JPS5853173B2 - 内燃エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はターボ給気される往復ピストン型の内燃機関
（エンジン）に関する。

このエンジンはブロック、ブロックの上側に固定された
ヘッド。

およびヘッドの上側に固定された揺動機構ハウジングを
含む。

エンジンのシリンダーの吸入孔および排出孔および吸入
開口および排出開口の間にヘッド内に吸入空気通路およ
び排出通路が形成される。

ターボ給気機（ｔｕｒｂｏ ｃｈａｒｇｅｒ）はエンジ
ンのブロックの一側にとりつけられ、排出開口はヘッド
内でターボ給気機と同じ側にある排出マニホルドのダク
トが排出開口をターボ給気機に接続する。

吸入開口はヘッドの上面に形成され、空気吸入通路か揺
動機構ハウジング内に形成される。

空気吸入ダクトおよびマニホルドがターボ給気機をハウ
ジングの通路に接続する。

吸入空気通路は吸入空気と包囲するエンジンの吸入およ
び排出孔との熱伝達関係を有利にするように形成されそ
して位置する。

従来のディーゼルエンジンでは、エンジンのヘッドに形
成された吸入および排出の通路は、ヘッドの両側に固定
されたマニホルドへのびる。

このようなエンジンがターボ給気される場合、ターボ給
気機はエンジンの１側・＼とりつけられ、空気ダクトが
圧縮機からヘッドの頂部を越えて吸入マニホルドへのび
る。

このような配置は、エンジン頂部を横切る吸入空気ダク
トが全体のエンジン高さを増加させ、ダクトの長さによ
り圧力損失を生ずるという欠点を有する。

本発明の総括的な目的は、上記の欠点を回避し、ヘッド
内の伝熱特性を改良する内燃機関を提供することである
。

本発明によるエンジンに含まれるものは、ヘッド、ヘッ
ド内に形成された複数の排出通路、ヘッドの１側に形成
されて排出通路と連通する排出開口、ヘッド内に形成さ
れた複数の吸入空気通路、ヘッドの上面に形成されて空
気通路と連通ずる吸入開口、ヘッドの上面にとりつけら
れた揺動機構ハウジング、このハウジング内に形成され
た複数の吸入空気通路、排出開口に近いエンジンの１側
においてハウジングにとりつけられた吸入空気マニホル
ドであり、ハウジングの空気通路は空気マニホルドとお
よびヘッドの吸入開口とに連通ずる。

次に挙げる特許は内燃機構を開示するが、どれもここに
記載および請求される特徴を開示するものとは思われな
い。

特許番号 権利者 日 付 米国１１３２２５６ Ｅ、Ｇ、Ｇｕｎｎ １９１
５．３．１６〃３０９４９７６ Ｃ，Ｈ，Ｍａｙ
１９６３．６．２５ｔｔ ３５００８０５ Ｊ、
Ｒｅ１ｓａｃｈｅｒ １９７０．３．１７１１３９７
３５４８ Ａ、Ｃｅ１ｌｉ １９７６．８．１
０英国８３９９５５ 英国特許 １９６０．６．
２９本発明の上記および他の利点および特徴は添付図面
に関連してなされた次の詳細な記載から明らかにされよ
う。

図面は、並列６シリンダーデイーゼルエンジンに適用さ
れた本発明を図示するが、本発明の原理は並列４または
８シリンダーエンジンまたは■型エンジンのような他型
式のエンジンにも応用されうる。

第１および２図を参照すると、エンジンはブロック２０
、クランクケースおよびパン２１．ヘッド２２、および
後述する他の部品を含む。

ブロック２０内に６つの並列シリンダー２３〜２８が形
成され、第１シリンダー２３が第１図に断面で示される
。

シリンダー２３〜２８はライナーが無いように示されて
いるが、従来の実施にしたがってライナーを施しうる。

コネクティングロッド３２の上端に結合されたピストン
３１が各シリンダー２３〜２８内を往復する。

６つのコネクティングロッド３２がクランクシャフト３
３に回転可能に結合され、クランクシャフト３３は主ベ
アリング（図示されない）によりエンジン２０のブロッ
ク上に回転可能に支持される。

