JP2014084739A - Water jacket structure of cylinder head - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water jacket structure of a cylinder head capable of improving cooling efficiency of an exhaust collection part.SOLUTION: A water jacket structure of a cylinder head 2 comprises: an exhaust collection part 24 for collecting plural exhaust ports 23 inside the cylinder head 2; an exhaust port 24a formed on a side face of the cylinder head 2 and communicated with the exhaust collection part 24; and an exhausting water jacket 70 for cooling the exhaust collection part 24. The exhausting water jacket 70 has: an upper exhausting water jacket 80 arranged on an upper side in a cylinder axial line direction to the exhaust collection part 24; and a lower exhausting water jacket 90 arranged on a lower side in the cylinder axial line direction to the exhaust collection part 24. The exhaust outlet 24a is opened at a position deviated from a center in a cylinder row direction, and the exhaust collection part 24 is enlarged in diameter as it approaches to the exhaust outlet 24a.

Description

本発明は、シリンダヘッドのウォータージャケット構造に関し、特に、複数の排気ポートを集合させる排気集合部を一体形成したシリンダヘッドのウォータージャケット構造に関する。   The present invention relates to a water jacket structure for a cylinder head, and more particularly to a water jacket structure for a cylinder head in which an exhaust collecting portion for collecting a plurality of exhaust ports is integrally formed.

従来、燃費向上及びＣＯ２削減の要請からエンジン等の内燃機関の小型化が望まれているが、このような内燃機関は小型化によるトルク不足を解消するために過給機を備えていることが多い。一方、内燃機関の小型化・軽量化を図るために、複数の燃焼室から伸びる複数の排気ポートを集合させる排気集合部をシリンダヘッド内に一体に形成した内燃機関が開発されている。排気集合部は高温になり易く、特に、排気集合部の直ぐ下流側に過給機を配置した場合には、過給機の熱害防止のために排気集合部を十分に冷却することが重要になる。そのため、このようなシリンダヘッドでは、燃焼室を冷却する燃焼室用ウォータージャケットの他に、排気ポート及び排気集合部を冷却する排気用ウォータージャケットが設けられている。 Conventionally, downsizing of an internal combustion engine such as an engine has been desired due to demands for improving fuel consumption and reducing CO 2. However, such an internal combustion engine is provided with a supercharger in order to eliminate torque shortage due to downsizing. There are many. On the other hand, in order to reduce the size and weight of an internal combustion engine, an internal combustion engine has been developed in which an exhaust collecting portion for collecting a plurality of exhaust ports extending from a plurality of combustion chambers is integrally formed in a cylinder head. The exhaust collecting part tends to be hot, and it is important to cool the exhaust collecting part sufficiently to prevent thermal damage to the turbocharger, especially when a turbocharger is arranged immediately downstream of the exhaust collecting part. become. Therefore, in such a cylinder head, in addition to the combustion chamber water jacket for cooling the combustion chamber, an exhaust water jacket for cooling the exhaust port and the exhaust collecting portion is provided.

例えば、特許文献１〜３には、排気集合部の上側と下側にそれぞれ排気用ウォータージャケットを設け、排気集合部の出口開口部が設けられたシリンダヘッドの側面と当該排気集合部との間に、上側と下側の排気用ウォータージャケットを連通する連通部を設けたシリンダヘッドのウォータージャケット構造が開示されている。   For example, in Patent Documents 1 to 3, an exhaust water jacket is provided on each of the upper side and the lower side of the exhaust collecting part, and the side surface of the cylinder head provided with the outlet opening of the exhaust collecting part is disposed between the exhaust collecting part. Further, there is disclosed a water jacket structure for a cylinder head provided with a communicating portion for communicating the upper and lower exhaust water jackets.

独国特許出願公開２００８−０５９８３２号明細書German Patent Application Publication No. 2008-059832 特開２００８−３０９１５８号公報JP 2008-309158 A 特開２０１０−２０９７４９号公報JP 2010-209749 A

しかし、特許文献１〜３に記載のシリンダヘッドのウォータージャケット構造では、排気集合部における排気の流速が考慮されておらず、冷却効率の向上の余地があった。   However, in the water jacket structure of the cylinder head described in Patent Documents 1 to 3, there is room for improvement in cooling efficiency because the flow rate of the exhaust gas in the exhaust gas collecting portion is not taken into consideration.

本発明は、これらの問題に鑑みて成されたものであり、排気集合部の冷却効率の向上を図ることが可能なシリンダヘッドのウォータージャケット構造を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a water jacket structure for a cylinder head capable of improving the cooling efficiency of the exhaust collecting portion.

本発明に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造は、シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の吸気ポート及び複数の排気ポートと、前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させる排気集合部と、前記シリンダヘッドの側面に形成されており、前記排気集合部と連通する排気出口と、前記排気集合部を冷却する排気用ウォータージャケットと、を備え、前記排気用ウォータージャケットは、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置された上側排気用ウォータージャケットと、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置された下側排気用ウォータージャケットと、を有し、前記排気出口は、シリンダ列方向における中心から偏倚した位置に開口しており、前記排気集合部は、前記排気出口に近づくにつれて拡径していることを特徴とする。   A water jacket structure of a cylinder head according to the present invention includes a plurality of combustion chamber tops formed on a bottom surface of the cylinder head, a plurality of intake ports and a plurality of exhaust ports communicating with each of the plurality of combustion chamber tops, An exhaust collecting portion that collects the plurality of exhaust ports inside the cylinder head, an exhaust outlet that is formed on a side surface of the cylinder head and communicates with the exhaust collecting portion, and exhaust water that cools the exhaust collecting portion An exhaust water jacket disposed on the upper side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion, and on the lower side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion. A lower exhaust water jacket disposed, wherein the exhaust outlet is at the center in the cylinder row direction. Is open to the biased position, the exhaust collector is characterized in that diametrically enlarged toward the said exhaust outlet.

このような構成によれば、排気集合部の排気出口がシリンダ列方向における中心から偏倚した位置に開口しており、排気集合部の第２集合部が排気出口に近づくにつれて拡径しているので、排気出口から遠い部分において排気の流速を大きくして冷却効率を向上するとともに、排気出口に近い部分において排気の流量を大きくしつつ流速を小さくし、さらには各ウォータージャケットとの接触面積を大きくして冷却効率を向上することができる。また、製造時に砂中子をシリンダヘッド内部から洗浄する際においても、排気出口に近い部分における流路の断面積を排気出口から遠い部分よりも大きくしているので、残留物をより効率的に除去することができる。   According to such a configuration, the exhaust outlet of the exhaust collecting part opens at a position deviated from the center in the cylinder row direction, and the diameter of the exhaust collecting part increases as the second collecting part of the exhaust collecting part approaches the exhaust outlet. In addition to improving the cooling efficiency by increasing the flow velocity of the exhaust in the part far from the exhaust outlet, the flow rate is decreased while increasing the flow rate of the exhaust in the part near the exhaust outlet, and further the contact area with each water jacket is increased. Thus, the cooling efficiency can be improved. Also, when cleaning the sand core from the inside of the cylinder head during manufacturing, the cross-sectional area of the flow path in the portion near the exhaust outlet is made larger than that in the portion far from the exhaust outlet, so that the residue is more efficiently Can be removed.

前記排気集合部は、シリンダ軸線方向及び前記シリンダ列方向に直交する方向で拡径しており、前記シリンダ軸線方向には略同一径である構成であってもよい。   The exhaust collecting portion may have a diameter that is enlarged in a direction orthogonal to the cylinder axial direction and the cylinder row direction, and may have a substantially same diameter in the cylinder axial direction.

このような構成によれば、第２集合部を扁平な形状とすることによって、各ウォータージャケット内部を流れる冷却液の容量の増加を抑えつつ冷却効率を向上することができるとともに、コンパクトなシリンダヘッドを提供することができる。   According to such a configuration, by forming the second collecting portion in a flat shape, it is possible to improve the cooling efficiency while suppressing an increase in the capacity of the coolant flowing inside each water jacket, and a compact cylinder head Can be provided.

前記排気集合部の燃焼室頂部側縁部は、シリンダ列に平行に形成されている構成であってもよい。   The combustion chamber top side edge portion of the exhaust collecting portion may be formed in parallel to the cylinder row.

このような構成によれば、排気集合部の第２集合部の燃焼室頂部側縁部がシリンダ列に平行に形成されているので、燃焼室頂部側縁部が排気出口に向かうにつれて燃焼室頂部から離間する従来の構造と比較して、シリンダヘッドの排気側側面への大型化を抑制しつつ、冷却効率を向上することができる。   According to such a configuration, since the combustion chamber top side edge of the second collection part of the exhaust collection part is formed in parallel to the cylinder row, the combustion chamber top part as the combustion chamber top side edge moves toward the exhaust outlet. Compared with the conventional structure which is separated from the cylinder, it is possible to improve the cooling efficiency while suppressing an increase in the size of the cylinder head on the exhaust side surface.

前記上側排気用ウォータージャケット及び前記下側排気用ウォータージャケットの少なくとも一方は、他方側に向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された突出部を有する構成であってもよい。   At least one of the upper exhaust water jacket and the lower exhaust water jacket has a projecting portion disposed so as to project toward the other side and to face the downstream side portion of the exhaust collecting portion. May be.

このような構成によれば、上側排気用ウォータージャケットと下側排気用ウォータージャケットとを互いに独立した流路としながら、排気集合部の下流側側部を突出部で被覆して排気集合管全体をウォータージャケットで覆うことができるので、排気集合部の冷却効率を向上させることができる。   According to such a configuration, while the upper exhaust water jacket and the lower exhaust water jacket are formed as independent flow paths, the downstream side portion of the exhaust collecting portion is covered with the protruding portion so that the entire exhaust collecting pipe is covered. Since it can be covered with a water jacket, the cooling efficiency of the exhaust collecting part can be improved.

