JP2010216338A - Cooling structure of cylinder head - Google Patents
Cooling structure of cylinder head Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010216338A JP2010216338A JP2009063017A JP2009063017A JP2010216338A JP 2010216338 A JP2010216338 A JP 2010216338A JP 2009063017 A JP2009063017 A JP 2009063017A JP 2009063017 A JP2009063017 A JP 2009063017A JP 2010216338 A JP2010216338 A JP 2010216338A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water jacket
- cylinder head
- wall
- communication hole
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、シリンダヘッドの冷却構造に関し、特に、シリンダヘッドを冷却するためのウォータジャケットを上下方向に分割したシリンダヘッドの冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a cylinder head, and more particularly to a cooling structure for a cylinder head in which a water jacket for cooling the cylinder head is divided in the vertical direction.
自動車等の車両に設けられた内燃機関にあっては、シリンダブロックの上部にシリンダヘッドを備えており、このシリンダヘッドは、燃焼室内の混合気の燃焼により発生する熱や排気ポートを通過する排気ガスの熱に晒されており、異常燃焼を防止するために冷却する必要がある。また、シリンダヘッドは、燃焼室に近い下部ほど高温となるため、シリンダヘッド下部を効率良く冷却することが重要となる。 In an internal combustion engine provided in a vehicle such as an automobile, a cylinder head is provided at an upper portion of a cylinder block, and this cylinder head is exhausted through heat generated by combustion of an air-fuel mixture in a combustion chamber or through an exhaust port. It is exposed to the heat of the gas and needs to be cooled to prevent abnormal combustion. In addition, since the lower the cylinder head is, the lower the temperature is near the combustion chamber, it is important to efficiently cool the lower part of the cylinder head.
従来のこの種のシリンダヘッドの冷却構造としては、エンジンの高出力化に伴う発熱量の増加に対応するため、シリンダヘッド内に冷却水を循環させるためのウォータジャケットを、隔壁により下部ウォータジャケットと上部ウォータジャケットとに上下2分割した構造が知られている。下部ウォータジャケットは、燃焼室に近い部位を冷却するようシリンダヘッドの下部に配置されており、上部ウォータジャケットは、燃焼室から遠い部位を冷却するよう配置されている。また、空気抜き用の水穴を隔壁に設けて、空気が溜まることを防止するようになっている。 As a conventional cooling structure for this type of cylinder head, a water jacket for circulating cooling water in the cylinder head is used as a lower water jacket by a partition wall in order to cope with an increase in the amount of heat generated as the engine output increases. A structure that is divided into an upper water jacket and an upper water jacket is known. The lower water jacket is disposed at the lower portion of the cylinder head so as to cool a portion near the combustion chamber, and the upper water jacket is disposed so as to cool a portion far from the combustion chamber. Also, a water hole for venting air is provided in the partition wall to prevent air from accumulating.
このシリンダヘッドでは、ウォータンポンプにより送出される冷却水を、下部ウォータジャケットと上部ウォータジャケットの双方に流すことにより、燃焼室に近い部位、すなわち、熱負荷の高いシリンダヘッドの下部を下部ウォータジャケットにより効率良く冷却できるようになり、例えば冷却水の流量を増やすためにウォータポンプの容量を大きくすることなくシリンダヘッドの冷却効率を向上させることができる(例えば、特許文献1参照)。 In this cylinder head, the cooling water delivered by the water pump is caused to flow in both the lower water jacket and the upper water jacket, so that the portion close to the combustion chamber, that is, the lower part of the cylinder head with a high heat load is lowered by the lower water jacket. Cooling can be performed efficiently, and for example, the cooling efficiency of the cylinder head can be improved without increasing the capacity of the water pump in order to increase the flow rate of the cooling water (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような従来のシリンダヘッドの冷却構造にあっては、隔壁に設けた空気抜き用の水穴を通って下部ウォータジャケットから上部ウォータジャケットに冷却水が流出してしまい、冷却性能が低下してしまう恐れがあった。 However, in such a conventional cooling structure of the cylinder head, the cooling water flows out from the lower water jacket to the upper water jacket through the air vent water hole provided in the partition wall, and the cooling performance is lowered. There was a fear.
