JPH07233756A - 副燃焼室式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents
副燃焼室式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造Info
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- JPH07233756A JPH07233756A JP2700694A JP2700694A JPH07233756A JP H07233756 A JPH07233756 A JP H07233756A JP 2700694 A JP2700694 A JP 2700694A JP 2700694 A JP2700694 A JP 2700694A JP H07233756 A JPH07233756 A JP H07233756A
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- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- 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
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 副室外壁に亀裂が発生するのを防止する。
【構成】 隔壁２７内に上側の第一冷却水噴出通路２８
と下側の第二冷却水噴出通路２９とが設けられ、それら
の上下開口３０，４４の噴出中心線３０ａ，４４ａ間に
は噴出凹部３２を経て副室外壁７に向かう互いに広がる
噴出角度差θを持たせている。噴出口金９に設けた段差
部１７が合致する副室外壁７内の角部１８に面取りや特
定の改質処理や補強金属が施されている。噴出凹部３２
で第二冷却水噴出通路２９に噴出管４３が挿着され、そ
の開口４４が第一冷却水噴出通路２８の開口３０よりも
副室外壁７に近づけられている。
と下側の第二冷却水噴出通路２９とが設けられ、それら
の上下開口３０，４４の噴出中心線３０ａ，４４ａ間に
は噴出凹部３２を経て副室外壁７に向かう互いに広がる
噴出角度差θを持たせている。噴出口金９に設けた段差
部１７が合致する副室外壁７内の角部１８に面取りや特
定の改質処理や補強金属が施されている。噴出凹部３２
で第二冷却水噴出通路２９に噴出管４３が挿着され、そ
の開口４４が第一冷却水噴出通路２８の開口３０よりも
副室外壁７に近づけられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、副燃焼室を有するデ
ィーエルエンジンのシリンダヘッド構造に関するもので
ある。
ィーエルエンジンのシリンダヘッド構造に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、副室式ディーエルエンジンにおい
ては、主燃焼室に面するシリンダヘッドの底部に副室孔
が形成されているとともに、この副室孔に噴出口金が圧
入されて主燃焼室と副燃焼室とが区画され、この噴出口
金に形成された噴孔によりこの両室が互いに連通してい
る。
ては、主燃焼室に面するシリンダヘッドの底部に副室孔
が形成されているとともに、この副室孔に噴出口金が圧
入されて主燃焼室と副燃焼室とが区画され、この噴出口
金に形成された噴孔によりこの両室が互いに連通してい
る。
【０００３】この副室ディーエルエンジンの燃焼室の温
度は非常に高く、その中でも副燃焼室から主燃焼室に火
炎を噴出する噴孔の付近において温度上昇が厳しい。噴
出口金については材料を選定して耐熱性を確保できる
が、シリンダヘッドについては、その形状が特殊である
ため、耐熱材料を採用すると、鋳造が困難になるととも
にコストもかかる。従って、シリンダヘッドは従来の材
料から成形せざるを得ず、副燃焼室の外壁、特に、噴孔
に近い噴出口金の外周面に面する部分に亀裂が生じ易
い。
度は非常に高く、その中でも副燃焼室から主燃焼室に火
炎を噴出する噴孔の付近において温度上昇が厳しい。噴
出口金については材料を選定して耐熱性を確保できる
が、シリンダヘッドについては、その形状が特殊である
ため、耐熱材料を採用すると、鋳造が困難になるととも
にコストもかかる。従って、シリンダヘッドは従来の材
料から成形せざるを得ず、副燃焼室の外壁、特に、噴孔
に近い噴出口金の外周面に面する部分に亀裂が生じ易
い。
【０００４】このような問題点を解決するために、互い
に隣接して配置された吸気弁及び排気弁に対する弁シー
トの近傍において吸気ポートと排気ポートを分離する隔
壁内に冷却水噴出通路を形成してその冷却水により弁シ
ート間のシリンダヘッド内壁面等を冷却するようにした
ものが知られている。この冷却水噴出通路の流れの断面
積は一定流量を確保するために比較的大きくしなければ
ならないが、狭い前記隔壁内では冷却水噴出通路をシリ
ンダヘッド内壁面まで十分に近づけることができない。
従って、シリンダヘッド内壁面の亀裂の発生を防止する
上で未だ不十分であった。
に隣接して配置された吸気弁及び排気弁に対する弁シー
トの近傍において吸気ポートと排気ポートを分離する隔
壁内に冷却水噴出通路を形成してその冷却水により弁シ
ート間のシリンダヘッド内壁面等を冷却するようにした
ものが知られている。この冷却水噴出通路の流れの断面
積は一定流量を確保するために比較的大きくしなければ
ならないが、狭い前記隔壁内では冷却水噴出通路をシリ
ンダヘッド内壁面まで十分に近づけることができない。
従って、シリンダヘッド内壁面の亀裂の発生を防止する
