JP5587380B2 - Cylinder head water jacket structure - Google Patents

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Description

本発明は、シリンダヘッドのウォータージャケット構造に関し、特に、複数の排気ポートを集合させる排気集合部を一体形成したシリンダヘッドのウォータージャケット構造に関する。   The present invention relates to a water jacket structure for a cylinder head, and more particularly to a water jacket structure for a cylinder head in which an exhaust collecting portion for collecting a plurality of exhaust ports is integrally formed.

シリンダヘッドとして、複数の燃焼室から延びる複数の排気ポートを集合させる排気集合部を一体形成したものが知られている。このようなシリンダヘッドでは、高温になり易い排気集合部を十分に冷却するため、燃焼室を冷却する燃焼室用ウォータージャケットの他に、排気ポート及び排気集合部を冷却する排気用ウォータージャケットが設けられている。   2. Description of the Related Art As a cylinder head, one in which an exhaust collecting portion that collects a plurality of exhaust ports extending from a plurality of combustion chambers is integrally formed is known. In such a cylinder head, an exhaust water jacket for cooling the exhaust port and the exhaust collecting portion is provided in addition to the combustion chamber water jacket for cooling the combustion chamber in order to sufficiently cool the exhaust collecting portion that is likely to become high temperature. It has been.

また、シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面には、排気用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる開口部及び燃焼室用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる開口部が形成されると共に、開口部から排出される冷却液をラジエータやヒーターなどへ供給するウォーターアウトレットが取り付けられている。複数の開口部は、一側面の幅方向に所定間隔離間して形成され、ウォーターアウトレットの内部には、複数の開口部から排出される冷却液が合流する単一の空間部が形成されている(例えば、特許文献1参照)。   Further, an opening serving as an outlet for the coolant flowing in the exhaust water jacket and an opening serving as an outlet for the coolant flowing in the combustion chamber water jacket are formed on one side surface of the cylinder head in the cylinder row direction. In addition, a water outlet for supplying the coolant discharged from the opening to a radiator, a heater, or the like is attached. The plurality of openings are formed at a predetermined interval in the width direction of one side surface, and a single space where the coolant discharged from the plurality of openings joins is formed inside the water outlet. (For example, refer to Patent Document 1).

特許第4337851号公報Japanese Patent No. 4337851

しかし、特許文献1に記載された空間部は、一側面の幅方向に沿って略一定の縦断面積に形成されているため、排気用ウォータージャケットから流入した冷却液と燃焼室用ウォータージャケットから流入した冷却液が空間部内で衝突しやすくなってしまい、空間部内における冷却液の流れが乱れる。そのため、冷却液が空間部内に滞留しやすくなり、ひいては、各ウォータージャケット内を流れる冷却液の流速が低下する虞がある。   However, since the space portion described in Patent Document 1 is formed in a substantially constant vertical cross-sectional area along the width direction of one side surface, the coolant flowing in from the exhaust water jacket and the combustion chamber water jacket flow in. The cooled liquid easily collides in the space, and the flow of the cooling liquid in the space is disturbed. For this reason, the cooling liquid tends to stay in the space, and as a result, the flow rate of the cooling liquid flowing in each water jacket may decrease.

本発明は、このような問題に鑑みて成されたものであり、各ウォータージャケット内を流れる冷却液の流速低下を抑制可能なシリンダヘッドのウォータージャケット構造を提供することを課題とする。   This invention is made in view of such a problem, and makes it a subject to provide the water jacket structure of the cylinder head which can suppress the flow velocity fall of the cooling fluid which flows through each water jacket.

本発明に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造は、シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させる排気集合部と、前記燃焼室頂部を冷却する燃焼室用ウォータージャケットと、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に開口し、前記上側排気用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる第1出口開口部と、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に開口し、前記下側排気用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる第2出口開口部と、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に開口し、前記燃焼室用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる第3出口開口部と、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に取り付けられ、前記第1〜第3出口開口部から排出される前記冷却液を他部品へ供給するウォーターアウトレットと、を備え、前記第1出口開口部及び前記第2出口開口部は、前記第3出口開口部に対し、前記シリンダ列方向の一側面の幅方向に所定間隔離間して形成され、前記ウォーターアウトレットの内部には、前記第1〜第3出口開口部に連通する単一の空間部が形成され、前記空間部は、前記第1出口開口部及び前記第2出口開口部に対応する位置に設けられ、主としてラジエータへ前記冷却液を供給する第1空間部と、前記第3出口開口部に対応する位置に設けられ、主としてヒーターへ前記冷却液を供給する第2空間部と、前記第1出口開口部及び前記第2出口開口部と前記第3出口開口部との間に対応する位置に設けられ、前記第1空間部及び前記第2空間部よりも縦断面積が小さい絞り部と、を有していることを特徴とする。
なお、「シリンダ軸線方向の上下」とは、シリンダ軸線に直交する平面であるシリンダ直交平面に対して、上方となる側を上側とし、下方となる側を下側とする。
A water jacket structure of a cylinder head according to the present invention includes a plurality of combustion chamber top portions formed on a bottom surface of the cylinder head, a plurality of exhaust ports communicating with each of the plurality of combustion chamber top portions, and an inside of the cylinder head. An exhaust collecting portion that collects the plurality of exhaust ports, a combustion chamber water jacket that cools the top of the combustion chamber, and an upper side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion, to cool the exhaust collecting portion An upper exhaust water jacket, a lower exhaust water jacket that is disposed on the lower side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion, and that cools the exhaust collecting portion, on one side surface of the cylinder head in the cylinder row direction A first outlet opening that opens and serves as an outlet for cooling liquid flowing in the upper exhaust water jacket; Opening on one side of the cylinder row of the head, a second outlet opening serving as an outlet for the coolant flowing in the lower exhaust water jacket, and opening on one side of the cylinder head in the cylinder row, A third outlet opening serving as an outlet for the coolant flowing through the water jacket for the combustion chamber, and the cooling attached to one side surface of the cylinder head in the cylinder row direction and discharged from the first to third outlet openings. A water outlet for supplying liquid to other components, and the first outlet opening and the second outlet opening are predetermined in the width direction of one side surface in the cylinder row direction with respect to the third outlet opening. A single space portion is formed in the water outlet and communicated with the first to third outlet openings, and the space portion is formed in the first outlet opening. Provided in a position corresponding to the first outlet and the second outlet opening, mainly provided in a position corresponding to the third outlet opening, a first space for supplying the coolant to the radiator, and mainly cooled to the heater. A second space for supplying a liquid, and the first outlet opening and the second outlet opening, and the third outlet opening; the first space and the second outlet; And a diaphragm portion having a smaller vertical cross-sectional area than the space portion.
Note that “up and down in the cylinder axis direction” means that the upper side is the upper side and the lower side is the lower side with respect to the cylinder orthogonal plane that is a plane orthogonal to the cylinder axis.

