JP2016006314A - Cylinder head - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、車両用等の内燃機関を構成するシリンダヘッドに関するものである。 The present invention relates to a cylinder head constituting an internal combustion engine for a vehicle or the like.
車両用の内燃機関は、一般に、1つの気筒に対して吸気弁と排気弁を2つずつ設けている。また、近年の内燃機関では、吸気ポートにインジェクタで燃料を噴射していることが殆どである。この場合、1つの気筒に対して1つのインジェクタから燃料を供給するシングルタイプと、1つの気筒に2つのインジェクタから燃料を供給するデュアルタイプとがあり、デュアルタイプでは、正確かつきめ細かい制御を行える利点がある。 In general, an internal combustion engine for a vehicle is provided with two intake valves and two exhaust valves for one cylinder. Further, in recent internal combustion engines, most of the fuel is injected into the intake port by an injector. In this case, there is a single type that supplies fuel from one injector to one cylinder, and a dual type that supplies fuel from two injectors to one cylinder. The advantage of the dual type is that precise and fine control can be performed. There is.
いずれにしても、複数のインジェクタは1本のデリバリ管(燃料分配管)に接続されていて、複数本のインジェクタと1本のデリバリ管とでインジェクタユニットが構成されており、各インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付け穴に一斉に挿入してから、デリバリ管に設けたブラケットをシリンダヘッドにボルトで固定している(例えば特許文献1)。 In any case, a plurality of injectors are connected to a single delivery pipe (fuel distribution pipe), and a plurality of injectors and a single delivery pipe constitute an injector unit, and each injector is connected to a cylinder head. The brackets provided on the delivery pipe are fixed to the cylinder head with bolts after being simultaneously inserted into the injector mounting holes (for example, Patent Document 1).
インジェクタの先端は燃料が噴射されるノズルになっているが、ノズルは細くてデリケートな構造であるため、組み付けに際しては、先端がシリンダヘッドに当たらないように慎重に位置決めしながら、インジェクタをインジェクタ取付け穴に挿入せねばならず、このため、インジェクタユニットの組み付け作業に手間が掛かっていた。特に、1つの気筒に対応して2つのインジェクタを有する場合は、シングルタイプに比べてノズルがヘッドに接触しやすいため、組み付けの手間が倍加していた。 Although the tip of the injector is a nozzle that injects fuel, the nozzle has a thin and delicate structure. When assembling, attach the injector while carefully positioning it so that it does not hit the cylinder head. This had to be inserted into the hole, and it took time and labor to assemble the injector unit. In particular, in the case of having two injectors corresponding to one cylinder, the nozzle is more likely to come into contact with the head as compared with the single type.
本願発明は、このような現状に鑑みなされたものであり、インジェクタの組み付けの手間を、構造を複雑化することなく軽減しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a current situation, and intends to reduce the labor of assembling an injector without complicating the structure.
本願発明はシリンダヘッドの改良に係るものであり、このシリンダヘッドは、請求項1のとおり、一側面に吸気ポート及びインジェクタ取付け穴を開口させており、上面にはヘッドカバーがボルトで固定される構成であって、
前記吸気ポートとインジェクタ取付け穴とは1つの気筒に対応して2つが対になっており、これら一対の吸気ポート及びインジェクタ取付け穴が、インジェクタ取付け穴が上に位置した状態でクランク軸線方向に並べて配置されており、更に、前記一側面のうち、前記一対のインジェクタ取付け穴の中間部の真上の部位に、前記ヘッドカバーを固定するためのカバー取付け用リブが形成されている。
The present invention relates to an improvement of a cylinder head, and this cylinder head has a structure in which an intake port and an injector mounting hole are opened on one side surface and a head cover is fixed to the upper surface with a bolt as claimed in
The intake port and the injector mounting hole are a pair corresponding to one cylinder, and the pair of the intake port and the injector mounting hole are arranged in the crank axis direction with the injector mounting hole positioned above. Further, a cover mounting rib for fixing the head cover is formed in a portion of the one side surface directly above an intermediate portion of the pair of injector mounting holes.
本願発明は、請求項2の構成も含んでいる。この請求項2の発明は、請求項1において、前記一対の吸気ポートは隔壁で区分されており、前記隔壁が前記カバー取付け用リブの下方に位置している。
The present invention also includes the structure of
本願発明では、一対のインジェクタ取付け穴の上にカバー取付け用リブが位置しているため、インジェクタユニットをシリンダヘッドに組み付けるに際しては、カバー取付け用リブを位置決めの目安(目印・指標)として、一対のインジェクタがカバー取付け用リブの両側に位置するように配置することにより、各インジェクタを各インジェクタ取付け穴に正確に挿入することができる。 In the present invention, since the cover mounting rib is positioned above the pair of injector mounting holes, when assembling the injector unit to the cylinder head, the cover mounting rib is used as a positioning guide (marker / index). By arranging the injectors so as to be located on both sides of the cover mounting rib, each injector can be accurately inserted into each injector mounting hole.