上で未だ不十分であった。
【０００５】そこで、実開昭６１−４８９４２号公報に
示された技術においては、主燃焼室に面するシリンダヘ
ッド内壁面に対し遠い位置にある上側の第一冷却水噴出
通路と、近い位置にある下側の第二冷却水噴出通路と
が、前記隔壁内に形成され、上下両冷却水噴出通路がピ
ストンの往復動方向に対し直交する水平面内で互いに平
行に延設されている。この上下両冷却水噴出通路はそれ
ぞれ前記副燃焼室の外壁に面する開口を有し、この上下
両開口から噴出する冷却水が副燃焼室の外壁に衝突して
同外壁を冷却するようになっている。特に、第二冷却水
噴出通路の開口から噴出する冷却水により、前記噴孔に
近い噴出口金の外周面に面する外壁の一部が冷却される
ようになっている。
示された技術においては、主燃焼室に面するシリンダヘ
ッド内壁面に対し遠い位置にある上側の第一冷却水噴出
通路と、近い位置にある下側の第二冷却水噴出通路と
が、前記隔壁内に形成され、上下両冷却水噴出通路がピ
ストンの往復動方向に対し直交する水平面内で互いに平
行に延設されている。この上下両冷却水噴出通路はそれ
ぞれ前記副燃焼室の外壁に面する開口を有し、この上下
両開口から噴出する冷却水が副燃焼室の外壁に衝突して
同外壁を冷却するようになっている。特に、第二冷却水
噴出通路の開口から噴出する冷却水により、前記噴孔に
近い噴出口金の外周面に面する外壁の一部が冷却される
ようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷却水はシ
リンダブロック内の通路からシリンダヘッド内の連通路
を上昇して上側の第一噴出通路に至るとともに、この連
通路から分流して下側の第二噴出通路に至り、上側の第
一噴出通路の流量が下側の第一噴出通路の流量よりも大
きくなる。そのため、上側の第一噴出通路の開口からの
噴出速度が下側の第二噴出通路の開口からの噴出速度よ
りも大きくなる。従って、上下両噴出流間の相対速度が
大きくなり、両噴出流間に局部的な圧力低下が生じて下
側の噴出流が上側の噴出流に引き寄せられる現象が生じ
ることが確認されている。その現象により、下側の噴出
流が副燃料室の外壁に対し確実に衝突せず、冷却性が低
下して同外壁の亀裂発生防止上問題があった。
リンダブロック内の通路からシリンダヘッド内の連通路
を上昇して上側の第一噴出通路に至るとともに、この連
通路から分流して下側の第二噴出通路に至り、上側の第
一噴出通路の流量が下側の第一噴出通路の流量よりも大
きくなる。そのため、上側の第一噴出通路の開口からの
噴出速度が下側の第二噴出通路の開口からの噴出速度よ
りも大きくなる。従って、上下両噴出流間の相対速度が
大きくなり、両噴出流間に局部的な圧力低下が生じて下
側の噴出流が上側の噴出流に引き寄せられる現象が生じ
ることが確認されている。その現象により、下側の噴出
流が副燃料室の外壁に対し確実に衝突せず、冷却性が低
下して同外壁の亀裂発生防止上問題があった。
【０００７】また、図５に示すように、噴出口金９とし
ては、副室孔８に面する本体部１０の他に、主燃焼室６
に面するフランジ部１１を有するものもあり、フランジ
部１１の外径を本体部１０の外径よりも大きくしてそれ
らの間に段差部１７が形成されている。そして、この噴
出口金９を副室孔８に圧入した状態で、この段差部１７
に合致する角部１８が副室孔８の内周に形成されてい
る。ところが、この角部１８のうち、噴孔１４の近傍部
分は従来から何ら改善手段が施されていない。そのた
め、この角部１７から亀裂が進行するおそれがあった。
ては、副室孔８に面する本体部１０の他に、主燃焼室６
に面するフランジ部１１を有するものもあり、フランジ
部１１の外径を本体部１０の外径よりも大きくしてそれ
らの間に段差部１７が形成されている。そして、この噴
出口金９を副室孔８に圧入した状態で、この段差部１７
に合致する角部１８が副室孔８の内周に形成されてい
る。ところが、この角部１８のうち、噴孔１４の近傍部
分は従来から何ら改善手段が施されていない。そのた
め、この角部１７から亀裂が進行するおそれがあった。
【０００８】第一に、本発明は前述した上下の冷却水噴
出通路を改良し、副燃焼室の外壁に亀裂が発生するのを
防止することを目的としている。第二に、本発明は前述
した副室孔内の角部に改善手段を施し、副燃焼室の外壁
に亀裂が発生するのを防止することを目的としている。
出通路を改良し、副燃焼室の外壁に亀裂が発生するのを
防止することを目的としている。第二に、本発明は前述
した副室孔内の角部に改善手段を施し、副燃焼室の外壁
に亀裂が発生するのを防止することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】各発明にかかる副燃焼室
式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造において
は、いずれも、ピストンがシリンダボアで摺動自在に支
持されたシリンダブロック上にシリンダヘッドが載置さ
れているとともに、このシリンダヘッドに設けられた副
室外壁内の副室孔に、副室外壁内と嵌合する段差部を有
する噴出口金が挿着され、この噴出口金により副室外壁
内の副燃焼室とシリンダボア内の主燃焼室とに区画さ
れ、この噴出口金に設けられた噴孔により副燃焼室と主
燃焼室とが連通されている。
式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造において
は、いずれも、ピストンがシリンダボアで摺動自在に支
持されたシリンダブロック上にシリンダヘッドが載置さ
れているとともに、このシリンダヘッドに設けられた副
