JP2021004572A - Cylinder head of multicylinder internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

To suppress the warp deformation of a cylinder head caused by a difference of thermal expansion amounts of an upper part and a lower part without decreasing fuel consumption.SOLUTION: An exhaust port 8 corresponding to each cylinder is formed in a cylinder head 3, and an exhaust gas emitted to each exhaust port 8 is discharged to an exhaust joint pipe (or an exhaust turbo supercharger) from an exhaust outlet 10 via an exhaust emission aggregation passage 9. A heating passage 19 communicating with the exhaust port 8, and opened at an exhaust side face 7 of the cylinder head 3 is formed above the exhaust port 8. An outlet of the heating passage 19 and the exhaust joint pipe 12 are connected to each other by a bypass pipe 21, and a selector valve 22 is provided at the bypass pipe 21. At a warmup operation, by making an exhaust gas flow into the heating passage 19 by opening the selector valve 22, a difference between thermal expansion amounts of an upper part and a lower part of the cylinder head 3, thus suppressing the warp deformation of the cylinder head 3.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、多気筒内燃機関のシリンダヘッドに関するものである。 The present invention relates to a cylinder head of a multi-cylinder internal combustion engine.

多気筒内燃機関は、複数の気筒がクランク軸線方向に並べて形成されているシリンダブロックと、その上面にヘッドボルトで固定されたシリンダヘッドと、シリンダヘッドの上面に固定されたヘッドカバーと、シリンダブロック及びシリンダヘッドの前面に重ね固定されたフロントカバー(チェーンケース)とを備えている。 A multi-cylinder internal combustion engine includes a cylinder block in which a plurality of cylinders are arranged side by side in the direction of the crank axis, a cylinder head fixed to the upper surface of the cylinder head with a head bolt, a head cover fixed to the upper surface of the cylinder head, and a cylinder block. It is equipped with a front cover (chain case) that is stacked and fixed to the front of the cylinder head.

そして、運転に際してシリンダヘッドが最も多くの熱を受けるため、シリンダヘッドが最も多く熱膨張する傾向があり、このため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの熱膨張量の違いに起因した不具合が生じている。 Since the cylinder head receives the most heat during operation, the cylinder head tends to expand thermally most, which causes a problem caused by the difference in the amount of thermal expansion between the cylinder head and the cylinder block. ..

例えば、シリンダヘッドがクランク軸線にシリンダブロックよりも多く熱膨張することによってフロントカバーに曲げ力が作用するという不具合があり、この点について特許文献1には、シリンダヘッドとフロントカバーとの合わせ面に液状ガスケットを介在させることにより、シリンダブロックとシリンダヘッドとの熱膨張差を吸収することが開示されている。 For example, there is a problem that a bending force acts on the front cover due to the cylinder head thermally expanding on the crank axis more than the cylinder block. Regarding this point, Patent Document 1 describes the mating surface between the cylinder head and the front cover. It is disclosed that the difference in thermal expansion between the cylinder block and the cylinder head is absorbed by interposing a liquid gasket.

特開平8−151955号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-151955

上記のとおり、シリンダヘッドはシリンダブロックよりも多く熱膨張するが、シリンダヘッドは上部よりも下部が多く受熱するため、クランク軸線及び気筒軸線と直交した方向から見て、シリンダヘッドが熱膨張によって上側に反る現象が発生しやすい。また、排気側と吸気側とについて見ると、排気側において多く熱膨張するという現象があり、従って、シリンダヘッドは、排気側の前後コーナー部がシリンダブロックから最も高く離反するように反り変形する傾向を呈する。 As described above, the cylinder head expands more thermally than the cylinder block, but since the cylinder head receives more heat at the lower part than at the upper part, the cylinder head is on the upper side due to thermal expansion when viewed from the direction orthogonal to the crank axis and the cylinder axis. The phenomenon of warping is likely to occur. Further, looking at the exhaust side and the intake side, there is a phenomenon that a large amount of thermal expansion occurs on the exhaust side. Therefore, the cylinder head tends to warp and deform so that the front and rear corners on the exhaust side are separated from the cylinder block at the highest level. Present.

