JPS61118550A - 断熱エンジンのシ−ル構造 - Google Patents
断熱エンジンのシ−ル構造Info
- Publication number
- JPS61118550A JPS61118550A JP23938284A JP23938284A JPS61118550A JP S61118550 A JPS61118550 A JP S61118550A JP 23938284 A JP23938284 A JP 23938284A JP 23938284 A JP23938284 A JP 23938284A JP S61118550 A JPS61118550 A JP S61118550A
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- JP
- Japan
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- cylinder
- liner
- ring
- cylinder liner
- gap
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- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/021—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はセラミックスを利用した断熱エンジンのシール
構造に関するものである。
構造に関するものである。
［従来の技術］
高温に耐えしかも断熱効果の優れたセラミックスをエン
ジンの燃焼室の壁部に使用することによって熱サイクル
効率の向上を図るとともに、より高温の排気ガスを排気
タービンへ送るなどしてエネルギを回収することにより
、全体としての熱効率を向上し得る断熱エンジンはすで
に提案されているが、いまだ種々の問題で実用の段階に
達していない。
ジンの燃焼室の壁部に使用することによって熱サイクル
効率の向上を図るとともに、より高温の排気ガスを排気
タービンへ送るなどしてエネルギを回収することにより
、全体としての熱効率を向上し得る断熱エンジンはすで
に提案されているが、いまだ種々の問題で実用の段階に
達していない。
この種の断熱エンジンとして、例えば第２図に示すよう
なものが知られている。通常の金属からなるシリンダヘ
ッド１に円筒部３７が形成され、この内部にカップ形の
セラミックスからなるヘッドライナ１５が上下１対のリ
ング６を介して嵌合され、かつシリンダヘッド１の下面
１ａとへラドライナ１５との間にリング２３、燃料噴射
ノズル５および吸・排気ボート（図示せず）をそれぞれ
取り囲むリング２２が介装される。燃焼室はセラミック
スからなるカップ形のへラドライナ１５とセラミックス
からなるピストン冠ＩＳ３とによって区画され、燃焼室
の主要部から離れた部分でヘッドライナ１５がセラミッ
クスからなるシリンダライナ１０と突き合わされる。
なものが知られている。通常の金属からなるシリンダヘ
ッド１に円筒部３７が形成され、この内部にカップ形の
セラミックスからなるヘッドライナ１５が上下１対のリ
ング６を介して嵌合され、かつシリンダヘッド１の下面
１ａとへラドライナ１５との間にリング２３、燃料噴射
ノズル５および吸・排気ボート（図示せず）をそれぞれ
取り囲むリング２２が介装される。燃焼室はセラミック
スからなるカップ形のへラドライナ１５とセラミックス
からなるピストン冠ＩＳ３とによって区画され、燃焼室
の主要部から離れた部分でヘッドライナ１５がセラミッ
クスからなるシリンダライナ１０と突き合わされる。
実際には、ヘッドライナ１５とシリンダライナ１ｏとの
熱膨張差による応力を回避するために、両者の間には極
めて優かな隙間が備えられ、ヘッドライナ１５の下端面
とシリンダボディ９の上端面との間にガスケット８が介
装され、シリンダヘッド１から図示してないボルトをシ
リンダボディ９へ螺合して締結される。シリンダライナ
１０はシリンダボディ９のシリンダ２０に嵌合される。
熱膨張差による応力を回避するために、両者の間には極
めて優かな隙間が備えられ、ヘッドライナ１５の下端面
とシリンダボディ９の上端面との間にガスケット８が介
装され、シリンダヘッド１から図示してないボルトをシ
リンダボディ９へ螺合して締結される。シリンダライナ
１０はシリンダボディ９のシリンダ２０に嵌合される。
ピストン１３はセラミックスからなるピストン冠部３を
普通の金属からなるスカート部７に重ね合わせ、上から
