JP5527171B2 - Internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、複数の排気ポートの下流端を集合させた排気ポート集合部を有するシリンダヘッドにターボ過給機のタービンハウジングを直接装着（締結）した内燃機関に関するもので、特にシリンダヘッドの内部にウェイストゲートバルブや排気制御バルブ（流路切替バルブ）を搭載した内燃機関に係わる。 The present invention relates to an internal combustion engine in which a turbine housing of a turbocharger is directly attached (fastened) to a cylinder head having an exhaust port collecting portion in which downstream ends of a plurality of exhaust ports are gathered. related to the way be sampled gate valve and the exhaust control valve (channel switching valve) is equipped with an internal combustion engine.

［従来の技術］
従来より、シリンダブロックの上部に締結されることで、複数の燃焼室を構成すると共に、各燃焼室に対応して吸気通路および排気通路を設けた内燃機関のシリンダヘッドが公知である（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のシリンダヘッドの内部には、複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の吸気ポートと、複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の排気ポートと、これらの排気ポートの下流端を１箇所に集合させた排気集合部と、この排気集合部を冷却する冷却水ジャケットとが設けられている。なお、排気集合部の出口部には、ターボ過給機、排気管、排気浄化触媒が順に連結している。 [Conventional technology]
2. Description of the Related Art Conventionally, a cylinder head of an internal combustion engine in which a plurality of combustion chambers are configured by being fastened to an upper portion of a cylinder block and an intake passage and an exhaust passage are provided corresponding to each combustion chamber is known (for example, Patent Document 1).
In the cylinder head described in Patent Document 1, a plurality of intake ports that respectively communicate with a plurality of combustion chambers, a plurality of exhaust ports that respectively communicate with a plurality of combustion chambers, and downstream ends of these exhaust ports are 1 There are provided an exhaust collecting portion gathered at a location and a cooling water jacket for cooling the exhaust collecting portion. Note that a turbocharger, an exhaust pipe, and an exhaust purification catalyst are sequentially connected to an outlet portion of the exhaust collecting portion.

また、ターボ過給機のタービンハウジングは、シリンダヘッドの外側面に直接締結されている。また、シリンダヘッドの内部には、排気集合部からタービンホイールを迂回してタービンハウジング内の排気通路へ排気を導くバイパス流路の一部となるバイパス孔が形成されている。このバイパス孔の下流部は、シリンダヘッドの外側面で開口している。また、バイパス流路を開閉するウェイストゲートバルブのバルブ本体を内蔵するハウジングは、シリンダヘッドの外側面に直接締結されている。
しかるに、特許文献１に記載のウェイストゲートバルブにおいては、そのハウジングがシリンダヘッドの外側面に直接締結されているので、ウェイストゲートバルブをシリンダヘッドに組み付ける場合に取付位置がズレてしまうと、十分なシール性を確保することができなかった。
ウェイストゲートバルブのハウジング内には、高温の排気ガスの熱（排気熱）を受けて、ウェイストゲートバルブの構成部品（ハウジング、バルブ本体、アーム、支持軸、軸受け部等）の温度がその部品の許容温度よりも上昇（過熱）し、ウェイストゲートバルブの構成部品の耐久性を低下させる要因（原因）となる可能性がある。このため、ウェイストゲートバルブの構成部品（ハウジング、バルブ本体、アーム、支持軸、軸受け部等）の構成材料として高耐熱性合金を使用する必要があるので、ウェイストゲートバルブ全体の製品コストが高くなるという問題がある。 Further, the turbine housing of the turbocharger is directly fastened to the outer surface of the cylinder head. In addition, a bypass hole serving as a part of a bypass flow path that guides exhaust gas from the exhaust collecting portion to the exhaust passage in the turbine housing is formed inside the cylinder head. The downstream portion of the bypass hole opens at the outer surface of the cylinder head. Further, the housing incorporating the valve body of the waste gate valve that opens and closes the bypass flow path is directly fastened to the outer surface of the cylinder head.
However, in the waste gate valve described in Patent Document 1, since the housing is directly fastened to the outer surface of the cylinder head, if the mounting position is shifted when the waste gate valve is assembled to the cylinder head, it is sufficient. The sealability could not be ensured.
The wastegate valve housing receives the heat of exhaust gas (exhaust heat) and the temperature of the components of the wastegate valve (housing, valve body, arm, support shaft, bearings, etc.) There is a possibility that the temperature rises (overheats) above the allowable temperature and becomes a factor (cause) that reduces the durability of the components of the waste gate valve. For this reason, since it is necessary to use a high heat-resistant alloy as a constituent material of the components (housing, valve body, arm, support shaft, bearing portion, etc.) of the waste gate valve, the product cost of the entire waste gate valve increases. There is a problem.

また、複数の排気ポートの排気集合部の１つの排気口とターボ過給機の１つの排気流入口とが連通するように、排気口に排気流入口を合致させてターボ過給機を直接支持するようにしたシリンダヘッドの構造が公知である（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載のシリンダヘッドは、複数の排気ポートを水ジャケットで囲まれる位置で集合させて１つの排気口に連通させている。これにより、複数の排気ポートを流れる排気を冷却することが可能であるが、ターボ過給機を構成する部品の冷却までは考慮していない。このため、仮に過給圧を制御するウェイストゲートバルブがターボ過給機に搭載されている場合、上記と同様に、ウェイストゲートバルブの構成部品の構成材料として高耐熱性合金を使用する必要があるので、ウェイストゲートバルブ全体の製品コストが高くなるという問題がある。 In addition, the turbocharger is directly supported by matching the exhaust inlet with the exhaust outlet so that one exhaust outlet of the exhaust collecting portion of the plurality of exhaust ports communicates with one exhaust inlet of the turbocharger. The structure of the cylinder head is known (see, for example, Patent Document 2).
In the cylinder head described in Patent Document 2, a plurality of exhaust ports are gathered at a position surrounded by a water jacket and communicated with one exhaust port. As a result, it is possible to cool the exhaust flowing through the plurality of exhaust ports, but it does not take into account the cooling of the components constituting the turbocharger. For this reason, if a wastegate valve for controlling the supercharging pressure is mounted on the turbocharger, it is necessary to use a high heat-resistant alloy as a constituent material of the components of the wastegate valve as described above. Therefore, there is a problem that the product cost of the entire waste gate valve increases.

また、複数の燃焼室から延びる複数の排気ポートを集合させて、その排気集合部の排気ポート出口に排気管を接続するようにしたシリンダヘッドの構造が公知である（例えば、特許文献３参照）。
特許文献３に記載のシリンダヘッドは、その排気側端面で開口する排気ポート出口の周囲に所定の深さを有する溝を設けて断熱層を形成している。また、溝の外側には、ガスケットを取り付けて排気管との間をシールするガスケットシール部および排気管を締結するボルトのメネジ部（排気管の締結部）が設けられている。また、排気ポート出口の周囲に溝を設けた上で、排気ポートを挟んで上下に２つのウォータジャケットを形成している。これにより、複数の排気ポートを流れる排気を冷却することが可能であるが、シリンダヘッドの排気側端面に締結される排気管の冷却までは考慮していない。このため、仮に過給圧を制御するウェイストゲートバルブを搭載したターボ過給機が、シリンダヘッドの排気側端面に締結されている場合、上記と同様に、ウェイストゲートバルブの構成部品の構成材料として高耐熱性合金を使用する必要があるので、ウェイストゲートバルブ全体の製品コストが高くなるという問題がある。 Also, a cylinder head structure is known in which a plurality of exhaust ports extending from a plurality of combustion chambers are gathered and an exhaust pipe is connected to an exhaust port outlet of the exhaust gathering portion (see, for example, Patent Document 3). .
In the cylinder head described in Patent Document 3, a heat insulating layer is formed by providing a groove having a predetermined depth around an exhaust port outlet opening at the exhaust side end face. Further, outside the groove, a gasket seal portion for attaching a gasket and sealing the exhaust pipe and a female screw portion for fastening the exhaust pipe (fastening portion of the exhaust pipe) are provided. In addition, a groove is provided around the exhaust port outlet, and two water jackets are formed on the upper and lower sides of the exhaust port. This makes it possible to cool the exhaust flowing through the plurality of exhaust ports, but does not consider the cooling of the exhaust pipe that is fastened to the exhaust side end face of the cylinder head. For this reason, if a turbocharger equipped with a waste gate valve that controls the supercharging pressure is fastened to the exhaust side end face of the cylinder head, as in the above, as a constituent material of the components of the waste gate valve Since it is necessary to use a high heat-resistant alloy, there is a problem that the product cost of the entire waste gate valve increases.

また、タービンハウジングに圧入したＳＵＳ焼結材の軸受に、ウェイストゲートバルブの弁軸が嵌合挿入されたターボ過給機が公知である（例えば、特許文献４参照）。
特許文献４に記載のターボ過給機は、弁軸と軸受との間のクリアランスを通じて、タービンハウジングの内部から外部へ排気が洩れ出るのを防止するため、セラミックス製のシールリングを配置している。そして、特許文献４に記載のターボ過給機に冷却水が供給されておらず、タービンハウジングの内部にウェイストゲートバルブが搭載されている。
ところが、特許文献４に記載のターボ過給機においては、タービンハウジングの内部にウェイストゲートバルブが搭載されているのにも関わらず、タービンハウジングを冷却する冷却水通路が形成されていない。このため、ウェイストゲートバルブの構成材料として、高耐熱性の金属材料を使用しているので、ウェイストゲートバルブ全体の製品コストが高くなるという問題がある。 Moreover, a turbocharger in which a valve shaft of a waste gate valve is fitted and inserted into a bearing of a SUS sintered material press-fitted into a turbine housing is known (for example, see Patent Document 4).
The turbocharger described in Patent Document 4 is provided with a ceramic seal ring in order to prevent the exhaust from leaking from the inside of the turbine housing to the outside through the clearance between the valve shaft and the bearing. . And the cooling water is not supplied to the turbocharger described in Patent Document 4, and a waste gate valve is mounted inside the turbine housing.
However, in the turbocharger described in Patent Document 4, a cooling water passage for cooling the turbine housing is not formed although the waste gate valve is mounted inside the turbine housing. For this reason, since a highly heat-resistant metal material is used as the constituent material of the waste gate valve, there is a problem that the product cost of the entire waste gate valve is increased.

また、エンジンの排気マニホールドの排気集合部に直接取り付けられるターボ過給機が公知である（例えば、特許文献５参照）。
特許文献５に記載のターボ過給機は、タービンへの排気導入通路が、仕切り壁によって２つの第１、第２の通路に仕切られている。第２の通路の入口部には、通路可変機構としての切替バルブ（流量調整バルブ）が設けられている。エンジンの低速時には、切替バルブによって第２の通路の入口を閉鎖して排気を第１の通路のみに流し、エンジンの高速時には、切替バルブを開いて排気を２つの第１、第２の通路の双方に流すように構成されている。
ところが、特許文献５に記載のターボ過給機においては、切替バルブが排気マニホールドに搭載され、ウェイストゲートバルブがタービンハウジングに搭載されており、切替バルブやウェイストゲートバルブが高温の排気に晒されることで、切替バルブやウェイストゲートバルブの構成材料として高耐熱性の金属合金を使用する必要があるので、切替バルブ全体やウェイストゲートバルブ全体の製品コストが高くなるという問題がある。 Further, a turbocharger that is directly attached to an exhaust collecting portion of an exhaust manifold of an engine is known (for example, see Patent Document 5).
In the turbocharger described in Patent Document 5, the exhaust introduction passage to the turbine is divided into two first and second passages by a partition wall. A switching valve (flow rate adjusting valve) as a passage variable mechanism is provided at the inlet of the second passage. When the engine is low speed, the switching valve closes the inlet of the second passage so that the exhaust flows only through the first passage. When the engine is high speed, the switching valve is opened to allow the exhaust to pass through the two first and second passages. It is configured to flow in both directions.
However, in the turbocharger described in Patent Document 5, the switching valve is mounted on the exhaust manifold, the wastegate valve is mounted on the turbine housing, and the switching valve and the wastegate valve are exposed to high-temperature exhaust. Therefore, since it is necessary to use a metal alloy having high heat resistance as a constituent material of the switching valve and the waste gate valve, there is a problem that the product cost of the entire switching valve and the entire waste gate valve is increased.

特開２００８−１９０５０３号公報JP 2008-190503 A 特許第２７０９８１５号公報Japanese Patent No. 2709815 特開２００８−２６７１８３号公報JP 2008-267183 A 特開平５−２４８２５３号公報JP-A-5-248253 実開昭６２−１６２３４９号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-162349

本発明の目的は、シリンダヘッドの冷却媒体通路を流通する冷却媒体によってシリンダヘッドに設けられるバルブユニットの温度上昇を抑制することでコストを低減することのできる内燃機関を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of reducing costs by suppressing a temperature rise of a valve unit provided in a cylinder head by a cooling medium flowing through a cooling medium passage of the cylinder head.

請求項１に記載の発明（内燃機関）は、エンジン本体とターボ過給機とを備えている。 エンジン本体は、複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の排気ポートを集合させた排気集合部（少なくとも１つの排気ポート集合部）を一体形成したシリンダヘッドを有している。
ターボ過給機は、エンジン本体のシリンダヘッドに装着（搭載：例えば直接締結）されて、シリンダヘッドの排気集合部に連通する排気通路（内燃機関の排気通路）を一体形成したタービンハウジングを有している。
そして、エンジン本体のシリンダヘッドには、排気集合部と排気通路とを連通し、排気集合部から排気通路へ排気（内燃機関の排気ガス）を導く流路、この流路を流れる排気を制御するバルブユニット、およびこのバルブユニットを冷却する冷却媒体が流通する冷却媒体通路が設けられている。
また、シリンダヘッドの内部には、バルブユニットが搭載されている。
また、上記の流路は、シリンダヘッドの内部に形成されて、排気集合部と排気通路とを連通し、バルブ本体により開閉される連通孔を有している。
また、バルブユニットは、連通孔を開閉するバルブ本体、このバルブ本体を開閉動作させるアーム、連通孔の開口周縁に設けられてバルブ本体が着座可能なシート部、およびアームを摺動自在に支持する軸受け部を有している。
また、エンジン本体は、少なくともシリンダヘッドを冷却するための冷却ジャケットを有している。また、冷却媒体通路は、バルブユニットのシート部の近傍または軸受け部の近傍に設けられて、冷却ジャケットに連通している。 The invention according to claim 1 (internal combustion engine) includes an engine body and a turbocharger. The engine main body has a cylinder head in which an exhaust collecting portion (at least one exhaust port collecting portion) in which a plurality of exhaust ports communicating with a plurality of combustion chambers are integrated is formed integrally.
The turbocharger has a turbine housing that is mounted (mounted, for example, directly fastened) on the cylinder head of the engine body and integrally forms an exhaust passage (exhaust passage of the internal combustion engine) that communicates with an exhaust collecting portion of the cylinder head. ing.
The cylinder head of the engine main body communicates with the exhaust collecting portion and the exhaust passage, and controls the exhaust flowing through the passage through which the exhaust (exhaust gas of the internal combustion engine) is led from the exhaust collecting portion to the exhaust passage. valve unit, and a cooling medium communication path which a cooling medium flows for cooling the valve unit is provided.
A valve unit is mounted inside the cylinder head.
Further, the flow path is formed inside the cylinder head, and has a communication hole that communicates the exhaust collecting portion and the exhaust passage and is opened and closed by the valve body.
The valve unit also includes a valve body that opens and closes the communication hole, an arm that opens and closes the valve body, a seat portion that is provided at the opening periphery of the communication hole and on which the valve body can be seated, and supports the arm slidably. It has a bearing part.
The engine body has a cooling jacket for cooling at least the cylinder head. The cooling medium passage is provided in the vicinity of the seat portion of the valve unit or in the vicinity of the bearing portion, and communicates with the cooling jacket.