室外壁内の副室孔に、副室外壁内と嵌合する段差部を有
する噴出口金が挿着され、この噴出口金により副室外壁
内の副燃焼室とシリンダボア内の主燃焼室とに区画さ
れ、この噴出口金に設けられた噴孔により副燃焼室と主
燃焼室とが連通されている。
【００１０】第一の発明においては、互いに隣接して配
置された吸気弁及び排気弁に対する弁シートの近傍で吸
気ポートと排気ポートとを分離する隔壁内に、主燃焼室
に面するシリンダヘッド内壁面に対し遠い位置にある第
一の冷却水噴出通路と近い位置にある第二の冷却水噴出
通路とが同内壁面に沿って延設されているとともに、こ
れらの噴出通路が副室外壁に開口されている。第一及び
第二の冷却水噴出通路の少なくとも開口近傍は、副室外
壁に向かうに従いシリンダヘッド内壁面に垂直な方向へ
拡がる形状になっている。
置された吸気弁及び排気弁に対する弁シートの近傍で吸
気ポートと排気ポートとを分離する隔壁内に、主燃焼室
に面するシリンダヘッド内壁面に対し遠い位置にある第
一の冷却水噴出通路と近い位置にある第二の冷却水噴出
通路とが同内壁面に沿って延設されているとともに、こ
れらの噴出通路が副室外壁に開口されている。第一及び
第二の冷却水噴出通路の少なくとも開口近傍は、副室外
壁に向かうに従いシリンダヘッド内壁面に垂直な方向へ
拡がる形状になっている。
【００１１】第二の発明においては、互いに隣接して配
置された吸気弁及び排気弁に対する弁シートの近傍で吸
気ポートと排気ポートとを分離する隔壁内に、主燃焼室
に面するシリンダヘッド内壁面に沿って冷却水噴出通路
が延設されているとともに、この冷却水噴出通路が副室
外壁内に開口されている。そして、前記噴出口金に設け
られた段差部が合致する副室外壁内の角部に面取りが施
されている。
置された吸気弁及び排気弁に対する弁シートの近傍で吸
気ポートと排気ポートとを分離する隔壁内に、主燃焼室
に面するシリンダヘッド内壁面に沿って冷却水噴出通路
が延設されているとともに、この冷却水噴出通路が副室
外壁内に開口されている。そして、前記噴出口金に設け
られた段差部が合致する副室外壁内の角部に面取りが施
されている。
【００１２】第三の発明においては、この面取りに代え
て、角部に高密度エネルギーを照射することにより加熱
して再溶融させる改質処理を施している。第四の発明に
おいては、前記面取りに代えて、角部に補強金属を鋳込
んでいる。
て、角部に高密度エネルギーを照射することにより加熱
して再溶融させる改質処理を施している。第四の発明に
おいては、前記面取りに代えて、角部に補強金属を鋳込
んでいる。
【００１３】第五の発明においては、互いに隣接して配
置された吸気弁及び排気弁に対する弁シートの近傍で吸
気ポートと排気ポートとを分離する隔壁内に、主燃焼室
に面するシリンダヘッド内壁面に対し遠い位置にある第
一の冷却水噴出通路と近い位置にある第二の冷却水噴出
通路とが同内壁面に沿って延設されているとともに、こ
れらの噴出通路が副室外壁に開口されている。第二の冷
却水噴出通路開口は第一の冷却水噴出通路開口に比して
副室外壁に近づけられている。
置された吸気弁及び排気弁に対する弁シートの近傍で吸
気ポートと排気ポートとを分離する隔壁内に、主燃焼室
に面するシリンダヘッド内壁面に対し遠い位置にある第
一の冷却水噴出通路と近い位置にある第二の冷却水噴出
通路とが同内壁面に沿って延設されているとともに、こ
れらの噴出通路が副室外壁に開口されている。第二の冷
却水噴出通路開口は第一の冷却水噴出通路開口に比して
副室外壁に近づけられている。
【００１４】
【作用】第一の発明においては、第二冷却水噴出通路か
らの噴出流が第一冷却水噴出通路からの噴出流側へ引き
寄せられにくくなって副室外壁に衝突し易くなる。
らの噴出流が第一冷却水噴出通路からの噴出流側へ引き
寄せられにくくなって副室外壁に衝突し易くなる。
【００１５】第二の発明、第三の発明及び第四の発明に
おいては、面取りや改質処理や補強金属により、副室外
壁内の角部において熱応力に対する疲労強度が向上す
る。第五の発明においては、第二冷却水噴出通路開口か
らの噴出流が副室外壁に衝突し易くなる。
おいては、面取りや改質処理や補強金属により、副室外
壁内の角部において熱応力に対する疲労強度が向上す
る。第五の発明においては、第二冷却水噴出通路開口か
らの噴出流が副室外壁に衝突し易くなる。
【００１６】
【実施例】まず、本発明の一実施例にかかるシリンダヘ
ッド構造を図１及び図２を参照して説明する。
ッド構造を図１及び図２を参照して説明する。
【００１７】シリンダブロック１内のシリンダボア２に
ピストン３が上下方向へ往復移動可能に挿嵌されてい
る。このシリンダブロック１上にシリンダヘッド４がガ
スケット５を介して載置されている。ピストン３の頂面
３ａとそれに対向するシリンダヘッド４の内壁面４ａと
の間には主燃焼室６が設けられている。この両面３ａ，
４ａはピストン３の往復運動方向すなわちシリンダボア
２の中心線２ａに対し直交する水平面内でほぼ平坦な形
状になっている。シリンダボア２の外周一側上方でシリ
ンダヘッド４に副室外壁７が突設され、この外壁７内に
副室孔８が内壁面４ａ側へ開放されるように形成されて
いる。この内壁面４ａ側から副室孔８に円筒状の噴出口
金９が圧入されている。この噴出口金９は副室孔８に面
する本体部１０と、主燃焼室６に面するフランジ部１１
とからなる。本体部１０内には副室凹部１２が形成さ
れ、この副室凹部１２と副室孔８との間で副燃焼室１３
が設けられている。フランジ部１１には噴孔１４が形成
され、この噴孔１４により副燃焼室１３と主燃焼室６と
が連通されている。この噴孔１４の中心線１４ａはシリ
