JP2018127910A - Engine structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジン構造に関し、より詳しくは、エキゾーストマニホールド及びEGR(排気ガス再循環)装置とそれらが連結されるシリンダヘッドの連結箇所の改良に関する。 The present invention relates to an engine structure, and more particularly, to an improvement in an exhaust manifold, an EGR (exhaust gas recirculation) device, and a connecting portion of a cylinder head to which they are connected.
従来、排気ガスの一部をエキゾーストマニホールドからエンジンへ還流させるようにしたEGR装置は公知である(例えば特許文献1、特許文献2)。
そして、エキゾーストマニホールドのフランジ部とシリンダヘッドとの間に介在されてそれらの間のシールを維持するエキゾーストマニホールド用のガスケットは知られており(例えば特許文献3)、また、EGR装置のフランジ部とシリンダヘッドとの間に介在されて、それらの間のシールを維持するEGR装置用のガスケットも知られている(例えば特許文献4)。
Conventionally, an EGR device in which a part of exhaust gas is recirculated from an exhaust manifold to an engine is known (for example,
A gasket for an exhaust manifold that is interposed between the flange portion of the exhaust manifold and the cylinder head and maintains a seal therebetween is known (for example, Patent Document 3), and the flange portion of the EGR device A gasket for an EGR device that is interposed between the cylinder head and maintains a seal between them is also known (for example, Patent Document 4).
ところで、従来一般的に、エキゾーストマニホールドのフランジ部が連結されるシリンダヘッドの取り付け面と、EGR装置のフランジ部が連結されるシリンダヘッドの取り付け面は、離隔させて異なる向きに配置されていた。これに関連して、従来では、エキゾーストマニホールド用のガスケットとEGR装置用のガスケットは、分離して形成されていたものである。
そして、このような従来のエンジン構造においては、エキゾーストマニホールド用のガスケットをシリンダヘッドの取り付け面に装着してからエキゾーストマニホールドのフランジ部をシリンダヘッドに連結する作業と、EGR用のガスケットをシリンダヘッドの取り付け面にEGR用のガスケットを装着してからEGRのフランジ部をシリンダヘッドに連結する作業を、異なる位置で違う方向から行う必要があり、そのような連結作業が煩雑で時間が掛かるという問題があった。
By the way, conventionally, the mounting surface of the cylinder head to which the flange portion of the exhaust manifold is connected and the mounting surface of the cylinder head to which the flange portion of the EGR device are connected are arranged in different directions apart from each other. In relation to this, conventionally, the gasket for the exhaust manifold and the gasket for the EGR device are formed separately.
In such a conventional engine structure, the exhaust manifold gasket is mounted on the cylinder head mounting surface and then the flange portion of the exhaust manifold is connected to the cylinder head, and the EGR gasket is connected to the cylinder head. After attaching the EGR gasket to the mounting surface, it is necessary to perform the operation of connecting the flange portion of the EGR to the cylinder head from different directions at different positions, and such a connecting operation is complicated and takes time. there were.
