JP2002115601A - Exhaust port structure for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust port structure for internal combustion engine

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JP2002115601A
JP2002115601A JP2000313102A JP2000313102A JP2002115601A JP 2002115601 A JP2002115601 A JP 2002115601A JP 2000313102 A JP2000313102 A JP 2000313102A JP 2000313102 A JP2000313102 A JP 2000313102A JP 2002115601 A JP2002115601 A JP 2002115601A
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JP
Japan
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exhaust port
cylinder head
exhaust
upstream
downstream
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Japanese (ja)
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Masahiko Minemi
正彦 峰見
Atsushi Baba
淳 馬場
Masakatsu Miyao
正勝 宮尾
Kimiko Fujisawa
輝美子 藤沢
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reconcile the durability of an exhaust port of an internal combustion engine and the effective use of exhaust gas energy. SOLUTION: The exhaust port 17 provided in a cylinder head 12 is divided into an upstream exhaust port 29 and a downstream exhaust port 30, and the upstream exhaust port 29 extending from a combustion chamber 14 beyond a valve stem 24a of an exhaust valve 24 is made directly in a cylinder head body 31 and the downstream exhaust port 30 ranging over the upstream exhaust port 29 and opening to a side face 31a of the cylinder head body 31 is constructed by a separate member from the cylinder head body 31 and supported by the cylinder head body 31 via a heat insulating material 35 and heat insulating spaces 37, 38. A water jacket 45 for the cylinder head body 31 is provided around the upstream exhaust port 29 except around the downstream exhaust port 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダヘッドの
内部に設けられた排気ポートが上流側排気ポートおよび
下流側排気ポートから構成された内燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine in which an exhaust port provided inside a cylinder head comprises an upstream exhaust port and a downstream exhaust port.

【0002】[0002]

【従来の技術】実開昭59−174308号公報には、
内燃機関の排気ガスで液相作動媒体を加熱して蒸気を発
生させる蒸発器と、蒸発器で発生した蒸気で駆動される
膨張機と、膨張機を通過した蒸気を冷却して液相作動媒
体に戻す凝縮器と、凝縮器からの液相作動媒体を加圧し
て蒸発器に供給する供給ポンプとを備えたランキンサイ
クル装置において、供給ポンプから蒸発器に供給される
液相作動媒体を内燃機関のシリンダヘッドおよびシリン
ダブロックの内部を通過させて熱交換を行わせることに
より、液相作動媒体の予熱および内燃機関の冷却を図る
ものが記載されている。
2. Description of the Related Art Japanese Utility Model Publication No. 59-174308 discloses that
An evaporator that heats the liquid-phase working medium with exhaust gas of the internal combustion engine to generate steam, an expander driven by the steam generated by the evaporator, and a liquid-phase working medium that cools the steam that has passed through the expander And a supply pump that pressurizes the liquid-phase working medium from the condenser and supplies the pressurized liquid-phase working medium to the evaporator. Describes a method of preheating a liquid-phase working medium and cooling an internal combustion engine by passing heat through a cylinder head and a cylinder block.

【0003】また特開平5−256191号公報には、
内燃機関の排気ポートの内面を炭化珪素、アルミナおよ
びアルミニウムを主体とする排気通路ライナーで覆い、
その排気ガスと接する面にムライト層を形成することに
より、排気通路ライナーの靱性、耐熱性および断熱性を
向上させたものが記載されている。
[0003] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-256191 discloses that
Covering the inner surface of the exhaust port of the internal combustion engine with an exhaust passage liner mainly composed of silicon carbide, alumina and aluminum,
It describes that a mullite layer is formed on the surface in contact with the exhaust gas to improve the toughness, heat resistance and heat insulation of the exhaust passage liner.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記実開昭5
9−174308号公報に記載されたランキンサイクル
装置の如く内燃機関の排気ガスのエネルギーを利用する
ものでは、排気ガスの温度をできるだけ高温に保ったま
ま蒸発器に供給することが望ましい。この要請を満たす
ために排気ポートを断熱材で覆い、かつウオータジャケ
ットを循環する冷却水による冷却効果を弱めると、特に
燃焼室に近い部分で排気ポートが高温に晒されて変形し
易くなり、その耐久性を低下させる原因となる。
SUMMARY OF THE INVENTION By the way, the above-mentioned actual opening 5
In a system utilizing the energy of exhaust gas of an internal combustion engine, such as the Rankine cycle device described in JP-A-9-174308, it is desirable to supply the exhaust gas to the evaporator while keeping the temperature of the exhaust gas as high as possible. In order to satisfy this requirement, if the exhaust port is covered with heat insulating material and the cooling effect of the cooling water circulating in the water jacket is weakened, the exhaust port is exposed to high temperature, particularly in a portion close to the combustion chamber, and is easily deformed. This may cause a decrease in durability.

