JP3245949B2 - 4バルブ副室式ディーゼルエンジンのシリンダヘッド - Google Patents

4バルブ副室式ディーゼルエンジンのシリンダヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は4バルブ副室式ディーゼ
ルエンジンのシリンダヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンには、その燃焼形態
からピストンのキャビティ内に燃料噴霧を直接噴射して
燃料の自発着火を促すようにした直接噴射式ディーゼル
エンジンと、シリンダヘッド内に、ピストンのキャビテ
ィとは別に副室(副燃室)を設け、副室内の一次燃焼ガ
スをピストンのキャビティ内へ導いてここで燃焼を完結
させるようにした副室式ディーゼルエンジンとに別れ、
直接噴射式ディーゼルエンジンは、副室式ディーゼルエ
ンジンと比べて熱効率が高く大きな出力を得ることがで
きるという利点を有し、副室式ディーゼルエンジンは、
熱効率こそ劣りはするものの、NOx、スモーク等の排
出量がきわめて少ないという利点をもっている。したが
ってクリーンエンジンの資質を備えた副室式ディーゼル
エンジンについて、その出力、低燃費等を改善できれ
ば、大きな馬力を必要とする大型車にも、副室式ディー
ゼルエンジンを採用することができ、低公害に大きく貢
献することができる。
【0003】そこで本出願人等は、副室式ディーゼルエ
ンジンの出力不足を吸気効率の改善によって賄うため
に、副室(渦流室等)を備えたデーゼルエンジンで、吸
排気弁を各気筒あたり各々2個ずつ備え、吸気弁、排気
弁が各々クランク軸と平行な線上に配置された、いわゆ
る4バルブ形式の副室式ディーゼルエンジン(4バルブ
IDIディーゼルエンジン)の検討に着手した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この4バルブ副室式デ
ィーゼルエンジンは、吸気弁及び排気弁を各々クランク
軸と平行な線上に位置させ、副室をその吸気弁の列に対
して外側に位置させ、吸気弁列は、吸気ポートのポート
径を大きくして吸気効率を高めるという観点から、副室
と排気弁列との間に位置させるというものである。しか
し、このような構成を採用した場合は、吸気ポートと排
気ポ−トとの間の水平隔壁(第1水平隔壁)及び排気ポ
−ト間の水平隔壁(第2水平隔壁)を、それぞれ薄肉と
せざるを得なくなり、第1水平隔壁及び第2水平隔壁
が、副室及びキャビティの燃焼ガスに対して熱応力的に
弱くなり、これらに熱破壊が生じてしまうという虞があ
る。また、シリンダヘッド内で、排気ポートをそれぞれ
区画する区画壁同士をその排気下流側で互いに接続する
ようにすると、その排気ポート同士を連結する連結壁に
高い熱応力が繰り返し負荷されてここにも熱破壊が生じ
てしまうという虞がある。
【0005】本発明の目的は、4バルブ形式の副室式デ
ィーゼルエンジンにおいて、第1水平隔壁,第2水平隔
壁及び連結壁に冷却水通路を設けてこれらを良好に冷却
するようにした副室式ディーゼルエンジンのシリンダヘ
ッドを提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、吸気弁列及び排気弁列を各々クランク軸と
平行な線上に位置させ、副室をその吸気弁列の外側に位
置させて設けた4バルブ副室式ディーゼルエンジンのシ
リンダヘッドにおいて、シリンダヘッド内で2つの吸気
ポート及び2つの排気ポートの互いの区画壁同士をその
吸入上流側と排気下流側において互いに接続し、シリン
ダヘッドをその前端面より後端面に貫通させて吸・排気
ポート間の水平隔壁内を通る第1冷却水通路を形成する
と共に第1冷却水通路と直交する方向から第1冷却水通
路に交叉させて第2冷却水通路を形成し、その第2冷却
水通路及び上記排気ポート相互を連結する連結壁と直交
する方向からこれら第2冷却水通路及び排気ポート間連
結壁内を貫通しウォータジャケットに連通する第3冷却
水通路を形成し、これら冷却水通路にシリンダボディ冷
却系とは別の冷却水供給系を接続したものである。
【0007】
【作用】上記構成により、シリンダボディを循環する冷
却水とは別の冷たい冷却水が、吸排気ポ−ト間の水平隔
壁、排気ポート間の水平隔壁、そして排気ポート相互を
連結する連結壁を効果的に冷却する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適一実施例を添付図面に基
づいて説明する。
【0009】図1はシリンダヘッド下面を示す図、第2
図は第1図のA−A線断面を示す図、図3は第1図のB
−B線断面を示す図、図4は第1図のC−C線断面を示
す図、図5は第1図のD−D線断面を示す図である。
【0010】4バルブ副室式ディーゼルエンジンのシリ
ンダヘッド1には、吸気弁2の列及び排気弁3の列が各
々クランク軸と平行な線上に位置され、副室4がその吸
気弁2の列に対して外側に位置されている。なお、吸気
弁2の列は、吸気ポート5のポート径を大きくして吸気
効率を高めるという観点から、副室4と排気弁3の列と
の間に位置されている。しかし、このような構成とした
場合は、図4,図5に示されているように吸気ポート5
と排気ポ−ト6との間の水平隔壁7(以下、「第1水平
隔壁」という。)及び排気ポ−ト6,6間の水平隔壁
