JPS6124527B2 - - Google Patents

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JPS6124527B2
JPS6124527B2 JP54501288A JP50128878A JPS6124527B2 JP S6124527 B2 JPS6124527 B2 JP S6124527B2 JP 54501288 A JP54501288 A JP 54501288A JP 50128878 A JP50128878 A JP 50128878A JP S6124527 B2 JPS6124527 B2 JP S6124527B2
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piston
cylinder
air
head
sleeves
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JP54501288A
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Japanese (ja)
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Rei Seodoa Taunzento
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Marel Meat Processing Inc
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Marel Meat Processing Inc
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Publication date
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Publication of JPS6124527B2 publication Critical patent/JPS6124527B2/ja
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B57/00Internal-combustion aspects of rotary engines in which the combusted gases displace one or more reciprocating pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P1/00Air cooling
    • F01P1/02Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads, e.g. ducting cooling-air from its pressure source to cylinders or along cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P1/00Air cooling
    • F01P1/04Arrangements for cooling pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/04Heavy metals
    • F05C2201/0433Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448Steel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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Abstract

An internal combustion engine (10) comprising an engine frame (12) having a drive shaft (20) rotatably mounted therein and extending outwardly therefrom. A pair of cylinder sleeves (40, 40') are mounted on the engine frame (12) and have their inner ends positioned within the interior of the frame and their outer ends positioned outwardly thereof. A cylinder head (60, 60') is secured to the outer end of each of the sleeves and is separated thereby by means of a heat insulative gasket (70). Each of the cylinder heads (60, 60') has a dome-shaped chamber (62, 62') formed therein which is in communication with a source of combustible fuel. An air inlet conduit (94) is mounted on one end of the engine frame and is in communication with a source of air under pressure such as a blower, super-charger or the like. The air inlet conduit is in communication with an air passageway (100) formed in the engine frame (16) which is in communication with air inlet openings (52, 52') formed in the cylinder sleeves (40, 40'). The cylinder sleeves (40, 40') are provided with exhaust openings (54, 54') formed therein which communicate with an air exhaust passageway (102) formed in the engine frame (16). The exhaust passageway (102) is connected to exhaust conduit (106) or pipe extending from the engine frame (16). A piston (72, 72') is slidably mounted in each of the sleeves (40, 40') and has a dome-shaped head portion (76, 76') which is adapted to be received by the dome-shaped chamber (62, 62') in the cylinder head (60, 60') when the piston is in its top position. In the top position, the small "air space" (118) is present between the walls or sides (78, 78') of the piston head (76, 76') and the walls or sides of the sleeves (64, 64'). The "air space" (118) serves as a means for retarding the absorption of heat into the sides of the piston head (76, 76') and the sides of the cylinder sleeve (40, 40'). In the down position, the "air space" (118) also serves to spread the cooling air into a thin, wide sheet for more efficient cooling of the cylinder head (60, 60') and sleeves (40, 40'). Optional air deflecting fins (84, 86, 84', 86') may be employed on the piston head (76, 76'). The rings (82, 82') of the piston (72, 72') are conventionally lubricated and slide upon the interior wall (52, 52') of the cylinder sleeve (40, 40'). Each of the pistons (72, 72') has a roller (88, 88') mounted on the skin portion (74, 74') thereof which rolls upon a cam (32) mounted on a rotor plate (30) which is secured to the drive shaft (20) for rotation therewith. A return roller (92, 92') is also operatively mounted on the skin portion (74, 74') of the piston (72, 72') for engagement with a return cam (36) which is mounted on the drive shaft (30) for rotation therewith.

Description

請求の範囲 1 エンジンフレームと、該フレームに取付けら
れたスリーブと、該スリーブの一端に取付けられ
て、当該端部に燃焼室を形成するシリンダヘツド
と、前記燃焼室に燃料を供給するための手段と、
スリーブ内を摺動可能に、しかも、前記シリンダ
ーヘツドに近接する圧縮位置と、前記スリーブの
前記一端部から隔離する膨張位置との間を動き得
るピストンとを有し、該ピストンが、頂部と、或
る長さを有する中間部と、スカート部とからな
り、かつ、その中間部の廻りに、狭い環状の空室
を有しており、さらに、前記スリーブの内壁面に
当接する前記ピストンのスカート部にシール手段
が設けられており、前記中間部が前記スカート部
から、前記シリンダヘツドに向けて、その距離に
対応する長さをもつて延出していて、前記シール
手段を保護するようになつており、 前記シール手段に当接する前記スリーブの内壁
面を冷却し、前記シール手段の冷却を可能とする
べく、前記ピストンの前記中間部を囲繞し冷却す
るために、冷却用空気を、薄いシート状として、
前記した環状の空室に直接に導入するようになつ
ていることを特徴とする内燃機関。
Claim 1 An engine frame, a sleeve attached to the frame, a cylinder head attached to one end of the sleeve to form a combustion chamber at the end, and means for supplying fuel to the combustion chamber. and,
a piston slidable within the sleeve and movable between a compressed position proximate the cylinder head and an expanded position spaced from the one end of the sleeve, the piston having a top portion; The skirt of the piston is composed of an intermediate portion having a certain length and a skirt portion, and has a narrow annular cavity around the intermediate portion, and further includes a skirt of the piston that is in contact with an inner wall surface of the sleeve. sealing means are provided in the part, and the intermediate part extends from the skirt part towards the cylinder head by a length corresponding to the distance thereof, and is adapted to protect the sealing means. In order to cool the inner wall surface of the sleeve that comes into contact with the sealing means, and to enable cooling of the sealing means, cooling air is supplied to a thin sheet to surround and cool the intermediate portion of the piston. As a condition,
An internal combustion engine characterized in that the internal combustion engine is adapted to be introduced directly into the annular cavity described above.

