JP3618593B2 - Structure of cylinder head in internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷式の内燃機関において、そのシリンダヘッドの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ディーゼル機関のうち、燃料をシリンダ内のピストンの頂面に凹み形成した燃焼室内に直接的に噴射供給する直噴式のディーゼル機関において、そのシリンダヘッドには、吸又は排気ポートが設けられることに加えて、燃料噴射ノズル及びグロープラグが、各気筒の略中心にのぞむようにして取付けられ、この場合、前記燃料噴射ノズルは、略中心から上向きに略垂直に立設し、前記吸又は排気ポートは、シリンダヘッドにおける左右両側面のうち一方の側面に開口するように一方の側面側に傾斜する一方、前記グロープラグは、シリンダヘッドの他方の側面から着脱するように他方の側面側に傾斜しているが、一つのシリンダに対する吸又は排気ポートを二つ以上の複数個にする場合には、この複数個の吸又は排気ポートを、前記燃料噴射ノズル及びグロープラグのうちいずれか一方又は両方を挟んでクランク軸の軸線方向に沿った左右両側の部位に配設するという構成にされる。
【0003】
しかし、従来においては、シリンダヘッド内における冷却水ジャケットを、冷却水が気筒列の方向に流れるように構成しているので、以下に述べるような問題が発生するのであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、複数個の吸又は排気ポートを、前記燃料噴射ノズル及びグロープラグのうちいずれか一方又は両方を挟んでクランク軸の軸線方向に沿った左右両側の部位に配設する場合に、シリンダヘッド内における冷却水ジャケットが、冷却水を気筒列の方向に流れるという構成であると、この燃料噴射ノズル及びグロープラグの左右両側に配設されている吸又は排気ポート形成用ボス部が、前記燃料噴射ノズル取付け用ボス部及びグロープラグ取付け用ボス部に対する冷却水の流れを妨げることになり、換言すると、前記燃料噴射ノズル取付け用ボス部及びグロープラグ取付け用ボス部に対する冷却性が、吸又は排気ポート形成用ボス部のために著しく低下するから、これらボス部の相互間に熱膨張差に起因する亀裂が発生するのであった。
【0005】
本発明は、この亀裂の発生を確実に低減できるようにしたシリンダヘッドの構造を提供することを技術的課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「複数個の吸又は排気ポートを一方の側面に開口するように形成する一方、燃焼室内にのぞむ燃料噴射ノズルを気筒の略中心に取付け、更に、燃焼室内にのぞむグロープラグを他方の側面に傾斜するように取付ける一方、内部に、前記吸又は排気ポート形成用ボス部、燃料噴射ノズル取付け用ボス部及びグロープラグ取付け用ボス部の周囲を囲う冷却水ジャケットを形成して成るシリンダヘッドにおいて、前記冷却水ジャケット内に、当該冷却水ジャケットを各気筒ごとの冷却水室に区画する仕切り壁を設け、この各冷却水室のうち一方の側面側の部分に、当該冷却水室内への冷却水入り口を設ける一方、他方の側面側の部分に、当該冷却水室からの冷却水出口を設け、この冷却水出口を、前記グロープラグ取付け用ボス部の近接した部位に位置する。」
という構成にした。
【0007】
【発明の作用・効果】
このように構成することにより、各冷却水室内における冷却水は、一方の側面側における冷却水入り口から各吸又は排気ポート形成用ボス部の周囲、及び燃料噴射ノズル取付け用ボス部の周囲、並びにグロープラグ取付け用ボス部の周囲を巡ったのち、他方の側面側における冷却水出口から流出することになる。
【0008】
つまり、前記したように構成することで、複数個の吸又は排気ポート形成用ボス部の間に配設されている燃料噴射ノズル取付け用ボス部及びグロープラグ取付け用ボス部に対する冷却水の流れが、前記各吸又は排気ポート形成用ボス部にて妨げることを回避できて、前記燃料噴射ノズル取付け用ボス部及びグロープラグ取付け用ボス部に対する冷却性を大幅に向上することができるから、前記各ボス部の相互間に亀裂が発生することを確実に低減できる効果を有する。
【0009】
しかも、前記各冷却水室における冷却水出口を、前記グロープラグ取付け用ボス部の近接した部位に位置することにより、グロープラグ取付け用ボス部の部分をより積極的に冷却できるから亀裂発生の防止の効果を更に助長できる利点がある。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、直噴式の二サイクルディーゼル機関に適用した場合を示す図1〜図3の図面について説明する。
【0011】
この図において、符号1は、シリンダブロックを、符号2は、前記シリンダブロック1の上面に複数本のヘッドボルト3の締結にて取付けられたシリンダヘッドを各々示し、前記シリンダブロック1における各シリンダボア4内には、頂面に燃焼室6を凹み形成して成る往復動ピストン5が設けられている。
【0012】
また、前記シリンダブロック1には、図示しないラジエータにて冷却された冷却水が導入される冷却水ジャケット7が、前記シリンダボア4の外側を囲うように形成されている。更にまた、前記シリンダブロック1には、図示しないが、各ピストン5が下降動したときにおいてシリンダボア4内に空気を吸入する吸気ポートが設けられている。
【0013】
一方、前記シリンダヘッド2には、各気筒の中心の部位に燃料噴射ノズル8が、その先端が前記ピストン5における燃焼室6内にのぞむように取付けられていると共に、先端が前記ピストン5における燃焼室6内にのぞむグロープラグ9が、シリンダヘッド2における左右両側面のうち一方の側面側に向かって傾斜するようにして取付けられている。
【0014】
また、前記シリンダヘッド2の下面には、排気弁11を備えた排気ポート10が、前記燃料噴射ノズル8を挟んでクランク軸の軸線12方向に沿った左右両側と、前記グロープラグ9を挟んでクランク軸の軸線12方向に沿った左右両側との四つの部位に開口しており、これら四つの排気ポート10は、下流に向かって横向きに湾曲しながら一つのポートに合流して、前記シリンダヘッド2における他方の側面に開口している。
【0015】