本発明によれば、ウォーターアウトレットの内部に形成された空間部は、第1出口開口部及び第2出口開口部に対応する位置に設けられ主としてラジエータへ冷却液を供給する第1空間部と、第3出口開口部に対応する位置に設けられ主としてヒーターへ冷却液を供給する第2空間部と、第1出口開口部及び第2出口開口部と第3出口開口部との間に対応する位置に設けられ第1空間部及び第2空間部よりも縦断面積が小さい絞り部と、を有しているので、絞り部を境にして、上下の排気用ウォータージャケットから第1空間部を経てラジエータへ向かう流れと、燃焼室用ウォータージャケットから第2空間部を経てヒーターへ向かう流れを発生させやすくすることができる。これにより、上下の排気用ウォータージャケットから流入した冷却液と燃焼室用ウォータージャケットから流入した冷却液が空間部内で衝突しにくくなり、空間部内における冷却液の流れが安定する。そのため、冷却液が空間部内に滞留しにくくなり、ひいては、各ウォータージャケット内を流れる冷却液の流速低下を抑制することができる。
また、第1空間部と第2空間部の間を遮断する構造を採用すると、燃焼室用ウォータージャケットから第2空間部に流入した冷却液をラジエータへ導くことができないが、本発明によれば、絞り部を設けたので、第1空間部と第2空間部の間で互いに冷却液の流れに大きな影響を及ぼすことなく、第2空間部から第1空間部への冷却液の流入が許容される。これにより、上下の排気用ウォータージャケットから流入した冷却液と燃焼室用ウォータージャケットから流入した冷却液をバランス良く合流させ、ラジエータへの冷却液の供給量を十分に確保することができる。
つまり、本発明によれば、各ウォータージャケットから流入した冷却液同士の衝突抑制と、各ウォータージャケットから流入した冷却液の好適な合流と、の両立を図ることができる。
According to the present invention, the space formed inside the water outlet is provided at a position corresponding to the first outlet opening and the second outlet opening, and the first space that mainly supplies the coolant to the radiator; A second space provided at a position corresponding to the third outlet opening and mainly supplying the coolant to the heater, and a position corresponding to the first outlet opening and between the second outlet opening and the third outlet opening. And the first space portion and the throttle portion having a smaller vertical cross-sectional area than the second space portion, and the radiator from the upper and lower exhaust water jackets through the first space portion with the throttle portion as a boundary. And a flow from the combustion chamber water jacket to the heater through the second space. This makes it difficult for the coolant flowing in from the upper and lower exhaust water jackets and the coolant flowing in from the combustion chamber water jacket to collide in the space, and the flow of the coolant in the space is stabilized. Therefore, it becomes difficult for the cooling liquid to stay in the space, and as a result, a decrease in the flow rate of the cooling liquid flowing in each water jacket can be suppressed.
Further, when a structure that blocks between the first space portion and the second space portion is adopted, the coolant flowing into the second space portion from the combustion chamber water jacket cannot be guided to the radiator. Since the throttle part is provided, the inflow of the cooling liquid from the second space part to the first space part is allowed without greatly affecting the flow of the cooling liquid between the first space part and the second space part. Is done. Thereby, the coolant flowing in from the upper and lower exhaust water jackets and the coolant flowing in from the combustion chamber water jacket are merged in a well-balanced manner, and a sufficient amount of coolant supplied to the radiator can be secured.
That is, according to the present invention, it is possible to achieve both the suppression of the collision between the coolants flowing in from the respective water jackets and the preferable merging of the coolants flowing from the respective water jackets.