また、上部ウォータジャケットと下部ウォータジャケットとの間の隔壁には、空気抜き用としての水穴を設けない場合であっても、シリンダヘッドを鋳造により製造する際の中子の砂落ちおよびガス抜きのために連通孔を設ける必要があるが、隔壁に連通孔が空いたままであると、連通孔を通して下部ウォータジャケットから上部ウォータジャケットに冷却水が流出してしまい、冷却性能が低下してしまう恐れがあった。すなわち、ウォータジャケットを隔壁により分割したシリンダヘッドにおいては、鋳造による生産性と冷却性能とが相反するため、これらを両立することが困難であるという問題があった。 In addition, even if the partition wall between the upper water jacket and the lower water jacket is not provided with a water hole for venting air, the sand removal and degassing of the core when the cylinder head is manufactured by casting is performed. However, if the communication hole remains open in the partition wall, cooling water may flow out from the lower water jacket to the upper water jacket through the communication hole, which may reduce the cooling performance. there were. That is, in the cylinder head in which the water jacket is divided by the partition walls, there is a problem that it is difficult to achieve both of them because the productivity and the cooling performance by casting are contradictory.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、生産性と冷却性能の双方に優れるシリンダヘッドの冷却構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a cylinder head cooling structure excellent in both productivity and cooling performance.
本発明に係るシリンダヘッドの冷却構造は、上記目的達成のため、(1)シリンダヘッドの下部に配置されるとともに外部から冷却水が供給される下部ウォータジャケットと、前記下部ウォータジャケットの上部に配置されるとともに前記下部ウォータジャケットから冷却水が供給される上部ウォータジャケットと、前記下部ウォータジャケットと前記上部ウォータジャケットとを隔てる隔壁とを備えたシリンダヘッドの冷却構造において、前記シリンダヘッドの外壁に設けられ、前記上部ウォータジャケットと前記シリンダヘッドの外部とを連通する外壁孔と、前記外壁孔と同軸上に設けられ、前記上部ウォータジャケットと前記下部ウォータジャケットとを連通する連通孔と、前記外壁孔および前記連通孔を閉塞する閉塞部材とを備えた構成を有している。 In order to achieve the above object, the cooling structure for a cylinder head according to the present invention includes (1) a lower water jacket that is arranged at the lower part of the cylinder head and supplied with cooling water from the outside, and an upper part of the lower water jacket. And a cooling structure for a cylinder head comprising an upper water jacket to which cooling water is supplied from the lower water jacket, and a partition wall that separates the lower water jacket and the upper water jacket, and is provided on an outer wall of the cylinder head. An outer wall hole communicating with the upper water jacket and the outside of the cylinder head; a communication hole provided coaxially with the outer wall hole; communicating with the upper water jacket and the lower water jacket; and the outer wall hole And a closing member that closes the communication hole. It has formed.
この構成により、シリンダヘッドを鋳造により製造する際に連通孔と外壁孔により中子の砂落ち、ガス抜きが行われるので、良好にシリンダヘッドの製造を行うことができ、シリンダヘッドを使用する際には、連通孔と外壁孔が閉塞部材により閉塞されているため、下部ウォータジャケットから上部ウォータジャケットに冷却水が流出したり、上部ウォータジャケットからシリンダヘッドの外部に冷却水が漏洩することがなく、良好な冷却を行うことができる。したがって、生産性と冷却性能の双方に優れるシリンダヘッドの冷却構造を提供することができる。 With this configuration, when the cylinder head is manufactured by casting, the core is sanded and degassed by the communication hole and the outer wall hole, so that the cylinder head can be manufactured satisfactorily and the cylinder head can be used. Since the communication hole and the outer wall hole are closed by the closing member, the cooling water does not flow from the lower water jacket to the upper water jacket, and the cooling water does not leak from the upper water jacket to the outside of the cylinder head. Good cooling can be performed. Therefore, it is possible to provide a cylinder head cooling structure that is excellent in both productivity and cooling performance.
また、本発明に係るシリンダヘッドの冷却構造は、上記(1)に記載のシリンダヘッドの冷却構造において、(2)前記外壁孔の内径を前記連通孔の内径より大きくするとともに、前記閉塞部材が、前記外壁孔に螺合して前記外壁孔を閉塞する螺合部と、前記連通孔に遊嵌して前記連通孔を閉塞する遊嵌部とを備えた構成を有している。 The cylinder head cooling structure according to the present invention is the cylinder head cooling structure according to the above (1), wherein (2) the inner diameter of the outer wall hole is larger than the inner diameter of the communication hole, and the blocking member is And a screwing portion that is screwed into the outer wall hole to close the outer wall hole, and a loose fitting portion that is loosely fitted to the communication hole to close the communication hole.
