JP6759160B2 - 水冷エンジン - Google Patents

水冷エンジン Download PDF

Info

Publication number
JP6759160B2
JP6759160B2 JP2017128302A JP2017128302A JP6759160B2 JP 6759160 B2 JP6759160 B2 JP 6759160B2 JP 2017128302 A JP2017128302 A JP 2017128302A JP 2017128302 A JP2017128302 A JP 2017128302A JP 6759160 B2 JP6759160 B2 JP 6759160B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wall
exhaust
water
port
cylinder head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017128302A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019011703A (ja
Inventor
杉本　智
智 杉本
祐介 米虫
祐介 米虫
和田　直樹
直樹 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2017128302A priority Critical patent/JP6759160B2/ja
Priority to EP20152095.4A priority patent/EP3656992B1/en
Priority to EP18170161.6A priority patent/EP3421748B1/en
Priority to CN201810413252.5A priority patent/CN109209596B/zh
Priority to CN202111065676.5A priority patent/CN113623058A/zh
Priority to US15/987,980 priority patent/US10669968B2/en
Publication of JP2019011703A publication Critical patent/JP2019011703A/ja
Priority to US16/859,554 priority patent/US11549460B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6759160B2 publication Critical patent/JP6759160B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • F01P3/14—Arrangements for cooling other engine or machine parts for cooling intake or exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • F01P3/16—Arrangements for cooling other engine or machine parts for cooling fuel injectors or sparking-plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4285—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of both intake and exhaust channel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/024—Cooling cylinder heads

Landscapes

  • 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)