更にまた、前記シリンダヘッド2の内部には、各気筒における前記排気ポート10の形成用ボス部13、燃料噴射ノズル8の取付け用ボス部14及びグロープラグ9の取付け用ボス部15の周囲を囲う冷却水ジャケット16が形成されている。
【0016】
そして、前記シリンダヘッド2における冷却水ジャケット16内には、各気筒間をクランク軸の軸線12と直角の方向に延びる第1仕切り壁17を設けて、当該冷却水ジャケット16内を各気筒ごとの冷却水室18に区画すると共に、シリンダヘッド2における一方の側面側をクランク軸の軸線12の方向に延びる第2仕切り壁19を設けて、クランク軸の軸線12の方向に延びる冷却水出口通路20を形成する。
【0017】
前記各冷却水室18内のうち他方の側面側の部分に、前記シリンダブロック1における冷却水ジャケット7から当該冷却水室18内への冷却水入り口21を設ける一方、前記第2仕切り壁19のうち前記グロープラグ取付け用ボス部15に近接する部位に、前記冷却水室18内から前記冷却水出口通路20への冷却水出口22を設ける。
【0018】
この構成において、シリンダブロック1における冷却水ジャケット7内の冷却水は、シリンダヘッド2における各冷却水室18内に冷却水入り口21から流入し、各冷却水室18内を、その冷却水出口22に向かって、クランク軸の軸線12と直角の方向に流れる。
【0019】
この場合において、冷却水の流れ方向から見たとき、四つの各排気ポート10用ボス部13は、燃料噴射ノズル取付け用ボス部14及びグロープラグ取付け用ボス部15の左右両側に配設されていることにより、クランク軸の軸線12と直角の方向に流れる冷却水は、図2に矢印で示すように、前記各ボス部13,14,15の相互間を流れて、各ボス部13,14,15の周囲を確実に巡ることになるから、燃料噴射ノズル取付け用ボス部14及びグロープラグ取付け用ボス部15に対する冷却性が、四つの排気ポート10にすることで低下することを確実に回避できるのである。
【0020】
また、各冷却水室18からの冷却水出口22を、前記グロープラグ取付け用ボス部15に近接する部位に設けたことにより、グロープラグ取付け用ボス部の部分をより積極的に冷却できるのである。
【0021】
なお、前記各冷却水室18から冷却水出口22を通って冷却水出口通路20に出た冷却水は、これにシリンダブロック1における冷却水ジャケット7における一部の冷却水が通孔23より合流したのち、図示しないラジエータに送られて冷却され、再び前記シリンダブロック1における冷却水ジャケット7に戻る循環を行う。
【0022】
前記実施の形態は、シリンダヘッド2に四つの排気ポート10を設けた二サイクルディーゼル機関に適用した場合であったが、本発明は、これに限らず、シリンダヘッド2に吸気ポートと排気ポートとの両方を設けた四サイクルディーゼル機関にも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す縦断正面図で図2のI−I視断面図である。
【図2】図1のII−II視平断面図である。
【図3】図2のIII −III 視断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック
2 シリンダヘッド
4 シリンダボア
5 ピストン
6 燃焼室
7 シリンダブロックの冷却水ジャケット
8 燃料噴射ノズル
9 グロープラグ
10 排気ポート
11 排気弁
13 排気ポート形成用ボス部
14 燃料噴射ノズル取付け用ボス部
15 グロープラグ取付け用ボス部
16 冷却水ジャケット
17 仕切り壁
18 冷却水室
21 冷却水入り口
22 冷却水出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the structure of a cylinder head in a water-cooled internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In general, in a diesel engine of a direct injection type that directly injects fuel into a combustion chamber that is recessed in the top surface of a piston in a cylinder, the cylinder head is provided with an intake or exhaust port. In addition, the fuel injection nozzle and the glow plug are mounted so as to look at the approximate center of each cylinder. In this case, the fuel injection nozzle is provided to stand substantially vertically upward from the approximate center and the intake or exhaust port. Is inclined to one side surface so as to open to one of the left and right side surfaces of the cylinder head, while the glow plug is inclined to the other side surface so as to be attached to and detached from the other side surface of the cylinder head. However, when two or more intake or exhaust ports for one cylinder are used, the plurality of intake or exhaust ports are connected to Is the configuration in which arranged on the site of the right and left sides in the axial direction of the crankshaft across the either or both of the fuel injection nozzle and the glow plug.
