JP2000328941A - 水冷エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来から渦流室式ディ−ゼル機関のシリンダ
ヘッドは、渦流室と排気ポ−トとが接近し、その間に絞
られた水路のヘッドジャケットを形成した構成であっ
た。そのため、冷却作用が不充分で、高温となり、熱疲
労に基づく亀裂が発生する課題があった。 【解決手段】 本発明は、上記課題の解決手段としてつ
ぎの構成とした。水冷エンジン１は、シリンダジャケッ
ト２やヘッドジャケット３からなる一連のウオ−タジャ
ケット４を構成した。該ウオ−タジャケット４は、循環
水路５によって外部のラジエ−タ６に接続して構成し
た。前記ヘッドジャケット３において、渦流室７と排気
ポ−ト８との間の水路底部９に、上方に肉盛りしたリブ
１０を形成した水冷エンジンの冷却装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水冷エンジンの冷
却装置に関するもので、エンジンの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来から水冷エンジンは、シリンダの周
囲にシリンダジャケットが形成され、その上部にあるエ
ンジンヘッドの部分には周囲にヘッドジャケットが形成
され、これらによって冷却水を循環する一連のウオ−タ
ジャケットが構成されている。そして、ウオ−タジャケ
ットは、入口側と出口側とをホ−スによって外部のラジ
エ−タに連通して設け、その途中に装備した循環ポンプ
によって冷却水を循環しながら水冷機能が発揮できる構
成としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、多気筒エンジン
は、極力小型、軽量化が図られ、且つ、小型でありなが
ら大出力が要求されている。このような中で、上述した
水冷エンジン、特に、渦流室式ディ−ゼル機関のシリン
ダヘッドは、渦流室とこれに隣接する排気ポ−トとの間
は、他の部位に比較して高温となる傾向がきわめて強い
ことが知られている。

【０００４】そして、渦流室と排気ポ−トとの間は、エ
ンジンの構造上（機能上）から接近して設計せざるを得
ない関係位置にあって、外側のウオ−タジャケット（ヘ
ッドジャケット）が絞られた水路になり、冷却作用が充
分に働き難い部分になっている。以上の理由から、従来
の水冷エンジンは、上記した渦流室と排気ポ−トとの間
の絞られた水路底部、および、その近傍部分の冷却作用
が不充分で高温部分となって熱疲労に基づく亀裂が発生
することがあり、長期間の使用に耐えらない課題があっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、次の如き技術手段を講ずるものであ
る。すなわち、水冷エンジン１は、シリンダジャケット
２やヘッドジャケット３からなる一連のウオ−タジャケ
ット４が設けられ、該ウオ−タジャケット４は、循環水
路５によって外部のラジエ−タ６に接続して設けられ、
前記ヘッドジャケット３において、渦流室７と排気ポ−
ト８との間の水路底部９に、隆起したリブ１０が形成さ
れたことを特徴とする水冷エンジンの冷却装置である。

【０００６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したから、
高温部分において、冷却水との接触面積が広くなって冷
却作用を効果的に行なうことができる。したがって、エ
ンジンは、従来の熱疲労を極端に少なくすることが可能
となり、亀裂の発生をなくして耐久性に富むものとなっ
た。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、水冷エンジン１（実施例の場合、渦
流室式ディ−ゼル機関、以下同じ）は、図７に示すよう
に、下部のオイルパン１１上にシリンダボディ１２を設
け、その上部にシリンダヘッド１３を装置して一体のエ
ンジンを構成している。そして、シリンダボディ１２
は、従来から広く知られているように、複数のシリンダ
１４（図７参照）が配置して設けられ、これら各シリン
ダ１４にはクランク軸１５に連結したピストン１６を装
備して多気筒エンジン（図１に示す実施例の場合、４気
筒エンジン）を構成している。そして、前記オイルパン
１１は、潤滑油が貯留され、各回転部分に循環して潤滑
作用ができる構成としている。

【０００８】つぎに、シリンダヘッド１３は、図１およ
び図２に示すように、吸気ポ−ト１７に接続する吸気弁
１８と、排気ポ−ト８に接続した排気弁１９と、燃料を
供給する渦流室７とを一組として各シリンダ１４のヘッ
ド部に装備している。そして、渦流室７は、具体的な図
示は省略しているが、従来から周知のように、燃料タン
クから燃料供給装置（インジェクションポンプ）に接続
しているノズルによって必要な燃料が供給される構成と
している。