(以下、「第2水平隔壁」という。)8は、かなり薄く
なり、特に第1水平隔壁7のバルブインサート間、第2
水平隔壁8のバルブインサート間は、相当な薄さとなっ
て、副室4及びピストンのキャビティ(図示せず)の燃
焼ガスに対するその許容応力は、極端に低下してしま
う。
【0011】そこで、吸気ポート5及び排気ポート6を
区画する区画壁同士を、シリンダヘッド1内でその吸入
上流側と排気下流側において互いに接続して連結壁11
が形成され、シリンダヘッド1内に、その前端面から後
端面に貫通させて第1冷却水通路9が形成され、シリン
ダヘッド1の一側面(排気ポート6側)からその第1冷
却水通路9と直交する方向から第1冷却水通路9とT形
に交叉させて第2冷却水通路10が形成されている。さ
らにシリンダヘッド1a下面を、その第2冷却水通路1
0及び排気ポート間の連結壁11と直交する方向から開
口し、第2冷却水通路10及び連結壁11内を貫通させ
てウォータジャケット12に開口させて第3冷却水通路
13が形成されている(図2,図4参照)。これら第
1、第2、第3冷却水通路9,10,13は、それぞれ
必要に応じてプラグ14によって密閉されるが、第1冷
却水通路9の一方の開口端にはこれら冷却水通路9,1
0,13に冷却水を供給するための管路14が取り付け
られ、管路14の他端に、ウォータポンプ15が取り付
けられている。
【0012】従ってウォータポンプ15を駆動して第1
冷却水通路9に冷却水を供給すると、シリンダボディ
(図示せず)を循環する冷却水とは別の冷たい冷却水が
第1水平隔壁7、第2水平隔壁8、そして連結壁11内
を循環するようになり、これら各部は効果的に冷却さ
れ、熱疲労、クラック破壊等から保護されるようにな
る。
【0013】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
【0014】吸・排気弁間の水平隔壁,排気弁間の水平
隔壁及び排気ポート同士を連結する連結壁を良好に冷却
することができるので、NOx、スモークの排出量の少
なく大出力を発生させることの可能な4バルブ副室式デ
ィーゼルエンジンのシリンダヘッドを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る4バルブ副室式ディーゼルエンジ
ンのシリンダヘッド下面を示す図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1のB−B線断面図である。
【図4】図1のC−C線断面図である。
【図5】図1のD−D線断面である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2 吸気弁 3 排気弁 4 副室 5 吸気ポート 6 排気ポート 7 第1水平隔壁 8 第2水平隔壁 9 第1冷却水通路 10 第2冷却水通路 11 連結壁 12 ウォータジャケット 13 第3冷却水通路 14 管路 15 ウォータポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02F 1/40 F02F 1/40 B (56)参考文献 特開 平4−124424(JP,A) 特開 昭61−167146(JP,A) 特開 昭62−279257(JP,A) 特開 平1−249947(JP,A) 特開 昭56−148610(JP,A) 特開 平3−264720(JP,A) 特開 平4−116223(JP,A) 特開 平5−33640(JP,A) 実開 昭62−169221(JP,U) 実開 昭58−109535(JP,U) 実開 昭55−130014(JP,U) 実開 昭62−150532(JP,U) 実開 昭58−109536(JP,U) 実開 昭62−169220(JP,U) 実開 昭63−186923(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02F 1/38 F02F 1/40 F01P 3/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気弁列及び排気弁列を各々クランク軸
    と平行な線上に位置させ、副室をその吸気弁列の外側に
    位置させて設けた4バルブ副室式ディーゼルエンジンの
    シリンダヘッドにおいて、シリンダヘッド内で2つの吸
    気ポート及び2つの排気ポートの互いの区画壁同士をそ
    の吸入上流側と排気下流側において互いに接続し、シリ
    ンダヘッドをその前端面より後端面に貫通させて吸・排
    気ポート間の水平隔壁内を通る第1冷却水通路を形成す
    ると共に第1冷却水通路と直交する方向から第1冷却水
    通路に交叉させて第2冷却水通路を形成し、その第2冷
    却水通路及び上記排気ポート相互を連結する連結壁と直
    交する方向からこれら第2冷却水通路及び排気ポート間
    連結壁内を貫通しウォータジャケットに連通する第3冷
    却水通路を形成し、これら冷却水通路にシリンダボディ
    冷却系とは別の冷却水供給系を接続したことを特徴とす
    る4バルブ副室式ディーゼルエンジンのシリンダヘッ
    ド。
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