Description

本発明は、水冷エンジンに関し、詳しくは、シリンダヘッドの熱歪みを抑制することができる水冷エンジンに関する。
従来、水冷エンジンとして、シリンダヘッドを備え、シリンダヘッドは、吸気ポートと、排気ポートと、これらポートの周囲でエンジン冷却水を通過させるヘッド水ジャケットを備えた水冷エンジンがある(例えば、特許文献１参照)。
この種の水冷エンジンによれば、エンジン冷却水でシリンダヘッドを強力に冷却することができる利点がある。
特開平８−２６１０５９号公報(図１、図４、図５参照)
《問題》 シリンダヘッドの熱歪みが大きくなるおそれがある。
この水冷エンジンでは、高出力化すると、排気温度が高まり、排気側の冷却が不足し、シリンダヘッドの熱歪みが大きくなるおそれがある。
本発明の課題は、シリンダヘッドの熱歪みを抑制することができる水冷エンジンを提供することにある。
本発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)に例示するように、シリンダヘッド(６)を備え、シリンダヘッド(６)は、吸気ポート(２)と、排気ポート(３)と、これらポート(２)(３)の周囲でエンジン冷却水(３６)を通過させるヘッド水ジャケット(２０)を備え、
クランク軸(８)の架設方向を前後方向、前後方向と直交するシリンダヘッド(６)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(６)の横一端を排気端(６ａ)、横他端を吸気端(６ｂ)として、
排気ポート(３)は、第１排気弁口(３ａ)と、これよりも排気端(６ａ)寄りの第２排気弁口(３ｂ)を備え、排気ポート壁は、第１排気弁口(３ａ)寄りの第１排気入口ポート壁(３ｄ)と、第２排気弁口(３ｂ)寄りの第２排気入口ポート壁(３ｅ)を備え、
ヘッド水ジャケット(２０)は、第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の間に排気ポート壁間水路(２９)を備え、
シリンダヘッド(６)は、シリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)に設けられた冷却水噴射通路(２７)を備え、この冷却水噴射通路(２７)は、排気端(６ａ)側に偏倚され、排気端(６ａ)寄りの通路入口(２７ａ)と、排気ポート壁間水路(２９)に向けられた通路出口(２７ｂ)を備え、
排気ポート壁(３ｃ)は、第１排気入口ポート壁(３ｄ)から排気端(６ａ)側に向けて導出された放熱フィン(２８)を備え、この放熱フィン(２８)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の間が排気ポート壁間水路(２９)への水路導入口とされ、
吸気ポート壁は、吸気弁口(２ａ)寄りの吸気出口ポート壁(２ｂ)を備え、ヘッド水ジャケット(２０)は、吸気出口ポート壁(２ｂ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)との間に吸排気ポート壁間水路(３０)を備え、
シリンダヘッド(６)は、ヘッド水ジャケット(２０)の底壁(６ｃ)に設けられた第２冷却水噴射通路(３１)を備え、この第２冷却水噴射通路(３１)は、排気端(６ａ)寄りの第２通路入口(３１ａ)と、吸排気ポート壁間水路(３０)の水路入口(３０ａ)に向けられた第２通路出口(３１ｂ)を備え、
シリンダヘッド(６)は、シリンダヘッド(６)の天井壁(６ｄ)の下面(６ｆ)に沿う第２放熱フィン(３２)を備え、
第２放熱フィン(３２)とシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)の間に絞り通路(３２ａ)が設けられ、絞り通路(３２ａ)は、吸排気ポート壁間水路(３０)の流水方向上流側に配置されている、ことを特徴とする水冷エンジン。
本発明は、次の効果を奏する。
《効果》シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
図１(Ａ)に例示するように、熱負荷の高い排気端(６ａ)寄りのシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)が冷却水噴射通路(２７)を通過するエンジン冷却水(３６)で強力に冷却される。また、熱負荷の高い第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)が、冷却水噴射通路(２７)から噴射されたエンジン冷却水(３６)で強力に冷却される。このため、排気側の冷却不足が改善され、シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
《効果》第１排気入口ポート壁(３ｄ)の冷却性能が高い。
放熱フィン(２８)からの放熱で、第１排気入口ポート壁(３ｄ)の放熱性能が高い。
《効果》シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の冷却性能が高い。図１(Ａ)に例示するように、エンジン冷却水(３６)が放熱フィン(２８)で排気ポート壁間水路(２９)から離間する方向に拡散せず、排気ポート壁間水路(２９)にスムーズに流入し、第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の冷却性能が高い。
《効果》シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
