JPH08240149A - Gas pressure sealing structure for internal-combustion engine - Google Patents
Gas pressure sealing structure for internal-combustion engineInfo
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- JPH08240149A JPH08240149A JP4197595A JP4197595A JPH08240149A JP H08240149 A JPH08240149 A JP H08240149A JP 4197595 A JP4197595 A JP 4197595A JP 4197595 A JP4197595 A JP 4197595A JP H08240149 A JPH08240149 A JP H08240149A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はシリンダヘッドとピスト
ン頂面との間に生じる無駄容積を減少させることによ
り、燃焼の改善を図ると共に、ヘッドガスケットのシー
ル面圧によるシリンダライナーの変形を防止した内燃機
関のガス圧シール構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention aims to improve combustion by reducing the dead volume generated between the cylinder head and the top surface of the piston and prevent the deformation of the cylinder liner due to the sealing surface pressure of the head gasket. The present invention relates to a gas pressure seal structure for an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の内燃機関のガス圧シール構造を図
７に示す。シリンダブロック１のシリンダボアには、シ
リンダライナー２が嵌合しており、また、シリンダライ
ナー２の鍔部2aの下面2bは、シリンダブロック１に形成
された段部1aの上面1bに当接して、位置決めされるよう
になっている。更に、シリンダライナー２の内周面2cに
は、ピストン３のリング溝3aに嵌合されたピストンリン
グ４が摺接しており、燃焼ガスのクランク室への吹き抜
けを防止している。2. Description of the Related Art A conventional gas pressure seal structure for an internal combustion engine is shown in FIG. The cylinder liner 2 is fitted in the cylinder bore of the cylinder block 1, and the lower surface 2b of the flange portion 2a of the cylinder liner 2 contacts the upper surface 1b of the stepped portion 1a formed in the cylinder block 1, It is supposed to be positioned. Further, the piston ring 4 fitted in the ring groove 3a of the piston 3 is in sliding contact with the inner peripheral surface 2c of the cylinder liner 2 to prevent combustion gas from blowing through to the crank chamber.
【０００３】一方、シリンダブロック１のデッキ面1cと
シリンダヘッド５の下面5aとの間には、ヘッドガスケッ
ト６が挟持されており、このヘッドガスケット６の燃焼
室穴周縁部6aは、シリンダライナー２の鍔部2aの上面2d
と、シリンダヘッド５の下面5aとの間に挟持されるよう
になっている。そして、シリンダライナー２の鍔部2aの
高さは、シリンダブロック１に形成された段部1aの高さ
よりも高くなっているため、鍔部2aがシリンダブロック
１のデッキ面1cよりも上方に突出する形状となってい
る。On the other hand, a head gasket 6 is sandwiched between the deck surface 1c of the cylinder block 1 and the lower surface 5a of the cylinder head 5, and the peripheral edge portion 6a of the combustion chamber hole of the head gasket 6 is the cylinder liner 2 Upper surface 2d of collar 2a
And the lower surface 5a of the cylinder head 5 between them. Since the height of the flange portion 2a of the cylinder liner 2 is higher than the height of the step portion 1a formed in the cylinder block 1, the flange portion 2a projects above the deck surface 1c of the cylinder block 1. It is shaped to
【０００４】このような構造により、ヘッドボルトの締
め付けによってヘッドガスケット６が圧縮される際、鍔
部2aにおいて最大のシール面圧Ｐ1 が発生し、デッキ面
1cには、これよりも低いシール面圧Ｐ2 が発生するよう
に構成されている。With this structure, when the head gasket 6 is compressed by tightening the head bolt, the maximum sealing surface pressure P 1 is generated in the collar portion 2a, and the deck surface is
The seal surface pressure P 2 lower than this is generated in 1c.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼室のス
キッシュクリアランスＣは、製作公差や運転中の変形を
見込んで必要最小限の隙間をとるのが一般的であり、ク
ランク半径、コンロッド大小端センターピッチ、ピスト
ン圧縮高さ、ブロック上部高さ、ガスケット厚さ等の各
々の製作公差が累積しても、ピストン３がシリンダヘッ
ド５に干渉しないだけのクリアランスが確保できるよう
に考慮する必要がある。By the way, the squish clearance C of the combustion chamber is generally set to have a minimum necessary clearance in consideration of manufacturing tolerances and deformation during operation. Even if the manufacturing tolerances such as the pitch, the compression height of the piston, the height of the block upper portion, the gasket thickness, etc. are accumulated, it is necessary to consider so that the piston 3 has a clearance that does not interfere with the cylinder head 5.
【０００６】更に加えて、上記した公差よりもバラツキ
の大きい、シリンダブロック１に形成する段部1aの高さ
や、シリンダライナー２の鍔部2aの高さの製作公差もあ
るため、結果的に燃焼室の無駄容積が大きくなり、未燃
焼領域が大きくなると共にスキッシュの生成が悪化する
等、燃焼条件が悪化して、出力の低下や燃費の悪化、排
気ガスの悪化等の不具合を招く要因となる。In addition, there are manufacturing tolerances of the height of the stepped portion 1a formed in the cylinder block 1 and the height of the flange portion 2a of the cylinder liner 2 which are larger than the above-mentioned tolerances, resulting in combustion. It becomes a factor that causes a problem such as a decrease in output, deterioration of fuel efficiency, deterioration of exhaust gas, etc., such as the waste volume of the chamber increasing, the unburned region increasing and the generation of squish worsening. .
