JP3358417B2 - ディーゼル機関のシリンダヘッド - Google Patents
ディーゼル機関のシリンダヘッドInfo
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関の
シリンダヘッドに係り、特に、グロープラグを備える直
噴タイプのディーゼル機関に用いられるシリンダヘッド
に関する。
シリンダヘッドに係り、特に、グロープラグを備える直
噴タイプのディーゼル機関に用いられるシリンダヘッド
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば実開平２−７４５２６
号に開示される如く、グロープラグを備える直噴タイプ
のディーゼル機関が知られている。図５は、かかるディ
ーゼル機関の要部の構造を表す断面図を示す。直噴タイ
プのディーゼル機関においては、シリンダヘッド１０に
燃料噴射ノズル１２が配設される。また、シリンダヘッ
ド１０の、燃料噴射ノズル１２に隣接する位置には、グ
ロープラグ１４が配設されている。
号に開示される如く、グロープラグを備える直噴タイプ
のディーゼル機関が知られている。図５は、かかるディ
ーゼル機関の要部の構造を表す断面図を示す。直噴タイ
プのディーゼル機関においては、シリンダヘッド１０に
燃料噴射ノズル１２が配設される。また、シリンダヘッ
ド１０の、燃料噴射ノズル１２に隣接する位置には、グ
ロープラグ１４が配設されている。
【０００３】シリンダブロック１６には、シリンダ１８
が形成されている。シリンダ１８の内部には、ピストン
２０が摺動可能に挿入されている。ピストン２２には、
燃焼室２２が形成されている。シリンダヘッド１０に配
設される燃料噴射ノズル１２は、その先端部が燃焼室２
２の中心部に露出するように配設されている。また、グ
ロープラグ１４は、その先端部が燃焼室２２内部に露出
するように配設されている。
が形成されている。シリンダ１８の内部には、ピストン
２０が摺動可能に挿入されている。ピストン２２には、
燃焼室２２が形成されている。シリンダヘッド１０に配
設される燃料噴射ノズル１２は、その先端部が燃焼室２
２の中心部に露出するように配設されている。また、グ
ロープラグ１４は、その先端部が燃焼室２２内部に露出
するように配設されている。
【０００４】ところで、ディーゼル機関の分野において
は、吸気弁や排気弁を各気筒に対して複数配設する多弁
式ディーゼル機関が知られている。図６は、グロープラ
グを備える多弁式の直噴ディーゼル機関に用いられるシ
リンダヘッド２４の底面図を示す。
は、吸気弁や排気弁を各気筒に対して複数配設する多弁
式ディーゼル機関が知られている。図６は、グロープラ
グを備える多弁式の直噴ディーゼル機関に用いられるシ
リンダヘッド２４の底面図を示す。
【０００５】シリンダヘッド２４は、アルミ合金または
鋳鉄等で構成されるシリンダヘッド本体２６と、耐熱合
金鋼または焼結合金等で構成される４つのバルブシート
リング２８-1〜２８-4とを備えている。バルブシートリ
ング２８-1〜２８-4は、２つの吸気バルブおよび２つの
排気バルブのバルブシートを構成する環状の部材であ
る。シリンダヘッド本体２６には、バルブシートリング
２８-1〜２８-4の外形と嵌合する嵌合部３０-1〜３０-4
が設けられている。バルブシートリング２８-1〜２８-4
は、嵌合部３０-1〜３０-4の内部に圧入されている。
鋳鉄等で構成されるシリンダヘッド本体２６と、耐熱合
金鋼または焼結合金等で構成される４つのバルブシート
リング２８-1〜２８-4とを備えている。バルブシートリ
ング２８-1〜２８-4は、２つの吸気バルブおよび２つの
排気バルブのバルブシートを構成する環状の部材であ
る。シリンダヘッド本体２６には、バルブシートリング
２８-1〜２８-4の外形と嵌合する嵌合部３０-1〜３０-4
が設けられている。バルブシートリング２８-1〜２８-4
は、嵌合部３０-1〜３０-4の内部に圧入されている。
【０００６】シリンダヘッド本体２６には、バルブシー
トリング２８-1〜２８-4の開口部と連通するポート３２
-1〜３２-4が設けられている。ポート３２-1〜３２
-4は、シリンダヘッド２４に組み込まれる吸気バルブま
たは排気バルブがバルブシートリング２８-1〜２８-4に
より構成されるバルブシートから離座している場合に導
通状態となり、一方、吸気バルブまたは排気バルブがバ
ルブシートリング２８-1〜２８-4により構成されるバル
ブシートに着座している場合に遮断状態となる。
トリング２８-1〜２８-4の開口部と連通するポート３２
-1〜３２-4が設けられている。ポート３２-1〜３２
-4は、シリンダヘッド２４に組み込まれる吸気バルブま
たは排気バルブがバルブシートリング２８-1〜２８-4に
より構成されるバルブシートから離座している場合に導
通状態となり、一方、吸気バルブまたは排気バルブがバ
ルブシートリング２８-1〜２８-4により構成されるバル
ブシートに着座している場合に遮断状態となる。
【０００７】上記図５に示す如く、直噴ディーゼル機関
の燃料噴射ノズル１２は、その先端部が燃焼室２２の中
心部に露出されるように配設される。また、グロープラ
グ１４は、その先端部が燃焼室１４に露出されるよう
に、燃料噴射ノズル１２の近傍に配設される。かかる配
置を実現すべく、図６に示すシリンダヘッド本体２６に
は、４つのバルブシートリング２８-1〜２８-4の中心部
の近傍に燃料噴射ノズル穴３４が、また、バルブシート
リング２８-1と２８-2との間にグロープラグ穴３６が、
それぞれ設けられている。
の燃料噴射ノズル１２は、その先端部が燃焼室２２の中
心部に露出されるように配設される。また、グロープラ
グ１４は、その先端部が燃焼室１４に露出されるよう
に、燃料噴射ノズル１２の近傍に配設される。かかる配
置を実現すべく、図６に示すシリンダヘッド本体２６に
は、４つのバルブシートリング２８-1〜２８-4の中心部
の近傍に燃料噴射ノズル穴３４が、また、バルブシート
リング２８-1と２８-2との間にグロープラグ穴３６が、