2 エンジンフレームと、該フレームに取付けら
れたシリンダースリーブと、該スリーブの一端に
取付けられ、該一端部において燃症室を形成する
シリンダヘツドと、前記燃焼室に燃焼室に燃料を
供給するための手段と、前記スリーブ内に摺動可
能に取付けられていて、前記シリンダーヘツドに
隣接する圧縮位置と、前記スリーブの前記一端部
から隔離する膨張位置との間を運動可能なピスト
ンと、前記ブロツク内に軸支され、かつそれから
突出する駆動軸と、前記燃焼室内での燃料の燃焼
により、前記駆動軸が回転するように、前記ピス
トンと前記駆動軸とを連結する手段を含む内燃機
関において、 前記ピストン76が頂部80と、或る長さを有
する中間部分78とスカート部82Aとからな
り、シート手段82が、前記ピストンのスカート
部にあつて前記スリーブ40の内壁面58に当接
しており、前記中間部分78が、前記スカート部
から、前記シリンダヘツド60に向けて、相当長
さ延出しており、かつ前記ピストンが、その膨張
位置に向けて膨張行程を開始する初期の間に、前
記シート手段82に当接する前記スリーブの内壁
面58を、燃焼に伴なう熱を直接受けることのな
いように遮蔽するのに充分な程、前記中間部分7
8は、スカート部82Aの上方にまで延出して、
前記中間部分78が、前記シート手段82を、燃
焼に伴なう熱から、相当な程度に、離隔し、かつ
分離しており、 前記ピストンの前記中間部分の断面積が、前記
スリーブの内径よりも小さく、前記ピストンが、
圧縮及び膨張のうちいずれの位置にあつても、前
記ピストンの前記中間部分78と、前記スリーブ
の内側壁面58との間に、狭幅かつ環状の空室1
18が形成され、 吸気孔52並びに排気孔54が、前記シリンダ
ースリーブ40内に穿設されていて、該吸気孔5
2は、前記ピストンと前記スリーブとの間の前記
空室118に連通し、かつ、加圧空気の供給源に
共動的に連通し、さらに、該吸気孔52が、前記
ピストンがその膨張位置にある時に、前記空室1
18と直接に連通しているため、前記空室と、前
記燃焼室とから、前記排気孔54を経て、排気ガ
スを排出し、前記シール手段82と当接する前記
内壁面58を冷却するとともに、前記シール手段
82を冷却するべく、前記ピストンの前記中間部
分を囲繞し冷却するように、薄いシート状をなす
空気を、前記空室に供給することを特徴とする内
燃機関。
2. An engine frame, a cylinder sleeve attached to the frame, a cylinder head attached to one end of the sleeve and forming a combustion chamber at the one end, and a cylinder head for supplying fuel to the combustion chamber. means, a piston slidably mounted within said sleeve and movable between a compressed position adjacent said cylinder head and an expanded position spaced from said one end of said sleeve; an internal combustion engine comprising: a drive shaft that is pivotally supported by and projects from the combustion chamber; and means for connecting the piston and the drive shaft so that the drive shaft rotates due to combustion of fuel within the combustion chamber; The piston 76 is composed of a top portion 80, a middle portion 78 having a certain length, and a skirt portion 82A, and a seat means 82 is in the skirt portion of the piston and abuts the inner wall surface 58 of the sleeve 40, The intermediate portion 78 extends a considerable length from the skirt toward the cylinder head 60 and during the initial period when the piston begins its expansion stroke toward its expanded position, the seat The intermediate portion 7 is sufficiently closed to shield the inner wall surface 58 of the sleeve which abuts the means 82 from being directly exposed to the heat associated with combustion.
8 extends above the skirt portion 82A,
said intermediate portion 78 spacing and isolating said seat means 82 from the heat associated with combustion to a significant extent; is also small, and the piston is
In both the compression and expansion positions, a narrow annular cavity 1 is formed between the intermediate portion 78 of the piston and the inner wall surface 58 of the sleeve.
18 is formed, and an intake hole 52 and an exhaust hole 54 are bored in the cylinder sleeve 40, and the intake hole 5
2 communicates with the cavity 118 between the piston and the sleeve and co-operatively communicates with a source of pressurized air; When the vacant room 1
18, exhaust gas is discharged from the empty chamber and the combustion chamber through the exhaust hole 54, thereby cooling the inner wall surface 58 that comes into contact with the sealing means 82, An internal combustion engine characterized in that, in order to cool the sealing means 82, a thin sheet of air is supplied to the empty space so as to surround and cool the intermediate portion of the piston.

3 燃料混合気の圧縮を促進するように、ピスト
ンが、その圧縮位置にある時、前記空室の幅が比
較的小さく、また、前記ピストンが、その膨張位
置にある時には、スリーブ40への空気の供給を
促進し、かつこの空気を、前記ピストンの中間部
分78と接触させ、そして、前記スリーブ内にあ
るガスの排出を促進するように、前記空室の幅
が、比較的大きいことを特徴とする請求の範囲第
2項に記載の内燃機関。
3. The width of the cavity is relatively small when the piston is in its compression position, and the air flow into the sleeve 40 when the piston is in its expanded position, so as to facilitate compression of the fuel mixture. characterized in that the width of the cavity is relatively large, so as to facilitate the supply of air and bring this air into contact with the intermediate portion 78 of the piston, and to facilitate the evacuation of the gas present in the sleeve. An internal combustion engine according to claim 2.

4 ピストン76の中間部分78が空室118内
に吸入された空気を、薄い流れとして、スリーブ
40の内部に向けて上方に転向させるように形成
された側部壁からなることを特徴とする請求の範
囲第2項に記載の内燃機関。
4. A claim characterized in that the intermediate portion 78 of the piston 76 consists of side walls configured to deflect the air drawn into the cavity 118 upwardly into the interior of the sleeve 40 in a thin stream. The internal combustion engine according to range 2.

5 排気孔54と吸気孔52とが、スリーブ40
の、互いに反対側の側面部の位置していることを
特徴とする請求の範囲第2項に記載の内燃機関。
5 The exhaust hole 54 and the intake hole 52 are connected to the sleeve 40
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the side portions of the internal combustion engine are located opposite to each other.

6 ピストン76の中間部分78が、空室118
内に吸入された空気を、薄い流れとして、スリー
ブ40の内部に向けて上方に転向させるように、
テーパーの付けられたドーム状の側壁部からなる
ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の内燃
機関。
6 The intermediate portion 78 of the piston 76 is located in the empty chamber 118
so as to divert the air drawn into the sleeve 40 upwardly into the interior of the sleeve 40 as a thin stream.
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the internal combustion engine comprises a tapered dome-shaped side wall.

7 ピストンがドーム状であることを特徴とする
請求の範囲第2項に記載の内燃機関。
7. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the piston is dome-shaped.

8 燃焼室を形成するシリンダヘツド60の内部
が、ピストン76が、その圧縮位置にある時に、
その頂部80を概ね補完するドーム状に形成され
ていることを特徴とする請求の範囲第2項に記載
の内燃機関。
8. The interior of the cylinder head 60 forming the combustion chamber, when the piston 76 is in its compression position,
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the internal combustion engine is formed into a dome shape that substantially complements the top portion 80 of the engine.

9 ピストン76の中間部分78が、該ピストン
の頂部80からの熱の流れを妨げて、シール手段
82を、燃焼に共なう熱から離隔するために、低
熱伝導度を有する材質からなることを特徴とする
請求の範囲第2項に記載の内燃機関。
9. The intermediate portion 78 of the piston 76 is comprised of a material having a low thermal conductivity in order to impede the flow of heat from the top 80 of the piston and isolate the sealing means 82 from the heat associated with combustion. An internal combustion engine according to claim 2 characterized by:

10 ピストン76の少なくとも中間部分78
が、ステンレス鋼よりなることを特徴とする請求
の範囲第9項に記載の内燃機関。
10 At least middle portion 78 of piston 76
10. The internal combustion engine according to claim 9, wherein the internal combustion engine is made of stainless steel.

