JP4191353B2 - 内燃機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関、特に、燃焼室で生成される排気ガスの高温化を図り得るようにした内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関におけるシリンダヘッドの内部には、隔壁を挟んで一側に燃焼室が、また他側に冷却水路がそれぞれ設けられている（例えば、特開平１０−２１２９４６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ランキンサイクルシステムにおける熱源として排気ガスを利用し、また暖機促進、排気ガス浄化装置の早期活性化等を行うためには、燃焼室で生成される排気ガスを極力高温化することが望ましい。
【０００４】
しかしながら、従来例においては、隔壁の冷却度合を、熱負荷が最も大なる領域に合せて燃焼室全体を冷却しているので、熱負荷の小なる領域に対しては冷却度合が過度となり、全体として過冷却傾向であることから排気ガスの温度が低く、したがって前記各種態様に十分に応じることができない、という問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は燃焼室を高温に保持することによって排気ガスの高温化を図ることができるようにした前記内燃機関を提供することを目的とする。
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明によれば、シリンダヘッド内に、隔壁を挟んで一側に燃焼室を、また他側に断熱層をそれぞれ設け、前記隔壁内の熱負荷を異にする複数の領域にそれぞれ冷却路を設け、冷却媒体の流量を、最も熱負荷が大なる領域に存する前記冷却路から最も熱負荷が小となる領域に存する前記冷却路に亘って減少させてなる内燃機関であって、熱負荷が小なる領域と、その領域よりも熱負荷が大なる領域とが、前記隔壁において占める割合は前者の方が後者よりも大であり、また熱負荷が小なる領域に存する前記冷却路と、その領域よりも熱負荷が大なる領域に存する前記冷却路との通路断面積は前者の方が後者よりも小であり、且つ通路表面積は前者の方が後者よりも大であることを特徴とする内燃機関が提供され、また請求項２の発明によれば、シリンダヘッド内に、隔壁を挟んで一側に燃焼室を、また他側に断熱層をそれぞれ設け、前記隔壁内の熱負荷を異にする複数の領域にそれぞれ冷却路を設け、冷却媒体の流量を、最も熱負荷が大なる領域に存する前記冷却路から最も熱負荷が小となる領域に存する前記冷却路に亘って減少させてなる内燃機関であって、前記隔壁に連なって、上死点に在るピストンのヘッド部と摺擦する周壁に、前記ヘッド部頂面の外周部分により形成される前記燃焼室のスキッシュ領域を冷却する冷却路を設け、その冷却路における冷却媒体の流量を、前記スキッシュ領域の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部からその領域の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部に亘って減少させたことを特徴とする内燃機関が提供され、さらに請求項３の発明によれば、請求項１の発明の前記特徴に加えて、前記隔壁に連なって、上死点に在るピストンのヘッド部と摺擦する周壁に、前記ヘッド部頂面の外周部分により形成される前記燃焼室のスキッシュ領域を冷却する冷却路を設け、その冷却路における冷却媒体の流量を、前記スキッシュ領域の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部からその領域の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部に亘って減少させたことを特徴とする内燃機関が提供される。
【０００７】
請求項１〜３の各構成によれば、前記隔壁における熱負荷を異にする複数の領域を、その熱負荷の大、小に応じて必要最小限に冷却することが可能であり、また断熱層により隔壁を通じたシリンダヘッド主体部への熱の伝播を抑制し、これにより燃焼室を高温に保持して排気ガスの高温化を図ることができる。
【０００８】
また特に請求項１の構成によれば、前記隔壁において、熱負荷が大なる領域をそれに応じて冷却することによりその機能の維持を図り、一方、熱負荷が小なる領域では冷却媒体をより高速で流すことと、通路表面積の増加およびレイノルズ数増大による熱伝達率の向上との相互効果により、熱引きを向上させつつ少ない冷却媒体によって前記広い領域を効果的に、且つ均一に必要最小限に冷却することができる。
【０００９】
また特に請求項２，３の各構成によれば、前記隔壁に連なり前記スキッシュエリアに対応した前記周壁においても、熱負荷を異にする複数の領域を、その熱負荷の大、小に応じて必要最小限に冷却することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において、ランキンサイクルシステム１は、内燃機関２の排気ガスを熱源として、高圧状態の液体、例えば水から温度上昇を図られた高圧状態の蒸気、つまり高温高圧蒸気を発生する蒸発器３と、その高温高圧蒸気の膨脹によって出力を発生する膨脹器４と、その膨脹器４から排出される、前記膨脹後の、温度および圧力が降下した蒸気、つまり降温降圧蒸気を液化する凝縮器５と、凝縮器５からの水を蒸発器３に加圧供給する供給ポンプ６とを有する。
【００１１】
図２，３に示す内燃機関２の第１実施例において、シリンダブロック７のデッキ面８にシール部材９を介してシリンダヘッド１０が取付けられる。シリンダヘッド１０内に、略円錐形をなし、且つ頂点側をシリンダブロック７と反対側に向けた隔壁１１と、その隔壁１１の円形周縁部に連なる円筒形周壁１２とが設けられている。周壁１２の内周面には、上死点に在るピストン１３のヘッド部１４が摺擦する。実施例ではシリンダスリーブ１５の端部がシリンダブロック７のデッキ面８から突出して周壁１２内周面に嵌着されており、そのシリンダスリーブ１５の端部内周面にピストン１３のヘッド部１４が摺擦する。隔壁１１の一側には、その隔壁１１と上死点に在るピストン１３のヘッド部頂面１６との協働で形成された略円錐形をなす燃焼室１７が設けられ、また他側には断熱層１８が設けられる。