【０００７】また、鍔部2aがデッキ面1cよりも突出して
いることから、ヘッドガスケット６によって生じるシー
ル面圧が鍔部2aに集中し、シリンダライナー２に過度な
応力が作用することになり、シリンダライナー２の変形
を招くという問題がある。更に、シリンダライナー２の
鍔部2aの位置に主なシール面圧を発生させる構造である
ため、鍔部2aの幅をある程度大きくする必要がある。そ
のため、鍔部2aの幅に相当する肉厚がシリンダブロック
１側に必要となり、その結果、ボアピッチが必要以上に
拡大されることとなるので、エンジンの大型化及び重量
増加を招くという問題がある。Further, since the collar portion 2a projects beyond the deck surface 1c, the sealing surface pressure generated by the head gasket 6 concentrates on the collar portion 2a, and excessive stress acts on the cylinder liner 2. There is a problem that the cylinder liner 2 is deformed. Furthermore, since the main seal surface pressure is generated at the position of the collar portion 2a of the cylinder liner 2, it is necessary to increase the width of the collar portion 2a to some extent. Therefore, a wall thickness corresponding to the width of the flange portion 2a is required on the cylinder block 1 side, and as a result, the bore pitch is unnecessarily increased, which causes a problem that the engine is upsized and the weight is increased. .
【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みて、燃焼室の
無駄容積を可及的に減少することにより、燃焼条件の改
善を図ることができると共に、シリンダライナーに過大
な応力が作用することを防止することにより、シリンダ
ライナーの変形を防止し、併せてエンジンの小型・軽量
化に寄与することができる内燃機関のガス圧シール構造
を提供することを目的とするものである。In view of the above problems, the present invention makes it possible to improve the combustion conditions by reducing the dead volume of the combustion chamber as much as possible, and to exert excessive stress on the cylinder liner. It is an object of the present invention to provide a gas pressure seal structure for an internal combustion engine, which prevents deformation of the cylinder liner and contributes to reduction in size and weight of the engine by preventing the above.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る内燃機関のガス圧シール構造は、シリン
ダボアに鍔付シリンダライナーを嵌合した内燃機関にお
いて、前記シリンダライナーの鍔部の高さを、この鍔部
が没入するシリンダブロックに形成した段部の高さより
も低く形成し、この鍔部の位置に第１のシール部を形成
すると共に、前記鍔部の外周側に第１のシール部よりも
面圧の高い第２のシール部を形成したものである。A gas pressure seal structure for an internal combustion engine according to the present invention to achieve the above object is an internal combustion engine having a cylinder bore fitted with a flanged cylinder liner, wherein the flange portion of the cylinder liner is The height is formed to be lower than the height of the stepped portion formed in the cylinder block into which the collar portion is immersed, the first seal portion is formed at the position of the collar portion, and the first seal portion is formed on the outer peripheral side of the collar portion. The second seal portion having a higher surface pressure than that of the seal portion is formed.
【００１０】また、前記鍔部のシリンダブロックと接触
する部分の幅が、シリンダライナーの本体部の外径に対
して、 2.5％以下となるようにして、前記鍔部と段部と
の接触面積を必要最小限にすることにより、この接触面
にシール面圧を集中させ、前記鍔部と段部との間に第３
のシール部を形成すると好ましい。尚、第３のシール部
を形成する場合には、鍔部と段部のそれぞれの接触面を
平滑に研磨加工しておくと好ましい。Further, the width of the portion of the collar portion that comes into contact with the cylinder block is 2.5% or less of the outer diameter of the main body portion of the cylinder liner, and the contact area between the collar portion and the step portion is set. Is minimized to concentrate the seal surface pressure on this contact surface, and the third pressure is applied between the collar and the step.
It is preferable to form the seal part. When the third seal portion is formed, it is preferable that the contact surfaces of the collar portion and the step portion are polished smoothly.
【００１１】また、前記ガスケットとしては、金属積層
形ガスケット、グラファイトガスケット等を使用するこ
とができ、金属積層形ガスケットの場合には、シリンダ
ブロックの段部周辺のデッキ面に主シール部を配置し、
シリンダライナーの鍔部に対応する位置に副シール部を
配置するように、ビードやシムを使用してシール面圧を
調整すると好ましい。As the gasket, a metal laminated gasket, a graphite gasket or the like can be used. In the case of the metal laminated gasket, the main seal portion is arranged on the deck surface around the step portion of the cylinder block. ,
It is preferable to use a bead or a shim to adjust the seal surface pressure so that the sub seal portion is arranged at a position corresponding to the flange portion of the cylinder liner.
