JP4291957B2 - Engine cylinder head - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気バルブ及び排気バルブが配置され、排気マニホールドと接続される、エンジンのシリンダヘッド部の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、エンジンのシリンダヘッドにおいては、各気筒の排気経路が、排気ポートからシリンダヘッド側面に向けて、プッシュロッド孔やヘッドボルト孔を避けながら、できるだけ短い距離でなめらかな曲線形状となるように形成されている。そして、排気量が異なる等、エンジンの仕様が異なると、排気経路等のシリンダヘッドの形状の仕様も異なるが、このシリンダヘッドの各仕様に合わせて、該シリンダヘッドの排気経路と連通接続される排気マニホールドの形状・サイズが決定されていた。同様に、エンジンの仕様により、吸気バルブと排気バルブとの配置ピッチ等が異なるため、該吸排気バルブの弁腕も、エンジン仕様に応じた形状・寸法のものを用いていた。
【0003】
また、該シリンダヘッドには、燃焼室、吸気ポート、排気ポート、燃料噴射ノズルの取付孔、及び冷却水が環流するウォータージャケット等が形成される。このようなシリンダヘッドは、多くの場合、鋳造により製作されており、前記ウォータージャケットのように、シリンダヘッド外側に開放された開口部が少ない箇所の成形には砂中子が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く構成されたシリンダヘッド部においては、次のような問題があった。即ち、排気量等のエンジン仕様が異なる場合には、シリンダヘッドに形成される排気経路の排気口の間隔が、エンジン仕様ごとに異なるものとなってしまう。従って、排気口間隔に合わせて、エンジン仕様毎に排気マニホールドを形成して用意しておく必要があり、同様に、エンジンの仕様毎に吸排気バルブの弁腕を用意する必要があったので、コスト高となっていた。
【0005】
また、シリンダヘッドの製作時においては、中子を形成していた砂を鋳造後に排出するが、ウォータージャケットは外部への開口が少ないため、該ウォータージャケットの形成部位や形状によっては、砂を排出しにくい場合があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【0007】
請求項1においては、排気量が小さいシリンダヘッド(101)を具備した下位機種の多気筒エンジンと、排気量が大きいシリンダヘッド(201)を具備した上位機種の多気筒エンジンにおいて、排気量が小さいシリンダヘッド(101)と、排気量が大きいシリンダヘッド(201)とでは、吸気バルブ(11A)と排気バルブ(11E)との配置ピッチを異ならせ、該排気量が小さいシリンダヘッド(101)には、気筒数分の排気口(112a・113a・114a)をそれぞれ形成し、該排気量が大きいシリンダヘッド(201)も同様に、気筒数分の排気口(212a・213a・214a)をそれぞれ形成し、前記排気量が小さいシリンダヘッド(101)の隣接する排気口(112a・113a)間の間隔(A1)と、排気量が大きいシリンダヘッド(201)の、同じく隣接する排気口(212a・213a)間の間隔(B1)とを等しくし、前記シリンダヘッド(101)・(201)に排気マニホールド(130)を付設し、該排気マニホールド(130)の気筒毎の排気吸入口(132・133・134)の隣接する間隔(C1・・・)は、前記排気口の間隔(A1・B1)と等しくし、弁腕(3)が、前記吸気バルブ(11A)と排気バルブ(11E)に接当する側の先端部には、凸曲面形状のスリッパ(3a)を付設し、排気量が小さいシリンダヘッド(101)の、排気バルブ(11E)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該排気バルブ(11E)の中心位置に対し、外側方向へ((A−A’)/2)だけオフセットした位置に配置し、該吸気バルブ(11A)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該吸気バルブ(11A)の中心位置に対し、外側方向へ((B−B’)/2)だけオフセットした位置に配置し、排気量が大きいシリンダヘッド(201)の、排気バルブ(11E)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該排気バルブ(11E)の中心位置に対し、内側方向へ((A−A’)/2)だけオフセットした位置に配置し、該吸気バルブ(11A)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該吸気バルブ(11A)の中心位置に対し、内側方向へ((B−B’)/2)だけオフセットした位置に配置したものである。
【0008】
