JP2923584B2 - 遮熱エンジン - Google Patents
遮熱エンジンInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遮熱構造からなるシリン
ダヘッドを有する遮熱エンジンに関する。
ダヘッドを有する遮熱エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料の燃焼エネルギーを動力源とするエ
ンジンでは、そのエネルギーの相当量がエンジン部分に
吸収され、熱膨張による燃焼室関連部分の変形や、燃料
の異常爆発、潤滑不良などの不都合が生じるため、空気
や水などを媒体とした冷却装置が用いられており、この
冷却によりエンジンの熱効率が損なわれている。
ンジンでは、そのエネルギーの相当量がエンジン部分に
吸収され、熱膨張による燃焼室関連部分の変形や、燃料
の異常爆発、潤滑不良などの不都合が生じるため、空気
や水などを媒体とした冷却装置が用いられており、この
冷却によりエンジンの熱効率が損なわれている。
【０００３】近年、エンジンの燃焼室の関連部分に例え
ばセラミックスを用いて高温度に耐えるとともに断熱性
を保たせた断熱エンジンが開発され、従来は不可欠であ
った冷却装置を用いることなく熱効率の向上や重量の軽
減が図られている。
ばセラミックスを用いて高温度に耐えるとともに断熱性
を保たせた断熱エンジンが開発され、従来は不可欠であ
った冷却装置を用いることなく熱効率の向上や重量の軽
減が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この種のエンジンでは
その断熱化が進むと、燃焼室などは遮熱構造を要すると
ともに、副燃焼式のエンジンでは燃焼効率の向上を図る
ため、副燃焼室の位置を主燃焼室の中央上部に配置する
必要があり、このため、副燃焼室自身や吸、排気通路な
どのスペースが小さくなり、またその構造が複雑になる
という問題がある。
その断熱化が進むと、燃焼室などは遮熱構造を要すると
ともに、副燃焼式のエンジンでは燃焼効率の向上を図る
ため、副燃焼室の位置を主燃焼室の中央上部に配置する
必要があり、このため、副燃焼室自身や吸、排気通路な
どのスペースが小さくなり、またその構造が複雑になる
という問題がある。
【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は遮熱エンジンにおける高温ガス
に触れる部分を一構造として上述の点を改善しようとす
る遮熱エンジンを提供することにある。
ものであり、その目的は遮熱エンジンにおける高温ガス
に触れる部分を一構造として上述の点を改善しようとす
る遮熱エンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本願の請求項１に係る発明では、内周面をピスト
ンが摺動するシリンダの上部に断熱材により形成された
シリンダヘッドを備えた遮熱エンジンにおいて、上記シ
リンダの上端と接する外周壁の内周に設けられ、少なく
とも上昇したピストンの上面とで形成する主燃焼室と、
該主燃焼室の壁部を形成する下壁の中央上部に配置さ
れ、該主燃焼室と連通する気孔を有する副燃焼室と、該
副燃焼室の周囲に配置され、副燃焼室とは側壁を隔てて
隣接するとともに、吸気弁により開閉され主燃焼室に連
通する吸気口を備えた吸気通路と、該副燃焼室の周囲に
配置され、副燃焼室とは側壁を隔てて隣接するととも
に、排気弁により開閉され主燃焼室に連通する排気口を
備えた排気通路と、からなり、各部がほぼ均一の肉厚を
有するシリンダヘッドを有し、これらが断熱素材により
一体に形成されていることを特徴とする遮熱エンジンを
提供する。本願の請求項２に係る発明では、請求項１に
係る発明に加えて、前記のシリンダヘッドは窒化珪素と
酸化チタン又はチタン酸アルミニウムからなる複合セラ
ミックスからなる断熱素材により形成されていることを
特徴とする遮熱エンジンを提供する。本願の請求項３に
係る発明では、請求項１又は２に係る発明に加えて、前
記のシリンダヘッドは窒化珪素からなる外壁により覆わ
れていることを特徴とする遮熱エンジンを提供する。
めに、本願の請求項１に係る発明では、内周面をピスト
ンが摺動するシリンダの上部に断熱材により形成された
シリンダヘッドを備えた遮熱エンジンにおいて、上記シ
リンダの上端と接する外周壁の内周に設けられ、少なく
とも上昇したピストンの上面とで形成する主燃焼室と、
該主燃焼室の壁部を形成する下壁の中央上部に配置さ