それぞれ設けられている。
【０００８】図６に示すシリンダヘッド２４によれば、
燃料が燃焼室の中心部近傍に噴射されるグロープラグ付
き多弁式直噴ディーゼル機関が実現される。かかる形式
のヒーゼル機関によれば、冷間始動時にグロープラグを
発熱させることにより良好な始動性を得ることができ、
燃料噴射ノズルから燃焼室内にバランス良く燃料を噴射
することができ、かつ、複数の吸気弁および排気弁を用
いて高い吸気効率および排気効率を得ることができる。
燃料が燃焼室の中心部近傍に噴射されるグロープラグ付
き多弁式直噴ディーゼル機関が実現される。かかる形式
のヒーゼル機関によれば、冷間始動時にグロープラグを
発熱させることにより良好な始動性を得ることができ、
燃料噴射ノズルから燃焼室内にバランス良く燃料を噴射
することができ、かつ、複数の吸気弁および排気弁を用
いて高い吸気効率および排気効率を得ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図７は、上記図６中に
示すVII-VII 直線に沿ってシリンダヘッド２４を切断し
た際に得られる断面図を示す。上述の如く、シリンダヘ
ッド２４のグロープラグ穴３６は、隣接する２つのバル
ブシートリング２８-1および２８-2の間に形成されてい
る。このため、バルブシートリング２８-1とグロープラ
グ穴３６との間、およびバルブシートリング２８-2とグ
ロープラグ穴３６との間には、シリンダヘッド本体２６
の一部として薄肉部２６ａ，２６ｂが形成される。
示すVII-VII 直線に沿ってシリンダヘッド２４を切断し
た際に得られる断面図を示す。上述の如く、シリンダヘ
ッド２４のグロープラグ穴３６は、隣接する２つのバル
ブシートリング２８-1および２８-2の間に形成されてい
る。このため、バルブシートリング２８-1とグロープラ
グ穴３６との間、およびバルブシートリング２８-2とグ
ロープラグ穴３６との間には、シリンダヘッド本体２６
の一部として薄肉部２６ａ，２６ｂが形成される。
【００１０】シリンダヘッド２４の底面（燃焼室に露出
される面）には、ディーゼル機関の運転に伴う爆圧力お
よび熱負荷変動に起因する応力、およびディーゼル機関
の運転・停止の繰り返しに伴う冷熱負荷に起因する応力
が作用する。このため、シリンダヘッド本体２６の薄肉
部２６ａ，２６ｂ、およびバルブシートリング２８-1，
２８-2には大きな応力が作用する。
される面）には、ディーゼル機関の運転に伴う爆圧力お
よび熱負荷変動に起因する応力、およびディーゼル機関
の運転・停止の繰り返しに伴う冷熱負荷に起因する応力
が作用する。このため、シリンダヘッド本体２６の薄肉
部２６ａ，２６ｂ、およびバルブシートリング２８-1，
２８-2には大きな応力が作用する。
【００１１】耐熱合金鋼や焼結合金等で構成されるバル
ブシートリング２８-1，２８-2は、かかる応力に対して
高い耐久性を示す。しかしながら、アルミ合金や鋳鉄で
構成されるシリンダヘッド本体の耐久性は、バルブシー
トリング２８-1，２８-2の耐久性ほど高くない。このた
め、上記図６および図７に示すシリンダヘッド２４にお
いては、薄肉部２６ａ，２６ｂの疲労が他の部位の疲労
に比して進行し易い。
ブシートリング２８-1，２８-2は、かかる応力に対して
高い耐久性を示す。しかしながら、アルミ合金や鋳鉄で
構成されるシリンダヘッド本体の耐久性は、バルブシー
トリング２８-1，２８-2の耐久性ほど高くない。このた
め、上記図６および図７に示すシリンダヘッド２４にお
いては、薄肉部２６ａ，２６ｂの疲労が他の部位の疲労
に比して進行し易い。
【００１２】シリンダヘッド２４においても、バルブシ
ートリング２８-1および２８-2の間隔を十分に確保すれ
ば、薄肉部２６ａ，２６ｂの肉圧を十分に確保して、薄
肉部２８-1，２８-2に高い耐久性を付与することができ
る。しかしながら、バルブシートリング２８-1および２
８-2の間隔を十分に確保するためには、ポート３２-1，
３２-2の径を小さくすることが必要となる。このため、
上記の措置には、ディーゼル機関の吸気効率または排気
効率の低下という不利益が伴う。この点、上述したシリ
ンダヘッド２４の構造は、ディーゼル機関の吸気効率お
よび排気効率を高いレベルに維持しつつ、シリンダヘッ
ド２４の全体に高い耐久性を付与することが困難な構造
であった。
ートリング２８-1および２８-2の間隔を十分に確保すれ
ば、薄肉部２６ａ，２６ｂの肉圧を十分に確保して、薄
肉部２８-1，２８-2に高い耐久性を付与することができ
る。しかしながら、バルブシートリング２８-1および２
８-2の間隔を十分に確保するためには、ポート３２-1，
３２-2の径を小さくすることが必要となる。このため、
上記の措置には、ディーゼル機関の吸気効率または排気
効率の低下という不利益が伴う。この点、上述したシリ
ンダヘッド２４の構造は、ディーゼル機関の吸気効率お
よび排気効率を高いレベルに維持しつつ、シリンダヘッ
ド２４の全体に高い耐久性を付与することが困難な構造
であった。
【００１３】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ディーゼル機関の吸気効率および排気効率を低
下させることなく、シリンダヘッドの全体において高い
耐久性を確保し得るシリンダヘッドを提供することを目
的とする。
であり、ディーゼル機関の吸気効率および排気効率を低
下させることなく、シリンダヘッドの全体において高い
耐久性を確保し得るシリンダヘッドを提供することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、シリンダの中心部近傍に相当する部位
に形成された燃料噴射ノズル穴と、吸気バルブおよび排
気バルブのバルブシートを構成すべく前記燃料噴射ノズ
ル穴の周囲に配設された複数のバルブシートリングと、
隣接する２つのバルブシートの間に形成されたグロープ
ラグ穴とを備えるディーゼル機関のシリンダヘッドにお
いて、前記隣接する２つのバルブシートを構成する２つ