11 ピストン76の中間部分78とスリーブ4
0とが、燃焼に伴なう熱が、前記ピストンの頂部
80からシール手段82へ流れるのを妨げるとと
もに、該熱が、シリンダヘツド60から前記シー
ル手段82の当接する該スリーブの内壁面58へ
流れるのを妨げるようにした低熱伝導度の材質か
らなることを特徴とする請求の範囲第2項に記載
の内燃機関。
11 Intermediate portion 78 of piston 76 and sleeve 4
0 prevents the heat associated with combustion from flowing from the top 80 of the piston to the sealing means 82, and also prevents the heat from flowing from the cylinder head 60 to the inner wall surface 58 of the sleeve against which the sealing means 82 abuts. The internal combustion engine according to claim 2, characterized in that it is made of a material with low thermal conductivity that prevents flow.

12 ピストン76の少なくとも中間部分78と
スリーブ40とが、ステンレス鋼よりなることを
特徴とする請求の範囲第11項に記載の内燃機
関。
12. The internal combustion engine according to claim 11, wherein at least the intermediate portion 78 of the piston 76 and the sleeve 40 are made of stainless steel.

13 シール手段82と当接する内壁面58を有
するスリーブ40が、低熱伝導度を有する材料よ
りなることを特徴とする請求の範囲第2項に記載
の内燃機関。
13. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the sleeve 40 having the inner wall surface 58 in contact with the sealing means 82 is made of a material having low thermal conductivity.

14 シール手段82と当接する内壁面58を有
するスリーブ40が、ステンレス鋼よりなること
を特徴とする請求の範囲第13項に記載の内燃機
関。
14. The internal combustion engine according to claim 13, wherein the sleeve 40 having the inner wall surface 58 that contacts the sealing means 82 is made of stainless steel.

15 圧縮式であることを特徴とする請求の範囲
第2項に記載の内燃機関。
15. The internal combustion engine according to claim 2, which is of a compression type.

技術分野 本発明は、内燃機関に関し、特に、シリンダー
スリーブ及びピストンへの熱の伝達を阻止するこ
とにより、シリンダー室及びピストンの頂部が高
温になつても、シールリングや潤滑油を比較的低
温に維持するような、改良された手段を具備する
内燃機関に関する。
Technical Field The present invention relates to internal combustion engines, and in particular, by preventing heat transfer to the cylinder sleeve and piston, seal rings and lubricating oil can be kept at a relatively low temperature even if the cylinder chamber and the top of the piston become hot. The present invention relates to an internal combustion engine with improved means for maintaining the engine.

背景技術 内燃機関において、その冷却が大きな問題であ
り、特にロータリー式の内燃機関における冷却
は、極めて重要な問題である。例えば、ジーゼル
機関において、点火及び動力性能の向上をもたら
すために、燃焼室を、極めて高温に維持すること
が望ましい。燃焼室を、所望の点火性能を達成す
るのに充分な程の高温に維持した場合、熱が、シ
リンダー及びピストンに伝達され、潤滑油の潤滑
性能が、高温下で劣化するために、ピストンリン
グ及び軸受面の潤滑を維持することがたいへんに
困難となる。
BACKGROUND ART Cooling of internal combustion engines is a major problem, and cooling of rotary internal combustion engines in particular is an extremely important problem. For example, in diesel engines, it is desirable to maintain the combustion chamber at extremely high temperatures to provide improved ignition and power performance. When the combustion chamber is maintained at a high enough temperature to achieve the desired ignition performance, heat is transferred to the cylinder and piston, and the lubricating oil's lubricating performance deteriorates at high temperatures, causing the piston rings to deteriorate. And it becomes very difficult to maintain lubrication of the bearing surface.

発明の開示 本発明に基づく内燃機関においては、駆動軸
が、エンジンのフレームに、軸支されていて、そ
れから外向きに延出している。ローター板が、エ
ンジンフレーム内の駆動軸上に、駆動軸と一体的
に回転するように取付けられていて、さらにその
上にカムが取付けられている。戻りカムもまた、
駆動軸に、それと一体的に回転するように取付け
られている。シリンダースリーブは、その内部を
摺動するピストンを有している。各ピストンに
は、カム及び戻りカムと当接するように取付けら
れたローラーをそれぞれ2個づつ有していて、ピ
ストンが、その高位置からその低位置の間を運動
し得るようになつている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In an internal combustion engine according to the present invention, a drive shaft is journalled in the frame of the engine and extends outwardly therefrom. A rotor plate is mounted on the drive shaft within the engine frame so as to rotate integrally with the drive shaft, and a cam is further mounted on the rotor plate. The return cam also
It is attached to the drive shaft so that it rotates integrally with it. The cylinder sleeve has a piston sliding therein. Each piston has two rollers mounted in contact with the cam and the return cam, allowing the piston to move between its high position and its low position.

シリンダーヘツドが、各シリンダースリーブに
ついて取付けられていて、ピストンが、その高位
置にある時に、そのドーム状となす頂部を受け入
れるのに適合したドーム状をなす燃焼室を形成し
ている。また、燃焼室内に燃料を導入する手段も
具備されている。
A cylinder head is attached to each cylinder sleeve to define a domed combustion chamber adapted to receive the domed top of the piston when in its raised position. Also provided are means for introducing fuel into the combustion chamber.

シリンダースリーブをシリンダーヘツドとの間
には、熱絶縁性のガスケツトが介在していて、燃
焼の熱が、シリンダーヘツドからシリンダースリ
ーブへと、容易に伝達しにくいようにされてい
る。燃焼室とピストンヘツドとは、その間に、ピ
ストンヘツドやシリンダーヘツド壁への熱に吸収
を妨げるような、小さな空室が形成されるように
設計されている。冷却用空気は、シリンダースリ
ーブに向けて供給されるばかりでなく、さらにド
ーム状のシリンダーヘツドの廻りにも、その冷却
のために供給されている。ピストンの摺動面にあ
るピストンリングは、シリンダーヘツドにまで達
しないようになつている。
A thermally insulating gasket is interposed between the cylinder sleeve and the cylinder head to prevent combustion heat from easily transferring from the cylinder head to the cylinder sleeve. The combustion chamber and the piston head are designed in such a way that a small cavity is formed between them, which prevents the absorption of heat into the piston head and cylinder head walls. Cooling air is supplied not only towards the cylinder sleeve, but also around the dome-shaped cylinder head for cooling. The piston ring on the sliding surface of the piston does not reach the cylinder head.