上述した事情に鑑み、本発明は、排気用の複数の排気穴及びEGR装置用の吸入穴が開口された側壁を有するシリンダヘッドと、上記側壁の排気穴の位置に連結されるエキゾーストマニホールドの第1フランジ部と、上記側壁の吸入穴の位置に連結されるEGR装置の第2フランジ部と、上記シリンダヘッドの側壁と上記両フランジ部との間に介在されて、それらの間のシールを維持するガスケットとを備えたエンジン構造であって、
上記シリンダヘッドの側壁に、上記排気穴が開口されるともに上記第1フランジ部が連結される第1突出平坦部と、上記吸入穴が開口されるとともに上記第2フランジ部が連結される第2突出平坦部とが離隔させて形成されており、上記第1突出平坦部及び第2突出平坦部の取り付け面となる表面は、同じ高さで同一平面上に位置しており、
上記ガスケットは、上記排気穴に対応する排気用穴が穿設されるとともに第1突出平坦部の表面と第1フランジ部との間に介在される第1シール部と、上記吸入穴に対応する吸入用穴が穿設されるとともに第2突出平坦部の表面と第2フランジ部との間に介在される第2シール部とを備え、上記第1シール部と第2シール部とは連続して一体に形成されていることを特徴とするものである。
In view of the circumstances described above, the present invention provides a cylinder head having a side wall in which a plurality of exhaust holes for exhaust and a suction hole for an EGR device are opened, and a first exhaust manifold connected to the position of the exhaust hole in the side wall. 1 flange part, the 2nd flange part of the EGR apparatus connected to the position of the suction hole of the side wall, and the cylinder head side wall and the both flange parts are interposed to maintain a seal therebetween. An engine structure with a gasket to perform,
A first projecting flat portion in which the exhaust hole is opened and the first flange portion is connected to the side wall of the cylinder head, and a second flange portion in which the suction hole is opened and the second flange portion is connected. The projecting flat part is formed apart from each other, and the surfaces serving as the mounting surfaces of the first projecting flat part and the second projecting flat part are located on the same plane at the same height,
The gasket is provided with an exhaust hole corresponding to the exhaust hole, a first seal portion interposed between the surface of the first projecting flat portion and the first flange portion, and the suction hole. A suction hole is provided, and a second seal portion interposed between the surface of the second projecting flat portion and the second flange portion is provided, and the first seal portion and the second seal portion are continuous. It is characterized by being integrally formed.
このような構成によれば、シリンダヘッドの2つの取り付け面は、隣り合わせて同一平面となるように形成されている。また、従来では2つに分離されていたガスケットは連続して一体に形成されている。そのため、ガスケットをシリンダヘッドの取り付け面とフランジ部との間に介在させて、それらを連結する作業を簡略化することができる。 According to such a configuration, the two mounting surfaces of the cylinder head are formed so as to be adjacent to each other on the same plane. Moreover, the gasket which was conventionally separated into two is continuously formed integrally. For this reason, the gasket can be interposed between the mounting surface of the cylinder head and the flange portion to simplify the operation of connecting them.