【００１２】
隔壁１１内には熱負荷を異にする複数の部位が存し、それらの部位は、実施例では排気ポート１９の入口２０周りに存する排気環状領域Ａ、吸気ポート２１の出口２２周りに存する吸気環状領域Ｂ、入、出口２０，２２間の一方に在って隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ排気ポート１９に近い排気扇形領域Ｃおよび入、出口２０，２２間の他方に在って、隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ吸気ポート２１に近い吸気扇形領域Ｄである。
【００１３】
この場合、熱負荷の大、小の順序は、排気環状領域Ａ＞吸気環状領域Ｂ≧排気扇形領域Ｃ≒吸気扇形領域Ｄとする。
【００１４】
これらの領域Ａ〜Ｄにはそれぞれ冷却路が設けられており、それら冷却路は、排気環状領域Ａでは排気湾曲路ａとし、吸気環状領域Ｂでは吸気湾曲路ｂとし、排気扇形領域Ｃでは排気扇形路ｃとし、吸気扇形領域Ｄでは吸気扇形路ｄとする。冷却媒体としては、実施例では水が用いられているが、オイル等の冷却媒体でもよく、任意に選択できる。
【００１５】
冷却水の流量の多少は、熱負荷の大小に応じて、排気湾曲路ａ＞吸気湾曲路ｂ≧排気扇形路ｃ≒吸気扇形路ｄの順となるように設定されている。
【００１６】
シリンダヘッド１０において、その隔壁１１は燃焼室１７側の内壁２３と断熱層１８側の外壁２４とを合せることによって構成され、それら内、外壁２３，２４間に、排気湾曲路ａ、吸気湾曲路ｂ、排気扇形路ｃおよび吸気扇形路ｄが形成される。
【００１７】
排気扇形路ｃの構造は次の通りである。即ち、内壁２３の合せ面２５における扇形部分に、それを周方向に二分割する区画部２６が存し、その区画部２６を挟んで両側に複数の円弧状溝２７が同心状に形成される。一方、外壁２４の合せ面２８における扇形部分に、その外壁２４を内壁２３に合せたとき、内壁２３の全部の円弧状溝２７を覆い、且つ外周部分が周壁１２に達する扇形凹部２９と、その凹部２９から突出して各円弧状溝２６に緩く挿入される複数の円弧状凸条３０と、内壁２３の区画部２６に重なる区画部３１とが存する。これにより排気扇形路ｃは隔壁１１内において、その厚さ方向と平行な平面内で蛇行する。
【００１８】
外壁２４における扇形凹部２９の外周部分は、周壁１２における外周壁３３および内周壁３４間に形成された筒状冷却路３５に連通し、これにより、排気扇形路ｃの円弧状入口３６が形成され、したがって排気扇形路ｃにおいては、その入口３６から中心部に存する出口３７に向って流量が増加する。図３において、３２は、筒状冷却路３５を形成すべく、内周壁３４の外周面複数箇所に形成された突起状スペーサである。
【００１９】
排気扇形路ｃの出口３７は排気湾曲路ａの入口３８に連通し、その排気湾曲路ａの出口３９は、隔壁１１および断熱層１８の形成壁４０間を繋ぐ補強リブ４１に形成された通路４２に連通する。その通路４２は、排気バルブ４３におけるバルブステムガイド４４の冷却路４５に連通し、その冷却路４５は出口通路４６に連通する。
【００２０】
吸気扇形路ｄおよび吸気湾曲路ｂは、排気扇形路ｃおよび排気湾曲路ａとそれぞれ略同様に構成されているので、図３において、吸気扇形路ｄおよび吸気湾曲路ｂの各構成部分には、排気扇形路ｃおよび排気湾曲路ａの各構成部分を示す符号と同一の符号を付して、それらｄ、ｂの説明は省略する。ただし、排気湾曲路ａおよび排気扇形路ｃにおける冷却水の総流量と、吸気湾曲路ｂおよび吸気扇形路ｄにおける冷却水の総流量とでは、前者の方が後者よりも大となるように設定されている。
【００２１】
熱負荷が小なる排気扇形領域Ｃと、その領域Ｃよりも熱負荷が大なる排気環状領域Ａとが、隔壁１１において占める割合は前者Ｃの方が後者Ａよりも大である。そこで、熱負荷が小なる排気扇形領域Ｃに存する排気扇形路ｃと、熱負荷が大なる排気環状領域Ａに存する排気湾曲路ａとの通路断面積は前者Ｃの方が後者Ａよりも小となり、且つ通路表面積は前者Ｃの方が後者Ａよりも大となるように設定される。
【００２２】
熱負荷が小なる吸気扇形領域Ｄと、その領域Ｄよりも熱負荷が大なる吸気環状領域Ｂとが、隔壁１１において占める割合は前者Ｄの方が後者Ｂよりも大である。そこで、熱負荷が小なる吸気扇形領域Ｄに存する吸気扇形路ｄと、熱負荷が大なる吸気環状領域Ｂに存する吸気湾曲状路ｂとの通路断面積は前者ｄの方が後者ｂよりも小となり、且つ通路表面積は前者ｄの方が後者ｂよりも大となるように設定される。
【００２３】
前記周壁１２に存する筒状冷却路３５は、上死点に在るピストン１３におけるヘッド部頂面１６の外周部分により形成される燃焼室１７のスキッシュ領域４７を冷却する。このスキッシュ領域４７は熱だまりとなり易い。この筒状冷却路３５における冷却水の流量は、スキッシュ領域４７の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部からその領域４７の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部に亘って減少するように設定される。実施例では図３に示すように、筒状冷却路３５における冷却水の流量の多少は、図３に示すように熱負荷の大小に応じて通路幅ｅを変えることにより、排気ポート入口２０の近傍に存する流路部ｆ＞吸気ポート出口２２の近傍に存する流路部ｇ≧排気扇形領域Ｃの近傍に存する流路部ｈ≒吸気扇形領域Ｄの近傍に存する流路部ｉの順となる。筒状冷却路３５はシリンダブロック７の水ジャケット４８に連通する。
【００２４】
断熱層１８は、排気ポート１９周りでは、シリンダヘッド１０に鋳ぐるまれたセラミック製排気ポートライナ４９により形成され、また図には省略したが吸気ポート２１周りも排気ポート１９周りと同様である。断熱層１８のその外の部分は空洞５０に存する空気によって形成されているが、その空洞５０には断熱材、例えばnmサイズの粒子からなる粉末状断熱材を充填することもある。