のバルブシートリングは、前記グロープラグ穴の直径よ
りも狭い間隔で備えられ、前記グロープラグ穴は、シリ
ンダヘッド本体の一部と、前記２つのバルブシートリン
グのそれぞれの一部とを切削して形成されたことを特徴
とするディーゼル機関のシリンダヘッドにより達成され
る。
に記載する如く、シリンダの中心部近傍に相当する部位
に形成された燃料噴射ノズル穴と、吸気バルブおよび排
気バルブのバルブシートを構成すべく前記燃料噴射ノズ
ル穴の周囲に配設された複数のバルブシートリングと、
隣接する２つのバルブシートの間に形成されたグロープ
ラグ穴とを備えるディーゼル機関のシリンダヘッドにお
いて、前記隣接する２つのバルブシートを構成する２つ
のバルブシートリングは、前記グロープラグ穴の直径よ
りも狭い間隔で備えられ、前記グロープラグ穴は、シリ
ンダヘッド本体の一部と、前記２つのバルブシートリン
グのそれぞれの一部とを切削して形成されたことを特徴
とするディーゼル機関のシリンダヘッドにより達成され
る。
【００１５】本発明において、燃料噴射ノズル穴はシリ
ンダの中心に相当する部位に形成される。また、燃焼噴
射ノズル穴の周囲には複数のバルブシートリングが配設
されている。このため、燃料噴射ノズルの近傍に形成さ
れるべきグロープラグ穴は、隣接する２つのバルブシー
トリングの間に形成されている。これらのバルブシート
リングは、それらの間隔がグロープラグ穴の直径に比し
て小さくなるように配置されている。そして、グロープ
ラグ穴は、２つのバルブシートリングの一部が少なくと
もグロープラグ穴を規定する壁面の一部を形成するよう
形成されている。かかる構造によれば、バルブシートリ
ングとグロープラグ穴との間にシリンダヘッド本体の薄
肉部は形成されない。
ンダの中心に相当する部位に形成される。また、燃焼噴
射ノズル穴の周囲には複数のバルブシートリングが配設
されている。このため、燃料噴射ノズルの近傍に形成さ
れるべきグロープラグ穴は、隣接する２つのバルブシー
トリングの間に形成されている。これらのバルブシート
リングは、それらの間隔がグロープラグ穴の直径に比し
て小さくなるように配置されている。そして、グロープ
ラグ穴は、２つのバルブシートリングの一部が少なくと
もグロープラグ穴を規定する壁面の一部を形成するよう
形成されている。かかる構造によれば、バルブシートリ
ングとグロープラグ穴との間にシリンダヘッド本体の薄
肉部は形成されない。
【００１６】上記の目的は、請求項２に記載する如く、
シリンダの中心部近傍に相当する部位に燃料噴射ノズル
穴を形成し、吸気バルブおよび排気バルブのバルブシー
トを構成すべく前記燃料噴射ノズル穴の周囲に複数のバ
ルブシートリングを配設し、隣接する２つのバルブシー
トの間にグロープラグ穴を形成するディーゼル機関用シ
リンダヘッドの製造方法において、前記隣接する２つの
バルブシートを構成する２つのバルブシートリングを、
前記グロープラグ穴の直径よりも狭い間隔で備え、前記
グロープラグ穴を、シリンダヘッド本体の一部と、前記
２つのバルブシートリングのそれぞれの一部とを切削し
て形成することを特徴とするディーゼル機関用シリンダ
ヘッドの製造方法によっても達成される。
シリンダの中心部近傍に相当する部位に燃料噴射ノズル
穴を形成し、吸気バルブおよび排気バルブのバルブシー
トを構成すべく前記燃料噴射ノズル穴の周囲に複数のバ
ルブシートリングを配設し、隣接する２つのバルブシー
トの間にグロープラグ穴を形成するディーゼル機関用シ
リンダヘッドの製造方法において、前記隣接する２つの
バルブシートを構成する２つのバルブシートリングを、
前記グロープラグ穴の直径よりも狭い間隔で備え、前記
グロープラグ穴を、シリンダヘッド本体の一部と、前記
２つのバルブシートリングのそれぞれの一部とを切削し
て形成することを特徴とするディーゼル機関用シリンダ
ヘッドの製造方法によっても達成される。
【００１７】本発明において、バルブシートリングは、
それらの間隔がグロープラグ穴の直径に比して小さくな
るように配置される。そして、グロープラグ穴は、２つ
のバルブシートリングの一部が少なくともグロープラグ
穴を規定する壁面の一部を形成するよう形成される。こ
のような加工により製造されたシリンダヘッドは、バル
ブシートリングとグロープラグ穴との間にシリンダヘッ
ド本体の薄肉部を有しない。
それらの間隔がグロープラグ穴の直径に比して小さくな
るように配置される。そして、グロープラグ穴は、２つ
のバルブシートリングの一部が少なくともグロープラグ
穴を規定する壁面の一部を形成するよう形成される。こ
のような加工により製造されたシリンダヘッドは、バル
ブシートリングとグロープラグ穴との間にシリンダヘッ
ド本体の薄肉部を有しない。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
ディーゼル機関のシリンダヘッド４０の底面図を示す。
シリンダヘッド４０は、図１に表される面がディーゼル
機関の内側となるように、すなわち、図１に表される面
が、ディーゼル機関の内部に形成される燃焼室に露出さ
れるように、シリンダブロック（図示せず）の上部に固
定される。
ディーゼル機関のシリンダヘッド４０の底面図を示す。
シリンダヘッド４０は、図１に表される面がディーゼル
機関の内側となるように、すなわち、図１に表される面
が、ディーゼル機関の内部に形成される燃焼室に露出さ
れるように、シリンダブロック（図示せず）の上部に固
定される。
【００２１】シリンダヘッド４０は、アルミ合金または
鋳鉄等により構成されるシリンダヘッド本体４２を備え
ている。また、シリンダヘッド４０は、ディーゼル機関
の気筒毎に、４つのバルブシートリング４４-1〜４４-4
を備えている。シリンダヘッド本体４２には、シリンダ
ヘッド４０とシリンダブロックとを締結するヘッドボル
ト（図示せず）を挿通させるためのヘッドボルト穴４６
が形成されている。
鋳鉄等により構成されるシリンダヘッド本体４２を備え
ている。また、シリンダヘッド４０は、ディーゼル機関
