JPS638832Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、燃焼室の壁温を効果的に低下させる
内燃機関のシリンダヘツド冷却装置に関する。

内燃機関においては、その燃費を改善するため
に種々の開発研究が行なわれている。燃費を改善
するには、高圧縮比化が効果的であることは一般
によく知られている。しかし、機関の高圧縮比化
をはかつた場合、高負荷領域、とくに低、中速域
での高負荷域でのノツキングが激しくなり、この
ノツキングを抑えるためには点火進角を遅らさな
ければならないので、軸トルクの低下、運転性の
悪化を招くことになり、結局はノツキングの点か
ら高圧縮比化が制限されているのが現状である。

一方、ノツキングの発生は、燃焼室内の点火プ
ラグから離れた位置にある高温部分の未燃ガス
が、その高温と点火プラグまわりの急激な火炎膨
張により圧縮されることとにより、火炎到着以前
に自発火してしまうことに起因することはよく知
られている。したがつて、高温部の燃焼室壁温度
を効果的に低減できれば、ノツキングの発生は著
しく抑止されることになる。

ところで、燃焼室壁温の低減は、シリンダヘツ
ド内部にウオータジヤケツトを形成し、ウオータ
ジヤケツト内に冷却水を単に流すことにより行な
われるが、従来の冷却水流路の構造は、第１図な
いし第４図に示すようになつており、冷却水の流
れに関しては特別な考慮は払われていなかつた。
たとえば、シリンダブロツクからシリンダヘツド
１内のウオータジヤケツト２への冷却水流入口
３，４の上方は、第２図ないし第４図に示すよう
に、大きく上方が空いており、流入した冷却水
は、流線を矢印で示したように、流入口３，４か
ら、そのまま立上るようにして流れ、燃焼室壁５
に沿つて流れようとせず、燃焼室壁面以外の部分
を主に冷却してしまうという欠点があつた。

また、平面的には第１図に示すように、流入口
４からシリンダヘツド内のウオータジヤケツト２
中に流入した冷却水は、抵抗の大きい、一つの気
筒のインテークポート６とエキゾストポート７と
の間の部分８を流れようとせず、主に隣りの気筒
のポート９との間の部分１０を流れようとするの
で、温度が高くなる傾向があるポート間８を効果
的に冷却しているとはいえず、冷却水の流れ上問
題があつた。

本考案は、これらの問題を解消するために、シ
リンダヘツド内ウオータジヤケツトの冷却水の流
れを制御し、燃焼室壁温を低下させることを目的
とするものであり、究極的にはノツキングの発生
を抑止して、機関の燃費改善、トルク向上運転性
向上等をはかることを目的とする。

この目的を達成するために、本考案の内燃機関
のシリンダヘツド冷却装置においては、シリンダ
ヘツド下面の冷却水流入口上部のウオータジヤケ
ツト壁が傾斜されていて水の流れ方向を燃焼室壁
に沿う方向に変換するようになつており、またポ
ート部の壁の外面に水流入口側に向つて延びる仕
切壁が設けられていて、水の流れ方向をポート方
向に向け、とくにポート間に水を流すようになつ
ている。

以下に本考案の内燃機関のシリンダヘツド冷却
装置の望ましい実施例を、図面を参照しながら説
明する。

第５図ないし第８図は本考案の実施例装置を示
している。まず、第５図において、１はシリンダ
ヘツドで、１気筒分に対応する部分のみを示して
いる。シリンダヘツド１には、ウオータジヤケツ
ト２が形成されており、冷却水流入口３，４等を
通して、シリンダブロツクから冷却水が送り込ま
れる。６，７はそれぞれインテークポートおよび
エキゾストポートであり、そのうちとくにエキゾ
ストポート７まわりおよび両ポート６，７の中間
部８の燃焼室壁５は、燃焼ガスにより高温になろ
うとする。

冷却水流入口３，４のうち、流入口３は隣接す
る気筒のポート９との間に設けられており、流入
口４は一つの気筒のポート６，７に対応する位置
に設けられている。なお１１はシリンダヘツド１
をシリンダブロツクに締結するためのボルト穴で
あり、１２はオイル逃し孔である。

