JPH1089144A - 副室式ディーゼルエンジンのシリンダブロック構造 - Google Patents

副室式ディーゼルエンジンのシリンダブロック構造

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JPH1089144A
JPH1089144A JP8250179A JP25017996A JPH1089144A JP H1089144 A JPH1089144 A JP H1089144A JP 8250179 A JP8250179 A JP 8250179A JP 25017996 A JP25017996 A JP 25017996A JP H1089144 A JPH1089144 A JP H1089144A
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JP
Japan
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sub
cylinder
chamber
cylinder block
bore
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JP8250179A
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Toshihiro Kamimura
敏浩 上村
Yuuji Tougezaki
裕二 峠▲崎▼
Shigemi Okada
茂美 岡田
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上方の副室の配置に伴うトップデッキ部分の
熱負荷を軽減しつつ全体としてガスシール性を確保す
る。 【解決手段】 各気筒のボア10が開口するボア周縁部に
ウォータージャケット12を有し、そのボア周縁部の上方
に副室4が配置されたシリンダブロック1において、上
記ウォータージャケット12における副室4下方部の天井
高さを他の部位のそれに対して高く設定し、トップデッ
キ1aの厚みを薄くした薄肉部20を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、副室を備えたディ
ーゼルエンジンのシリンダブロック構造に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、副室式ディーゼルエンジンに
おいては、シリンダブロックに各気筒のボアが開口さ
れ、ボアの周縁部には冷却用のウォータージャケットが
形成され、一方、上記シリンダブロックのトップデッキ
上にはシリンダヘッドがヘッドボルトによって締結さ
れ、このシリンダヘッドには前記シリンダブロックのボ
ア周縁部の上方に副室が配置され、この副室の圧縮空気
に燃料が噴射され、燃焼ガスを主燃焼室に噴出するよう
にしている。
【0003】そして、上記副室の配置部分は、この副室
内での燃焼および燃焼ガスの噴出に伴って、その周辺は
特に高温となって熱負荷が増大することから、この部分
での熱変形その他によってシリンダブロックのトップデ
ッキとシリンダヘッド間のガスシール性が低下しないよ
うにガスケットの構造を変更したり、シリンダブロック
のトップデッキ部分の肉厚を変更するようにした技術
が、実公昭63−50440号に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかして、シール性向
上のためにシリンダブロックのトップデッキの厚みを大
きくすることは、ウォータージャケットによる冷却性能
が低下することになり、ピストンに対する熱負荷が増大
して、トップリングの位置がトップデッキの厚みに対応
して低い位置になって圧縮時のデッドボリュームが増大
し、出力性能の向上の障害となる。
【0005】一方、冷却性能を向上するためにトップデ
ッキの厚みを薄くすると、熱負荷は低減するが剛性が低
下し、ヘッドボルトの締結力に応じたガスケットに対す
る面圧がボア周縁で不均一となって局部的に低くなり、
シール性が低下する問題がある。
【0006】そこで本発明は上記事情に鑑み、副室の配
置に伴う熱負荷を軽減しつつガスシール性を確保するよ
うにした副室式ディーゼルエンジンのシリンダブロック
構造を提供せんとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のシリンダブロック構造は、ボア周縁部の上方に副室
が配置された副室式ディーゼルエンジンにおいて、上記
ボア周縁部のウォータージャケットにおける副室下方部
の天井高さを他の部位のそれに対して高く設定し、トッ
プデッキ厚みを薄くした薄肉部を設けたことを特徴とす
るものである。
【0008】また、直列に各気筒を配置し、各ボアの周
囲に4本のヘッドボルトが位置し、気筒列方向における
