JP2785351B2 - 副燃焼室付き断熱エンジン - Google Patents
副燃焼室付き断熱エンジンInfo
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- JP2785351B2 JP2785351B2 JP18245189A JP18245189A JP2785351B2 JP 2785351 B2 JP2785351 B2 JP 2785351B2 JP 18245189 A JP18245189 A JP 18245189A JP 18245189 A JP18245189 A JP 18245189A JP 2785351 B2 JP2785351 B2 JP 2785351B2
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- cylinder
- cylinder head
- sub
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、副燃焼室付き断熱エンジンに関する。
従来、セラミック材料を断熱材又は耐熱材として利用
した断熱エンジンは、例えば、特開昭59−46317号公報
に開示されている。該公報に開示された内燃機関の燃焼
室部品については、副室構成部材、シリンダヘッド、シ
リンダライナ、ピストン、吸排気バルブ等の燃焼室壁面
を構成する燃焼室部品を、断熱性に優れたセラミックス
により構成したものである。該燃焼室部品は、窒化珪素
セラミックス、炭化珪素セラミックスのような珪素系の
非酸化物セラミックスを基材とし、該非酸化物セラミッ
クスの表面が高温加熱により酸化珪素セラミックスに変
化され、該表面に貴金属触媒の薄層を設けたものであ
り、前記貴金属触媒の触媒作用によって燃焼を改善し、
排気ガス中の未燃炭化水素両を低減し、ディーゼル機関
における白煙対策を図らんとしたものである。
した断熱エンジンは、例えば、特開昭59−46317号公報
に開示されている。該公報に開示された内燃機関の燃焼
室部品については、副室構成部材、シリンダヘッド、シ
リンダライナ、ピストン、吸排気バルブ等の燃焼室壁面
を構成する燃焼室部品を、断熱性に優れたセラミックス
により構成したものである。該燃焼室部品は、窒化珪素
セラミックス、炭化珪素セラミックスのような珪素系の
非酸化物セラミックスを基材とし、該非酸化物セラミッ
クスの表面が高温加熱により酸化珪素セラミックスに変
化され、該表面に貴金属触媒の薄層を設けたものであ
り、前記貴金属触媒の触媒作用によって燃焼を改善し、
排気ガス中の未燃炭化水素両を低減し、ディーゼル機関
における白煙対策を図らんとしたものである。
また、断熱エンジンとして、シリンダライナ部を有す
るセラミック製ライナヘッドをシリンダヘッドの内側に
嵌合したものは、例えば、特開昭59−122765号公報に開
示されている。
るセラミック製ライナヘッドをシリンダヘッドの内側に
嵌合したものは、例えば、特開昭59−122765号公報に開
示されている。
一般に、エンジンの作動原理には、４サイクルエンジ
ンと２サイクルエンジンの２種類の方式があるが、２サ
イクルエンジンは、吸入工程と排気工程が燃焼工程と圧
縮工程の一部で行われ、ピストンの２ストローク即ちク
ランクシャフトの１回転で１サイクルを完了する。この
２サイクルエンジンには、シリンダヘッドに排気バルブ
を有する頭弁型、ユニフロー型があり、４サイクル式に
比較して弁の開口期間が短いため、複数個の弁を設けた
ものがある。
ンと２サイクルエンジンの２種類の方式があるが、２サ
イクルエンジンは、吸入工程と排気工程が燃焼工程と圧
縮工程の一部で行われ、ピストンの２ストローク即ちク
ランクシャフトの１回転で１サイクルを完了する。この
２サイクルエンジンには、シリンダヘッドに排気バルブ
を有する頭弁型、ユニフロー型があり、４サイクル式に
比較して弁の開口期間が短いため、複数個の弁を設けた
ものがある。
ところで、吸気ポートの温度は吸気効率を向上させる
ため、温度が低い方が良く、また排気ポートは温度が高
くてもよい。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