【００１２】[0012]
【作 用】本発明の内燃機関のガス圧シール構造は以上
の構成を有しており、最も高いシール性能を発揮する第
２のシール部は、シリンダブロックに形成する段部の高
さのバラツキや、シリンダライナーの鍔部の高さのバラ
ツキの影響を受けずに済むので、スキッシュクリアラン
スを設定する際に、これらのバラツキを見込む必要がな
くなり、従前よりも小さなスキッシュクリアランスとす
ることができ、燃焼室の無駄容積を可及的に減少させ、
燃焼条件を改善することができる。[Operation] The gas pressure seal structure for an internal combustion engine according to the present invention has the above-described structure. The second seal portion, which exhibits the highest sealing performance, has a variation in the height of the step portion formed in the cylinder block. Also, since it is not affected by the variation in the height of the flange of the cylinder liner, it is not necessary to take these variations into account when setting the squish clearance, and it is possible to make the squish clearance smaller than before. Reduce the waste volume of the combustion chamber as much as possible,
The combustion conditions can be improved.
【００１３】また、鍔部の位置に形成した第１のシール
部において発生する面圧は、第２のシール部において発
生する面圧より小さくても、総合的なシール性能は十分
に確保できるので、シリンダライナーに過剰な応力が掛
かることを防止でき、シリンダライナーの変形を防止し
て、ブローバイガスを減少させることができる。また、
前記鍔部の幅を狭く形成した場合には、シリンダブロッ
ク側に必要な肉厚は、鍔部の幅に対応して従前に比して
小さくなるので、ボアピッチを小さくすることができ、
エンジンの小型・軽量化に寄与することができると共
に、この鍔部の下面と前記段部の上面との間に形成され
る第３のシール部により、第１のシール部を補助するシ
ール面圧を得ることができる。Further, even if the surface pressure generated at the first seal portion formed at the position of the collar portion is smaller than the surface pressure generated at the second seal portion, the overall sealing performance can be sufficiently ensured. It is possible to prevent excessive stress from being applied to the cylinder liner, prevent deformation of the cylinder liner, and reduce blow-by gas. Also,
When the width of the collar portion is formed narrow, the wall thickness required on the cylinder block side is smaller than before according to the width of the collar portion, so that the bore pitch can be reduced,
A seal surface pressure that can contribute to the reduction in size and weight of the engine and that assists the first seal portion by the third seal portion formed between the lower surface of the collar portion and the upper surface of the step portion. Can be obtained.
【００１４】[0014]
【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例について
説明する。図１に示す実施例１において、シリンダブロ
ック11のシリンダボア上端周縁には、段部11ａが形成さ
れており、このシリンダボアに嵌合するシリンダライナ
ー12の鍔部12ａの下面12ｂが、前記段部11ａの上面11ｂ
に当接して、上下方向の位置が決められるようになって
いる。また、シリンダライナー12の内周面12ｃには、ピ
ストン13のリング溝13ａに嵌合されたピストンリング14
が摺接している。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. In the first embodiment shown in FIG. 1, a step portion 11a is formed on the upper edge of the cylinder bore of the cylinder block 11, and the lower surface 12b of the flange portion 12a of the cylinder liner 12 fitted into the cylinder bore is the step portion 11a. Upper surface 11b
The upper and lower positions can be determined by abutting against. Further, on the inner peripheral surface 12c of the cylinder liner 12, a piston ring 14 fitted in a ring groove 13a of the piston 13 is provided.
Are in sliding contact with each other.
【００１５】一方、シリンダライナー12の鍔部12ａの上
面12ｄと、シリンダヘッド15の下面15ａとの間には、ヘ
ッドガスケット16の燃焼室穴周縁部16ａが挟持されるよ
うになっており、ここにシール面圧Ｐ1 を生ずる第１の
シール部Ｓ1 を配し、更に、シリンダブロック11のデッ
キ面11ｃとシリンダヘッド15の下面15ａとの間には、前
記鍔部12ａの外周側にシール面圧Ｐ2 を生ずる第２のシ
ール部Ｓ2 を配している。On the other hand, between the upper surface 12d of the flange portion 12a of the cylinder liner 12 and the lower surface 15a of the cylinder head 15, the combustion chamber hole peripheral portion 16a of the head gasket 16 is sandwiched. disposing a first seal portion S 1 generated a sealing surface pressure P 1, and further, between the lower surface 15a of the deck surface 11c and the cylinder head 15 of the cylinder block 11, seal the outer peripheral side of the flange portion 12a and disposing a second sealing portion S 2 causing the surface pressure P 2.
【００１６】尚、シリンダライナー12の鍔部12ａの高さ
は、シリンダブロック11に形成された段部11ａの高さよ
りも低くなっているため、鍔部11ａがシリンダブロック
11のデッキ面11ｃから下方に数十μｍ程度引っ込む形状
となり、ヘッドガスケット16によって生じる面圧の分布
は、第１のシール部Ｓ1 における面圧Ｐ1 よりも、第２
のシール部Ｓ2 における面圧Ｐ2 の方が大きく、この第
２のシール部Ｓ2 において最大となるように構成されて
いる。Since the height of the flange portion 12a of the cylinder liner 12 is lower than the height of the stepped portion 11a formed in the cylinder block 11, the flange portion 11a is
The head gasket 16 has a shape in which it is recessed downward from the deck surface 11c of the eleventh by about several tens of μm, and the distribution of the surface pressure generated by the head gasket 16 is higher than that of the surface pressure P 1 at the first seal portion S 1 by the second pressure.
