JPS59153923A - 断熱エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関を適切に冷７Ｊ］　、断熱を行うこ
とにＪこり、内燃機関の熱効率を向上さじた断熱エンジ
ンに関するものである。

ディーげルー［ンジン、ガソリンを問わず一般の内燃（
人間の消費燃わ１エネルギは１／３ずつがそれぞれ出力
、冷却損失、排気損失になる。

そこで、機関燃焼室の断熱を行い、１／３の冷却エネル
ギ損失を防止し、出力を増加しようとする断熱エンジン
が種々提案されている（特開昭５．２−１３１０１７号
、実開昭５４−１８５１１号、実開昭５７−１’　２３
９３２号等）。

しかし、従来提案されている・断熱エンジンは、ビス１
−ン、シリンダヘッドやシリンダブロックを断熱壁とし
、吸入、圧縮、膨張、排気行程の全行程ともに高温壁を
利用して断熱を行なうため、混合気吸入効率が小さくな
る、混合気圧縮力が増大する、などの理由で、理論熱効
率は十分に向上しなかった。すなわち、膨１１１、排気
行程においては出力の向上、＞６　ｆｉｌｌエネルギ損
失の減少等好ましい作用を果だ一１断熱作用が、吸入、
圧縮行程においては逆にＱｉ４効・（゛の減少をＩＢ　
＜という問題を生じていた。

本発明は、従来の問題を解消するｌこめに、内燃機関に
おいて吸入、圧縮行程の断熱作用を無くし、吸入、圧縮
行程では冷Ｎ）を行なって、理論熱効率の増加をはかる
ことを目的とする。

この目的に沿う本発明の断熱エンジンは、混合気の吸入
圧縮行程を行なう吸入圧縮室と、膨張、排気行程を行な
う膨張排気室とが異なるバンケル型のロータリエンジン
を対象とし−Ｃおり、吸ノし圧縮を行なう吸入圧縮室の
ハウジングを水冷または空冷による冷却構造とし、膨張
、排気を行なう膨張排気室のハウジングを断熱構造どし
たものから成る。断熱構造は、たとえばハウジングを熱
伝導率の小さいセラミック材料から構成づ゛ることによ
って達成することができる。

とくに、セラミックは耐熱性に優れている、熱膨張係数
が小さい、という材料特性を持つため、断熱することに
より高温になる燃焼室を構成づるのに最適である。

なお、本発−明はカッリン機閏、ディーゼル機関などバ
ンケル型内燃ＩＩＰＡ全℃にあてはまる。

以下に、本発明の断熱エンジンの望ましい実、施例を図
面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係るバンケル型ロータリ
エンジンの断面を示している。図中、混合気を吸入圧縮
する吸入圧縮室１は、エンジンが必要とする混合気を吸
気［１２Ｊ、り吸入し、さらに圧縮を行なう室である。

吸入圧縮室１のハウジング３には、冷却水通路４が設り
られており、該通路４を通過する冷却水５により」−分
に冷却されている。

一方、膨張、排気を行なう膨張排気室６は、点火プラグ
７および排気口８を右している。混合気はロータ９にＪ
：り圧縮され、点火プラグ７によ−）で着火され、燃焼
ガスとなり、膨張、排気が行なわれる膨服拮気室６に導
かれ、さらに排気口８より排気カスとして放出される。

膨張排気室６のハウジング１０には熱伝導率が小さく、
耐熱性に優れ１〔セラミック月１’ｉｌ　７＋＜使用さ
れており、燃焼ガスの」−分な断熱が行なわれる。

そして、膨１１１に排気室６のレラミツク製ハウジング
１０は、吸入圧縮室１の金ＶＡ製ハウジング３に気密に
当接されている。

またロータ９は動力軸へ動力を伝える歯車装Ｖｌ　１１
　；Ｊ３よび各室の気密を目的としたシール１２により
構成される。

つぎに、上記の装置におりる作用について説明する。

第２図は、本発明の耐熱エンジンの運動を示すものであ
る。吸入行程（イ）において、混合気は吸気口２を通り
、吸入圧縮室１に吸入される。この際、吸入圧縮室１は
、冷Ｎ１水通路４を通過づ−る冷却水５により十分冷却
されているため、混合気は冷却されながら吸入され、（
人間の混合気充てん効率は十分高い。

圧縮行程（ロ）において、混合気は圧縮されるが、この
行程も十分に冷却された吸入圧縮室１で行なわれるため
、混合気圧縮に必要な動力は小さい。

膨張行程（ハ）においては、混合気が着火、燃焼し、体
積が膨張し、ロータ回転の力を得る。

この行程（ハ）は、断熱、耐熱性を持つセラミックで構
成された膨張排気室６で行ない、燃焼行程の断熱を行な
う。膨張排気室は、熱伝導率が小さく、耐熱性に優れた
けラミック材料を使用し、高温壁面を利用（ることによ
りその断熱性を向上づる。燃焼膨圧１）稈の断熱を行な
うことにより燃焼カス高度を高温に保つことが′Ｃ′き
、膨１１シカが増大Ｊる。またレラミック祠利は一般に
熱膨張係数が小さいため、高温になってもその膨張量は
小さく、断熱膨張排気室を椙成りるのに最適である。排
気行程（ニ）は膨張行程（ハ）と同様に断熱した膨張排
気室６で行なわれ、排気効率は十分に高い。