また、前記第1出口開口部から排出される前記冷却液の流量F1と前記第2出口開口部から排出される前記冷却液の流量F2の合計流量は、前記第3出口開口部から排出される前記冷却液の流量F3よりも多いF1+F2>F3の関係に設定されている構成とするのが好ましい。   The total flow rate of the coolant flow rate F1 discharged from the first outlet opening and the coolant flow rate F2 discharged from the second outlet opening is discharged from the third outlet opening. It is preferable that the relationship is set such that F1 + F2> F3, which is greater than the flow rate F3 of the coolant.

このような構成によれば、第1出口開口部から排出される冷却液の流量F1と第2出口開口部から排出される冷却液の流量F2の合計流量は、第3出口開口部から排出される冷却液の流量F3よりも多いF1+F2>F3の関係に設定されているので、ラジエータへの冷却液の供給量を十分に確保できる。   According to such a configuration, the total flow rate of the coolant flow F1 discharged from the first outlet opening and the coolant flow F2 discharged from the second outlet opening is discharged from the third outlet opening. Since the relationship of F1 + F2> F3, which is larger than the flow rate F3 of the coolant, is set, a sufficient amount of coolant supplied to the radiator can be secured.

本発明によれば、各ウォータージャケット内を流れる冷却液の流速低下を抑制可能なシリンダヘッドのウォータージャケット構造を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water jacket structure of the cylinder head which can suppress the flow rate fall of the cooling fluid which flows through each water jacket can be provided.

本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造を有する内燃機関の断面図である。It is sectional drawing of the internal combustion engine which has the water jacket structure of the cylinder head which concerns on this embodiment. シリンダヘッド及びウォーターアウトレットの斜視図である。It is a perspective view of a cylinder head and a water outlet. シリンダヘッドの内部の排気集合部及びヘッド側ウォータージャケットを透視して描いた斜視図である。It is the perspective view drawn through seeing through the exhaust gathering part inside a cylinder head, and a head side water jacket. ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部とを上下に分解して示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled and showed the head side water jacket and the exhaust_gas | exhaustion gathering part up and down. 吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの底面図である。FIG. 6 is a bottom view of an intake water jacket, a combustion chamber water jacket, and an upper exhaust water jacket. 下側排気用ウォータージャケットの底面図である。It is a bottom view of the water jacket for lower exhaust. ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部を前方からみた正面図である。It is the front view which looked at the head side water jacket and the exhaust gas collection part from the front. ウォーターアウトレットの斜視図である。It is a perspective view of a water outlet. ウォーターアウトレットを表側から見た状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which looked at the water outlet from the front side. ウォーターアウトレットを裏側から見た状態を示す背面図である。It is a rear view which shows the state which looked at the water outlet from the back side. ブロック側ウォータージャケットから吸気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。It is a disassembled perspective view for demonstrating the flow of the cooling fluid from the block side water jacket to the water jacket for intake. ブロック側ウォータージャケットから下側排気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。It is a disassembled perspective view for demonstrating the flow of the cooling fluid from the block side water jacket to the lower water jacket for exhaust. ガスケットにヘッド側ウォータージャケットとブロック側ウォータージャケットとを重ねて描いた底面図である。It is the bottom view which overlapped and drew the head side water jacket and the block side water jacket on the gasket. 吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット、上側排気用ウォータージャケット及びウォーターアウトレットの冷却液の流れを説明するための底面図である。It is a bottom view for demonstrating the flow of the cooling fluid of the water jacket for intake, the water jacket for combustion chambers, the water jacket for upper side exhaust, and the water outlet. 下側排気用ウォータージャケット及びウォーターアウトレットの冷却液の流れを説明するための底面図である。It is a bottom view for demonstrating the flow of the cooling fluid of the water jacket for lower side exhaust, and a water outlet.

本発明の実施形態について、図1乃至図15を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、各図に示すように、内燃機関Eが車両に設置された状態における前後左右上下に基づいて説明する。   An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the direction will be described based on the front, rear, left, right, top and bottom in a state where the internal combustion engine E is installed in the vehicle, as shown in each drawing.

図1は、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造を有する内燃機関の断面図である。
図1に示すように、本発明が適用された内燃機関Eは、4つのシリンダ1a(図1では1つのみ図示)が直列に配列されて一体に設けられたシリンダブロック1と、シリンダブロック1の上側端部に結合されるシリンダヘッド2と、シリンダブロック1とシリンダヘッド2の間に設置されるガスケット3と、シリンダヘッド2の上側端部に結合されるヘッドカバー(図示省略)とから構成される機関本体を備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an internal combustion engine having a water jacket structure for a cylinder head according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine E to which the present invention is applied includes a cylinder block 1 in which four cylinders 1 a (only one is shown in FIG. 1) are arranged in series, and are integrally provided. The cylinder head 2 is coupled to the upper end of the cylinder, the gasket 3 is installed between the cylinder block 1 and the cylinder head 2, and the head cover (not shown) is coupled to the upper end of the cylinder head 2. Equipped with an engine body.

