JP2013072364A - Cylinder head cooling structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシリンダヘッド冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a cylinder head cooling structure.
ディーゼルエンジンのシリンダブロックに締結されて燃焼室の一部を構成するシリンダヘッドは、給排気系、動弁系、及び燃料噴射系などが付帯する複雑な形状の部品である。
前記シリンダヘッドの内部には、冷却水が流通する空隙からなるウォータジャケットが形成してあり、シリンダからの熱によって加熱される高温部位を冷却するようになっている(例えば、特許文献1、2参照)。
A cylinder head that is fastened to a cylinder block of a diesel engine and constitutes a part of a combustion chamber is a complicatedly shaped component that is accompanied by an air supply / exhaust system, a valve operating system, a fuel injection system, and the like.
A water jacket composed of a gap through which cooling water flows is formed inside the cylinder head so as to cool a high-temperature portion heated by heat from the cylinder (for example,
図2は従来のシリンダヘッドの一例を示す切断側面図、図3は図2をIII−III方向から見たウォータジャケットの平面図であり、図中、1はシリンダヘッド、2(2a,2b)は吸気ポート、3(3a,3b)は排気ポート、4は冷却構造を構成するウォータジャケット、5は燃焼室、6a,6bは吸気通路壁、7a,7bは排気通路壁、8aは吸気ポート2a,2b及び排気ポート3a,3bの中心部に設けられるインジェクタ開口8を取り囲むインジェクタ周囲壁を表わしている。
2 is a cut-away side view showing an example of a conventional cylinder head, FIG. 3 is a plan view of a water jacket as seen from the III-III direction in FIG. 2, wherein 1 is a cylinder head, 2 (2a, 2b) Is an intake port, 3 (3a, 3b) is an exhaust port, 4 is a water jacket constituting a cooling structure, 5 is a combustion chamber, 6a and 6b are intake passage walls, 7a and 7b are exhaust passage walls, and 8a is an
図3のシリンダヘッド冷却構造が適用されるディーゼルエンジンは、1気筒あたりの弁配置が吸気2弁・排気2弁の4弁式となっている。そして、前記吸気通路壁6a,6bは、吸気ポート2a,2b及び吸気弁(図示せず)の弁体部分を周方向に取り囲んでおり、又、排気通路壁7a,7bは、前記排気ポート3a,3b及び排気弁(図示せず)の弁体部分を周方向に取り囲んでいる。
In the diesel engine to which the cylinder head cooling structure of FIG. 3 is applied, the valve arrangement per cylinder is a four-valve type with two intake valves and two exhaust valves. The intake passage walls 6a and 6b surround the
シリンダヘッド1の一方の所定位置には、シリンダブロックからの冷却水Wをウォータジャケット4へ送給するための冷却水入口9,10が穿設されており、該冷却水入口9,10からの冷却水Wは、通路壁6a,6b、7a,7bの相互間及びインジェクタ周囲壁8a周りの空隙へ向けて流れるようになっている。前記ウォータジャケット4は、複数設けられている燃焼室5(複数気筒)の夫々に対応して形成されている。
図3に示すシリンダヘッド冷却構造においては、冷却水入口9,10からの冷却水Wはウォータジャケット4の空隙に流入し、矢印で示すように空隙を流動する間にシリンダヘッド1を全般的に冷却すると共に、燃焼面や排気通路などの高温部位を集中的に冷却する。
In the cylinder head cooling structure shown in FIG. 3, the cooling water W from the
従来のシリンダヘッド冷却構造では、図3に示す如く、前記吸気ポート2a,2b及び排気ポート3a,3bを独立して取り囲む吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bを設けているため、吸気通路壁6a,6b、排気通路壁7a,7b及びインジェクタ周囲壁8aの相互間の空隙が狭く、特に吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間は狭い空隙Xとなっている。尚、図3においては、前記吸気通路壁6bとインジェクタ周囲壁8aとは一体に形成した場合を示している。
In the conventional cylinder head cooling structure, as shown in FIG. 3, since the intake passage walls 6a and 6b and the
更に、前記吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間に前記したような狭い空隙Xを設けるために、前記吸気ポート2aは一部が凹んだ歪んだ形状となっている。
Further, in order to provide the narrow gap X as described above between the intake passage wall 6a and the injector peripheral wall 8a, the
しかし、前記したように、吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間に狭い空隙Xを設けるために、吸気ポート2aの一部を凹ませた歪んだ形状としているので、吸気抵抗が増加して吸気効率が低下するという問題がある。近年の高Pmax(筒内最高圧力)に対応したコンパクトなエンジンとするために、吸気圧力を高めることが要求されているが、前記吸気ポート2aの形状では吸気圧力を高めた場合に吸気効率の低下が著しくなる可能性がある。