そこで、シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面にも、金属製ガスケットに加えて液状ガスケットを設け、シリンダヘッドが反り変形してもシール性を確保できるように配慮されているが、暖機運転時に高速走行や登坂走行のような高負荷運転がされると、シリンダヘッドのうちシリンダブロックに近い下部が急激に加熱されることにより、シリンダヘッドの反り現象が顕著に現れて、液状ガスケットを介在させてもシール性を確保できない事態が生じることがあった。 Therefore, in addition to the metal gasket, a liquid gasket is also provided on the mating surface between the cylinder block and the cylinder head so that the sealing performance can be ensured even if the cylinder head is warped and deformed. When high-load operation such as high-speed driving or climbing is performed, the lower part of the cylinder head near the cylinder block is rapidly heated, so that the warp phenomenon of the cylinder head becomes noticeable and a liquid gasket is interposed. However, there were cases where the sealing property could not be ensured.

本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。 An object of the present invention is to improve such a current situation.

本願発明は、複数の気筒がクランク軸線方向に並べて形成されているシリンダブロックの上面にヘッドボルトによって固定されるシリンダヘッドに係るものであり、このシリンダヘッドは、
「排気側面に、排気ポートと連通した1つ又は複数の排気出口が開口しており、前記排気ポートよりも上側の部位が排気ガスの熱によってクランク軸線方向に熱膨張することを促進する加熱手段を設けている」
という構成になっている。
The present invention relates to a cylinder head in which a plurality of cylinders are fixed to the upper surface of a cylinder block formed by arranging them in the direction of the crank axis by head bolts.
"One or more exhaust outlets communicating with the exhaust port are opened on the exhaust side surface, and a heating means for promoting thermal expansion of a portion above the exhaust port in the direction of the crank axis due to the heat of the exhaust gas. Is provided "
It is configured as.

本願発明において、シリンダブロックの上面とは、シリンダブロックのうちクランク軸と反対側に位置した面という意味であり、縦型の内燃機関の場合は鉛直方向の上を向いた面になっているが、大きくスラントしている内燃機関の場合は、必ずしも鉛直方向の上にはなっていない場合もある。排気ポートよりも上側の部位も同様である。 In the present invention, the upper surface of the cylinder block means a surface of the cylinder block located on the opposite side of the crankshaft, and in the case of a vertical internal combustion engine, it is a surface facing upward in the vertical direction. In the case of an internal combustion engine with a large slant, it may not always be above the vertical direction. The same applies to the part above the exhaust port.

本願発明において、加熱手段の熱源として排気ガスを使用しているが、排気ガスによってシリンダヘッドを直接加熱する場合と、熱交換媒体を介して間接的に加熱する場合との両方を含んでいる。また、加熱される部位(被加熱部)は1か所でもよいし、クランク軸線方向に離れた複数箇所であってもよい。更に、被加熱部がクランク軸線方向に長く延びる形態になっていてもよい。 In the present invention, the exhaust gas is used as the heat source of the heating means, but includes both the case where the cylinder head is directly heated by the exhaust gas and the case where the cylinder head is indirectly heated via the heat exchange medium. Further, the heated portion (heated portion) may be one location, or may be a plurality of locations separated in the crank axis direction. Further, the heated portion may be in a form of extending long in the crank axis direction.

更に、シリンダヘッドの反り現象は暖機運転時の高負荷運転状態に顕著に現れており、シリンダヘッドが全体的に温まると反り現象は低下するため、暖機運転時の高負荷運転状態でのみ排気ガスが流れるように、バルブによって排気ガスの流れを切り替えることも可能である。 Furthermore, the warp phenomenon of the cylinder head is prominent in the high load operation state during warm-up operation, and the warp phenomenon decreases when the cylinder head is warmed as a whole. Therefore, only in the high load operation state during warm-up operation. It is also possible to switch the flow of exhaust gas with a valve so that the exhaust gas flows.