請求項2においては、請求項1記載のエンジンのシリンダヘッド部において、前記シリンダヘッド(101・201)の反シリンダブロック側にウォータージャケット(50)を形成し、該ウォータージャケット(50)をプッシュロッド孔(1d)の近傍に形成し、該ウォータージャケット(50)をシリンダヘッド(1)のシリンダブロック(15)との合面(1a)まで延設して砂抜き穴(1f)を形成し、該砂抜き穴(1f)を前記合面(1a)に設けたガスケット(51)によりシールしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を説明する。
【0010】
図1は本発明のシリンダヘッド部を備えたエンジンを示す正面断面図、図2は同じく側面断面図、図3はシリンダヘッドを示す上面図、図4は同じく側面図、図5は同じく下面図、図6下位機種のシリンダヘッドを示す平面断面図、図7は上位機種のシリンダヘッドを示す平面断面図、図8は上位機種のエンジンにおける弁腕の組付構成を示す平面図、図9は下位機種のエンジンにおける弁腕の組付構成を示す平面図、図10は排気マニホールドに付設される燃料フィルタを示す側面図、図11は同じく正面図、図12は同じく平面図である。
【0011】
まず、本発明のシリンダヘッド部を備えたエンジンの概略構成ついて図1、図2により説明する。エンジン100のシリンダブロック15の上端面にはシリンダヘッド1が取り付けられており、該シリンダヘッド1のシリンダブロック15との合面1a、シリンダブロック15のシリンダボア3a、該シリンダボア3a内に挿入されたピストン16で、主燃焼室38が構成されている。なお、ピストン16はピストンピン30、コンロッド17、クランクピン32を介してクランク軸25に連結されている。また、シリンダヘッド1の上方には弁腕室2が配設され、右方には排気マニホールド13が取り付けられている。なお、クランク軸25方向に沿ってフライホイル28が奥側となる向きを、正面から見た向きとしている。
【0012】
エンジン100は頭上弁式のバルブ機構を備えており、コンロッド17側方には、プッシュロッド7・7・・・を上下動させるカム軸14が配設されている。プッシュロッド7・7・・・の上端は弁腕室2内に揺動自在に枢設される弁腕3の一端に当接し、該カム軸14の回転に伴うプッシュロッド7・7・・・の上下動により、弁腕3の他端に接続される吸気弁11Aや排気弁11Eが開閉するように構成している。
【0013】
シリンダブロック15の一側面には、クランク軸25からの駆動力をカム軸14や燃料噴射ポンプ12等へ伝達するためのギア等を収納する、ギアケース23が連結されている。また、シリンダブロック15の他側面には、フライホイル28を収納するフライホイルハウジング27が連結されている。
【0014】
また、シリンダブロック15の下方にはオイルパン21が設けられており、該オイルパン21内には潤滑油が貯留されている。オイルパン21は間座18を介してシリンダブロック15に連結されている。間座18内には潤滑油吸入通路31が形成され、該間座18からオイルパン21内へ突出する潤滑油吸入管19と連通されている。そして、オイルパン21内に貯溜される潤滑油が、該潤滑油吸入管19及び潤滑油吸入通路31を通じて、該オイルパン21上方に配設される潤滑油ポンプ22に吸入されるようにしている。
【0015】
次に、シリンダヘッド1に形成されるウォータージャケット50について、図3乃至図5を用いて説明する。シリンダヘッド1には、反シリンダブロック15側、すなわち弁腕室2側にウォータージャケット50が形成されている。図3はシリンダヘッド1を弁腕室2側より見た上面図であり、ウォータージャケット50の輪郭が図中に破線で示されている。また、図4はシリンダヘッド1を排気マニホールド13側より見た側面図であり、同じく図中に、ウォータージャケット50の輪郭が破線で示されている。
シリンダヘッド1には、副燃焼室、吸気ポート、排気ポート、燃料噴射ノズル9の取付孔1c、及びウォータージャケット50等を形成する必要があり、複雑な形状となっている。このためシリンダヘッド1は、複雑な形状を一度で容易に形成するのに適している鋳造にて製造される。そして、ウォータージャケット50は、砂中子を鋳型として用いて形成される。
【0016】
図3に示すように、シリンダヘッド1の右側(排気マニホールド13側)には、プッシュロッド孔1d・1d・・・が形成されており、プッシュロッド7・7・・・を挿通可能としている。また、一組のプッシュロッド孔1d・1d間には、ヘッドボルト孔1eが一つずつ、シリンダヘッド1に形成されている。ウォータージャケット50は、プッシュロッド孔1d・1d・・・の右側にも延設されている。また図4に示すように、一組のプッシュロッド孔1d・1d(ヘッドボルト孔1e)の右側で、ウォータージャケット50はシリンダヘッド1の合面1aまで延出しており、ウォータージャケット50の該延出部により砂抜き穴1f・1f・・・が形成されている。なお、シリンダヘッド1の右側端面には排気通路1g・1g・・・が形成されており、該排気通路1g・1g・・・が排気マニホールド13に設けられた排気通路と連通するようにしている。
【0017】
