JPH0921347A - Structure for thermal insulation type engine provided with thermal insulation layer and sound absorbing layer - Google Patents
Structure for thermal insulation type engine provided with thermal insulation layer and sound absorbing layerInfo
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- JPH0921347A JPH0921347A JP19265095A JP19265095A JPH0921347A JP H0921347 A JPH0921347 A JP H0921347A JP 19265095 A JP19265095 A JP 19265095A JP 19265095 A JP19265095 A JP 19265095A JP H0921347 A JPH0921347 A JP H0921347A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、遮熱層と吸音層を持
つ遮熱形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 heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、遮熱形エンジンとして、シリンダ
ライナ上方部を有するセラミック製ヘッドライナをシリ
ンダヘッドの内側に嵌合したものが知られている。前記
ヘッドライナは、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、ヘッドライナの該シリンダ
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
形成したものである。また、ヘッドライナをシリンダヘ
ッドに取り付けるには、位置決めリング及び上側に位置
決めプレートを有するガスケットを介してライナヘッド
をシリンダヘッドに圧入、焼嵌め等により嵌合すること
によって達成している。また、シリンダヘッドとヘッド
ライナとの間には空気層が形成されている。上記遮熱形
エンジンについては、シリンダヘッドとヘッドライナと
の間には空気層が形成され、熱の逃げを少なくすること
はできるが、ヘッドライナが、比較的に肉厚のセラミッ
ク材料から構成されている。上記のような遮熱形エンジ
ンとして、例えば、特開昭５９−１２２７６５号公報に
開示されたものがある。2. Description of the Related Art Heretofore, there has been known a heat shield type engine in which a ceramic headliner having an upper portion of a cylinder liner is fitted inside a cylinder head. In the head liner, an inner wall portion of a cylinder head and an upper portion of the cylinder liner are integrally formed, and an upper portion of the head liner is formed as a separate member from a lower cylinder liner. In addition, mounting the head liner to the cylinder head is achieved by press-fitting the liner head to the cylinder head via a positioning ring and a gasket having a positioning plate on the upper side, and shrink-fitting the head. Further, an air layer is formed between the cylinder head and the headliner. In the above heat shield type engine, an air layer is formed between the cylinder head and the headliner to reduce the escape of heat, but the headliner is made of a relatively thick ceramic material. ing. An example of such a heat shield type engine is disclosed in JP-A-59-122765.
【０００３】従来の往復動形エンジンにおいて、発生す
る騒音は、ピストンスラップ、動弁機構におけるカム駆
動系、ギヤトレイン、補機駆動系、燃焼室での燃焼時の
爆発による圧力波等によって発生し、ガソリンエンジン
に比較してディーゼルエンジンの方が騒音が大きくなる
のが一般的である。往復動エンジンにおいて、燃焼によ
る圧力波の発生は、１００Ｈｚ〜数万Ｈｚ程度の領域に
分布され、その振動は燃焼室の壁面に伝わり、エンジン
ボディの外壁と共振し、騒音が発生する。In a conventional reciprocating engine, noise is generated by a piston slap, a cam drive system in a valve mechanism, a gear train, an accessory drive system, a pressure wave caused by an explosion during combustion in a combustion chamber, and the like. Generally, the noise of diesel engine is louder than that of gasoline engine. In a reciprocating engine, pressure waves generated by combustion are distributed in the region of 100 Hz to tens of thousands of Hz, and the vibrations are transmitted to the wall surface of the combustion chamber and resonate with the outer wall of the engine body to generate noise.
【０００４】また、実開昭５９−１８２６５０号公報に
は、防音装置を備えた断熱エンジンが開示されている。
該断熱エンジンの防音装置は、燃焼室を形成するピスト
ン及びシリンダヘッドを耐熱、断熱材料で形成し、シリ
ンダブロック及びシリンダヘッド周りに吸音室を形成
し、吸音室の内部に吸音材を充填したものである。Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-182650 discloses an adiabatic engine equipped with a soundproof device.
The sound insulation device of the heat insulating engine is one in which a piston and a cylinder head forming a combustion chamber are formed of a heat resistant and heat insulating material, a sound absorbing chamber is formed around the cylinder block and the cylinder head, and the sound absorbing chamber is filled with a sound absorbing material. Is.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】そこで、往復動形エン
ジンにおいて、燃焼室を構成する燃焼室壁体としてシリ
ンダ、ヘッドライナ、ピストンヘッド等をそれらを支持
する本体から分離させ、それらの外側に吸音材から成る
中間部材を配置させれば、燃焼によって発生する振動の
伝達を遮断できると共に、極めて効果的な遮熱構造がで
きる。往復動エンジンでは、ピストンの往復運動、バル
ブ運動、燃焼振動等が音源となる他、ギヤの振動音、カ
ム、クランクシャフトの運動による振動等があるが、特
に、往復動エンジンでは、騒音となる音源のほとんどが
燃焼室を構成するピストンまわりに存在している。Therefore, in a reciprocating engine, a cylinder, a headliner, a piston head, etc. are separated from the main body that supports them as a combustion chamber wall constituting a combustion chamber, and sound is absorbed outside them. By arranging the intermediate member made of a material, it is possible to block the transmission of vibrations generated by the combustion and to provide an extremely effective heat shield structure. In a reciprocating engine, the reciprocating motion of the piston, valve motion, combustion vibration, etc. are the sound sources, and there are vibration noise of the gear, vibration due to the motion of the cam and crankshaft, etc. Most of the sound source exists around the piston that constitutes the combustion chamber.
