JPH03121242A - ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はディーゼルエンジンに係り、詳しくは主燃焼
室と副燃焼室とを備え、この副燃焼室に燃料を噴射して
自己着火するディーゼルエンジンに関する。

［従来の技術］ 車両等に搭載されるディーゼルエンジンには主燃焼室と
副燃焼室とを備え、この副燃焼室に燃料を噴射して自己
着火するものがある。

従来、シリンダヘッドとシリンダブロックに備えられた
ピストンとで主燃焼室を形成し、またシリンダヘッドに
形成された凹部に主燃焼室と連通する連通路を有するホ
ットプラグを嵌合し、さらにこの凹部に蓋体を嵌合して
、この蓋体とホットプラグとで副燃焼室を形成するもの
がある（特開昭６１−２３２３３１号）。

［発明が解決しようとする課題］ このように、シリンダヘッドに形成された凹部にホット
プラグを嵌合し、蓋体で閉塞して副燃焼室を形成すると
、ホットプラグが主燃焼室側に抜けることが防止される
。ところが、ホットプラグとで副燃焼室を形成する蓋体
は、凹部に蓋をするようにシリンダヘッドに深く嵌合さ
れるため、シール方向が複数となって、燃焼ガスや冷却
水等のシール構造が複雑である。

また、主燃焼室の回りがシリンダヘッドのウォータジャ
ケットを流れる冷却水で冷却されるため、特に圧縮比を
低く設定したエンジンにおいては燃料を所定の温度に維
持することができない場合がある。このため、主燃焼室
で不完全燃焼が生じ、炭化水素ＨＣｌ−酸化炭素ＣＯの
発生が増加したり、特に低温時の始動暖気性や燃焼安定
性が悪くならざるを得ないことがある。

この発明はこのような実状に鑑みてなされたもので、主
燃焼室と副燃焼室を形成するシリンダヘッドを２分割し
てシール構造を容易にすると共に、炭化水素ＨＣｌ−酸
化炭素ＣＯの発生が少なく、低温時の始動暖気性や燃焼
安定性に優れたディーゼルエンジンを１是イ共すること
を目的とじている。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明は、シリンダヘッ
ドとシリンダブロックに備えられたピストンとで主燃焼
室を形成し、この主燃焼室と連通する副燃焼室を前記シ
リンダヘッドに嵌合したホットプラグで形成し、前記副
燃焼室に燃料を噴射して゛自己着火するディーゼルエン
ジンにおいて、前記シリンダヘッドをヘッド下部とヘッ
ド上部とに２分割して同一平面で互いに接合させると共
に、前記ヘッド下部のボア径より外側部分に前記ヘッド
上部に形成したウォータジャケットとシリンダブロック
に形成したウォータジャケットとを連通ずる連通路を形
成したことを特徴としている。

［作用］ この発明では、シリンダヘッドをシリンダブロック側ヘ
ッド部と非シリンダブロック側ヘッド部とを２分割して
同一平面で互い接合させ、このシリンダブロック側ヘッ
ド部に嵌合したホットプラグを挟み込んで保持している
。このように、２分割したシリンダブロック側ヘッド部
と非シリンダブロック側ヘッド部とを同一平面で接合さ
せることで、一方向からシールすることができ、燃焼ガ
スや冷却水のシール構造が簡単である。

また、シリンダブロック側ヘッド部にはボア径より外側
部分に、非シリンダブロック側ヘッド部のウォータジャ
ケットとシリンダブロックのウォータジャケットとを連
通する連通路が形成されている。このため、冷却水で主
燃焼室の温度が低下することがなく、主燃焼室を所定の
燃焼温度に維持することができ、不完全燃焼が軽減する
。

［実施例］ 次に、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図はディーゼルエンジンの断面図、第２図は燃焼室
の断面図、第３図はガスケットの構造を示す図、第４図
はシリンダヘッドのシリンダブロック側ヘッド部の平面
図、第５図はシリンダヘッドの非シリンダブロック側ヘ
ッド部の平面図、第６図は第５図のＶｌ−ＶＴ断面図で
ある。

図面中、符号１は並列３気筒の２サイクルデイーゼルエ
ンジンで、クランクケース２内にクランク室３が形成さ
れ、このクランクケース２に形成された吸気通路４には
リードバルブ５が設けられている。この吸気通路４には
吸気管６が接続され、ピストン７の作動でクランク室３
が負圧になると、リードバルブ５が自動的に開いて空気
をクランク室３に供給する。