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1は自動車用エンジンの要部を示したものであり、シリンダヘッド1の側壁1A(端面)にガスケット2を介在させてエキゾーストマニホールド3のフランジ部3A及びEGR装置4のフランジ部4Aを複数の締結ボルト5で連結するようになっている。側壁1Aと両フランジ部3A、4Aとの間にガスケット2を挟持することで、側壁1Aと両フランジ部3A、3Bとの間のシールを維持するようになっている。
シリンダヘッド1の側壁1Aには台形状の第1突出平坦部1aが形成されるとともに、その隣の位置に略円形をした第2突出平坦部1bが形成されている。両突出平坦部1a、1bは本来の側壁1Aの表面よりも同じ高さだけ盛り上って形成されている。両平坦部1a、1bの表面(取り付け面)は平坦面となっており、かつ同一平面上に位置している。両突出平坦部1a、1bは離隔させて形成されているので、第1突出平坦部1aの長手方向の一端(図面上の左端)と第2突出平坦部1bとの間には、溝状の空間部1Cが形成されている。
第1突出平坦部1aには、横方向(水平方向)に等ピッチで4か所の排気穴6を開口させてあり、第2突出平坦部1bには、EGR装置4によって還流する排気ガスを導入するための吸入穴7を開口させている。
第1突出平坦部1aには、排気穴6の隣接位置に合計5本の締結ボルト5が千鳥状に配置されている。また、第2突出平坦部1bには、吸入穴7を挟む両側に1対の締結ボルト5が配置されている。両突出平坦部1a、1bの表面(取り付け面)にガスケット2を装着し、その状態のガスケット2に両フランジ部3A、4Aを当接させてから締結ボルト5で締結するようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiment. FIG. 1 shows a main part of an automobile engine, and a flange portion of an
The
Four
A total of five fastening
図1ないし図2に示すように、エキゾーストマニホールド3は、略台形状のフランジ部3Aと、このフランジ部3Aに等ピッチで接続された4本の分岐管3Bと、それらの分岐管3Bを1つに合流させる排気管3Cとを備えている。
フランジ部3Aは上記第1突出平坦部1aの輪郭に合わせて台形状に形成されており、このフランジ部3Aに、上記各排気穴6の位置に合わせて4本の分岐管3Bの先端が開口している。フランジ部3Aの表面(取り付け面)は平坦面となっており、フランジ部3Aには、上記第1突出平坦部1aの締結ボルト5の位置に合わせて5か所のボルト穴3Dが穿設されている。
エキゾーストマニホールド3がガスケット2を介して締結ボルト5により第1突出平坦部1aに連結されると、各排気穴6から排出される排気ガスを分岐管3Bと排気管3Cを介して外部へ排出できるようになっている。
次に、EGR装置4は、上記第2突出平坦部1bの形状に合わせたフランジ部4Aと、一端を上記排気管3Cに接続されるとともに他端を上記フランジ部4Aに開口させた回収管4Bとを備えている。フランジ部4Aの表面(取り付け面)は平坦面となっており、フランジ部4Aには、上記第2突出平坦部1bの締結ボルト5の位置に合わせて、1対のボルト穴4Cが穿設されている。
エキゾーストマニホールド3のフランジ部3Aと、EGR装置4のフランジ部4Aとは分離しているが、両突出平坦部1a、1bへの連結前の状態において、両フランジ部3A、4Aの表面(取り付け面)は同一平面上に位置するように構成されている。そして、そのように同一平面上に位置する両フランジ3A、4Aは、上記シリンダヘッド1の両突出平坦部1a、1bの表面(取り付け面)と対向するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
When the
Next, the
The
次に、図3ないし図5に示すように、本実施例のガスケット2は、上記シリンダヘッド1側の両突出平坦部1a、1bの表面(取り付け面)にわたって装着できるように、全体として横長の略短冊状に形成されている。ガスケット2の輪郭は、上記シリンダヘッド1側の両突出平坦部1a、1bにわたる輪郭に倣った形状となっている。
本実施例のガスケット2は、同一形状の2枚の金属基板2A、2Bを重合させて構成されており、それらの所要箇所をカシメて上下の金属基板2A、2Bが一体に連結されている。
Next, as shown in FIGS. 3 to 5, the
The
ガスケット2には、上記4か所の排気穴6の位置と大きさに合わせて4つの排気用穴2Cが穿設されており、また、長手方向の一端側(図3の左端)となる位置には、上記吸入穴7の位置と大きさに合わせて、吸入用穴2Dが穿設されている。
各排気用穴2Cを囲繞する上下の金属基板2A、2Bの重合位置には、ビード部2a、2bが形成されている(図4)。これらのビード部2a、2bは、半径方向断面で見たときに、内周縁が相互に離隔するように傾斜して形成されている。また、それらと同様に、吸入用穴2Dを囲繞する上下の金属基板2A、2Bの重合位置にビード部2a、2bが形成されている(図5)。
このように、各排気用穴2Cと吸入用穴2Dを囲繞してビード部2a、2bが形成されているので、ガスケット2が両突出平坦部1a、1bと両フランジ部3A、4Aとの間に装着されて挟持された際には、上記ビード部2a、2bが相手材と密着することで、両突出平坦部1a、1bと両フランジ部3A、4Aとのシールが維持されるようになっている。
In the
As described above, the
ガスケット2における第1突出平坦部1aの表面と接触する領域がエキゾーストマニホールド3用の第1シール部S1となっており、ガスケット2における第2突出平坦部1bの表面と接触する領域がEGR装置4用の第2シール部S2となっている。つまり、本実施例のガスケット2は、エキゾーストマニホールド3用の第1シール部S1と、EGR装置4用の第2シール部S2とが連続して一体に構成されている。
