JPS6224745Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関のバルブシート、エキゾー
ストバルブ、およびその近傍を効果的に冷却する
シリンダヘツド冷却装置に関するものである。

［従来の技術］ 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
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
高圧縮比化を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。高温部分としては、常時高温の排気ガ
スにさらされているエキゾーストバルブ部、バル
ブシート部、およびその近傍が第一に挙げられ、
これらの部分の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、従来のエキゾーストバルブの冷却
は、一部はバルブシートを介し、一部はバルブガ
イドを介して行なわれる。したがつて、バルブシ
ートの冷却は、バルブシート自体およびその近傍
の燃焼室壁温の冷却ばかりでなく、エキゾースト
バルブの冷却にも寄与することになる。そして、
このバルブシートの冷却は、発明協会技報、公技
番号79−3062号に開示されているように、従来は
バルブシートまわりに環状の冷却水通路を形成
し、シリンダヘツド内のウオータジヤケツトと前
記環状の冷却水通路との間に冷却水供給穴および
冷却水排出穴を形成し、ウオータジヤケツト内を
流れる冷却水の主流の一部を冷却水供給穴を通し
て、環状の冷却水通路に導き、さらに冷却水排出
穴から他方のウオータジヤケツト内に流出させる
ことにより、冷却水を流して行なつていた。ただ
し、上記発明協会技報、公技番号79−3062号の内
燃機関のシリンダヘツドでは、環状冷却水通路へ
の冷却水供給穴とそれからの冷却水排出穴とは、
同一高さ位置にあつた。

一方、バルブシートまわりに環状冷却水通路を
形成すものではないが燃焼室上壁のウオータジヤ
ケツト側表面に、シリンダブロツクからシリンダ
ヘツドに流れる流れを受け入れて、燃焼室上壁の
高温部のウオータジヤケツト側表面に流れを出し
て燃焼室上壁を効率よく冷却する技術が実開昭52
−50137号公報に示されている。しかし、これは
単に燃焼室上壁を冷却するというものであつて、
バルブシートまわりに環状冷却水通路を有するシ
リンダヘツドに適用したものではなく、環状冷却
水通路への流れの取り込みについては何ら教示す
るものではなかつた。

［考案が解決しようとする問題点］ 従来の、バルブシートまわりに環状冷却水通路
を有する冷却構造にあつては、ウオータジヤケツ
ト中を流れる冷却水の流れの方向は冷却水供給穴
とほぼ直交しており、ウオータジヤケツトを流れ
る水は冷却水供給穴内に流れ込み難く、また、バ
ルブシートまわりの環状の冷却水通路はウオータ
ジヤケツトに比べて流れの抵抗が大きいので、十
分な量の冷却水をバルブシートまわりの環状冷却
水通路に導き入れることができず、折角環状冷却
水通路を設けても、効果的なバルブシート冷却が
できないという問題があつた。

また、環状冷却水通路への冷却水供給穴とそれ
からの冷却水搬出穴とが同一高さ位置にあつたの
で、環状冷却水通路内で加熱された冷却水は、傾
斜された環状冷却水通路内の最も高い位置に対流
で上ろうとし、冷却水排出穴からの流出が悪くな
つて、逆にヒートスポツトを形成するおそれがあ
るというもう一つの問題もあつた。

さらに、実開昭52−50137号公報の技術をもつ
てしても単に噴口近傍の燃焼室上壁が効果的に冷
却されるのみで、バルブシートまわりの環状冷却
水通路内の流れの改良にはつながらなかつた。こ
れは、実開昭52−50137号公報では、バルブシー
トまわりに環状冷却水通路が設けられていないの
で、その流れの改善という目的自体が存在せず、
したがつてそのための構成になつていなかつたか
らである。

