JP2003286897A - 断熱ポート - Google Patents
断熱ポートInfo
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- JP2003286897A JP2003286897A JP2002090148A JP2002090148A JP2003286897A JP 2003286897 A JP2003286897 A JP 2003286897A JP 2002090148 A JP2002090148 A JP 2002090148A JP 2002090148 A JP2002090148 A JP 2002090148A JP 2003286897 A JP2003286897 A JP 2003286897A
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- port
- liner
- heat insulating
- port liner
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4264—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4264—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels
- F02F1/4271—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels with an exhaust liner
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱変形にともなう過大な応力の発生を予防す
ることができる断熱ポートを提供する。 【解決手段】 バルブシート４側の端部を固定端として
マニホールド側の端部を自由端とする片持ち状態でポー
トライナ３をシリンダヘッド１に鋳込む。ポートライナ
３の軸方向寸法をポート２の軸方向寸法より小さくして
ポートライナ３の自由端とシリンダヘッド１のマニホー
ルド取付面の間に隙間６を確保したことにより、ポート
ライナ３の相対変形を許容して鋳造過程あるいはエンジ
ン運転中に発生する温度変化にともなう過大な応力の発
生を予防することができるようにした。
ることができる断熱ポートを提供する。 【解決手段】 バルブシート４側の端部を固定端として
マニホールド側の端部を自由端とする片持ち状態でポー
トライナ３をシリンダヘッド１に鋳込む。ポートライナ
３の軸方向寸法をポート２の軸方向寸法より小さくして
ポートライナ３の自由端とシリンダヘッド１のマニホー
ルド取付面の間に隙間６を確保したことにより、ポート
ライナ３の相対変形を許容して鋳造過程あるいはエンジ
ン運転中に発生する温度変化にともなう過大な応力の発
生を予防することができるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの断熱ポー
トに係り、特に、排気ポートにおける冷却損失を低減す
るに適した断熱ポートに関するものである。
トに係り、特に、排気ポートにおける冷却損失を低減す
るに適した断熱ポートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の断熱ポートとしては、例えば特開
平７−２５９６４２号公報に見られるように、シリンダ
ヘッドに形成したポートの内周面と該ポートに鋳込んだ
ポートライナの外周面に断熱材を充填することにより、
排気ポートにおける冷却損失を低減するようにしたもの
がある。また、従来ではシリンダヘッドへの鋳込み時に
ポートライナの両端がシリンダヘッドに溶着されてい
た。
平７−２５９６４２号公報に見られるように、シリンダ
ヘッドに形成したポートの内周面と該ポートに鋳込んだ
ポートライナの外周面に断熱材を充填することにより、
排気ポートにおける冷却損失を低減するようにしたもの
がある。また、従来ではシリンダヘッドへの鋳込み時に
ポートライナの両端がシリンダヘッドに溶着されてい
た。
【０００３】しかしながら、シリンダヘッドとポートラ
イナは熱膨張係数が異なるために、鋳造過程での温度変
化およびエンジン運転中に発生する温度変化にともなっ
てポートライナに過大な応力が発生する可能性があった
ために、ポートライナを構成する素材が大幅に制限され
てしまうという不具合があった。
イナは熱膨張係数が異なるために、鋳造過程での温度変
化およびエンジン運転中に発生する温度変化にともなっ
てポートライナに過大な応力が発生する可能性があった
ために、ポートライナを構成する素材が大幅に制限され
てしまうという不具合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、熱変形にともなう過大な応
力を回避することができる断熱ポートを提供することに
より、ポートライナを構成する素材の選択自由度を高く
することを課題としている。
みてなされたものであって、熱変形にともなう過大な応
力を回避することができる断熱ポートを提供することに
より、ポートライナを構成する素材の選択自由度を高く
することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、バルブシート側の端部を固定端としてマニ
ホールド側の端部を自由端とする片持ち状態でポートラ
イナをシリンダヘッドに鋳込む一方、ポートライナの軸
方向寸法をポートの軸方向寸法より小さくしてポートラ
イナの自由端とシリンダヘッドのマニホールド取付面の
間に隙間を確保したことを特徴としている。
に本発明は、バルブシート側の端部を固定端としてマニ
ホールド側の端部を自由端とする片持ち状態でポートラ
