JP3804105B2

JP3804105B2 - Cylinder head of direct injection diesel engine

Info

Publication number: JP3804105B2
Application number: JP17050096A
Authority: JP
Inventors: 純一川島
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JPH1018907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４弁式の直噴式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドに関し、特に、シリンダヘッドにおける冷却水通路の形成技術等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダヘッドに、各気筒毎夫々２つの吸気弁及び２つの排気弁を備え、かつシリンダヘッドに前記４つの弁（２つ吸気弁及び２つの排気弁）により開閉される吸気と排気の４つのポートを夫々有し、該シリンダヘッドの４つのポートの略中央部に対応する部位に燃料噴射ノズルを備えるようにした４弁式の直噴式ディーゼルエンジンが知られている。
【０００３】
かかる４弁式の直噴式ディーゼルエンジンにおいて、シリンダヘッドの燃料噴射ノズルのノズルホール周りに冷却水通路を形成する等のために有利な構成として、従来、図８や図９に示すような構造を採用している。
即ち、シリンダヘッド１は、鋳鉄製であり、シリンダヘッド１の吸気ポート２，３、排気ポート４，５の略中央部に対応する部位に設けられる燃料噴射ノズルの取付ボス６は、シリンダヘッド１とは別体のパイプを該シリンダヘッド１に圧入することによって形成している。
【０００４】
又、４つの弁の配置は、所謂ダイヤ型と称されるものであり、バルブセンタがシリンダボアの中心軸に対して捻じられた位置に４つの弁が配置される。
即ち、クランクシャフトの軸方向と直交する方向とは所定角度をもって傾斜した方向に吸気弁と排気弁とが並んでいる配置となっている。
このような４弁式の直噴式ディーゼルエンジンは、燃料噴射ノズルの取付ボス６を、シリンダヘッド１にパイプを圧入して形成した構成であるため、燃料噴射ノズルのノズルホール周りの冷却水通路の形成が容易である利点と、鋳鉄製のシリンダヘッド１であるため、材料強度が高く、前記パイプ圧入代を大きくとれることから圧入部の面圧を大きくとれて冷却水やガスのシール性に優れる利点と、４つの弁２〜５の配置がダイヤ型であるため、燃料噴射ノズルの取付ボス６と排気ポート４，５との間に冷却水通路を形成するのが容易であり、かつ鋳鉄製のシリンダヘッド１であるため、肉厚を薄くできることにより冷却水通路の確保が十分に可能である利点とを有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＤＯＨＣ形式のアルミニウム鋳造製シリンダヘッドを有する直噴式ディーゼルエンジンの製作において、上述のような従来の４弁式の直噴式ディーゼルエンジンの構成を採用した場合には、次のような問題点がある。
即ち、燃料噴射ノズルの取付用ボスを、シリンダヘッドにパイプを圧入して形成する構成を採用した場合には、アルミニウムの材料強度の面から、パイプの圧入代を大きくとれないことから圧入部の面圧を大きくとれず、冷却水やガスのシール性の確保が困難である。
【０００６】
加えて、別体のパイプ圧入方式では、材料、加工コストの面でも不利である。
更に、４つの弁の配置がダイヤ型である場合には、ＤＯＨＣ形式の動弁系配置を採用することが難しく、ロッカーアーム式のＳＯＨＣ形式或いはＯＨＶ形式を採用することとなるが、このような形式では、エンジンの高速域での出力の確保が困難となる。
【０００７】
以上のような実情を考慮すると、ＤＯＨＣ形式のアルミニウム鋳造製シリンダヘッドを有する直噴式ディーゼルエンジンにあっては、各気筒毎の２つの吸気弁同士並びに２つの排気弁同士を、夫々クランク軸の中心軸方向に略直交する方向に並列するように配置し、燃料噴射ノズルの取付用ボスをシリンダヘッドと一体成形する構成とする必要がある。
【０００８】
しかし、このような構成では、燃料噴射ノズルのノズルホール周りの冷却水通路の形成が困難であると共に、燃料噴射ノズルの取付用ボスと排気ポートとの間に冷却水通路を形成するのが困難であるという問題点が生起してしまう。
本発明は、以上のような従来の課題を解決するためなされたものであり、各気筒毎の２つの吸気弁同士並びに２つの排気弁同士を、夫々クランク軸の中心軸方向に略直交する方向に並列するように配置し、燃料噴射ノズルの取付用ボスをシリンダヘッドと一体成形した構成の直噴式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドにおいて、冷却水通路の形成を容易化すること等を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