請求項１に記載の発明によれば、エンジン本体のシリンダヘッド（の内部）に、内部を排気が流通する流路、この流路を流れる排気を制御するバルブユニットおよび内部を冷却媒体が流通する冷却媒体通路を設けているので、冷却媒体通路を流通する冷却媒体からシリンダヘッドへの熱伝導によってバルブユニット（バルブ本体、アーム、シート部、軸受け部）が効率良く冷却される。これにより、バルブユニットの温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはバルブユニットの温度を許容温度以下に低減できる。つまりバルブユニットの温度が下がるので、バルブユニットの構成材料として、高耐熱性の金属材料よりも耐熱性が低く、安価な材料を使用することが可能となり、バルブユニットの製品コスト、延いては内燃機関全体の製品コストを低減できる。
また、シリンダヘッドの排気集合部とタービンハウジングの排気通路とを連通する流路を流れる排気を制御するバルブユニットを、シリンダヘッドの内部に搭載することで、冷却媒体通路を流通する冷却媒体によってバルブユニットが効率良く冷却される。これにより、バルブユニットの温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはバルブユニットの温度を許容温度以下に低減できるので、製品コストを低減できる。
そして、シート部または軸受け部を冷却するための冷却媒体通路を、シート部の近傍または軸受け部の近傍に設けている。また、冷却媒体通路は、冷却ジャケットに連通している。この場合、冷却媒体通路に循環供給された冷却媒体によってバルブユニット（シート部または軸受け部）が効率良く冷却される。これにより、バルブユニット（シート部または軸受け部）の温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはバルブユニット（シート部または軸受け部）の温度を許容温度以下に低減できるので、製品コストを低減できる。 According to the first aspect of the present invention, the flow path through which the exhaust flows, the valve unit for controlling the exhaust flowing through the flow path , and the cooling medium flow through the cylinder head (inside) of the engine body. Since the cooling medium passage is provided, the valve unit (valve body, arm, seat portion, bearing portion) is efficiently cooled by heat conduction from the cooling medium flowing through the cooling medium passage to the cylinder head. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the valve unit can be suppressed, or the temperature of the valve unit can be reduced to an allowable temperature or less. In other words, since the temperature of the valve unit is lowered, it is possible to use an inexpensive material that is lower in heat resistance than a highly heat-resistant metal material as a constituent material of the valve unit. Product costs for the entire organization can be reduced.
In addition, a valve unit that controls exhaust flowing through a flow path that communicates the exhaust collecting portion of the cylinder head and the exhaust passage of the turbine housing is mounted inside the cylinder head, so that the valve is controlled by the cooling medium flowing through the cooling medium passage. The unit is cooled efficiently. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the valve unit can be suppressed, or the temperature of the valve unit can be reduced to an allowable temperature or lower, so that the product cost can be reduced.
A cooling medium passage for cooling the seat portion or the bearing portion is provided in the vicinity of the seat portion or in the vicinity of the bearing portion. The cooling medium passage communicates with the cooling jacket. In this case, the valve unit (seat portion or bearing portion) is efficiently cooled by the cooling medium circulated and supplied to the cooling medium passage. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the valve unit (seat part or bearing part) can be suppressed, or the temperature of the valve unit (seat part or bearing part) can be reduced to an allowable temperature or lower, so that the product cost can be reduced.

請求項２に記載の発明によれば、シリンダヘッドの内部に冷却媒体通路を形成することで、冷却媒体通路を流通する冷却媒体によってバルブユニットが効率良く冷却される。これにより、バルブユニットの温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはバルブユニットの温度を許容温度以下に低減できるので、製品コストを低減できる。 According to the invention described in claim 2, by forming the cooling medium passages in the interior of the sheet cylinder head, the valve unit can be efficiently cooled by the cooling medium flowing through the cooling medium passage. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the valve unit can be suppressed, or the temperature of the valve unit can be reduced to an allowable temperature or lower, so that the product cost can be reduced.

請求項３に記載の発明によれば、エンジン本体のシリンダヘッドの側面にターボ過給機を直接装着（直接締結）することにより、冷却媒体通路（および冷却ジャケット）を流通する冷却媒体によってターボ過給機が効率良く冷却される。これにより、ターボ過給機の温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはターボ過給機の温度を許容温度以下に低減できる。この場合、ターボ過給機内の冷却媒体通路（および冷却ジャケット）を廃止することができる。 According to the invention described in claim 3, by directly mounting (direct fastening) the turbocharger to the side of the cylinder head of the engine body, the turbo by a cooling medium passage (and cooling jacket) the cooling medium flowing through the The supercharger is cooled efficiently. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the turbocharger can be suppressed, or the temperature of the turbocharger can be reduced to an allowable temperature or less. In this case, the cooling medium passage (and the cooling jacket) in the turbocharger can be eliminated.

請求項４に記載の発明によれば、バルブ本体を駆動するロッドを有し、このロッドをその軸線方向に往復移動させるアクチュエータを備えている。シリンダヘッドの側面には、アクチュエータが装着されている。これによって、冷却媒体通路に循環供給された冷却媒体によってアクチュエータが効率良く冷却される。これにより、アクチュエータの温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはアクチュエータの温度を許容温度以下に低減できるので、アクチュエータの構成材料として、高耐熱性の金属材料よりも耐熱性が低く、安価な材料を使用することが可能となり、製品コストを低減できる。 According to invention of Claim 4, it has the rod which drives a valve main body, and the actuator which reciprocates this rod to the axial direction is provided . The side surface of the sheet cylinder head, actuator is mounted. Thus, the actuator is efficiently cooled by the cooling medium circulated and supplied to the cooling medium passage. As a result, the temperature rise (overheated state) of the actuator can be suppressed, or the temperature of the actuator can be reduced to an allowable temperature or lower, so that the material constituting the actuator is lower in heat resistance than a highly heat-resistant metal material and inexpensive. Can be used, and the product cost can be reduced.

請求項５に記載の発明によれば、バルブ本体を駆動する電動モータを有するアクチュエータを備えている。シリンダヘッドの側面には、アクチュエータが直接装着されている。これによって、冷却媒体通路に循環供給された冷却媒体によってアクチュエータが効率良く冷却される。これにより、アクチュエータの温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはアクチュエータの温度を許容温度以下に低減できるので、アクチュエータの構成材料として、高耐熱性の金属材料よりも耐熱性が低く、安価な材料を使用することが可能となり、製品コストを低減できる。 According to invention of Claim 5 , the actuator which has an electric motor which drives a valve main body is provided . The side surface of the sheet cylinder head, actuator is mounted directly. Thus, the actuator is efficiently cooled by the cooling medium circulated and supplied to the cooling medium passage. As a result, the temperature rise (overheated state) of the actuator can be suppressed, or the temperature of the actuator can be reduced to an allowable temperature or lower, so that the material constituting the actuator is lower in heat resistance than a highly heat-resistant metal material and inexpensive. Can be used, and the product cost can be reduced.

請求項６に記載の発明によれば、排気通路の途中に配置されるタービンホイールを有するターボ過給機を備えている。そして、排気通路は、タービンホイールよりも排気流方向の下流側に排気出口通路を有している。
そして、流路は、排気集合部内の排気をタービンホイールを迂回（バイパス）して排気出口通路へ導くバイパス流路のことである。
そして、バルブユニットとは、バイパス流路を流れる排気の流量を開閉動作により制御するウェイストゲートバルブ（ユニット）のことである。
以上の構造によって、冷却媒体通路を流通する冷却媒体からシリンダヘッドへの熱伝導によってウェイストゲートバルブが効率良く冷却される。これにより、ウェイストゲートバルブ（ユニット）の温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはウェイストゲートバルブ（ユニット）の温度を許容温度以下に低減できるので、製品コストを低減できる。 According to invention of Claim 6 , the turbocharger which has the turbine wheel arrange | positioned in the middle of an exhaust passage is provided. The exhaust passage has an exhaust outlet passage on the downstream side of the turbine wheel in the exhaust flow direction.
The flow path is a bypass flow path that guides exhaust gas in the exhaust gas collection portion to the exhaust outlet passage by bypassing (bypassing) the turbine wheel.
The valve unit is a waste gate valve (unit) that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass channel by an opening / closing operation.
With the above structure, the waste gate valve is efficiently cooled by heat conduction from the cooling medium flowing through the cooling medium passage to the cylinder head. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the waste gate valve (unit) can be suppressed, or the temperature of the waste gate valve (unit) can be reduced to an allowable temperature or lower, so that the product cost can be reduced.

請求項７に記載の発明によれば、排気通路の途中に配置されるタービンホイールを有するターボ過給機を備えている。そして、排気通路は、タービンホイールよりも排気流方向の上流側に排気入口通路を有している。この排気入口通路は、タービンホイールの回転軸方向に２分割して設けられる２つの第１、第２入口通路を有している。
そして、流路は、排気集合部内の排気を排気入口通路へ導く排気出口流路を有している。この排気出口流路は、タービンホイールの回転軸方向に２分割して設けられる２つの第１、第２出口流路を有している。
そして、バルブユニットとは、２つの第１、第２出口流路を流れる排気の流量を開閉動作により制御する排気制御バルブ（ユニット）のことである。
以上の構造によって、冷却媒体通路を流通する冷却媒体からシリンダヘッドへの熱伝導によって排気制御バルブが効率良く冷却される。これにより、排気制御バルブ（ユニット）の温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいは排気制御バルブ（ユニット）の温度を許容温度以下に低減できるので、製品コストを低減できる。 According to invention of Claim 7 , the turbocharger which has the turbine wheel arrange | positioned in the middle of an exhaust passage is provided. The exhaust passage has an exhaust inlet passage upstream of the turbine wheel in the exhaust flow direction. The exhaust inlet passage has two first and second inlet passages that are divided into two in the rotational axis direction of the turbine wheel.
The flow path has an exhaust outlet flow path that guides the exhaust in the exhaust collecting portion to the exhaust inlet passage. The exhaust outlet passage has two first and second outlet passages that are divided into two in the rotational axis direction of the turbine wheel.
The valve unit is an exhaust control valve (unit) that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the two first and second outlet channels by an opening / closing operation.
With the above structure, the exhaust control valve is efficiently cooled by heat conduction from the cooling medium flowing through the cooling medium passage to the cylinder head. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the exhaust control valve (unit) can be suppressed, or the temperature of the exhaust control valve (unit) can be reduced below the allowable temperature, so that the product cost can be reduced.

（ａ）、（ｂ）はシリンダヘッドの側面に装着されたアクチュエータを示した平面図、側面図である（実施例１）。(A), (b) is the top view and side view which showed the actuator with which the side surface of the cylinder head was mounted | worn (Example 1). シリンダヘッドに搭載されたターボ過給機とウェイストゲートバルブを示した断面図である（実施例１）。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a turbocharger and a waste gate valve mounted on a cylinder head (Example 1). シリンダヘッドに搭載されたターボ過給機とウェイストゲートバルブを示した断面図である（実施例１）。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a turbocharger and a waste gate valve mounted on a cylinder head (Example 1). シリンダヘッドに搭載されたウェイストゲートバルブを示した側面図である（実施例１）。(Example 1) which was the side view which showed the waste gate valve mounted in the cylinder head. 図４のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。(Example 1) which is AA sectional drawing of FIG. シリンダヘッドの側面に装着されたアクチュエータを示した平面図である（実施例２）。(Example 2) which is the top view which showed the actuator with which the side surface of the cylinder head was mounted | worn. シリンダヘッドに搭載されたターボ過給機とウェイストゲートバルブと排気制御バルブを示した断面図である（実施例２）。(Example 2) which is the sectional view which showed the turbocharger, the waste gate valve, and the exhaust control valve which were mounted in the cylinder head. シリンダヘッドに搭載されたターボ過給機とウェイストゲートバルブと排気制御バルブを示した断面図である（実施例２）。(Example 2) which is the sectional view which showed the turbocharger, the waste gate valve, and the exhaust control valve which were mounted in the cylinder head. シリンダヘッドの側面に直接装着されたアクチュエータを示した平面図である（実施例３）。(Example 3) which was the top view which showed the actuator directly mounted | worn with the side surface of a cylinder head.

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、シリンダヘッドの冷却媒体通路を流通する冷却媒体によってシリンダヘッドに設けられるバルブユニットの温度上昇を抑制することで、コストを低減するという目的を、シリンダヘッドの冷却媒体通路を流通する冷却媒体（冷却水、冷却油、冷却オイル）によってシリンダヘッドに設けられるバルブユニットの温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいは排気制御バルブ（ユニット）の温度を許容温度以下に低減することで実現した。これにより、高耐熱性の金属材料よりも耐熱性が低く、安価な材料をバルブユニットの構成材料として使用可能となり、コストを低減できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention aims to reduce the cost by suppressing the temperature rise of the valve unit provided in the cylinder head by the cooling medium flowing through the cooling medium passage of the cylinder head, and the cooling flowing through the cooling medium passage of the cylinder head. Realized by suppressing the temperature rise (overheated state) of the valve unit installed in the cylinder head by the medium (cooling water, cooling oil, cooling oil) or reducing the temperature of the exhaust control valve (unit) below the allowable temperature . This makes it possible to use an inexpensive material having a lower heat resistance than a highly heat-resistant metal material as a constituent material of the valve unit, thereby reducing the cost.

［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１はシリンダヘッドの側面に装着されたアクチュエータを示した図で、図２および図３はシリンダヘッドに搭載されたターボ過給機とウェイストゲートバルブを示した図で、図４はシリンダヘッドに搭載されたウェイストゲートバルブを示した図で、図５はシリンダヘッドの冷却水通路を示した図である。 [Configuration of Example 1]
FIGS. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an actuator mounted on a side surface of a cylinder head. FIGS. 2 and 3 show turbochargers mounted on the cylinder head. FIG. 4 is a view showing a wastegate valve mounted on the cylinder head, and FIG. 5 is a view showing a cooling water passage of the cylinder head.

本実施例の内燃機関（エンジン）は、複数の気筒（シリンダボア１）を有するシリンダブロック（図示せず）、およびこのシリンダブロックの結合部（結合端面）上に複数の締結ボルト等を用いて締結されるシリンダヘッド２等を有するエンジン本体と、複数の燃焼室より流出した排気ガス（内燃機関の排出ガス：以下排気と呼ぶ）の一部であるＥＧＲガスを吸気通路（内燃機関の吸気通路）へ再循環（還流）させる排気還流管（ＥＧＲガスパイプ）を有する排気循環装置（ＥＧＲシステム）と、シリンダヘッド２の結合部（結合端面）上に複数の締結ボルト等を用いて直接締結（直接搭載）されて、内部にタービンホイール３を収容するタービンハウジング４を有するターボ過給機とを備えている。   The internal combustion engine (engine) of the present embodiment is fastened by using a cylinder block (not shown) having a plurality of cylinders (cylinder bore 1), and a plurality of fastening bolts or the like on a connecting portion (joining end face) of the cylinder block. And an EGR gas that is a part of exhaust gas (exhaust gas of the internal combustion engine: hereinafter referred to as exhaust gas) flowing out from a plurality of combustion chambers and an intake passage (intake passage of the internal combustion engine) An exhaust gas recirculation device (EGR system) having an exhaust gas recirculation pipe (EGR gas pipe) that recirculates (recirculates) to the cylinder head 2 and a plurality of fastening bolts or the like directly on the coupling portion (coupling end surface) of the cylinder head 2 (direct mounting) And a turbocharger having a turbine housing 4 accommodating the turbine wheel 3 therein.

