JP2753788B2 - 水冷式多気筒ディーゼルエンジンのシリンダヘッド - Google Patents

水冷式多気筒ディーゼルエンジンのシリンダヘッド

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JP2753788B2 JP5027523A JP2752393A JP2753788B2 JP 2753788 B2 JP2753788 B2 JP 2753788B2 JP 5027523 A JP5027523 A JP 5027523A JP 2752393 A JP2752393 A JP 2752393A JP 2753788 B2 JP2753788 B2 JP 2753788B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水冷式多気筒ディー
ゼルエンジンのシリンダヘッドに関し、特に熱負荷の大
きい箇所の冷却効果を高めることができるシリンダヘッ
ドの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】多気筒ディーゼルエンジンにおいては、
各気筒の直上部が爆発による熱応力や衝撃力を強く受け
る。そのためシリンダヘッド10の該当箇所ではクラッ
クが発生し易く、このようなクラックの発生を防止する
ために、効果的な冷却が必要になる。
【0003】水冷式多気筒ディーゼルエンジンの冷却装
置として、図3に示すものがある。この冷却装置は、デ
ィーゼルエンジンEの前部に冷却ファン31とラジエー
タ32とを設け、ラジエータ32で冷却した冷却水Wを
ウォータポンプ33でシリンダブロック1内のウォータ
ジャケット2からシリンダヘッド10内のヘッドジャケ
ット12に圧送して、シリンダブロック1とシリンダヘ
ッド10とを冷却し、シリンダヘッド10から再びラジ
エータ32に還流させるように構成されている。
【0004】図2は上記シリンダヘッド10の従来例を
示す。同図(A)は上記シリンダブロック1とシリンダヘ
ッド10との間に介在するガスケット3の平面図、同図
(B)はシリンダヘッド10の要部横断平面図、同図(C)
は同図(B)のC−C線縦断面図、同図(D)は同図(B)の
D−D線縦断面図、同図(E)は同図(B)のE−E線縦断
面図である。
【0005】このシリンダヘッド10は、吸気弁口13
aと排気弁口14aと副燃焼室15とを各シリンダボア
8の上側配置し、各吸気弁口13aと各排気弁口14a
とをシリンダボア8の配列方向に一列に配列し、各吸気
ポート13は、各副燃焼室15の横側を通ってボア配列
方向と交差する方向に走らせてヘッド一側面に開口する
とともに、各排気ポート14は吸気ポート13と反対方
向に走らせてヘッド他側面に開口して構成されている。
上記シリンダヘッド10内には、ヘッドジャケット12
が形成され、このヘッドジャケット12は、シリンダヘ
ッド10の一端に開口したジャケット出口16に連通す
るとともに、吸気ポート13・排気ポート14・副燃焼
室15により分岐された複数の通路12a〜12dから
成る。
【0006】上記シリンダヘッド10の下面には、ガス
ケット3の冷却水上昇孔4・5・67に対応する複数の
冷却水上昇孔4a・5a・6a・7aがあけられてお
り、これらの冷却水上昇孔4a〜7aは、吸気ポート1
3の下側の分岐通路12bに臨ませてあけた冷却水上昇
孔4aと、副燃焼室15の周囲の分岐通路12cに臨ま
せてあけた冷却水上昇孔5aと、メイン通路12aに臨
ませてあけた冷却水上昇孔6aと、ガスケット3のシリ
ンダボア8・8間の冷却水上昇孔7・7と連通する冷却
水上昇孔7a・7aとから成る。そして上記ガスケット
3の冷却水上昇孔4・5・6の大きさを適宜設定するこ
とにより、シリンダブロック1からシリンダヘッド10
へ上昇する冷却水の流量を設定するように構成されてい
る。
【0007】なお、上記ガスケット3(図2(A))の冷
却水上昇孔4・5・6・7のうち、シリンダボア8の近
傍の冷却水上昇孔7を除く他の冷却水上昇孔4・5・6
は、当該ガスケット3の下側のシリンダブロック1に流
入する冷却水Wの水圧を考慮して、流入側(図(A)の左
側)から遠ざかるにつれて、次第に孔径が大きく設定さ
れている。なお、符号18はシリンダヘッド10の固定
ボルト、19はその固定ボルト用ボス部である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、排気
ポート14の下側通路12aと上側通路12bとは途中
で合流と分流を繰り返しつつメイン通路を形成し、排気
ポート14の下側通路12aにあけた冷却水上昇孔6a
より上昇した冷却水Wは、上記メイン通路を通る一つの
大きな流れを形成する。また、副燃焼室15の周囲の分
岐通路12cにあけた冷却水上昇孔5aより上昇した冷
却水Wは、その分岐通路12cに隣接する吸気ポート1
3の下側の分岐通路12bを前記メイン通路と平行に流
