JP3876138B2 - 頭上弁エンジン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、頭上弁エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、頭上弁エンジンとして、本発明と同様、シリンダ中心軸線と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線上でクランク軸中心軸線と直交する仮想横断線を想定し、シリンダヘッドの長手方向を前後方向、その一方を前と見て、仮想横断線の前方にその気筒の吸気弁口を、後方にその気筒の排気弁口をそれぞれ配置し、排気ポートの導出側に動弁装置のプッシュロッドを配置したものがある。
この種のものでは、吸気弁口と排気弁口の配列方向と直交する向きに排気ポートが真直ぐに導出され、その両脇に一対のプッシュロッドが配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題１》 動弁作動を正確に行うことができない場合がある。
ロッカアームの向きが仮想横断線と平行な姿勢から大きく傾き、ロッカアームが長くなることがある。この場合、ロッカアームの重量慣性が大きくなり、プッシュロッドに対するロッカアームの作動追従性が低くなる。このため、動弁作動を正確に行うことができない場合がある。
【０００４】
《問題２》 排気ポートの通路抵抗が大きくなりやすい。
プッシュロッドとの避けるために排気ポートの導出終端部分を狭めることが必要な場合があり、この場合には、排気ポートの通路抵抗が大きくなりやすい。
【０００５】
本発明の課題は、上記問題点を解決できる頭上弁エンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
(請求項１の発明)
図２に示すように、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線(７)上でクランク軸中心軸線(１７)と直交する仮想横断線(３７)を想定し、シリンダヘッド(１)の長手方向を前後方向、その一方を前と見て、仮想横断線(３７)の前方にその気筒の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)を、後方にその気筒の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をそれぞれ配置し、排気ポート(１１)の導出側に動弁装置のプッシュロッド(３６)(３６)を配置した頭上弁エンジンにおいて、
排気ポート(１１)のうち、シリンダヘッド(１)のヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に偏向させて、ヘッド幅方向に沿う導出終端部分(４０)を仮想横断線(３７)と重なる位置まで前方向に偏倚させ、この導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)の各々を振り分けて配置し、
図２に示すように、吸気ポート ( ５ ) としてスワール吸気ポートを用いるに当たり、
シリンダヘッド ( １ ) の幅方向を横方向として、吸気ポート ( ５ ) を横長に形成し、図１に示すように、吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) 寄りの前記吸気ポート壁部分 ( ６ ) の内壁面 ( ８ ) を、横から見て、シリンダ ( ２１ ) に近づくにつれてシリンダ中心軸線 ( ７ ) に近づくように傾斜させて、この内壁面 ( ８ ) をグロープラグ ( ３ ) の傾きに沿わせ、この内周壁 ( ８ ) の対向壁面 ( ８ａ ) を、横から見て、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに沿って立ち上げ、これら壁面 ( ８ )( ８ａ ) の間に楔型ポート部分 ( ５ａ ) を形成し、上記楔型ポート部分 ( ５ａ ) は、横から見て、上記壁面 ( ８ )( ８ａ ) を２辺とするその断面形状がシリンダ ( ２１ ) に向けて幅広となるようにし、
図１に示すように、グロープラグ ( ３ ) の先端部をシリンダ中央部 ( ４ ) に差し込み、シリンダヘッド ( １ ) の長手方向を前後方向として、グロープラグ ( ３ ) を前後方向に傾けるとともに、図６に示すように、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに見て、グロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) をシリンダヘッド ( １ ) の幅方向中央部に位置させた、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
【０００７】
【発明の効果】
(請求項１の発明)
請求項１の発明は、次の効果を奏する。
《効果１》 動弁作動を正確に行うことができる。
図２に示すように、排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)を仮想横断線(３７)と重なる位置まで前方向に偏倚させ、この導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)の各々を振り分けて配置したため、図６に示すように、ロッカアーム(４８)(４８)を仮想横断線(３７)と平行な姿勢、または平行に近い姿勢にすることができ、ロッカアーム(４８)(４８)を短くすることができる。このため、ロッカアーム(４８)(４８)の重量慣性が小さくなり、プッシュロッド(３６)に対するロッカアーム(４８)(４８)の作動追従性が高まるため、動弁作動を正確に行うことができる。
【０００８】
《効果２》 排気ポートの通路抵抗を小さくすることができる。
図２に示すように、排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)を配置するため、これらを無理なく配置することができ、プッシュロッド(３６)(３６)を避けるために排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)を狭める必要がなく、排気ポート(１１)の通路抵抗を小さくすることができる。
《効果２の２》 シリンダ内でのスワールを強化することができる。
吸気ポート ( ５ ) を通過する吸気は、楔型ポート部分 ( ５ａ ) で対向壁 ( ５ａ ) に押しつけられながら、吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) に強く押し込まれる。このため、シリンダ ( ２１ ) の内周面寄りに高速の吸気が流入し、シリンダ ( ２１ ) 内でのスワールが強化される。
( 請求項２の発明 )
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 ブリーザ室の容積を大きく確保することができる。
図５ ( Ａ ) に示すように、グロープラグ ( ３ ) をブリーザ室 ( ２０ ) の偏倚方向とは逆方向にずらしている。このため、ヘッドカバー ( １５ ) を貫通するグロープラグ ( ３ ) に妨げられることなく、ブリーザ室 ( １５ ) をその偏倚方向とは逆方向に拡張することができ、ブリーザ 室 ( １５ ) の容積を大きく確保することができる。
【０００９】
（請求項４の発明）
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果３》 排気効率が高い。
図２に示すように、第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りに、第一排気弁口(３２ａ)からの排気の迂回通路(４１)を形成したため、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)からの排気の流出を妨げることがなく、排気効率が高い。
【００１０】
《効果４》 第二排気弁口の周縁部分の過熱が抑制される。
図２に示すように、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りの迂回通路(４１)を通過するため、第二排気弁口(３２ｂ)の周縁部分の過熱が抑制される。
【００１１】
（請求項５の発明）
