JP3155993B2 - 多弁式エンジンのシリンダヘッド冷却構造 - Google Patents

多弁式エンジンのシリンダヘッド冷却構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水冷式エンジンのシリ
ンダヘッド冷却構造に関し、特に、気筒毎にそれぞれ複
数の吸排気ポートが形成されている多弁式エンジンのシ
リンダヘッド冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの高出力化と同時に低燃費化を
目的として、気筒毎にそれぞれ吸気弁と排気弁の一方あ
るいは双方を複数個設けるようにして１気筒当たりの充
填効率を向上させた多弁式エンジンというものは一般に
広く知られているが、このような多弁式エンジンでは、
気筒毎に複数の吸、排気通路が燃焼室の配列方向に並設
されるため、シリンダヘッドにおける吸、排気ポートの
占める割合が大きくなり、それに伴ってシリンダヘッド
内におけるエンジン冷却のためのウォータージャケット
を形成すべき燃焼室周辺の空間が少なくなって、シリン
ダヘッドの冷却を効果的に行うことが困難となってく
る。
【０００３】そこで、シリンダヘッドの内部に形成され
る吸、排気ポートの周りをウォータージャケットの流路
で囲繞して、それら各ポートを介して燃焼室の熱を外部
に放出するということが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な各燃焼室毎に複数の吸、排気ポートが形成されている
多弁式エンジンのシリンダヘッドにおいて、ウォーター
ジャケット内を流れる冷却水によりシリンダヘッドを冷
却する場合に、特に、燃焼室毎に引き出される複数の排
気ポートの間の部分については、その両側の排気ポート
内を高温の排気ガスが通過する箇所であるにもかかわら
ず、シリンダヘッド内に形成されたウォータージャケッ
トの流路から少し離れてしまうために、冷却されにくい
箇所となっている。
【０００５】そこで、この複数の排気ポートの間の部分
を冷却するために、この部分にウォータージャケットの
主流路から分岐した流路を設けて冷却水を導き入れると
いうことが行われており、例えば、実開昭６１−７４６
４８号公報中には、シリンダヘッド側のウォータージャ
ケット（水通路）とシリンダブロック側のウォータージ
ャケット（水通路）とが連通（導通）しないような構造
を実施例として、該公報中の図２に示すように、排気ポ
ートの隔壁部を通る流路（連通路）を設けて冷却水を導
入するということが開示されている。
【０００６】しかしながら、上記の引用公報中に図示さ
れている流路（各連通路）を見ても判るように、排気ポ
ートの隔壁部に冷却水を流す流路は構造上非常に狭いも
のとならざるをえず、しかも、ウォータージャケットの
主流路とは流れの方向が異なるものとなることから、冷
却水がスムーズに流れず滞りがちとなり、また、冷却水
の流れがシリンダヘッド側からシリンダブロック側とい
う経路をとる冷却システムが採用されているものでも、
本出願の図面に図６〜図９で示すようなものでは、シリ
ンダヘッド内のウォータージャケットの主流路から分岐
した狭い流路による冷却水の流れは滞りがちとなって、
この部分の冷却を効率良く行うことができなくなるとい
う問題がある。
【０００７】本発明は、上記のような従来の多弁式エン
ジンのシリンダヘッド冷却構造の持つ不都合を解消する
ことを目的としており、より具体的には、複数の排気ポ
ートの間の部分に設けられた流路における冷却水の流れ
を、ウォータージャケットの主流路の流れによる吸い出
し作用によって活発なものとし、それによって当該部分
の冷却を効率良く行うことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決しかつ目的を達成するために、下面に設けられた燃
焼室部分から複数の排気ポートと吸気ポートとが引き出
されているシリンダヘッド内に、それらの吸、排気ポー
トを囲繞するようにウォータージャケットが形成されて
いて、このシリンダヘッド側のウォータージャケットか
らシリンダブロック側のウォータージャケットに冷却水
を流している多弁式エンジンのシリンダヘッド冷却構造
において、燃焼室部分から引き出されている複数の排気
ポートの間の部分に、シリンダヘッド側のウォータージ
ャケット主流路の上流側から分岐した流路が形成されて
おり、該流路の末端が、シリンダヘッド側のウォーター
ジャケット主流路の下流側でシリンダブロック側のウォ
ータージャケットに連通する狭まった連絡流路の側壁に
