JPS63255547A - Heat insulated engine - Google Patents
Heat insulated engineInfo
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- JPS63255547A JPS63255547A JP8792387A JP8792387A JPS63255547A JP S63255547 A JPS63255547 A JP S63255547A JP 8792387 A JP8792387 A JP 8792387A JP 8792387 A JP8792387 A JP 8792387A JP S63255547 A JPS63255547 A JP S63255547A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、セラミックエンジン等における断熱エンジ
ンの構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to the structure of an adiabatic engine such as a ceramic engine.
従来、セラミック材を断熱材又は耐熱材とじて利用した
断熱エンジン等のエンジン部材は、例えば、特開昭６０
−９０９５５号公報に開示されている。特開昭６０−９
０９５５号公報に開示された断熱エンジンの構造につい
て、第６図を参照して概説する。第６図において、断熱
エンジンの構−造が符号３０によって全体的に示されて
いる。この断熱エンジンの構造３０は、シリンダヘッド
３１の下半分に設けた円筒部３２の内周壁３３に熱反射
面を形成し、前記シリンダヘッド３１の円筒部３２にセ
ラミックスから成る逆カップ状のヘッドライナ３４を、
この周囲に空部３５を設けて嵌装したものである。また
、シリンダヘッド３１の円筒部とヘッドライナ３４との
間の空部３５には、セラミックスファイバ、グラスファ
イバ等の断熱材３６が収容されている。更に、ヘッドラ
イナ３４の上端壁４１がガスケット４３を介してシリン
ダヘッド３１の円筒部３２の内端壁３３に、またヘッド
ライナ３４の下端壁が弾性ガスケット４４を介してシリ
ンダブロック３７及びシリンダライナ３９の上端部にそ
れぞれ押付けられ、締付力の不均衡、熱変形によってヘ
ッドライナ３４に応力集中が生じるのを緩和すると共に
、空部３５が形成されるので燃焼室４０を囲むヘッドラ
イナ３４からシリンダヘッド３１への熱伝導が遮断され
、熱の放散を抑えることができる。また、内端壁３３の
熱反射面により熱輻射が反射され、シリンダヘッド３１
への熱伝達を抑えることができる。更に、空部３５にセ
ラミックスファイバ等の断熱材３６を収容することによ
って、空部３５における空気の対流を阻止し、ヘッドラ
イナ３４の壁部からシリンダヘッド３１への熱伝達を抑
えることができる。従って、燃焼室４０の熱がヘッドラ
イナ３４から外部へ放散されるのを抑えることができる
から、排気ガスを高温の状態で排気通路を経て排気ター
ボ過給機等へ送り出すことができ、排気ガスの持つ熱エ
ネルギを最大限に利用することができるものである。図
中、符号３８はピストンを示す。Conventionally, engine parts such as adiabatic engines using ceramic materials as heat insulating materials or heat-resistant materials are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
It is disclosed in Japanese Patent No.-90955. Unexamined Japanese Patent Publication 1986-9
The structure of the adiabatic engine disclosed in Publication No. 0955 will be outlined with reference to FIG. In FIG. 6, the structure of the adiabatic engine is indicated generally by the numeral 30. The structure 30 of this adiabatic engine includes a heat reflecting surface formed on the inner circumferential wall 33 of a cylindrical portion 32 provided in the lower half of the cylinder head 31, and an inverted cup-shaped headliner made of ceramics on the cylindrical portion 32 of the cylinder head 31. 34,
A hollow part 35 is provided around this and the part is fitted therein. In addition, a heat insulating material 36 such as ceramic fiber or glass fiber is housed in a space 35 between the cylindrical portion of the cylinder head 31 and the headliner 34 . Further, the upper end wall 41 of the headliner 34 is connected to the inner end wall 33 of the cylindrical portion 32 of the cylinder head 31 via a gasket 43, and the lower end wall of the headliner 34 is connected to the cylinder block 37 and the cylinder liner 39 via an elastic gasket 44. They are pressed against the upper ends of the cylinders, respectively, to alleviate stress concentration on the headliner 34 due to imbalance in tightening force and thermal deformation, and to form a cavity 35, which allows the cylinders to be removed from the headliner 34 surrounding the combustion chamber 40. Heat conduction to the head 31 is blocked, and heat dissipation can be suppressed. In addition, heat radiation is reflected by the heat reflecting surface of the inner end wall 33, and the cylinder head 31
It is possible to suppress heat transfer to. Further, by accommodating a heat insulating material 36 such as ceramic fiber in the cavity 35, it is possible to prevent air convection in the cavity 35 and suppress heat transfer from the wall of the headliner 34 to the cylinder head 31. Therefore, it is possible to suppress the heat in the combustion chamber 40 from being dissipated to the outside from the headliner 34, so that the exhaust gas can be sent to the exhaust turbo supercharger etc. through the exhaust passage in a high temperature state. It is possible to make maximum use of the thermal energy possessed by In the figure, numeral 38 indicates a piston.