この構成により、閉塞部材の遊嵌部と連通孔との間で軸線方向の相対移動が許容されるため、隔壁と外壁に過大な応力が発生することがなく、隔壁と外壁との間隔が変化しても、過大な応力により隔壁または外壁に歪みや金属疲労が生じたり亀裂が発生することを防止することができる。また、螺合部が外壁孔に螺合しているので、閉塞部材が脱落したり、上部ウォータジャケットを流れる冷却水が外壁孔からシリンダヘッドの外部に漏洩することが確実に防止される。また、外壁孔の内径が連通孔の内径より大きいため、組付け工程において閉塞部材の外壁孔および連通孔への挿入を容易に行うことができる。 With this configuration, relative movement in the axial direction is allowed between the loose fitting portion of the closing member and the communication hole, so that excessive stress is not generated on the partition wall and the outer wall, and the distance between the partition wall and the outer wall changes. Even in this case, it is possible to prevent the partition wall or the outer wall from being distorted, fatigued or cracked due to excessive stress. Further, since the screwing portion is screwed into the outer wall hole, it is reliably prevented that the closing member is dropped or the cooling water flowing through the upper water jacket is leaked from the outer wall hole to the outside of the cylinder head. Further, since the inner diameter of the outer wall hole is larger than the inner diameter of the communication hole, the closing member can be easily inserted into the outer wall hole and the communication hole in the assembly process.
また、本発明に係るシリンダヘッドの冷却構造は、上記(2)に記載のシリンダヘッドの冷却構造において、(3)前記遊嵌部が、0.1mm以上3mm以下の隙間を介して前記連通孔に遊嵌する構成を有している。 The cylinder head cooling structure according to the present invention is the cylinder head cooling structure according to the above (2), in which (3) the loose fitting portion is inserted into the communication hole through a gap of 0.1 mm to 3 mm. It has a configuration that fits loosely.
この構成により、遊嵌部と連通孔との隙間を通って下部ウォータジャケットから上部ウォータジャケットに流出する冷却水の量が最小限に抑えられるため、下部ウォータジャケットの冷却性能が損なわれることを防止することができるとともに、遊嵌部と連通孔の寸法のバラツキや熱膨張により、組付け工程において遊嵌部が連通孔にスムーズに入り込まなかったり、遊嵌部が連通孔に締り嵌めした状態となってしまって、隔壁と外壁に過大な応力が発生することを防止することができる。 This configuration minimizes the amount of cooling water that flows from the lower water jacket to the upper water jacket through the gap between the loose-fitting part and the communication hole, thus preventing the cooling performance of the lower water jacket from being impaired. In addition, the loose fitting portion and the communication hole may not be smoothly inserted into the communication hole in the assembly process due to variation in the size of the loose fitting portion and the communication hole or thermal expansion, or the loose fitting portion may be tightly fitted into the communication hole. Thus, it is possible to prevent excessive stress from being generated on the partition wall and the outer wall.
本発明によれば、シリンダヘッドを鋳造により製造する際に連通孔と外壁孔により中子の砂落ち、ガス抜きが行われて良好にシリンダヘッドの製造を行うことができ、シリンダヘッドを使用する際には、連通孔と外壁孔が閉塞部材により閉塞されているため良好な冷却を行うことができる。この結果、生産性と冷却性能の双方に優れるシリンダヘッドの冷却構造を提供することができる。 According to the present invention, when the cylinder head is manufactured by casting, the core is sanded and degassed by the communication hole and the outer wall hole so that the cylinder head can be manufactured satisfactorily, and the cylinder head is used. In this case, since the communication hole and the outer wall hole are closed by the closing member, good cooling can be performed. As a result, a cylinder head cooling structure excellent in both productivity and cooling performance can be provided.
以下、本発明に係るシリンダヘッドの冷却構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments of a cylinder head cooling structure according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図4は、本発明に係るシリンダヘッドの冷却構造の一実施の形態を示す図である。 1-4 is a figure which shows one Embodiment of the cooling structure of the cylinder head based on this invention.