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果５》 十分な排気還元量を確保することができる。
図２に示すように、湾曲させた排気ポート(１１)の中間部分(３８)で案内される排気の吹き当たり箇所からＥＧＲガス導出通路(４２)を導出したため、給排気の差圧に加え、排気の押し込み力を利用して排気還元を行うことができ、十分な排気還元量を確保することができる。
【００１２】
（請求項６の発明）
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果６》 専用のＥＧＲガス放熱器が不要になる。
図２に示すように、ＥＧＲガス導出通路(４２)がヘッドジャケット(４３)内を通過するようにしたため、専用のＥＧＲガス放熱器が不要になる。
【００１３】
《効果７》 シリンダヘッドの部品配置が楽になる。
シリンダヘッド(１)に専用のＥＧＲガス放熱器を取付ける必要がないため、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。
【００１４】
（請求項７の発明）
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果８》 シリンダヘッドの部品配置が楽になる。
図２に示すように、ＥＧＲガス導出通路(４２)に続くＥＧＲガス供給通路(４４)を、吸気分配手段(１３)の肉壁内に形成したため、シリンダヘッド(１)からＥＧＲガス供給通路(４４)が大きく張り出すことがなく、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。
【００１５】
（請求項６の発明）
請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果９》 弁アクチュエータの熱劣化が抑制される。
図２に示すように、吸気分配手段(１３)から前方にフランジ部(４５)を導出し、このフランジ部(４５)に弁アクチュエータ(３５)を取り付けたため、弁アクチュエータ(３５)をシリンダヘッド(１)に直接取り付けた場合に比べ、弁アクチュエータ(３５)の熱劣化が抑制される。
【００１６】
（請求項７の発明）
請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果１０》 弁座のメンテナンスを簡単に行うことができる。
図２に示すように、前記弁アクチュエータ(３５)で駆動するＥＧＲ弁(４６)の弁座(４７)をシリンダヘッド(１)の側面(２３)に形成したため、弁座(４７)のメンテナンスを簡単に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図６は本発明の実施形態を説明する図で、この実施形態では、縦型の頭上弁式多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１８】
このエンジンの構成は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダブロック(４９)の上部にシリンダヘッド(１)を組み付け、その上部にヘッドカバー(１５)を組み付けている。シリンダヘッド(１)に、燃料噴射ノズル(２)とグロープラグ(３)とを取り付けている。
【００１９】
燃料噴射ノズル(２)とグロープラグ(３)の取付構造は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダ中央部(４)に燃料噴射ノズル(２)の先端を臨ませ、燃料噴射ノズル(２)と吸気ポート(５)との間の吸気ポート壁部分(６)にグロープラグ(３)を貫通させ、このグロープラグ(３)を燃料噴射ノズル(２)に対して所定角度(Θ１)だけ傾けてその先端部をシリンダ中央部(４)に差込んでいる。すなわち、図１に示すように、グロープラグ ( ３ ) の先端部をシリンダ中央部 ( ４ ) に差し込み、シリンダヘッド ( １ ) の長手方向を前後方向として、グロープラグ ( ３ ) を前後方向に傾けるとともに、図６に示すように、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに見て、グロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) をシリンダヘッド ( １ ) の幅方向中央部に位置させている。
【００２０】
上記構成による利点は、次の通りである。
燃料噴射ノズル(２)と吸気ポート(５)との間の吸気ポート壁部分(６)にグロープラグ(３)を貫通させたため、排気ポート(１１)を通過する排気の熱がグロープラグ(３)に伝わりにくい。このため、グロープラグ(３)の過熱を抑制することができる。また、グロープラグ(３)の先端部をシリンダ中央部(４)に差込んだため、燃焼室全体を均等に加熱することができる。また、グロープラグ(３)を燃料噴射ノズル(２)に対して傾けるため、グロープラグ(３)を燃料噴射ノズル(２)と干渉させることなく、その先端部をシリンダ中央部(４)に差込むことができる。このため、グロープラグ(３)の差込みが容易に行える。
【００２１】
吸気ポート(５)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、吸気ポート(５)としてスワール吸気ポートを用いている。吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)寄りの前記吸気ポート壁部分(６)の内壁面(８)を、シリンダ(２１)に近づくにつれてシリンダ中心軸線(７)に近づくように傾斜させて、この内壁面(８)をグロープラグ(３)の傾きに沿わせ、この内周壁(８)の対向壁面(８ａ)をシリンダ中心軸線(７)と平行な向きに沿って立ち上げ、これら壁面(８)(８ａ)の間に吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)に向けて幅広となる楔型ポート部分(５ａ)を形成している。このため、吸気ポート(５)を通過する吸気は、楔型ポート部分(５ａ)で対向壁(５ａ)に押しつけられながら、吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)に強く押し込まれる。このため、シリンダ(２１)の内周面寄りに高速の吸気が流入し、シリンダ(２１)内でのスワールが強化される。
構成をより具体的に説明すると次の通りである。
すなわち、図２に示すように、シリンダヘッド ( １ ) の幅方向を横方向として、吸気ポート ( ５ ) を横長に形成し、図１に示すように、吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) 寄りの前記吸気ポ ート壁部分 ( ６ ) の内壁面 ( ８ ) を、横から見て、シリンダ ( ２１ ) に近づくにつれてシリンダ中心軸線 ( ７ ) に近づくように傾斜させて、この内壁面 ( ８ ) をグロープラグ ( ３ ) の傾きに沿わせ、この内周壁 ( ８ ) の対向壁面 ( ８ａ ) を、横から見て、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに沿って立ち上げ、これら壁面 ( ８ )( ８ａ ) の間に楔型ポート部分 ( ５ａ ) を形成し、上記楔型ポート部分 ( ５ａ ) は、横から見て、上記壁面 ( ８ )( ８ａ ) を２辺とするその断面形状がシリンダ ( ２１ ) に向けて幅広となるようにしている。
【００２２】
燃料噴射ノズル(２)の取付構造は、次の通りである。
図２に示すように、前記吸気ポート壁部分(６)から膨出させたノズルボス(６ａ)に燃料噴射ノズル(２)を挿通させている。このため、排気ポート(１１)を通過する排気の熱が燃料噴射ノズル(２)に伝わりにくく、燃料噴射ノズル(２)の過熱を抑制することができる。
【００２３】
グロープラグ(３)とヘッドジャケット(４３)との関係は、次の通りである。
図２に示すように、吸気ポート(５)と排気ポート(１１)との間にポート間横断水路(１２)を形成し、このポート間横断水路(１２)にグロープラグ(３)を貫通させた吸気ポート壁部分(６)を臨ませている。このため、グロープラグ(３)の過熱が抑制される。また、ポート間横断水路(１２)を通過する冷却水が吸気分配手段(１３)側から排気合流手段(１４)側に向かうようにしている。このため、排気熱が吸気分配手段側に伝わりにくく、吸気の温度上昇を抑制することができ、吸気の充填効率が高い。
