JP2553930B2 - 副燃焼室式ディーゼルエンジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド - Google Patents

副燃焼室式ディーゼルエンジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド

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JP2553930B2
JP2553930B2 JP1091270A JP9127089A JP2553930B2 JP 2553930 B2 JP2553930 B2 JP 2553930B2 JP 1091270 A JP1091270 A JP 1091270A JP 9127089 A JP9127089 A JP 9127089A JP 2553930 B2 JP2553930 B2 JP 2553930B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、副燃焼室式ディーゼルエンジンにおいて、
副燃焼室を液体で冷却するとともに、それ以外の部分を
ファンから圧送された冷却風で空冷する型式のシリンダ
ヘッドに関する。
[従来技術] この種のシリンダヘッドとして、本発明者が知ってい
るものには、第6図及び第7図に示すように、次のよう
に構成されたものがある。
副燃焼室式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドSの
本体101の内部で、吸気ポート102の終端側部分103の後
側に排気ポート104の始端側部分105を位置させることに
より、吸気弁孔102aと排気弁孔104aとを前後に並設し、
吸気ポート終端側部分103及び排気ポート始端側部分105
の右側部に副燃焼室106とこれの周囲を取り囲む液冷室1
07とを位置させ、吸気ポート102の左側部に冷却風入口
側通路108を後ろ向きに形成し、排気ポート104の左側部
に冷却風出口側通路109を後ろ向きに形成し、冷却風入
口側通路108の終端部110に冷却風出口側通路109の始端
部111を連通させて構成したものである。
そして、上記の吸気ポート102・排気ポート104及び液
冷室107が密集する密集部分116を冷却するための構造
は、次のように構成されていた。
排気ポート104の始端側部分105と副燃焼室106の液冷
室107とは、互いに接近して、区画壁117で区画されてい
る。
冷却風入口側通路108に供給されてきた冷却風118は、
その全てが冷却風出口側通路109に流れるのみであり、
吸気ポート102・排気ポート104及び液冷室107が密集す
る密集部分116には流れ込まない。
その密集部分116の冷却は、液冷室107を流れる冷却液
で行われる。
[発明が解決しようとする課題] 一般に、行程容積が1000cc以下の小形ディーゼルエン
ジン、特に500cc以下の超小形ディーゼルエンジンで
は、シリンダヘッドSの冷却性能が次の点で良くない。
行程容積が小さいほど、吸気ポート102・排気ポート1
04及び副燃焼室106は、シリンダ径に対する寸法比率が
大きくなって、互いに密に接近し合うことになるため、
液冷室107の通路幅Lを充分広く形成することができな
い。
このため、液冷室107を通過する冷却液は、少ない量
に制限されて、前記密集部分116を充分に冷却すること
ができない。
このような背景において、上記従来技術では、上記密
集部分116は、液冷が不充分なうえ、空冷も殆ど行われ
ないため、局部的に熱が蓄積して過熱することから、次
の問題がある。
吸排気弁口間の肉壁部120は、熱応力でクラックが発
生しやすい。
シリンダヘッドSが熱歪を起こし、ガスケット面から
ガスもれが発生しやすい。
密集部分116での冷却性能が悪い分だけ吸気ポート102
の冷却性能が十分でない。このため、エンジンは、吸気
の充填効率が低くて出力が低い。
液冷室107の冷却液の流量を充分に多くできないた
め、過負荷運転時や高負荷長時間連続運転時に、副燃焼
室106が過熱しやすい。
本発明は、前記の密集部分の冷却状態を良好にして、
上記の各種の問題点を解消することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記の目的を達成するために、シリンダヘ
