JPH08144845A - Structure of thermal insulation engine - Google Patents

Structure of thermal insulation engine

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Publication number
JPH08144845A
JPH08144845A JP6302727A JP30272794A JPH08144845A JP H08144845 A JPH08144845 A JP H08144845A JP 6302727 A JP6302727 A JP 6302727A JP 30272794 A JP30272794 A JP 30272794A JP H08144845 A JPH08144845 A JP H08144845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat shield
heat
head
chamber
sub
Prior art date
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Pending
Application number
JP6302727A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP6302727A priority Critical patent/JPH08144845A/en
Publication of JPH08144845A publication Critical patent/JPH08144845A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE: To heighten the thermal insulating rate of a combustion chamber in the structure of a thermal insulation engine. CONSTITUTION: A thermal insulation engine is formed by arranging a subchamber wall body 9 and a head liner 10 with a thermal insulation body 6 inserted between cavities 16, 17 formed in a cylinder head 4. The thermal insulation body 6 is composed of heat resisting metal bodies 7, 8 where the insides are formed into a vacuum layer 12 and a radiant heat shield-coated layer is formed on its inner face; and a metal wire 11 arranged inside the vacuum layer 12 to keep the shape of the heat resisting metal bodies 7, 8. A thermal insulation air layer 20 is formed in the cavities 16, 17 of the cylinder head 4 for arranging the thermal insulation body 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドのキ
ャビティに遮熱体を介在させて燃焼室を構成した遮熱エ
ンジンの構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a heat shield engine in which a heat shield is interposed in a cavity of a cylinder head to form a combustion chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、断熱エンジンについては、例え
ば、特開昭59−122765号公報に開示されたもの
がある。該断熱エンジンは、シリンダライナ上方部を有
するセラミック製ライナヘッドをシリンダヘッドの内側
に嵌合したものである。前記ライナヘッドは、シリンダ
ヘッド内壁部とシリンダライナ上方部とを一体に形成
し、ライナヘッドの該シリンダライナ上方部を下部のシ
リンダライナとは別部材として形成されている。また、
ライナヘッドをシリンダヘッドに取り付けるには、位置
決めガスケットを介してライナヘッドをシリンダヘッド
のキャビティに空気層を形成した状態に圧入、焼嵌め等
により嵌合して達成している。上記断熱エンジンは、上
記空気層の存在で熱の逃げが低減されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an adiabatic engine is disclosed in JP-A-59-122765. The heat insulation engine has a ceramic liner head having an upper portion of a cylinder liner fitted inside the cylinder head. The liner head is formed by integrally forming a cylinder head inner wall portion and a cylinder liner upper portion, and the cylinder liner upper portion of the liner head is formed as a member different from a lower cylinder liner. Also,
To attach the liner head to the cylinder head, the liner head is fitted into the cavity of the cylinder head through a positioning gasket by press fitting, shrink fitting or the like in a state where an air layer is formed. The adiabatic engine has reduced heat escape due to the presence of the air layer.

【0003】また、本出願人は、遮熱ガスケット及び該
遮熱ガスケットを介在させた燃焼室構造を開発して特願
平5−96533号として先に出願した。該遮熱ガスケ
ットは、第1部材と第2部材との間の隙間を密封するた
め両者間に配置されるガスケットをセラミックスで作製
すると共に、ガスケットの熱通過率を小さくした構造に
構成し、高温部から低温部への熱流を低減させ、燃焼室
等の高温部の遮熱度を向上させたものである。また、該
遮熱ガスケットを用いた燃焼室構造は、シリンダヘッド
に形成した穴部に配置されたセラミックスから成る燃焼
室壁体を有し、該燃焼室壁体を前記シリンダヘッドの前
記穴部に前記遮熱ガスケットを介在して配置し、該遮熱
ガスケットを少なくとも2つのガスケット部材から構成
し、前記各ガスケット部材を互いに対向状態に積層し、
前記各ガスケット部材の各対向面に多数の凹部と凸部と
を形成し、前記各ガスケット部材の対向接触面積を低減
して遮熱度を向上させたものである。
Further, the present applicant has previously developed a heat shield gasket and a combustion chamber structure in which the heat shield gasket is interposed, and filed as Japanese Patent Application No. 5-96533. In order to seal the gap between the first member and the second member, the heat shield gasket is made of ceramics as the gasket disposed between the first member and the second member, and has a structure in which the heat transfer coefficient of the gasket is made small. The heat flow from the low temperature part to the low temperature part is reduced, and the heat insulation of the high temperature part such as the combustion chamber is improved. Further, a combustion chamber structure using the heat shield gasket has a combustion chamber wall body made of ceramics arranged in a hole formed in the cylinder head, and the combustion chamber wall body is provided in the hole part of the cylinder head. The heat shield gasket is disposed with the heat shield gasket interposed, the heat shield gasket is composed of at least two gasket members, and the gasket members are laminated so as to face each other,
A large number of concave portions and convex portions are formed on each facing surface of each gasket member to reduce the facing contact area of each gasket member and improve the heat shield.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遮熱エ
ンジンでは、燃焼室は高温雰囲気となるが、燃焼室壁体
とシリンダヘッドとの間の遮熱構造が十分でないと、燃
焼室の熱エネルギーは燃焼室壁体からシリンダヘッドに
伝達され、シリンダヘッドを通じて外部に熱放散し、熱
効率を低減する原因になっている。そこで、燃焼室壁体
をセラミックス等の耐熱材料で構成し、シリンダヘッド
との間の燃焼室壁体の外側に熱伝導率及び熱伝達率が小
さい遮熱空気層を形成したり、又は熱伝導率の小さい遮
熱ガスケットを配置する遮熱構造が考えられるが、遮熱
ガスケットを構成する材料としてジルコニア系セラミッ
クス等のセラミックスを選定し、該セラミックスでガス
ケットを作製したとしても、該セラミックスの熱伝導率
の低減には限界がある。
However, in the heat shield engine, the combustion chamber has a high temperature atmosphere, but if the heat shield structure between the wall of the combustion chamber and the cylinder head is not sufficient, the heat energy of the combustion chamber will be high. The heat is transferred from the wall of the combustion chamber to the cylinder head, and the heat is dissipated to the outside through the cylinder head, which causes a decrease in thermal efficiency. Therefore, the combustion chamber wall is made of a heat-resistant material such as ceramics, and a heat-shielding air layer having a small heat conductivity and a small heat transfer coefficient is formed outside the combustion chamber wall between the cylinder head and Although a heat shield structure in which a heat shield gasket with a low rate is arranged is conceivable, even if a ceramic such as zirconia-based ceramics is selected as a material for forming the heat shield gasket and the gasket is made of the ceramic, the heat conduction of the ceramic There is a limit to the rate reduction.