内燃機関Eは、4つのシリンダ1aと、各シリンダ1aに往復運動可能に嵌合するピストン4と、各ピストン4にコンロッド5を介して連結されるクランク軸6とを備える多気筒内燃機関であり、搭載対象としての車両に、クランク軸6の回転中心線が左右方向に指向する横置き配置で搭載される。また、内燃機関Eは、吸気側を車両後方に向けて配置されるとともに排気側を車両前方に向けて配置されている。
シリンダ1a毎に、該シリンダ1aのシリンダ軸線Lcに平行な方向であるシリンダ軸線方向でピストン4とシリンダヘッド2との間には、シリンダ1aとピストン4とシリンダヘッド2とにより燃焼室7が形成される。
なお、本実施形態では、シリンダ軸線Lcと鉛直軸方向(すなわち上下方向)とが一致するように内燃機関Eが設置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばシリンダ軸線Lcが鉛直軸方向に対して傾斜するように内燃機関Eを設置してもよい。
The internal combustion engine E is a multi-cylinder internal combustion engine that includes four cylinders 1a, pistons 4 that are reciprocally fitted to the cylinders 1a, and crankshafts 6 that are connected to the pistons 4 via connecting rods 5. The vehicle is mounted in a horizontal arrangement in which the rotation center line of the crankshaft 6 is directed in the left-right direction. The internal combustion engine E is disposed with the intake side facing the rear of the vehicle and the exhaust side facing the front of the vehicle.
For each cylinder 1a, a combustion chamber 7 is formed between the piston 4 and the cylinder head 2 between the piston 4 and the cylinder head 2 in the cylinder axis direction that is parallel to the cylinder axis Lc of the cylinder 1a. Is done.
In the present embodiment, the internal combustion engine E is installed so that the cylinder axis Lc and the vertical axis direction (that is, the vertical direction) coincide with each other. However, the present invention is not limited to this, and for example, the cylinder axis The internal combustion engine E may be installed such that Lc is inclined with respect to the vertical axis direction.

シリンダブロック1は、前記したシリンダ1aやクランクケース(図示省略)の他、シリンダ1aを冷却する冷却液の流路となるブロック側ウォータージャケット10を有している。ブロック側ウォータージャケット10は、4つのシリンダ1aの全体を連続的に囲う凹溝状の空間であり、シリンダブロック1の上面に開口している(図11、図12参照)。ブロック側ウォータージャケット10の一端側には、図示しないラジエータで冷却された冷却液が供給されている。また、ブロック側ウォータージャケット10は、ガスケット3の貫通孔32,35等を介して、後記する吸気用ウォータージャケット50及び下側排気用ウォータージャケット90に連通しており、両者に冷却液を供給している。ブロック側ウォータージャケット10及びガスケット3については後に詳しく説明する。   The cylinder block 1 includes a block-side water jacket 10 that serves as a coolant flow path for cooling the cylinder 1a, in addition to the cylinder 1a and the crankcase (not shown). The block-side water jacket 10 is a concave groove-like space that continuously surrounds the entire four cylinders 1a, and is open on the upper surface of the cylinder block 1 (see FIGS. 11 and 12). A coolant cooled by a radiator (not shown) is supplied to one end side of the block-side water jacket 10. The block-side water jacket 10 communicates with an intake water jacket 50 and a lower exhaust water jacket 90, which will be described later, through the through holes 32, 35 and the like of the gasket 3, and supplies coolant to both. ing. The block side water jacket 10 and the gasket 3 will be described in detail later.

図2は、シリンダヘッド及びウォーターアウトレットの斜視図である。図3は、シリンダヘッドの内部の排気集合部及びヘッド側ウォータージャケットを透視して描いた斜視図である。なお、図3では、シリンダヘッド2の外形を仮想線(二点鎖線)で描いている。   FIG. 2 is a perspective view of the cylinder head and the water outlet. FIG. 3 is a perspective view illustrating the exhaust collecting part and the head-side water jacket inside the cylinder head. In addition, in FIG. 3, the external shape of the cylinder head 2 is drawn with the virtual line (two-dot chain line).

シリンダヘッド2は、中子を用いた鋳造成形で製造される金属製部材である。シリンダヘッド2は、図1乃至図3(主に図1)に示すように、燃焼室7の頂部を構成する4つの燃焼室頂部21(図1では1つのみ図示)と、各燃焼室7にエアを導入する吸気ポート22と、各燃焼室7から燃焼ガスを排出する排気ポート23と、シリンダヘッド2の内部において複数の排気ポート23を集合させる排気集合部24と、これらを冷却するためのヘッド側ウォータージャケット40と、を主に有している。また、シリンダヘッド2は、その上部に動弁機構の一部(図示省略)を収容する動弁室25を有している。   The cylinder head 2 is a metal member manufactured by casting using a core. As shown in FIGS. 1 to 3 (mainly FIG. 1), the cylinder head 2 includes four combustion chamber tops 21 (only one is shown in FIG. 1) constituting the top of the combustion chamber 7, and each combustion chamber 7. An intake port 22 for introducing air into the exhaust chamber, an exhaust port 23 for exhausting combustion gas from each combustion chamber 7, an exhaust collecting portion 24 for collecting a plurality of exhaust ports 23 inside the cylinder head 2, and for cooling them The head side water jacket 40 is mainly included. Further, the cylinder head 2 has a valve operating chamber 25 for accommodating a part of the valve operating mechanism (not shown) at the upper part thereof.

