JP4151412B2 - Intake device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダヘッド内の吸気ポートを仕切板により上下の分割吸気ポートに仕切るようにした内燃機関の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関のシリンダへ導入される吸気のタンブル流(縦渦流)を強化するため、シリンダヘッド内の吸気ポートを仕切板により上下の分割吸気ポートに仕切る吸気通路構造としたものが、特許文献1により公知である。
【0003】
また、特許文献1では、シリンダヘッドの鋳造時に仕切板を鋳込む際に、熱膨張による仕切板変形の対策として、仕切板を波板形状としている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−193469号公報(特に段落番号0020、0022)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1のような波板形状の仕切板では、吸気ポートの半径方向の熱膨張は吸収することができるが、仕切板の長手方向である吸気ポートの軸線方向の熱膨張は、その熱膨張が大きいにもかかわらず、吸収することができない。
【0006】
このため、シリンダヘッド鋳造時の吸気ポート形成用の中子に仕切板をセットして鋳込む際に、仕切板と中子(鋳砂)との熱膨張差により、仕切板の長手方向端部にて中子に割れ(クラック)を生じてしまい、割れを生じた部分には湯(アルミ)が流れ込んで、バリを発生することになるので、吸気性能に影響を与えたり、後加工でのバリ取り作業が極めて面倒となるという問題点があった。
【0007】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、シリンダヘッドの鋳造時に仕切板を鋳込む際に、仕切板の長手方向の熱膨張による中子の割れを回避できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、シリンダヘッド内に鋳込む仕切板を吸気ポート軸線方向に複数に分割し、分割部間に隙間を形成する構成とする。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダヘッド内に鋳込む仕切板をその長手方向に分割することで、それぞれの熱膨張を小さくし、かつ分割部間の隙間にて熱膨張を吸収できるので、鋳造時の中子の割れを防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す内燃機関のシリンダヘッドの断面図、図2は図1のA−A線に沿う吸気ポートの平面図、図3は図1のB矢視でのシリンダヘッド側壁の吸気ポート開口面の図、図4は吸気ポートの拡大断面図である。
【0011】
アルミ合金により鋳造されるシリンダヘッド1には、シリンダ2に対し、吸気ポート3と排気ポート4とが2本ずつ形成されている。
2本の吸気ポート3は、下流側でそれぞれ吸気弁5(図4)を介してシリンダ2内に開口し、上流側はシリンダヘッド1の側壁(吸気ポート開口面)6に開口している。
【0012】
また、吸気ポート3には、これを上下の分割吸気ポート3a、3bに仕切るアルミ合金(例えばシリンダヘッド鋳造用の一般的なアルミ合金より高強度なジュラルミン)あるいはSUS等からなる仕切板7、8が、設けられている。ここで、仕切板7、8は、2本の吸気ポート3を一緒に上下に仕切っているが、長手方向(吸気ポート軸線方向)に2つに分割し、分割部間(上流側の仕切板7と下流側の仕切板8との間)に、熱膨張吸収用の隙間Cを形成してある。
【0013】
また、図示は省略するが、シリンダヘッド1の吸気ポート3に接続される例えば樹脂製の吸気マニホールドのブランチ部内にも、吸気ポート3側の仕切板7を実質的に延長させる形で、仕切板が内装されて、ブランチ部内も上下に分割されている。そして、ブランチ部内の分割通路のうち下側の分割通路には、これを開閉するタンブル制御弁が設けられ、このタンブル制御弁を所定の運転条件にて閉じることで、上側の分割吸気ポート3aのみを通して吸気をシリンダ2内へ導入することができ、これにより吸気のタンブル流を強化して、燃費向上等を図ることができる。
【0014】
上記の仕切板7、8は、シリンダヘッド1を鋳造する際に、シリンダヘッド1内に鋳込まれる。
具体的には、図5及び図6に示すように、仕切板7、8を、シリンダヘッド鋳造時の吸気ポート形成用の中子10にセットし、かつ仕切板7、8の一部を中子10の側部より突出させ、当該部分にて、シリンダヘッド1の吸気ポート内壁部に鋳込むようにする。尚、この例では、2気筒分(4本)の中子を、支持用の幅木(鋳砂)11により一体化している。
