JP2006177345A - Combustion chamber cooling structure of engine - Google Patents
Combustion chamber cooling structure of engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006177345A JP2006177345A JP2005337177A JP2005337177A JP2006177345A JP 2006177345 A JP2006177345 A JP 2006177345A JP 2005337177 A JP2005337177 A JP 2005337177A JP 2005337177 A JP2005337177 A JP 2005337177A JP 2006177345 A JP2006177345 A JP 2006177345A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- high heat
- cylinder head
- piston
- heat conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジンの燃焼室冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a combustion chamber cooling structure for an engine.
ピストンの上死点近傍において、燃焼室のシリンダ内壁面付近(以下「エンドガス領域」という)は点火プラグから離れているので燃焼による火炎伝播が到達しにくく未燃ガスが滞留しやすい。また、上死点近傍におけるエンドガス領域の体積の減少により温度が急激に上昇するので未燃ガスが自己着火してノッキングが発生しやすい。 In the vicinity of the top dead center of the piston, the vicinity of the inner wall surface of the cylinder of the combustion chamber (hereinafter referred to as “end gas region”) is away from the spark plug, so that flame propagation due to combustion is difficult to reach and unburned gas tends to stay. Further, since the temperature rapidly increases due to a decrease in the volume of the end gas region in the vicinity of the top dead center, the unburned gas is self-ignited and knocking is likely to occur.
そこで、エンドガス領域に面するシリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却手段を設けて未燃ガスを冷却することでノッキングの発生を抑制しようとする技術が特許文献1に記載されている。
しかし、上記従来の技術ではピストンの上死点近傍において燃焼室のエンドガス領域に面する部分の一部が熱伝導率の低いシールによって画成されているので、燃焼室温度を効率よく冷却することができない。 However, in the above prior art, a part of the portion facing the end gas region of the combustion chamber near the top dead center of the piston is defined by a seal having a low thermal conductivity, so that the combustion chamber temperature can be efficiently cooled. I can't.
また、冷却手段として冷却水通路が内設される部材を用いているので、構造が複雑になる。 Moreover, since the member in which the cooling water passage is provided is used as the cooling means, the structure becomes complicated.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、簡素な構造によりエンドガス領域の未燃ガス温度を低下させてノッキングの発生を抑制することができるエンジンの燃焼室冷却構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and it is possible to reduce the temperature of unburned gas in the end gas region by a simple structure and to suppress the occurrence of knocking in an engine combustion chamber. Its purpose is to provide a structure.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
本発明は、シリンダヘッド(2)、シリンダブロック(3)及びピストン(4)によって画成される燃焼室(1)と、シリンダヘッド(2)とシリンダブロック(3)との間に介装され、燃焼室(1)のガスの漏出を防止するシール部材(8〜10)によって上下から狭持される、シール部材(8〜10)、シリンダヘッド(2)、シリンダブロック(3)及びピストン(4)より熱伝導率が高い高熱伝導部材(11)と、シリンダヘッド(2)の下面に設けられ、高熱伝導部材(11)を狭持する上側のシール部材(8)が燃焼室(1)に露出せず、かつ高熱伝導部材(11)が燃焼室(1)の一部を画成するように上側のシール部材(8)を収容するシール部材収容部(12)とを備えることを特徴とする。 The present invention is interposed between a combustion chamber (1) defined by a cylinder head (2), a cylinder block (3) and a piston (4), and between the cylinder head (2) and the cylinder block (3). The sealing member (8-10), the cylinder head (2), the cylinder block (3), and the piston (pinch) that are sandwiched from above and below by the sealing member (8-10) that prevents gas leakage in the combustion chamber (1). 4) A high thermal conductivity member (11) having a higher thermal conductivity and an upper seal member (8) provided on the lower surface of the cylinder head (2) and sandwiching the high thermal conductivity member (11) are provided in the combustion chamber (1). And a high heat conduction member (11) including a seal member accommodating portion (12) for accommodating the upper seal member (8) so as to define a part of the combustion chamber (1). And
本発明によれば、熱伝導率の高い部材を狭持する上下のシール部材はいずれもピストンの上死点近傍において燃焼室を画成せず、熱伝導率の高い部材のみが燃焼室の外周面を画成する構造となっているので、燃焼室のシール性を保持しながら燃焼室内の未燃ガスを効率よく冷却することができる。 According to the present invention, the upper and lower sealing members sandwiching the high thermal conductivity member do not define a combustion chamber near the top dead center of the piston, and only the high thermal conductivity member is the outer peripheral surface of the combustion chamber. Therefore, the unburned gas in the combustion chamber can be efficiently cooled while maintaining the sealing performance of the combustion chamber.