熱負荷の高い第２排気入口ポート壁(３ｅ)が、第２冷却水噴射通路(３１)から噴射されたエンジン冷却水(３６)で強力に冷却され、熱負荷の低い吸気出口ポート壁(２ｂ)との温度差が小さくなり、シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
《効果》第２排気入口ポート壁(３ｅ)の冷却性能が高い。
吸排気ポート壁間水路(３０)の水路入口に向かうエンジン冷却水(３６)が第２放熱フィン(３２)でシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)側に偏向され、熱負荷の高い第２排気入口ポート壁(３ｅ)の第２排気弁口(３ｂ)に近い側が強力に冷却され、第２排気入口ポート壁(３ｅ)の冷却性能が高い。
本発明の実施形態に係る水冷エンジンのシリンダヘッドを説明する図で、図１(Ａ)は模式平面図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図１(Ｃ)は図１(Ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の実施形態に係る水冷エンジンの燃焼室の縦断面図である。 本発明の実施形態に係るエンジンの縦断正面図である。 図３のエンジンの縦断側面図である。 図３のエンジンの正面図である。 図３のエンジンの側面図である。 図３のエンジンの平面図である。
図１は本発明の実施形態に係る水冷エンジンを説明する図であり、この実施形態では、水冷のコモンレール式直列４気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
このエンジンの概要は、次の通りである。
図３に示すように、このエンジンは、シリンダブロック(５)と、シリンダブロック(５)の上部に組み付けられたシリンダヘッド(６)と、シリンダヘッド(６)の上部に組み付けられたシリンダヘッドカバー(７)と、シリンダブロック(５)の下部に組み付けられたオイルパン(４)と、クランク軸(８)の架設方向を前後方向として、図４に示すように、シリンダブロック(５)の前部に配置されたベルト伝動機構(９)と、シリンダブロック(５)の後部に配置されたフライホイールハウジング(１０)と、前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向として、図３に示すように、シリンダヘッド(６)の横一側に設けられた吸気マニホルド(１１)と、シリンダヘッド(６)の横他側に設けられた排気マニホルド(１２)を備えている。
このエンジンは、燃料噴射装置と防振装置と水冷装置と潤滑装置と油冷装置を備えている。
燃料噴射装置は、コモンレール式のもので、図６に示すように、燃料サプライポンプ(１３)と、コモンレール(１４)と、図４に示すように、燃料インジェクタ(１５)を備え、燃焼室に燃料を噴射する。
防振装置は、図３に示すように、回転バランサ(１)を備え、エンジンの二次振動を相殺し、エンジンの振動を低減する。
水冷装置は、ラジエータ(図示せず)と、図３に示すように、シリンダブロック(５)の吸気側に設けられた水入口室(１６)と、図６に示すように、水入口室(１６)の前部に設けられた水ポンプ(１７)と、図３に示すように、水ポンプ(１７)の後で水入口室(１６)の下部に設けられた水中継室(１８)と、シリンダブロック(５)内に設けられたブロック水ジャケット(１９)と、シリンダヘッド(６)内に設けられたヘッド水ジャケット(２０)を備えている。
水冷装置は、水ポンプ(１７)のポンプ圧で、ラジエータで放熱されたエンジン冷却水を、水入口室(１６)、水ポンプ(１７)、水中継室(１８)、ブロック水ジャケット(１９)、ヘッド水ジャケット(２０)、ラジエータの順に循環させ、エンジンを水冷する。
潤滑装置は、シリンダブロック(５)の後部に内蔵されたオイルポンプ(図外)と、図３に示すように、水中継室(１８)に収容されたオイルクーラ(２１)と、補器取付ベース(２２)にオイルクーラ(２１)と共に取り付けられたオイルフィルタ(２３)と、シリンダブロック(５)の吸気側の肉壁内に設けられたオイルギャラリ(２４)を備え、オイルポンプのポンプ圧で、オイルパン(４)内のエンジンオイル(４ａ)を、オイルポンプ、オイルクーラ(２１)、オイルフィルタ(２３)、オイルギャラリ(２４)、図３に示すクランク軸(８)の軸受け(８ａ)等のエンジン摺動部、オイルパン(４)の順に循環させ、エンジンの摺動部を強制潤滑する。
油冷装置は、図３に示すように、シリンダブロック(５)の吸気側の肉壁内にオイルギャラリ(２４)と平行に設けられたオイルジェットデリバリ通路(２５)と、ピストン(２６)の下方に設けられたオイルジェットノズル(２５ａ)と、ピストン(２６)に内設されたクーリングチャンネル(２６ａ)を備え、潤滑装置のオイルクーラ(２１)とオイルフィルタ(２３)を順に通過したエンジンオイル(４ａ)の一部を補器取付ベース(２２)内でオイルジェットデリバリ通路(２５)に分流させ、オイルジェットノズル(２５ａ)からクーリングチャンネル(２６ａ)内に向けて噴射させ、ピストン(２６)を油冷する。
水冷装置の構成は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、シリンダヘッド(６)を備え、シリンダヘッド(６)は、吸気ポート(２)と、排気ポート(３)と、これらポート(２)(３)の周囲でエンジン冷却水(３６)を通過させるヘッド水ジャケット(２０)を備えている。
このためエンジン冷却水(３６)でシリンダヘッド(６)を強力に冷却することができる利点がある。