前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成している構成であってもよい。   The upper exhaust water jacket and the lower exhaust water jacket may be configured to form independent flow paths inside the cylinder head.

このような構成によれば、上側排気用ウォータージャケットと下側排気用ウォータージャケットとは、シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成しているので、シリンダヘッド内部で冷却水を無理に偏向させて分岐させる必要がなく、冷却液の流れを互いに分離して流速の低下や冷却液の滞留箇所（淀み部）の発生を抑制することができる。そして、流速の低下や冷却液の滞留箇所（淀み部）の発生が抑制されるので、排気用ウォータージャケットの内部を流れる冷却液の流速を上昇させて少ない冷却液量で効率的に排気集合部を冷却することが可能となる。また、少ない冷却液量で効率的に排気集合部を冷却することができるので、排気用ウォータージャケットの容量を小さくすることができ、ひいてはシリンダヘッドの小型化を図ることができる。
なお、「シリンダ軸線方向の上下」とは、シリンダ軸線に直交する平面であるシリンダ直交平面に対して、上方となる側を上側とし、下方となる側を下側とする。 According to such a configuration, the upper exhaust water jacket and the lower exhaust water jacket form independent flow paths inside the cylinder head, so that the cooling water is forcibly deflected inside the cylinder head. Therefore, it is not necessary to branch off the coolant, and the flow of the coolant can be separated from each other to reduce the flow velocity and prevent the coolant from staying (stagnation). Further, since the decrease in the flow rate and the occurrence of the coolant staying portion (stagnation portion) are suppressed, the flow rate of the coolant flowing inside the exhaust water jacket is increased so that the exhaust collecting portion can be efficiently used with a small amount of coolant. Can be cooled. In addition, since the exhaust collecting portion can be efficiently cooled with a small amount of coolant, the capacity of the exhaust water jacket can be reduced, and the size of the cylinder head can be reduced.
Note that “up and down in the cylinder axis direction” means that the upper side is the upper side and the lower side is the lower side with respect to the cylinder orthogonal plane that is a plane orthogonal to the cylinder axis.

本発明によれば、排気集合部の冷却効率の向上を図ることが可能なシリンダヘッドのウォータージャケット構造を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water jacket structure of the cylinder head which can aim at the improvement of the cooling efficiency of an exhaust_gas | exhaustion assembly part can be provided.

本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造を有する内燃機関の断面図である。It is sectional drawing of the internal combustion engine which has the water jacket structure of the cylinder head which concerns on this embodiment. シリンダヘッドの斜視図である。It is a perspective view of a cylinder head. シリンダヘッドの内部の排気集合部及びヘッド側ウォータージャケットを透視して描いた斜視図である。It is the perspective view drawn through seeing through the exhaust gathering part inside a cylinder head, and a head side water jacket. ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部とを上下に分解して示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled and showed the head side water jacket and the exhaust_gas | exhaustion gathering part up and down. 吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの底面図である。FIG. 6 is a bottom view of an intake water jacket, a combustion chamber water jacket, and an upper exhaust water jacket. 下側排気用ウォータージャケットの底面図である。It is a bottom view of the water jacket for lower exhaust. ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部を前方からみた正面図である。It is the front view which looked at the head side water jacket and the exhaust gas collection part from the front. ブロック側ウォータージャケットから吸気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。It is a disassembled perspective view for demonstrating the flow of the cooling fluid from the block side water jacket to the water jacket for intake. ブロック側ウォータージャケットから下側排気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。It is a disassembled perspective view for demonstrating the flow of the cooling fluid from the block side water jacket to the lower water jacket for exhaust. ガスケットにヘッド側ウォータージャケットとブロック側ウォータージャケットとを重ねて描いた底面図である。It is the bottom view which overlapped and drew the head side water jacket and the block side water jacket on the gasket. 吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。It is a bottom view for demonstrating the flow of the cooling fluid of the water jacket for intake, the water jacket for combustion chambers, and the water jacket for upper side exhaust. 下側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。It is a bottom view for demonstrating the flow of the cooling fluid of the water jacket for lower side exhaust. （ａ）は排気集合部の底面図、（ｂ）は排気集合部の正面図である。(A) is a bottom view of the exhaust collecting portion, and (b) is a front view of the exhaust collecting portion.

本発明の実施形態について、図１乃至図１２を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、各図に示すように、内燃機関Ｅが車両に設置された状態における前後左右上下に基づいて説明する。   An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the direction will be described based on the front, rear, left, right, top and bottom in a state where the internal combustion engine E is installed in the vehicle, as shown in each drawing.

図１は、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造を有する内燃機関の断面図である。
図１に示すように、本発明が適用された内燃機関Ｅは、４つのシリンダ１ａ（図１では１つのみ図示）が直列に配列されて一体に設けられたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の上側端部に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダブロック１とシリンダヘッド２の間に設置されるガスケット３と、シリンダヘッド２の上側端部に結合されるヘッドカバー（図示省略）とから構成される機関本体を備える。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine having a water jacket structure for a cylinder head according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine E to which the present invention is applied includes a cylinder block 1 in which four cylinders 1 a (only one is shown in FIG. 1) are arranged in series, and are integrally provided. The cylinder head 2 is coupled to the upper end of the cylinder, the gasket 3 is installed between the cylinder block 1 and the cylinder head 2, and the head cover (not shown) is coupled to the upper end of the cylinder head 2. Equipped with an engine body.

内燃機関Ｅは、４つのシリンダ１ａと、各シリンダ１ａに往復運動可能に嵌合するピストン４と、各ピストン４にコンロッド５を介して連結されるクランク軸６とを備える多気筒内燃機関であり、搭載対象としての車両に、クランク軸６の回転中心線が左右方向に指向する横置き配置で搭載される。また、内燃機関Ｅは、吸気側を車両後方に向けて配置されるとともに排気側を車両前方に向けて配置されている。
シリンダ１ａ毎に、該シリンダ１ａのシリンダ軸線Ｌｃに平行な方向であるシリンダ軸線方向でピストン４とシリンダヘッド２との間には、シリンダ１ａとピストン４とシリンダヘッド２とにより燃焼室７が形成される。
なお、本実施形態では、シリンダ軸線Ｌｃと鉛直軸方向（すなわち上下方向）とが一致するように内燃機関Ｅが設置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばシリンダ軸線Ｌｃが鉛直軸方向に対して傾斜するように内燃機関Ｅを設置してもよい。 The internal combustion engine E is a multi-cylinder internal combustion engine that includes four cylinders 1a, pistons 4 that are reciprocally fitted to the cylinders 1a, and crankshafts 6 that are connected to the pistons 4 via connecting rods 5. The vehicle is mounted in a horizontal arrangement in which the rotation center line of the crankshaft 6 is directed in the left-right direction. The internal combustion engine E is disposed with the intake side facing the rear of the vehicle and the exhaust side facing the front of the vehicle.
For each cylinder 1a, a combustion chamber 7 is formed between the piston 4 and the cylinder head 2 between the piston 4 and the cylinder head 2 in the cylinder axis direction that is parallel to the cylinder axis Lc of the cylinder 1a. Is done.
In the present embodiment, the internal combustion engine E is installed so that the cylinder axis Lc and the vertical axis direction (that is, the vertical direction) coincide with each other. However, the present invention is not limited to this, and for example, the cylinder axis The internal combustion engine E may be installed such that Lc is inclined with respect to the vertical axis direction.

シリンダブロック１は、前記したシリンダ１ａやクランクケース（図示省略）の他、シリンダ１ａを冷却する冷却液の流路となるブロック側ウォータージャケット１０を有している。ブロック側ウォータージャケット１０は、４つのシリンダ１ａの全体を連続的に囲う凹溝状の空間であり、シリンダブロック１の上面に開口している（図８、図９参照）。ブロック側ウォータージャケット１０の一端側には、図示しないラジエータで冷却された冷却液が供給されている。また、ブロック側ウォータージャケット１０は、ガスケット３の貫通孔３２，３５等を介して、後記する吸気用ウォータージャケット５０及び下側排気用ウォータージャケット９０に連通しており、両者に冷却液を供給している。ブロック側ウォータージャケット１０及びガスケット３については後に詳しく説明する。   The cylinder block 1 includes a block-side water jacket 10 that serves as a coolant flow path for cooling the cylinder 1a, in addition to the cylinder 1a and the crankcase (not shown). The block-side water jacket 10 is a concave groove-like space that continuously surrounds the whole of the four cylinders 1a, and opens on the upper surface of the cylinder block 1 (see FIGS. 8 and 9). A coolant cooled by a radiator (not shown) is supplied to one end side of the block-side water jacket 10. The block-side water jacket 10 communicates with an intake water jacket 50 and a lower exhaust water jacket 90, which will be described later, through the through holes 32, 35 and the like of the gasket 3, and supplies coolant to both. ing. The block side water jacket 10 and the gasket 3 will be described in detail later.

図２は、シリンダヘッドの斜視図である。図３は、シリンダヘッドの内部の排気集合部及びヘッド側ウォータージャケットを透視して描いた斜視図である。なお、図３では、シリンダヘッド２の外形を仮想線（二点鎖線）で描いている。   FIG. 2 is a perspective view of the cylinder head. FIG. 3 is a perspective view illustrating the exhaust collecting part and the head-side water jacket inside the cylinder head. In addition, in FIG. 3, the external shape of the cylinder head 2 is drawn with the virtual line (two-dot chain line).