鋳造製のシリンダヘッドに、各気筒毎夫々２つの吸気弁及び２つの排気弁を備え、かつ前記シリンダヘッドに各気筒毎前記４つの弁により開閉される吸気と排気の４つのポートを夫々有し、各気筒毎の２つの吸気弁同士並びに２つの排気弁同士を、夫々クランク軸の中心軸方向に略直交する方向に並列するように配置してなる直噴式ディーゼルエンジンにおいて、
隣接する気筒のシリンダヘッド側壁における吸気ポート開口位置を基準として奥側に延びる各吸気ポートの外壁と該吸気ポートと隣り合う各排気ポートの外壁とを、その最近接点で連接してポート外壁を共用させると共に、
前記シリンダヘッドの気筒列方向の一方の終端壁側において、前記吸気ポートと排気ポートとの共用の外壁に対応する部分の排気ポートの外壁を、その共用の外壁と比較して肉厚に形成した構成とする一方、
前記シリンダヘッドの各気筒のシリンダボアの略中心軸に直立して燃料噴射ノズルを設け、該燃料噴射ノズルの取付用ボスをシリンダヘッドと一体成形し、
排気ポート形成用中子を、冷却水ジャケット形成用中子に対し、前記燃料噴射ノズルのノズルホールを迂回させて、前記共用の外壁が形成される空間及び冷却水ジャケット形成用中子内における吸気ポート形成用中子の存在空間、又は前記共用の外壁に対応する前記終端壁側の外壁が形成される空間を経由させて挿入して、前記２つの排気ポートの各スロート部と前記燃料噴射ノズルのノズルホールとの間に冷却水通路を形成するようにした。
【００１０】
かかる請求項１に係る発明において、シリンダヘッドの鋳造時の排気ポート形成用中子を、冷却水ジャケット形成用中子に対して、シリンダ長手方向に対して直角に挿入する方法では、排気ポートのスロート部と燃料噴射ノズルのノズルホールとの間に冷却水通路を形成するのが困難である。
従って、排気ポートの外壁と隣り合う気筒の吸気ポートの外壁とを一部共用化すると共に、シリンダヘッドの終端壁側にある排気ポートは、隣接する吸気ポートが存在しないため、外壁の一部を厚肉に形成することにより、排気ポート形成用中子の挿入空間を確保でき、排気ポート形成用中子を吸気ポート形成用中子の存在空間の一部を利用して或いは外壁の厚肉部にて、燃料噴射ノズルのノズルホールを迂回させながら湾曲した挿入軌跡となるように冷却水ジャケット形成用中子に挿入することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、
前記２つの吸気ポートを、夫々ヘリカルポートとタンジェンシャルポートとして、シリンダヘッドの一方の側壁面に開口して吸気マニホールドと連通させ、前記２つの排気ポートを、各ポートのスロート部からの流れが途中で合流する単一の排気ポートとして、シリンダヘッドの他方の側壁面に開口して排気マニホールドと連通させた。
【００１２】
請求項３に係る発明は、
前記シリンダヘッドをアルミニウム鋳造製とした。
請求項４に係る発明は、
前記ディーゼルエンジンを、ＤＯＨＣ形式のエンジンとした。
請求項５に係る発明は、
前記排気ポートの上部及び下部並びに吸気ポートの下部に夫々冷却水ジャケットを有し、前記燃料噴射ノズルのノズルホール周りの前記冷却水通路により前記上部と下部の冷却水ジャケットを連通させた。
【００１３】
【００１４】
かかる請求項５に係る発明においては、吸気ポート形成用中子を、冷却水ジャケット形成用中子の上部からセットすることが可能となる。
【００１５】
【００１６】
請求項６に係る発明は、
鋳造製のシリンダヘッドに、各気筒毎夫々２つの吸気弁及び２つの排気弁を備え、かつ前記シリンダヘッドに各気筒毎前記４つの弁により開閉される吸気と排気の４つのポートを夫々有し、各気筒毎の２つの吸気弁同士並びに２つの排気弁同士を、夫々クランク軸の中心軸方向に略直交する方向に並列するように配置してなる直噴式ディーゼルエンジンにおいて、
排気ポート形成用中子を冷却水ジャケット形成用中子に対して前記排気弁の配列方向に挿入するとともに、冷却水ジャケット形成用中子内における排気ポート形成用中子の挿入軌跡を燃料噴射ノズルのノズルホールを迂回させながら湾曲させることにより、該燃料噴射ノズルのノズルホール周りに冷却水通路を形成するようにした。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１及び６に係る発明によれば、例えば、請求項３及び４に係る発明のように、出力性能に優れたＤＯＨＣ４弁直噴式ディーゼルエンジンにおいて、軽量なアルミニウム鋳造製シリンダヘッドを用いつつ、生産コストが有利で、ガス、水漏れ等の問題が生じ難い、シリンダヘッド一体成形式の燃料噴射ノズルの取付用ボスとした場合において、燃料噴射ノズルのノズルホール周りの冷却水通路を容易に確保でき、冷却性能の向上並びに耐久性の向上を図ることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によると、吸気によりシリンダの横方向への強い旋回流（スワール流）を形成して、燃焼性能向上を図れる吸気ポート形状並びに排気ポート形状とすることができる。
