JPH0689710B2 - Insulation engine structure - Google Patents
Insulation engine structureInfo
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- JPH0689710B2 JPH0689710B2 JP8792387A JP8792387A JPH0689710B2 JP H0689710 B2 JPH0689710 B2 JP H0689710B2 JP 8792387 A JP8792387 A JP 8792387A JP 8792387 A JP8792387 A JP 8792387A JP H0689710 B2 JPH0689710 B2 JP H0689710B2
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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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to the structure of a heat insulating engine in a ceramic engine or the like.
従来、セラミック材を断熱材又は耐熱材として利用した
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60−90955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の円周壁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, an engine member such as a heat insulating engine using a ceramic material as a heat insulating material or a heat resistant material is disclosed in, for example, JP-A-60-
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 90955. The structure of the heat insulation engine disclosed in JP-A-60-90955 will be outlined with reference to FIG. In FIG. 6, the structure of the adiabatic engine is indicated generally by the numeral 30. In this heat insulating engine structure 30, a heat reflecting surface is formed on a circumferential wall 33 of a cylindrical portion 32 provided in the lower half of the cylinder head 31, and a reverse cup-shaped headliner made of ceramics is formed on the cylindrical portion 32 of the cylinder head 31. 34 is fitted with an empty portion 35 provided around this. A heat insulating material 36 such as a ceramic fiber or a glass fiber is housed in a space 35 between the cylinder portion of the cylinder head 31 and the head liner 34. Further, the upper end wall 41 of the headliner 34 is attached to the inner end wall 33 of the cylindrical portion 32 of the cylinder head 31 through the gasket 43, and the headliner
The lower end wall of 34 is pressed against the upper ends of the cylinder block 37 and the cylinder liner 39 via the elastic gasket 44, respectively, to alleviate stress concentration in the headliner 34 due to imbalance of tightening force and thermal deformation. Since the void portion 35 is formed, the headliner 34 that surrounds the combustion chamber 40 to the cylinder 31
The heat conduction to is blocked, and the heat dissipation can be suppressed. Further, heat radiation is reflected by the heat reflecting surface of the inner end wall 33, and heat transfer to the cylinder head 31 can be suppressed. Further, a heat insulating material 36 such as ceramics fiber is provided in the empty space 35.
By containing the above, it is possible to prevent convection of air in the vacant portion 35 and suppress heat transfer from the wall portion of the headliner 34 to the cylinder head 31. Therefore, it is possible to suppress the heat of the combustion chamber 40 from being dissipated from the headliner 34 to the outside, so that the exhaust gas can be sent to the exhaust turbocharger or the like through the exhaust passage in a high temperature state. It is possible to make maximum use of the heat energy of the. In the figure, reference 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、熱ショッ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 insulating properties in a heat insulating engine member such as a cylinder head that uses the above ceramics as a heat insulating material or a heat resistant material, and the wall thickness increases in order to obtain sufficient heat insulating characteristics. There is a problem. That is, the part of the engine facing the combustion chamber is made of silicon nitride, which has excellent heat resistance, heat insulation, and heat shock resistance, and can withstand high-temperature combustion gas, but if the wall thickness is too large, the heat capacity becomes large. However, there is a problem that the inhalation efficiency is lowered.
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て設置されており、
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 heat insulation engine disclosed in the above-mentioned JP-A-60-90955, the upper end wall of the headliner 34 is
41 is the cylindrical portion 32 of the cylinder head 31 through the gasket 43.
The inner end wall 33, and the lower end wall of the head liner 34 is pressed against the upper ends of the cylinder block 37 and the cylinder liner 39 via an elastic gasket 44, respectively.
Since the vacant portion 35 is formed between the headliner 34 and the cylinder head 31, it is not always possible to obtain a heat insulating structure with excellent pressure resistance, and there are problems, and It has similar problems.
この発明の目的は、上記の問題点を解消することであ
り、シリンダヘッ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ヘッドラ
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。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems, to reduce the heat capacity of the cylinder head liner that faces the combustion chamber and has a high temperature by configuring the wall thickness of the cylinder head liner as thin as possible. It is to provide a structure of an adiabatic engine that can be constructed and thereby improve the intake efficiency of the engine.