シリンダヘッド２は、中子（例えば、砂中子）を用いた鋳造成形で製造される金属製部材である。シリンダヘッド２は、図１乃至図３（主に図１）に示すように、燃焼室７の頂部を構成する４つの燃焼室頂部２１（図１では１つのみ図示）と、各燃焼室７にエアを導入する吸気ポート２２と、各燃焼室７から燃焼ガスを排出する排気ポート２３と、シリンダヘッド２の内部において複数の排気ポート２３を集合させる排気集合部２４と、これらを冷却するためのヘッド側ウォータージャケット４０と、を主に有している。また、シリンダヘッド２は、その上部に動弁機構の一部（図示省略）を収容する動弁室２５を有している。   The cylinder head 2 is a metal member manufactured by casting using a core (for example, a sand core). As shown in FIGS. 1 to 3 (mainly FIG. 1), the cylinder head 2 includes four combustion chamber tops 21 (only one is shown in FIG. 1) constituting the top of the combustion chamber 7, and each combustion chamber 7. An intake port 22 for introducing air into the exhaust chamber, an exhaust port 23 for exhausting combustion gas from each combustion chamber 7, an exhaust collecting portion 24 for collecting a plurality of exhaust ports 23 inside the cylinder head 2, and for cooling them The head side water jacket 40 is mainly included. Further, the cylinder head 2 has a valve operating chamber 25 for accommodating a part of the valve operating mechanism (not shown) at the upper part thereof.

燃焼室頂部２１は、シリンダヘッド２の底面２ａに設けられた略円錐形状の凹部である。吸気ポート２２は、各燃焼室頂部２１とシリンダヘッド２の後面２ｂとを連通している。排気ポート２３は、各燃焼室頂部２１と排気集合部２４とを連通している。吸気ポート２２及び排気ポート２３は、１つの燃焼室頂部２１に対して２つずつ設けられている。なお、吸気ポート２２及び排気ポート２３には、図示しない吸気バルブ及び排気バルブが設置されている。   The combustion chamber top 21 is a substantially conical recess provided on the bottom surface 2 a of the cylinder head 2. The intake port 22 communicates each combustion chamber top 21 with the rear surface 2b of the cylinder head 2. The exhaust port 23 communicates each combustion chamber top portion 21 and the exhaust collecting portion 24. Two intake ports 22 and two exhaust ports 23 are provided for each combustion chamber top 21. The intake port 22 and the exhaust port 23 are provided with an intake valve and an exhaust valve (not shown).

図２に示すように、排気集合部２４は、シリンダヘッド２の前面２ｃの左右方向の中心から偏倚した位置に開口する排気出口である１つの開口部２４ａを有している。排気集合部２４は、シリンダヘッド２の内部であってシリンダブロック１よりも前方に張り出した部位に設けられている（図１参照）。動弁室２５は、シリンダヘッド２の上面２ｄに形成された凹状の空間である。動弁室２５には、図示しないカムシャフトやロッカアームやバルブ等の動弁機構の一部が収容される。また、シリンダヘッド２の左側面２ｅには、後記するヘッド側ウォータージャケット４０の冷却液の出口となる出口開口部６３，８３，９３が形成されている。シリンダヘッド２の左側面２ｅには、出口開口部６３，８３，９３から排出される冷却液をヒータやラジエータに分配するウォーターアウトレット（図示省略）が取り付けられる。   As shown in FIG. 2, the exhaust collecting portion 24 has one opening 24 a that is an exhaust outlet that opens to a position deviated from the center in the left-right direction of the front surface 2 c of the cylinder head 2. The exhaust collecting portion 24 is provided in a portion of the cylinder head 2 that projects forward from the cylinder block 1 (see FIG. 1). The valve operating chamber 25 is a concave space formed in the upper surface 2 d of the cylinder head 2. The valve operating chamber 25 accommodates a part of a valve operating mechanism such as a camshaft, a rocker arm, and a valve (not shown). Further, on the left side surface 2e of the cylinder head 2, outlet openings 63, 83, and 93 serving as coolant outlets of the head side water jacket 40 described later are formed. A water outlet (not shown) that distributes the coolant discharged from the outlet openings 63, 83, and 93 to the heater and the radiator is attached to the left side surface 2e of the cylinder head 2.

なお、シリンダヘッド２の前面２ｃには、鋳造成形時にキャビティ内に設置される中子と型枠に支持される巾木とを連結する連結部によって形成される２つの支持孔２ｆが存在するが、この支持孔２ｆは後付けのキャップ等で閉塞される。   The front surface 2c of the cylinder head 2 has two support holes 2f formed by connecting portions that connect the core installed in the cavity during casting and the baseboard supported by the mold. The support hole 2f is closed with a cap attached later.

図１及び図３に示すように、ヘッド側ウォータージャケット４０は、冷却液の流路となる空間であり、吸気ポート２２を冷却するための吸気用ウォータージャケット５０と、燃焼室頂部２１を冷却するための燃焼室用ウォータージャケット６０と、排気ポート２３及び排気集合部２４を冷却するための排気用ウォータージャケット７０と、を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the head-side water jacket 40 is a space serving as a coolant flow path, and cools the intake water jacket 50 for cooling the intake port 22 and the combustion chamber top 21. A combustion chamber water jacket 60 and an exhaust water jacket 70 for cooling the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24.

図１に示すように、吸気用ウォータージャケット５０は、吸気ポート２２の下方に設けられている。燃焼室用ウォータージャケット６０は、燃焼室頂部２１の直上であって吸気ポート２２と排気ポート２３の間に設けられている。排気用ウォータージャケット７０は、排気ポート２３及び排気集合部２４の上側に配置された上側排気用ウォータージャケット８０と、排気ポート２３及び排気集合部２４の下側に配置された下側排気用ウォータージャケット９０と、を有している。   As shown in FIG. 1, the intake water jacket 50 is provided below the intake port 22. The combustion chamber water jacket 60 is provided immediately above the combustion chamber top 21 and between the intake port 22 and the exhaust port 23. The exhaust water jacket 70 includes an upper exhaust water jacket 80 disposed above the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24, and a lower exhaust water jacket disposed below the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24. 90.

吸気用ウォータージャケット５０は、ブロック側ウォータージャケット１０に連通すると共に、燃焼室用ウォータージャケット６０に連通している（図１の破線を参照）。燃焼室用ウォータージャケット６０は、ブロック側ウォータージャケット１０に連通すると共に、上側排気用ウォータージャケット８０に連通している。下側排気用ウォータージャケット９０は、ブロック側ウォータージャケット１０に連通している。そして、下側排気用ウォータージャケット９０は、吸気用ウォータージャケット５０、燃焼室用ウォータージャケット６０及び上側排気用ウォータージャケット８０に連通していない。すなわち、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とは、シリンダヘッド２の内部において互いに独立した流路を形成している。   The intake water jacket 50 communicates with the block-side water jacket 10 and also with the combustion chamber water jacket 60 (see the broken line in FIG. 1). The combustion chamber water jacket 60 communicates with the block-side water jacket 10 and also communicates with the upper exhaust water jacket 80. The lower exhaust water jacket 90 communicates with the block-side water jacket 10. The lower exhaust water jacket 90 does not communicate with the intake water jacket 50, the combustion chamber water jacket 60, and the upper exhaust water jacket 80. That is, the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 form independent flow paths inside the cylinder head 2.

次に、排気集合部２４及びヘッド側ウォータージャケット４０（すなわち、吸気用ウォータージャケット５０、燃焼室用ウォータージャケット６０、上側排気用ウォータージャケット８０及び下側排気用ウォータージャケット９０）の詳細な構造について、図４乃至図７を参照して説明する。   Next, regarding the detailed structure of the exhaust collecting portion 24 and the head side water jacket 40 (that is, the intake water jacket 50, the combustion chamber water jacket 60, the upper exhaust water jacket 80, and the lower exhaust water jacket 90), This will be described with reference to FIGS.

図４は、ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部とを上下に分解して示した斜視図である。図５は、吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの底面図である。図６は、下側排気用ウォータージャケットの底面図である。図７は、ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部を前方からみた正面図である。
ここで、図４乃至図７では、説明の便宜のため、空間である排気集合部２４及びヘッド側ウォータージャケット４０を実体があるもの（すなわちこれらに対応する中子）のように描いている。 FIG. 4 is a perspective view showing the head-side water jacket and the exhaust collecting part in an exploded manner. FIG. 5 is a bottom view of an intake water jacket, a combustion chamber water jacket, and an upper exhaust water jacket. FIG. 6 is a bottom view of the lower exhaust water jacket. FIG. 7 is a front view of the head side water jacket and the exhaust collecting portion as viewed from the front.
Here, in FIG. 4 to FIG. 7, for convenience of explanation, the exhaust collecting portion 24 and the head-side water jacket 40 that are spaces are drawn as if they existed (that is, cores corresponding to them).

図４に示すように、排気集合部２４は、各燃焼室７に連通する２本の排気ポート２３を１本に集合させる第１集合部２４ｂと、４本の第１集合部２４ｂを集合させる第２集合部２４ｃと、を有している。開口部２４ａは、シリンダヘッド２の左右方向の中心から偏倚した位置に設けられている。４本の第１集合部２４ｂのうち、右側及び左側の第１集合部２４ｂは、両者の中間の２つの第１集合部２４ｂよりも長い。この右側及び左側の第１集合部２４ｂの前側の側面が、後記する上側排気用ウォータージャケット８０の突出部８１及び下側排気用ウォータージャケット９０の突出部９１（図１，図４乃至図６参照）による冷却対象となる排気集合部２４の下流側側部２４ｄを構成している。下流側側部２４ｄは、平面視で、左右両端の排気ポート２３から開口部２４ａに近づくほど前側に位置するように傾斜している。かかる排気集合部２４については、後に詳細に説明する。   As shown in FIG. 4, the exhaust collecting unit 24 collects the first collecting unit 24 b that collects two exhaust ports 23 communicating with each combustion chamber 7 into one, and the four first collecting units 24 b. And a second collecting portion 24c. The opening 24 a is provided at a position deviated from the center in the left-right direction of the cylinder head 2. Of the four first collecting portions 24b, the right and left first collecting portions 24b are longer than the two first collecting portions 24b in the middle of the two. The front side surface of the right and left first collecting portions 24b is a protrusion 81 of an upper exhaust water jacket 80 and a protrusion 91 of a lower exhaust water jacket 90 (see FIGS. 1, 4 to 6). ) Constitutes the downstream side portion 24d of the exhaust collecting portion 24 to be cooled. The downstream side portion 24d is inclined so as to be positioned on the front side as approaching the opening portion 24a from the exhaust ports 23 at both left and right ends in plan view. The exhaust collecting portion 24 will be described in detail later.