本願発明では、シリンダヘッドのうち排気ポートよりも上側の部位の被加熱部が加熱手段によって加熱されることにより、シリンダヘッドの下部と上部との熱膨張の違いを抑制できる。従って、シリンダヘッドが反り変形することを防止又は大幅に抑制できる。その結果、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に過剰な隙間が発生して、排気ガスが漏洩したりオイルが滲み出たりする不具合を防止できる。 In the present invention, the difference in thermal expansion between the lower part and the upper part of the cylinder head can be suppressed by heating the heated portion of the cylinder head above the exhaust port by the heating means. Therefore, it is possible to prevent or significantly suppress the warp deformation of the cylinder head. As a result, an excessive gap is generated between the cylinder head and the cylinder block, and it is possible to prevent problems such as exhaust gas leakage and oil seepage.

また、熱源として排気ガスを使用するものであるため、例えば電熱ヒータによって加熱する場合のような燃費低下の問題が発生することはない。むしろ、シリンダヘッドの被加熱部が動弁室に近い部位に位置することにより、加熱手段によってオイルの昇温が促進されるため、メカロスの低減を通じて燃費の向上に貢献できる。また、本願発明では、高温の排気ガスを利用して加熱するため、シリンダヘッド上部の加熱の応答性にも優れており、従って、反り変形抑制効果を確実化できる。 Further, since the exhaust gas is used as the heat source, the problem of fuel consumption reduction as in the case of heating with an electric heater does not occur. Rather, since the heated portion of the cylinder head is located near the valve chamber, the heating means promotes the temperature rise of the oil, which contributes to the improvement of fuel efficiency through the reduction of mechanical loss. Further, in the present invention, since heating is performed by using high-temperature exhaust gas, the responsiveness of heating of the upper part of the cylinder head is also excellent, and therefore, the effect of suppressing warpage deformation can be ensured.

第1実施形態を排気側面と直交した方向から見た概略側面図である。It is a schematic side view which saw the 1st Embodiment from the direction orthogonal to the exhaust side surface. 図1のII-II 視縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view taken along the line II-II of FIG. (A)は第2実施形態の縦断面図である、(B)は第3実施形態の側面図である。(A) is a vertical sectional view of the second embodiment, and (B) is a side view of the third embodiment.

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、前後方向はクランク軸線方向であり、タイミングチェーンが配置されている側を前、変速機が配置されている側を後ろとしている。念のため,図1に方向を明示している。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the front-back and left-right words are used to specify the direction, but the front-back direction is the crank axis direction, and the side where the timing chain is arranged is the front and the side where the transmission is arranged is the back. .. To be on the safe side, the direction is clearly shown in Fig. 1.

左右方向は,クランク軸線及び気筒軸線と直交した方向である。上下方向は気筒軸線方向であって必ずしも鉛直方向と一致しない。但し、本実施形態の内燃機関は、排気側が前傾するように若干の角度だけスラントしているものの基本的には縦型であり、従って、上下方向は鉛直方向とみなして差し支えない。 The left-right direction is a direction orthogonal to the crank axis and the cylinder axis. The vertical direction is the cylinder axis direction and does not necessarily coincide with the vertical direction. However, although the internal combustion engine of the present embodiment is slanted by a slight angle so that the exhaust side tilts forward, it is basically a vertical type, and therefore the vertical direction may be regarded as a vertical direction.

(1).第1実施形態の基本構造
まず、図1,2に示す第1実施形態を説明する。本実施形態は自動車用の3気筒内燃機関に適用している。従って、内燃機関は、図1のとおり、3つの気筒2が形成されたシリンダブロック1と、シリンダブロック1の上面に固定されたシリンダヘッド3と、シリンダブロック1及びシリンダヘッド3の前面に跨がった状態で重ね配置されたフロントカバー4と、シリンダヘッド3及びフロントカバー4の上面に重ね固定されたヘッドカバー5とを備えている。
(1). Basic structure of the first embodiment First, the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described. This embodiment is applied to a 3-cylinder internal combustion engine for automobiles. Therefore, as shown in FIG. 1, the internal combustion engine straddles the cylinder block 1 in which the three cylinders 2 are formed, the cylinder head 3 fixed to the upper surface of the cylinder block 1, and the front surfaces of the cylinder block 1 and the cylinder head 3. It includes a front cover 4 which is stacked and arranged in a state of being stacked, and a head cover 5 which is stacked and fixed on the upper surfaces of the cylinder head 3 and the front cover 4.