【００２４】
グロープラグ(３)とヘッドカバー(１５)との関係は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダヘッド(１)に装着したヘッドカバー(１５)の外壁(１６)にグロープラグ(３)の端部を貫通させ、グロープラグ(３)の端子をヘッドカバー(１５)外に突出させている。このため、この端子にヘッドカバー(１５)内の結露水やオイルミスト等が付着するおそれがなく、グロープラグ(３)の漏電を抑制することができる。また、図１に示すように、ヘッドカバー ( １５ ) の外壁 ( １６ ) のうち、グロープラグ ( ３ ) の端部を貫通させた部分をシリンダヘッド ( １ ) に向けて後退させ、この外壁 ( １６ ) の後退に伴ってヘッドカバー ( １５ ) に形成された凹部空間 ( １５ａ ) 内にグロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) を配置している。
【００２５】
グロープラグ(３)とブリーザ室(２０)との関係は、次の通りである。
図５に示すように、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、ヘッドカバー(１５)の天井に設けるブリーザ室(２０)をクランク軸中心軸線(１７)の片側に向けて偏倚させ、図６に示すように、各吸気ポート(５)毎に二個の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)を設け、この吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)間の吸気ポート壁部分(６)にグロープラグ(３)を貫通させるに当たり、次のようにしている。図６に示すように、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、二個の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)の各中心点を連結する仮想連結線(１８)を、クランク軸中心軸線(１７)と直交する姿勢から、シリンダ中心軸線(７)を中心として所定角度(Θ２)だけ回転させることにより、グロープラグ(３)をブリーザ室(２０)の偏倚方向とは逆方向にずらしている。このため、ヘッドカバー(１５)を貫通するグロープラグ(３)に妨げられることなく、ブリーザ室(２０)をその偏倚方向とは逆方向に拡張することができ、ブリーザ室(２０)の容積を大きく確保することができる。
【００２６】
吸気装置の構成は、次の通りである。
図２、図３に示すように、シリンダヘッド(１)の側面(２３)に吸気分配手段(１３)を配置し、この吸気分配手段(１３)をシリンダヘッド(１)の側面(２３)に沿う長手状のケース構造とし、このシリンダヘッド(１)の側面(２３)と対向する吸気分配手段(１３)の側面を全面開口し、その開口縁(２４)をシリンダヘッド(１)の側面(２３)に取り付けている。また、シリンダヘッド(１)の側面(２３)に取付縁(２５)を設け、この取付縁(２５)に吸気分配手段(１３)の開口縁(２４)を取り付け、シリンダヘッド(１)の側面(２３)のうち、取付縁(２５)で囲まれた部分を取付縁(２５)よりもヘッド内側に後退させている。このため、吸気分配手段(１３)の幅寸法を短くしても、吸気通路断面積を十分に確保することができ、シリンダヘッド(１)の側面(２３)からの吸気分配手段(１３)の張り出し寸法を短くすることができる。
【００２７】
また、図２、図３に示すように、隣り合う気筒の各吸気ポート入口(２６)(２６)間に位置する外向き面(２７)と、各吸気ポート入口(２６)(２６)の内周面(２６ａ)(２６ａ)との境界部分(２６ｂ)(２６ｂ)にアールをつけている。このため、吸気分配手段(１３)から吸気ポート(５)(５)への吸気導入時に、境界部分(２６ｂ)(２６ｂ)で乱流を生じるおそれがなく、各吸気ポート(５)(５)への吸気がスムーズに行われる。更に、取付縁(２５)の研磨加工時にアールの一部が削られてエッジができる不備が起こらず、滑らかなアールの形成が確実に行える。また、取付縁(２５)の研磨加工前に予めアールをつけておくことができるため、このアールはシリンダヘッド(１)の鋳造型によって形成することができ、アールの形成が簡単に行える。
【００２８】
シリンダヘッド(１)への部品取付構造は、次の通りである。
図２に示すように、シリンダヘッド(１)に吸気分配手段(１３)と排気合流手段(１４)と冷却水循環用のサーモスタットケース(３１)とを設け、吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)と排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)からシリンダヘッド(１)のヘッド幅方向に沿って、吸気ポート(５)と排気ポート(１１)とを相互反対向きに導出し、吸気分配手段(１３)をシリンダヘッド(１)の一方の側面(２３)に取付け、排気合流手段(１４)を他方の側面(３４)に取り付けている。
【００２９】
図２に示すように、シリンダヘッド(１)のヘッド長手方向の一端部で、排気合流手段(１４)を取り付けたシリンダヘッド(１)の側面(３４)にサーモスタットケース(３１)を配置するに当たり、ヘッド長手方向を前後方向、サーモスタットケース(３１)を配置したシリンダヘッド(１)の一端部のある方を前と見て、各気筒の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をその気筒の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)よりも後寄りに配置して、排気合流手段(１４)を吸気分配手段(１３)よりも後寄りに配置し、排気合流手段(１４)の前方で、シリンダヘッド(１)の側面(３４)にサーモスタットケース(３１)を取り付けている。
【００３０】
上記構成による利点は、次の通りである。
大きなサーモスタットケース(３１)をシリンダヘッド(１)の側面(３４)に配置することができるため、エンジンの全長を短くすることができる。また、排気合流手段(１４)を後寄りに配置して、その前方でシリンダヘッド(１)の側面(３４)に形成される大きな取付面に大きなサーモスタットケース(３１)を取付けることができるため、シリンダヘッド(１)の側面(３４)を部品取付面として無駄なく利用することができる。
【００３１】
また、図２に示すように、吸気分配手段(１３)の前方で、シリンダヘッド(１)の側面(２３)にＥＧＲ装置(３０)の弁アクチュエータ(３５)を配置している。このようにして、排気合流手段(１４)の前方の広いスペースには大きなサーモスタットケース(３１)を配置し、吸気分配手段(１３)の前方の狭いスペースには小さな弁アクチュエータ(３５)を配置するため、シリンダヘッド(１)への部品の納まりがよく、シリンダヘッド(１)をコンパクトにまとめることができる。
【００３２】
排気ポート(１１)とプッシュロッド(３６)との関係は、次の通りである。
図２に示すように、排気ポート(１１)の導出側に動弁装置のプッシュロッド(３６)(３６)を配置するに当たり、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線(７)上でクランク軸中心軸線(１７)と直交する仮想横断線(３７)を想定し、この仮想横断線(３７)の前方にその気筒の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)を、後方にその気筒の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をそれぞれ配置し、排気ポート(１１)のうち、ヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に偏向させて、ヘッド幅方向に沿う導出終端部分(４０)を仮想横断線(３７)と重なる位置まで前方向に偏倚させ、この導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)の各々を振り分けて配置している。
【００３３】
上記構成による利点は、次の通りである。