以上のように砂抜き穴1f・1f・・・を形成することで、ウォータージャケット50内の砂中子の排出が、容易且つ確実に行われるようになる。また、砂抜き穴1f・1f・・・により空洞部分が形成されるので、シリンダヘッド1は同じ重量で比較した場合、空洞部分を設けない場合よりも剛性が強化され、強度保持が実現される。また、砂抜き穴1fがそれぞれ、前記一組のプッシュロッド孔1d・1d(ヘッドボルト孔1e)の近傍に形成されているので、該砂抜き穴に満ちている水によりプッシュロッド7が冷却され、該プッシュロッド7の摩耗軽減に繋がる。また、プッシュロッド7に付着しているオイルの炭化や劣化も防止することができる。
【0018】
シリンダヘッド1の合面1a側には金属製のガスケット51が設けられており、該ガスケット51により、シリンダヘッド1とシリンダブロック15との排気および吸気ガスの漏れをシールするようにしている。図5に示すように、該ガスケット51のプッシュロッド孔1d・1d側端部には、排気マニホールド13側(図5における下側)へ延出する延出部51a・51a・・・が形成されている。そして、該延出部51a・51a・・・が下面視で砂抜き穴1f・1f・・・とそれぞれ重複するようにしている。このようにして、該延出部51aにより各砂抜き穴1fがそれぞれシールされるようにしている。また、延出部51a・51a・・・は、砂抜き穴1fそれぞれの周辺部にだけ形成されている。そして、シリンダヘッド1をシリンダブロック15に締結固定した際に、該シリンダヘッド1とシリンダブロック15との間に介装されるガスケット51の延出部51a・51a・・・に締付け力が集中するようにしている。このため、ガスケット51を排気マニホールド13側へ向けて全体的に延出して、砂抜き穴1f・1f間に隙間を設けない場合と比べて、本実施例では延出部51a・51a・・・の面圧が高くなり、砂抜き穴1f・1f・・・におけるシール性が向上している。
【0019】
次に、シリンダヘッドの排気通路部分の構成について、図6、図7を用いて説明する。図6、図7には、排気量等のエンジン仕様が異なる場合のシリンダヘッドが示されており、本説明においては、便宜上図6に示すシリンダヘッド101を具備するエンジンを下位機種、図7に示すシリンダヘッド201を具備するエンジンを上位機種とする。該シリンダヘッド201を具備するエンジンの方が、シリンダヘッド101を具備するエンジンより大型に形成されている。
【0020】
シリンダヘッド101内には気筒数(本例では3気筒)分の数の副燃焼室が形成されており、該副燃焼室の排気ポート111・111・111よりシリンダヘッド101の一側へ向けて、気筒毎に排気通路112・113・114が形成されている。そして、シリンダヘッド101の一側端に、排気通路112・113・114の排気口112a・113a・114aをそれぞれ形成して、排気通路112・113・114がシリンダヘッド101外部と通じるようにしている。シリンダヘッド201もシリンダヘッド101と同様に構成されており、排気ポート211・211・211、排気通路212・213・214、排気口212a・213a・214aがシリンダヘッド201に形成されている。
【0021】
シリンダヘッド101・201間では気筒毎に、排気口の形状が等しくなるようにしている。すなわち、排気口112aと排気口212aとの形状が等しくされ、排気口113aと排気口213aとの形状が等しくされ、排気口114aと排気口214aとの形状が等しくされている。
【0022】
また、シリンダヘッド101・201間では気筒間毎に、排気口間の間隔が等しくなるようにしている。すなわち、排気口112a・113a間の間隔A1と、排気口212a・213a間の間隔B1とが等しくなるように、それぞれの排気口が配置されている。同様に、排気口113a・114a間の間隔A2と、排気口213a・214a間の間隔B2とが等しくなるように構成されている。
【0023】
一方、排気マニホールド130には、内部に排気経路131が形成されると共に、シリンダヘッド側の端面に、気筒毎に排気吸入口132・133・134が形成されている。そして、排気吸入口132・133・134はそれぞれ、シリンダヘッド101の排気口112a・113a・114aと同一の形状に形成されている。また、排気吸入口132・133間の間隔C1と排気口112a・113a間の間隔A1とが等しく、排気吸入口133・134間の間隔C2と排気口113a・114a間の間隔A2とが等しくなるように形成されている。このように形成して、排気マニホールド130とシリンダヘッド101とが連通接続可能となるようにしている。
【0024】
前述したように、シリンダヘッド101・201間では気筒毎に、排気口の形状が等しく形成されている。また、シリンダヘッド101・201間では気筒間毎に、排気口間の間隔が等しく形成されている。このため、排気マニホールド130はシリンダヘッド201においても、シリンダヘッド101の場合と同様に連通接続可能となる。以上のようにシリンダヘッド101・201を形成することで、互いに仕様が異シリンダヘッド101とシリンダヘッド201との間でも、排気マニホールド130を兼用することが可能となっている。
【0025】
尚、上記構成は、前記シリンダヘッド101・201の二つに限定されない。気筒毎に排気口の形状が等しくされ、気筒間毎に排気口間の間隔が等しくされたシリンダヘッド間では、一つの排気マニホールドを、それらのすべてのシリンダヘッドで兼用することができる。
【0026】