図４、図５（主に図５）に示すように、吸気用ウォータージャケット５０は、吸気ポート２２（図１参照）を冷却する部位であり、各吸気ポート２２の下側を左右方向に横断するように蛇行しながら延設されている。吸気用ウォータージャケット５０は、各吸気ポート２２の下方に、シリンダヘッド２の底面２ａ（図２参照）に開口する８つの吸気側流入部５１を有している。また、吸気用ウォータージャケット５０は、隣り合うシリンダ１ａ同士の間（以下、「シリンダ軸間」という場合がある。）及び左右のシリンダ１ａの外側に対応する位置に、燃焼室用ウォータージャケット６０と連通する連通部５２を有している。３つのシリンダ軸間の連通部５２の下方には、シリンダヘッド２の底面２ａに開口する軸間流入部５３がそれぞれ設けられている。   As shown in FIGS. 4 and 5 (mainly FIG. 5), the intake water jacket 50 is a portion for cooling the intake port 22 (see FIG. 1), and traverses the lower side of each intake port 22 in the left-right direction. It is extended while meandering. The intake water jacket 50 has eight intake-side inflow portions 51 that open to the bottom surface 2 a of the cylinder head 2 (see FIG. 2) below each intake port 22. The intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60 are located at positions corresponding to each other between the adjacent cylinders 1a (hereinafter sometimes referred to as “between cylinder shafts”) and outside the left and right cylinders 1a. It has the communication part 52 which connects. Below the communication portion 52 between the three cylinder shafts, an inter-axis inflow portion 53 that opens to the bottom surface 2a of the cylinder head 2 is provided.

燃焼室用ウォータージャケット６０は、燃焼室頂部２１（図１参照）を冷却する部位であり、各燃焼室頂部２１の上方を左右方向に横断するように延設されている。燃焼室用ウォータージャケット６０は、吸気用ウォータージャケット５０よりも前後方向に幅広に形成されており、図示しない点火プラグの周囲を囲っている。燃焼室用ウォータージャケット６０は、右側の端部に、シリンダヘッド２の底面２ａに開口する２つの燃焼室側流入部６１を有している（図７参照）。また、燃焼室用ウォータージャケット６０は、排気ポート２３（図１参照）同士の間に対応する位置に、上側排気用ウォータージャケット８０と連通する連通部６２を有している。さらに、燃焼室用ウォータージャケット６０は、左側の端部に、シリンダヘッド２の左側面２ｅに開口して冷却液の出口となる出口開口部６３を有している（図２参照）。出口開口部６３は、燃焼室用ウォータージャケット６０よりも前後方向に幅広に形成されており、前側に延設されている。   The combustion chamber water jacket 60 is a portion that cools the combustion chamber top 21 (see FIG. 1), and extends above the combustion chamber top 21 in the left-right direction. The combustion chamber water jacket 60 is formed wider in the front-rear direction than the intake water jacket 50 and surrounds a spark plug (not shown). The combustion chamber water jacket 60 has two combustion chamber side inflow portions 61 that open to the bottom surface 2a of the cylinder head 2 at the right end (see FIG. 7). In addition, the combustion chamber water jacket 60 has a communication portion 62 that communicates with the upper exhaust water jacket 80 at a position corresponding to between the exhaust ports 23 (see FIG. 1). Further, the combustion chamber water jacket 60 has an outlet opening 63 that opens to the left side surface 2e of the cylinder head 2 and serves as an outlet for the coolant at the left end (see FIG. 2). The outlet opening 63 is formed wider in the front-rear direction than the combustion chamber water jacket 60 and extends to the front side.

図４、図５、図７（主に図５）に示すように、上側排気用ウォータージャケット８０は、各排気ポート２３及び排気集合部２４の上側を被覆するように設けられている。上側排気用ウォータージャケット８０は、吸気用ウォータージャケット５０及び燃焼室用ウォータージャケット６０に比較して、前後方向の幅寸法が広く、かつ、上下方向の厚さ寸法が薄く形成されている（図１参照）。上側排気用ウォータージャケット８０は、前側の端部から下向きに突出する突出部８１を有している（図１参照）。突出部８１は、排気集合部２４の下流側側部２４ｄに対向するように配置されている。なお、上側排気用ウォータージャケット８０の前側の端部のうち排気集合部２４の開口部２４ａに対応する部分８２には突出部８１が設けられていない。上側排気用ウォータージャケット８０は、左側の端部に、シリンダヘッド２の左側面２ｅに開口して冷却液の出口となる出口開口部８３を有している（図２参照）。   As shown in FIGS. 4, 5, and 7 (mainly FIG. 5), the upper exhaust water jacket 80 is provided so as to cover the upper sides of the exhaust ports 23 and the exhaust collecting portion 24. The upper exhaust water jacket 80 has a wider width in the front-rear direction and a smaller thickness in the vertical direction than the intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60 (FIG. 1). reference). The upper exhaust water jacket 80 has a projecting portion 81 projecting downward from the front end portion (see FIG. 1). The protruding portion 81 is disposed so as to face the downstream side portion 24 d of the exhaust collecting portion 24. In addition, the protrusion part 81 is not provided in the part 82 corresponding to the opening part 24a of the exhaust gas collection part 24 among the front side edge parts of the upper water jacket 80 for exhaust. The upper exhaust water jacket 80 has, at the left end, an outlet opening 83 that opens to the left side surface 2e of the cylinder head 2 and serves as a coolant outlet (see FIG. 2).

ちなみに、図５を参照して説明すると、吸気用ウォータージャケット５０と燃焼室用ウォータージャケット６０の間の部位５５には、吸気ポート２２が設置される。また、燃焼室用ウォータージャケット６０のうちシリンダ１ａの中心位置に対応する部位６５には、点火プラグ（図示省略）が設置される。また、燃焼室用ウォータージャケット６０と上側排気用ウォータージャケット８０の間の部位６７には、排気弁（図示省略）が設置される。   Incidentally, with reference to FIG. 5, the intake port 22 is installed in a portion 55 between the intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60. In addition, a spark plug (not shown) is installed in a portion 65 of the combustion chamber water jacket 60 corresponding to the center position of the cylinder 1a. Further, an exhaust valve (not shown) is installed in a portion 67 between the combustion chamber water jacket 60 and the upper exhaust water jacket 80.

図４、図６、図７（主に図６）に示すように、下側排気用ウォータージャケット９０は、各排気ポート２３及び排気集合部２４の下側を被覆するように設けられている。下側排気用ウォータージャケット９０は、上側排気用ウォータージャケット８０と厚さ寸法が同程度となるように扁平に形成されている（図１参照）。下側排気用ウォータージャケット９０は、前側の端部から上向きに突出する突出部９１を有している（図１参照）。突出部９１は、排気集合部２４の下流側側部２４ｄに対向するように配置されている。なお、下側排気用ウォータージャケット９０の前側の端部のうち排気集合部２４の開口部２４ａに対応する部分９２には突出部９１が設けられていない。下側排気用ウォータージャケット９０は、左側の端部に、シリンダヘッド２の左側面２ｅに開口して冷却液の出口となる出口開口部９３を有している（図２参照）。下側排気用ウォータージャケット９０は、後側の端部であって各排気ポート２３の下方に対応する位置に、シリンダヘッド２の底面２ａに開口する８つの排気側流入部９４を有している。このように、排気ポート２３の直下に排気側流入部９４が設けられているので、排気ポート２３を効率よく冷却することができる。なお、出口開口部９３から最も遠い側（すなわち上流側）の２つの排気側流入部９４の間には、追加流入部９５が設けられている。   As shown in FIGS. 4, 6, and 7 (mainly FIG. 6), the lower exhaust water jacket 90 is provided so as to cover the lower sides of the exhaust ports 23 and the exhaust collecting portion 24. The lower exhaust water jacket 90 is formed flat so as to have the same thickness as the upper exhaust water jacket 80 (see FIG. 1). The lower exhaust water jacket 90 has a protrusion 91 that protrudes upward from the front end (see FIG. 1). The protruding portion 91 is disposed so as to face the downstream side portion 24 d of the exhaust collecting portion 24. In addition, the protrusion 91 is not provided in the part 92 corresponding to the opening part 24a of the exhaust gas collection part 24 among the front edge parts of the lower exhaust water jacket 90. The lower exhaust water jacket 90 has an outlet opening 93 that opens to the left side surface 2e of the cylinder head 2 and serves as an outlet for cooling liquid at the left end (see FIG. 2). The lower exhaust water jacket 90 has eight exhaust-side inflow portions 94 that open to the bottom surface 2a of the cylinder head 2 at positions corresponding to the lower ends of the exhaust ports 23 at the rear end. . Thus, since the exhaust-side inflow portion 94 is provided immediately below the exhaust port 23, the exhaust port 23 can be efficiently cooled. An additional inflow portion 95 is provided between the two exhaust side inflow portions 94 on the side farthest from the outlet opening 93 (that is, the upstream side).