シリンダヘッド3の下面には、各気筒2に対応して屋根形の燃焼室6が形成されており、各燃焼室6に、吸気側面に開口した吸気ポート(図示せず)の群と、排気側面7に向けて開口した一対ずつの排気ポート8(図2参照)の群とが開口している。排気ポート8は、シリンダヘッド3の内部に形成された排気集合通路9に連通しており、シリンダヘッド3の排気側面7には、排気集合通路9と連通した1つの排気出口10が開口している。 A roof-shaped combustion chamber 6 is formed on the lower surface of the cylinder head 3 corresponding to each cylinder 2. In each combustion chamber 6, a group of intake ports (not shown) opened on the intake side surface and exhaust gas. A group of a pair of exhaust ports 8 (see FIG. 2) opened toward the side surface 7 is open. The exhaust port 8 communicates with an exhaust collecting passage 9 formed inside the cylinder head 3, and one exhaust outlet 10 communicating with the exhaust collecting passage 9 opens on the exhaust side surface 7 of the cylinder head 3. There is.

排気出口10は、シリンダヘッド3の排気側面7に形成した取り付け座11に開口しており、取り付け座11にエルボ形の排気継手管12がフランジ接合によって固定されている。排気継手管12には触媒ケース(図示せず)が接続されている。 The exhaust outlet 10 is open to a mounting seat 11 formed on the exhaust side surface 7 of the cylinder head 3, and an elbow-shaped exhaust joint pipe 12 is fixed to the mounting seat 11 by flange joining. A catalyst case (not shown) is connected to the exhaust joint pipe 12.

取り付け座11に排気ターボ過給機を固定することも可能である。排気ターボ過給機を固定する場合は、触媒ケースは排気ターボ過給機の出口に接続されるが、排気ターボ過給機の出口は後ろ向きに開口するため、仮に排気出口10が排気側面7の前後中間部に位置していると、触媒ケースがシリンダブロック1の後ろにはみ出てしまう。 It is also possible to fix the exhaust turbocharger to the mounting seat 11. When fixing the exhaust turbocharger, the catalyst case is connected to the outlet of the exhaust turbocharger, but since the outlet of the exhaust turbocharger opens backward, the exhaust outlet 10 is assumed to be on the exhaust side surface 7. If it is located in the middle of the front and rear, the catalyst case protrudes behind the cylinder block 1.

そこで、本実施形態では、排気出口10を前側にずらして配置することにより、排気ターボ過給機を取り付けた場合であっても、触媒ケースがシリンダブロック1の後ろにはみ出ないように配慮している。 Therefore, in the present embodiment, the exhaust outlet 10 is arranged so as to be shifted to the front side so that the catalyst case does not protrude behind the cylinder block 1 even when the exhaust turbocharger is attached. There is.

図2に示すように、シリンダヘッド3の内部には、冷却手段として、排気ポート8及び排気集合通路9を上下から挟むように配置された2層式の排気側冷却水ジャケット13,14と、吸気ポートの群の上下(又は他方)に位置した吸気側冷却水ジャケット15とが形成されている。図2において、符号16で示すのはセンター冷却水ジャケット、符号17で示すのはカム軸の軸受部、符号18で示すのは排気バルブ配置通路である。 As shown in FIG. 2, inside the cylinder head 3, as cooling means, two-layer exhaust side cooling water jackets 13 and 14 arranged so as to sandwich the exhaust port 8 and the exhaust collecting passage 9 from above and below. An intake side cooling water jacket 15 located above and below (or the other side) of the group of intake ports is formed. In FIG. 2, reference numeral 16 is a center cooling water jacket, reference numeral 17 is a bearing portion of a camshaft, and reference numeral 18 is an exhaust valve arrangement passage.

