JP2012149581A

JP2012149581A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2012149581A
Application number: JP2011009465A
Authority: JP
Inventors: Wataru Mimoda; 渉三百田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】耐ノック性を向上させて燃費を有効に向上させ得る内燃機関を提供する。
【解決手段】本発明に係る内燃機関は、シリンダヘッド１の水室１７の上壁１３から突出した対をなすリブすなわち第三リブ２７及び第四リブ２９を冷却水Ｗの移動方向に対向させて燃焼室５の前後に設け、第三リブ２７及び第四リブ２９が、突出端３５、３９における燃焼室５の中心に近接した箇所を窪ませて形成した窪み部３７、４１を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却水の水流が所定方向に流動するように構成されたシリンダヘッドを具備する内燃機関に関するものである。

従来、複数のシリンダが一体に形成されて冷却水の水流が所定方向に流動するように構成されたシリンダヘッドを具備する内燃機関が種々提案されている(例えば、特許文献１参照)。当該特許文献に記載のものは、冷却水が流れる水室内に壁面を突出させて形成した制御リブを設けることにより、冷却水の流れを促すようにしたものである。

しかしながら、上記特許文献に記載したものを含め、これまでの内燃機関における水室内の冷却水の流れ方では、全体的には燃焼室の温度を低減させることができるものの、点火プラグ及び当該点火プラグが配されている燃焼室の中心の温度が高くなってしまった場合には、やはりノッキングを起こす可能性が高くなってしまうことになる。これまではこのようにして起こるノッキングの可能性を勘案して圧縮比を設定していたために、圧縮比を高めることができていないのが現状であった。

特開２００３−２８６８９６号公報

本発明は、上述したように燃焼室の中心付近の温度を低減させることに着目したものであり、耐ノック性能を向上させることで圧縮比を高め得るようにして燃費を有効に向上させることができる内燃機関を提供することを目的としている。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち本発明に係る内燃機関は、冷却水が前後方向に移動する際に水室内を流動するシリンダヘッドを具備する内燃機関であって、水室の壁から突出した対をなすリブを冷却水の移動方向に対向させて燃焼室の前後に設け、前記リブが、突出縁における燃焼室の中心に近接した箇所を窪ませて形成した窪み部を有することを特徴とする。

このようなものであれば、燃焼室の中心の冷却水の流量を増加させることで特に燃焼室中心付近の温度並びに燃料室の中心に取り付けられている点火プラグの温度を有効に低減することができる。これにより、耐ノック性を向上させることで圧縮比を高めることができ、ひいては内燃機関の燃費を有効に向上させることができる。

また、燃焼室の中心付近の冷却水の流れをさらに促すようにするためには、上記のリブを、燃焼室の中心に向けて近接するように湾曲させておくことが好ましい。

本発明によれば、耐ノック性を向上させることで圧縮比を高めることができ、ひいては内燃機関の燃費を有効に向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドの中央正断面図。同実施形態に係る構成説明図。図２に係るＩ−Ｉ線端面図。図２に係るＩＩ−ＩＩ線端面図。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお図１及び図２においては、冷却水Ｗが流動する挙動を太矢印で模式的に示している。

本実施形態に係る内燃機関が有しているシリンダヘッド１は、図１及び図２に示すように、例えば直列二気筒エンジンである内燃機関に適用されるもので、その上部には動弁機構が配設されるオイルジャケット３が設けられている。シリンダヘッド１の下部には、その下面に形成された燃焼室５に臨むように、各燃焼室５の中心に点火プラグ装着穴７が形成されている。そして当該点火プラグ装着穴７の一方には一対の排気弁口９、他方には吸気弁口１１が形成されている。排気弁口９はシリンダヘッド１の下部にその一側面を開口するように形成された図示しない排気ポートに接続される。また吸気弁口１１も同じくシリンダヘッド１の下部にその他側面に開口するように形成された図示しない吸気ポートに接続される。そしてシリンダヘッド１の下部においては、オイルジャケット３からは上壁１３を介して、燃焼室５上部からは下壁１５を介して水室１７が形成されている。この水室１７内を冷却水Ｗが前後方向に移動しながら適宜流動することにより、冷却水Ｗは、燃焼室５上部及びオイルジャケット３を冷却し得るものとなっている。