ヘッドボルト間のボア周縁部の上方に副室を配置し、こ
の副室下方のトップデッキを薄く形成して薄肉部を設け
るのが好適である。
【0009】さらに、端部気筒の薄肉部の形成範囲を他
の気筒の薄肉部の形成範囲より狭くするのが望ましい。
特に、シリンダブロックの一端部に位置すると共に端部
側に吸気ポートが位置する気筒で、前記薄肉部の形成範
囲を他の気筒の薄肉部の形成範囲より狭くするのが望ま
しい。
【0010】気筒列におけるボア間に、両側のウォータ
ージャケットを連通するクロスドリル孔を設けるのが好
適である。
【0011】
【発明の効果】上記のような本発明の副室式ディーゼル
エンジンのシリンダブロック構造によれば、副室の配置
に伴い高温となりやすい副室下部のウォータージャケッ
トにおけるトップデッキを薄くしたことで、この薄肉部
を通しての冷却性の向上が得られ、ピストンに対する熱
負荷の軽減でトップリング位置の上昇が可能となって、
デッドボリュームの減少による出力性能の向上が可能と
なる。さらに、副室下部の薄肉部以外のトップデッキに
ついては十分な厚みを確保して、この厚いトップデッキ
により剛性を高め、ヘッドボルトの締め付け軸力による
ボア変形を防止することができ、高い面圧によりガスシ
ール性が確保できる。
【0012】また、ボアの周囲に4本のヘッドボルトを
配置するようにしたものでは、ボルト軸力の作用の少な
い部位に前記副室の配置およびトップデッキの薄肉部が
位置して、冷却性の改善と共に良好なシール性が得られ
る。
【0013】さらに、端部気筒の薄肉部を狭くしたもの
では、この端部気筒においてはそのシリンダブロック端
部側についてもウォータージャケットが囲繞して形成さ
れることでこの部分の冷却性が高く、副室下方の薄肉部
の範囲を狭くすることが可能でトップデッキの剛性が向
上できる。特に、吸気ポートが端部側に位置する端部気
筒では、この端部側の冷却性がさらに高く、薄肉部範囲
が狭くできる。
【0014】さらに、ボア間に両側のウォータージャケ
ットを連通するクロスドリル孔を形成することで冷却水
がボア間を通って流通して、副室側の冷却性の向上が図
れる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す一つの実施の形
態に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は直列4気
筒ディーゼルエンジンのシリンダブロックのトップデッ
キの平面図、図2は副室式ディーゼルエンジンの要部断
面図である。
【0016】ディーゼルエンジンEは、シリンダブロッ
ク1のトップデッキ1a上にシリンダヘッド2が、ヘッ
ドボルト(図示せず)の締め付けによってガスケット3
を介して締結されている。
【0017】前記シリンダブロック1には、第1〜第4
気筒C1 〜C4 の各ボア10が開口され、このボア10
の周縁部には側壁11との間にウォータージャケット1
2が形成され、冷却水が循環される。また、上記トップ
デッキ1aには、ウォータージャケット12に連通する
連通孔13が開口され、シリンダヘッド2側に冷却水が
循環するように設けられる。そして、前記各ボア10に
はピストン6が摺動自在に嵌挿され、このピストン6に
はトップリング7が装着されている。
【0018】前記シリンダヘッド2には、ボア10の周
縁部上方に副室4が配置されている。この副室4はシリ
ンダヘッド2の底面にチャンバー5を嵌着して形成され
る。また、シリンダヘッド2には、気筒列方向(図1で
上下方向)に並んで各気筒C1 〜C4 に1つの吸気ポー
ト8と1つの排気ポート9が開口され、図示しない吸気
弁および排気弁によって開閉される。
【0019】シリンダブロック1の一端部(図1で下
方)の第1気筒C1 では、端部側に排気ポート9が内側
に吸気ポート8が開口し、シリンダブロック1の他端部
(図1で上方)の第4気筒C4 では、端部側に吸気ポー
ト8が内側に排気ポート9がそれぞれ開口している。
【0020】前記副室4は、その中心が、気筒列方向に
対して垂直でかつボア10の中心を通る中心線上に位置
し、気筒列の一側方(図1で右側)に並んで配置されて
いる。チャンバー5の噴口5aがボア10に臨んで開口
し、副室4はボア10内とボア周縁部のトップデッキ1
aとにまたがって設けられている。
【0021】ヘッドボルトは、各気筒のボア10間の左
右両側および前後端部の左右両側にそれぞれ配置された
ヘッドボルト孔15に螺合されるものであり、1つのボ
ア10に対してその円周上に4つのヘッドボルト孔15
が設けられ、ヘッドボルト軸力が作用する。そして、右
側のヘッドボルト孔15の中間に前記副室4が位置する
ことになる。
【0022】上記のような構造のシリンダブロック1に
おいて、前記副室4の下方に位置するウォータージャケ
ット12の部分には、そのトップデッキ1aの厚みが、