請求項５に係る発明によると、吸気ポート形成用中子のセット性を向上でき、生産性を高めることができるようになる。
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１及び図２において、直噴式ディーゼルエンジンのアルミニウム鋳造製のシリンダヘッド１１には、夫々直動式の２つの吸気弁及び２つの排気弁（図示せず）が備えられ、かつ前記シリンダヘッド１１に前記４つの弁により開閉される４つのポート（吸気ポート１２，１３及び排気ポート１４Ａ，１４Ｂ）が形成されている。
【００２１】
各気筒毎の２つの吸気弁同士並びに２つの排気弁同士は、夫々クランク軸の中心軸方向に略直交する方向に並列するように配置される。
又、２つの吸気ポート１２，１３は、夫々ヘリカルポートとタンジェンシャルポートとして、シリンダヘッド１１の一方の側面に開口して図示しない吸気マニホールドと連通される。
【００２２】
更に、２つの排気ポート１４Ａ，１４Ｂは、各ポート１４Ａ，１４Ｂのスロート部からの流れが途中で合流する単一の排気ポート１４とされ、シリンダヘッド１１の他方の側面に開口して図示しない排気マニホールドと連通される。
一方、シリンダヘッド１１の各気筒のシリンダボアの略中心軸に直立して図示しない燃料噴射ノズルが設けられており、該燃料噴射ノズルの取付用ボス１５は、シリンダヘッド１１の鋳造時に一体成形される。
【００２３】
又、排気ポート１４Ａ，１４Ｂの各スロート部と燃料噴射ノズルの取付用ボス１５との間には、冷却水通路１６が形成される。
ここで、吸気弁を２つ備えた直噴式ディーゼルエンジンでは、燃焼性能向上のため、吸気によりシリンダの横方向への強い旋回流（スワール流）を形成するべく、シリンダに対して非対称配置となる吸気ポート形状（ヘリカル、タンジェンシャル）とする必要がある。
【００２４】
これに伴い、排気ポートも非対称配置となる。
このような構成では、ポートのシリンダヘッド１１側壁端面に対して奥まったスロート部に向かうポートは、シリンダ中心から先に進んだ位置までの長さとなる。
このため、シリンダヘッド１１の鋳造時の排気ポート形成用中子を、冷却水ジャケット形成用中子２０（図２参照）に対して、シリンダ長手方向に対して直角に挿入する方法では、排気ポートのスロート部と燃料噴射ノズルのノズルホールとの間に冷却水通路を形成するのが困難である（排気ポート形成用中子のうち奥まったポートスロート部を形成する中子部分の挿入軌跡により、冷却水通路を形成したい部分は全て駄肉となる。）。
【００２５】
そこで、本構成では、排気ポート形成用中子２６（図２参照）の挿入軌跡を、図１のＡに示すように、奥まったポートスロート部を形成する中子部分が燃料噴射ノズルのノズルホール１５Ａを迂回するように湾曲させることで、ノズルホール１５Ａ周りに冷却水通路１６が形成できるようにする。
この場合に、かかる排気ポート形成用中子２６の挿入空間を確保するため、排気ポート１４Ａの外壁と隣り合う気筒の吸気ポート１２の外壁とを一部共用化する（図１，図３及び図４の共通外壁１７）。
【００２６】
これによって、排気ポート形成用中子２６は、冷却水ジャケット形成用中子２０に対して、吸気ポート形成用中子２７（図２参照）の存在空間の一部を利用して前記ノズルホール１５Ａを迂回させて挿入することができる。
又、図５に示すように、シリンダヘッド１１の終端部にある排気ポート１４Ａにおいては、隣接する吸気ポート１２，１３が存在しないため、排気ポート形成用中子２６の挿入空間を確保するため、外壁の一部を厚肉に形成する（厚肉部１１Ａ）。
【００２７】
従って、ポート形成用中子の挿入順序は、排気ポート形成用中子２６、吸気ポート形成用中子２７，２８の順となる。
又、吸気ポート１２，１３は、排気ポート１４Ａ，１４Ｂと比較して熱負荷が少ないため、その上部に冷却水ジャケットを必要としない。
従って、排気ポート１４Ａ，１４Ｂの上部及び下部並びに吸気ポート１２，１３の下部に夫々冷却水ジャケットを設け、燃料噴射ノズルのノズルホール１５Ａ周りの冷却水通路１６により前記上部と下部の冷却水ジャケットを連通させる構成とする。
【００２８】
これにより、吸気ポート形成用中子２７，２８を、図２に示すように、冷却水ジャケット形成用中子２０の上部からセットすることが可能となり、セット性を向上でき、生産性を高めることができるようになる。
一方、排気ポート１４Ａ，１４Ｂは、シリンダヘッド１１を横断する形状であるため、その全長が長い。
【００２９】
従って、排気ポート１４Ａ，１４Ｂの上下に冷却水通路を設けようとすると、冷却水ジャケット形成用中子２０の排気ポート形成用中子配置空間に対して水平方向に排気ポート形成用中子２６を挿入する必要がある。
そこで、本構成においては、排気ポート形成用中子２６は、中子２６とシリンダヘッド下型２９との見切り線３０の高さＴ３（排気ポート１４Ａ，１４Ｂのスロート部における排気ポート形成用中子２６とシリンダヘッド下型２９との割面）を高くした形状として、排気ポート１４Ａ，１４Ｂ全高を低くするようにし、排気ポート形成用中子２６のセット性を向上させ、かつ上下の冷却水通路幅を最大限に確保するようにしている。