図６に示すように、ロッカアーム(４８)(４８)を仮想横断線(３７)と平行な姿勢、または平行に近い姿勢にすることができ、ロッカアーム(４８)(４８)を短くすることができる。このため、ロッカアーム(４８)(４８)の重量慣性が小さくなり、プッシュロッド(３６)に対するロッカアーム(４８)(４８)の作動追従性が高まるため、動弁作動を正確に行うことができる。また、排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)と一対のプッシュロッド(３６)(３６)とを無理なく配置することができ、プッシュロッド(３６)(３６)を避けるために排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)を狭める必要がなく、排気ポート(１１)の通路抵抗を小さくすることができる。
【００３４】
排気ポート(１１)の構成は、次の通りである。
図２に示すように、排気ポート(１１)内に一対の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をヘッド幅方向に沿って配列し、第一排気弁口(３２ａ)を排気ポート(１１)の導出始端部分(３９)で開口するとともに、第二排気弁口(３２ｂ)を排気ポート(１１)の中間部分(３８)で開口するに当たり、排気ポート(１１)のうち、ヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に導出しながら湾曲させ、この中間部分(３８)の湾曲する円弧の中心位置に第二排気弁口(３２ｂ)を開口し、この第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りに、第一排気弁口(３２ａ)からの排気の迂回通路(４１)を形成している。このため、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)からの排気の流出を妨げることがなく、排気効率が高い。また、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りの迂回通路(４１)を通過するため、第二排気弁口(３２ｂ)の周縁部分の過熱が抑制される。
【００３５】
排気装置とＥＧＲ装置(３０)との関係は、次の通りである。
図２に示すように、排気ポート(１１)の湾曲させた中間部分(３８)で案内される排気の吹き当たり箇所からＥＧＲガス導出通路(４２)を導出している。給排気の差圧に加え、排気の押し込み力を利用して排気還元を行うことができ、十分な排気還元量を確保することができる。また、ＥＧＲガス導出通路(４２)がヘッドジャケット(４３)内を通過するようにしている。このため、専用のＥＧＲガス放熱器が不要になり、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。ＥＧＲガス導出通路(４２)に続くＥＧＲガス供給通路(４４)を、吸気分配手段(１３)の肉壁内に形成している。このため、シリンダヘッド(１)からＥＧＲガス供給通路(４４)が大きく張り出すことがなく、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。
【００３６】
ＥＧＲ装置(３０)の弁アクチュエータ(３５)の取付構造は、次の通りである。
図２に示すように、吸気分配手段(１３)から前方にフランジ部(４５)を導出し、このフランジ部(４５)にＥＧＲ装置(３０)の弁アクチュエータ(３５)を取り付けている。弁アクチュエータ(３５)をシリンダヘッド(１)に直接取り付けた場合に比べ、弁アクチュエータ(３５)の熱劣化が抑制される。また、前記弁アクチュエータ(３５)で駆動するＥＧＲ弁(４６)の弁座(４７)を吸気分配手段(１３)を取り付けたシリンダヘッド(１)の側面(２３)に形成している。このため、弁座(４７)のメンテナンスを簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッドの前端部分周辺の縦断側面図である。
【図２】 図１のエンジンのシリンダヘッドの前端部分の横断平面図である。
【図３】 図３(Ａ)は図２のIII−III線断面図、図３(Ｂ)は図１のエンジンのシリンダヘッドの側面図である。
【図４】 図２のIV−IV線断面図である。
【図５】 図１のエンジンのヘッドカバーを説明する図で、図５(Ａ)は平面図、図５(Ｂ)は側面図である。
【図６】 図１のエンジンのヘッドカバーを取り外した平面図である。
【符号の説明】
(１０ａ)(１０ｂ)…吸気弁口、(１１)…排気ポート、 (３２ａ)(３２ｂ)…排気弁口、(３５)…弁アクチュエータ、(３６)…プッシュロッド、(３７)…仮想横断線、(３８)…中間部分、(３９)…導出始端部分、(４０)…導出終端部分、(４１)…迂回通路、(４２)…ＥＧＲガス導出通路、(４３)…ヘッドジャケット、(４４)…ＥＧＲガス供給通路、(４５)…フランジ部、(４６)…ＥＧＲ弁、(４７)…弁座、(４８)…ロッカアーム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、頭上弁エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、頭上弁エンジンとして、本発明と同様、シリンダ中心軸線と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線上でクランク軸中心軸線と直交する仮想横断線を想定し、シリンダヘッドの長手方向を前後方向、その一方を前と見て、仮想横断線の前方にその気筒の吸気弁口を、後方にその気筒の排気弁口をそれぞれ配置し、排気ポートの導出側に動弁装置のプッシュロッドを配置したものがある。
この種のものでは、吸気弁口と排気弁口の配列方向と直交する向きに排気ポートが真直ぐに導出され、その両脇に一対のプッシュロッドが配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題１》 動弁作動を正確に行うことができない場合がある。
ロッカアームの向きが仮想横断線と平行な姿勢から大きく傾き、ロッカアームが長くなることがある。この場合、ロッカアームの重量慣性が大きくなり、プッシュロッドに対するロッカアームの作動追従性が低くなる。このため、動弁作動を正確に行うことができない場合がある。
【０００４】
《問題２》 排気ポートの通路抵抗が大きくなりやすい。
プッシュロッドとの避けるために排気ポートの導出終端部分を狭めることが必要な場合があり、この場合には、排気ポートの通路抵抗が大きくなりやすい。
【０００５】
本発明の課題は、上記問題点を解決できる頭上弁エンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
(請求項１の発明)
図２に示すように、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線(７)上でクランク軸中心軸線(１７)と直交する仮想横断線(３７)を想定し、シリンダヘッド(１)の長手方向を前後方向、その一方を前と見て、仮想横断線(３７)の前方にその気筒の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)を、後方にその気筒の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をそれぞれ配置し、排気ポート(１１)の導出側に動弁装置のプッシュロッド(３６)(３６)を配置した頭上弁エンジンにおいて、
排気ポート(１１)のうち、シリンダヘッド(１)のヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に偏向させて、ヘッド幅方向に沿う導出終端部分(４０)を仮想横断線(３７)と重なる位置まで前方向に偏倚させ、この導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)の各々を振り分けて配置し、
図２に示すように、吸気ポート ( ５ ) としてスワール吸気ポートを用いるに当たり、