【００２５】
前記構成において、水ジャケット４８からの冷却水は筒状冷却路３５を流動し、燃焼室１７のスキッシュ領域４７を、その周囲から熱負荷の大小に応じて必要最小限に冷却する。次いで、冷却水は排気扇形路ｃおよび吸気扇形路ｄを流動する。この場合、前記のように両通路ｃ、ｄの通路断面積は小で、且つ通路表面積は大となるように設定されているので、冷却水をより高速で流すことと、通路表面積の増加およびレイノルズ数増大による熱伝達率の向上との相互効果により、熱引きを向上させつつ少ない冷却水によって広い排気および吸気扇形領域Ｃ、Ｄを効果的に、且つ均一に、また必要最小限に冷却することができる。
【００２６】
その後、冷却水は排気扇形路ｃから排気湾曲路ａに流入してそこを流動する。この場合、排気扇形路ｃはその入口３６から出口３７に向って先細りとなるので、出口３７では冷却水の流量が増し、その増加された流量の冷却水が排気湾曲路ａを流動することになるので、熱負荷が最も大である排気環状領域Ａが効率良く、且つ均一に、また必要最小限に冷却され、これにより排気弁用弁座５１およびその取付部の熱損を防止してその機能の維持を図ることができる。このような冷却作用は吸気側においても同様に現出する。
【００２７】
前記のように隔壁１１および燃焼室１７のスキッシュ領域４７における熱負荷を異にする複数の領域Ａ〜Ｄ、ｆ〜ｉを、その熱負荷の大、小に応じて必要最小限に冷却し、また断熱層１８により隔壁１１を通じたシリンダヘッド主体部への熱の伝播を抑制するようにすると、燃焼室１７を高温に保持して排気ガスの高温化を図ることができる。
【００２８】
図４〜１０に示す内燃機関２の第２実施例において、そのシリンダヘッド１０内には、前記同様に略円錐形をなし、且つ頂点側をシリンダブロック（図示せず）と反対側に向けた隔壁１１と、その隔壁１１の円形周縁部に連なる周壁１２とが設けられている。周壁１２の内周側には、上死点に在るピストン１３のヘッド部１４が位置するようになっている。隔壁１１の一側に、その隔壁１１と上死点に在るピストン１３のヘッド部頂面１６との協働で形成された略円錐形をなす燃焼室１７が設けられ、また他側には断熱層１８が設けられる。
【００２９】
隔壁１１内には前記同様に、排気ポート１９の入口２０周りに存する排気環状領域Ａ、吸気ポート２１の出口２２周りに存する吸気環状領域Ｂ、両入、出口２０，２２間に在って隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ排気ポート１９に近い排気扇形領域Ｃおよび入、出口２０，２２間に在って隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ吸気ポート２１に近い吸気扇形領域Ｄが存する。
【００３０】
この場合、熱負荷の大、小の順序は、第１実施例とは異なり、排気環状領域Ａ＞排気扇形領域Ｃ≒吸気扇形領域Ｄ≧吸気環状領域Ｂとする。
【００３１】
これらの領域Ａ〜Ｄにはそれぞれ冷却路が設けられており、それら冷却路は、排気環状領域Ａでは排気湾曲路ａとし、吸気環状領域Ｂでは吸気湾曲路ｂとし、排気扇形領域Ｃでは、隔壁１１の厚さ方向と交差する平面内で蛇行する排気扇形路ｃとし、吸気扇形領域Ｄでは前記同様に蛇行する吸気扇形路ｄとする。冷却媒体としては、実施例では水が用いられる。
【００３２】
冷却水の流量の多少は、熱負荷の大小に応じて、排気湾曲路ａ＞排気扇形路ｃ≒吸気扇形路ｄ≧吸気湾曲路ｂとなるように設定されている。この冷却水の流量調節は各通路ａ〜ｄの入口を形成するオリフィス５２〜５５の直径を変えることによって行われている。各通路ａ〜ｄの出口側は、補強リブ４１に形成された１つの集合路５６に集合され、その集合路５６は排気バルブ用バルブステムガイド４４の冷却路４５に連通し、その冷却路４５は図示しない出口に連通する。
【００３３】
熱負荷が小なる排気、吸気扇形領域Ｃ、Ｄと、それらの領域Ｃ、Ｄよりも熱負荷が大なる排気環状領域Ａとが、隔壁１１において占める割合は前者Ｃ、Ｄの方が後者Ａよりも大である。そこで、熱負荷が小なる排気、吸気扇形領域Ｃ、Ｄに存する排気、吸気扇形路ｃ、ｄと、熱負荷が大なる排気環状領域Ａに存する排気湾曲路ａとの通路断面積は前者ｃ、ｄの方が後者ａよりも小となり、且つ通路表面積は前者ｃ、ｄの方が後者ａよりも大となるように設定される。
【００３４】
図５〜８に明示するように、排気湾曲路ａ、吸気湾曲路ｂ、蛇行する排気扇形路ｃおよび吸気扇形路ｄならびに隔壁１１に連なる周壁１２に在って燃焼室１７のスキッシュ領域４７を冷却する筒状冷却路３５は１個または複数個の中子を用いて成形されたものである。
【００３５】
図７，８に示すように、排気湾曲路ａの天井壁５８および底壁５９には、それぞれそれら５８，５９の幅ｊよりも狭い幅ｋを有する複数の突出部６０，６１が所定の間隔で、また天井壁５８側のものと底壁５９側のものとが食違うように形成されている。これにより排気湾曲路ａを流通する冷却水は隔壁１１の厚さ方向と平行な平面内で蛇行すると共に乱流となって、排気環状領域Ａを効率良く冷却する。また図５，６に示すように、シリンダヘッド１０の鋳造に際し、例えば中子の蛇行形状部における同心状に配列された複数の円弧状部分にはそれらの破損、位置ずれ等を防止するために複数のピン６２が刺通して配置され、また各ピン６２における中子の筒状部（筒状冷却路３５に対応）側はその筒状部内に刺込まれるように配置されて蛇行形状部と筒状部との位置決めがなされる。
【００３６】
シリンダヘッド１０をＡｌ合金より構成し、各ピン６２をステンレス鋼等より構成すると、鋳造後中子を除去しても各ピン６２は隔壁１１および周壁１２内に残置され、それらの一部が排気、吸気扇形路ｃ、ｄ内に露出する。この露出部分ｍは冷却水の流れに対し抵抗となってその乱流化を促進し、これは排気、吸気扇形領域Ｃ、Ｄの熱引きを良好にするといった効果をもたらす。
【００３７】
断熱層１８は、シリンダヘッド１０に形成された空洞６３に存する空気によって形成されているが、その空洞６３には断熱材、例えばnmサイズの粒子からなる粉末状断熱材を充填することもある。