【0005】上記のように、遮熱空気層を形成した遮熱
エンジンでは、遮熱空気層における空気の密度が大きく
なったり、空気の対流によって流速が大きくなると、空
気の熱伝達率が大きくなり、遮熱効果が小さくなる。ま
た、遮熱エンジンでのガスケットを断熱材又は耐熱材の
セラミックスで形成した場合、熱伝導率の減少には限界
があり、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には遮熱ガスケットが相
当量厚くなるという問題がある。即ち、エンジンの燃焼
室に面する部分は耐熱性、断熱性、熱ショック性に優れ
た窒化珪素等のセラミックスにて構成し、高温燃焼ガス
に耐えることができるが、その高温をシリンダヘッドを
通じて外部に熱放散するのを如何に防止するかの課題が
ある。
As described above, in a heat shield engine having a heat shield air layer, when the density of air in the heat shield air layer increases or the flow velocity increases due to convection of air, the heat transfer coefficient of air increases. , The heat shield effect becomes smaller. Further, when the gasket in the heat shield engine is formed of a heat insulating material or a ceramic of a heat resistant material, there is a limit to the decrease in thermal conductivity, and it is extremely difficult to obtain sufficient heat insulating characteristics, and sufficient heat insulating characteristics are required. In order to obtain it, there is a problem that the heat shield gasket becomes considerably thick. That is, the part of the engine facing the combustion chamber is made of ceramics such as silicon nitride having excellent heat resistance, heat insulation and heat shock resistance, and can withstand high temperature combustion gas. There is a problem of how to prevent the heat dissipation from the heat.

【0006】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、燃焼室を構成するセラミックスから成る燃
焼室壁体をシリンダヘッドに形成したキャビティに遮熱
体を介在して配置し、該遮熱体を真空層を有する構造に
構成し、該真空層により伝熱部の熱伝達を遮断し、高温
部から低温部への熱流を低減させると共に、前記遮熱体
の内面の鏡面メッキ層により輻射熱を遮蔽し、前記燃焼
室の高温部から前記シリンダヘッドへの熱通過率を低減
し、前記燃焼室の遮熱度を大幅に向上させる遮熱エンジ
ンの構造を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. A combustion chamber wall body made of ceramics that constitutes a combustion chamber is arranged in a cavity formed in a cylinder head with a heat shield interposed therebetween. The heat shield is configured to have a vacuum layer, the heat transfer of the heat transfer section is blocked by the vacuum layer, the heat flow from the high temperature section to the low temperature section is reduced, and the mirror surface plating layer on the inner surface of the heat shield is formed. Thus, it is to provide a structure of a heat shield engine which shields radiant heat, reduces the heat transfer rate from the high temperature portion of the combustion chamber to the cylinder head, and significantly improves the heat shield degree of the combustion chamber.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、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、ピストンが往復動するシリンダを構成する
シリンダブロックに固定されたシリンダヘッド、該シリ
ンダヘッドに形成したキャビティに配置された燃焼室を
有する遮熱エンジンの構造において、前記燃焼室は前記
シリンダヘッドの前記キャビティ内に遮熱体を介在して
配置され、前記遮熱体は内部を真空層に形成し且つ内面
に輻射熱遮蔽コーティング層を施した耐熱金属体と該耐
熱金属体の形状を保持する前記真空層内に配置されたワ
イヤ構造体から構成されていることを特徴とする遮熱エ
ンジンの構造に関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention relates to a structure of a heat shield engine having a cylinder head fixed to a cylinder block forming a cylinder in which a piston reciprocates, and a combustion chamber arranged in a cavity formed in the cylinder head, wherein the combustion chamber is the cylinder. A heat shield is disposed inside the cavity of the head, the heat shield having a vacuum layer formed inside and a radiant heat shield coating layer on the inner surface of the heat shield and the shape of the heat shield. And a structure of a wire structure disposed in the vacuum layer.

【0008】また、この遮熱エンジンの構造において、
前記遮熱体は前記シリンダヘッドの前記キャビティ内に
遮熱空気層を形成して配置されている。また、前記燃焼
室はヘッド下面部と該ヘッド下面部と一体構造のライナ
上部から構成されたセラミックス又は金属から成るヘッ
ドライナから構成したものである。
In the structure of this heat shield engine,
The heat shield is arranged to form a heat shield air layer in the cavity of the cylinder head. The combustion chamber is composed of a head liner made of ceramics or metal, which is composed of a lower surface of the head and an upper portion of the liner integrally formed with the lower surface of the head.

【0009】或いは、前記燃焼室壁体はヘッド下面部と
該ヘッド下面部と一体構造のライナ上部から構成された
セラミックスから成るヘッドライナと該ヘッドライナに
固定された副室を構成するセラミックス又は金属から成
る副室壁体とから構成され、前記燃焼室壁体には前記ヘ
ッドライナで形成される燃焼室と前記副室とを連通する
連絡孔が形成されている。
Alternatively, the combustion chamber wall body is a head liner made of ceramics composed of a head lower surface portion and a liner upper portion integrally formed with the head lower surface portion, and a ceramic or metal constituting a sub chamber fixed to the head liner. And a sub-chamber wall body, and a communication hole that connects the combustion chamber formed by the headliner and the sub-chamber is formed in the combustion chamber wall body.

【0010】この遮熱エンジンの構造において、前記耐
熱金属体はNi−Cr系鉄合金又はSUSで作製されて
いる。また、前記ワイヤ構造体は断面が円形の金属ワイ
ヤで作製され、前記金属ワイヤと前記耐熱金属体との接
触面が可及的に低減されている。更に、前記輻射熱遮蔽
コーティング層は輻射率の優れたAg又はCrの鏡面メ
ッキで構成されている。また、前記遮熱体を構成する前
記耐熱金属体の内側と外側との板を連結する接合部の板
厚は、径の小さい部分より径の大きい部分の方が薄く形
成されているものである。更に、前記ピストンはピスト
ンヘッドと該ピストンヘッドに固定されたピストンスカ
ートとから成り、前記ピストンヘッドと前記ピストンス
カートとの間には前記遮熱体が介在されている。
In the structure of this heat shield engine, the refractory metal body is made of Ni--Cr type iron alloy or SUS. The wire structure is made of a metal wire having a circular cross section, and the contact surface between the metal wire and the refractory metal body is reduced as much as possible. Further, the radiant heat shielding coating layer is formed by Ag or Cr mirror plating having an excellent emissivity. In addition, the plate thickness of the joint portion connecting the inner and outer plates of the heat-resistant metal body forming the heat shield is smaller in the larger diameter portion than in the smaller diameter portion. . Further, the piston includes a piston head and a piston skirt fixed to the piston head, and the heat shield is interposed between the piston head and the piston skirt.