クランクケースおよびパン２１はブロック２０の下側に
固定されてエンジンの種々の作動部品を包囲しエンジン
潤滑油のタンクを形成する。

エンジンのヘッド２２は、各シリンダー、燃料噴射器３
７．１対の吸入弁および１対の排出弁のためのヘッド支
持部材および複数のボルトまたはスタッド３４（第１図
）によりブロック２０の上側に固定される。

吸入弁３５の１つおよび排出弁３６の１つが第１図に示
され、この弁機構（配置）は後で詳述する。

噴射器３７および各シリンダーの４つの弁は、一連のカ
ム３９がとりつけられたカムシャフト３８によりエンジ
ンの他の作動部品と同期して作動する。

各シリンダーにつき、１つのカムが噴射器３７を操作し
、別の１または複数のカムが２つの吸入弁を操作し、別
の１または複数のカムが２つの排出弁を操作する。

たとえば。噴射器３７については、カム従車機構４１が
カム３９の外表面を追従する。

揺動軸４４上にピボット式に支持された揺れ腕４０の一
端と従軍機構４１がブツシュチューブ（ｐｕｓｈ ｔｕ
ｂｅ） ４３により接続される。

揺れ腕４０の他端は、揺れ腕４０と噴射器３７のプラン
ジャーとの間にのびるリンク４６に係合する。

エンジンの作動中、ピストン３１の各圧縮行程の終り近
くで、噴射器のカムがブツシュチューブ４３を上方に駆
動させることにより、リンク４６および噴射器のプラン
ジャーを押し下げて、シリンダー２３室の上端中に燃料
を噴射する。

同様のカム駆動装置が上述のように吸入弁および排出弁
について設けられ、吸入弁はピストン３１の吸入行程中
開かれ、排出弁はピストン３１の排出行程中開かれる。

第１図に示されるように、カムシャフト３８はブロック
２０の上端の近くに回転可能にとりつけられ、カム従軍
機構は、それが従属するシリンダー近くのブロック２０
に形成された開口４７内に位置し、第２図に示されるよ
うに各シリンダーにつき１つの開口４７が設けられる。

また、複数の開口４８が開口４７上方のヘッド２２に形
成され、カム従車機構およびブツシュチューブがヘッド
の開口４８を通ってのびる。

第３図はヘッド２２の平面図であり開口４８を示す。

第１図を参照すると、ヘッド２２の下面に形成された吸
入口または排出口内に合弁３５および３６がとりつけら
れ、合弁は、弁心棒５２の下端に固定された弁部５１を
含む。

弁復帰バネ５３が弁心棒５２を囲んで弁心棒５２の上端
とへラド２２の上面との間にとりつけられ、バネ５３は
通常は弁を上方の閉鎖位置へ付勢している。

しかし、当該技術の熟練者にとって公知のように、エン
ジンのサイクル中の適時に、カムで駆動される機構が弁
心棒５２および弁のヘッド５１を押し下げて吸入口およ
び排出口を開く。

より詳しく後述するように吸入空気および排出の通路が
ヘッド２２および揺動機構ハウジング６０内に形成され
、吸入空気を供給するためにターボ給気機（ｔｕｒｂｏ
ｃｈａｒｇｅｒ）６１が設けられ、ターボ給気機６１
はエンジンの排気により駆動される。

ターボ給気機は一般的には従来の設計が適用でき、ヘッ
ド２２およびタービン６１の間に接続された複数のダク
ト６２により形成される排出マニホルドを通して排出ガ
スを受けるタービン部がターボ給気機に含まれる。

。ターボ給気機６１はさらに、圧力下の吸入空気をエン
ジンのシリンダーに供給する圧縮機部を含み、圧縮機の
出力はダクト６３により揺動機構ハウジング６０の近接
する側に接続される。

従来設計の最終冷却器が、ハウジング６０の上側に固定
された部品６４内またはダクト６３と部品６４との間の
別体ハウジング（図示されない）内に設けられうる。

第１図から判るように、ターボ給気機６１はエンジンの
１側にとりつけられ、排出および吸入のダクト６２およ
び６３はエンジンの同側上でヘッド２２および揺動機構
ハウジング６０と接続されるる。

これは、より詳しく後述するように本発明の重要な特徴
である。

第３〜５図、１３図および１４図はヘッド２２の構造を
より詳しく示す。

ヘッド２２は通常は鋳造部材であり２つの端壁７１およ
び７２（第３゜４図）および２つの外側壁７３および７
４を含み、４つの壁７１〜７４は第３図に示すように概
して長方形を形成する。