挿通したボルト１８に皿ばね１７を介しナツト１６を締
め付けて構成される。ピストン冠部３の上面に燃料と空
気の混合を促す窪み２が設けられるとともに、下面中央
に円筒部３４が、下面外周部に段部がそれぞれ設けられ
る。スカート部７は外周面にピストンリング３９が装着
される一方、上面外周部に設けた突条４を前述したピス
トン冠部３の段部に嵌合される。また、スカート部７の
上面中央に柱３５が形成され、これにガスケット１９を
介してピストン冠部３が重ね合わされ、柱３５と円筒部
３４との間に空部１２が形成される。ピストン冠部３と
スカート部７との外周側の重合せ面にシールリング３１
が介装される。
普通の金属からなるスカート部７に重ね合わせ、上から
挿通したボルト１８に皿ばね１７を介しナツト１６を締
め付けて構成される。ピストン冠部３の上面に燃料と空
気の混合を促す窪み２が設けられるとともに、下面中央
に円筒部３４が、下面外周部に段部がそれぞれ設けられ
る。スカート部７は外周面にピストンリング３９が装着
される一方、上面外周部に設けた突条４を前述したピス
トン冠部３の段部に嵌合される。また、スカート部７の
上面中央に柱３５が形成され、これにガスケット１９を
介してピストン冠部３が重ね合わされ、柱３５と円筒部
３４との間に空部１２が形成される。ピストン冠部３と
スカート部７との外周側の重合せ面にシールリング３１
が介装される。
このようにして、シリンダヘッド１の円筒部３７の内周
面とへラドライナ１５との間に上下１対のリング６によ
って空部２１が形成され、また下面１ａとへラドライナ
１５との間にリング２３゜２２によって空部３ｏが形成
される。また、ピストン冠部３とスカート部７との間に
空部１２がリング３１によって区画される。これらの空
部２１゜３０．１２は断熱層として働く。
面とへラドライナ１５との間に上下１対のリング６によ
って空部２１が形成され、また下面１ａとへラドライナ
１５との間にリング２３゜２２によって空部３ｏが形成
される。また、ピストン冠部３とスカート部７との間に
空部１２がリング３１によって区画される。これらの空
部２１゜３０．１２は断熱層として働く。
この断熱エンジンでは燃料の燃焼期間の大半がヘッドラ
イナ１５とピストン冠部３とによって囲まれる空間で行
われ、ヘッドライナ１５とシリンダライナ１０との突合
せ部が燃焼ガスが最高温度から幾分低下した部分に配置
され、ガスケット８の熱負荷が軽減される。
イナ１５とピストン冠部３とによって囲まれる空間で行
われ、ヘッドライナ１５とシリンダライナ１０との突合
せ部が燃焼ガスが最高温度から幾分低下した部分に配置
され、ガスケット８の熱負荷が軽減される。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、上述のようにヘッドライナ３とシリンダライ
ナ１０とが直接衝合されないように、ヘッドライナ３と
シリンダボディ９との間にガスケット８が介装される構
造では、燃焼嘗の燃焼ガスがシリンダボディ９のシリン
ダ２０とシリンダライナ１０の外周面との間の隙間を経
てクランク室へ吹き扱ける恐れがある。つまり、シリン
ダボディ９とシリンダライナ１０との熱膨張率の相違か
ら両者の嵌合部に僅かな隙間が生じると、燃焼ガスがヘ
ッドライナ３の下端部とシリンダライナ１０の上端部と
の隙間からシリンダライナ１０とシリンダ２０との隙間
を経てクランク室へ吹き抜ける。
ナ１０とが直接衝合されないように、ヘッドライナ３と
シリンダボディ９との間にガスケット８が介装される構
造では、燃焼嘗の燃焼ガスがシリンダボディ９のシリン
ダ２０とシリンダライナ１０の外周面との間の隙間を経
てクランク室へ吹き扱ける恐れがある。つまり、シリン
ダボディ９とシリンダライナ１０との熱膨張率の相違か
ら両者の嵌合部に僅かな隙間が生じると、燃焼ガスがヘ
ッドライナ３の下端部とシリンダライナ１０の上端部と
の隙間からシリンダライナ１０とシリンダ２０との隙間
を経てクランク室へ吹き抜ける。
そこで、ヘッドライナ３を直接シリンダライナ１ｏの上
端面に強く衝合させればこのような問題は解消し得るが
、その場合には熱応力によりヘッドライナ３またはシリ
ンダライナ１０が割れたりする恐れがある。
端面に強く衝合させればこのような問題は解消し得るが
、その場合には熱応力によりヘッドライナ３またはシリ
ンダライナ１０が割れたりする恐れがある。
本発明の目的は従来の構成に変更を加えることなく、簡
単な構造で燃焼空からシリンダライナとシリンダボディ
