JPH0723694B2

JPH0723694B2 - 部分液冷式直列多気筒空冷ディーゼルエンジンの冷却装置

Info

Publication number: JPH0723694B2
Application number: JP63243438A
Authority: JP
Inventors: 善道高松
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH0291413A

Description

【発明の詳細な説明】《産業上の利用分野》本発明は、ヘッドブロック内の高温部分を冷却液で冷却
するとともに、他の部分を冷却風で冷却するようにした
部分液冷式の直列多気筒エンジンに関する。

《従来技術》従来の多気筒エンジンのシリンダヘッドの冷却方式に
は、全水冷式、全空冷式のいずれかが採用されている。
全水冷式のものでは、ヘッドブロックの全域にわたって
冷却水用ジャケットが形成され、燃料噴射ノズル装着部
や弁口間部分等の蓄熱部と蓄熱部以外の部分とを区別す
ることなく一律に水冷がなされている。全空冷式のもの
では、蓄熱部と蓄熱部以外の部分とを区別することなく
一律に空冷がなされている。また、全水冷式、全空冷式
のいずれの場合にも、弁口間部分の冷却は、対向する弁
口ポート壁の隙間を通過する冷媒のみで行われている。

《解決しようとする課題》全水冷式のものや全空冷式のものでは、次の問題（ｉ）
〜（iii）がある。

（ｉ）全水冷式のものでは、ヘッドブロックの燃料噴射
ノズル装着部や弁口間部分等の蓄熱部も蓄熱部以外の部
分も一律に水冷されるため、冷却水への放熱量が多く、
大量の冷却水を使用する必要があり、その分だけエンジ
ンが高重量となる。また、冷却水の放熱を行うラジエー
タ等の放熱器も大型になり、その分だけエンジンが大型
化する。

（ii）全水冷式の場合、比較的過熱されにくい蓄熱部以
外の部分が水冷で過冷却される。このため、主燃焼室か
らこの過冷却部分に不要な大量の放熱がなされ、熱損失
が大きい。一方、全空冷式の場合、比較的過熱されやす
い蓄熱部が空冷で緩やかにしか冷却されないため、蓄熱
部の過熱による熱損傷を抑制する必要上、燃焼温度をあ
まり高く設定することができない。このように全水冷式
では熱損失により、全空冷式では燃焼温度の制約によ
り、いずれも高出力が得られない。

（iii）全水冷式、全空冷式のいずれの場合にも、弁口
間部分の冷却は対向する弁口ポート壁の隙間を通過する
冷媒のみで行われている。このため、この隙間が狭くな
ってここを通過する冷媒の流量が少なくなると、両弁口
周肉部のうち、弁口間部分のみが他の部分に比べて著し
く高温になり、大きな熱落差によって両弁口周肉部に熱
歪みが起こり、両弁口から燃焼ガスが漏れる。このた
め、上記隙間を広く確保する必要上、両弁口の口径を大
きくすることができず、吸排気効率を高めることができ
ない。

本発明は上記問題を解決できる部分液冷式直列多気筒空
冷ディーゼルエンジンの冷却装置を提供することを目的
とする。

《課題を解決するための手段》本発明は、次の特徴を備える。すなわち、複数のシリン
ダ（８）を前後に並設し、その各気筒における吸気ポー
ト（９）と排気ポート（10）の各弁口（11）（12）をヘ
ッドブロック（３）に前後に並べて配置し、各気筒の弁
口間部分（27）の左右方向横一側に燃料噴射ノズル装着
部（15）が形成している。

そして、燃料噴射ノズル装着部（15）を取り囲む状態で
冷却液チャンバー（16）を形成するとともに、弁口間部
分（27）の肉部内を通過する冷却液供給路（18）を冷却
液チャンバー（16）に導入し、ヘッドブロック（３）の
うち、燃料噴射ノズル装着部（15）を冷却後チャンバー
（16）を通過する冷却液で部分的に液冷するとともに、
弁口間部分（27）を冷却液供給路（18）を通過する冷却
液で部分的に液冷する。そして、ヘッドブロック（３）
内の冷却風路（17）に冷却ファン（６）から冷却風を供
給し、冷却風路（17）を通過する冷却風でヘッドブロッ
ク（３）を空冷できるように構成してある。