【００３０】
この場合に、図６に示すように、前記Ｔ３と、排気ポート１４Ａ，１４Ｂのスロート部間の冷却水通路１０Ｂの上面高さ若しくは排気ポート１４Ａ，１４Ｂ下部の冷却水ジャケット１０Ａの上部高さのうち高い方の寸法Ｔ１と、排気ポート１４Ａ，１４Ｂの上部壁肉厚Ｔ２と、シリンダヘッド下型２９のポート位置決め用ほぞ２９Ａの高さＴ４と、余裕代Δとの関係が、次式であるように、各種寸法を設定する。
【００３１】
Ｔ３＞Ｔ１＋Ｔ４−Ｔ２−Δ
かかる構成において、排気ポート形成用中子２６は、排気ポート１４Ａ，１４Ｂ上部の壁となる冷却水ジャケット形成用中子２０内の空間を使用して持ち上げながら冷却水ジャケット形成用中子２０の排気ポート形成用中子配置空間となる挿入部１９（図４参照）に挿入される。
【００３２】
これによって、排気ポート形成用中子２６は、冷却水ジャケット形成用中子２０の下部の冷却水ジャケット部分に当たる部分２２（図７参照）と、シリンダヘッド下型２９のスロート部分上面に設けられた位置決め用ほぞ２９Ａとをクリアして所定位置にセットされる。
尚、前記余裕代Δは、中子の寸法バラツキやセット時の位置バランスを考慮したものである。
【００３３】
排気ポート１４Ａ，１４Ｂのスロート部は、略円筒形に形成され、シリンダヘッド下型２９から高く略円筒状に伸びて形成された中子部分２９Ｂによって形成され、スロートカッタ等による機械加工でその形状が仕上げられる。
尚、図４及び図７において、１８Ａ，１８Ｂは、冷却水ジャケット形成用中子２０における吸気ポート形成用中子２７，２８の挿入部、２３は、吸気ポート下部冷却水ジャケット形成部、２５は、排気ポート上部冷却水ジャケット形成部、２４は、上下冷却水ジャケット連絡通路形成部である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直噴式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドの一実施形態の横断面図
【図２】同上のシリンダヘッドの冷却水ジャケット形成用中子に対するポート形成用中子のセット方法を示す斜視図
【図３】同上のシリンダヘッドの排気ポート形成部の縦断面図
【図４】同上のシリンダヘッドの冷却水ジャケット形成用中子の斜視図
【図５】同上のシリンダヘッドの横断面図
【図６】同上のシリンダヘッドの縦断面図
【図７】同上のシリンダヘッドの冷却水ジャケット形成用中子の下方からの斜視図
【図８】従来のシリンダヘッドの横断面図
【図９】従来のシリンダヘッドの横断面図
【符号の説明】
１１シリンダヘッド
１１Ａ厚肉部
１２，１３吸気ポート
１４，１４Ａ，１４Ｂ排気ポート
１５燃料噴射ノズルの取付用ボス
１６冷却水通路
１７共通外壁
２０冷却水ジャケット形成用中子
２６排気ポート形成用中子
２７，２８吸気ポート形成用中子
３０見切り線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to Shirindahe' de four valve type direct injection diesel engine, in particular, relates to forming technique such as cooling water passages in the cylinder head.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the cylinder head, intake and exhaust provided with each cylinder for each respective two intake valves and two exhaust valves, and are opened and closed by the cylinder head 4 valves (two intake valves and two exhaust valves) 4 There is known a four-valve direct injection diesel engine having two ports, each having a fuel injection nozzle at a portion corresponding to substantially the center of the four ports of the cylinder head.
[0003]
In such a four-valve type direct injection diesel engine, a structure as shown in FIGS. 8 and 9 is conventionally used as an advantageous configuration for forming a coolant passage around the nozzle hole of the fuel injection nozzle of the cylinder head. Adopted.