【0005】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、内燃機関の排気ポートの耐久性と排気ガスのエネル
ギーの有効利用とを両立させることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to achieve both durability of an exhaust port of an internal combustion engine and effective use of energy of exhaust gas.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に記載された発明によれば、シリンダヘッ
ドの内部に設けられた排気ポートが上流側排気ポートお
よび下流側排気ポートから構成され、燃焼室から排気バ
ルブのバルブステムを越える位置まで延びる上流側排気
ポートはシリンダヘッド本体に直接穿設され、上流側排
気ポートに連なってシリンダヘッド本体の側面に開口す
る下流側排気ポートは、シリンダヘッド本体と別部材で
構成されて断熱層を介してシリンダヘッド本体に支持さ
れ、シリンダヘッドの冷却手段は上流側排気ポートの周
囲に設けられたことを特徴とする内燃機関の排気ポート
構造が提案される。
According to the first aspect of the present invention, an exhaust port provided inside a cylinder head is connected to an upstream exhaust port and a downstream exhaust port. An upstream exhaust port extending from the combustion chamber to a position beyond the valve stem of the exhaust valve is directly formed in the cylinder head main body, and a downstream exhaust port connected to the upstream exhaust port and opening on the side surface of the cylinder head main body is provided. An exhaust port structure for an internal combustion engine, comprising a separate member from the cylinder head body, supported by the cylinder head body via a heat insulating layer, and cooling means for the cylinder head provided around the upstream exhaust port. Is proposed.

【0007】上記構成によれば、上流側排気ポート、つ
まり燃焼室から排気バルブのバルブステムを越える位置
までがシリンダヘッド本体に直接穿設されており、かつ
シリンダヘッドの冷却手段が上流側排気ポートの周囲に
設けられているので、排気ポートの最も高温の排気ガス
に晒される部分の剛性および冷却効果を高めて耐久性を
向上させることができる。また下流側排気ポート、つま
り上流側排気ポートに連なってシリンダヘッド本体の側
面に開口する部分が、シリンダヘッド本体と別部材で構
成されて断熱層を介してシリンダヘッド本体に支持され
ており、かつ該下流側排気ポートの周囲には冷却手段が
設けられていないので、上流側排気ポートを通過する際
に若干温度低下した排気ガスが下流側排気ポートを通過
する間に更に温度低下するのを最小限に抑えることがで
きる。このように、上流側排気ポートでは積極的な冷却
を行って耐久性を確保し、下流側排気ポートでは断熱を
行って排気ガスの温度低下を抑制することにより、排気
ポートの耐久性と排気ガスのエネルギーの有効利用とを
両立させることが可能となる。
According to the above construction, the upstream exhaust port, that is, from the combustion chamber to a position beyond the valve stem of the exhaust valve is directly formed in the cylinder head body, and the cooling means for the cylinder head is provided with the upstream exhaust port. , The rigidity and cooling effect of the portion of the exhaust port exposed to the hottest exhaust gas can be enhanced, and the durability can be improved. Also, a downstream exhaust port, that is, a portion that opens to the side surface of the cylinder head main body connected to the upstream exhaust port is formed of a separate member from the cylinder head main body, is supported by the cylinder head main body via a heat insulating layer, and Since no cooling means is provided around the downstream exhaust port, it is possible to minimize the temperature of the exhaust gas that has decreased slightly when passing through the upstream exhaust port and further decrease while passing through the downstream exhaust port. Can be minimized. In this way, the upstream exhaust port performs active cooling to ensure durability, and the downstream exhaust port performs heat insulation to suppress a decrease in exhaust gas temperature, thereby improving exhaust port durability and exhaust gas. Energy can be effectively used at the same time.