エンジン本体は、複数のシリンダボア１を有する多気筒ディーゼルエンジン（例えばＶ型６気筒エンジンまたは直列３気筒エンジン）が採用されている。このエンジン本体は、自動車等の車両のエンジンルーム内にターボ過給機とＥＧＲシステムと共に設置されている。但し、多気筒ディーゼルエンジンに限定されず、多気筒ガソリンエンジンを適用しても構わない。
エンジン本体は、内部に複数のシリンダボア１が形成されたシリンダブロックと、このシリンダブロックの結合端面上に設置されたシリンダヘッド２とを備えており、シリンダヘッド２の上面にエンジンヘッドカバーが結合される。 As the engine body, a multi-cylinder diesel engine having a plurality of cylinder bores 1 (for example, a V-type 6-cylinder engine or an in-line 3-cylinder engine) is employed. This engine body is installed in the engine room of a vehicle such as an automobile together with a turbocharger and an EGR system. However, the present invention is not limited to a multi-cylinder diesel engine, and a multi-cylinder gasoline engine may be applied.
The engine body includes a cylinder block having a plurality of cylinder bores 1 formed therein, and a cylinder head 2 installed on a coupling end surface of the cylinder block, and an engine head cover is coupled to the upper surface of the cylinder head 2. .

エンジン本体のシリンダヘッド２の内部には、各シリンダボア１毎に設けられる複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の吸気ポート５と、複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の排気ポート６と、全ての排気ポート６の下流端を１箇所に集合させた排気ポート集合部７と、この排気ポート集合部７に連通する排気ポート出口流路８とが形成されている。
また、シリンダヘッド２の内部には、複数の吸気ポート５と複数の排気ポート６を冷却するための冷却水ジャケット（ウォータジャケット）、およびこのウォータジャケットに連通する冷却媒体通路（冷却水通路９）が形成されている。
また、シリンダヘッド２の内部には、ウェイストゲート流路（バイパス流路１０）を開閉するウェイストゲートバルブユニット（以下ウェイストゲートバルブと略す）が搭載されている。
また、シリンダヘッド２の一側面には、ウェイストゲートバルブの弁体であるバルブ本体１１およびウェイストゲートバルブの弁軸であるバルブアーム１２を駆動するアクチュエータ１３が搭載されている。このアクチュエータ１３は、バルブアーム１２を介してバルブ本体１１を駆動するロッド１４を有し、このロッド１４をその軸線方向に往復移動させるバルブ駆動装置である。
なお、シリンダヘッド２のウォータジャケット（冷却水通路９）、バイパス流路１０、ウェイストゲートバルブおよびアクチュエータ１３の詳細は後述する。 Inside the cylinder head 2 of the engine body, a plurality of intake ports 5 respectively communicating with a plurality of combustion chambers provided for each cylinder bore 1, a plurality of exhaust ports 6 respectively communicating with a plurality of combustion chambers, An exhaust port collecting portion 7 in which the downstream ends of the exhaust ports 6 are gathered at one place, and an exhaust port outlet channel 8 communicating with the exhaust port collecting portion 7 are formed.
Further, inside the cylinder head 2, a cooling water jacket (water jacket) for cooling the plurality of intake ports 5 and the plurality of exhaust ports 6 and a cooling medium passage (cooling water passage 9) communicating with the water jacket are provided. Is formed.
Further, a waste gate valve unit (hereinafter abbreviated as a waste gate valve) for opening and closing a waste gate channel (bypass channel 10) is mounted in the cylinder head 2.
Also, on one side surface of the cylinder head 2, an actuator 13 that drives a valve body 11 that is a valve body of a waste gate valve and a valve arm 12 that is a valve shaft of the waste gate valve is mounted. The actuator 13 is a valve driving device that has a rod 14 that drives the valve body 11 via the valve arm 12 and reciprocally moves the rod 14 in the axial direction thereof.
Details of the water jacket (cooling water passage 9), the bypass passage 10, the waste gate valve, and the actuator 13 of the cylinder head 2 will be described later.

エンジン本体のシリンダブロックは、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。このシリンダブロックの内部には、複数のシリンダボア１内をそれぞれ往復摺動する複数のピストンが設けられている。複数のピストンは、コネクティングロッドを介して１本のクランクシャフトに連結されており、ピストンの往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフトの回転運動へと変換される。
また、シリンダブロックの内部には、内部をシリンダブロックを冷却する冷却水が流通する冷却水ジャケット（ウォータジャケット）が形成されている。この冷却水ジャケットは、複数のシリンダボア１の周囲を周方向に取り囲むように設けられている。 The cylinder block of the engine body is formed of a heat resistant metal (for example, a heat resistant aluminum alloy or a heat resistant steel). A plurality of pistons that reciprocally slide in the plurality of cylinder bores 1 are provided inside the cylinder block. The plurality of pistons are connected to one crankshaft via a connecting rod, and the reciprocating motion of the piston is converted into the rotational motion of the crankshaft by the connecting rod.
A cooling water jacket (water jacket) through which cooling water for cooling the cylinder block flows is formed inside the cylinder block. The cooling water jacket is provided so as to surround the plurality of cylinder bores 1 in the circumferential direction.

シリンダヘッド２は、シリンダブロックと同様に、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。このシリンダヘッド２は、シリンダブロックの結合端面上に締結ボルト等を用いて締め付け固定されている。ここで、Ｖ型６気筒エンジンに適用されている場合、シリンダヘッド２は、シリンダブロックの左右バンクのそれぞれに設けられる。
また、シリンダヘッド２の結合端面とシリンダブロックの各シリンダボア１の内周壁面と各ピストンの上端面とで囲まれた複数の内部空間は、燃焼室を構成する。つまり複数の燃焼室は、エンジン本体の各気筒毎に設けられている。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎の燃焼室内に最適なタイミングで燃料を噴射するインジェクタが取り付けられている。なお、エンジン本体が多気筒ガソリンエンジンの場合には、シリンダヘッド２にインジェクタに加えてスパークプラグおよび点火コイルが取り付けられる。 The cylinder head 2 is formed of a heat-resistant metal (for example, a heat-resistant aluminum alloy or a heat-resistant steel), like the cylinder block. The cylinder head 2 is fastened and fixed on the coupling end surface of the cylinder block using fastening bolts or the like. Here, when applied to a V-type 6-cylinder engine, the cylinder head 2 is provided in each of the left and right banks of the cylinder block.
A plurality of internal spaces surrounded by the coupling end face of the cylinder head 2, the inner peripheral wall surface of each cylinder bore 1 of the cylinder block, and the upper end face of each piston constitute a combustion chamber. That is, a plurality of combustion chambers are provided for each cylinder of the engine body.
The cylinder head 2 is provided with an injector that injects fuel at an optimal timing into the combustion chamber of each cylinder. When the engine body is a multi-cylinder gasoline engine, a spark plug and an ignition coil are attached to the cylinder head 2 in addition to the injector.

シリンダヘッド２の一方側（図示上方側）には、複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の吸気ポート５が形成されている。複数の吸気ポート５の吸気流方向の上流側には、１つの共通吸気ポートが設けられている。また、各吸気ポート５の吸気流方向の下流側には、１つの共通吸気ポートに対して２つの分岐吸気ポートが設けられている。
そして、２つの分岐吸気ポートの各バルブシートの内部には、それぞれ円形状の吸気ポート開口部（吸気弁口）２１が形成されている。ここで、２つの分岐吸気ポートの各吸気ポート開口部２１は、それぞれ対応したポペット型の吸気バルブ（図示せず）によって開閉される。
そして、複数の吸気ポート５の各共通吸気ポートには、吸気管が接続されている。この吸気管の途中には、ターボ過給機のコンプレッサハウジング、インタークーラ、スロットルバルブおよびインテークマニホールド等が設置されている。吸気管の内部には、各気筒毎の燃焼室内に吸入空気（吸気）を供給するための吸気通路（内燃機関の吸気通路）が形成されている。 A plurality of intake ports 5 communicating with the plurality of combustion chambers are formed on one side (the upper side in the figure) of the cylinder head 2. One common intake port is provided upstream of the plurality of intake ports 5 in the intake flow direction. Further, two branched intake ports are provided for one common intake port on the downstream side of each intake port 5 in the intake flow direction.
A circular intake port opening (intake valve port) 21 is formed in each valve seat of the two branch intake ports. Here, the intake port openings 21 of the two branched intake ports are opened and closed by corresponding poppet type intake valves (not shown).
An intake pipe is connected to each common intake port of the plurality of intake ports 5. A compressor housing, an intercooler, a throttle valve, an intake manifold, and the like of the turbocharger are installed in the middle of the intake pipe. An intake passage (intake passage of the internal combustion engine) for supplying intake air (intake air) into the combustion chamber of each cylinder is formed inside the intake pipe.

シリンダヘッド２の他方側（図示下方側）には、複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の排気ポート６が形成されている。これらの排気ポート６は、１つの燃焼室に対して２つの分岐排気ポート、およびこれらの分岐排気ポートに対して１つの共通排気ポートを有している。また、２つの分岐排気ポートの各バルブシートの内部には、それぞれ円形状の排気ポート開口部（排気弁口）２２が形成されている。ここで、２つの分岐排気ポートの各排気ポート開口部２２は、それぞれ対応したポペット型の排気バルブによって開閉される。
複数の排気ポート６は、上述した排気通路の一部（最上流部）を構成するものである。そして、複数の排気ポート６は、複数の共通排気ポートの吸気流方向の下流側に排気ポート集合部７を有している。また、複数の排気ポート６は、排気ポート集合部７よりも排気流方向の下流側に排気ポート出口流路８を有している。 A plurality of exhaust ports 6 communicating with the plurality of combustion chambers are formed on the other side (lower side in the drawing) of the cylinder head 2. These exhaust ports 6 have two branch exhaust ports for one combustion chamber and one common exhaust port for these branch exhaust ports. A circular exhaust port opening (exhaust valve port) 22 is formed inside each valve seat of the two branch exhaust ports. Here, each exhaust port opening 22 of the two branch exhaust ports is opened and closed by a corresponding poppet type exhaust valve.
The plurality of exhaust ports 6 constitute part of the exhaust passage described above (the most upstream part). The plurality of exhaust ports 6 have an exhaust port collecting portion 7 on the downstream side of the plurality of common exhaust ports in the intake flow direction. Further, the plurality of exhaust ports 6 have an exhaust port outlet flow path 8 on the downstream side in the exhaust flow direction from the exhaust port collecting portion 7.

排気ポート集合部７は、全ての共通排気ポートの吸気流方向の下流端を１箇所に集合（合流）させる排気集合部（排気ポート合流部）である。
排気ポート出口流路８は、排気ポート集合部７からターボ過給機の排気通路へ排気を導出させる排気出口流路（排気導入流路）であり、シリンダヘッド２の結合端面（タービンハウジング４との結合端面）で開口している。この排気ポート出口流路８は、排気ポート集合部７内の排気を、排気ポート集合部７からターボ過給機の排気通路へ導く排気出口流路である。
排気ポート集合部７の排気ポート出口流路８には、排気管が接続されている。この排気管の途中には、ターボ過給機のタービンハウジング４、排気浄化装置およびマフラ等が設置されている。排気管の内部には、各気筒毎の燃焼室より流出する排気を排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気通路（内燃機関の排気通路）が形成されている。 The exhaust port gathering portion 7 is an exhaust gathering portion (exhaust port joining portion) for gathering (merging) the downstream ends of all the common exhaust ports in the intake flow direction at one place.
The exhaust port outlet flow path 8 is an exhaust outlet flow path (exhaust introduction flow path) through which exhaust is led out from the exhaust port collecting portion 7 to the exhaust passage of the turbocharger. Open at the coupling end face. The exhaust port outlet channel 8 is an exhaust outlet channel that guides the exhaust gas in the exhaust port assembly 7 from the exhaust port assembly 7 to the exhaust passage of the turbocharger.
An exhaust pipe is connected to the exhaust port outlet channel 8 of the exhaust port assembly 7. In the middle of the exhaust pipe, a turbine housing 4 of the turbocharger, an exhaust purification device, a muffler, and the like are installed. Inside the exhaust pipe, there is formed an exhaust passage (exhaust passage of the internal combustion engine) for exhausting the exhaust gas flowing out from the combustion chamber of each cylinder to the outside through the exhaust purification device.

ここで、本実施例のシリンダヘッド２の内部には、排気ポート集合部７から吸気通路へＥＧＲガスを取り出すためのＥＧＲ導出流路２３が設けられている。ＥＧＲ導出流路２３は、排気ポート集合部７から吸気通路へＥＧＲガスを導出させるＥＧＲガス出口流路であり、シリンダヘッド２の外側面で開口している。このＥＧＲ導出流路２３には、ＥＧＲガスパイプが接続されている。このＥＧＲガスパイプの途中には、ＥＧＲクーラおよびＥＧＲバルブ等が設置されている。ＥＧＲガスパイプの内部には、排気ポート集合部７から導入されたＥＧＲガスを吸気通路へ還流させる排気ガス流路（ＥＧＲガス流路）が形成されている。
また、本実施例のシリンダヘッド２の内部には、排気ポート出口流路８に対して並列してバイパス流路１０が形成されている。
また、排気ポート集合部７から排気ポート出口流路８およびバイパス流路１０が開口するターボ過給機側端面までの部分は、シリンダヘッド２の側面からターボ過給機側に突出した凸状の張り出し部（ブロック体２４）となっている。このブロック体２４の側面であるターボ過給機側端面は、ターボ過給機のタービンハウジング４を直接装着するための取付座面（結合部、結合端面）を構成している。 Here, an EGR outlet passage 23 for taking out EGR gas from the exhaust port collecting portion 7 to the intake passage is provided inside the cylinder head 2 of the present embodiment. The EGR outlet channel 23 is an EGR gas outlet channel that guides EGR gas from the exhaust port collecting portion 7 to the intake passage, and is open on the outer surface of the cylinder head 2. An EGR gas pipe is connected to the EGR outlet channel 23. In the middle of the EGR gas pipe, an EGR cooler, an EGR valve, and the like are installed. An exhaust gas passage (EGR gas passage) for recirculating EGR gas introduced from the exhaust port collecting portion 7 to the intake passage is formed inside the EGR gas pipe.
Further, a bypass passage 10 is formed in the cylinder head 2 of the present embodiment in parallel with the exhaust port outlet passage 8.
Further, a portion from the exhaust port collecting portion 7 to the end surface of the turbocharger side where the exhaust port outlet flow path 8 and the bypass flow path 10 open is a convex shape protruding from the side surface of the cylinder head 2 toward the turbocharger side. It is an overhang part (block body 24). The turbocharger side end surface which is a side surface of the block body 24 constitutes a mounting seat surface (coupling portion, coupling end surface) for directly mounting the turbine housing 4 of the turbocharger.

ここで、エンジンのシリンダヘッド２には、排気圧力を利用して吸気を過給するターボ過給機が搭載されている。このターボ過給機は、コンプレッサ（図示せず）とタービンとを備え、吸気通路を流れる吸入空気（吸気）をコンプレッサで圧縮し、圧縮された空気をエンジンの各気筒毎の燃焼室へ送り込むターボチャージャである。
このターボ過給機は、複数の吸気ポート５を介して、複数の燃焼室に連通する吸気通路の途中に設けられたコンプレッサ（図示せず）と、複数の排気ポート６を介して、複数の燃焼室に連通する排気通路の途中に設けられたタービンとを備えている。ターボ過給機は、タービンホイール３が排気により回転駆動されると、コンプレッサホイールも回転し、このコンプレッサホイールが吸気を圧縮する。 Here, a turbocharger that supercharges intake air using exhaust pressure is mounted on the cylinder head 2 of the engine. This turbocharger includes a compressor (not shown) and a turbine, and compresses intake air (intake air) flowing through an intake passage by the compressor, and sends the compressed air to a combustion chamber for each cylinder of the engine. It is a charger.
The turbocharger includes a compressor (not shown) provided in the middle of an intake passage communicating with a plurality of combustion chambers via a plurality of intake ports 5 and a plurality of exhaust ports 6 via a plurality of exhaust ports 6. And a turbine provided in the middle of an exhaust passage communicating with the combustion chamber. In the turbocharger, when the turbine wheel 3 is rotationally driven by exhaust, the compressor wheel also rotates, and the compressor wheel compresses intake air.

