JP6764449B2 - 水冷エンジン - Google Patents
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Description
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。
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。
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(図外)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、
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、ヘッド水ジャケット(20)内にエンジン冷却水(36)を噴射するように構成され、
図2に例示するように、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、
シリンダヘッド(6)の底壁(6c)は、燃料インジェクタ(15)が挿通される燃焼室天井壁(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)と隣り合う燃焼室天井壁(34)の外周部(34a)は、押圧壁(35)よりも薄肉とされ、
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、排気ポート壁間水路(29)には冷却水噴射通路(27)からエンジン冷却水が供給されるように構成され、
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)に沿う天井壁放熱フィン(32)を備え、
天井壁放熱フィン(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、
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、天井壁放熱フィン(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。
《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。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》シリンダヘッド(6)の熱歪みが抑制される。燃料インジェクタ(15)の熱損傷が起こりにくい。ヘッドガスケット(33)の封止性能が高い。図2に例示するように、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、難く、シリンダヘッド(6)の熱歪みが抑制される。また、上記蓄熱の抑制で、燃料インジェクタ(15)の熱損傷が起こりにくい。また、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。
《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》 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)が天井壁放熱フィン(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。
《効果》 シリンダヘッド(6)の熱歪みが抑制される。
排気端(6a)側に設けられたプッシュロッド室壁(6e)の熱は、天井壁放熱フィン(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(図外)の架設方向を前後方向として、図3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4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(図外)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。
防振装置は、回転バランサ(図外)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、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、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。
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。
シリンダヘッド(6)の底壁(6c)は、燃料インジェクタ(15)が挿通される燃焼室天井壁(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。すなわち、押圧壁(35)と隣り合う燃焼室天井壁(34)の外周部(34a)は、押圧壁(35)よりも薄肉とされている。
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。
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、排気ポート壁間水路(29)には冷却水噴射通路(27)からエンジン冷却水が供給されるように構成されている。
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ポート壁放熱フィン(28)を備え、このポート壁放熱フィン(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。
また、図1(A)に示すように、エンジン冷却水(36)がポート壁放熱フィン(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。
このため、この実施形態では、図1(A)に示すように、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。
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。
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。
天井壁放熱フィン(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)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)が天井壁放熱フィン(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。
このため、この実施形態では、図1(A)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、天井壁放熱フィン(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。
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)の逆流が天井壁放熱フィン(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。
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。
Claims (6)
- 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、
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、ヘッド水ジャケット(20)内にエンジン冷却水(2)を噴射するように構成され、
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、燃料インジェクタ(15)が挿通される燃焼室天井壁(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)と隣り合う燃焼室天井壁(34)の外周部(34a)は、押圧壁(35)よりも薄肉とされ、
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、排気ポート壁間水路(29)には冷却水噴射通路(27)からエンジン冷却水が供給されるように構成され、
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)に沿う天井壁放熱フィン(32)を備え、
天井壁放熱フィン(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、
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、天井壁放熱フィン(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。 - 請求項1に記載された水冷エンジンにおいて、
天井壁放熱フィン(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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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、
冷却水噴射通路(27)は、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ポート壁放熱フィン(28)を備え、このポート壁放熱フィン(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、ことを特徴とする水冷エンジン。
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