JP4124009B2 - 内燃機関のシリンダヘッド構造 - Google Patents
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は筒内燃料噴射式内燃機関のシリンダヘッド構造、更に詳しくはシリンダヘッドに形成された燃料インジェクタ取付孔に配設される燃料インジェクタを効果的に冷却することができる内燃機関のシリンダヘッド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内燃料噴射式内燃機関のシリンダヘッドには、シリンダ本体に長手方向に配列された複数個のシリンダに対応してそれぞれ排気ポートと吸気ポートおよび燃料インジェクタ取付孔が設けられている。燃料インジェクタ取付孔に配設される燃料インジェクタは、シリンダおよびシリンダヘッドの下面に形成された燃焼室内での燃焼による熱で加熱される。燃料インジェクタノズル先端温度が上昇すると、燃料が熱的な作用を受け変質しデポジットとしてとして付着する。このデポジットの付着は、燃料流量および噴霧角の変化によりエミッション等に影響を与えるが、燃料インジェクタの温度を低下させることによって防げることが既に確認されている。
【０００３】
燃料インジェクタを冷却するために、吸気ポートの下側に燃料インジェクタ取付孔を形成し、この燃料インジェクタ取付孔の下側に冷却水ジャケットを設けたシリンダヘッドの構造が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２８８０８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記公報に開示されたシリンダヘッドの構造においては、燃料インジェクタ取付孔の周囲の冷却水ジャケットの構造が閉空間となりやすく、冷却効率が必ずしも良いとはいえない。また、閉空間を集中的に冷やすとなると冷却ポンプの容量を大きくする必要がある。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その主たる技術的課題は、シリンダヘッドに装着される燃料インジェクタを効果的に冷却することができる内燃機関のシリンダヘッド構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、複数個のシリンダが長手方向に配列されたシリンダ本体の上面に配設され該各シリンダに対応してそれぞれ排気ポートと吸気ポートおよび燃料インジェクタ取付孔を備えたシリンダヘッドであって、
該排気ポートは、該シリンダヘッドの下面に形成された燃焼室に一端が開口し、他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な一方の側面側に開口して形成されており、
該吸気ポートは、該燃焼室に一端が開口し他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な他方の側面側に開口して形成されており、
該燃料インジェクタ取付孔は、該吸気ポートの下側に該吸気ポートと略平行に設けられ、該燃焼室に一端が開口し他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な他方の側面側に開口して形成されており、
隣り合う各シリンダの該排気ポート間および該吸気ポート間にはそれぞれシリンダヘッドボルトが挿通するボルト穴を備えた排気ポート側ボルト穴用ボスおよび吸気ポート側ボルト穴用ボスがそれぞれ設けられ、
該排気ポート側ボルト穴用ボスと吸気ポート側ボルト穴用ボスを連結し冷却水室を各シリンダ毎に区画する仕切り壁が形成されており、
該燃料インジェクタ取付孔が形成された他方の側面に沿って設けられ、各シリンダの該冷却水室とそれぞれ連通し、かつ、該シリンダヘッドの長手方向の一端に冷却水出口を備えた冷却水ジャケットが形成され、各シリンダの該冷却水室に流入した冷却水が、該冷却水ジャケットを通過して該冷却水出口に流れる内燃機関のシリンダヘッド構造において、
該吸気ポート側ボルト穴用ボスには、該冷却水室から該冷却水ジャケットに流れる冷却水を該燃料インジェクタ取付孔側に導く案内部が設けられている、
ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造が提供される。
【０００８】
上記冷却水ジャケットは、上記各燃料インジェクタ取付孔の下側を通過するように設けられていることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された内燃機関のシリンダヘッド構造の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図１には本発明に従って構成された内燃機関のシリンダヘッドの断面図が示されており、図２には図１におけるＡ−Ａ線断面図が示されている。図示の実施形態におけるシリンダヘッド２は、シリンダ本体３０の上面に配設されている。シリンダ本体３０は、複数個（図示の実施形態においては３個）のシリンダ３１が長手方向（図１において紙面に垂直な方向）に配設されている。
【００１０】