ンダボア２の中心線２ａへ向けて傾斜している。燃料噴
射弁１５及びグロープラグ１６は副燃料室１３の外壁７
の上部に取り付けられて副燃焼室１３に露出している。
ピストン３が上下方向へ往復移動可能に挿嵌されてい
る。このシリンダブロック１上にシリンダヘッド４がガ
スケット５を介して載置されている。ピストン３の頂面
３ａとそれに対向するシリンダヘッド４の内壁面４ａと
の間には主燃焼室６が設けられている。この両面３ａ，
４ａはピストン３の往復運動方向すなわちシリンダボア
２の中心線２ａに対し直交する水平面内でほぼ平坦な形
状になっている。シリンダボア２の外周一側上方でシリ
ンダヘッド４に副室外壁７が突設され、この外壁７内に
副室孔８が内壁面４ａ側へ開放されるように形成されて
いる。この内壁面４ａ側から副室孔８に円筒状の噴出口
金９が圧入されている。この噴出口金９は副室孔８に面
する本体部１０と、主燃焼室６に面するフランジ部１１
とからなる。本体部１０内には副室凹部１２が形成さ
れ、この副室凹部１２と副室孔８との間で副燃焼室１３
が設けられている。フランジ部１１には噴孔１４が形成
され、この噴孔１４により副燃焼室１３と主燃焼室６と
が連通されている。この噴孔１４の中心線１４ａはシリ
ンダボア２の中心線２ａへ向けて傾斜している。燃料噴
射弁１５及びグロープラグ１６は副燃料室１３の外壁７
の上部に取り付けられて副燃焼室１３に露出している。
【００１８】前記噴出口金９においてそのフランジ部１
１の円形外周面の直径は本体部１０の円形外周面の直径
よりも大きくなっており、これらの外周面間に円形段差
部１７が形成されている。そして、副室孔８に対する噴
出口金９の圧入状態で、この段差部１７が嵌合する円形
角部１８が副室孔８の内周に形成されている。また、副
室孔８の内周には本体１０の上端部１０ａが合致する円
形段差部１９が形成されている。さらに、フランジ部１
１の下端面１１ａはシリンダヘッド４の内壁面４ａに対
し面一になっており、副室孔８の円形下端縁２０に囲ま
れている。
１の円形外周面の直径は本体部１０の円形外周面の直径
よりも大きくなっており、これらの外周面間に円形段差
部１７が形成されている。そして、副室孔８に対する噴
出口金９の圧入状態で、この段差部１７が嵌合する円形
角部１８が副室孔８の内周に形成されている。また、副
室孔８の内周には本体１０の上端部１０ａが合致する円
形段差部１９が形成されている。さらに、フランジ部１
１の下端面１１ａはシリンダヘッド４の内壁面４ａに対
し面一になっており、副室孔８の円形下端縁２０に囲ま
れている。
【００１９】シリンダボア２の上方においてシリンダヘ
ッド４に吸気弁２１及び排気弁２２が取り付けられ、そ
れぞれ吸気側弁シート２３及び排気側弁シート２４を開
閉するようになっている。吸気側弁シート２３及び排気
側弁シート２４はそれぞれ吸気ポート２５及び排気ポー
ト２６に連通し、この両ポート２５，２６を区画する隔
壁２７がシリンダッヘッド４に設けられている。
ッド４に吸気弁２１及び排気弁２２が取り付けられ、そ
れぞれ吸気側弁シート２３及び排気側弁シート２４を開
閉するようになっている。吸気側弁シート２３及び排気
側弁シート２４はそれぞれ吸気ポート２５及び排気ポー
ト２６に連通し、この両ポート２５，２６を区画する隔
壁２７がシリンダッヘッド４に設けられている。
【００２０】前記隔壁２７内には主燃焼室６に面する内
壁面４ａから遠い位置にある上側の第一冷却水噴出通路
２８と、近い位置にある下側の第二冷却水噴出通路２９
とが内壁面４ａに沿って延設されている。それらの噴出
通路２８，２９は前記副燃焼室１３の外壁７に面する開
口３０，３１を有し、この上下両開口３０，３１と副室
外壁７の一側部との間に噴出凹部３２が形成されてい
る。この噴出凹部３２は上方へ開放されてシリンダヘッ
ド側冷却水通路３３に連通している。
壁面４ａから遠い位置にある上側の第一冷却水噴出通路
２８と、近い位置にある下側の第二冷却水噴出通路２９
とが内壁面４ａに沿って延設されている。それらの噴出
通路２８，２９は前記副燃焼室１３の外壁７に面する開
口３０，３１を有し、この上下両開口３０，３１と副室
外壁７の一側部との間に噴出凹部３２が形成されてい
る。この噴出凹部３２は上方へ開放されてシリンダヘッ
ド側冷却水通路３３に連通している。
【００２１】ちなみに、内壁面４ａに対する上側開口３
０の噴出中心線３０ａの高さをＨ30、同じ下側開口３１
の噴出中心線３１ａの高さをＨ31、同じく噴出凹部３２
の底面３２ａの高さをＨ32、同じく前記副室孔８内の段
差部１９の高さをＨ19、同じく前記副室孔８内の角部１
８の高さをＨ18とした場合、Ｈ30＞Ｈ19＞Ｈ31＞Ｈ32＞
Ｈ18の関係になっている。
０の噴出中心線３０ａの高さをＨ30、同じ下側開口３１
の噴出中心線３１ａの高さをＨ31、同じく噴出凹部３２
の底面３２ａの高さをＨ32、同じく前記副室孔８内の段
差部１９の高さをＨ19、同じく前記副室孔８内の角部１
８の高さをＨ18とした場合、Ｈ30＞Ｈ19＞Ｈ31＞Ｈ32＞
Ｈ18の関係になっている。
【００２２】シリンダボア２に隣接してシリンダブロッ
ク１内に冷却水通路３４が設けられている。このシリン
ダブロック側冷却水通路３４の上方においてシリンダヘ
ッド４の隔壁２７には同通路３４と下側の第二噴出通路
２９とをつなぐ連通路３５と、同通路２９と上側の第一
噴出通路２８とをつなぐ連通路３６とが設けられ、両連
通路３５，３６の中心線３５ａ，３６ａは互いに一致
し、シリンダボア２の中心線２ａと平行になっている。
なお、上側の第一噴出通路２８及び下側の第二噴出通路