しかしながら、上記のようなセラミックスを断熱材又は
耐熱材として利用するシリンダヘッド等の断熱エンジン
部材において断熱特性を十分に得ることば、極めて困難
であり、十分な断熱特性を得るため壁厚が厚くなるとい
う問題がある。即ち、エンジンの燃焼室に面する部分は
耐熱性、断熱性、熱シヨツク性に優れた窒化珪素にて構
成し、高温燃焼ガスに耐えることができるが、余り壁厚
が大きいと、熱容量が大きくなり過ぎ、吸入効率が低下
するという問題点が生じる。However, it is extremely difficult to obtain sufficient heat insulation properties in insulating engine parts such as cylinder heads that use ceramics as heat insulating or heat-resistant materials, and in order to obtain sufficient heat insulation properties, the wall thickness must be increased. There's a problem. In other words, the part facing the combustion chamber of the engine is made of silicon nitride, which has excellent heat resistance, heat insulation, and thermal shock properties, and can withstand high-temperature combustion gas, but if the wall thickness is too thick, the heat capacity will increase. If it becomes too much, the problem arises that the suction efficiency decreases.
ところで、前掲特開昭６０−９０９５５号公報に開示さ
れた断熱エンジンの構造については、ヘッドライナ３４
の上端壁４１がガスケット４３を介してシリンダへソド
３１の円筒部３２の内端壁３３に、またヘッドライナ３
４の下端壁が弾性ガスケット４４を介してシリンダブロ
ック３７及びシリンダライナ３９の上端部にそれぞれ押
付けられて設置されて！３す、ヘッドライナ３４とシリ
ンダヘッド３１との間には空部３５が形成された構成で
あるので、必ずしも耐圧性に優れた断熱構造を得ること
ができず、問題点を有していると共に、上記と同様な問
題点を有している。By the way, regarding the structure of the adiabatic engine disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-90955, the headliner 34
The upper end wall 41 is connected to the cylinder through a gasket 43 to the inner end wall 33 of the cylindrical portion 32 of the rod 31, and to the headliner 3.
The lower end wall of 4 is pressed against the upper end of the cylinder block 37 and cylinder liner 39 through an elastic gasket 44, respectively! 3. Since the cavity 35 is formed between the headliner 34 and the cylinder head 31, it is not necessarily possible to obtain a heat insulating structure with excellent pressure resistance. , has the same problems as above.
この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、シリンダへソドライナとの肉厚を可及的に薄く構成し
、燃焼室側に面した高温になる前記シリンダへソドライ
ナの熱容量を小さく構成し、それによってエンジンの吸
入効率を向上させることのできる断熱エンジンの構造を
提供することである。The purpose of this invention is to solve the above-mentioned problems, by making the wall thickness between the cylinder and the sodliner as thin as possible, and reducing the heat capacity of the sodliner facing the combustion chamber, which faces high temperatures. An object of the present invention is to provide an adiabatic engine structure that can improve the intake efficiency of the engine.
ここでいうシリンダへソドライナとは、燃焼の盛んな熱
発生期間のみを熱遮断するための構造であり、シリンダ
ヘッド上面とシリンダライナの一部を合成したものを指
す。The cylinder liner here is a structure for insulating heat only during the heat generation period when combustion is active, and refers to a structure that combines the upper surface of the cylinder head and a part of the cylinder liner.
この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。In order to solve the above problems and achieve the above objects, the present invention is configured as follows.
