JP2015059492A - Cylinder head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンダヘッドに関する。 The present invention relates to a cylinder head.
特許文献1のシリンダヘッドは、4本の排気通路と、4本の排気通路のうちの2本の排気通路を合流させる第1合流部と、4本の排気通路のうちの残りの2本の排気通路を合流させる第2合流部とを有している。第1合流部および第2合流部は、間隔を空けて並べられている。 The cylinder head of Patent Document 1 includes four exhaust passages, a first merging portion for joining two exhaust passages of the four exhaust passages, and the remaining two of the four exhaust passages. And a second merging portion that merges the exhaust passages. The 1st junction part and the 2nd junction part are arranged at intervals.
また、シリンダヘッドには、4本の排気通路および各合流部を冷却する上側冷却ジャケットおよび下側冷却ジャケットが形成されている。下側冷却ジャケットには、中間冷却ジャケットが形成されている。中間冷却ジャケットは、シリンダヘッドにおいて各合流部の間に形成されている。各排気通路、各合流部、および、各冷却ジャケットは、中子を用いた鋳造により形成されている。 Further, the cylinder head is formed with four exhaust passages and an upper cooling jacket and a lower cooling jacket for cooling each merging portion. An intermediate cooling jacket is formed on the lower cooling jacket. The intermediate cooling jacket is formed between the merging portions in the cylinder head. Each exhaust passage, each junction, and each cooling jacket are formed by casting using a core.
上記各合流部は、各排気通路の排気が合流するため、温度が高くなる。このため、シリンダヘッドが高温化しやすい。
一方、特許文献1のシリンダヘッドは、中間冷却ジャケットを形成するための中子が折れることを防止するため、中子を大きく形成している。このため、中間冷却ジャケットの通路断面積が大きくなる。このため、下側冷却ジャケットから中間冷却ジャケットに流入する冷却水の流速が低くなる。このため、中間冷却ジャケット内の冷却水が循環しにくくなり、中間冷却ジャケットを設けていてもシリンダヘッドを効率よく冷却できないおそれがある。このため、シリンダヘッドの高温化が抑制されにくい。
The temperature of each merging portion is high because the exhaust gas from the respective exhaust passages merges. For this reason, the temperature of the cylinder head tends to increase.
On the other hand, the cylinder head of Patent Document 1 has a large core for preventing the core for forming the intermediate cooling jacket from being broken. For this reason, the passage cross-sectional area of the intermediate cooling jacket is increased. For this reason, the flow rate of the cooling water flowing into the intermediate cooling jacket from the lower cooling jacket is reduced. For this reason, it becomes difficult for the cooling water in the intermediate cooling jacket to circulate, and the cylinder head may not be efficiently cooled even if the intermediate cooling jacket is provided. For this reason, it is difficult to suppress the high temperature of the cylinder head.
本発明は、高温化の抑制が可能なシリンダヘッドを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the cylinder head which can suppress high temperature.
本シリンダヘッドは、排気ポートを介して排出される排気を流通させる複数の排気通路と、前記複数の排気通路のうちの一部の排気通路を合流させる第1合流部と、前記第1合流部と間隔を空けて並べられ、前記複数の排気通路のうちの残りの排気通路を合流させる第2合流部と、前記第1合流部と前記第2合流部との間の隔壁内に形成された中間冷却ジャケットと、ドリルを用いた加工により前記隔壁に形成され、前記中間冷却ジャケットに連通する連通路とを有する。 The cylinder head includes a plurality of exhaust passages through which exhaust discharged through an exhaust port is circulated, a first merging portion that joins some of the exhaust passages, and the first merging portion And formed in a partition wall between the second merging portion that joins the remaining exhaust passages of the plurality of exhaust passages, and the first merging portion and the second merging portion. An intermediate cooling jacket, and a communication passage formed in the partition wall by processing using a drill and communicating with the intermediate cooling jacket.