The surface pressure P 2 at the seal portion S 2 is higher than the surface pressure P 2 at the second seal portion S 2 .
【００１７】この実施例１において使用しているヘッド
ガスケット16は、繊維系またはグラファイト材を使用し
た材料シート16ｂの両面を薄い鉄板などの金属板16ｃで
覆ったサンドイッチタイプのものであり、シリンダブロ
ック11とシリンダヘッド15との間に挟持された状態で、
シリンダライナー12はヘッドガスケット16によって上下
方向の動きを押さえられる。The head gasket 16 used in the first embodiment is of a sandwich type in which both sides of a material sheet 16b made of a fibrous material or a graphite material is covered with a metal plate 16c such as a thin iron plate. In the state of being sandwiched between 11 and the cylinder head 15,
The head gasket 16 suppresses the cylinder liner 12 from moving vertically.
【００１８】シリンダ内の燃焼ガスのシールは、１次的
にヘッドガスケット16とシリンダヘッド15の間、及びヘ
ッドガスケット16とシリンダライナー12の間、即ち第１
のシール部Ｓ1 で行われ、２次的にヘッドガスケット16
とシリンダヘッド15の間、及びヘッドガスケット16とシ
リンダブロック11の間、即ち第２のシール部Ｓ2 で行わ
れる。The combustion gas in the cylinder is sealed primarily between the head gasket 16 and the cylinder head 15, and between the head gasket 16 and the cylinder liner 12, that is, the first.
Place in the seal portion S 1, 2-order to the head gasket 16
And the cylinder head 15, and between the head gasket 16 and the cylinder block 11, that is, at the second seal portion S 2 .
【００１９】また、本実施例では、シリンダライナー12
の鍔部12ａの幅Ｗ1 を、シリンダライナー12の本体部12
ｅの外径ｄに対して、 2.5％以下となるように形成する
ことにより、図７に示す従来のものに比して小さくして
いる。これにより、鍔部12ａとシリンダブロック11の段
部11ａとの相対的な接触面積を小さくして、この部分に
シール面圧を集中させることができ、鍔部12ａの下面12
ｂと段部11ａの上面11ｂとの間に第３のシール部Ｓ3 を
形成して、これが第１のシール部Ｓ1 の補助機能を果た
すように構成している。Further, in the present embodiment, the cylinder liner 12
The width W 1 of the collar portion 12a of the
The outer diameter d of e is 2.5% or less, so that it is smaller than the conventional one shown in FIG. As a result, the relative contact area between the collar portion 12a and the stepped portion 11a of the cylinder block 11 can be reduced, and the seal surface pressure can be concentrated on this portion, and the lower surface 12 of the collar portion 12a can be concentrated.
A third seal portion S 3 is formed between b and the upper surface 11b of the step portion 11a, and this is configured to fulfill the auxiliary function of the first seal portion S 1 .
【００２０】本実施例では、締め付け前のヘッドガスケ
ット16全体の厚みをｔ0 、締め付け後の第１のシール部
Ｓ1 におけるヘッドガスケット16の厚みをｔ1 、締め付
け後の第２のシール部Ｓ2 におけるヘッドガスケット16
の厚みをｔ2 とすると、図２に示すように、第１のシー
ル部Ｓ1 における歪みはｔ0 −ｔ1 となり、ここに生じ
る反力（シール面圧）はＰ1 となるのに対して、第２の
シール部Ｓ2 における歪みはｔ0 −ｔ2 となり、ここに
生じる反力（シール面圧）はＰ2 となり、Ｐ1よりも大
幅に大きくなる。In this embodiment, the total thickness of the head gasket 16 before tightening is t 0 , the thickness of the head gasket 16 in the first seal portion S 1 after tightening is t 1 , and the second seal portion S after tightening. Head gasket in 2 16
When the thickness and t 2, as shown in FIG. 2, the strain in the first seal portion S 1 is t 0 -t 1, and the reaction force occurring here (seal surface pressure) whereas the P 1 Te, a second strain in the seal portion S 2 is t 0 -t 2, and the reaction force occurring here (seal surface pressure) becomes P 2, it is significantly larger than P 1.
【００２１】上記した図２のヘッドガスケット16の歪み
と反力の関係からも明らかな通り、第１のシール部Ｓ1
における曲線の傾きは緩やかであるので、歪みｔ1 のバ
ラツキがあったとしても、反力のバラツキは比較的に小
さく、一方、第２のシール部Ｓ2 における曲線の傾きは
急であるので、歪みｔ2 のバラツキによる反力のバラツ
キは比較的に大きくなる。従って、ヘッドガスケット16
の位置ズレなどの要因による歪み量の変化の影響を受け
易い第１のシール部Ｓ1 においては、上記バラツキが小
さくなるので、シール面圧の分布は安定し、ヘッドガス
ケット16の位置ズレの許容量を大きくすることができる
わけである。As is clear from the relationship between the distortion and the reaction force of the head gasket 16 shown in FIG. 2, the first seal portion S 1
Since the slope of the curve at is gentle, the dispersion of the reaction force is relatively small even if there is the dispersion of the strain t 1 , while the slope of the curve at the second seal portion S 2 is steep. The variation of the reaction force due to the variation of the strain t 2 becomes relatively large. Therefore, the head gasket 16
In the first seal portion S 1 that is easily affected by the change in the strain amount due to factors such as positional deviation of the head gasket 16, the distribution of the seal surface pressure is stable and the positional deviation of the head gasket 16 is allowed. The capacity can be increased.