シリンダ本体３０の上面に配設されたシリンダヘッド２は、各シリンダ３１に対応してそれぞれ排気ポート３と吸気ポート４および燃料インジェクタ取付孔５が長手方向（図１において紙面に垂直な方向、図２において上下方向）に直交する方向に設けられている。排気ポート３は、シリンダヘッド２の下面２ａに形成された燃焼室２０に一端が開口し、他端がシリンダヘッド２の長手方向に平行な一方の側面２ｂに開口して形成されている。吸気ポート４は、燃焼室２０に一端が開口し、他端がシリンダヘッド２の長手方向に平行な他方の側面２ｃ側に開口して形成されている。なお、吸気ポート４は、図示の実施形態においてはシリンダヘッド２の下面２ａとのなす角度（θ）が略４７度に形成されている。燃料インジェクタ取付孔５は、吸気ポート４の下側に吸気ポート４と略平行に形成されており、燃焼室２０に一端が開口し他端がシリンダヘッド２の他方の側面２ｃに開口して形成されている。なお、燃料インジェクタ取付孔５は、図示の実施形態においてはシリンダヘッド２の下面２ａとのなす角度（α）が略４２度に形成されている。このように形成された燃料インジェクタ取付孔５には、燃料インジェクタ５０が装着される。また、シリンダヘッド２には、上記排気ポート３と吸気ポート４の間に点火プラグ取付孔６が設けられている。
【００１１】
シリンダヘッド２には、隣り合う各シリンダの上記排気ポート３間および吸気ポート４間にシリンダヘッドボルト（図示せず）が挿通するボルト穴７１ａを備えた排気ポート側ボルト穴用ボス７ａおよびボルト穴７１ｂを備えた吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂがそれぞれ設けられている。また、両端の排気ポート３間および吸気ポート４の側方にもボルト穴７１ａを備えた排気ポート側ボルト穴用ボス７ａおよびボルト穴７１ｂを備えた吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂがそれぞれ設けられている。そして、シリンダヘッド２には、上記排気ポート側ボルト穴用ボス７ａと吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂとを連結し冷却水室８を各シリンダ毎に区画する仕切り壁７ｃが設けられている。この仕切り壁７ｃは、シリンダヘッド２の上面から下面に渡って形成されており、排気ポート３および吸気ポート４周囲の剛性アップに寄与している。なお、シリンダヘッド２には、シリンダ本体３０に形成された図示しない冷却水通路と連通し、上記各冷却水室８に開口する複数個の冷却水通路９が形成されている。図示の実施形態においては、上記吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂには、冷却水室８に流入された冷却水を吸気ポート４および燃料インジェクタ取付孔５側に導く案内部７２ｂ、７２ｂが設けられている。なお、図示の実施形態においては、吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂには、ブローバイガス通路７３ｂが形成されている。
【００１２】
また、シリンダヘッド２には、他方の側面２ｃに沿って設けられ上記冷却水室８と連通する冷却水ジャケット１０が形成されている。この冷却水ジャケット１０は、図１に示すように燃料インジェクタ取付孔５の下側を通過するように形成されている。
【００１３】
図示の実施形態における内燃機関のシリンダヘッド構造は以上のように構成されており、シリンダ本体１０に形成された冷却水通路（図示せず）から冷却水通路９を通して各冷却水室８に流入した冷却水は、より冷却が必要な排気ポート３の周囲を冷却し、吸気ポート４の側部を冷却した後、吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂに設けられた案内部７２ｂによって案内されて吸気ポート４の図２において右端部に回り込むようにして該右端部を冷却し、続いて燃料インジェクタ取付孔５の周囲に集中して該燃料インジェクタ取付孔５の周囲を効率よく冷却する。その後冷却水は、冷却水ジャケット１０を図２において矢印で示すように下方に流れ、冷却水ジャケット１０の図２において下端に形成された冷却水出口１０１から図示しないダクトを通してウオーターポンプに吸入される。なお、冷却水ジャケット１０は燃料インジェクタ取付孔５の下側に設けられているので、各気筒の側方を直線状に形成することができ冷却水が淀むことなくスムーズに流れ、下流側が特に冷却効果上不利になることはない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明による内燃機関のシリンダヘッド構造は以上のように構成されているので、シリンダ本体から冷却水通路を通して冷却水室に流入した冷却水は、冷却が必要な排気ポートおよび吸気ポートの周囲を冷却した後、吸気ポート側ボルト穴用ボスに設けられた案内部によって案内されて燃料インジェクタ取付孔の周囲に集中して該燃料インジェクタ取付孔の周囲を効率よく各気筒均等に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された内燃機関のシリンダヘッドの断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