２９においてそれらの開口３０，３１の反対側になる加
工穴に栓３７，３８が嵌着されている。
ク１内に冷却水通路３４が設けられている。このシリン
ダブロック側冷却水通路３４の上方においてシリンダヘ
ッド４の隔壁２７には同通路３４と下側の第二噴出通路
２９とをつなぐ連通路３５と、同通路２９と上側の第一
噴出通路２８とをつなぐ連通路３６とが設けられ、両連
通路３５，３６の中心線３５ａ，３６ａは互いに一致
し、シリンダボア２の中心線２ａと平行になっている。
なお、上側の第一噴出通路２８及び下側の第二噴出通路
２９においてそれらの開口３０，３１の反対側になる加
工穴に栓３７，３８が嵌着されている。
【００２３】特に、この第一実施例において、下側の第
二噴出通路２９の開口３１の噴出中心線３１ａはシリン
ダボア２の中心線２ａに対し直交する水平面内にある。
上側の第一噴出通路２８の開口３０の噴出中心線３０ａ
は下側の噴出中心線３１ａに対し傾斜し、内壁面４ａに
対する前記高さＨ30が副燃焼室１３の外壁７に接近する
程大きくなるように上方へ広がっている。すなわち、第
一及び第二の噴出通路２８，２９の少なくとも開口３
０，３１の近傍は、副室外壁７に向かうに従いシリンダ
ヘッド内壁面４ａに垂直な方向へ拡がる形状になってい
る。なお、上側の第一噴出通路２８及び下側の第二噴出
通路２９を隔壁２７に加工するにあたっては、これらの
噴出通路２８，２９間の肉厚や、下側の第二噴出通路２
９とシリンダヘッド４の内壁面４ａとの間の肉厚を強度
上一定以上に保つ必要があるため、この両噴出中心線３
０ａ，３１ａ間の噴出角度差θを一定以上大きくするこ
とができないが、その条件のもとで数度の所定範囲に設
定されている。この噴出角度差θを持たせるにあたって
は、両噴出中心線３０ａ，３１ａのうち、少なくともい
ずれか一方のものを前述したように傾斜させればよい。
二噴出通路２９の開口３１の噴出中心線３１ａはシリン
ダボア２の中心線２ａに対し直交する水平面内にある。
上側の第一噴出通路２８の開口３０の噴出中心線３０ａ
は下側の噴出中心線３１ａに対し傾斜し、内壁面４ａに
対する前記高さＨ30が副燃焼室１３の外壁７に接近する
程大きくなるように上方へ広がっている。すなわち、第
一及び第二の噴出通路２８，２９の少なくとも開口３
０，３１の近傍は、副室外壁７に向かうに従いシリンダ
ヘッド内壁面４ａに垂直な方向へ拡がる形状になってい
る。なお、上側の第一噴出通路２８及び下側の第二噴出
通路２９を隔壁２７に加工するにあたっては、これらの
噴出通路２８，２９間の肉厚や、下側の第二噴出通路２
９とシリンダヘッド４の内壁面４ａとの間の肉厚を強度
上一定以上に保つ必要があるため、この両噴出中心線３
０ａ，３１ａ間の噴出角度差θを一定以上大きくするこ
とができないが、その条件のもとで数度の所定範囲に設
定されている。この噴出角度差θを持たせるにあたって
は、両噴出中心線３０ａ，３１ａのうち、少なくともい
ずれか一方のものを前述したように傾斜させればよい。
【００２４】さて、シリンダブロック側通路３４から冷
却水は両連通路３５，３６を通って上側の第一噴出通路
２８に至とともに、両連通路３５，３６間で下側の第二
噴出通路２９に分流し、両噴出通路２８，２９の開口３
０，３１から副室外壁７に向けて噴出される。その場
合、上側の開口３０からの冷却水噴出速度が下側の開口
３１からの冷却水噴出速度よりも大きくなっている。
却水は両連通路３５，３６を通って上側の第一噴出通路
２８に至とともに、両連通路３５，３６間で下側の第二
噴出通路２９に分流し、両噴出通路２８，２９の開口３
０，３１から副室外壁７に向けて噴出される。その場
合、上側の開口３０からの冷却水噴出速度が下側の開口
３１からの冷却水噴出速度よりも大きくなっている。
【００２５】前述したように上側の開口３０の噴出中心
線３０ａは下側の開口３１の噴出中心線３１ａに対し噴
出角度差θを有しているため、両噴出中心線３０ａ，３
１ａの間隔は副室外壁７に向かうに従い次第に広がって
いる。従って、上下の噴出流間に生じる圧力低下により
下側の噴出流が上側の噴出流へ引き寄せられる現象は、
互いに平行な両噴出中心線を有する従来技術の場合と比
較して、改善され、下側の噴出流は噴出口金９に面する
副室外壁７の下部に衝突し易くなる。上下の噴出流が互
いに協働して副室外壁７の冷却を行うが、噴出凹部３２
の上方がシリンダヘッド側通路３３に開放されているた
め、上側の噴出流がシリンダヘッド側通路３３へ逃げ易
くなり、上側の噴出流による副室外壁７の下部の冷却が
不十分になる。そのため、下側の噴出流が副室外壁７の
下部の冷却を補っている。また、主燃焼室６に面するシ
リンダヘッド４の弁間部３９は主に下側の第二噴出通路
２９内の水により冷却される。
線３０ａは下側の開口３１の噴出中心線３１ａに対し噴
出角度差θを有しているため、両噴出中心線３０ａ，３
１ａの間隔は副室外壁７に向かうに従い次第に広がって
いる。従って、上下の噴出流間に生じる圧力低下により
下側の噴出流が上側の噴出流へ引き寄せられる現象は、
互いに平行な両噴出中心線を有する従来技術の場合と比
較して、改善され、下側の噴出流は噴出口金９に面する
副室外壁７の下部に衝突し易くなる。上下の噴出流が互
いに協働して副室外壁７の冷却を行うが、噴出凹部３２
の上方がシリンダヘッド側通路３３に開放されているた
め、上側の噴出流がシリンダヘッド側通路３３へ逃げ易
くなり、上側の噴出流による副室外壁７の下部の冷却が
不十分になる。そのため、下側の噴出流が副室外壁７の
下部の冷却を補っている。また、主燃焼室６に面するシ
リンダヘッド４の弁間部３９は主に下側の第二噴出通路
２９内の水により冷却される。
