JPH0723687B2

JPH0723687B2 - 多気筒空冷エンジンのヘッド冷却装置

Info

Publication number: JPH0723687B2
Application number: JP63233286A
Authority: JP
Inventors: 善道高松
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH0281919A

Description

【発明の詳細な説明】《産業上の利用分野》本発明は、多気筒空冷エンジンのヘッド部分の冷却装置
に関し、特にシリンダをクランク軸芯に沿わせて配置し
た直列多気筒空冷エンジンのヘッド冷却装置に関する。

《従来技術》多気筒空冷エンジンのヘッド冷却装置の従来技術とし
て、特開昭62−197658号公報に開示されたものがある。
これは、本発明と同様、次の基本構造を備えている。す
なわち、複数のシリンダをクランク軸芯に沿わせて前後
に直前配置し、各シリンダの吸気弁口と排気弁口とをク
ランク軸芯に沿わせてヘッドブロックの底壁で前後に直
列配置し、ヘッドブロック内で、吸気弁口と排気弁口か
らそれぞれ吸気ポートと排気ポートを導出し、ヘッドブ
ロック内で、各シリンダの両弁口の弁口間部分の左右横
一側に燃料噴射ノズル挿入穴形成部を設け、各燃料噴射
ノズル挿入穴形成部をヘッドブロックの横片側部分で前
後に並べ、この横片側部分に冷却風入口通路を設け、こ
の冷却風入口通路を冷却風圧送路に連通させ、冷却ファ
ンで起風された冷却風を冷却風圧送路から冷却風入口通
路を介してヘッドブロック内の冷却風通路に導入するよ
うに構成してある。

ところで、この従来技術では、吸気ポートと排気ポート
を各弁口から左右反対方向に横向きに導出している。そ
して、吸気ポートは冷却風入口通路側に向けて導出した
構造となっている。このような構造を採用した場合、仮
に、各燃料噴射ノズル挿入穴形成部を設けたヘッドブロ
ックの横片側部分の横御に冷却風圧送路を隣接して設
け、冷却風入口通路を冷却風圧送路からヘッドブロック
内の冷却風通路を向けて横向きに形成すると、冷却風圧
送路と吸気マニホールドとが重なり合うことになり、こ
れらを適切に配置できない。

このため、この従来技術では、冷却風圧送路をヘッドブ
ロックの横側ではなく、シリンダブロックの横側に隣接
して設け、ヘッドブロックの横端部をシリンダブロック
の横端面よりも横側に大きく拡張し、この拡張部分を冷
却風圧送路の上方に位置させ、この拡張部分に縦向きの
冷却風入口通路を設け、この冷却風入口通路を介して冷
却風圧送路からヘッドブロック内の冷却風通路に冷却風
を導入している。このため、ヘッドブロックの横端部を
拡張した分だけ、吸気ポートが延長されているうえ、吸
気ポートの延長部分が冷却風入口通路を遮る構造となっ
ている。

《解決しようとする課題》上記従来技術では、次の問題（ｉ）〜（vi）がある。

（ｉ）吸気ポートの延長部分が冷却風入口通路を遮る構
造となっているため、その分だけ冷却風入口通路が狭
い。このため、ヘッドブロック内の冷却風通路への冷却
風の導入量が少なくなり、ヘッドブロック内の冷却効率
が低い。

（ii）吸気ポートと排気ポートの双方が各弁口から横向
きに導出されているため、その導出寸法が比較的長い。
このため、ヘッドブロック内でのポートの占有容積が比
較的大きくなり、その分だけヘッドブロック内の冷却風
通路の通路容積が小さくなって冷却風の通過量が少なく
なり、ヘッドブロック内の冷却効率が低い。