【０００６】また、遮熱形エンジンでは、シリンダの一
部とシリンダヘッド部を合成したヘッドライナ、シリン
ダ及びピストンヘッド部は、セラミックス等で構成さ
れ、その外側に遮熱用空気層が設けられている。遮熱形
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
に伝導し、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、遮熱形エン
ジンについて、その燃焼室に面する部分を耐熱性、断熱
性、熱ショック性に優れた窒化ケイ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ように
構成し、燃焼室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し、また、一般冷却エンジン
に比較して高温になる燃焼室での圧力波の振動によって
発生する騒音を如何に遮断するかの課題がある。Further, in the heat shield type engine, the head liner, which is a combination of a part of the cylinder and the cylinder head part, the cylinder and the piston head part are made of ceramics or the like, and a heat shield air layer is provided on the outside thereof. There is. In the heat shield type engine, the combustion chamber has a high temperature atmosphere, but if the heat shield structure between the combustion chamber wall and the cylinder head is not sufficient,
The thermal energy of the combustion chamber is conducted 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 the thermal efficiency to be reduced. Therefore, regarding the heat shield type engine, the part facing the combustion chamber is made of ceramics such as silicon nitride, which has excellent heat resistance, heat insulation and heat shock resistance, and is configured to withstand high temperature combustion gas. , How to prevent the high temperature of the combustion chamber from radiating heat to the outside through the cylinder head, and how to cut off the noise generated by the vibration of the pressure wave in the combustion chamber which becomes higher temperature than the general cooling engine. There is a problem.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、シリンダと
ピストンヘッドとで形成される遮熱構造の燃焼室を構成
する燃焼室部材から成る遮熱形エンジンにおいて、前記
燃焼室部材とそれらを支持するボディ等の部材との間に
熱流の遮断のみでなく、燃焼室内での燃焼によって発生
する爆発圧力波による振動を音源で有効に遮断するた
め、前記燃焼室部材と前記部材との間に金属、ラバー、
セラミックス繊維とラバーとの複合材或いは金属とラバ
ーとの複合材等から構成したシールや遮熱機能と吸音機
能とを合わせ持つ中間部材を配置し、熱伝達と同時に騒
音振動を遮断する遮熱層と吸音層を持つ遮熱形エンジン
の構造に関する。According to the present invention, there is provided a heat shield type engine comprising a combustion chamber member which constitutes a combustion chamber having a heat shield structure formed of a cylinder and a piston head, and the combustion chamber members and supporting them. In order to effectively block not only the heat flow between the body and other members, but also the vibration due to the explosion pressure wave generated by the combustion in the combustion chamber by the sound source, the metal between the combustion chamber member and the member is used. ,rubber,
A heat shield layer that arranges a seal composed of a composite material of ceramic fibers and rubber or a composite material of metal and rubber, and an intermediate member having both a heat shield function and a sound absorption function to block heat vibration and noise vibration at the same time. And the structure of a heat shield type engine having a sound absorbing layer.
【０００８】この発明は、シリンダを構成するシリンダ
ブロック、該シリンダブロックに固定されたシリンダヘ
ッド、前記シリンダ内を往復動するピストン及び遮熱構
造の燃焼室を構成する燃焼室部材から成る遮熱形エンジ
ンにおいて、前記燃焼室部材と前記燃焼室部材を支持す
る部材との間には、熱伝導率が小さい遮熱層と振動が伝
達し難い吸音層から成る中間部材が配置されていること
を特徴とする遮熱層と吸音層を持つ遮熱形エンジンの構
造に関する。According to the present invention, there is provided a heat shield type comprising a cylinder block constituting a cylinder, a cylinder head fixed to the cylinder block, a piston reciprocating in the cylinder, and a combustion chamber member constituting a combustion chamber of a heat shield structure. In the engine, between the combustion chamber member and a member supporting the combustion chamber member, an intermediate member including a heat shield layer having a small thermal conductivity and a sound absorbing layer in which vibration is difficult to transmit is arranged. The structure of a heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer.
【０００９】また、前記燃焼室部材はシリンダ上面部と
シリンダ上部とを一体構造に形成した窒化ケイ素等のセ
ラミックスから成るヘッドライナであり、また、前記燃
焼室部材を支持する部材は前記シリンダヘッドであり、
前記中間部材は前記シリンダヘッドに形成されたキャビ
ティ壁面と前記ヘッドライナの外面との間に配置されて
いる。更に、前記中間部材は前記ヘッドライナの外側に
配置されたひだ状の波状面を持つ第１板体、該第１板体
の外側に真空層を形成して配置された平らな面を持つ第
２板体、前記第１板体と前記第２板体との間に配置され
ているセラミックス繊維、及び前記第２板体の外面が前
記キャビティ壁面に非接触状態になるように前記第２板
体の外側に配置された耐熱性吸音部材から構成されてい
るものである。Further, the combustion chamber member is a headliner made of ceramics such as silicon nitride in which a cylinder upper surface portion and a cylinder upper portion are integrally formed, and a member for supporting the combustion chamber member is the cylinder head. Yes,
The intermediate member is disposed between a cavity wall surface formed in the cylinder head and an outer surface of the head liner. Further, the intermediate member has a first plate body having a corrugated corrugated surface disposed outside the headliner, and a flat surface having a vacuum layer disposed outside the first plate body. Two plates, the ceramic fibers arranged between the first plate and the second plate, and the second plate so that the outer surface of the second plate is not in contact with the cavity wall surface. It is composed of a heat-resistant sound absorbing member arranged outside the body.