(2).加熱手段
本実施形態では、加熱手段として、排気出口10の近傍部において1つの排気ポート8から上方に向かう加熱通路19を形成しており、加熱通路19は、シリンダヘッド3の長手側壁20よりも僅かに下方の部位において排気側面7に開口している。従って、シリンダヘッド3は、その前後中途部が、排気ポート8よりも上の部位において加熱される。
(2). Heating means In the present embodiment, as the heating means, a heating passage 19 is formed in the vicinity of the exhaust outlet 10 from one exhaust port 8 upward, and the heating passage 19 is the length of the cylinder head 3. It opens to the exhaust side surface 7 at a portion slightly below the side wall 20. Therefore, the front and rear half of the cylinder head 3 is heated at a portion above the exhaust port 8.

加熱通路19の出口と排気継手管12とはパイバスパイプ21によって接続されており、パイバスパイプ21に、電磁式等の切り替えバルブ22を設けている。切り替えバルブ22は、ECU(エンジン・コントロール・ユニット)によって制御される。排気継手管12は触媒ケースの上流側に位置しているので、加熱通路19を通過した排気ガスは、排気通路のうち触媒ケースよりも上流側の部位に戻される。実施形態の加熱通路19は鋳造によって形成しているが、ドリル加工によって形成することも可能である。 The outlet of the heating passage 19 and the exhaust joint pipe 12 are connected by a pipe bus 21, and the pipe bus 21 is provided with an electromagnetic type switching valve 22 or the like. The switching valve 22 is controlled by an ECU (engine control unit). Since the exhaust joint pipe 12 is located on the upstream side of the catalyst case, the exhaust gas that has passed through the heating passage 19 is returned to a portion of the exhaust passage on the upstream side of the catalyst case. Although the heating passage 19 of the embodiment is formed by casting, it can also be formed by drilling.

さて、シリンダヘッド3は下部が排気ガスによって強く加熱されるため、上部と下部との温度差に起因した熱膨張量の違いにより、図1に一点鎖線で誇張して示すように、排気側において下面が上に向けて反り変形する現象が発生する。特に、暖機運転時において登坂走行のような高負荷運転がされると、シリンダヘッド3の上部と下部との温度差が大きくなって反り変形が顕著に現れるため、反り変形に伴う隙間が大きくなって、液状ガスケットであっても追従できずにシール不良状態になることがある。 Since the lower part of the cylinder head 3 is strongly heated by the exhaust gas, the difference in the amount of thermal expansion caused by the temperature difference between the upper part and the lower part causes the exhaust side to be exaggerated as shown by the alternate long and short dash line in FIG. A phenomenon occurs in which the lower surface warps and deforms upward. In particular, when a high-load operation such as climbing a slope is performed during warm-up operation, the temperature difference between the upper part and the lower part of the cylinder head 3 becomes large and the warp deformation becomes remarkable, so that the gap due to the warp deformation becomes large. As a result, even a liquid gasket may not be able to follow and the seal may be in a defective state.

そこで、本実施形態では、暖機運転時に、切り替えバルブ22を開くことによって排気ガスの一部を加熱通路19に流し、これにより、排気ポート8よりも上の部分を加熱する。すると、シリンダヘッド3のうち排気ポート8よりも上の部分の熱膨張量が増大することにより、シリンダヘッド3の上部と下部とのクランク軸線方向の熱膨張量の違いを少なくして、反り変形の程度を小さくできる。これにより、シリンダヘッド3とシリンダブロック1との間の隙間を、液状ガスケットによってシールできる範囲に保持して高いシール性を確保できる。 Therefore, in the present embodiment, during the warm-up operation, a part of the exhaust gas is allowed to flow into the heating passage 19 by opening the switching valve 22, thereby heating the portion above the exhaust port 8. Then, the amount of thermal expansion of the portion of the cylinder head 3 above the exhaust port 8 increases, so that the difference in the amount of thermal expansion in the crank axis direction between the upper part and the lower part of the cylinder head 3 is reduced, and warpage deformation occurs. Can be reduced. As a result, the gap between the cylinder head 3 and the cylinder block 1 can be maintained within a range that can be sealed by the liquid gasket, and high sealing performance can be ensured.

