JPH088280Y2 - Integrated cylinder block for internal combustion engine - Google Patents

Integrated cylinder block for internal combustion engine

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JPH088280Y2
JPH088280Y2 JP1988062944U JP6294488U JPH088280Y2 JP H088280 Y2 JPH088280 Y2 JP H088280Y2 JP 1988062944 U JP1988062944 U JP 1988062944U JP 6294488 U JP6294488 U JP 6294488U JP H088280 Y2 JPH088280 Y2 JP H088280Y2
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JP
Japan
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cylinder
cylinder block
liner
combustion engine
internal combustion
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隆治 後藤
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、シリンダボアを有するシリンダ部と、燃
焼室を画成するヘッド部とが一体に鋳造されてなる内燃
機関の一体型シリンダブロックに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated cylinder block of an internal combustion engine in which a cylinder part having a cylinder bore and a head part defining a combustion chamber are integrally cast.

従来の技術 自動車用内燃機関等の本体部分は、一般的には、シリ
ンダ上端に沿ってシリンダブロックとシリンダヘッドと
に分割して鋳造されており、両者をシリンダヘッドガス
ケットを介してボルト結合した構成となっている。
2. Description of the Related Art A main body of an internal combustion engine for an automobile is generally divided into a cylinder block and a cylinder head along an upper end of a cylinder and cast, and the two are bolted together through a cylinder head gasket. Has become.

これに対し、例えば実開昭62-69045号公報や実開昭62
-69046号公報等において、シリンダ部とヘッド部とを一
体に鋳造した一体型シリンダブロックが開示されてい
る。この一体型シリンダブロックにおいては、シリンダ
ヘッドガスケット部分での冷却水や燃焼ガスの漏洩の虞
れが完全に無くなるとともに、燃焼室周囲の冷却水の通
流が良好なものとなって冷却性が向上する、等の利点が
ある。
On the other hand, for example, Japanese Utility Model Publication No. 62-69045 and Japanese Utility Model Publication No. 62-69045
-69046, etc., discloses an integral cylinder block in which a cylinder portion and a head portion are integrally cast. In this integrated cylinder block, the risk of leakage of cooling water and combustion gas at the cylinder head gasket is completely eliminated, and the flow of cooling water around the combustion chamber is improved, improving cooling performance. There are advantages such as

また、この種の一体型シリンダブロックをアルミニウ
ム合金等の軽合金で形成する場合に、シリンダ部のシリ
ンダウォール内周に、例えば鋳鉄等からなるシリンダラ
イナを一体に鋳込んで、いわゆるドライライナ形式とす
ることがある。
Also, when this type of integrated cylinder block is formed of a light alloy such as an aluminum alloy, a cylinder liner made of, for example, cast iron is integrally cast on the inner circumference of the cylinder wall of the cylinder part, so-called dry liner type. I have something to do.

考案が解決しようとする課題 ところで、シリンダ上端に沿ってシリンダブロックと
シリンダヘッドとに分割した従前の構成では、燃焼圧力
はシリンダヘッドが受け、これがシリンダヘッドボルト
およびシリンダブロック側のボス部を介してシリンダブ
ロックの下部に広く分散した形で伝えられる。そのた
め、シリンダウォールには、強い引張力は作用しない。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention By the way, in the conventional configuration in which the cylinder block and the cylinder head are divided along the upper end of the cylinder, the combustion pressure is received by the cylinder head, and this is transmitted via the cylinder head bolt and the boss portion on the cylinder block side. It is transmitted to the lower part of the cylinder block in a widely dispersed form. Therefore, a strong tensile force does not act on the cylinder wall.

これに対し、ヘッド部を一体化した一体型シリンダブ
ロックにあっては、ヘッド部が受けた燃焼圧力はシリン
ダウォールを介してシリンダ部下部に伝えられるので、
シリンダウォールが最も強く引張力を受ける。
On the other hand, in the integrated cylinder block in which the head part is integrated, the combustion pressure received by the head part is transmitted to the lower part of the cylinder part through the cylinder wall.
The cylinder wall receives the strongest tensile force.

そのため、第3図に示すように、シリンダウォール21
内周に別体のシリンダライナ22を鋳込んだ場合に、シリ
ンダライナ22の上端外周側のエッジ23部分に応力集中が
生じ、ここからシリンダウォール21に図示するようなク
ラック24が発生し易い。尚、第3図において、25はウォ
ータジャケットウォール、26はウォータジャケットであ
る。
Therefore, as shown in FIG. 3, the cylinder wall 21
When a separate cylinder liner 22 is cast on the inner circumference, stress concentration occurs on the edge 23 portion on the upper end outer circumference side of the cylinder liner 22, and cracks 24 as shown in the figure tend to occur on the cylinder wall 21 from there. In FIG. 3, 25 is a water jacket wall and 26 is a water jacket.