【００１０】また、前記燃焼室部材は前記ピストンを構
成する窒化ケイ素等のセラミックスから成るピストンヘ
ッドであり、また、前記燃焼室部材を支持する部材は前
記ピストンを構成する金属材料から成るピストンスカー
トであり、前記中間部材は前記ピストンヘッドと前記ピ
ストンスカートの間に配置されている。更に、前記中間
部材は前記ピストンヘッドの下面に配置されたひだ状の
波状面を持つ第１板体、該第１板体の下面に真空層を形
成して配置された平らな面を持つ第２板体、及び前記第
２板体の下面で前記ピストンスカートの上面に配置され
た耐熱性吸音部材から構成されているものである。Further, the combustion chamber member is a piston head that is made of ceramics such as silicon nitride that constitutes the piston, and the member that supports the combustion chamber member is a piston skirt that is made of a metal material that constitutes the piston. And the intermediate member is disposed between the piston head and the piston skirt. Further, the intermediate member has a first plate member having a corrugated wavy surface arranged on the lower surface of the piston head, and a flat surface having a vacuum layer formed on the lower surface of the first plate member. It is composed of a two-plate body and a heat-resistant sound absorbing member disposed on the upper surface of the piston skirt on the lower surface of the second plate body.
【００１１】また、前記シリンダは前記シリンダブロッ
クに形成された孔部に嵌合したシリンダライナから構成
され、前記シリンダライナは前記シリンダ面を形成する
オイル吸着性のＦｅ3 Ｏ4 又は他の金属酸化物を含んだ
窒化ケイ素から成るシリンダ部材及び該シリンダ部材の
外側に配置された耐熱性ラバーと金属材料とから成る複
合強化した吸音性材料から成る中間部材から構成されて
いる。The cylinder is composed of a cylinder liner fitted in a hole formed in the cylinder block, and the cylinder liner is an oil adsorbing Fe 3 O 4 or other metal oxide forming the cylinder surface. It is composed of a cylinder member made of silicon nitride containing a substance and an intermediate member made of a composite reinforced sound absorbing material made of a heat resistant rubber and a metal material, which is arranged outside the cylinder member.
【００１２】また、前記シリンダヘッドに設けられた吸
排気バルブを摺動支持するバルブガイドはオイル吸着性
のＦｅ3 Ｏ4 又は他の金属酸化物を含んだ窒化ケイ素か
ら構成され、前記バルブガイドの外側には耐熱性ラバー
から成る中間部材が配置されている。The valve guide for slidably supporting the intake / exhaust valve provided on the cylinder head is made of oil-adsorbing Fe 3 O 4 or silicon nitride containing another metal oxide. An intermediate member made of heat resistant rubber is arranged on the outside.
【００１３】また、前記シリンダは前記シリンダブロッ
クに形成された孔部に嵌合したシリンダライナから構成
され、前記シリンダライナの外周部には、ラバーと金属
繊維又はセラミックス繊維を複合させた吸音材から成る
中間部材が配設されているものである。The cylinder is composed of a cylinder liner fitted in a hole formed in the cylinder block, and the outer peripheral portion of the cylinder liner is made of a sound absorbing material made of a composite of rubber and metal fiber or ceramic fiber. The intermediate member is formed.
【００１４】この遮熱形ガスケットの構造は、上記の構
成を有するので、前記中間部材が遮熱層と吸音層の機能
を果たし、前記中間部材によって前記燃焼室部材から前
記シリンダヘッドや前記ピストンスカートを通じて前記
燃焼室の熱が放散されることが遮断されると共に、前記
燃焼室で発生する爆発圧力波に起因する振動や騒音が音
源で効果的に遮断される。しかも、前記中間部材は、各
種部材間に介在され、両部材間にシール機能を果たすこ
ともできる。Since the structure of this heat shield type gasket has the above-mentioned structure, the intermediate member functions as a heat shield layer and a sound absorbing layer, and the intermediate member serves to prevent the combustion chamber member from the cylinder head and the piston skirt. The heat of the combustion chamber is prevented from being dissipated through the heat source, and the vibration and noise caused by the explosion pressure wave generated in the combustion chamber are effectively blocked by the sound source. Moreover, the intermediate member can be interposed between various members and can perform a sealing function between both members.
【００１５】この遮熱形エンジンは、前記燃焼室を構成
する壁体と該壁体を支持する部材とが別体に構成され、
両者間に遮熱用空気層を形成すると共に前記中間部材を
介在させておけば、熱流の遮断だけでなく、振動の遮断
に対しても有効に機能し、前記中間部材に吸音材を複合
させておけば、熱と同時に騒音、振動も遮断できる。即
ち、この遮熱層と吸音層を持つ遮熱形エンジンの構造に
ついては、振動の伝達は分子振動であるので、固体と気
体とが反復する積層構造を間に介在させるか、又は中間
領域に物体を排除して真空に構成することによって振動
の伝達を遮断でき、一方、振動体が軟質材料、例えば、
ラバー即ち合成ゴム等の物質で作製されていると、前記
振動体において振動粒子が互いに干渉しあって振動波の
伝達を抑制し、前記振動体が吸音効果を発揮することに
なる。In this heat shield type engine, the wall body that constitutes the combustion chamber and the member that supports the wall body are separately configured,
If a heat shield air layer is formed between the two and the intermediate member is interposed, it effectively functions not only for blocking the heat flow but also for blocking the vibration, and the sound absorbing material is combined with the intermediate member. If it is stored, noise and vibration can be cut off at the same time as heat. That is, in the structure of the heat shield type engine having the heat shield layer and the sound absorbing layer, since the transmission of vibration is molecular vibration, a laminated structure in which a solid and a gas are repeated is interposed or an intermediate region is formed. By eliminating the object and constructing it into a vacuum, the transmission of vibration can be interrupted, while the vibrating body is made of a soft material, for example,
If it is made of a material such as rubber, that is, synthetic rubber, vibrating particles interfere with each other in the vibrating body to suppress the transmission of vibration waves, and the vibrating body exhibits a sound absorbing effect.