断熱エンジンにおいて、副燃焼室と吸気バルブを配置す
る吸気ポートとをシリンダヘッドに形成すると、ファイ
ヤデッキ部は耐熱性を要するが、吸気ポートが存在する
ため温度を出来るだけ低く抑える必要があり、シリンダ
ヘッドのファイヤデッキについての温度分布が不均一に
なり、ファイヤデッキ部の強度が熱影響によって劣化す
るという問題があり、更に、断熱特性を十分に得ること
は極めて困難であり、十分な断熱特性を得るため壁厚が
厚くなる等の問題が発生する。即ち、エンジンの燃焼室
に面する部分即ちファイヤデッキ部は耐熱性、断熱性、
熱ショック性に優れた窒化珪素等のセラミックスにて構
成し、高温燃焼ガスに耐えることができるが、比較的に
低温に保つ必要がある吸気ポート付近の部位、及び副燃
焼室を形成した境界部位における取付性、シール性、温
度分布の不均一性から熱応力が大きくなり、亀裂等の発
生原因となる問題点を有している。
ため、温度が低い方が良く、また排気ポートは温度が高
くてもよい。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
断熱エンジンにおいて、副燃焼室と吸気バルブを配置す
る吸気ポートとをシリンダヘッドに形成すると、ファイ
ヤデッキ部は耐熱性を要するが、吸気ポートが存在する
ため温度を出来るだけ低く抑える必要があり、シリンダ
ヘッドのファイヤデッキについての温度分布が不均一に
なり、ファイヤデッキ部の強度が熱影響によって劣化す
るという問題があり、更に、断熱特性を十分に得ること
は極めて困難であり、十分な断熱特性を得るため壁厚が
厚くなる等の問題が発生する。即ち、エンジンの燃焼室
に面する部分即ちファイヤデッキ部は耐熱性、断熱性、
熱ショック性に優れた窒化珪素等のセラミックスにて構
成し、高温燃焼ガスに耐えることができるが、比較的に
低温に保つ必要がある吸気ポート付近の部位、及び副燃
焼室を形成した境界部位における取付性、シール性、温
度分布の不均一性から熱応力が大きくなり、亀裂等の発
生原因となる問題点を有している。
また、上記のような断熱エンジンについては、シリン
ダヘッド及びシリンダブロックに形成したシリンダから
成る燃焼室を断熱材、セラミック材等から断熱構造に構
成しており、シリンダ内の高熱化により溶接効率が低下
し、出力の低下をもたらす。その理由は、吸気バルブと
排気バルブとがシリンダヘッドに配置され、互いに近接
して配置され、しかも断熱エンジンではシリンダヘッド
及びシリンダ上部は断熱構造のため、燃焼室上部及び壁
面は高温になっており、排気ガス及び燃焼室上部の温度
は相当に高くなっている。それ故に、吸気ポート及び吸
入空気は、排気ポート、燃焼室上部壁及び排気ガスによ
る熱的影響を受け易く、シリンダ内に吸い込まれる新気
はシリンダ内或いは壁面から受熱して加熱膨張し、吸入
空気が熱的影響のため膨張して吸入空気量が極端に、例
えば、２割以上にも減少させられ、吸入効率を低下させ
る。
ダヘッド及びシリンダブロックに形成したシリンダから
成る燃焼室を断熱材、セラミック材等から断熱構造に構
成しており、シリンダ内の高熱化により溶接効率が低下
し、出力の低下をもたらす。その理由は、吸気バルブと
排気バルブとがシリンダヘッドに配置され、互いに近接
して配置され、しかも断熱エンジンではシリンダヘッド
及びシリンダ上部は断熱構造のため、燃焼室上部及び壁
面は高温になっており、排気ガス及び燃焼室上部の温度
は相当に高くなっている。それ故に、吸気ポート及び吸
入空気は、排気ポート、燃焼室上部壁及び排気ガスによ
る熱的影響を受け易く、シリンダ内に吸い込まれる新気
はシリンダ内或いは壁面から受熱して加熱膨張し、吸入
空気が熱的影響のため膨張して吸入空気量が極端に、例
えば、２割以上にも減少させられ、吸入効率を低下させ
る。
ところが、吸気ポートをシリンダライナ下部に設けた
エンジンでは、空気交換は排気バルブが開弁し、排気ポ
ートを通じて排気される時、シリンダ内に圧力波即ちパ
ルス波が発生し、排気ガスを押し出す現象になる。それ
によって、該排気ガスの後流に発生した負の圧力ゾーン
に新気がシリンダ下部から流入するが、シリンダ下部は