【０００９】そして、吸気弁１８と排気弁１９とは、従
来から周知のとおり、相互の作動タイミングが保持され
た状態で、且つ、シリンダ１４内を往復摺動するピスト
ン１６と一定のタイミングを保って開閉作動し、外部の
エアクリ−ナを経由した空気を吸入ポ−ト１７からシリ
ンダ１４に供給し、一方、シリンダ１４内の燃焼ガスを
排気ポ−ト８からマフラ−を経由して機外に排気する構
成としている。

【００１０】そして、シリンダジャケット２は、図７で
解るように、シリンダボディ１２部分において、前記シ
リンダ１４の外周に水路として形成され、冷却水を循環
して水冷作用ができる構成としている。そして、ヘッド
ジャケット３は、主として図１および図２に示すよう
に、シリンダヘッド１３部分において、前記吸気ポ−ト
１７、排気ポ−ト８、渦流室７の間に水路が形成され、
冷却水を循環して水冷作用ができる構成としている。そ
して、ヘッドジャケット３は、図１に示すように、前記
シリンダジャケット２の上部に開口した水孔２０によっ
て連通して設け、冷却水を循環する構成としている。

【００１１】そして、ヘッドジャケット３は、図１に示
す実施例にあっては、上記水孔２０の上側の横部（吸気
ポ−ト１７の下側位置に相当する）に隔壁２１を設け、
下側のシリンダジャケット２から上昇してきた冷却水
を、図１の矢印に示すように、渦流室７と排気ポ−ト８
の間の水路側に遊動する構成としている。このようにし
て、水冷エンジン１本体内のウオ−タジャケット４は、
シリンダジャケット２とヘッドジャケット３とによって
一連の状態に形成され、冷却水を循環しながら冷却作用
ができる構成となっている。この場合、水冷エンジン１
は、図８に示すように、トラクタ２２に搭載され、循環
水路５を構成する上部ホ−ス２３と下部ホ−ス２４とに
よって前部のラジエ−タ２５との間で冷却水の循環がで
きる構成にしている。そして、循環水路５は、図示は省
略しているが、途中に循環ポンプを装備して、前記ウオ
−タジャケット４の排出側を上部ホ−ス２３に接続し、
入口側を下部ホ−ス２４に接続して構成している。

【００１２】そして、前記ヘッドジャケット３は、図１
および図２に示すように、シリンダ１４のすぐ上側にお
いて、一方側の渦流室７と対向側の排気ポ−ト８とがせ
まってきた状態に接近して配置された間に、狭い水路４
ａが形成されている。そして、該狭い水路４ａの水路底
部９には、図２および図３に示すように、上方に隆起し
たリブ１０が形成されている。

【００１３】この部分の従来の構成は、図６に示すよう
に、底が深く肉付きが薄い構成であったが、上述した本
案の構成は、図２および図３に示すように、水路底部９
に肉盛りがされて隆起したリブ１０を設けたものであ
る。そして、上記リブ１０は、図５に示す別の構成例で
は、ヘッドジャケット３内の冷却水の流れに沿った方向
に、機械化工による水孔２６を開口して構成している。

【００１４】以上のように構成された本案の実施例は、
エンジンの運転作動中に、冷却水が、図示しない循環ポ
ンプによって所定の圧力でラジエ−タ２５から下部ホ−
ス２４を経てエンジン側に供給され、ウオ−タジャケッ
ト４内を循環しながら各部の冷却作用を行なう。そし
て、ヘッドジャケット３内を循環する冷却水は、下部ホ
−ス２４から入口側に供給され、シリンダヘッド１３の
各渦流室７、排気ポ−ト８、吸気ポ−ト１７を順次冷却
しながら、排出側に達して上部ホ−ス２３から再びラジ
エ−タ２５に循環している。このような一連の循環経路
において、冷却水は、渦流室７と排気ポ−ト８と間を通
過するとき、図１乃至図３に示すように、狭い水路４ａ
の水路底部９から水路内（上側）に隆起したリブ１０に
当たって冷却効果を高めることができる。

【００１５】特に、水冷エンジンの中でも渦流室式ディ
−ゼル機関のシリンダヘッド１３は、渦流室７とこれに
隣接する排気ポ−ト８との間は、他の部位に比較して高
温となる傾向がきわめて強いことが知られているが、上
述のごとくリブ１０を設けると、効率よく冷却ができ
る。又、リブ１０は、図５に示すように、水孔２６を設
けると、冷却水をリブ１０にあてて冷却効果を高めなが
ら、冷却水を水孔２６内を通過させながら高温部分に接
近した位置も冷却できるから、さらに、冷却効果を高め
ることができるものである。