との隙間を経て燃焼ガスが吹き抜けるのを抑えることが
できる断熱エンジンのシール構造を提供することにある
。
単な構造で燃焼空からシリンダライナとシリンダボディ
との隙間を経て燃焼ガスが吹き抜けるのを抑えることが
できる断熱エンジンのシール構造を提供することにある
。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の構成は金属からな
るシリンダボディの円筒部とセラミックスからなるシリ
ンダライナとの間に軟質カーボンリングを嵌合したもの
である。
るシリンダボディの円筒部とセラミックスからなるシリ
ンダライナとの間に軟質カーボンリングを嵌合したもの
である。
［作用］
シリンダライナ１０と熱膨張率がほぼ同じ金属からなる
金属リング４２がシリンダ１０の上段部に嵌合され、か
つこの端面４２ｂをシリンダボディ９のシリンダ２０の
上端部に形成した段部４７へ押付けられる。金属リング
４２の内周面に形成した円錐面５３に断面横形の軟質カ
ーボンリング５２が係合され、この軟質カーボンリング
５２がシリンダライナ１０の外周面とシリンダボディ９
の段部４７とに弾性的に密接されるので、ヘッドライナ
１５とシリンダライナ１０との突合せ部の隙間へ燃燐室
の燃焼ガスが流れ込んでも、シリンタライナ１０の外周
面と段部４７に密接するカーボンリング５２により、シ
リンダライナ１０とシリンダ２０との間の隙間を経てク
ランク室へ吹き扱けるのを阻止される。
金属リング４２がシリンダ１０の上段部に嵌合され、か
つこの端面４２ｂをシリンダボディ９のシリンダ２０の
上端部に形成した段部４７へ押付けられる。金属リング
４２の内周面に形成した円錐面５３に断面横形の軟質カ
ーボンリング５２が係合され、この軟質カーボンリング
５２がシリンダライナ１０の外周面とシリンダボディ９
の段部４７とに弾性的に密接されるので、ヘッドライナ
１５とシリンダライナ１０との突合せ部の隙間へ燃燐室
の燃焼ガスが流れ込んでも、シリンタライナ１０の外周
面と段部４７に密接するカーボンリング５２により、シ
リンダライナ１０とシリンダ２０との間の隙間を経てク
ランク室へ吹き扱けるのを阻止される。
本発明を実施例に基づいて説明する。第１図に示すよう
に、セラミックスからなるシリンダライナ１０の上端部
外周面に、セラミックスと同等の熱伝導率を有する例え
ばコバールと称する合金などからなる金属リング４２を
外挿し、この金属リング４２の一部内周面に形成した円
錐面５３に軟質で耐熱性を有するカーボンリング５２を
挾んで、シリンダボディ９のシリンダ２０とこの上端部
に形成した大径円筒部２０ａとの間の段部４・７へ押付
け、これによりカーボンリング５３を段部４７へ弾性的
に密着させるとともに、シリンダライナ１０の外周面に
も密着させるようにしたものである。
に、セラミックスからなるシリンダライナ１０の上端部
外周面に、セラミックスと同等の熱伝導率を有する例え
ばコバールと称する合金などからなる金属リング４２を
外挿し、この金属リング４２の一部内周面に形成した円
錐面５３に軟質で耐熱性を有するカーボンリング５２を
挾んで、シリンダボディ９のシリンダ２０とこの上端部
に形成した大径円筒部２０ａとの間の段部４・７へ押付
け、これによりカーボンリング５３を段部４７へ弾性的
に密着させるとともに、シリンダライナ１０の外周面に
も密着させるようにしたものである。
金属リング４２はこの上端面４２ａとへラドライナ１５
の下端面１５ａとの間に耐熱性を有するインコネルなど
の中空の金属リング５１を挾み、シリンダヘッド１をシ
リンダボディ９に結合するヘッドボルトにより締付けら
れる。
の下端面１５ａとの間に耐熱性を有するインコネルなど
の中空の金属リング５１を挾み、シリンダヘッド１をシ
リンダボディ９に結合するヘッドボルトにより締付けら
れる。
本発明は上述のように、金属リング４２がシリンダライ
ナ１０を構成するセラミックスと熱伝導率がほぼ同等の
金属からなるものであるから、この嵌合部において熱破
壊が生じる恐れはなく、しかも金属リング４２の円錐面
５３に断面横形でこの円錐面５３よりも円錐面が僅かに
大きく、軸方向に長く、かつシリンダライナ１０の外径
よりも内径が僅かに小さい軟質のカーボンリング５２を
挾み、金属リング４２を段部４７へヘッドボルトの締付
は力によって押付ければ、カーボンリング５２がへラド
ライナ１０の外周面と段部４７とに密接される。したが
って、熱膨張によりシリンダボディ９のシリンダ２０と
セラミックスからなるシリンダライナ１０との嵌合部に