【0008】また請求項2に記載された発明によれば、
請求項1の構成に加えて、シリンダヘッドの冷却手段は
少なくとも排気バルブの周囲に設けられたことを特徴と
する内燃機関の排気ポート構造が提案される。
According to the invention described in claim 2,
In addition to the structure of claim 1, an exhaust port structure for an internal combustion engine is proposed, wherein the cooling means for the cylinder head is provided at least around the exhaust valve.

【0009】上記構成によれば、シリンダヘッドの冷却
手段が排気バルブの周囲に設けられるので、高温の排気
ガスに晒される排気バルブの耐久性を向上させることが
できる。
According to the above configuration, since the cooling means for the cylinder head is provided around the exhaust valve, the durability of the exhaust valve exposed to high-temperature exhaust gas can be improved.

【0010】尚、実施例の断熱材35、第1断熱空間3
7および第2断熱空間38は本発明の断熱層に対応し、
実施例のウオータジャケット44および冷却オイル通路
47は本発明の冷却手段に対応する。
The heat insulating material 35 of the embodiment, the first heat insulating space 3
7 and the second heat insulating space 38 correspond to the heat insulating layer of the present invention,
The water jacket 44 and the cooling oil passage 47 of the embodiment correspond to the cooling means of the present invention.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.

【0012】図1〜図3は本発明の一実施例を示すもの
で、図1はランキンサイクル装置の全体構成を示す図、
図2は図1の要部拡大図(図3の2−2線断面図)、図
3は図2の3−3線断面図である。
1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a view showing the overall configuration of a Rankine cycle device.
2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1 (a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 3), and FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG.

【0013】図1に示すように、内燃機関1の排気ガス
の熱エネルギーを回収して機械エネルギーを出力するラ
ンキンサイクル装置2は、内燃機関1の排気ガスを熱源
として水を加熱することにより高温高圧蒸気を発生させ
る蒸発器3と、その高温高圧蒸気の膨張によって軸トル
クを出力する膨張機4と、その膨張機4から排出された
降温降圧蒸気を冷却して液化する凝縮器5と、凝縮器5
から排出された水を加圧して再び蒸発器3に供給する供
給ポンプ6とを有する。本実施例では排気ガスの流れ方
向に見て蒸発器3の下流側に排気ガス浄化装置7が一体
に形成され、その下流側に排気管8が接続される。
As shown in FIG. 1, a Rankine cycle device 2 that recovers thermal energy of exhaust gas of an internal combustion engine 1 and outputs mechanical energy has a high temperature by heating water using the exhaust gas of the internal combustion engine 1 as a heat source. An evaporator 3 for generating high-pressure steam, an expander 4 for outputting an axial torque by expansion of the high-temperature and high-pressure steam, a condenser 5 for cooling and liquefying the cooled down-pressure steam discharged from the expander 4, Vessel 5
And a supply pump 6 for pressurizing the water discharged from the evaporator 3 and supplying the pressurized water to the evaporator 3 again. In this embodiment, an exhaust gas purifying device 7 is integrally formed on the downstream side of the evaporator 3 as viewed in the flow direction of the exhaust gas, and an exhaust pipe 8 is connected on the downstream side.