本考案は、上記の点に鑑み、エキゾーストバル
ブ、およびエキゾーストポートのバルブシート、
並びにその近傍の燃焼室壁温を下げるために、バ
ルブシートまわりの冷却水通路に十分な量の冷却
水を確保し、かつバルブシートまわりの冷却水通
路内の冷却水流れをスムーズなものとすることを
目的とし、究極的には燃焼室の高温部の温度を低
減してノツキングの発生を抑え、燃費の向上、ト
ルクの増大、運転性の改善をはかることを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本考案に係る内燃機
関のシリンダヘツド冷却装置は、複数個気筒を有
し冷却水の主流がシリンダヘツド長手方向に流れ
るエンジンにおいて、バルブとバルブまわりの燃
焼室上壁とを共に水平から傾斜させて配置し、該
燃焼室上壁のバルブシートまわりにバルブシート
に直接接触する冷却水通路を水平から傾斜させて
形成し、該冷却水通路の下端と上端に上記冷却水
の主流が流れるシリンダヘツド内ウオータジヤケ
ツトに連通する開口部を設け、該開口部のうち下
側の開口部近傍に、シリンダヘツド内ウオータジ
ヤケツトとシリンダブロツク内ウオータジヤケツ
トとの連通孔に取り付けたウオータデイフレクタ
の噴口を設け、該デイフレクタの噴口を、該噴口
から出た冷却水が前記冷却水通路の下側の開口部
に指向するように、下側の開口部に対向させた内
燃機関のシリンダヘツド冷却装置から成る。

［作 用］ 上記本考案に係る内燃機関のシリンダヘツド冷
却装置では、バルブシートまわりに冷却水通路が
設けられ、冷却水通路の下側開口部とデイフレク
タの噴口とが対向して設けられているので、デイ
フレクタの噴口から出た、まだ余り昇温していな
いシリンダブロツク内ウオータジヤケツトからの
冷却水が効率よく冷却水通路内に取り入れられ、
冷却水通路内の冷却水の流れ量が十分に確保され
るとともに動圧によつて、冷却水通路内の冷却水
に、下側開口部から上側開口部に向かう流れの付
勢を与え、冷却水通路内の冷却水流れをスムーズ
ならしめる。この流れの取り込み作用効果は実開
昭52−50137号公報にはないものである。

また、バルブシートまわりの傾斜された冷却水
通路の下端と上端に開口部が設けられているの
で、下側から冷却水通路に取り入れられた冷却水
は、バルブシートを冷却するときに昇温されて対
流によつて上側に移動しようとしたときに、上側
の開口部に向かつて流れることになり、対流によ
る冷却水上昇は、下端開口部から上端開口部に向
かつて流れる冷却水の流れを付勢する方向に作用
し、冷却水通路内の流れを益々スムーズにする。
この対流による流れの付勢は発明協会技報、公技
番号79−3062号にはないものである。

［実施例］ 以下に、本考案のシリンダヘツド冷却装置の望
ましい実施施例を、図面を参照して説明する。

第１図は本考案実施例装置の断面図を示したも
のであるが、図中、シリンダヘツド１のエキゾー
ストポート２には、外周面にシール材を塗布した
バルブシート３が液密に装着されており、このバ
ルブシート３に着座、離反可能にエキゾーストバ
ルブ４が設けられている。エキゾーストバルブ４
の下面、バルブシート３、バルブシートまわりの
燃焼室上壁は、水平から傾斜されて、斜めに配置
されている。エキゾーストバルブ４はバルブガイ
ド５に摺動可能に支持されており、バルブスプリ
ング６で常に斜め上方に付勢されるとともに、カ
ム７によりロツカアーム８を介して駆動され、ス
トロークさせられるようになつている。エキゾー
ストポート２まわりには、シリンダヘツド１内に
ウオータジヤケツト９が形成されており、そのう
ち、エキゾースト通路とガスケツト１０との間の
部分に形成されているウオータジヤケツト９に
は、シリンダブロツク１１内のウオータジヤケツ
ト１２からの冷却水が連結穴１３を通るときにし
ぼられて供給されるようになつている。

一方、バルブシート３まわりには、第２図に示
すように、環状の冷却水通路１４がバルブシート
３に接触するように形成されている。冷却水通路
１４は、バルブシート３の傾斜に対応して水平か
ら傾斜されて斜めに形成されている。そして傾斜
された冷却水通路１４の下端には冷却水供給穴１
５として機能する開口部が、冷却水通路１４の上
端には冷却水排出穴１８として機能する開口部が
形成されている。したがつて、シリンダヘツド１
内ウオータジヤケツト９とバルブシート３まわり
の冷却水通路１４とは冷却水供給穴１５によつて
互に連通されている。そして、前記シリンダブロ
ツク１１内ウオータジヤケツト１２からの連通穴
１３には、上方に向つてウオータジヤケツト９内
に突出するデイフレクタ１６が取付けられてい
る。デイフレクタ１６は、上端が盲になつている
筒状体から成り、その上端部分に、冷却水供給穴
１５に対向して開口する噴口１７が設けられてい
る。また、バルブシート３まわりの環状冷却水通
路１４の冷却水供給穴１５と反対側の冷却水排出
穴１８は、冷却水通路１４と反対側に位置するウ
オータジヤケツト１９と連通している。