【００２６】この第一実施例では、前述したように副室
外壁７の冷却性が向上するので、特に噴孔１４に近い副
室外壁７内の角部１８に亀裂が発生するのを防止するこ
とができる。さらに、この角部１８に下記の亀裂発生防
止手段を施せば、より一層改善することができる。
外壁７の冷却性が向上するので、特に噴孔１４に近い副
室外壁７内の角部１８に亀裂が発生するのを防止するこ
とができる。さらに、この角部１８に下記の亀裂発生防
止手段を施せば、より一層改善することができる。
【００２７】第一に、図３（ａ）に示すように、この角
部１８に面取り（面と面との交わりの角に斜面又は丸味
をつけること）を施し、噴出口金９の本体部１０の外周
面に面する副室外壁７の内周面と、フランジ部１１の外
周面に面する副室外壁７の外周面とを円弧面４０により
つないで、この円弧面４０と噴出口金９側の段差部１７
との間に間隙４１を形成する。このような面取りを施す
と、応力集中を阻止して亀裂の発生を防止する。この円
弧面４０の円周角度は任意であり、また前記両内周面を
平面でつないで面取りとしてもよい。なお、角部１８側
に面取りを施せば、噴出口金８の段差部１７に面取りを
施す必要はなくなる。
部１８に面取り（面と面との交わりの角に斜面又は丸味
をつけること）を施し、噴出口金９の本体部１０の外周
面に面する副室外壁７の内周面と、フランジ部１１の外
周面に面する副室外壁７の外周面とを円弧面４０により
つないで、この円弧面４０と噴出口金９側の段差部１７
との間に間隙４１を形成する。このような面取りを施す
と、応力集中を阻止して亀裂の発生を防止する。この円
弧面４０の円周角度は任意であり、また前記両内周面を
平面でつないで面取りとしてもよい。なお、角部１８側
に面取りを施せば、噴出口金８の段差部１７に面取りを
施す必要はなくなる。
【００２８】第二に、図３（ｂ）に示すように、この角
部１８に高密度エネルギーを照射して加熱し、同角部１
８を再溶融させる。このような改質処理においては、高
密度エネルギーが照射されて再溶融された部分が、母材
側から表側へ向けて指向性凝固することにより、再溶融
前に存在した微小気孔の鋳造欠陥が外部に押し出される
ような状態となり、鋳造欠陥が解消される。また、再溶
融されない部分が再溶融部に対する熱容量の大きな冷や
し金として機能するため、再溶融部は急冷されて組織が
微細化し、機械的性質が改善される。高密度エネルギー
源としては、ＴＩＧアークやレーザや電子ビームやプラ
ズマアーク等を用いる。
部１８に高密度エネルギーを照射して加熱し、同角部１
８を再溶融させる。このような改質処理においては、高
密度エネルギーが照射されて再溶融された部分が、母材
側から表側へ向けて指向性凝固することにより、再溶融
前に存在した微小気孔の鋳造欠陥が外部に押し出される
ような状態となり、鋳造欠陥が解消される。また、再溶
融されない部分が再溶融部に対する熱容量の大きな冷や
し金として機能するため、再溶融部は急冷されて組織が
微細化し、機械的性質が改善される。高密度エネルギー
源としては、ＴＩＧアークやレーザや電子ビームやプラ
ズマアーク等を用いる。
【００２９】第三に、図３（ｃ）に示すように、角部１
８に耐熱性の良い補強金属４２を鋳込み、この補強金属
４２を噴出口金９側の段差部１７に合致させる。この補
強金属４２としては、例えば耐熱鋼を利用する。
８に耐熱性の良い補強金属４２を鋳込み、この補強金属
４２を噴出口金９側の段差部１７に合致させる。この補
強金属４２としては、例えば耐熱鋼を利用する。
【００３０】このような改質処理や補強金属４２によ
り、熱応力に対する疲労強度が向上し、亀裂が発生しに
くくなる。前記面取りや改質処理や補強金属４２は、角
部１８の全周に施してもよいが、図３（ｄ）に示すよう
に、弁間部３９に面する一定角度範囲αにだけ施しても
よい。
り、熱応力に対する疲労強度が向上し、亀裂が発生しに
くくなる。前記面取りや改質処理や補強金属４２は、角
部１８の全周に施してもよいが、図３（ｄ）に示すよう
に、弁間部３９に面する一定角度範囲αにだけ施しても
よい。
【００３１】図４に示す第五実施例は、前記第一実施例
において下側の第二噴出通路２９の開口３１を変更した
ものであって、シリンダヘッド４とは別に成形された噴
出管４３が挿着されてその一部が噴出凹部３２に露出し
ている。隔壁２７の端部と副室外壁７との間の噴出凹部
３２の幅をＷとした場合、噴出管４３の突出部４３ａの
長さＬはこの幅Ｗのほぼ半分になっている。この突出部
４３ａにある開口４４の噴出中心線４４ａに対し上側の
開口３０の噴出中心線３０ａが前記第一実施例と同様に
噴出角度差θを有している。この噴出管４３としては、
耐腐食性の良い材質のもの、例えばステンレスを利用し
ている。下側の第二噴出通路２９にこのような噴出管４
３を設けると、その開口４４が第一実施例の開口３１よ
りも副室外壁７に近づき、下側の噴出流が副室外壁７に
衝突し易くなって同外壁７の冷却性が向上する。また、
この噴出管４３は腐食しにくいため、腐食の進行による
弁間部３９の貫通を防止することができる。なお、この
噴出管４３の突出長さＬが一定以上あれば、上側の噴出
流への下側の噴出流の引込みは少なくなり、上側の開口
３０の噴出中心線３０ａと下側の開口４４の噴出中心線
４４ａとは互いに噴出角度差θを持たせることなく平行
にしてもよい。この第五実施例においても、噴出口金９
の角部１８に前記第二実施例の面取りや第三実施例の改
質処理や第四実施例の補強金属４２を施してもよい。
において下側の第二噴出通路２９の開口３１を変更した
ものであって、シリンダヘッド４とは別に成形された噴