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本実施形態におけるエンジンの全体構成図である。図2は図1の範囲Aの拡大図である。燃焼室1は上面をシリンダヘッド2、外周面をシリンダブロック3及び下面をピストン4によって画成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine in the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of a range A in FIG. The
シリンダヘッド2には吸気通路5と排気通路6とが内部に形成されており、さらに先端が燃焼室1内部へ臨むように点火プラグ7が設けられる。吸気通路5は燃焼室1へ燃料を含む混合気を供給し、排気通路6は燃焼後のガスを外部へ排出する。点火プラグ7はエンジンの回転と同期して所定のタイミングで燃焼室内の混合気に点火する。
An
シリンダブロック3は、その上面がシリンダヘッド2の下面と対向するように配設される。シリンダブロック3とシリンダヘッド2との間には全周にわたって燃焼室内のガスが外部へ漏出するのを防止するガスケットリング(シール部材)8、9が介装される。ガスケットリング8、9の内周部側にはさらにシール性を向上させるシール部(シール部材)10が設けられる。また、熱伝導率の高いリング状の高熱伝導部材11をガスケットリング8、9によって上下から狭持する。
The
さらに、シリンダヘッド2の下面には高熱伝導部材11を狭持する上側のガスケットリング8を収容する環状凹部(シール部材収容部)12が設けられる。この凹部12はシリンダヘッド2の下面のシリンダブロック3と対向する部分に燃焼室1を囲むように凹設されており、その深さは収容される上側ガスケットリング8の厚み以上である。すなわち、上側ガスケットリング8を凹部12に収容した状態では上側ガスケットリング8は燃焼室1を画成しない構造となっている。
Further, an annular recess (seal member accommodating portion) 12 for accommodating the
また、高熱伝導部材11を狭持する下側のガスケットリング9はピストン4の上死点近傍におけるピストン冠面13の外周端部15より下側に位置するように高熱伝導部材11の厚み及びシリンダヘッド2の凹部12の深さが設定される。すなわち、下側ガスケットリング9はピストン上死点近傍における燃焼室1を画成しない構造となっている。
Further, the thickness of the high heat
ピストン4はシリンダブロック3の内壁面3aに沿って上下に摺動しながら燃焼室1の体積を増減させ、吸気、圧縮、膨張及び排気行程を繰り返す。
The
以下、本実施形態におけるエンジンの作用について説明する。吸気通路5から流入した混合気に点火プラグ7で点火すると周囲に火炎が伝播して混合気が燃焼する。このとき、ピストン上死点における燃焼室1のシリンダ内壁面近傍であるエンドガス領域14は、点火プラグ7から離れた位置にあるので火炎の伝播が到達しにくい。これにより、エンドガス領域14には混合気中の燃料が燃え残った未燃ガスが滞留する。
Hereinafter, the operation of the engine in the present embodiment will be described. When the air-fuel mixture flowing in from the
また、エンドガス領域14はピストン上昇中の上死点近傍で体積が急激に減少するのでエンドガス領域14の雰囲気温度が上昇する。これによりエンドガス領域14に滞留している未燃ガスの温度が上昇して自己着火を生じノッキングが発生しやすくなる。
Further, since the volume of the
しかし、エンドガス領域14付近の燃焼室1は全周にわたって熱伝導率の高い高熱伝導部材11によって画成されているので、高熱伝導部材11とエンドガス領域14との間で熱交換が効率よく行われエンドガス領域14の温度は迅速に低下する。これにより未燃ガスの温度も低下して未燃ガスの自己着火によるノッキングの発生を防止できる。
However, since the
さらに、高熱伝導部材11を狭持する上側のガスケットリング8はシリンダヘッド2の凹部12に収容されて燃焼室1を画成せず、下側のガスケットリング9はピストン上死点近傍では燃焼室1を画成しないようピストン冠面13の外周端部15より下側に位置するように設定されている。これにより、ピストン4が上死点近傍でエンドガス領域14の温度が上昇しやすいときに、上下のガスケットリング8、9はいずれも燃焼室1を画成することなく高熱伝導部材11だけが燃焼室1の外周面を画成するので、燃焼室1の気密性を確保しながらエンドガス領域14の温度を効率よく冷却することができる。