れ、該主燃焼室と連通する気孔を有する副燃焼室と、該
副燃焼室の周囲に配置され、副燃焼室とは側壁を隔てて
隣接するとともに、吸気弁により開閉され主燃焼室に連
通する吸気口を備えた吸気通路と、該副燃焼室の周囲に
配置され、副燃焼室とは側壁を隔てて隣接するととも
に、排気弁により開閉され主燃焼室に連通する排気口を
備えた排気通路と、からなり、各部がほぼ均一の肉厚を
有するシリンダヘッドを有し、これらが断熱素材により
一体に形成されていることを特徴とする遮熱エンジンを
提供する。本願の請求項２に係る発明では、請求項１に
係る発明に加えて、前記のシリンダヘッドは窒化珪素と
酸化チタン又はチタン酸アルミニウムからなる複合セラ
ミックスからなる断熱素材により形成されていることを
特徴とする遮熱エンジンを提供する。本願の請求項３に
係る発明では、請求項１又は２に係る発明に加えて、前
記のシリンダヘッドは窒化珪素からなる外壁により覆わ
れていることを特徴とする遮熱エンジンを提供する。
【０００７】
【作用】副燃焼室を中央部分に配置し、低熱伝導材のセ
ラミックスからなる側壁を隔てて吸気通路および排気通
路にて囲み、これら通路の外周壁により一体構造に構成
したので、該副燃焼室を中央に配設出来ると共に燃焼に
よる高熱ガスに接触する部分が遮熱化されるので一体成
型されたシリンダヘッド内で燃焼系、吸気系、排気系が
共存出来、それぞれに広いスペースが得られるととも
に、構造の複雑さが避けられる。
ラミックスからなる側壁を隔てて吸気通路および排気通
路にて囲み、これら通路の外周壁により一体構造に構成
したので、該副燃焼室を中央に配設出来ると共に燃焼に
よる高熱ガスに接触する部分が遮熱化されるので一体成
型されたシリンダヘッド内で燃焼系、吸気系、排気系が
共存出来、それぞれに広いスペースが得られるととも
に、構造の複雑さが避けられる。
【０００８】
【実施例】つぎに本発明の一実施例について図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【０００９】図１の（Ａ）は本発明にかかる遮熱エンジ
ンのシリンダヘッドの一実施例を示す横断面図、図１の
（Ｂ）はその縦断面図である。
ンのシリンダヘッドの一実施例を示す横断面図、図１の
（Ｂ）はその縦断面図である。
【００１０】これらの図面において、２はシリンダ、３
はピストンで、本発明の実施例におけるシリンダヘッド
１は吸気通路１２、排気通路１３が一体に形成されてシ
リンダ２の上部に装着されており、吸気弁４および排気
弁５が配置される。
はピストンで、本発明の実施例におけるシリンダヘッド
１は吸気通路１２、排気通路１３が一体に形成されてシ
リンダ２の上部に装着されており、吸気弁４および排気
弁５が配置される。
【００１１】そして、シリンダヘッド１の中央部分には
副燃焼室１１が配置され、外周壁１５に近い部分には弧
状の吸気通路１２および排気通路１３が設けられ、これ
らの吸気通路１２、排気通路１３や、副燃焼室１１の側
壁１４、外周壁１５などは断熱性が良好で低熱伝導性を
有する窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化チタン（ＴｉＯ）
又はチタン酸アルミニウム（Ａｌ２ＴｉＯ５）からなる
複合セラミックスが使用されて、成型性や鋳造性をよく
するために均一の肉厚となるように形成されている。
副燃焼室１１が配置され、外周壁１５に近い部分には弧
状の吸気通路１２および排気通路１３が設けられ、これ
らの吸気通路１２、排気通路１３や、副燃焼室１１の側
壁１４、外周壁１５などは断熱性が良好で低熱伝導性を
有する窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化チタン（ＴｉＯ）
又はチタン酸アルミニウム（Ａｌ２ＴｉＯ５）からなる
複合セラミックスが使用されて、成型性や鋳造性をよく
するために均一の肉厚となるように形成されている。
【００１２】また、副燃焼室１１の上壁には燃料噴射ノ
ズルＮが装着される噴射ノズル孔１１１、下壁にはピス
トン３の上方に形成される主燃焼室３１に連通する気孔
１１２が貫設されており、シリンダヘッド１の外周部に
嵌合される外壁１６には高強度を有する窒化珪素（Ｓｉ
３Ｎ４）からなるセラミックスが用いられている。
ズルＮが装着される噴射ノズル孔１１１、下壁にはピス
トン３の上方に形成される主燃焼室３１に連通する気孔
１１２が貫設されており、シリンダヘッド１の外周部に
嵌合される外壁１６には高強度を有する窒化珪素（Ｓｉ
３Ｎ４）からなるセラミックスが用いられている。