図１(Ａ)に示すように、クランク軸(８)の架設方向を前後方向、前後方向と直交するシリンダヘッド(６)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(６)の横一端を排気端(６ａ)、横他端を吸気端(６ｂ)とする。
排気ポート(３)は、第１排気弁口(３ａ)と、これよりも排気端(６ａ)寄りの第２排気弁口(３ｂ)を備え、排気ポート壁は、第１排気弁口(３ａ)寄りの第１排気入口ポート壁(３ｄ)と、第２排気弁口(３ｂ)寄りの第２排気入口ポート壁(３ｅ)を備えている。
ヘッド水ジャケット(２０)は、第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の間に排気ポート壁間水路(２９)を備えている。
シリンダヘッド(６)は、シリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)に設けられた冷却水噴射通路(２７)を備え、この冷却水噴射通路(２７)は、排気端(６ａ)側に偏倚され、排気端(６ａ)寄りの通路入口(２７ａ)と、排気ポート壁間水路(２９)に向けられた通路出口(２７ｂ)を備えている。
排気ポート壁(３ｃ)は、第１排気入口ポート壁(３ｄ)から排気端(６ａ)側に向けて導出された放熱フィン(２８)を備え、この放熱フィン(２８)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の間が排気ポート壁間水路(２９)の水路入口(２９ａ)とされている。
冷却水噴射通路(２７)の通路入口(２７ａ)には、ブロック水ジャケット(１９)の排気側から浮上したエンジン冷却水(３６)が導入される。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)に示すように、熱負荷の高い排気端(６ａ)寄りのシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)が冷却水噴射通路(２７)を通過するエンジン冷却水(３６)で強力に冷却される。また、熱負荷の高い第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)が、冷却水噴射通路(２７)から噴射されたエンジン冷却水(３６)で強力に冷却される。このため、排気側の冷却不足が改善され、シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
また、放熱フィン(２８)からの放熱で、第１排気入口ポート壁(３ｄ)の放熱性能が高い。
更に、図１(Ａ)に示すように、エンジン冷却水(３６)が放熱フィン(２８)で排気ポート壁間水路(２９)から離間する方向に拡散せず、排気ポート壁間水路(２９)にスムーズに流入し、第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の冷却性能が高い。
なお、冷却水噴射通路(２７)から噴射されたエンジン冷却水(３６)の水流で、排気ポート壁間水路(２９)の水路入口(２９ａ)付近のエンジン冷却水(３６)はその水路入口(２９ａ)に引き込まれる。この水路入口(２９ａ)には、ブロック水ジャケット(１９)のシリンダボア間水路から浮上孔(３９)を介して浮上したエンジン冷却水(３６)も引き込まれる。
図１(Ａ)に示すように、排気ポート壁間水路(２９)の水路出口(２９ｂ)は、燃料インジェクタ(１５)に向けられている。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)に示するように、排気ポート壁間水路(２９)を通過したエンジン冷却水(３６)が燃料インジェクタ(１５)に向けられ、燃料インジェクタ(１５)の冷却性能が高い。
図１(Ａ)に示すように、吸気ポート壁は、吸気弁口(２ａ)寄りの吸気出口ポート壁(２ｂ)を備え、ヘッド水ジャケット(２０)は、吸気出口ポート壁(２ｂ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)との間に吸排気ポート壁間水路(３０)を備え、
シリンダヘッド(６)は、ヘッド水ジャケット(２０)の底壁(６ｃ)に設けられた第２冷却水噴射通路(３１)を備え、この第２冷却水噴射通路(３１)は、排気端(６ａ)寄りの第２通路入口(３１ａ)と、吸排気ポート壁間水路(３０)の水路入口(３０ａ)に向けられた第２通路出口(３１ｂ)を備えている。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)に示すように、熱負荷の高い第２排気入口ポート壁(３ｅ)が、第２冷却水噴射通路(３１)から噴射されたエンジン冷却水(３６)で強力に冷却され、熱負荷の低い吸気出口ポート壁(２ｂ)との温度差が小さくなり、シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
第２冷却水噴射通路(３１)の第２通路入口(３１ａ)には、ブロック水ジャケット(１９)の排気側から浮上したエンジン冷却水(３６)が導入される。
図１(Ａ)に示すように、第２冷却水噴射通路(３１)は、排気端(６ａ)側に偏倚されている。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)に例示するように、熱負荷の高い排気端(６ａ)寄りのシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)が第２冷却水噴射通路(３１)を通過するエンジン冷却水(３６)で強力に冷却され、排気側の冷却不足が改善され、シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