【0011】[0011]

【作用】この発明による遮熱エンジンの構造は、上記の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の遮熱エンジンの構造は、燃焼室を構成する燃焼室をシ
リンダヘッドの前記キャビティ内に遮熱体を介在して配
置し、前記遮熱体をその内部を真空層で形成した耐熱金
属体と前記真空層内に配置されたワイヤ構造体から構成
したので、前記遮熱体は中間層として真空層を有し、ま
た、前記耐熱金属体の内面をAg又はCrメッキによる
前記輻射熱遮蔽コーティング層がメッキされているの
で、前記燃焼室内の高温側からの輻射熱が遮断されて熱
移動量が低減され、前記燃焼室の遮熱度を大幅にアップ
できる。
The structure of the heat shield engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, the structure of this heat shield engine is such that a combustion chamber forming a combustion chamber is arranged in the cavity of the cylinder head with a heat shield interposed, and the heat shield is formed of a vacuum layer inside the heat resistant metal. The heat shield has a vacuum layer as an intermediate layer because it is composed of a body and a wire structure arranged in the vacuum layer, and the inner surface of the refractory metal body is coated with Ag or Cr to shield the radiant heat. Since the layer is plated, the radiant heat from the high temperature side in the combustion chamber is blocked, the amount of heat transfer is reduced, and the heat shield degree of the combustion chamber can be greatly increased.

【0012】この遮熱エンジンの構造は、前記耐熱金属
体及び前記ワイヤ構造体自体を構成する材料の熱伝導率
を低減できないが、前記耐熱金属体の内部は前記真空層
が形成され、前記耐熱金属体と前記ワイヤ構造体との接
触面積は円と面の線接触になるため極めて小さく、燃焼
室から外部への熱通過率が大幅に小さくなり、高温側の
燃焼室から低温側の前記シリンダヘッドへの熱流が低減
して熱流速は大幅に低減される。また、前記ワイヤ構造
体は前記耐熱金属体の前記真空層を堅固に維持できる。
前記耐熱金属体は前記シリンダヘッドの前記キャビティ
内に遮熱空気層を形成して配置されているので、前記耐
熱金属体は内側と外側とに面を持ち、二層に構成され、
内側は受熱面になるが、外側には空気層が存在するた
め、外側に放熱せず、その壁体のコア部は熱が移動する
部分になる。
The structure of this heat shield engine cannot reduce the thermal conductivity of the material constituting the heat resistant metal body and the wire structure itself, but the vacuum layer is formed inside the heat resistant metal body, The contact area between the metal body and the wire structure is extremely small due to the line contact between the circle and the surface, the heat transfer rate from the combustion chamber to the outside is significantly reduced, and the cylinder from the high temperature side combustion chamber to the low temperature side is reduced. The heat flow to the head is reduced and the heat flow velocity is greatly reduced. Also, the wire structure may firmly maintain the vacuum layer of the refractory metal body.
Since the heat-resistant metal body is arranged by forming a heat-shielding air layer in the cavity of the cylinder head, the heat-resistant metal body has a surface on the inside and the outside, and is configured in two layers,
Although the inner side is the heat receiving surface, since there is an air layer on the outer side, heat is not radiated to the outer side, and the core portion of the wall body is a portion where heat moves.

【0013】ガスケット等の積層体の熱移動について
は、高温側壁体から低温側壁体への熱流は定常的には熱
通過率Kによって支配される。高温側壁体の材料の熱伝
導率をλ1 、低温側壁体の材料の熱伝導率をλ2 、高温
ガスの熱伝達率をαg 、低温側の気体の熱伝達率を
αa 、及び中間部の熱伝導率をλc c 、高温側壁体の壁
厚をδ1 、低温側壁体の壁厚をδ2 、高温側壁体と低温
側壁体との間の中間部の厚さをδc c とすると、次の式
が成り立つ。 1/K=(δc c /λc c )+(1/αg )+(δ1
λ1 )+(δ2 /λ2 )+(1/αa ) 但し、熱通過率の単位はkcal/m2 ・h・℃、熱伝
導率の単位はkcal/m・h・℃、及び熱伝達率の単
位はkcal/m2 ・h・℃である。ここで、中間部の
熱伝導率λc c は、高温側壁体と低温側壁体とを連結す
る中間層の熱伝導率と、高温側壁体と低温側壁体との中
間に存在する空気の対流、伝導及び輻射との合計の熱伝
導率であり、空気による熱移動量のレベルは非常に大き
いことが実測されている。
Regarding the heat transfer of the laminated body such as the gasket, the heat flow from the high temperature side wall body to the low temperature side wall body is steadily governed by the heat transmission rate K. The thermal conductivity of the material of the high temperature side wall is λ 1 , the thermal conductivity of the material of the low temperature side wall is λ 2 , the heat transfer coefficient of the high temperature gas is α g , the heat transfer coefficient of the low temperature side gas is α a , and the intermediate Where the thermal conductivity of the portion is λ cc , the wall thickness of the high temperature side wall is δ 1 , the wall thickness of the low temperature side wall is δ 2 , and the thickness of the intermediate portion between the high temperature side wall and the low temperature side wall is δ cc. , The following formula is established. 1 / K = (δ cc / λ cc ) + (1 / α g ) + (δ 1 /
λ 1 ) + (δ 2 / λ 2 ) + (1 / α a ) However, the unit of heat transfer rate is kcal / m 2 · h · ° C, the unit of thermal conductivity is kcal / m · h · ° C, and The unit of heat transfer coefficient is kcal / m 2 · h · ° C. Here, the thermal conductivity λ cc of the intermediate portion is the thermal conductivity of the intermediate layer connecting the high temperature side wall body and the low temperature side wall body, and the convection and conduction of air existing between the high temperature side wall body and the low temperature side wall body. And the total thermal conductivity of radiation and the level of the amount of heat transfer by air is measured to be very large.