ピストンのヘツドの一変形例においては、1対
のフインが対向する側に突設してあつて、冷却用
空気が、ピストンヘツドの周りではなく、むしろ
ピストンの上部を通過するようになつている。さ
らに別の実施例においては、ピストンヘツドの排
気側に、或る形状をなす削成面が切設されてい
て、冷却用空気並びに排気ガスを、シリンダーの
内部からよりよく排出し得るようになつている。
さらにもう一つの実施例では、ピストンヘツドの
中央部が、シリンダー室と同一の形状にされてい
る。
One variation of the piston head has a pair of fins projecting on opposite sides so that the cooling air passes over the top of the piston rather than around the piston head. . In yet another embodiment, the exhaust side of the piston head is cut with a contoured surface to allow better evacuation of cooling air as well as exhaust gases from the interior of the cylinder. ing.
In yet another embodiment, the central part of the piston head is of the same shape as the cylinder chamber.

本発明の主な目的は、燃焼室内が、従来のもの
よりも高温であるように作動し、しかし、ピスト
ンリングによりシール面を形成する面を、相当に
低い温度に維持するような内燃機関を提供するこ
とにある。
The main object of the invention is to provide an internal combustion engine which operates in such a way that the combustion chamber is hotter than before, but the surfaces forming the sealing surfaces by the piston rings are maintained at a considerably lower temperature. It is about providing.

本発明の第2の目的は、シリンダーヘツドとシ
リンダースリーブとが、熱絶縁性のガスケツトに
より分離されている内燃機関を提供することにあ
る。
A second object of the invention is to provide an internal combustion engine in which the cylinder head and cylinder sleeve are separated by a thermally insulating gasket.

本発明の第3の目的は、シリンダーヘツド、ス
リーブ及びピストンへの熱の吸収を妨げる手段を
備える内燃機関を提供することにある。
A third object of the invention is to provide an internal combustion engine with means for preventing the absorption of heat into the cylinder head, sleeve and piston.

本発明の第4の目的は、シリンダーヘツドの大
きな部分及び燃焼室の壁への熱の吸収を妨げるた
めの、シリンダーヘツドと燃焼室との間に形成さ
れる空室を利用する内燃機関を提供することにあ
る。
A fourth object of the invention is to provide an internal combustion engine which utilizes a cavity formed between the cylinder head and the combustion chamber to prevent absorption of heat into a large portion of the cylinder head and into the walls of the combustion chamber. It's about doing.

本発明の第5の目的は、ドーム状をなすピスト
ンへツドと、シリンダースリーブの内壁面との間
の空気室を利用して、冷却用空気を、偏平な広幅
の膜状として、冷却効率を向上させるようになつ
ている内燃機関を提供することにある。
A fifth object of the present invention is to utilize the air chamber between the dome-shaped piston head and the inner wall surface of the cylinder sleeve to transform the cooling air into a flat, wide film to improve cooling efficiency. The object of the present invention is to provide an improved internal combustion engine.

本発明の第6の目的は、ピストンリングが、燃
焼室から、相当に分離されているような内燃機関
を提供することにある。
A sixth object of the invention is to provide an internal combustion engine in which the piston rings are significantly separated from the combustion chamber.

本発明の第7の目的は、燃焼室とピストンリン
グのシール面とが分離しているような内燃機関を
提供することにある。
A seventh object of the present invention is to provide an internal combustion engine in which the combustion chamber and the sealing surface of the piston ring are separated.

本発明の第8の目的は、廉価に製造が可能で、
耐久性があり、しかも洗練された外観を有する内
燃機関を提供することにある。
The eighth object of the present invention is that it can be manufactured at low cost,
To provide an internal combustion engine that is durable and has a sophisticated appearance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に基づく内燃機関の部分斜視
図、第2図は、第1図の2−2線について見た部
分縦断面図、第3図は、第1図の3−3線につい
て見た端面図、第4図は、低位置にあるピストン
を示す部分斜視図、第5図は、第3図に5−5線
について見た拡大縦断面図、第6図は、第3図の
6−6線について見た拡大部分縦断面図、第7図
は、第3図の7−7線について見た拡大部分縦断
面図、第8図は、本発明に基づくシリンダースリ
ーブの側面図、第9図は、第8図の9−9線につ
いて見た拡大縦断面図、第10図は、本発明に基
づく内燃機関のカムの斜視図、第11図は、第1
0図のカムの側面図、第12図は、本発明に基づ
く内燃機関の戻りカムの斜視図、第13図は、第
12図の戻りカムの側面図、第14図は、ピスト
ンヘツドの変形例を示す部分斜視図、第15図
は、第14図のピストンを用いた場合の、第6図
と同様な図、第16図は、第14図のピストンを
用いた場合の、第7図と同様な図、第17図は、
第7図の縦断面に対して直交する面についての拡
大縦断面図、第18図は、ピストンの変形例につ
いて、その膨張行程の状態を示す部分斜視図、 第19図は、ピストンの変形例について、その圧
縮行程の状態を示す第17図と同様な図である。
1 is a partial perspective view of an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a partial vertical sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1, and FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view taken along line 3-3 in FIG. 4 is a partial perspective view showing the piston in a low position, FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view taken along line 5--5 in FIG. 3, and FIG. FIG. 7 is an enlarged partial longitudinal sectional view taken along line 6--6 in FIG. 3; FIG. 8 is a side view of a cylinder sleeve according to the invention. 9 is an enlarged longitudinal sectional view taken along the line 9--9 of FIG. 8, FIG. 10 is a perspective view of a cam of an internal combustion engine according to the present invention, and FIG.
12 is a perspective view of the return cam of the internal combustion engine according to the invention, FIG. 13 is a side view of the return cam of FIG. 12, and FIG. 14 is a deformation of the piston head. A partial perspective view showing an example, FIG. 15 is a view similar to FIG. 6 when the piston shown in FIG. 14 is used, and FIG. 16 is a view similar to FIG. 7 when the piston shown in FIG. 14 is used. A similar figure, Figure 17, is
FIG. 18 is a partial perspective view of a modified example of the piston showing its expansion stroke state; FIG. 19 is a modified example of the piston. FIG. 17 is a diagram similar to FIG. 17 showing the state of the compression stroke.

発明を実施するための最良の形態 本発明に基づく内燃機関は、図中に、その全体
が符号10により示されていて、エンドフレーム
14,16と、それらに固定され、それらの間に
延出する円筒フレーム18とを含んでいる。符号
20は、第2図に明瞭に示したように、内燃機関
に軸支された駆動軸を指している。駆動軸20の
一端は、エンドフレーム16に取付けられた軸受
22に軸支されている。また、駆動軸20は、エ
ンドフレーム14の外面に溶接されたハブ26に
取付けられた軸受24にも軸着されている。第2
図に示したように、適宜なシール28が、駆動軸
20の廻りを、シール可能なように周設されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An internal combustion engine according to the invention is generally designated by the reference numeral 10 in the drawings, and has end frames 14, 16 fixed thereto and extending between them. It includes a cylindrical frame 18. The reference numeral 20 designates a drive shaft journalled in the internal combustion engine, as clearly shown in FIG. One end of the drive shaft 20 is pivotally supported by a bearing 22 attached to the end frame 16. Further, the drive shaft 20 is also pivotally attached to a bearing 24 attached to a hub 26 welded to the outer surface of the end frame 14. Second
As shown, a suitable seal 28 is sealably mounted around the drive shaft 20.

