JP2964091B2 - 水冷式ディーゼルエンジン - Google Patents

水冷式ディーゼルエンジン

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JP2964091B2
JP2964091B2 JP1319170A JP31917089A JP2964091B2 JP 2964091 B2 JP2964091 B2 JP 2964091B2 JP 1319170 A JP1319170 A JP 1319170A JP 31917089 A JP31917089 A JP 31917089A JP 2964091 B2 JP2964091 B2 JP 2964091B2
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義次 浜田
幸人 佐藤
和行 山内
和良 品田
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Yanmar Co Ltd
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Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/04Cleaning of, preventing corrosion or erosion in, or preventing unwanted deposits in, combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は水冷式ディーゼルエンジンに関し、特にその
シリンダライナの構造に関するものである。
(従来の技術) 第7図のように、シリンダブロック51とシリンダヘッ
ド52とを一体成型したアルミニウム製のヘッド一体形シ
リンダブロック53と、このヘッド一体形シリンダブロッ
ク53に鋳ぐるみにより固着された鉄製のシリンダライナ
54とを有する水冷式ディーゼルエンジンにおいては、従
来、シリンダライナ54が円筒状であり、その一端54aが
上死点におけるピストン55のトップリング56と燃焼室57
に臨むヘッド一体形シリンダブロック53の爆面53aとの
間に位置していた(実公平1−21157号公報参照)。
ところがディーゼルエンジンの場合、ガソリンエンジ
ンと比較して爆発による筒内圧が格段に高いので、シリ
ンダライナ54の一端54a側からシリンダライナ54とヘッ
ド一体形シリンダブロック53との間に高圧のガスが侵入
してクランクケース側へ吹き抜ける恐れがある。ガスが
侵入すると、ガスによる断熱層が形成されて、冷却不良
を起こし、ピストン55とシリンダライナ54とが焼付いた
り、ブローバイ量が増えたり、クランクケース側の潤滑
油がオイルアップしたりする。
そこで従来は、シリンダライナ54とヘッド一体形シリ
ンダブロック53と境界面の接合強度を増してガスの侵入
を阻止するために、シリンダライナ54をヘッド一体形シ
リンダブロック53に鋳ぐるむ前に、シリンダライナ54の
外面すなわちヘッド一体形シリンダブロック53との当接
面に例えばニッケルメッキ等の特殊処理を施していた。
(発明が解決しようとする課題) 上記のようにニッケルメッキ等の特殊処理を施す場
合、メッキ自体のコストが高価であると共に、メッキ表
面が酸化するため、鋳ぐるみの直前にメッキ表面を研磨
する必要があり、これらのことから製造コストが高価で
あると共に生産性が悪い。また研磨したメッキ表面が再
び酸化するのを防止するために、メッキ表面を研磨した
後ただちに鋳ぐるみを行わなけれはならず、作業性が悪
い。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため、本発明の水冷式ディーゼル
エンジンは、シリンダブロックとシリンダヘッドとを一
体形成型したアルミニウム製のヘッド一体形シリンダブ
ロックと、このヘッド一体形シリンダブロックに鋳ぐる
みにより固着されたシリンダライナとを有する水冷式デ
ィーゼルエンジンにおいて、前記シリンダライナを、ピ
ストン頂面に対向する天井部を有する構造にし、前記天
井部に、吸気弁および排気弁のバルブシートが嵌合する
シート座を各々形成して、前記バルブシートが前記ヘッ
ド一体形シリンダブロックに直接接触しない構成とし、
前記天井部及び天井部と連続する前記シリンダライナの
一端部を厚肉状に形成し、前記シリンダライナの外面は
全面にわたり前記ヘッド一体形シリンダブロックと当接
し、前記ヘッド一体形シリンダブロックに冷却水水路を
設け、前記冷却水水路と前記シリンダライナとの間は前
記ヘッド一体形シリンダブロックで仕切った構成とした
ものである。
また、本発明の別の水冷式ディーゼルエンジンは、上
述の構成に加え、天井部に、燃料噴射ノズルが押し付け
られるシート面を形成したものである。
(作用) シリンダライナに天井部を設けたので、従来装置のよ
うにシリンダライナの一端側から、シリンダライナとヘ
ッド一体形シリンダブロックとの間にガスが侵入すると
いうことがない。しかもシート座をシリンダライナと天
井部のみに形成してバルブシートとヘッド一体形シリン
ダブロックとが接触しないようにしたので、バルブシー
トとシート面との間隙からシリンダライナとヘッド一体
形シリンダブロックとの間にガスが侵入するのを良好に