【0014】即ち、空気による熱移動量を平らな壁体間
に空気が封入されているとして定量的に計算すると、次
のようになる。ここで、高温側壁体と低温側壁体との温
度差をΔT、前記壁体の熱伝導面積をA、前記壁体の外
周の伝熱面積をa、高温側壁体と低温側壁体との間の長
さをδ、壁体から空気への熱伝達率をα1 、壁体から外
周空気への熱伝達率をα2 及び壁体の熱伝導率をλとす
ると、高温側壁体の面からの熱移動量Q1 と外周面から
の熱移動量Q2 は次のとおりである。 Q1 =K・A・ΔT=A・ΔT/〔(1/α1 )+(1
/α2 )+(δ1 /λ1 )〕 Q2 =(λ1 /δ)・a・ΔT 上記の式から分かるように、このような構造体では、面
からの熱移動より外周からの熱移動量が大きい(Q2
1 )。そこで、Q2 <Q1 にするためには、α2 =α
1 とすると、 a・(λ1 /δ)<A/〔(2/α1 )+(δ1
λ1 )〕 という関係式が成立しなければならない。そこで、鉄材
をガスケット材とし、中間に空気を存在させた場合と中
間を真空にした場合とを計算すると、次のようになる。
この時、λ1 =30W/m・K、α1 =116W/m2
・K(空気)、及びδ1 =0.001mである。また、
真空ではα1 は小さい値であるので、Q1 は極めて小さ
な値である。 空気の場合には、a(λ1 /δ)<A/〔(2/α1
+(δ1 /λ1 )〕 a(30/δ)<A/〔(2/116)+(0.001
/30)〕 0.518(a/A)<δである。 真空の場合には、Q1 の値を空気の1/50程度に置く
と、 a(λ1 /δ)<A/50×〔(2/α1 )+(δ1
λ1 )〕 a(30/δ)<A/(50×0.017) 25.5(a/A)<δである。
That is, the amount of heat transfer by air is quantitatively calculated assuming that air is enclosed between the flat walls, and the result is as follows. Here, the temperature difference between the high temperature side wall body and the low temperature side wall body is ΔT, the heat transfer area of the wall body is A, the heat transfer area of the outer periphery of the wall body is a, and the heat transfer area between the high temperature side wall body and the low temperature side wall body is If the length is δ, the heat transfer coefficient from the wall to the air is α 1 , the heat transfer coefficient from the wall to the outer air is α 2 and the heat conductivity of the wall is λ, then the surface of the high temperature side wall is The heat transfer amount Q 1 and the heat transfer amount Q 2 from the outer peripheral surface are as follows. Q 1 = K ・ A ・ ΔT = A ・ ΔT / [(1 / α 1 ) + (1
/ Α 2 ) + (δ 1 / λ 1 )] Q 2 = (λ 1 / δ) · a · ΔT As can be seen from the above equation, in such a structure, heat transfer from the surface causes Large heat transfer (Q 2
Q 1 ). Therefore, in order to satisfy Q 2 <Q 1 , α 2 = α
When 1, a · (λ 1 / δ) <A / [(2 / α 1) + ( δ 1 /
The relational expression λ 1 )] must hold. Therefore, the calculation is made as follows when the iron material is used as the gasket material and air is present in the middle and when the middle is evacuated.
At this time, λ 1 = 30 W / m · K, α 1 = 116 W / m 2
• K (air) and δ 1 = 0.001 m. Also,
Since α 1 has a small value in vacuum, Q 1 has an extremely small value. In the case of air, a (λ 1 / δ) <A / [(2 / α 1 )
+ (Δ 1 / λ 1 )] a (30 / δ) <A / [(2/116) + (0.001
/ 30)] 0.518 (a / A) <δ. In the case of vacuum, if the value of Q 1 is set to about 1/50 of that of air, a (λ 1 / δ) <A / 50 × [(2 / α 1 ) + (δ 1 /
λ 1 )] a (30 / δ) <A / (50 × 0.017) 25.5 (a / A) <δ.

【0015】上記の事項より、真空中の熱伝導は、空気
中の熱伝導に比較して圧倒的に小さくなり、真空中での
熱伝導は、側壁からの熱伝導が支配的になる。このこと
より、壁体間には、空気を封入するよりも真空に維持す
ることが、熱通過率を大幅に低減できる。遮熱エンジン
について、遮熱率β、冷却水への放熱量をQW 、遮熱エ
ンジンの放熱量QE とすると、次の式が成り立つ。 β=(QW −QE )/QW ×100 空気層を遮熱層に構成した場合には、最大β=50〜7
0%であるのに対して、真空層を遮熱層に構成した場合
には、最大β=80%以上が期待できる。
From the above matters, the heat conduction in vacuum is overwhelmingly smaller than the heat conduction in air, and the heat conduction from the side wall is dominant in the heat conduction in vacuum. Therefore, maintaining a vacuum between the walls rather than enclosing air can significantly reduce the heat transmission rate. Assuming that the heat shield coefficient β, the heat radiation amount to the cooling water are Q W , and the heat radiation amount Q E of the heat shield engine is about the heat shield engine, the following formula is established. β = (Q W −Q E ) / Q W × 100 When the air layer is configured as a heat shield layer, maximum β = 50 to 7
While it is 0%, when the vacuum layer is configured as a heat shield layer, a maximum β = 80% or more can be expected.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による遮熱
エンジンの構造の実施例を説明する。この遮熱エンジン
の構造について、吸排気ポート、該吸排気ポートに配置
された吸排気バルブ、エンジンの始動補助を行うグロー
プラグ、燃料噴射ノズル等について図示していない図が
あるが、これらについては、2ストロークエンジン、4
ストロークエンジン、ガソリンエンジン、ディーゼルエ
ンジン、アルコールエンジン、ガスエンジン等の各種の
エンジンに対応して設けられるものであり、それらにつ
いての説明は省略する。
Embodiments of the structure of a heat shield engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Regarding the structure of this heat shield engine, there are drawings that do not show the intake / exhaust ports, the intake / exhaust valves arranged in the intake / exhaust ports, the glow plugs for assisting the starting of the engine, the fuel injection nozzles, etc. 2-stroke engine, 4
It is provided corresponding to various engines such as a stroke engine, a gasoline engine, a diesel engine, an alcohol engine, a gas engine, etc., and a description thereof will be omitted.

【0017】図1及び図2を参照して、この発明による
遮熱エンジンの構造の一実施例を説明する。図1はこの
発明による遮熱エンジンの構造の一実施例を示す断面
図、及び図2は図1における遮熱体の符号E部分の拡大
断面図である。
An embodiment of the structure of a heat shield engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a sectional view showing an embodiment of the structure of the heat shield engine according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion E of the heat shield in FIG.