That is, the cylinder head 1 is made of cast iron, the intake ports 2 and 3 of the cylinder head 1, the mounting boss 6 of the fuel injection nozzle provided in the portion corresponding to the substantially central portion of the exhaust port 4 and 5, the cylinder head 1 It is formed by press-fitting a separate pipe into the cylinder head 1.
[0004]
The arrangement of the four valves is a so-called diamond type, and the four valves are arranged at a position where the valve center is twisted with respect to the central axis of the cylinder bore.
That is, the intake valve and the exhaust valve are arranged side by side in a direction inclined at a predetermined angle with respect to a direction orthogonal to the axial direction of the crankshaft.
Such a four-valve type direct injection diesel engine has a configuration in which the mounting boss 6 of the fuel injection nozzle is formed by press-fitting a pipe into the cylinder head 1, so that the cooling water passage around the nozzle hole of the fuel injection nozzle is formed. The advantage of being easy to form and the cylinder head 1 made of cast iron is high in material strength, and since the pipe press-fitting allowance can be increased, the surface pressure of the press-fitted part can be increased and the sealing performance of cooling water and gas is excellent. The advantage and the arrangement of the four valves 2 to 5 are diamond-shaped, so that it is easy to form a cooling water passage between the mounting boss 6 of the fuel injection nozzle and the exhaust ports 4 and 5 and is made of cast iron. for a cylinder head 1, ensuring Rihiya却水passage by the ability to reduce the wall thickness and a benefit it is sufficiently possible.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Where there is, in the fabrication of a direct injection diesel engine with an aluminum cast cylinder head of DOHC type, in the case where the configuration of a conventional 4-valve direct injection diesel engine as described above, the following problems There is.
In other words, when the configuration in which the boss for mounting the fuel injection nozzle is formed by press-fitting a pipe into the cylinder head, the press-fitting allowance of the pipe cannot be made large in terms of the material strength of aluminum. the surface pressure increase Torezu, it is difficult to ensure the sealing of the cooling water and gas.
[0006]
In addition, the separate pipe press-fitting method is disadvantageous in terms of material and processing cost.
Further, if the placement of the four valves are diamond-shaped, it is difficult to employ a valve system disposed in the DOHC type, but the adoption of the SOHC type or OHV form of rocker arm type, like this In the format, it is difficult to secure output at a high speed range of the engine.
[0007]
In consideration of the above situation, in a direct injection type diesel engine having a DOHC type aluminum cast cylinder head, the two intake valves and the two exhaust valves for each cylinder are respectively connected to the center of the crankshaft. It is necessary to arrange so that the boss for mounting the fuel injection nozzle is integrally formed with the cylinder head so as to be arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to the axial direction.
[0008]
However, in such a configuration, with the formation of the cooling water passages around the nozzle hole of the fuel injection nozzle is difficult, is to form a cooling water passage between the attachment boss of the fuel injection Nozzle the exhaust port The problem of difficulty arises.
The present invention, as described above has been made for solving the conventional problems, the direction in which the two between the intake valves and two exhaust valves each other for each cylinder, substantially perpendicular to the central axis of the respective crankshaft In the cylinder head of the direct injection type diesel engine which is arranged so as to be parallel to each other and in which the fuel injection nozzle mounting boss is integrally formed with the cylinder head, the object is to facilitate the formation of the cooling water passage.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the invention according to claim 1
The cast cylinder head has two intake valves and two exhaust valves for each cylinder, and the cylinder head has four intake and exhaust ports that are opened and closed by the four valves for each cylinder. In the direct injection diesel engine in which two intake valves for each cylinder and two exhaust valves are arranged so as to be parallel to each other in a direction substantially orthogonal to the central axis direction of the crankshaft,
An outer wall of the exhaust port adjacent the outer wall of the intake ports extending to the rear side of the intake port opening position in the cylinder head side wall of the adjacent cylinder as a reference and the intake port, sharing the port outer wall and connected at its closest point As well as
On one end wall side in the cylinder row direction of the cylinder head, the outer wall of the exhaust port corresponding to the shared outer wall of the intake port and the exhaust port is formed thicker than the shared outer wall. While configuring
A fuel injection nozzle is provided upright on the substantially central axis of the cylinder bore of each cylinder of the cylinder head, and a mounting boss for the fuel injection nozzle is formed integrally with the cylinder head,
The exhaust port forming core bypasses the nozzle hole of the fuel injection nozzle with respect to the cooling water jacket forming core, and the intake air in the space where the shared outer wall is formed and in the cooling water jacket forming core The throat portions of the two exhaust ports and the fuel injection nozzles are inserted through a space where a port forming core exists or a space where the outer wall on the end wall side corresponding to the shared outer wall is formed. A cooling water passage is formed between the nozzle hole and the nozzle hole .