ローター30は、任意の適宜な手段により、駆
動軸に、それと一体的に回転するように固着され
ている。カム32は、ねじ35により、ローター
30に固定されている。第10図と第11図とか
らわかるように、カム32は、その外形が環状を
なし、カム面34を有している。戻りカム36は
駆動軸20に取付けられていて、それと一体的に
回転し得るように、任意の結合手段により固定さ
れ、やはりカム面38を有している。
The rotor 30 is fixed to the drive shaft by any suitable means so as to rotate integrally therewith. The cam 32 is fixed to the rotor 30 with a screw 35. As can be seen from FIGS. 10 and 11, the cam 32 has an annular outer shape and a cam surface 34. As shown in FIGS. A return cam 36 is mounted on the drive shaft 20 and secured by any coupling means for rotation therewith, also having a cam surface 38.

2本のシリンダースリーブ40,40′が、エ
ンドフレーム16に穿設された孔42,42にそ
れぞれ取付けられていて、後記するようにして、
ボルト44をもつて固定されている。これら2本
のシリンダースリーブは、互いに同一であるの
で、以下片方のシリンダーヘツドスリーブ40及
び、それに関連する構造についてのみ説明するも
のとし、「′」の付された符号は、他方のシリンダ
ースリーブ40′及びそれに関連する部分を示す
ものとする。
Two cylinder sleeves 40, 40' are mounted in holes 42, 42, respectively, drilled in the end frame 16, as described below.
It is fixed with bolts 44. Since these two cylinder sleeves are identical to each other, only one cylinder head sleeve 40 and its related structure will be described below, and the reference numeral with "'" refers to the other cylinder head sleeve 40'. and related parts.

第8図からわかるように、スリーブ40は、エ
ンドフレーム16の段部50に支承されるような
段部48を形成するような小径部46を有してい
る。スリーブ40にはまた、その一端に、多数の
吸気孔52が、互いに間隔をおいて穿設されてい
て、一方、その反対側の側面にはより大径である
吸気孔54が穿設されている。スリーブ40は、
壁面58により画定されるシリンダー室56を、
その内部に有している。
As can be seen in FIG. 8, the sleeve 40 has a small diameter portion 46 forming a step 48 that is supported on a step 50 of the end frame 16. The sleeve 40 also has a number of spaced-apart air intake holes 52 formed at one end thereof, while a larger diameter air intake hole 54 is formed at the opposite side thereof. There is. The sleeve 40 is
A cylinder chamber 56 defined by a wall surface 58,
It has inside.

シリンダーヘツド60は、ボルト44(第6
図)により、シリンダースリーブ40の外端とエ
ンドフレーム16とに固定されていて、その内部
に、ドーム状をなす燃焼室62を形成している。
The cylinder head 60 is attached to the bolt 44 (sixth
The cylinder sleeve 40 is fixed to the outer end of the cylinder sleeve 40 and the end frame 16 by means of a dome-shaped combustion chamber 62.

説明の便宜上、燃焼室62を、下壁部64と上
壁部66とからなるものとする。符号68は、燃
料噴射装置の全体を指していて、第15図によ
り、適当なタイミングにより、燃焼室62内に燃
料を導入し得るように、燃焼室62と連通してい
るのがわかる。熱絶縁性のガスケツト70は、高
温のシリンダーヘツド60からシリンダースリー
ブ40への熱伝達を妨げるために、シリンダーヘ
ツド60とシリンダースリーブ40との間に挾設
されている。
For convenience of explanation, it is assumed that the combustion chamber 62 consists of a lower wall portion 64 and an upper wall portion 66. Reference numeral 68 designates the entire fuel injection device, and it can be seen from FIG. 15 that it communicates with the combustion chamber 62 so that fuel can be introduced into the combustion chamber 62 at appropriate timing. A thermally insulating gasket 70 is interposed between the cylinder head 60 and the cylinder sleeve 40 to prevent heat transfer from the hot cylinder head 60 to the cylinder sleeve 40.

ピストン72,72′は、スリーブ40,4
0′内を摺動可能に取付けられている。ピストン
72は、スカート部74と、ドーム状をなすピス
トンヘツド76とを有している。説明の便宜上、
ピストンヘツド76が、テーパーの付けられた側
部壁78と頂部80とからなるものとする。以
下、説明の便宜上、ピストンヘツド76の、次の
各部分についての言及を行う。頂部80。テーパ
ー側部壁78。そして、下部82A。テーパー側
部壁78は、図示したような、テーパーの付けら
れたドーム状とするのが好ましい。しかし、円柱
壁面とすることも可能である。多数のシールリン
グすなわちピストンリング82が、ピストン72
のヘツド76とスカート部74との間に切設され
た適宜な条溝に嵌入されていて、スリーブ40の
壁面に、摺動可能に当接するように適合されてい
る。
The pistons 72, 72' are connected to the sleeves 40, 4
0'. The piston 72 has a skirt portion 74 and a dome-shaped piston head 76. For convenience of explanation,
It is assumed that the piston head 76 consists of tapered side walls 78 and a top 80. Hereinafter, for convenience of explanation, the following parts of the piston head 76 will be mentioned. Top 80. Tapered side wall 78. And lower part 82A. Tapered side walls 78 preferably have a tapered dome shape as shown. However, a cylindrical wall surface is also possible. A number of seal rings or piston rings 82 are connected to the piston 72.
The sleeve 40 is fitted into a suitable groove cut between the head 76 and the skirt portion 74, and is adapted to slidably abut against the wall surface of the sleeve 40.

ピストンヘツド76は、燃焼室62に対して、
ややその寸法は小さいが、第7図に最も明瞭に示
したように、補完的な形状をなしている。第5図
から第7図は、後記するような目的のために、ピ
ストンヘツド76の対向する側面の穿設された変
流フイン84,86を示している。
The piston head 76 is connected to the combustion chamber 62.
Although somewhat smaller in size, they have complementary shapes, as shown most clearly in FIG. FIGS. 5-7 show perforated flow diverter fins 84, 86 on opposite sides of piston head 76 for purposes to be described below.

ローラー88は、ピストン72に適宜枢支され
ていて、カム32のカム面34上を転動するべく
適合されている。ローラー88からは、軸部90
が延出していて、その他端にはローラー92が枢
止されている。ローラー92は、戻りカム36の
カム面38上を転動するべく適合されている。か
くして、カム32は、ピストン72をその高位置
に向けて付勢し、一方、カム36は、ピストン7
2をその低位置に向けて付勢している。
The roller 88 is suitably pivoted to the piston 72 and is adapted to roll on the cam surface 34 of the cam 32. From the roller 88, the shaft portion 90
extends, and a roller 92 is pivotally fixed to the other end. The roller 92 is adapted to roll on the cam surface 38 of the return cam 36. Thus, cam 32 biases piston 72 toward its high position, while cam 36 biases piston 72 toward its high position.
2 toward its low position.