燃焼室頂部21は、シリンダヘッド2の底面2aに設けられた略円錐形状の凹部である。吸気ポート22は、各燃焼室頂部21とシリンダヘッド2の後面2bとを連通している。排気ポート23は、各燃焼室頂部21と排気集合部24とを連通している。吸気ポート22及び排気ポート23は、1つの燃焼室頂部21に対して2つずつ設けられている。なお、吸気ポート22及び排気ポート23には、図示しない吸気バルブ及び排気バルブが設置されている。   The combustion chamber top 21 is a substantially conical recess provided on the bottom surface 2 a of the cylinder head 2. The intake port 22 communicates each combustion chamber top 21 with the rear surface 2b of the cylinder head 2. The exhaust port 23 communicates each combustion chamber top portion 21 and the exhaust collecting portion 24. Two intake ports 22 and two exhaust ports 23 are provided for each combustion chamber top 21. The intake port 22 and the exhaust port 23 are provided with an intake valve and an exhaust valve (not shown).

図2に示すように、排気集合部24は、シリンダヘッド2の前面2cの左右方向の略中央部に開口する1つの開口部24aを有している。排気集合部24は、シリンダヘッド2の内部であってシリンダブロック1よりも前方に張り出した部位に設けられている(図1参照)。動弁室25は、シリンダヘッド2の上面2dに形成された凹状の空間である。動弁室25には、図示しないカムシャフトやロッカアームやバルブ等の動弁機構の一部が収容される。また、シリンダヘッド2の左側面2eには、後記するヘッド側ウォータージャケット40の冷却液の出口となる出口開口部63,83,93が形成されている。シリンダヘッド2の左側面2eには、出口開口部63,83,93から排出される冷却液をヒーターやラジエータに分配するウォーターアウトレット100が取り付けられている。出口開口部63,83,93及びウォーターアウトレット100については後に詳しく説明する。   As shown in FIG. 2, the exhaust collecting portion 24 has one opening 24 a that opens at a substantially central portion in the left-right direction of the front surface 2 c of the cylinder head 2. The exhaust collecting portion 24 is provided in a portion of the cylinder head 2 that projects forward from the cylinder block 1 (see FIG. 1). The valve operating chamber 25 is a concave space formed in the upper surface 2 d of the cylinder head 2. The valve operating chamber 25 accommodates a part of a valve operating mechanism such as a camshaft, a rocker arm, and a valve (not shown). Further, on the left side surface 2e of the cylinder head 2, outlet openings 63, 83, and 93 serving as coolant outlets of the head side water jacket 40 described later are formed. A water outlet 100 that distributes the coolant discharged from the outlet openings 63, 83, and 93 to the heater and the radiator is attached to the left side surface 2e of the cylinder head 2. The outlet openings 63, 83, 93 and the water outlet 100 will be described in detail later.

なお、シリンダヘッド2の前面2cには、鋳造成形時にキャビティ内に設置される中子と型枠に支持される巾木とを連結する連結部によって形成される2つの支持孔2fが存在するが、この支持孔2fは後付けのキャップ等で閉塞される。   The front surface 2c of the cylinder head 2 has two support holes 2f formed by connecting portions that connect the core installed in the cavity during casting and the baseboard supported by the mold. The support hole 2f is closed with a cap attached later.

図1及び図3に示すように、ヘッド側ウォータージャケット40は、冷却液の流路となる空間であり、吸気ポート22を冷却するための吸気用ウォータージャケット50と、燃焼室頂部21を冷却するための燃焼室用ウォータージャケット60と、排気ポート23及び排気集合部24を冷却するための排気用ウォータージャケット70と、を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the head-side water jacket 40 is a space serving as a coolant flow path, and cools the intake water jacket 50 for cooling the intake port 22 and the combustion chamber top 21. A combustion chamber water jacket 60 and an exhaust water jacket 70 for cooling the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24.

図1に示すように、吸気用ウォータージャケット50は、吸気ポート22の下方に設けられている。燃焼室用ウォータージャケット60は、燃焼室頂部21の直上であって吸気ポート22と排気ポート23の間に設けられている。排気用ウォータージャケット70は、排気ポート23及び排気集合部24の上側に配置された上側排気用ウォータージャケット80と、排気ポート23及び排気集合部24の下側に配置された下側排気用ウォータージャケット90と、を有している。   As shown in FIG. 1, the intake water jacket 50 is provided below the intake port 22. The combustion chamber water jacket 60 is provided immediately above the combustion chamber top 21 and between the intake port 22 and the exhaust port 23. The exhaust water jacket 70 includes an upper exhaust water jacket 80 disposed above the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24, and a lower exhaust water jacket disposed below the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24. 90.

吸気用ウォータージャケット50は、ブロック側ウォータージャケット10に連通すると共に、燃焼室用ウォータージャケット60に連通している(図1の破線を参照)。燃焼室用ウォータージャケット60は、ブロック側ウォータージャケット10に連通すると共に、上側排気用ウォータージャケット80に連通している。下側排気用ウォータージャケット90は、ブロック側ウォータージャケット10に連通している。そして、下側排気用ウォータージャケット90は、吸気用ウォータージャケット50、燃焼室用ウォータージャケット60及び上側排気用ウォータージャケット80に連通していない。すなわち、上側排気用ウォータージャケット80と下側排気用ウォータージャケット90とは、シリンダヘッド2の内部において互いに独立した流路を形成している。   The intake water jacket 50 communicates with the block-side water jacket 10 and also with the combustion chamber water jacket 60 (see the broken line in FIG. 1). The combustion chamber water jacket 60 communicates with the block-side water jacket 10 and also communicates with the upper exhaust water jacket 80. The lower exhaust water jacket 90 communicates with the block-side water jacket 10. The lower exhaust water jacket 90 does not communicate with the intake water jacket 50, the combustion chamber water jacket 60, and the upper exhaust water jacket 80. That is, the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 form independent flow paths inside the cylinder head 2.