《作用》本発明によれば、ヘッドブロック（３）の蓄熱部たる燃
料噴射ノズル装着部（15）や弁口間部分（27）が部分的
に液冷され、ヘッドブロック（３）の蓄熱部以外の部分
が空冷される。特に、冷却液供給路（18）を通過する冷
却液で弁口間部分（27）はその肉部の内側から強力に冷
却される。

《実施例》図面は本発明の実施例を示し、第１図は２気筒デイーゼ
ルエンジンのシリンダヘッドの横断平面図、第２図は２
気筒デイーゼルエンジンの縦断側面図である。

このエンジンは、クランクケース（１）とシリンダブロ
ック（２）とを一体に形成し、シリンダブロック（２）
の上側にヘッドブロック（３）を固定してエンジン本体
（Ｅ）を形成し、クランクケース（１）の前壁（４）か
ら突出しているクランク軸（５）の前端に冷却ファン
（６）を固定し、冷却ファン（６）を導風ケース（７）
で取り囲み、冷却ファン（６）で起風した冷却風をシリ
ンダブロック（２）部及びヘッドブロック（３）部に送
給することにより、エンジンを冷却するようにしてあ
る。

ヘッドブロック（３）には第１図に示すように、各シリ
ンダ（８）に対応させて吸気ポート（９）と排気ポート
（10）とが形成してあり、この吸気ポート（９）の弁口
（11）と排気ポート（10）の弁口（12）は、クランク軸
（５）と平行になる状態で配置してある。そして、吸気
ポート（９）のマニホールド側端部（13）はヘッドブロ
ック（３）の一側面に、また、排気ポート（10）のマニ
ホールド側反部（14）はヘッドブロック（３）の他側面
にそれぞれ開口して、全体としてクロスフロー方式のバ
ルブ配置をとっている。両ポート（９）（10）の各弁口
（11）（12）同士間における吸気ポート（９）導出側に
球状の副燃焼室（15）が洞設してある。この副燃焼室
（15）に燃料噴射ノズルを臨ませて配置することによ
り、この副燃焼室（15）を燃料噴射ノズルの装着部と
し、燃料噴射ノズル装着部（副燃焼室）（15）の周囲に
は冷却液が流通する冷却液チャンバー（16）が形成して
ある。また、ヘッドブロック（３）の内部には冷却風が
クランク軸の軸芯に沿って流通出来るように冷却風路
（17）が前後に貫通する状態で形成してある。そして、
冷却液チャンバー（16）には潤滑油ポンプ（図示略）で
圧送される潤滑油の一部が冷却液として、シリンダ
（８）及びヘッドブロック（３）の周囲に形成した冷却
液供給路（冷却用オイル通路（18）を介して供給される
ようになっている。冷却用オイル通路（18）の内ヘッド
ブロック（３）に形成されている部分は弁口間部分（2
7）での肉壁を通るように形成してある。そして、冷却
風路（17）の冷却ファン（６）側端部（前端部）を冷却
風導入口（19）に、冷却風路（17）の後端部を冷却風放
出口（20）にそれぞれ形成してある。

冷却液チャンバー（冷却油室）（16）からの冷却オイル
は、冷却ファン（６）の上側部分で導風ケース（７）の
上壁に配置したオイルクーラ（21）に送給され、このオ
イルクーラ（21）を通過する間に、冷却フアン（６）で
起風された冷却風と熱交換して冷却された後、冷却油返
送口からクランクケース（１）内のオイルパン（22）に
戻されるようになっている。

図中、符号（23）はプッシュロッド挿通孔、（24）は吸
気弁、（25）は排気弁、（26）はクランクケース（１）
の後端部に配置したギヤケースである。

第３図及び第４図はそれぞれ、ヘッドブロック（３）の
別実施例を示し、第３図に示すものは、各シリンダ
（８）に対応させて形成したで吸気ポート（９）及び排
気ポート（10）の配置状態を隣合っているシリンダ
（８）で対称に位置させることにより、排気ポート（1
0）の弁口（12）を近接させて位置させるようにしたも
ので、隣合うシリンダ（８）の副燃焼室（15）を一つの
冷却液チャンバー（16）で取り囲むようにしたものであ
る。この配置は２気筒エンジンの外、４気筒エンジン等
の偶数気筒エンジンに適用することができる。また、第
４図に示すものは、隣合っている気筒における吸気弁口
（11）を近接して配置し、吸気ポート（９）を合流させ
た状態でヘッドブロック（３）の上面に開口させたもの
である。