この水室１７は、冷却水導入口１９と、冷却水排出口２１と、上壁１３から垂下するように突出させて設けた四つのリブ２３、２５、２７、２９、すなわち前側から順に第一リブ２３、第二リブ２５、第三リブ２７及び第四リブ２９を有するものとしている。なお本実施形態では説明の便宜上、冷却水Ｗが移動する冷却水導入口１９から冷却水排出口２１へと向かう方向を前後方向と記すものとし、冷却水導入口１９側を前側、冷却水排出口２１側を後側として記載している。

第一リブ２３は、図２に示すように、冷却水導入口１９近傍に斜め方向に延出させて設けられるとともに、その突出した突出端３１の高さが後方になるにつれて漸次低く形成した傾斜突出端３３が形成されている。

第二リブ２５は、図２に示すように、前側の燃焼室５の中央に近接するように湾曲させて設けられている。またこの第二リブ２５は他の３つのリブに比べて長さ寸法が短く設定されている。

しかして本実施形態に係る内燃機関は、シリンダヘッド１の水室１７の壁である上壁１３から突出した対をなすリブすなわち第三リブ２７及び第四リブ２９を冷却水Ｗの移動方向に対向させて燃焼室５の前後に設け、第三リブ２７及び第四リブ２９が、突出端３５、３９における燃焼室５の中心に近接した箇所を窪ませて形成した窪み部３７、４１を有することを特徴とする。以下、本発明に係る対をなすリブである第三リブ２７及び第四リブ２９の具体的な構成について説明する。

第三リブ２７は、図２乃至図４に示すように、後方の燃焼室５の中心つまり点火プラグ装着穴７よりも前側に前後方向に直交する方向に延出して形成されている。また第三リブ２７の中間部分は、燃焼室５の中心に向けて近接するように湾曲するように形成されている。第三リブ２７が突出する突出端３５において最も点火プラグ装着穴７に近接した箇所には、突出高さが低く設定された窪み部３７が形成されている。

第四リブ２９は、図２乃至図４に示すように、後方の燃焼室５の中心つまり点火プラグ装着穴７よりも後ろ側に前後方向に直交する方向に延出して形成されている。この第四リブ２９の中間部分も前記第三リブ２７同様に燃焼室５の中心に向けて近接するように湾曲するように形成されている。第四リブ２９が突出する突出端３９において最も点火プラグ装着穴７に近接した箇所には、突出高さが低く設定された窪み部４１が形成されている。

続いて、上述した四つのリブ２３、２５、２７、２９を形成したことによって起こる冷却水Ｗの流動について、図１及び図２を参照して説明するが、当該流動は勿論、図示しない吸気弁、排気弁等が取り付けられた状態での流動であることは言うまでもない。

まず、冷却水導入口１９から導入された冷却水Ｗは、第一リブ２３によって点火プラグ装着穴７へ向けて勢い良く流れながら排気弁口９、吸気弁口１１へも適宜分散する。そして点火プラグ装着穴７近傍を通過した冷却水Ｗは第二リブ２５に一時的に阻まれることにより、点火プラグ装着穴７の外面及び燃焼室５の中心部分と第二リブ２５との間では冷却水Ｗが勢い良く渦巻くように対流することにより、点火プラグ及び燃焼室５の中心は速やかに冷却される。

そして前側の燃焼室５上を通過した冷却水Ｗは第三リブ２７によって第三リブ２７における後方へ湾曲した箇所に集中する。そして、この後方へ湾曲した箇所には窪み部３７が設けてあるので、冷却水Ｗは当該窪み部３７から勢い良く後側の点火プラグ装着穴７へ向けて流れ込み、点火プラグ装着穴７の外面及び後側の燃焼室５の中心部分と第三リブ２７との間では再び、冷却水Ｗが勢い良く渦巻くように対流することになる。これにより、点火プラグ及び燃焼室５の中心は速やかに冷却される。