コンプレッサは、コンプレッサホイールおよびコンプレッサハウジングを備えている。 コンプレッサホイールは、円周方向に複数のコンプレッサブレード（翼）を有している。このコンプレッサホイールは、タービンシャフト２５を介して、タービンホイール３に連結して回転駆動（直結駆動）される。
コンプレッサハウジングは、コンプレッサホイールの周囲を取り囲むように設置されている。
コンプレッサハウジングの中央部には、コンプレッサホイールを回転自在に収容するホイール収容室が形成されている。 The compressor includes a compressor wheel and a compressor housing. The compressor wheel has a plurality of compressor blades (blades) in the circumferential direction. The compressor wheel is connected to the turbine wheel 3 via the turbine shaft 25 and is rotationally driven (directly connected).
The compressor housing is installed so as to surround the periphery of the compressor wheel.
A wheel housing chamber for rotatably housing a compressor wheel is formed at the center of the compressor housing.

タービンは、タービンホイール３およびタービンハウジング４を備えている。このタービンホイール３は、円周方向に複数のタービンブレード（翼）を有し、エンジンの排気圧力により回転駆動される。そして、タービンホイール３は、タービンシャフト２５を介して、コンプレッサホイールと直接的に連結して回転駆動（直結駆動）する。
タービンハウジング４は、耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼により形成されている。このタービンハウジング４は、シリンダヘッド２の排気ポート出口流路８およびバイパス流路１０に接続されている。また、タービンハウジング４は、タービンホイール３の周囲を取り囲むように設置されている。そして、タービンハウジング４は、シリンダヘッド２の結合端面に締結ボルト等を用いて直接締結されている。 The turbine includes a turbine wheel 3 and a turbine housing 4. The turbine wheel 3 has a plurality of turbine blades (blades) in the circumferential direction, and is rotationally driven by the exhaust pressure of the engine. The turbine wheel 3 is directly connected to the compressor wheel via the turbine shaft 25 and is rotationally driven (directly connected).
The turbine housing 4 is made of a heat resistant aluminum alloy or heat resistant steel. The turbine housing 4 is connected to the exhaust port outlet flow path 8 and the bypass flow path 10 of the cylinder head 2. Further, the turbine housing 4 is installed so as to surround the periphery of the turbine wheel 3. The turbine housing 4 is directly fastened to the coupling end surface of the cylinder head 2 using fastening bolts or the like.

ここで、本実施例のタービンハウジング４の内部には、ターボ過給機の排気通路を構成する排気入口通路２６、ホイール収容室２７、排気出口通路２８が形成されている。
タービンハウジング４の中央部には、タービンホイール３を回転自在に収容するホイール収容室２７が形成されている。そして、ホイール収容室２７の入口部は、排気入口通路２６に連通している。また、ホイール収容室２７の出口部は、排気出口通路２８に連通している。
タービンハウジング４の内部には、各排気ポート６から排気ポート集合部７内に流入した排気を、排気ポート出口流路８からホイール収容室２７へ導く排気入口通路２６が形成されている。この排気入口通路２６は、渦巻き状のスクロール部を形成している。
また、タービンハウジング４は、ホイール収容室２７よりも排気流方向の上流側に排気通路入口部を有している。この排気通路入口部は、ホイール収容室２７の接線方向で開口し、且つタービンハウジング４の結合端面（シリンダヘッド２の結合端面に気密的に密着する密着面）で開口した排気取入口であり、排気ポート出口流路８に接続されている。 Here, an exhaust inlet passage 26, a wheel storage chamber 27, and an exhaust outlet passage 28 that form an exhaust passage of the turbocharger are formed inside the turbine housing 4 of the present embodiment.
A wheel housing chamber 27 for rotatably housing the turbine wheel 3 is formed at the center of the turbine housing 4. The inlet portion of the wheel storage chamber 27 communicates with the exhaust inlet passage 26. Further, the exit portion of the wheel accommodating chamber 27 communicates with the exhaust outlet passage 28.
Inside the turbine housing 4, there is formed an exhaust inlet passage 26 that guides the exhaust gas flowing from the exhaust ports 6 into the exhaust port assembly 7 to the wheel storage chamber 27 from the exhaust port outlet flow path 8. The exhaust inlet passage 26 forms a spiral scroll portion.
Further, the turbine housing 4 has an exhaust passage inlet portion on the upstream side of the wheel housing chamber 27 in the exhaust flow direction. The exhaust passage inlet is an exhaust intake opening that opens in the tangential direction of the wheel housing chamber 27 and opens at the coupling end surface of the turbine housing 4 (a close-contact surface that tightly adheres to the coupling end surface of the cylinder head 2). It is connected to the exhaust port outlet channel 8.

また、タービンハウジング４の内部には、各排気ポート６から排気ポート集合部７内に流入した排気を、ホイール収容室２７から外部（排気管内の排気通路）へ導く排気出口通路２８が形成されている。また、タービンハウジング４は、ホイール収容室２７よりも排気流方向の下流側に位置する排気通路出口部を有している。排気通路出口部は、ホイール収容室２７の中心部を通り、タービンホイール３の回転軸方向の一方側で開口した排気排出口であり、排気浄化装置、マフラーへと排気を導く排気管に接続されている。
また、タービンハウジング４の内部には、各排気ポート６から排気ポート集合部７内に流入した排気を、ホイール収容室２７より迂回（バイパス）させて排気出口通路２８へ導く第４連通孔（バイパス流路孔）３４が形成されている。タービンハウジング４は、バイパス流路孔３４の排気流方向の上流側に排気通路入口部を有している。この排気通路入口部は、タービンハウジング４の結合端面で開口した排気取入口であり、バイパス流路１０に接続されている。
ここで、排気入口通路２６、ホイール収容室２７、排気出口通路２８およびバイパス流路孔３４は、タービンハウジング４に一体形成される排気通路（ターボ過給機の排気通路）を構成する。 Further, an exhaust outlet passage 28 is formed in the turbine housing 4 to guide the exhaust flowing into the exhaust port assembly 7 from each exhaust port 6 to the outside (exhaust passage in the exhaust pipe) from the wheel housing chamber 27. Yes. Further, the turbine housing 4 has an exhaust passage outlet located on the downstream side of the wheel housing chamber 27 in the exhaust flow direction. The exhaust passage outlet is an exhaust outlet that passes through the central portion of the wheel housing chamber 27 and opens on one side of the turbine wheel 3 in the rotational axis direction, and is connected to an exhaust purification device and an exhaust pipe that guides exhaust to the muffler. ing.
Further, in the turbine housing 4, a fourth communication hole (bypass) that exhausts flowing into the exhaust port assembly 7 from each exhaust port 6 is bypassed from the wheel storage chamber 27 and led to the exhaust outlet passage 28. A flow path hole) 34 is formed. The turbine housing 4 has an exhaust passage inlet on the upstream side of the bypass flow passage hole 34 in the exhaust flow direction. The exhaust passage inlet is an exhaust intake opening opened at the coupling end surface of the turbine housing 4, and is connected to the bypass passage 10.
Here, the exhaust inlet passage 26, the wheel storage chamber 27, the exhaust outlet passage 28, and the bypass passage hole 34 constitute an exhaust passage (exhaust passage of the turbocharger) that is integrally formed with the turbine housing 4.

次に、本実施例のバイパス流路１０の詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施例のシリンダヘッド２の内部には、排気ポート集合部７と排気出口通路２８とを連通し、排気ポート集合部７からバイパス流路孔３４を経由して排気出口通路２８へ排気を導くバイパス流路１０が設けられている。
このバイパス流路１０は、各排気ポート６から排気ポート集合部７内に流入した排気を、ホイール収容室２７をバイパス（迂回）させて排気出口通路２８へ導く。
ここで、バイパス流路１０は、第１〜第３連通孔（バイパス流路孔３１〜３３）、およびバイパス流路孔３４等により構成されている。 Next, details of the bypass channel 10 of this embodiment will be described with reference to FIGS.
The exhaust port collecting portion 7 and the exhaust outlet passage 28 are communicated with each other inside the cylinder head 2 of the present embodiment, and the exhaust is guided from the exhaust port collecting portion 7 to the exhaust outlet passage 28 via the bypass passage hole 34. A bypass channel 10 is provided.
The bypass channel 10 guides the exhaust gas flowing into the exhaust port assembly 7 from each exhaust port 6 to the exhaust outlet passage 28 by bypassing (detouring) the wheel housing chamber 27.
Here, the bypass channel 10 is configured by first to third communication holes (bypass channel holes 31 to 33), a bypass channel hole 34, and the like.

シリンダヘッド２の内部に形成されるバイパス流路孔３１〜３３は、バイパス流路孔３４よりも排気流方向の上流側に設けられている。バイパス流路孔３１は、バイパス流路孔３３よりも孔径（流路断面積）が小さい。これにより、バイパス流路孔３１の下流端とバイパス流路孔３３の上流端との間には、円環状の段差部（段差面）３５が形成されている。また、バイパス流路孔３１、３２は、ウェイストゲートバルブにより開閉される弁孔を構成するもので、段差部３５でバイパス流路孔３３側に向けて開口している。
ここで、タービンハウジング４の内部に形成されるバイパス流路孔３４は、バイパス流路孔３１〜３３よりも排気流方向の下流側に設けられている。つまりバイパス流路孔３４は、バイパス流路孔３１〜３３と排気出口通路２８とを連通する第４連通孔を構成する。また、バイパス流路孔３４は、エンジン本体のシリンダヘッド２とターボ過給機のタービンハウジング４との結合部で、バイパス流路孔３３の排気流方向の下流端と接続している。なお、バイパス流路孔３１〜３３と排気出口通路２８とを中継するバイパス流路孔３４を設けず、バイパス流路孔３１〜３３を排気出口通路２８に直結しても良い。 Bypass passage holes 31 to 33 formed inside the cylinder head 2 are provided upstream of the bypass passage hole 34 in the exhaust flow direction. The bypass channel hole 31 has a smaller hole diameter (channel cross-sectional area) than the bypass channel hole 33. As a result, an annular step portion (step surface) 35 is formed between the downstream end of the bypass passage hole 31 and the upstream end of the bypass passage hole 33. The bypass channel holes 31 and 32 constitute valve holes that are opened and closed by a waste gate valve, and are opened toward the bypass channel hole 33 side by the stepped portion 35.
Here, the bypass passage hole 34 formed in the turbine housing 4 is provided on the downstream side in the exhaust flow direction with respect to the bypass passage holes 31 to 33. That is, the bypass passage hole 34 constitutes a fourth communication hole that communicates the bypass passage holes 31 to 33 and the exhaust outlet passage 28. The bypass passage hole 34 is connected to the downstream end of the bypass passage hole 33 in the exhaust flow direction at a joint portion between the cylinder head 2 of the engine body and the turbine housing 4 of the turbocharger. The bypass passage holes 31 to 33 may be directly connected to the exhaust outlet passage 28 without providing the bypass passage holes 34 that relay the bypass passage holes 31 to 33 and the exhaust outlet passage 28.

次に、本実施例のウェイストゲートバルブの詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施例のシリンダヘッド２の内部には、バイパス流路１０、つまりバイパス流路孔３１〜３４を流れる排気の流量を開閉動作により制御するウェイストゲートバルブが搭載されている。このウェイストゲートバルブは、ターボ過給機の過給圧が設定値を越えた際に開弁して、ターボ過給機の過給圧を設定値以下に抑える過給圧制御装置を構成する。
ウェイストゲートバルブは、バイパス流路１０を開閉するバルブ本体１１、このバルブ本体１１を開閉動作させるバルブアーム１２、バイパス流路孔３１の開口周縁に設けられたバルブシート３６、およびバルブアーム１２を回転方向に摺動自在に支持するベアリング３７等により構成されている。 Next, details of the waste gate valve of this embodiment will be described with reference to FIGS.
A waste gate valve that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass flow path 10, that is, the bypass flow path holes 31 to 34, by an opening / closing operation is mounted inside the cylinder head 2 of the present embodiment. This waste gate valve constitutes a supercharging pressure control device that opens when the supercharging pressure of the turbocharger exceeds a set value, and suppresses the supercharging pressure of the turbocharger below the set value.
The waste gate valve rotates the valve main body 11 that opens and closes the bypass flow path 10, the valve arm 12 that opens and closes the valve main body 11, the valve seat 36 provided at the opening periphery of the bypass flow path hole 31, and the valve arm 12. The bearing 37 is slidably supported in the direction.

また、シリンダヘッド２の内部には、円環状のバルブシート３６の周囲を周方向に取り囲むと共に、バルブシート３６の外周を嵌合保持する円環状のシート嵌合部が設けられている。シート嵌合部は、シリンダヘッド２の段差部３５の内周に形成される円環状の嵌合溝３８を有している。
また、シリンダヘッド２の内部には、円筒状のベアリング３７の周囲を周方向に取り囲むと共に、バルブシート３６の外周を嵌合保持する円筒状の軸受け保持部が設けられている。この軸受け保持部の内部には、バイパス流路孔３３の流路孔壁面で開口した一方側（内部側）の開口部からシリンダヘッド２の結合部の外側面で開口した他方側（外部側）の開口部に至るまでバルブアーム１２の回転軸方向に延びる軸受け孔３９が設けられている。 In addition, an annular seat fitting portion that surrounds the circumference of the annular valve seat 36 in the circumferential direction and that fits and holds the outer circumference of the valve seat 36 is provided inside the cylinder head 2. The sheet fitting portion has an annular fitting groove 38 formed on the inner periphery of the step portion 35 of the cylinder head 2.
In addition, a cylindrical bearing holding portion that surrounds the circumference of the cylindrical bearing 37 in the circumferential direction and that fits and holds the outer circumference of the valve seat 36 is provided inside the cylinder head 2. Inside this bearing holding portion, one side (inner side) opened at the wall surface of the bypass hole of the bypass channel hole 33 to the other side (outside side) opened at the outer surface of the coupling portion of the cylinder head 2. A bearing hole 39 extending in the direction of the rotation axis of the valve arm 12 is provided up to the opening.

バルブ本体１１は、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。このバルブ本体１１は、バルブアーム１２の出力部に支持固定されている。このバルブ本体１１は、特にバイパス流路孔３１〜３３を開閉する円板状の閉鎖部、およびこの閉鎖部の端面（バルブフェースに対して逆側面）よりターボ過給機側に突出した突出部４１を有している。この突出部４１の外周には、円環状の周方向溝４２が形成されている。この周方向溝４２には、突出部４１の外周にバルブアーム１２を嵌め合わせた際に、バルブ本体１１からのバルブアーム１２の抜け止めを行うワッシャまたはＣリング等のバルブアーム抜け止め手段４３が装着されている。
バルブアーム１２は、バルブ本体１１と同様に、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。このバルブアーム１２の入力部には、バルブ駆動装置に固定されたヒンジピン４４が一体的に形成（または固定）されている。また、バルブアーム１２の出力部には、ウェイストゲートバルブの突出部４１が嵌合する嵌合孔が形成されている。また、バルブアーム１２は、ベアリング３７を介して、シリンダヘッド２の軸受け孔３９に回転自在に支持されている。 The valve body 11 is formed of a heat resistant metal (for example, a heat resistant aluminum alloy or heat resistant steel). The valve body 11 is supported and fixed to the output portion of the valve arm 12. The valve body 11 includes a disc-shaped closing portion that opens and closes the bypass passage holes 31 to 33, and a protruding portion that protrudes toward the turbocharger from an end surface (a side opposite to the valve face) of the closing portion. 41. An annular circumferential groove 42 is formed on the outer periphery of the protrusion 41. The circumferential groove 42 has a valve arm retaining means 43 such as a washer or a C ring that prevents the valve arm 12 from being detached from the valve body 11 when the valve arm 12 is fitted to the outer periphery of the protruding portion 41. It is installed.
The valve arm 12 is formed of a heat-resistant metal (for example, a heat-resistant aluminum alloy or a heat-resistant steel), like the valve body 11. A hinge pin 44 fixed to the valve driving device is integrally formed (or fixed) at the input portion of the valve arm 12. Further, a fitting hole into which the protruding portion 41 of the waste gate valve is fitted is formed in the output portion of the valve arm 12. Further, the valve arm 12 is rotatably supported in a bearing hole 39 of the cylinder head 2 via a bearing 37.