次に、前記弁腕3の部分の構成について図8、図9により説明する。図8には、相対的に排気量が大きく構成された上位機種のエンジンにおける弁腕3部分を示しており、図9には相対的に排気量が小さく構成された下位機種のエンジンにおける弁腕3部分を示している。上位機種のエンジンと下位機種のエンジンとでは、吸気バルブ11Aと排気バルブ11Eとの配置ピッチ等、各部材の配置ピッチやサイズが異なるため、従来はエンジン機種毎の仕様に合わせた仕様で、弁腕等の各部材を構成していた。そこで、本発明では、以下のように弁腕3部分を構成することにより、互いに仕様が異なる上位機種のエンジンと下位機種のエンジンとに、同じ仕様の弁腕3を用いるように構成している。
【0027】
まず、図8に示す前記上位機種において、Aは弁腕軸支持部材8の中心から排気バルブ11Eの中心までの寸法、Bは弁腕軸支持部材8の中心から吸気バルブ11Aの軸心位置までの寸法である。図9に示す下位機種において、A’は弁腕軸支持部材8の中心から排気バルブ11Eの中心までの寸法、B’は弁腕軸支持部材8の中心から吸気バルブ11Aの軸心位置までの寸法である。この、上位機種の寸法A及び寸法Bは、それぞれ下位機種の寸法A’及び寸法B’より大きく構成されている。また、排気バルブ11E側の弁腕3と吸気バルブ11A側の弁腕との間の寸法は、上位機種と下位機種とで同一寸法に構成されている。
【0028】
図8に示す上位機種のエンジンにおいて、前記弁腕3の吸排気バルブ11A・11E側の先端部には凸曲面形状のスリッパ3aが付設されている。ここで、該スリッパ3aの中心位置は、該吸排気バルブ11A・11Eの中心位置に対し、内側方向へややずらして配置している。
【0029】
即ち、上位機種においては、排気バルブ11E側に配設される弁腕3のスリッパ3aの中心位置は、排気バルブ11Eの中心位置に対し、内側方向へ((A−A’)/2)だけオフセットされた位置に配置され、吸気バルブ11A側に配設される弁腕3のスリッパ3aの中心位置は、吸気バルブ11Aの中心位置に対し、内側方向へ((B−B’)/2)だけオフセットされた位置に配置されている。
【0030】
このように、吸排気バルブ11A・11Eの中心からズレた位置にスリッパ3aを配置することで、該スリッパ3aは吸排気バルブ11A・11E上面の周部に当接することとなり、弁腕3の揺動に伴って吸排気バルブ11A・11Eが徐々に回転する。これにより、吸排気バルブ11A・11Eの上面が、均一に摩耗することとなり、耐久性の向上を図ることが可能となっている。
【0031】
逆に、図9に示す下位機種においては、前記弁腕3の吸排気バルブ11A・11E側先端に設けたスリッパ3aの中心位置は、該吸排気バルブ11A・11Eの中心位置に対し、外側方向へややずらして配置されている。
【0032】
即ち、下位機種においては、排気バルブ11E側に配設される弁腕3のスリッパ3aの中心位置は、排気バルブ11Eの中心位置に対し、外側方向へ((A−A’)/2)だけオフセットされた位置に配置され、吸気バルブ11A側に配設される弁腕3のスリッパ3aの中心位置は、吸気バルブ11Aの中心位置に対し、外側方向へ((B−B’)/2)だけオフセットされた位置に配置されている。この場合も、該スリッパ3aが、吸排気バルブ11A・11Eの周部を押しながら該バルブを回転させるため、前述の上位機種の場合と同様の効果が得られる。
【0033】
このような構成で、吸気バルブ11Aと排気バルブ11Eとの配置ピッチが互いに異なる、上位機種と下位機種との両機種で同一の弁腕3を兼用することができ、同一仕様の弁腕3の大量生産が可能となって、コストの削減を図ることができる。
【0034】
また、図10乃至図12に示すように、前記排気マニホールド13には、燃料フィルタ37の基部37aが該排気マニホールド13と一体的に形成されている。該基部37aは、例えば、排気マニホールド13と一体成形されたアルミダイキャストで構成されている。燃料フィルタ37は、排気マニホールド13に一体形成される基部37aに、フィルタケース37bやエア抜き部材37c等を組み付けることで、該排気マニホールド13に取り付けた状態で構成することができる。これにより、燃料フィルタ37の排気マニホールド13への取り付け作業が不要となり、該燃料フィルタ37の組み付けを簡便にすることができる。また、燃料フィルタ37取付用の部材を別途設ける必要もないので、部品点数を削減して低コスト化を図ることができる。
【0035】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項1記載の如く、排気量が小さいシリンダヘッド(101)を具備した下位機種の多気筒エンジンと、排気量が大きいシリンダヘッド(201)を具備した上位機種の多気筒エンジンにおいて、排気量が小さいシリンダヘッド(101)と、排気量が大きいシリンダヘッド(201)とでは、吸気バルブ(11A)と排気バルブ(11E)との配置ピッチを異ならせ、該排気量が小さいシリンダヘッド(101)には、気筒数分の排気口(112a・113a・114a)をそれぞれ形成し、該排気量が大きいシリンダヘッド(201)も同様に、気筒数分の排気口(212a・213a・214a)をそれぞれ形成し、前記排気量が小さいシリンダヘッド(101