更に述べると、インジェクタ取付け穴も目印にはなり得るが、インジェクタのセンターとインジェクタ取付け穴のセンターとが合致しているかどうかは人が視認しにくいため、インジェクタが芯ずれした状態でインジェクタ取付け穴に挿入される場合があり、このため、ノズルがインジェクタ取付け穴の内面に当たって損傷することが有り得るが、カバー取付け用リブはシリンダヘッドの外面に突出していて視認性が高いため、カバー取付け用リブが一対のインジェクタの間に位置するようにインジェクタユニットの位置を規定することで、各インジェクタを各インジェクタ取付け穴に対して同心状に挿入できるのであり、その結果、インジェクタユニットの組み付けを、正確にかつ能率良く行える。 Furthermore, although the injector mounting hole can also be used as a mark, it is difficult for humans to see if the center of the injector is aligned with the center of the injector mounting hole. For this reason, the nozzle may hit the inner surface of the injector mounting hole and be damaged, but the cover mounting rib protrudes from the outer surface of the cylinder head and has high visibility. By defining the position of the injector unit so that it is located between the injectors, it is possible to insert each injector concentrically into each injector mounting hole. As a result, the assembly of the injector unit can be performed accurately and efficiently. Can do well.
そして、カバー取付け用リブを目印とするものであるため、コストアップや重量の増大はない。従って、コストアップを招来することなく、インジェクタの取付けを正確かつ能率良く行える。 Since the cover mounting rib is used as a mark, there is no increase in cost or weight. Therefore, the injector can be mounted accurately and efficiently without incurring a cost increase.
さて、1つの気筒に対応して2つのインジェクタを設けた場合、インジェクタの先端が臨んだ部分のみを2つの吸気ポートに分岐することも可能であり、従って、2つの吸気ポートをカバー取付け用リブの下方では合体させておくことも可能であるが、この場合は、ボルトで隔壁を固定したときに、吸気ポートの上の部分の肉がボルトで引っ張られることで、吸気ポートが変形してしまうおそれがある。 Now, when two injectors are provided corresponding to one cylinder, it is possible to branch only the portion facing the tip of the injector into two intake ports. Therefore, the two intake ports can be divided into cover mounting ribs. In this case, when the partition is fixed with bolts, the intake port is deformed by pulling the meat above the intake port with bolts. There is a fear.
これに対して請求項2の構成を採用すると、隔壁によって吸気ポートの上下両面が繋がっているため、ヘッドカバーを固定するボルトによって上向きの引っ張りが作用しても、吸気ポートの変形を防止できる利点がある。
On the other hand, if the configuration of
(1).実施形態の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、主として図1〜4を参照して、内燃機関の概略を説明する。本願発明は車両用の内燃機関に適用しており、図1に示すように、内燃機関は、従来と同様にシリンダブロック1とその上面に固定されたシリンダヘッド2とを備えており、シリンダヘッド2の上面にはヘッドカバー3を固定している。シリンダヘッド2及びシリンダブロック1の一端面には、タイミングチェーンを覆うフロントカバーが配置されているが、図では省略している。
(1). Outline of Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline of an internal combustion engine will be described mainly with reference to FIGS. The present invention is applied to an internal combustion engine for a vehicle. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine includes a
本実施形態の内燃機関は、運転者から見て、クランク軸(図示せず)を左右横向きにした姿勢で車両のエンジンルームに配置されている。また、気筒軸線4を鉛直線5の方向に向けている(前傾状等にスラントさせてもよい。)。従って、上下方向は気筒軸線5の方向と一致している。前後方向は、車両の運転者から見た方向として定義している。正面視はクランク軸線方向から見た状態である。上記したとおり、左右方向はクランク軸線方向と同じになる。 The internal combustion engine of the present embodiment is disposed in the engine room of the vehicle in a posture in which a crankshaft (not shown) is horizontally oriented when viewed from the driver. Further, the cylinder axis 4 is directed in the direction of the vertical line 5 (may be slanted forwardly or the like). Accordingly, the vertical direction coincides with the direction of the cylinder axis 5. The front-rear direction is defined as the direction viewed from the driver of the vehicle. The front view is a state seen from the crank axis direction. As described above, the left-right direction is the same as the crank axis direction.