ここでいうシリンダヘッドライナとは、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 head liner here is a structure for cutting off heat only during a heat generation period during which combustion is active, and refers to a combination of 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。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ペーパ
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。The present invention is configured as follows in order to solve the above problems and achieve the above objects. That is, the present invention, the outer surface of the ceramic cylinder head liner,
Regarding the structure of a heat insulating engine covered with a heat insulating laminated gasket composed of a metal sheet and a sheet containing ceramic fiber as a main component, more specifically, in detail, the heat capacity of the cylinder head liner and the cylinder liner The cylinder head liner and the cylinder liner are made of silicon nitride ceramics, and an air layer is formed in the heat insulating laminated gasket. Is formed by laminating a ceramic fiber sheet such as potassium titanate whiskers and zirconia fibers and a metal sheet such as stainless steel, or the heat insulating laminated gasket is formed on top and bottom surfaces of ceramic fiber paper such as potassium titanate whiskers and zirconia fibers. The alumina A sheet reinforced by a fiber and a metal sheet such as stainless steel are laminated, or the heat insulating laminated gasket is a sheet obtained by mixing ceramic fibers such as potassium titanate whiskers or zirconia fibers with alumina fibers and stainless steel. The present invention relates to a structure of an adiabatic engine, which is configured by laminating the above-mentioned metal sheet.
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 heat insulation engine according to the present invention is configured as described above, and operates as follows. That is, according to the present invention, since the outer surface of the cylinder head liner made of ceramic is covered with the heat insulating laminated gasket composed of the metal sheet and the sheet containing the ceramic fiber as a main component,
The wall thickness of the cylinder head liner exposed to the high temperature combustion gas can be formed as thin as possible, and the heat capacity can be reduced, thus improving the intake efficiency of the engine. That is, in order to minimize the heat received from the inner wall of the cylinder of the adiabatic engine, it is important to minimize the heat capacity of the inner wall of the ceramics that becomes high temperature. The wall surface cools immediately, reducing the temperature difference between the intake air temperature and the wall surface temperature, thereby facilitating the inflow of intake air. Further, when the maximum temperature in the combustion chamber is reached, 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.
Minimize the thermal energy that escapes to the outside through the cylinder block, etc. By configuring in this way,
While improving the intake efficiency of the engine, the thermal energy in the combustion chamber is sent to the energy recovery device installed downstream through the exhaust port to the maximum extent. Moreover, as the organic binder is mixed into the ceramic fiber such as potassium titanate sheet or zirconia fiber to prevent the falling property, the thermal conductivity deteriorates, so that the compounding with the metal sheet prevents the falling property and the rigidity from decreasing. To do. That is, the rigidity is increased by the metal sheet, and the structure is made to have excellent pressure resistance. Further, since the heat insulating laminated gasket mainly composed of ceramic fibers such as potassium titanate and zirconia fiber is used, an excellent heat insulating structure is obtained. In addition, the air layer formed on the heat-insulating laminated gasket can provide a further excellent heat-insulating effect.
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 the heat insulation 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10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。シリンダヘッドライナ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
ポート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1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、またシリンダライナ部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 generally indicated by reference numeral 10. Regarding the structure 10 of this heat insulating engine, only the technical idea of the heat insulating structure of the cylinder head in the heat insulating engine is disclosed, and the cylinder 12 other than the above,
Although the heat insulating structure for the piston 8 and the intake / exhaust valve 9 is not disclosed, that is, not shown, for the heat insulating engine, the cylinder liner, the piston, and the intake / exhaust valve also have silicon nitride ceramics, a heat insulating sealing material, or the like. Needless to say, this can be achieved more reliably by using a heat insulating structure. In this heat insulating engine structure 10, a cylinder head liner 1 facing a combustion chamber 5 of the engine includes a head liner portion 2 and a cylinder liner portion 3. The cylinder head liner 1 is made of silicon nitride ceramics. The cylinder head liner 1 is connected to a cylinder 12 via a gasket 7. Inside the cylinder 12, a piston 8 including a piston head 13 and a piston skirt 14 is configured to reciprocate. An intake / exhaust port 11 is formed in the cylinder head liner 1, and this intake / exhaust port 11 is connected to the intake / exhaust valve 9
It is configured to be opened and closed by. The cylinder head liner 1 is formed so that the wall thickness of the cylinder head liner 1 is as thin as possible, and the outer surface of the cylinder head liner 1 is made of a laminated gasket having excellent heat insulation and pressure resistance, that is, heat insulation laminated gaskets 4 and 6. To cover. Specifically, the headliner portion 2 of the cylinder headliner 1 is covered with a heat insulating laminated gasket 6, and the cylinder liner 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。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。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
(K2Ti6O13、融点1370℃、比重3.2、熱伝導率0.00012ca
l/cm sec℃)である。Next, referring to FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 and FIG.