バルブシート３６は、バルブ本体１１やバルブアーム１２と同様に、耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）により形成されている。このバルブシート３６は、シリンダヘッド２のシート嵌合部の嵌合溝３８に圧入固定されている。また、バルブシート３６の内部には、バイパス流路孔３１とバイパス流路孔３３とを連通する連通孔（弁孔）であるバイパス流路孔３２が形成されている。そして、バルブシート３６のバイパス流路孔３３側の端面は、ウェイストゲートバルブのバルブ本体１１が着座する弁座（シート部）として機能する。これにより、バルブ本体１１は、バルブシート３６に対して着座、離脱してバイパス流路孔３１、３２を閉鎖、開放すると共に、バイパス流路孔３１、３２の開口面積を連続的に変更してバイパス流路１０を流れる排気の流量を制御する。   The valve seat 36 is formed of a heat-resistant metal (for example, a heat-resistant aluminum alloy or a heat-resistant steel) in the same manner as the valve body 11 and the valve arm 12. The valve seat 36 is press-fitted and fixed in the fitting groove 38 of the seat fitting portion of the cylinder head 2. In addition, a bypass passage hole 32 that is a communication hole (valve hole) that connects the bypass passage hole 31 and the bypass passage hole 33 is formed inside the valve seat 36. The end surface of the valve seat 36 on the bypass flow path hole 33 side functions as a valve seat (seat portion) on which the valve body 11 of the waste gate valve is seated. As a result, the valve body 11 is seated and removed from the valve seat 36 to close and open the bypass flow path holes 31 and 32, and continuously change the opening area of the bypass flow path holes 31 and 32. The flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass channel 10 is controlled.

ベアリング３７は、例えば銅や鉄等の金属を焼結した焼結部品または焼結含油軸受け（軸受け部材）であって、円筒形状に形成されている。このベアリング３７は、シリンダヘッド２の軸受け保持部の内周（軸受け孔３９の軸受け孔壁面）に圧入固定されている。また、ベアリング３７の内部には、バルブアーム１２の摺動部４５を回転方向に摺動自在に軸支する摺動孔４６が形成されている。そして、バルブアーム１２の摺動部４５の摺動面とベアリング３７の摺動孔４６の摺動孔壁面との間には、バルブアーム１２をベアリング３７の内部で円滑に回転させるための摺動クリアランスが形成されている。
なお、ウェイストゲートバルブの軸受け部（シリンダヘッド２の軸受け部を兼ねている）として、円筒状のベアリング３７を採用しているが、ウェイストゲートバルブの軸受け部として、ブッシング、オイルシール、ボールベアリング等を選択的に採用しても良い。 The bearing 37 is a sintered part or a sintered oil-impregnated bearing (bearing member) obtained by sintering a metal such as copper or iron, and is formed in a cylindrical shape. The bearing 37 is press-fitted and fixed to the inner periphery of the bearing holding portion of the cylinder head 2 (the bearing hole wall surface of the bearing hole 39). A sliding hole 46 is formed in the bearing 37 to pivotally support the sliding portion 45 of the valve arm 12 so as to be slidable in the rotational direction. Further, a sliding for smoothly rotating the valve arm 12 inside the bearing 37 between the sliding surface of the sliding portion 45 of the valve arm 12 and the sliding hole wall surface of the sliding hole 46 of the bearing 37. Clearance is formed.
A cylindrical bearing 37 is adopted as a bearing portion of the waste gate valve (also serving as a bearing portion of the cylinder head 2). As a bearing portion of the waste gate valve, a bushing, an oil seal, a ball bearing, and the like are used. May be selectively adopted.

次に、本実施例のアクチュエータ１３の詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施例のアクチュエータ１３は、バルブアーム１２を介してバルブ本体１１を駆動するロッド１４を有し、このロッド１４をその軸線方向に往復移動させるバルブ駆動装置である。また、アクチュエータ１３は、電力の供給を受けて駆動力（モータトルク）を発生する電動モータ、この電動モータの回転を減速する減速機構、およびこの減速機構の回転運動をロッド１４の往復直線運動に変換する変換機構を含んで構成される電動アクチュエータである。
なお、電動モータは、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。 Next, details of the actuator 13 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The actuator 13 of the present embodiment is a valve driving device that has a rod 14 that drives the valve body 11 via the valve arm 12 and moves the rod 14 back and forth in the axial direction thereof. The actuator 13 also receives an electric power to generate a driving force (motor torque), a reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor, and a rotational movement of the reduction mechanism into a reciprocating linear movement of the rod 14. An electric actuator including a conversion mechanism for conversion.
The electric motor is electrically connected to a battery mounted on a vehicle such as an automobile via a motor drive circuit that is electronically controlled by an ECU (engine control unit).

アクチュエータ１３は、金属製のブラケット４７を介して、シリンダヘッド２の一側面に搭載されている。ブラケット４７は、Ｌ字状に形成されている。このブラケット４７は、アクチュエータ１３を保持すると共に、シリンダヘッド２の一側面上に複数の締結ボルト等を用いて締結されている。このように、アクチュエータ１３が、ブラケット４７によりシリンダヘッド２の一側面に一緒に固定される（取り付けられる）。
ロッド１４は、入力部および出力部を有し、シリンダヘッド２の外側面に沿うように設置されている。ロッド１４の入力部は、アクチュエータ１３の変換機構に連結されている。ロッド１４の出力部には、ヒンジピン４８が嵌合する嵌合孔が形成されている。
リンク機構は、金属または合成樹脂により形成されており、シリンダヘッド２の外部に露出して配置されたリンクアーム４９等を有している。このリンクアーム４９は、入力部および出力部を有し、シリンダヘッド２の外側面に沿うように設置されている。
リンクアーム４９の入力部には、ヒンジピン４８が挿入される丸穴形状の嵌合孔が形成されている。この嵌合孔を、ヒンジピン４８の長穴方向への移動を許容する長円形状または楕円形状の長穴としても良い。また、リンクアーム４９の出力部には、ウェイストゲートバルブのバルブアーム１２に固定されたヒンジピン４４が嵌合する嵌合孔が形成されている。 The actuator 13 is mounted on one side surface of the cylinder head 2 via a metal bracket 47. The bracket 47 is formed in an L shape. The bracket 47 holds the actuator 13 and is fastened on one side surface of the cylinder head 2 using a plurality of fastening bolts or the like. In this way, the actuator 13 is fixed (attached) together to one side surface of the cylinder head 2 by the bracket 47.
The rod 14 has an input part and an output part, and is installed along the outer surface of the cylinder head 2. The input portion of the rod 14 is connected to the conversion mechanism of the actuator 13. A fitting hole into which the hinge pin 48 is fitted is formed in the output portion of the rod 14.
The link mechanism is made of metal or synthetic resin, and includes a link arm 49 and the like that are exposed to the outside of the cylinder head 2. The link arm 49 has an input part and an output part, and is installed along the outer surface of the cylinder head 2.
The input portion of the link arm 49 is formed with a round hole-shaped fitting hole into which the hinge pin 48 is inserted. The fitting hole may be an oval or elliptical slot that allows the hinge pin 48 to move in the slot direction. Further, a fitting hole into which a hinge pin 44 fixed to the valve arm 12 of the waste gate valve is fitted is formed in the output portion of the link arm 49.

次に、本実施例のウェイストゲートバルブの冷却構造の詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
シリンダヘッド２には、ウォータポンプの作動により例えばシリンダブロックを冷却する冷却水ジャケット（ウォータジャケット）から、シリンダヘッド２を冷却する冷却水ジャケット（ウォータジャケット）へ冷却水を流入させる冷却水入口（図示せず）と、シリンダヘッド２のウォータジャケットからアウトレットパイプを経てラジエータ等に冷却水を流出させる冷却水出口（図示せず）とが設けられている。
シリンダヘッド２のウォータジャケットは、複数の吸気ポート５の周囲に形成される吸気ポート側ウォータジャケットと、複数の排気ポート６の周囲に形成される排気ポート側ウォータジャケットと、排気ポート集合部７の周囲に形成される排気ポート集合部側ウォータジャケットとを備える。
また、シリンダヘッド２の内部には、ウェイストゲートバルブの近傍、特にバルブ本体１１、バルブアーム１２、バルブシート３６およびベアリング３７の近傍に、例えば排気ポート集合部側ウォータジャケットに連通する冷却水通路９が形成されている。
そして、冷却水入口からシリンダヘッド２の内部に流入した冷却水は、それぞれのウォータジャケットに分流し、各部位を冷却した後に合流して冷却水出口から外部へ排出される。 Next, details of the cooling structure of the waste gate valve of this embodiment will be described with reference to FIGS.
For example, a cooling water inlet (see FIG. 5) for flowing cooling water into the cylinder head 2 from a cooling water jacket (water jacket) for cooling the cylinder block to a cooling water jacket (water jacket) for cooling the cylinder head 2 by the operation of the water pump. And a cooling water outlet (not shown) through which cooling water flows out from the water jacket of the cylinder head 2 to the radiator or the like through the outlet pipe.
The water jacket of the cylinder head 2 includes an intake port side water jacket formed around the plurality of intake ports 5, an exhaust port side water jacket formed around the plurality of exhaust ports 6, and the exhaust port assembly portion 7. And an exhaust port assembly side water jacket formed around.
Further, in the cylinder head 2, there is a coolant passage 9 in the vicinity of the waste gate valve, particularly in the vicinity of the valve body 11, the valve arm 12, the valve seat 36 and the bearing 37, for example, communicating with the water jacket on the exhaust port assembly side. Is formed.
And the cooling water which flowed into the inside of the cylinder head 2 from the cooling water inlet is diverted to each water jacket, and after cooling each site | part, it joins and is discharged | emitted outside from a cooling water outlet.

［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関（エンジン）のターボ過給機およびウェイストゲートバルブの動作を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。 [Operation of Example 1]
Next, operations of the turbocharger and the waste gate valve of the internal combustion engine (engine) according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS.

エンジン本体のシリンダヘッド２の吸気ポート５から燃焼室内に供給された吸気と、インジェクタから噴射された燃料との混合気が燃焼室内で燃焼すると、この燃焼により生じた排気が排気ポート６から排出される。
ここで、例えば吸気管に装着される過給圧（圧力）センサによって検出されるターボ過給機の過給圧が設定値以下の場合、電動モータの通電停止に伴って、アクチュエータ１３のロッド１４が収縮（または伸長）する。このため、ヒンジピン４８、リンクアーム４９、ヒンジピン４４、バルブアーム１２を介して、ロッド１４に連結するバルブ本体１１（ウェイストゲートバルブのバルブ本体１１）が、図２、図４および図５に示したように、バルブシート３６の弁座に着座してバイパス流路孔３１〜３３を閉鎖する。これにより、バイパス流路孔３１〜３３およびバイパス流路孔３４により構成されるバイパス流路１０は閉鎖される。
この結果、排気ポート６から排気ポート集合部７内に流入した排気が、排気ポート出口流路８からターボ過給機側に排出される。排気ポート出口流路８からタービンハウジング４の排気入口通路２６に流入した排気は、ホイール収容室２７に導入されて、タービンホイール３を回転駆動した後に、排気出口通路２８を通って外部へ排出される。
一方、吸気管の吸気通路に吸い込まれた吸気は、タービンホイール３の回転により駆動されるコンプレッサホイールによって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。これにより、吸気ポート５を経て燃焼室に供給される吸気が過給される。 When the air-fuel mixture of the intake air supplied from the intake port 5 of the cylinder head 2 of the engine body and the fuel injected from the injector burns in the combustion chamber, the exhaust generated by this combustion is discharged from the exhaust port 6. The
Here, for example, when the supercharging pressure of the turbocharger detected by a supercharging pressure (pressure) sensor attached to the intake pipe is equal to or lower than a set value, the rod 14 of the actuator 13 is stopped along with the stop of energization of the electric motor. Contracts (or stretches). For this reason, the valve main body 11 (the valve main body 11 of the waste gate valve) connected to the rod 14 via the hinge pin 48, the link arm 49, the hinge pin 44, and the valve arm 12 is shown in FIGS. As described above, the bypass passage holes 31 to 33 are closed by sitting on the valve seat of the valve seat 36. Thereby, the bypass flow path 10 constituted by the bypass flow path holes 31 to 33 and the bypass flow path hole 34 is closed.
As a result, the exhaust gas flowing into the exhaust port assembly 7 from the exhaust port 6 is discharged from the exhaust port outlet flow path 8 to the turbocharger side. Exhaust gas that has flowed into the exhaust inlet passage 26 of the turbine housing 4 from the exhaust port outlet flow path 8 is introduced into the wheel housing chamber 27, and after being driven to rotate, the turbine wheel 3 is exhausted to the outside through the exhaust outlet passage 28. The
On the other hand, the intake air sucked into the intake passage of the intake pipe is compressed by the compressor wheel driven by the rotation of the turbine wheel 3 to increase the pressure (supercharging pressure). Thereby, the intake air supplied to the combustion chamber via the intake port 5 is supercharged.

一方、ターボ過給機の過給圧が設定値以上に上昇した場合、電動モータへの通電に伴って、アクチュエータ１３のロッド１４が伸長（または収縮）する。このため、ヒンジピン４８、リンクアーム４９、ヒンジピン４４、バルブアーム１２を介して、ロッド１４に連結するバルブ本体１１（ウェイストゲートバルブのバルブ本体１１）が、図３に示したように、バルブアーム１２の回転軸を中心にして回転し、バルブシート３６の弁座から離脱してバイパス流路孔３１〜３３を開放する。これにより、バイパス流路孔３１〜３３およびバイパス流路孔３４により構成されるバイパス流路１０は開放される。
この結果、排気ポート６から排気ポート集合部７内に流入した排気の一部が、バイパス流路１０を通って排気出口通路２８に逃がされる。これにより、ターボ過給機の過給圧が設定値以下に抑えられる。
なお、エンジン回転速度または目標過給圧に応じてウェイストゲートバルブの開度制御を行うことにより、バイパス流路１０を通る排気の流量を可変制御することができるので、ターボ過給機の過給圧をエンジン本体の運転状況に応じて最適化することができる。 On the other hand, when the supercharging pressure of the turbocharger rises above the set value, the rod 14 of the actuator 13 expands (or contracts) with the energization of the electric motor. Therefore, the valve main body 11 (the valve main body 11 of the waste gate valve) connected to the rod 14 via the hinge pin 48, the link arm 49, the hinge pin 44, and the valve arm 12 is connected to the valve arm 12 as shown in FIG. And the valve seat 36 is separated from the valve seat to open the bypass passage holes 31 to 33. As a result, the bypass channel 10 constituted by the bypass channel holes 31 to 33 and the bypass channel hole 34 is opened.
As a result, a part of the exhaust gas flowing into the exhaust port assembly 7 from the exhaust port 6 is released to the exhaust outlet passage 28 through the bypass channel 10. Thereby, the supercharging pressure of the turbocharger is suppressed below the set value.
Note that the exhaust gas flow rate through the bypass passage 10 can be variably controlled by controlling the opening degree of the waste gate valve in accordance with the engine speed or the target supercharging pressure. The pressure can be optimized according to the operating condition of the engine body.