ッド次のように構成したことを特徴ととしている。
例えば、第1図から第3図に示すように、 副燃焼室式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドSに
吸気弁孔2a及び排気弁孔4aを前後方向に並設し、 これら両弁孔2a・4aの一側に、副燃焼室6とこの副燃
焼室6の周囲を取り囲む液冷室7とを配設するととも
に、 両弁孔2a・4aの他側に、シリンダヘッドSの前側面か
ら後側面に至る第一冷却風通路Aを配設し、 シリンダヘッドS内に形成した吸気ポート2及び排気
ポート4のうちの少なくともいずれか一方と、副燃焼室
6の液冷室7との間に、第二冷却風通路13を形成し、 第二冷却風通路13を、吸気ポート2と排気ポート4と
の間を通って第一冷却風通路Aに連通させたものであ
る。
[作用] 本発明は、次のように作用する。
冷却風18は、第一冷却風通路Aの入口部から第一冷却
風通路A内に流入してその出口部から流出するととも
に、第二冷却風通路13の入口部13aから第二冷却風通路1
3内に流入してその出口部13bから流出する。
第一冷却風通路A内を流れる冷却風18により、吸気ポ
ート2及び排気ポート4の他側部(例えば左側部)が冷
却される。また、第二冷却風通路13内を流れる冷却風18
により、吸気ポート2の吸気弁孔2aと排気ポート4の排
気弁孔4aとの間、及び吸気ポート2と排気ポート4のう
ちの少なくともいずれか一方と液冷室7との間が冷却さ
れる。
このため、吸気ポート2・排気ポート4及び液冷室7
が密集する密集部分16は、冷却状態が良好となり、蓄熱
による過熱を防止できる。
[発明の効果] 本発明は、第二冷却風通路を流れる冷却風で密集部分
を十分に冷却できることから、次の効果を奏する。
吸排気弁口間の肉壁部に熱応力が生じることを抑制し
て、クラックの発生を防止できる。
シリンダヘッドの熱歪が少なくなり、ガスケット面か
らのガスもれを防止できる。
吸気ポートの冷却性能が向上するので、吸気の充填効
率が高くなりエンジンの出力が高まる。
液冷室の冷却性能が向上するので、過負荷運転時や高
負荷長時間連続運転時においても副燃焼室の過熱を防止
できる。
[実施例] 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図から第5図は本発明の実施例に係る副燃焼室式
ディーゼルエンジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリン
ダヘッドを説明する図で、第1図はシリンダヘッドの概
略斜視図、第2図はシリンダヘッドの横断面平面図、第
3図は第2図のIII−III線断面図、第4図はディーゼル
エンジンの縦断図右側面図、第5図はディーゼルエンジ
ンの縦断面背面図である。
第4図及び第5図に示すように、符号Eは、オーバー
ヘッドバルブ方式で縦形のディーゼルエンジンであり、
これはシリンダブロック28の上部にシリンダヘッドSを
組み付けて構成してある。
シリンダブロック28内にはクランク軸29を横架し、ク
ランク軸29をピストン30に連結し、ピストン30をシリン
ダ31内に挿入している。
クランク軸29の前端には冷却ファン32を取り付け、冷
却ファン32をファンケース21内に収容してある。そし
て、冷却ファン32で起こした冷却風18を、ファンケース
21からシリンダヘッドSの本体1内・シリンダ31の周囲
・及びオイルクーラー22にそれぞれ供給できるようにし
てある。
尚、第5図に示すように、液冷室7の冷却油は、ポン
プ25の駆動により、オイルパン24からオイル供給路26を
介して供給できるようになっており、液冷室7で吸熱し
た冷却油は、オイルクーラー22で冷却され、その後、オ
イル復帰路27を介してオイルパン24内に復帰できるよう
になっている。
第1図及び第2図に示すように、シリンダヘッドSの
本体1内では、吸気ポート2の終端側部分3の後側に排
気ポート4の始端側部分5を位置させることにより、吸
気弁孔2a及び排気弁孔4aを前後に配設してある。排気ポ
ート4は、その始端側部分5から後ろ向きに導出させて
いる。
また、吸気ポート終端側部分3の後側部及び排気ポー
ト始端側部分5の右側部に、副燃焼室6と、これの周囲
を取り囲む液冷室7とを位置させている。
更に、吸気ポート2の左側部に冷却風入口側通路8を