次に、排気集合部24及びヘッド側ウォータージャケット40(すなわち、吸気用ウォータージャケット50、燃焼室用ウォータージャケット60、上側排気用ウォータージャケット80及び下側排気用ウォータージャケット90)の詳細な構造について、図4乃至図7を参照して説明する。   Next, regarding the detailed structure of the exhaust collecting portion 24 and the head side water jacket 40 (that is, the intake water jacket 50, the combustion chamber water jacket 60, the upper exhaust water jacket 80, and the lower exhaust water jacket 90), This will be described with reference to FIGS.

図4は、ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部とを上下に分解して示した斜視図である。図5は、吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの底面図である。図6は、下側排気用ウォータージャケットの底面図である。図7は、ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部を前方からみた正面図である。
ここで、図4乃至図7では、説明の便宜のため、空間である排気集合部24及びヘッド側ウォータージャケット40を実体があるもの(すなわちこれらに対応する中子)のように描いている。
FIG. 4 is a perspective view showing the head-side water jacket and the exhaust collecting part in an exploded manner. FIG. 5 is a bottom view of an intake water jacket, a combustion chamber water jacket, and an upper exhaust water jacket. FIG. 6 is a bottom view of the lower exhaust water jacket. FIG. 7 is a front view of the head side water jacket and the exhaust collecting portion as viewed from the front.
Here, in FIG. 4 to FIG. 7, for convenience of explanation, the exhaust collecting portion 24 and the head-side water jacket 40 that are spaces are drawn as if they existed (that is, cores corresponding to them).

図4に示すように、排気集合部24は、各燃焼室7に連通する2本の排気ポート23を1本に集合させる第1集合部24bと、4本の第1集合部24bを開口部24aの直前で1か所に集合させる第2集合部24cと、を有している。第2集合部24c及び開口部24aは、シリンダヘッド2の左右方向の略中央部に設けられている。4本の第1集合部24bのうち、右側及び左側の第1集合部24bは、両者の中間の2つの第1集合部24bよりも長い。この右側及び左側の第1集合部24bの前側の側面が、後記する上側排気用ウォータージャケット80の突出部81及び下側排気用ウォータージャケット90の突出部91(図1,図4乃至図6参照)による冷却対象となる排気集合部24の下流側側部24dを構成している。下流側側部24dは、平面視で、左右両端の排気ポート23から中央の開口部24aに近づくほど前側に位置するように傾斜している。   As shown in FIG. 4, the exhaust collecting portion 24 includes a first collecting portion 24 b that collects two exhaust ports 23 communicating with each combustion chamber 7 into one, and four first collecting portions 24 b that are openings. And a second collection unit 24c that collects in one place immediately before 24a. The second collecting portion 24c and the opening 24a are provided at a substantially central portion in the left-right direction of the cylinder head 2. Of the four first collecting portions 24b, the right and left first collecting portions 24b are longer than the two first collecting portions 24b in the middle of the two. The front side surface of the right and left first collecting portions 24b is a protrusion 81 of an upper exhaust water jacket 80 and a protrusion 91 of a lower exhaust water jacket 90 (see FIGS. 1, 4 to 6). ) Constitutes the downstream side portion 24d of the exhaust collecting portion 24 to be cooled. The downstream side portion 24d is inclined so as to be positioned on the front side as it approaches the central opening portion 24a from the exhaust ports 23 at both left and right ends in plan view.

図4、図5(主に図5)に示すように、吸気用ウォータージャケット50は、吸気ポート22(図1参照)を冷却する部位であり、各吸気ポート22の下側を左右方向に横断するように蛇行しながら延設されている。吸気用ウォータージャケット50は、各吸気ポート22の下方に、シリンダヘッド2の底面2a(図2参照)に開口する8つの吸気側流入部51を有している。また、吸気用ウォータージャケット50は、隣り合うシリンダ1a同士の間(以下、「シリンダ軸間」という場合がある。)及び左右のシリンダ1aの外側に対応する位置に、燃焼室用ウォータージャケット60と連通する連通部52を有している。3つのシリンダ軸間の連通部52の下方には、シリンダヘッド2の底面2aに開口する軸間流入部53がそれぞれ設けられている。   As shown in FIGS. 4 and 5 (mainly FIG. 5), the intake water jacket 50 is a portion for cooling the intake port 22 (see FIG. 1), and traverses the lower side of each intake port 22 in the left-right direction. It is extended while meandering. The intake water jacket 50 has eight intake-side inflow portions 51 that open to the bottom surface 2 a of the cylinder head 2 (see FIG. 2) below each intake port 22. The intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60 are located at positions corresponding to each other between the adjacent cylinders 1a (hereinafter sometimes referred to as “between cylinder shafts”) and outside the left and right cylinders 1a. It has the communication part 52 which connects. Below the communication portion 52 between the three cylinder shafts, an inter-axis inflow portion 53 that opens to the bottom surface 2a of the cylinder head 2 is provided.