【0014】図2および図3を併せて参照すると明らか
なように、内燃機関1はシリンダブロック11と、その
上面に結合されたシリンダヘッド12とを備えており、
シリンダボア11aに摺動自在に嵌合するピストン13
の頂面に対向する燃焼室14がシリンダヘッド12の下
面に形成される。シリンダヘッド12に形成された吸気
ポート15の下流側は二股に分岐して燃焼室14に臨む
一対の吸気バルブシート16,16に連なっており、ま
たシリンダヘッド12に形成された排気ポート17の上
流側は二股に分岐して燃焼室14に臨む一対の排気バル
ブシート18,18に連なっている。バルブステム19
a,19aをバルブガイド20,20に案内されて摺動
する一対の吸気バルブ19,19は、シリンダヘッド1
2に支持したスプリングシート21,21とステムエン
ドに支持したスプリングシート22,22との間に縮設
したバルブスプリング23,23で付勢されて吸気バル
ブシート16,16に着座する。バルブステム24a,
24aをバルブガイド25,25に案内されて摺動する
一対の排気バルブ24,24は、シリンダヘッド12に
支持したスプリングシート26,26とステムエンドに
支持したスプリングシート27,27との間に縮設した
バルブスプリング28,28で付勢されて排気バルブシ
ート18,18に着座する。そして吸気バルブ19,1
9および排気バルブ24,24は、図示せぬ動弁機構に
より駆動されて吸気ポート15および排気ポート17を
それぞれ開閉する。
As apparent from FIGS. 2 and 3, the internal combustion engine 1 includes a cylinder block 11 and a cylinder head 12 coupled to an upper surface thereof.
Piston 13 slidably fitted in cylinder bore 11a
A combustion chamber 14 facing the top surface of the cylinder head 12 is formed on the lower surface of the cylinder head 12. The downstream side of the intake port 15 formed in the cylinder head 12 is bifurcated and connected to a pair of intake valve seats 16, 16 facing the combustion chamber 14, and upstream of the exhaust port 17 formed in the cylinder head 12. The side is bifurcated and connected to a pair of exhaust valve seats 18 facing the combustion chamber 14. Valve stem 19
a, 19a are guided by the valve guides 20, 20, and the pair of intake valves 19, 19 are slidably connected to the cylinder head 1.
2 are seated on the intake valve seats 16 by being urged by valve springs 23, 23 contracted between the spring seats 21, 21 supported by the stem 2 and the spring seats 22, 22 supported by the stem end. Valve stem 24a,
A pair of exhaust valves 24, 24 slidingly guided by the valve guides 25, 25 are compressed between spring seats 26, 26 supported by the cylinder head 12 and spring seats 27, 27 supported by the stem end. It is urged by the provided valve springs 28 and 28 and sits on the exhaust valve seats 18. And the intake valve 19,1
9 and the exhaust valves 24, 24 are driven by a valve train (not shown) to open and close the intake port 15 and the exhaust port 17, respectively.

【0015】排気ポート17は、燃焼室14に近い一対
の上流側排気ポート29,29と燃焼室14から遠い下
流側排気ポート30とから構成されており、上流側排気
ポート29,29はアルミニウム合金製のシリンダヘッ
ド本体31に直接穿設され、下流側排気ポート30は断
面が楕円形のパイプ材から構成される。上流側排気ポー
ト29,29の上流端は燃焼室14に連なり、下流端は
排気バルブ24,24のバルブステム24a,24aを
越えた位置まで延びている。シリンダヘッド本体31に
はその側面31aに開口する凹部31bが形成されてお
り、この凹部31bに前記下流側排気ポート30を含む
排気ポート断熱ユニット32が装着される。排気ポート
断熱ユニット32は、下流側排気ポート30と、その両
端に固定された断熱材ホルダ33,34と、両断熱材ホ
ルダ33,34間に挟まれるように固定された楕円筒状
の断熱材35とを一体化して構成される。
The exhaust port 17 comprises a pair of upstream exhaust ports 29, 29 close to the combustion chamber 14 and a downstream exhaust port 30 far from the combustion chamber 14, and the upstream exhaust ports 29, 29 are made of an aluminum alloy. The downstream exhaust port 30 is formed of a pipe material having an elliptical cross section. The upstream ends of the upstream exhaust ports 29, 29 are connected to the combustion chamber 14, and the downstream ends extend to positions beyond the valve stems 24a, 24a of the exhaust valves 24, 24. The cylinder head main body 31 is formed with a concave portion 31b that is opened on the side surface 31a, and the exhaust port heat insulating unit 32 including the downstream exhaust port 30 is mounted in the concave portion 31b. The exhaust port heat insulating unit 32 includes a downstream side exhaust port 30, heat insulating material holders 33 and 34 fixed to both ends thereof, and an elliptic cylindrical heat insulating material fixed so as to be sandwiched between the heat insulating material holders 33 and 34. 35 are integrated.