シリンダヘッド2は左右横長の略四角形であって、その後面2aの略下半部は下に行くに従って後ろにずれるように傾斜しており、この傾斜した後面2aに、吸気マニホールド6のフランジ6aをボルトで固定している。また、本実施形態の内燃機関は3気筒であり、そこで、図2に示すように、シリンダヘッド2には、クランク軸線7の方向に並んだ3つの点火プラグ挿通穴7が形成されている。シリンダヘッド2はアルミの鋳造品であり、吸気マニホールド6は、ナイロン樹脂等を素材とした樹脂成形品である。
The
シリンダヘッド2の周囲には、前後の長辺壁部9と左右の短辺壁部10とが一連に連続した状態で形成されており、1つの短辺壁部10には、カム軸11(図9参照)を下方から支持するサイド軸受け12が形成されている。また、シリンダヘッド2の内部のうち、各点火プラグ挿通穴7を挟んだ前後両側の部位にも、カム軸11を下方から支持する中間軸受け13を形成している。敢えて述べるまでもないが、軸受け12,13には、カム軸11を上から覆うカムキャップ14(図9参照)が、ボルトで固定されている。
Around the
なお、図2において示す符号15は、EGRガス取り出し口である。符号16で示すのは、冷却水通路の開口である。
In addition, the code |
吸気マニホールド6は図2〜4で示している。本実施形態の吸気マニホールド6はサージタンク17を一体に設けており、サージタンク17に図3(B)に示すように吸気入口18が空いている。吸気入口18には、図1に示すように、スロットルバルブ19が接続されている。
The
吸気マニホールド6は樹脂製であって、上下3つのパーツを接合して構成されている。そして、3気筒であるため、左右方向に並んだ3つの枝管20を有しているが、各枝管20は、サージタンク17の前端部からいったん下向きに向かって上向きに方向を変えて前向きに開口しており、従って、楽器のホルンのような曲がり形態を成している。また、各枝管20の上半部は、サージタンク17に部分的に入り込んでいる。
The
図3(B)に示すように、吸気マニホールド6の後部上面には、枝管20の並び方向(左右方向)に延びるランド部21が形成されており、ランド部21には蓋板22を溶着している。ランド部21と蓋板22との合わせ面にはEGR通路(図示せず)が形成されており、EGR通路は、分岐通路を介して各枝管20に連通している。
As shown in FIG. 3B, a
ランド部21の一端にはフランジ23を設けており、フランジ23に、EGRパイプ(図示せず)の終端が固定される。従って、EGR通路はフランジ23の外面に開口しており、EGRパイプの始端は、図2示すEGRガス取り出し口15に接続される。
A
(2).吸気ポート・吸気マニホールドの吸気路
次に、吸気ポートと吸気マニホールド6の吸気路とを、図5〜7も参照して説明する。本実施形態の内燃機関は3気筒であるが、1つの気筒25(図6参照)に対応して2つの吸気弁26を配置しているので、シリンダヘッド2には、1つの気筒25に対応して2つの吸気ポート27を1セットして、3セットの吸気ポート27が形成されている。なお、図6ではカムは省略している。説明は省略するが、排気弁も1つの気筒25に2つ設けている。
(2). Intake path of intake port and intake manifold Next, the intake port and the intake path of the
図5に示すように、各セットを構成する2つの吸気ポート27は隔壁28で隔てられているが、隔壁28の前端(吸気マニホールド6に向いた端部)は、シリンダヘッド2の後面2aよりも少し後ろに入り込んでいる。すなわち、隔壁28の前端はシリンダヘッド2の後面2aに至っていない。
As shown in FIG. 5, the two
他方、図3や図4から理解できるように、吸気マニホールド6における各枝管20の終端部はそれぞれ隔壁29で左右に仕切られており、このため、各枝管20の終端部は2つの吸気路30に分離されており、1つの吸気路30が1つの吸気ポート27に連通している。
On the other hand, as can be understood from FIGS. 3 and 4, the end portions of the
そして、吸気マニホールド6の隔壁29は、フランジ6aの後面(シリンダヘッド2との重合面)と同一面を成している。従って、シリンダヘッド2の隔壁28と吸気マニホールド6の隔壁29との間には、隙間32が空いている。
The
この場合、シリンダヘッド2における隔壁28の前面は、吸気マニホールド6に向けて凹状の横向きV形(くの字形)になっている。従って、隔壁28の前面は、下から上に向けて吸気ポート27の奥側にずれる下部傾斜面33と、上から下に向けて吸気ポート27の奥側にずれる上部傾斜面34とで構成されており、上下傾斜面33,34の交叉部(前面の奥底部)は、吸気ポート27の上下中間部に位置している。
In this case, the front surface of the
また、シリンダヘッド2の隔壁28は、上下中間部が最も薄肉で、上方及び下方に行くに従って肉厚が厚くなっている。従って、吸気ポート27のうち隔壁28で内面を構成されている部分は円弧状になっている。また、2つの吸気ポート27が全体として小判形を成している。このため、各吸気ポート27は断面略円形になっている。また、図5及び図7(B)に示すように、シリンダヘッド2の隔壁28の前端面は、2つの吸気ポート27が平行に並んで見える平断面視で、丸みを帯びた断面形状になっている。すなわち、隔壁28の前端部は円弧状の横断面形状になっている。