の気筒毎に、４つのバルブシートリング４４-1〜４４-4
を備えている。シリンダヘッド本体４２には、シリンダ
ヘッド４０とシリンダブロックとを締結するヘッドボル
ト（図示せず）を挿通させるためのヘッドボルト穴４６
が形成されている。
【００２２】ヘッドボルト穴４６は、ディーゼル機関が
備える全ての気筒が、ほぼ等間隔に配置された６個のヘ
ッドボルト穴で取り囲まれるようにシリンダヘッド本体
４２を貫通して複数個形成されている。ヘッドボルト穴
４６は、シリンダヘッド本体４２の成形時に鋳抜かれる
ことにより、または、シリンダヘッド本体４２が成形さ
れた後、シリンダヘッド本体４２に機械加工を施すこと
により形成される。
備える全ての気筒が、ほぼ等間隔に配置された６個のヘ
ッドボルト穴で取り囲まれるようにシリンダヘッド本体
４２を貫通して複数個形成されている。ヘッドボルト穴
４６は、シリンダヘッド本体４２の成形時に鋳抜かれる
ことにより、または、シリンダヘッド本体４２が成形さ
れた後、シリンダヘッド本体４２に機械加工を施すこと
により形成される。
【００２３】シリンダヘッド本体４２には、また、バル
ブシートリング４４-1〜４４-4が嵌合される嵌合部４８
-1〜４８-4が形成されている。嵌合部４８-1〜４８-4の
直径は、バルブシートリング４４-1〜４４-4の外径とほ
ぼ等しく設定されている。また、嵌合部４８-1〜４８-4
の深さは、バルブシートリング４４-1〜４４-4のリング
幅とほぼ等しく設定されている。バルブシートリング４
４-1〜４４-4は、シリンダヘッド本体４２に埋め込まれ
るように、嵌合部４８-1〜４８-4に内部に圧入されてい
る。
ブシートリング４４-1〜４４-4が嵌合される嵌合部４８
-1〜４８-4が形成されている。嵌合部４８-1〜４８-4の
直径は、バルブシートリング４４-1〜４４-4の外径とほ
ぼ等しく設定されている。また、嵌合部４８-1〜４８-4
の深さは、バルブシートリング４４-1〜４４-4のリング
幅とほぼ等しく設定されている。バルブシートリング４
４-1〜４４-4は、シリンダヘッド本体４２に埋め込まれ
るように、嵌合部４８-1〜４８-4に内部に圧入されてい
る。
【００２４】バルブシートリング４４-1〜４４-4は、耐
熱合金鋼または焼結合金等により構成される環状の部材
である。バルブシートリング４４-1〜４４-4は、それら
の内周面と燃焼室に露出される側面との境界部に、テー
パ状に成形されたバルブシート４４-1ａ〜４４-4ａを備
えている。バルブシート４４-1ａ，４４-2ａは、シリン
ダヘッド４０に組み込まれる吸気バルブ（図示せず）の
バルブシートとして機能する。また、バルブシート４４
-3ａ，４４-4ａは、シリンダヘッド４０に組み込まれる
排気バルブ（図示せず）のバルブシートとして機能す
る。
熱合金鋼または焼結合金等により構成される環状の部材
である。バルブシートリング４４-1〜４４-4は、それら
の内周面と燃焼室に露出される側面との境界部に、テー
パ状に成形されたバルブシート４４-1ａ〜４４-4ａを備
えている。バルブシート４４-1ａ，４４-2ａは、シリン
ダヘッド４０に組み込まれる吸気バルブ（図示せず）の
バルブシートとして機能する。また、バルブシート４４
-3ａ，４４-4ａは、シリンダヘッド４０に組み込まれる
排気バルブ（図示せず）のバルブシートとして機能す
る。
【００２５】シリンダヘッド本体４２には、バルブシー
トリング４４-1〜４４-4の開口部とほぼ等しい径を有す
るポート５０-1〜５０-4が形成されている。ポート５０
-1おおび５０-2は、ディーゼル機関の吸気ポートであ
り、図示しない吸気管に連通される。また、ポート５０
-3および５０-4は、ディーゼル機関の排気ポートであ
り、図示しない排気管に連通される。
トリング４４-1〜４４-4の開口部とほぼ等しい径を有す
るポート５０-1〜５０-4が形成されている。ポート５０
-1おおび５０-2は、ディーゼル機関の吸気ポートであ
り、図示しない吸気管に連通される。また、ポート５０
-3および５０-4は、ディーゼル機関の排気ポートであ
り、図示しない排気管に連通される。
【００２６】シリンダヘッド本体４２には、ディーゼル
機関のシリンダの中央部に相当する位置に、すなわち、
バルブシートリング４４-1〜４４-4に囲まれる部位のほ
ぼ中心部に、燃料噴射ノズル穴５２が形成されている。
燃料噴射ノズル穴５２は、シリンダヘッド４０を貫通す
る貫通孔であり、その内部には燃料噴射ノズル（図示せ
ず）が組み付けられる。燃料噴射ノズル穴５２に組み付
けられた燃料噴射ノズルの先端部は、シリンダヘッド４
０がシリンダブロック上に固定された際に、ディーゼル
機関の燃焼室のほぼ中央部に露出される。燃料噴射ノズ
ル穴５２は、シリンダヘッド本体４２に機械加工を施す
ことにより形成される。
機関のシリンダの中央部に相当する位置に、すなわち、
バルブシートリング４４-1〜４４-4に囲まれる部位のほ
ぼ中心部に、燃料噴射ノズル穴５２が形成されている。
燃料噴射ノズル穴５２は、シリンダヘッド４０を貫通す
る貫通孔であり、その内部には燃料噴射ノズル（図示せ
ず）が組み付けられる。燃料噴射ノズル穴５２に組み付
けられた燃料噴射ノズルの先端部は、シリンダヘッド４
０がシリンダブロック上に固定された際に、ディーゼル
機関の燃焼室のほぼ中央部に露出される。燃料噴射ノズ
ル穴５２は、シリンダヘッド本体４２に機械加工を施す
ことにより形成される。
【００２７】シリンダヘッド４０は、バルブシート４４
-1ａと４４-2ａとの間に、グロープラグ穴５４を備えて
いる。グローバルブ穴５４は、シリンダヘッド４０を貫
通する貫通孔であり、その内部にはグロープラグ（図示
せず）が組み付けられる。グロープラグ穴５４に組み付
けられたグロープラグの先端部は、シリンダヘッド４０
がシリンダブロック上に固定された際に、ディーゼル機
関の燃焼室内部に露出される。
-1ａと４４-2ａとの間に、グロープラグ穴５４を備えて
いる。グローバルブ穴５４は、シリンダヘッド４０を貫
通する貫通孔であり、その内部にはグロープラグ（図示