クランクケース２にはシリンダブロック８が載置され、
このシリンダブロック８にはシリンダヘッド９が取付け
られている。シリンダブロック８にはスリーブ１０が嵌
合され、このスリーブ１０内をピストン７が往復運動可
能に設けられている。このピストン７はピストンピン１
１を介してコンロッド１２に連結され、このコンロッド
１２はクランクビン１３を介してクランク軸１４に連結
されている。このクランク軸１４はクランクケース２に
回動可能に軸支され、クランクケース２にはバランサー
１５が取付けられている。

シリンダブロック８には排気通路１６が形成されており
、排気通路１６の開口部１６ａはピストン７の作動によ
って開閉され、排気行程で排気通路１６から排気ガスが
排出される。さらに、この排気通路１６の上方位置には
排気通路１６の下流側と連通する連通路１フが形成され
ており、その開口部１７ａは排気通路１６の開口部１６
ａの上に位置している。連通路１７には排気タイミング
制御バルブ１８が設けられ、この排気タイミング制御バ
ルブ１８で連通路１７が開閉され、これで排気タイミン
グを変化させることができるようになっている。

シリンダブロック８にはまた掃気通路１９が形成され、
この掃気通路１９によってクランク室３と主燃焼室２１
とが連通され、同様にピストン７の作動によりて開閉さ
れ、掃気行程でクランク室３の空気が主燃焼室２１へ供
給される。

シリンダヘッド９は非シリンダブロック側ヘッド部２２
とシリンダブロック側ヘッド部２３とに二分割されてお
り、二分割することでシリンダヘッド９自体の製造を容
易にしている。

シリンダヘッド９のシリンダブロック側ヘッド部２３に
は断熱板２７が鋳造で一体に形成され、さらにホットプ
ラグ２８がシリンダブロック側ヘッド部２３の上方から
断熱板２７を貫通して嵌合されている。断熱板２７はシ
リンダブロック８に設けられたピストン７の頂部に対向
して設けられ、断熱板２７の外径Ｌ１は第２図に示すよ
うに、ボア径Ｌ３より大きくなフている。さらに、断熱
板２７の外周には突部２７ａを設けて外径Ｌ２となって
おり、熱間時にシリンダブロック側ヘッド部２３から抜
けることがないようになっている。

ホットプラグ２８の下面２８ａは断熱板２７の下面２７
ｂと同一面になっており、シリンダブロック側ヘッド部
２３に設けた断熱板２７とホットプラグ２８とで、シリ
ンダブロック８に設けられたピストン７の頂部との間に
主燃焼室２１を形成している。

断熱板２フはシリンダブロック側ヘッド部２３より熱伝
導率の小さい部材で形成されており、例えばシリンダブ
ロック側ヘッド部２３はアルミニウムで形成され、断熱
板２７は鋳鉄、鉄、ＳＵＳ等で形成され、この断熱板２
７で主燃焼室２１内の熱がシリンダブロック側ヘッド部
２３に熱伝達で逃げることを規制して主燃焼室２１を保
温し、燃料が完全燃焼するようにしている。

シリンダブロック側ヘッド部２３に嵌合されたホットプ
ラグ２８の凹部２８ｂと、非シリンダブロック側ヘッド
部２２の凹部２２ａとで燃焼室２０の副燃焼室２９が形
成され、この副燃焼室２９はホットプラグ２８に形成さ
れた燃料通路３０で主燃焼室２１と連通している。この
燃料通路３０は副燃焼室３０の略中央部に臨むように、
また主燃焼室２１の略中央部を臨むように傾斜して形成
し、副燃焼室２９からの燃焼が主燃焼室２１に円滑に伝
達されるようになりている。

シリンダヘッド９の非シリンダブロック側ヘッド部２２
には副燃焼室２９に臨むようにインジェクタ３１とグロ
ープラグ３２とが設けられている。

インジェクタ３１から所定の点火タイミングで燃料が副
燃焼室２９に噴射され、このインジェクタ３１の燃料噴
射により自己着火して燃料が燃焼する。また、グロープ
ラグ３２は副燃焼室２９内にその加熱部３２ａが位置し
ており、エンジンの暖機時に副燃焼室２９の空気の温度
を上昇させて容易に着火できるようにして始動性を向上
させている。

シリンダヘッド９の非シリンダブロック側ヘッド部２２
には第２図及び第５図に示すように、つオータジャケッ
ト３３がそれぞれの気筒に連通して形成され、このウォ
ータジャケット３３にはインジェクタ３１の周囲に形成
された通路３４が連通路３４ａを介して連通されている
。さらに、つオータジャケット３３及び通路３４にはシ
リンダブロック側ヘッド部２３に形成された連通通路３
５・を介してシリンダブロック８のクォータジャケット
３６が連通している。