)の隣接する排気口(112a・113a)間の間隔(A1)と、排気量が大きいシリンダヘッド(201)の、同じく隣接する排気口(212a・213a)間の間隔(B1)とを等しくし、前記シリンダヘッド(101)・(201)に排気マニホールド(130)を付設し、該排気マニホールド(130)の気筒毎の排気吸入口(132・133・134)の隣接する間隔(C1・・・)は、前記排気口の間隔(A1・B1)と等しくし、弁腕(3)が、前記吸気バルブ(11A)と排気バルブ(11E)に接当する側の先端部には、凸曲面形状のスリッパ(3a)を付設し、排気量が小さいシリンダヘッド(101)の、排気バルブ(11E)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該排気バルブ(11E)の中心位置に対し、外側方向へ((A−A’)/2)だけオフセットした位置に配置し、該吸気バルブ(11A)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該吸気バルブ(11A)の中心位置に対し、外側方向へ((B−B’)/2)だけオフセットした位置に配置し、排気量が大きいシリンダヘッド(201)の、排気バルブ(11E)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該排気バルブ(11E)の中心位置に対し、内側方向へ((A−A’)/2)だけオフセットした位置に配置し、該吸気バルブ(11A)側に配設されるスリッパ(3a)の中心位置は、該吸気バルブ(11A)の中心位置に対し、内側方向へ((B−B’)/2)だけオフセットした位置に配置したので、同一の排気マニホールドを、異なるエンジン仕様に対応したシリンダヘッド間で、兼用することができる。このため、エンジン仕様毎に、シリンダヘッドに合わせて排気マニホールドを形成する必要がなく、部品の共通化を実現することができ、エンジンのコストの低減を図ることができる。
【0036】
また、吸気バルブと排気バルブとの配置ピッチが互いに異なるエンジンの、弁腕先端に設けたスリッパの軸心位置を、吸気バルブ及び排気バルブの軸心位置に対して、一方のエンジンでは内方向へオフセットさせ、他方のエンジンでは外方向へオフセットさせたので、弁腕の仕様を、吸気バルブと排気バルブとの配置ピッチが互いに異なるエンジン間でも共通化することができ、同一仕様の弁腕の量産が可能となって、コストの削減を図ることができる。
【0037】
また、吸気バルブと排気バルブとの配置ピッチが互いに異なるエンジンの、弁腕先端に設けたスリッパの軸心位置を、吸気バルブ及び排気バルブの軸心位置に対して、一方のエンジンでは内方向へオフセットさせ、他方のエンジンでは外方向へオフセットさせ、一方及び他方のエンジンにおける各気筒の排気口の配置間隔を、エンジン仕様にかかわらず等しくしたので、同一の排気マニホールドを、異なるエンジン仕様に対応したシリンダヘッド間で、兼用することができる。このため、エンジン仕様毎に、シリンダヘッドに合わせて排気マニホールドを形成する必要がなく、部品の共通化を実現することができ、エンジンのコストの低減を図ることができる。
また、弁腕の仕様を、吸気バルブと排気バルブとの配置ピッチが互いに異なるエンジン間でも共通化することができ、同一仕様の弁腕の量産が可能となって、コストの削減を図ることができる。
【0038】
請求項2記載の如く、請求項1記載のエンジンのシリンダヘッド部において、前記シリンダヘッド(101・201)の反シリンダブロック側にウォータージャケット(50)を形成し、該ウォータージャケット(50)をプッシュロッド孔(1d)の近傍に形成し、該ウォータージャケット(50)をシリンダヘッド(1)のシリンダブロック(15)との合面(1a)まで延設して砂抜き穴(1f)を形成し、該砂抜き穴(1f)を前記合面(1a)に設けたガスケット(51)によりシールしたので、砂中子の排出が容易且つ確実に行われるようになり、シリンダヘッドの製造コスト低減を図ることができる。
加えて、シリンダヘッド内に空洞部分が形成されるので剛性が強化され、強度維持が実現される。さらに、砂抜き穴に満ちている水により、例えばプッシュロッドが冷却され、プッシュロッドの摩耗軽減に繋がる。同時に、プッシュロッドに付着しているオイルの炭化や劣化も防止することができる。
また、ガスケットを砂抜き穴のシール材とすることで、碗型プラグやネジプラグ等の封止部材を不要として、部材点数の削減とコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシリンダヘッド部を備えたエンジンを示す正面断面図である。
【図2】 同じく側面断面図である。
【図3】 シリンダヘッドを示す上面図である。
【図4】 同じく側面図である。
【図5】 同じく下面図である。
【図6】 下位機種のシリンダヘッドを示す平面断面図である。
【図7】 上位機種のシリンダヘッドを示す平面断面図である。
【図8】 上位機種のエンジンにおける弁腕の組付構成を示す平面図である。
【図9】 下位機種のエンジンにおける弁腕の組付構成を示す平面図である。
【図10】 排気マニホールドに付設される燃料フィルタを示す側面図である。