防止できる。
また、燃料噴射ノズルのシート面をシリンダライナの
天井部に形成することにより、燃料噴射弁用の孔の部分
からのシリンダライナとヘッド一体形シリンダブロック
との間へのガスの侵入を良好に防止できる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図〜第5図に基づいて
説明する。
第1図は本発明の一実施例における水冷式ディーゼル
エンジンの要部の断面図、第2図は第1図におけるII−
II矢視断面図で、ヘッド一体形シリンダブロック1はア
ルミニウム製であり、シリンダブロック2とシリンダヘ
ッド3とをアルミニウムあるいはアルミニウム合金で一
体成型したものである。ヘッド一体形シリンダブロック
1には鋳鉄製のシリンダライナ4が鋳ぐるみにより固着
されて一体化されている。この実施例におけるエンジン
は多気筒であり、シリンダライナ4が複数個並設されて
いる。シリンダライナ4は、ほぼ円筒状の筒状部4aと、
筒状部4aの一端側を閉塞するほぼ円板状の天井部4bと
を、鋳造により一体成型したもので、外面を機械加工し
た後に、ヘッド一体形シリンダブロック1の成型時にヘ
ッド一体形シリンダブロック1に鋳こんだものである。
筒状部4の内周面にはホーニング加工が施されている。
シリンダライナ4は、筒状部4aの一端部および天井部4b
が厚肉に形成され、さらに他端部が先細り状に形成され
ており、筒状部4aと天井部4bとの境界部分は内外面共に
断面円弧状に形成されている。シリンダライナ4は外面
は全面にわたってヘッド一体形シリンダブロック1に当
接している。ヘッド一体形シリンダブロック1にはシリ
ンダライナ4の周囲に冷却水通路5が形成されており、
この冷却水通路5はシリンダライナ4の外面には臨んで
おらず、冷却水がシリンダライナ4に接触しないように
なされている。シリンダライナ4の天井部4bには吸気孔
6と排気孔7とが形成されており、吸気孔6は、ヘッド
一体形シリンダブロック1に形成された吸気孔8を介し
て、第3図のように吸気マニホールド9へ通じる吸気孔
10に連通している。排気孔7は、ヘッド一体形シリンダ
ブロック1に形成された排気孔12を介して、第4図のよ
うにヘッド一体形シリンダブロック1に一体に成型され
た排気マニホールド13の排気孔14に連通している。シリ
ンダライナ4の天井部4bは第1図のようにピストン16に
対向しており、ピストン16の頂面16aとの対向面、すな
わち燃焼室17に臨む爆面18には、第3図のように吸気弁
19のバルブシート20が嵌合するシート座21が吸気孔6と
同芯状に形成されていると共に、第4図のように排気弁
22のバルブシート23が嵌合するシート座24が排気孔7と
同芯状に形成されている。バルブシート20,23は耐熱鋼
からなり、シート座21,24に冷しばめにより装着されて
いる。シート座21,24は天井部4bのみに形成されてお
り、シート座21,24とヘッド一体形シリンダブロック1
との間にはm1,m2の距離がある。すなわちバルブシート2
0,23はヘッド一体形シリンダブロック1に接触していな
い。シリンダライナ4の天井部4bおよびヘッド一体形シ
リンダブロック1には燃料噴射ノズル26(第5図)を装
着する孔27、28が形成されており、天井部4bの外面に
は、第5図のように燃料噴射ノズル26を押付けてガスの
吹抜けを防止するためのシート面29が形成されている。
このように、シリンダライナ4は天井部4bを設けたの
で、第7図に示す従来装置のようにシリンダライナ54の
一端側からシリンダライナ54とヘッド一体形シリンダブ
ロック53との間にガスが侵入することがない。しかもシ
ート座21,24をシリンダライナ4の天井部4bのみに形成
してバルブシート20,23とヘッド一体形シリンダブロッ
ク1とが接触しないようにしたので、バルブシート20,2
3とシート座21,24との間隙からシリンダライナ4とヘッ
ド一体形シリンダブロック1との間にガスが侵入するの
を良好に防止できる。すなわち、シート座21,24をシリ
ンダライナ4の天井部4bのみを形成し、シート座21,24
とヘッド一体形シリンダブロック1との間に距離m1,m2
を設けているので、第3図および第4図に矢印で示すよ
うに、バルブシート20,23とシート座21,24との間を吹抜
けたガスは、ほぼ大気圧に近い吸気孔6のあるいは排気
孔7等により構成される吸気ポートあるいは排気ポート
に放出される。したがってシリンダライナ4とヘッド一
体形シリンダブロック1との境界面の端縁A,Bからシリ
ンダライナ4とヘッド一体形シリンダブロック1との間
にガスが侵入することはない。この結果、従来装置のよ
うにシリンダライナ4の外面にニッケルメッキ等の特殊
処理を施してさらにメッキ表面を研磨するという必要が
ないことから、製造コストを良好に低減できると同時
に、生産性を良好に向上させることができる。また、燃
料噴射ノズル26のシート面29をシリンダライナ4の天井
部4bに形成したので、燃料噴射ノズル26用の孔27,28の
部分からシリンダライナ4とヘッド一体形シリンダブロ
ック1との間にガスが侵入するのを良好に防止できる。
すなわち第6図の如く、仮にシート面29がヘッド一体形
シリンダブロック1に形成されているとすると、シリン
ダライナ4の天井部4bとヘッド一体形シリンダブロック
1との当接面の端縁Cがシート面29よりも爆面18側に位