非シリンダブロック側ヘッド部２２のウォータジャケッ
ト３３から冷却水は第５図に示すように、一端部の開口
部３３ａから流出されて図示しないラジェータへ給送さ
れている。

シリンダヘッド９のシリンダブロック側ヘッド部２３と
非シリンダブロック側ヘッド部２２とはシリンダ軸線Ｌ
４と直交する同一平面Ｆ１で互いに接合させるようにな
っている。シリンダブロック側ヘッド部２３には各気筒
のホットプラグ２８０周囲の３箇所に取付ネジ孔５０が
形成され、この周囲にピードリード６０が形成され、さ
らに側部には貫通取付孔５１が形成され、この周囲にも
ピードリード６１が形成されている。また、ホットプラ
グ２８とシリンダブロック側ヘッド部２３の嵌合部には
位置決めビン５２が嵌合され、ホットプラグ２８の回り
止めを行なっている。

非シリンダブロック側ヘッド部２２にはシリンダブロッ
ク側ヘッド部２３の取付ネジ孔５０及び貫通取付孔５１
に対応する位置に、貫通取付孔５３．５４がそれぞれ形
成されている。シリンダブロック側ヘッド部２３と非シ
リンダブロック側ヘッド部２２は両者の接合面にガスケ
ット２５を挟んで、非シリンダブロック側ヘッド部２２
０貫通取付孔５３から取付ボルト５５をシリンダブロッ
ク側ヘッド部２３の取付ネジ孔５０に螺着して固定され
る。このシリンダブロック側ヘッド部２３及び非シリン
ダブロック側ヘッド部２２はシリンダブロック側ヘッド
部２３の接合面とシリンダブロック８の接合面にガスケ
ット２４を挟んで、非シリンダブロック側ヘッド部２２
及びシリンダブロック側ヘッド部２３の貫通取付孔５４
゜５１に取・付ボルト５６を貫通してシリンダブロック
８の取付ネジ孔５７に螺着して一体に固定される。この
シリンダブロック８とシリンダブロック側ヘッド部２３
の接合面、またシリンダブロック側ヘッド部２３と非シ
リンダブロック側ヘッド部２２の接合面はいずれもシリ
ンダ軸線Ｌ４と直交する同一平面Ｆｌ、Ｆ２で平行であ
り、しかもそれぞれの取付ボルト５５．５６でシリンダ
軸線Ｌ４方向から締付固定されるから、それぞれ同一方
向から簡単な締付操作で、一体かつ強固に固定すること
ができる。

また、シリンダブロック側ヘッド部２２と非シリンダブ
ロック側ヘッド部２３とは同一平面Ｆ１で互いに接合さ
せるようになっているから、１個のガスケット２５で燃
焼ガスや冷却水のシールを行なうことができる。同様に
シリンダブロック側ヘッド部２３とシリンダブロック８
との接合面も同一平面となっているため、１個のガスケ
ット２４で燃焼ガスや冷却水のシールを行なうことがで
き、シール構造が極めて簡単である。

また、シリンダブロック８とシリンダブロック側ヘッド
部２３との間に設けられたガスケット２４と、シリンダ
ブロック側ヘッド部２３と非シリンダブロック側ヘッド
部２２との間に設けられたガスケット２５は例えば第３
図に示すように、３枚重ねのステンレス板３７〜３９で
構成され、両性側のステンレス板３８．３９に突起３ａ
ａ、３９ａが形成されており、これらを両方向から押圧
することで気密性を向上するようになっている。

ガスケット２４には燃焼室２０の主燃焼室２１の両側に
突起４０を設けて気密性を向上させ、またガスケット２
５には燃焼室２０の副燃焼室２９の両側に突起４２を設
けて気密性を向上させている。

このガスケット２４．２５の材質をシリンダブロック８
及び非シリンダブロック側ヘット部２２より熱伝導率の
小さい材質を遭ぶことにより、シリンダブロック側ヘッ
ド部２３からの熱がガスケット２４．２５でシリンダブ
ロック８やヘット上部２２側へ逃げることを規制して、
主燃焼室２１を保温し、燃料が完全燃焼するようになる
。

また、この主燃焼室２１を形成するシリンダブロック側
ヘッド部２３には冷却水の連通路３５をボア径から外方
の位置に設けるだけであり、ボア径の内側の主燃焼室２
１と対向する部分にはウォータジャケットや通路を設け
ていないので、シリンダブロック側ヘット部２３が、換
言すれば主燃焼室２１や副燃焼室２９が冷却水で必要以
上に冷却されることがなく、不完全燃焼が軽減され、不
完全燃焼によるＨＣ，ＱＣ及びＮＯｘの発生を低減する
ことができる。

