JP2007530852A - 多気筒内燃機関用水冷式シリンダヘッド - Google Patents

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Abstract

本発明は、ガス交換管路を備えたシリンダヘッドケーシング（１０）と、シリンダヘッドネジを収容するための貫通孔（４８，４９，５０）と、吸気及び排気バルブ用のバルブステム案内部（２４〜４６）、ならびに帽子型燃焼室（６４，６６，６８）を備え、この帽子型燃焼室が燃焼室と反対側で、ウォータージャケット（７０，７２，７４）と区画されており、そして各々点火プラグドーム（７７）を備え、この点火プラグドームの開口部（１８，２０，２２）が各々のシリンダの燃焼室に通じている、多気筒内燃機関用の水冷式シリンダヘッドに関する。
上記課題は、シリンダヘッドケーシング（１０）を補強するため、および／または帽子型燃焼室（６４，６６，６８）を支持するために、リブ構造体（７６，８０，８２）がシリンダヘッドケーシング内に組込まれていることにより解決される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念の特徴による多気筒内燃機関用水冷式シリンダヘッドに関する。
本発明に類するような水冷式シリンダヘッドは、例えば特許文献１から知られている。
一般に自動車にあって、例えば燃料節約の理由から、車両の総重量を低減する努力がなされている。そのために電動機の場合、例えばクランクケーシング及びシリンダヘッドケーシング用にますます軽金属合金が使用される。しかしながら特に高出力モーターの場合、
シリンダヘッド内の高い固有の出力のために、温度ピークが特に出口バルブ間、あるいは出口バルブと点火プラグの間の領域内において発生する。これにより材料内に温度ストレスが生じ、かつ外部負荷と結合して、押嵌めリング領域内において残留歪みが生じ、それに伴ってバルブ漏れが生じる。
ドイツ国特許出願公開第１９９５５４３１号明細書
本発明の根底をなす課題は、先に挙げた短所を克服することにある。
上記課題は、請求項１に述べた特徴により解決される。
シリンダヘッドケーシング内においてリブ構造体が組込まれていることにより、軽金属の構造方式で構成されたシリンダヘッドケーシングは補強され、高い温度負荷の帽子型燃焼室は、シリンダヘッドケーシング内で効果的に固定される。このような構造手段により、高い温度負荷にもかかわらず、シリンダヘッドが特に帽子型燃焼室の領域内で寸法が安定していることが確かめられている。
さらに本発明を形成する特徴は、従属請求項に記載されている。
帽子型燃焼室の支持あるいは構造補強を最適化するために、リブ構造体はウォータージャケットを貫通している縦方向リブを備えている。
ウォータージャケットを貫通している縦方向リブが設けられているが、冷却剤流がバルブ出口側からバルブ入口側へ妨げられずに生じるように、縦方向リブ内において、対応する貫通口が形成されている。
縦方向リブが、バルブ入口側とバルブ出口側との間の中央に設けられ、かつ個別の点火プラグドームに接続されている場合に、特に効果的な帽子型燃焼室の支持あるいは懸架が保証されている。
シリンダヘッドケーシングをさらに補強するために、リブ構造体は対角線状リブを備え、この対角線状リブはシリンダヘッドネジ用ドーム、点火プラグドームならびにバルブステム案内部に接続している。
特に効果的なリブ構造体は、縦方向及び対角線状リブに加えて、横方向リブが設けられており、この横方向リブが、シリンダヘッドケーシング内の入口側と出口側に取付けられたシリンダをネジ止めするためのドームと互いに接続している場合に明らかになる。
本発明の実施例を図を用いて詳しく説明する。
図１に示すシリンダヘッドケーシング１０は、三つのシリンダヘッド部分１２，１４，１６を備え、このシリンダヘッド部分は、点火プラグのための、その中央領域ネジ開口部１８，２０，２２を有する。ネジ開口部１８，２０，２２の上側には、各々シリンダ毎に二つの入口バルブ用バルブステム案内部２４，２６あるいは２８，３０あるいは３２，３４が示してある。出口バルブ用バルブステム案内部３６，３８あるいは４０，４２あるいは４４，４６は、ネジ開口部１８，２０，２２の下側に設けられている。
シリンダヘッドケーシング１０とクランクケーシングのネジ接続は、四つのシリンダヘッドネジによりシリンダ毎に行われる。そのために、シリンダヘッドケーシング１０には、シリンダヘッド部分１２，１４，１６各々のために、四つの貫通孔４８ａ〜４８ｄ、あるいは４９ａ〜４９ｄ、あるいは５０ａ〜５０ｄが設けられている。シリンダヘッドケーシング１０の端面側には、チェーンケース５２が形成されており、このチェーンケースは上側部分５４において、入口側カムシャフトを駆動するための図示していないチェーンピニオンを収容している。チェーンケース５２の下側部分５６には、出口側カムシャフト用の駆動ピニオンが設けられている。
図３から明らかなように、シリンダヘッドケーシング１０には、相当する燃焼室凹部５８，６０，６２が形成されており、これらの燃焼室凹部はさらに帽子型燃焼室６４，６６，６８により区画されている。帽子型燃焼室６４，６６，６８の上側には、ウォータージャケット７０，７２，７４が形成されており、内燃機関を作動させる際、冷却水はバルブ出口側からバルブ入口側まで横方向に貫流している。
シリンダヘッドケーシング１０には、シリンダヘッドケーシング１０を補強し、かつ帽子型燃焼室６４，６６，６８を支持するための、以下に詳しく説明するリブ構造体が設けられている。
図１に示した切断線ＩＩ−ＩＩに沿って、三つのシリンダヘッド部分１２，１４，１６を経て延びている縦方向リブ７６が設けられており、この縦方向リブは、図２及び３から明らかなように、点火プラグのためのネジ開口部１８，２０，２２のドーム７７に接続している。縦方向リブは、ウォータージャケット７０，７２，７４の方向で延びており、かつ
ウォータージャケットを貫通しているリブすなわちウェブ７８を経由して帽子型燃焼室６４，６６，６８に鋳造接合されている。従って、一方においてはシリンダヘッドケーシング１０の補強が、もう一方では帽子型燃焼室６４，６６，６８の支持あるいは安全な懸架が達せられる。
図１からさらに明らかなように、縦方向リブ７６以外に、シリンダヘッドケーシング１０をさらに補強するために対角線状リブ８０が設けられており、この対角線状リブはシリンダヘッドネジのためのドーム８１、バルブステム案内部８３ならびに点火プラグドーム７７に接続すなわち鋳合せられている。さらにリブ構造体はシリンダヘッド部分１２，１４，１６各々に関して、シリンダヘッド縦軸線（ＩＩ−ＩＩ線参照）上に設けられた二つの横方向リブ８２を備え、この横方向リブは各々シリンダヘッドをネジ止めするためのドーム８１に鋳合わされている。さらに、ウォータージャケット７０，７２，７４を貫通しているウェブ７８は、案内リブとして冷却水の一部を点火プラグドーム７７の領域内に合理的に案内するように整向されている。
シリンダヘッドケーシングの平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったシリンダヘッドケーシングの立て方向断面図である。 ＩＩ−ＩＩ線に沿って切断したシリンダヘッドの斜視図である。
符号の説明
１０ シリンダヘッドケーシング
１２ シリンダヘッド部分
１４ シリンダヘッド部分
１６ シリンダヘッド部分
１８ 開口部
２０ 開口部
２２ 開口部
２４ バルブステム案内部
２６ バルブステム案内部
２８ バルブステム案内部
３０ バルブステム案内部
３２ バルブステム案内部
３４ バルブステム案内部
３６ バルブステム案内部
３８ バルブステム案内部
４０ バルブステム案内部
４２ バルブステム案内部
４４ バルブステム案内部
４６ バルブステム案内部
４８ 貫通孔
４９ 貫通孔
５０ 貫通孔
６４ 帽子型燃焼室
６６ 帽子型燃焼室
６８ 帽子型燃焼室
７０ ウォータージャケット
７２ ウォータージャケット
７４ ウォータージャケット
７６ リブ構造体
７７ 点火プラグドーム
８０ リブ構造体
８１ ドーム
８２ リブ構造体
８３ ドーム