シリンダヘッドに比較してそれほど高温になっていない
ので、新気はシリンダ下部の壁面温度の影響を余り受け
ない。このことは、特に、断熱エンジンにおいて、シリ
ンダ下部より新気を吸入すれば、掃気空気量或いは吸入
空気量が減少しないというメリットがある。
エンジンでは、空気交換は排気バルブが開弁し、排気ポ
ートを通じて排気される時、シリンダ内に圧力波即ちパ
ルス波が発生し、排気ガスを押し出す現象になる。それ
によって、該排気ガスの後流に発生した負の圧力ゾーン
に新気がシリンダ下部から流入するが、シリンダ下部は
シリンダヘッドに比較してそれほど高温になっていない
ので、新気はシリンダ下部の壁面温度の影響を余り受け
ない。このことは、特に、断熱エンジンにおいて、シリ
ンダ下部より新気を吸入すれば、掃気空気量或いは吸入
空気量が減少しないというメリットがある。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであ
り、シリンダヘッド及びシリンダから成る燃焼室を断熱
構造に構成した断熱エンジンではシリンダヘッド部位は
高温になるが、シリンダヘッドより離れたシリンダ下部
は比較的に高温でないことに着眼し、シリンダヘッドか
ら吸気ポートを排除して該吸気ポートを排気ポートから
隔たったシリンダライナ下部に設けて２サイクル或いは
４サイクル作動を行って吸気効率を向上し、しかも、シ
リンダヘッドに吸気ポートを設けないことからシリンダ
ヘッドからの冷却系を無くして高温状態に維持してお
き、副燃焼室内壁、シリンダヘッドのファイヤデッキ即
ちシリンダヘッド下面部及びシリンダライナ上部をセラ
ミック材料で一体構造に構成して耐熱性を確保すると共
に、部品点数を少なくして取付性及びシール性を向上さ
せ、特に、温度分布の不均一性を無くして熱応力による
亀裂等の発生を防止できる副燃焼室付き断熱エンジンを
提供することである。
り、シリンダヘッド及びシリンダから成る燃焼室を断熱
構造に構成した断熱エンジンではシリンダヘッド部位は
高温になるが、シリンダヘッドより離れたシリンダ下部
は比較的に高温でないことに着眼し、シリンダヘッドか
ら吸気ポートを排除して該吸気ポートを排気ポートから
隔たったシリンダライナ下部に設けて２サイクル或いは
４サイクル作動を行って吸気効率を向上し、しかも、シ
リンダヘッドに吸気ポートを設けないことからシリンダ
ヘッドからの冷却系を無くして高温状態に維持してお
き、副燃焼室内壁、シリンダヘッドのファイヤデッキ即
ちシリンダヘッド下面部及びシリンダライナ上部をセラ
ミック材料で一体構造に構成して耐熱性を確保すると共
に、部品点数を少なくして取付性及びシール性を向上さ
せ、特に、温度分布の不均一性を無くして熱応力による
亀裂等の発生を防止できる副燃焼室付き断熱エンジンを
提供することである。
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構
成されている。即ち、この発明は、シリンダヘッドのフ
ァイヤデッキとなるシリンダヘッド下面部、前記シリン
ダヘッドに設けた副燃焼室の内壁及びシリンダライナ上
部をセラミック材料で一体構造体に構成し、該一体構造
体の外面を断熱ガスケットで覆って断熱構造に構成し、
前記シリンダヘッドに形成した排気ポートに排気バルブ
を配置し、且つシリンダライナ下部に吸気ポートを形成
した副燃焼室付き断熱エンジンに関する。
成されている。即ち、この発明は、シリンダヘッドのフ
ァイヤデッキとなるシリンダヘッド下面部、前記シリン
ダヘッドに設けた副燃焼室の内壁及びシリンダライナ上
部をセラミック材料で一体構造体に構成し、該一体構造
体の外面を断熱ガスケットで覆って断熱構造に構成し、
前記シリンダヘッドに形成した排気ポートに排気バルブ
を配置し、且つシリンダライナ下部に吸気ポートを形成
した副燃焼室付き断熱エンジンに関する。
この発明による副燃焼室付き断熱エンジンは、上記の
ように構成され、次のように作用する。即ち、この副燃
焼室付き断熱エンジンは、シリンダヘッド下面部、副燃
焼室の内壁及びシリンダライナ上部をセラミック材料で
一体構造体に構成し、該一体構造体の外面を断熱ガスケ
ットで覆って断熱構造に構成し、前記シリンダヘッドに