また、分割化した従前の構成では、シリンダ上端に沿
って断熱性に富んだシリンダヘッドガスケットが介在し
ているので、シリンダヘッドからシリンダブロックへの
熱の移動が抑制され、シリンダウォール上部の温度は比
較的低い。
Further, in the divided conventional structure, since the cylinder head gasket with high heat insulation is provided along the upper end of the cylinder, heat transfer from the cylinder head to the cylinder block is suppressed, and the temperature of the upper part of the cylinder wall is reduced. Relatively low.

これに対して、シリンダウォールをヘッド部と一体化
した一体型シリンダブロックの構成では、シリンダウォ
ール上部の温度が非常に高温となり、熱膨張によってシ
リンダボア径がかなり拡大してしまう。そのため、燃焼
ガスのシール性の悪化あるいはオイル消費量の増大等の
不具合が生じ易い。
On the other hand, in the structure of the integral type cylinder block in which the cylinder wall is integrated with the head portion, the temperature of the upper portion of the cylinder wall becomes extremely high, and the cylinder bore diameter increases considerably due to thermal expansion. Therefore, problems such as deterioration of the combustion gas sealing property and increase of oil consumption are likely to occur.

課題を解決するための手段 そこで、この考案は、シリンダボアを有するシリンダ
部と、燃焼室を画成するヘッド部とが一体に鋳造される
とともに、上記シリンダ部のシリンダウォール内周に別
体のシリンダライナが鋳込まれてなる内燃機関の一体型
シリンダブロックにおいて、上記シリンダウォールの少
なくとも上部に、シリンダライナを筒状に囲む繊維強化
層を設けるとともに、この繊維強化層の上端部を、シリ
ンダライナ上端より上方へ延長し、かつシリンダライナ
上端の外周側エッジを覆うように内周側へ延長形成した
ことを特徴としている。
Therefore, according to the present invention, a cylinder part having a cylinder bore and a head part defining a combustion chamber are integrally cast, and a separate cylinder is provided on the inner circumference of the cylinder wall of the cylinder part. In an integrated cylinder block of an internal combustion engine in which a liner is cast, a fiber reinforced layer that cylindrically surrounds the cylinder liner is provided on at least an upper portion of the cylinder wall, and an upper end portion of the fiber reinforced layer is provided at an upper end of the cylinder liner. It is characterized in that it extends further upward and extends toward the inner peripheral side so as to cover the outer peripheral side edge of the upper end of the cylinder liner.

作用 上記繊維強化層の上端部によってシリンダライナ上端
の外周側エッジが覆われるので、クラックの発生が防止
される。また上記繊維強化層は、熱膨張率が非常に小さ
くなるので、シリンダボアの径方向の熱膨張が抑制され
る。
Action Since the outer peripheral edge of the upper end of the cylinder liner is covered by the upper end of the fiber reinforced layer, cracks are prevented from occurring. Further, since the coefficient of thermal expansion of the fiber-reinforced layer is extremely small, the thermal expansion in the radial direction of the cylinder bore is suppressed.

実施例 以下、この考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この考案に係る一体型シリンダブロック1
全体の構成を示す断面図である。
FIG. 1 shows an integrated cylinder block 1 according to the present invention.
It is sectional drawing which shows the whole structure.

このシリンダブロック1は、多数のシリンダボアが列
設されたシリンダ部2と、このシリンダ部2の上方に位
置し、かつ燃焼室を画成するヘッド部3とが、例えばア
ルミニウム合金にて一体に鋳造されたものであって、上
記シリンダ部2の下部に、スカート部4およびバルクヘ
ッド5が一体に形成されているとともに、上記ヘッド部
3側に、吸気ポート6、排気ポート7、カムブラケット
部8等が形成されている。尚、上記バルクヘッド5に
は、主軸受部9およびベアリングキャップ10が一対のキ
ャップボルト11にて締結されるようになっている。
In this cylinder block 1, a cylinder part 2 in which a large number of cylinder bores are arranged in a row, and a head part 3 located above the cylinder part 2 and defining a combustion chamber are integrally cast from, for example, an aluminum alloy. The skirt portion 4 and the bulkhead 5 are integrally formed in the lower portion of the cylinder portion 2, and the intake port 6, the exhaust port 7, the cam bracket portion 8 are provided on the head portion 3 side. Etc. are formed. A main bearing portion 9 and a bearing cap 10 are fastened to the bulkhead 5 with a pair of cap bolts 11.