【0018】この遮熱エンジンの構造は、シリンダブロ
ック25にガスケット21を介在して固定されたシリン
ダヘッド4、シリンダヘッド4に形成されたキャビティ
16,17、シリンダヘッド4のキャビティ16内のシ
リンダ中央に配置された副室2を構成する副室壁体9、
キャビティ17内に配置されたヘッドライナ10、シリ
ンダブロック25の孔部24に嵌合し且つシリンダ19
を構成するシリンダライナ18、シリンダライナ18に
形成したシリンダ19内を往復動するピストン3、及び
ヘッドライナ10によって形成される主室1を有してい
る。副室壁体9は、その下部がヘッドライナ10のシリ
ンダ中央に形成された嵌合孔28に嵌合されて固定され
ている。副室壁体9とヘッドライナ10は、シリンダヘ
ッド4のキャビティ16,17内に遮熱体6を介在させ
ると共に、遮熱空気層20を形成して配置されている。
また、ピストン3は、セラミックスから成るピストンヘ
ッド31と、ピストンヘッド31に遮熱空気層23を形
成して結合リング26のメタルフロー等で固定されたピ
ストンスカート32から構成されている。また、副室壁
体9には、副室2に燃料を噴射する多噴孔27を持つ燃
料噴射ノズル15が設けられている。
The structure of this heat shield engine includes a cylinder head 4 fixed to a cylinder block 25 with a gasket 21 interposed therebetween, cavities 16 and 17 formed in the cylinder head 4, and a cylinder center in the cavity 16 of the cylinder head 4. A sub-chamber wall 9 that constitutes the sub-chamber 2 arranged in
The headliner 10 arranged in the cavity 17 is fitted into the hole 24 of the cylinder block 25, and the cylinder 19
It has a cylinder liner 18 constituting the above, a piston 3 reciprocating in a cylinder 19 formed in the cylinder liner 18, and a main chamber 1 formed by a head liner 10. The sub-chamber wall 9 has a lower portion fitted and fixed to a fitting hole 28 formed in the center of the cylinder of the headliner 10. The sub chamber wall 9 and the head liner 10 are arranged such that the heat shield 6 is interposed in the cavities 16 and 17 of the cylinder head 4 and the heat shield air layer 20 is formed.
Further, the piston 3 is composed of a piston head 31 made of ceramics and a piston skirt 32 in which a heat shield air layer 23 is formed on the piston head 31 and fixed by a metal flow of a coupling ring 26 or the like. Further, the sub chamber wall body 9 is provided with a fuel injection nozzle 15 having multiple injection holes 27 for injecting fuel into the sub chamber 2.

【0019】この遮熱エンジンの構造は、燃焼室壁体は
ヘッドライナ10とヘッドライナ10に形成された嵌合
孔28に固定された副室壁体9とから構成されている。
燃焼室壁体には、主室1と副室2とを連通する連絡孔5
が周方向に隔置して複数設けられている。連絡孔5は、
副室2から主室1へシリンダ19周辺へ向かって傾斜し
て形成されている。ヘッドライナ10はヘッド下面部2
9と該ヘッド下面部29と一体構造のライナ上部30か
ら構成されたセラミックス又は耐熱金属から構成され、
また、副室壁体9は副室2を構成するセラミックス又は
耐熱金属から成る副室壁体から構成されている。ヘッド
ライナ10及び副室壁体9は、高温ガスに晒されるの
で、耐熱性に富み且つ高温高強度の窒化ケイ素等のセラ
ミックス或いはNi−Cr系耐熱金属で作製されてい
る。
In the structure of this heat shield engine, the combustion chamber wall body is composed of the headliner 10 and the sub chamber wall body 9 fixed to the fitting hole 28 formed in the headliner 10.
A communication hole 5 that connects the main chamber 1 and the sub chamber 2 to each other in the combustion chamber wall.
Are provided in a circumferentially spaced manner. The communication hole 5 is
The sub-chamber 2 is formed to be inclined from the main chamber 1 toward the periphery of the cylinder 19. The head liner 10 has a head lower surface 2
9 and a liner upper portion 30 integrally formed with the head lower surface portion 29 and made of ceramics or heat-resistant metal,
The sub-chamber wall 9 is composed of a sub-chamber wall made of ceramics or heat-resistant metal that constitutes the sub-chamber 2. Since the headliner 10 and the sub-chamber wall 9 are exposed to high temperature gas, they are made of ceramics such as silicon nitride or Ni—Cr heat resistant metal that has high heat resistance and high temperature and high strength.

【0020】この遮熱エンジンの構造は、特に、燃焼室
壁体の副室壁体9とヘッドライナ10とがシリンダヘッ
ド4のキャビティ16,17内に遮熱体6を介在して配
置されていることに特徴を有する。遮熱体6は、副室壁
体9の外面に接して配置されると共に、ヘッドライナ1
0のライナ上部30に形成された段部22に載置してヘ
ッドライナ10の外面に接して配置されている。また、
遮熱体6は、シリンダヘッド4のキャビティ16,17
内に遮熱空気層20を形成して配置されている。更に、
ピストンヘッド31とピストンスカート32との間に
は、ガスケットとして遮熱体6が介在されており、遮熱
体6によってピストンヘッド31からピストンスカート
32への熱移動が遮断されるように構成され、ピストン
3が遮熱構造に構成されている。
In the structure of this heat shield engine, in particular, the sub chamber wall 9 of the combustion chamber wall and the head liner 10 are arranged in the cavities 16 and 17 of the cylinder head 4 with the heat shield 6 interposed. It is characterized by being The heat shield 6 is arranged in contact with the outer surface of the sub-chamber wall 9 and the headliner 1
0 is placed on the step portion 22 formed on the liner upper portion 30 and is arranged in contact with the outer surface of the head liner 10. Also,
The heat shield 6 is provided in the cavities 16 and 17 of the cylinder head 4.
A heat-shielding air layer 20 is formed inside and arranged. Furthermore,
A heat shield 6 is interposed as a gasket between the piston head 31 and the piston skirt 32, and the heat shield 6 blocks heat transfer from the piston head 31 to the piston skirt 32. The piston 3 has a heat shield structure.

【0021】遮熱体6は、内部を真空層12に形成さ
れ、内面に輻射熱遮蔽コーティング層13を施した外側
耐熱金属体7と内側耐熱金属体8、該各耐熱金属体7,
8から成る中空部の形状を保持する真空層12内に配置
されたワイヤ構造体を構成する複数の金属ワイヤ11か
ら構成されている。金属ワイヤ11は、外側耐熱金属体
7と内側耐熱金属体8に対して接触面積を可及的に小さ
くするため線接触14でそれぞれ接触して真空層12に
配置されている。耐熱金属体7,8はNi−Cr系鉄合
金又はSUSから成る薄板の積層材で構成され、また、
金属ワイヤ11は断面が円形の金属線で構成されてい
る。輻射熱遮蔽コーティング層13は熱輻射率の大きな
Ag又はCrの鏡面メッキ層で構成されている。
The heat shield 6 is formed with a vacuum layer 12 inside, and an outer heat-resistant metal body 7 and an inner heat-resistant metal body 7 each having a radiant heat-shielding coating layer 13 on the inner surface thereof.
It is composed of a plurality of metal wires 11 constituting a wire structure arranged in a vacuum layer 12 which retains the shape of a hollow portion composed of eight. The metal wires 11 are arranged in the vacuum layer 12 in contact with the outer refractory metal body 7 and the inner refractory metal body 8 by line contacts 14 respectively in order to make the contact area as small as possible. The heat-resistant metal bodies 7 and 8 are composed of a laminated material of thin plates made of Ni-Cr-based iron alloy or SUS, and
The metal wire 11 is composed of a metal wire having a circular cross section. The radiant heat shielding coating layer 13 is composed of a mirror-plated layer of Ag or Cr having a large thermal emissivity.