即ち、この発明は、セラミック製のシリンダへソドライ
ナの外面を、金属製シートとセラミックファイバを主成
分としたシートとから成る断熱積層ガスケットによって
被覆したことを特徴とする断熱エンジンの構造に関し、
更に具体的に詳述すると、前記シリンダヘッドライナ及
び前記シリンダライナの熱容量を小さくするため肉厚を
可及的に薄く構成し、前記シリンダヘッドライナ及び前
記シリンダライナが窒化珪素系セラミックスから成り、
また前記断熱積層ガスケットには空気層が形成されてお
り、前記断熱積層ガスケットがチタン酸カリウムウィス
カー、ジルコニアファイバ等のセラミックファイバシー
トとステンレススチール等の金属製シートとを積層して
構成し、又は前記断熱積層ガスケットがチタン酸カリウ
ムウィスカー、ジルコニアファイバ等のセラミックファ
イバベーパの上下面をアルミナファイバによって補強し
たシートとステンレススチール等の金属製シートとを積
層して構成し、或いは前記断熱積層ガスケットがチタン
酸カリウムウィスカー、ジルコニアファイバ等のセラミ
ックファイバとアルミナファイバとを混合したシートと
ステンレススチール等の金属製シートとを積層して構成
したことを特徴とする断熱エンジンの構造に関する。That is, the present invention relates to a structure of an adiabatic engine characterized in that the outer surface of a sodliner to a ceramic cylinder is covered with an insulating laminated gasket consisting of a metal sheet and a sheet mainly composed of ceramic fibers.
More specifically, in order to reduce the heat capacity of the cylinder head liner and the cylinder liner, the wall thickness is made as thin as possible, and the cylinder head liner and the cylinder liner are made of silicon nitride ceramics,
Further, an air layer is formed in the heat insulating laminated gasket, and the heat insulating laminated gasket is constructed by laminating a ceramic fiber sheet such as potassium titanate whisker or zirconia fiber and a metal sheet such as stainless steel, or The heat insulating laminated gasket is constructed by laminating a sheet made of potassium titanate whiskers, a ceramic fiber vapor such as zirconia fiber, the upper and lower surfaces of which are reinforced with alumina fibers, and a metal sheet such as stainless steel, or the heat insulating laminated gasket is made of titanate The present invention relates to the structure of an adiabatic engine characterized by being constructed by laminating a sheet made of a mixture of ceramic fibers such as potassium whiskers and zirconia fibers and alumina fibers and a sheet made of metal such as stainless steel.
この発明による断熱エンジンの構造は、以上のように構
成されており、次のように作用する。即ち、この発明は
、セラミック製のシリンダヘッドライナの外面を、金属
製シートとセラミックファイバを主成分としたシートと
から成る断熱積層ガスケットによって被覆したので、高
温の燃焼ガスに晒される前記シリンダヘッドライナの肉
厚を可及的に薄く形成することができ、熱容量を小さく
することができ、従ってエンジンの吸入効率を向上させ
る。即ち、断熱エンジンの筒内内壁からの受熱を最小限
とするためには、高温になるセラミックス内壁の熱容量
を最小限にすることが重要なことであり、熱容量を小さ
くすることによって、吸気時に、壁面が直ちに冷却し、
吸気温度と壁面温度との温度差を小さくし、それによっ
て吸気が流入し易くする。また、燃焼室内の最高温度時
に、壁面に吸収される熱量を小さくして燃焼ガス温度と
壁面温度との温度差を小さくし、シリンダヘッド、シリ
ンダブロック等を通じて外部に逃げる熱エネルギーを最
小限に抑える。このように構成することによって、エン
ジンの吸入効率を向上させると共に、燃焼室における熱
エネルギーを最大限に排気ポートを通じて下流に設けた
エネルギー回 、収装置に送り込み、最大限に回収する
。しかも、チタン酸カリウムシート、ジルコニアファイ
バ等のセラミックファイバに有機バインダ等を混入して
脱落性を防止するに従い、熱伝導率が悪くなるので金属
シートとの複合化により脱落性、剛性の低下を防止する
。即ち、前記金属製シートによって剛性を高め、耐圧性
に優れた構造に構成し、更にチタン酸カリウム、ジルコ
ニアファイバ等のセラミックファイバを主成分とした前
記断熱積層ガスケットを使用しているので、優れた断熱
構造を形成でき、しかも前記断熱積層ガスケットに形成
される空気層によって一層優れた断熱効果を得ることが
できる。The structure of the adiabatic engine according to the present invention is constructed as described above, and operates as follows. That is, in this invention, the outer surface of a ceramic cylinder head liner is covered with a heat insulating laminated gasket made of a metal sheet and a sheet mainly composed of ceramic fibers, so that the cylinder head liner is exposed to high temperature combustion gas. The wall thickness can be made as thin as possible, the heat capacity can be reduced, and the intake efficiency of the engine can therefore be improved. In other words, in order to minimize the heat received from the inner wall of the cylinder of an adiabatic engine, it is important to minimize the heat capacity of the ceramic inner wall, which becomes hot. By reducing the heat capacity, during intake, The wall cools down immediately,