シリンダヘッド ( １ ) の幅方向を横方向として、吸気ポート ( ５ ) を横長に形成し、図１に示すように、吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) 寄りの前記吸気ポート壁部分 ( ６ ) の内壁面 ( ８ ) を、横から見て、シリンダ ( ２１ ) に近づくにつれてシリンダ中心軸線 ( ７ ) に近づくように傾斜させて、この内壁面 ( ８ ) をグロープラグ ( ３ ) の傾きに沿わせ、この内周壁 ( ８ ) の対向壁面 ( ８ａ ) を、横から見て、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに沿って立ち上げ、これら壁面 ( ８ )( ８ａ ) の間に楔型ポート部分 ( ５ａ ) を形成し、上記楔型ポート部分 ( ５ａ ) は、横から見て、上記壁面 ( ８ )( ８ａ ) を２辺とするその断面形状がシリンダ ( ２１ ) に向けて幅広となるようにし、
図１に示すように、グロープラグ ( ３ ) の先端部をシリンダ中央部 ( ４ ) に差し込み、シリンダヘッド ( １ ) の長手方向を前後方向として、グロープラグ ( ３ ) を前後方向に傾けるとともに、図６に示すように、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに見て、グロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) をシリンダヘッド ( １ ) の幅方向中央部に位置させた、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
【０００７】
【発明の効果】
(請求項１の発明)
請求項１の発明は、次の効果を奏する。
《効果１》 動弁作動を正確に行うことができる。
図２に示すように、排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)を仮想横断線(３７)と重なる位置まで前方向に偏倚させ、この導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)の各々を振り分けて配置したため、図６に示すように、ロッカアーム(４８)(４８)を仮想横断線(３７)と平行な姿勢、または平行に近い姿勢にすることができ、ロッカアーム(４８)(４８)を短くすることができる。このため、ロッカアーム(４８)(４８)の重量慣性が小さくなり、プッシュロッド(３６)に対するロッカアーム(４８)(４８)の作動追従性が高まるため、動弁作動を正確に行うことができる。
【０００８】
《効果２》 排気ポートの通路抵抗を小さくすることができる。
図２に示すように、排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)を配置するため、これらを無理なく配置することができ、プッシュロッド(３６)(３６)を避けるために排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)を狭める必要がなく、排気ポート(１１)の通路抵抗を小さくすることができる。
《効果２の２》 シリンダ内でのスワールを強化することができる。
吸気ポート ( ５ ) を通過する吸気は、楔型ポート部分 ( ５ａ ) で対向壁 ( ５ａ ) に押しつけられながら、吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) に強く押し込まれる。このため、シリンダ ( ２１ ) の内周面寄りに高速の吸気が流入し、シリンダ ( ２１ ) 内でのスワールが強化される。
( 請求項２の発明 )
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 ブリーザ室の容積を大きく確保することができる。
図５ ( Ａ ) に示すように、グロープラグ ( ３ ) をブリーザ室 ( ２０ ) の偏倚方向とは逆方向にずらしている。このため、ヘッドカバー ( １５ ) を貫通するグロープラグ ( ３ ) に妨げられることなく、ブリーザ室 ( １５ ) をその偏倚方向とは逆方向に拡張することができ、ブリーザ 室 ( １５ ) の容積を大きく確保することができる。
【０００９】
（請求項４の発明）
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果３》 排気効率が高い。
図２に示すように、第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りに、第一排気弁口(３２ａ)からの排気の迂回通路(４１)を形成したため、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)からの排気の流出を妨げることがなく、排気効率が高い。
【００１０】
《効果４》 第二排気弁口の周縁部分の過熱が抑制される。
図２に示すように、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りの迂回通路(４１)を通過するため、第二排気弁口(３２ｂ)の周縁部分の過熱が抑制される。
【００１１】
（請求項５の発明）
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果５》 十分な排気還元量を確保することができる。
図２に示すように、湾曲させた排気ポート(１１)の中間部分(３８)で案内される排気の吹き当たり箇所からＥＧＲガス導出通路(４２)を導出したため、給排気の差圧に加え、排気の押し込み力を利用して排気還元を行うことができ、十分な排気還元量を確保することができる。
【００１２】
（請求項６の発明）
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果６》 専用のＥＧＲガス放熱器が不要になる。
図２に示すように、ＥＧＲガス導出通路(４２)がヘッドジャケット(４３)内を通過するようにしたため、専用のＥＧＲガス放熱器が不要になる。
【００１３】
《効果７》 シリンダヘッドの部品配置が楽になる。
シリンダヘッド(１)に専用のＥＧＲガス放熱器を取付ける必要がないため、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。
【００１４】
（請求項７の発明）
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果８》 シリンダヘッドの部品配置が楽になる。
図２に示すように、ＥＧＲガス導出通路(４２)に続くＥＧＲガス供給通路(４４)を、吸気分配手段(１３)の肉壁内に形成したため、シリンダヘッド(１)からＥＧＲガス供給通路(４４)が大きく張り出すことがなく、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。
【００１５】
（請求項６の発明）
請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果９》 弁アクチュエータの熱劣化が抑制される。
図２に示すように、吸気分配手段(１３)から前方にフランジ部(４５)を導出し、このフランジ部(４５)に弁アクチュエータ(３５)を取り付けたため、弁アクチュエータ(３５)をシリンダヘッド(１)に直接取り付けた場合に比べ、弁アクチュエータ(３５)の熱劣化が抑制される。
【００１６】
（請求項７の発明）
請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果１０》 弁座のメンテナンスを簡単に行うことができる。
図２に示すように、前記弁アクチュエータ(３５)で駆動するＥＧＲ弁(４６)の弁座(４７)をシリンダヘッド(１)の側面(２３)に形成したため、弁座(４７)のメンテナンスを簡単に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図６は本発明の実施形態を説明する図で、この実施形態では、縦型の頭上弁式多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１８】
このエンジンの構成は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダブロック(４９)の上部にシリンダヘッド(１)を組み付け、その上部にヘッドカバー(１５)を組み付けている。シリンダヘッド(１)に、燃料噴射ノズル(２)とグロープラグ(３)とを取り付けている。
【００１９】