【００１３】４１は吸気口で、吸気弁４が取付けられて
その開弁時には吸気通路１２とシリンダ内部とを連通し
て新気を導くもので、開口面積を大にするため例えば２
個の吸気口４１，４１が貫設されている。
その開弁時には吸気通路１２とシリンダ内部とを連通し
て新気を導くもので、開口面積を大にするため例えば２
個の吸気口４１，４１が貫設されている。
【００１４】５１は排気口であり、排気弁５が取付けら
れその開弁時には燃焼後の排気ガスを排気通路１３を介
して外部に排出するもので、吸気口４１と同様に２個設
けられている。
れその開弁時には燃焼後の排気ガスを排気通路１３を介
して外部に排出するもので、吸気口４１と同様に２個設
けられている。
【００１５】なお、上述のような吸気通路１２、排気通
路１３と主燃焼室３１、副燃焼室１１とを備えたシリン
ダヘッド１はセラミックスのみにて一体に形成され、金
属を用いずに構成されている。
路１３と主燃焼室３１、副燃焼室１１とを備えたシリン
ダヘッド１はセラミックスのみにて一体に形成され、金
属を用いずに構成されている。
【００１６】つぎに、このように構成された本発明に係
る実施例の作動を説明すると、上述のように燃料の燃焼
が行われる副燃焼室１１や高温度の排気通路１３と吸気
通路１２とは低熱伝導材のセラミックの側壁１４などで
隔てられているため、一体構造によって近接していても
燃焼熱による高温は遮られ、悪影響を受けることなく通
常の吸気、爆発、排気などのエンジンの作動過程が行わ
れることになり、また、吸気通路１２や排気通路１３が
コンパクト化されるとともに、吸気口４１、排気口５１
をそれぞれ複数個設けたことにより効率よく吸排気が行
われ、力強くピストン３が駆動されてエンジントルクが
発生することになる。
る実施例の作動を説明すると、上述のように燃料の燃焼
が行われる副燃焼室１１や高温度の排気通路１３と吸気
通路１２とは低熱伝導材のセラミックの側壁１４などで
隔てられているため、一体構造によって近接していても
燃焼熱による高温は遮られ、悪影響を受けることなく通
常の吸気、爆発、排気などのエンジンの作動過程が行わ
れることになり、また、吸気通路１２や排気通路１３が
コンパクト化されるとともに、吸気口４１、排気口５１
をそれぞれ複数個設けたことにより効率よく吸排気が行
われ、力強くピストン３が駆動されてエンジントルクが
発生することになる。
【００１７】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で例えば吸気口や排気口
をそれぞれ２個以上設けるように、種々の変形が可能で
あり、これらの変形を本発明の範囲から排除するもので
はない。
したが、本発明の主旨の範囲内で例えば吸気口や排気口
をそれぞれ２個以上設けるように、種々の変形が可能で
あり、これらの変形を本発明の範囲から排除するもので
はない。
【００１８】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
中心部分に副燃焼室を配置して吸、排気通路を近接さ
せ、耐熱性のある低熱伝導素材のセラミックスを側壁と
して一体化して形成し、シリンダの頂部に装着させて遮
熱エンジンとしたので、副燃焼室や吸、排気通路として
広いスペースが得られるとともに、副燃焼室などの構造
の複雑化が避けられるという効果が得られる。
中心部分に副燃焼室を配置して吸、排気通路を近接さ
せ、耐熱性のある低熱伝導素材のセラミックスを側壁と
して一体化して形成し、シリンダの頂部に装着させて遮
熱エンジンとしたので、副燃焼室や吸、排気通路として
広いスペースが得られるとともに、副燃焼室などの構造
の複雑化が避けられるという効果が得られる。
【００１９】また本発明では、シリンダヘッドの中央に
副燃焼室を配置し、その周囲に吸気通路と排気通路とを
配置したので、上記のごとく吸気口および排気口の形成
領域を広く形成することが出来、そのため吸気や排気流
路の抵抗が減じ、効率のよいエンジンとなる利点が生ず
る。
副燃焼室を配置し、その周囲に吸気通路と排気通路とを
配置したので、上記のごとく吸気口および排気口の形成
領域を広く形成することが出来、そのため吸気や排気流
路の抵抗が減じ、効率のよいエンジンとなる利点が生ず
る。
【００２０】なお、シリンダヘッドの各部はほぼ均一な
厚みを有しているため、成型性や鋳込み性が良く、この
ため、生産コストの低減が図れる効果がある。
厚みを有しているため、成型性や鋳込み性が良く、この
ため、生産コストの低減が図れる効果がある。