上記構成を有するシリンダヘツド冷却装置にあ
つては、冷却水はシリンダブロ１１内のウオータ
ジヤケツト１２からデイフレクタ１６を通り、噴
口１７から噴出した水は、シリンダヘツド１内の
ウオータジヤケツト９を流れている水をエキゾー
ストポート２近傍において乱し、エキゾーストポ
ート２近傍の冷却効果を増すとともに、方向性を
もつて噴出された冷却水の多くは冷却水供給穴１
５に入り込んで、バルブシート３まわりの環状冷
却水通路１４に十分な水量が確実に流れこみ、か
つ動圧によつて、冷却水供給穴１５から冷却水排
出穴１８に向かつて流れるように付熱されてスム
ーズに流れ、十分にバルブシート３を冷却した
後、冷却水排出穴１８からウオータジヤケツト１
９へと流れ出ていく。このとき冷却水通路１４内
を流れているときに昇温される冷却水は、対流に
よつて上方に流れようとするので、冷却水通路１
４内の流れは対流による付勢を受けて益々スムー
ズに冷却水供給穴１５から冷却水排出穴１８に向
かつて流れる。シリンダヘツド１を冷却すること
により自らは昇温した冷却水は、ラジエータ部に
至り、該部分で冷却された後、シリンダブロツク
１１に再び循環する。後は上記の繰り返しとな
る。

［考案の効果］ 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、デイフレクタを設けて、
シリンダブロクからの冷却水をバルブシートまわ
りの冷却水通路に流入させるようにしたので、確
実にしてかつ十分な量の冷却水をバルブシートま
わりの冷却水通路にとり入れることができ、かつ
動圧によつて冷却水供給穴から冷却水排出穴に向
かう流れの付勢を生じさせることができ、確実な
かつ効果的なバルブシートの冷却を行うことがで
きる。

また、傾斜された冷却水通路の下端に冷却水供
給穴を冷却水通路の上端に冷却水排出穴を設けた
ので、冷却水の昇温の対流による流れの付勢を、
冷却水供給穴から冷却水排出穴に向かう流れの付
勢に有効に利用することができ、冷却水通路の流
れをさらにスムーズにすることができる。

これによつて、従来、最も高温になり易かつ
た、エキゾーストバルブ頭部、エキゾーストポー
トに装着されているバルブシート、およびその近
傍の燃焼室壁温を低減でき、ノツキングの発生を
抑えることができる。したがつて、ノツキングを
生じることなく高圧縮比化を進めることができ、
燃費を向上させることができる他、点火進角を進
めることにより、軸トルクの向上、運転性の改善
をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の内燃機関のシリンダヘツド冷
却装置に係る一実施例装置の断面図、第２図は第
１図のシリンダヘツド部の底面図、である。 １……シリンダヘツド、２……エキゾーストポ
ート、３……バルブシート、４……エキゾースバ
ルブ、９，１２，１９……ウオータジヤケツト、
１１……シリンダブロツク、１３……連通穴、１
４……冷却水通路、１５……冷却水供給穴（開口
部）、１６……デイフレクタ、１７……噴口、１
８……冷却水排出穴（開口部）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数個気筒を有し冷却水の主流がシリンダヘツ
   ド長手方向に流れるエンジンにおいて、バルブと
   バルブまわりの燃焼室上壁とを共に水平から傾斜
   させて配置し、該燃焼室上壁のバルブシートまわ
   りにバルブシートに直接接触する冷却水通路を水
   平から傾斜させて形成し、該冷却水通路の下端と
   上端に上記冷却水の主流が流れるシリンダヘツド
   内ウオータジヤケツトに連通する開口部を設け、
   該開口部のうち下側の開口部近傍に、シリンダヘ
   ツド内ウオータジヤケツトとシリンダブロツク内
   ウオータジヤケツトとの連通孔に取り付けたウオ
   ータデイフレクタの噴口を設け、該デイフレクタ
   の噴口を、該噴口から出た冷却水が前記冷却水通
   路の下側の開口部に指向するように、下側の開口
   部に対向させたこと特徴とする内燃機関のシリン
   ダヘツド冷却装置。