燃料噴射ノズル(２)とグロープラグ(３)の取付構造は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダ中央部(４)に燃料噴射ノズル(２)の先端を臨ませ、燃料噴射ノズル(２)と吸気ポート(５)との間の吸気ポート壁部分(６)にグロープラグ(３)を貫通させ、このグロープラグ(３)を燃料噴射ノズル(２)に対して所定角度(Θ１)だけ傾けてその先端部をシリンダ中央部(４)に差込んでいる。すなわち、図１に示すように、グロープラグ ( ３ ) の先端部をシリンダ中央部 ( ４ ) に差し込み、シリンダヘッド ( １ ) の長手方向を前後方向として、グロープラグ ( ３ ) を前後方向に傾けるとともに、図６に示すように、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに見て、グロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) をシリンダヘッド ( １ ) の幅方向中央部に位置させている。
【００２０】
上記構成による利点は、次の通りである。
燃料噴射ノズル(２)と吸気ポート(５)との間の吸気ポート壁部分(６)にグロープラグ(３)を貫通させたため、排気ポート(１１)を通過する排気の熱がグロープラグ(３)に伝わりにくい。このため、グロープラグ(３)の過熱を抑制することができる。また、グロープラグ(３)の先端部をシリンダ中央部(４)に差込んだため、燃焼室全体を均等に加熱することができる。また、グロープラグ(３)を燃料噴射ノズル(２)に対して傾けるため、グロープラグ(３)を燃料噴射ノズル(２)と干渉させることなく、その先端部をシリンダ中央部(４)に差込むことができる。このため、グロープラグ(３)の差込みが容易に行える。
【００２１】
吸気ポート(５)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、吸気ポート(５)としてスワール吸気ポートを用いている。吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)寄りの前記吸気ポート壁部分(６)の内壁面(８)を、シリンダ(２１)に近づくにつれてシリンダ中心軸線(７)に近づくように傾斜させて、この内壁面(８)をグロープラグ(３)の傾きに沿わせ、この内周壁(８)の対向壁面(８ａ)をシリンダ中心軸線(７)と平行な向きに沿って立ち上げ、これら壁面(８)(８ａ)の間に吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)に向けて幅広となる楔型ポート部分(５ａ)を形成している。このため、吸気ポート(５)を通過する吸気は、楔型ポート部分(５ａ)で対向壁(５ａ)に押しつけられながら、吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)に強く押し込まれる。このため、シリンダ(２１)の内周面寄りに高速の吸気が流入し、シリンダ(２１)内でのスワールが強化される。
構成をより具体的に説明すると次の通りである。
すなわち、図２に示すように、シリンダヘッド ( １ ) の幅方向を横方向として、吸気ポート ( ５ ) を横長に形成し、図１に示すように、吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) 寄りの前記吸気ポ ート壁部分 ( ６ ) の内壁面 ( ８ ) を、横から見て、シリンダ ( ２１ ) に近づくにつれてシリンダ中心軸線 ( ７ ) に近づくように傾斜させて、この内壁面 ( ８ ) をグロープラグ ( ３ ) の傾きに沿わせ、この内周壁 ( ８ ) の対向壁面 ( ８ａ ) を、横から見て、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに沿って立ち上げ、これら壁面 ( ８ )( ８ａ ) の間に楔型ポート部分 ( ５ａ ) を形成し、上記楔型ポート部分 ( ５ａ ) は、横から見て、上記壁面 ( ８ )( ８ａ ) を２辺とするその断面形状がシリンダ ( ２１ ) に向けて幅広となるようにしている。
【００２２】
燃料噴射ノズル(２)の取付構造は、次の通りである。
図２に示すように、前記吸気ポート壁部分(６)から膨出させたノズルボス(６ａ)に燃料噴射ノズル(２)を挿通させている。このため、排気ポート(１１)を通過する排気の熱が燃料噴射ノズル(２)に伝わりにくく、燃料噴射ノズル(２)の過熱を抑制することができる。
【００２３】
グロープラグ(３)とヘッドジャケット(４３)との関係は、次の通りである。
図２に示すように、吸気ポート(５)と排気ポート(１１)との間にポート間横断水路(１２)を形成し、このポート間横断水路(１２)にグロープラグ(３)を貫通させた吸気ポート壁部分(６)を臨ませている。このため、グロープラグ(３)の過熱が抑制される。また、ポート間横断水路(１２)を通過する冷却水が吸気分配手段(１３)側から排気合流手段(１４)側に向かうようにしている。このため、排気熱が吸気分配手段側に伝わりにくく、吸気の温度上昇を抑制することができ、吸気の充填効率が高い。
【００２４】
グロープラグ(３)とヘッドカバー(１５)との関係は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダヘッド(１)に装着したヘッドカバー(１５)の外壁(１６)にグロープラグ(３)の端部を貫通させ、グロープラグ(３)の端子をヘッドカバー(１５)外に突出させている。このため、この端子にヘッドカバー(１５)内の結露水やオイルミスト等が付着するおそれがなく、グロープラグ(３)の漏電を抑制することができる。また、図１に示すように、ヘッドカバー ( １５ ) の外壁 ( １６ ) のうち、グロープラグ ( ３ ) の端部を貫通させた部分をシリンダヘッド ( １ ) に向けて後退させ、この外壁 ( １６ ) の後退に伴ってヘッドカバー ( １５ ) に形成された凹部空間 ( １５ａ ) 内にグロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) を配置している。
【００２５】
グロープラグ(３)とブリーザ室(２０)との関係は、次の通りである。
図５に示すように、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、ヘッドカバー(１５)の天井に設けるブリーザ室(２０)をクランク軸中心軸線(１７)の片側に向けて偏倚させ、図６に示すように、各吸気ポート(５)毎に二個の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)を設け、この吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)間の吸気ポート壁部分(６)にグロープラグ(３)を貫通させるに当たり、次のようにしている。図６に示すように、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、二個の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)の各中心点を連結する仮想連結線(１８)を、クランク軸中心軸線(１７)と直交する姿勢から、シリンダ中心軸線(７)を中心として所定角度(Θ２)だけ回転させることにより、グロープラグ(３)をブリーザ室(２０)の偏倚方向とは逆方向にずらしている。このため、ヘッドカバー(１５)を貫通するグロープラグ(３)に妨げられることなく、ブリーザ室(２０)をその偏倚方向とは逆方向に拡張することができ、ブリーザ室(２０)の容積を大きく確保することができる。
【００２６】
吸気装置の構成は、次の通りである。
図２、図３に示すように、シリンダヘッド(１)の側面(２３)に吸気分配手段(１３)を配置し、この吸気分配手段(１３)をシリンダヘッド(１)の側面(２３)に沿う長手状のケース構造とし、このシリンダヘッド(１)の側面(２３)と対向する吸気分配手段(１３)の側面を全面開口し、その開口縁(２４)をシリンダヘッド(１)の側面(２３)に取り付けている。また、シリンダヘッド(１)の側面(２３)に取付縁(２５)を設け、この取付縁(２５)に吸気分配手段(１３)の開口縁(２４)を取り付け、シリンダヘッド(１)の側面(２３)のうち、取付縁(２５)で囲まれた部分を取付縁(２５)よりもヘッド内側に後退させている。このため、吸気分配手段(１３)の幅寸法を短くしても、吸気通路断面積を十分に確保することができ、シリンダヘッド(１)の側面(２３)からの吸気分配手段(１３)の張り出し寸法を短くすることができる。