まず、構成を説明する。
図1において、内燃機関としてのエンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部に載置されたシリンダヘッド3とを含んで構成されており、エンジン1にはウォータポンプ4から冷却水が供給されるようになっている。
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, an
シリンダブロック2にはウォータジャケット5が形成されており、このウォータジャケット5は、複数の気筒15(図2〜図4参照)の周囲に設けられている。
A water jacket 5 is formed in the
また、シリンダヘッド3にはウォータジャケット6が設けられており、このウォータジャケット6は、下部ウォータジャケット7と上部ウォータジャケット8とからなる上下2層の構造を有している。
The
本実施の形態では、ウォータポンプ4からエンジン1に供給された冷却水は、エンジン1の下方から上方に流れるようにして、シリンダブロック2のウォータジャケット5に流通した後、シリンダヘッド3のウォータジャケット6に供給されるようになっている。
In the present embodiment, the cooling water supplied from the water pump 4 to the
ウォータポンプ4は、エンジン1の図示しないクランクシャフトに連結されており、クランクシャフトが回転することにより駆動される。なお、ウォータポンプ4を電動モータ等により駆動させてもよい。
The water pump 4 is connected to a crankshaft (not shown) of the
ウォータポンプ4からエンジン1に供給された冷却水は、ウォータジャケット5およびウォータジャケット6を流通した後、ラジエータ10に供給されるようになっており、このラジエータ10は、冷却水と空気とを熱交換させ、冷却水を冷却する。
The cooling water supplied from the water pump 4 to the
なお、エンジン1、ウォータポンプ3、ラジエータ10の間は、冷却水を通過させる配管9によりそれぞれ接続されている。
Note that the
図2〜図4に示すように、シリンダブロック2には、複数(本実施の形態では4つ)の気筒15が列をなした状態で設けられている。シリンダヘッド3はシリンダブロック2上側に配置され、複数箇所のボルト孔12に挿通されたボルト(図示略)によりシリンダブロック2に締結されるようになっている。本実施の形態のシリンダヘッド3は、鋳型に溶融金属を流し込む鋳造により製造されるものである。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
シリンダヘッド3の底面16において、各気筒15に対応する箇所には燃焼室13が設けられている。なお、図3には燃焼室13の端部のみが表われている。
A
シリンダヘッド3には、各燃焼室13に吸気を導くための吸気ポート14が気筒15の配列方向(図2では上下方向、図3および図4では紙面に直交する方向)に並べられた状態で設けられている。吸気ポート14の下流端は、燃焼室13の壁面で開口している。また、1つの気筒15に接続される2つの吸気ポート14は、吸気流れ方向の上流側(図2の右側)で合流して気筒15毎に1本の流路となってシリンダヘッド3の吸気側の壁面17で開口している。シリンダヘッド3には、各燃焼室13における吸気ポート14の開口部を開閉する吸気弁(図示略)が、略上下方向へ往復動可能に取付けられている。
In the
シリンダヘッド3には、燃焼室13で生じた排気をエンジン1の外部へ導出するための排気ポート18が気筒15の配列方向に並べられた状態で設けられている。排気ポート18の上流端は、燃焼室13の壁面で開口している。また、排気ポート18は、燃焼室13よりも排気流れ方向の下流側(図2の左側)で合流して、下流端がシリンダヘッド3の排気側の壁面23で開口している。シリンダヘッド3には、各燃焼室13における排気ポート18の開口部を開閉する排気弁(図示略)が、略上下方向へ往復動可能に取付けられている。
The
シリンダヘッド3において、燃焼室13の頂部に対応する箇所には、上下方向に延びるプラグ装着孔24が設けられており、ここに点火プラグ(不図示)が装着される。
In the
上記シリンダヘッド3では、燃焼室13内の混合気の燃焼に伴う熱により、燃焼室13に近い部位、すなわち、シリンダヘッド3の下部になるほど上部よりも高温となる。
In the
シリンダヘッド3内には、シリンダヘッド3の各部を冷却するための冷却水の通路として前述したウォータジャケット6が設けられている。ウォータジャケット6は、燃焼室13に近く相対的に高温となるシリンダヘッド3の下部を冷却するための下部ウォータジャケット7と、下部ウォータジャケット7の上部に配置され、燃焼室13から遠く相対的に低温の部位を冷却するための上部ウォータジャケット8とにより構成されており、下部ウォータジャケット7と上部ウォータジャケット8とは、隔壁21により隔てられている。なお、下部ウォータジャケット7は、気筒15の配列方向に延在しており、延在方向の一端側から供給された冷却水が他端側に流れるようになっている。また、上部ウォータジャケット8は、気筒15の配列方向に延在しており、延在方向の一端側において下部ウォータジャケット7から分岐して供給された冷却水が他端側に流れて下部ウォータジャケット7に合流するようになっている。
In the