[0010]
In the invention according to claim 1, in the method of inserting the exhaust port forming core at the time of casting of the cylinder head perpendicularly to the longitudinal direction of the cylinder with respect to the cooling water jacket forming core, It is difficult to form a cooling water passage between the throat portion and the nozzle hole of the fuel injection nozzle.
Therefore, an outer wall of the intake port of the cylinder adjacent to the outer wall of the exhaust port as well as some shared, the exhaust ports in the end wall of the cylinder head, since the intake ports adjacent absence, a portion of the outer wall By forming it thick, an insertion space for the exhaust port forming core can be secured, and the exhaust port forming core can be used by utilizing a part of the existing space of the intake port forming core or the thick wall portion of the outer wall. Thus, it can be inserted into the cooling water jacket forming core so as to have a curved insertion locus while bypassing the nozzle hole of the fuel injection nozzle.
[0011]
The invention according to claim 2
The two intake ports, respectively as a helical port and a tangential port, open to the one side wall surface of the cylinder head is the intake manifold and communicating, the two exhaust ports, the flow from the throat portion of the ports middle in a single exhaust port to join, was opened to the other side wall surface of the cylinder head is an exhaust manifold communicated with.
[0012]
The invention according to claim 3
The cylinder head was made of aluminum casting.
The invention according to claim 4
The diesel engine was a DOHC engine.
The invention according to claim 5
Wherein an upper and a lower as well as the lower, respectively the cooling water jacket of the intake port of the exhaust port was communicating cooling water jacket of the upper and lower by the cooling water passage around the nozzle hole of the fuel injection nozzle.
[0013]
[0014]
In the invention according to claim 5, it is possible to set the intake port forming core from the upper part of the cooling water jacket forming core.
[0015]
[0016]
The invention according to claim 6
The cast cylinder head has two intake valves and two exhaust valves for each cylinder, and the cylinder head has four intake and exhaust ports that are opened and closed by the four valves for each cylinder. In the direct injection diesel engine in which two intake valves for each cylinder and two exhaust valves are arranged so as to be parallel to each other in a direction substantially orthogonal to the central axis direction of the crankshaft,
The exhaust port forming core is inserted into the cooling water jacket forming core in the exhaust valve arrangement direction, and the insertion path of the exhaust port forming core in the cooling water jacket forming core is inserted into the fuel injection nozzle. The cooling water passage was formed around the nozzle hole of the fuel injection nozzle by curving the nozzle hole while bypassing the nozzle hole.
[0017]
【The invention's effect】
According to the first and sixth aspects of the invention, for example, in the DOHC four-valve direct injection diesel engine having excellent output performance as in the third and fourth aspects, while using a lightweight aluminum cast cylinder head, The production cost is advantageous, and problems such as gas and water leakage are unlikely to occur. In the case of a boss for mounting a fuel injection nozzle with an integrated cylinder head, a cooling water passage around the nozzle hole of the fuel injection nozzle is easily secured. It is possible to improve cooling performance and durability.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to form a strong swirling flow (swirl flow) in the lateral direction of the cylinder by the intake air, so that the intake port shape and the exhaust port shape can improve the combustion performance.
According to the invention which concerns on Claim 5, the setting property of the core for intake port formation can be improved, and productivity can be improved now.
[0019]
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 and 2, a cylinder head 11 made of cast aluminum of a direct injection diesel engine is provided with two direct-acting intake valves and two exhaust valves (not shown), and the cylinder head 11. Four ports (intake ports 12 and 13 and exhaust ports 14A and 14B) that are opened and closed by the four valves are formed.
[0021]
The two intake valves and the two exhaust valves for each cylinder are arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to the central axis direction of the crankshaft.
The two intake ports 12 and 13 are opened as one side surface of the cylinder head 11 as a helical port and a tangential port, respectively, and communicated with an intake manifold (not shown).
[0022]
Further, the two exhaust ports 14A and 14B are formed as a single exhaust port 14 in which the flows from the throat portions of the ports 14A and 14B join in the middle , and are opened on the other side surface of the cylinder head 11 and are not shown. Communicates with the manifold.
On the other hand, a fuel injection nozzle (not shown) is provided upright on the substantially central axis of the cylinder bore of each cylinder of the cylinder head 11, and the mounting boss 15 of the fuel injection nozzle is integrally formed when the cylinder head 11 is cast. .
[0023]
A cooling water passage 16 is formed between each throat portion of the exhaust ports 14A and 14B and the mounting boss 15 of the fuel injection nozzle.
Here, in the direct injection type diesel engine having two intake valves, in order to improve the combustion performance, the cylinder is asymmetrically arranged with respect to the cylinder so as to form a strong swirling flow (swirl flow) in the lateral direction of the cylinder by the intake air. It is necessary to make it an intake port shape (helical, tangential).