【００３８】
図４，９，１０に示すように排気ポート１９はステンレス鋼よりなる筒状排気ポートライナ６４によって形成され、その排気ポートライナ６４はシリンダヘッド１０の空洞６３内に配置されて、そのシリンダヘッド１０に複数箇所で部分的に支持されている。これにより、排気ポートライナ６４周りには、空洞６３内に存する空気による断熱層１８が存する。
【００３９】
排気ポートライナ６４における複数の部分的な支持箇所には、図４，９に示すように、排気バルブ４３が配設される排気ガス入口側の外周面に存する部位Ｅおよび排気ガス出口側の外周面に存する部位Ｆならびに筒状バルブステム挿通部６５が選定されている。即ち、排気ガス入口側の外周面に存する部位Ｅには、ステンレス鋼よりなる２本のステー６６がバルブステム挿通部６５を挟み、且つバルブステム軸線ｎと略平行するように相対向して配置されて、それらの一端部が前記部位Ｅに溶接される。両ステー６６は排気ポートライナ６４と一体でもよい。また排気ガス出口側の外周面に存する部位Ｆには、ステンレス鋼よりなる３本のステー６７が周方向に１２０度宛間隔をとって配置され、それらの一端部が前記部位Ｆに溶接されている。それらのステー６６，６７の他端部はシリンダヘッド１０の鋳造過程でそれに鋳ぐるまれている。筒状バルブステム挿通部６５はクッション性を有する断熱性筒状シール部材６８およびバルブステムガイド４４を介してシリンダヘッド１０に支持される。図４，９に示すように排気ポートライナ６４の入口形成部６９は、弁座５１に隣接する孔部７１に遊挿され、その入口形成部６９近傍に存する排気ポートライナ６４のフランジ７２および弁座５１間の環状空間が、クッション性を有する断熱性環状シール部材７３によって満たされている。前記シール部材６８，７３は、アルミナ繊維、シリカ繊維およびバインダよりなる成形体であって、耐用温度１１００℃以上および熱伝導率０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。排気ポートライナ６４の出口形成部７４は空洞１８の開口部７５を閉鎖する環状断熱板７６の孔部７７に嵌合されている。一方、吸気ポート２１はシリンダヘッド１０に直接形成されている。
【００４０】
図１１に示すシリンダヘッド１０は、集合路５６を有する補強リブ４１および周壁１２の外周から補強リブ４１と平行に延びる複数のボルト孔形成部７７に合せ面７８，７９が存するように分割されていて、両合せ面７８，７９間には断熱ガスケット８０が挟まれており、この分割部分で、燃焼室１７側からの熱伝導が遮断される。この第２実施例において、燃焼室１７のスキッシュ領域４７を冷却する環状冷却路３５の流量を前記同様に熱負荷に応じて変えることも当然に行われる。
【００４１】
なお、隔壁１１において、熱負荷が小で、且つ広い吸、排気扇形領域Ｄ、Ｃでは、冷却通路の通路断面積を小にして冷却媒体をより高速で流すことと、通路表面積の増加およびレイノルズ数増大による熱伝達率の向上との相互効果により、熱引きを向上させることができ、これによりシリンダヘッド主体部への熱伝播を十分に抑制して断熱層１８を省くことも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、前記のように構成することによって、燃焼室を高温に保持して排気ガスの高温化を達成し、これによりランキンサイクルの熱源用構成要素として好適で、また暖機促進を図ると共に排気ガス浄化装置の早期活性化を図ることが可能な内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ランキンサイクルシステムの説明図である。
【図２】 シリンダヘッドの第１例を示す縦断正面図で、図３の２−２線断面図に相当する。
【図３】 図２の３−３線断面図である。
【図４】 シリンダヘッドの第２例を示す縦断正面図で、図５の４−４線断面図に相当する。
【図５】 図４の５−５線断面図である。
【図６】 図５の６−６線断面図である。
【図７】 図５の７−７線断面図である。
【図８】 図７の８−８線断面図である。
【図９】 排気ポートライナの斜視図である。
【図１０】 図９の１０−１０線切断端面図である。
【図１１】 シリンダヘッドの第３例を示す縦断側面図で、図６に対応する。
【符号の説明】
１０………シリンダヘッド
１１………隔壁
１２………周壁
１３………ピストン
１４………ヘッド部
１６………ヘッド部頂面
１７………燃焼室
１８………断熱層
３５………筒状冷却路
４７………スキッシュ領域
Ａ…………排気環状領域
Ｂ…………吸気環状領域
Ｃ…………排気扇形領域
Ｄ…………吸気扇形領域
ａ…………排気湾曲路（冷却路）
ｂ…………吸気湾曲路（冷却路）
ｃ…………排気扇形路（冷却路）
ｄ…………吸気扇形路（冷却路）
ｆ〜ｉ……流路部
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関、特に、燃焼室で生成される排気ガスの高温化を図り得るようにした内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関におけるシリンダヘッドの内部には、隔壁を挟んで一側に燃焼室が、また他側に冷却水路がそれぞれ設けられている（例えば、特開平１０−２１２９４６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ランキンサイクルシステムにおける熱源として排気ガスを利用し、また暖機促進、排気ガス浄化装置の早期活性化等を行うためには、燃焼室で生成される排気ガスを極力高温化することが望ましい。
【０００４】
しかしながら、従来例においては、隔壁の冷却度合を、熱負荷が最も大なる領域に合せて燃焼室全体を冷却しているので、熱負荷の小なる領域に対しては冷却度合が過度となり、全体として過冷却傾向であることから排気ガスの温度が低く、したがって前記各種態様に十分に応じることができない、という問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は燃焼室を高温に保持することによって排気ガスの高温化を図ることができるようにした前記内燃機関を提供することを目的とする。