出管４３が挿着されてその一部が噴出凹部３２に露出し
ている。隔壁２７の端部と副室外壁７との間の噴出凹部
３２の幅をＷとした場合、噴出管４３の突出部４３ａの
長さＬはこの幅Ｗのほぼ半分になっている。この突出部
４３ａにある開口４４の噴出中心線４４ａに対し上側の
開口３０の噴出中心線３０ａが前記第一実施例と同様に
噴出角度差θを有している。この噴出管４３としては、
耐腐食性の良い材質のもの、例えばステンレスを利用し
ている。下側の第二噴出通路２９にこのような噴出管４
３を設けると、その開口４４が第一実施例の開口３１よ
りも副室外壁７に近づき、下側の噴出流が副室外壁７に
衝突し易くなって同外壁７の冷却性が向上する。また、
この噴出管４３は腐食しにくいため、腐食の進行による
弁間部３９の貫通を防止することができる。なお、この
噴出管４３の突出長さＬが一定以上あれば、上側の噴出
流への下側の噴出流の引込みは少なくなり、上側の開口
３０の噴出中心線３０ａと下側の開口４４の噴出中心線
４４ａとは互いに噴出角度差θを持たせることなく平行
にしてもよい。この第五実施例においても、噴出口金９
の角部１８に前記第二実施例の面取りや第三実施例の改
質処理や第四実施例の補強金属４２を施してもよい。
【００３２】一方、前記第二実施例や第三実施例や第四
実施例については、隔壁２７に一本の噴出通路のみがあ
るシリンダヘッドに具体化することも可能である。
実施例については、隔壁２７に一本の噴出通路のみがあ
るシリンダヘッドに具体化することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】本発明にかかる副燃焼室式ディーエルエ
ンジンのシリンダヘッド構造によれば、第一冷却水噴出
通路の噴出中心線と第二冷却水噴出通路の噴出中心線と
の間の噴出角度差や、副室外壁内の角部に施した面取り
又は改質処理又は補強金属や、第二冷却水噴出通路開口
位置の改良により、副室外壁に亀裂が発生するのを防止
することができる。
ンジンのシリンダヘッド構造によれば、第一冷却水噴出
通路の噴出中心線と第二冷却水噴出通路の噴出中心線と
の間の噴出角度差や、副室外壁内の角部に施した面取り
又は改質処理又は補強金属や、第二冷却水噴出通路開口
位置の改良により、副室外壁に亀裂が発生するのを防止
することができる。
【図１】第一実施例にかかるシリンダヘッドの構造を示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線上における部分断面図である。
【図３】（ａ）は前記第一実施例において示した副室外
壁内の角部に面取りを施した第二実施例を示す部分断面
図であり、（ｂ）は同じく改質処理を施した第三実施例
を示す部分断面図であり、（ｃ）は同じく補強金属を鋳
込んだ第四実施例を示す部分断面図であり、（ｄ）はこ
の面取りや改質処理や補強金属を施す範囲の一例を示す
説明図である。
壁内の角部に面取りを施した第二実施例を示す部分断面
図であり、（ｂ）は同じく改質処理を施した第三実施例
を示す部分断面図であり、（ｃ）は同じく補強金属を鋳
込んだ第四実施例を示す部分断面図であり、（ｄ）はこ
の面取りや改質処理や補強金属を施す範囲の一例を示す
説明図である。
【図４】前記第一実施例における下側の第二噴出通路の
開口を変更した第五実施例を示すシリンダヘッドの部分
断面図である。
開口を変更した第五実施例を示すシリンダヘッドの部分
断面図である。
【図５】従来の副室を示す部分断面図である。
１…シリンダブロック、２…シリンダボア、３…ピスト
ン、４…シリンダヘッド、６…主燃焼室、７…副室外
壁、８…副室孔、９…噴出口金、１０…本体部、１１…
フランジ部、１３…副燃焼室、１４…噴孔、１７…段差
部、１８…角部、２１…吸気弁、２２…排気弁、２３…
吸気側弁シート、２４…排気側弁シート、２５…吸気ポ
ート、２６…排気ポート、２７…隔壁、２８…上側の第
一冷却水噴出通路、２９…下側の第二冷却水噴出通路、
３０…上側の第一噴出通路開口、３０ａ…噴出中心線、
３１…下側の第二噴出通路開口、３１ａ…噴出中心線、
３２…噴出凹部、３３…シリンダヘッド側冷却水通路、
３４…シリンダブロック側冷却水通路、３９…弁間部、
４０…面取り円弧面、４２…補強金属、４３…噴出管、
４３ａ…突出部、４４…下側の第二噴出通路開口、４４
ａ…噴出中心線、θ…両噴出中心線間の噴出角度差。
ン、４…シリンダヘッド、６…主燃焼室、７…副室外
壁、８…副室孔、９…噴出口金、１０…本体部、１１…
フランジ部、１３…副燃焼室、１４…噴孔、１７…段差
部、１８…角部、２１…吸気弁、２２…排気弁、２３…
吸気側弁シート、２４…排気側弁シート、２５…吸気ポ
ート、２６…排気ポート、２７…隔壁、２８…上側の第
一冷却水噴出通路、２９…下側の第二冷却水噴出通路、
３０…上側の第一噴出通路開口、３０ａ…噴出中心線、
３１…下側の第二噴出通路開口、３１ａ…噴出中心線、
３２…噴出凹部、３３…シリンダヘッド側冷却水通路、
３４…シリンダブロック側冷却水通路、３９…弁間部、
４０…面取り円弧面、４２…補強金属、４３…噴出管、
４３ａ…突出部、４４…下側の第二噴出通路開口、４４
ａ…噴出中心線、θ…両噴出中心線間の噴出角度差。
Claims (5)
- 【請求項１】 ピストンをシリンダボアで摺動自在に支
持したシリンダブロック上にシリンダヘッドを載置する
とともに、このシリンダヘッドに設けた副室外壁内の副
室孔に、副室外壁内と嵌合する段差部を有する噴出口金
を挿着し、この噴出口金により副室外壁内の副燃焼室と
シリンダボア内の主燃焼室とに区画し、この噴出口金に
設けた噴孔により副燃焼室と主燃焼室とを連通し、 互いに隣接して配置した吸気弁及び排気弁に対する弁シ