Further, the
以上のように本実施形態では、ピストン4の上死点近傍において燃焼室1は全周にわたって熱伝導率の高い高熱伝導部材11によって画成される構造としたので、燃焼室1、特にエンドガス領域14の温度を効率よく低下させることができる。よって、エンドガス付近に滞留する未燃ガスの自己着火を防止してノッキングの発生を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、高熱伝導部材11は上下からガスケットリング8、9によって狭持されており、上側ガスケットリング8はシリンダヘッド2の凹部12に収容されて燃焼室1を画成せず、下側ガスケットリング9はピストン4の上死点近傍においてピストン冠面13の外周端部15より下側に位置するので燃焼室1を画成しない。これにより、ピストン4の上死点近傍においては燃焼室1の外周面は高熱伝導部材11のみによって画成されることなる。よって、上下のガスケットリング8、9によって燃焼室1の気密性を十分に確保しながらエンドガス領域14を効率よく冷却してノッキングの発生を防止することができる。
Further, the high heat
さらに、ガスケットリング8、9によって熱伝導率の高い部材を狭持してエンドガス領域14の冷却を行うので、簡素な構造でノッキングの発生を防止することができる。
Further, since the
(第2実施形態)
本実施形態ではエンジンの構造は第1実施形態と略同一であり、燃焼室冷却構造の一部について相違する。なお、第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
In this embodiment, the structure of the engine is substantially the same as that of the first embodiment, and a part of the combustion chamber cooling structure is different. In addition, about the structure same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted suitably.
図3は本実施形態におけるエンジンを示す構成図である。図4は図3の範囲Bの拡大図である。本実施形態では、高熱伝導部材11の内周側(燃焼室側)に高熱伝導部材11より熱伝導率の低い断熱膜20を形成する。断熱膜20は、上死点近傍でピストン4と干渉しない程度に例えば吹きつけなどによって薄く形成される。なお図5に示すように、断熱膜20は高熱伝導部材11の内周面のうち排気側のみに形成される。
FIG. 3 is a block diagram showing the engine in the present embodiment. FIG. 4 is an enlarged view of a range B in FIG. In the present embodiment, the
ここで、通常ノッキングはエンドガス領域14の吸気側で生じやすく、排気側では生じにくいので、ノッキング防止のために排気側の燃焼ガスの温度を低下させる必要はない。また、燃焼室1で発生した熱は燃焼室1の圧力上昇、すなわちピストン4を押し下げるために使用されるので、放熱量が多いと単位燃料流量当たりの出力トルクが低下する。以上の理由により断熱膜20を排気側のみに形成する。
Here, since normal knocking is likely to occur on the intake side of the
図6を参照しながら本実施形態のエンジンの燃焼室冷却構造の作用について説明する。図6は従来技術、第1実施形態及び本実施形態について点火時期とトルクとの関係を示した説明図である。 The operation of the engine combustion chamber cooling structure of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between ignition timing and torque for the prior art, the first embodiment, and the present embodiment.