なお、第３図に示したものにおいて、合流させたポート
を吸気ポートとしても良く、また、第４図に示したもの
において、合流させたポートを排気ポートとしてもよ
い。さらに、本発明は直接噴射式のディーゼルエンジン
に適用してもよい。その場合には、ノズルホルダー部の
周りに冷却液チャンバー（16）を形成することになる。

また、上記各実施例では燃焼室周りに供給する冷却液と
してエンジンの潤滑油を利用したが、専用の冷却液（例
えば冷却水）を用いるようにしてもよい。

《効果》本発明は、次の効果〜を奏する。

ヘッドブロックの蓄熱部たる燃料噴射ノズル装着部や
弁口間部分が部分的に液冷され、ヘッドブロックの蓄熱
部以外の部分が空冷される。このため、ヘッドブロック
の蓄熱部と蓄熱部以外の部分とを区別することなく全て
一律に水冷する全水冷式のものに比べ、冷却液への放熱
量が少なく、使用する冷却液が少量で済み、その分だけ
エンジンを軽量化できる。また、冷却液の放熱を行うオ
イルクーラやラジエータ等の放熱器も小型のもので済
み、その分だけエンジンを小型化できることになる。

比較的過熱されにくい蓄熱部以外の部分は空冷で緩や
かに冷却され、この部分の過冷却が抑制される。このた
め、蓄熱部以外の部分が水冷で過冷却される全水冷式の
もに比べ、主燃焼室からの不要な放熱を抑制でき、熱損
失が低減する。一方、比較的過熱されやすい蓄熱部が液
冷で強力に冷却される。このため、蓄熱部が緩やかにし
か冷却されない全空冷式のものに比べ、蓄熱部の熱損傷
をおそれることなく燃焼温度を高く設定することができ
る。このように、熱損失の低減と同時に燃焼温度を高く
設定できるので、全水冷式や全空冷式のものに比べ、高
出力が得られる。

冷却液供給路を通過する冷却液で弁口間部分がその肉
部の内側から強力に冷却される。このため、対向する弁
内ポート壁の隙間が狭くなってここを通過する冷却風が
減少し、または無くなっても、量弁口周肉部のうち、弁
口間部分のみが他の部分に比べて高温になることもな
く、量弁口周肉部の熱歪みが起こりにくい。このため、
弁口間部分の冷却が対向する弁口ポート壁の隙間を通過
する冷媒のみで行われている全水冷式や全空冷式のもの
とは異なり、この隙間の確保を考慮することなく、両弁
口の口径を大きくして吸排気効率を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は直列二気筒ディ
ーゼルエンジンのヘッドブロックの横断平面図、第２図
は同エンジンの一部破断側面図、第３図および第４図は
それぞれ別実施例を示すヘッドブロックの横断平面図で
ある。３……ヘッドブロック、６……冷却フアン、７……導風
ケース、８……シリンダ、９……吸気ポート、10……排
気ポート、11……吸気弁口、12……排気弁口、15……燃
料噴射ノズル装着部、16……冷却液チャンバー、17……
冷却風路、18……冷却液供給路、19……冷却風導入口、
20……冷却風出口、Ｅ……エンジン本体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のシリンダ（８）を前後に並設し、そ
の各気筒における吸気ポート（９）と排気ポート（10）
の各弁口（11）（12）をヘッドブロック（３）に前後に
並べて配置し、各気筒の弁口間部分（27）の左右方向横
一側に燃焼噴射ノズル装着部（15）を形成し、燃料噴射ノズル装着部（15）を取り囲む状態で冷却液チ
ャバー（16）を形成するとともに、弁口間部分（27）の
肉部内を通過する冷却液供給路（18）を冷却液チャンバ
ー（16）に導入し、ヘッドブロック（３）のうち、燃料
噴射ノズル装着部（15）を冷却液チャンバー（16）を通
過する冷却液で部分的に液冷するとともに、弁口間部分
（27）を冷却液供給路（18）を通過する冷却液で部分的
に液冷し、ヘッドブロック（３）内の冷却風路（17）に冷却ファン
（６）から冷却風を供給し、冷却風路（17）を通過する
冷却風でヘッドブロック（３）を空冷できるように構成
した、ことを特徴とする部分液冷式直列多気筒ディーゼ
ルエンジンの冷却装置。