せず）が組み付けられる。グロープラグ穴５４に組み付
けられたグロープラグの先端部は、シリンダヘッド４０
がシリンダブロック上に固定された際に、ディーゼル機
関の燃焼室内部に露出される。
【００２８】本実施例のシリンダヘッド４０において、
バルブシートリング４４-1とバルブシートリング４４-2
との間隔は、グロープラグ穴５４の直径に比して小さく
設定されている。すなわち、グローバルブ穴５４は、シ
リンダヘッド本体４２にバルブシートリング４４-1およ
び４４-2を圧入した後に、シリンダヘッド本体５４と、
バルブシートリング４４-1および４４-2の一部とを切削
する機械加工を行うことにより形成される。
バルブシートリング４４-1とバルブシートリング４４-2
との間隔は、グロープラグ穴５４の直径に比して小さく
設定されている。すなわち、グローバルブ穴５４は、シ
リンダヘッド本体４２にバルブシートリング４４-1およ
び４４-2を圧入した後に、シリンダヘッド本体５４と、
バルブシートリング４４-1および４４-2の一部とを切削
する機械加工を行うことにより形成される。
【００２９】図２は、図１に示すII-II 直線に沿ってシ
リンダヘッド４０を切断した際に得られる断面図を示
す。図２において、二点鎖線で示す形状は、グロープラ
グ穴５４の切削加工が実行される前のバルブシートリン
グ４４-1および４４-2の外形を示す。
リンダヘッド４０を切断した際に得られる断面図を示
す。図２において、二点鎖線で示す形状は、グロープラ
グ穴５４の切削加工が実行される前のバルブシートリン
グ４４-1および４４-2の外形を示す。
【００３０】図２に示す如く、本実施例のシリンダヘッ
ド４０においては、バルブシートリング４４-1および４
４-2自身が、グロープラグ穴５４の側壁の一部を構成し
ている。かかる構成によれば、バルブシートリング４４
-1および４４-2と、グロープラグ穴５４との間に、シリ
ンダヘッド本体４２の薄肉部が形成されることがない。
また、バルブシートリング４４-1および４４-2は、焼結
合金または耐熱合金等で構成される高耐久部材である。
従って、グロープラグ穴５４が形成されることによりそ
の肉圧が減少されても、バルブシートリング４４-1，４
４-2は、十分に高い耐久性を維持することができる。こ
のため、本実施例のシリンダヘッド４０によれば、シリ
ンダヘッド４０の全体において優れた耐久性を確保する
ことができる。
ド４０においては、バルブシートリング４４-1および４
４-2自身が、グロープラグ穴５４の側壁の一部を構成し
ている。かかる構成によれば、バルブシートリング４４
-1および４４-2と、グロープラグ穴５４との間に、シリ
ンダヘッド本体４２の薄肉部が形成されることがない。
また、バルブシートリング４４-1および４４-2は、焼結
合金または耐熱合金等で構成される高耐久部材である。
従って、グロープラグ穴５４が形成されることによりそ
の肉圧が減少されても、バルブシートリング４４-1，４
４-2は、十分に高い耐久性を維持することができる。こ
のため、本実施例のシリンダヘッド４０によれば、シリ
ンダヘッド４０の全体において優れた耐久性を確保する
ことができる。
【００３１】更に、本実施例のシリンダヘッド４０にお
いては、バルブシートリング４４-1と４４-2との間隔が
狭小であるため、ポート５０-1および５０-2の開口面積
を大きく確保することができる。このため、本実施例の
シリンダヘッド４０によれば、ディーゼル機関において
高い吸気効率を確保し得るという効果をも得ることがで
きる。
いては、バルブシートリング４４-1と４４-2との間隔が
狭小であるため、ポート５０-1および５０-2の開口面積
を大きく確保することができる。このため、本実施例の
シリンダヘッド４０によれば、ディーゼル機関において
高い吸気効率を確保し得るという効果をも得ることがで
きる。
【００３２】ところで、上記の実施例においては、バル
ブシートリング４４-1および４４-2の間にグロープラグ
穴５４を形成することとしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、グロープラグ穴５４を、他の隣
接する２つのバルブシートリング間に設けることとして
も良い。尚、上記の実施例においては、バルブシートリ
ング４４-1および４４-2が、前記請求項１記載の「隣接
する２つのバルブシートを構成する２つのバルブシート
リング」に相当している。
ブシートリング４４-1および４４-2の間にグロープラグ
穴５４を形成することとしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、グロープラグ穴５４を、他の隣
接する２つのバルブシートリング間に設けることとして
も良い。尚、上記の実施例においては、バルブシートリ
ング４４-1および４４-2が、前記請求項１記載の「隣接
する２つのバルブシートを構成する２つのバルブシート
リング」に相当している。
【００３３】図３は、本発明の第２実施例であるシリン
ダヘッド６０の底面図を示す。シリンダヘッド６０は、
図３に表される面がディーゼル機関の内側となるよう
に、すなわち、図３に表される面が、ディーゼル機関の
内部に形成される燃焼室に露出されるように、シリンダ
ブロック（図示せず）の上部に固定される。尚、図３に
おいて、上記図１に示す構成部分と同一の部分には同一
の符号を付してその説明を省略する。
ダヘッド６０の底面図を示す。シリンダヘッド６０は、
図３に表される面がディーゼル機関の内側となるよう
に、すなわち、図３に表される面が、ディーゼル機関の
内部に形成される燃焼室に露出されるように、シリンダ
ブロック（図示せず）の上部に固定される。尚、図３に
おいて、上記図１に示す構成部分と同一の部分には同一
の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】シリンダヘッド６０は、アルミ合金または
鋳鉄等により構成されるシリンダヘッド本体６２を備え