However, as described above, in order to provide the narrow gap X between the intake passage wall 6a and the injector peripheral wall 8a, the
更に、吸気圧力を高めることに伴って、シリンダヘッド1における吸気ポート2a周りの強度を高める必要があるが、前記したように、狭い空隙Xを確保するために吸気ポート2aを取り囲む吸気通路壁6aの厚さが薄くなってしまい、そのために十分な吸気ポート2a周りの強度が保持できないという問題がある。
Further, as the intake pressure is increased, it is necessary to increase the strength around the
又、前記したように、吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bを独立して設けているために、吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bの間に形成される空隙の全体容積が大きくなり、そのために、シリンダヘッド1の鋳造後に内部に残る鋳砂量が増加し、鋳砂の除去作業が大変になる問題がある。
Further, as described above, since the intake passage walls 6a and 6b and the
更に、前記吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間の狭い空隙Xに残った鋳砂の除去作業は非常に困難となる問題がある。 Furthermore, there is a problem that it is very difficult to remove the cast sand remaining in the narrow gap X between the intake passage wall 6a and the injector peripheral wall 8a.
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、吸気ポートの形状の最適化と強度保持が図れるようにしたシリンダヘッド冷却構造を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a cylinder head cooling structure capable of optimizing the shape of the intake port and maintaining the strength.
本発明は、複数の吸気ポートを取り囲む吸気通路壁と複数の排気ポートを取り囲む排気通路壁との間にウォータジャケットが形成されたシリンダヘッド冷却構造であって、複数の吸気ポートの相互間に中実部を有して複数の吸気ポートを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁を形成したことを特徴とする。 The present invention relates to a cylinder head cooling structure in which a water jacket is formed between an intake passage wall surrounding a plurality of intake ports and an exhaust passage wall surrounding a plurality of exhaust ports. An intake port surrounding wall having a real part and integrally surrounding a plurality of intake ports is formed.
而して、上記シリンダヘッド冷却構造においては、複数の吸気ポートの相互間に中実部を有して複数の吸気ポートを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁を形成したので、ウォータジャケットに供給された冷却水は、前記吸気ポート包囲壁に沿って流れ、吸気ポート包囲壁を介して複数の吸気ポート周りを冷却する。前記吸気ポート包囲壁を設けたことにより、吸気ポートの形状を自由に選定して最適な形状とすることができ、更に、吸気ポート周りの強度を高めることができる。 Thus, in the cylinder head cooling structure, since the intake port surrounding wall is formed so as to integrally surround the plurality of intake ports with a solid portion between the plurality of intake ports, it is supplied to the water jacket. The cooling water flows along the intake port surrounding wall and cools around the plurality of intake ports via the intake port surrounding wall. By providing the intake port surrounding wall, the shape of the intake port can be freely selected to be an optimum shape, and the strength around the intake port can be increased.
上記シリンダヘッド冷却構造において、前記吸気ポート包囲壁が、インジェクタ周囲壁を一体に形成していることは好ましい。 In the cylinder head cooling structure, it is preferable that the intake port surrounding wall integrally forms an injector peripheral wall.
本発明のシリンダヘッド冷却構造によれば、吸気ポート包囲壁を設けたことにより、吸気ポートを最適な形状として吸気効率を高めることができ、更に、前記吸気ポート包囲壁によって吸気ポート周りの強度を大幅に高められるという優れた効果を奏し得る。 According to the cylinder head cooling structure of the present invention, by providing the intake port surrounding wall, it is possible to increase the intake efficiency by making the intake port into an optimal shape, and further, the intake port surrounding wall increases the strength around the intake port. An excellent effect of being greatly enhanced can be achieved.