従来技術では点火時期を進角にする場合にノッキングの発生しない限界点(以下「ノック限界点」という)は点aであるのに対し、第1実施形態では点bであり、ノッキングの発生を防止できるとともにノック限界点におけるエンジンの出力トルクが増大する。さらに、本実施形態ではノック限界点が点cであり、第1実施形態とノック限界点における点火時期は同一であるが、断熱膜20によって放熱量が抑制されるのでエンジンの出力トルクはさらに増大する。
In the prior art, when the ignition timing is advanced, the limit point where knocking does not occur (hereinafter referred to as “knock limit point”) is the point a, whereas in the first embodiment, the point b is the occurrence of knocking. This can be prevented and the engine output torque at the knock limit point increases. Further, in this embodiment, the knock limit point is point c, and the ignition timing at the knock limit point is the same as in the first embodiment, but the heat dissipation amount is suppressed by the
以上のように本実施形態では、高熱伝導部材11の内周側であって排気側に高熱伝導部材11より熱伝導率の低い断熱膜20を形成するので、排気側のエンドガス領域14の温度の低下を抑制することができる。これにより、ノッキングの生じやすい吸気側では確実にノッキングを防止しながらノッキングの生じにくい排気側では燃焼ガスの温度低下による冷却損失を抑制することができる。よって、燃焼室内で生じた熱量のうち燃焼室1の圧力上昇に利用できる割合を増加させて単位燃料流量当たりのトルクの低下を防止できる。
As described above, in the present embodiment, since the
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.
例えば、第2実施形態では断熱膜20を高熱伝導部材11の排気側に形成しているが、断熱膜20を形成する範囲は図5に示す範囲より小さくても大きくてもよい。
For example, in the second embodiment, the
1 燃焼室
2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック
3a シリンダブロックの内壁面
4 ピストン
5 吸気通路
6 排気通路
7 点火プラグ
8 上側ガスケットリング
9 下側ガスケットリング
10 シール部
11 高熱伝導部材
12 凹部
13 ピストン冠面
14 エンドガス領域
15 ピストン冠面の外周端部
20 断熱膜
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの間に介装され、前記燃焼室のガスの漏出を防止するシール部材によって上下から狭持される、前記シール部材、前記シリンダヘッド、前記シリンダブロック及び前記ピストンより熱伝導率が高い高熱伝導部材と、
前記シリンダヘッドの下面に設けられ、前記高熱伝導部材を狭持する上側の前記シール部材が前記燃焼室に露出せず、かつ前記高熱伝導部材が前記燃焼室の一部を画成するように前記上側のシール部材を収容するシール部材収容部と、
を備えることを特徴とするエンジンの燃焼室冷却構造。 A combustion chamber defined by a cylinder head, a cylinder block and a piston;
From the seal member, the cylinder head, the cylinder block, and the piston interposed between the cylinder head and the cylinder block and sandwiched from above and below by a seal member that prevents leakage of gas in the combustion chamber A high thermal conductivity member with high thermal conductivity;
The upper seal member provided on the lower surface of the cylinder head and sandwiching the high heat conductive member is not exposed to the combustion chamber, and the high heat conductive member defines a part of the combustion chamber. A seal member accommodating portion for accommodating the upper seal member;
An engine combustion chamber cooling structure comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005337177A JP2006177345A (en) | 2004-11-25 | 2005-11-22 | Combustion chamber cooling structure of engine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004340422 | 2004-11-25 | ||
JP2005337177A JP2006177345A (en) | 2004-11-25 | 2005-11-22 | Combustion chamber cooling structure of engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006177345A true JP2006177345A (en) | 2006-07-06 |
Family
ID=36731652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005337177A Pending JP2006177345A (en) | 2004-11-25 | 2005-11-22 | Combustion chamber cooling structure of engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006177345A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009209798A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Yanmar Co Ltd | Cylinder block |
WO2011067830A1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | トヨタ自動車株式会社 | Cooling device for engine |
US20130269666A1 (en) * | 2011-08-12 | 2013-10-17 | Mcalister Technologies, Llc | Combustion chamber inserts and associated methods of use and manufacture |
CN114135415A (en) * | 2021-11-30 | 2022-03-04 | 中车大连机车车辆有限公司 | Method and structure for monitoring water leakage and air leakage inside cylinder cover in real time during operation |