【0016】排気ポート断熱ユニット32をシリンダヘ
ッド本体31の凹部31bに装着した状態で、上流側の
断熱材ホルダ33と凹部31bの底面との間に断熱性を
有するシール部材36が挟持され、上流側排気ポート2
9,29および下流側排気ポート30の接続部からの排
気ガスの漏れが防止される。また下流側排気ポート30
の外周面と断熱材35の内周面との間に第1断熱空間3
7が形成され、断熱材35の外周面と凹部31bの内周
面との間に第2断熱空間38が形成される。断熱材35
および両断熱空間37,38は本発明の断熱層を構成す
る。
With the exhaust port heat insulating unit 32 mounted in the concave portion 31b of the cylinder head body 31, a heat insulating seal member 36 is sandwiched between the upstream heat insulating material holder 33 and the bottom surface of the concave portion 31b. Side exhaust port 2
Exhaust gas is prevented from leaking from the connection between the exhaust ports 9, 29 and the downstream exhaust port 30. Also, the downstream exhaust port 30
The first heat insulating space 3 is provided between the outer peripheral surface of the
7 is formed, and a second heat insulating space 38 is formed between the outer peripheral surface of the heat insulating material 35 and the inner peripheral surface of the concave portion 31b. Insulation material 35
And both heat insulation spaces 37 and 38 constitute the heat insulation layer of the present invention.

【0017】シリンダヘッド本体31の側面31aに複
数本のスタッドボルト39…が植設される。蒸発器3お
よび排気ガス浄化装置7を収納するケーシング40の上
流端に取付フランジ41が形成されており、その取付フ
ランジ41のボルト孔41a…を貫通するスタッドボル
ト39…にナット42…を螺合することにより、ケーシ
ング40がシリンダヘッド本体31に固定される。この
とき、ケーシング40の取付フランジ41に支持した断
熱性のシール部材43が排気ポート断熱ユニット32の
下流側の断熱材ホルダ34に当接し、シリンダヘッド本
体31および取付フランジ41の結合部からの排気ガス
の漏れが防止される。
A plurality of stud bolts 39 are implanted on the side surface 31a of the cylinder head body 31. A mounting flange 41 is formed at an upstream end of a casing 40 accommodating the evaporator 3 and the exhaust gas purifying device 7, and a nut 42 is screwed into a stud bolt 39 that passes through a bolt hole 41a of the mounting flange 41. By doing so, the casing 40 is fixed to the cylinder head body 31. At this time, the heat-insulating sealing member 43 supported by the mounting flange 41 of the casing 40 abuts on the heat-insulating material holder 34 on the downstream side of the exhaust port heat-insulating unit 32, and the exhaust from the connecting portion between the cylinder head body 31 and the mounting flange 41 Gas leakage is prevented.