【0022】従って、この遮熱エンジンの構造では、主
室1を構成するヘッドライナ10と副室2を構成する副
室壁体9とは、遮熱体6で覆われているので、主室1は
遮熱体6、ヘッドライナ10及びピストンヘッド31で
高度の遮熱構造に構成され、副室2は遮熱体6、遮熱空
気層20及び副室壁体9とで高度の遮熱構造に構成され
る。それ故、副室2及び主室1で発生する高温ガスは、
遮熱体6で熱通過率が大幅に低減され、ヘッドライナ1
0と副室壁体9からシリンダヘッド4への放熱が低減さ
れ、遮熱率80%以上を達成することができる。
Therefore, in the structure of this heat shield engine, the headliner 10 which constitutes the main chamber 1 and the sub chamber wall 9 which constitutes the sub chamber 2 are covered with the heat shield 6, so that the main chamber is covered. The heat shield 1 includes a heat shield 6, a headliner 10 and a piston head 31, and the sub chamber 2 has a high heat shield including a heat shield 6, a heat shield air layer 20 and a sub chamber wall 9. Structured into a structure. Therefore, the high temperature gas generated in the sub chamber 2 and the main chamber 1 is
The heat shield 6 greatly reduces the heat transmission rate, and the headliner 1
0 and the heat radiation from the sub chamber wall 9 to the cylinder head 4 is reduced, and a heat shield rate of 80% or more can be achieved.

【0023】次に、図3を参照して、この発明による遮
熱エンジンの構造の別の実施例を説明する。この遮熱エ
ンジンの構造は、副室を持たないタイプのエンジンであ
り、燃焼室壁体は燃焼室1Mを構成するヘッドライナ1
0によって形成されている。ヘッドライナ10は、ヘッ
ド下面部29とライナ上部30から一体構造にセラミッ
クスで構成されている。この遮熱エンジンの構造につい
ては、上記実施例と同様に、遮熱構造はヘッドライナ1
0の外面を遮熱体6で覆って構成され、同様の遮熱度を
確保できる。図中、符号33は吸排気ポート、符号34
は吸排気バルブを示している。
Next, another embodiment of the structure of the heat shield engine according to the present invention will be described with reference to FIG. The structure of this heat shield engine is an engine of a type that does not have a sub chamber, and the combustion chamber wall body is a headliner 1 that constitutes the combustion chamber 1M.
It is formed by 0. The head liner 10 is made of ceramics in an integrated structure from the head lower surface portion 29 and the liner upper portion 30. Regarding the structure of this heat shield engine, the heat shield structure is the same as in the above embodiment.
The outer surface of 0 is covered with the heat shield 6, and the same degree of heat shield can be secured. In the figure, reference numeral 33 is an intake / exhaust port, and reference numeral 34
Indicates an intake / exhaust valve.

【0024】次に、図4を参照して、この発明による遮
熱エンジンの構造の更に別の実施例を説明する。この遮
熱エンジンの構造は、副室2を構成する副室壁体9に中
央連絡孔36を備えたタイプのエンジンである。ピスト
ン3のピストンヘッド31の頂面には中央突出部35が
形成され、副室壁体9の中央下部に中央連絡孔36が形
成されている。この遮熱エンジンの構造では、ピストン
上死点近傍で中央連絡孔36に中央突出部35が突入
し、中央連絡孔36はほとんど閉鎖された状態になり、
連絡孔5を通じて主室1から副室2へ吸入空気が導入さ
れる。燃料噴射ノズル15から副室2に燃料が噴射され
て着火燃焼し、火炎が副室2から連絡孔5を通じて主室
1のシリンダ19の周辺へ噴き出されてシリンダ周辺に
存在する新気を巻き込んで燃焼し、次いで、ピストン下
降に従って突出部35が中央連絡孔36から抜け出し、
副室2から中央連絡孔36を通じて主室1の中央へ噴き
出され、中央に存在する新気を利用して燃焼し、空気利
用率をアップして燃焼期間を短縮して短期に燃焼を完結
し、熱効率をアップできる。この遮熱エンジンの構造に
ついては、上記実施例と同様に、遮熱構造はヘッドライ
ナ10と副室壁体9との外面を遮熱体6で覆って構成さ
れ、同様の遮熱度を確保できる。
Next, another embodiment of the structure of the heat shield engine according to the present invention will be described with reference to FIG. The structure of this heat shield engine is an engine of the type in which a central communication hole 36 is provided in the sub-chamber wall body 9 that constitutes the sub-chamber 2. A central protrusion 35 is formed on the top surface of the piston head 31 of the piston 3, and a central communication hole 36 is formed in the lower center of the sub chamber wall 9. In the structure of this heat shield engine, the central projecting portion 35 projects into the central communication hole 36 near the top dead center of the piston, and the central communication hole 36 is almost closed.
Intake air is introduced from the main chamber 1 to the sub chamber 2 through the communication hole 5. Fuel is injected from the fuel injection nozzle 15 into the sub chamber 2 and ignites and burns, and a flame is ejected from the sub chamber 2 through the communication hole 5 to the vicinity of the cylinder 19 of the main chamber 1 to entrain fresh air existing around the cylinder. Then, as the piston descends, the protrusion 35 comes out of the central communication hole 36,
It is ejected from the sub chamber 2 to the center of the main chamber 1 through the central communication hole 36, and burns by using the fresh air existing in the center to increase the air utilization rate to shorten the combustion period and complete the combustion in a short time. And the thermal efficiency can be improved. Regarding the structure of this heat shield engine, the heat shield structure is constructed by covering the outer surfaces of the headliner 10 and the sub-chamber wall body 9 with the heat shield body 6 in the same manner as in the above embodiment, and the same heat shield degree can be secured. .