第1シール部S1には、上記第1突出平坦部1aの締結ボルト5の位置に合わせて合計5か所にボルト穴2Eが穿設されている。これらのボルト穴2Eは、排気用穴2Cを挟んで千鳥状の位置に形成されている。また、第2シール部S2には、上記第2突出平坦部1aの一対の締結ボルト5の位置に合わせて一対のボルト穴2Fが穿設されている。つまり、吸入用穴2Dを挟んで一対のボルト穴2Fが形成されている。
A region of the
Bolt holes 2E are drilled in a total of five locations in the first seal portion S1 in accordance with the positions of the
さらに、本実施例のガスケット2は、上記第1シール部S1と第2シール部S2との接続部となる境界部分S3に、ガスケット2全体の長手方向と交差する方向に、細長い三角の穴からなるスリット2Gが形成されている。このスリット2Gは、2枚の金属基板2A、2Bの重合位置に同一形状で形成されている。
このスリット2Gの長手方向は、ガスケット2全体の長手方向と交差する方向となっている。より詳細には、スリット2Gの長手方向は、境界部分S3を挟んで隣り合う排気用穴2Cと吸入用穴2Dの中心を結ぶ直線と交差する方向となっている。
このスリット2Gの長手方向の両端の隣接箇所が第1シール部S1と第2シール部S2を接続する残留接続部として残されており、それら2か所の残留接続部が亀裂許容部2Hとなっている。
ガスケット2をシリンダヘッド1の両突出平坦面1a、1bの表面(取り付け面)に装着して取り付ける際には、両突出平坦面1a、1bの間の空間部1Cに、ガスケット2の境界部分S3とそこのスリット2G、亀裂許容部2Hが位置するようになっている(図7参照)。
それにより、ガスケット2をシリンダヘッド1に取り付けた後に、両シール部S1、S2の境界部分S3に内部応力が集中すると、スリット2Gによって内部応力を吸収できるとともに、亀裂許容部2Hに亀裂が生じるようになっている。それによって、境界部分S3に内部応力が集中した際に、境界部分S3を挟んで隣り合う位置の排気用穴2C及び吸入用穴2Dのビード部2a、2bにひびや損傷が生じるのを防止できるようになっている。以上のように、本実施例のガスケット2は、エキゾーストマニホールド3用の第1シール部S1とEGR装置4用の第2シール部S2とが一体になっており、しかも、それらの境界部分S3にスリット2G、亀裂許容部2Hが形成されていることが特徴となっている。
Furthermore, the
The longitudinal direction of the
Adjacent portions at both ends in the longitudinal direction of the
When the
Thereby, after the
以上の構成において、シリンダヘッド1に対して両フランジ部3A、4Aは次のようにして連結される。
まず、図1に示すように、ガスケット2のボルト穴2E、2Fに締結ボルト5を挿通させてからシリンダヘッド1の両突出平坦部1a、1bの表面にガスケット2が重合され、その状態において、エキゾーストマニホールド3のフランジ部3A及びEGR装置4のフランジ部4Aを外方からガスケット2に重合させ、その後に締結ボルト5によって両フランジ部3A、4Aを両突出平坦部1a、1bに連結する。
それによって、ガスケット2は両突出平坦部1a、1bと両フランジ部3A、4Aとの間に挟持されて、それらの間のシールを維持するようになっている。
そして、図7に簡略化した断面図で示すように、取り付け終了後の状態において、ガスケット2の境界部分S3とそこに設けたスリット2G及び亀裂許容部2Hは、シリンダヘッド1の両突出平坦部1a、1bの間の空間部1Cに位置するようになっている。
In the above configuration, the
First, as shown in FIG. 1, after the
Accordingly, the
As shown in a simplified cross-sectional view in FIG. 7, the boundary portion S3 of the
以上のように、本実施例のエンジン構造においては、シリンダヘッド1の両突出平坦部1a、1bは、隣合わせて形成されるとともに、それらの表面(取り付け面)は同一平面上に位置している。また、ガスケット2は、第1シール部S1と第2シール部S2が連続して一体に構成されている。さらに、連結前の状態において、両フランジ部3A、4Aが同一平面上に位置するように構成されている。
そのため、同一平面上にある両突出平坦部1a、1bの表面(取り付け面)に対して同じ向きから単一のガスケット2を装着することができ、その状態のガスケット2に対して、同一平面となっている両フランジ部3A、4Aを重合させることができる。したがって、本実施例によれば、両突出平坦部1a、1bに対する両フランジ部3A、4Aの連結作業を従来と比較して簡略化することができる。
また、本実施例のガスケット2は、エキゾーストマニホールド3用の第1シール部S1とEGR装置4用の第2シール部S2とが連続して一体に構成されている。そのため、第1シール部S1と第2シール部S2とが分離していた従来品と比較すると、部品点数を1つ減少させることができ、この点においても、シリンダヘッド1へのガスケット2の装着作業の手間を減少させることができる。
さらに、シリンダヘッド1へのガスケット2、両フランジ部3A、4Aの取り付け後において、エンジンの作動と停止が繰り返されることにより、ガスケット2は、主に第1突出平坦部1aに装着された第1シール部S1がその長手方向に熱膨張と収縮とが繰り返されることになる。その際に図6に示すように、EGR装置4用の締結ボルト5が境界部分S3の隣に位置しているため、第1シール部S1の長手方向への弾性変形が拘束されることになる。そのため、空間部1Cに面した境界部分S3に内部応力が集中するが、境界部分S3にはスリット2Gがあることで内部応力が吸収されるとともに、亀裂許容部2Hに亀裂が生じる。これにより、境界部分S3に作用する内部応力によって該境界部分S3に隣接する排気用穴2C、吸入用穴2Dのビード部2a、2bに亀裂が生じたり、損傷することを防止できる。それによって、ガスケット2にシール漏れが生じるのを効果的に抑制することができる。