ートの近傍で吸気ポートと排気ポートとを分離する隔壁
内に、主燃焼室に面するシリンダヘッド内壁面に対し遠
い位置にある第一の冷却水噴出通路と近い位置にある第
二の冷却水噴出通路とを同内壁面に沿って延設するとと
もに、これらの噴出通路を副室外壁に開口させた副燃焼
室式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造におい
て、 第一及び第二の冷却水噴出通路の少なくとも開口近傍
を、副室外壁に向かうに従いシリンダヘッド内壁面に垂
直な方向に拡がる形状にすることを特徴とする副燃焼室
式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造。 - 【請求項２】 ピストンをシリンダボアで摺動自在に支
持したシリンダブロック上にシリンダヘッドを載置する
とともに、このシリンダヘッドに設けた副室外壁内の副
室孔に、副室外壁内と嵌合する段差部を有する噴出口金
を挿着し、この噴出口金により副室外壁内の副燃焼室と
シリンダボア内の主燃焼室とに区画し、この噴出口金に
設けた噴孔により副燃焼室と主燃焼室とを連通し、 互いに隣接して配置した吸気弁及び排気弁に対する弁シ
ートの近傍で吸気ポートと排気ポートとを分離する隔壁
内に、主燃焼室に面するシリンダヘッド内壁面に沿って
冷却水噴出通路を延設するとともに、この冷却水噴出通
路を副室外壁に開口させた副燃焼室式ディーエルエンジ
ンのシリンダヘッド構造において、 前記噴出口金に設けた段差部が合致する副室外壁内の角
部に面取りを施したことを特徴とする副燃焼室式ディー
エルエンジンのシリンダヘッド構造。 - 【請求項３】 請求項２における面取りに代えて、角部
に高密度エネルギーを照射することにより加熱して再溶
融させる改質処理を施したことを特徴とする副燃焼室式
ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造。 - 【請求項４】 請求項２における面取りに代えて、角部
に補強金属を鋳込んだことを特徴とする副燃焼室式ディ
ーエルエンジンのシリンダヘッド構造。 - 【請求項５】 ピストンをシリンダボアで摺動自在に支
持したシリンダブロック上にシリンダヘッドを載置する
とともに、このシリンダヘッドに設けた副室外壁内の副
室孔に、副室外壁内と嵌合する段差部を有する噴出口金
を挿着し、この噴出口金により副室外壁内の副燃焼室と
シリンダボア内の主燃焼室とに区画し、この噴出口金に
設けた噴孔により副燃焼室と主燃焼室とを連通し、 互いに隣接して配置した吸気弁及び排気弁に対する弁シ
ートの近傍で吸気ポートと排気ポートとを分離する隔壁
内に、主燃焼室に面するシリンダヘッド内壁面に対し遠
い位置にある第一の冷却水噴出通路と近い位置にある第
二の冷却水噴出通路とを同内壁面に沿って延設するとと
もに、これらの噴出通路を副室外壁に開口させた副燃焼
室式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造におい
て、 第二の冷却水噴出通路開口を第一の冷却水噴出通路開口
に比して副室外壁に近づけることを特徴とする副燃焼室
式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2700694A JPH07233756A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 副燃焼室式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2700694A JPH07233756A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 副燃焼室式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07233756A true JPH07233756A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12209039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2700694A Pending JPH07233756A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 副燃焼室式ディーエルエンジンのシリンダヘッド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07233756A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103939226A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-07-23 | 温州大学 | 带有多阶射流装置的柴油机缸盖 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP2700694A patent/JPH07233756A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103939226A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-07-23 | 温州大学 | 带有多阶射流装置的柴油机缸盖 |
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