To reduce the temperature difference between intake air temperature and wall surface temperature, thereby making it easier for intake air to flow in. Also, when the temperature inside the combustion chamber is at its highest, the amount of heat absorbed by the wall is reduced, reducing the temperature difference between the combustion gas temperature and the wall surface temperature, and minimizing the thermal energy escaping to the outside through the cylinder head, cylinder block, etc. . With this configuration, the intake efficiency of the engine is improved, and at the same time, the thermal energy in the combustion chamber is sent through the exhaust port to the energy recovery and recovery device provided downstream, and is recovered to the maximum extent possible. Furthermore, as organic binders are mixed into ceramic fibers such as potassium titanate sheets and zirconia fibers to prevent them from falling off, their thermal conductivity deteriorates, so combining them with metal sheets prevents the drop-off properties and rigidity from decreasing. do. In other words, the metal sheet increases the rigidity and has a structure with excellent pressure resistance, and the insulating laminated gasket whose main components are ceramic fibers such as potassium titanate and zirconia fibers is used, so it is an excellent gasket. A heat insulating structure can be formed, and an even better heat insulating effect can be obtained due to the air layer formed in the heat insulating laminated gasket.
以下、図面を参照して、この発明による断熱エンジンの
構造の実施例を詳述する。Hereinafter, embodiments of the structure of an adiabatic engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図において、この発明の一実施例である断熱エンジ
ンの構造が符号ＩＯによって全体的に示されている。こ
の断熱エンジンの構造１０については、断熱エンジンに
おけるシリンダヘッドの断熱構造についての技術的思想
のみを開示したものであり、上記以外の部分のシリンダ
１２、ピストン８及び吸排気弁９についての断熱構造に
ついて・は開示即ち図示していないものであるが、断熱
エンジンについては、これらシリンダライナ、ピストン
及び吸排気弁についても、窒化珪素系セラミックス、断
熱シール材等によって断熱構造に構成することによって
より一層確実に達成できることは勿論である。この断熱
エンジンの構造１０において、エンジンの燃焼室５に面
するシリンダヘッドライナ１は、ヘッドライナ部２とシ
リンダライナ部３とから成る。シリンダへ７ドライナ１
は窒化珪素系セラミックスから構成されている。このシ
リンダヘッドライナ１はガスケット７を介してシリンダ
１２に結合されている。シリンダ１２内には、ピストン
ヘッド１３とピストンスカート１４から成るピストン８
が往復運動するように構成されている。シリンダヘッド
ライナ１には吸排気ボート１１が形成され、この吸排気
ポート１１は吸排気弁９によって開閉されるように構成
されている。シリンダヘッドライナｌについては、シリ
ンダヘッドライナ１の肉厚が出来るだけ薄くなるように
形成されており、シリンダヘッドライナ１の外面は断熱
性及び耐圧性に優れたラミネートガスケット即ち断熱積
層ガスケット４．６によって被覆する。詳しくは、シリ
ンダヘッドライナ１におけるヘッドライナ部２は断熱積
層ガスケット６によって被覆し、またシリンダライチ部
３は断熱積層ガスケット４によって被覆する。In FIG. 1, the structure of an adiabatic engine, which is an embodiment of the present invention, is indicated generally by the reference numeral IO. Regarding the structure 10 of this adiabatic engine, only the technical concept of the adiabatic structure of the cylinder head in the adiabatic engine is disclosed, and the adiabatic structure of the cylinder 12, piston 8, and intake/exhaust valve 9 other than those mentioned above is disclosed.・Although not disclosed or shown in the drawings, for an insulated engine, the cylinder liner, piston, and intake/exhaust valve can be made more reliable by constructing them into an insulating structure using silicon nitride ceramics, heat insulating sealing material, etc. Of course, this can be achieved. In this adiabatic engine structure 10, a cylinder headliner 1 facing a combustion chamber 5 of the engine is composed of a headliner section 2 and a cylinder liner section 3. 7 dryer 1 to cylinder
is made of silicon nitride ceramics. This cylinder head liner 1 is coupled to a cylinder 12 via a gasket 7. Inside the cylinder 12 is a piston 8 consisting of a piston head 13 and a piston skirt 14.