形成した排気ポートに排気バルブを配置し、且つシリン
ダライナ下部に吸気ポートを形成したので、吸気ポート
から吸入される空気は排気ポート、燃焼室壁及び排気ガ
スの高温領域の熱影響を受けることがなく、吸入空気の
熱膨張によって吸気流量が減少することを防止でき、し
かも、燃焼によって高温度となる部位、即ち、排気ポー
トが形成されたシリンダヘッド下面部、副燃焼室内壁及
びシリンダライナ上部をセラミック材料で一体構造に構
成したので、セラミック材料で耐熱性に富む構造に構成
でき、副燃焼室等の取付け境界部が無くシール上の問題
が無くなり、副燃焼室の取付性及び排気バルブシート部
のシール性を向上でき、且つ温度分布が均一になり、熱
応力を低減でき、亀裂等の発生を防止できる。
ように構成され、次のように作用する。即ち、この副燃
焼室付き断熱エンジンは、シリンダヘッド下面部、副燃
焼室の内壁及びシリンダライナ上部をセラミック材料で
一体構造体に構成し、該一体構造体の外面を断熱ガスケ
ットで覆って断熱構造に構成し、前記シリンダヘッドに
形成した排気ポートに排気バルブを配置し、且つシリン
ダライナ下部に吸気ポートを形成したので、吸気ポート
から吸入される空気は排気ポート、燃焼室壁及び排気ガ
スの高温領域の熱影響を受けることがなく、吸入空気の
熱膨張によって吸気流量が減少することを防止でき、し
かも、燃焼によって高温度となる部位、即ち、排気ポー
トが形成されたシリンダヘッド下面部、副燃焼室内壁及
びシリンダライナ上部をセラミック材料で一体構造に構
成したので、セラミック材料で耐熱性に富む構造に構成
でき、副燃焼室等の取付け境界部が無くシール上の問題
が無くなり、副燃焼室の取付性及び排気バルブシート部
のシール性を向上でき、且つ温度分布が均一になり、熱
応力を低減でき、亀裂等の発生を防止できる。
以下、図面を参照して、この発明による副燃焼室付き
断熱エンジンの実施例を説明する。
断熱エンジンの実施例を説明する。
第１図において、この発明による副燃焼室付き断熱エ
ンジンの一実施例が示されている。この副燃焼室付き断
熱エンジンは、２サイクル、場合によっては、４サイク
ルで作動できるものであり、排気バルブ１をシリンダヘ
ッド３に配置したユニフロータイプに構成したものであ
り、掃気作用或いは排気作用をシリンダ中心線に対して
一定方向の気流によって行わせ、エンジンの効率をアッ
プさせたものであり、排気ポート２の入口部にバルブシ
ート17が配置され、排気バルブ１はそのバルブフェース
がバルブシート17に離接可能に開閉作動するように配置
されている。更に、シリンダヘッド３には、燃料噴射ノ
ズル18が設けられた副燃焼室20が形成されている。ま
た、シリンダブロック４に形成されたシリンダには、シ
リンダライナ９が嵌合し、シリンダライナ９の下部に
は、周方向に多数の吸気口12が形成され、該吸気口12は
シリンダブロック４に形成された環状の吸気ポート11が
連通している。更に、この吸気ポート11は、ターボチャ
ージャ或いはコンプレッサ等が成る過給機21が連結され
ている。従って、該過給機21によってブースト圧を向上
させれば、エンジンの低速時でのトルクをアップするこ
とができる。また、４サイクル作動の場合には、過給機
21の制御によって爆発工程及び排気工程において排気ガ
スが吸気ポートに逆流するのを防止して、４サイクル作
動を成立させることができる。
ンジンの一実施例が示されている。この副燃焼室付き断
熱エンジンは、２サイクル、場合によっては、４サイク
ルで作動できるものであり、排気バルブ１をシリンダヘ
ッド３に配置したユニフロータイプに構成したものであ
り、掃気作用或いは排気作用をシリンダ中心線に対して
一定方向の気流によって行わせ、エンジンの効率をアッ
プさせたものであり、排気ポート２の入口部にバルブシ
ート17が配置され、排気バルブ１はそのバルブフェース
がバルブシート17に離接可能に開閉作動するように配置
されている。更に、シリンダヘッド３には、燃料噴射ノ
ズル18が設けられた副燃焼室20が形成されている。ま
た、シリンダブロック４に形成されたシリンダには、シ
リンダライナ９が嵌合し、シリンダライナ９の下部に
は、周方向に多数の吸気口12が形成され、該吸気口12は