【0018】シリンダブロック11およびシリンダヘッ
ド本体31には冷却水が循環するウオータジャケット4
4,45がそれぞれ形成される。シリンダヘッド本体3
1のウオータジャケット45は上流側排気ポート29,
29の周囲を囲むように配置されているが、下流側排気
ポート30の周囲には配置されていない。特に、シリン
ダヘッド本体31のウオータジャケット45は高温にな
る排気バルブ24,24やプラグ孔46の近傍に集中的
に配置されており、これにより上流側排気ポート29,
29はウオータジャケット45によって積極的に冷却さ
れるが、下流側排気ポート30はウオータジャケット4
5によって殆ど冷却されることはない。また排気バルブ
24,24のバルブガイド25,25の周辺は冷却用の
オイルが流通する冷却オイル通路47が形成される。シ
リンダヘッド本体31のウオータジャケット45および
冷却オイル通路47は本発明の冷却手段を構成する。
A water jacket 4 through which cooling water circulates is provided in the cylinder block 11 and the cylinder head body 31.
4, 45 are respectively formed. Cylinder head body 3
The first water jacket 45 is connected to the upstream exhaust port 29,
Although it is arranged so as to surround the periphery of 29, it is not arranged around the downstream side exhaust port 30. In particular, the water jacket 45 of the cylinder head body 31 is intensively arranged near the exhaust valves 24 and 24 and the plug hole 46 where the temperature becomes high.
29 is actively cooled by the water jacket 45, while the downstream exhaust port 30 is
5 hardly cools. A cooling oil passage 47 through which cooling oil flows is formed around the valve guides 25 of the exhaust valves 24. The water jacket 45 and the cooling oil passage 47 of the cylinder head main body 31 constitute the cooling means of the present invention.

【0019】次に、上記構成を備えた本発明の実施例の
作用について説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

【0020】排気バルブ24,24の開弁によって燃焼
室14から排出された排気ガスは、排気ポート17の上
流側排気ポート29,29および下流側排気ポート30
を経て蒸発器3に供給され、そこから排気ガス浄化装置
7を経て排気管8に排出される。燃焼室14から排出さ
れた排気ガスが流入する上流側排気ポート29,29は
高温に晒されるが、シリンダヘッド本体31に直接穿設
された上流側排気ポート29,29は熱変形に対して強
く、しかも周囲をウオータジャケット45や冷却オイル
通路47に囲まれていて充分に冷却されるため、排気ガ
スの熱による上流側排気ポート29,29および排気バ
ルブ24,24の損傷や変形が防止されて耐久性が確保
される。
Exhaust gas discharged from the combustion chamber 14 by opening the exhaust valves 24, 24 is supplied to the upstream exhaust ports 29, 29 and the downstream exhaust port 30 of the exhaust port 17.
Is supplied to the evaporator 3 through the exhaust gas purifier 7 and discharged therefrom to the exhaust pipe 8. The upstream exhaust ports 29, 29 into which the exhaust gas discharged from the combustion chamber 14 flows are exposed to high temperatures, but the upstream exhaust ports 29, 29 directly formed in the cylinder head body 31 are resistant to thermal deformation. Moreover, since the surroundings are surrounded by the water jacket 45 and the cooling oil passage 47 and are sufficiently cooled, damage and deformation of the upstream exhaust ports 29 and 29 and the exhaust valves 24 and 24 due to heat of the exhaust gas are prevented. Durability is ensured.

【0021】上流側排気ポート29,29を通過して下
流側排気ポート30に流入する排気ガスは若干温度低下
しており、かつ下流側排気ポート30は熱源である燃焼
室14からの距離も遠いため、上流側排気ポート29,
29に比べて熱に対する耐久性は元々高いものとなる。
従って、下流側排気ポート30の周囲にウオータジャケ
ット45を形成せず、かつ排気ポート断熱ユニット32
の第1、第2断熱空間37,38および断熱材35で周
囲を囲まれていても、下流側排気ポート30の耐久性に
支障を来すことはない。そして断熱された下流側排気ポ
ート30を通過する排気ガスは温度低下が最小限に抑え
られた状態で蒸発器3および排気ガス浄化装置8に供給
されるため、蒸発器3における蒸気発生効率および排気
ガス浄化装置8における排気ガス浄化効率を最大限に発
揮させることができる。しかも下流側排気ポート30の
周囲にウオータジャケット45を形成する必要がないた
め、冷却水の量を従来の60%に減少させることができ
る。
The temperature of the exhaust gas passing through the upstream exhaust ports 29 and 29 and flowing into the downstream exhaust port 30 is slightly lowered, and the downstream exhaust port 30 is far from the combustion chamber 14 as a heat source. Therefore, the upstream exhaust port 29,
The durability against heat is originally higher than that of No. 29.
Therefore, the water jacket 45 is not formed around the downstream side exhaust port 30 and the exhaust port heat insulating unit 32
Even if the periphery is surrounded by the first and second heat insulating spaces 37 and 38 and the heat insulating material 35, the durability of the downstream side exhaust port 30 will not be affected. The exhaust gas passing through the insulated downstream exhaust port 30 is supplied to the evaporator 3 and the exhaust gas purification device 8 in a state where the temperature drop is minimized. The exhaust gas purification efficiency of the gas purification device 8 can be maximized. Moreover, since there is no need to form the water jacket 45 around the downstream side exhaust port 30, the amount of cooling water can be reduced to 60% of the conventional amount.