れる別の大きな流れを形成する。そして、これらの二つ
の流れは、ジャケット出口16で一つに合流する。
【0009】つまり上記従来例では、これらの二つの流
れが主流をなし、その他の通路への流れは緩いものとな
る。このため、副燃焼室15の周囲や吸気弁口13aと
排気弁口14aとの間を十分に冷却することができず、
副燃焼室と排気弁口14aとの間や吸気弁口13aと排
気弁口14aとの間にクラックが生じ易い。本発明はこ
のような事情を考慮してなされたもので、上記クラック
の発生を防止することを技術課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明が採用した手段は、上記従来の水冷式多気筒
ディーゼルエンジンのシリンダヘッドにおいて、上記副
燃焼室15の周囲の分岐通路12cに臨ませてあけた冷
却水上昇孔5aは、上記メイン通路12aから最も遠ざ
かる位置に開口させ、その余の冷却水上昇孔4a・6a
は、これに対応する上記ガスケット3の冷却水上昇孔4
・6を小さくすることで、上記冷却水上昇孔5aよりも
相対的に小さい孔径とし、上記吸気ポート13の下側の
分岐通路12bと、各シリンダボア8・8間の上側に位
置する一方のヘッド固定ボルト用ボス部19と吸気弁口
13aとの間の分岐通路12bと、排気ポート14の上
側の分岐通路12dとを、それぞれ各遮断壁21・22
・23で遮断して構成したことを要旨とするものであ
る。
【0011】
【発明の作用・効果】本発明によれば、副燃焼室15の
周囲の分岐通路12cに臨ませた冷却水上昇孔5aは、
前記メイン通路12aから最も遠ざけた位置に開口され
ており、この冷却水上昇孔5aから分岐通路12c内に
上昇した冷却水Wは、遮断された分岐通路12b・12
dを流通することができず、副燃焼室15の周囲の分岐
通路12cを流通して副燃焼室15の周囲を冷却する。
次いで、この冷却水Wは、吸気弁口13aと排気弁口1
4aとの間の分岐通路12dを流通して吸気弁口13a
と排気弁口14aとの間を冷却した後にメイン通路12
aに合流する。これにより、熱負荷の大きい副燃焼室1
5の周囲や吸気弁口13aと排気弁口14aとの間を十
分に冷却することができ、副燃焼室と排気弁口14aと
の間や吸気弁口13aと排気弁口14aとの間にクラッ
クが生じるのを効果的に防止することができる。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいてさらに
詳しく説明する。図1は本発明の実施例に係るシリンダ
ヘッド10を示し、同図(A)は上記シリンダブロックと
シリンダヘッドとの間に介在するガスケットの平面図、
同図(B)はシリンダヘッドの要部横断平面図、同図(C)
は同図(B)のC−C線縦断面図、同図(D)は同図(B)の
D−D線縦断面図、同図(E)は同図(B)のE−E線縦断
面図である。このシリンダヘッド10の基本構造は、前
記従来のシリンダヘッド(図2)と同様であり、同一部
材については同一符号を付して重複する説明を省略す
る。
【0013】以下、本発明の特徴構造について説明す
る。このシリンダヘッド10は、図1で示すように、副
燃焼室15の周囲の分岐通路12cに臨ませた冷却水上
昇孔5aを、前記メイン通路12aから最も遠ざかる位
置に開口させ、その余の冷却水上昇孔4a・6aは、こ
れに対応する上記ガスケット3の冷却水上昇孔4・6を
エアー抜き程度の小さい孔とすることで、上記冷却水上
昇孔5aよりも相対的に小さい孔径にしてある。これは
副燃焼室15の周囲の分岐通路12cに臨ませた冷却水
上昇孔5aをメイン上昇孔とし、そこからより多量の冷
却水Wを吐出させるためである。
【0014】上記吸気ポート13の下側の分岐通路12
bと、各シリンダボア8・8間の上側に位置する一方の
ヘッド固定ボルト用ボス部19と吸気弁口13aとの間
の分岐通路12bと、排気ポート14の上側の分岐通路
12dとは、図1(B)(D)(E)で示すように、それぞれ
シリンダヘッド10と一体形成した各遮断壁21・22
・23で遮断されている。これは副燃焼室15の周囲の
分岐通路12cとメイン通路12aを流通する冷却水W
の流量を増やすためである。なお、本実施例では、吸気
ポート13の上側に分岐通路はないが、これがある場合
には同様に遮断壁で遮断する。
【0015】上記構成によれば、副燃焼室15の横の分
岐通路12cに臨ませてあけた冷却水上昇孔5aから分
岐通路12c内に上昇した冷却水Wは、遮断された分岐
通路12b・12dを流通することができず、副燃焼室
15の周囲の分岐通路12cを流通して副燃焼室15の
周囲を冷却する。次いで、この冷却水Wは、吸気弁口1
3aと排気弁口14aとの間の分岐通路12dを流通し
て吸気弁口13aと排気弁口14aとの間を冷却した後
にメイン通路12aに合流する。
【0016】これにより、熱負荷の大きい副燃焼室15
の周囲や吸気弁口13aと排気弁口14aとの間を十分