なお、排気集合部２４及びヘッド側ウォータージャケット４０は、図４に示すような形状の砂型である第２ウォータージャケット用中子２００、排気用中子３００及び第１ウォータージャケット用中子１００を、シリンダヘッド２の鋳造用金型（図示省略）のキャビティに下からこの順序で設置することによって形成される。つまり、３つの中子を下から順に積み重ねるように配置するだけで中子の設置が完了するので、中子の設置作業の煩雑化が抑制される。   The exhaust collecting portion 24 and the head-side water jacket 40 include the second water jacket core 200, the exhaust core 300, and the first water jacket core 100, which are sand molds as shown in FIG. The cylinder head 2 is formed by being installed in this order from below in a cavity of a casting mold (not shown). That is, since the installation of the core is completed simply by arranging the three cores so as to be stacked in order from the bottom, complication of the installation work of the core is suppressed.

図８は、ブロック側ウォータージャケットから吸気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。図９は、ブロック側ウォータージャケットから下側排気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。図１０は、ガスケットの底面図にヘッド側ウォータージャケットとブロック側ウォータージャケットとを重ねて描いた底面図である。
なお、図８、図９では、説明の便宜のため、ヘッド側ウォータージャケット４０のうち、流入部以外の部分を仮想線（二点鎖線）で描いている。また、図１０では、ガスケット３にドットのハッチングを付すと共にブロック側ウォータージャケット１０の開口部を仮想線（太破線）で描き込んでいる。 FIG. 8 is an exploded perspective view for explaining the flow of the coolant from the block-side water jacket to the intake water jacket. FIG. 9 is an exploded perspective view for explaining the flow of the coolant from the block-side water jacket to the lower exhaust water jacket. FIG. 10 is a bottom view in which a head side water jacket and a block side water jacket are overlapped with a bottom view of the gasket.
In FIG. 8 and FIG. 9, for convenience of explanation, portions of the head-side water jacket 40 other than the inflow portion are drawn with imaginary lines (two-dot chain lines). In FIG. 10, the gasket 3 is hatched with dots and the opening of the block-side water jacket 10 is drawn with a virtual line (thick broken line).

図８、図９、図１０に示すように、ブロック側ウォータージャケット１０は、４つのシリンダ１ａの周囲を全体的に囲むように形成されている。ブロック側ウォータージャケット１０は、最も右側のシリンダ１ａの前側に、他の部位よりも幅広となる冷却液の導入部１１を有している。導入部１１には、仕切部材１１ａが挿入されており、冷却液の流れる方向を規制している。本実施形態では、導入部１１の仕切部材１１ａよりも左側に冷却液配管Ｐが接続されている。また、ブロック側ウォータージャケット１０は、シリンダ１ａ同士の間（シリンダ軸間）に対応する部位にくびれ部１２を有している。また、シリンダ軸間には、前側と後側のくびれ部１２同士を連通する凹溝状の軸間スリット１３が形成されている。   As shown in FIGS. 8, 9, and 10, the block-side water jacket 10 is formed so as to entirely surround the four cylinders 1a. The block-side water jacket 10 has a coolant introduction portion 11 that is wider than other portions on the front side of the rightmost cylinder 1a. A partition member 11a is inserted into the introduction portion 11, and regulates the direction in which the coolant flows. In the present embodiment, the coolant pipe P is connected to the left side of the partition member 11a of the introduction portion 11. Further, the block-side water jacket 10 has a constricted portion 12 at a portion corresponding to between the cylinders 1a (between the cylinder shafts). In addition, a concave groove-shaped inter-axis slit 13 is formed between the cylinder shafts so that the front and rear constricted portions 12 communicate with each other.

図８、図９、図１０（主に図１０）に示すように、ガスケット３は、シリンダブロック１とシリンダヘッド２の結合部をシールする金属製の板状部材である。ガスケット３は、シリンダブロック１の４つのシリンダ１ａに対応する４つのシリンダ開口部３１を有している。また、ガスケット３は、吸気用ウォータージャケット５０の吸気側流入部５１及び軸間流入部５３に対応する位置に形成された吸気側貫通孔３２及び軸間貫通孔３３と、燃焼室用ウォータージャケット６０の燃焼室側流入部６１に対応する位置に形成された燃焼室側貫通孔３４と、下側排気用ウォータージャケット９０の排気側流入部９４及び追加流入部９５に対応する位置に形成された排気側貫通孔３５及び追加貫通孔３６と、を有している。これらの吸気側貫通孔３２、軸間貫通孔３３、燃焼室側貫通孔３４、排気側貫通孔３５及び追加貫通孔３６は、すべてブロック側ウォータージャケット１０の開口部に対応する位置に形成されている。吸気側貫通孔３２及び排気側貫通孔３５は、一部に例外はあるが、右側に位置する孔の方（出口開口部６３，８３，９３から遠い孔の方）が概ね大径に形成されている。特に、燃焼室側貫通孔３４は、他の貫通孔３２，３３，３５，３６よりも大きな径に形成されている。これにより、後記する縦流れが形成され易くなる。   As shown in FIGS. 8, 9, and 10 (mainly FIG. 10), the gasket 3 is a metal plate-like member that seals the coupling portion between the cylinder block 1 and the cylinder head 2. The gasket 3 has four cylinder openings 31 corresponding to the four cylinders 1 a of the cylinder block 1. The gasket 3 includes an intake-side through hole 32 and an inter-axis through hole 33 formed at positions corresponding to the intake-side inflow portion 51 and the inter-axis inflow portion 53 of the intake water jacket 50, and a combustion chamber water jacket 60. The combustion chamber side through hole 34 formed at a position corresponding to the combustion chamber side inflow portion 61 and the exhaust gas formed at positions corresponding to the exhaust side inflow portion 94 and the additional inflow portion 95 of the lower exhaust water jacket 90. A side through hole 35 and an additional through hole 36 are provided. These intake side through hole 32, inter-shaft through hole 33, combustion chamber side through hole 34, exhaust side through hole 35 and additional through hole 36 are all formed at positions corresponding to the opening of block side water jacket 10. Yes. The intake-side through-hole 32 and the exhaust-side through-hole 35 have some exceptions, but the hole located on the right side (the hole far from the outlet openings 63, 83, 93) is formed with a large diameter. ing. In particular, the combustion chamber side through hole 34 is formed to have a larger diameter than the other through holes 32, 33, 35, and 36. Thereby, the vertical flow described later is easily formed.

次に、ブロック側ウォータージャケット１０及びヘッド側ウォータージャケット４０における冷却液の流れについて、図８乃至図１２を参照して説明する。
図１１は、吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。図１２は、下側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。 Next, the flow of the coolant in the block-side water jacket 10 and the head-side water jacket 40 will be described with reference to FIGS.
FIG. 11 is a bottom view for explaining the flow of the coolant in the intake water jacket, the combustion chamber water jacket, and the upper exhaust water jacket. FIG. 12 is a bottom view for explaining the flow of the coolant in the lower exhaust water jacket.

図８、図９に示すように、冷却液配管Ｐから導入部１１に流入した冷却液（矢印Ｙ１）は、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの前側を左方向に流れ（矢印Ｙ２）、左端部でＵターンしたのち（矢印Ｙ３）、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの後側を右方向に流れ（矢印Ｙ４）、右端部に到達する（矢印Ｙ５）。また、冷却液は、軸間スリット１３を通って、前側のくびれ部１２から後側のくびれ部１２に向かって流れる（矢印Ｙ６）。   As shown in FIGS. 8 and 9, the coolant (arrow Y1) that has flowed into the introduction portion 11 from the coolant pipe P flows in the left direction along the block-side water jacket 10 (arrow Y2). Then, after making a U-turn at the left end (arrow Y3), the rear side of the cylinder 1a flows rightward along the block-side water jacket 10 (arrow Y4), and reaches the right end (arrow Y5). Further, the coolant flows from the front constricted portion 12 toward the rear constricted portion 12 through the inter-axis slit 13 (arrow Y6).

図９に示すように、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの前側を左方向に流れる冷却液（矢印Ｙ２）の一部は、ガスケット３に形成された排気側貫通孔３５及び追加貫通孔３６を通って、排気側流入部９４及び追加流入部９５から下側排気用ウォータージャケット９０の内部に流入する（矢印Ｙ７）。すなわち、本実施形態における冷却液の流れは、吸気用ウォータージャケット５０に先行して下側排気用ウォータージャケット９０に冷却液が流入するいわゆる排気先行型の流れになっている。これにより、排気ポート２３及び排気集合部２４を効率的に冷却することができる。   As shown in FIG. 9, a part of the coolant (arrow Y <b> 2) that flows in the left direction along the block-side water jacket 10 in the front side of the cylinder 1 a is formed by the exhaust-side through hole 35 and the additional through-hole formed in the gasket 3. 36 and flows into the inside of the lower exhaust water jacket 90 from the exhaust side inflow portion 94 and the additional inflow portion 95 (arrow Y7). That is, the flow of the coolant in the present embodiment is a so-called exhaust-preceding flow in which the coolant flows into the lower exhaust water jacket 90 prior to the intake water jacket 50. As a result, the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24 can be efficiently cooled.

また、図８に示すように、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの後側を右方向に流れる冷却液（矢印Ｙ４）の一部は、ガスケット３に形成された吸気側貫通孔３２を通って、吸気側流入部５１から吸気用ウォータージャケット５０の内部に流入する（矢印Ｙ８ａ）。また、軸間スリット１３を通る冷却液（矢印Ｙ６）は、後側のくびれ部１２に合流したところで、ガスケット３に形成された軸間貫通孔３３を通って、軸間流入部５３から吸気用ウォータージャケット５０の内部に流入する（矢印Ｙ８ｂ）。また、ブロック側ウォータージャケット１０の右端部に到達した冷却液（矢印Ｙ５）は、ガスケット３に形成された燃焼室側貫通孔３４を通って、燃焼室側流入部６１から燃焼室用ウォータージャケット６０の右端部に流入する（矢印Ｙ９）。   Further, as shown in FIG. 8, a part of the coolant (arrow Y 4) flowing in the right direction on the rear side of the cylinder 1 a along the block-side water jacket 10 passes through the intake-side through-hole 32 formed in the gasket 3. Then, the air flows into the intake water jacket 50 from the intake-side inflow portion 51 (arrow Y8a). In addition, the coolant (arrow Y6) passing through the inter-axis slit 13 merges with the constricted portion 12 on the rear side, passes through the inter-axis through hole 33 formed in the gasket 3, and passes through the inter-axis inflow portion 53 for intake. It flows into the inside of the water jacket 50 (arrow Y8b). Further, the coolant (arrow Y5) that has reached the right end portion of the block-side water jacket 10 passes through the combustion chamber-side through hole 34 formed in the gasket 3 and from the combustion chamber-side inflow portion 61 to the combustion chamber water jacket 60. (Arrow Y9).