ている。また、シリンダヘッド６０は、ディーゼル機関
の気筒毎に、４つのバルブシートリング６４-1〜６４-4
を備えている。シリンダヘッド本体６２には、バルブシ
ートリング６４-1〜６４-4が嵌合される嵌合部６８-1〜
６８-4が形成されている。バルブシートリング６４-1〜
６４-4は、シリンダヘッド本体６２に埋め込まれるよう
に、嵌合部６８-1〜６８-4に内部に圧入されている。
鋳鉄等により構成されるシリンダヘッド本体６２を備え
ている。また、シリンダヘッド６０は、ディーゼル機関
の気筒毎に、４つのバルブシートリング６４-1〜６４-4
を備えている。シリンダヘッド本体６２には、バルブシ
ートリング６４-1〜６４-4が嵌合される嵌合部６８-1〜
６８-4が形成されている。バルブシートリング６４-1〜
６４-4は、シリンダヘッド本体６２に埋め込まれるよう
に、嵌合部６８-1〜６８-4に内部に圧入されている。
【００３５】バルブシートリング６４-1〜６４-4は、上
述したバルブシートリング４４-1〜４４-4と同様に、耐
熱合金鋼または焼結合金等により構成される環状の部材
であり、それらの内周面と燃焼室に露出される側面との
境界部に、テーパ状に成形されたバルブシート６４-1ａ
〜６４-4ａを備えている。バルブシート６４-1ａ，６４
-2ａは、シリンダヘッド６０に組み込まれる吸気バルブ
（図示せず）のバルブシートとして機能する。また、バ
ルブシート６４-3ａ，６４-4ａは、シリンダヘッド６０
に組み込まれる排気バルブ（図示せず）のバルブシート
として機能する。
述したバルブシートリング４４-1〜４４-4と同様に、耐
熱合金鋼または焼結合金等により構成される環状の部材
であり、それらの内周面と燃焼室に露出される側面との
境界部に、テーパ状に成形されたバルブシート６４-1ａ
〜６４-4ａを備えている。バルブシート６４-1ａ，６４
-2ａは、シリンダヘッド６０に組み込まれる吸気バルブ
（図示せず）のバルブシートとして機能する。また、バ
ルブシート６４-3ａ，６４-4ａは、シリンダヘッド６０
に組み込まれる排気バルブ（図示せず）のバルブシート
として機能する。
【００３６】シリンダヘッド６０は、バルブシートリン
グ６４-1と６４-2との間に、グロープラグ穴７０を備え
ている。グローバルブ穴７０は、シリンダヘッド６０を
貫通する貫通孔である。本実施例のシリンダヘッド６０
において、バルブシートリング６４-1とバルブシートリ
ング６４-2との間隔は、グロープラグ穴７０の直径に比
して大きく設定されている。このため、バルブシートリ
ング６４-1とグロープラグ穴７０との間、およびバルブ
シートリング６４-2とグロープラグ穴７０との間には、
それぞれシリンダヘッド本体６２の薄肉部６２ａおよび
６２ｂが形成されている。
グ６４-1と６４-2との間に、グロープラグ穴７０を備え
ている。グローバルブ穴７０は、シリンダヘッド６０を
貫通する貫通孔である。本実施例のシリンダヘッド６０
において、バルブシートリング６４-1とバルブシートリ
ング６４-2との間隔は、グロープラグ穴７０の直径に比
して大きく設定されている。このため、バルブシートリ
ング６４-1とグロープラグ穴７０との間、およびバルブ
シートリング６４-2とグロープラグ穴７０との間には、
それぞれシリンダヘッド本体６２の薄肉部６２ａおよび
６２ｂが形成されている。
【００３７】図４は、図３に示すIV-IV 直線に沿ってシ
リンダヘッド６０を切断した際に得られる断面図を示
す。図４に示す如く、シリンダヘッド６０は、シリンダ
ヘッド本体６２の薄肉部６２ａ，６２ｂと、シリンダヘ
ッド本体６２の他の部位との境界部近傍に、嵌合部６８
-1とグロープラグ穴７０とを連通する連通孔７２、およ
び嵌合部６８-2とグロープラグ穴７０とを連通する連通
孔７４を備えている。連通孔７２，７４は、バルブシー
トリング６４-1，６２-2の圧入に先立って、シリンダヘ
ッド本体６２に機械加工を施すことにより形成される。
リンダヘッド６０を切断した際に得られる断面図を示
す。図４に示す如く、シリンダヘッド６０は、シリンダ
ヘッド本体６２の薄肉部６２ａ，６２ｂと、シリンダヘ
ッド本体６２の他の部位との境界部近傍に、嵌合部６８
-1とグロープラグ穴７０とを連通する連通孔７２、およ
び嵌合部６８-2とグロープラグ穴７０とを連通する連通
孔７４を備えている。連通孔７２，７４は、バルブシー
トリング６４-1，６２-2の圧入に先立って、シリンダヘ
ッド本体６２に機械加工を施すことにより形成される。
【００３８】シリンダヘッド本体６２の薄肉部６２ａ，
６２ｂは、ディーゼル機関の運転に伴う爆圧力や熱負荷
変動に起因する応力、およびディーゼル機関の運転・停
止の繰り返しに伴う冷熱負荷応力が作用する。このた
め、薄肉部６２ａ，６２ｂの疲労はシリンダヘッド本体
６２の他の部位の疲労に比して進行し易い。
６２ｂは、ディーゼル機関の運転に伴う爆圧力や熱負荷
変動に起因する応力、およびディーゼル機関の運転・停
止の繰り返しに伴う冷熱負荷応力が作用する。このた
め、薄肉部６２ａ，６２ｂの疲労はシリンダヘッド本体
６２の他の部位の疲労に比して進行し易い。
【００３９】しかしながら、薄肉部６２ａ，６２ｂに作
用する応力は、連通孔７２，７４により吸収されるた
め、シリンダヘッド本体６２の他の部位には伝達され難
い。換言すれば、本実施例のシリンダヘッド６０によれ
ば、シリンダヘッド本体６２の薄肉部６２，６２ｂに応
力を吸収させることにより、シリンダヘッド本体６２の
他の部位に作用する応力を緩和させることができる。従
って、本実施例のシリンダヘッド６０によれば、シリン
ダヘッド６０全体の耐久性を実質的に高めることができ
る。
用する応力は、連通孔７２，７４により吸収されるた
め、シリンダヘッド本体６２の他の部位には伝達され難
い。換言すれば、本実施例のシリンダヘッド６０によれ
ば、シリンダヘッド本体６２の薄肉部６２，６２ｂに応
力を吸収させることにより、シリンダヘッド本体６２の
他の部位に作用する応力を緩和させることができる。従
って、本実施例のシリンダヘッド６０によれば、シリン