【0025】次に、図5及び図6を参照して、この発明
による遮熱エンジンの構造の別の実施例を説明する。こ
の遮熱エンジンの構造は、天然ガスを燃料とするタイプ
のガスエンジンに適用したものである。このガスエンジ
ンは、副室2を構成する副室壁体9に中央連絡孔36を
備え、中央連絡孔36と連絡孔5とを開閉する制御弁3
7が設けられている。このガスエンジンでは、副室2を
主室1と遮断し、副室2内に空気が存在しない状態で燃
料供給手段41から副室2にガス燃料を供給し、また主
室1にガス燃料が存在しない状態で吸入空気を高圧縮
し、異常燃焼を防止して高圧縮を確保するものであり、
ピストン上死点近傍で制御弁37を作動して連絡孔5を
開放して副室2に高圧縮空気を導入して着火燃焼させ
る。この遮熱エンジンの構造は、上記各実施例と同様
に、遮熱構造はヘッドライナ10と副室壁体9との外面
を遮熱体6で覆って構成され、同様の遮熱度を確保でき
る。
Next, another embodiment of the structure of the heat shield engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. The structure of this heat shield engine is applied to a gas engine that uses natural gas as a fuel. This gas engine is provided with a central communication hole 36 in the sub-chamber wall 9 that constitutes the sub-chamber 2, and a control valve 3 that opens and closes the central communication hole 36 and the communication hole 5.
7 are provided. In this gas engine, the sub-chamber 2 is cut off from the main chamber 1, the gas fuel is supplied from the fuel supply means 41 to the sub-chamber 2 in a state where there is no air in the sub-chamber 2, and the main chamber 1 is supplied with the gas fuel. It highly compresses the intake air in the absence of air to prevent abnormal combustion and ensures high compression.
The control valve 37 is actuated in the vicinity of the top dead center of the piston to open the communication hole 5 and introduce highly compressed air into the sub chamber 2 for ignition and combustion. In the structure of this heat shield engine, the heat shield structure is formed by covering the outer surfaces of the headliner 10 and the sub-chamber wall body 9 with the heat shield body 6 as in each of the above-described embodiments, and the same heat shield degree can be secured. .

【0026】このガスエンジンは、中央連絡孔36の周
辺にはバルブシート40が形成され、中央連絡孔36に
は制御弁37が配置され、制御弁37のバルブフェース
39がバルブシート40に着座している。制御弁37
は、副室壁体9と副室2の中央を貫通してシリンダヘッ
ド4に配置されている。制御弁37は、中央連絡孔36
に嵌合して閉鎖する突出部38とバルブシート40に着
座して連絡孔5を閉鎖する円錐面のバルブフェース39
を備えている。連絡孔5はバルブシート40からシリン
ダ壁面に向って傾斜して複数個形成され、中央連絡孔3
6はシリンダ中央に通路断面積が大きく形成されてい
る。
In this gas engine, a valve seat 40 is formed around the central communication hole 36, a control valve 37 is arranged in the central communication hole 36, and a valve face 39 of the control valve 37 is seated on the valve seat 40. ing. Control valve 37
Is arranged in the cylinder head 4 penetrating through the center of the sub chamber wall 9 and the sub chamber 2. The control valve 37 has a central communication hole 36.
A valve face 39 having a conical surface which is seated on the valve seat 40 and closes the communication hole 5 by fitting with the projection 38 for closing the communication hole 5.
It has. A plurality of communication holes 5 are formed so as to be inclined from the valve seat 40 toward the wall surface of the cylinder.
6 has a large passage cross-sectional area formed in the center of the cylinder.

【0027】制御弁37は、図示していないが、電磁弁
駆動装置によって電磁力によって駆動されるように構成
でき、エンジン負荷、エンジン回転数等のエンジンの作
動状態に応答してコントローラの指令で開閉作動を制御
することができる。電磁弁駆動装置によって最初は連絡
孔5が開放し、次いで、中央連絡孔36が開放する二段
階でバルブリフトされるように構成できる。制御弁37
を開閉作動する電磁弁駆動装置は、例えば、小さい電磁
力で連絡孔5を開放し、大きい電磁力で中央連絡孔36
を開放するように構成できる。例えば、エンジン負荷を
検出する負荷センサーからの検出信号を受けてコントロ
ーラの指令で電磁コイルに小さな電流が流れると、小さ
な電磁力が付勢され、制御弁37は僅かにリフトされ
る。制御弁37が僅かに上昇すれば、円錐面のバルブフ
ェース39がバルブシート40から離れ、連絡孔5が開
放して微小開度になる。次いで、コントローラの指令で
電磁コイルに大きな電流が流れると、大きな電磁力が付
勢され、制御弁37は大きくリフトされる。制御弁37
が大きく上昇すれば、突出部38が中央連絡孔36から
抜け出して中央連絡孔36が開放する。
Although not shown, the control valve 37 can be constructed so as to be driven by an electromagnetic force by an electromagnetic valve driving device, and is controlled by a controller command in response to engine operating conditions such as engine load and engine speed. The opening / closing operation can be controlled. The solenoid valve driving device may be configured such that the communication hole 5 is opened first, and then the central communication hole 36 is opened in two steps. Control valve 37
The solenoid valve drive device that opens and closes the connection hole 5 opens the communication hole 5 with a small electromagnetic force and opens the central communication hole 36 with a large electromagnetic force.
Can be configured to open. For example, when a small current flows through the electromagnetic coil in response to a command from the controller in response to a detection signal from a load sensor that detects the engine load, a small electromagnetic force is applied and the control valve 37 is slightly lifted. When the control valve 37 rises slightly, the conical surface valve face 39 separates from the valve seat 40, the communication hole 5 opens, and the opening degree becomes a minute degree. Next, when a large current flows through the electromagnetic coil according to a command from the controller, a large electromagnetic force is applied, and the control valve 37 is largely lifted. Control valve 37
Is greatly raised, the protruding portion 38 comes out of the central communication hole 36, and the central communication hole 36 is opened.

【0028】[0028]

【発明の効果】この発明による遮熱エンジンの構造は、
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。即ち、この遮熱エンジンの構造は、燃焼室をシリン
ダヘッドのキャビティ内に遮熱体を介在して配置し、前
記遮熱体をその内部を真空層で形成した耐熱金属体と前
記真空層内に配置されたワイヤ構造体から構成したの
で、前記遮熱体は中間層として真空層を有するものであ
り、従来のように空気層及び断熱材で遮熱層を構成した
ものに比較して遮熱率を80%以上に向上させることが
できる。しかも、前記遮熱体を構成する耐熱金属体の内
面にはAg,Crメッキによる輻射熱遮蔽コーティング
層が形成されているので、前記燃焼室内の高温側からの
輻射熱が該コーティング層で遮蔽されて熱通過率が低減
され、前記燃焼室の遮熱度を大幅にアップできる。
The structure of the heat shield engine according to the present invention is
It is configured as described above and has the following effects. That is, in the structure of this heat shield engine, the combustion chamber is disposed in the cavity of the cylinder head with the heat shield interposed, and the heat shield is formed of a vacuum layer inside the heat resistant metal body and the vacuum layer. Since the heat shield has a vacuum layer as an intermediate layer, it has a shield structure as compared with a conventional heat shield layer having an air layer and a heat insulating material. The heat rate can be improved to 80% or more. In addition, since the radiant heat shielding coating layer formed by Ag or Cr plating is formed on the inner surface of the heat-resistant metal body that constitutes the heat shield, the radiant heat from the high temperature side in the combustion chamber is shielded by the coating layer and heat is generated. The passing rate is reduced, and the heat shield of the combustion chamber can be greatly increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明による遮熱エンジンの構造の一実施例
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the structure of a heat shield engine according to the present invention.