【0015】
このように鋳込みにより仕切板7、8をシリンダヘッド1に固定する構造を採用することにより、仕切板7、8を十分に薄くして、通気抵抗を抑制することが可能になると共に、仕切板7、8をシリンダヘッド1とは異なるジュラルミンあるいはSUS等の適切な材料により形成することが可能になる。
【0016】
また、図7及び図8を参照し、シリンダヘッド1の鋳造時に、仕切板7、8がその長手方向に熱膨張しても、予め分割してあるので、それぞれの熱膨張を小さくし、かつ分割部間の隙間Cにて熱膨張を吸収できるので、仕切板7、8の端部を起点として中子10に割れが発生するのを回避することができる。
【0017】
次に更に改良を加えた実施形態について図9〜図11により説明する。
図4の場合、上側の分割吸気ポート3aを流れる吸気の主流(図示MF)が、仕切板7、8の分割部の隙間Cから、わずかではあるが、図示点線のように、下側の分割吸気ポート3bへ漏れ出て、エンジン性能の低下を招く恐れがある。
【0018】
そこで、図9の実施形態では、仕切板7、8の分割部において互いに相対する分割面7a、8aを仕切板7、8の板面と直角な面に対し傾斜させ、分割面7a、8aの上側部分が吸気流れ方向下流側に位置し、下側部分が吸気流れ方向上流側に位置するようにしている。
【0019】
このように仕切板7、8の上側(主流側)の分割位置を下側の分割位置よりも吸気流れ方向下流側に配置することで、吸気の主流の漏れを低減し、エンジン性能を確保することができる。
【0020】
また、図10の実施形態では、仕切板7、8の分割部において互いに相対する分割端部のうち、上流側の仕切板7の分割端部に、その上側部分より下流側に突出する庇(ひさし)9を設け、この庇9により、下流側の仕切板8の分割端部の上面を覆うようにしている。また、下流側の仕切板8は、上流側の仕切板7より板厚を薄くしている。言い換えれば、上流側の仕切板7の分割端部を断面L字状として、板厚を薄くした下流側の仕切板8の上面を覆うようにしている。
【0021】
このようにすることで、吸気の主流の漏れを低減し、エンジン性能を確保することができる。また、下流側の仕切板8の板厚を薄くすることができるので、その熱膨張量を低減でき、その分、隙間Cを小さくできるので、吸気の主流の漏れをより低減することができる。
【0022】
また、図11の実施形態では、仕切板7、8の分割部において互いに相対する分割端部のうち、上流側の仕切板7の分割端部に、その上側部分及び下側部分よりそれぞれ下流側に突出する庇(ひさし)9a、9bを設け、これらの庇9a、9bにより、下流側の仕切板8の分割端部の上面及び下面を覆うようにしている。言い換えれば、上流側の仕切板7の分割端部を断面コ字状として、その凹部内に、板厚を薄くした下流側の仕切板8の分割端部を突入させている。
【0023】
この図11の実施形態によれば、図10の実施形態と同様な効果が得られる他、分割部の合い口形状がより複雑となるため、吸気の主流の漏れを更に低減することができる。
【0024】
尚、以上の実施形態では、1気筒につき2本設けられる吸気ポートが独立しているものについて説明したが、下流側で2本に分岐し、上流側で1本に集合するサイヤミーズタイプのものにも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を示す内燃機関のシリンダヘッドの断面図
【図2】 図1のA−A線に沿う吸気ポートの平面図
【図3】 図1のB矢視でのシリンダヘッドの吸気ポート開口面の図
【図4】 吸気ポートの拡大断面図
【図5】 吸気ポート形成用の中子の平面図
【図6】 吸気ポート形成用の中子の正面図
【図7】 鋳造時の熱膨張の説明図
【図8】 図7のX部の拡大図
【図9】 分割部の改良例(1)を示す図
【図10】 分割部の改良例(2)を示す図
【図11】 分割部の改良例(3)を示す図
【符号の説明】
1 シリンダヘッド
2 シリンダ
3 吸気ポート
3a 上側の分割吸気ポート
3b 下側の分割吸気ポート
4 排気ポート
5 吸気弁
6 シリンダヘッドの吸気ポート開口面
7、8 仕切板
C 分割部の隙間
7a、8a 傾斜分割面
9、9a、9b 庇(ひさし)
10 吸気ポート形成用の中子
11 幅木[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine in which an intake port in a cylinder head is partitioned into upper and lower divided intake ports by a partition plate.