ドリルを用いた加工により形成された連通路は、中子により形成された通路と比較して、通路断面積を小さくすることができる。このため、連通路内を流通する冷却水の流速が高くなる。このため、連通路から導入された冷却水は中間冷却ジャケットに勢いよく流れ込むようになる。これにより、中間冷却ジャケット内の冷却水の流速が高くなる。このため、中間冷却ジャケット内の冷却水が循環しやすくなる。これにより、中間冷却ジャケット内を流れる冷却水によって隔壁を効率よく冷却することができる。したがって、シリンダヘッドの高温化が抑制される。 The communication passage formed by processing using a drill can have a smaller passage cross-sectional area than the passage formed by the core. For this reason, the flow rate of the cooling water flowing through the communication path is increased. For this reason, the cooling water introduced from the communication passage flows into the intermediate cooling jacket vigorously. This increases the flow rate of the cooling water in the intermediate cooling jacket. For this reason, it becomes easy to circulate the cooling water in the intermediate cooling jacket. Thereby, a partition can be efficiently cooled with the cooling water which flows in the inside cooling jacket. Therefore, high temperature of the cylinder head is suppressed.
図1および図2を参照して、シリンダヘッド1の構成について説明する。
シリンダヘッド1は、ツインスクロール式の過給機(図示略)が設けられた直列4気筒の内燃機関(図示略)に取り付けられている。図1に示されるように、シリンダヘッド1は、排気が流通する排気マニホールド20を一体化している。
The configuration of the cylinder head 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The cylinder head 1 is attached to an in-line four-cylinder internal combustion engine (not shown) provided with a twin scroll type supercharger (not shown). As shown in FIG. 1, the cylinder head 1 is integrated with an exhaust manifold 20 through which exhaust flows.
シリンダヘッド1は、排気マニホールド20に加え、ヘッド本体10、下側冷却ジャケット13、中間冷却ジャケット14、および、上側冷却ジャケット15を有している。
排気マニホールド20は、4本の排気通路21、第1合流部22、および、第2合流部23を有している。
In addition to the exhaust manifold 20, the cylinder head 1 has a head body 10, a lower cooling jacket 13, an intermediate cooling jacket 14, and an upper cooling jacket 15.
The exhaust manifold 20 has four exhaust passages 21, a first joining portion 22, and a second joining portion 23.
各排気通路21の上流側には、分岐部21Aが形成されている。分岐部21Aは、排気ポート(図示略)に接続されている。分岐部21Aは、各排気通路21を2つに分岐している。第1合流部22は、4本の排気通路21のうちの2本の排気通路21の下流側を合流している。第2合流部23は、4本の排気通路21のうちの残りの2本の排気通路21の下流側を合流している。第2合流部23は、第1合流部22と間隔を空けて並べられている。 A branch portion 21 </ b> A is formed on the upstream side of each exhaust passage 21. The branch portion 21A is connected to an exhaust port (not shown). The branch portion 21A branches each exhaust passage 21 into two. The first joining part 22 joins the downstream side of the two exhaust passages 21 of the four exhaust passages 21. The second joining portion 23 joins the downstream side of the remaining two exhaust passages 21 of the four exhaust passages 21. The second merging portion 23 is arranged with a gap from the first merging portion 22.
図2(a)に示されるように、ヘッド本体10は、隔壁11を有している。隔壁11は、各合流部22,23の間の部分を構成している。また、ヘッド本体10は、取付面12を有している。取付面12には、各合流部22,23が開口している。取付面12には、ガスケット(図示略)を介して過給機が取り付けられている。 As shown in FIG. 2A, the head main body 10 has a partition wall 11. The partition wall 11 constitutes a portion between the joining portions 22 and 23. The head main body 10 has a mounting surface 12. In the mounting surface 12, the junctions 22 and 23 are open. A supercharger is attached to the attachment surface 12 via a gasket (not shown).
下側冷却ジャケット13は、ヘッド本体10において各排気通路21の下側の部分に形成されている。図1に示されるように、下側冷却ジャケット13は、各排気通路21を下側から覆っている。下側冷却ジャケット13には、内燃機関を冷却する冷却水がシリンダブロックの冷却水路(図示略)から供給されている。 The lower cooling jacket 13 is formed in the lower portion of each exhaust passage 21 in the head body 10. As shown in FIG. 1, the lower cooling jacket 13 covers each exhaust passage 21 from the lower side. The lower cooling jacket 13 is supplied with cooling water for cooling the internal combustion engine from a cooling water passage (not shown) of the cylinder block.
