JPH0533640A - 水冷式内燃機関のシリンダヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気弁シート周り、燃料噴射弁周り及び爆面
をそれぞれの熱負荷に応じて効率良く冷却する。 【構成】 シリンダヘッド（３）に複数の導入孔（５）
（６）（７）を設けている。これらの導入孔（５）
（６）（７）のうち、その一部は、排気弁シート周りの
冷却水通路（18）へ直通させ、同じく一部は、燃料噴射
弁周りの冷却水通路（14）へ直接連通させ、他の一部
は、中間壁（11）で仕切られた下部冷却水ジャケット
（13）へ直接連通させるようにしている。また、弁シー
ト周りの冷却水通路（18）及び燃料噴射弁周りの冷却水
通路（14）に入った冷却水は、それぞれ共に前記下部冷
却水ジャケット（13）内に集合して、燃料噴射弁（８）
周りの通路（14）から上部冷却水ジャケット（12）側に
流出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水冷式内燃機関のシ
リンダヘッドであって、特にその冷却構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】水冷式内燃機関のシリンダヘッドにおい
て、そのシリンダヘッド内の冷却水ジャケットを仕切壁
によって上下に分割し、まずその下側の冷却水ジャケッ
トに冷却水を導入して、下部冷却水ジャケットでシリン
ダヘッドの爆面を集中して冷却するようにしたものは公
知である。（例えば特開昭５８−２１０３５９号公報の
第４図参照）。この場合、下部冷却水ジャケットと上部
冷却水ジャケットとの途中に、燃料噴射弁周りを冷却す
る通路を設けて、その燃料噴射弁周りを冷却するように
している。

【０００３】他方、これと異なるものでは、燃料噴射弁
周りに特別に低温の冷却水を導入してそのまま排出させ
るようにしたものや、或いは、排気弁シート周りに同様
に直接低温の冷却水を導入してそのまま外部に排出する
ような構造のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、内燃機関の高出
力化や低燃費のための燃焼温度の高温化等により、シリ
ンダヘッドの熱負荷が上昇する傾向にあり、特に熱負荷
の大きい排気弁シート周りやシリンダ爆面を効率良く冷
却して、シリンダヘッド全体の温度のばらつきを出来る
だけ少なくして、シリンダヘッド全体を均一な温度に保
つことが要求されている。

【０００５】しかるに、上記従来の装置において、シリ
ンダヘッドの冷却水ジャケットを仕切壁で分割して、そ
の下側の冷却水ジャケットにまず冷却水を導入すること
によってシリンダ爆面を効率良く冷却するようにしたも
のでは、この下部冷却水ジャケットによって弁シート周
りの冷却をも行なうことができるが、弁シート周りの冷
却不足を生じやすく、排気弁温度が上がるという不都合
がある。他方、排気弁シート周りや燃料噴射弁周りに集
中的に冷却水を導入するような構造のものでは、燃料噴
射弁又は排気弁シートの冷却効率は向上するとしても、
その他の部分の冷却不足を生じたり、或いは、それら燃
料噴射弁周りと排気弁シートへの冷却水の導入とは別に
冷却水ジャケット内の爆面を冷却するような冷却水を導
入する場合でも、その爆面側が過冷却になったりして、
シリンダヘッドの温度を均一に保つことができないとい
った欠点がある。

【０００６】この発明の目的は、上記従来の欠点を解消
して、排気弁シート周り、燃料噴射弁周り及び爆面をそ
れぞれの熱負荷に応じて効率良く冷却することによっ
て、シリンダヘッド全体の温度を出来るだけ均一に保持
できるようにした冷却構造を実現するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、まず、シリンダヘッド（３）に複数
の導入孔（５）（６）（７）を設けている。これらの導
入孔（５）（６）（７）のうち、その一部は、排気弁シ
ート周りの冷却水通路（18）へ直通させ、同じく一部
は、燃料噴射弁周りの冷却水通路（14）へ直接連通さ
せ、他の一部は、中間壁（11）で仕切られた下部冷却水
ジャケット（13）へ直接連通させるようにしている。ま
た、弁シート周りの冷却水通路（18）に入った冷却水
は、導入孔（７）からの冷却水とそれぞれ共に前記下部
冷却水ジャケット（13）内に集合して、燃料噴射弁
（８）周りの通路（14）から上部冷却水ジャケット（1
2）側に流出するようにしている。