【００２２】また、本実施例では、ヘッドガスケット16
に当接する部分におけるシリンダライナー12の鍔部12ａ
の上面12ｄの高さを、シリンダブロック11のデッキ面11
ｃの高さよりも低くしたので、シリンダブロック11とシ
リンダヘッド15の間隔は、第２のシール部Ｓ2 における
圧縮後のヘッドガスケット16の厚さにより規定されるこ
ととなる。Further, in this embodiment, the head gasket 16
Flange portion 12a of the cylinder liner 12 in the portion that abuts against
The upper surface 12d of the cylinder block 11 of the deck surface 11
Since the height is smaller than the height of c, the distance between the cylinder block 11 and the cylinder head 15 is defined by the thickness of the compressed head gasket 16 in the second seal portion S 2 .
【００２３】従って、従前の如く、シリンダブロック11
に形成する段部11ａの高さや、シリンダライナー12の鍔
部12ａの高さの製作公差の影響を排除することができ、
その分だけスキッシュクリアランスＣを削減することが
できるので、燃焼室の無駄容積を可及的に減少すること
ができ、燃焼条件の改善を図ることができる。また、本
実施例では、第２のシール部Ｓ2 が主シール部となり、
第１のシール部Ｓ1 が副シール部となるので、第１のシ
ール部Ｓ1 に大きなシール面圧を作用させる必要がなく
なり、その結果、第１のシール部Ｓ1 に位置するシリン
ダライナー12に過大な応力が作用することが無いので、
シリンダライナー12の変形を防止し、ピストン13とシリ
ンダライナー12との間のクリアランスを一定に保つこと
ができ、ブローバイガスを低減することができる。Therefore, as before, the cylinder block 11
It is possible to eliminate the influence of the manufacturing tolerance of the height of the stepped portion 11a formed in the above and the height of the collar portion 12a of the cylinder liner 12,
Since the squish clearance C can be reduced accordingly, the dead volume of the combustion chamber can be reduced as much as possible, and the combustion conditions can be improved. Further, in this embodiment, the second seal portion S 2 becomes the main seal portion,
Since the first seal portion S 1 serves as a sub seal portion, it is not necessary to apply a large seal surface pressure to the first seal portion S 1 , and as a result, the cylinder liner 12 located at the first seal portion S 1 Since excessive stress does not act on,
The deformation of the cylinder liner 12 can be prevented, the clearance between the piston 13 and the cylinder liner 12 can be kept constant, and blow-by gas can be reduced.
【００２４】更に、シリンダライナー12の鍔部12ａの幅
Ｗ1 を、従前のものに比して小さくしているので、シリ
ンダブロック11側に必要な肉厚は、鍔部12ａの幅に対応
して必要最小限となるので、ボアピッチを小さくするこ
とができ、それ故、エンジンの小型・軽量化に寄与する
ことができる。次に、本発明の実施例２について図３を
参照して説明する。この実施例では、上述のサンドイッ
チタイプのものに代えて、金属積層形のヘッドガスケッ
ト26を使用している他は、実施例１と同様な構造であ
る。尚、この図は、ヘッドボルトの締結前、即ちヘッド
ガスケット26の圧縮前の状態を示している。Further, since the width W 1 of the collar portion 12a of the cylinder liner 12 is made smaller than that of the conventional one, the wall thickness required on the cylinder block 11 side corresponds to the width of the collar portion 12a. Therefore, the bore pitch can be reduced, which can contribute to reduction in size and weight of the engine. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the structure is similar to that of the first embodiment except that a metal laminated head gasket 26 is used instead of the sandwich type one described above. It should be noted that this drawing shows a state before the head bolt is fastened, that is, before the head gasket 26 is compressed.
【００２５】この実施例２で使用したヘッドガスケット
26は、燃焼室穴周縁部26ａにおいて上板27を折り返し、
折り返し部27ａの内側に下板28に形成したビード28ａが
当接するように積層して、このビード28ａの位置に第１
のシール部Ｓ1 を形成すると共に、折り返し部27ａより
も外周側の上板27と下板28との間に、それぞれビード29
ａ，30ａを形成した中板29，30を介装して、これらのビ
ード29ａ，30ａの位置に第２のシール部Ｓ2 を形成した
ものである。Head gasket used in this Example 2
26, the upper plate 27 is folded back at the combustion chamber hole peripheral portion 26a,
The bead 28a formed on the lower plate 28 is laminated so as to contact the inside of the folded portion 27a, and the first bead 28a is placed at the position of this bead 28a.
Along with forming the seal portion S 1, between the folded portion outer peripheral side of the upper plate 27 and lower plate 28 than 27a, respectively bead 29
The second seal portion S 2 is formed at the position of these beads 29a, 30a by interposing the intermediate plates 29, 30 having a, 30a formed therein.