第３図は、上記装置にお（′、Ｉる効果を１幾関のＰＶ
線図を用いて示したものである。図中、本発明のエンジ
ンの特性は実線Δで、従来のエンジンの特性は破線Ｂ″
ｃ′示されている。圧縮行程は十分冷７．ＩＩされてい
るため、圧縮ツノは従来の、Ｌンジンどおり小さく保つ
ことができる。一方、膨張行程は断熱を行なうため、燃
焼ガスは高温に保たれ、膨張力が増大づる。Ｊ：っ−Ｃ
１第３図のＰＶ線図に囲まれた面積の比較覆なわち実１
！ｉｌＡと破線Ｂで囲まれた面積の比較から、本発明の
断熱エンジン（実線Ａ）の面積Ｃの方が、従来のエンジ
ン（破１ｆｄＢ）の面ｆｉ　Ｄより広いため、別間どし
Ｃの熱効率は断熱」、ンジンの方が人きい。また、吸入
行程は十分冷却されているため、吸気の膨張が防止され
、吸気効率は高い。さらに、排気行程は断熱されている
ため、排気ガスは密度の低い状態Ｃ）次間より排出され
、その排気効率は高い。

第４図は本発明の第２実施例に係るバンケル型ロータリ
エンジンの断面を示している。本実施例においては、混
合気の吸入、圧縮を行なう吸入圧縮室１の金属製ハウジ
ング３には、外面に多数のフィン１３が形成されてＪ３
す、ハウジング３は空冷されるようになっている。すな
わち、第１実施例においではハウジング３は水冷であっ
たが第２実施例においては空冷となっている。その他の
構成、作用、効果は第１実施例に準じるので、準じる部
材に第１実施例と同一の符号をイＮ］リ−ことにより説
明を省略する。

本発明における断熱エンジンの効果は、ガソリン機関た
けでなく、ディーぜル（次間に関ｉ）でも同様に得られ
る。

第５図は、断熱ガソリンエンジンの思想をディーゼルエ
ンジンに応用しＩζ断熱ディーゼルエンジンの例を本発
明の第３実施例として示している。断熱ディーゼルエン
ジンにおいては、第１実施例の点火プラグ７のかわりに
、燃料＠射ノズル１４が存在する。その他のＩＬ成、作
用、効果は第１実施例に準じるので、準じる部材に第１
実施例と同一の符号をイ」シて説明を省略する。

したがって、本発明の断熱エンジンによるときは、バン
ケル型ロータリエンジンでは吸入圧縮側のハウジングと
膨張ＪＪｔ気側のハウジングとが別位置にあることを利
用しＣ，互いに別構成とし、吸入圧縮室のハｒクジング
を冷ｉ１１構造とし、膨張１１１気室のハウジングを断
熱ＪＲ造としたので、吸入、圧縮行程においては高い吸
気効率が得られ、膨張、排気行程においては高い熱効率
、高い排気効率が得られる等の効果が１ｑられる。

また、ガソリン］−ンジンについては、上記の効果の他
に吸入圧縮行程が冷却されているためノッキングを最小
限にＪ５さえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る断熱エンジンの断面
図、 第２図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）はそれぞれ第１
図の断熱エンジンの吸入、圧縮、膨張、排気行程の作動
図、 第３図は本発明の断熱エンジンのＰｖ特性図、第４図は
本発明の第２実施例に係る断熱エンジンの断面図、 第５図は本発明の第３実施例に係る断熱エンジンの断面
図、 である。 １・・・・・・・・・吸入圧縮室 ２・・・・・・・・・吸気口 ３・・・・・・・・・吸入圧縮室のハウジング４・・・
・・・・・・冷却水通路 ５・・・・・・・・・冷却水 ６・・・・・・・・・膨張排気室 ７・・・・・・・・・点火プラグ ８・・・・・・・・・排気口 ９・・・・・・・・・ロータ １０・・・・・・・・・膨張排気室のハウジング１１・
・・・・・・・・歯車装置 １２・・・・・・用シール １３・・・・・・・・・フィン 特許出願人　　ｈヨタ自動車株式会召 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　混合気の吸入、圧縮を行なう吸入圧縮室と膨張
   、排気を行なう膨張排気室とが異なるバンケル型のロー
   タリエンジンにおいて、吸入圧縮室のハウジングを水冷
   もしくは空冷によ（２）　前記膨張排気室のハウジング
   をレラミック製とすることにより、前記膨張排気室のハ
   ウジングを断熱構造とした特許請求の範囲第１Ｊ負に几
   己重又の断熱エンジン。