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明によれば、シリンダヘッド内に、隔壁を挟んで一側に燃焼室を、また他側に断熱層をそれぞれ設け、前記隔壁内の熱負荷を異にする複数の領域にそれぞれ冷却路を設け、冷却媒体の流量を、最も熱負荷が大なる領域に存する前記冷却路から最も熱負荷が小となる領域に存する前記冷却路に亘って減少させてなる内燃機関であって、熱負荷が小なる領域と、その領域よりも熱負荷が大なる領域とが、前記隔壁において占める割合は前者の方が後者よりも大であり、また熱負荷が小なる領域に存する前記冷却路と、その領域よりも熱負荷が大なる領域に存する前記冷却路との通路断面積は前者の方が後者よりも小であり、且つ通路表面積は前者の方が後者よりも大であることを特徴とする内燃機関が提供され、また請求項２の発明によれば、シリンダヘッド内に、隔壁を挟んで一側に燃焼室を、また他側に断熱層をそれぞれ設け、前記隔壁内の熱負荷を異にする複数の領域にそれぞれ冷却路を設け、冷却媒体の流量を、最も熱負荷が大なる領域に存する前記冷却路から最も熱負荷が小となる領域に存する前記冷却路に亘って減少させてなる内燃機関であって、前記隔壁に連なって、上死点に在るピストンのヘッド部と摺擦する周壁に、前記ヘッド部頂面の外周部分により形成される前記燃焼室のスキッシュ領域を冷却する冷却路を設け、その冷却路における冷却媒体の流量を、前記スキッシュ領域の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部からその領域の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部に亘って減少させたことを特徴とする内燃機関が提供され、さらに請求項３の発明によれば、請求項１の発明の前記特徴に加えて、前記隔壁に連なって、上死点に在るピストンのヘッド部と摺擦する周壁に、前記ヘッド部頂面の外周部分により形成される前記燃焼室のスキッシュ領域を冷却する冷却路を設け、その冷却路における冷却媒体の流量を、前記スキッシュ領域の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部からその領域の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部に亘って減少させたことを特徴とする内燃機関が提供される。
【０００７】
請求項１〜３の各構成によれば、前記隔壁における熱負荷を異にする複数の領域を、その熱負荷の大、小に応じて必要最小限に冷却することが可能であり、また断熱層により隔壁を通じたシリンダヘッド主体部への熱の伝播を抑制し、これにより燃焼室を高温に保持して排気ガスの高温化を図ることができる。
【０００８】
また特に請求項１の構成によれば、前記隔壁において、熱負荷が大なる領域をそれに応じて冷却することによりその機能の維持を図り、一方、熱負荷が小なる領域では冷却媒体をより高速で流すことと、通路表面積の増加およびレイノルズ数増大による熱伝達率の向上との相互効果により、熱引きを向上させつつ少ない冷却媒体によって前記広い領域を効果的に、且つ均一に必要最小限に冷却することができる。
【０００９】
また特に請求項２，３の各構成によれば、前記隔壁に連なり前記スキッシュエリアに対応した前記周壁においても、熱負荷を異にする複数の領域を、その熱負荷の大、小に応じて必要最小限に冷却することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において、ランキンサイクルシステム１は、内燃機関２の排気ガスを熱源として、高圧状態の液体、例えば水から温度上昇を図られた高圧状態の蒸気、つまり高温高圧蒸気を発生する蒸発器３と、その高温高圧蒸気の膨脹によって出力を発生する膨脹器４と、その膨脹器４から排出される、前記膨脹後の、温度および圧力が降下した蒸気、つまり降温降圧蒸気を液化する凝縮器５と、凝縮器５からの水を蒸発器３に加圧供給する供給ポンプ６とを有する。
【００１１】
図２，３に示す内燃機関２の第１実施例において、シリンダブロック７のデッキ面８にシール部材９を介してシリンダヘッド１０が取付けられる。シリンダヘッド１０内に、略円錐形をなし、且つ頂点側をシリンダブロック７と反対側に向けた隔壁１１と、その隔壁１１の円形周縁部に連なる円筒形周壁１２とが設けられている。周壁１２の内周面には、上死点に在るピストン１３のヘッド部１４が摺擦する。実施例ではシリンダスリーブ１５の端部がシリンダブロック７のデッキ面８から突出して周壁１２内周面に嵌着されており、そのシリンダスリーブ１５の端部内周面にピストン１３のヘッド部１４が摺擦する。隔壁１１の一側には、その隔壁１１と上死点に在るピストン１３のヘッド部頂面１６との協働で形成された略円錐形をなす燃焼室１７が設けられ、また他側には断熱層１８が設けられる。
【００１２】
隔壁１１内には熱負荷を異にする複数の部位が存し、それらの部位は、実施例では排気ポート１９の入口２０周りに存する排気環状領域Ａ、吸気ポート２１の出口２２周りに存する吸気環状領域Ｂ、入、出口２０，２２間の一方に在って隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ排気ポート１９に近い排気扇形領域Ｃおよび入、出口２０，２２間の他方に在って、隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ吸気ポート２１に近い吸気扇形領域Ｄである。
【００１３】
この場合、熱負荷の大、小の順序は、排気環状領域Ａ＞吸気環状領域Ｂ≧排気扇形領域Ｃ≒吸気扇形領域Ｄとする。
【００１４】
これらの領域Ａ〜Ｄにはそれぞれ冷却路が設けられており、それら冷却路は、排気環状領域Ａでは排気湾曲路ａとし、吸気環状領域Ｂでは吸気湾曲路ｂとし、排気扇形領域Ｃでは排気扇形路ｃとし、吸気扇形領域Ｄでは吸気扇形路ｄとする。冷却媒体としては、実施例では水が用いられているが、オイル等の冷却媒体でもよく、任意に選択できる。