【０００８】

【作用】複数の導入孔から入った冷却水のうち、その一
部は、排気弁シート周りの冷却水通路（18）内に直接流
入して、その熱負荷の大きい排気弁シート周りを効率良
く冷却する。下部冷却水ジャケット（13）内には、他の
導入孔（７）から入った冷却水と排気弁シート周りの冷
却水通路（18）より入った冷却水が流入し、シリンダヘ
ッド爆面を効率良く冷却する。また、燃料噴射弁周り
は、下部冷却水ジャケット（13）において爆面を冷却し
た冷却水と、他の導入孔（６）より直接導入される冷却
水とによって適切な温度に冷却された後、上部冷却水ジ
ャケット（12）側に流出する。

【０００９】

【実施例】図１〜図４は、この発明の実施例を示すシリ
ンダヘッドであって、図２で示すように、この実施例の
シリンダヘッドは、排気弁（１）（１）と吸気弁（２）
（２）を夫々２個備えた４弁式のものである。排気弁
（１）（１）と吸気弁（２）（２）は、シリンダ中心線
を通る水平方向の線を挟んで両側に分けて配置されてい
る。この図２で示すように、シリンダヘッド（３）の底
面（４）に、図示しないシリンダブロックの冷却水ジャ
ケット側に連通する４個の導入孔（５）（５）（６）
（７）が、それらを結ぶ線が長方形をなすようにして、
吸・排気弁（１）（２）の外側に開口されている。ま
た、吸・排気弁（１）（２）によって囲まれるヘッドの
中央に、図４で示すように、スリーブ（24）を介して、
燃料噴射弁（８）が挿入されている。

【００１０】図４で示すように、シリンダヘッド（３）
内に形成される冷却水ジャケットが、その側壁（９）の
内側面から底壁（10）の中央寄りの壁面を連結するよう
にして、円錐形状の中間壁（11）が形成され、これによ
って、上部側の上部冷却水ジャケット（12）と下側の下
部冷却水ジャケット（13）とに区画している。下部冷却
水ジャケット（13）が、シリンダヘッド（３）の爆面で
ある底壁（10）に接して、この底壁（10）を冷却できる
ようにしている。上部冷却水ジャケット（12）は、前記
スリーブ（24）の周囲を囲むように形成されているが、
この上部冷却水ジャケット（12）に連通するようにし
て、燃料噴射弁（８）周りのスリーブ（７）外周部を冷
却する冷却水通路（14）が形成され、この通路（14）に
連通するようにして、下部冷却水ジャケット（13）側か
ら、水平方向の連通路（15）が形成されている。

【００１１】次に、図３で示すように、排気弁（１）
（１）は、その弁本体部（16）（16）が、夫々、排気ポ
ート（20）に挿入した弁シート部材（17）（17）へ着座
しているが、この弁シート部材（17）の外周とシリンダ
ヘッド（３）との間に環状の冷却水通路（18）が形成さ
れ、この冷却水通路（18）から、前記下部冷却水ジャケ
ット（13）に向けて、斜めの連通路（19）（19）が形成
されている。

【００１２】上記４個の導入孔（５）（５）（６）
（７）のうち、排気弁（１）（１）の側方に形成された
導入孔（５）（５）の上端部は、水平方向のキリ穴状の
連通路（21）（21）によって、夫々前記排気弁シート周
りの冷却水通路（18）に直接連通されている。更に、一
方の吸気弁（２）の側方に形成された導入孔（６）は、
同様に斜めに形成されたキリ穴状の連通路（22）からそ
の吸気弁（２）と排気弁（１）との間の弁間部を通る連
通路（23）によって、燃料噴射弁（８）周りの冷却水通
路（14）に直接連通されている。もう１つの吸気弁
（２）の側方に形成された導入孔（７）は、上端部が前
記下部冷却水ジャケット（13）に直接連通して、その下
部冷却水ジャケット（13）内へ冷却水を導入するように
している。なお、この図１で示すように、下部冷却水ジ
ャケット（13）と燃料噴射弁周りの冷却水通路（14）と
を連通する連通路（15）は３本からなり、夫々、各排気
弁（１）（１）間、吸気弁（２）（２）間、及び、吸・
排気弁（１）（２）間の何れかの弁間部を通って、冷却
水通路（14）側へ流入するようにしている。