後ろ向きに形成し、排気ポート4の左側部に冷却風出口
側通路9を後ろ向きに形成し、冷却風入口側通路8の終
端部10に冷却風出口側通路9を始端部11を連通させてい
る。上記の冷却風入口側通路8と冷却風出口側通路9と
で第一冷却風通路Aが構成されている。
このため、吸気ポート2の左側部は冷却風入口側通路
8を通過する冷却風18で冷却でき、排気ポート4の左側
部は冷却風出口側通路9を通過する冷却風18で冷却でき
る。
また、冷却風入口側通路8の終端部10から、吸気ポー
ト終端側部分3と排気ポート始端側部分5との間、及び
排気ポート始端側部分5と副燃焼室6の液冷室7との間
の上寄り部分を経て、排気ポート4の右側部で液冷室7
の後側に位置する右側後部空間12に亙って、第二冷却風
通路13を形成している。これにより、第二冷却風通路13
の入口部13aが、吸気ポート2と排気ポート4との間を
通って第一冷却風通路Aに連通されるとともに、第二冷
却風通路13の出口部13bが大気中に連通される。
このため、吸気ポート2・排気ポート4及び液冷室7
が密集する密集部分16には、第二冷却風通路13を介して
冷却風18が流れ込み、吸気ポート終端側部分3と排気ポ
ート始端側部分5との間、排気ポート始端側部分5と副
燃焼室6の液冷室7との間、排気ポート4の右側部、液
冷室7の後側が冷却できる。
また、第2図及び第3図に示すように、第一冷却風通
路Aの風下側ポートである排気ポート4において、その
始端側部分5の左側部側ポート壁部分14を冷却風出口側
通路9に向かって膨出させている。
このため、左側部側ポート壁部分14を膨出させた分だ
け冷却風出口側通路9の通路断面積が小さくなり、冷却
風18が冷却風出口側通路9を通過しにくくなる。これに
より、第二冷却風通路13への冷却風18の分風供給率が増
加して、密集部分16の冷却状態が一層良好となる。
そのうえ、左側部側ポート壁部分14を膨出させた分だ
け排気ポート4の排気通路の通路断面積が大きくなるの
で、排気抵抗が小さくなって掃気性能が向上し、エンジ
ン出力が高まる。また、掃気性能が向上するので、スモ
ークの低減・燃費の向上を図ることができる。
しかも、排気ポート4の排気通路の断面積を大きくす
るにあたって排気ポート4を上向きに拡張する必要がな
いので、シリンダヘッドSの高さが低くてすみ、エンジ
ンの全高が高くなるのを防止できる。
また、第3図に示すように、左側部側ポート壁部分14
の内側面15の下半部をほぼ垂直面に形成している。
このため、冷却風出口側通路9の通路断面積が一層小
さくなり、第二冷却風通路13への冷却風18の分風供給率
が増加する。
そのうえ、排気ポート4の排気通路の通路断面積が一
層大きくなるので、排気抵抗をさらに小さくして掃気性
能を向上できる。
上記実施例は、オーバーヘッドバルブ方式の縦形エン
ジンに関するものであるが、この発明は、オーバーヘッ
ドカム方式のものに適用してもよく、また横形エンジ
ン、傾斜形エンジン、縦軸エンジンに適用してもよい。
なお、横形エンジンの場合には、前記左右方向が上下
方向に、また、縦軸エンジンの場合には、前記前後方向
が上下方向に変わる。
また、上記実施例では、吸気ポート2は左右向きに形
成しているが、前後向きに形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第5図は本発明の実施例に係る副燃焼室式デ
ィーゼルエンジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダ
ヘッドを説明する図で、第1図はシリンダヘッドの概略
斜視図、第2図はシリンダヘッドの横断面平面図、第3
図は第2図のIII−III線断面図、第4図はディーゼルエ
ンジンの縦断面右側面図、第5図はディーゼルエンジン
の縦断面背面図であり、第6図及び第7図は従来技術を
説明する図で、第6図は第2図対応図、第7図は第3図
対応図である。 A……第一冷却風通路、E……ディーゼルエンジン、S
……シリンダヘッド、2……吸気ポート、2a……吸気弁
孔、4……排気ポート、4a……排気弁孔、6……副燃焼
室、7……液冷室、13……第二冷却風通路、13a……入
口部、13b……出口部、14……ポート壁部分、15……ポ