[0024]
Accordingly, the exhaust ports are also asymmetrically arranged.
In such a configuration, the port toward the throat portion that is deep with respect to the end surface of the side wall of the cylinder head 11 of the port has a length from the center of the cylinder to the position advanced forward.
For this reason, the exhaust port forming core at the time of casting of the cylinder head 11 is inserted into the cooling water jacket forming core 20 (see FIG. 2) at a right angle to the cylinder longitudinal direction. It is difficult to form a cooling water passage between the throat portion of the fuel injection nozzle and the nozzle hole of the fuel injection nozzle (due to the insertion locus of the core portion that forms the recessed port throat portion of the exhaust port forming core , Any part that wants to form a cooling water passage becomes waste . )
[0025]
Therefore, in the present configuration, as shown in FIG. 1A, the insertion locus of the exhaust port forming core 26 (see FIG. 2) is the nozzle portion of the fuel injection nozzle that forms the recessed port throat portion. The cooling water passage 16 can be formed around the nozzle hole 15A by curving so as to bypass 15A.
In this case, in order to ensure the insertion space of such an exhaust port-forming core 26, which partially sharing an outer wall of the intake port 12 of the cylinder adjacent to the outer wall of the exhaust port 14A (FIGS. 1, 3 and 4 common outer walls 17).
[0026]
As a result, the exhaust port forming core 26 uses the part of the existing space of the intake port forming core 27 (see FIG. 2) with respect to the cooling water jacket forming core 20 to make the nozzle hole 15A. Can be inserted by detouring.
Further, as shown in FIG. 5, in the exhaust port 14A at the end portion of the cylinder head 11, since there are no adjacent intake ports 12 and 13, in order to secure an insertion space for the exhaust port forming core 26, A part of the outer wall is formed thick (thick part 11A).
[0027]
Therefore, the insertion order of the port forming cores is the exhaust port forming core 26 and the intake port forming cores 27 and 28 in this order.
Further, since the intake ports 12 and 13 have a smaller thermal load than the exhaust ports 14A and 14B, a cooling water jacket is not required on the upper portion thereof.
Therefore, the exhaust port 14A, respectively a cooling water jacket provided in the lower portion of the upper and lower as well as the intake port 12 and 13 14B, the cooling water in the upper and lower by cooling water passage 16 around the nozzle hole 15 A of the fuel injection nozzle the jacket is configured to Ru is communicating.
[0028]
As a result, the intake port forming cores 27 and 28 can be set from the upper part of the cooling water jacket forming core 20 as shown in FIG. 2, which can improve the setability and increase the productivity. Will be able to.
On the other hand, an exhaust port 14A, 14B are the shape transverse to the cylinder head 11, a long its entire length.
[0029]
Therefore, the exhaust port 14A, when it is intended to create a cooling water passage in the upper and lower 14B, the exhaust port-forming core 26 in the horizontal direction with respect to the exhaust port-forming core arrangement space of the cooling water jacket-forming core 20 It is necessary to insert.
Therefore, in the present configuration, the exhaust port forming core 26 has the height T3 of the parting line 30 between the core 26 and the cylinder head lower mold 29 (the exhaust port forming core at the throat portion of the exhaust ports 14A and 14B). 26 and the cylinder head lower mold 29) are made higher in height so that the overall height of the exhaust ports 14A and 14B is lowered, the setability of the exhaust port forming core 26 is improved, and the upper and lower cooling water passages The maximum width is ensured.
[0030]
In this case, as shown in FIG. 6, with the T3, exhaust ports 14A, between the throat portion of the 14B upper surface height or exhaust port 14A of the cooling water passage 10B, and 14B the lower part of the upper height of the cooling water jacket 10A The relationship between the higher dimension T1, the upper wall thickness T2 of the exhaust ports 14A and 14B, the height T4 of the port positioning tenon 29A of the cylinder head lower mold 29, and the margin allowance Δ is as follows. In this way, various dimensions are set.
[0031]
T3> T1 + T4-T2-Δ
In such a configuration, exhaust port-forming core 26, the exhaust of the exhaust ports 14A, 14B the top of the wall and comprising a cooling water jacket formed cooling water jacket-forming core 20 while lifting using the space in the core 20 inserting portion 19 serving as intercellular port formed child distribution置空is inserted (see FIG. 4).
[0032]
As a result, the exhaust port forming core 26 is provided on the portion 22 (see FIG. 7) that contacts the cooling water jacket portion below the cooling water jacket forming core 20 and on the upper surface of the throat portion of the cylinder head lower mold 29. The positioning tenon 29A is cleared and set at a predetermined position.
The margin [Delta] takes into account the dimensional variation of the core and the position balance during setting.