【００２６】また、図４に示す本発明の実施例３は、実
施例２と同様に金属積層形ガスケットを使用した例であ
り、ヘッドガスケット36の構造以外は実施例１，２と同
様である。この実施例では、下板37を燃焼室穴周縁部36
ａにおいて上方に折り返して第２のシール部Ｓ2 まで延
長し、平板状の中板38の下方に、２つのビード39ａ，39
ｂを形成した別の中板39を積層すると共に、前記中板38
の上方に、前記ビード39ａ，39ｂと対称になるような２
つのビード40ａ，40ｂを形成した上板40を積層したもの
である。The third embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is an example in which a metal laminated gasket is used similarly to the second embodiment, and is the same as the first and second embodiments except the structure of the head gasket 36. . In this embodiment, the lower plate 37 is connected to the combustion chamber hole peripheral portion 36.
At a, it folds back upward and extends to the second seal portion S 2 , and below the flat middle plate 38, two beads 39a, 39
Another intermediate plate 39 formed with b is laminated and the intermediate plate 38 is formed.
2 above the beads so as to be symmetrical with the beads 39a, 39b.
The upper plate 40 having two beads 40a and 40b is laminated.
【００２７】また、この実施例の場合は、第１のシール
部Ｓ1 に配置するビード39ａ，40ａの弾性係数と、第２
のシール部Ｓ2 に配置するビード39ｂ，40ｂの弾性係数
とを変えることにより、それぞれ異なるシール面圧を生
じさせ、第２のシール部Ｓ2に生じるシール面圧Ｐ
2 を、第１のシール部Ｓ1 に生じるシール面圧Ｐ1 より
も大きくしている。Further, in the case of this embodiment, the elastic coefficients of the beads 39a and 40a arranged in the first seal portion S 1 and the second
By changing the elastic coefficients of the beads 39b and 40b arranged in the seal portion S 2 of the above, different seal surface pressures are generated, and the seal surface pressure P generated in the second seal portion S 2 is generated.
2 is larger than the seal surface pressure P 1 generated in the first seal portion S 1 .
【００２８】上記実施例２，３の場合も、実施例１の場
合と同様に、ヘッドガスケット26，36に当接するシリン
ダライナー12の鍔部12ａの上面12ｄの高さを、シリンダ
ブロック11のデッキ面11ｃの高さよりも低くしたので、
シリンダブロック11に形成する段部11ａの高さや、シリ
ンダライナー12の鍔部12ａの高さの製作公差の影響を受
けずに済み、燃焼室の無駄容積を可及的に減少すること
ができるので、燃焼を改善することができる。In the second and third embodiments, as in the first embodiment, the height of the upper surface 12d of the flange portion 12a of the cylinder liner 12 that abuts the head gaskets 26 and 36 is set to the deck of the cylinder block 11. Since it is lower than the height of the surface 11c,
The height of the stepped portion 11a formed in the cylinder block 11 and the manufacturing tolerance of the height of the flange portion 12a of the cylinder liner 12 are not affected, and the waste volume of the combustion chamber can be reduced as much as possible. , Can improve combustion.
【００２９】また、前記同様に鍔部12ａの幅Ｗ1 を小さ
く形成することにより、鍔部12ａの下面12ｂと段部11ａ
の上面11ｂとの間に、第１のシール部Ｓ1 の補助機能を
果たす第３のシール部Ｓ3 を形成しているので、十分な
ガス圧シール機能を保持しながらも、第１のシール部Ｓ
1 に位置するシリンダライナー12に過大な応力が作用す
ることを防止でき、シリンダライナー12の変形を防止す
ることができる。更に、シリンダライナー12の鍔部12ａ
の幅Ｗ1 を小さくできるので、ボアピッチを短縮して、
エンジンの小型・軽量化を図ることができる。Further, by forming the width W 1 of the collar portion 12a small similarly to the above, the lower surface 12b of the collar portion 12a and the stepped portion 11a.
Since the third seal portion S 3 that fulfills the auxiliary function of the first seal portion S 1 is formed between the upper surface 11 b and the upper surface 11 b of the first seal portion 11 b, the first seal portion is maintained while maintaining a sufficient gas pressure sealing function. Department S
Excessive stress can be prevented from acting on the cylinder liner 12 located at 1, and deformation of the cylinder liner 12 can be prevented. Further, the flange portion 12a of the cylinder liner 12
Since the width W 1 of can be made smaller, the bore pitch can be shortened,
The engine can be made smaller and lighter.
【００３０】次に図５に基づき、本発明の実施例４のガ
ス圧シール構造の説明をする。図中のヘッドガスケット
46は圧縮前の状態を示しており、この実施例では下板47
を折り返して、折り返し部47ａを第１のシール部Ｓ1 の
みならず第２のシール部Ｓ2にまで達するように延長
し、第２のシール部Ｓ2 に位置するビード48ａを形成し
た上板48を燃焼室穴周縁部46ａにおいて折り返し部47ａ
の内側に積層し、更に、第１のシール部Ｓ1 の位置に対
応するビード49ａと第２のシール部Ｓ2 の位置に対応す
るビード49ｂを備えた中板49を、上板48と下板47との間
に積層し、折り返し部47ａの外周側の上板48と中板49の
間に別の中板50を積層したものである。Next, a gas pressure sealing structure according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Head gasket in the figure
46 shows a state before compression, and in this embodiment, the lower plate 47
And the folded plate 47a is extended to extend not only to the first seal portion S 1 but also to the second seal portion S 2 , and the bead 48a located at the second seal portion S 2 is formed. 48 is a folded portion 47a at the periphery 46a of the combustion chamber hole.