２；シリンダヘッド
２０；燃焼室
３；排気ポート
４；吸気ポート
５；燃料インジェクタ取付孔
５０；燃料インジェクタ
６；点火プラグ取付孔
７ａ；排気ポート側ボルト穴用ボス
７ｂ；吸気ポート側ボルト穴用ボス
７２ｂ；案内部
７ｃ；仕切り壁
８；冷却水室
９；冷却水通路
１０；冷却水ジャケット
３０；シリンダ本体
３１；シリンダ
【発明の属する技術分野】
本発明は筒内燃料噴射式内燃機関のシリンダヘッド構造、更に詳しくはシリンダヘッドに形成された燃料インジェクタ取付孔に配設される燃料インジェクタを効果的に冷却することができる内燃機関のシリンダヘッド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内燃料噴射式内燃機関のシリンダヘッドには、シリンダ本体に長手方向に配列された複数個のシリンダに対応してそれぞれ排気ポートと吸気ポートおよび燃料インジェクタ取付孔が設けられている。燃料インジェクタ取付孔に配設される燃料インジェクタは、シリンダおよびシリンダヘッドの下面に形成された燃焼室内での燃焼による熱で加熱される。燃料インジェクタノズル先端温度が上昇すると、燃料が熱的な作用を受け変質しデポジットとしてとして付着する。このデポジットの付着は、燃料流量および噴霧角の変化によりエミッション等に影響を与えるが、燃料インジェクタの温度を低下させることによって防げることが既に確認されている。
【０００３】
燃料インジェクタを冷却するために、吸気ポートの下側に燃料インジェクタ取付孔を形成し、この燃料インジェクタ取付孔の下側に冷却水ジャケットを設けたシリンダヘッドの構造が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２８８０８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記公報に開示されたシリンダヘッドの構造においては、燃料インジェクタ取付孔の周囲の冷却水ジャケットの構造が閉空間となりやすく、冷却効率が必ずしも良いとはいえない。また、閉空間を集中的に冷やすとなると冷却ポンプの容量を大きくする必要がある。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その主たる技術的課題は、シリンダヘッドに装着される燃料インジェクタを効果的に冷却することができる内燃機関のシリンダヘッド構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、複数個のシリンダが長手方向に配列されたシリンダ本体の上面に配設され該各シリンダに対応してそれぞれ排気ポートと吸気ポートおよび燃料インジェクタ取付孔を備えたシリンダヘッドであって、
該排気ポートは、該シリンダヘッドの下面に形成された燃焼室に一端が開口し、他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な一方の側面側に開口して形成されており、
該吸気ポートは、該燃焼室に一端が開口し他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な他方の側面側に開口して形成されており、
該燃料インジェクタ取付孔は、該吸気ポートの下側に該吸気ポートと略平行に設けられ、該燃焼室に一端が開口し他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な他方の側面側に開口して形成されており、
隣り合う各シリンダの該排気ポート間および該吸気ポート間にはそれぞれシリンダヘッドボルトが挿通するボルト穴を備えた排気ポート側ボルト穴用ボスおよび吸気ポート側ボルト穴用ボスがそれぞれ設けられ、
該排気ポート側ボルト穴用ボスと吸気ポート側ボルト穴用ボスを連結し冷却水室を各シリンダ毎に区画する仕切り壁が形成されており、
該燃料インジェクタ取付孔が形成された他方の側面に沿って設けられ、各シリンダの該冷却水室とそれぞれ連通し、かつ、該シリンダヘッドの長手方向の一端に冷却水出口を備えた冷却水ジャケットが形成され、各シリンダの該冷却水室に流入した冷却水が、該冷却水ジャケットを通過して該冷却水出口に流れる内燃機関のシリンダヘッド構造において、
該吸気ポート側ボルト穴用ボスには、該冷却水室から該冷却水ジャケットに流れる冷却水を該燃料インジェクタ取付孔側に導く案内部が設けられている、
ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造が提供される。
【０００８】
上記冷却水ジャケットは、上記各燃料インジェクタ取付孔の下側を通過するように設けられていることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された内燃機関のシリンダヘッド構造の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図１には本発明に従って構成された内燃機関のシリンダヘッドの断面図が示されており、図２には図１におけるＡ−Ａ線断面図が示されている。図示の実施形態におけるシリンダヘッド２は、シリンダ本体３０の上面に配設されている。シリンダ本体３０は、複数個（図示の実施形態においては３個）のシリンダ３１が長手方向（図１において紙面に垂直な方向）に配設されている。