隙間が生じても、燃焼ガスがヘッドライナ１５の下端面
１５ａとシリンダライナ１０の上端面１０ａとの隙間５
７から前述した隙間へ流れるのを阻止することができる
。
ナ１０を構成するセラミックスと熱伝導率がほぼ同等の
金属からなるものであるから、この嵌合部において熱破
壊が生じる恐れはなく、しかも金属リング４２の円錐面
５３に断面横形でこの円錐面５３よりも円錐面が僅かに
大きく、軸方向に長く、かつシリンダライナ１０の外径
よりも内径が僅かに小さい軟質のカーボンリング５２を
挾み、金属リング４２を段部４７へヘッドボルトの締付
は力によって押付ければ、カーボンリング５２がへラド
ライナ１０の外周面と段部４７とに密接される。したが
って、熱膨張によりシリンダボディ９のシリンダ２０と
セラミックスからなるシリンダライナ１０との嵌合部に
隙間が生じても、燃焼ガスがヘッドライナ１５の下端面
１５ａとシリンダライナ１０の上端面１０ａとの隙間５
７から前述した隙間へ流れるのを阻止することができる
。
また、金属リング５１の部分的接触不良によって隙間５
７から円筒部２０ａと金属リング４２の外周面との間へ
回り込んでも、段部４７にカーボンリング５２が密接さ
れているので、この部分からの燃焼ガスの吹き抜けも阻
止することができる。
７から円筒部２０ａと金属リング４２の外周面との間へ
回り込んでも、段部４７にカーボンリング５２が密接さ
れているので、この部分からの燃焼ガスの吹き抜けも阻
止することができる。
なお、シリンダボディ９の上端面とシリンダヘッド１と
の間は、第２図に示したガスケット８によってシールさ
れる。
の間は、第２図に示したガスケット８によってシールさ
れる。
第６図は他の形式の断熱エンジンの正面断面図を示す。
この場合シリンダボディ９の上面にヘッドライナに代る
セラミックスからなるシリンダヘッド１Ａの下面１ａが
ガスケット８を介して重ね合わされ、図示してないヘッ
ドボルトによって結合される。他の構成については第２
図に示すものと同様で、あり、同様の構成部材に共通の
符号をつけて説明を省略する。この場合も、セラミック
スからなるシリンダライナ１０の上端部外周面にシール
構造４０が備えられ、これによってシリンダボディ９の
シリンダ２０とシリンダライナ１０との間の隙間からの
燃焼ガスの吹き抜けを阻止することができる。
セラミックスからなるシリンダヘッド１Ａの下面１ａが
ガスケット８を介して重ね合わされ、図示してないヘッ
ドボルトによって結合される。他の構成については第２
図に示すものと同様で、あり、同様の構成部材に共通の
符号をつけて説明を省略する。この場合も、セラミック
スからなるシリンダライナ１０の上端部外周面にシール
構造４０が備えられ、これによってシリンダボディ９の
シリンダ２０とシリンダライナ１０との間の隙間からの
燃焼ガスの吹き抜けを阻止することができる。
［発明の効果］
本発明は上述のように、セラミックスからなるシリンダ
ライナ１０の外周面に、セラミックスと熱伝導率が同等
の合金からなる金属リング４２をシリンダランナ１０の
上端部外周側に嵌合し、この金属リング４２の内周面に
形成した円錐面５３に耐熱性を有する軟質カーボンから
なる断面横形のカーボンリング５２を装着し、金属リン
グ４２をシンダボディ９の段部４７へ押付けることによ
り、カーボンリング５２をシリンダライナ１０の外周面
と段部４７とに弾性的に密接させたものであるから、従
来の主要部をなんら変更することなく構成することがで
き、シリンダボディ９のシリンダ２０が熱膨張し、シリ
ンダライナ１ｏとの間に隙間が生じても、シリンダライ
ナ１ｏの外周面とシリンダボディ９の段部４７とに金属
リング４２を介して押付けられたカーボンリング５２に
より、シリンダボディ９のシリンダ２０とシリンダライ
ナ１０との嵌合部の隙間へ燃焼ガスが洩れるのを阻止す
ることができる。そして、各部品の構成が簡単であるか
ら、量産が容易であり、組付けも簡単である。
ライナ１０の外周面に、セラミックスと熱伝導率が同等
の合金からなる金属リング４２をシリンダランナ１０の
上端部外周側に嵌合し、この金属リング４２の内周面に
形成した円錐面５３に耐熱性を有する軟質カーボンから
なる断面横形のカーボンリング５２を装着し、金属リン
グ４２をシンダボディ９の段部４７へ押付けることによ
り、カーボンリング５２をシリンダライナ１０の外周面
と段部４７とに弾性的に密接させたものであるから、従
来の主要部をなんら変更することなく構成することがで
き、シリンダボディ９のシリンダ２０が熱膨張し、シリ