ート壁部分14の内側面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−126542(JP,U) 実公 昭40−4883(JP,Y1) 実公 平1−41861(JP,Y2) 実公 昭63−20821(JP,Y2)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】副燃焼室式ディーゼルエンジン(E)のシ
    リンダヘッド(S)に吸気弁孔(2a)及び排気弁孔(4
    a)を前後方向に並設し、 これら両弁孔(2a)(4a)の一側に、副燃焼室(6)と
    この副燃焼室(6)の周囲を取り囲む液冷室(7)とを
    配設するとともに、 両弁孔(2a)(4a)の他側に、シリンダヘッド(S)の
    前側面から後側面に至る第一冷却風通路(A)を配設
    し、 シリンダヘッド(S)内に形成した吸気ポート(2)及
    び排気ポート(4)のうちの少なくともいずれか一方
    と、副燃焼室(6)の液冷室(7)との間に、第二冷却
    風通路(13)を形成し、 第二冷却風通路(13)を、吸気ポート(2)と排気ポー
    ト(4)との間を通って第一冷却風通路(A)に連通さ
    せた、 ことを特徴とする副燃焼室式ディーゼルエンジンの副燃
    焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド。
  2. 【請求項2】第二冷却風通路(13)の入口部(13a)を
    第一冷却風通路(A)に連通するとともに、第二冷却風
    通路(13)の出口部(13b)を大気中に連通させた、 請求項1に記載の副燃焼室式ディーゼルエンジンの副燃
    焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド。
  3. 【請求項3】第二冷却風通路(13)を、排気ポート
    (4)と液冷室(7)との間に設けた、 請求項1又は2に記載の副燃焼室式ディーゼルエンジン
    の副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド。
  4. 【請求項4】吸気ポート(2)及び排気ポート(4)の
    うちの少なくともいずれか一方と、液冷室(7)との間
    の上寄り部分に、第二冷却風通路(13)を設けた、 請求項1・2又は3に記載の副燃焼室式ディーゼルエン
    ジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド。
  5. 【請求項5】排気ポート(4)を、第一冷却風通路
    (A)の風下側に配置した、 請求項1・2・3又は4に記載の副燃焼室式ディーゼル
    エンジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド。
  6. 【請求項6】吸気ポート(2)の吸気弁孔(2a)の近傍
    部分と、排気ポート(4)の排気弁孔(4a)の近傍部分
    との少なくとも一方のポート壁部分(14)を、第一冷却
    風通路(A)側に膨出させた、 請求項1・2・3・4又は5に記載の副燃焼室式ディー
    ゼルエンジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッ
    ド。
  7. 【請求項7】吸気ポート(2)と排気ポート(4)のう
    ちの、第一冷却風通路(A)の風下側ポートに、第一冷
    却風通路(A)側に膨出させたポート壁部分(14)を設
    けた、 請求項6に記載の副燃焼室式ディーゼルエンジンの副燃
    焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド。
  8. 【請求項8】前記の膨出させたポート壁部分(14)の内
    側面(15)の少なくとも下半部をほぼ垂直面に形成し
    た、 請求項6又は7に記載の副燃焼室式ディーゼルエンジン
    の副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド。
JP1091270A 1989-04-10 1989-04-10 副燃焼室式ディーゼルエンジンの副燃焼室液冷型強制空冷式シリンダヘッド Expired - Lifetime JP2553930B2 (ja)

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