イナをシリンダヘッドに鋳込む一方、ポートライナの軸
方向寸法をポートの軸方向寸法より小さくしてポートラ
イナの自由端とシリンダヘッドのマニホールド取付面の
間に隙間を確保したことを特徴としている。
【０００６】なお、本発明は、バルブシート側の端部近
傍を除いたポートライナの外周面とポートの内周面の間
に断熱材を充填保持させる一方、前記ポートライナの自
由端側の外周面に摺接するスリーブまたはリングをポー
トにおけるマニホールド側の端部に挿着して断熱材の充
填空間におけるマニホールド側の端部を封止し、あるい
は、ポートライナを二重管で構成して内管と外管の間に
空気による断熱層を形成することができる。
傍を除いたポートライナの外周面とポートの内周面の間
に断熱材を充填保持させる一方、前記ポートライナの自
由端側の外周面に摺接するスリーブまたはリングをポー
トにおけるマニホールド側の端部に挿着して断熱材の充
填空間におけるマニホールド側の端部を封止し、あるい
は、ポートライナを二重管で構成して内管と外管の間に
空気による断熱層を形成することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る断熱ポート
の第１実施形態を示す断面図である。
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る断熱ポート
の第１実施形態を示す断面図である。
【０００８】本実施形態においては、鋳鉄で構成された
シリンダヘッド１に形成したポート２の内側にステンレ
ス鋼性のポートライナ３を鋳込んで断熱ポートを構成し
ている。
シリンダヘッド１に形成したポート２の内側にステンレ
ス鋼性のポートライナ３を鋳込んで断熱ポートを構成し
ている。
【０００９】ここに、本実施形態においてはバルブシー
ト４側の端部および図示しないバルブガイドの貫通部を
除いたポートライナ３の外周面を断熱材５で被覆してい
る。従って、鋳込工程においてポートライナ３のバルブ
シート４側端部およびバルブガイドの貫通部の近傍がそ
れぞれシリンダヘッド１に溶着固定されるとともに、溶
着部以外においてポートライナ３の外周面とポート２の
内周面の間に断熱材５が充填保持され、図示しないマニ
ホールド側の端部においてポートライナ３が自由端とな
る。
ト４側の端部および図示しないバルブガイドの貫通部を
除いたポートライナ３の外周面を断熱材５で被覆してい
る。従って、鋳込工程においてポートライナ３のバルブ
シート４側端部およびバルブガイドの貫通部の近傍がそ
れぞれシリンダヘッド１に溶着固定されるとともに、溶
着部以外においてポートライナ３の外周面とポート２の
内周面の間に断熱材５が充填保持され、図示しないマニ
ホールド側の端部においてポートライナ３が自由端とな
る。
【００１０】また、ポートライナ３の軸方向寸法をポー
ト２の軸方向寸法より小さくすることにより、ポートラ
イナ３の自由端とシリンダヘッド１のマニホールド取付
面１ａの間に隙間６を確保している。なお、本実施形態
においては断熱材５としてセラミックファイバを採用し
ているが、温度条件などを充足するものであれば従来公
知の任意の断熱材を用いることができる。
ト２の軸方向寸法より小さくすることにより、ポートラ
イナ３の自由端とシリンダヘッド１のマニホールド取付
面１ａの間に隙間６を確保している。なお、本実施形態
においては断熱材５としてセラミックファイバを採用し
ているが、温度条件などを充足するものであれば従来公
知の任意の断熱材を用いることができる。
【００１１】そして、前記ポートライナ３の自由端側の
外周面に摺接するスリーブ７をポート２におけるマニホ
ールド側の端部に挿着することにより、断熱材の充填空
間におけるマニホールド側の端部を封止している。な
お、スリーブ７の外端には図示しないマニホールドの取
り付けによってマニホールド締付面１ａに締付固定され
るフランジ７ａを設けることにより、少なくともマニホ
ールドを取り付けた状態においてはスリーブ７が固定さ
れるようにしている。８はウォータジャケットである。
外周面に摺接するスリーブ７をポート２におけるマニホ
ールド側の端部に挿着することにより、断熱材の充填空
間におけるマニホールド側の端部を封止している。な
お、スリーブ７の外端には図示しないマニホールドの取
り付けによってマニホールド締付面１ａに締付固定され
るフランジ７ａを設けることにより、少なくともマニホ
ールドを取り付けた状態においてはスリーブ７が固定さ
れるようにしている。８はウォータジャケットである。
【００１２】すなわち、本実施形態によればポートライ
ナ３がバルブシート４側の端部を固定端としてマニホー
ルド側の端部を自由端とする片持ち状態で鋳込まれ、自
由端側にはスリーブ７を摺接させて断熱材５の充填空間
を封止している。従って、シリンダヘッド１とポートラ
イナ３の熱膨張係数が大きく異なっている場合において
もポートライナ３とスリーブ７の相対運動でシリンダヘ
ッド１とポートライナ３の相対変形が吸収されるため
に、鋳造過程での温度変化およびエンジン運転中に発生
する温度変化にともなってポートライナに過大な応力が
発生することがなく、ポートライナ３を構成する素材の
選択自由度を高くすることができる。
ナ３がバルブシート４側の端部を固定端としてマニホー
ルド側の端部を自由端とする片持ち状態で鋳込まれ、自
由端側にはスリーブ７を摺接させて断熱材５の充填空間
を封止している。従って、シリンダヘッド１とポートラ
イナ３の熱膨張係数が大きく異なっている場合において
もポートライナ３とスリーブ７の相対運動でシリンダヘ
ッド１とポートライナ３の相対変形が吸収されるため
に、鋳造過程での温度変化およびエンジン運転中に発生
する温度変化にともなってポートライナに過大な応力が