【００１６】セラミックス等を用いて構成した遮熱形エ
ンジンでは、シリンダヘッド及びシリンダブロックに水
シャケット、水ポンプやファン等の冷却系が設けられて
いないため、燃焼室からの振動は直接外壁に伝達される
ことになる。従って、遮熱形エンジンにおいて、遮熱構
造と複合させた遮音構造を採用すれば、極めて効果的な
低騒音エンジンが完成することになる。そこで、遮熱形
エンジンにおいて、遮熱構造と遮音構造とを複合させる
構造として、セラミックスの燃焼室壁面は、遮熱によっ
て温度が高く、燃焼室としての剛性が必要であるため、
耐熱性があり、剛性があり、且つ吸音性に富む材料を採
用する構造に構成されている。In a heat shield type engine constructed by using ceramics or the like, vibrations from the combustion chamber are directly transmitted to the outer wall because the cylinder head and the cylinder block are not provided with a cooling system such as a water shacket, a water pump and a fan. Will be done. Therefore, if the sound insulation structure combined with the heat insulation structure is adopted in the heat insulation type engine, an extremely effective low noise engine will be completed. Therefore, in the heat shield type engine, as a structure that combines the heat shield structure and the sound shield structure, the temperature of the ceramic combustion chamber wall surface is high due to the heat shield, and the rigidity of the combustion chamber is required.
The structure is made of a material that has heat resistance, rigidity, and sound absorption.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による遮熱層と吸音層を持つ遮熱形エンジンの構造の実
施例を説明する。図１はこの発明による遮熱層と吸音層
を持つ遮熱形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の符号Ａ部分の拡大断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the structure of a heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the structure of a heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to the present invention,
2 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG.
【００１８】この遮熱形エンジンは、シリンダブロック
１４、シリンダブロック１４にガスケット３９を介在し
て固定されたシリンダヘッド１３、シリンダヘッド１３
に形成した吸排気ポート２４，２４、シリンダブロック
１４に形成した孔部３１に中間部材７を介在して嵌合さ
れたシリンダライナ１５、シリンダヘッド１３に形成さ
れたキャビティ１９に中間部材１を介在して配置された
ヘッドライナ２０、及びヘッドライナ２０に形成される
シリンダ３２とシリンダライナ１５に形成されるシリン
ダ３２内とを往復動するピストン２３を有している。ま
た、シリンダヘッド１３には、吸排気バルブ２９を往復
摺動させるためバルブガイド３８が中間部材５を介在し
て配置されている。シリンダヘッド１３に形成された吸
排気ポート２４には、壁面にポートライナ３６が配置さ
れている。吸排気ポート２４，２４には吸排気バルブ２
９，２９がそれぞれ配置されている。中間部材１の吸排
気ポート２４，２４に面する側には、リング状シール部
材３５が配置され、中間部材１がガスに晒されるのを防
止している。This heat shield engine includes a cylinder block 14, a cylinder head 13 fixed to the cylinder block 14 with a gasket 39, and a cylinder head 13.
The cylinder liner 15 fitted with the intermediate member 7 in the hole 31 formed in the cylinder block 14, the intermediate member 1 interposed in the cavity 19 formed in the cylinder head 13. It has a headliner 20 that is arranged in parallel, and a piston 23 that reciprocates between a cylinder 32 formed in the headliner 20 and an inside of the cylinder 32 formed in the cylinder liner 15. A valve guide 38 is arranged on the cylinder head 13 so as to slide the intake / exhaust valve 29 back and forth with the intermediate member 5 interposed therebetween. A port liner 36 is disposed on the wall surface of the intake / exhaust port 24 formed in the cylinder head 13. Intake / exhaust valve 2 is installed in intake / exhaust ports 24, 24.
9, 29 are arranged respectively. A ring-shaped sealing member 35 is arranged on the side of the intermediate member 1 facing the intake / exhaust ports 24, 24 to prevent the intermediate member 1 from being exposed to gas.
【００１９】ヘッドライナ２０は、シリンダ３２側に形
成される主室となる燃焼室２１を構成する。ヘッドライ
ナ２０は、シリンダ３２を構成するシリンダ上部を構成
するライナ上部２７とライナ上部２７と一体構造のシリ
ンダ上面を構成するヘッド下面部２６とから成る。ヘッ
ドライナ２０のヘッド下面部２６には、吸排気ポート２
４，２４に対応してポート２５，２５が形成されると共
に、シリンダヘッド１３に配置された燃料噴射ノズル１
８が燃焼室２１に突出するように配置するため貫通孔３
０が形成されている。The headliner 20 constitutes a combustion chamber 21 which is a main chamber formed on the cylinder 32 side. The head liner 20 includes a liner upper portion 27 that constitutes a cylinder upper portion that constitutes a cylinder 32, and a head lower surface portion 26 that constitutes a cylinder upper surface of the liner upper portion 27, which is an integral structure. The head lower surface portion 26 of the head liner 20 has an intake / exhaust port 2
The fuel injection nozzle 1 is formed in the cylinder head 13 while the ports 25, 25 are formed corresponding to the ports 4, 24.
8 so as to project into the combustion chamber 21 so that the through hole 3
0 is formed.