【００１５】
冷却水の流量の多少は、熱負荷の大小に応じて、排気湾曲路ａ＞吸気湾曲路ｂ≧排気扇形路ｃ≒吸気扇形路ｄの順となるように設定されている。
【００１６】
シリンダヘッド１０において、その隔壁１１は燃焼室１７側の内壁２３と断熱層１８側の外壁２４とを合せることによって構成され、それら内、外壁２３，２４間に、排気湾曲路ａ、吸気湾曲路ｂ、排気扇形路ｃおよび吸気扇形路ｄが形成される。
【００１７】
排気扇形路ｃの構造は次の通りである。即ち、内壁２３の合せ面２５における扇形部分に、それを周方向に二分割する区画部２６が存し、その区画部２６を挟んで両側に複数の円弧状溝２７が同心状に形成される。一方、外壁２４の合せ面２８における扇形部分に、その外壁２４を内壁２３に合せたとき、内壁２３の全部の円弧状溝２７を覆い、且つ外周部分が周壁１２に達する扇形凹部２９と、その凹部２９から突出して各円弧状溝２６に緩く挿入される複数の円弧状凸条３０と、内壁２３の区画部２６に重なる区画部３１とが存する。これにより排気扇形路ｃは隔壁１１内において、その厚さ方向と平行な平面内で蛇行する。
【００１８】
外壁２４における扇形凹部２９の外周部分は、周壁１２における外周壁３３および内周壁３４間に形成された筒状冷却路３５に連通し、これにより、排気扇形路ｃの円弧状入口３６が形成され、したがって排気扇形路ｃにおいては、その入口３６から中心部に存する出口３７に向って流量が増加する。図３において、３２は、筒状冷却路３５を形成すべく、内周壁３４の外周面複数箇所に形成された突起状スペーサである。
【００１９】
排気扇形路ｃの出口３７は排気湾曲路ａの入口３８に連通し、その排気湾曲路ａの出口３９は、隔壁１１および断熱層１８の形成壁４０間を繋ぐ補強リブ４１に形成された通路４２に連通する。その通路４２は、排気バルブ４３におけるバルブステムガイド４４の冷却路４５に連通し、その冷却路４５は出口通路４６に連通する。
【００２０】
吸気扇形路ｄおよび吸気湾曲路ｂは、排気扇形路ｃおよび排気湾曲路ａとそれぞれ略同様に構成されているので、図３において、吸気扇形路ｄおよび吸気湾曲路ｂの各構成部分には、排気扇形路ｃおよび排気湾曲路ａの各構成部分を示す符号と同一の符号を付して、それらｄ、ｂの説明は省略する。ただし、排気湾曲路ａおよび排気扇形路ｃにおける冷却水の総流量と、吸気湾曲路ｂおよび吸気扇形路ｄにおける冷却水の総流量とでは、前者の方が後者よりも大となるように設定されている。
【００２１】
熱負荷が小なる排気扇形領域Ｃと、その領域Ｃよりも熱負荷が大なる排気環状領域Ａとが、隔壁１１において占める割合は前者Ｃの方が後者Ａよりも大である。そこで、熱負荷が小なる排気扇形領域Ｃに存する排気扇形路ｃと、熱負荷が大なる排気環状領域Ａに存する排気湾曲路ａとの通路断面積は前者Ｃの方が後者Ａよりも小となり、且つ通路表面積は前者Ｃの方が後者Ａよりも大となるように設定される。
【００２２】
熱負荷が小なる吸気扇形領域Ｄと、その領域Ｄよりも熱負荷が大なる吸気環状領域Ｂとが、隔壁１１において占める割合は前者Ｄの方が後者Ｂよりも大である。そこで、熱負荷が小なる吸気扇形領域Ｄに存する吸気扇形路ｄと、熱負荷が大なる吸気環状領域Ｂに存する吸気湾曲状路ｂとの通路断面積は前者ｄの方が後者ｂよりも小となり、且つ通路表面積は前者ｄの方が後者ｂよりも大となるように設定される。
【００２３】
前記周壁１２に存する筒状冷却路３５は、上死点に在るピストン１３におけるヘッド部頂面１６の外周部分により形成される燃焼室１７のスキッシュ領域４７を冷却する。このスキッシュ領域４７は熱だまりとなり易い。この筒状冷却路３５における冷却水の流量は、スキッシュ領域４７の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部からその領域４７の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部に亘って減少するように設定される。実施例では図３に示すように、筒状冷却路３５における冷却水の流量の多少は、図３に示すように熱負荷の大小に応じて通路幅ｅを変えることにより、排気ポート入口２０の近傍に存する流路部ｆ＞吸気ポート出口２２の近傍に存する流路部ｇ≧排気扇形領域Ｃの近傍に存する流路部ｈ≒吸気扇形領域Ｄの近傍に存する流路部ｉの順となる。筒状冷却路３５はシリンダブロック７の水ジャケット４８に連通する。
【００２４】
断熱層１８は、排気ポート１９周りでは、シリンダヘッド１０に鋳ぐるまれたセラミック製排気ポートライナ４９により形成され、また図には省略したが吸気ポート２１周りも排気ポート１９周りと同様である。断熱層１８のその外の部分は空洞５０に存する空気によって形成されているが、その空洞５０には断熱材、例えばnmサイズの粒子からなる粉末状断熱材を充填することもある。
【００２５】
前記構成において、水ジャケット４８からの冷却水は筒状冷却路３５を流動し、燃焼室１７のスキッシュ領域４７を、その周囲から熱負荷の大小に応じて必要最小限に冷却する。次いで、冷却水は排気扇形路ｃおよび吸気扇形路ｄを流動する。この場合、前記のように両通路ｃ、ｄの通路断面積は小で、且つ通路表面積は大となるように設定されているので、冷却水をより高速で流すことと、通路表面積の増加およびレイノルズ数増大による熱伝達率の向上との相互効果により、熱引きを向上させつつ少ない冷却水によって広い排気および吸気扇形領域Ｃ、Ｄを効果的に、且つ均一に、また必要最小限に冷却することができる。
【００２６】
その後、冷却水は排気扇形路ｃから排気湾曲路ａに流入してそこを流動する。この場合、排気扇形路ｃはその入口３６から出口３７に向って先細りとなるので、出口３７では冷却水の流量が増し、その増加された流量の冷却水が排気湾曲路ａを流動することになるので、熱負荷が最も大である排気環状領域Ａが効率良く、且つ均一に、また必要最小限に冷却され、これにより排気弁用弁座５１およびその取付部の熱損を防止してその機能の維持を図ることができる。このような冷却作用は吸気側においても同様に現出する。
【００２７】