（iii）吸気ポートが冷却風入口通路側に導出されてい
るため、冷却風入口通路からヘッドブロック内の冷却風
通路に導入された冷却風は、吸気ポートのポート壁から
の放熱を受けて昇温した後に、蓄熱部たる燃料噴射ノズ
ル挿入穴形成部に送られる。このため、この蓄熱部の冷
却効率が低く、蓄熱部が亀裂等の熱損傷を起こし易い。

（iv）蓄熱部の冷却効率が低いため、燃焼温度を低く設
定して蓄熱部の熱損傷を抑制する必要があり、高出力が
得られない。

（ｖ）ヘッドブロックの横端部をシリンダブロックの横
端面よりも横側に大きく拡張する必要があるため、その
分だけヘッドブロックが大型高重量となり、エンジン小
型軽量化の要請に反する。

（vi）ヘッドブロックの横端部が拡張された分だけ吸気
ポートを延長する必要があるため、吸気ポートの管路抵
抗の増大により吸気の充填効率が低くなり、高出力が得
られない。

本発明の課題は、上記問題を解決できる多気筒空冷エン
ジンのヘッド冷却装置を提供することにある。

《課題を解決するための手段》（第１発明）第１発明は、複数のシリンダ（８）をクランク軸芯に沿
わせて前後に直前配置し、各シリンダ（８）の吸気弁口
（11）と排気弁口（12）とをクランク軸芯に沿わせてヘ
ッドブロック（３）の底壁（22）で前後に直列配置し、
ヘッドブロック（３）内で、吸気弁口（11）と排気弁口
（12）からそれぞれ吸気ポート（９）と排気ポート（1
0）を導出し、ヘッドブロック（３）内で、各シリンダ
（８）の両弁口（11）（12）の弁口間部分（23）の左右
横一側に燃料噴射ノズル挿入穴形成部（17）を設け、各
燃料噴射ノズル挿入穴形成分（17）をヘッドブロック
（３）の横片側部分で前後に並べ、この横片側部分に冷
却風入口通路（19）を設け、この冷却風入口通路（19）
を冷却風圧送路（16）に連通させ、冷却ファン（６）で
起風された冷却風を冷却風圧送路（16）から冷却風入口
通路（19）を介してヘッドブロック（３）内の冷却風通
路（20）に導入するように構成した、多気筒空冷エンジ
ンのヘッド冷却装置において、次のようにしたことを特
徴とする。

すなわち、各燃料噴射ノズル挿入穴形成部（17）を設け
たヘッドブロック（３）の横片側部分の横側に冷却風圧
送路（16）を隣接して設け、冷却風入口通路（19）を冷
却風圧送路（16）からヘッドブロック（３）内の冷却風
通路（20）に向けて横向きに形成した。

そして、吸気ポート（９）と排気ポート（10）のうち、
いずれか一方のポート（９）をその弁口（11）から上方
に導出するとともに、他方のポート（10）をその弁口
（12）から冷却風入口通路（19）とは左右方向反対側に
横向きに導出したことを特徴とする。

（第２発明）第２発明は、第１発明において、吸気ポート（９）をそ
の弁口（11）から上方に導出するとともに、排気ポート
（10）をその弁口（12）から冷却風入口通路（19）とは
左右方向反対側に横向きに導出したことを特徴とする。

（第３発明）第３発明は、第１発明において、吸気ポート（９）と排
気ポート（10）のうち、いずれか一方のポート（９）を
その弁口（11）から上方に導入するとともに、他方のポ
ート（10）をその弁口（12）から冷却風入口通路（19）
とは左右方向反対側に横向きに導出したことに代えて、
吸気ポート（９）と排気ポート（10）の双方を各弁口
（11）（12）から上方に導出したことを特徴とする。