燃焼室用ウォータージャケット60は、燃焼室頂部21(図1参照)を冷却する部位であり、各燃焼室頂部21の上方を左右方向に横断するように延設されている。燃焼室用ウォータージャケット60は、吸気用ウォータージャケット50よりも前後方向に幅広に形成されており、図示しない点火プラグの周囲を囲っている。燃焼室用ウォータージャケット60は、右側の端部に、シリンダヘッド2の底面2aに開口する2つの燃焼室側流入部61を有している(図7参照)。また、燃焼室用ウォータージャケット60は、排気ポート23(図1参照)同士の間に対応する位置に、上側排気用ウォータージャケット80と連通する連通部62を有している。さらに、燃焼室用ウォータージャケット60は、左側の端部に、シリンダヘッド2の左側面2eに開口して冷却液の出口となる出口開口部63を有している(図2参照)。出口開口部63は、燃焼室用ウォータージャケット60よりも前後方向に幅広に形成されており、前側に延設されている。   The combustion chamber water jacket 60 is a portion that cools the combustion chamber top 21 (see FIG. 1), and extends above the combustion chamber top 21 in the left-right direction. The combustion chamber water jacket 60 is formed wider in the front-rear direction than the intake water jacket 50 and surrounds a spark plug (not shown). The combustion chamber water jacket 60 has two combustion chamber side inflow portions 61 that open to the bottom surface 2a of the cylinder head 2 at the right end (see FIG. 7). In addition, the combustion chamber water jacket 60 has a communication portion 62 that communicates with the upper exhaust water jacket 80 at a position corresponding to between the exhaust ports 23 (see FIG. 1). Further, the combustion chamber water jacket 60 has an outlet opening 63 that opens to the left side surface 2e of the cylinder head 2 and serves as an outlet for the coolant at the left end (see FIG. 2). The outlet opening 63 is formed wider in the front-rear direction than the combustion chamber water jacket 60 and extends to the front side.

図4、図5、図7(主に図5)に示すように、上側排気用ウォータージャケット80は、各排気ポート23及び排気集合部24の上側を被覆するように設けられている。上側排気用ウォータージャケット80は、吸気用ウォータージャケット50及び燃焼室用ウォータージャケット60に比較して、前後方向の幅寸法が広く、かつ、上下方向の厚さ寸法が薄く形成されている(図1参照)。上側排気用ウォータージャケット80は、前側の端部から下向きに突出する突出部81を有している(図1参照)。突出部81は、排気集合部24の下流側側部24dに対向するように配置されている。なお、上側排気用ウォータージャケット80の前側の端部のうち排気集合部24の開口部24aに対応する部分82には突出部81が設けられていない。上側排気用ウォータージャケット80は、左側の端部に、シリンダヘッド2の左側面2eに開口して冷却液の出口となる出口開口部83を有している(図2参照)。   As shown in FIGS. 4, 5, and 7 (mainly FIG. 5), the upper exhaust water jacket 80 is provided so as to cover the upper sides of the exhaust ports 23 and the exhaust collecting portion 24. The upper exhaust water jacket 80 has a wider width in the front-rear direction and a smaller thickness in the vertical direction than the intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60 (FIG. 1). reference). The upper exhaust water jacket 80 has a projecting portion 81 projecting downward from the front end portion (see FIG. 1). The protruding portion 81 is disposed so as to face the downstream side portion 24 d of the exhaust collecting portion 24. In addition, the protrusion part 81 is not provided in the part 82 corresponding to the opening part 24a of the exhaust gas collection part 24 among the front side edge parts of the upper water jacket 80 for exhaust. The upper exhaust water jacket 80 has, at the left end, an outlet opening 83 that opens to the left side surface 2e of the cylinder head 2 and serves as a coolant outlet (see FIG. 2).

ちなみに、図5を参照して説明すると、吸気用ウォータージャケット50と燃焼室用ウォータージャケット60の間の部位55には、吸気ポート22が設置される。また、燃焼室用ウォータージャケット60のうちシリンダ1aの中心位置に対応する部位65には、点火プラグ(図示省略)が設置される。また、燃焼室用ウォータージャケット60と上側排気用ウォータージャケット80の間の部位67には、排気弁(図示省略)が設置される。   Incidentally, with reference to FIG. 5, the intake port 22 is installed in a portion 55 between the intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60. In addition, a spark plug (not shown) is installed in a portion 65 of the combustion chamber water jacket 60 corresponding to the center position of the cylinder 1a. Further, an exhaust valve (not shown) is installed in a portion 67 between the combustion chamber water jacket 60 and the upper exhaust water jacket 80.