置することになるので、高圧のガスが端縁Cからシリン
ダライナ4とヘッド一体形シリンダブロック1との間に
侵入するのである。また本実施例のように、シリンダラ
イナ4の外面を全面にわたってヘッド一体形シリンダブ
ロック1に当接させ、しかも冷却水がシリンダライナ4
の外面に接触しないようにすれば、シリンダライナ4の
腐蝕を良好に防止できる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、シリンダライナ
に天井部を設けたので、従来装置のようにシリンダライ
ナの一端側からシリンダライナとヘッド一体形シリンダ
ブロックとの間にガスが侵入することがない。しかも吸
気弁および排気弁のバルブシートのシート座をシリンダ
ライナの天井部のみに形成して、バルブシートとヘッド
一体形シリンダブロックとが接触しないようにしたの
で、バルブシートとシート面との間隙からシリンダライ
ナとヘッド一体形シリンダブロックとの間にガスが侵入
するのを良好に防止できる。この結果、従来装置のよう
にシリンダライナの外面にニッケルメッキ等の特殊加工
を施してさらにメッキ表面を研磨するという必要がない
ことから、製造コストを良好に低減できると同時に、生
産性を良好に向上させることができる。
また燃料噴射ノズルのシート面をシリンダライナの天
井部に形成すれば、燃料噴射ノズル用の孔の部分からシ
リンダライナとヘッド一体形シリンダブロックとの間に
ガスが侵入するのを良好に防止できる。
シリンダライナの筒状部の一端部および天井部が厚肉
に形成されており、筒状部と天井部との境界部分は内外
面共に断面円弧状に形成されているので、爆発時の圧力
に対するシリンダライナの耐久性が向上し、かつシリン
ダブロックがシリンダライナと一体に当接しているの
で、シリンダブロックがシリンダライナの変形を押さえ
るのに供し、シリンダライナを保護することができる。
ヘッド一体形シリンダブロックにはシリンダライナの
周囲に冷却水通路が形成されており、この冷却水通路は
シリンダライナの外面には臨んでおらず、冷却水がシリ
ンダライナに接触しないようになされているので、シリ
ンダライナの急冷、急加熱を防いで熱応力を発生させ
ず、また、シリンダライナの冷却水による腐食を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における水冷式ディーゼルエ
ンジンの要部の断面図、第2図は第1図におけるII−II
矢視断面図、第3図は第2図におけるIII−III矢視拡大
断面図、第4図は第2図におけるIV−IV矢視拡大断面
図、第5図は第1図におけるV−V矢視拡大断面図、第
6図は第5図に示す例とは異なる位置にシート面を形成
することによる不具合を説明する断面図、第7図は従来
の水冷式ディーゼルエンジンの要部の断面図である。 1……ヘッド一体形シリンダブロック、2……シリンダ
ブロック、3……シリンダヘッド、4……シリンダライ
ナ、4b……天井部、16a……頂面、19……吸気弁、20,23
……バルブシート、21,24……シート座、22……排気
弁、26……燃料噴射ノズル、29……シート面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品田 和良 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤン マーディーゼル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−183053(JP,A) 実開 昭60−32536(JP,U) 特許84574(JP,C2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02F 1/00 F02F 1/10 F02F 1/08 F02F 1/16 F02F 1/24 B22D 19/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダブロックとシリンダヘッドとを一
    体成型したアルミニウム製のヘッド一体形シリンダブロ
    ックと、このヘッド一体形シリンダブロックに鋳ぐるみ
    により固着されたシリンダライナとを有する水冷式ディ
    ーゼルエンジンにおいて、前記シリンダライナを、ピス
    トン頂面に対向する天井部を有する構造にし、前記天井
    部に、吸気弁および排気弁のバルブシートが嵌合するシ
    ート座を各々形成して、前記バルブシートが前記ヘッド
    一体形シリンダブロックに直接接触しない構成とし、前
    記天井部及び天井部と連続する前記シリンダライナの一
    端部を厚肉状に形成し、前記シリンダライナの外面が全
    面にわたり前記ヘッド一体形シリンダブロックと当接し
    ており、前記ヘッド一体形シリンダブロックに冷却水水
    路を設け、前記冷却水水路と前記シリンダライナとの間
    は前記ヘッド一体形シリンダブロックで仕切ったことを
    特徴とする水冷式ディーゼルエンジン。
  2. 【請求項2】前記天井部に、燃料噴射ノズルが押付けら
    れるシート面を形成した特許請求の範囲第1項に記載の
    水冷式ディーゼルエンジン。
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