図１１に示すように、燃焼室側流入部６１から燃焼室用ウォータージャケット６０の右端部に流入した冷却液は、左端部の出口開口部６３に向かって右から左に流れる（矢印Ｙ１０）。この流れ（矢印Ｙ１０）が、燃焼室用ウォータージャケット６０においてシリンダ１ａ（すなわち燃焼室頂部２１）の配列方向Ｌｂ（図８、図９参照）に沿う流れ（いわゆる縦流れ）を形成する。また、吸気側流入部５１及び軸間流入部５３から吸気用ウォータージャケット５０の内部に流入した冷却液は、連通部５２を通って燃焼室用ウォータージャケット６０に流入し（矢印Ｙ１１）、前記した縦流れに合流する。燃焼室用ウォータージャケット６０の内部を右から左へ流れた冷却液（矢印Ｙ１０）は、出口開口部６３からシリンダヘッド２の外部へ流出する。   As shown in FIG. 11, the coolant that has flowed from the combustion chamber side inflow portion 61 into the right end portion of the combustion chamber water jacket 60 flows from the right to the left toward the outlet opening 63 at the left end portion (arrow Y10). This flow (arrow Y10) forms a flow (so-called vertical flow) along the arrangement direction Lb (see FIGS. 8 and 9) of the cylinder 1a (that is, the combustion chamber top portion 21) in the water jacket 60 for the combustion chamber. Further, the coolant that has flowed into the intake water jacket 50 from the intake-side inflow portion 51 and the inter-shaft inflow portion 53 flows into the combustion chamber water jacket 60 through the communication portion 52 (arrow Y11). Join the longitudinal flow. The coolant (arrow Y10) that has flowed from right to left in the combustion chamber water jacket 60 flows out of the cylinder head 2 through the outlet opening 63.

燃焼室用ウォータージャケット６０を流れる冷却液の一部は、連通部６２を通って上側排気用ウォータージャケット８０に流入する。各連通部６２から流入した流れ（矢印Ｙ１２）は、上側排気用ウォータージャケット８０の前端側で合流し、シリンダ１ａ（すなわち燃焼室頂部２１）の配列方向Ｌｂ（図８、図９参照）に沿う流れ（いわゆる縦流れ）を形成する（矢印Ｙ１３）。なお、上側排気用ウォータージャケット８０の右前部８０ａは、出口開口部８３に近づくほど前側に位置するように傾斜しているので、右側の連通部６２から前方に向かって流入した冷却液は、上側排気用ウォータージャケット８０の右前部８０ａに案内されて出口開口部８３へ向かうように流れ易くなっている。上側排気用ウォータージャケット８０の内部を右から左へ流れた冷却液は、出口開口部８３からシリンダヘッド２の外部へ流出する。   A part of the coolant flowing through the combustion chamber water jacket 60 flows into the upper exhaust water jacket 80 through the communication portion 62. The flow (arrow Y12) flowing in from each communication portion 62 merges at the front end side of the upper exhaust water jacket 80 and follows the arrangement direction Lb (see FIGS. 8 and 9) of the cylinder 1a (that is, the combustion chamber top portion 21). A flow (so-called longitudinal flow) is formed (arrow Y13). The right front portion 80a of the upper exhaust water jacket 80 is inclined so as to be positioned on the front side as it approaches the outlet opening 83, so that the coolant flowing in from the right communication portion 62 toward the front It is guided by the right front part 80 a of the exhaust water jacket 80 and flows easily toward the outlet opening 83. The coolant flowing from the right to the left in the upper exhaust water jacket 80 flows out of the cylinder head 2 through the outlet opening 83.

図１２に示すように、排気側流入部９４から下側排気用ウォータージャケット９０に流入した冷却液（矢印Ｙ１４）は、前方に向かって流れて下側排気用ウォータージャケット９０の前端側で合流し、シリンダ１ａ（すなわち燃焼室頂部２１）の配列方向Ｌｂ（図８、図９参照）に沿う流れ（いわゆる縦流れ）を形成する（矢印Ｙ１５）。なお、下側排気用ウォータージャケット９０の右前部９０ａは、出口開口部９３に近づくほど前側に位置するように傾斜しているので、右側の排気側流入部９４及び追加流入部９５から前方に向かって流入した冷却液は、下側排気用ウォータージャケット９０の右前部９０ａに案内されて出口開口部９３へ向かうように流れ易くなっている。下側排気用ウォータージャケット９０の内部を右から左へ流れた冷却液（矢印Ｙ１５）は、出口開口部９３からシリンダヘッド２の外部へ流出する。   As shown in FIG. 12, the coolant (arrow Y14) that has flowed into the lower exhaust water jacket 90 from the exhaust side inflow portion 94 flows toward the front and joins at the front end side of the lower exhaust water jacket 90. Then, a flow (so-called vertical flow) is formed along the arrangement direction Lb (see FIGS. 8 and 9) of the cylinders 1a (that is, the combustion chamber top portion 21) (arrow Y15). Note that the right front portion 90a of the lower exhaust water jacket 90 is inclined so as to be positioned on the front side as it approaches the outlet opening 93, so that it faces forward from the right exhaust side inflow portion 94 and the additional inflow portion 95. The coolant that has flowed in is guided to the right front portion 90 a of the lower exhaust water jacket 90 and easily flows toward the outlet opening 93. The coolant (arrow Y15) that has flowed from right to left in the lower exhaust water jacket 90 flows out of the cylinder head 2 through the outlet opening 93.

ここで、排気集合部２４について詳細に説明する。図１３に示すように、排気集合部２４は、各燃焼室７に連通する２本の排気ポート２３を１本に集合させる第１集合部２４ｂと、４本の第１集合部２４ｂを集合させる第２集合部２４ｃと、を有している。４本の第１集合部２４ｂは、シリンダ軸線方向（上下方向、図１３の紙面に直交する方向）とシリンダ列方向（左右方向）とに直交する前後方向に延設されている。第２集合部２４ｃは、シリンダ列方向に延設されている。第１集合部２４ｂの下流側端部（前端部）は、第２集合部２４ｃの上流側端部（後端部）に排気流通可能に接続されている。開口部２４ａは、第２集合部２４ｃの下流側端部（前端部）に排気流通可能に形成されており、シリンダヘッド２の左右方向の中心から偏倚した位置、本実施形態では、正面視で、左から１番目のシリンダに対応する２本の排気ポート２３と左から２番目のシリンダに対応する２本の排気ポート２３との間に設けられている。   Here, the exhaust collecting portion 24 will be described in detail. As shown in FIG. 13, the exhaust collecting unit 24 collects the first collecting unit 24 b that collects two exhaust ports 23 communicating with each combustion chamber 7 into one, and the four first collecting units 24 b. And a second collecting portion 24c. The four first collecting portions 24b extend in the front-rear direction perpendicular to the cylinder axis direction (vertical direction, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 13) and the cylinder row direction (left-right direction). The second collecting portion 24c extends in the cylinder row direction. The downstream end portion (front end portion) of the first collecting portion 24b is connected to the upstream end portion (rear end portion) of the second collecting portion 24c so as to allow exhaust flow. The opening 24a is formed in the downstream end portion (front end portion) of the second collecting portion 24c so as to be able to flow through the exhaust gas. The opening portion 24a is displaced from the center of the cylinder head 2 in the left-right direction. The two exhaust ports 23 corresponding to the first cylinder from the left and the two exhaust ports 23 corresponding to the second cylinder from the left are provided.

かかる構造の排気集合部２４において、右から１番目のシリンダに対応する２本の排気ポート２３からの排気（矢印Ｙ２１，Ｙ２２）は、右から１番目の第１集合部２４ｂにおいて合流し、第２集合部２４ｃの右端部に流れ込み、左やや下方向への流れを形成する（矢印Ｙ３１）。また、右から２番目のシリンダに対応する２本の排気ポート２３からの排気（矢印Ｙ２３，Ｙ２４）は、右から２番目の第１集合部２４ｂにおいて合流し、第２集合部２４ｃの左右中心よりも右側に流れ込んで矢印Ｙ３１の流れと合流し、左やや下方向への流れを形成する（矢印Ｙ３２）。また、右から３番目のシリンダに対応する２本の排気ポート２３からの排気（矢印Ｙ２５，Ｙ２６）は、右から３番目の第１集合部２４ｂにおいて合流し、第２集合部２４ｃの左右中心よりも左側に流れ込んで矢印Ｙ３２の流れと合流し、左やや下方向への流れを形成する（矢印Ｙ３３）。また、右から４番目のシリンダに対応する２本の排気ポート２３からの排気（矢印Ｙ２７，Ｙ２８）は、右から４番目の第１集合部２４ｂにおいて合流し、第２集合部２４ｃの左端部に流れ込み、下やや左方向の流れを形成する（矢印Ｙ３４）。そして、矢印Ｙ３３の流れと矢印Ｙ３４の流れが開口部２４ａの上流側で合流し、開口部２４ａから外部へ排出される（矢印Ｙ４１）。   In the exhaust collecting portion 24 having such a structure, the exhausts (arrows Y21 and Y22) from the two exhaust ports 23 corresponding to the first cylinder from the right merge at the first first collecting portion 24b from the right. It flows into the right end portion of the second collecting portion 24c and forms a flow in the left slightly downward direction (arrow Y31). Further, the exhausts (arrows Y23, Y24) from the two exhaust ports 23 corresponding to the second cylinder from the right merge at the second first collecting portion 24b from the right, and the left and right centers of the second collecting portion 24c. It flows further to the right and merges with the flow indicated by the arrow Y31 to form a flow slightly downward to the left (arrow Y32). Further, the exhausts (arrows Y25 and Y26) from the two exhaust ports 23 corresponding to the third cylinder from the right merge at the third collecting unit 24b from the right, and the left and right centers of the second collecting unit 24c. It flows further to the left and merges with the flow of arrow Y32 to form a flow slightly downward to the left (arrow Y33). Further, the exhausts (arrows Y27 and Y28) from the two exhaust ports 23 corresponding to the fourth cylinder from the right merge at the fourth collecting unit 24b from the right, and the left end of the second collecting unit 24c. And flows in a slightly lower left direction (arrow Y34). Then, the flow of the arrow Y33 and the flow of the arrow Y34 merge on the upstream side of the opening 24a, and are discharged to the outside from the opening 24a (arrow Y41).