シリンダブロック４に形成された環状の吸気ポート11が
連通している。更に、この吸気ポート11は、ターボチャ
ージャ或いはコンプレッサ等が成る過給機21が連結され
ている。従って、該過給機21によってブースト圧を向上
させれば、エンジンの低速時でのトルクをアップするこ
とができる。また、４サイクル作動の場合には、過給機
21の制御によって爆発工程及び排気工程において排気ガ
スが吸気ポートに逆流するのを防止して、４サイクル作
動を成立させることができる。
この副燃焼室付き断熱エンジンにおける燃焼室８の上
部の構造については、特に、シリンダヘッド３のシリン
ダヘッド下面部６、シリンダを構成するシリンダライナ
上部７及びシリンダヘッド３に設けた副燃焼室20を形成
する副燃焼室内壁部14は、窒化珪素（Si3N4）、炭化珪
素（SiC）等のセラミック材料から一体構造体５として
耐熱性に富んだ構造に構成されている。更に、シリンダ
ヘッド下面部６、シリンダライナ上部７及び副燃焼室内
壁部14から成る一体構造体５は、該一体構造体５の外面
をチタン酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の低熱伝
導材の断熱材から成る断熱ガスケット10によって被覆さ
れ、断熱構造に構成されている。また、副燃焼室20を形
成する内壁14の上部には、燃料噴射ノズル18が配設さ
れ、副燃焼室内壁部14には出入通路19が形成されてい
る。更に、該出入通路19は、流体の出入によって副燃焼
室20においてスワールが促進されるように、傾斜状態に
設定され、しかも、副燃焼室20における燃料噴霧と空気
との混合を促進するため、出入通路19の軸線と燃料噴射
ノズル18の軸線は偏倚しており、互いに対向して配置さ
れている。
部の構造については、特に、シリンダヘッド３のシリン
ダヘッド下面部６、シリンダを構成するシリンダライナ
上部７及びシリンダヘッド３に設けた副燃焼室20を形成
する副燃焼室内壁部14は、窒化珪素（Si3N4）、炭化珪
素（SiC）等のセラミック材料から一体構造体５として
耐熱性に富んだ構造に構成されている。更に、シリンダ
ヘッド下面部６、シリンダライナ上部７及び副燃焼室内
壁部14から成る一体構造体５は、該一体構造体５の外面
をチタン酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の低熱伝
導材の断熱材から成る断熱ガスケット10によって被覆さ
れ、断熱構造に構成されている。また、副燃焼室20を形
成する内壁14の上部には、燃料噴射ノズル18が配設さ
れ、副燃焼室内壁部14には出入通路19が形成されてい
る。更に、該出入通路19は、流体の出入によって副燃焼
室20においてスワールが促進されるように、傾斜状態に
設定され、しかも、副燃焼室20における燃料噴霧と空気
との混合を促進するため、出入通路19の軸線と燃料噴射
ノズル18の軸線は偏倚しており、互いに対向して配置さ
れている。
更に、ヘッドライナ５のシリンダライナ上部７の下端
面とシリンダライナ９の下部の上端面との境界部には、
ライナ上部７からライナ９の下部への熱流の発生を防止
するため、断熱材から成る断熱ガスケット15が介在して
いる。このシリンダライナ９は、金属材料或いはセラミ
ック材料で製作できるものである。シリンダライナ上部
７とシリンダライナ９の下部との境界部に、断熱ガスケ
ット15を配置することによって、燃焼室８を構成する境
界の温度分布は、第１図（Ａ）に示すようになる。例え
ば、シリンダヘッド３のファイヤデッキを構成するシリ
ンダヘッド下面部６の部位の温度が600℃とすると、断
熱ガスケット15を配置した境界部の温度が300℃、吸気
口12が形成されているシリンダライナ９下部の温度は20
0℃以下になる。従って、燃焼室上部を高温に維持して
燃焼状態を良好にし、燃焼室下部を低温に維持して吸入
効率を向上させることができる。
面とシリンダライナ９の下部の上端面との境界部には、
ライナ上部７からライナ９の下部への熱流の発生を防止
するため、断熱材から成る断熱ガスケット15が介在して
いる。このシリンダライナ９は、金属材料或いはセラミ
ック材料で製作できるものである。シリンダライナ上部