《作用》各発明によれば、吸気ポート（９）と排気ポート（10）
が冷却風入口通路（19）側に導出されていないので、冷
却風入口通路（19）が吸気ポート（９）と排気ポート
（10）で遮られることがない。また、吸気ポート（９）
と排気ポート（10）のうち、少なくとも一方のポート
（９）は、その弁口（11）から上方に導出されているた
め、この上方導出のポート（９）の導出寸法はヘッドブ
ロック（３）の高さ寸法内に納まる短いもので済む。ま
た、吸気ポート（９）と排気ポート（10）が冷却風入口
通路（10）側に導出されていないので、冷却風入口通路
（19）からヘッドブロック（３）内の冷却風通路（20）
に導入された冷却風は、ポート壁から放熱を受けて昇温
する前に、蓄熱部たる燃料噴射ノズル挿入穴形成部（1
7）に到達する。また、吸気ポート（９）と排気ポート
（10）が冷却風入口通路（19）側に導入されていないの
で、ヘッドブロック（３）の横片側部分に冷却風入口通
路（19）を横向きに形成しても、冷却風圧送路（16）と
マニホールドとが重なり合うことはない。

《実施例》図面は本発明の実施例を示し、第１図は要部横断平面
図、第２図は多気筒空冷ディーゼルエンジンの中央縦断
側面図、第３図は同エンジンの一部切除正面図、第４図
は第１図のVI−IV線断面図である。

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）の吸気
弁口（11）と排気ポート（10）の排気弁口（12）は、ク
ランク軸（５）と平行になる状態で配置してある。すな
わち、複数のシリンダ（８）をクランク軸芯を沿わせて
前後に直列配置し、各シリンダ（８）の吸気弁口（11）
と排気弁口（12）とをクランク軸芯に沿わせてヘッドブ
ロック（３）の底壁（22）で前後に直列配置してある。
そして、本実施例では隣合うシリンダ（８）における吸
気弁口（11）を近接して配置し、両吸気弁口（11）から
導出した吸気ポート（９）は合流させて上向きに導出し
てある。

一方、各シリンダ（８）部分での吸気弁口（11）と排気
弁口（12）との間における両弁口（11）（12）の弁口間
部分（23）の左右横一側に燃料噴射ノズル挿入穴（13）
が形成してあり、排気ポート（10）は燃料噴射ノズル挿
入穴（13）を形成していない側の側面に向かって導出し
てある。この排気ポート（10）は各シリンダ（８）に対
応して配置した一対のプッシュロッド挿通穴（14）間を
それぞれ通るように形成してある。

燃料噴射ノズル挿入穴（13）が配設されている側での側
面は、導風ケース（７）に連続して連出された導風板
（15）により形成された冷却風圧送路（16）に連通接続
してある。すなわち、各燃料噴射ノズル挿入穴形成部
（17）をヘッドブロック（３）の横片側部分で前後に並
べ、この横片側部分に冷却風入口通路（19）を設け、こ
の冷却風入口通路（19）を冷却風圧送路（16）に連通さ
せ、冷却ファン（６）で起風された冷却風を冷却風圧送
路（16）から冷却風入口通路（19）を介してヘッドブロ
ック（３）内の冷却風通路（20）に導入するように構成
してある。そして、各燃料噴射ノズル挿入穴形成部（1
7）を設けたヘッドブロック（３）の横片側部分の横側
に冷却風圧送路（16）を隣接して設け、冷却風入口通路
（19）を冷却風圧送路（16）からヘッドブロック（３）
内の冷却風通路（20）に向けて横向きに形成してある。
尚、図中の符号（21）は冷却風出口通路である。

従ってヘッドブロック（３）内に流入した冷却風は燃料
噴射ノズル挿入穴（13）の形成部（17）を冷却した後、
弁間部分を通り、排気ポート（10）の開口側面から外部
に放出されることになる。このため、ヘッド流入直後の
冷却風で燃料噴射ノズル及び燃料噴射ノズル挿入穴形成
部（17）を冷却することになり、ノズルを十分に冷却す
ることができ、ノズルの耐久性を向上することができる
うえ、燃焼を良好に行うことができるようになる。ま
た、燃料噴射ノズル挿通穴（13）を形成している側での
側面には吸気ポート（９）が開口していないことから、
その側面部分は大きく開放されることになり、冷却風が
流入しやすく、ヘッドを十分に冷却することができる。