図2(a)に示されるように、中間冷却ジャケット14は、隔壁11に形成されている。図1に示されるように、中間冷却ジャケット14は、第1合流部22を下側から覆い、かつ第2合流部23を上側から覆っている。中間冷却ジャケット14は、各排気通路21が配列される方向に延びている。 As shown in FIG. 2A, the intermediate cooling jacket 14 is formed in the partition wall 11. As shown in FIG. 1, the intermediate cooling jacket 14 covers the first junction 22 from the lower side and the second junction 23 from the upper side. The intermediate cooling jacket 14 extends in the direction in which the exhaust passages 21 are arranged.
図2(a)に示されるように、上側冷却ジャケット15は、ヘッド本体10において各排気通路21の上側の部分に形成されている。図1に示されるように、上側冷却ジャケット15は、各排気通路21を上側から覆っている。上側冷却ジャケット15は、下側冷却ジャケット13と連通している。上側冷却ジャケット15には、下側冷却ジャケット13から冷却水が供給されている。 As shown in FIG. 2A, the upper cooling jacket 15 is formed in the upper portion of each exhaust passage 21 in the head body 10. As shown in FIG. 1, the upper cooling jacket 15 covers each exhaust passage 21 from above. The upper cooling jacket 15 communicates with the lower cooling jacket 13. Cooling water is supplied to the upper cooling jacket 15 from the lower cooling jacket 13.
次に、図2を参照して、隔壁11の内部構成について説明する。
図2(b)に示されるように、隔壁11には、2個の連通路16が形成されている。2個の連通路16は、中間冷却ジャケット14が延びる方向において間隔を空けて形成されている。連通路16は、下側冷却ジャケット13と中間冷却ジャケット14とを連通している。下側冷却ジャケット13の冷却水は、連通路16を介して中間冷却ジャケット14に供給されている。図2(a)に示されるように、連通路16は、取付面12を構成する端壁11Aに向けて直線状に形成されている。連通路16の出口は、端壁11Aに対向している。連通路16は、シリンダヘッド1の成形後にドリルを用いた穴あけ加工により形成されている。
Next, the internal configuration of the partition wall 11 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2B, two communication paths 16 are formed in the partition wall 11. The two communication passages 16 are formed with an interval in the direction in which the intermediate cooling jacket 14 extends. The communication path 16 communicates the lower cooling jacket 13 and the intermediate cooling jacket 14. The cooling water in the lower cooling jacket 13 is supplied to the intermediate cooling jacket 14 via the communication path 16. As shown in FIG. 2A, the communication path 16 is formed linearly toward the end wall 11 </ b> A that constitutes the mounting surface 12. The outlet of the communication path 16 faces the end wall 11A. The communication path 16 is formed by drilling using a drill after forming the cylinder head 1.
図2を参照して、本実施形態のシリンダヘッド1の作用および効果について説明する。
シリンダヘッド1が高温化した場合、各合流部22,23の開口部において亀裂が発生したり、過給機と取付面12との間のガスケットの吹き抜けが発生したりするおそれがある。
With reference to FIG. 2, the operation and effect of the cylinder head 1 of the present embodiment will be described.
When the temperature of the cylinder head 1 is increased, cracks may occur in the openings of the merging portions 22 and 23, or a gasket may blow through between the supercharger and the mounting surface 12.