７とシリンダライナ９の下部との境界部に、断熱ガスケ
ット15を配置することによって、燃焼室８を構成する境
界の温度分布は、第１図（Ａ）に示すようになる。例え
ば、シリンダヘッド３のファイヤデッキを構成するシリ
ンダヘッド下面部６の部位の温度が600℃とすると、断
熱ガスケット15を配置した境界部の温度が300℃、吸気
口12が形成されているシリンダライナ９下部の温度は20
0℃以下になる。従って、燃焼室上部を高温に維持して
燃焼状態を良好にし、燃焼室下部を低温に維持して吸入
効率を向上させることができる。
また、シリンダ内を往復運動するピストン13について
は、図示していないが、ピストンヘッド部に配置された
断熱層及びセラミック材料等から断熱構造に構成されて
いる。なお、図中、16はピストンリングを示す。
は、図示していないが、ピストンヘッド部に配置された
断熱層及びセラミック材料等から断熱構造に構成されて
いる。なお、図中、16はピストンリングを示す。
更に、この副燃焼室付き断熱エンジンについては、排
気バルブ１を電磁力によって開閉作動するように構成で
き、排気バルブ１の開閉作動はクランクの回転とは独立
して、ピストンのストローク位置即ちクランク角を検出
する位置センサーによる検出信号に応答して排気バルブ
１の開閉タイミングを最適状態に開閉制御できるもので
ある。即ち、排気バルブ１の電磁バルブ駆動装置は、電
磁力によってバルブを開閉作動するものであり、エンジ
ンの回転数を検出する回転センサー、エンジンの負荷を
検出する負荷センサー、ピストン13のストローク位置即
ちクランク角を検出する位置センサー、及び吸入空気量
を検出する吸気流量センサーからの各検出信号を受け、
これらの各検出信号に応答して指令を発するコントロー
ラによって制御できるものである。
気バルブ１を電磁力によって開閉作動するように構成で
き、排気バルブ１の開閉作動はクランクの回転とは独立
して、ピストンのストローク位置即ちクランク角を検出
する位置センサーによる検出信号に応答して排気バルブ
１の開閉タイミングを最適状態に開閉制御できるもので
ある。即ち、排気バルブ１の電磁バルブ駆動装置は、電
磁力によってバルブを開閉作動するものであり、エンジ
ンの回転数を検出する回転センサー、エンジンの負荷を
検出する負荷センサー、ピストン13のストローク位置即
ちクランク角を検出する位置センサー、及び吸入空気量
を検出する吸気流量センサーからの各検出信号を受け、
これらの各検出信号に応答して指令を発するコントロー
ラによって制御できるものである。
この発明による副燃焼室付き断熱エンジンは、上記の
ように構成されており、次のような効果を有する。
ように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この副燃焼室付き断熱エンジンは、シリンダヘ
ッドのファイヤデッキとなるシリンダヘッド下面部、前
記シリンダヘッドに設けた副燃焼室の内壁及びシリンダ
ライナ上部をセラミック材料で一体構造体に構成し、該
一体構造体の外面を断熱ガスケットで覆って断熱構造に
構成し、前記シリンダヘッドに形成した排気ポートに排
気バルブを配置し、且つシリンダライナ下部に吸気ポー
トを形成したので、吸気ポートから吸入される空気は排
気ポート、燃焼室壁及び排気ガスの高温領域の熱影響を
受けることがなく、吸入空気の熱膨張によって吸気流量
が減少することはなく、エンジンの高出力を得ることが
できる。しかも、燃焼によって高温度となる部位、即
ち、排気ポートが形成されたシリンダヘッド下面部、副
燃焼室内壁及びシリンダライナ上部をセラミック材料で
一体構造に構成したので、セラミック材料で耐熱性に富
む構造に構成でき、副燃焼室等の取付け境界部が無くシ
ール上の問題が無くなり、副燃焼室の取付性及び排気バ
ルブシート部のシール性を向上でき、且つ温度分布が均
一になり、熱応力を低減でき、亀裂等の発生を防止でき
る。しかも、ヘッド部に吸気ポートを設けないことか
ら、ヘッド部からのれ冷却系を排除することができ、更
に、ボディからの冷却系を排除することもでき、エンジ
ンの構造をシンプルな構造にでき、製造に当たって中子