ンダライナ１ｏとの間に隙間が生じても、シリンダライ
ナ１ｏの外周面とシリンダボディ９の段部４７とに金属
リング４２を介して押付けられたカーボンリング５２に
より、シリンダボディ９のシリンダ２０とシリンダライ
ナ１０との嵌合部の隙間へ燃焼ガスが洩れるのを阻止す
ることができる。そして、各部品の構成が簡単であるか
ら、量産が容易であり、組付けも簡単である。
第１因は本発明に係る断熱エンジンのシール構造の要部
を示す正面断面図、第２図は本発明が適用される断熱エ
ンジンの正面断面図、第３図は同じく他の形式の断熱エ
ンジンの正面断面図である。 １ニジリンダヘツド ９ニジリンダボデイ １０ニジリ
ンダライナ １３：ピス°トン １５：ヘッドライナ
２０ニジリンダ ４０：シール構造 ４−２：金属リン
グ ４７：段部 ５２：カーボンリング ５３：円錐面
を示す正面断面図、第２図は本発明が適用される断熱エ
ンジンの正面断面図、第３図は同じく他の形式の断熱エ
ンジンの正面断面図である。 １ニジリンダヘツド ９ニジリンダボデイ １０ニジリ
ンダライナ １３：ピス°トン １５：ヘッドライナ
２０ニジリンダ ４０：シール構造 ４−２：金属リン
グ ４７：段部 ５２：カーボンリング ５３：円錐面
Claims (2)
- （１）金属からなるシリンダボディの円筒部とセラミッ
クスからなるシリンダライナとの間に軟質カーボンリン
グを嵌合したことを特徴とする断熱エンジンのシール構
造。 - （２）前記軟質カーボンリングがセラミックスと同等の
熱膨張率を有する金属リングの円錐面と前記シリンダラ
イナとの間に挾まれ、前記金属リングおよび前記カーボ
ンリングの端部が前記シリンダボディの円筒部の段部に
衝合される特許請求の範囲（１）に記載の断熱エンジン
のシール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59239382A JPH068621B2 (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 断熱エンジンのシ−ル構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59239382A JPH068621B2 (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 断熱エンジンのシ−ル構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61118550A true JPS61118550A (ja) | 1986-06-05 |
| JPH068621B2 JPH068621B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=17043949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59239382A Expired - Lifetime JPH068621B2 (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 断熱エンジンのシ−ル構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068621B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5830454A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-22 | Yamaha Motor Co Ltd | 内燃機関のシリンダボデ− |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP59239382A patent/JPH068621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5830454A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-22 | Yamaha Motor Co Ltd | 内燃機関のシリンダボデ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH068621B2 (ja) | 1994-02-02 |
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