さらに第３リブを通過した冷却水Ｗは点火プラグ装着穴７を通過し、続いて第四リブ２９によって一時的に阻まれることになる。そして点火プラグ装着穴７の外面及び燃焼室５の中心と第四リブ２９との間でも冷却水Ｗは勢い良く渦巻くように対流する。しかる後に冷却水Ｗは第四リブ２９に形成された窪み部から冷却水排出口２１へ向けて速やかに流されることにより、後側の燃焼室５の中心部分及び点火プラグ装着穴７と第四リブ２９との間の水流がより促される。これにより、点火プラグ装着穴７及び燃焼室５の中心はここでも速やかに冷却されることになる。

以上のような構成とすることにより、本実施形態に係るシリンダヘッド１を有する内燃機関は、一度は水室１７内を隈無く流れた冷却水Ｗも好適に燃焼室５の中心に集中するように構成しているので、燃焼室５の中心を流れる冷却水Ｗの流量を有効に増加させることができた。これにより、特に燃焼室５中心付近の温度並びに燃料室５の中心に取り付けられている点火プラグの温度を有効に低減し得るものとなっている。斯かる構成により、内燃機関の耐ノック性を向上させることで圧縮比を高く設定することができる。そしてその結果、燃費を有効に向上させた内燃機関の実現に資するものとなっている。

また、燃焼室５の中心付近の冷却水Ｗの流れをさらに促すようにするために本実施形態では、上記の第三リブ２７及び第四リブ２９を、燃焼室５の中心に向けて近接するように湾曲させた形状としている。これにより、燃焼室５の中心部分つまり点火プラグ近傍における冷却水Ｗの流れをより促すことにより、より冷却効果を高め得たものとなっている。

加えて本実施形態では、上記四つのリブ２３、２５、２７、２９をオイルジャケット３を覆う上壁１３に設けているので、点火プラグ及び燃焼室５のみならず、オイルジャケット３の冷却にもいっそう資するものとなっている。つまり、オイルジャケット３内の潤滑油の熱を積極的に放出することができ、潤滑油温度の上昇を有効に防ぎ得るものとなっている。さらに本実施形態では、この四つのリブ２３、２５、２７、２９を形成することにより、シリンダヘッド１自体の剛性も有効に向上している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、上記実施形態では上壁にリブを設けた態様を開示したが、勿論、下壁に設けたものや、上壁及び下壁の両方にリブを設けたものであってもよい。また上記実施形態では、燃焼室の上方に水室を配置した二気筒の内燃機関を開示したが、例えば燃焼室と水室とを水平方向や傾斜方向に配置した内燃機関や、二気筒よりも多気筒の内燃機関であっても良い。またリブの具体的形状や窪み部の窪み深さ、数といった具体的な態様は上記実施形態のものに限定されることはなく、既存のものを含め、種々の態様のものを適用することができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は冷却水の水流が所定方向に流動するように構成されたシリンダヘッドを有する内燃機関として利用することができる。

１…シリンダヘッド
５…燃焼室
１３…壁（上壁）
１７…水室
２７…リブ（第三リブ）
２９…リブ（第四リブ）
３７、４１…窪み部
３５、３９…突出端
Ｗ…冷却水

Claims

冷却水が前後方向に移動する際に水室内を流動するシリンダヘッドを具備する内燃機関であって、
水室の壁から突出した対をなすリブを冷却水の移動方向に対向させて燃焼室の前後に設け、
前記リブが、突出縁における燃焼室の中心に近接した箇所を窪ませて形成した窪み部を有することを特徴とする内燃機関。
前記リブが、燃焼室の中心に向けて近接するように湾曲させたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関。