【００１６】そして、ヘッドジャケット３は、図１およ
び図４に示すように、シリンダジャケット２からヘッド
ジャケット３に連通した水孔２０と、上側の隔壁２１と
の構成によって上昇してきた冷却水を狭い水路４ａ側に
誘導してより冷却効果を高めることができる。この場
合、上昇してきた冷却水は、比較的低温である吸気ポ−
ト１７の下側に上昇してきて、前記隔壁２１のために迂
回して高温部分である渦流室７と排気ポ−ト８と間を通
過することになって冷却効果をより高めることができ
る。

【００１７】別実施例１ つぎに、別実施例１を図９乃至図１１に基づいて説明す
る。まず、従来型のシリンダヘッドＡは、図１１に示す
ように、インレットマニホ−ルドＢ側に壁Ｃを設けて冷
却水が循環する一連のヘッドジャケットＤが構成されて
いた。そして、シリンダボディおよびシリンダヘッドＡ
は、従来から周知のとおり、鋳造によっているが、上述
した従来型の構成では、壁Ｃがあるためにヘッドジャケ
ットＤ内の壁際に中子砂が排出できずに残り、詰まるこ
とがあった。

【００１８】そのために、従来型のシリンダヘッドＡ
は、運転中に冷却不良となり、焼き付きのトラブルが発
生することがあった。別実施例１は、従来型の課題を解
消して冷却効率を高めるために、インレットマニホ−ル
ド３０とシリンダヘッド３１との間に、ウォ−タギャラ
リ３２を介装して構成している。すなわち、シリンダヘ
ッド３１は、図９および図１０に示すように、従来型の
壁Ｃに相当する部分に砂抜き用の孔３３を開口してウォ
−タギャラリ３２に連通して構成している。そして、ウ
ォ−タギャラリ３２は、図９で解るように、各吸気ポ−
ト３４にインレットマニホ−ルド３０を連通する吸気通
路３５を設けるとともに、前記砂抜き用の孔３３には、
循環室３７を接続させて一体に連結した構成としてい
る。なお、循環室３７は、シリンダジャケット側から冷
却水が流入できる構成にしておくことができる。このよ
うにして、ヘッドジャケット３６は、前記砂抜き用の孔
３３によって循環室３７に連通し、冷却水が、行き来で
きる構成になっている。

【００１９】別実施例１は、以上のように構成している
から、シリンダヘッド３１は、鋳造による製造時の砂抜
き作業にあたり、側壁に開口した砂抜き用の孔３３から
中子砂を取り除くことができる。そして、シリンダヘッ
ド３１は、間にウォ−タギャラリ３２を挟み込んでイン
レットマニホ−ルド３０と一体に連結して構成する。別
実施例１は、このように、従来の課題を解消して中子砂
を取り除き、ヘッドジャケット３６の詰まりをなくして
冷却水の循環を促して冷却効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であって、シリンダヘッドの横
断面図である。

【図２】本発明の実施例であって、図１のＡ−Ａ線矢視
断面図である。

【図３】本発明の実施例であって、図１のＢ−Ｂ線矢視
断面図である。

【図４】本発明の実施例であって、図１のＣ−Ｃ線矢視
断面図である。

【図５】本発明の実施例であって、図２の変形例を示す
断面図である。

【図６】説明用に示す従来例である。

【図７】本発明の実施例であって、一部破断した水冷エ
ンジンの側面図である。

【図８】本発明の実施例であって、一部破断したトラク
タの側面図である。

【図９】本発明の別実施例１であって、シリンダヘッド
の横断面図である。

【図１０】本発明の別実施例１であって、分解した斜面
図である。

【図１１】説明用の従来型シリンダヘッドの横断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 水冷エンジン ２ シリンダジャケッ
ト ３ ヘッドジャケット ４ ウオ−タジャケッ
ト ５ 循環水路 ６ ラジエ−タ ７ 渦流室 ８ 排気ポ−ト ９ 水路底部 １０ リブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷エンジンは、シリンダジャケットや
   ヘッドジャケットからなる一連のウオ−タジャケットが
   設けられ、該ウオ−タジャケットは、循環水路によって
   外部のラジエ−タに接続して設けられ、前記ヘッドジャ
   ケットにおいて、渦流室と排気ポ−トとの間の水路底部
   に、隆起したリブが形成されたことを特徴とする水冷エ
   ンジンの冷却装置。