【図11】 同じく正面図である。
【図12】 同じく平面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド
1a 合面
1f 砂抜き穴
3 弁腕
11A 吸気弁
11E 排気弁
13 排気マニホールド
15 シリンダブロック
50 ウォータージャケット
51 ガスケット
100 エンジン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a cylinder head portion of an engine in which an intake valve and an exhaust valve are arranged and connected to an exhaust manifold.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an engine cylinder head, the exhaust path of each cylinder has a smooth curved shape at as short a distance as possible while avoiding push rod holes and head bolt holes from the exhaust port to the side of the cylinder head. Is formed. And if the engine specifications are different, such as the displacement is different, the specifications of the shape of the cylinder head, such as the exhaust path, will also differ, but it is connected to the exhaust path of the cylinder head according to the specifications of this cylinder head. The shape and size of the exhaust manifold was determined. Similarly, since the arrangement pitch of the intake valve and the exhaust valve is different depending on the engine specification, the valve arm of the intake / exhaust valve has a shape and size corresponding to the engine specification.
[0003]
The cylinder head is formed with a combustion chamber, an intake port, an exhaust port, a mounting hole for a fuel injection nozzle, a water jacket for circulating cooling water, and the like. Such a cylinder head is often manufactured by casting, and a sand core is used for molding a portion having a small number of openings opened to the outside of the cylinder head, such as the water jacket.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The cylinder head portion configured as described above has the following problems. That is, when the engine specifications such as the displacement are different, the interval between the exhaust ports of the exhaust path formed in the cylinder head is different for each engine specification. Therefore, it is necessary to prepare and prepare an exhaust manifold for each engine specification according to the exhaust port interval, and similarly, it is necessary to prepare the valve arm of the intake and exhaust valves for each engine specification. The cost was high.