符号94は、エンドフレーム16に、ボルト9
6により固定されている吸気管を指していて、こ
れは、吸気孔98と連通している。吸気孔98
は、エンドフレーム16内を、内燃機関10に軸
線方向に対して直角に延びていて、スリーブ4
0,40′の吸気孔52,52′のそれぞれに連通
している空気通路100と連結している。エンド
フレーム16はまた、やはり前記軸線方向に対し
て直角に延び、スリーブ40,40′の孔54,
54′と連通している空気通路102をも有して
いる。排気孔104は、空気通路102と連通し
ている。符号106は、ボルト108により、エ
ンドフレーム16に固定された排気管を指してい
る。
Reference numeral 94 indicates a bolt 9 attached to the end frame 16.
6 refers to the intake pipe fixed by 6, which communicates with the intake hole 98. Intake hole 98
The sleeve 4 extends within the end frame 16 at right angles to the axial direction of the internal combustion engine 10.
It is connected to an air passage 100 that communicates with intake holes 52 and 52' at 0 and 40', respectively. The end frame 16 also extends perpendicularly to said axial direction and includes holes 54 in the sleeves 40, 40'.
It also has an air passage 102 in communication with 54'. The exhaust hole 104 communicates with the air passage 102. Reference numeral 106 indicates an exhaust pipe fixed to the end frame 16 by bolts 108.

空気は、適宜なフアン・ブロワーもしくは過給
機(図示しない)等の手段により、孔94及び空
気通路100へと強制的に給気される。排気孔5
4は、吸気孔52に対して若干のオフセツトを有
するのが好ましく、そうすることにより、排気孔
が、吸気孔の開く前に閉じるようになり、スリー
ブ内に、過給圧を維持することが可能となる。こ
れは、排気孔54の位置を、第4図に示すよう
に、吸気孔52に対して低い位置とすることによ
り達成できる。
Air is forced into holes 94 and air passageways 100 by means such as a suitable fan blower or supercharger (not shown). Exhaust hole 5
4 is preferably slightly offset from the intake hole 52 so that the exhaust hole closes before the intake hole opens and maintains supercharging pressure within the sleeve. It becomes possible. This can be achieved by locating the exhaust hole 54 at a position lower than the intake hole 52, as shown in FIG.

符号110は、各シリンダースリーブの周り
を、温度分布を均一化する目的で巻回する銅バン
ドを指している。伝い換えると、シリンダースリ
ーブは、排気孔54の近傍において最も高温とな
るが、銅バンド110は、スリーブの外周の温度
を伝導することにより、その温度分布を均一化す
る。
Reference numeral 110 refers to a copper band wrapped around each cylinder sleeve for the purpose of equalizing temperature distribution. In other words, the cylinder sleeve is at its highest temperature in the vicinity of the exhaust hole 54, but the copper band 110 uniformizes the temperature distribution by conducting the temperature around the outer circumference of the sleeve.

所望に応じて、銅板112(図示しない)を、
ピストンヘツド76に貼設し、その吸気側と排気
側との間の温度分布を、同様にして均一化するこ
ともできる。(第6図及び第7図を見よ。) 出来得れば、ピストンヘツド、シリンダースリ
ーブ及びピストンを、ステンレス銅等の、低い熱
伝導率を有する材料からなるものとするのがよ
い。ステンレス銅は、鉄を基材とし、ニツケル及
びクロムを含む合金鋼であつて、その不動態たる
性質を得るためには、クロムの含有率12%以上30
%以下であることを要する。ステンレス鋼は、鋳
鉄等よりもずつと低い熱伝導率を有する点で好ま
しい。例えば、室温において、鋳鉄は普通0.112
の熱伝導率を有するが、ステンレス鋼(AISIタ
イプ304)の熱伝導率は0.036である。タイプ304
は、よく用いられる材料であつて、18%乃至20%
のクロムと、8%乃至20%のニツケルを含んでい
る。300シリーズ(AISIタイプ)のステンレス鋼
は、他のシリーズのものよりも好んで使用されて
いる。ここでは、米国金属学会(American
Societyof Metals)発行の金属便覧(Metal
Handbook)第1巻の第408頁、第409頁、第422
頁、第423頁等を参照した。
If desired, the copper plate 112 (not shown) may be
It can also be attached to the piston head 76 to equalize the temperature distribution between the intake side and the exhaust side in the same way. (See Figures 6 and 7.) Preferably, the piston head, cylinder sleeve and piston are made of a material with low thermal conductivity, such as stainless copper. Stainless copper is an alloy steel that is based on iron and contains nickel and chromium.In order to obtain its passive properties, the chromium content must be 12% or more.
% or less. Stainless steel is preferred because it has a much lower thermal conductivity than cast iron or the like. For example, at room temperature, cast iron typically has a
while stainless steel (AISI type 304) has a thermal conductivity of 0.036. type 304
is a commonly used material and accounts for 18% to 20%
chromium and 8% to 20% nickel. 300 series (AISI type) stainless steel is preferred over other series. Here, the American Institute of Metallurgy (American Institute of Metallurgy)
Metal Handbook (Metal) published by Society of Metals
Handbook) Volume 1, pages 408, 409, 422
Page 423, etc.

さて、第14図から第16図までは、ピストン
ヘツドの一変形例を示している。排気ガスと冷却
用空気の、排気孔54への流通を促進するため
に、切徐部すなわち削成部114が、ピストンヘ
ツド78の一側面に切設されている。シリンダー
ヘツド60には、第16図に示したように、ピス
トンが、その高位置にある時に、ピストンヘツド
78の削成部114を補完するために、燃焼室6
2内に補填部材116が貼設されている。
Now, FIGS. 14 to 16 show a modified example of the piston head. A cut or cut 114 is cut into one side of the piston head 78 to facilitate the flow of exhaust gases and cooling air to the exhaust holes 54. The cylinder head 60 is provided with a combustion chamber 6 to complement the cutout 114 of the piston head 78 when the piston is in its high position, as shown in FIG.
A supplementary member 116 is pasted inside 2.

本発明に基づく内燃機関の作動に際して、燃料
は、燃料噴射装置68,68′を経て、燃焼室6
2,62′に、それぞれ供給されている。加圧さ
れた空気は、ピストンが、第5図に示したように
その低位置にある時、シリンダースリーブ40,
40′の内部に供給される。ピストンが、その高
位置にある時、シールリング82は、開孔52,
54の上方に位置していて、シリンダー内部の空
気の流入及びシリンダー内部からの空気の流出を
防止する。
During operation of the internal combustion engine according to the invention, fuel passes through the fuel injection devices 68, 68' into the combustion chamber 6.
2 and 62', respectively. Pressurized air flows through the cylinder sleeve 40, when the piston is in its lower position as shown in FIG.
40'. When the piston is in its high position, the sealing ring 82 closes the aperture 52,
54, and prevents air from flowing into and out of the cylinder.