An example of the heat insulating laminated gasket will be described in detail. FIG. 2 shows an example of the heat insulating laminated gaskets 4 and 6 applied to the structure 10 of the heat insulating engine according to the present invention. The heat-insulating laminated gaskets 4 and 6 are configured by alternately laminating or stacking heat-insulating sheets 19 and metal sheets 15 such as stainless steel, and an air layer 18 is provided at a contact portion between the heat-insulating sheets 19 and the metal sheet 15. Has been formed. It is preferable that the metal of the metal sheet 15 has a coefficient of thermal expansion substantially the same as that of silicon nitride, which is a material of the cylinder head liner 1. The heat insulating sheet 19 is composed of, for example, a mixture of about 80% potassium titanate whiskers 16 as a main component and about 20% alumina fibers 17 as a subcomponent, and the fibers of these whiskers and fibers. Are not consecutive,
An air layer 18 is formed inside so that a further excellent heat insulating effect can be obtained. Regarding potassium titanate, for example, whisker-like potassium titanate (K 2 Ti 6 O 13 , melting point 1370 ° C., specific gravity 3.2, thermal conductivity 0.00012ca
l / cm sec ℃).
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 the heat insulating laminated gaskets 4 and 6 is partially shown. The heat insulating laminated gaskets 4 and 6 are obtained by laminating a metal sheet 15 on a heat insulating sheet 20 which is composed of potassium titanate whiskers 16 as a main component and mixed with an organic binder to have a paper shape.
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
ンダー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 the heat insulating laminated gaskets 4 and 6 is partially shown. This heat insulation laminated gasket 4,6
A sheet formed by mixing an organic binder containing potassium titanate whiskers 16 as a main component to form a paper is reinforced by sandwiching the upper and lower surfaces with an alumina fiber sheet 22 to form a heat insulating sheet 21, and the heat insulating sheet 21 and a metal sheet 15 And 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 the heat insulating laminated gaskets 4 and 6 is partially shown. This insulation laminated gasket 4,6
Has a structure similar to that of the heat insulating sheet 19 shown in FIG. 2, in which the alumina fiber 17 which is an alumina short fiber is mixed with the potassium titanate whiskers 16 as a main component,
It is composed of a heat insulating sheet 19 configured in a paper shape, and the heat insulating sheet 19 and the metal sheet 15 are laminated to improve the 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。Although an example using potassium titanate whiskers is shown for each of the above heat insulating laminated gaskets 4 and 6, ceramic fibers such as zirconia fibers may be used as a 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、熱エネルギーが
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、ほ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。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吸
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。Since the structure of the heat insulation engine according to the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, according to the present invention, since the outer surface of the ceramic cylinder head liner is covered with the heat insulating laminated gasket including the metal sheet and the sheet containing ceramic fiber as a main component, the cylinder head liner exposed to high temperature combustion gas is used. Can be made as thin as possible and the heat capacity can be reduced, thus improving the intake efficiency of the engine. That is, the heat capacity of the cylinder head liner, which is brought into contact with the high temperature gas in the engine combustion chamber and becomes high in temperature, can be configured to be as small as possible, and the intake efficiency of the engine can be improved. For example, in an adiabatic engine, by configuring the heat capacity of the portion in contact with high-temperature gas, that is, the cylinder headliner to be small, thermal energy is not retained in the cylinder headliner during the explosion process and exhaust process of the engine, In other words, most of the thermal energy can be sent to the energy recovery device provided downstream through the exhaust port without the thermal energy remaining in the combustion chamber. Further, in the intake process of the engine, since the portion contacting the high temperature gas, that is, the cylinder head liner has a small heat capacity, it is immediately cooled to an appropriate temperature, and intake air is prevented from flowing into the combustion chamber. And there is no phenomenon that the