【００１３】上記の構成において、排気弁シート周りの
冷却水通路（18）内には、各排気弁（１）（１）の側方
に形成された導入孔（５）（５）より、連通路（21）
（21）を通ってシリンダブロック側の低温の冷却水が直
接導入され、その後、連通路（19）によって、下部冷却
水ジャケット（13）内に流出する。この下部冷却水ジャ
ケット（13）内には、その排気弁シート周りを冷却した
冷却水と、前記１つの導入孔（７）より直接流入した低
温の冷却水とが合流して、シリンダヘッド底壁（10）で
ある爆面を均一に冷却する。他方、燃料噴射弁周りの冷
却水通路（14）には、そのシリンダヘッド爆面を冷却し
た下部冷却水ジャケット（13）の冷却水と、導入孔
（６）より直接シリンダブロック側より流入する冷却水
が合流してその周辺を冷却する。そして、全ての冷却水
は、この燃料噴射弁側の冷却水通路（14）から上部冷却
水ジャケット（12）内に入って、シリンダヘッドのあま
り温度の高くない上部部分を冷却して、ヘッドの上壁部
（26）に形成した出口（27）より外部へ流出する。ま
た、燃料噴射弁周りの冷却水通路（14）に冷却水を導く
連通路（15）（23）は、何れも弁間部を通るような構造
となっており、これによって、それら各弁間部を効率良
く冷却できるようにしている。

【００１４】

【発明の効果】この発明によれば、最も熱負荷の高い排
気弁シート周りには、シリンダブロック等の外部から流
入した低温の冷却水を直接導入するようにしているか
ら、その排気弁シート周りを最も効率良く冷却すること
ができる。また、その排気弁シート周りよりも熱負荷の
大きくないシリンダヘッド爆面を冷却する下部冷却水ジ
ャケットには、導入孔から入った冷却水を直接導入する
のみならず、排気弁シート周りを冷却した冷却水をも導
入してこれらを合流させることにより、その熱負荷に応
じた冷却を行うようにしており、更に、燃料噴射弁周り
には、下部冷却水ジャケットからの冷却水と外部からの
直接導入させる冷却水を流入させるようにして、その温
度に応じた冷却を行わしめるようにし、最も温度の低い
シリンダヘッド上部側の上部冷却水ジャケットには、各
部を冷却した冷却水を燃料噴射弁周りの冷却水通路から
流入させるようにして、過冷却を防止するようにしてお
り、これらによって、各熱負荷に応じた最も効率の良い
冷却を行なうことができて、ヒートバランスの良好なシ
リンダヘッドの冷却構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す要部横断平面図であ
る。

【図２】この発明のシリンダヘッドの底面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線で切断した縦断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線で切断した縦断面図である。

【符号の説明】

（１） 排気弁 （２） 吸気弁 （３） シリンダヘッド （５） 導入孔 （６） 導入孔 （７） 導入孔 （８） 燃料噴射弁 （11） 中間壁 （12） 上部冷却水ジャケット （13） 下部冷却水ジャケット （14） 冷却水通路 （15） 連通路 （18） 冷却水通路 （19） 連通路 （21） 連通路 （22） 連通路 （23） 連通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 1/38 Ａ 8503−3Ｇ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】シリンダブロック等の外部から冷却水を導
   入する複数の導入口を備えたシリンダヘッドであって、
   シリンダヘッド内の冷却水ジャケットを中間壁で仕切っ
   て、爆面側を冷却する下部冷却水ジャケットと、それよ
   りも上部側を冷却する上部冷却水ジャケットとに区画し
   て、両上・下部冷却水ジャケットを燃料噴射弁周りの冷
   却水通路へ夫々連通させて、下部冷却水ジャケットから
   その冷却水通路を通って上部冷却水ジャケットに流れる
   連通路を形成し、かつ、下部冷却水ジャケットは、排気
   弁シート周りの冷却水通路へ直通させるとともに、上記
   導入口は、前記排気弁シート周りに直通する第１の導入
   口と、燃料噴射弁周りの冷却水通路に直通する第２の導
   入口と、下部冷却水ジャケットに直通する第３の導入口
   に区分したことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッ
   ド。