図１(Ａ)(Ｃ)に示すように、シリンダヘッド(６)は、シリンダヘッド(６)の天井壁(６ｄ)の下面(６ｆ)に沿う第２放熱フィン(３２)を備えている。
第２放熱フィン(３２)とシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)の間に絞り通路(３２ａ)が設けられ、絞り通路(３２ａ)は、吸排気ポート壁間水路(３０)の流水方向上流側に配置されている。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)(Ｃ)に示すように、吸排気ポート壁間水路(３０)の水路入口に向かうエンジン冷却水(３６)が第２放熱フィン(３２)でシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)側に偏向され、熱負荷の高い第２排気入口ポート壁(３ｅ)の第２排気弁口(３ｂ)に近い側が強力に冷却され、第２排気入口ポート壁(３ｅ)の冷却性能が高い。
図１(Ａ)(Ｃ)に示すように、シリンダヘッド(６)は、吸気弁軸挿通ボス(２ｃ)と対向する位置で、排気端(６ａ)側に設けられたプッシュロッド室壁(６ｅ)を備え、第２放熱フィン(３２)は、吸気弁軸挿通ボス(２ｃ)とプッシュロッド室壁(６ｅ)との間に架設されている。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)(Ｃ)に示すように、排気端(６ａ)側に設けられたプッシュロッド室壁(６ｅ)の熱は、第２放熱フィン(３２)を介して吸気弁軸挿通ボス(２ｃ)に放熱され、シリンダヘッド(６)の排気側と吸気側の温度差が小さくなり、シリンダヘッド(６)の熱歪みが抑制される。
図１(Ａ)に示すように、第２放熱フィン(３２)は、第２冷却水噴射通路(３１)の第２通路出口(３１ｂ)よりも、吸排気ポート壁間水路(３０)から遠ざけられている。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)に示すように、第２冷却水噴射通路(３１)の第２通路出口(３１ｂ)から噴射され、吸排気ポート壁間水路(３０)の水路入口(３０ａ)での吸熱で昇温し、浮上したエンジン冷却水(３６)の逆流が第２放熱フィン(３２)で受け止められ、吸排気ポート壁間水路(３０)を通過するエンジン冷却水(３６)の通過量の減少が抑制され、第２排気入口ポート壁(３ｅ)の冷却性能が高い。
図１(Ａ)に示すように、吸排気ポート壁間水路(３０)の水路出口(３０ｂ)は、燃料インジェクタ(１５)に向けられている。
このため、この実施形態では、図１(Ａ)に示すように、吸排気ポート壁間水路(３０)から流出したエンジン冷却水(３６)が燃料インジェクタ(１５)に向けられ、燃料インジェクタ(１５)の冷却性能が高い。
図２に示すように、シリンダブロック(５)とシリンダヘッド(６)の間に挟み込まれるヘッドガスケット(３３)を備えている。
シリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)は、燃焼室天井壁(３４)と、燃焼室天井壁(３４)の外周側に位置し、ヘッドガスケット(３３)のビード(３３ａ)を押圧する押圧壁(３５)を備えている。
シリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)のうち、押圧壁(３５)は、押圧壁(３５)と隣り合う燃焼室天井壁(３４)の外周部(３４ａ)よりも厚肉とされている。
このため、この実施形態では、図２に示すように、熱負荷が高い燃焼室天井壁(３４)の外周部(３４ａ)は薄肉のため、蓄熱が抑制され、燃焼室天井壁(３４)の熱膨張によるシリンダ径方向外側への押圧壁(３５)の位置ずれが起こり難いうえ、ビード(３３ａ)が圧接される押圧壁(３５)は厚肉のため、ビード(３３ａ)の反力による窪みが生じ難く、ヘッドガスケット(３３)の封止性能が高い。
図２中の符号(１５ａ)はインジェクタカバー、(３４ｂ)はインジェクタ挿通ボス、(４０)は燃焼室である。
図１中の符号(３７)は前記吸気弁口(２ａ)よりも吸気端(６ｂ)寄りに設けられた第２吸気弁口、(３７ａ)は第２吸気出口ポート壁で、吸気弁口(２ａ)はヘリカル吸気ポートのもの、第２吸気弁口(３７)はタンジェンシャル吸気ポートのものである。また、符号(３８)は吸気出口ポート壁(２ｂ)と第２吸気出口ポート壁(３７ａ)との間の吸気ポート壁間水路である。
(２)…吸気ポート、(２ａ)…吸気弁口、(２ｂ)…吸気出口ポート壁、(２ｃ)…弁ガイド挿入ボス、(３)…排気ポート、(３ａ)…第１排気弁口、(３ｂ)…第２排気弁口、(３ｄ)…第１排気入口ポート壁、(３ｅ)…第２排気入口ポート壁、(５)…シリンダブロック、(６)…シリンダヘッド、(６ａ)…排気端、(６ｂ)…吸気端、(６ｃ)…底壁、(６ｄ)…天井壁、(６ｅ)…ブッシュロッド室壁、(８)…クランク軸、(１５)…燃料インジェクタ、(２０)…ヘッド水ジャケット、(２７)…冷却水噴射通路、(２７ａ)…通路入口、(２７ｂ)…通路出口、(２８)…放熱フィン、(２９)…排気ポート壁間水路、(２９ａ)…水路入口、(２９ｂ)…水路出口、(３０)…吸排気ポート壁間水路、(３０ａ)…水路入口、(３０ｂ)…水路出口、(３１)…第２冷却水噴射通路、(３１ａ)…第２通路入口、(３１ｂ)…第２通路出口、 (３２)…第２放熱フィン、(３２ａ)…絞り通路、(３３)…ヘッドガスケット、(３３ａ)…ビード、(３４)…燃焼室天井壁、(３４ａ)…外周部、(３５)…押圧壁、(３６)…エンジン冷却水。