ここで、第２集合部２４ｃのうち、特に右の３本の第１集合部２４ｂからの排気が流れる部分は、開口部２４ａに近づくにつれて拡径している。すなわち、第２集合部２４ｃにおける右の３本の第１集合部２４ｂからの排気が流れる部分は、下流に向かうにつれて排気の流路面積が増大するように構成されている。   Here, in the second collecting portion 24c, the portion through which the exhaust gas from the three right first collecting portions 24b flows increases in diameter as it approaches the opening 24a. That is, the portion of the second collecting portion 24c through which the exhaust from the three right first collecting portions 24b flows is configured such that the exhaust passage area increases toward the downstream.

本実施形態では、第２集合部２４ｃにおける右の３本の第１集合部２４ｂからの排気が流れる部分は、シリンダ軸線方向（紙面に直交する方向）とシリンダ列方向（左右方向）とに直交する方向で拡径している。すなわち、右から１番目の第１集合部２４ｂと右から２番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路の幅（略前後方向であって、流路方向に直交する方向の幅）Ｗ１、右から２番目の第１集合部２４ｂと右から３番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路の幅Ｗ２、右から３番目の第１集合部２４ｂと右から４番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路の幅Ｗ３には、以下の関係が成立する。
Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１ In the present embodiment, the portion of the second collecting portion 24c through which the exhaust gas from the three right first collecting portions 24b flows is orthogonal to the cylinder axial direction (direction perpendicular to the paper surface) and the cylinder row direction (left-right direction). The diameter is expanded in the direction of That is, the width of the exhaust passage between the first collecting portion 24b that is the first from the right and the first collecting portion 24b that is the second from the right (the width in the front-rear direction and perpendicular to the passage direction). W 1 , the width W 2 of the exhaust passage between the second first collective portion 24b from the right and the third first collective portion 24b from the right, the third first collective portion 24b from the right and 4 from the right th the width W 3 of the exhaust passage between the first collecting portion 24b, the following relationship is established.
W 3 > W 2 > W 1

また、本実施形態では、第２集合部２４ｃは、シリンダ軸線方向には略同一径である。すなわち、右から１番目の第１集合部２４ｂと右から２番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路の厚み（上下方向の高さ）Ｈ１、右から２番目の第１集合部２４ｂと右から３番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路の厚みＨ２、右から３番目の第１集合部２４ｂと右から４番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路の厚みＨ３には、以下の関係が成立する。
Ｈ１≒Ｈ２≒Ｈ３ In the present embodiment, the second collecting portion 24c has substantially the same diameter in the cylinder axis direction. That is, the thickness (height in the vertical direction) H 1 of the exhaust flow path between the first first collection portion 24b from the right and the second first collection portion 24b from the right, the second first collection from the right The thickness H 2 of the exhaust passage between the portion 24b and the third first collecting portion 24b from the right, between the third first collecting portion 24b from the right and the fourth first collecting portion 24b from the right the thickness H 3 of the exhaust passage, the following relation is established.
H 1 ≒ H 2 ≒ H 3

また、本実施形態では、第２集合部２４ｃにおける右の３本の第１集合部２４ｂからの排気が流れる部分は、当該第２集合部２４ｃの燃焼室頂部側縁部がシリンダ列（すなわち、燃焼室頂部２１の列）に平行に形成されている。すなわち、右から１番目の第１集合部２４ｂと右から２番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路における燃焼室頂部側縁部と、右から２番目の第１集合部２４ｂと右から３番目の第１集合部２４ｂとの間の排気流路における燃焼室頂部側縁部とは、シリンダ列に平行であって左右に延びる仮想線Ｌ上に位置している。   Further, in the present embodiment, the portion of the second collecting portion 24c through which the exhaust gas from the three right first collecting portions 24b flows is such that the combustion chamber top side edge of the second collecting portion 24c is a cylinder row (that is, It is formed in parallel with the column of the combustion chamber tops 21). That is, the combustion chamber top side edge portion in the exhaust passage between the first first collecting portion 24b from the right and the second first collecting portion 24b from the right, and the second first collecting portion 24b from the right The combustion chamber top side edge portion in the exhaust passage between the third collecting portion 24b from the right is located on an imaginary line L that is parallel to the cylinder row and extends to the left and right.

以上のように、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造によれば、排気集合部２４の排気出口である開口部２４ａがシリンダ列方向における中心から偏倚した位置に開口しており、排気集合部２４の第２集合部２４ｃにおける右の３本の第１集合部２４ｂからの排気が流れる部分が開口部２４ａに近づくにつれて拡径しているので、開口部２４ａから遠い部分において排気の流速を大きくして冷却効率を向上するとともに、開口部２４ａに近い部分において排気の流量を大きくしつつ流速を小さくし、さらにはウォータージャケット８０，９０との接触面積を大きくして冷却効率を向上することができる。また、製造時に砂中子をシリンダヘッド２内部から洗浄する際においても、開口部２４ａに近い部分における流路の断面積を開口部２４ａから遠い部分よりも大きくしているので、残留物をより効率的に除去することができる。   As described above, according to the water jacket structure of the cylinder head according to the present embodiment, the opening 24a that is the exhaust outlet of the exhaust collecting portion 24 opens at a position deviated from the center in the cylinder row direction. Since the portion of the second collecting portion 24c of the portion 24 where the exhaust from the three right first collecting portions 24b flows increases in diameter as it approaches the opening 24a, the flow velocity of the exhaust at the portion far from the opening 24a is increased. Increase the cooling efficiency by increasing it, reduce the flow velocity while increasing the flow rate of the exhaust in the part close to the opening 24a, and further increase the contact area with the water jackets 80, 90 to improve the cooling efficiency. Can do. Even when the sand core is washed from the inside of the cylinder head 2 at the time of manufacture, the cross-sectional area of the flow path in the portion near the opening 24a is made larger than that in the portion far from the opening 24a. It can be removed efficiently.

また、第２集合部２４ｃを扁平な形状とすることによって、ウォータージャケット８０，９０内部を流れる冷却液の容量の増加を抑えつつ冷却効率を向上することができるとともに、コンパクトなシリンダヘッド２を提供することができる。   Further, by making the second collecting portion 24c flat, it is possible to improve the cooling efficiency while suppressing an increase in the capacity of the coolant flowing inside the water jackets 80 and 90, and to provide a compact cylinder head 2 can do.

また、排気集合部２４の第２集合部２４ｃの燃焼室頂部側縁部がシリンダ列に平行に形成されているので、燃焼室頂部側縁部が開口部２４ａに向かうにつれて燃焼室頂部２１から離間する従来の構造と比較して、シリンダヘッド２の排気側側面への大型化を抑制しつつ、冷却効率を向上することができる。   Further, since the combustion chamber top side edge of the second collection part 24c of the exhaust collection part 24 is formed in parallel with the cylinder row, the combustion chamber top side edge is separated from the combustion chamber top 21 as it goes to the opening 24a. Compared to the conventional structure, the cooling efficiency can be improved while suppressing the enlargement of the cylinder head 2 to the exhaust side surface.

また、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とは、シリンダヘッド２の内部において互いに独立した流路を形成しているので、冷却液の流れを互いに分離して流速の低下や冷却液の滞留箇所（淀み部）の発生を抑制することができる。そして、流速の低下や冷却液の滞留箇所（淀み部）の発生を極力少なくすることができるので、排気用ウォータージャケット７０の内部を流れる冷却液の流速を上昇させて少ない冷却液量で効率的に排気集合部２４を冷却することが可能となる。また、少ない冷却液量で効率的に排気集合部２４を冷却することができるので、排気用ウォータージャケット７０の容量を小さくすることができ、ひいてはシリンダヘッド２の小型化やウォーターポンプの小型化を図ることができる。   Further, since the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 form mutually independent flow paths in the cylinder head 2, the coolant flow is separated from each other to reduce the flow velocity. Generation | occurrence | production of the residence location (stagnation part) of a cooling fluid can be suppressed. Further, since the decrease in the flow rate and the occurrence of the staying portion (stagnation portion) of the cooling liquid can be reduced as much as possible, the flow speed of the cooling liquid flowing through the inside of the exhaust water jacket 70 is increased and the cooling liquid amount is efficient. It becomes possible to cool the exhaust collecting part 24. Further, since the exhaust collecting portion 24 can be efficiently cooled with a small amount of coolant, the capacity of the exhaust water jacket 70 can be reduced, and the cylinder head 2 and the water pump can be downsized. Can be planned.