前記のように隔壁１１および燃焼室１７のスキッシュ領域４７における熱負荷を異にする複数の領域Ａ〜Ｄ、ｆ〜ｉを、その熱負荷の大、小に応じて必要最小限に冷却し、また断熱層１８により隔壁１１を通じたシリンダヘッド主体部への熱の伝播を抑制するようにすると、燃焼室１７を高温に保持して排気ガスの高温化を図ることができる。
【００２８】
図４〜１０に示す内燃機関２の第２実施例において、そのシリンダヘッド１０内には、前記同様に略円錐形をなし、且つ頂点側をシリンダブロック（図示せず）と反対側に向けた隔壁１１と、その隔壁１１の円形周縁部に連なる周壁１２とが設けられている。周壁１２の内周側には、上死点に在るピストン１３のヘッド部１４が位置するようになっている。隔壁１１の一側に、その隔壁１１と上死点に在るピストン１３のヘッド部頂面１６との協働で形成された略円錐形をなす燃焼室１７が設けられ、また他側には断熱層１８が設けられる。
【００２９】
隔壁１１内には前記同様に、排気ポート１９の入口２０周りに存する排気環状領域Ａ、吸気ポート２１の出口２２周りに存する吸気環状領域Ｂ、両入、出口２０，２２間に在って隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ排気ポート１９に近い排気扇形領域Ｃおよび入、出口２０，２２間に在って隔壁１１の中心部分より末広がりに延び、且つ吸気ポート２１に近い吸気扇形領域Ｄが存する。
【００３０】
この場合、熱負荷の大、小の順序は、第１実施例とは異なり、排気環状領域Ａ＞排気扇形領域Ｃ≒吸気扇形領域Ｄ≧吸気環状領域Ｂとする。
【００３１】
これらの領域Ａ〜Ｄにはそれぞれ冷却路が設けられており、それら冷却路は、排気環状領域Ａでは排気湾曲路ａとし、吸気環状領域Ｂでは吸気湾曲路ｂとし、排気扇形領域Ｃでは、隔壁１１の厚さ方向と交差する平面内で蛇行する排気扇形路ｃとし、吸気扇形領域Ｄでは前記同様に蛇行する吸気扇形路ｄとする。冷却媒体としては、実施例では水が用いられる。
【００３２】
冷却水の流量の多少は、熱負荷の大小に応じて、排気湾曲路ａ＞排気扇形路ｃ≒吸気扇形路ｄ≧吸気湾曲路ｂとなるように設定されている。この冷却水の流量調節は各通路ａ〜ｄの入口を形成するオリフィス５２〜５５の直径を変えることによって行われている。各通路ａ〜ｄの出口側は、補強リブ４１に形成された１つの集合路５６に集合され、その集合路５６は排気バルブ用バルブステムガイド４４の冷却路４５に連通し、その冷却路４５は図示しない出口に連通する。
【００３３】
熱負荷が小なる排気、吸気扇形領域Ｃ、Ｄと、それらの領域Ｃ、Ｄよりも熱負荷が大なる排気環状領域Ａとが、隔壁１１において占める割合は前者Ｃ、Ｄの方が後者Ａよりも大である。そこで、熱負荷が小なる排気、吸気扇形領域Ｃ、Ｄに存する排気、吸気扇形路ｃ、ｄと、熱負荷が大なる排気環状領域Ａに存する排気湾曲路ａとの通路断面積は前者ｃ、ｄの方が後者ａよりも小となり、且つ通路表面積は前者ｃ、ｄの方が後者ａよりも大となるように設定される。
【００３４】
図５〜８に明示するように、排気湾曲路ａ、吸気湾曲路ｂ、蛇行する排気扇形路ｃおよび吸気扇形路ｄならびに隔壁１１に連なる周壁１２に在って燃焼室１７のスキッシュ領域４７を冷却する筒状冷却路３５は１個または複数個の中子を用いて成形されたものである。
【００３５】
図７，８に示すように、排気湾曲路ａの天井壁５８および底壁５９には、それぞれそれら５８，５９の幅ｊよりも狭い幅ｋを有する複数の突出部６０，６１が所定の間隔で、また天井壁５８側のものと底壁５９側のものとが食違うように形成されている。これにより排気湾曲路ａを流通する冷却水は隔壁１１の厚さ方向と平行な平面内で蛇行すると共に乱流となって、排気環状領域Ａを効率良く冷却する。また図５，６に示すように、シリンダヘッド１０の鋳造に際し、例えば中子の蛇行形状部における同心状に配列された複数の円弧状部分にはそれらの破損、位置ずれ等を防止するために複数のピン６２が刺通して配置され、また各ピン６２における中子の筒状部（筒状冷却路３５に対応）側はその筒状部内に刺込まれるように配置されて蛇行形状部と筒状部との位置決めがなされる。
【００３６】
シリンダヘッド１０をＡｌ合金より構成し、各ピン６２をステンレス鋼等より構成すると、鋳造後中子を除去しても各ピン６２は隔壁１１および周壁１２内に残置され、それらの一部が排気、吸気扇形路ｃ、ｄ内に露出する。この露出部分ｍは冷却水の流れに対し抵抗となってその乱流化を促進し、これは排気、吸気扇形領域Ｃ、Ｄの熱引きを良好にするといった効果をもたらす。
【００３７】
断熱層１８は、シリンダヘッド１０に形成された空洞６３に存する空気によって形成されているが、その空洞６３には断熱材、例えばnmサイズの粒子からなる粉末状断熱材を充填することもある。
【００３８】
図４，９，１０に示すように排気ポート１９はステンレス鋼よりなる筒状排気ポートライナ６４によって形成され、その排気ポートライナ６４はシリンダヘッド１０の空洞６３内に配置されて、そのシリンダヘッド１０に複数箇所で部分的に支持されている。これにより、排気ポートライナ６４周りには、空洞６３内に存する空気による断熱層１８が存する。
【００３９】
排気ポートライナ６４における複数の部分的な支持箇所には、図４，９に示すように、排気バルブ４３が配設される排気ガス入口側の外周面に存する部位Ｅおよび排気ガス出口側の外周面に存する部位Ｆならびに筒状バルブステム挿通部６５が選定されている。即ち、排気ガス入口側の外周面に存する部位Ｅには、ステンレス鋼よりなる２本のステー６６がバルブステム挿通部６５を挟み、且つバルブステム軸線ｎと略平行するように相対向して配置されて、それらの一端部が前記部位Ｅに溶接される。両ステー６６は排気ポートライナ６４と一体でもよい。また排気ガス出口側の外周面に存する部位Ｆには、ステンレス鋼よりなる３本のステー６７が周方向に１２０度宛間隔をとって配置され、それらの一端部が前記部位Ｆに溶接されている。それらのステー６６，６７の他端部はシリンダヘッド１０の鋳造過程でそれに鋳ぐるまれている。筒状バルブステム挿通部６５はクッション性を有する断熱性筒状シール部材６８およびバルブステムガイド４４を介してシリンダヘッド１０に支持される。図４，９に示すように排気ポートライナ６４の入口形成部６９は、弁座５１に隣接する孔部７１に遊挿され、その入口形成部６９近傍に存する排気ポートライナ６４のフランジ７２および弁座５１間の環状空間が、クッション性を有する断熱性環状シール部材７３によって満たされている。前記シール部材６８，７３は、アルミナ繊維、シリカ繊維およびバインダよりなる成形体であって、耐用温度１１００℃以上および熱伝導率０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。排気ポートライナ６４の出口形成部７４は空洞１８の開口部７５を閉鎖する環状断熱板７６の孔部７７に嵌合されている。一方、吸気ポート２１はシリンダヘッド１０に直接形成されている。