Claims (7)

  1. シリンダヘッド(６)を備え、シリンダヘッド(６)は、吸気ポート(２)と、排気ポート(３)と、これらポート(２)(３)の周囲でエンジン冷却水(３６)を通過させるヘッド水ジャケット(２０)を備え、
    クランク軸(８)の架設方向を前後方向、前後方向と直交するシリンダヘッド(６)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(６)の横一端を排気端(６ａ)、横他端を吸気端(６ｂ)として、
    排気ポート(３)は、第１排気弁口(３ａ)と、これよりも排気端(６ａ)寄りの第２排気弁口(３ｂ)を備え、排気ポート壁は、第１排気弁口(３ａ)寄りの第１排気入口ポート壁(３ｄ)と、第２排気弁口(３ｂ)寄りの第２排気入口ポート壁(３ｅ)を備え、
    ヘッド水ジャケット(２０)は、第１排気入口ポート壁(３ｄ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の間に排気ポート壁間水路(２９)を備え、
    シリンダヘッド(６)は、シリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)に設けられた冷却水噴射通路(２７)を備え、この冷却水噴射通路(２７)は、排気端(６ａ)側に偏倚され、排気端(６ａ)寄りの通路入口(２７ａ)と、排気ポート壁間水路(２９)に向けられた通路出口(２７ｂ)を備え、
    排気ポート壁(３ｃ)は、第１排気入口ポート壁(３ｄ)から排気端(６ａ)側に向けて導出された放熱フィン(２８)を備え、この放熱フィン(２８)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)の間が排気ポート壁間水路(２９)の水路入口(２９ａ)とされ、
    吸気ポート壁は、吸気弁口(２ａ)寄りの吸気出口ポート壁(２ｂ)を備え、ヘッド水ジャケット(２０)は、吸気出口ポート壁(２ｂ)と第２排気入口ポート壁(３ｅ)との間に吸排気ポート壁間水路(３０)を備え、
    シリンダヘッド(６)は、ヘッド水ジャケット(２０)の底壁(６ｃ)に設けられた第２冷却水噴射通路(３１)を備え、この第２冷却水噴射通路(３１)は、排気端(６ａ)寄りの第２通路入口(３１ａ)と、吸排気ポート壁間水路(３０)の水路入口(３０ａ)に向けられた第２通路出口(３１ｂ)を備え、
    シリンダヘッド(６)は、シリンダヘッド(６)の天井壁(６ｄ)の下面(６ｆ)に沿う第２放熱フィン(３２)を備え、
    第２放熱フィン(３２)とシリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)の間に絞り通路(３２ａ)が設けられ、絞り通路(３２ａ)は、吸排気ポート壁間水路(３０)の流水方向上流側に配置されている、ことを特徴とする水冷エンジン。
  2. 請求項１に記載された水冷エンジンにおいて、
    シリンダヘッド(６)は、吸気弁軸挿通ボス(２ｃ)と対向する位置で、排気端(６ａ)側に設けられたプッシュロッド室壁(６ｅ)を備え、第２放熱フィン(３２)は、吸気弁軸挿通ボス(２ｃ)とプッシュロッド室壁(６ｅ)との間に架設されている、ことを特徴とする水冷エンジン。
  3. 請求項１または請求項２に記載された水冷エンジンにおいて、
    第２放熱フィン(３２)は、第２冷却水噴射通路(３１)の第２通路出口(３１ｂ)よりも、吸排気ポート壁間水路(３０)から遠ざけられている、ことを特徴とする水冷エンジン。
  4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載された水冷エンジンにおいて、
    吸排気ポート壁間水路(３０)の水路出口(３０ｂ)は、燃料インジェクタ(１５)に向けられている、ことを特徴とする水冷エンジン。
  5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載された水冷エンジンにおいて、
    排気ポート壁間水路(２９)の水路出口(２９ｂ)は、燃料インジェクタ(１５)に向けられている、ことを特徴とする水冷エンジン。
  6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載された水冷エンジンにおいて、
    第２冷却水噴射通路(３１)は、排気端(６ａ)側に偏倚されている、ことを特徴とする水冷エンジン。
  7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載された水冷エンジンにおいて、
    シリンダブロック(５)とシリンダヘッド(６)の間に挟み込まれるヘッドガスケット(３３)を備え、
    シリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)は、燃焼室天井壁(３４)と、燃焼室天井壁(３４)の外周側に位置し、ヘッドガスケット(３３)のビード(３３ａ)を押圧する押圧壁(３５)を備え、
    シリンダヘッド(６)の底壁(６ｃ)のうち、押圧壁(３５)は、押圧壁(３５)と隣り合う燃焼室天井壁(３４)の外周部(３４ａ)よりも厚肉とされている、ことを特徴とする水冷エンジン。
JP2017128302A 2017-06-30 2017-06-30 水冷エンジン Active JP6759160B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017128302A JP6759160B2 (ja) 2017-06-30 2017-06-30 水冷エンジン
EP18170161.6A EP3421748B1 (en) 2017-06-30 2018-04-30 Water cooled engine
EP20152095.4A EP3656992B1 (en) 2017-06-30 2018-04-30 Water cooled engine
CN202111065676.5A CN113623058A (zh) 2017-06-30 2018-05-02 水冷发动机
CN201810413252.5A CN109209596B (zh) 2017-06-30 2018-05-02 水冷发动机
US15/987,980 US10669968B2 (en) 2017-06-30 2018-05-24 Water cooled engine
US16/859,554 US11549460B2 (en) 2017-06-30 2020-04-27 Water cooled engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017128302A JP6759160B2 (ja) 2017-06-30 2017-06-30 水冷エンジン