[0005]
In addition, when the cylinder head is manufactured, the sand forming the core is discharged after casting. However, since the water jacket has few openings to the outside, the sand is discharged depending on the formation part and shape of the water jacket. Sometimes it was difficult to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
[0007]
In claim 1, A cylinder head (101) having a small displacement in a lower-order multi-cylinder engine having a cylinder head (101) with a small displacement and a multi-cylinder engine in a higher-order model having a cylinder head (201) having a large displacement. The cylinder head (201) with a large exhaust amount has a different arrangement pitch between the intake valve (11A) and the exhaust valve (11E), and the cylinder head (101) with a small exhaust amount has an exhaust amount corresponding to the number of cylinders. Similarly, the cylinder head (201) having a large exhaust amount (112a, 113a, 114a) and exhaust ports (212a, 213a, 214a) corresponding to the number of cylinders are also formed. The distance (A1) between the exhaust ports (112a, 113a) adjacent to the cylinder head (101) and the cylinder with a large exhaust amount. The distance (B1) between the adjacent exhaust ports (212a, 213a) of the cylinder (201) is made equal, and an exhaust manifold (130) is attached to the cylinder heads (101), (201). The interval (C1...) Between the exhaust inlets (132, 133, 134) for each cylinder of (130) is equal to the interval (A1 · B1) between the exhaust ports, and the valve arm (3) is A convex curved slipper (3a) is attached to the tip of the intake valve (11A) and the exhaust valve (11E), and the exhaust valve (11E) of the cylinder head (101) with a small displacement is provided. The center position of the slipper (3a) arranged on the side of the exhaust valve (11E) is arranged at a position offset by ((A-A ′) / 2) outward from the center position of the exhaust valve (11E). Intake valve (11A The slipper (3a) disposed on the side is disposed at a position offset from the center position of the intake valve (11A) in the outward direction by ((BB ') / 2). The center position of the slipper (3a) disposed on the exhaust valve (11E) side of the cylinder head (201) having a large diameter is directed inward ((AA ′) with respect to the center position of the exhaust valve (11E). ) / 2), and the center position of the slipper (3a) disposed on the intake valve (11A) side is inwardly of the center position of the intake valve (11A) (( Arranged at a position offset by BB ′) / 2) Is.
[0008]
In
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, examples of the present invention will be described.
[0010]
1 is a front sectional view showing an engine having a cylinder head portion of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view, FIG. 3 is a top view showing the cylinder head, FIG. 4 is a side view, and FIG. 6 is a plan sectional view showing a cylinder head of a lower model, FIG. 7 is a plan sectional view showing a cylinder head of a higher model, FIG. 8 is a plan view showing an assembly structure of a valve arm in a higher model engine, and FIG. FIG. 10 is a side view showing a fuel filter attached to the exhaust manifold, FIG. 11 is a front view, and FIG. 12 is a plan view.
[0011]
First, a schematic configuration of an engine provided with a cylinder head according to the present invention will be described with reference to FIGS. The cylinder head 1 is attached to the upper end surface of the
[0012]
The
[0013]
One side surface of the
[0014]
An
[0015]
Next, the
The cylinder head 1 has a complicated shape because it is necessary to form a sub-combustion chamber, an intake port, an exhaust port, a mounting
[0016]
3, push rod holes 1d, 1d... Are formed on the right side (
[0017]
As described above, by forming the sand removal holes 1f, 1f,..., The sand core in the
[0018]
A
[0019]
Next, the configuration of the exhaust passage portion of the cylinder head will be described with reference to FIGS. 6 and 7 show cylinder heads in the case where engine specifications such as displacement are different. In this description, the engine having the
[0020]
The number of auxiliary combustion chambers corresponding to the number of cylinders (three cylinders in this example) is formed in the
[0021]
Between the
[0022]
In addition, the distance between the exhaust ports is made equal between the
[0023]
On the other hand, an
[0024]
As described above, the exhaust ports are equally formed between the
[0025]
In addition, the said structure is not limited to two of the said
[0026]
Next, the configuration of the
[0027]
First, in the upper model shown in FIG. 8, A is a dimension from the center of the valve arm
[0028]
In the upper model engine shown in FIG. 8, a convex
[0029]
That is, in the upper model, the center position of the
[0030]
Thus, by arranging the
[0031]
On the other hand, in the lower model shown in FIG. 9, the center position of the
[0032]
That is, in the lower model, the center position of the
[0033]
With such a configuration, the
[0034]
As shown in FIGS. 10 to 12, a
[0035]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
