では燃焼室近傍における壁面の
冷却効果による消炎現象が生じ、未燃焼の混合気
が壁面上に滞留して、未燃焼炭化水素を多く含む
消炎層を形成し、それが機関の排気行程において
排出されることによつて、排気ガス中に多量の炭
化水素を含有させ、さらに、前記未燃焼炭化水素
の一部は熱分解や重合を起こして燃焼室壁面やピ
ストン頭頂面に付着しデポジツトを形成し、干渉
又は焼付を発生させることともなる。従つて、従
来のセラミツク材に単に置換した程度のエンジン
においては、このような問題も大幅に改善するも
ではなかつた。
度の低い運転条件では燃焼室近傍における壁面の
冷却効果による消炎現象が生じ、未燃焼の混合気
が壁面上に滞留して、未燃焼炭化水素を多く含む
消炎層を形成し、それが機関の排気行程において
排出されることによつて、排気ガス中に多量の炭
化水素を含有させ、さらに、前記未燃焼炭化水素
の一部は熱分解や重合を起こして燃焼室壁面やピ
ストン頭頂面に付着しデポジツトを形成し、干渉
又は焼付を発生させることともなる。従つて、従
来のセラミツク材に単に置換した程度のエンジン
においては、このような問題も大幅に改善するも
ではなかつた。
さらに、従来セラミツクエンジン、例えば特開
昭57−59018号公報に記載されているセラミツク
エンジンにおいては、燃焼室壁全体がセラミツク
製であるが、ピストンシリンダがピストンのヘツ
ド部に近いところに設けられている。これは、現
実には該位置にあつたのではセラミツクエンジン
のように高温になるものでは従来手段の摺動は行
い得ず、固体潤滑か何らかの手段で解決されるだ
ろうとの前提のもとにそのような位置に持つてき
ていると思われる。
昭57−59018号公報に記載されているセラミツク
エンジンにおいては、燃焼室壁全体がセラミツク
製であるが、ピストンシリンダがピストンのヘツ
ド部に近いところに設けられている。これは、現
実には該位置にあつたのではセラミツクエンジン
のように高温になるものでは従来手段の摺動は行
い得ず、固体潤滑か何らかの手段で解決されるだ
ろうとの前提のもとにそのような位置に持つてき
ていると思われる。
このような従来の材料置換程度の断熱エンジン
では熱効率の改善効果も少なく、排気ガス中の炭
化水素の減少も多くは期待できず、かつデポジツ
トを発生し易く、しかも潤滑上の問題もからみ実
際には作動し得ないエンジンとなつている。
では熱効率の改善効果も少なく、排気ガス中の炭
化水素の減少も多くは期待できず、かつデポジツ
トを発生し易く、しかも潤滑上の問題もからみ実
際には作動し得ないエンジンとなつている。
そこで、本発明はこのようなエンジンにおける
シリンダヘツドとシリンダライナとのシール部の
断熱上の問題を解決し、また、ピストンの円滑な
作動を行わせるシリンダライナを得ることがその
目的である。
シリンダヘツドとシリンダライナとのシール部の
断熱上の問題を解決し、また、ピストンの円滑な
作動を行わせるシリンダライナを得ることがその
目的である。
本発明は上述のような発明の目的を達成するた
めに、シリンダヘツドに形成された円筒部内に、
上記シリンダヘツドと間〓を設けて嵌合された窒
化珪素セラミツクからなるライナーヘツドと、上
記ライナーヘツドの下端に接続して配設され、か
つ上記ライナーヘツドよりも摺動特性に優れたジ
ルコニアセラミツクからなるシリンダライナと、
窒化珪素セラミツクからなるピストンヘツドを有
しかつ上記シリンダ内を往復摺動するピストン
と、上記シリンダライナを囲繞するようにシリン
ダボデイに形成された冷却用オイル室と、上記冷
却用オイル室の油温を検知し、油温をピストンの
摺動時の潤滑が保証される温度にコントロールす
るコントロール手段とを有することを特徴とする
断熱エンジンを提供する。
めに、シリンダヘツドに形成された円筒部内に、
上記シリンダヘツドと間〓を設けて嵌合された窒
化珪素セラミツクからなるライナーヘツドと、上
記ライナーヘツドの下端に接続して配設され、か
つ上記ライナーヘツドよりも摺動特性に優れたジ
ルコニアセラミツクからなるシリンダライナと、
窒化珪素セラミツクからなるピストンヘツドを有
しかつ上記シリンダ内を往復摺動するピストン
と、上記シリンダライナを囲繞するようにシリン
ダボデイに形成された冷却用オイル室と、上記冷
却用オイル室の油温を検知し、油温をピストンの
摺動時の潤滑が保証される温度にコントロールす
るコントロール手段とを有することを特徴とする
断熱エンジンを提供する。
上記構成をする本発明の断熱エンジンの作用
は、次の通りである。
は、次の通りである。
即ち、シリンダヘツドに間〓を設けて嵌合され
たヘツドライナ、シリンダライナおよびピストン
ヘツドを全てセラミツクにするとともに、その接
続部を断熱構造としたので、排気ガスを高温で排
出し、排気ガスで排気タービンを回転させ、排気
クービンにおいて排気ガスのエネルギを回収し、
電動機を介してクランク軸にトルクを伝達するこ