上記のようなウェイストゲートバルブの開度制御中に、シリンダヘッド２のウォータジャケット内には、例えばシリンダブロックのウォータジャケットから冷却水入口を介して流入し、シリンダヘッド２の各ウォータジャケットを冷却水が流通して、シリンダヘッド２の各部位を冷却した後に冷却水出口から外部へ排出される。
このとき、例えば排気ポート集合部側ウォータジャケットに流入した冷却水の一部が、排気ポート集合部側ウォータジャケットから冷却水通路９へ流出し、冷却水通路９を流通する際に、ウェイストゲートバルブ近傍のブロック体２４（シリンダヘッド２の所定部位）の熱を奪って、ブロック体２４を冷却する。
そして、ブロック体２４に内蔵されるウェイストゲートバルブ（バルブ本体１１、バルブアーム１２、バルブシート３６、ベアリング３７）も冷却水通路９を流通する冷却水により冷却されるため、シリンダヘッド２、ウェイストゲートバルブの温度上昇（過熱状態）が抑えられる。 During the above control of the opening degree of the waste gate valve, the water jacket of the cylinder head 2 flows into the water jacket of the cylinder block 2 through, for example, the water jacket of the cylinder block via the cooling water inlet. Circulates and cools each part of the cylinder head 2 and then is discharged from the cooling water outlet to the outside.
At this time, for example, when a part of the cooling water flowing into the exhaust port collecting portion side water jacket flows out from the exhaust port collecting portion side water jacket to the cooling water passage 9 and flows through the cooling water passage 9, the waste gate valve The block body 24 is cooled by removing heat from the nearby block body 24 (a predetermined part of the cylinder head 2).
Since the waste gate valve (valve main body 11, valve arm 12, valve seat 36, bearing 37) built in the block body 24 is also cooled by the cooling water flowing through the cooling water passage 9, the cylinder head 2, the waste gate The temperature rise (overheating state) of the valve is suppressed.

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の内燃機関（エンジン）、特にターボ過給機の過給圧を制御するウェイストゲートバルブを備えた過給圧制御装置（内燃機関の過給圧制御装置）においては、エンジン本体のシリンダヘッド２の内部に、排気ポート集合部７を冷却するためのウォータジャケットと、このウォータジャケットから冷却水が循環供給される冷却水通路９と、ターボ過給機のタービンホイール３を迂回させるバイパス流路１０と、このバイパス流路１０を開閉するバルブ本体１１およびこのバルブ本体１１を支持固定するバルブアーム１２等を有するウェイストゲートバルブとを設けている。
ここで、シリンダヘッド２の冷却水通路９を流通する冷却水は、シリンダヘッド２のブロック体２４だけでなく、ウェイストゲートバルブを構成するバルブ本体１１、バルブアーム１２、バルブシート３６、ベアリング３７を適正温度以下に冷却することが可能となるものである。 [Effect of Example 1]
As described above, in the internal combustion engine (engine) of the present embodiment, in particular, in the supercharging pressure control device (supercharging pressure control device of the internal combustion engine) provided with the waste gate valve for controlling the supercharging pressure of the turbocharger. A water jacket for cooling the exhaust port assembly 7 in the cylinder head 2 of the engine body, a cooling water passage 9 through which cooling water is circulated and supplied from the water jacket, and a turbine wheel 3 of the turbocharger And a waste gate valve having a valve main body 11 that opens and closes the bypass flow path 10, a valve arm 12 that supports and fixes the valve main body 11, and the like.
Here, the cooling water flowing through the cooling water passage 9 of the cylinder head 2 includes not only the block body 24 of the cylinder head 2 but also the valve body 11, the valve arm 12, the valve seat 36, and the bearing 37 that constitute the waste gate valve. It becomes possible to cool below the proper temperature.

以上のようなシリンダヘッド２内蔵のウェイストゲートバルブの冷却構造によって、冷却水通路９を流通する冷却水からシリンダヘッド２のブロック体２４への熱伝導によってウェイストゲートバルブが効率良く冷却される。
これによって、各燃焼室より流出した高温の排気に晒され、高温の排気熱を受けることで、シリンダヘッド２のブロック体２４の内部に設けられるウェイストゲートバルブの温度がそれらの各部品の許容温度よりも上昇する不具合、つまりウェイストゲートバルブの温度上昇（過熱状態）を抑制することができる。あるいはウェイストゲートバルブの温度を許容温度以下に低減できる。つまりウェイストゲートバルブの温度が下がるので、ウェイストゲートバルブの構成材料として、高耐熱性金属（例えば高耐熱性ステンレス鋼等）よりも耐熱性が低く、安価な耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）を使用することが可能となり、ウェイストゲートバルブの製品コスト、延いては内燃機関（エンジン）全体の製品コストを低減することができる。 With the cooling structure of the waste gate valve built in the cylinder head 2 as described above, the waste gate valve is efficiently cooled by heat conduction from the cooling water flowing through the cooling water passage 9 to the block body 24 of the cylinder head 2.
As a result, the exhaust gas is exposed to the high-temperature exhaust gas flowing out from each combustion chamber and receives high-temperature exhaust heat, so that the temperature of the waste gate valve provided in the block body 24 of the cylinder head 2 becomes the allowable temperature of each of those components. Can be suppressed, that is, the temperature rise (overheated state) of the waste gate valve. Alternatively, the temperature of the waste gate valve can be reduced below the allowable temperature. In other words, since the temperature of the waste gate valve is lowered, the heat gate metal has a lower heat resistance than a high heat resistance metal (for example, high heat resistance stainless steel) as a constituent material of the waste gate valve (for example, a heat resistant aluminum alloy or a heat resistance). Steel, etc.) can be used, and the product cost of the waste gate valve, and hence the product cost of the entire internal combustion engine (engine) can be reduced.

また、ウェイストゲートバルブのバルブ本体１１の開弁時にウェイストゲートバルブだけでなく、冷却水通路９を流通する冷却水によってバイパス流路１０を流通する排気も効率良く冷却される。これにより、シリンダヘッド２からターボ過給機の排気通路を経て排気管の排気通路へ流入する排気の温度を低減できるので、シリンダヘッド２、ターボ過給機（タービンホイール３、タービンハウジング４等）およびウェイストゲートバルブの耐久性を向上することができる。
また、シリンダヘッド２のブロック体２４の結合端面にターボ過給機のタービンハウジング４を直接装着（直接締結）することにより、冷却水通路９を流通する冷却水によってターボ過給機が効率良く冷却される。これにより、ターボ過給機のタービンホイール３やタービンハウジング４の温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはターボ過給機のタービンホイール３やタービンハウジング４の温度（例えばタービンシャフト２５の軸受け部品（ベアリングやオイルシール等））を許容温度以下に低減できる。
この場合、ターボ過給機内の冷却媒体通路（および冷却ジャケット）を廃止できるので、ターボ過給機の体格（サイズ）を小型化（コンパクト化）することができる。 Further, when the valve body 11 of the waste gate valve is opened, not only the waste gate valve but also the exhaust gas flowing through the bypass flow path 10 is efficiently cooled by the cooling water flowing through the cooling water path 9. As a result, the temperature of the exhaust gas flowing from the cylinder head 2 through the exhaust passage of the turbocharger into the exhaust passage of the exhaust pipe can be reduced, so that the cylinder head 2, turbocharger (turbine wheel 3, turbine housing 4, etc.) In addition, the durability of the waste gate valve can be improved.
Further, the turbocharger is efficiently cooled by the cooling water flowing through the cooling water passage 9 by directly attaching (directly fastening) the turbine housing 4 of the turbocharger to the coupling end surface of the block body 24 of the cylinder head 2. Is done. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the turbine wheel 3 and the turbine housing 4 of the turbocharger can be suppressed, or the temperature of the turbine wheel 3 and the turbine housing 4 of the turbocharger (for example, a bearing component of the turbine shaft 25 ( Bearings, oil seals, etc.) can be reduced below the allowable temperature.
In this case, since the cooling medium passage (and the cooling jacket) in the turbocharger can be eliminated, the physique (size) of the turbocharger can be reduced (compact).

図６ないし図８は本発明の実施例２を示したもので、図６はシリンダヘッドの側面に装着されたアクチュエータを示した図で、図７および図８はシリンダヘッドに搭載されたターボ過給機とウェイストゲートバルブと排気制御バルブを示した図である。   FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows an actuator mounted on the side of the cylinder head. FIGS. 7 and 8 show turbochargers mounted on the cylinder head. It is the figure which showed the feeder, the waste gate valve, and the exhaust control valve.

本実施例のエンジン本体は、実施例１と同様に、シリンダブロックの上面にシリンダヘッド２が締結されている。このシリンダヘッド２のブロック体２４の結合端面上には、ターボ過給機のタービンハウジング４が複数の締結ボルトを用いて直接締結（直接搭載）されている。ターボ過給機のコンプレッサは、内部にコンプレッサホイールが配置されたコンプレッサハウジングを有している。また、ターボ過給機のタービンは、内部にタービンホイール３が配置されたタービンハウジング４を有している。
コンプレッサハウジングの内部には、複数の吸気ポート５に連通する吸気通路が形成されている。また、タービンハウジング４の内部には、排気ポート集合部７に連通する排気通路が形成されている。 In the engine body of the present embodiment, the cylinder head 2 is fastened to the upper surface of the cylinder block as in the first embodiment. On the coupling end surface of the block body 24 of the cylinder head 2, the turbine housing 4 of the turbocharger is directly fastened (directly mounted) using a plurality of fastening bolts. A turbocharger compressor has a compressor housing in which a compressor wheel is arranged. The turbine of the turbocharger has a turbine housing 4 in which a turbine wheel 3 is disposed.
An intake passage communicating with the plurality of intake ports 5 is formed in the compressor housing. An exhaust passage communicating with the exhaust port assembly 7 is formed inside the turbine housing 4.

シリンダヘッド２の内部には、複数の吸気ポート５および複数の排気ポート６が形成されている。また、シリンダヘッド２の内部には、全ての排気ポート６の下流端を１箇所に集合させた排気ポート集合部７が形成されている。この排気ポート集合部７には、バイパス流路１０および排気ポート出口流路５０が連通している。
バイパス流路１０は、実施例１と同様に、シリンダヘッド２の内部に形成されるバイパス流路孔３１〜３３、およびタービンハウジング４の内部に形成されるバイパス流路孔３４等により構成されている。なお、バイパス流路孔３４は、ターボ過給機の排気通路を兼ねている。
排気ポート出口流路５０は、排気ポート集合部７とターボ過給機の排気通路とを連通し、排気ポート集合部７内の排気を、排気ポート集合部７からターボ過給機の排気通路（排気入口通路２６、ホイール収容室２７、排気出口通路２８）へ導く排気出口流路である。 A plurality of intake ports 5 and a plurality of exhaust ports 6 are formed inside the cylinder head 2. Further, an exhaust port collecting portion 7 is formed in the cylinder head 2 in which the downstream ends of all the exhaust ports 6 are gathered in one place. The exhaust port assembly 7 communicates with the bypass channel 10 and the exhaust port outlet channel 50.
As in the first embodiment, the bypass flow path 10 includes bypass flow path holes 31 to 33 formed inside the cylinder head 2, a bypass flow path hole 34 formed inside the turbine housing 4, and the like. Yes. The bypass passage hole 34 also serves as an exhaust passage for the turbocharger.
The exhaust port outlet flow path 50 communicates the exhaust port collecting portion 7 with the exhaust passage of the turbocharger, and exhausts the exhaust port collecting portion 7 from the exhaust port collecting portion 7 to the exhaust passage of the turbocharger ( The exhaust outlet passage 26 leads to the exhaust inlet passage 26, the wheel accommodating chamber 27, and the exhaust outlet passage 28).

ここで、本実施例の排気ポート出口流路５０は、タービンホイール３の回転軸方向に２分割して設けられる２つの第１、第２出口流路５１、５２を有している。これらの第１、第２出口流路５１、５２は、シリンダヘッド２のブロック体２４に一体形成される隔壁５３で仕切られている。この隔壁５３には、排気制御バルブユニットにより開閉される流路孔５４が形成されている。この流路孔５４は、第１出口流路５１と第２出口流路５２とを連通するように隔壁５３を貫通すると共に、排気制御バルブユニットのバルブ本体１５により開口面積が変更される。また、流路孔５４は、タービンハウジング４の内部に形成されて、排気ポート集合部７とターボ過給機の排気通路（特に排気入口通路２６）とを連通する連通孔を構成する。
タービンハウジング４の内部には、ターボ過給機の排気通路（排気入口通路２６、ホイール収容室２７、排気出口通路２８）が形成されている。 Here, the exhaust port outlet flow path 50 of the present embodiment has two first and second outlet flow paths 51 and 52 that are divided into two in the rotational axis direction of the turbine wheel 3. The first and second outlet channels 51 and 52 are partitioned by a partition wall 53 that is integrally formed with the block body 24 of the cylinder head 2. The partition wall 53 is formed with a channel hole 54 that is opened and closed by an exhaust control valve unit. The channel hole 54 penetrates the partition wall 53 so as to communicate the first outlet channel 51 and the second outlet channel 52, and the opening area is changed by the valve body 15 of the exhaust control valve unit. The flow path hole 54 is formed inside the turbine housing 4 and constitutes a communication hole that communicates the exhaust port assembly 7 and the exhaust passage (particularly, the exhaust inlet passage 26) of the turbocharger.
Inside the turbine housing 4, an exhaust passage (exhaust inlet passage 26, wheel accommodating chamber 27, exhaust outlet passage 28) of the turbocharger is formed.

ここで、本実施例の排気入口通路２６は、各排気ポート６から排気ポート集合部７内に流入した排気を、排気ポート出口流路５０からホイール収容室２７へ導く排気通路である。排気入口通路２６は、タービンホイール３の回転軸方向に２分割して設けられて、２つの第１、第２出口流路５１、５２にそれぞれ連通する２つの第１、第２入口通路５５、５６を有している。これらの第１、第２入口通路５５、５６は、タービンハウジング４に一体形成される隔壁５７で仕切られている。
そして、第１入口通路５５は、渦巻き状の第１スクロール部を形成し、また、第２入口通路５６は、渦巻き状の第２スクロール部を形成している。
ホイール収容室２７と排気出口通路２８は、実施例１と同様な構造を備えている。 Here, the exhaust inlet passage 26 of the present embodiment is an exhaust passage that guides the exhaust gas flowing into the exhaust port assembly 7 from each exhaust port 6 from the exhaust port outlet flow channel 50 to the wheel accommodating chamber 27. The exhaust inlet passage 26 is divided into two in the rotational axis direction of the turbine wheel 3 and is connected to two first and second outlet passages 51 and 52, respectively. 56. These first and second inlet passages 55 and 56 are partitioned by a partition wall 57 formed integrally with the turbine housing 4.
The first inlet passage 55 forms a spiral first scroll portion, and the second inlet passage 56 forms a spiral second scroll portion.
The wheel housing chamber 27 and the exhaust outlet passage 28 have the same structure as that of the first embodiment.

本実施例のシリンダヘッド２の内部には、直列配置されるバイパス流路孔３１〜３４等により構成されるバイパス流路１０を流れる排気の流量を開閉動作により制御するウェイストゲートバルブと、並列配置される２つの第１、第２出口流路５１、５２等により構成される排気ポート出口流路５０を流れる排気の流量を開閉動作により制御する排気制御バルブユニット（流路切替バルブ：以下排気制御バルブと略す）とが搭載されている。
また、シリンダヘッド２には、実施例１と同様に、ウェイストゲートバルブを駆動するロッド１４を有するアクチュエータ１３が搭載されている。
ウェイストゲートバルブは、実施例１と同様に、バルブ本体１１、バルブアーム１２、バルブシート３６およびベアリング３７等により構成されている。ここで、ウェイストゲートバルブのバルブ本体１１は、排気制御バルブの開閉状態に対して独立してエンジン回転速度または目標過給圧に応じて開閉制御される。 In the cylinder head 2 of this embodiment, a waste gate valve that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage 10 constituted by the bypass passage holes 31 to 34 and the like arranged in series by an opening / closing operation, and a parallel arrangement An exhaust control valve unit (channel switching valve: hereinafter referred to as exhaust control) that controls the flow rate of exhaust gas flowing through the exhaust port outlet channel 50 constituted by the two first and second outlet channels 51, 52, etc. (Abbreviated as a valve).
Further, similarly to the first embodiment, an actuator 13 having a rod 14 for driving a waste gate valve is mounted on the cylinder head 2.
As in the first embodiment, the waste gate valve includes the valve body 11, the valve arm 12, the valve seat 36, the bearing 37, and the like. Here, the valve body 11 of the waste gate valve is controlled to open and close according to the engine speed or the target boost pressure independently of the open / close state of the exhaust control valve.