なお、冷却風が燃料噴射ノズル挿入穴形成部（17）と確
実に接触できるようにするため、第１図中に仮想線で示
すように、吸気ポート（９）の合流管部分に対応するヘ
ッドブロック（３）の側面部分を壁（18）で閉塞するよ
うに構成しても良い。

図示は省略したが、排気ポート（10）を合流させて上方
へ導出するとともに、吸気ポート（９）を個々にプッシ
ュロッド挿通孔側に導入するようにしてもよく、また、
吸気ポート（９）及び排気ポート（10）の両方を上方へ
導出するようにしてもよい。

さらに上記実施例ではヘッドブロック（３）に燃料噴射
ノズル挿入穴（13）を形成した直接噴射式のものについ
て述べたが、ヘッドブロック（３）に副室を形成し、副
室周壁に燃料噴射ノズル挿入穴（12）を形成した副室式
ディーゼルエンジンのヘッドブロックを上記構成にする
ようにしてもよい。この場合には副室周壁が燃料噴射ノ
ズル挿入穴形成部分（17）となる。

《効果》（第１発明）第１発明は、次の効果〜を奏する。

吸気ポートと排気ポートが冷却風入口通路側に導出さ
れていないため、冷却風入口通路が吸気ポートと排気ポ
ートで遮られることがない。このため、冷却風入口通路
がポートで遮られるものに比べ、冷却風入口通路が広く
なり、ヘッドブロック内の冷却風通路への冷却風の導入
量が増加し、ヘッドブロック内の冷却効率を高くでき
る。

吸気ポートと排気ポートのいずれか一方が各弁口から
上方に導出されているため、この上方導出のポートの導
出寸法はヘッドブロックの高さ寸法内に納まる短いもの
で済む。このため、この両ポートがいずれも横向きに長
く導出されたものに比べ、ヘッドブロック内でのポート
の占有容積が小さくなり、その分だけヘッドブロック内
の冷却風通路の通路容積が大きくなって冷却風の通過量
が増加し、ヘッドブロック内の冷却効率を高くなる。

吸気ポートも排気ポートも冷却風入口通路側に導出さ
れていないので、冷却風入口から導入された冷却風は、
ポート壁からの放熱を受けて昇温する前に、蓄熱部たる
燃料噴射ノズル挿入穴形成部に送られる。このため、ポ
ート壁からの放熱を受けて昇温した冷却風が蓄熱部に送
られるものに比べ、蓄熱部の冷却効率が高く、蓄熱部が
亀裂等の熱損傷を起こしにくい。

蓄熱部の冷却効率が高いため、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、高出
力が得られる。

排気ポートも吸気ポートも冷却風入口通路側に導出さ
れていないので、ヘッドブロックの横片側部分に冷却風
入口通路を横向きに形成しても、冷却風圧送路とマニホ
ールドとが重なり合うことがない。このため、これらの
重なりを防止するためにヘッドブロックの横端部をシリ
ンダブロックの横端面よりも横側に大きく拡張する必要
がなく、ヘッドブロックを小型軽量にでき、エンジンの
小型軽量化を図ることができる。

ヘッドブロックの横側部分を拡張する必要がないた
め、この拡張部分に合わせて吸気ポートを延長する必要
もない。このため、吸気ポートの管路抵抗を小さくで
き、吸気の充填効率を高くして、高出力を得ることがで
きる。

（第２発明）第２発明は、第１発明の効果〜に加え、次の効果
を奏する。

吸気ポートをその弁口から上方に導出するので、吸気
ポートの導出寸法はヘッドブロックの高さ寸法内に納ま
る短いもので済む。このため、吸気ポートを横向きに長
く導出したものに比べ、吸気ポートの管路抵抗が小さく
なり、吸気の充填効率が高まり、高出力が得られる。