ウォータージャケット12の天井高さを高くすることで
薄くされた薄肉部20a〜20dが設けられている。
【0023】具体的には、図3(A)には第1〜第3気
筒C1 〜C3 の薄肉部20a〜20cの断面を示し、同
図(B)には第4気筒C4 の薄肉部20dの断面を示し
ている。この薄肉部以外の他の部分のトップデッキ1a
の厚さはt0 と厚く形成され、副室4下方の薄肉部20
a〜20dは凹状の下面によりその厚みがt1 と薄く形
成されている。
【0024】第1〜第3気筒C1 〜C3 では、副室4お
よびボア10の中心線sに対して両側のボア10方向に
均等に薄肉部20a〜20cがL1 の長さに設けられ、
両端部は斜面が形成されて徐々に薄肉に設けられる。
【0025】第4気筒C4 では、前述のように吸気ポー
ト8がシリンダブロック端部側に位置しており、この端
部側の熱負荷が低いことで、薄肉部20dもこの端部側
が少なく全体で前記L1 より短いL2 の長さに形成され
ている。つまり、前記中心線sに対し、内側(図で左
側)は第1〜第3気筒と同様の形成範囲であるが、端部
側(図で右側)は斜面および平坦面共に狭い範囲に形成
されている。
【0026】図1で、ボア10間のシリンダブロック1
には、両側のウォータージャケット12を連通するよう
にクロスドリル孔17が斜めに交差して穿孔されて、冷
却水が流通するように設けられている。
【0027】上記のようなシリンダブロック構造によれ
ば、副室4下方のウォータージャケット12部分のトッ
プデッキ1aが薄肉部20a〜20dに設けられ、この
部分の冷却水による冷却性が高められて副室4による熱
負荷が軽減され、温度上昇が抑制される。これに伴い、
ピストン6におけるトップリング7の温度も低下して、
このトップリング7位置が高くでき、圧縮容積の低減に
よる出力向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態による直列4気筒デ
ィーゼルエンジンのシリンダブロックのトップデッキの
平面図
【図2】副室式ディーゼルエンジンの要部断面図
【図3】図1におけるX−X線に沿うシリンダブロック
のトップデッキ部分の断面図
【符号の説明】
E ディーゼルエンジン 1 シリンダブロック 1a トップデッキ 2 シリンダヘッド 3 ガスケット 4 副室 6 ピストン 7 トップリング 8 吸気ポート 9 排気ポート 10 ボア 12 ウォータージャケット 15 ヘッドボルト孔 17 クロスドリル孔 20 薄肉部 C1〜C4 気筒

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各気筒のボアが開口されたシリンダブロ
    ックにおけるボア周縁部にウォータージャケットが形成
    され、該シリンダブロックのトップデッキ上方であって
    ボア周縁部の上方のシリンダヘッドに副室が配置された
    副室式ディーゼルエンジンにおいて、 上記ボア周縁部のウォータージャケットにおける副室下
    方部の天井高さを他の部位のそれに対して高く設定し、
    トップデッキ厚みを薄くした薄肉部を設けたことを特徴
    とする副室式ディーゼルエンジンのシリンダブロック構
    造。
  2. 【請求項2】 直列に各気筒が配置され、そのボア間の
    両側に一対のヘッドボルトが配置され、各ボアの周囲に
    4本のヘッドボルトが位置し、気筒列方向におけるヘッ
    ドボルト間のボア周縁部の上方に副室が配置され、この
    副室下方のトップデッキを薄く形成して薄肉部を設けた
    ことを特徴とする請求項1に記載の副室式ディーゼルエ
    ンジンのシリンダブロック構造。
  3. 【請求項3】 端部気筒の薄肉部の形成範囲を他の気筒
    の薄肉部の形成範囲より狭くしたことを特徴とする請求
    項1に記載の副室式ディーゼルエンジンのシリンダブロ
    ック構造。
  4. 【請求項4】 シリンダブロックの一端部に位置すると
    共に、気筒列の端部側に吸気ポートが位置する気筒で、
    前記薄肉部の形成範囲を他の気筒の薄肉部の形成範囲よ
    り狭くしたことを特徴とする請求項3に記載の副室式デ
    ィーゼルエンジンのシリンダブロック構造。
  5. 【請求項5】 気筒列におけるボア間に、両側のウォー
    タージャケットを連通するクロスドリル孔が設けられた
    ことを特徴とする請求項1に記載の副室式ディーゼルエ
    ンジンのシリンダブロック構造。
JP8250179A 1996-09-20 1996-09-20 副室式ディーゼルエンジンのシリンダブロック構造 Pending JPH1089144A (ja)

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