【００２０】ピストン２３は、燃焼室２１側に位置する
ピストンヘッド１６と、中間部材２，３，４を介在して
ピストンヘッド１６の軸部３４にメタルフロー等で結合
リング３７によって固定されたピストンスカート１７と
から構成されている。ピストンヘッド１６は、低熱伝導
率で且つ耐熱性のセラミックス等で作製されている。ピ
ストンヘッド１６には、副室２２が形成されている。ピ
ストンヘッド１６には、燃料噴射ノズル１８がピストン
上死点近傍で副室２２に突入するように中央挿入孔４２
が形成されると共に、燃焼室２１と副室２２とを連通す
る連絡孔４１が複数個形成されている。連絡孔４１は、
副室２２から燃焼室２１に向かってシリンダ周辺へ向か
って傾斜して形成されている。ピストンスカート１７
は、金属で作製されている。ピストンスカート１７に
は、ピストンリング４０を装着するピストンリング溝が
形成されている。ピストンヘッド１６とピストンスカー
ト１７との間には、遮熱層となる遮熱空気層３３が形成
されている。The piston 23 is fixed to the shaft portion 34 of the piston head 16 by a coupling ring 37 by a metal flow or the like with the piston head 16 located on the combustion chamber 21 side and intermediate members 2, 3 and 4 interposed. It is composed of a skirt 17. The piston head 16 is made of heat-resistant ceramic or the like having low thermal conductivity. A sub chamber 22 is formed in the piston head 16. A central insertion hole 42 is formed in the piston head 16 so that the fuel injection nozzle 18 projects into the sub chamber 22 near the top dead center of the piston.
Is formed, and a plurality of communication holes 41 that connect the combustion chamber 21 and the sub chamber 22 are formed. The communication hole 41 is
It is formed so as to be inclined from the sub chamber 22 toward the combustion chamber 21 toward the periphery of the cylinder. Piston skirt 17
Are made of metal. The piston skirt 17 is formed with a piston ring groove for mounting the piston ring 40. A heat shield air layer 33 serving as a heat shield layer is formed between the piston head 16 and the piston skirt 17.
【００２１】この遮熱形エンジンの構造は、特に、燃焼
室を構成するセラミックスから成る部材と該部材の背面
即ち外面に振動を吸収する機能と遮熱機能を持つガスケ
ットから成る中間部材１，２，３，４，５，７を配設
し、中間部材１，２，３，４，５，７によって構成され
る遮熱層と吸音層とで遮熱と防振機能とを兼ねる構造に
構成したことに特徴を有している。具体的には、燃焼室
２１を構成するセラミックスから成る部材としては、こ
の実施例ではヘッドライナ２０、ピストンヘッド１６及
びシリンダライナ１５に相当する。即ち、この遮熱形エ
ンジンの構造において、シリンダヘッド１３とヘッドラ
イナ２０との間に中間部材１を配置し、ピストンヘッド
１６とピストンスカート１７との間に中間部材２，３，
４を配置し、シリンダヘッド１３とバルブガイド３８と
の間に中間部材５を配置し、シリンダブロック１４とシ
リンダライナ１５との間に中間部材７を配置したことで
ある。中間部材１，２，３，４，５，７は、配置場所に
応じて構造が種々異なっているが、高温側に遮熱層を構
成し、遮熱層の背面即ち低温側に吸音層を構成したもの
である。The structure of this heat shield engine is particularly composed of intermediate members 1 and 2 which are made of a ceramic member constituting the combustion chamber and a gasket having a heat absorbing function and a vibration absorbing function on the back surface or outer surface of the member. , 3, 4, 5, 7 are arranged, and the heat insulating layer and the sound absorbing layer formed by the intermediate members 1, 2, 3, 4, 5, 7 have a structure having both heat shielding and vibration damping functions. It is characterized by what it does. Specifically, the members made of ceramics that form the combustion chamber 21 correspond to the head liner 20, the piston head 16 and the cylinder liner 15 in this embodiment. That is, in this structure of the heat shield type engine, the intermediate member 1 is arranged between the cylinder head 13 and the headliner 20, and the intermediate members 2, 3, 3 are provided between the piston head 16 and the piston skirt 17.
4 is arranged, the intermediate member 5 is arranged between the cylinder head 13 and the valve guide 38, and the intermediate member 7 is arranged between the cylinder block 14 and the cylinder liner 15. The intermediate members 1, 2, 3, 4, 5 and 7 have different structures depending on the location, but a heat shield layer is formed on the high temperature side and a sound absorbing layer is formed on the back surface of the heat shield layer, that is, the low temperature side. It is composed.
【００２２】この遮熱形エンジンは、上記の条件を満足
させるため、吸音層を構成する材料としては、振動吸収
機能を有する合成ゴムを使用することができる。合成ゴ
ムとしては、耐熱性を有するゴム材を用いることが好ま
しく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタン
ゴム、クロルスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム等
を用いることができるが、これらの吸音ゴム材は配設す
る場所に応じて適合するように選定すればよい。In order to satisfy the above conditions in this heat shield engine, synthetic rubber having a vibration absorbing function can be used as a material for the sound absorbing layer. As the synthetic rubber, it is preferable to use a rubber material having heat resistance, and for example, fluororubber, silicone rubber, urethane rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, etc. can be used. It may be selected according to the place of installation.