とにより、大幅なエンジンの熱効率の向上が図れ
る。
たヘツドライナ、シリンダライナおよびピストン
ヘツドを全てセラミツクにするとともに、その接
続部を断熱構造としたので、排気ガスを高温で排
出し、排気ガスで排気タービンを回転させ、排気
クービンにおいて排気ガスのエネルギを回収し、
電動機を介してクランク軸にトルクを伝達するこ
とにより、大幅なエンジンの熱効率の向上が図れ
る。
さらに、シリンダライナをライナーヘツドより
も摺動特性に優れたジルコニアセラミツクにした
ので、シリンダライナの耐久性を向上させること
ができる。
も摺動特性に優れたジルコニアセラミツクにした
ので、シリンダライナの耐久性を向上させること
ができる。
また、上記シリンダライナを囲繞するように、
シリンダボデイに冷却用オイル室を形成し、かつ
オイル室の油温を検知し、油温ピストンの摺動時
の潤滑が保証される温度にコントロールするよう
にしたので、燃焼室の高温化にも拘わらずピスト
ンの円滑な往復摺動作用が得られるとともに、シ
リンダライナの耐久性の向上が図れる。
シリンダボデイに冷却用オイル室を形成し、かつ
オイル室の油温を検知し、油温ピストンの摺動時
の潤滑が保証される温度にコントロールするよう
にしたので、燃焼室の高温化にも拘わらずピスト
ンの円滑な往復摺動作用が得られるとともに、シ
リンダライナの耐久性の向上が図れる。
次に本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明に係る断熱エンジンを用いた断
熱エンジンシステムを示す構成図であり、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、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
記発電機Ｇからの電力によつて駆動される電動
機、Maは該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および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。
熱エンジンシステムを示す構成図であり、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、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
記発電機Ｇからの電力によつて駆動される電動
機、Maは該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および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、エンジンＥより排出さ
れ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。
れ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本発明
の断熱エンジンの断面図である。
の断熱エンジンの断面図である。
図において、１はシリンダヘツド、２はシリン
ダボデイ、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ライナーヘツド、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は燃料噴射ノズル、２
１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは冷却用オイル
室、６１，６２はピストンリングである。
ダボデイ、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ライナーヘツド、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は燃料噴射ノズル、２
１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは冷却用オイル
室、６１，６２はピストンリングである。
シリンダヘツド１は鋳物で製造されており、シ
リンダの上方部分１ａも一体に形成し、その内側
の円筒部１′内にシリンダヘツド内壁部とシリン
ダライナ上方部を一体に形成したライナーヘツド
３を、間〓を設けて嵌合する。
リンダの上方部分１ａも一体に形成し、その内側
の円筒部１′内にシリンダヘツド内壁部とシリン
ダライナ上方部を一体に形成したライナーヘツド
３を、間〓を設けて嵌合する。
シリンダボデイ２は鋳物で製造し、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の
上方部分１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を形成し、内側にはシリンダライナ４を嵌