（第３発明）第３発明は、第１発明の効果・〜と、第２発明の
効果を奏するとともに、第１発明の効果に代えて、
次の効果を奏する。

吸気ポートと排気ポートの双方を各弁口から上方に導
出するので、両ポートの導出寸法はヘッドブロックの高
さ寸法内に納まる短いもので済む。このため、この両ポ
ートの双方または一方を横向きに長く導出したものに比
べ、ヘッドブロック内でのポートの占有容積が小さくな
り、その分だけヘッドブロックの冷却風通路の通路容積
が大きくなって冷却風の通過量が増加し、ヘッドブロッ
ク内の冷却効率が高くなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は要部横断平面
図、第２図は多気筒空冷ディーゼルエンジンの中央縦断
側面図、第３図は同エンジンの一部切除正面図、第４図
は第１図のIV−IV線断面図である。３……ヘッドブロック、６……冷却ファン、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、16……冷却風圧送路、17……
燃料噴射ノズル挿入穴形成部、19……冷却風入口通路、
20……冷却風通路、22……底壁、23……弁口間部分。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のシリンダ（８）をクランク軸芯に沿
わせて前後に直前配置し、各シリンダ（８）の吸気弁口
（11）と排気弁口（12）とをクランク軸芯に沿わせてヘ
ッドブロック（３）の底壁（22）で前後に直列配置し、
ヘッドブロック（３）内で、吸気弁口（11）と排気弁口
（12）からそれぞれ吸気ポート（９）と排気ポート（1
0）を導出し、ヘッドブロック（３）内で、各シリンダ
（８）の両弁口（11）（12）の弁口間部分（23）の左右
横一側に燃料噴射ノズル挿入穴形成部（17）を設け、各
燃料噴射ノズル挿入穴形成分（17）をヘッドブロック
（３）の横片側部分で前後に並べ、この横片側部分に冷
却風入口通路（19）を設け、この冷却風入口通路（19）
を冷却風圧送路（16）に連通させ、冷却ファン（６）で
起風された冷却風を冷却風圧送路（16）から冷却風入口
通路（19）を介してヘッドブロック（３）内の冷却風通
路（20）に導入するように構成した、多気筒空冷エンジ
ンのヘッド冷却装置において、各燃料噴射ノズル挿入穴形成部（17）を設けたヘッドブ
ロック（３）の横片側部分の横側に冷却風圧送路（16）
を隣接して設け、冷却風入口通路（19）を冷却風圧送通
路（16）からヘッドブロック（３）内の冷却風通路（2
0）に向けて横向きに導入し、吸気ポート（９）と排気ポート（10）のうち、いずれか
一方のポート（９）をその弁口（11）から上方に導出す
るとともに、他方のポート（10）をその弁口（12）から
冷却風入口通路（19）とは左右方向反対側に横向きに導
出した、ことを特徴とする多気筒空冷エンジンのヘッド
冷却装置。
【請求項２】請求項１に記載した多気筒空冷エンジンの
ヘッド冷却装置において、吸気ポート（９）をその弁口
（11）から上方に導出するとともに、排気ポート（10）
をその弁口（12）から冷却風入口通路（19）とは左右方
向反対側に横向きに導出した、ことを特徴とする多気筒
空冷エンジンのヘッド冷却装置。
【請求項３】請求項１に記載した多気筒空冷エンジンの
ヘッド冷却装置において、吸気ポート（９）と排気ポー
ト（10）のうち、いずれか一方のポート（９）をその弁
口（11）から上方に導出するとともに、他方のポート
（10）をその弁口（12）から冷却風入口通路（19）とは
左右方向反対側に横向きに導出したことに代えて、吸気ポート（９）と排気ポート（10）の双方を各弁口
（11）（12）から上方に導出した、ことを特徴とする多
気筒空冷エンジンのヘッド冷却装置。