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018170226A Division JP6764449B2 (ja) 2018-09-12 2018-09-12 水冷エンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019011703A JP2019011703A (ja) 2019-01-24
JP6759160B2 true JP6759160B2 (ja) 2020-09-23

Family

ID=62116230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017128302A Active JP6759160B2 (ja) 2017-06-30 2017-06-30 水冷エンジン

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10669968B2 (ja)
EP (2) EP3656992B1 (ja)
JP (1) JP6759160B2 (ja)
CN (2) CN113623058A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020070726A (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 トヨタ自動車株式会社 シリンダヘッド

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1750729A (en) * 1927-06-13 1930-03-18 Nordberg Manufacturing Co Cylinder head for internal-combustion engines
DE2236028A1 (de) * 1971-08-03 1973-03-01 List Hans Zylinderkopf fuer eine wassergekuehlte brennkraftmaschine
GB1588231A (en) * 1976-06-22 1981-04-15 Nat Res Dev Cooling internal combustion engines
JPS53139915A (en) * 1977-05-12 1978-12-06 Nec Corp Foacasting coder
DE3208341A1 (de) * 1982-03-09 1983-09-15 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Zylinderkopf fuer eine wassergekuehlte brennkraftmaschine
US4714058A (en) * 1984-12-10 1987-12-22 Mazda Motor Corporation Spark-ignited internal combustion engine
DE3545333A1 (de) * 1985-12-20 1987-07-02 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Zylinderkopf
IT1199801B (it) * 1986-12-17 1989-01-05 Alfa Romeo Spa Testa per un motore alternativo a combustione interna
JPS63186923U (ja) * 1987-05-26 1988-11-30
JP2709815B2 (ja) * 1988-01-11 1998-02-04 ヤマハ発動機株式会社 過給機付エンジンのシリンダヘッド構造
DE3819655C1 (ja) * 1988-06-09 1989-01-26 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart, De
CA1337039C (en) * 1988-08-23 1995-09-19 Tsuneo Konno Cooling system for multi-cylinder engine
JPH0381548A (ja) * 1989-08-23 1991-04-05 Yamaha Motor Co Ltd シリンダヘッドの液冷ジャケット構造
DE4116943C2 (de) * 1991-05-24 1997-05-22 Daimler Benz Ag Flüssigkeitsgekühlter Vierventil-Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
JP2946131B2 (ja) * 1991-07-19 1999-09-06 ヤンマーディーゼル株式会社 内燃機関のシリンダヘッド
DE4342800C2 (de) * 1993-12-15 1999-12-09 Deutz Ag Hubkolbenbrennkraftmaschine
JP3165878B2 (ja) 1995-03-24 2001-05-14 株式会社クボタ 水冷式多気筒ディーゼルエンジンのシリンダヘッド
JPH0960555A (ja) * 1995-08-21 1997-03-04 Isuzu Motors Ltd 内燃機関のシリンダヘッド
DE19542494C1 (de) * 1995-11-15 1997-01-30 Daimler Benz Ag Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
JP3572436B2 (ja) * 1997-10-21 2004-10-06 日産自動車株式会社 内燃機関のシリンダヘッド構造
JPH11264344A (ja) 1998-03-17 1999-09-28 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンのシリンダヘッド冷却装置
EP1006272B1 (en) * 1998-12-01 2007-04-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Cylinder head structure in multi-cylinder engine
JP4067210B2 (ja) * 1999-02-03 2008-03-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のシリンダヘッド冷却構造
DE19937122C1 (de) * 1999-08-06 2000-10-26 Daimler Chrysler Ag Flüssigkeitsgekühlter Zylinderkopf
JP2001234807A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Isuzu Motors Ltd シリンダヘッド
JP2002310000A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のシリンダヘッド