下部ウォータジャケット7は、上部ウォータジャケット8よりも内部を流れる冷却水の流量が多くなるよう設定されている。このような下部ウォータジャケット7と上部ウォータジャケット8との流量の関係は、下部ウォータジャケット7と上部ウォータジャケット8とに分岐を開始する部位の形状や、下部ウォータジャケット7および上部ウォータジャケット8の内部の冷却水の圧力損失の比によって設定されている。また、下部ウォータジャケット7は、上部ウォータジャケット8よりも冷却水の流速が早くなるよう断面積が狭く設定されている。すなわち、相対的に冷却水が高速で流量の多い下部ウォータジャケット7による冷却能力は、相対的に冷却水が低速で流量の少ない上部ウォータジャケット8による冷却能力より高くなるよう設定されている。このため、燃焼室13に近く相対的に高温のシリンダヘッド3の下部は、冷却能力の高い下部ウォータジャケット7により主として冷却されることになる。また、上部ウォータジャケット8は、排気ポート18から伝達する熱を主として冷却することになる。なお、これら下部ウォータジャケット7および上部ウォータジャケット8は、シリンダヘッド3の鋳造時に鋳型内に中子を配設することにより一体的に形成される。
The
シリンダヘッド3の鋳造時の中子の砂落ちやガス抜きのため、隔壁21には、下部ウォータジャケット7と上部ウォータジャケット8とを連通する連通孔25が形成されており、また、シリンダヘッド3の外壁22には、シリンダヘッド3の外部と上部ウォータジャケット8とを連通する外壁孔26が形成されている。
In order to remove sand and remove gas from the core during casting of the
連通孔25と外壁孔26とは互いに同軸上に設けられている。すなわち、連通孔25の軸線と外壁孔26の軸線とが一致した状態となるよう連通孔25および外壁孔26が配置されている。また、外壁孔26には、シリンダヘッド3の鋳造後の加工により雌ねじ部26aが形成されている。また、外壁孔26の内径が連通孔25の内径よりも大きくなるよう構成されている。
The
図4(a)に示すように、連通孔25および外壁孔26は、閉塞部材としてのボルト30により閉塞されるようになっている。ボルト30は、図4(b)に示すように、頭部33に近い側の大径部31と、頭部33と反対側の端部側の小径部32とを有しており、大径部31の外径が小径部32の外径より大きくなるよう構成されている。大径部31には雄ねじ部31aが形成されており、大径部31は、雌ねじ部26aが形成された外壁孔26と螺合するようになっている。本実施の形態の大径部31は、本発明の螺合部を構成している。
As shown in FIG. 4A, the
また、小径部32は、連通孔25に遊嵌するよう、連通孔25の内径よりも小さな外径を有している。具体的には、小径部32と連通孔25との間には、0.1mm以上3mm以下の隙間が形成されるようになっている。すなわち、ボルトの小径部32と隔壁21の連通孔25との間は、いわゆる隙間嵌め、または遊動嵌合の状態となっている。本実施の形態の小径部32は、本発明の遊嵌部を構成している。
Further, the
このため、シリンダヘッド3内に、温度変化による膨張および収縮、または温度上昇によって鋳造時の残留応力が解放されることに伴う変形、または燃焼圧による変形等の各種の変形が生じて、隔壁21と外壁22との間隔が変化した場合であっても、ボルト30の大径部31と外壁22の外壁孔26のみが螺合しており、ボルト30の小径部32と連通孔25との間で軸線方向の相対移動が許容されるので、隔壁21と外壁22に過大な応力が発生することがない。したがって、隔壁21と外壁22との間隔が変化しても、過大な応力により隔壁21または外壁22に歪みや金属疲労が生じたり亀裂が発生することが防止される。
For this reason, various deformations such as expansion and contraction due to temperature change, deformation due to release of residual stress at the time of casting due to temperature rise, deformation due to combustion pressure, and the like occur in the
また、小径部32と連通孔25との間の隙間が0.1mm以上3mm以下と微小であるため、この隙間を介して下部ウォータジャケット7から上部ウォータジャケット8に冷却水は僅かしか流出せず、下部ウォータジャケット7の冷却性能が損なわれることはない。
Further, since the gap between the
なお、小径部32と連通孔25との間の隙間を3mmよりも大きくした場合、この隙間を介して下部ウォータジャケット7から上部ウォータジャケット8に流出する冷却水の量が増えてしまって、下部ウォータジャケット7の冷却性能が低下する恐れがあり、小径部32と連通孔25との間の隙間を0.1mmよりも小さくした場合、小径部32と連通孔25の寸法のバラツキや熱膨張により、組付け工程において小径部32が連通孔25にスムーズに入り込まなかったり、小径部32が連通孔25に締り嵌めした状態となってしまって、隔壁21と外壁22に過大な応力が発生する恐れがある。したがって、小径部32と連通孔25との間の隙間を0.1mm以上3mm以下とするのが好適である。
When the gap between the
大径部31は小径部32との境界にテーパ部31bを有しており、小径部32の先端はテーパ部32aを有している。これら、テーパ部31b、32aの傾斜面によって、ボルト30が外壁孔26および連通孔25に引っかかることなくスムーズに挿入されるようになっている。
The
次に、上記構成のシリンダヘッド3の作用について説明する。
エンジン1が運転され、ウォータポンプ4が稼働すると、エンジン1とラジエータ10との間で冷却水が循環する。詳しくは、ウォータポンプ4から送出された冷却水が、シリンダブロック2のウォータジャケット5を通過してシリンダブロック2を冷却した後、シリンダヘッド3のウォータジャケット6を通過してシリンダヘッド3を冷却し、ラジエータ10で外気との熱交換を行って、再びウォータポンプ4により送出される。