【００２７】
また、図２、図３に示すように、隣り合う気筒の各吸気ポート入口(２６)(２６)間に位置する外向き面(２７)と、各吸気ポート入口(２６)(２６)の内周面(２６ａ)(２６ａ)との境界部分(２６ｂ)(２６ｂ)にアールをつけている。このため、吸気分配手段(１３)から吸気ポート(５)(５)への吸気導入時に、境界部分(２６ｂ)(２６ｂ)で乱流を生じるおそれがなく、各吸気ポート(５)(５)への吸気がスムーズに行われる。更に、取付縁(２５)の研磨加工時にアールの一部が削られてエッジができる不備が起こらず、滑らかなアールの形成が確実に行える。また、取付縁(２５)の研磨加工前に予めアールをつけておくことができるため、このアールはシリンダヘッド(１)の鋳造型によって形成することができ、アールの形成が簡単に行える。
【００２８】
シリンダヘッド(１)への部品取付構造は、次の通りである。
図２に示すように、シリンダヘッド(１)に吸気分配手段(１３)と排気合流手段(１４)と冷却水循環用のサーモスタットケース(３１)とを設け、吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)と排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)からシリンダヘッド(１)のヘッド幅方向に沿って、吸気ポート(５)と排気ポート(１１)とを相互反対向きに導出し、吸気分配手段(１３)をシリンダヘッド(１)の一方の側面(２３)に取付け、排気合流手段(１４)を他方の側面(３４)に取り付けている。
【００２９】
図２に示すように、シリンダヘッド(１)のヘッド長手方向の一端部で、排気合流手段(１４)を取り付けたシリンダヘッド(１)の側面(３４)にサーモスタットケース(３１)を配置するに当たり、ヘッド長手方向を前後方向、サーモスタットケース(３１)を配置したシリンダヘッド(１)の一端部のある方を前と見て、各気筒の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をその気筒の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)よりも後寄りに配置して、排気合流手段(１４)を吸気分配手段(１３)よりも後寄りに配置し、排気合流手段(１４)の前方で、シリンダヘッド(１)の側面(３４)にサーモスタットケース(３１)を取り付けている。
【００３０】
上記構成による利点は、次の通りである。
大きなサーモスタットケース(３１)をシリンダヘッド(１)の側面(３４)に配置することができるため、エンジンの全長を短くすることができる。また、排気合流手段(１４)を後寄りに配置して、その前方でシリンダヘッド(１)の側面(３４)に形成される大きな取付面に大きなサーモスタットケース(３１)を取付けることができるため、シリンダヘッド(１)の側面(３４)を部品取付面として無駄なく利用することができる。
【００３１】
また、図２に示すように、吸気分配手段(１３)の前方で、シリンダヘッド(１)の側面(２３)にＥＧＲ装置(３０)の弁アクチュエータ(３５)を配置している。このようにして、排気合流手段(１４)の前方の広いスペースには大きなサーモスタットケース(３１)を配置し、吸気分配手段(１３)の前方の狭いスペースには小さな弁アクチュエータ(３５)を配置するため、シリンダヘッド(１)への部品の納まりがよく、シリンダヘッド(１)をコンパクトにまとめることができる。
【００３２】
排気ポート(１１)とプッシュロッド(３６)との関係は、次の通りである。
図２に示すように、排気ポート(１１)の導出側に動弁装置のプッシュロッド(３６)(３６)を配置するに当たり、シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線(７)上でクランク軸中心軸線(１７)と直交する仮想横断線(３７)を想定し、この仮想横断線(３７)の前方にその気筒の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)を、後方にその気筒の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をそれぞれ配置し、排気ポート(１１)のうち、ヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に偏向させて、ヘッド幅方向に沿う導出終端部分(４０)を仮想横断線(３７)と重なる位置まで前方向に偏倚させ、この導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)の各々を振り分けて配置している。
【００３３】
上記構成による利点は、次の通りである。
図６に示すように、ロッカアーム(４８)(４８)を仮想横断線(３７)と平行な姿勢、または平行に近い姿勢にすることができ、ロッカアーム(４８)(４８)を短くすることができる。このため、ロッカアーム(４８)(４８)の重量慣性が小さくなり、プッシュロッド(３６)に対するロッカアーム(４８)(４８)の作動追従性が高まるため、動弁作動を正確に行うことができる。また、排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)と一対のプッシュロッド(３６)(３６)とを無理なく配置することができ、プッシュロッド(３６)(３６)を避けるために排気ポート(１１)の導出終端部分(４０)を狭める必要がなく、排気ポート(１１)の通路抵抗を小さくすることができる。
【００３４】
排気ポート(１１)の構成は、次の通りである。
図２に示すように、排気ポート(１１)内に一対の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をヘッド幅方向に沿って配列し、第一排気弁口(３２ａ)を排気ポート(１１)の導出始端部分(３９)で開口するとともに、第二排気弁口(３２ｂ)を排気ポート(１１)の中間部分(３８)で開口するに当たり、排気ポート(１１)のうち、ヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に導出しながら湾曲させ、この中間部分(３８)の湾曲する円弧の中心位置に第二排気弁口(３２ｂ)を開口し、この第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りに、第一排気弁口(３２ａ)からの排気の迂回通路(４１)を形成している。このため、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)からの排気の流出を妨げることがなく、排気効率が高い。また、第一排気弁口(３２ａ)からの排気が第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りの迂回通路(４１)を通過するため、第二排気弁口(３２ｂ)の周縁部分の過熱が抑制される。
【００３５】
排気装置とＥＧＲ装置(３０)との関係は、次の通りである。
図２に示すように、排気ポート(１１)の湾曲させた中間部分(３８)で案内される排気の吹き当たり箇所からＥＧＲガス導出通路(４２)を導出している。給排気の差圧に加え、排気の押し込み力を利用して排気還元を行うことができ、十分な排気還元量を確保することができる。また、ＥＧＲガス導出通路(４２)がヘッドジャケット(４３)内を通過するようにしている。このため、専用のＥＧＲガス放熱器が不要になり、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。ＥＧＲガス導出通路(４２)に続くＥＧＲガス供給通路(４４)を、吸気分配手段(１３)の肉壁内に形成している。このため、シリンダヘッド(１)からＥＧＲガス供給通路(４４)が大きく張り出すことがなく、シリンダヘッド(１)の部品配置が楽になる。
【００３６】
ＥＧＲ装置(３０)の弁アクチュエータ(３５)の取付構造は、次の通りである。
図２に示すように、吸気分配手段(１３)から前方にフランジ部(４５)を導出し、このフランジ部(４５)にＥＧＲ装置(３０)の弁アクチュエータ(３５)を取り付けている。弁アクチュエータ(３５)をシリンダヘッド(１)に直接取り付けた場合に比べ、弁アクチュエータ(３５)の熱劣化が抑制される。また、前記弁アクチュエータ(３５)で駆動するＥＧＲ弁(４６)の弁座(４７)を吸気分配手段(１３)を取り付けたシリンダヘッド(１)の側面(２３)に形成している。このため、弁座(４７)のメンテナンスを簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッドの前端部分周辺の縦断側面図である。