本実施形態では、加熱通路19は1箇所のみに設けているが、各気筒に対応した3箇所に設けるなど、クランク軸線方向に離れた複数箇所に設けることも可能であり、このように複数箇所に設けると、シリンダヘッド3の上部と下部との熱膨張量の違いを更に低減できる。複数箇所に加熱通路19を形成する場合、パイバスパイプ21を1本に纏めて排気継手管12に接続して、1本に纏めた部位に切り替えバルブ22を設けたらよい。 In the present embodiment, the heating passages 19 are provided at only one place, but it is also possible to provide the heating passages at a plurality of places separated in the crank axis direction, such as at three places corresponding to each cylinder. The difference in the amount of thermal expansion between the upper part and the lower part of the cylinder head 3 can be further reduced. When the heating passages 19 are formed at a plurality of locations, the pipe bus pipes 21 may be bundled into one and connected to the exhaust joint pipe 12, and the switching valve 22 may be provided at the portion gathered into one.

更に、他の態様として、加熱通路19をクランク軸線方向に長く延びる状態に形成することも可能であり、この場合は、上部と下部との熱膨張の違いを更に縮小できるため、反り変形の抑制効果は更に向上する。また、加熱通路19は、上下に高さを変えて複数箇所に設けることも可能である。 Further, as another embodiment, the heating passage 19 can be formed in a state of extending long in the crank axis direction. In this case, the difference in thermal expansion between the upper part and the lower part can be further reduced, so that the warp deformation is suppressed. The effect is further improved. Further, the heating passages 19 can be provided at a plurality of locations by changing the height up and down.

切り替えバルブ22は、負荷センサに連動させて、冷却水温度が設定値よりも低い暖機運転時でかつ予め設定された値よりも大きい負荷が掛かったときに開くように設定してもよいし、運転と同時に開くように設定してもよい。 The switching valve 22 may be set to open in conjunction with the load sensor during warm-up operation in which the cooling water temperature is lower than the set value and when a load larger than the preset value is applied. , May be set to open at the same time as driving.

(3).他の実施形態
図3(A)では、加熱手段として、内部に熱交換媒体が封入されたヒートパイプ23を使用している。すなわち、ヒートパイプ23は、内部において熱交換媒体が一端部23aと他端部23bとの間を循環できるようになっており、一端部23aはホルダー24を介して排気継手管12に接続されて、他端部23bはシリンダヘッド3の上部(例えば長手側壁20)に接続されている。
(3). In another embodiment (A), a heat pipe 23 in which a heat exchange medium is sealed is used as the heating means. That is, in the heat pipe 23, the heat exchange medium can circulate between the one end portion 23a and the other end portion 23b inside, and the one end portion 23a is connected to the exhaust joint pipe 12 via the holder 24. The other end 23b is connected to the upper part of the cylinder head 3 (for example, the longitudinal side wall 20).

そして、機関の運転によって排気継手管12は高温になるのに対して、シリンダヘッド3の上部は昇温しないため、熱交換媒体が排気継手管12から受熱してシリンダヘッド3に向けて移動し、他端部23bにおいてシリンダヘッド3に放熱して一端部23aに戻るという循環を繰り返すことにより、シリンダヘッド3の上部が加熱されて、シリンダヘッド3の上部とは下部との熱膨張量の差を小さくできる。 Then, while the temperature of the exhaust joint pipe 12 becomes high due to the operation of the engine, the temperature of the upper part of the cylinder head 3 does not rise, so that the heat exchange medium receives heat from the exhaust joint pipe 12 and moves toward the cylinder head 3. By repeating the circulation of radiating heat to the cylinder head 3 at the other end 23b and returning to the one end 23a, the upper portion of the cylinder head 3 is heated, and the difference in the amount of thermal expansion from the upper portion of the cylinder head 3 to the lower portion. Can be made smaller.

実施形態のように、排気継手管12とヒートパイプ23との接続手段として筒状のホルダー24を使用すると、排気継手管12からヒートパイプ23への伝熱量を多くできて好適である。また、図3(A)に一点鎖線で示すように、ヒートパイプ23の一端部23aを排気継手管12の内部に突出させることによっても、排気継手管12からヒートパイプ23への伝熱量を多くできる。 When the tubular holder 24 is used as the connecting means between the exhaust joint pipe 12 and the heat pipe 23 as in the embodiment, the amount of heat transferred from the exhaust joint pipe 12 to the heat pipe 23 can be increased, which is preferable. Further, as shown by a one-point chain line in FIG. 3A, the amount of heat transferred from the exhaust joint pipe 12 to the heat pipe 23 can be increased by projecting one end 23a of the heat pipe 23 into the exhaust joint pipe 12. it can.