又、従来に比して、吸気通路壁及び排気通路壁の間に形成される空隙の全体容積を減少することができ、且つ、従来有していた狭い空隙も省略できるため、シリンダヘッドの鋳造後に内部に残った鋳砂を除去するための作業を容易にできる効果がある。 In addition, since the overall volume of the air gap formed between the intake passage wall and the exhaust passage wall can be reduced as compared with the conventional case, and the narrow air gap that has been conventionally provided can be omitted, the casting of the cylinder head There exists an effect which can perform the operation | work for removing the cast sand remaining inside later easily.
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明のシリンダヘッド冷却構造の一例を示す切断平面図である。従来においては図3に示したように、シリンダヘッド1に備えた複数の吸気ポート2a,2b及び複数の排気ポート3a,3bを夫々別個に取り囲む吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bを設けて、それらの間に形成される狭い空隙Xなどの空隙によってウォータジャケット4を形成していたのに対し、本発明では、図1に示す如く、複数の吸気ポート2a,2bの相互間に中実部11を備えて複数の吸気ポート2a,2bを一体に取り囲むようにした吸気ポート包囲壁12を設けている。
FIG. 1 is a cut plan view showing an example of a cylinder head cooling structure of the present invention. Conventionally, as shown in FIG. 3, the intake passage walls 6a and 6b and the
即ち、従来では、シリンダヘッド1では平面方向全体にウォータジャケット4を設けて冷却することが必要と考えられていたが、排気ガスが通る排気ポート2a,2b周りの温度に比して吸気ガスが通る吸気ポート3a,3b周りの温度は低いため、吸気ポート2a,2b周りにはウォータジャケット4を接近して設けなくても問題が生じないことが判明した。このため、本発明では、前記した如く、複数の吸気ポート2a,2bの相互間に中実部11を備えて複数の吸気ポート2a,2bを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁12を設け、吸気ポート2a,2b周りを1つの吸気ポート包囲壁12によって冷却するようにした。
In other words, in the past, it was considered that the
このとき、前記吸気ポート包囲壁12は、インジェクタ周囲壁8aを一体に形成することにより、インジェクタ開口8も一緒に冷却することができる。
At this time, the intake
次に、上記実施例の作動を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
図1に示す如く、複数の吸気ポート2a,2bの相互間に中実部11を有して複数の吸気ポート2a,2bを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁12を形成したので、ウォータジャケット4に供給された冷却水Wは、前記吸気ポート包囲壁12に沿って流れ、この冷却水Wにより吸気ポート包囲壁12を介して吸気ポート2a,2b周りが冷却される。又、吸気ポート包囲壁12がインジェクタ周囲壁8aを一体に形成している場合には、インジェクタ開口8周りも一緒に冷却される。
As shown in FIG. 1, since the intake
前記したように、吸気ポート包囲壁12を設けたことにより、吸気ポート2a,2bの形状を自由に設計することができ、よって吸気ポート2a,2bを最適な形状とすることができる。この結果、吸気効率が向上し、排ガス・燃費の向上を図ることができる。
As described above, by providing the intake
更に、前記吸気ポート包囲壁12によってシリンダヘッド1の強度が高められるので、吸気圧力が高められた場合にも、吸気ポート2a,2b周りの強度を十分高く保持することができる。
Furthermore, since the strength of the
又、従来に比して、吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bの間に形成される空隙の全体容積を減少することができ、しかも、従来における狭い空隙Xも省略できるため、シリンダヘッド1の鋳造後に内部に残った鋳砂を除去するための作業が容易になる。
Further, compared to the conventional case, the overall volume of the gap formed between the intake passage walls 6a and 6b and the
尚、本発明のシリンダヘッド冷却構造は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the cylinder head cooling structure of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
1 シリンダヘッド
2 吸気ポート
2a,2b 吸気ポート
3 排気ポート
3a,3b 排気ポート
4 ウォータジャケット
6a,6b 吸気通路壁
7a,7b 排気通路壁
8a インジェクタ周囲壁
11 中実部
12 吸気ポート包囲壁
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Citations (3)
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JP2000220451A (en) * | 1999-02-03 | 2000-08-08 | Toyota Motor Corp | Cylinder head cooling structure of internal combustion engine |
JP2003056343A (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Toyota Industries Corp | Cylinder head cooling structure for internal combustion engine |
JP2004308619A (en) * | 2003-04-10 | 2004-11-04 | Isuzu Motors Ltd | Cylinder head structure of internal combustion engine |
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