また上記シリンダ部2においては、円筒状をなすシリ
ンダウォール12の外側を囲むように、ウォータジャケッ
トウォール13が形成されており、両者間にシリンダ部分
を冷却するためのウォータジャケット14が形成されてい
る。そして、上記ヘッド部3には、燃焼室や排気ポート
7等を囲むようにウォータジャケット15が中子にて形成
されている。このヘッド部3側のウォータジャケット15
は、シリンダヘッドガスケットに制約されることなくシ
リンダ部2側のウォータジャケット14と広い範囲で連通
している。
Further, in the cylinder portion 2, a water jacket wall 13 is formed so as to surround the outer side of the cylinder wall 12 having a cylindrical shape, and a water jacket 14 for cooling the cylinder portion is formed between them. . A water jacket 15 is formed in the head portion 3 as a core so as to surround the combustion chamber, the exhaust port 7, and the like. Water jacket on the head 3 side 15
Is communicated with the water jacket 14 on the cylinder portion 2 side in a wide range without being restricted by the cylinder head gasket.

また上記シリンダブロック1のシリンダ部2には、例
えば鋳鉄からなるシリンダライナ16が各気筒毎に鋳込ん
である。このシリンダライナ16は、それぞれ円筒状をな
し、シリンダウォール12内周に支持されたドライライナ
形式となっている。
A cylinder liner 16 made of, for example, cast iron is cast in the cylinder portion 2 of the cylinder block 1 for each cylinder. The cylinder liners 16 each have a cylindrical shape and are of a dry liner type supported on the inner circumference of the cylinder wall 12.

そして、上記シリンダライナ16の背面に、シリンダウ
ォール12の一部として、いわゆるFRM(繊維強化金属複
合材料)からなる繊維強化層17が設けられている。この
繊維強化層17は、炭素長繊維あるいは窒化ケイ素,アル
ミナ等の繊維をバインダを介して所定の円筒形状に予備
成形し、これをシリンダブロック1の鋳造時に鋳込んで
FRMとしたものであり、図示例では、シリンダライナ16
の上部2/3程度の範囲を筒状に囲むように形成されてい
る。尚、繊維は規則的な配列であっても、不規則な配列
であっても良い。また、シリンダウォール12やシリンダ
ライナ16の径方向の熱膨張は上部ほど大となるので、上
記繊維強化層17は、上部ほど厚く、かつ繊維を密に配合
してある。そして、上記繊維強化層17の上端部17aは、
第2図に詳示するように、シリンダライナ16の上端より
僅かに上方に延長されているとともに、内周側へ屈曲し
ており、これによって、シリンダライナ16上端の外周側
エッジ16aが覆われている。
A fiber reinforced layer 17 made of so-called FRM (fiber reinforced metal composite material) is provided on the back surface of the cylinder liner 16 as a part of the cylinder wall 12. This fiber-reinforced layer 17 is obtained by preforming a long carbon fiber or a fiber such as silicon nitride or alumina into a predetermined cylindrical shape through a binder, and casting this into the cylinder block 1 at the time of casting.
The cylinder liner 16 is used in the illustrated example.
It is formed so as to surround the upper two-thirds of the area in a tubular shape. The fibers may be arranged regularly or irregularly. Further, since the thermal expansion in the radial direction of the cylinder wall 12 and the cylinder liner 16 becomes larger toward the upper portion, the fiber reinforced layer 17 is thicker toward the upper portion and the fibers are densely mixed. Then, the upper end 17a of the fiber reinforced layer 17,
As shown in detail in FIG. 2, the cylinder liner 16 extends slightly upward from the upper end and is bent inward, so that the outer peripheral edge 16a at the upper end of the cylinder liner 16 is covered. ing.

従って上記の構成によれば、燃焼圧力によりシリンダ
ウォール12に強い引張力が作用したとしても、応力集中
を生じる上記エッジ16a周辺部分が繊維強化層17として
効果的に強化されているので、従来のようにクラックを
生じることがない。特に、シリンダライナ16上端の外周
側エッジ16aが繊維強化層17によって包みこむように覆
われているので、該エッジ16aを起点としてシリンダラ
イナ16上端面あるいは外周面に沿って発生しやすいクラ
ックを効果的に防止できる。また図示例では、繊維強化
層17がかなり下方まで延びているので、シリンダウォー
ル12全体としても引張力に対する強度が著しく向上す
る。
Therefore, according to the above configuration, even if a strong tensile force acts on the cylinder wall 12 by the combustion pressure, the peripheral portion of the edge 16a that causes stress concentration is effectively reinforced as the fiber reinforced layer 17, It does not cause cracks. In particular, since the outer peripheral edge 16a at the upper end of the cylinder liner 16 is covered by the fiber reinforced layer 17 so as to be wrapped therein, it is effective to form a crack that easily occurs along the upper end surface or the outer peripheral surface of the cylinder liner 16 starting from the edge 16a. Can be prevented. Further, in the illustrated example, since the fiber reinforced layer 17 extends considerably downward, the strength of the cylinder wall 12 as a whole against the tensile force is remarkably improved.