ヘッドはさらに上下の壁９１および９２、および第５図
に示すように、２つの端壁７１および７２間にのびる内
壁７６を含む。

外壁７３と内壁７６との間の空間がカム従車４１用およ
びブツシュチューブ４３用の開口４８を形成する。

シリンダー用の噴射器および吸入孔および排出孔の配置
は第３，５図に良く示される。

点線で示される各シリンダーに対して、従属する噴射器
３７がヘッド２２内でシリンダーの軸方向中心線上に固
定される。

第１図に示されるように、そして当該技術の熟練者には
公知のように、噴射器の下端がシリンダーすなわち燃焼
室中・＼のびる。

また各シリンダーにつき、ヘッド２２内に２つの排出孔
８１および２つの吸入孔８２が設けられ、これら４つの
孔８１および８２は噴射器およびシリンダーの中心軸の
まわりに９００の間隔で配置される。

勿論、弁３５および３６が上記孔内にとりつけられる。

各シリンダーにつき、孔８１の１つおよび孔８２の１つ
の中心は、側壁７３および７４に平行でシリンダーの中
心軸を通る垂直平面内に位置する。

各シリンダーの残りの２孔は、上記平面と直角でシリン
ダー中心軸を通る垂直平面内にある。

各シリンダーについて側壁７３に最も近い孔８２は吸入
孔であり、別の側壁７４に最も近接する孔８１は排出孔
である。

２つのシリンダー２３および２４は１対を形成し、シリ
ンダー２５および２６は別の対を形成し、２つのシリン
ダー２７および２８はさらに別の対を形成し、各村のシ
リンダーの吸入孔が共通の吸入開口を通して吸入空気を
受ける。

シリンダー２３および２４の対の最も近接する孔は吸入
孔８２であり、ヘッド２２の上壁９１に形成された吸入
開口８６の相対する側（両側）にある。

同様に、シリンダー２５および２６の対の最も近接する
吸入孔８２は吸入開口８６の両側上にあり、シリンダー
２７および２８の対の最も近接する吸入孔８２は吸入開
口８８の両側上にある。

ヘッド２２内の上下の壁９１および９２の間に形成され
た３つの別々の吸入空気室（通路）９３が開口８６．８
７および８８と吸入孔８２とを接続する（第５，１３図
）。

たとえば、シリンダー２３および２４の対に関する吸入
室（通路）９３は、外側壁７４の近傍から内壁７６・＼
のびる。

第５図に良く示されるように、室９３はその開口８６か
らファン状に開き、シリンダー２３および２４の対の４
つの吸入孔８２に近くそして２つのシリンダー２３およ
び２４の噴射器３７の近接する側のまわりの領域にわた
って拡がる（を含む）。

したがって室９３はシリンダー２３および２４の各々の
領域（面積）の約半分の上に重なり、薄い壁により噴射
器から分離される。

複数対のシリンダーが共通の通路から吸入空気を受け、
一方それらのシリンダーの２つの排出孔８１が別々の通
路９６（第５，１４図）により、ブロック２２の側壁７
４内に形成された排出開口９７に接続される。

各通路９６は関連する孔８１のまわりにのび、上方およ
び側壁７４の方・＼曲がる。

前述のようにおよび第１図に示されるように、公知のパ
ルスタービン技術にしたがって排出ガスを分離する複数
のダクトにより排出マニホルドは形成される。

特に第１４図を参照すると、垂直穴１０１が各排出孔８
１の上方でヘッド２２を貫通し、関連する弁３６の心棒
が穴１０１を通ってのびる。

排出マニホルドのダクト６２をヘッド２２の側部７４に
ボルト止めするためヘッドの側部７４にネジ穴１０２が
設けられる。

第１３図を参照すると、シリンダー２３および２４の対
の空気吸入室（通路）９３が開口８６と連通し、下方へ
および側壁７４から遠ざかるように曲がる。

ボルトによりヘッド２２をブロック２０の上表面に固定
するために形成された穴１０３および内腔１０４を有す
る内壁がヘッド２２に含まれ、吸入空気室９３がこれら
内壁のまわりに拡がる。

エンジンに含まれる前述の揺動機構ハウジング６Ｇは、
揺れ腕を包囲し、吸入空気を吸入マニホルド６４からヘ
ッド中の開口８６，８７および８８・＼導入するために
内部に形成された吸入空気通路を有する。