等が不要になり製造コストを低減できる。しかも、ブロ
ック化によって部品点数は少なくなり、製造コストを更
に低減できる。
ッドのファイヤデッキとなるシリンダヘッド下面部、前
記シリンダヘッドに設けた副燃焼室の内壁及びシリンダ
ライナ上部をセラミック材料で一体構造体に構成し、該
一体構造体の外面を断熱ガスケットで覆って断熱構造に
構成し、前記シリンダヘッドに形成した排気ポートに排
気バルブを配置し、且つシリンダライナ下部に吸気ポー
トを形成したので、吸気ポートから吸入される空気は排
気ポート、燃焼室壁及び排気ガスの高温領域の熱影響を
受けることがなく、吸入空気の熱膨張によって吸気流量
が減少することはなく、エンジンの高出力を得ることが
できる。しかも、燃焼によって高温度となる部位、即
ち、排気ポートが形成されたシリンダヘッド下面部、副
燃焼室内壁及びシリンダライナ上部をセラミック材料で
一体構造に構成したので、セラミック材料で耐熱性に富
む構造に構成でき、副燃焼室等の取付け境界部が無くシ
ール上の問題が無くなり、副燃焼室の取付性及び排気バ
ルブシート部のシール性を向上でき、且つ温度分布が均
一になり、熱応力を低減でき、亀裂等の発生を防止でき
る。しかも、ヘッド部に吸気ポートを設けないことか
ら、ヘッド部からのれ冷却系を排除することができ、更
に、ボディからの冷却系を排除することもでき、エンジ
ンの構造をシンプルな構造にでき、製造に当たって中子
等が不要になり製造コストを低減できる。しかも、ブロ
ック化によって部品点数は少なくなり、製造コストを更
に低減できる。
また、この場合に、シリンダヘッドに設けた排気ポー
トから排気ガスを効率良く排気し、次いで、排気ガスの
パルス波の後流に負圧の領域を埋める状態で吸入空気が
吹き込まれるので、流れは単一方向となり、従って、シ
リンダヘッド及びシリンダ上部の壁温が高温になってい
たとしても、吸入空気は熱影響を受けることなく吸入工
程における吸入効率を向上できる。
トから排気ガスを効率良く排気し、次いで、排気ガスの
パルス波の後流に負圧の領域を埋める状態で吸入空気が
吹き込まれるので、流れは単一方向となり、従って、シ
リンダヘッド及びシリンダ上部の壁温が高温になってい
たとしても、吸入空気は熱影響を受けることなく吸入工
程における吸入効率を向上できる。
更に、前記副燃焼室を設けることによって、短時間に
温度を上昇させて燃料噴霧と空気との混合を速やかに実
行させ、スモーク発生温度ゾーンでの燃焼を直ちにクリ
アし、前記副燃焼室から前記主燃焼室へスワールとして
吹き出させ、導入される空気の吸入効率を低減させない
で、NOX発生温度ゾーンでの燃焼を設けることができる
断熱エンジンを提供できる。
温度を上昇させて燃料噴霧と空気との混合を速やかに実
行させ、スモーク発生温度ゾーンでの燃焼を直ちにクリ
アし、前記副燃焼室から前記主燃焼室へスワールとして
吹き出させ、導入される空気の吸入効率を低減させない
で、NOX発生温度ゾーンでの燃焼を設けることができる
断熱エンジンを提供できる。
第１図はこの発明による副燃焼室付き断熱エンジンの一
実施例を説明するための概略図、及び第１図（Ａ）は第
１図の断熱エンジンの温度分布を示す説明図である。 １……排気バルブ、２……排気ポート、３……シリンダ
ヘッド、４……シリンダブロック、５……一体構造体、
６……シリンダヘッド下面部、７……シリンダライナ上
部、８……燃焼室、９……シリンダライナ、10,15……
断熱ガスケット、11……吸気ポート、12……吸気口、13
……ピストン、14……副燃焼室内壁部、18……燃料噴射
ノズル、20……副燃焼室、21……過給機。
実施例を説明するための概略図、及び第１図（Ａ）は第
１図の断熱エンジンの温度分布を示す説明図である。 １……排気バルブ、２……排気ポート、３……シリンダ
ヘッド、４……シリンダブロック、５……一体構造体、
６……シリンダヘッド下面部、７……シリンダライナ上
部、８……燃焼室、９……シリンダライナ、10,15……
断熱ガスケット、11……吸気ポート、12……吸気口、13
……ピストン、14……副燃焼室内壁部、18……燃料噴射