CN115217655A (en) * | 2022-04-18 | 2022-10-21 | 广州汽车集团股份有限公司 | Protection method for sealing performance of engine cylinder head gasket and engine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5848961U (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine cooling system |
JP2002525473A (en) * | 1998-09-11 | 2002-08-13 | エコトランス プロプライエタリー リミティッド | Engine switching |
-
2005
- 2005-11-22 JP JP2005337177A patent/JP2006177345A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5848961U (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine cooling system |
JP2002525473A (en) * | 1998-09-11 | 2002-08-13 | エコトランス プロプライエタリー リミティッド | Engine switching |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009209798A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Yanmar Co Ltd | Cylinder block |
WO2011067830A1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | トヨタ自動車株式会社 | Cooling device for engine |
CN102639835A (en) * | 2009-12-01 | 2012-08-15 | 丰田自动车株式会社 | Cooling device for engine |
JPWO2011067830A1 (en) * | 2009-12-01 | 2013-04-18 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cooling system |
JP5338916B2 (en) * | 2009-12-01 | 2013-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cooling system |
US20130269666A1 (en) * | 2011-08-12 | 2013-10-17 | Mcalister Technologies, Llc | Combustion chamber inserts and associated methods of use and manufacture |
CN114135415A (en) * | 2021-11-30 | 2022-03-04 | 中车大连机车车辆有限公司 | Method and structure for monitoring water leakage and air leakage inside cylinder cover in real time during operation |
CN114135415B (en) * | 2021-11-30 | 2023-05-09 | 中车大连机车车辆有限公司 | Method and structure for monitoring water leakage and air leakage in cylinder cover in real time during operation |
CN115217655A (en) * | 2022-04-18 | 2022-10-21 | 广州汽车集团股份有限公司 | Protection method for sealing performance of engine cylinder head gasket and engine |
CN115217655B (en) * | 2022-04-18 | 2024-01-16 | 广州汽车集团股份有限公司 | Protection method for sealing performance of engine cylinder cover gasket and engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2735717B1 (en) | Precombustion chamber structure for gas engine | |
US7441540B1 (en) | Multipoint ignition device | |
JP2006177345A (en) | Combustion chamber cooling structure of engine | |
JP2007138909A (en) | Pre-combustion chamber type internal-combustion engine | |
JP2011169232A (en) | Internal combustion engine | |
JP2007100612A (en) | Auxiliary chamber type internal combustion engine | |
JP5617785B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2010203334A (en) | Piston for internal combustion engine | |
JP2014077365A (en) | Gasket | |
JP6156767B1 (en) | Multipoint ignition device and multipoint ignition engine | |
JP5224182B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2011099379A (en) | Internal combustion engine | |
CN210264936U (en) | Cylinder cover for preventing natural gas engine from abnormal combustion | |
JP6909717B2 (en) | Ignition system for internal combustion engine | |
JPH0134663Y2 (en) | ||
JP2009144652A (en) | Cooling structure of internal combustion engine | |
JP4115300B2 (en) | Compression ignition engine | |
JP2022123179A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JP6654917B2 (en) | piston | |
JP4253560B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2023032007A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JPS6347630Y2 (en) | ||
JP2013256876A (en) | Internal combustion engine and control method for the same | |
JP2021042732A (en) | Spark ignition type internal combustion engine | |
JP2011256757A (en) | Combustion chamber structure of compression ignition internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20080926 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20100622 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20100804 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110125 |