ピストン72が、第7図に示したような、その
高位置にあつて、燃料が、燃焼室に供給され、混
合気が圧縮されれば、燃焼室内の熱と圧力とによ
り、燃料の点火が行なわれる。燃焼中には、燃焼
室の大部分を構成しいるシリンダーヘツドとピス
トンヘツドとの内部は、燃焼に伴なう非常な高温
度に瀑されるが、テーパーの付けられたピストン
の側壁と、シリンダーヘツド60のやはりテーパ
ーの付けられた側壁64と間には、乱流の殆んど
ない、すなわち表面を擦過するような空気の流れ
が殆んど存在しないような空室が形成される。
When the piston 72 is at its high position as shown in FIG. 7, when fuel is supplied to the combustion chamber and the air-fuel mixture is compressed, the heat and pressure within the combustion chamber cause ignition of the fuel. It is done. During combustion, the insides of the cylinder head and piston head, which make up most of the combustion chamber, reach extremely high temperatures due to combustion. A cavity is formed between the head 60 and the also tapered sidewall 64 in which there is little turbulence, i.e., there is little air flow that scrapes the surface.

この空室は、図中において、その全体を符号1
18により示した。ピストンが、第7図に示した
ように、その最大限の圧縮を行なう位置にある
時、空室118の幅が数1000分の1インチ(100
分の1mm)程度以下であるのが望ましい。また、
ピストンが、第5図に示したようにその最大限の
膨張を行なう位置にある時、空室118は、16分
の1インチ(1.6mm)程度であるのが好ましい。
第7図の高位置にある時のピストン及びシリンダ
ーヘツド60は、それぞれ、その内部における燃
焼が妨げられるようになつている空室118内の
空気及び燃料から熱を奪う傾向がある。
This vacant room is designated as 1 in its entirety in the figure.
18. When the piston is in its maximum compression position, as shown in FIG.
It is desirable that the thickness be about 1/1 mm) or less. Also,
When the piston is in its maximum expansion position as shown in FIG. 5, the cavity 118 is preferably on the order of 1/16 inch (1.6 mm).
The piston and cylinder head 60, when in the high position of FIG. 7, tend to draw heat from the air and fuel, respectively, within the cavity 118 in which combustion therein is prevented.

この空室は、充分に密閉されているため、ごく
僅かの燃料しかその内部に存在しない。空室11
8は、ピストンがその上位置にある時最も狭いよ
うになつているために、良好な圧縮状態が、燃焼
室内部で達成される。しかも、圧縮行程に際し
て、空室118が狭くなるという事は、その内部
の空気が乱流化しにくいことを意味し、ピストン
及び燃焼室の壁を、燃焼に伴なう熱から絶縁する
傾向がある。ピストンが、その高位置にある時
は、空室内において、概ね燃焼が行なわれない。
その結果、ピストン76の側面の中間部分78
と、それに隣接するシリンダー壁は、ピストンの
頂部80が瀑露されている、燃焼に伴なう高温か
ら遮蔽され、絶縁されそして保護される。これ
は、圧縮行程の初期の20%の間について特に伝え
ることであつて、ピストンの下部82Aを、この
高温から保護する働きがある。
This chamber is so well sealed that only very little fuel is present inside it. Vacant room 11
8 is such that it is narrowest when the piston is in its upper position, so that good compression conditions are achieved inside the combustion chamber. Moreover, during the compression stroke, the narrowing of the cavity 118 means that the air inside it is less likely to become turbulent, which tends to insulate the piston and the walls of the combustion chamber from the heat associated with combustion. . When the piston is in its high position, there is generally no combustion within the cavity.
As a result, the intermediate portion 78 of the side surface of the piston 76
and the adjacent cylinder wall are shielded, insulated and protected from the high temperatures associated with combustion, to which the top 80 of the piston is exposed. This is particularly true during the first 20% of the compression stroke and serves to protect the lower piston 82A from this high temperature.

これは、空室118が充分狭められているため
に、同部分において燃焼が行なわれないためであ
る。
This is because the cavity 118 is sufficiently narrowed so that combustion does not take place there.

ピストンが、第6図に示したように、その低位
置にある時、空室118は、比較的広くなり、冷
却用空気を、高速で導入する働きをする。
When the piston is in its lower position, as shown in FIG. 6, the cavity 118 is relatively large and serves to introduce cooling air at a high rate.

上記したような、空室118の機能の正味の効
果は、熱絶縁ガスケツト70と、エンジンの部材
を構成する低熱伝導率の材料と相俟つて、ピスト
ンリング82と当接しているピストンの下部82
Aとシリンダーの壁面とを、ピストンの頂部80
やシリンダーヘツド60よりも、相当に低い温度
に維持することにある。かくして、ピストンの頂
部80の温度が1000〓(538℃)に達しても、ピ
ストンの下部82Aと、ピストンリングが当接す
るシリンダーの壁面は、250〓(121℃)乃至300
〓(149℃)の温度に保たれる。
The net effect of the function of the cavity 118, as described above, is that, in conjunction with the thermally insulating gasket 70 and the low thermal conductivity materials of which the components of the engine are constructed, the lower part 82 of the piston is in contact with the piston ring 82.
A and the wall of the cylinder at the top 80 of the piston.
and cylinder head 60 at a significantly lower temperature. Thus, even if the temperature at the top 80 of the piston reaches 1000°C (538°C), the lower part 82A of the piston and the wall surface of the cylinder that the piston ring contacts will be between 250°C (121°C) and 300°C.
〓The temperature is maintained at (149℃).

燃焼により発生する力は、ピストンを、第7図
に示した高位置から、第6図に示した低位置へと
押し下げ、その結果、カム32、ローター板30
及び駆動軸20を回転させる。ピストンが、第6
図に示したように、その低位置にある時、掃気、
冷却並びに給気に要する空気を、吸気孔52から
導入し、第5図に示した、ピストンヘツドとシリ
ンダー壁との間の空隙をなす空室へと供給するべ
く、吸気孔及び排気孔が露出する。吸気孔に導入
された空気は、排気ガスを掃気し、ピストンヘツ
ドの反対側にある空隙を通つてシリンダーの向こ
う側の半分を囲繞する排気孔へと抜け出る冷却用
空気をさらに供給する。
The forces generated by combustion push the pistons down from the high position shown in FIG. 7 to the low position shown in FIG.
and rotate the drive shaft 20. The piston is the 6th
As shown in the figure, when it is at that low position, the scavenging air,
Inlet and exhaust holes are exposed so that the air required for cooling and supply is introduced through the intake hole 52 and supplied to the cavity forming the gap between the piston head and the cylinder wall shown in FIG. do. The air introduced into the intake vents scavenges the exhaust gases and provides further cooling air which escapes through the air gap on the opposite side of the piston head to the exhaust vents surrounding the other half of the cylinder.