ヒートパイプ23は、その一端部23aと他端部23bとの温度差が小さくなると媒体の循環速度は低下して、温度差が無くなると媒体の循環は停止する。従って、切り替えバルブ22を設けなくても、シリンダヘッド3の加熱を自動的に停止又は抑制できる。 When the temperature difference between one end 23a and the other end 23b of the heat pipe 23 becomes small, the circulation speed of the medium decreases, and when the temperature difference disappears, the circulation of the medium stops. Therefore, the heating of the cylinder head 3 can be automatically stopped or suppressed without providing the switching valve 22.

図3(B)に示すのは変形例であり、この例では、排気継手管12に接続された1本のヒートパイプ23を3本に分岐させて、各分岐部をシリンダヘッド3の3か所に接続している。シリンダヘッド3の複数箇所をヒートパイプ23で加熱する場合、分岐方式でなく、個別にヒートパイプ23を使用してもよい。 FIG. 3B shows a modified example. In this example, one heat pipe 23 connected to the exhaust joint pipe 12 is branched into three, and each branch is divided into three cylinder heads 3. It is connected to the place. When a plurality of locations of the cylinder head 3 are heated by the heat pipes 23, the heat pipes 23 may be individually used instead of the branching method.

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、本願発明は、排気側面に各気筒に対応して排気出口を開口させて、排気ガスを排気マニホールドに集合させているタイプにも適用できる。この場合は、バイパスパイプやヒートパイプは、排気マニホールドに接続してもよいし触媒ケースの上部に接続してもよい。排気側面に排気ターボ過給機を接続している場合は、バイパスパイプやヒートパイプは、排気ターボ過給機を構成するタービンハウジングに接続してもよい、 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various ways. For example, the present invention can also be applied to a type in which an exhaust outlet is opened on the exhaust side surface corresponding to each cylinder to collect exhaust gas in an exhaust manifold. In this case, the bypass pipe or heat pipe may be connected to the exhaust manifold or the upper part of the catalyst case. If an exhaust turbocharger is connected to the exhaust side, the bypass pipe or heat pipe may be connected to the turbine housing that constitutes the exhaust turbocharger.

本願発明は、シリンダヘッドに具体化できる。従って、産業上利用できる。 The invention of the present application can be embodied in a cylinder head. Therefore, it can be used industrially.

1 シリンダブロック
2 気筒(シリンダボア)
3 シリンダヘッド
7 排気側面
8 排気ポート
9 排気集合通路
10 排気出口
12 排気継手管
19 加熱手段を構成する加熱通路
21 加熱手段を構成するバイパスパイプ
22 切り替えバルブ
23 加熱手段を構成するヒートパイプ
1 cylinder block 2 cylinders (cylinder bore)
3 Cylinder head 7 Exhaust side surface 8 Exhaust port 9 Exhaust collecting passage 10 Exhaust outlet 12 Exhaust joint pipe 19 Heating passage constituting the heating means 21 Bypass pipe constituting the heating means 22 Switching valve 23 Heat pipe constituting the heating means

Claims (1)

複数の気筒がクランク軸線方向に並べて形成されているシリンダブロックの上面にヘッドボルトによって固定されるシリンダヘッドであって、
排気側面に、排気ポートと連通した1つ又は複数の排気出口が開口しており、前記排気ポートよりも上側の部位が排気ガスの熱によってクランク軸線方向に熱膨張することを促進する加熱手段を設けている、
多気筒内燃機関のシリンダヘッド。
A cylinder head fixed by head bolts to the upper surface of a cylinder block in which a plurality of cylinders are arranged side by side in the crank axis direction.
One or more exhaust outlets communicating with the exhaust port are opened on the exhaust side surface, and a heating means for promoting thermal expansion of a portion above the exhaust port in the direction of the crank axis due to the heat of the exhaust gas is provided. Provided,
Cylinder head of a multi-cylinder internal combustion engine.
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