に冷却することができ、副燃焼室と排気弁口14aとの
間や吸気弁口13aと排気弁口14aとの間にクラック
が生じるのを効果的に防止することができる。なお、上
記副燃焼室15は、予燃焼室式のものや渦流室式のもの
を含む。また、シリンダヘッドは3気筒型に限るもので
はなく、4気筒型のシリンダヘッドについても適宜変更
を加えて実施し得ることは多言を要しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るシリンダヘッドを示し、
同図(A)はシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に
介在するガスケットの平面図、同図(B)はシリンダヘッ
ドの要部横断平面図、同図(C)は同図(B)のC−C線縦
断面図、同図(D)は同図(B)のD−D線縦断面図、同図
(E)は同図(B)のE−E線縦断面図である。
【図2】従来例に係るシリンダヘッドを示し、図1に相
当する図である。
【図3】水冷式多気筒ディーゼルエンジンの冷却装置の
概要図である。
【符号の説明】
W…冷却水、 3…ガスケット、4・
5・6…ガスケットの冷却水上昇孔、4a・5a・6a…シリンダヘ
ッドの冷却水上昇孔、 8…シリンダボア、 10…シリンダヘッ
ド、12…ヘッドジャケット、 12a…メイン
通路、12b・12c・12d…分岐通路、 13…吸気ポ
ート、13a…吸気弁口、 14…排気ポ
ート、14a…排気弁口、 15…副燃焼
室、16…ジャケット出口、 19…ヘッド固
定ボルト用ボス部、21・22・230…遮断壁。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気弁口(13a)と排気弁口(14a)と副燃焼
    室(15)とを各シリンダボア(8)の上側に配置し、各吸気
    弁口(13a)と各排気弁口(14a)とをシリンダボア(8)の配
    列方向に一列に配列し、各吸気ポート(13)は、各副燃焼
    室(15)の横側を通ってボア配列方向と交差する方向に走
    らせてヘッド一側面に開口するとともに、各排気ポート
    (14)は吸気ポート(13)と反対方向に走らせてヘッド他側
    面に開口して多気筒2弁型シリンダヘッド10を構成
    し、 上記シリンダヘッド(10)内にヘッドジャケット(12)を形
    成し、このヘッドジャケット(12)は、シリンダヘッド(1
    0)の一端に開口したジャケット出口(16)に連通するとと
    もに、吸気ポート(13)・排気ポート(14)・副燃焼室(15)
    により分岐された複数の通路(12a〜12d)から成り、これ
    らの通路(12a〜12d)のうち、上記副燃焼室(15)とは反対
    側で各吸気弁口(13a)及び排気弁口(14a)の横側に沿って
    進む通路をメイン通路(12a)と規定し、その他の通路(12
    b〜12d)は上記メイン通路(12a)に連通する分岐通路と規
    定し、 上記シリンダヘッド(10)の下面に、ガスケット(3)の冷
    却水上昇孔(4・5・6)に対応させて複数の冷却水上昇孔(4a
    ・5a・6a)をあけ、これらの冷却水上昇孔(4a・5a・6a)は、
    吸気ポート(13)の下側の分岐通路(12b)に臨ませてあけ
    た冷却水上昇孔(4a)と、副燃焼室(15)の周囲の分岐通路
    (12c)に臨ませてあけた冷却水上昇孔(5a)と、メイン通
    路(12a)に臨ませてあけた冷却水上昇孔(6a)とから成
    り、 上記ガスケット(3)の冷却水上昇孔(4・5・6)の孔径の大
    きさを適宜設定することにより、シリンダブロックから
    シリンダヘッド(10)へ上昇する冷却水(W)の流量を設定
    するように構成した水冷式多気筒ディーゼルエンジンの
    シリンダヘッドにおいて、 上記副燃焼室(15)の周囲の分岐通路(12c)に臨ませてあ
    けた冷却水上昇孔(5a)は、上記メイン通路(12a)から最
    も遠ざかる位置に開口させ、その余の冷却水上昇孔(4a・
    6a)は、これに対応する上記ガスケット(3)の冷却水上
    昇孔(4・6)を小さくすることで、上記冷却水上昇孔(5
    a)よりも相対的に小さい孔径とし、 上記吸気ポート(13)の下側の分岐通路(12b)と、各シリ
    ンダボア(8)・(8)間の上側に位置する一方のヘッド固
    定ボルト用ボス部(19)と吸気弁口(13a)との間の分岐通
    路(12b)と、排気ポート(14)の上側の分岐通路(12d)と
    を、それぞれ各遮断壁(21)・(22)・(23)で遮断して構成
    したことを特徴とする水冷式多気筒ディーゼルエンジン
    のシリンダヘッド。
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