ドーム状のピストンヘツドは、冷却用空気を、
偏平かつ広幅にし、燃焼の時から幾分遅れて熱が
伝達されるシリンダー及びピストンの面に対して
密に接触し、擦過する上で効果的である。フイン
84,86は、所望に応じて配設すればよく、第
5図に、矢印で示したように、ピストンヘツドの
上部に、導入された空気を通過させるように設計
されている。フイン84,86が無い場合には、
空気は、ピストンヘツドの上部を通過するより
も、むしろピストンヘツドの周囲を廻るようにし
て通過するようになる。
The dome-shaped piston head carries cooling air,
It is made flat and wide, and is effective in closely contacting and abrading the surfaces of the cylinder and piston to which heat is transferred after some delay from the time of combustion. The fins 84, 86 may be arranged as desired and are designed to pass the introduced air over the top of the piston head, as indicated by the arrows in FIG. If there are no fins 84 and 86,
Air is forced to pass around the piston head rather than over the top of the piston head.

また、シリンダーヘツド、シリンダースリーブ
及びピストンの材質として低熱伝導度を有するス
テンレス鋼を使用し、燃焼室を構成するピストン
ヘツド並びにシリンダーヘツドの熱が、冷却され
る表面に、伝達しにくくなるのが好ましい。要す
るに、燃焼室は、高温度に維持するが、ピストン
リングのシール面及びシリンダーの摺動面を低温
度にに維持するわけである。これは、前記した空
室を形成する一方、やはり前記したように、冷却
用空気を、偏平かつ広幅のシール状とし、熱の除
去を促進することによつて達成される。
It is also preferable to use stainless steel with low thermal conductivity as the material for the cylinder head, cylinder sleeve, and piston, so that the heat of the piston head and cylinder head that make up the combustion chamber is difficult to transfer to the surfaces to be cooled. . In short, the combustion chamber is maintained at a high temperature, but the sealing surface of the piston ring and the sliding surface of the cylinder are maintained at a low temperature. This is accomplished by forming the cavity described above while also providing cooling air in the form of a flat and wide seal to facilitate heat removal, as also described above.

熱絶縁性のガスケツト70は、シリンダーヘツ
ドの極めて高い温度が、シリンダスリーブへと伝
わるのを防止する働きがあることに注目された
い。またシートリングト2は、シリンダーヘツド
の内壁面上ではなく、シリンダーヘツドよりも相
当に低い温度に維持されているシリンダースリー
ブの内壁面上を摺動することにも注目されたい。
Note that the thermally insulating gasket 70 serves to prevent the extremely high temperatures of the cylinder head from transferring to the cylinder sleeve. It should also be noted that the seat belt 2 slides not on the inner wall of the cylinder head, but on the inner wall of the cylinder sleeve, which is maintained at a significantly lower temperature than the cylinder head.

かくして、シールリングのシール面が、シリン
ダーヘツドよりも相当に低い温度に維持されるた
め、その温度を、潤滑の実用的な限界温度内に充
分抑制することができる。そして、この内燃機関
の構造も、シリンダーヘツドを高温度に維持する
ことが可能なようになつていて、改良された点火
特性物びに動力特性が得られる。銅バンド110
は、やはり所望に応じて取付ければよく、前記し
たように、シリンダーヘツドの外面の温度を均等
化する働きを有する。同様にして、ピストンヘツ
ド上の銅バンドも、やはり所望に応じて取付けれ
ばよく、ピストンヘツドの周囲における熱の分布
を均等化する働きを有する。
The sealing surface of the sealing ring is thus maintained at a significantly lower temperature than the cylinder head, so that its temperature can be kept well within practical limits for lubrication. The structure of this internal combustion engine also allows the cylinder head to be maintained at a high temperature, resulting in improved ignition and power characteristics. copper band 110
The cylinder head may be attached as desired, and, as mentioned above, has the function of equalizing the temperature of the outer surface of the cylinder head. Similarly, a copper band on the piston head may also be installed as desired and serves to equalize the distribution of heat around the piston head.

既に述べたように、第14図から第16図まで
は、ピストンヘツド並びに燃焼室の変形例を示し
ている。ピストンヘツド78は、図示してあるよ
うに、その排気側に、削成面114を有してい
る。削成面は、ピストンにより、排気孔54への
空気の送給を、より高速かつ高効率のものにする
ために切設されている。充填部材116は、単
に、燃焼室の形状を、削成面114に対して補完
的な形状とするために設けられている。
As already mentioned, FIGS. 14 to 16 show variants of the piston head and combustion chamber. Piston head 78 has a ground surface 114 on its exhaust side as shown. The cut surface is cut in order to make the piston supply air to the exhaust hole 54 faster and more efficiently. The filling member 116 is provided simply to give the combustion chamber a complementary shape to the cut surface 114.

第18図のピストンの変形例72′は、側部壁
78Aの中間部分が、円柱状をなしている。この
ピストンは、ピストンリング82Aを、燃焼室の
過度な熱に対して保護する能力の点で、ピストン
72と概ね同様の機能を果す。
In a modification 72' of the piston shown in FIG. 18, the middle portion of the side wall 78A has a cylindrical shape. This piston functions generally similar to piston 72 in its ability to protect piston ring 82A from excessive combustion chamber heat.

かくして、本発明に基づく新規な内燃機関は、
その冷却を効率的に行う手段を具備していること
がわかる。ドーム状のピストンヘツドと、やはり
ドーム状のシリンダーヘツドとの間に空室を形成
することにより、シリンダーヘツドとシール面と
を分離し、熱絶縁性のガスケツトを使用すること
により、内燃機関の冷却の効率を、一層高めるこ
とができた。また、このような冷却効率を向上に
は、燃焼の熱に瀑露される面の冷却を促進するた
めに、冷却用空気の流れを偏平かつ広幅とするこ
とによつても達成されたものである。
Thus, the novel internal combustion engine according to the invention:
It can be seen that the system is equipped with a means for efficiently cooling the air. By forming a cavity between the dome-shaped piston head and the also dome-shaped cylinder head, the cylinder head and the sealing surface are separated, and a thermally insulating gasket is used to cool the internal combustion engine. We were able to further increase the efficiency of In addition, this improvement in cooling efficiency was achieved by making the flow of cooling air flat and wide in order to promote cooling of the surface exposed to the heat of combustion. be.

以上の説明から、本発明に基づく内燃機関が、
少くとも、上記した所期の目的を全て達成するも
のであることがわかると思う。
From the above explanation, it can be seen that the internal combustion engine according to the present invention is
At the very least, I think you can see that it achieves all of the intended objectives listed above.

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