また、シリンダヘッド２の一側面には、排気制御バルブの弁体であるバルブ本体１５および排気制御バルブの弁軸であるバルブアーム１６を駆動するアクチュエータ１７が搭載されている。このアクチュエータ１７は、バルブアーム１６を介してバルブ本体１５を駆動するロッド１８を有し、このロッド１８をその軸線方向に往復移動させるバルブ駆動装置である。また、アクチュエータ１７は、電力の供給を受けて駆動力（モータトルク）を発生する電動モータ、この電動モータの回転を減速する減速機構、およびこの減速機構の回転運動をロッド１８の往復直線運動に変換する変換機構を含んで構成される電動アクチュエータである。
なお、電動モータは、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。 On one side of the cylinder head 2, an actuator 17 that drives a valve body 15 that is a valve body of an exhaust control valve and a valve arm 16 that is a valve shaft of the exhaust control valve is mounted. The actuator 17 has a rod 18 that drives the valve body 15 via the valve arm 16 and is a valve driving device that reciprocates the rod 18 in the axial direction thereof. The actuator 17 receives an electric power supply to generate a driving force (motor torque), a reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor, and a rotational movement of the reduction mechanism to a reciprocating linear movement of the rod 18. An electric actuator including a conversion mechanism for conversion.
The electric motor is electrically connected to a battery mounted on a vehicle such as an automobile via a motor drive circuit that is electronically controlled by an ECU (engine control unit).

アクチュエータ１７は、金属製のブラケット５８を介して、シリンダヘッド２の一側面にアクチュエータ１３と一緒に搭載されている。ブラケット５８は、Ｌ字状に形成されている。このブラケット５８は、アクチュエータ１３、１７を保持すると共に、シリンダヘッド２の一側面上に複数の締結ボルト等を用いて締結されている。このように、アクチュエータ１３、１７が、ブラケット５８によりシリンダヘッド２の一側面に一緒に固定される（取り付けられる）。
ロッド１８は、入力部および出力部を有し、シリンダヘッド２の外側面に沿うように設置されている。ロッド１８の入力部は、アクチュエータ１７の変換機構に連結されている。ロッド１８の出力部には、ヒンジピン６１が嵌合する嵌合孔が形成されている。
リンク機構は、金属または合成樹脂により形成されており、シリンダヘッド２の外部に露出して配置されたリンクアーム６２等を有している。このリンクアーム６２は、入力部および出力部を有し、シリンダヘッド２の外側面に沿うように設置されている。
リンクアーム６２の入力部には、ヒンジピン６１が挿入される丸穴形状の嵌合孔が形成されている。この嵌合孔を、ヒンジピン６１の長穴方向への移動を許容する長円形状または楕円形状の長穴としても良い。また、リンクアーム６２の出力部には、排気制御バルブのバルブアーム１６に固定されたヒンジピン６３が嵌合する嵌合孔が形成されている。 The actuator 17 is mounted together with the actuator 13 on one side of the cylinder head 2 via a metal bracket 58. The bracket 58 is formed in an L shape. The bracket 58 holds the actuators 13 and 17 and is fastened on one side surface of the cylinder head 2 using a plurality of fastening bolts or the like. In this way, the actuators 13 and 17 are fixed (attached) to one side surface of the cylinder head 2 by the bracket 58.
The rod 18 has an input part and an output part, and is installed along the outer surface of the cylinder head 2. The input portion of the rod 18 is connected to the conversion mechanism of the actuator 17. A fitting hole into which the hinge pin 61 is fitted is formed in the output portion of the rod 18.
The link mechanism is made of metal or synthetic resin, and has a link arm 62 and the like that are exposed to the outside of the cylinder head 2. The link arm 62 has an input part and an output part, and is installed along the outer surface of the cylinder head 2.
The input portion of the link arm 62 is formed with a round hole-shaped fitting hole into which the hinge pin 61 is inserted. The fitting hole may be an elliptical or elliptical elongated hole that allows the hinge pin 61 to move in the elongated hole direction. Further, a fitting hole into which a hinge pin 63 fixed to the valve arm 16 of the exhaust control valve is fitted is formed in the output portion of the link arm 62.

排気制御バルブは、排気ポート出口流路５０、特に隔壁５３に形成される流路孔５４を開閉するバルブ本体１５、このバルブ本体１５を開閉動作させるバルブアーム１６、流路孔５４の開口周縁に設けられたバルブシート（図示せず）、およびバルブアーム１６を回転方向に摺動自在に支持するベアリング（図示せず）等により構成されている。
エンジン本体が全負荷運転時の低速運転時には、図７に示したように、排気制御バルブのバルブ本体１５がバルブシートに着座して流路孔５４を閉鎖する全閉状態となる。また、エンジン本体の中速運転時には、図８に示したように、バルブ本体１５がバルブシートより離脱して流路孔５４を開放する開弁状態となる。このとき、エンジン回転速度またはターボ過給機の過給圧に対応してバルブ本体１５の開度が全閉開度から中間開度まで開度制御される。また、エンジン本体の高速運転時には、バルブ本体１５が更に開弁して、エンジン回転速度またはターボ過給機の過給圧に対応してバルブ本体１５の開度が中間開度から全開開度まで開度制御される。さらに、エンジン本体の高速運転時には、ウェイストゲートバルブのバルブ本体１１の開弁制御も実施して、ターボ過給機の過給圧をエンジン本体の運転状況に応じて最適化することができる。 The exhaust control valve includes a valve main body 15 that opens and closes an exhaust port outlet flow channel 50, particularly a flow channel hole 54 formed in the partition wall 53, a valve arm 16 that opens and closes the valve main body 15, and an opening peripheral edge of the flow channel hole 54. It comprises a valve seat (not shown) provided, a bearing (not shown) that supports the valve arm 16 so as to be slidable in the rotational direction, and the like.
When the engine main body is operated at a low speed during full load operation, as shown in FIG. 7, the valve main body 15 of the exhaust control valve is seated on the valve seat and is in a fully closed state in which the flow path hole 54 is closed. Further, during the middle speed operation of the engine body, as shown in FIG. 8, the valve body 15 is separated from the valve seat, and the valve hole 54 is opened. At this time, the opening degree of the valve body 15 is controlled from the fully closed opening degree to the intermediate opening degree in accordance with the engine speed or the supercharging pressure of the turbocharger. Further, during high-speed operation of the engine body, the valve body 15 is further opened, and the opening of the valve body 15 is changed from an intermediate opening to a fully opened opening corresponding to the engine speed or the turbocharging pressure of the turbocharger. The opening degree is controlled. Furthermore, during high-speed operation of the engine main body, valve opening control of the valve main body 11 of the waste gate valve can also be performed, so that the supercharging pressure of the turbocharger can be optimized according to the operating condition of the engine main body.

そして、バルブ本体１５は、ウェイストゲートバルブのバルブ本体１１と同様な構造を備えている。また、バルブアーム１６は、ウェイストゲートバルブのバルブアーム１２と同様な構造を備えている。また、バルブシートは、ウェイストゲートバルブのバルブシート３６と同様な構造を備えている。また、ベアリングは、ウェイストゲートバルブのベアリング３７と同様な構造を備えている。
また、シリンダヘッド２の内部には、複数の吸気ポート５、複数の排気ポート６、排気ポート集合部７を冷却するための冷却水ジャケット（ウォータジャケット）が形成されている。また、シリンダヘッド２の内部には、ウェイストゲートバルブおよび排気制御バルブの近傍、特にバルブ本体１１、１５、バルブアーム１２、１６、バルブシート３６およびベアリング３７の近傍に、例えば排気ポート集合部側ウォータジャケットに連通する冷却媒体通路（冷却水通路９：図５参照）が形成されている。
そして、冷却水入口からシリンダヘッド２の内部に流入した冷却水は、それぞれのウォータジャケットに分流し、各部位を冷却した後に合流して冷却水出口から外部へ排出される。 The valve body 15 has the same structure as the valve body 11 of the waste gate valve. The valve arm 16 has the same structure as the valve arm 12 of the waste gate valve. Further, the valve seat has the same structure as the valve seat 36 of the waste gate valve. The bearing has the same structure as the bearing 37 of the waste gate valve.
In addition, a cooling water jacket (water jacket) for cooling the plurality of intake ports 5, the plurality of exhaust ports 6, and the exhaust port assembly 7 is formed in the cylinder head 2. Further, in the cylinder head 2, for example, in the vicinity of the waste gate valve and the exhaust control valve, particularly in the vicinity of the valve main bodies 11 and 15, the valve arms 12 and 16, the valve seat 36 and the bearing 37, for example, the exhaust port collecting side water A cooling medium passage (cooling water passage 9: see FIG. 5) communicating with the jacket is formed.
And the cooling water which flowed into the inside of the cylinder head 2 from the cooling water inlet is diverted to each water jacket, and after cooling each site | part, it joins and is discharged | emitted outside from a cooling water outlet.

以上のように、本実施例の内燃機関（エンジン）、特にターボ過給機の過給圧を制御するウェイストゲートバルブと排気制御バルブを備えた過給圧制御装置においては、エンジン本体のシリンダヘッド２の内部に、排気ポート集合部７を冷却するためのウォータジャケットと、このウォータジャケットから冷却水が循環供給される冷却水通路９と、ターボ過給機のタービンホイール３を迂回させるバイパス流路１０と、このバイパス流路１０を開閉するバルブ本体１１およびこのバルブ本体１１を支持固定するバルブアーム１２等を有するウェイストゲートバルブと、２つの第１、第２出口流路５１、５２に分割されたぶ排気ポート出口流路５０と、第１出口流路５１と第２出口流路５２とを連通する流路孔５４を開閉するバルブ本体１５およびこのバルブ本体１５を支持固定するバルブアーム１６等を有する排気制御バルブとを設けている。
ここで、シリンダヘッド２の冷却水通路９を流通する冷却水は、シリンダヘッド２のブロック体２４だけでなく、ウェイストゲートバルブおよび排気制御バルブを構成するバルブ本体１１、１５、バルブアーム１２、１６、バルブシート３６、ベアリング３７を適正温度以下に冷却することが可能となるものである。 As described above, in the supercharging pressure control apparatus including the waste gate valve and the exhaust control valve for controlling the supercharging pressure of the internal combustion engine (engine) of the present embodiment, particularly the turbocharger, the cylinder head of the engine body 2, a water jacket for cooling the exhaust port collecting portion 7, a cooling water passage 9 through which cooling water is circulated and supplied from the water jacket, and a bypass passage for bypassing the turbine wheel 3 of the turbocharger 10, a waste gate valve having a valve body 11 that opens and closes the bypass passage 10, a valve arm 12 that supports and fixes the valve body 11, and two first and second outlet passages 51 and 52. The valve body 15 that opens and closes the flow passage hole 54 that connects the exhaust port outlet flow channel 50, the first outlet flow channel 51, and the second outlet flow channel 52 is considered. Beauty is provided an exhaust control valve having a valve arm 16 or the like for supporting and fixing the valve body 15.
Here, the cooling water flowing through the cooling water passage 9 of the cylinder head 2 is not only the block body 24 of the cylinder head 2 but also the valve bodies 11 and 15 and the valve arms 12 and 16 constituting the waste gate valve and the exhaust control valve. The valve seat 36 and the bearing 37 can be cooled below the appropriate temperature.

以上のようなシリンダヘッド２内蔵のウェイストゲートバルブの冷却構造によって、冷却水通路９を流通する冷却水からシリンダヘッド２のブロック体２４への熱伝導によってウェイストゲートバルブが効率良く冷却される。
これによって、各燃焼室より流出した高温の排気に晒され、高温の排気熱を受けることで、シリンダヘッド２のブロック体２４の内部に設けられるウェイストゲートバルブや排気制御バルブの温度がそれらの各部品の許容温度よりも上昇する不具合、つまりウェイストゲートバルブや排気制御バルブの温度上昇（過熱状態）を抑制することができる。あるいはウェイストゲートバルブや排気制御バルブの温度を許容温度以下に低減できる。つまりウェイストゲートバルブや排気制御バルブの温度が下がるので、ウェイストゲートバルブや排気制御バルブの構成材料として、高耐熱性金属（例えば高耐熱性ステンレス鋼等）よりも耐熱性が低く、安価な耐熱性金属（例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等）を使用することが可能となり、ウェイストゲートバルブや排気制御バルブの製品コスト、延いては内燃機関（エンジン）全体の製品コストを低減することができる。 With the cooling structure of the waste gate valve built in the cylinder head 2 as described above, the waste gate valve is efficiently cooled by heat conduction from the cooling water flowing through the cooling water passage 9 to the block body 24 of the cylinder head 2.
As a result, the exhaust gas is exposed to the high-temperature exhaust gas flowing out from each combustion chamber and receives high-temperature exhaust heat, so that the temperature of the waste gate valve and the exhaust control valve provided in the block body 24 of the cylinder head 2 is changed to the temperature of each of them. A problem that the temperature rises above the allowable temperature of the component, that is, a temperature rise (overheating state) of the waste gate valve or the exhaust control valve can be suppressed. Alternatively, the temperature of the waste gate valve or the exhaust control valve can be reduced below the allowable temperature. In other words, because the temperature of the waste gate valve and the exhaust control valve is lowered, the heat gate is less heat-resistant than the high heat-resistant metal (for example, high heat-resistant stainless steel) as the constituent material of the waste gate valve and the exhaust control valve. A metal (for example, a heat-resistant aluminum alloy or a heat-resistant steel) can be used, and the product cost of the waste gate valve and the exhaust control valve, and further the product cost of the entire internal combustion engine (engine) can be reduced.

また、ウェイストゲートバルブと排気制御バルブの開弁時に排気制御バルブとウェイストゲートバルブだけでなく、シリンダヘッド２の冷却水通路９を流通する冷却水によってバイパス流路１０および排気ポート出口流路５０を流通する排気も効率良く冷却できるので、これにより、シリンダヘッド２からターボ過給機の排気通路を経て排気管の排気通路へ流入する排気の温度を低減できるので、シリンダヘッド２、ターボ過給機（タービンホイール３、タービンハウジング４等）、ウェイストゲートバルブおよび排気制御バルブの耐久性を向上することができる。
また、シリンダヘッド２のブロック体２４の結合端面にターボ過給機のタービンハウジング４を直接装着（直接締結）することにより、冷却水通路９を流通する冷却水によってターボ過給機が効率良く冷却される。これにより、ターボ過給機のタービンホイール３やタービンハウジング４の温度上昇（過熱状態）を抑制できる、あるいはターボ過給機のタービンホイール３やタービンハウジング４の温度（例えばタービンシャフト２５の軸受け部品（ベアリングやオイルシール等））を許容温度以下に低減できる。
この場合、ターボ過給機内の冷却媒体通路（および冷却ジャケット）を廃止できるので、ターボ過給機の体格（サイズ）を小型化（コンパクト化）することができる。 Further, when the waste gate valve and the exhaust control valve are opened, not only the exhaust control valve and the waste gate valve but also the bypass flow path 10 and the exhaust port outlet flow path 50 are set by the cooling water flowing through the cooling water path 9 of the cylinder head 2. Since the circulating exhaust can be efficiently cooled, the temperature of the exhaust flowing from the cylinder head 2 through the exhaust passage of the turbocharger into the exhaust passage of the exhaust pipe can be reduced, so that the cylinder head 2 and the turbocharger can be reduced. The durability of the turbine wheel 3, the turbine housing 4, etc., the waste gate valve and the exhaust control valve can be improved.
Further, the turbocharger is efficiently cooled by the cooling water flowing through the cooling water passage 9 by directly attaching (directly fastening) the turbine housing 4 of the turbocharger to the coupling end surface of the block body 24 of the cylinder head 2. Is done. Thereby, the temperature rise (overheating state) of the turbine wheel 3 and the turbine housing 4 of the turbocharger can be suppressed, or the temperature of the turbine wheel 3 and the turbine housing 4 of the turbocharger (for example, a bearing component of the turbine shaft 25 ( Bearings, oil seals, etc.) can be reduced below the allowable temperature.
In this case, since the cooling medium passage (and the cooling jacket) in the turbocharger can be eliminated, the physique (size) of the turbocharger can be reduced (compact).