【００１０】
シリンダ本体３０の上面に配設されたシリンダヘッド２は、各シリンダ３１に対応してそれぞれ排気ポート３と吸気ポート４および燃料インジェクタ取付孔５が長手方向（図１において紙面に垂直な方向、図２において上下方向）に直交する方向に設けられている。排気ポート３は、シリンダヘッド２の下面２ａに形成された燃焼室２０に一端が開口し、他端がシリンダヘッド２の長手方向に平行な一方の側面２ｂに開口して形成されている。吸気ポート４は、燃焼室２０に一端が開口し、他端がシリンダヘッド２の長手方向に平行な他方の側面２ｃ側に開口して形成されている。なお、吸気ポート４は、図示の実施形態においてはシリンダヘッド２の下面２ａとのなす角度（θ）が略４７度に形成されている。燃料インジェクタ取付孔５は、吸気ポート４の下側に吸気ポート４と略平行に形成されており、燃焼室２０に一端が開口し他端がシリンダヘッド２の他方の側面２ｃに開口して形成されている。なお、燃料インジェクタ取付孔５は、図示の実施形態においてはシリンダヘッド２の下面２ａとのなす角度（α）が略４２度に形成されている。このように形成された燃料インジェクタ取付孔５には、燃料インジェクタ５０が装着される。また、シリンダヘッド２には、上記排気ポート３と吸気ポート４の間に点火プラグ取付孔６が設けられている。
【００１１】
シリンダヘッド２には、隣り合う各シリンダの上記排気ポート３間および吸気ポート４間にシリンダヘッドボルト（図示せず）が挿通するボルト穴７１ａを備えた排気ポート側ボルト穴用ボス７ａおよびボルト穴７１ｂを備えた吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂがそれぞれ設けられている。また、両端の排気ポート３間および吸気ポート４の側方にもボルト穴７１ａを備えた排気ポート側ボルト穴用ボス７ａおよびボルト穴７１ｂを備えた吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂがそれぞれ設けられている。そして、シリンダヘッド２には、上記排気ポート側ボルト穴用ボス７ａと吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂとを連結し冷却水室８を各シリンダ毎に区画する仕切り壁７ｃが設けられている。この仕切り壁７ｃは、シリンダヘッド２の上面から下面に渡って形成されており、排気ポート３および吸気ポート４周囲の剛性アップに寄与している。なお、シリンダヘッド２には、シリンダ本体３０に形成された図示しない冷却水通路と連通し、上記各冷却水室８に開口する複数個の冷却水通路９が形成されている。図示の実施形態においては、上記吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂには、冷却水室８に流入された冷却水を吸気ポート４および燃料インジェクタ取付孔５側に導く案内部７２ｂ、７２ｂが設けられている。なお、図示の実施形態においては、吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂには、ブローバイガス通路７３ｂが形成されている。
【００１２】
また、シリンダヘッド２には、他方の側面２ｃに沿って設けられ上記冷却水室８と連通する冷却水ジャケット１０が形成されている。この冷却水ジャケット１０は、図１に示すように燃料インジェクタ取付孔５の下側を通過するように形成されている。
【００１３】
図示の実施形態における内燃機関のシリンダヘッド構造は以上のように構成されており、シリンダ本体１０に形成された冷却水通路（図示せず）から冷却水通路９を通して各冷却水室８に流入した冷却水は、より冷却が必要な排気ポート３の周囲を冷却し、吸気ポート４の側部を冷却した後、吸気ポート側ボルト穴用ボス７ｂに設けられた案内部７２ｂによって案内されて吸気ポート４の図２において右端部に回り込むようにして該右端部を冷却し、続いて燃料インジェクタ取付孔５の周囲に集中して該燃料インジェクタ取付孔５の周囲を効率よく冷却する。その後冷却水は、冷却水ジャケット１０を図２において矢印で示すように下方に流れ、冷却水ジャケット１０の図２において下端に形成された冷却水出口１０１から図示しないダクトを通してウオーターポンプに吸入される。なお、冷却水ジャケット１０は燃料インジェクタ取付孔５の下側に設けられているので、各気筒の側方を直線状に形成することができ冷却水が淀むことなくスムーズに流れ、下流側が特に冷却効果上不利になることはない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明による内燃機関のシリンダヘッド構造は以上のように構成されているので、シリンダ本体から冷却水通路を通して冷却水室に流入した冷却水は、冷却が必要な排気ポートおよび吸気ポートの周囲を冷却した後、吸気ポート側ボルト穴用ボスに設けられた案内部によって案内されて燃料インジェクタ取付孔の周囲に集中して該燃料インジェクタ取付孔の周囲を効率よく各気筒均等に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された内燃機関のシリンダヘッドの断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