Next, the operation of the
When the
シリンダヘッド3のウォータジャケット6を構成する下部ウォータジャケット7と上部ウォータジャケット8のうち、下部ウォータジャケット7を通過する相対的に高速で流量の多い冷却水は、燃焼室13から発生してシリンダヘッド3に伝達する熱を主として冷却し、上部ウォータジャケット8を通過する相対的に低速で流量の少ない冷却水は、排気ポート18から伝達する熱を主として冷却する。
Of the
下部ウォータジャケット7を流れる冷却水は、隔壁21に形成された連通孔25がボルト30の小径部32により閉塞されているため、連通孔25を通って上部ウォータジャケット8に僅かしか流出せず、シリンダヘッド3の下部を効率良く冷却する。
The cooling water flowing through the
なお、隔壁21の連通孔25とボルト30の小径部32との間の隙間が3mm以下であれば、下部ウォータジャケット7から上部ウォータジャケット8に冷却水が僅かに流出しても、下部ウォータジャケット7の冷却能力が、隔壁21の連通孔25とボルト30の小径部32との間に隙間がない場合と比較して大きな有意差を生じないことが試験により確認されている。
If the clearance between the
また、シリンダヘッド3の各部には、温度変化による膨張および収縮、温度上昇によって鋳造時の残留応力が解放されることに伴う変形、および燃焼圧による変形等の各種の変形が生じ、隔壁21と外壁22との間隔も微小変化するが、ボルト30の小径部32が連通孔25に対して0.1mm以上3mm以下の隙間を介して遊嵌されており、ボルト30の小径部32と連通孔25は軸線方向の相対移動が許容されるので、隔壁21と外壁22に過大な応力が発生することがない。したがって、隔壁21と外壁22との間隔が変化しても、隔壁21と外壁22に過大な応力が生じることがなく、隔壁21と外壁22に歪みや金属疲労が生じたり亀裂が発生することが防止される。
Further, each part of the
一方、上部ウォータジャケット8を流れる冷却水は、外壁22に形成された外壁孔26がボルト30の大径部31により閉塞されているため、外壁孔26を通ってシリンダヘッド3の外部に漏洩することはなく、排気ポート18の周辺等の熱を効率良く冷却する。なお、外壁22の外壁孔26とボルト30の大径部31とは、外壁孔26の雌ねじ部26aと大径部31の雄ねじ部31aにより強固に螺合しているので、ボルト30が脱落したり、上部ウォータジャケット8を流れる冷却水が外壁孔26からシリンダヘッド3の外部に漏洩することが確実に防止される。
On the other hand, the coolant flowing through the
以上のように、本発明の実施の形態に係るシリンダヘッドの冷却構造においては、シリンダヘッド3の外壁22に設けられ、上部ウォータジャケット8とシリンダヘッド3の外部とを連通する外壁孔26と、外壁孔26と同軸上に設けられ、上部ウォータジャケット8と下部ウォータジャケット7とを連通する連通孔25と、外壁孔26および連通孔25を閉塞するボルト30とを備えるよう構成したので、シリンダヘッド3を鋳造により製造する際に連通孔25と外壁孔26により中子の砂落ち、ガス抜きが行われ、良好にシリンダヘッド3の製造を行うことができ、シリンダヘッド3を使用する際には、連通孔25と外壁孔26がボルト30により閉塞されているため、下部ウォータジャケット7から上部ウォータジャケット8に冷却水が流出したり、上部ウォータジャケット8からシリンダヘッド3の外部に冷却水が漏洩することがなく、良好な冷却を行うことができる。したがって、生産性と冷却性能の双方に優れるシリンダヘッド3の冷却構造を提供することができる。
As described above, in the cooling structure of the cylinder head according to the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施の形態に係るシリンダヘッドの冷却構造においては、外壁孔26の内径を連通孔25の内径より大きくするとともに、ボルト30が、外壁孔26に螺合して外壁孔26を閉塞する大径部31と、連通孔25に遊嵌して連通孔25を閉塞する小径部32とを備えるよう構成したので、小径部32と連通孔25との間で軸線方向の相対移動が許容されるため、隔壁21と外壁22に過大な応力が発生することがなく、隔壁21と外壁22との間隔が変化しても、過大な応力により隔壁21または外壁22に歪みや金属疲労が生じたり亀裂が発生することを防止することができる。また、大径部31が外壁孔26に螺合しているので、ボルト30が脱落したり、上部ウォータジャケット8を流れる冷却水が外壁孔26からシリンダヘッド3の外部に漏洩することが確実に防止される。また、外壁孔26の内径が連通孔25の内径より大きいため、組付け工程においてボルト30の外壁孔26および連通孔25への挿入を容易に行うことができる。
In the cylinder head cooling structure according to the embodiment of the present invention, the inner diameter of the
また、本発明の実施の形態に係るシリンダヘッドの冷却構造においては、小径部32が、0.1mm以上3mm以下の隙間を介して連通孔25に遊嵌する構成を有しているので、小径部32と連通孔25との間の隙間を介して下部ウォータジャケット7から上部ウォータジャケット8に流出する冷却水の量が最小限に抑えられるため、下部ウォータジャケット7の冷却性能が損なわれることを防止することができるとともに、小径部32と連通孔25の寸法のバラツキや熱膨張により、組付け工程において小径部32が連通孔25にスムーズに入り込まなかったり、小径部32が連通孔25に締り嵌めした状態となってしまって、隔壁21と外壁22に過大な応力が発生することを防止することができる。