特に第１図を参照すると、揺動機構ハウジング６０はハ
ウジング部１２５（第８゜９．１３図）およびカバ一部
１２６を含む。

部品１２５はヘッド２２に固定され、ヘッドの外壁と実
質的に同寸法を有する概して方形の外壁により形成され
る。

ハウジング壁の側部１１０は吸入マニホルド６４に近接
し、反対の側壁１１１より垂直方向に高い。

ハウジング部１２５の上面１１２は壁１１０から壁１１
１・＼下方に傾斜している。

ハウジング部１２５の下面１１３は概して水平であり第
１３図に示されるように開口する。

第７，１３図を参照すると、３つの吸入空気開口１１６
，１１７および１１８が側壁１１０に形成され、これら
３開口１１６から１１８は夫々開口８６，８７および８
８の近くにある。

開口１１６゜１１８から開口８６．８８・＼連通する通
路１２２を隔てるハウジング部１２５の一部として内壁
１１９．１２０および１２１（第６，１３図）が形成さ
れる。

第１３図に良く示されるように、各通路１２２は壁１１
０内の夫々の開口から内方および下方に夫々の開口８６
．８７または８８に向かって曲がる。

吸入空気マニホルド６４はハウジング部１２５の側部１
１０上に拡がり、そこへ固定され、３つの開口１１６，
１１７および１１８を包囲する。

したがって吸入空気はダクト６３から３つの通路１２２
を通り３つの室９３に流入し、６つのシリンダーの空気
吸入孔８２へ達する。

第１３図に示されるように、外壁１１１と内壁１１９と
の空間は広く、揺れ腕用および弁および噴射器の上端用
の包囲部を形成する。

カバ一部１２６は通常はハウジング部１２５の上側・＼
ボルト止めされる。

第１０．ｌＬ１２図に示されるように、揺動機構カバー
１２６は横断面において平角であり、ハウジング部の上
側にとりつけられると、揺れ腕を包囲およびカバーする
。

カバー１２６は、上方および側方の壁１２８および１２
９に加えて端壁１２７、および多くの内方補強リブ１３
１を含む。

２部分に分かれた揺動機構ハウジング６０の構造が有利
である理由は、このハウジング６０の完全除去およびこ
のノ・シリンダの吸入マニホルドからの完全分離を要す
ることなく、揺れ腕機構、弁および噴射器・＼手等が近
づくことができるからである。