[0033]
The throat portions of the exhaust ports 14A and 14B are formed in a substantially cylindrical shape, and are formed by a core portion 29B formed to extend from the cylinder head lower die 29 so as to be substantially cylindrical, and the shape thereof is machined by a throat cutter or the like. Is finished.
4 and 7, reference numerals 18A and 18B denote insertion portions of the intake port forming cores 27 and 28 in the cooling water jacket forming core 20, 23 denotes an intake port lower cooling water jacket forming portion, and 25 denotes The exhaust port upper cooling water jacket forming portion 24 is an upper and lower cooling water jacket communication passage forming portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a cylinder head of a direct injection diesel engine according to the present invention. FIG. 2 shows a method of setting a port forming core with respect to a cooling water jacket forming core of the cylinder head. perspective view Figure 3 is a longitudinal sectional view of the exhaust port-forming portions of the same cylinder head 4 is a perspective view of the cooling water jacket-forming core of the same cylinder head Figure 5 is a cross-sectional view of the same cylinder head 6 is a longitudinal sectional view of the above cylinder head. FIG. 7 is a perspective view from below of a cooling water jacket forming core of the above cylinder head. FIG. 8 is a transverse sectional view of a conventional cylinder head. Cross-sectional view of a conventional cylinder head 【Explanation of symbols】
11 Cylinder head 11A Thick part 12, 13 Intake port 14, 14A, 14B Exhaust port 15 Boss 16 for attaching fuel injection nozzle Cooling water passage 17 Common outer wall 20 Cooling water jacket forming core 26 Exhaust port forming core 27 , 28 Inlet port forming core 30 Parting line

Claims

The cast cylinder head has two intake valves and two exhaust valves for each cylinder, and the cylinder head has four intake and exhaust ports that are opened and closed by the four valves for each cylinder. In the direct injection diesel engine in which two intake valves for each cylinder and two exhaust valves are arranged so as to be parallel to each other in a direction substantially orthogonal to the central axis direction of the crankshaft,
An outer wall of the exhaust port adjacent the outer wall of the intake ports extending to the rear side of the intake port opening position in the cylinder head side wall of the adjacent cylinder as a reference and the intake port, sharing the port outer wall and connected at its closest point As well as
On one end wall side in the cylinder row direction of the cylinder head, the outer wall of the exhaust port corresponding to the shared outer wall of the intake port and the exhaust port is formed thicker than the shared outer wall. While configuring
A fuel injection nozzle is provided upright on the substantially central axis of the cylinder bore of each cylinder of the cylinder head, and a mounting boss for the fuel injection nozzle is formed integrally with the cylinder head,
The exhaust port forming core bypasses the nozzle hole of the fuel injection nozzle with respect to the cooling water jacket forming core, and the intake air in the space where the shared outer wall is formed and in the cooling water jacket forming core The throat portions of the two exhaust ports and the fuel injection nozzles are inserted through a space where a port forming core exists or a space where the outer wall on the end wall side corresponding to the shared outer wall is formed. A cylinder head of a direct-injection diesel engine, characterized in that a cooling water passage is formed between the nozzle hole and the nozzle hole .

The two intake ports, respectively as a helical port and a tangential port, open to the one side wall surface of the cylinder head is the intake manifold and communicating, the two exhaust ports, the flow from the throat portion of the ports middle in a single exhaust port merging, direct-injection diesel engine cylinder head according to claim 1, characterized in that an opening on the other side wall surface of the cylinder head is an exhaust manifold communicated with.

The cylinder head of a direct injection diesel engine according to claim 1 or 2 , wherein the cylinder head is made of cast aluminum.

The cylinder head of a direct injection type diesel engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the diesel engine is a DOHC type engine.

An upper and a lower as well as the lower, respectively the cooling water jacket of the intake port of the exhaust port, that the upper and lower cooling water jacket by the cooling water passage around the nozzle hole of the fuel injection nozzle were communicated The cylinder head of the direct-injection diesel engine according to any one of claims 1 to 4.

The cast cylinder head has two intake valves and two exhaust valves for each cylinder, and the cylinder head has four intake and exhaust ports that are opened and closed by the four valves for each cylinder. In the direct injection diesel engine in which two intake valves for each cylinder and two exhaust valves are arranged so as to be parallel to each other in a direction substantially orthogonal to the central axis direction of the crankshaft,
The exhaust port forming core is inserted into the cooling water jacket forming core in the arrangement direction of the exhaust valves, and the insertion path of the exhaust port forming core in the cooling water jacket forming core is inserted into the fuel injection nozzle. A direct-injection type characterized in that a cooling water passage is formed around the nozzle hole of the fuel injection nozzle by curving while detouring the nozzle hole of the fuel injection nozzle Diesel engine cylinder head.