開口されていることを特徴とするものである。
【０００９】上記のような構成によれば、シリンダヘッ
ド側のウォータージャケット主流路の上流側から分岐し
た流路によって排気ポート間に導かれた冷却水は、該流
路から排出されるときに、シリンダブロック側のウォー
タージャケットに連通するための狭まった連絡流路をベ
ンチュリー部として、この狭まった連絡流路で主流路の
冷却水が集中して流れが速くなることによるベンチュリ
ー効果で吸い出され、この連絡流路をベンチュリー部と
する吸い出し作用により、排気ポート間の冷却水の流路
は滞ることなく速やかに流れるものとなって、当該部分
の冷却は効率良く行われる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明のシリンダヘッド冷却構造が適用
される多気筒、多弁式（この実施例では４バルブ）エン
ジンにおけるシリンダヘッド付近の一部断面を示すもの
で、従来公知の多気筒、多弁式エンジンと同様に、シリ
ンダヘッド１とシリンダブロック２とがガスケット４を
介して結合され、各気筒毎に、シリンダヘッド１の燃焼
室部分５とシリンダブロック２とピストン３とによって
燃焼室が形成され、シリンダヘッド１の燃焼室部分５か
ら吸気ポート６と排気ポート７が引き出されることによ
り吸気弁８によって開閉される吸気通路と排気弁９によ
って開閉される排気通路が形成されていると共に、シリ
ンダヘッド１の燃焼室周辺において、吸気ポート６と排
気ポート７とを囲繞するようにウォータージャケット１
０が形成されている。
【００１１】図２は、図１に示した多気筒、多弁（４バ
ルブ）式エンジンのシリンダヘッド１の一部を下面から
見た状態を示すもので、多気筒エンジンのそれぞれの気
筒に対応するように設けられた複数の燃焼室部分（燃焼
室の上部を形成するための凹部）５、５．．．毎に、２
個の吸気ポート６、６と２個の排気ポート７、７とが開
口されてシリンダヘッド１内に引き出されていて、シリ
ンダブロックとの結合面には、シリンダヘッドとシリン
ダブロックとを結合するためのネジ孔２０．．．やシリ
ンダヘッド内のウォータージャケットと連通する孔１
７．．．、１８．．．１９．．．が開口されている。
【００１２】このシリンダヘッド内のウォータージャケ
ットと連通する孔はシリンダヘッドを製造するときに砂
抜き孔および中子の支えのために形成されるもので、孔
１９はシリンダヘッド内のウォータージャケットとシリ
ンダブロック内のウォータージャケットとの連絡流路と
して使用され、連絡流路として使用されない孔１８はシ
リンダヘッドとシリンダブロックとの結合時にその間に
設けられるガスケットによって封鎖されるものである。
【００１３】ところで、このようなシリンダヘッドを有
する多気筒、多弁（４バルブ）式エンジンにおいては、
シリンダヘッドの燃焼室毎に引き出される複数の排気ポ
ートの間の部分がシリンダヘッド内に形成されたウォー
タージャケットの流路から少し離れて冷却されにくいこ
とから、この部分を冷却するために、ウォータージャケ
ット主流路から分岐した流路を当該部分に設けるという
ことが行われている。
【００１４】図３は、図２中のＡ−Ａ線の位置における
シリンダヘッドの縦断面を示し、図４は、図３のシリン
ダヘッドの縦断面の一部を拡大して示し、図５は、図４
中のＢ−Ｂ線の位置におけるシリンダヘッドの横断面の
一部を示すものであるが、それらに図示されているよう
に、ウォータージャケット主流路から分岐して排気ポー
ト７、７間に設けられる流路は、ウォータージャケット
の主流路から分岐した流入路１４、１４と、排気ポート
７、７間に形成されて流入路１４、１４を通して冷却水
が送り込まれる空間部１３と、この空間部１３から冷却
水を排出するための流出路１５とによって形成されてい
る。
【００１５】このような分岐した流路について、従来
は、図６〜図９に示すように、空間部１３内の冷却水を
排出するための流出路１５の末端は、シリンダヘッド内
に形成されているウォータージャケットの主流路である
シリンダブロック側への連絡流路１８、１８とは関係な
く、独自に開口部１６によってシリンダブロック側に連
絡するように構成されていた。
【００１６】ところで、上記のような多気筒、多弁（４
バルブ）式エンジンにおいては、冷却水をまずシリンダ
ヘッド側のウォータージャケット内に流入させ、これを
吸気ポート側から排気ポート側へ通過させた後、シリン
ダブロック側に送るという逆流れの冷却システムが採用
されることがあるが、特にそのような冷却システムが採
用される場合、シリンダヘッドの排気ポート間に形成さ