is configured to move back and forth. An intake/exhaust boat 11 is formed in the cylinder headliner 1 , and this intake/exhaust port 11 is configured to be opened/closed by an intake/exhaust valve 9 . Regarding the cylinder head liner l, the wall thickness of the cylinder head liner 1 is formed to be as thin as possible, and the outer surface of the cylinder head liner 1 is made of a laminate gasket with excellent heat insulation and pressure resistance, that is, a heat insulation laminated gasket 4.6 Cover with. Specifically, the headliner portion 2 of the cylinder head liner 1 is covered with a heat insulating laminated gasket 6, and the cylinder lychee portion 3 is covered with a heat insulating laminated gasket 4.
次に、第２図、第３図、第４図及び第５図を参照して、
断熱積層ガスケットの例について詳述する。第２図にお
いて、この発明による断熱エンジンの構造１０に適用さ
れた断熱積層ガスケット４゜６の一例が示されている。Next, with reference to FIGS. 2, 3, 4, and 5,
An example of a heat insulating laminated gasket will be explained in detail. In FIG. 2, an example of a heat insulating laminated gasket 4.6 applied to the heat insulating engine structure 10 according to the present invention is shown.
断熱積層ガスケット４゜６は、断熱シート１９とステン
レススチール等の金属製シート１５とを交互にラミネー
ト即ち積層して構成され、断熱シート１９と金属製シー
ト１５との接触部には空気層１８が形成されている。The heat insulating laminated gasket 4゜6 is constructed by alternately laminating heat insulating sheets 19 and metal sheets 15 such as stainless steel, and an air layer 18 is formed in the contact area between the heat insulating sheets 19 and the metal sheets 15. It is formed.
金属製シート１５の金属は、シリンダヘッドライナ１の
材質である窒化珪素と熱膨張係数がほぼ同一であるもの
が好ましい。また、この断熱シート１９は、例えば、主
成分としてチタン酸カリウムウィスカー１６を約８０％
と、副成分としてアルミナファイバ１７を約２０％との
混合物から構成されており、これらのウィスカー及びフ
ァイバの繊維は連続しておらず、内部に空気層１８が形
成され、一層優れた断熱効果を得ることができるように
構成されている。チタン酸カリウムについては、例えば
、ウィスカー状チタン酸カリウム（Ｋ。It is preferable that the metal of the metal sheet 15 has substantially the same coefficient of thermal expansion as silicon nitride, which is the material of the cylinder head liner 1 . Further, this heat insulating sheet 19 has, for example, about 80% of potassium titanate whiskers 16 as a main component.
and about 20% of alumina fiber 17 as a subcomponent, these whiskers and fibers are not continuous, and an air layer 18 is formed inside, resulting in an even better heat insulating effect. It is structured in such a way that it can be obtained. Regarding potassium titanate, for example, whiskered potassium titanate (K.
Ｔｉ６０Ｉ３、融点１３７０℃、比重３．２、熱伝導率
０゜０００１２ ｃａｌ／ｃｍ ｓｅｃ”ｃ）である。Ti60I3, melting point 1370°C, specific gravity 3.2, thermal conductivity 0°00012 cal/cm sec”c).
第３図において、断熱積層ガスケット４．６の一例が部
分的に示されている。この断熱積層ガスケット４，６は
、チタン酸カリウムウィスカー１６を主成分として有機
バインダを混合してペーパ状に構成した断熱シート２０
を金属製シート１５と積層したものである。In FIG. 3, an example of a thermally insulating laminated gasket 4.6 is partially shown. The heat insulating laminated gaskets 4 and 6 consist of a heat insulating sheet 20 made of potassium titanate whiskers 16 as a main component mixed with an organic binder and formed into a paper shape.
is laminated with a metal sheet 15.