第６図、第７図、第８図は、流入口３，４およ
びその近傍の縦断面を示している。図より明らか
な如く、流入口３，４の上方のウオータジヤケツ
ト壁面には傾斜壁１３，１４，１５が張り出して
設けられており、流入口３，４から立ち上つて流
れてきた冷却水の流れを矢印の方向に変換して、
冷却水の流れを燃焼室壁５のウオータジヤケツト
２側表面に沿う方向に向ける。また、インテーク
ポート６の壁１６、エキゾストポート７の壁１７
には、インテークポート６とエキゾストポート７
との中心を結ぶ架想線１８に対して直交する方向
に延び、かつ流入口３，４側に向つて延びる仕切
壁１９，２０が形成されており、ウオータジヤケ
ツト２内を架想線１８と平行な方向に流れようと
する冷却水を架想線１８と直交する方向に流れを
変えるべく機能する。仕切壁１９，２０先端の近
傍に穿設されている冷却水流入口４は、仕切壁１
９と２０の延長線よりは、仕切壁１９と２０とで
挾まれた空間側に若干位置をずらして設けられて
おり、流入口４から流れ込んだ冷却水のうち多く
の部分がポート６，７間部８に流れるようにされ
ている。また、仕切壁１９，２０は場合によつて
は長く延ばしてウオータジヤケツト２の外壁２１
と連結してもよく、そうした場合は、冷却水流入
口４から流入したすべての冷却水はポート間部８
を流れることになる。

上記のように構成された装置において、冷却は
次のように行なわれる。

まず、シリンダブロツクから冷却水流入口３，
４を通してシリンダヘツド１のウオータジヤケツ
ト２内に流入した冷却水は、シリンダヘツド１を
冷却するとともに自身は昇温され、シリンダヘツ
ド１からラジエータに送られてそこで冷却され、
再びシリンダブロツクへと戻される。シリンダヘ
ツド１においては、流入口３，４から流入した冷
却水は流入口３，４上方に張り出している傾斜壁
１３，１４，１５にあたり、流れを変じて燃焼室
壁５外面に沿つて流れ、燃焼室壁５を冷却する。
また、流入口４からの冷却水は仕切壁１９，２０
によつて積極的にポート間８に流され、従来冷却
し難かつたエキゾストポート７のポート間８側を
効果的に冷却する。これらの冷却水の流れの制御
により、燃焼室壁面の高温部は従来の制御のない
場合に比べて大巾に低下する。

したがつて、本考案の内燃機関のシリンダヘツ
ド冷却装置によるときは、ウオータジヤケツト内
に傾斜壁や仕切壁を設けて冷却水の水流を制御す
ることにより燃焼室壁温を下げることができる。
このため、ノツキングの発生を伴なわずに高圧縮
比化をはかることができ、燃費の改善をはかるこ
とができる他、点火進角を進めることにより、軸
トルク７の向上、運転性の向上をはかることがで
きるという効果が得られる。また、これらは、単
にウオータジヤケツトの壁面の構造に若干の設計
変更を加えるだけで達成することができ、他の部
分に本質的設計変更を必要とするものでないの
で、実用的価値が大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシリンダヘツドの横断面図、第
２図は第１図の−線に沿う縦断面図、第３図
は第１図の−線に沿う縦断面図、第４図は第
１図の−線に沿う縦断面図、第５図は本考案
の内燃機関のシリンダヘツド冷却装置の一実施例
に係る横断面図、第６図は第５図の−線に沿
う縦断面図、第７図は第５図の−線に沿う縦
断面図、第８図は第５図の−線に沿う縦断面
図、である。 １……シリンダヘツド、２……ウオータジヤケ
ツト、３，４……冷却水流入口、５……燃焼室
壁、６……インテークポート、７……エキゾスト
ポート、８……ポート中間部、１３，１４，１５
……傾斜壁、１６……インテークポート壁、１７
……エキゾストポート壁、１８……ポート中心連
結架想線、１９，２０……仕切壁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダヘツドのウオータジヤケツトに、シリ
   ンダヘツド下面の冷却水流入口の上部の位置に冷
   却水の流れ方向を燃焼室壁側に変える傾斜壁を形
   成し、かつポート壁外面にポート中心を結ぶ線と
   直交する方向に前記冷却水流入口側に延びる仕切
   壁を設けたことを特徴とする内燃機関のシリンダ
   ヘツド冷却装置。