また、上側排気用ウォータージャケット８０及び下側排気用ウォータージャケット９０は、互いに他方側に向かって突出して排気集合部２４の下流側側部２４ｄに対向するように配置された突出部８１，９１を有するので、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とを互いに独立した流路としながら、排気集合部２４の下流側側部２４ｄを突出部８１，９１で被覆することができるので、排気集合部２４の全体をウォータージャケットで覆い冷却効率を向上させることができる。   Further, the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 have projecting portions 81 and 91 arranged so as to project toward the other side and to face the downstream side portion 24d of the exhaust collecting portion 24. Since the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 are flow paths independent of each other, the downstream side portion 24d of the exhaust assembly portion 24 can be covered with the projecting portions 81 and 91. The entire exhaust assembly 24 can be covered with a water jacket to improve the cooling efficiency.

また、吸気用ウォータージャケット５０は燃焼室用ウォータージャケット６０に連通し、燃焼室用ウォータージャケット６０は、上側排気用ウォータージャケット８０に連通しているので、シリンダヘッド２の鋳造時に用いる複数の中子のうち、吸気用ウォータージャケット５０、燃焼室用ウォータージャケット６０及び上側排気用ウォータージャケット８０に対応する中子（すなわち、図４に示す第１ウォータージャケット用中子１００）を一体に形成することができる。また、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とが互いに分離しているので、特許文献１のように連通路を形成するための中子を別途用意する必要がない。これにより、中子の増加が抑制され、製造工程（中子の設置作業や中子の位置決め等）の煩雑化を抑制することができる。   Further, since the intake water jacket 50 communicates with the combustion chamber water jacket 60 and the combustion chamber water jacket 60 communicates with the upper exhaust water jacket 80, a plurality of cores used when casting the cylinder head 2 are used. Of these, the cores corresponding to the intake water jacket 50, the combustion chamber water jacket 60, and the upper exhaust water jacket 80 (that is, the first water jacket core 100 shown in FIG. 4) may be integrally formed. it can. Further, since the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 are separated from each other, it is not necessary to separately prepare a core for forming a communication path as in Patent Document 1. Thereby, the increase in a core is suppressed and complication of a manufacturing process (core installation work, positioning of a core, etc.) can be suppressed.

また、燃焼室用ウォータージャケット６０に連通している上側排気用ウォータージャケット８０は、燃焼室頂部２１の配列方向Ｌｂに冷却液が流れるように形成されているので、流路面積が大きくても流速調整が容易になる。そのため、少ない冷却液量でも流速を速めて冷却効率を向上させることが容易になる。また、ブロック側ウォータージャケット１０から冷却液が直接流入する下側排気用ウォータージャケット９０も、燃焼室頂部２１の配列方向Ｌｂに冷却液が流れるように形成されているので、上記と同様の効果を奏する。   Further, the upper exhaust water jacket 80 communicating with the combustion chamber water jacket 60 is formed so that the coolant flows in the arrangement direction Lb of the combustion chamber top portion 21, so that the flow velocity is large even if the flow channel area is large. Adjustment becomes easy. Therefore, it becomes easy to increase the flow rate and improve the cooling efficiency even with a small amount of coolant. Further, the lower exhaust water jacket 90 into which the coolant directly flows from the block-side water jacket 10 is also formed so that the coolant flows in the arrangement direction Lb of the combustion chamber top portion 21. Therefore, the same effect as described above can be obtained. Play.

以上、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。   The water jacket structure of the cylinder head according to the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and does not depart from the spirit of the present invention. Needless to say, it can be changed as appropriate.

例えば、本実施形態では、燃焼室用ウォータージャケット６０を、上側排気用ウォータージャケット８０に連通するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とが互いに独立した流路に成りさえすれば、燃焼室用ウォータージャケット６０を、下側排気用ウォータージャケット９０に連通するように構成してもよい。ちなみに、燃焼室用ウォータージャケット６０を、上側排気用ウォータージャケット８０に連通するように構成した方が、連通部６２の上下方向の幅寸法を大きくすることができるので、図４に示す第１ウォータージャケット用中子１００の剛性を大きくすることができる。   For example, in the present embodiment, the combustion chamber water jacket 60 is configured to communicate with the upper exhaust water jacket 80, but the present invention is not limited to this, and the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 80 are connected to the lower exhaust water jacket 80. The combustion chamber water jacket 60 may be configured to communicate with the lower exhaust water jacket 90 as long as the side exhaust water jacket 90 forms an independent flow path. Incidentally, if the combustion chamber water jacket 60 is configured to communicate with the upper exhaust water jacket 80, the vertical width of the communication portion 62 can be increased, so the first water shown in FIG. The rigidity of the jacket core 100 can be increased.

また、本実施形態では、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０の両方に、突出部８１，９１を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上側排気用ウォータージャケット８０及び下側排気用ウォータージャケット９０のいずれか一方のみに突出部を設けるようにしてもよい。このような構成でも、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とを分離しながら、排気集合部２４の下流側側部２４ｄを冷却することができる。   In the present embodiment, the protrusions 81 and 91 are provided on both the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90. However, the present invention is not limited to this, and the upper exhaust water jacket 90 is provided. Only one of the water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 may be provided with a protrusion. Even in such a configuration, the downstream side portion 24d of the exhaust collecting portion 24 can be cooled while the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 are separated.

また、本発明は直列４気筒形式の内燃機関Ｅを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２気筒、３気筒等の他の気筒数の内燃機関Ｅにも適用可能であり、また、Ｖ型形式の内燃機関Ｅ等にも適用可能である。また、本発明は、自動車の内燃機関Ｅに限定されるものではなく、船舶や汎用機械などの他の内燃機関Ｅにも適用可能であることはいうまでもない。   Further, the present invention has been described taking the in-line four-cylinder internal combustion engine E as an example, but the present invention is not limited to this, and is applicable to the internal combustion engine E having other cylinder numbers such as two cylinders and three cylinders. It is also possible to apply to a V-type internal combustion engine E or the like. Further, the present invention is not limited to the internal combustion engine E of an automobile, and it is needless to say that the present invention can be applied to other internal combustion engines E such as ships and general-purpose machines.

１ シリンダブロック
１ａ シリンダ
２ シリンダヘッド
２１ 燃焼室頂部
２２ 吸気ポート
２３ 排気ポート
２４ 排気集合部
２４ｄ 下流側側部
３ ガスケット
１０ ブロック側ウォータージャケット
４０ ヘッド側ウォータージャケット
５０ 吸気用ウォータージャケット
６０ 燃焼室用ウォータージャケット
７０ 排気用ウォータージャケット
８０ 上側排気用ウォータージャケット
８１ 突出部
９０ 下側排気用ウォータージャケット
９１ 突出部
Ｅ 内燃機関
Ｌｃ シリンダ軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 1a Cylinder 2 Cylinder head 21 Combustion chamber top part 22 Intake port 23 Exhaust port 24 Exhaust collecting part 24d Downstream side part 3 Gasket 10 Block side water jacket 40 Head side water jacket 50 Intake water jacket 60 Combustion chamber water jacket 70 Exhaust Water Jacket 80 Upper Exhaust Water Jacket 81 Protrusion 90 Lower Exhaust Water Jacket 91 Protrusion E Internal Combustion Engine Lc Cylinder Axis

Claims (5)

シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、
前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の吸気ポート及び複数の排気ポートと、
前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させる排気集合部と、
前記シリンダヘッドの側面に形成されており、前記排気集合部と連通する排気出口と、
前記排気集合部を冷却する排気用ウォータージャケットと、を備え、
前記排気用ウォータージャケットは、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置された上側排気用ウォータージャケットと、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置された下側排気用ウォータージャケットと、を有し、
前記排気出口は、シリンダ列方向における中心から偏倚した位置に開口しており、
前記排気集合部は、前記排気出口に近づくにつれて拡径している
ことを特徴とするシリンダヘッドのウォータージャケット構造。 A plurality of combustion chamber tops formed on the bottom surface of the cylinder head;
A plurality of intake ports and a plurality of exhaust ports communicating with the tops of the plurality of combustion chambers;
An exhaust collecting portion for collecting the plurality of exhaust ports inside the cylinder head;
An exhaust outlet formed on a side surface of the cylinder head and in communication with the exhaust collecting portion;
An exhaust water jacket for cooling the exhaust assembly,
The exhaust water jacket includes an upper exhaust water jacket disposed on the upper side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion, and a lower exhaust disposed on the lower side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion. For water jacket,
The exhaust outlet opens at a position deviated from the center in the cylinder row direction,
The diameter of the exhaust collecting part increases as it approaches the exhaust outlet. A water jacket structure for a cylinder head, wherein: 前記排気集合部は、
シリンダ軸線方向及び前記シリンダ列方向に直交する方向で拡径しており、
前記シリンダ軸線方向には略同一径である
ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドのウォータージャケット構造。 The exhaust collecting part is
The diameter is expanded in the direction perpendicular to the cylinder axis direction and the cylinder row direction,
The water jacket structure for a cylinder head according to claim 1, wherein the cylinder head has substantially the same diameter in the cylinder axial direction. 前記排気集合部の燃焼室頂部側縁部は、シリンダ列に平行に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドのウォータージャケット構造。 The water jacket structure for a cylinder head according to claim 1 or 2, wherein the combustion chamber top side edge portion of the exhaust collecting portion is formed in parallel to a cylinder row. 前記上側排気用ウォータージャケット及び前記下側排気用ウォータージャケットの少なくとも一方は、他方側に向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された突出部を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリンダヘッドのウォータージャケット構造。 At least one of the upper exhaust water jacket and the lower exhaust water jacket has a protrusion that protrudes toward the other side and is arranged to face the downstream side of the exhaust assembly. The water jacket structure for a cylinder head according to any one of claims 1 to 3. 前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成している
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリンダヘッドのウォータージャケット構造。 The said upper side exhaust water jacket and the said lower side exhaust water jacket form the mutually independent flow path inside the said cylinder head. The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The water jacket structure of the cylinder head described in 1.
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