【0022】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

【0023】例えば、実施例ではランキンサイクル装置
2を備えた内燃機関1を例示したが、本発明は排気ガス
の廃熱を利用する任意の内燃機関1に対して適用するこ
とができる。
For example, in the embodiment, the internal combustion engine 1 provided with the Rankine cycle device 2 is exemplified, but the present invention can be applied to any internal combustion engine 1 utilizing waste heat of exhaust gas.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように請求項1に記載された発明
によれば、上流側排気ポート、つまり燃焼室から排気バ
ルブのバルブステムを越える位置までがシリンダヘッド
本体に直接穿設されており、かつシリンダヘッドの冷却
手段が上流側排気ポートの周囲に設けられているので、
排気ポートの最も高温の排気ガスに晒される部分の剛性
および冷却効果を高めて耐久性を向上させることができ
る。また下流側排気ポート、つまり上流側排気ポートに
連なってシリンダヘッド本体の側面に開口する部分が、
シリンダヘッド本体と別部材で構成されて断熱層を介し
てシリンダヘッド本体に支持されており、かつ該下流側
排気ポートの周囲には冷却手段が設けられていないの
で、上流側排気ポートを通過する際に若干温度低下した
排気ガスが下流側排気ポートを通過する間に更に温度低
下するのを最小限に抑えることができる。このように、
上流側排気ポートでは積極的な冷却を行って耐久性を確
保し、下流側排気ポートでは断熱を行って排気ガスの温
度低下を抑制することにより、排気ポートの耐久性と排
気ガスのエネルギーの有効利用とを両立させることが可
能となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the upstream exhaust port, that is, from the combustion chamber to a position beyond the valve stem of the exhaust valve, is directly bored in the cylinder head body. And, since the cooling means of the cylinder head is provided around the upstream side exhaust port,
The rigidity and cooling effect of the portion of the exhaust port exposed to the hottest exhaust gas can be enhanced to improve durability. Also, the downstream exhaust port, that is, the portion that opens to the side surface of the cylinder head body following the upstream exhaust port,
It is composed of a separate member from the cylinder head main body, is supported by the cylinder head main body via a heat insulating layer, and passes through the upstream exhaust port because no cooling means is provided around the downstream exhaust port. In this case, it is possible to minimize a further decrease in temperature of the exhaust gas whose temperature has decreased slightly while passing through the downstream exhaust port. in this way,
Active cooling at the upstream exhaust port ensures durability, and insulation at the downstream exhaust port suppresses exhaust gas temperature drop, thereby improving exhaust port durability and effective exhaust gas energy. It is possible to achieve both usage and usage.

【0025】また請求項2に記載された発明によれば、
シリンダヘッドの冷却手段が排気バルブの周囲に設けら
れるので、高温の排気ガスに晒される排気バルブの耐久
性を向上させることができる。
According to the second aspect of the present invention,
Since the cooling means for the cylinder head is provided around the exhaust valve, the durability of the exhaust valve exposed to high-temperature exhaust gas can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ランキンサイクル装置の全体構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a Rankine cycle device.