また、低負荷時の不完全燃焼が軽減されて白煙も防止す
ることができ、さらに低温時の始動暖気性や燃焼安定性
も改善される。

第７図及び第８図はこの発明の他の実施例を示しており
、第７図は燃焼室部分の断面図、第８図はシリンダヘッ
ドの非シリンダブロック側ヘッド部の平面図である。こ
の実施例では第１図乃至第６図に示したものと同一符号
で示した部材は同様に構成されているから説明を省略す
る。

シリンダヘッド９のシリンダブロック側ヘッド部２３に
ホットプラグ２８が下方から嵌合され、このホットプラ
グ２８に断熱板５０がヘッド下方から嵌合され、断熱板
５０をシリンダヘッド９のシリンダブロック側ヘッド部
２３と別体に形成している。この断熱板５０の外径Ｌ５
は脱落しないようにボア径Ｌ６より大径となっている。

このように、断熱板５０をシリンダヘッド９のシリンダ
ブロック側ヘッド部２３と別体にすると、断熱板５０と
シリンダブロック側ヘッド部２３との材質の差により熱
膨張率が異なるため、熱間時に断熱板５０とシリンダブ
ロック側ヘッド部２３との間に断熱空気層が形成される
ので、保温効果が一層高まる。

また、シリンダブロック８に形成されたクォータジャケ
ット３６から冷却水は、シリンダブロック側ヘッド部２
３に形成された連通路３５から非シリンダブロック側ヘ
ッド部２２の通路３４へ、また非シリンダブロック側ヘ
ッド部２３の通路３３ｂを介してクォータジャケット３
３へ送られる。

このそれぞれの気筒に連通して形成されたつオータジャ
ケット３３はＮ５８がビス５９で締付固定されている。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、シリンダヘッドをシ
リンダブロック側ヘッド部と非シリンダブロック側ヘッ
ド部とを２分割して同一平面で互いに接合させたから、
一方向からシールするだけで燃焼ガスや冷却水をシール
することができ、シール構造が簡単である。

また、分割されたシリンダブロック側ヘッド部にはボア
径より外側部分に、非シリンダブロック側ヘッド部のウ
ォータジャケットとシリンダブロックのクォータジャケ
ットとを連通ずる連通路を形成したから、冷却水で主燃
焼室の温度が低下することがなく、燃料を所定の燃焼温
度に維持することができ、不完全燃焼が軽減する。

従りて、排気ガス中に含まれる炭化水素ＨＣ。

−酸化炭素ＣＯ自体の発生を軽減することができる。ま
た、低負荷時の不完全燃焼が軽減されて白煙も防止する
ことができ、さらに低温時の始動暖気性や燃焼安定性も
改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図はディーゼルエンジンの断面図、第２図は燃焼室
の断面図、第３図はガスケットの構造を示す図、第４図
はシリンダヘッドのシリンダブロック側ヘッド部の平面
図、第５図はシリンダヘッドの非シリンダブロック側ヘ
ッド部の平面図、第６図は第５図の■−■断面図、第７
図及び第８図はこの発明の他の実施例を示しており、第
７図は燃焼室部分の断面図、第８図はシリンダヘッドの
非シリンダブロック側ヘッド部の平面図である。 図中符号７はピストン、８はシリンダブロック、９はシ
リンダヘッド、２１は主燃焼室、２２は非シリンダブロ
ック側ヘッド部、２３はシリンダブロック側ヘッド部、
２４．２５はガスケット、２９は副燃焼室、３０は燃料
通路、２８はホットプラグ、３３．３６はウォータジャ
ケット、３４は通路、３５，３４ａは連通路である。 特　許　出　願　人　　ヤマハ発動機株式会社第 ３ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダヘッドとシリンダブロックに備えられたピスト
   ンとで主燃焼室を形成し、この主燃焼室と連通する副燃
   焼室を前記シリンダヘッドに嵌合したホットプラグで形
   成し、前記副燃焼室に燃料を噴射して自己着火するディ
   ーゼルエンジンにおいて、前記シリンダヘッドをシリン
   ダブロック側ヘッド部と非シリンダブロック側ヘッド部
   とに２分割して同一平面で互いに接合させると共に、前
   記ホットプラグを前記シリンダブロック側ヘッド部と非
   シリンダブロック側ヘッド部とで保持し、さらに前記シ
   リンダブロック側ヘッド部のボア径より外側部分に前記
   非シリンダブロック側ヘッド部に形成したウォータジャ
   ケットとシリンダブロックに形成したウォータジャケッ
   トとを連通する連通路を形成したことを特徴とするディ
   ーゼルエンジン。