発生することがなく、ポートライナ３を構成する素材の
選択自由度を高くすることができる。
【００１３】なお、ポートライナ３のマニホールド側端
部をスリーブ７で封止しているために、断熱材５の充填
空間に排気が浸入して断熱材５を劣化もしくは損傷させ
ることもない。
部をスリーブ７で封止しているために、断熱材５の充填
空間に排気が浸入して断熱材５を劣化もしくは損傷させ
ることもない。
【００１４】上記実施形態ではフランジ７ａを備えたス
リーブ７をポート２のマニホールド側端部に挿着してポ
ートライナ３の自由端の運動性を確保しつつ、断熱材５
の充填空間を封止して断熱材５を保護するようにしてい
るが、例えば図２に示した第２実施形態のように、ポー
トライナ３の外周面に摺接するリング９をポート２にお
けるマニホールド側の端部に圧入してポートライナ３の
自由端の運動性を確保しつつ断熱材５の充填空間を封止
することもできる。
リーブ７をポート２のマニホールド側端部に挿着してポ
ートライナ３の自由端の運動性を確保しつつ、断熱材５
の充填空間を封止して断熱材５を保護するようにしてい
るが、例えば図２に示した第２実施形態のように、ポー
トライナ３の外周面に摺接するリング９をポート２にお
けるマニホールド側の端部に圧入してポートライナ３の
自由端の運動性を確保しつつ断熱材５の充填空間を封止
することもできる。
【００１５】図３は本発明に係る断熱ポートの第３実施
形態を示している。本実施形態においては、図示しない
バルブガイドの取付部位を境界にしてポート２を二分
し、各部位のポートライナ３をそれぞれ二重管で構成す
ることにより、内管３ａと外管３ｂの間に空気による断
熱層３ｃを形成している。従って本実施形態による場合
は、空気による断熱層３ｃが断熱作用を行なうために格
別な断熱材を用いる必要性がなく、断熱ポートのメンテ
ナンス性が改善される。３ｄは内管３ａと外管３ｂの端
部間を結合して空気による断熱層３ｃの両端を閉鎖する
端板である。
形態を示している。本実施形態においては、図示しない
バルブガイドの取付部位を境界にしてポート２を二分
し、各部位のポートライナ３をそれぞれ二重管で構成す
ることにより、内管３ａと外管３ｂの間に空気による断
熱層３ｃを形成している。従って本実施形態による場合
は、空気による断熱層３ｃが断熱作用を行なうために格
別な断熱材を用いる必要性がなく、断熱ポートのメンテ
ナンス性が改善される。３ｄは内管３ａと外管３ｂの端
部間を結合して空気による断熱層３ｃの両端を閉鎖する
端板である。
【００１６】また、本実施形態のようにポートライナ３
を二重管で構成した場合は、鋳込み時に外管３ｂの全域
がシリンダヘッド１に溶着されるために熱変形を抑制す
ることができるが、内管３ａは溶着されないために熱変
形が発生する。また、熱変形の大きさはポートライナ３
の長さに比例するものである。
を二重管で構成した場合は、鋳込み時に外管３ｂの全域
がシリンダヘッド１に溶着されるために熱変形を抑制す
ることができるが、内管３ａは溶着されないために熱変
形が発生する。また、熱変形の大きさはポートライナ３
の長さに比例するものである。
【００１７】従って、全長が短いバルブシート４側のポ
ートライナ３は図３に示したように端板３ｄを含んでポ
ートライナ３の全体をシリンダヘッドに鋳込んでも大き
な問題は生じないが、全長が長いマニホールド側のポー
トライナ３にあっては、前記両実施形態の場合と同様に
ポートライナ３の自由端（マニホールド側端部）とマニ
ホールド取付面１ａの間に隙間６を確保して内管３ａの
熱変形を許容させることが望ましい。
ートライナ３は図３に示したように端板３ｄを含んでポ
ートライナ３の全体をシリンダヘッドに鋳込んでも大き
な問題は生じないが、全長が長いマニホールド側のポー
トライナ３にあっては、前記両実施形態の場合と同様に
ポートライナ３の自由端（マニホールド側端部）とマニ
ホールド取付面１ａの間に隙間６を確保して内管３ａの
熱変形を許容させることが望ましい。
【００１８】なお、本発明に係る断熱ポートは必ずしも
実施形態に示した排気ポートのみに限定されるものでは
なく、必要に応じて吸気ポートに適用することもでき
る。
実施形態に示した排気ポートのみに限定されるものでは
なく、必要に応じて吸気ポートに適用することもでき
る。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
に記載の発明においては、バルブシート側の端部を固定
端としてマニホールド側の端部を自由端とする片持ち状
態でポートライナをシリンダヘッドに鋳込みつつ、ポー
トライナの自由端とシリンダヘッドのマニホールド取付
面の間に隙間を確保しているために、シリンダヘッドと
ポートライナの熱膨張係数が大きく異なっている場合に
おいてもポートライナの相対変形が許容され、鋳造過程
での温度変化およびエンジン運転中に発生する温度変化
にともなってポートライナに過大な応力が発生すること
がなく、ポートライナを構成する素材の選択自由度を高
くすることができる。
に記載の発明においては、バルブシート側の端部を固定
端としてマニホールド側の端部を自由端とする片持ち状
態でポートライナをシリンダヘッドに鋳込みつつ、ポー
トライナの自由端とシリンダヘッドのマニホールド取付
面の間に隙間を確保しているために、シリンダヘッドと
ポートライナの熱膨張係数が大きく異なっている場合に
おいてもポートライナの相対変形が許容され、鋳造過程
での温度変化およびエンジン運転中に発生する温度変化
にともなってポートライナに過大な応力が発生すること
がなく、ポートライナを構成する素材の選択自由度を高
くすることができる。
【００２０】また請求項２に記載の発明によれば、ポー
トライナの保持性を損なうことなく断熱性をより高くす