【００２３】次に、上記各中間部材において、代表的な
ものとして、シリンダヘッド１３とヘッドライナ２０と
の間に配置された中間部材１について、図２を参照して
説明する。ヘッドライナ２０は、シリンダ上面部を構成
するヘッド下面部２６とシリンダ上部を構成するライナ
上部２７とを一体構造に形成した窒化ケイ素等のセラミ
ックスから構成されている。中間部材１は、ヘッドライ
ナ２０の外面２８に配置されたひだ状の波状面を持つ第
１板体８、第１板体８の外側に真空層１２を形成して配
置された平らな面を持つ第２板体９、及び第２板体２の
外側に配置された耐熱性吸音部材１０から構成されてい
る。また、第２板体９とシリンダヘッド１３のキャビテ
ィ１９壁面との間には、吸音部材１０が存在していない
隙間６が設けられ、第２板体９とシリンダヘッド１３と
が非接触状態に構成された非接触部を構成している。更
に、第１板体８と第２板体９とで形成される真空層１２
には、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＣ等から成るセラミックス繊維
１１が充填されている。第１板体８は、ひだ状の波状面
に形成されているので、ヘッドライナ２０の外面２８と
の接触面積は極めて小さく構成されている。第１板体８
及び第２板体９は、耐熱性に富んだＳＵＳ等の金属から
構成されている。Next, as a representative one of the above-mentioned intermediate members, the intermediate member 1 arranged between the cylinder head 13 and the head liner 20 will be described with reference to FIG. The head liner 20 is made of ceramics such as silicon nitride in which a head lower surface portion 26 forming a cylinder upper surface portion and a liner upper portion 27 forming a cylinder upper portion are integrally formed. The intermediate member 1 has a first plate body 8 having a corrugated wavy surface arranged on the outer surface 28 of the headliner 20, and a flat surface arranged by forming a vacuum layer 12 on the outer side of the first plate body 8. It is composed of a second plate body 9 and a heat-resistant sound absorbing member 10 arranged outside the second plate body 2. Further, a gap 6 in which the sound absorbing member 10 does not exist is provided between the second plate body 9 and the wall surface of the cavity 19 of the cylinder head 13 so that the second plate body 9 and the cylinder head 13 are in a non-contact state. It constitutes the configured non-contact portion. Further, a vacuum layer 12 formed by the first plate body 8 and the second plate body 9
The ceramic fiber 11 made of Si 3 N 4 , SiC or the like is filled in the core. Since the first plate body 8 is formed in a corrugated wavy surface, the contact area with the outer surface 28 of the headliner 20 is extremely small. First plate 8
The second plate body 9 is made of a metal such as SUS having high heat resistance.
【００２４】また、窒化ケイ素等のセラミックスから成
るピストンヘッド１６と金属材料から成るピストンスカ
ート１７との間に配置された中間部材２，３，４は、基
本的には上記の中間部材１と同等の構造に構成できるも
のである。例えば、中間部材２は、ピストンヘッド１６
の下面に配置されたひだ状の波状面を持つ第１板体、該
第１板体の下面に真空層を形成して配置された平らな面
を持つ第２板体、及び前記第２板体の下面でピストンス
カート１７の上面に配置された耐熱性吸音部材から構成
されている。The intermediate members 2, 3 and 4 arranged between the piston head 16 made of ceramics such as silicon nitride and the piston skirt 17 made of a metal material are basically the same as the intermediate member 1 described above. The structure can be configured as follows. For example, the intermediate member 2 includes the piston head 16
A first plate body having a corrugated wavy surface arranged on the lower surface of the first plate body, a second plate body having a flat surface formed by forming a vacuum layer on the lower surface of the first plate body, and the second plate It is composed of a heat-resistant sound absorbing member arranged on the lower surface of the body and on the upper surface of the piston skirt 17.
【００２５】この遮熱形エンジンにおいて、シリンダラ
イナ１５は、シリンダ３２を形成するオイル吸着性のＦ
ｅ3 Ｏ4 又は他の金属酸化物を含んだ窒化ケイ素から成
るシリンダ部材及び該シリンダ部材の外側に配置された
耐熱性ラバーと金属材料とから成る複合強化した吸音性
材料から成る中間部材７から構成されている。また、シ
リンダヘッド１３に設けられた吸排気バルブ２９を摺動
支持するガイド部は、オイル吸着性のＦｅ3 Ｏ4 又は他
の金属酸化物を含んだ窒化ケイ素から構成されたバルブ
ガイド３８と、バルブガイド３８の外側に配置された耐
熱性ラバーから成る中間部材５から構成されている。或
いは、シリンダライナ１５の外周部には、ラバーと金属
繊維又はセラミックス繊維を複合させた吸音材から成る
中間部材７が配設されている。In this heat shield engine, the cylinder liner 15 has an oil adsorbing F forming the cylinder 32.
From a cylinder member made of silicon nitride containing e 3 O 4 or other metal oxide, and an intermediate member 7 made of a composite reinforced sound absorbing material made of a heat resistant rubber and a metal material, which is arranged outside the cylinder member. It is configured. In addition, the guide portion that slidably supports the intake / exhaust valve 29 provided on the cylinder head 13 is a valve guide 38 that is made of silicon nitride containing Fe 3 O 4 or other metal oxide having an oil adsorbing property. The intermediate member 5 is made of heat resistant rubber and is arranged outside the valve guide 38. Alternatively, on the outer peripheral portion of the cylinder liner 15, an intermediate member 7 made of a sound absorbing material that is a composite of rubber and metal fibers or ceramic fibers is provided.
【００２６】[0026]
【発明の効果】この発明による遮熱層と吸音層を持つ遮
熱形エンジンの構造は、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、この遮熱層と吸音層を
持つ遮熱形エンジンの構造は、少なくとも燃焼室部材と
シリンダヘッドの間には、熱伝導率が小さく且つ振動が
伝達し難い材料から成る中間部材が配置されているの
で、燃焼室の熱エネルギーは前記中間部材で遮熱される
と共に、燃焼室で発生した圧力波は前記中間部材で遮断
され、振動や騒音の発生が防止される。しかも、前記中
間部材は、燃焼室部材側に配置されたひだ状の波状面を
持つ第１板体、該第１板体の外側に真空層を形成して配
置された平らな面を持つ第２板体及び前記第２板体の外
側に配置された耐熱性吸音部材から構成されているの
で、前記燃焼室部材と第１板体との接触面積は小さく、
前記第１板体と前記第２板体とで遮熱ガスケットを構成
し、該遮熱ガスケットと前記真空層とで遮熱層が形成さ
れる。また、耐熱性吸音部材で吸音層が構成される。前
記遮熱ガスケットは、前記燃焼室部材の一面側から前記
シリンダヘッドの他面側への熱通過率が小さくなり、高
温部から低温部への熱流が低減して、全体でのガスケッ
トの熱伝導率は大幅に低減される。The structure of the heat shield type engine having the heat shield layer and the sound absorbing layer according to the present invention is configured as described above.