以上から明らかなように、改良された新規なエンジンの
構造が提供された。

ターボ給気機６１はエンジンの一側に位置し、吸入およ
び排出のマニホルドもエンジンの全く同じ側に位置する
。

このような構成（配置）により、従来のエンジンではエ
ンジンの反対側に位置する、吸入マニホルドへターボ給
気機の圧縮機から連通ずる長いダクトを設けることが不
要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具象化するエンジンの一部を断面にし
た立面図、第２図は第１図に示されたエンジンの分解斜
視図、第３図は、第２図の線３３上におけるヘッドの平
面図、第４図は、第３図の線４−４上におけるヘッドの
側面図、第５図は、第４図の線５−５上における、断片
的拡大断面図、第６図は、第２図の線６−６上における
揺動機構ハウジングの底面図、第７図は、第６図の線７
７上における側面図、第８図は、第６図の線８８上にお
ける端面図、第９図は第６図の線９−９上の断面図、第
１０図は、揺動機構ハウジングのカバーの平面図、第１
１図は、第１０図の線１１−１１上の端面図、第１２図
は、第１０図の線１２１２上の断面図、第１３図は、ヘ
ッドおよび揺動機構ハウジングを示す、第３図の線１３
１３上における拡大断面図、第１４図は、第３図の線１
４−１４上の拡大断面図である。 ２０・・・・・・ブロック、２１・・・・・・クランク
ケースおよびパン、２２・・・・・・ヘッド、２３，２
４，２５゜２６．２７，２８・・・・・・シリンダー、
３１・・・・・・ピストン、３２・・・・・・コネクテ
ィングロッド、３３・・・・・・シャフト、３４・・・
・・・スタッド、３５・・・・・・吸入弁、３６・・・
・・・排出弁、３７・・・・・・噴射器、３８・・・・
・・カムシャフト、３９・・・・・・カム、４０・・・
・・・揺れ腕、４１・・・・・・カム従車機構、４３・
・・・・・ブツシュチューブ。 ４６・・・・・・リンク、４７・・・・・・開口、４８
・・・・・・開口、５１・・・・・・弁部、５２・・・
・・・弁心棒、５３・・・・・・弁復帰バネ、６０・・
・・・・揺動機構ハウジング、６１・・・・・・ターボ
給気機、６２・・・・・・ダクト、６３・・・・・・ダ
クト、６４・・・・・・吸入マニホルド部品、７１，７
２，７３゜７４・・・・・・外側壁、８１・・・・・・
排出孔、８２・・・・・・吸入孔、８６，８７，８８・
・・・・・吸入開口、９１，９２・・・・・・上下端壁
、９３・・・・・・通路（吸入室）、９６・・・・・・
通路、９７・・・・・・排出開口、１２５・・・・・・
ハウジング部、１２６・・・・・・カバ一部、１１０，
１１１・・・・・・壁、１１２・・・・・・ハウジング
１２５の上面、１１３・・・・・下面、１１６，１１７
，１１８・・・・・・空気開口、１２２・・・・・・通
路、１１９，１２０，１２１・・・・・・内壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一対のシリンダー２７．２８を有するブ
   ロック２０を含む内燃機関用の装置であり、各シリンダ
   ーは各センターにある燃料噴射器３７゜およびブロック
   ２０の一側に吸入および排出ダク）６２，６３を有し、
   ヘッド２２がブロック２０に固定されてシリンダー２７
   ．２８の上側を形成することができ、該ヘッドは該ブロ
   ックに係合しうる底面９２、この底面に対し反対側の上
   面９１、およびダク）６２，６３に近い一側７４を有し
   、揺動機構ハウジング６０が上面９１に取りつけられ、
   二つの吸入空気孔８２と二つの排出孔８１が各シリンダ
   ー２７．２８の上方で、該ヘッドの底面９２に形成され
   て各シリンダーの燃料噴射器３７のまわりに角間隔を有
   し、各シリンダの吸入空気孔８２は相互に近接し、一方
   の吸入空気孔８２は該シリンダー間にあり、各シリンダ
   ーの排出孔８１は相互に近接し、排出孔８１の少なくと
   も一方は一側７４の近くにあり、拡張室９３が該ヘッド
   内で上面９１と底面９２との間および該対のシリンダ２
   ７，２８間に形成されて該対のシリンダーの吸入空気孔
   ８２を囲み、空気吸入開口８６が該ヘッドの上面９１に
   おいて室９３の上方およびシリンダー２７，２８間に形
   成されて吸入空気を室９３に運ぶため室９３に連結され
   、この吸入空気は概して該中心軸に平行に流れて室９３
   に入り室９３から出て吸入空気孔８２を流れ、室９３は
   空気吸入開口８６と空気孔８２の流れ面積より実質的に
   大きい流れ面積を有し、各シリンダーに対する排出通路
   ９６が該ヘッドに形成され、各村の排出孔８１に連結さ
   れて一側７４にのひており、室９３は排出通路９６間に
   あり、空気吸入開口８６と排出通路９６は夫々吸入およ
   び排出ダクト６２．６３に連結しうる。 ２、特許請求の範囲第１項による装置において、前記揺
   動機構ハウジング６０はその中に形成されて空気吸入開
   口８６と吸入ダクト６３との間に連結された吸入空気通
   路１２２を有し揺動機構ハウジング６０内の空気通路１
   ２２は吸入空気を概して燃料噴射器３７と平行に室９３
   中に運ぶ。 ３ 特許請求の範囲第２項による装置において、前記揺
   動機構ハウジング６０はハウジング部分１２５とカバ一
   部分１２６を含み、ハウジング部分１２５は開放上側を
   有し、カバ一部分１２６はハウジング部分１２５に取り
   外し可能に固定されて該ハウジング部分の該開放上端を
   横切ってのびる。 ４ 特許請求の範囲第１項による装置において、各シリ
   ンダーの孔８１，８２は概して９０°角間隔で構成され
   、一方の排出孔８１はエンジンの一側７４に相対的に近
   く、一方の吸入孔８２は該ヘッドの反対側７３に相対的
   に近く、残りの吸入および排出孔は該両側の中間にある
   。