inhalation efficiency is lowered. That is, by reducing the heat capacity, the wall surface immediately cools during intake air, and the temperature difference between the intake air temperature and the wall surface temperature is reduced, which facilitates the inflow of intake air. Also, at the time of the maximum temperature in the cylinder, the amount of heat absorbed by the wall surface can be reduced to reduce the temperature difference between the combustion gas temperature and the wall surface temperature, and the thermal energy that escapes to the outside through the cylinder head and cylinder block can be minimized. it can. With this configuration, it is possible to improve the intake efficiency of the engine and to maximize the thermal energy in the combustion chamber through the intake port to the energy recovery device provided downstream to maximize the thermal energy recovery. it can. Moreover, the metal sheet can increase the rigidity of the heat insulating laminated gasket and improve the pressure resistance, and further, the heat insulating laminated gasket mainly comprises ceramic fibers such as potassium titanate whiskers and zirconia fibers, so that it has an excellent heat insulating structure. The air layer formed on the heat insulating laminated gasket, the heat insulating sheet itself or the air layer formed on the contact portion between the heat insulating sheet and the metal sheet can achieve a further excellent heat insulating effect,
Thermal energy can be trapped in the combustion chamber.
Therefore, the energy recovery device can effectively recover the thermal energy.
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……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…
…吸排気ポート、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……空気層、19,20,21……断熱シート、
22……アルミナファイバシート。1 is a sectional view showing an embodiment of the structure of the heat insulating engine according to the present invention, FIG. 2 is a cross sectional view showing an example of the heat insulating laminated gasket of FIG. 1, and FIG. 3 is a heat insulating laminated gasket of FIG. FIG. 4 is a sectional view partially showing an example of the heat insulating sheet, FIG. 4 is a sectional view partially showing another example of the heat insulating sheet in the heat insulating laminated gasket in FIG. 1, and FIG. 5 is in the heat insulating laminated gasket in FIG. Sectional drawing which partially shows another example of a heat insulation sheet, and FIG. 6 is sectional drawing which shows the structure of the conventional heat insulation engine. 1 ... Cylinder headliner, 2 ... Headliner part,
3 ... Cylinder liner part, 4, 6 ... Insulating laminated gasket, 5 ... Combustion chamber, 7 ... Gasket, 8 ... Piston, 9 ... Intake / exhaust valve, 10 ... Insulation engine structure, 11 ...
… Intake and exhaust ports, 12 …… Cylinder, 15 …… Metal sheet, 16 …… Potassium titanate whiskers, 17 …… Alumina fiber, 18 …… Air layer, 19,20,21 …… Insulation sheet,
22 …… Alumina fiber sheet.
Claims (7)
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。1. A structure of an adiabatic engine characterized in that an outer surface of a ceramic cylinder head liner is covered with an adiabatic laminated gasket composed of a metal sheet and a sheet containing ceramic fibers as a main component.
くする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 head liner is configured to be as thin as possible in order to reduce the heat capacity.
ラミッ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 an adiabatic engine according to claim 1, wherein the cylinder head liner is made of silicon nitride ceramics.
されて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 insulation engine according to claim 1, wherein an air layer is formed on the heat insulation laminated gasket.
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 heat insulating laminated gasket is formed by laminating a ceramic fiber sheet and a metal sheet such as stainless steel.
The structure of the heat insulation engine according to the item.
イバペ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 formed by laminating a sheet in which upper and lower surfaces of ceramic fiber paper are reinforced by alumina fibers and a sheet made of metal such as stainless steel are laminated. Structure of the heat insulation engine described in.
イバと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 laminated gasket is formed by laminating a sheet made of a mixture of ceramic fibers and alumina fibers and a metal sheet made of stainless steel or the like. Structure of adiabatic engine.
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 JPS63255547A (en) | 1988-10-21 |
| JPH0689710B2 true 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 |
|---|---|
| JPS63255547A (en) | 1988-10-21 |
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