第４図において、断熱積層ガスケット４，６の別の例が
部分的に示されている。この断熱積層ガスケント４，６
は、チタン酸カリウムウィスカー１６を主成分として有
機バインダを混合してペーパ状に構成したシートをアル
ミナファイバシート２２によって上下面を挟んで補強し
た断熱シート２１を構成し、該断熱シート２１と金属製
シート１５とを積層したものである。In FIG. 4, another example of a heat insulating laminated gasket 4, 6 is partially shown. This insulation laminated gas Kent 4,6
constitutes a heat insulating sheet 21 in which a paper-like sheet made of potassium titanate whiskers 16 as a main component mixed with an organic binder is reinforced by sandwiching the upper and lower surfaces with alumina fiber sheets 22, and the heat insulating sheet 21 and metal The sheet 15 is laminated.
第５図において、断熱積層ガスケット４，６の更に別の
例が部分的に示されている。この断熱積層ガスケット４
．６は、第２図に示す断熱シート１９と同様な構成を有
するものであり、チタン酸カリウムウィスカー１６を主
成分としてアルミナ短繊維であるアルミナファイバ１７
を混合し、それをペーパ状に構成した断熱シート１９か
ら成り、この断熱シート１９と金属製シート１５とを積
層し、強度を向上させたものである。In FIG. 5, yet another example of a heat insulating laminated gasket 4, 6 is partially shown. This heat insulating laminated gasket 4
．． Reference numeral 6 has the same structure as the heat insulating sheet 19 shown in FIG.
The heat insulating sheet 19 is made by mixing and forming the mixture into a paper shape, and this heat insulating sheet 19 and a metal sheet 15 are laminated to improve strength.
上記各々の断熱積層ガスケット４．６について、チタン
酸カリウムウィスカーを用いた例を示したが、ジルコニ
アファイバ等のセラミックファイバを主成分に用いても
よく、チタン酸カリウムウィスカーに限定されるもので
はない。For each of the above heat insulating laminated gaskets 4.6, examples using potassium titanate whiskers have been shown, but ceramic fibers such as zirconia fibers may be used as the main component, and the invention is not limited to potassium titanate whiskers. .
この発明による断熱エンジンの構造は、以上のように構
成されているので、次のような効果を奏する。即ち、こ
の発明は、セラミック製のシリンダヘッドライナの外面
を、金属製シートとセラミックファイバを主成分とした
シートとから成る断熱積層ガスケットによって被覆した
ので、高温の燃焼ガスに晒される前記シリンダヘッドラ
イナの肉厚を可及的に薄く構成することができ、熱容量
を小さくすることができ、従ってエンジンの吸入効率を
向上させる。即ち、エンジン燃焼室の高温ガスが接触し
て高温になる前記シリンダヘッドライナの熱容量を可及
的に小さく構成することができ、エンジンの吸入効率を
向上させることができる。例えば、断熱エンジンにおい
て、高温ガスが接触する部分即ち前記シリンダヘッドラ
イナの熱容量を小さく構成することによって、前記エン
ジンの爆発工程及び排気工程において、熱エネルギ−が
前記シリンダヘッドライナに保有されることなく、言い
換えれば、燃焼室内に熱エネルギーが残存することなく
、はとんどの熱エネルギーを排気ポートを経て下流に設
けられているエネルギー回収装置に送り込むことができ
る。また、前記エンジンの吸入工程において、高温ガス
が接触する部分即ち前記シリンダヘッドライナは熱容量
が小さいので、適度の温度にまで直ちに冷却され、吸気
が燃焼室内に流入するのが阻止されるようなことがなく
、吸入効率が低下するような現象が生じることがない。Since the structure of the adiabatic engine according to the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, in this invention, the outer surface of a ceramic cylinder head liner is covered with a heat insulating laminated gasket made of a metal sheet and a sheet mainly composed of ceramic fibers, so that the cylinder head liner is exposed to high temperature combustion gas. The wall thickness can be made as thin as possible, the heat capacity can be reduced, and the intake efficiency of the engine can therefore be improved. That is, the heat capacity of the cylinder headliner, which becomes hot when the high-temperature gas in the engine combustion chamber comes into contact with it, can be made as small as possible, and the intake efficiency of the engine can be improved. For example, in an adiabatic engine, by configuring the portion that comes into contact with high-temperature gas, that is, the cylinder head liner, to have a small heat capacity, thermal energy is not retained in the cylinder head liner during the engine's explosion process and exhaust process. In other words, most of the thermal energy can be sent to the energy recovery device provided downstream through the exhaust port without any thermal energy remaining in the combustion chamber. In addition, during the intake process of the engine, the portion that comes into contact with high-temperature gas, that is, the cylinder headliner, has a small heat capacity, so it is immediately cooled to an appropriate temperature, and the intake air is prevented from flowing into the combustion chamber. There is no phenomenon that reduces the inhalation efficiency.