As described above, in the engine structure of the present embodiment, the two protruding
Therefore, the
Further, in the
Furthermore, after the
なお、上記実施例においては、連結前の状態において両フランジ部3A、4Aが同一平面上となるように構成されているが、回収管4Bが可撓性を備えていれば、EGR装置4のフランジ部4Aは、連結前の状態において必ずしもエキゾーストマニホールド3のフランジ部3Aと同一平面上に位置していなくても良い。
また、図7に示すように、本実施例のスリット2Gは細長い三角形状になっているが、スリット2Gの形状は、幅広の直線状又はく字形であっても良い。
さらに、上記実施例においては、2枚の金属基板2A、2Bを重合させて上記ガスケット2が構成されているが、3枚以上の金属基板を重合させてガスケットを構成しても良い。
In addition, in the said Example, although both
Further, as shown in FIG. 7, the
Further, in the above embodiment, the
1‥シリンダヘッド 1A‥側壁
1a‥第1突出平坦部 1b‥第2突出平坦部
2‥ガスケット 2C‥排気用穴
2D‥吸入用穴 3‥エキゾーストマニホールド
3A‥フランジ部 4‥EGR装置
4A‥フランジ部 6‥排気穴
7‥吸入穴 S1‥第1シール部
S2‥第2シール部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記シリンダヘッドの側壁に、上記排気穴が開口されるともに上記第1フランジ部が連結される第1突出平坦部と、上記吸入穴が開口されるとともに上記第2フランジ部が連結される第2突出平坦部とが離隔させて形成されており、上記第1突出平坦部及び第2突出平坦部の取り付け面となる表面は、同じ高さで同一平面上に位置しており、
上記ガスケットは、上記排気穴に対応する排気用穴が穿設されるとともに第1突出平坦部の表面と第1フランジ部との間に介在される第1シール部と、上記吸入穴に対応する吸入用穴が穿設されるとともに第2突出平坦部の表面と第2フランジ部との間に介在される第2シール部とを備え、上記第1シール部と第2シール部とは連続して一体に形成されていることを特徴とするエンジン構造。 A cylinder head having a side wall in which a plurality of exhaust holes for exhaust and a suction hole for an EGR device are opened, a first flange portion of an exhaust manifold connected to the position of the exhaust hole in the side wall, and a suction hole in the side wall The engine structure includes a second flange portion of the EGR device connected to the position of the EGR device, and a gasket that is interposed between the side wall of the cylinder head and the flange portions to maintain a seal therebetween. And
A first projecting flat portion in which the exhaust hole is opened and the first flange portion is connected to the side wall of the cylinder head, and a second flange portion in which the suction hole is opened and the second flange portion is connected. The projecting flat part is formed apart from each other, and the surfaces serving as the mounting surfaces of the first projecting flat part and the second projecting flat part are located on the same plane at the same height,
The gasket is provided with an exhaust hole corresponding to the exhaust hole, a first seal portion interposed between the surface of the first projecting flat portion and the first flange portion, and the suction hole. A suction hole is provided, and a second seal portion interposed between the surface of the second projecting flat portion and the second flange portion is provided, and the first seal portion and the second seal portion are continuous. The engine structure is characterized by being integrally formed.
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