れた流路における流入路１４、１４および流出路１５は
何れも非常に狭いものであることから、図６〜図９に示
すような従来の構造では、この分岐した流路を流れる冷
却水の流れは滞りがちとなり、当該部分の冷却効率が良
くないものとなる。
【００１７】そのような従来のシリンダブロックの冷却
構造に対して、本発明のものでは、図３〜図５に示され
ているように、空間部１３内の冷却水を排出するための
流出路１５の末端が、シリンダヘッド内に形成されてい
るウォータージャケットの主流路の下流側に位置するシ
リンダブロック側への連絡流路１９の側壁に開口されて
いる。
【００１８】これによって、空間部１３から流出路１５
によって排出される冷却水は、シリンダヘッドのウォー
タージャケットの主流路の下流側で、シリンダブロック
側のウォータージャケットに連通するための狭まった連
絡流路１９をベンチュリー部として、この狭まった連絡
流路１９で主流路の冷却水が集中して流れが速くなるこ
とによるベンチュリー効果で吸い出され、この連絡流路
をベンチュリー部とする吸い出し作用によって、流入路
１４、１４から空間部１３を通って流出路１５から排出
される冷却水の流れは滞ることなく活発なものとなり、
それによって排気ポート間の冷却は効率良く行われるこ
ととなる。
【００１９】以上、本発明を、多気筒、多弁（４バル
ブ）式エンジンに適用した一実施例によって説明した
が、本発明は、このようなものに限定されるものではな
く、一つの気筒に対して二以上の排気通路が設けられて
いるものであれば、多気筒に限らず単気筒であっても、
また、バルブの数が異なるものであっても、同様に実施
できるものであることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したような本発明の多弁式エン
ジンのシリンダヘッド冷却構造によれば、冷却水をシリ
ンダヘッド側からシリンダブロック側に送るという逆流
れの冷却システムが採用された場合にも、複数の排気ポ
ートの間の部分に冷却水を充分に供給することができ、
シリンダヘッドの局部の冷却を効果的に行うことができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリンダヘッド冷却構造の一実施例を
適用した多弁式エンジンの一部縦断説明図。
【図２】図１に示された多弁式エンジンのシリンダヘッ
ドを部分的に示す下面図。
【図３】図２に示されたシリンダヘッドのＡ−Ａ線に沿
った縦断面図。
【図４】図３に示されたシリンダヘッド断面の要部拡大
図。
【図５】図４に示されたシリンダヘッド要部のＢ−Ｂ線
に沿った横断面図。
【図６】図２に対応して従来例を示す、シリンダヘッド
の部分的な下面図。
【図７】図３に対応して従来例を示す、シリンダヘッド
の縦断面図。
【図８】図４に対応して従来例を示す、シリンダヘッド
断面の要部拡大図。
【図９】図５に対応して従来例を示す、シリンダヘッド
要部の横断面図。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド ５ 燃焼室部分 ６ 吸気ポート ７ 排気ポート １０ ウォータージャケット １３ 空間部（流路） １４ 流入路（流路） １５ 流出路（流路）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01P 3/02 F02F 1/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下面に設けられた燃焼室部分から複数の
    排気ポートと吸気ポートとが引き出されているシリンダ
    ヘッド内に、それらの吸、排気ポートを囲繞するように
    ウォータージャケットが形成されていて、このシリンダ
    ヘッド側のウォータージャケットからシリンダブロック
    側のウォータージャケットに冷却水を流している多弁式
    エンジンのシリンダヘッド冷却構造において、燃焼室部
    分から引き出されている複数の排気ポートの間の部分
    に、シリンダヘッド側のウォータージャケット主流路の
    上流側から分岐した流路が形成されており、該流路の末
    端が、シリンダヘッド側のウォータージャケット主流路
    の下流側でシリンダブロック側のウォータージャケット
    に連通する狭まった連絡流路の側壁に開口されているこ
    とを特徴とする多弁式エンジンのシリンダヘッド冷却構
    造。
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