As claimed in claim 1, A cylinder head (101) having a small displacement in a lower-order multi-cylinder engine having a cylinder head (101) with a small displacement and a multi-cylinder engine in a higher-order model having a cylinder head (201) having a large displacement. The cylinder head (201) with a large exhaust amount has a different arrangement pitch between the intake valve (11A) and the exhaust valve (11E), and the cylinder head (101) with a small exhaust amount has an exhaust amount corresponding to the number of cylinders. Similarly, the cylinder head (201) having a large exhaust amount (112a, 113a, 114a) and exhaust ports (212a, 213a, 214a) corresponding to the number of cylinders are also formed. The distance (A1) between the exhaust ports (112a, 113a) adjacent to the cylinder head (101) and the cylinder with a large exhaust amount. The distance (B1) between the adjacent exhaust ports (212a, 213a) of the cylinder (201) is made equal, and an exhaust manifold (130) is attached to the cylinder heads (101), (201). The interval (C1...) Between the exhaust inlets (132, 133, 134) for each cylinder of (130) is equal to the interval (A1 · B1) between the exhaust ports, and the valve arm (3) is A convex curved slipper (3a) is attached to the tip of the intake valve (11A) and the exhaust valve (11E), and the exhaust valve (11E) of the cylinder head (101) with a small displacement is provided. The center position of the slipper (3a) arranged on the side of the exhaust valve (11E) is arranged at a position offset by ((A-A ′) / 2) outward from the center position of the exhaust valve (11E). Intake valve (11A The slipper (3a) disposed on the side is disposed at a position offset from the center position of the intake valve (11A) in the outward direction by ((BB ') / 2). The center position of the slipper (3a) disposed on the exhaust valve (11E) side of the cylinder head (201) having a large diameter is directed inward ((AA ′) with respect to the center position of the exhaust valve (11E). ) / 2), and the center position of the slipper (3a) disposed on the intake valve (11A) side is inwardly of the center position of the intake valve (11A) (( Arranged at a position offset by BB ′) / 2) Therefore, the same exhaust manifold can be shared between cylinder heads corresponding to different engine specifications. For this reason, it is not necessary to form an exhaust manifold in accordance with the cylinder head for each engine specification, so that parts can be shared and the cost of the engine can be reduced.
[0036]
In addition, the position of the center of the slipper provided at the tip of the valve arm of the engine where the arrangement pitches of the intake valve and the exhaust valve are different from each other is inward with respect to the axial position of the intake valve and the exhaust valve. Since the other engine is offset outward, the valve arm specifications can be shared among engines with different intake and exhaust valve pitches, and mass production of valve arms with the same specifications is possible. Therefore, cost can be reduced.
[0037]
In addition, the position of the center of the slipper provided at the tip of the valve arm of the engine where the arrangement pitches of the intake valve and the exhaust valve are different from each other is inward with respect to the axial position of the intake valve and the exhaust valve. Since the other engine is offset outwardly and the distance between the exhaust ports of each cylinder in the one and the other engine is the same regardless of the engine specifications, the same exhaust manifold can be used for different engine specifications. It can be shared between cylinder heads. For this reason, it is not necessary to form an exhaust manifold in accordance with the cylinder head for each engine specification, so that parts can be shared and the cost of the engine can be reduced.
In addition, the specification of the valve arm can be shared among engines with different arrangement pitches of the intake valve and the exhaust valve, enabling mass production of valve arms with the same specification, thereby reducing costs. it can.
[0038]
As described in
In addition, since a hollow portion is formed in the cylinder head, rigidity is enhanced and strength maintenance is realized. Furthermore, for example, the push rod is cooled by the water filled in the sand removal holes, leading to reduction of wear of the push rod. At the same time, carbonization and deterioration of the oil adhering to the push rod can be prevented.
Further, by using the gasket as a seal material for the sand hole, a sealing member such as a saddle type plug or a screw plug is not required, and the number of members and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing an engine equipped with a cylinder head portion of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the same.
FIG. 3 is a top view showing a cylinder head.
FIG. 4 is a side view of the same.
FIG. 5 is a bottom view of the same.
FIG. 6 is a plan sectional view showing a cylinder head of a lower model.
FIG. 7 is a plan sectional view showing a cylinder head of a host model.
FIG. 8 is a plan view showing a configuration for assembling a valve arm in an upper model engine.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration for assembling a valve arm in an engine of a lower model.
FIG. 10 is a side view showing a fuel filter attached to the exhaust manifold.
FIG. 11 is a front view of the same.
FIG. 12 is also a plan view.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder head
1a mating surface
1f Sand hole
3 valve arm
11A Intake valve
11E Exhaust valve
13 Exhaust manifold
15 Cylinder block
50 water jacket
51 Gasket
100 engine
Claims (2)
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