[0002]
[Prior art]
Patent Document 1 discloses an intake passage structure in which an intake port in a cylinder head is partitioned into upper and lower divided intake ports by a partition plate in order to enhance the tumble flow (vertical vortex flow) of intake air introduced into a cylinder of an internal combustion engine. It is known.
[0003]
Moreover, in patent document 1, when casting a partition plate at the time of casting of a cylinder head, a partition plate is made into the corrugated plate shape as a countermeasure of a partition plate deformation | transformation by thermal expansion.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-193469 A (particularly paragraph numbers 0020 and 0022)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the corrugated plate-like partition plate as in Patent Document 1 can absorb the thermal expansion in the radial direction of the intake port, but the thermal expansion in the axial direction of the intake port, which is the longitudinal direction of the partition plate, Despite its large thermal expansion, it cannot absorb.
[0006]
For this reason, when the partition plate is set and cast into the core for forming the intake port during casting of the cylinder head, the longitudinal end portion of the partition plate is caused by a difference in thermal expansion between the partition plate and the core (cast sand). Will cause cracks in the core, and hot water (aluminum) will flow into the cracked part and generate burrs. There was a problem that the deburring work was extremely troublesome.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to avoid cracking of a core due to thermal expansion in the longitudinal direction of a partition plate when casting the partition plate during casting of a cylinder head. To do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in this invention, it is set as the structure which divides | segments into a some in the intake port axial direction the partition plate cast in a cylinder head, and forms a clearance gap between division parts.
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, by dividing the partition plate to be cast into the cylinder head in the longitudinal direction, the respective thermal expansion can be reduced and the thermal expansion can be absorbed in the gaps between the divided portions. The core can be prevented from cracking.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a cross-sectional view of a cylinder head of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of an intake port along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cylinder as viewed in the direction of arrow B in FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the intake port.
[0011]
The cylinder head 1 cast from an aluminum alloy is provided with two
The two
[0012]
The
[0013]
Although not shown, the
[0014]
The
Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the
[0015]
By adopting a structure in which the
[0016]
7 and 8, when the cylinder head 1 is cast, even if the
[0017]
Next, a further improved embodiment will be described with reference to FIGS.
In the case of FIG. 4, the main flow (MF in the figure) of the intake air flowing through the upper divided
[0018]
Therefore, in the embodiment of FIG. 9, the divided
[0019]
As described above, the upper (main flow side) division position of the
[0020]
Further, in the embodiment of FIG. 10, out of the split end portions facing each other in the split portions of the
[0021]
By doing so, leakage of the mainstream of intake air can be reduced and engine performance can be ensured. Moreover, since the plate | board thickness of the
[0022]
Further, in the embodiment of FIG. 11, among the divided end portions facing each other in the divided portions of the
[0023]
According to the embodiment of FIG. 11, the same effect as that of the embodiment of FIG. 10 can be obtained, and the shape of the joint of the dividing portion becomes more complicated, so that the leakage of the mainstream of intake air can be further reduced.
[0024]
In the above embodiment, the description has been given of the case where the two intake ports provided for each cylinder are independent. However, the Siamese type of branching into two at the downstream side and collecting into one at the upstream side. Needless to say, it can also be applied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cylinder head of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of an intake port along line AA in FIG. Drawing of the intake port opening surface of the cylinder head [Fig. 4] Expanded sectional view of the intake port [Fig. 5] Plan view of the core for forming the intake port [Fig. 6] Front view of the core for forming the intake port [Fig. ] Explanatory drawing of thermal expansion during casting [FIG. 8] Enlarged view of part X in FIG. 7 [FIG. 9] Diagram showing an improvement example (1) of the split part [FIG. 10] An improvement example (2) of the split part FIG. 11 is a diagram showing an improvement example (3) of the dividing unit.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 Inlet
Claims (4)
前記シリンダヘッド内に鋳込む仕切板を吸気ポート軸線方向に複数に分割し、分割部間に隙間を形成したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。In the intake system for an internal combustion engine in which a partition plate that partitions the intake port into upper and lower divided intake ports is cast into the cylinder head.
An intake device for an internal combustion engine, wherein a partition plate to be cast into the cylinder head is divided into a plurality of portions in the intake port axial direction, and a gap is formed between the divided portions.
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