ノズル、20……副燃焼室、21……過給機。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｅ (56)参考文献 特開 平２−291421（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−286857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−122765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255547（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−501720（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−141470（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−82525（ＪＰ，Ｕ) 特許135889（ＪＰ，Ｃ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02F 1/00 F02F 1/24 F02F 1/22 F02B 19/16 F02B 31/02
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダヘッドのファイヤデッキとなるシ
リンダヘッド下面部、前記シリンダヘッドに設けた副燃
焼室の内壁及びシリンダライナ上部をセラミック材料で
一体構造体に構成し、該一体構造体の外面を断熱ガスケ
ットで覆って断熱構造に構成し、前記シリンダヘッドに
形成した排気ポートに排気バルブを配置し、且つシリン
ダライナ下部に吸気ポートを形成した副燃焼室付き断熱
エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18245189A JP2785351B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 副燃焼室付き断熱エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18245189A JP2785351B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 副燃焼室付き断熱エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350364A JPH0350364A (ja) | 1991-03-04 |
| JP2785351B2 true JP2785351B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=16118499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18245189A Expired - Lifetime JP2785351B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 副燃焼室付き断熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785351B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532725U (ja) * | 1991-10-09 | 1993-04-30 | ダイハツ工業株式会社 | ２サイクル副燃焼室付きデイーゼル機関 |
| KR20030064089A (ko) * | 2002-01-25 | 2003-07-31 | 신병철 | 플래시 유탄 장난감 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP18245189A patent/JP2785351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0350364A (ja) | 1991-03-04 |
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