【図2】図1の要部拡大図(図3の2−2線断面図)2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1 (a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 3);

【図3】図2の3−3線断面図FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 シリンダヘッド 14 燃焼室 17 排気ポート 24 排気バルブ 24a バルブステム 29 上流側排気ポート 30 下流側排気ポート 31 シリンダヘッド本体 31a 側面 35 断熱材(断熱層) 37 第1断熱空間(断熱層) 38 第2断熱空間(断熱層) 45 ウオータジャケット(冷却手段) 47 冷却オイル通路(冷却手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Cylinder head 14 Combustion chamber 17 Exhaust port 24 Exhaust valve 24a Valve stem 29 Upstream exhaust port 30 Downstream exhaust port 31 Cylinder head main body 31a Side surface 35 Heat insulating material (heat insulating layer) 37 First heat insulating space (heat insulating layer) 38 Second Insulated space (insulated layer) 45 Water jacket (cooling means) 47 Cooling oil passage (cooling means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮尾 正勝 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 藤沢 輝美子 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G024 AA11 AA15 CA05 DA06 FA11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Masakazu Miyao 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Honda Technology Laboratory Co., Ltd. (72) Terumiko Fujisawa 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama No. F-term in Honda R & D Co., Ltd. (reference) 3G024 AA11 AA15 CA05 DA06 FA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダヘッド(12)の内部に設けら
れた排気ポート(17)が上流側排気ポート(29)お
よび下流側排気ポート(30)から構成され、 燃焼室(14)から排気バルブ(24)のバルブステム
(24a)を越える位置まで延びる上流側排気ポート
(29)はシリンダヘッド本体(31)に直接穿設さ
れ、 上流側排気ポート(29)に連なってシリンダヘッド本
体(31)の側面(31a)に開口する下流側排気ポー
ト(30)は、シリンダヘッド本体(31)と別部材で
構成されて断熱層(35,37,38)を介してシリン
ダヘッド本体(31)に支持され、 シリンダヘッド(12)の冷却手段(45,47)は上
流側排気ポート(29)の周囲に設けられたことを特徴
とする内燃機関の排気ポート構造。
An exhaust port (17) provided inside a cylinder head (12) is composed of an upstream exhaust port (29) and a downstream exhaust port (30), and an exhaust valve (30) is provided from a combustion chamber (14). An upstream exhaust port (29) extending to a position beyond the valve stem (24a) of (24) is directly bored in the cylinder head body (31), and is connected to the upstream exhaust port (29). The downstream exhaust port (30) opening to the side surface (31a) is formed of a separate member from the cylinder head main body (31), and is supported by the cylinder head main body (31) via the heat insulating layers (35, 37, 38). An exhaust port structure for an internal combustion engine, wherein the cooling means (45, 47) of the cylinder head (12) is provided around the upstream exhaust port (29).
【請求項2】 シリンダヘッド(12)の冷却手段(4
5,47)は少なくとも排気バルブ(24)の周囲に設
けられたことを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関
の排気ポート構造。
2. A cooling means (4) for cooling a cylinder head (12).
5. The exhaust port structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the at least one of the exhaust ports is provided at least around the exhaust valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014184936A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 トヨタ自動車株式会社 Exhaust cooling system for internal combustion engine
CN109281745A (en) * 2018-11-29 2019-01-29 汽解放汽车有限公司 Heat-insulated cumulative bushing type exhaust pipe and cylinder cover attaching structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014184936A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 トヨタ自動車株式会社 Exhaust cooling system for internal combustion engine
KR20150142054A (en) 2013-05-16 2015-12-21 도요타지도샤가부시키가이샤 Exhaust cooling system for internal combustion engine
US9719388B2 (en) 2013-05-16 2017-08-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust cooling system for internal combustion engine
CN109281745A (en) * 2018-11-29 2019-01-29 汽解放汽车有限公司 Heat-insulated cumulative bushing type exhaust pipe and cylinder cover attaching structure

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