And the laminated inside, further, the bead 49a and the intermediate plate 49 having a bead 49b corresponding to the second position of the seal portion S 2 corresponding to the first position of the seal portion S 1, the upper plate 48 and lower The intermediate plate 50 is laminated between the plate 47 and the upper plate 48 and the intermediate plate 49 on the outer peripheral side of the folded portion 47a.
【００３１】この実施例では、締め付け前のヘッドガス
ケット46全体の厚みをｔ0 、締め付け後の第１のシール
部Ｓ1 におけるヘッドガスケット46の厚みをｔ1 、締め
付け後の第２のシール部Ｓ2 におけるヘッドガスケット
46の厚みをｔ2 とすると、図６に示すように、第１のシ
ール部Ｓ1 における歪みはｔ0 −ｔ1 となり、ここに生
じる反力（シール面圧）は、曲線Ｌ1 上のＰ1 となるの
に対して、第２のシール部Ｓ2 における歪みはｔ0 −ｔ
2 となり、ここに生じる反力（シール面圧）は、曲線Ｌ
2 上のＰ2 となり、同一の曲線上では得られないシール
面圧の組み合わせとなる。In this embodiment, the total thickness of the head gasket 46 before tightening is t 0 , the thickness of the head gasket 46 in the first seal portion S 1 after tightening is t 1 , and the second seal portion S after tightening. Head gasket in 2
When the 46 thickness of the t 2, as shown in FIG. 6, the strain in the first seal portion S 1 is t 0 -t 1, and the reaction force occurring here (seal surface pressure), on the curve L 1 of whereas the P 1, distortion in the second seal portion S 2 is t 0 -t
2 and the reaction force (sealing surface pressure) generated here is the curve L
P 2 becomes on 2, the combination of the resulting not seal surface pressure is on the same curve.
【００３２】本実施例の場合も、前記実施例１〜３と同
様に、シリンダブロック11に形成する段部11ａの高さ
や、シリンダライナー12の鍔部12ａの高さの製作公差の
影響を受けずに済み、燃焼室の無駄容積を可及的に減少
することができるので、燃焼を改善することができる。
また、シリンダライナー12に過大な応力が作用すること
が無いので、シリンダライナー12の変形を防止すること
ができ、更に、シリンダライナー12の鍔部12ａの幅Ｗ1
を小さくできるので、ボアピッチを短縮して、エンジン
の小型・軽量化を図ることができる。Also in the case of this embodiment, similarly to the above-mentioned first to third embodiments, the manufacturing tolerance of the height of the step portion 11a formed in the cylinder block 11 and the height of the flange portion 12a of the cylinder liner 12 is influenced. Therefore, the waste volume of the combustion chamber can be reduced as much as possible, so that the combustion can be improved.
Further, since excessive stress does not act on the cylinder liner 12, deformation of the cylinder liner 12 can be prevented, and further, the width W 1 of the collar portion 12a of the cylinder liner 12 can be prevented.
Since it can be made smaller, the bore pitch can be shortened and the engine can be made smaller and lighter.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明の内燃機関のガス圧シール構造
は、シリンダボアに鍔付シリンダライナーを嵌合した内
燃機関において、前記シリンダライナーの鍔部の高さ
を、この鍔部が没入するシリンダブロックに形成した段
部の高さよりも低く形成し、この鍔部の位置に第１のシ
ール部を形成すると共に、前記鍔部の外周側に第１のシ
ール部よりも面圧の高い第２のシール部を形成したの
で、以下の効果を奏することができる。The gas pressure sealing structure for an internal combustion engine of the present invention is an internal combustion engine in which a cylinder bore is fitted with a flanged cylinder liner, and the height of the flange portion of the cylinder liner is the cylinder block into which the flange portion is inserted. Is formed to be lower than the height of the stepped portion formed on the first seal portion, the first seal portion is formed at the position of this flange portion, and the second seal having a higher surface pressure than the first seal portion is formed on the outer peripheral side of the collar portion. Since the seal portion is formed, the following effects can be obtained.