ることができると同時に、断熱材の充填空間への排気の
浸入を阻止してその耐久性を改善することができる。
トライナの保持性を損なうことなく断熱性をより高くす
ることができると同時に、断熱材の充填空間への排気の
浸入を阻止してその耐久性を改善することができる。
【００２１】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
断熱材を用いることなくポートライナの断熱性を確保す
ることができるために、格別な断熱材を用いる必要性が
ないために、断熱ポートのメンテナンス性が改善される
利点がある。
断熱材を用いることなくポートライナの断熱性を確保す
ることができるために、格別な断熱材を用いる必要性が
ないために、断熱ポートのメンテナンス性が改善される
利点がある。
【図１】発明に係る断熱ポートの第１実施形態を示す断
面図である。
面図である。
【図２】発明に係る断熱ポートの第２実施形態を示す断
面図である。
面図である。
【図３】発明に係る断熱ポートの第３実施形態を示す断
面図である。
面図である。
１ シリンダヘッド
２ ポート
３ ポートライナ
３ａ 内管
３ｂ 外管
３ｃ 断熱層
３ｄ 端板
４ バルブシート
５ 断熱材
６ 隙間
７ スリーブ
７ａ フランジ
８ ウォータジャケット
９ リング
Claims (3)
- 【請求項１】 シリンダヘッドに形成したポートにポー
トライナを鋳込んで冷却損失を低減するようにしたエン
ジンの断熱ポートであって、バルブシート側の端部を固
定端としてマニホールド側の端部を自由端とする片持ち
状態でポートライナをシリンダヘッドに鋳込む一方、ポ
ートライナの軸方向寸法をポートの軸方向寸法より小さ
くしてポートライナの自由端とシリンダヘッドのマニホ
ールド取付面の間に隙間を確保したことを特徴とする断
熱ポート。 - 【請求項２】 バルブシート側の端部近傍を除いたポー
トライナの外周面とポートの内周面の間に断熱材を充填
保持させる一方、前記ポートライナの自由端側の外周面
に摺接するスリーブまたはリングをポートにおけるマニ
ホールド側の端部に挿着して断熱材の充填空間における
マニホールド側の端部を封止したことを特徴とする請求
項１に記載の断熱ポート。 - 【請求項３】 ポートライナを二重管で構成して内管と
外管の間に空気による断熱層を形成したことを特徴とす
る請求項１に記載の断熱ポート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002090148A JP2003286897A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 断熱ポート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002090148A JP2003286897A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 断熱ポート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003286897A true JP2003286897A (ja) | 2003-10-10 |
Family
ID=29235512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002090148A Pending JP2003286897A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 断熱ポート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003286897A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014095345A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関 |
| JP2018003600A (ja) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの吸気通路構造 |
| CN110425053A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-11-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 气缸盖及气缸 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002090148A patent/JP2003286897A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014095345A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関 |
| JP2018003600A (ja) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの吸気通路構造 |
| CN110425053A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-11-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 气缸盖及气缸 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060905 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070116 |