ダヘッド６０全体の耐久性を実質的に高めることができ
る。
【００４０】更に、本実施例のシリンダヘッド６０にお
いては、バルブシートリング６４-1，６４-2が、それら
の全周においてシリンダヘッド本体６２により取り囲ま
れている。バルブシートリング６４-1，６４-2に対して
優れた放熱性を付与するためには、バルブシートリング
６４-1，６４-2とシリンダヘッド本体６２との接触面積
が大きいほど有利である。この点、本実施例のシリンダ
ヘッド６０は、上記第１実施例のシリンダヘッド４０に
比して優れている。従って、本実施例のシリンダヘッド
６０によれば、シリンダヘッド６０の全体において、第
１実施例のシリンダヘッド４０と同等以上の耐久性を確
保することができる。
いては、バルブシートリング６４-1，６４-2が、それら
の全周においてシリンダヘッド本体６２により取り囲ま
れている。バルブシートリング６４-1，６４-2に対して
優れた放熱性を付与するためには、バルブシートリング
６４-1，６４-2とシリンダヘッド本体６２との接触面積
が大きいほど有利である。この点、本実施例のシリンダ
ヘッド６０は、上記第１実施例のシリンダヘッド４０に
比して優れている。従って、本実施例のシリンダヘッド
６０によれば、シリンダヘッド６０の全体において、第
１実施例のシリンダヘッド４０と同等以上の耐久性を確
保することができる。
【００４１】ところで、上記の実施例においては、バル
ブシートリング６４-1および６４-2の間にグロープラグ
穴７０を形成することとしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、グロープラグ穴７０を、他の隣
接する２つのバルブシートリング間に設けることとして
も良い。
ブシートリング６４-1および６４-2の間にグロープラグ
穴７０を形成することとしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、グロープラグ穴７０を、他の隣
接する２つのバルブシートリング間に設けることとして
も良い。
【００４２】上述の如く、図３および図４に示すシリン
ダヘッド６０は、シリンダヘッド本体６２に連通孔７
２，７４を形成することによりシリンダヘッド６０の耐
久性を実質的に高める構成である。これに対して、シリ
ンダヘッド６０の耐久性は、シリンダヘッド本体６２の
薄肉部６２ａ，６２ｂを、シリンダヘッド本体６２の他
の部位に比して高い強度を有する材質で構成することに
よっても高めることができる。
ダヘッド６０は、シリンダヘッド本体６２に連通孔７
２，７４を形成することによりシリンダヘッド６０の耐
久性を実質的に高める構成である。これに対して、シリ
ンダヘッド６０の耐久性は、シリンダヘッド本体６２の
薄肉部６２ａ，６２ｂを、シリンダヘッド本体６２の他
の部位に比して高い強度を有する材質で構成することに
よっても高めることができる。
【００４３】すなわち、上記図３および図４に示すシリ
ンダヘッド６０において、薄肉部６２ａ，６２ｂにレー
ザークラット加工を施すことにより、または、薄肉部６
２ａ，６２ｂが形成される部位に高強度のブロック材を
嵌合することにより、薄肉部６２ａ，６２ｂに高い強度
を付与した場合には、連通孔７２，７４を設けることな
く、上記第２実施例のシリンダヘッド６０と同等の耐久
性を得ることができる。
ンダヘッド６０において、薄肉部６２ａ，６２ｂにレー
ザークラット加工を施すことにより、または、薄肉部６
２ａ，６２ｂが形成される部位に高強度のブロック材を
嵌合することにより、薄肉部６２ａ，６２ｂに高い強度
を付与した場合には、連通孔７２，７４を設けることな
く、上記第２実施例のシリンダヘッド６０と同等の耐久
性を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、バルブシートリングとグロープラグ穴との間に、シ
リンダヘッド本体の薄肉部が形成されるのを防止するこ
とができる。従って、本発明に係るシリンダヘッドによ
れば、シリンダヘッドの全体において優れた耐久性を確
保することができる。
ば、バルブシートリングとグロープラグ穴との間に、シ
リンダヘッド本体の薄肉部が形成されるのを防止するこ
とができる。従って、本発明に係るシリンダヘッドによ
れば、シリンダヘッドの全体において優れた耐久性を確
保することができる。
【００４５】請求項２記載の発明によれば、バルブシー
トリングとグロープラグ穴との間にシリンダヘッド本体
の薄肉部を有せず、該グロープラグ穴を規定する壁面の
少なくとも燃焼室側の一部がバルブシートリングの一部
によって形成されたシリンダヘッドを製造することがで
きる。従って、本発明に係る方法によって製造されたシ
リンダヘッドは、シリンダヘッドの全体において優れた
耐久性を確保することができる。
トリングとグロープラグ穴との間にシリンダヘッド本体
の薄肉部を有せず、該グロープラグ穴を規定する壁面の
少なくとも燃焼室側の一部がバルブシートリングの一部
によって形成されたシリンダヘッドを製造することがで
きる。従って、本発明に係る方法によって製造されたシ
リンダヘッドは、シリンダヘッドの全体において優れた
耐久性を確保することができる。
【００４６】
【図１】本発明の第１実施例のシリンダヘッドの底面図
である。
である。
【図２】第１実施例のシリンダヘッドを図１に示すII-I
I 直線に沿って切断した際に得られる断面図である。
I 直線に沿って切断した際に得られる断面図である。
【図３】本発明の第２実施例のシリンダヘッドの底面図
である。
である。
【図４】第２実施例のシリンダヘッドを図３に示すIV-I
V 直線に沿って切断した際に得られる断面図である。
V 直線に沿って切断した際に得られる断面図である。
【図５】グロープラグを備える直噴ディーゼル機関の要
部構造を表す断面図である。
部構造を表す断面図である。
【図６】グロープラグを備える多弁タイプの直噴ディー
ゼル機関のシリンダヘッドの底面図である。