即ち、熱容量を小さくすることによって、吸気時に、壁
面が直ちに冷却し、吸気温度と壁面温度との温度差を小
さくし、それによって吸気が流入し易くなる。また、筒
内最高温度時に、壁面に吸収される熱量を小さくして燃
焼ガス温度と壁面温度との温度差を小さくし、シリンダ
ヘッド、シリンダブロックを通じて外部に逃げる熱エネ
ルギーを最小限に抑えることができる。このように構成
することによって、エンジンの吸入効率を向上させると
共に、燃焼室における熱エネルギーを最大限に排気ポー
トを通じて下流に設けたエネルギー回収装置に送り込み
、該熱エネルギーを最大限に回収することができる。し
かも、前記金属製シートによって断熱積層ガスケットの
剛性を高め、耐圧性を向上でき、更に前記断熱積層ガス
ケットはチタン酸カリウムウィスカー、ジルコニアファ
イバ等のセラミックファイバを主成分としているので優
れた断熱構造に構成でき、しかも前記断熱積層ガスケッ
トに形成された空気層、断熱シート自体又は前記断熱シ
ートと前記金属製シートとの接触部に形成された空気層
によって一層優れた断熱効果を得ることができ、熱エネ
ルギーを前記燃焼室に閉じ込めることができる。それ故
に、上記エネルギー回収装置によって、熱エネルギーを
有効に回収することができる。That is, by reducing the heat capacity, the wall surface is immediately cooled during intake, reducing the temperature difference between the intake air temperature and the wall surface temperature, thereby making it easier for intake air to flow in. Additionally, when the temperature inside the cylinder is at its highest, the amount of heat absorbed by the wall surface is reduced to reduce the temperature difference between the combustion gas temperature and the wall surface temperature, thereby minimizing the thermal energy escaping to the outside through the cylinder head and cylinder block. can. With this configuration, the intake efficiency of the engine is improved, and the maximum amount of thermal energy in the combustion chamber is sent through the exhaust port to the energy recovery device provided downstream, thereby making it possible to recover the thermal energy to the maximum extent possible. can. Moreover, the metal sheet increases the rigidity of the heat insulating laminated gasket and improves its pressure resistance.Furthermore, the heat insulating laminated gasket has an excellent heat insulating structure because its main components are potassium titanate whiskers and ceramic fibers such as zirconia fibers. Moreover, an even better heat insulating effect can be obtained by the air layer formed in the heat insulating laminated gasket, the air layer formed in the heat insulating sheet itself, or the contact area between the heat insulating sheet and the metal sheet, and thermal energy can be reduced. can be confined in the combustion chamber. Therefore, thermal energy can be effectively recovered by the energy recovery device.