JP3700836B2 (ja) * 2001-05-17 2005-09-28 本田技研工業株式会社 内燃機関のシリンダヘッドの冷却構造
JP3924446B2 (ja) * 2001-09-25 2007-06-06 株式会社クボタ 縦型多気筒エンジン
DE10227690A1 (de) * 2002-06-21 2004-01-08 Fev Motorentechnik Gmbh Gekühlter Zylinderkopf für eine Kolbenbrennkraftmaschine
AT6342U1 (de) * 2002-07-23 2003-08-25 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte mehrzylinder-brennkraftmaschine
JP2007231896A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Yamaha Motor Co Ltd 筒内燃料噴射式エンジン
JP4795905B2 (ja) * 2006-09-20 2011-10-19 ヤマハ発動機株式会社 水冷式エンジン
JP4791305B2 (ja) * 2006-09-20 2011-10-12 ヤマハ発動機株式会社 水冷式多気筒エンジン
JP4768560B2 (ja) * 2006-09-20 2011-09-07 ヤマハ発動機株式会社 水冷式エンジン
JP5078707B2 (ja) 2008-03-31 2012-11-21 ダイハツ工業株式会社 シリンダヘッド
AT507479B1 (de) * 2009-11-19 2011-07-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine brennkraftmaschine
US20150204267A1 (en) * 2012-06-26 2015-07-23 International Engine Intellectual Property Company, Llc Modular coolant core-cylinder head
AT513383B1 (de) * 2013-05-08 2014-04-15 Avl List Gmbh Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
US20150007784A1 (en) * 2013-07-03 2015-01-08 Electro-Motive Diesel Inc. Cylinder head having multiple cooling passages
JP6127950B2 (ja) * 2013-12-09 2017-05-17 マツダ株式会社 エンジンの冷却構造
JP6123660B2 (ja) * 2013-12-09 2017-05-10 マツダ株式会社 エンジンの冷却構造
JP6303462B2 (ja) * 2013-12-09 2018-04-04 マツダ株式会社 エンジンの冷却構造
JP6221727B2 (ja) * 2013-12-18 2017-11-01 三菱自動車工業株式会社 シリンダヘッド構造
JP6267621B2 (ja) * 2014-10-10 2018-01-24 株式会社クボタ エンジンのシリンダヘッド冷却装置
JP6624102B2 (ja) * 2017-02-06 2019-12-25 トヨタ自動車株式会社 エンジンのシリンダヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
EP3421748A1 (en) 2019-01-02
JP2019011703A (ja) 2019-01-24
US11549460B2 (en) 2023-01-10
CN109209596A (zh) 2019-01-15
US20200256279A1 (en) 2020-08-13
EP3656992A1 (en) 2020-05-27
US10669968B2 (en) 2020-06-02
US20190003416A1 (en) 2019-01-03
CN109209596B (zh) 2021-09-14
CN113623058A (zh) 2021-11-09
EP3421748B1 (en) 2020-02-19
EP3656992B1 (en) 2024-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7216611B2 (en) Cooling structure of cylinder block
JP2007127066A (ja) 内燃機関の冷却構造及び水路形成部材
RU2393364C2 (ru) Локомотивный дизельный двигатель (варианты), а также устройство и узел цилиндра для использования в нем
US10378419B2 (en) Water jacket spacer
JP5175808B2 (ja) 内燃機関の冷却構造
JP6759160B2 (ja) 水冷エンジン
JP7088359B2 (ja) 内燃機関のｅｇｒ装置
US9739231B2 (en) Engine block
US4542719A (en) Engine cooling system
JP6764449B2 (ja) 水冷エンジン
CN109026322B (zh) 发动机的冷却用油通路构造
JP2019011744A (ja) 立形直列多気筒エンジン
JP7264836B2 (ja) エンジン
JP6748684B2 (ja) 水冷エンジン
US11225929B2 (en) Internal combustion engine
CN109026321B (zh) 发动机的冷却用油通路构造
KR100999225B1 (ko) 엔진의 실린더블록 구조
JP2019163697A (ja) 立形直列多気筒エンジン
JPS6131285B2 (ja)
JPH02112610A (ja) 油冷併用空冷エンジンのシリンダヘツド冷却装置
JPH02115517A (ja) 油冷併用空冷多気筒エンジンのシリダ冷却装置
JPH0281921A (ja) 液冷併用式空冷直列多気筒エンジンのヘツド冷却装置
JPH064329U (ja) 多気筒エンジンの液冷装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190626

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200423

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200825

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6759160

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150