It has the following effects. That is, in the structure of the heat shield engine having the heat shield layer and the sound absorbing layer, an intermediate member made of a material having a small thermal conductivity and being difficult to transmit vibration is arranged at least between the combustion chamber member and the cylinder head. Therefore, the thermal energy of the combustion chamber is shielded by the intermediate member, and the pressure wave generated in the combustion chamber is blocked by the intermediate member, so that the generation of vibration and noise is prevented. In addition, the intermediate member has a first plate body having a wavy corrugated surface arranged on the combustion chamber member side, and a flat surface having a vacuum layer formed outside the first plate body. Since it is composed of the two plate members and the heat-resistant sound absorbing member arranged outside the second plate member, the contact area between the combustion chamber member and the first plate member is small,
The first plate body and the second plate body form a heat shield gasket, and the heat shield gasket and the vacuum layer form a heat shield layer. Further, the heat-resistant sound absorbing member constitutes the sound absorbing layer. In the heat shield gasket, the heat transfer rate from one surface side of the combustion chamber member to the other surface side of the cylinder head becomes small, the heat flow from the high temperature portion to the low temperature portion is reduced, and the heat conduction of the gasket as a whole. The rate is greatly reduced.
【図１】この発明による遮熱層と吸音層を持つ遮熱形エ
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 having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to the present invention.
【図２】図１の遮熱ガスケットの符号Ａの部分の拡大断
面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of the heat shield gasket of FIG.
１，２，３，４，５，７ 中間部材 ８ 第１部材 ９ 第２部材 １０ 吸音部材 １１ セラミックス繊維 １２ 真空層 １３ シリンダヘッド １４ シリンダブロック １５ シリンダライナ １６ ピストンヘッド １７ ピストンスカート １９ キャビティ ２０ ヘッドライナ ２１ 燃焼室 ２２ 副室（燃焼室） ２３ ピストン ２６ ヘッド下面部 ２７ ライナ上部 ２９ 吸排気バルブ ３２ シリンダ ３８ バルブガイド 1, 2, 3, 4, 5, 7 Intermediate member 8 First member 9 Second member 10 Sound absorbing member 11 Ceramics fiber 12 Vacuum layer 13 Cylinder head 14 Cylinder block 15 Cylinder liner 16 Piston head 17 Piston skirt 19 Cavity 20 Headliner 21 Combustion Chamber 22 Sub Chamber (Combustion Chamber) 23 Piston 26 Head Lower Part 27 Liner Top 29 Intake / Exhaust Valve 32 Cylinder 38 Valve Guide
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０２ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０２Ｚ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location F02F 3/00 302 F02F 3/00 302Z
Claims (8)
該シリンダブロックに固定されたシリンダヘッド、前記
シリンダ内を往復動するピストン及び遮熱構造の燃焼室
を構成する燃焼室部材から成る遮熱形エンジンにおい
て、前記燃焼室部材と前記燃焼室部材を支持する部材と
の間には、熱伝導率が小さい遮熱層と振動が伝達し難い
吸音層から成る中間部材が配置されていることを特徴と
する遮熱層と吸音層を持つ遮熱形エンジンの構造。A cylinder block constituting a cylinder;
In a heat shield engine comprising a cylinder head fixed to the cylinder block, a piston reciprocating in the cylinder, and a combustion chamber member forming a combustion chamber of a heat shield structure, the combustion chamber member and the combustion chamber member are supported. A heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer, characterized in that an intermediate member made up of a heat shield layer having a small thermal conductivity and a sound absorbing layer which does not easily transmit vibration is disposed between the member and the heat shield layer. Structure.
ンダ上部とを一体構造に形成した窒化ケイ素等のセラミ
ックスから成るヘッドライナであり、また、前記燃焼室
部材を支持する部材は前記シリンダヘッドであり、前記
中間部材は前記シリンダヘッドに形成されたキャビティ
壁面と前記ヘッドライナの外面との間に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の遮熱層と吸音層を持
つ遮熱形エンジンの構造。2. The combustion chamber member is a headliner made of ceramics such as silicon nitride in which a cylinder upper surface portion and a cylinder upper portion are integrally formed, and the member supporting the combustion chamber member is the cylinder head. The heat shield having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to claim 1, wherein the intermediate member is disposed between a cavity wall surface formed in the cylinder head and an outer surface of the head liner. Shape engine structure.
に配置されたひだ状の波状面を持つ第１板体、該第１板
体の外側に真空層を形成して配置された平らな面を持つ
第２板体、前記第１板体と前記第２板体との間に配置さ
れているセラミックス繊維、及び前記第２板体の外面が
前記キャビティ壁面に非接触状態になるように前記第２
板体の外側に配置された耐熱性吸音部材から構成されて
いることを特徴とする請求項２に記載の遮熱層と吸音層
を持つ遮熱形エンジンの構造。3. The first member having a corrugated corrugated surface arranged outside the headliner, and the flat surface arranged with a vacuum layer formed outside the first plate member. A second plate body having the above, a ceramic fiber arranged between the first plate body and the second plate body, and the outer surface of the second plate body being in non-contact with the cavity wall surface. Second
The structure of a heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to claim 2, wherein the heat shield sound absorbing member is arranged outside the plate body.