また、炭素等の繊維を含んだ繊維強化層17の熱膨張率
は、金属単体に較べて非常に小さいので、シリンダボア
上端部が高温化することによるシリンダウォール12やシ
リンダライナ16の径方向の膨張が抑制される。特に、上
記実施例では、上部ほど径方向の膨張が強く抑制される
ので、シリンダボアの温度勾配と相殺される結果とな
り、実際の運転時にシリンダボアの口径を全長に亙って
略均一に保つことができる。
Further, the coefficient of thermal expansion of the fiber-reinforced layer 17 containing fibers such as carbon is much smaller than that of a simple substance of metal, so that the cylinder wall 12 and the cylinder liner 16 expand in the radial direction due to the temperature increase at the upper end of the cylinder bore. Is suppressed. In particular, in the above-described embodiment, since the radial expansion is strongly suppressed toward the upper part, the result is offset by the temperature gradient of the cylinder bore, and it is possible to keep the bore diameter of the cylinder bore substantially uniform over the entire length during actual operation. it can.

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機
関の一体型シリンダブロックにおいては、ヘッド部と一
体化することにより引張応力が集中し易くなるシリンダ
ライナ上端外周部分を効果的に補強することができる。
特に、シリンダライナ上端の外周側エッジが繊維強化層
によって包みこむように覆われているので、該エッジを
起点として生じやすいクラックの発生を確実に防止する
ことができる。また、ヘッド部と一体化したことにより
非常に高温となるシリンダボア上部での熱膨張を抑制で
き、燃焼ガスに対するシール性の悪化やオイル消費量の
増大を防止できる。
Effect of the Invention As is clear from the above description, in the integrated cylinder block of the internal combustion engine according to the present invention, by integrating with the head portion, the tensile stress is easily concentrated on the outer peripheral portion of the upper end of the cylinder liner. Can be reinforced.
In particular, since the outer peripheral edge at the upper end of the cylinder liner is covered with the fiber reinforced layer so as to be wrapped therein, it is possible to reliably prevent the occurrence of cracks that tend to occur starting from the edge. Further, by being integrated with the head portion, it is possible to suppress thermal expansion in the upper portion of the cylinder bore, which becomes extremely high temperature, and prevent deterioration of sealing property against combustion gas and increase of oil consumption.

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

第1図はこの考案に係る一体型シリンダブロックの一実
施例を示す断面図、第2図はその要部の拡大断面図、第
3図は従来における一体型シリンダブロック要部の断面
図である。 1……シリンダブロック、2……シリンダ部、3……ヘ
ッド部、12……シリンダウォール、16……シリンダライ
ナ、17……繊維強化層。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an integrated cylinder block according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part thereof, and FIG. 3 is a sectional view of a conventional integrated cylinder block essential part. . 1 ... Cylinder block, 2 ... Cylinder part, 3 ... Head part, 12 ... Cylinder wall, 16 ... Cylinder liner, 17 ... Fiber reinforced layer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】シリンダボアを有するシリンダ部と、燃焼
室を画成するヘッド部とが一体に鋳造されるとともに、
上記シリンダ部のシリンダウォール内周に別体のシリン
ダライナが鋳込まれてなる内燃機関の一体型シリンダブ
ロックにおいて、上記シリンダウォールの少なくとも上
部に、シリンダライナを筒状に囲む繊維強化層を設ける
とともに、この繊維強化層の上端部を、シリンダライナ
上端より上方へ延長し、かつシリンダライナ上端の外周
側エッジを覆うように内周側へ延長形成したことを特徴
とする内燃機関の一体型シリンダブロック。
1. A cylinder part having a cylinder bore and a head part defining a combustion chamber are integrally cast, and
In an integrated cylinder block of an internal combustion engine in which a separate cylinder liner is cast on the inner circumference of the cylinder wall of the cylinder portion, a fiber reinforced layer that cylindrically surrounds the cylinder liner is provided at least on the upper part of the cylinder wall. An integrated cylinder block for an internal combustion engine, wherein an upper end portion of the fiber reinforced layer is extended upward from an upper end of the cylinder liner and is extended to an inner peripheral side so as to cover an outer peripheral edge of the upper end of the cylinder liner. .
JP1988062944U 1988-05-13 1988-05-13 Integrated cylinder block for internal combustion engine Expired - Lifetime JPH088280Y2 (en)

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JPH01166744U JPH01166744U (en) 1989-11-22
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6141844U (en) * 1984-08-22 1986-03-17 トヨタ自動車株式会社 cylinder liner assembly
JPS6365838U (en) * 1986-10-20 1988-04-30

Also Published As

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JPH01166744U (en) 1989-11-22

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