Further, in the cylinder head cooling structure according to the embodiment of the present invention, the
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって例示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、ボルト30の小径部32に弾性部材からなるオーリングを設けて小径部32と連通孔25との間を摺動可能に液密的に塞ぐことにより、下部ウォータジャケット7から上部ウォータジャケット8に冷却水が流出することを完全に防止できるとともに、ボルト30の小径部32と連通孔25との間で軸線方向の相対移動が許容されるので、隔壁21と外壁22に過大な応力が発生することを防止することができる。
The embodiment disclosed this time is illustrative in all points, and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is illustrated not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. For example, an O-ring made of an elastic member is provided on the
以上説明したように、本発明に係るシリンダヘッドの冷却構造は、生産性と冷却性能の双方に優れるという効果を有し、シリンダヘッドを冷却するためのウォータジャケットを上下方向に分割したシリンダヘッドの冷却構造に有用である。 As described above, the cooling structure of the cylinder head according to the present invention has an effect that both the productivity and the cooling performance are excellent, and the cylinder head is obtained by dividing the water jacket for cooling the cylinder head in the vertical direction. Useful for cooling structures.
2 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
5、6 ウォータジャケット
7 下部ウォータジャケット
8 上部ウォータジャケット
13 燃焼室
15 気筒
16 底面
21 隔壁
22 外壁
25 連通孔
26 外壁孔
26a 雌ねじ部
30 ボルト(閉塞部材)
31 大径部(螺合部)
31a 雄ねじ部
31b、32a テーパ部
32 小径部(遊嵌部)
2
31 Large diameter part (screwed part)
31a
Claims (3)
前記下部ウォータジャケットの上部に配置されるとともに前記下部ウォータジャケットから冷却水が供給される上部ウォータジャケットと、
前記下部ウォータジャケットと前記上部ウォータジャケットとを隔てる隔壁とを備えたシリンダヘッドの冷却構造において、
前記シリンダヘッドの外壁に設けられ、前記上部ウォータジャケットと前記シリンダヘッドの外部とを連通する外壁孔と、
前記外壁孔と同軸上に設けられ、前記上部ウォータジャケットと前記下部ウォータジャケットとを連通する連通孔と、
前記外壁孔および前記連通孔を閉塞する閉塞部材とを備えたことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造。 A lower water jacket disposed at the bottom of the cylinder head and supplied with cooling water from the outside;
An upper water jacket that is disposed on top of the lower water jacket and is supplied with cooling water from the lower water jacket;
In the cooling structure of the cylinder head comprising a partition wall separating the lower water jacket and the upper water jacket,
An outer wall hole provided in an outer wall of the cylinder head and communicating the upper water jacket and the outside of the cylinder head;
A communication hole provided coaxially with the outer wall hole, and communicating the upper water jacket and the lower water jacket;
A cooling structure for a cylinder head, comprising: a closing member that closes the outer wall hole and the communication hole.