合する。そして、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ラCo等によりコ
ントロールすることによつてピストン、特にピス
トンリング６１，６２の潤滑が保証される程度に
する。
ツド１が垂下して一体的に形成されたシリンダの
上方部分１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を形成し、内側にはシリンダライナ４を嵌
合する。そして、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ラCo等によりコ
ントロールすることによつてピストン、特にピス
トンリング６１，６２の潤滑が保証される程度に
する。
ライナーヘツド３は窒化珪素（Si3N4）セラミ
ツクで製作され、シリンダヘツド内壁部をシリン
ダライナの上方部へ設け、ライナーヘツド３のシ
リンダヘツド１への取付は位置決めリング１２，
１３およびガスケツト１６を介在して該シリンダ
ヘツド１へ嵌合される。嵌合手段としては、圧
入、焼ばめ等がある。
ツクで製作され、シリンダヘツド内壁部をシリン
ダライナの上方部へ設け、ライナーヘツド３のシ
リンダヘツド１への取付は位置決めリング１２，
１３およびガスケツト１６を介在して該シリンダ
ヘツド１へ嵌合される。嵌合手段としては、圧
入、焼ばめ等がある。
シリンダライナ４はジルコニアセラミツク
（ZrO2）で製作され、シリンダボデイ２へ組立
式、鋳込式、焼ばめ、圧入等によつて取付られ
る。ジルコニアセラミツクは鋼と同程度の弾性を
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、反面熱伝導率は窒化珪素の1/4と低
く、摩耗にも強い特性を有している。
（ZrO2）で製作され、シリンダボデイ２へ組立
式、鋳込式、焼ばめ、圧入等によつて取付られ
る。ジルコニアセラミツクは鋼と同程度の弾性を
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、反面熱伝導率は窒化珪素の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はシリコンナイトライド即ち
窒化珪素セラミツクで製作し、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。
窒化珪素セラミツクで製作し、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
鋳鉄等の金属で作成し、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で両者を
結合する。
鋳鉄等の金属で作成し、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で両者を
結合する。
排（吸）気弁７はその下面を窒化珪素又はジル
コニアセラミツクで作成するが、排気弁の方は弁
全体を窒化珪素又はジルコニアセラミツクで作成
してもよい。また排気側の弁案内１８も同様に窒
化珪素又はジルコニアセラミツクで作成する。
コニアセラミツクで作成するが、排気弁の方は弁
全体を窒化珪素又はジルコニアセラミツクで作成
してもよい。また排気側の弁案内１８も同様に窒
化珪素又はジルコニアセラミツクで作成する。
排気管８，９はステンレス鋼（SUS）２重配
管とする。
管とする。
断熱マニホールド１０は断熱合金で作成する
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窒化珪素
又はジルコニアセラミツクで覆うようにする。
又はジルコニアセラミツクで覆うようにする。
位置決めリング１２，１３はコバール又は42ア
ロイで作成するが、窒化珪素で作成することもで
きる。
ロイで作成するが、窒化珪素で作成することもで
きる。
燃料噴射ノズル２０はセラミツクより作成さ
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。
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。
以上の第２図の構成により、エンジンで発生す
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、まだかなりのエネルギを有
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
ネルギの回収が図られることになる。
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、まだかなりのエネルギを有
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
ネルギの回収が図られることになる。
第３図はライナーヘツドおよびシリンダライナ