第１図はこの発明による断熱エンジンの構造の一実施例
を示す断面図、第２図は第１図の断熱積、層ガスケット
の一例を示す断面図、第３図は第１図の断熱積層ガスケ
ットにおける断熱シートの一例を部分的に示す断面図、
第４図は第１図の断熱積層ガスケットにおける断熱シー
トの別の例を部分的に示す断面図、第５図は第１図の断
熱積層ガスケットにおける断熱シートの更に別の例を部
分的に示す断面図、及び第６図は従来の断熱エンジンの
構造を示す断面図である。
１−・−シリンダヘッドライナ、２−・−ヘッドライナ
部、３・−・−シリンダライナ部、４，６・−−−−−
一断熱積層ガスケット、５・・・・・−・燃焼室、７−
・・−ガスケット、８・−−−−−−ピストン、９・−
・−吸排気弁、１０−・−断熱エンジンの構造、１１−
−−−−−・吸排気ボート、１２−−−−−−−シリン
ダ、１５・−・−金属製シート、１６・−−−−−−チ
タン酸カリウムウィスカー、１７−−−−−−アルミナ
ファイバ、１８−−−−−一空気層、１９，２０．２１
−−−−一断熱シート、２２＝−−−−−アルミナファ
イバシート。
特許出願人 いす＼゛自動車株式会社代理人 弁理
士 尾 仲 −家
弟 １ 図
第 ２ 図
第 ３ 図
第 ６ 図FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a heat-insulating engine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the heat-insulating stack and layered gasket shown in FIG. 1, and FIG. A cross-sectional view partially showing an example of a heat insulating sheet in a gasket,
FIG. 4 is a sectional view partially showing another example of the heat insulating sheet in the heat insulating laminated gasket shown in FIG. 1, and FIG. 5 partially showing still another example of the heat insulating sheet in the heat insulating multilayer gasket shown in FIG. The cross-sectional view and FIG. 6 are cross-sectional views showing the structure of a conventional adiabatic engine. 1--Cylinder head liner, 2--Head liner section, 3--Cylinder liner section, 4, 6-----
- Insulating laminated gasket, 5...- Combustion chamber, 7-
・・・-Gasket, 8・------ Piston, 9・-
・-Intake and exhaust valves, 10-・-Structure of adiabatic engine, 11-
------・Intake/exhaust boat, 12--------Cylinder, 15--Metal sheet, 16----- Potassium titanate whisker, 17--------Alumina Fiber, 18----One layer of air, 19, 20.21
-----1 heat insulation sheet, 22 =---- alumina fiber sheet. Patent Applicant Isu Jidosha Co., Ltd. Agent Patent Attorney O Naka - Family Disciple 1 Figure 2 Figure 3 Figure 6
Claims (7)
金属製シートとセラミックファイバを主成分としたシー
トとから成る断熱積層ガスケットによって被覆したこと
を特徴とする断熱エンジンの構造。(1) The outer surface of the ceramic cylinder head liner,
A structure of an insulating engine characterized by being covered with an insulating laminated gasket consisting of a metal sheet and a sheet mainly composed of ceramic fibers.
ため肉厚を可及的に薄く構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の断熱エンジンの構造。(2) The structure of an adiabatic engine according to claim 1, wherein the cylinder headliner is made as thin as possible in order to reduce its heat capacity.
クスから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の断熱エンジンの構造。(3) The structure of the adiabatic engine according to claim 1, wherein the cylinder head liner is made of silicon nitride ceramics.
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の断
熱エンジンの構造。(4) The structure of the heat insulating engine according to claim 1, wherein an air layer is formed in the heat insulating laminated gasket.
ートとステンレススチール等の金属製シートとを積層し
て構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の断熱エンジンの構造。(5) The structure of the heat insulating engine according to claim 1, wherein the heat insulating laminated gasket is constructed by laminating a ceramic fiber sheet and a metal sheet such as stainless steel.
ーパの上下面をアルミナファイバによって補強したシー
トとステンレススチール等の金属製シートとを積層して
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の断熱エンジンの構造。(6) The heat insulating laminated gasket is constructed by laminating a sheet of ceramic fiber paper whose upper and lower surfaces are reinforced with alumina fibers and a sheet of metal such as stainless steel. The structure of an insulated engine.
アルミナファイバの混合物から成るシートとステンレス
スチール等の金属製シートとを積層して構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の断熱エンジン
の構造。(7) The heat insulating engine according to claim 1, wherein the heat insulating laminated gasket is constructed by laminating a sheet made of a mixture of ceramic fibers and alumina fibers and a sheet made of metal such as stainless steel. structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8792387A JPH0689710B2 (en) | 1987-04-11 | 1987-04-11 | Insulation engine structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8792387A JPH0689710B2 (en) | 1987-04-11 | 1987-04-11 | Insulation engine structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63255547A true JPS63255547A (en) | 1988-10-21 |
| JPH0689710B2 JPH0689710B2 (en) | 1994-11-09 |
Family
ID=13928440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8792387A Expired - Lifetime JPH0689710B2 (en) | 1987-04-11 | 1987-04-11 | Insulation engine structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689710B2 (en) |
-
1987
- 1987-04-11 JP JP8792387A patent/JPH0689710B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0689710B2 (en) | 1994-11-09 |
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