前記閉塞部材が、前記外壁孔に螺合して前記外壁孔を閉塞する螺合部と、前記連通孔に遊嵌して前記連通孔を閉塞する遊嵌部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載のシリンダヘッドの冷却構造。 While making the inner diameter of the outer wall hole larger than the inner diameter of the communication hole,
The closing member includes a screwing portion that is screwed into the outer wall hole to close the outer wall hole, and a loose fitting portion that is loosely fitted to the communication hole to close the communication hole. The cooling structure of the cylinder head according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009063017A JP2010216338A (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Cooling structure of cylinder head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009063017A JP2010216338A (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Cooling structure of cylinder head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010216338A true JP2010216338A (en) | 2010-09-30 |
Family
ID=42975435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009063017A Pending JP2010216338A (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Cooling structure of cylinder head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010216338A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012163065A (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Toyota Motor Corp | Engine and cylinder head |
JP2014114710A (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | Cooling structure of cylinder head |
CN105604720A (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-25 | 丰田自动车株式会社 | Cylinder block, internal combustion engine and cooling system for internal combustion engine |
JP2021055622A (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | ダイハツ工業株式会社 | cylinder head |
CN115875123A (en) * | 2022-12-31 | 2023-03-31 | 东风商用车有限公司 | Variable flow distribution control device and method for water jacket of engine cylinder head |
-
2009
- 2009-03-16 JP JP2009063017A patent/JP2010216338A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012163065A (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Toyota Motor Corp | Engine and cylinder head |
JP2014114710A (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | Cooling structure of cylinder head |
CN105604720A (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-25 | 丰田自动车株式会社 | Cylinder block, internal combustion engine and cooling system for internal combustion engine |
JP2016094871A (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | Cylinder block |
JP2021055622A (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | ダイハツ工業株式会社 | cylinder head |
JP7339110B2 (en) | 2019-09-30 | 2023-09-05 | ダイハツ工業株式会社 | cylinder head |
CN115875123A (en) * | 2022-12-31 | 2023-03-31 | 东风商用车有限公司 | Variable flow distribution control device and method for water jacket of engine cylinder head |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8191252B2 (en) | Method for producing cylinder head and cylinder head | |
EP2082119B1 (en) | Valve seat insert for a piston engine | |
JP4756381B2 (en) | Multi-cylinder engine cooling system | |
JP5711716B2 (en) | Cylinder head water jacket structure | |
JP2009002265A (en) | Cooling structure of internal combustion engine | |
JP2014084737A (en) | Water jacket structure of cylinder head | |
JP2008064054A (en) | Cylinder block and internal combustion engine | |
JP2010216338A (en) | Cooling structure of cylinder head | |
JP5719334B2 (en) | Cylinder head water jacket structure | |
JP2014095342A (en) | Water jacket structure of internal combustion engine | |
JP2020509290A (en) | Cylinder head of internal combustion engine | |
JP2016173107A (en) | Cylinder head for internal combustion engine having cooling channel | |
US9228462B2 (en) | Jacket-cooled exhaust manifold | |
JP2018035789A (en) | Lubricant infusion structure for internal combustion engine | |
JP5447228B2 (en) | Engine cooling structure | |
JP5587380B2 (en) | Cylinder head water jacket structure | |
EP3048288A1 (en) | Cylinder head and method of manufacturing cylinder head | |
JP2010203350A (en) | Cylinder head | |
CN104781530A (en) | Internal combustion engine having a cylinder head which is configured jointly for a plurality of cylinders | |
JP2008014263A (en) | Cooling structure for internal combustion engine and cylinder head gasket used for same | |
JP2005282509A (en) | Cooling structure of cylinder block | |
JP6344356B2 (en) | Internal combustion engine cooling structure | |
JP6112053B2 (en) | Engine cylinder head structure | |
JP2021120540A (en) | Cooling structure for cylinder head | |
CN114991982B (en) | High-quality high-cooling integrated cylinder cover and engine |