ゼル機関のシリンダヘッドの底面図である。
【図７】図５に示すシリンダヘッドを図５中に示すVII-
VII 直線に沿って切断した際に得られる断面図である。
VII 直線に沿って切断した際に得られる断面図である。
４０；６０ シリンダヘッド ４２；６２ シリンダヘッド本体 ４４-1〜４４-4；６４-1〜６４-2 バルブシートリング ４４-1ａ〜４４-1ｂ；６４-1ａ〜６４-2ｂ バルブシー
ト ５０-1〜５０-4 ポート ５２ 燃料噴射ノズル穴 ５４；７０ グロープラグ穴 ７０，７２ 連通孔
ト ５０-1〜５０-4 ポート ５２ 燃料噴射ノズル穴 ５４；７０ グロープラグ穴 ７０，７２ 連通孔
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−152120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−93876（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−140413（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−145553（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−109248（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−84343（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−123833（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−35725（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02F 1/24 F02B 23/02 F02P 19/00
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダの中心部近傍に相当する部位に
形成された燃料噴射ノズル穴と、吸気バルブおよび排気
バルブのバルブシートを構成すべく前記燃料噴射ノズル
穴の周囲に配設された複数のバルブシートリングと、隣
接する２つのバルブシートの間に形成されたグロープラ
グ穴とを備えるディーゼル機関のシリンダヘッドにおい
て、 前記隣接する２つのバルブシートを構成する２つのバル
ブシートリングは、前記グロープラグ穴の直径よりも狭
い間隔で備えられ、 前記グロープラグ穴は、シリンダヘッド本体の一部と、
前記２つのバルブシートリングのそれぞれの一部とを切
削して形成された ことを特徴とするディーゼル機関のシ
リンダヘッド。 - 【請求項２】 シリンダの中心部近傍に相当する部位に
燃料噴射ノズル穴を形成し、吸気バルブおよび排気バル
ブのバルブシートを構成すべく前記燃料噴射ノズル穴の
周囲に複数のバルブシートリングを配設し、隣接する２
つのバルブシートの間にグロープラグ穴を形成するディ
ーゼル機関用シリンダヘッドの製造方法において、 前記隣接する２つのバルブシートを構成する２つのバル
ブシートリングを、前記グロープラグ穴の直径よりも狭
い間隔で備え、 前記グロープラグ穴を、シリンダヘッド本体の一部と、
前記２つのバルブシートリングのそれぞれの一部とを切
削して形成する ことを特徴とするディーゼル機関用シリ
ンダヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01334696A JP3358417B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | ディーゼル機関のシリンダヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01334696A JP3358417B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | ディーゼル機関のシリンダヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09209825A JPH09209825A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3358417B2 true JP3358417B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=11830559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01334696A Expired - Fee Related JP3358417B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | ディーゼル機関のシリンダヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358417B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204060916U (zh) * | 2014-02-26 | 2014-12-31 | 西港能源有限公司 | 用于气体燃料内燃发动机的进气道和阀座的配置 |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP01334696A patent/JP3358417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09209825A (ja) | 1997-08-12 |
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|---|---|---|---|
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