[0003]
However, conventionally, since the cooling water jacket in the cylinder head is configured such that the cooling water flows in the direction of the cylinder row, the following problems occur.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
That is, when a plurality of intake or exhaust ports are disposed in the left and right side portions along the axial direction of the crankshaft with either one or both of the fuel injection nozzle and the glow plug interposed therebetween, When the cooling water jacket is configured to flow the cooling water in the direction of the cylinder row, the intake or exhaust port forming boss portions provided on the left and right sides of the fuel injection nozzle and the glow plug are provided with the fuel injection. The flow of cooling water to the nozzle mounting boss and the glow plug mounting boss is obstructed, in other words, the cooling performance of the fuel injection nozzle mounting boss and the glow plug mounting boss is determined by the intake or exhaust port. Since the formation boss portion is significantly lowered, a crack caused by a difference in thermal expansion occurs between the boss portions.
[0005]
It is a technical object of the present invention to provide a cylinder head structure that can reliably reduce the occurrence of cracks.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this technical problem, the present invention
“A plurality of intake or exhaust ports are formed so as to open on one side, a fuel injection nozzle looking into the combustion chamber is attached to the approximate center of the cylinder, and a glow plug looking into the combustion chamber is inclined to the other side. In the cylinder head formed by forming a cooling water jacket inside the boss portion for forming the suction or exhaust port, the boss portion for attaching the fuel injection nozzle, and the boss portion for attaching the glow plug, A partition wall for partitioning the cooling water jacket into a cooling water chamber for each cylinder is provided in the cooling water jacket, and a cooling water inlet to the cooling water chamber is provided on one side of each cooling water chamber. while providing the portion of the other side, the cooling water outlet from the cooling water chamber is provided, the cooling water outlet, the proximate portion of the glow plug mounting boss Location to. "
It was configured as follows.
[0007]
[Operation and effect of the invention]
By configuring in this way, the cooling water in each cooling water chamber is allowed to flow from the cooling water inlet on one side to the periphery of each suction or exhaust port forming boss, the periphery of the fuel injection nozzle mounting boss, and After going around the glow plug mounting boss, it flows out from the cooling water outlet on the other side.
[0008]
In other words, by configuring as described above, the flow of the cooling water to the fuel injection nozzle mounting boss portion and the glow plug mounting boss portion disposed between the plurality of suction or exhaust port forming boss portions. Since it is possible to avoid obstruction at each of the suction or exhaust port forming boss portions, the cooling performance for the fuel injection nozzle mounting boss portion and the glow plug mounting boss portion can be greatly improved. This has the effect of reliably reducing the occurrence of cracks between the boss portions.
[0009]
Moreover, since the cooling water outlets in the respective cooling water chambers are positioned in close proximity to the glow plug mounting boss portion, the glow plug mounting boss portion can be more actively cooled, thereby preventing the occurrence of cracks. There is an advantage that the effect of can be further promoted.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 showing the case where an embodiment of the present invention is applied to a direct injection two-cycle diesel engine.
[0011]
In this figure,
[0012]
The
[0013]
On the other hand, a
[0014]
Further, an
[0015]
Furthermore, the
[0016]
In the
[0017]
In each of the
[0018]
In this configuration, the cooling water in the
[0019]
In this case, when viewed from the flow direction of the cooling water, the four
[0020]
Further, by providing the cooling water outlet 22 from each cooling
[0021]
Note that the cooling water that has flowed out of the cooling
[0022]
The above embodiment is a case where the present invention is applied to a two-cycle diesel engine in which four
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view showing an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
[Explanation of symbols]
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