【００３４】スキッシュクリアランスが、シリンダヘッ
ド、ヘッドガスケット、シリンダブロックの位置関係で
決まることとなり、シリンダライナーの位置が関与しな
くなるので、最も高いシール性能を発揮する第２のシー
ル部は、シリンダブロックに形成する段部の高さのバラ
ツキや、シリンダライナーの鍔部の高さのバラツキの影
響を受けずに済む。従って、スキッシュクリアランスを
設定する際に、これらのバラツキを見込む必要がなくな
り、従前よりも小さなスキッシュクリアランスとするこ
とができ、燃焼室の無駄容積を可及的に減少させ、燃焼
条件を改善することができる。Since the squish clearance is determined by the positional relationship between the cylinder head, the head gasket and the cylinder block, and the position of the cylinder liner is no longer involved, the second seal portion, which exhibits the highest sealing performance, is located in the cylinder block. It is not affected by variations in the height of the formed step portion and variations in the height of the flange portion of the cylinder liner. Therefore, when setting the squish clearance, it is not necessary to consider these variations, and it is possible to make the squish clearance smaller than before, to reduce the waste volume of the combustion chamber as much as possible and improve the combustion conditions. You can
【００３５】また、鍔部の位置に形成した第１のシール
部において発生する面圧は、第２のシール部において発
生する面圧より小さくても、これらを合わせると総合的
なシール性能は十分に確保できるので、シリンダライナ
ーに過剰な応力が掛かることを防止でき、シリンダライ
ナーの変形を防止して、ブローバイガスを減少させるこ
とができる。Further, even if the surface pressure generated in the first seal portion formed at the position of the collar portion is smaller than the surface pressure generated in the second seal portion, if these are combined, the overall sealing performance is sufficient. Therefore, it is possible to prevent excessive stress from being applied to the cylinder liner, prevent deformation of the cylinder liner, and reduce blow-by gas.
【００３６】また、前記鍔部の幅を狭く形成して、この
鍔部の下面と前記段部の上面との間に第３のシール部を
形成した場合には、シリンダブロック側に必要な肉厚
は、鍔部の幅に対応して従前に比して小さくなるので、
ボアピッチを小さくすることができ、エンジンの小型・
軽量化に寄与することができる。Further, when the width of the collar portion is formed to be narrow and the third seal portion is formed between the lower surface of the collar portion and the upper surface of the step portion, the necessary thickness on the cylinder block side is obtained. The thickness is smaller than before according to the width of the collar,
Bore pitch can be reduced, and engine size
It can contribute to weight reduction.
【図１】本発明の実施例１における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a gas pressure seal structure for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
【図２】実施例１の第１のシール部と第２のシール部の
シール面圧の関係を示す曲線図である。FIG. 2 is a curve diagram showing the relationship between the seal surface pressures of the first seal portion and the second seal portion of the first embodiment.
【図３】本発明の実施例２における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a gas pressure sealing structure for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例３における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a gas pressure seal structure for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例４における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a gas pressure seal structure for an internal combustion engine in Embodiment 4 of the present invention.
【図６】実施例４の第１のシール部と第２のシール部の
シール面圧の関係を示す曲線図である。FIG. 6 is a curve diagram showing the relationship between the seal surface pressures of the first seal portion and the second seal portion of the fourth embodiment.
【図７】従来の内燃機関のガス圧シール構造を示す断面
図である。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional gas pressure seal structure for an internal combustion engine.
11 シリンダブロック 11ａ 段部 11ｂ 段部の上面 12 シリンダライナー 12ａ 鍔部 12ｂ 鍔部の下面 Ｓ1 第１のシール部 Ｓ2 第２のシール部 Ｓ3 第３のシール部11 Cylinder block 11a Stepped portion 11b Upper surface of stepped portion 12 Cylinder liner 12a Collar portion 12b Lower surface of collar portion S 1 First seal portion S 2 Second seal portion S 3 Third seal portion
Claims (2)
嵌合した内燃機関において、前記シリンダライナーの鍔
部の高さを、この鍔部が没入するシリンダブロックに形
成した段部の高さよりも低く形成し、この鍔部の位置に
第１のシール部を形成すると共に、前記鍔部の外周側に
第１のシール部よりも面圧の高い第２のシール部を形成
した内燃機関のガス圧シール構造。1. In an internal combustion engine having a cylinder bore fitted with a flanged cylinder liner, a flange portion of the cylinder liner is formed to have a height lower than a step portion formed in a cylinder block into which the flange portion is recessed. A gas pressure seal structure for an internal combustion engine, in which a first seal portion is formed at the position of the collar portion and a second seal portion having a higher surface pressure than the first seal portion is formed on the outer peripheral side of the collar portion. .
の下面と前記段部の上面との間に第３のシール部を形成
したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のガス
圧シール構造。2. The third seal portion is formed between the lower surface of the collar portion and the upper surface of the step portion by forming the width of the collar portion narrower. Gas pressure seal structure for internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197595A JPH08240149A (en) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | Gas pressure sealing structure for internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197595A JPH08240149A (en) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | Gas pressure sealing structure for internal-combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240149A true JPH08240149A (en) | 1996-09-17 |
Family
ID=12623204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4197595A Pending JPH08240149A (en) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | Gas pressure sealing structure for internal-combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08240149A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017200714A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | Caterpillar Inc. | Cylinder liner with chamfer and anti-polishing cuff |
| US11428189B1 (en) | 2021-05-12 | 2022-08-30 | Caterpillar Inc. | Piston bowl geometry, cuff and top land interaction for reduced hydrocarbons, improved combustion efficiency, and piston temperature |
| US11898488B2 (en) | 2021-05-12 | 2024-02-13 | Caterpillar Inc. | Piston bowl geometry, cuff and top land interaction for reduced hydrocarbons, improved combustion efficiency, and piston temperature |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP4197595A patent/JPH08240149A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109154249A (en) * | 2016-05-16 | 2019-01-04 | 卡特彼勒公司 | Cylinder jacket with chamfering and anti-polishing oversleeve |
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