の断面図であり、該ライナーヘツドおよびシリン
ダライナは前述の構成を有し、それぞれ前述の材
料より製作されている。
の断面図であり、該ライナーヘツドおよびシリン
ダライナは前述の構成を有し、それぞれ前述の材
料より製作されている。
シリンダヘツドとシリンダライナの接合部を分
離した形式にすると、該接合部には組付時大きな
力、例えば50〜70Kgの力を加える必要があると同
時に、該部分を通して熱伝達の防止も図らなけれ
ばならない。ところが前記のような大きな力を加
えると、熱伝達の防止をするために設けた断熱ガ
スケツトは圧縮されて熱伝導が良くなり、その断
熱効果が失われることになる。これを図のように
シリンダヘツドの内壁部とシリンダライナの上方
部を一体に形成することによつて、シリンダボデ
イ２およびシリンダライナ４と上記シリンダヘツ
ド１およびライナーヘツド３との接合は組付力の
小さな、例えば５〜10Kgの箇所で行うことがで
き、断熱のためのガスケツトに大きな圧縮力を加
えないで済むことになる。
離した形式にすると、該接合部には組付時大きな
力、例えば50〜70Kgの力を加える必要があると同
時に、該部分を通して熱伝達の防止も図らなけれ
ばならない。ところが前記のような大きな力を加
えると、熱伝達の防止をするために設けた断熱ガ
スケツトは圧縮されて熱伝導が良くなり、その断
熱効果が失われることになる。これを図のように
シリンダヘツドの内壁部とシリンダライナの上方
部を一体に形成することによつて、シリンダボデ
イ２およびシリンダライナ４と上記シリンダヘツ
ド１およびライナーヘツド３との接合は組付力の
小さな、例えば５〜10Kgの箇所で行うことがで
き、断熱のためのガスケツトに大きな圧縮力を加
えないで済むことになる。
シリンダライナ４は前述のようにジルコニアセ
ラミツクで製作されているので、ピストンの衝撃
力が作用しても従来の鋼製のシリンダライナと同
様に該衝撃力に十分対応し得るものである。ま
た、ジルコニアセラミツクと窒化珪素とは双方と
もセラミツクであり金属とセラミツクの様に熱膨
脹係数が大きな開きがあるものとは異なり、低温
時と高温時とで、ライナーヘツドとシリンダライ
ナの内径が殆ど変化がない。したがつて両者を組
付けた状態に於いてシリンダライナ内面の同時加
工を行うことにより両者が当接するシリンダライ
ナ部においてもピストンの作動は何ら支障なく行
いうるものである。
ラミツクで製作されているので、ピストンの衝撃
力が作用しても従来の鋼製のシリンダライナと同
様に該衝撃力に十分対応し得るものである。ま
た、ジルコニアセラミツクと窒化珪素とは双方と
もセラミツクであり金属とセラミツクの様に熱膨
脹係数が大きな開きがあるものとは異なり、低温
時と高温時とで、ライナーヘツドとシリンダライ
ナの内径が殆ど変化がない。したがつて両者を組
付けた状態に於いてシリンダライナ内面の同時加
工を行うことにより両者が当接するシリンダライ
ナ部においてもピストンの作動は何ら支障なく行
いうるものである。
上述のように、本発明の断熱エンジンは、シリ
ンダヘツドに形成された円筒部内に、上記シリン
ダヘツドと間〓を設けて嵌合された窒化珪素セラ
ミツクからなるライナーヘツドと、上記ライナー
ヘツドの下端に接続して配設され、かつ上記ライ
ナーヘツドよりも摺動特性に優れたジルコニアセ
ラミツクからなるシリンダライナーと、窒化珪素
セラミツクからなるピストンヘツドを有しかつ上
記シリンダ内を往復摺動するピストンと、上記シ
リンダライナを囲繞するようにシリンダボデイに
形成された冷却用オイル室と、上記冷却用オイル
室の油温を検知し、油温をピストンの摺動時の潤
滑が保証される温度にコントロールするコントロ
ール手段とを有することを特徴とするので、以下
のような効果がある。
ンダヘツドに形成された円筒部内に、上記シリン
ダヘツドと間〓を設けて嵌合された窒化珪素セラ
ミツクからなるライナーヘツドと、上記ライナー
ヘツドの下端に接続して配設され、かつ上記ライ
ナーヘツドよりも摺動特性に優れたジルコニアセ
ラミツクからなるシリンダライナーと、窒化珪素
セラミツクからなるピストンヘツドを有しかつ上
記シリンダ内を往復摺動するピストンと、上記シ
リンダライナを囲繞するようにシリンダボデイに
形成された冷却用オイル室と、上記冷却用オイル
室の油温を検知し、油温をピストンの摺動時の潤
滑が保証される温度にコントロールするコントロ
ール手段とを有することを特徴とするので、以下
のような効果がある。
先ず、ライナーヘツドを窒化珪素で製作し、シ
リンダのシリンダライナをジルコニアセラミツク
で製作し、組付後両者を同時加工するようにした
ので、シリンダライナの接合部における組付力は
小さくて済むことになり、断熱ガスケツトに大き
な圧縮力が作用せず該断熱ガスケツトによる断熱
効果が十分に得られる。また、ジルコニアセラミ
ツクと窒化珪素は低温時と高温時とで、ライナー
ヘツドとシリンダライナの内径が殆ど変化がな