Further, the
他方、吸気マニホールド6において1セットを成す2つの吸気路30は、全体として小判形を成しており、1セットの吸気ポート27と1セットの吸気路30とは、全体としての外形は同一形状になっている。但し、吸気マニホールド6の隔壁29は上下全長にわたって等厚になっており、かつ、図7(B)に明示するように、吸気マニホールド6の隔壁29の厚さは、シリンダヘッド2の隔壁28よりも薄くなっている。また、吸気マニホールド6の壁29の後端は、平断面視で角張っている(極く僅かの丸みは持たせている。)。
On the other hand, the two
上記のとおり、各枝管20には吸気マニホールド6のランド部21の箇所からEGRガスが供給されるが、吸気マニホールド6の隔壁29は、EGRガスの供給口よりも下流側に設けている。
As described above, EGR gas is supplied to each
図6に示すように、吸気ポート27は、先端に行くほど下にずれるように正面視で傾斜しつつ、ほぼ一直線の姿勢で延びている。このため、吸気は直進性を持って気筒に流入する。その結果、強いタンブル龍を形成できる。また、シリンダヘッド2の前部2aを傾斜させたことにより、シリンダヘッド2の前端には、シリンダブロック1の一側面の後ろにはみ出たオーバーハング部が形成されている。
As shown in FIG. 6, the
(3).インジェクタ及びヘッドカバー
図6及び図7(A)に示すように、各吸気ポート27の箇所には、燃料噴射用のインジェクタ36を取付けている。このインジェクタ36とヘッドカバー3とを、従前の図に加えて図8〜10も参照して説明する。
(3). Injector and Head Cover As shown in FIGS. 6 and 7A, an
インジェクタ36は円筒状のボデー37を備えており、ボデー37の先端に、中間径部38を介して小径のノズル39を設けている。シリンダヘッド2の後面のうち傾斜面よりも上の部分には、ボデー37の略半分程度が遊嵌するインジェクタ取付け穴40が空いており、インジェクタ取付け穴40の奥部には、中間径部38が嵌まるシール穴41を設けている。
The
そして、インジェクタ36の中間径部38にOリング(図示せず)を装着して、Oリングをシール穴41に嵌め込むことにより、インジェクタ36の先端部の位置決めとシールとが行われる。インジェクタ36は各吸気ポート27に配置されるので、図2に示すように、2つの吸気ポート27のセットに対応して2つのインジェクタ取付け穴40がセットになって形成されている。
Then, an O-ring (not shown) is attached to the
図10に示すように、各インジェクタ36は、クランク軸線方向に長いデリバリ管(燃料分配管)42に取付けられている。従って、1本のデリバリ管42と6本のインジェクタ36とでインジェクタユニット43が構成されており、予めインジェクタユニット43を形成してから、インジェクタユニット43全体をシリンダヘッド2にセットする。
As shown in FIG. 10, each
インジェクタ36におけるボデー37の後端には小径の導入管44が開口している一方、デリバリ管42には、各インジェクタ36のボデー37の後端部が嵌まるソケット45を並設しており、インジェクタ36のボデー37は、図8(B)に簡単に示すクリップ(ホルダー)46でソケット45に抜け不能に保持されている。各インジェクタ36のボデー37には、弁を内蔵した制御部47が分岐しており、ECUからの信号によって制御部47を駆動することにより、適正な量の燃料が吸気ポート27に噴射される。
A small
デリバリ管42には左右2つのブラケット48が固定されており、ブラケット48がスペーサ49が介してシリンダヘッド2における一方の長辺壁部9の上面にボルト50で固定されている。このため、シリンダヘッド2における一方の長辺壁部9の上面には、ボルト50をねじ込む2つのインジェクタ用タップ穴51が空けられている。
The left and
2つのインジェクタ用タップ穴51のうちシリンダヘッド2の端部に位置したものは、シリンダヘッドにおける一方の長辺壁部9から後ろに大きく突出した第1前向きリブ52に形成されている。他方のインジェクタ用タップ穴51は、一方の長辺壁部9から後ろに少し突出した第2前向きリブ53の箇所に形成されている。
Of the two injector tap holes 51, the one located at the end of the
他方、図8に示すように、ヘッドカバー3は、シリンダヘッド2における3つの壁部9,10の上面に重なるフランジ54を有している一方、シリンダヘッド2における壁部9,10に、外向きで上下長手のカバー取付け用リブ55を設けて、カバー取付け用リブ55にカバー用タップ穴56を空けており、ヘッドカバー3のフランジ54に設けた外向き突出部54aを、カバー取付け用リブ55にボルト57(図1参照)で固定している。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