【図2】図1における遮熱体の符号E部分の拡大断面図
である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion E of the heat shield in FIG.

【図3】この発明による遮熱エンジンの構造の別の実施
例を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the structure of the heat shield engine according to the present invention.

【図4】この発明による遮熱エンジンの構造の更に別の
実施例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the structure of the heat shield engine according to the present invention.

【図5】この発明による遮熱エンジンの構造の他の実施
例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the structure of the heat shield engine according to the present invention.

【図6】図5に示す遮熱エンジンの構造における制御弁
の一部を示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing a part of a control valve in the structure of the heat shield engine shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室 2 副室 3 ピストン 4 シリンダヘッド 5 連絡孔 6 遮熱体 7,8 耐熱金属体 9 副室壁体 10 ヘッドライナ 11 金属ワイヤ 12 真空層 13 輻射熱遮蔽コーティング層 14 線接触部 16,17 キャビティ 19 シリンダ 20 遮熱空気層 25 シリンダブロック 29 ヘッド下面部 30 ライナ上部 31 ピストンヘッド 32 ピストンスカート 1 Main Chamber 2 Sub Chamber 3 Piston 4 Cylinder Head 5 Communication Hole 6 Heat Shield 7, 8 Heat Resistant Metal Body 9 Sub Chamber Wall 10 Headliner 11 Metal Wire 12 Vacuum Layer 13 Radiation Heat Shield Coating Layer 14 Wire Contact Part 16, 17 Cavity 19 Cylinder 20 Heat-insulating air layer 25 Cylinder block 29 Head bottom part 30 Liner upper part 31 Piston head 32 Piston skirt

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンが往復動するシリンダを構成す
るシリンダブロックに固定されたシリンダヘッド、該シ
リンダヘッドに形成したキャビティに配置された燃焼室
を有する遮熱エンジンの構造において、前記燃焼室は前
記シリンダヘッドの前記キャビティ内に遮熱体を介在し
て配置され、前記遮熱体は内部を真空層に形成し且つ内
面に輻射熱遮蔽コーティング層を施した耐熱金属体と該
耐熱金属体の形状を保持する前記真空層内に配置された
ワイヤ構造体から構成されていることを特徴とする遮熱
エンジンの構造。
1. A structure of a heat shield engine having a cylinder head fixed to a cylinder block forming a cylinder in which a piston reciprocates, and a combustion chamber arranged in a cavity formed in the cylinder head. A heat shield is disposed inside the cavity of the cylinder head, and the heat shield has the shape of a heat resistant metal body in which a vacuum layer is formed inside and a radiant heat shielding coating layer is applied to the inner surface and the heat resistant metal body. A structure of a heat shield engine comprising a wire structure disposed within the vacuum layer for holding.
【請求項2】 前記遮熱体は前記シリンダヘッドの前記
キャビティ内に遮熱層を形成して前記燃焼室の外側に配
置されていることを特徴とする請求項1に記載の遮熱エ
ンジンの構造。
2. The heat shield engine according to claim 1, wherein the heat shield forms a heat shield layer in the cavity of the cylinder head and is arranged outside the combustion chamber. Construction.
【請求項3】 前記燃焼室はヘッド下面部と該ヘッド下
面部と一体構造のライナ上部から構成されたセラミック
ス又は金属から成るヘッドライナから構成されているこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の遮熱エンジンの
構造。
3. The headliner made of ceramics or metal, which is composed of a lower surface of the head and an upper portion of the liner integrally formed with the lower surface of the head, and the combustion chamber is composed of a headliner made of ceramics or metal. Structure of the heat shield engine described.
【請求項4】 前記燃焼室はヘッド下面部と該ヘッド下
面部と一体構造のライナ上部から構成されたセラミック
ス又は金属から成るヘッドライナと該ヘッドライナに固
定された副室を構成するセラミックス又は金属から成る
副室壁体とから構成され、前記副室壁体には前記ヘッド
ライナで形成される主室と前記副室とを連通する連絡孔
が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記
載の遮熱エンジンの構造。
4. A headliner made of ceramics or metal, which is composed of a lower surface of the head and an upper portion of the liner integrally formed with the lower surface of the head, and a ceramic or metal constituting a subchamber fixed to the headliner. 2. A sub-chamber wall body composed of a sub-chamber and a sub-chamber wall body having a communication hole for communicating the main chamber formed by the headliner with the sub-chamber. Alternatively, the structure of the heat shield engine according to item 2.
【請求項5】 前記耐熱金属体はNi−Cr系鉄合金又
はSUSの薄板の積層材で作製されていることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載の遮熱エンジンの構
造。
5. The structure of a heat shield engine according to claim 1, wherein the refractory metal body is made of a laminated material of thin plates of Ni—Cr based iron alloy or SUS.
【請求項6】 前記ワイヤ構造体は断面円形の金属ワイ
ヤで作製され、前記金属ワイヤと前記耐熱金属体との接
触面が可及的に低減されていることを特徴とする請求項
1〜5のいずれかに記載の遮熱エンジンの構造。
6. The wire structure is made of a metal wire having a circular cross section, and a contact surface between the metal wire and the refractory metal body is reduced as much as possible. The structure of the heat shield engine according to any one of 1.
【請求項7】 前記輻射熱遮蔽コーティング層はAg又
はCrの鏡面メッキで構成されていることを特徴とする
請求項1〜6のいずれかに記載の遮熱エンジンの構造。
7. The structure of the heat shield engine according to claim 1, wherein the radiant heat shield coating layer is formed by specular plating of Ag or Cr.
【請求項8】 前記遮熱体を構成する前記耐熱金属体の
内側と外側との板を連結する接合部の板厚は径の小さい
部分より径の大きい部分の方が薄く形成されていること
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の遮熱エン
ジンの構造。
8. The plate thickness of a joint portion connecting the inner and outer plates of the heat-resistant metal body forming the heat shield is smaller in a larger diameter portion than in a smaller diameter portion. The structure of the heat shield engine according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 前記ピストンはピストンヘッドと該ピス
トンヘッドに固定されたピストンスカートとから成り、
前記ピストンヘッドと前記ピストンスカートとの間には
前記遮熱体が介在されていることを特徴とする請求項1
〜8のいずれかに記載の遮熱エンジンの構造。
9. The piston comprises a piston head and a piston skirt fixed to the piston head,
The heat shield is interposed between the piston head and the piston skirt.
The structure of the heat shield engine according to any one of to 8.
JP6302727A 1994-11-14 1994-11-14 Structure of thermal insulation engine Pending JPH08144845A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020083063A (en) * 2001-04-26 2002-11-01 현대자동차주식회사 Cylinder liner inserted a heating wire

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