【図２】 図１のエンジンのシリンダヘッドの前端部分の横断平面図である。
【図３】 図３(Ａ)は図２のIII−III線断面図、図３(Ｂ)は図１のエンジンのシリンダヘッドの側面図である。
【図４】 図２のIV−IV線断面図である。
【図５】 図１のエンジンのヘッドカバーを説明する図で、図５(Ａ)は平面図、図５(Ｂ)は側面図である。
【図６】 図１のエンジンのヘッドカバーを取り外した平面図である。
【符号の説明】
(１０ａ)(１０ｂ)…吸気弁口、(１１)…排気ポート、 (３２ａ)(３２ｂ)…排気弁口、(３５)…弁アクチュエータ、(３６)…プッシュロッド、(３７)…仮想横断線、(３８)…中間部分、(３９)…導出始端部分、(４０)…導出終端部分、(４１)…迂回通路、(４２)…ＥＧＲガス導出通路、(４３)…ヘッドジャケット、(４４)…ＥＧＲガス供給通路、(４５)…フランジ部、(４６)…ＥＧＲ弁、(４７)…弁座、(４８)…ロッカアーム。
Claims (9)
- シリンダ中心軸線(７)と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線(７)上でクランク軸中心軸線(１７)と直交する仮想横断線(３７)を想定し、シリンダヘッド(１)の長手方向を前後方向、その一方を前と見て、仮想横断線(３７)の前方にその気筒の吸気弁口(１０ａ)(１０ｂ)を、後方にその気筒の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をそれぞれ配置し、排気ポート(１１)の導出側に動弁装置のプッシュロッド(３６)(３６)を配置した頭上弁エンジンにおいて、
排気ポート(１１)のうち、シリンダヘッド(１)のヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に偏向させて、ヘッド幅方向に沿う導出終端部分(４０)を仮想横断線(３７)と重なる位置まで前方向に偏倚させ、この導出終端部分(４０)の前後にその気筒の一対のプッシュロッド(３６)(３６)の各々を振り分けて配置し、
吸気ポート ( ５ ) としてスワール吸気ポートを用いるに当たり、
シリンダヘッド ( １ ) の幅方向を横方向として、吸気ポート ( ５ ) を横長に形成し、吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) 寄りの前記吸気ポート壁部分 ( ６ ) の内壁面 ( ８ ) を、横から見て、シリンダ ( ２１ ) に近づくにつれてシリンダ中心軸線 ( ７ ) に近づくように傾斜させて、この内壁面 ( ８ ) をグロープラグ ( ３ ) の傾きに沿わせ、この内周壁 ( ８ ) の対向壁面 ( ８ａ ) を、横から見て、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに沿って立ち上げ、これら壁面 ( ８ )( ８ａ ) の間に楔型ポート部分 ( ５ａ ) を形成し、上記楔型ポート部分 ( ５ａ ) は、横から見て、上記壁面 ( ８ )( ８ａ ) を２辺とするその断面形状がシリンダ ( ２１ ) に向けて幅広となるようにし、
グロープラグ ( ３ ) の先端部をシリンダ中央部 ( ４ ) に差し込み、シリンダヘッド ( １ ) の長手方向を前後方向として、グロープラグ ( ３ ) を前後方向に傾けるとともに、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに見て、グロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) をシリンダヘッド ( １ ) の幅方向中央部に位置させた、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項１に記載した頭上弁エンジンにおいて、
シリンダヘッド ( １ ) に装着したヘッドカバー ( １５ ) の外壁 ( １６ ) にグロープラグ ( ３ ) の端部を貫通させ、グロープラグ ( ３ ) の端子をヘッドカバー ( １５ ) 外に突出させ、シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに見て、ヘッドカバー ( １５ ) の天井に設けるブリーザ室 ( ２０ ) をクランク軸中心軸線 ( １７ ) の片側に向けて偏倚させ、各吸気ポート ( ５ ) 毎に二個の吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) を設け、この吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) 間の吸気ポート壁部分 ( ６ ) にグロープラグ ( ３ ) を貫通させるに当たり、
シリンダ中心軸線 ( ７ ) と平行な向きに見て、二個の吸気弁口 ( １０ａ )( １０ｂ ) の各中心点を連結する仮想連結線 ( １８ ) を、クランク軸中心軸線 ( １７ ) と直交する姿勢から、シリンダ中心軸線 ( ７ ) を中心として所定角度 ( Θ２ ) だけ回転させることにより、グロープラグ ( ３ ) をブリーザ室 ( ２０ ) の偏倚方向とは逆方向にずらした、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項２に記載した頭上弁エンジンにおいて、
ヘッドカバー ( １５ ) の外壁 ( １６ ) のうち、グロープラグ ( ３ ) の端部を貫通させた部分をシリンダヘッド ( １ ) に向けて後退させ、この外壁 ( １６ ) の後退に伴ってヘッドカバー ( １５ ) に形成された凹部空間 ( １５ａ ) 内にグロープラグ ( ３ ) の端子 ( ３ａ ) を配置した、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
排気ポート(１１)内に一対の排気弁口(３２ａ)(３２ｂ)をヘッド幅方向に沿って配列し、第一排気弁口(３２ａ)を排気ポート(１１)の導出始端部分(３９)で開口するとともに、第二排気弁口(３２ｂ)を排気ポート(１１)の中間部分(３８)で開口するに当たり、
排気ポート(１１)のうち、ヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に導出しながら湾曲させ、この中間部分(３８)の湾曲する円弧の中心位置に第二排気弁口(３２ｂ)を開口し、この第二排気弁口(３２ｂ)の後寄りに、第一排気弁口(３２ａ)からの排気の迂回通路(４１)を形成した、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
排気ポート(１１)のうち、ヘッド幅方向に沿う導出始端部分(３９)から中間部分(３８)を前方向に導出しながら湾曲させ、この中間部分(３８)で案内される排気の吹き当たり箇所からＥＧＲガス導出通路(４２)を導出した、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
ＥＧＲガス導出通路(４２)がヘッドジャケット(４３)内を通過するようにした、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項１から請求項６のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
ＥＧＲガス導出通路(４２)に続くＥＧＲガス供給通路(４４)を、吸気分配手段(１３)の肉壁内に形成した、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
吸気分配手段(１３)から前方にフランジ部(４５)を導出し、このフランジ部(４５)にＥＧＲ装置(３０)の弁アクチュエータ(３５)を取り付けた、ことを特徴とする頭上弁エンジン。 - 請求項１から請求項８のいずれかに記載した頭上弁エンジンにおいて、
前記弁アクチュエータ(３５)で駆動するＥＧＲ弁(４６)の弁座(４７)を吸気分配手段(１３)を取り付けたシリンダヘッド(１)の側面(２３)に形成した、ことを特徴とする頭上弁エンジン。
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