なお、図示の例では、ヘッドカバー3には全周にフランジ54を設けているが、シリンダヘッド2のカバー用タップ穴56の箇所のみにフランジを設けて、これをボルト57で固定してもよい。
In the example shown in the figure, the
そして、図9に明示するように、一方の長辺壁部9における3つのカバー取付け用リブ55は、対になっている2つのインジェクタ取付け穴40の間の中間部の真上に位置している。また、インジェクタ取付け穴40は吸気ポート27の真上に位置しているので、一対の吸気ポート27を隔てる隔壁28は、カバー取付け用リブ55の真下に位置している(カバー取付け用リブ55が隔壁28の真上に位置している。)。
Then, as clearly shown in FIG. 9, the three
インジェクタユニット43の組み付けに当たっては、予めインジェクタユニット43をセットしておいて、各インジェクタ36を一斉にインジェクタ取付け穴40に嵌め入れてから、ブラケット48をシリンダヘッド2に固定しているが、本実施形態では、カバー取付け用リブ55が左右セットを成す吸気ポート27の間に位置しているため、カバー取付け用リブ55を目印として、各インジェクタ36を取付け穴49に容易かつ正確に嵌め入れることができる。このため、インジェクタユニット43の取付けを、簡単かつ正確に行える。
In assembling the
すなわち、カバー取付け用リブ55は外側に露出していて視認性が高いため、各カバー取付け用リブ55を目印として、一対のインジェクタ36がカバー取付け用リブ55の左右両側に位置するように位置合わせすることにより、各インジェクタ36をインジェクタ取付け穴40に対して同心状に挿入できるのであり、これにより、ノズル39の損傷のような不具合を防止しつつ、インジェクタユニット43をシリンダヘッド2に手際よく取付けできるのである。
That is, since the
また、シリンダヘッド2の隔壁28がカバー取付け用リブ55の真下に位置していて、吸気ポート27の周囲の部分の剛性が格段に高くなっているため、ボルト57による引っ張り力が吸気ポート27の上面まで作用しても、吸気ポート27の上面が上向きに引っ張られて変形するようなこともない。
Further, since the
本願発明は、実際の内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in an actual internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.
2 シリンダヘッド
2a シリンダヘッドの前面(一側面)
3 ヘッドカバー
6 吸気マニホールド
7 クランク軸線
9,10 シリンダヘッドの壁部
25 気筒
26 吸気弁
27 吸気ポート
28 吸気ポートを仕切る隔壁
36 インジェクタ
37 インジェクタのボデー
39 インジェクタのノズル
40 インジェクタ取付け穴
42 デリバリ管(燃料分配管)
43 インジェクタユニット
54 ヘッドカバーのフランジ
54 フランジの外向き突出部
55 カバー取付け用リブ
2
3
43
Claims (2)
前記吸気ポートとインジェクタ取付け穴とは1つの気筒に対応して2つが対になっており、これら一対の吸気ポート及びインジェクタ取付け穴が、インジェクタ取付け穴が上に位置した状態でクランク軸線方向に並べて配置されており、
更に、前記一側面のうち、前記一対のインジェクタ取付け穴の中間部の真上の部位に、前記ヘッドカバーを固定するためのカバー取付け用リブが形成されている、
シリンダヘッド。 An intake port and an injector mounting hole are opened on one side surface, and the head cover is fixed to the upper surface with a bolt,
The intake port and the injector mounting hole are two pairs corresponding to one cylinder, and the pair of the intake port and the injector mounting hole are aligned in the crank axis direction with the injector mounting hole positioned above. Has been placed,
Further, a cover mounting rib for fixing the head cover is formed in a portion of the one side surface directly above the middle portion of the pair of injector mounting holes.
cylinder head.
請求項1に記載したシリンダヘッド。 The pair of intake ports are divided by a partition wall, and the partition wall is located below the cover mounting rib.
The cylinder head according to claim 1.
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