【００４０】
図１１に示すシリンダヘッド１０は、集合路５６を有する補強リブ４１および周壁１２の外周から補強リブ４１と平行に延びる複数のボルト孔形成部７７に合せ面７８，７９が存するように分割されていて、両合せ面７８，７９間には断熱ガスケット８０が挟まれており、この分割部分で、燃焼室１７側からの熱伝導が遮断される。この第２実施例において、燃焼室１７のスキッシュ領域４７を冷却する環状冷却路３５の流量を前記同様に熱負荷に応じて変えることも当然に行われる。
【００４１】
なお、隔壁１１において、熱負荷が小で、且つ広い吸、排気扇形領域Ｄ、Ｃでは、冷却通路の通路断面積を小にして冷却媒体をより高速で流すことと、通路表面積の増加およびレイノルズ数増大による熱伝達率の向上との相互効果により、熱引きを向上させることができ、これによりシリンダヘッド主体部への熱伝播を十分に抑制して断熱層１８を省くことも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、前記のように構成することによって、燃焼室を高温に保持して排気ガスの高温化を達成し、これによりランキンサイクルの熱源用構成要素として好適で、また暖機促進を図ると共に排気ガス浄化装置の早期活性化を図ることが可能な内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ランキンサイクルシステムの説明図である。
【図２】 シリンダヘッドの第１例を示す縦断正面図で、図３の２−２線断面図に相当する。
【図３】 図２の３−３線断面図である。
【図４】 シリンダヘッドの第２例を示す縦断正面図で、図５の４−４線断面図に相当する。
【図５】 図４の５−５線断面図である。
【図６】 図５の６−６線断面図である。
【図７】 図５の７−７線断面図である。
【図８】 図７の８−８線断面図である。
【図９】 排気ポートライナの斜視図である。
【図１０】 図９の１０−１０線切断端面図である。
【図１１】 シリンダヘッドの第３例を示す縦断側面図で、図６に対応する。
【符号の説明】
１０………シリンダヘッド
１１………隔壁
１２………周壁
１３………ピストン
１４………ヘッド部
１６………ヘッド部頂面
１７………燃焼室
１８………断熱層
３５………筒状冷却路
４７………スキッシュ領域
Ａ…………排気環状領域
Ｂ…………吸気環状領域
Ｃ…………排気扇形領域
Ｄ…………吸気扇形領域
ａ…………排気湾曲路（冷却路）
ｂ…………吸気湾曲路（冷却路）
ｃ…………排気扇形路（冷却路）
ｄ…………吸気扇形路（冷却路）
ｆ〜ｉ……流路部
Claims (3)
- シリンダヘッド（１０）内に、隔壁（１１）を挟んで一側に燃焼室（１７）を、また他側に断熱層（１８）をそれぞれ設け、前記隔壁（１１）内の熱負荷を異にする複数の領域（Ａ〜Ｄ）にそれぞれ冷却路（ａ〜ｄ）を設け、冷却媒体の流量を、最も熱負荷が大なる領域（Ａ）に存する前記冷却路（ａ）から最も熱負荷が小となる領域（Ｄ）に存する前記冷却路（ｄ）に亘って減少させてなる内燃機関であって、
熱負荷が小なる領域（Ｃ）と、その領域よりも熱負荷が大なる領域（Ａ）とが、前記隔壁（１１）において占める割合は前者の方が後者よりも大であり、また熱負荷が小なる領域（Ｃ）に存する前記冷却路（ｃ）と、その領域（Ｃ）よりも熱負荷が大なる領域（Ａ）に存する前記冷却路（ａ）との通路断面積は前者の方が後者よりも小であり、且つ通路表面積は前者の方が後者よりも大であることを特徴とする内燃機関。 - シリンダヘッド（１０）内に、隔壁（１１）を挟んで一側に燃焼室（１７）を、また他側に断熱層（１８）をそれぞれ設け、前記隔壁（１１）内の熱負荷を異にする複数の領域（Ａ〜Ｄ）にそれぞれ冷却路（ａ〜ｄ）を設け、冷却媒体の流量を、最も熱負荷が大なる領域（Ａ）に存する前記冷却路（ａ）から最も熱負荷が小となる領域（Ｄ）に存する前記冷却路（ｄ）に亘って減少させてなる内燃機関であって、
前記隔壁（１１）に連なって、上死点に在るピストン（１３）のヘッド部（１４）と摺擦する周壁（１２）に、前記ヘッド部頂面（１６）の外周部分により形成される前記燃焼室（１７）のスキッシュ領域（４７）を冷却する冷却路（３５）を設け、その冷却路（３５）における冷却媒体の流量を、前記スキッシュ領域（４７）の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部（ｆ）からその領域（４７）の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部（ｉ）に亘って減少させたことを特徴とする内燃機関。 - 前記隔壁（１１）に連なって、上死点に在るピストン（１３）のヘッド部（１４）と摺擦する周壁（１２）に、前記ヘッド部頂面（１６）の外周部分により形成される前記燃焼室（１７）のスキッシュ領域（４７）を冷却する冷却路（３５）を設け、その冷却路（３５）における冷却媒体の流量を、前記スキッシュ領域（４７）の最も熱負荷が大なる部位近傍に存する流路部（ｆ）からその領域（４７）の最も熱負荷が小なる部位近傍に存する流路部（ｉ）に亘って減少させたことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関。
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