る窒化ケイ素等のセラミックスから成るピストンヘッド
であり、また、前記燃焼室部材を支持する部材は前記ピ
ストンを構成する金属材料から成るピストンスカートで
あり、前記中間部材は前記ピストンヘッドと前記ピスト
ンスカートの間に配置されていることを特徴とする請求
項１に記載の遮熱層と吸音層を持つ遮熱形エンジンの構
造。4. The combustion chamber member is a piston head that is made of ceramics such as silicon nitride that constitutes the piston, and the member that supports the combustion chamber member is a piston skirt that is made of a metal material that constitutes the piston. The structure of the heat shield engine having the heat shield layer and the sound absorbing layer according to claim 1, wherein the intermediate member is disposed between the piston head and the piston skirt.
面に配置されたひだ状の波状面を持つ第１板体、該第１
板体の下面に真空層を形成して配置された平らな面を持
つ第２板体、及び前記第２板体の下面で前記ピストンス
カートの上面に配置された耐熱性吸音部材から構成され
ていることを特徴とする請求項４に記載の遮熱層と吸音
層を持つ遮熱形エンジンの構造。5. The first plate body having a corrugated corrugated surface disposed on the lower surface of the piston head, and the intermediate member,
A second plate body having a flat surface disposed on the lower surface of the plate body by forming a vacuum layer, and a heat-resistant sound absorbing member disposed on the upper surface of the piston skirt on the lower surface of the second plate body. The structure of a heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to claim 4, wherein
形成された孔部に嵌合したシリンダライナから構成さ
れ、前記シリンダライナは前記シリンダ面を形成するオ
イル吸着性のＦｅ3 Ｏ4 又は他の金属酸化物を含んだ窒
化ケイ素から成るシリンダ部材及び該シリンダ部材の外
側に配置された耐熱性ラバーと金属材料とから成る複合
強化した吸音性材料から成る中間部材から構成されてい
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の遮
熱層と吸音層を持つ遮熱形エンジンの構造。6. The cylinder comprises a cylinder liner fitted in a hole formed in the cylinder block, the cylinder liner comprising an oil-adsorbing Fe 3 O 4 or other metal oxide forming the cylinder surface. A cylinder member made of silicon nitride containing a substance and an intermediate member made of a composite reinforced sound absorbing material made of a heat resistant rubber and a metal material, which is arranged outside the cylinder member. Item 7. A structure of a heat shield engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to any one of Items 1 to 5.
バルブを摺動支持するバルブガイドはオイル吸着性のＦ
ｅ3 Ｏ4 又は他の金属酸化物を含んだ窒化ケイ素から構
成され、前記バルブガイドの外側には耐熱性ラバーから
成る中間部材が配置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層と吸音層を持つ遮熱形
エンジンの構造。7. A valve guide for slidably supporting an intake / exhaust valve provided on the cylinder head is an oil adsorbing F valve.
consists e 3 O 4 or other metal oxides laden silicon nitride, any claims 1 to 6 on the outside of the valve guide is characterized by being disposed intermediate member made of a heat-resistant rubber A structure of a heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to Crab.
形成された孔部に嵌合したシリンダライナから構成さ
れ、前記シリンダライナの外周部には、ラバーと金属繊
維又はセラミックス繊維を複合させた吸音材から成る中
間部材が配設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層と吸音層を持つ遮熱形エンジ
ンの構造。8. The cylinder is composed of a cylinder liner fitted in a hole formed in the cylinder block, and the outer peripheral portion of the cylinder liner is made of a sound absorbing material made of a composite of rubber and metal fiber or ceramic fiber. 8. An intermediate member consisting of is arranged.
The structure of a heat shield type engine having a heat shield layer and a sound absorbing layer according to any one of 1.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19265095A JPH0921347A (en) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | Structure for thermal insulation type engine provided with thermal insulation layer and sound absorbing layer |
| DE69606470T DE69606470T2 (en) | 1995-07-06 | 1996-06-28 | Internal combustion engine with sound absorption process on the outside of the combustion chamber |
| EP96304816A EP0752527B1 (en) | 1995-07-06 | 1996-06-28 | Engine having sound absorption structures on the outer sides of combustion chambers |
| US08/675,071 US5738061A (en) | 1995-07-06 | 1996-07-03 | Engine having sound absorption structures on the outer sides of combustion chambers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19265095A JPH0921347A (en) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | Structure for thermal insulation type engine provided with thermal insulation layer and sound absorbing layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921347A true JPH0921347A (en) | 1997-01-21 |
Family
ID=16294779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19265095A Pending JPH0921347A (en) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | Structure for thermal insulation type engine provided with thermal insulation layer and sound absorbing layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0921347A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000050758A1 (en) * | 1999-02-23 | 2000-08-31 | Federal-Mogul Technology Limited | Piston |
| CN107630764A (en) * | 2017-08-10 | 2018-01-26 | 中国北方发动机研究所(天津) | A kind of NEW TYPE OF COMPOSITE heat insulation structural piston |
| CN115107330A (en) * | 2022-07-14 | 2022-09-27 | 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 | Composite inner heat insulation layer of aluminum alloy engine combustion chamber and preparation method thereof |
-
1995
- 1995-07-06 JP JP19265095A patent/JPH0921347A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000050758A1 (en) * | 1999-02-23 | 2000-08-31 | Federal-Mogul Technology Limited | Piston |
| CN107630764A (en) * | 2017-08-10 | 2018-01-26 | 中国北方发动机研究所(天津) | A kind of NEW TYPE OF COMPOSITE heat insulation structural piston |
| CN115107330A (en) * | 2022-07-14 | 2022-09-27 | 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 | Composite inner heat insulation layer of aluminum alloy engine combustion chamber and preparation method thereof |
| CN115107330B (en) * | 2022-07-14 | 2024-02-13 | 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 | Composite inner heat insulation layer of aluminum alloy engine combustion chamber and preparation method thereof |
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