２；シリンダヘッド
２０；燃焼室
３；排気ポート
４；吸気ポート
５；燃料インジェクタ取付孔
５０；燃料インジェクタ
６；点火プラグ取付孔
７ａ；排気ポート側ボルト穴用ボス
７ｂ；吸気ポート側ボルト穴用ボス
７２ｂ；案内部
７ｃ；仕切り壁
８；冷却水室
９；冷却水通路
１０；冷却水ジャケット
３０；シリンダ本体
３１；シリンダ
Claims (2)
- 複数個のシリンダが長手方向に配列されたシリンダ本体の上面に配設され該各シリンダに対応してそれぞれ排気ポートと吸気ポートおよび燃料インジェクタ取付孔を備えたシリンダヘッドであって、
該排気ポートは、該シリンダヘッドの下面に形成された燃焼室に一端が開口し、他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な一方の側面側に開口して形成されており、
該吸気ポートは、該燃焼室に一端が開口し他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な他方の側面側に開口して形成されており、
該燃料インジェクタ取付孔は、該吸気ポートの下側に該吸気ポートと略平行に設けられ、該燃焼室に一端が開口し他端が該シリンダヘッドの長手方向に平行な他方の側面側に開口して形成されており、
隣り合う各シリンダの該排気ポート間および該吸気ポート間にはそれぞれシリンダヘッドボルトが挿通するボルト穴を備えた排気ポート側ボルト穴用ボスおよび吸気ポート側ボルト穴用ボスがそれぞれ設けられ、
該排気ポート側ボルト穴用ボスと吸気ポート側ボルト穴用ボスを連結し冷却水室を各シリンダ毎に区画する仕切り壁が形成されており、
該燃料インジェクタ取付孔が形成された他方の側面に沿って設けられ、各シリンダの該冷却水室とそれぞれ連通し、かつ、該シリンダヘッドの長手方向の一端に冷却水出口を備えた冷却水ジャケットが形成され、各シリンダの該冷却水室に流入した冷却水が、該冷却水ジャケットを通過して該冷却水出口に流れる内燃機関のシリンダヘッド構造において、
該吸気ポート側ボルト穴用ボスには、該冷却水室から該冷却水ジャケットに流れる冷却水を該燃料インジェクタ取付孔側に導く案内部が設けられている、
ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造。 - 該冷却水ジャケットは、該各燃料インジェクタ取付孔の下側を通過するように設けられている、請求項１記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2003106279A JP4124009B2 (ja) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | 内燃機関のシリンダヘッド構造 |
| US10/820,064 US6997144B2 (en) | 2003-04-10 | 2004-04-08 | Cylinder head structure for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003106279A JP4124009B2 (ja) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | 内燃機関のシリンダヘッド構造 |
Publications (2)
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| JP2004308619A JP2004308619A (ja) | 2004-11-04 |
| JP4124009B2 true JP4124009B2 (ja) | 2008-07-23 |
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|---|---|---|---|
| JP2003106279A Expired - Fee Related JP4124009B2 (ja) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | 内燃機関のシリンダヘッド構造 |
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| KR101371483B1 (ko) * | 2011-12-09 | 2014-03-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 실린더헤드 |
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