図９は本発明の実施例３を示したもので、図９はシリンダヘッドの側面に直接装着されたアクチュエータを示した図である。   FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows an actuator mounted directly on the side surface of the cylinder head.

本実施例のシリンダヘッド２の一側面には、ウェイストゲートバルブのバルブアーム１２を介してバルブ本体１１を駆動する電動モータを含んで構成されるアクチュエータ１３と、排気制御バルブのバルブアーム１６を介してバルブ本体１５を駆動する電動モータを含んで構成されるアクチュエータ１７とが直接搭載（直接装着）されている。
これによって、冷却水通路９に循環供給された冷却水によってアクチュエータ１３、１７が効率良く冷却される。これにより、アクチュエータ１３、１７の温度を低減できるので、各燃焼室より流出した高温の排気に晒され、高温の排気熱を受けることで、アクチュエータ１３、１７が過熱する不具合の発生を阻止することができる。
したがって、アクチュエータ１３、１７の構成材料として、高耐熱性の金属材料よりも耐熱性が低く、安価な材料を使用することが可能となるので、アクチュエータ１３、１７の製品コスト、延いては内燃機関（エンジン）全体の製品コストを低減することができる。 On one side of the cylinder head 2 of the present embodiment, an actuator 13 including an electric motor that drives the valve main body 11 via a valve arm 12 of a wastegate valve and a valve arm 16 of an exhaust control valve are provided. The actuator 17 including an electric motor for driving the valve body 15 is directly mounted (directly mounted).
As a result, the actuators 13 and 17 are efficiently cooled by the cooling water circulated and supplied to the cooling water passage 9. As a result, the temperature of the actuators 13 and 17 can be reduced, so that the actuators 13 and 17 can be prevented from overheating by being exposed to high-temperature exhaust gas flowing out from the combustion chambers and receiving high-temperature exhaust heat. Can do.
Therefore, it is possible to use an inexpensive material having lower heat resistance than that of a metal material having high heat resistance as a constituent material of the actuators 13, 17. (Engine) The overall product cost can be reduced.

［変形例］
本実施例では、バルブユニット（例えばウェイストゲートバルブまたは排気制御バルブの構成部品）を冷却する冷却媒体として、シリンダヘッド２を冷却するための冷却水ジャケット（ウォータジャケット）に連通する冷却水通路９を流通する冷却水（冷却水通路９に循環供給されるエンジン冷却水）を用いているが、バルブユニット（バルブの構成部品）を冷却する冷却媒体として、シリンダヘッド２に設けられる冷却ジャケット（冷却媒体通路）を流通する冷却油、冷却オイル、冷却風等の他の冷却媒体を用いても良い。
本実施例（実施例２及び３）では、シリンダヘッド２の内部に排気制御バルブとウェイストゲートバルブを搭載しているが、シリンダヘッド２の内部にウェイストゲートバルブまたは排気制御バルブのうちの何れか一方のバルブを搭載し、タービンハウジング４の内部にウェイストゲートバルブまたは排気制御バルブのうちの何れか他方のバルブを搭載しても良い。 [Modification]
In this embodiment, a cooling water passage 9 communicating with a cooling water jacket (water jacket) for cooling the cylinder head 2 is used as a cooling medium for cooling a valve unit (for example, a component of a waste gate valve or an exhaust control valve). Although circulating cooling water (engine cooling water circulated and supplied to the cooling water passage 9) is used, a cooling jacket (cooling medium) provided in the cylinder head 2 is used as a cooling medium for cooling the valve unit (component parts of the valve). You may use other cooling media, such as cooling oil which circulates a passage), cooling oil, cooling air, etc.
In this embodiment (embodiments 2 and 3), an exhaust control valve and a waste gate valve are mounted inside the cylinder head 2, but either the waste gate valve or the exhaust control valve is installed inside the cylinder head 2. One valve may be mounted, and either the waste gate valve or the exhaust control valve may be mounted inside the turbine housing 4.

本実施例では、バルブの構成部品であるバルブユニットを、バルブ本体１１、１５、バルブアーム１２、１６、バルブシート３６、ベアリング３７等により構成しているが、バルブユニットを、バルブ本体のみで構成しても良い。また、バルブユニットを、バルブ本体と、これを支持するシャフト（回転軸、バルブアーム）により構成しても良い。また、バルブユニットを、バルブ本体と、これが着座可能なシート部により構成しても良い。また、バルブユニットを、バルブ本体と、これを支持するシャフト（回転軸、バルブアーム）と、このシャフトを回転方向（または軸線方向）に摺動自在に支持する軸受け部により構成しても良い。
なお、エンジン本体として、複数の気筒（シリンダボア）を有するシリンダブロック、およびこのシリンダブロックの結合端面上に締結されて、上記の排気集合部を一体形成したシリンダヘッド等を有するエンジン本体（多気筒ディーゼルエンジン、多気筒ガソリンエンジン）を使用することが可能となる。
また、バルブ本体１１、１５の構造として、バタフライ型バルブ、ポペット型バルブ、スプール型バルブ等を採用しても良い。 In this embodiment, the valve unit which is a component part of the valve is constituted by the valve main bodies 11 and 15, the valve arms 12 and 16, the valve seat 36, the bearing 37, etc., but the valve unit is constituted only by the valve main body. You may do it. Moreover, you may comprise a valve unit by the valve main body and the shaft (rotating shaft, valve arm) which supports this. Moreover, you may comprise a valve unit by the valve | bulb main body and the seat part which this can seat. Further, the valve unit may be constituted by a valve main body, a shaft (rotary shaft, valve arm) that supports the valve body, and a bearing portion that slidably supports the shaft in the rotational direction (or the axial direction).
As an engine body, an engine body (multi-cylinder diesel engine) having a cylinder block having a plurality of cylinders (cylinder bores) and a cylinder head etc. fastened on the coupling end face of the cylinder block and integrally forming the exhaust collecting portion. Engine, multi-cylinder gasoline engine) can be used.
Further, as the structure of the valve bodies 11 and 15, a butterfly type valve, a poppet type valve, a spool type valve or the like may be adopted.

１ シリンダボア（気筒）
２ シリンダヘッド
３ タービンホイール（ターボ過給機）
４ タービンハウジング（ターボ過給機）
５ 吸気ポート
６ 排気ポート
７ 排気ポート集合部
８ 排気ポート出口流路
９ シリンダヘッドの冷却水通路（冷却媒体通路）
１０ バイパス流路
１１ ウェイストゲートバルブ（バルブユニット）のバルブ本体（弁体）
１２ ウェイストゲートバルブ（バルブユニット）のバルブアーム（弁軸）
１３ アクチュエータ
１４ アクチュエータのロッド
１５ 排気制御バルブ（バルブユニット）のバルブ本体（弁体）
１６ 排気制御バルブ（バルブユニット）のバルブアーム（弁軸）
１７ アクチュエータ
１８ アクチュエータのロッド
２６ タービンハウジングの排気入口通路（ターボ過給機の排気通路）
２７ タービンハウジングのホイール収容室（ターボ過給機の排気通路、中空部）
２８ タービンハウジングの排気出口通路（ターボ過給機の排気通路）
３１ シリンダヘッドのバイパス流路孔（第１連通孔）
３２ シリンダヘッドのバイパス流路孔（第２連通孔）
３３ シリンダヘッドのバイパス流路孔（第３連通孔）
３４ タービンハウジングのバイパス流路孔（第４連通孔）
３６ ウェイストゲートバルブのバルブシート（シート部）
３７ ウェイストゲートバルブのベアリング（軸受け部）
５０ 排気ポート出口流路
５１ 第１出口流路
５２ 第２出口流路
５４ シリンダヘッドの流路孔（連通孔）
５５ 第１入口通路
５６ 第２入口通路 1 Cylinder bore (cylinder)
2 Cylinder head 3 Turbine wheel (turbocharger)
4 Turbine housing (turbocharger)
5 Intake port 6 Exhaust port 7 Exhaust port collecting part 8 Exhaust port outlet flow path 9 Cylinder head coolant passage (cooling medium passage)
10 Bypass passage 11 Valve body (valve element) of waste gate valve (valve unit)
12 Valve arm (valve shaft) of waste gate valve (valve unit)
13 Actuator 14 Actuator rod 15 Valve body (valve element) of exhaust control valve (valve unit)
16 Valve arm (valve shaft) of exhaust control valve (valve unit)
17 Actuator 18 Actuator rod 26 Exhaust inlet passage of turbine housing (exhaust passage of turbocharger)
27 Wheel housing chamber of turbine housing (exhaust passage and hollow part of turbocharger)
28 Exhaust outlet passage of turbine housing (exhaust passage of turbocharger)
31 Cylinder head bypass passage hole (first communication hole)
32 Cylinder head bypass passage hole (second communication hole)
33 Cylinder head bypass passage hole (third communication hole)
34 Bypass passage hole (fourth communication hole) of turbine housing
36 Valve seat (seat part) of waste gate valve
37 Wastegate valve bearing (bearing)
50 Exhaust port outlet channel 51 First outlet channel 52 Second outlet channel 54 Cylinder head channel hole (communication hole)
55 1st entrance passage 56 2nd entrance passage

Claims (7)

（ａ）複数の燃焼室にそれぞれ連通する複数の排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッドを有するエンジン本体と、
（ｂ）前記シリンダヘッドに装着されて、前記排気集合部に連通する排気通路を一体形成したタービンハウジングを有するターボ過給機と
を備えた内燃機関において、
前記シリンダヘッドには、前記排気集合部と前記排気通路とを連通し、前記排気集合部から前記排気通路へ排気を導く流路、この流路を流れる排気を制御するバルブユニット、およびこのバルブユニットを冷却する冷却媒体が流通する冷却媒体通路が設けられており、
前記シリンダヘッドの内部には、前記バルブユニットが搭載されており、
前記流路は、前記シリンダヘッドの内部に形成されて、前記排気集合部と前記排気通路とを連通する連通孔を有し、
前記バルブユニットは、前記連通孔を開閉するバルブ本体、このバルブ本体を開閉動作させるアーム、前記連通孔の開口周縁に設けられて前記バルブ本体が着座可能なシート部、および前記アームを摺動自在に支持する軸受け部を有し、
前記エンジン本体は、少なくとも前記シリンダヘッドを冷却するための冷却ジャケットを有し、
前記冷却媒体通路は、前記シート部の近傍または前記軸受け部の近傍に設けられて、前記冷却ジャケットに連通していることを特徴とする内燃機関。 (A) an engine body having a cylinder head integrally formed with an exhaust collecting portion in which a plurality of exhaust ports communicating with a plurality of combustion chambers are gathered;
(B) In an internal combustion engine comprising a turbocharger having a turbine housing attached to the cylinder head and integrally forming an exhaust passage communicating with the exhaust collecting portion.
The cylinder head is connected to the exhaust collecting portion and the exhaust passage, and a passage for guiding exhaust from the exhaust collecting portion to the exhaust passage, a valve unit for controlling the exhaust flowing through the passage, and the valve unit A cooling medium passage through which a cooling medium for cooling the liquid flows is provided ,
The valve unit is mounted inside the cylinder head,
The flow path is formed inside the cylinder head, and has a communication hole that communicates the exhaust collecting portion and the exhaust passage.
The valve unit includes a valve main body that opens and closes the communication hole, an arm that opens and closes the valve main body, a seat portion that is provided at an opening peripheral edge of the communication hole and on which the valve main body can be seated, and the arm is slidable. Has a bearing part to support,
The engine body has a cooling jacket for cooling at least the cylinder head,
The internal combustion engine , wherein the cooling medium passage is provided in the vicinity of the seat portion or in the vicinity of the bearing portion and communicates with the cooling jacket . 請求項１に記載の内燃機関において、
前記シリンダヘッドの内部には、前記冷却媒体通路が形成されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine , wherein the cooling medium passage is formed in the cylinder head. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関において、
前記シリンダヘッドの側面には、前記ターボ過給機が直接装着されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The internal combustion engine , wherein the turbocharger is directly attached to a side surface of the cylinder head . 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記バルブ本体を駆動するロッドを有し、このロッドをその軸線方向に往復移動させるアクチュエータを備え、
前記シリンダヘッドの側面には、前記アクチュエータが装着されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
A rod for driving the valve body, and an actuator for reciprocating the rod in its axial direction;
An internal combustion engine , wherein the actuator is mounted on a side surface of the cylinder head . 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記バルブ本体を駆動する電動モータを有するアクチュエータを備え、
前記シリンダヘッドの側面には、前記アクチュエータが直接装着されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
An actuator having an electric motor for driving the valve body;
An internal combustion engine , wherein the actuator is directly mounted on a side surface of the cylinder head . 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記ターボ過給機は、前記排気通路の途中に配置されるタービンホイールを有し、
前記排気通路は、前記タービンホイールよりも排気流方向の下流側に排気出口通路を有し、
前記流路は、前記排気集合部内の排気を前記タービンホイールを迂回して前記排気出口通路へ導くバイパス流路を有し、
前記バルブユニットとは、前記バイパス流路を流れる排気の流量を開閉動作により制御するウェイストゲートバルブのことであることを特徴とする内燃機関。 In the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The turbocharger has a turbine wheel arranged in the middle of the exhaust passage,
The exhaust passage has an exhaust outlet passage downstream of the turbine wheel in the exhaust flow direction,
The flow path has a bypass flow path that guides exhaust in the exhaust collecting portion to the exhaust outlet path, bypassing the turbine wheel,
The internal combustion engine , wherein the valve unit is a waste gate valve that controls a flow rate of exhaust gas flowing through the bypass flow path by an opening / closing operation . 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記ターボ過給機は、前記排気通路の途中に配置されるタービンホイールを有し、
前記排気通路は、前記タービンホイールよりも排気流方向の上流側に排気入口通路を有し、
前記排気入口通路は、前記タービンホイールの回転軸方向に２分割して設けられる２つの第１、第２入口通路を有し、
前記流路は、前記排気集合部内の排気を前記排気入口通路へ導く排気出口流路を有し、 前記排気出口流路は、前記タービンホイールの回転軸方向に２分割して設けられて、前記２つの第１、第２入口通路にそれぞれ連通する２つの第１、第２出口流路を有し、
前記バルブユニットとは、前記２つの第１、第２出口流路を流れる排気の流量を開閉動作により制御する排気制御バルブのことであることを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine according to any one of claims 1 to claim 6,
The turbocharger has a turbine wheel arranged in the middle of the exhaust passage,
The exhaust passage has an exhaust inlet passage upstream of the turbine wheel in the exhaust flow direction,
The exhaust inlet passage has two first and second inlet passages that are divided into two in the rotational axis direction of the turbine wheel,
The flow path has an exhaust outlet flow path that guides exhaust in the exhaust collecting portion to the exhaust inlet passage, and the exhaust outlet flow path is divided into two in the direction of the rotation axis of the turbine wheel, Having two first and second outlet channels respectively communicating with the two first and second inlet passages;
The internal combustion engine , wherein the valve unit is an exhaust control valve that controls the flow rate of exhaust gas flowing through the two first and second outlet channels by an opening / closing operation .
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