Claims (6)

  1. ガス交換管路を備えたシリンダヘッドケーシング（１０）と、シリンダヘッドネジを収容するための貫通孔（４８，４９，５０）と、吸気及び排気バルブ用のバルブステム案内部（２４〜４６）、ならびに帽子型燃焼室（６４，６６，６８）を備え、この帽子型燃焼室が燃焼室と反対側で、ウォータージャケット（７０，７２，７４）と区画されており、
    そして各々点火プラグドーム（７７）を備え、この点火プラグドームの開口部（１８，２０，２２）が各々のシリンダの燃焼室に通じている、多気筒内燃機関用の水冷式シリンダヘッドにおいて、
    シリンダヘッドケーシング（１０）を補強するため、および／または帽子型燃焼室（６４，６６，６８）を支持するために、リブ構造体（７６，８０，８２）がシリンダヘッドケーシング内に組込まれていることを特徴とする水冷式シリンダヘッド。
  2. リブ構造体が、ウォータージャケット（７０，７２，７４）を貫通している縦方向リブ（７６）を備え、この縦方向リブに個別のシリンダヘッド部分の帽子型燃焼室（６４，６６，６８）が支持されていることを特徴とする請求項１記載の水冷式シリンダヘッド。
  3. 縦方向リブ（７６）が冷却水用の通路を形成するためのウォータージャケット（７０，７２，７４）の領域内でリブすなわちウェブ（７８）を備えていることを特徴とする請求項２記載の水冷式シリンダヘッド。
  4. 縦方向リブ（７６）がバルブ吸気側とバルブ排気側との間に設けられており、この縦方向リブには個別の点火プラグドーム（７７）が鋳造接合されていることを特徴とする請求項２または３に記載の水冷式シリンダヘッド。
  5. リブ構造体が対角線状リブ（８０）を備え、この対角線状リブがシリンダヘッドネジのためのドーム（８１）、バルブステム案内部（２４〜４６）のためのドーム（８３）ならびに点火プラグドーム（７７）に鋳造接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の水冷式シリンダヘッド。
  6. リブ構造体が横方向リブ（８２）を備え、この横方向リブがシリンダヘッドネジのためのドーム（８１）に鋳造接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の水冷式シリンダヘッド。
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