そこで、シリンダヘッド1を冷却するため、中間冷却ジャケット14と中間冷却ジャケット14に冷却水を導く連通路16とが隔壁11に形成されている。連通路16は、ドリルの穴あけ加工により形成されているため、中子を用いた鋳造により形成された連通路(以下、「比較連通路」)と比較して、通路断面積が小さくなる。このため、連通路16を通過する冷却水の流速は、比較連通路を通過する冷却水の流速よりも高い。したがって、連通路16を通過する冷却水は、比較連通路を通過する冷却水と比較して、中間冷却ジャケット14に勢いよく流れ込む。このため、中間冷却ジャケット14内の冷却水の流速が高くなる。これにより、中間冷却ジャケット14内の冷却水が循環しやすくなるため、中間冷却ジャケット14内を流れる冷却水によって隔壁11を効率よく冷却することができる。 Therefore, in order to cool the cylinder head 1, an intermediate cooling jacket 14 and a communication passage 16 that guides cooling water to the intermediate cooling jacket 14 are formed in the partition wall 11. Since the communication passage 16 is formed by drilling a drill, the passage cross-sectional area is smaller than a communication passage formed by casting using a core (hereinafter referred to as “comparison communication passage”). For this reason, the flow rate of the cooling water passing through the communication passage 16 is higher than the flow rate of the cooling water passing through the comparison communication passage. Therefore, the cooling water that passes through the communication passage 16 flows into the intermediate cooling jacket 14 more vigorously than the cooling water that passes through the comparison communication passage. For this reason, the flow rate of the cooling water in the intermediate cooling jacket 14 is increased. Thereby, since the cooling water in the intermediate cooling jacket 14 is easily circulated, the partition wall 11 can be efficiently cooled by the cooling water flowing in the intermediate cooling jacket 14.
また、図2(b)に示されるように、連通路16内の冷却水は、隔壁11において連通路16の出口と対向する端壁11Aに衝突する。これにより、端壁11Aが冷却される。端壁11Aは、取付面12を構成するため、取付面12がより効果的に冷却される。 In addition, as shown in FIG. 2B, the cooling water in the communication path 16 collides with the end wall 11 </ b> A that faces the outlet of the communication path 16 in the partition wall 11. Thereby, the end wall 11A is cooled. Since end wall 11A constitutes attachment surface 12, attachment surface 12 is cooled more effectively.
なお、本実施形態のシリンダヘッド1は、例えば以下のように変更することもできる。
・連通路16は、下側冷却ジャケット13に代えて、内燃機関の他の冷却水路(図示略)に接続することもできる。特に、連通路16は、下側冷却ジャケット13内の冷却水の温度よりも低い冷却水を有する冷却水路(図示略)に接続することが好ましい。また、連通路16は、下側冷却ジャケット13内の冷却水の流速よりも高い流速を有する冷却水路(図示略)に接続することが好ましい。
In addition, the cylinder head 1 of this embodiment can also be changed as follows, for example.
The communication passage 16 can be connected to another cooling water channel (not shown) of the internal combustion engine instead of the lower cooling jacket 13. In particular, the communication path 16 is preferably connected to a cooling water channel (not shown) having cooling water lower than the temperature of the cooling water in the lower cooling jacket 13. The communication passage 16 is preferably connected to a cooling water passage (not shown) having a higher flow rate than the flow rate of the cooling water in the lower cooling jacket 13.
1…シリンダヘッド、10…ヘッド本体、11…隔壁、11A…端壁、12…取付面、13…下側冷却ジャケット、14…中間冷却ジャケット、15…上側冷却ジャケット、16…連通路、20…排気マニホールド、21…排気通路、21A…分岐部、22…第1合流部、23…第2合流部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head, 10 ... Head main body, 11 ... Partition wall, 11A ... End wall, 12 ... Mounting surface, 13 ... Lower cooling jacket, 14 ... Intermediate cooling jacket, 15 ... Upper cooling jacket, 16 ... Communication path, 20 ... Exhaust manifold, 21 ... exhaust passage, 21A ... branch portion, 22 ... first merging portion, 23 ... second merging portion.
Claims (1)
前記複数の排気通路のうちの一部の排気通路を合流させる第1合流部と、
前記第1合流部と間隔を空けて並べられ、前記複数の排気通路のうちの残りの排気通路を合流させる第2合流部と、
前記第1合流部と前記第2合流部との間の隔壁内に形成された中間冷却ジャケットと、
ドリルを用いた加工により前記隔壁に形成され、前記中間冷却ジャケットに連通する連通路と
を有する
シリンダヘッド。 A plurality of exhaust passages through which the exhaust exhausted through the exhaust port circulates;
A first merging section that merges some of the plurality of exhaust passages;
A second merging portion that is arranged at an interval from the first merging portion and merges the remaining exhaust passages of the plurality of exhaust passages;
An intermediate cooling jacket formed in a partition wall between the first merging portion and the second merging portion;
And a communication passage formed in the partition wall by processing using a drill and communicating with the intermediate cooling jacket.
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