い。したがつてシリンダヘツドとシリンダライナ
の両者の接合部において一体のものと何ら変わり
なく加工を行うことができるので、ピストンは何
ら支障なくその作動をすることが出来ることにな
る。
リンダのシリンダライナをジルコニアセラミツク
で製作し、組付後両者を同時加工するようにした
ので、シリンダライナの接合部における組付力は
小さくて済むことになり、断熱ガスケツトに大き
な圧縮力が作用せず該断熱ガスケツトによる断熱
効果が十分に得られる。また、ジルコニアセラミ
ツクと窒化珪素は低温時と高温時とで、ライナー
ヘツドとシリンダライナの内径が殆ど変化がな
い。したがつてシリンダヘツドとシリンダライナ
の両者の接合部において一体のものと何ら変わり
なく加工を行うことができるので、ピストンは何
ら支障なくその作動をすることが出来ることにな
る。
また、シリンダヘツドに間〓を設けて嵌合され
たヘツドライナ、シリンダライナおよびピストン
ヘツドを全てセラミツクにするとともに、その接
続部を断熱構造としたので、排気ガスを高温で排
出し、排気ガスで排気タービンを回転させ、排気
タービンにおいて排気ガスのエネルギを回収し、
電動機等を介してクランク軸にトルクを伝達する
ことにより、大幅なエンジンの熱効率の向上を図
ることができる。
たヘツドライナ、シリンダライナおよびピストン
ヘツドを全てセラミツクにするとともに、その接
続部を断熱構造としたので、排気ガスを高温で排
出し、排気ガスで排気タービンを回転させ、排気
タービンにおいて排気ガスのエネルギを回収し、
電動機等を介してクランク軸にトルクを伝達する
ことにより、大幅なエンジンの熱効率の向上を図
ることができる。
さらに、シリンダライナをライナーヘツドより
も摺動特性に優れたジルコニアセラミツクにした
ので、シリンダライナの耐久性を向上させること
ができる。
も摺動特性に優れたジルコニアセラミツクにした
ので、シリンダライナの耐久性を向上させること
ができる。
また、上記シリンダライナを囲繞するように、
シリンダボデイに冷却用オイル室を形成し、かつ
オイル室の油温を検知し、油温をピストンの摺動
時の潤滑が保証される温度にコントロールするよ
うにしたので、燃焼室の高温化にも拘わらずピス
トンの円滑な往復摺動作用が得られるとともに、
シリンダライナの耐久性を向上させることができ
る。
シリンダボデイに冷却用オイル室を形成し、かつ
オイル室の油温を検知し、油温をピストンの摺動
時の潤滑が保証される温度にコントロールするよ
うにしたので、燃焼室の高温化にも拘わらずピス
トンの円滑な往復摺動作用が得られるとともに、
シリンダライナの耐久性を向上させることができ
る。
さらに、冷却用オイル室のオイルは、エンジン
の潤滑用オイルをそのまま併用することができる
とともに、少なくともシリンダボデイ側の冷却水
による冷却系統の装置、部品を廃止することがで
き、冷却系の構成の簡潔化とエンジンの軽量化を
図ることができる。
の潤滑用オイルをそのまま併用することができる
とともに、少なくともシリンダボデイ側の冷却水
による冷却系統の装置、部品を廃止することがで
き、冷却系の構成の簡潔化とエンジンの軽量化を
図ることができる。
第１図はシステムの構成図、第２図は断熱エン
ジンの断面図、第３図は第２図の要部拡大断面図
である。 １……シリンダヘツド、１′……円筒部、２…
…シリンダボデイ、３……ライナーヘツド、４…
…シリンダライナ、５……ピストンヘツド、６…
…ピストンボデイ、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２
２ｂ……冷却用オイル室。
ジンの断面図、第３図は第２図の要部拡大断面図
である。 １……シリンダヘツド、１′……円筒部、２…
…シリンダボデイ、３……ライナーヘツド、４…
…シリンダライナ、５……ピストンヘツド、６…
…ピストンボデイ、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２
２ｂ……冷却用オイル室。
Claims (1)
- １ シリンダヘツドに形成された円筒部内に、上
記シリンダヘツドと間〓を設けて嵌合された窒化
珪素セラミツクからなるライナーヘツドと、上記
ライナーヘツドの下端に接続して配設され、かつ
上記ライナーヘツドよりも摺動特性に優れたジル
コニアセラミツクからなるシリンダライナと、窒
化珪素セラミツクからなるピストンヘツドを有し
かつ上記シリンダ内を往復摺動するピストンと、
上記シリンダライナを囲繞するようにシリンダボ
デイに形成された冷却用オイル室と、上記冷却用
オイル室の油温を検知し、油温をピストンの摺動
時の潤滑が保証される温度にコントロールするコ
ントロール手段とを有することを特徴とする断熱
エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15188583A JPS6043152A (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 断熱エンジンのライナ−ヘツドおよびシリンダライナ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15188583A JPS6043152A (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 断熱エンジンのライナ−ヘツドおよびシリンダライナ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043152A JPS6043152A (ja) | 1985-03-07 |
| JPH0526024B2 true JPH0526024B2 (ja) | 1993-04-14 |
Family
ID=15528328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15188583A Granted JPS6043152A (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 断熱エンジンのライナ−ヘツドおよびシリンダライナ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043152A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5033427A (en) * | 1987-05-30 | 1991-07-23 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating engine structure |
| JP2526100B2 (ja) * | 1988-07-18 | 1996-08-21 | 株式会社 いすゞセラミックス研究所 | 過給機の制御装置 |
| JPH07119543A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | 遮熱エンジンの構造 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759018A (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-09 | Hitachi Ltd | Engine for automobile |
| JPS5776364A (en) * | 1980-10-28 | 1982-05-13 | Yamaha Motor Co Ltd | Cylinder block integrated with cylinder head |
| JPS5872652A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-30 | Yamaha Motor Co Ltd | 内燃機関 |
| JPS6018621A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 撓み軸継手装置 |
| JPS6019955U (ja) * | 1983-07-19 | 1985-02-12 | 海上電機株式会社 | 光電式濃度計 |
-
1983
- 1983-08-20 JP JP15188583A patent/JPS6043152A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759018A (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-09 | Hitachi Ltd | Engine for automobile |
| JPS5776364A (en) * | 1980-10-28 | 1982-05-13 | Yamaha Motor Co Ltd | Cylinder block integrated with cylinder head |
| JPS5872652A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-30 | Yamaha Motor Co Ltd | 内燃機関 |
| JPS6018621A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 撓み軸継手装置 |
| JPS6019955U (ja) * | 1983-07-19 | 1985-02-12 | 海上電機株式会社 | 光電式濃度計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6043152A (ja) | 1985-03-07 |
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