【図１】本発明にかかる遮熱エンジンの燃焼室の一実施
例を示す横断面図と縦断面図である。
例を示す横断面図と縦断面図である。
１…シリンダヘッド ２…シリンダ ３…ピストン ４…吸気弁 ５…排気弁 １１…副燃焼室 １２…吸気通路 １３…排気通路 １４…側壁 １５…外周壁 １６…外壁 ３１…主燃焼室 ４１…吸気口 ５１…排気口 １１２…気孔
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｎ
Claims (3)
- 【請求項１】内周面をピストンが摺動するシリンダの上
部に断熱材により形成されたシリンダヘッドを備えた遮
熱エンジンにおいて、 上記シリンダの上端と接する外周壁の内周に設けられ、
少なくとも上昇したピストンの上面とで形成する主燃焼
室と、 該主燃焼室の壁部を形成する下壁の中央上部に配置さ
れ、該主燃焼室と連通する気孔を有する副燃焼室と、 該副燃焼室の周囲に配置され、副燃焼室とは側壁を隔て
て隣接するとともに、吸気弁により開閉され主燃焼室に
連通する吸気口を備えた吸気通路と、 該副燃焼室の周囲に配置され、副燃焼室とは側壁を隔て
て隣接するとともに、排気弁により開閉され主燃焼室に
連通する排気口を備えた排気通路と、 からなり、各部がほぼ均一の肉厚を有するシリンダヘッ
ドを有し、これらが断熱素材により一体に形成されてい
ることを特徴とする遮熱エンジン。 - 【請求項２】前記のシリンダヘッドは窒化珪素と酸化チ
タン又はチタン酸アルミニウムからなる複合セラミック
スからなる断熱素材により形成されていることを特徴と
する請求項１記載の遮熱エンジン。 - 【請求項３】前記のシリンダヘッドは窒化珪素からなる
外壁により覆われていることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の遮熱エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347962A JP2923584B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 遮熱エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347962A JP2923584B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 遮熱エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157002A JPH05157002A (ja) | 1993-06-22 |
| JP2923584B2 true JP2923584B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=18393796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3347962A Expired - Lifetime JP2923584B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 遮熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923584B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPP558398A0 (en) * | 1998-09-01 | 1998-09-24 | Galbraith Engineering Pty Ltd | Improved reciprocatory machine |
| JP2015117581A (ja) * | 2013-12-16 | 2015-06-25 | 三菱重工業株式会社 | ガスエンジン |
| AT523918B1 (de) * | 2020-08-10 | 2022-01-15 | Avl List Gmbh | Zylinderkopf |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3347962A patent/JP2923584B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05157002A (ja) | 1993-06-22 |
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