図4、図6、図7(主に図6)に示すように、下側排気用ウォータージャケット90は、各排気ポート23及び排気集合部24の下側を被覆するように設けられている。下側排気用ウォータージャケット90は、上側排気用ウォータージャケット80と厚さ寸法が同程度となるように扁平に形成されている(図1参照)。下側排気用ウォータージャケット90は、前側の端部から上向きに突出する突出部91を有している(図1参照)。突出部91は、排気集合部24の下流側側部24dに対向するように配置されている。なお、下側排気用ウォータージャケット90の前側の端部のうち排気集合部24の開口部24aに対応する部分92には突出部91が設けられていない。下側排気用ウォータージャケット90は、左側の端部に、シリンダヘッド2の左側面2eに開口して冷却液の出口となる出口開口部93を有している(図2参照)。下側排気用ウォータージャケット90は、後側の端部であって各排気ポート23の下方に対応する位置に、シリンダヘッド2の底面2aに開口する8つの排気側流入部94を有している。このように、排気ポート23の直下に排気側流入部94が設けられているので、排気ポート23を効率よく冷却することができる。なお、出口開口部93から最も遠い側(すなわち上流側)の2つの排気側流入部94の間には、追加流入部95が設けられている。   As shown in FIGS. 4, 6, and 7 (mainly FIG. 6), the lower exhaust water jacket 90 is provided so as to cover the lower sides of the exhaust ports 23 and the exhaust collecting portion 24. The lower exhaust water jacket 90 is formed flat so as to have the same thickness as the upper exhaust water jacket 80 (see FIG. 1). The lower exhaust water jacket 90 has a protrusion 91 that protrudes upward from the front end (see FIG. 1). The protruding portion 91 is disposed so as to face the downstream side portion 24 d of the exhaust collecting portion 24. In addition, the protrusion 91 is not provided in the part 92 corresponding to the opening part 24a of the exhaust gas collection part 24 among the front edge parts of the lower exhaust water jacket 90. The lower exhaust water jacket 90 has an outlet opening 93 that opens to the left side surface 2e of the cylinder head 2 and serves as an outlet for cooling liquid at the left end (see FIG. 2). The lower exhaust water jacket 90 has eight exhaust-side inflow portions 94 that open to the bottom surface 2a of the cylinder head 2 at positions corresponding to the lower ends of the exhaust ports 23 at the rear end. . Thus, since the exhaust-side inflow portion 94 is provided immediately below the exhaust port 23, the exhaust port 23 can be efficiently cooled. An additional inflow portion 95 is provided between the two exhaust side inflow portions 94 on the side farthest from the outlet opening 93 (that is, the upstream side).

なお、排気集合部24及びヘッド側ウォータージャケット40は、図4に示すような形状の砂型である第2ウォータージャケット用中子300、排気用中子400及び第1ウォータージャケット用中子200を、シリンダヘッド2の鋳造用金型(図示省略)のキャビティに下からこの順序で設置することによって形成される。つまり、3つの中子を下から順に積み重ねるように配置するだけで中子の設置が完了するので、中子の設置作業の煩雑化が抑制される。   The exhaust collecting portion 24 and the head-side water jacket 40 include a second water jacket core 300, an exhaust core 400, and a first water jacket core 200, which are sand molds as shown in FIG. The cylinder head 2 is formed by being installed in this order from below in a cavity of a casting mold (not shown). That is, since the installation of the core is completed simply by arranging the three cores so as to be stacked in order from the bottom, complication of the installation work of the core is suppressed.

次に、出口開口部63,83,93及びウォーターアウトレット100について、図2、図8乃至図10を参照して説明する。図8は、ウォーターアウトレットの斜視図である。図9は、ウォーターアウトレットを表側から見た状態を示す正面図である。図10は、ウォーターアウトレットを裏側から見た状態を示す背面図である。なお、図10のハッチングは、シリンダヘッド2との取付面を示している。   Next, the outlet openings 63, 83, 93 and the water outlet 100 will be described with reference to FIGS. 2 and 8 to 10. FIG. FIG. 8 is a perspective view of the water outlet. FIG. 9 is a front view showing a state in which the water outlet is viewed from the front side. FIG. 10 is a rear view showing a state in which the water outlet is viewed from the back side. In addition, the hatching of FIG. 10 has shown the attachment surface with the cylinder head 2. FIG.

図2に示すように、出口開口部83及び出口開口部93は、上下に並んで形成されている。出口開口部83及び出口開口部93は、出口開口部63に対し、左側面2eの幅方向に(前方に)所定間隔離間して形成されている。出口開口部83は、特許請求の範囲でいう第1出口開口部を構成し、出口開口部93は、特許請求の範囲でいう第2出口開口部を構成し、出口開口部63は、特許請求の範囲でいう第3出口開口部を構成する。   As shown in FIG. 2, the outlet opening 83 and the outlet opening 93 are formed side by side. The outlet opening 83 and the outlet opening 93 are formed at a predetermined distance from the outlet opening 63 in the width direction of the left side surface 2e (forward). The outlet opening 83 constitutes a first outlet opening referred to in the claims, the outlet opening 93 constitutes a second outlet opening referred to in the claims, and the outlet opening 63 is claimed. The 3rd exit opening part in the range of is comprised.

本実施形態において、出口開口部83から排出される冷却液の流量F1と出口開口部93から排出される冷却液の流量F2の合計流量は、出口開口部63から排出される冷却液の流量F3よりも多いF1+F2>F3の関係に設定されている。また、出口開口部93から排出される冷却液の流速S1、出口開口部83から排出される冷却液の流速S2、及び、出口開口部63から排出される冷却液の流速S3は、S1>S2>S3の関係に設定されている。つまり、上下の排気用ウォータージャケット80,90内を流れる冷却液の流速は、燃焼室用ウォータージャケット60内を流れる冷却液の流速よりも高く設定されている。なお、上側排気用ウォータージャケット80及び下側排気用ウォータージャケット90の縦断面積を排気用ウォータージャケット70の縦断面積よりも夫々小さくしたり、出口開口部83及び出口開口部93の開口面積を出口開口部63の開口面積よりも夫々小さくしたりすることで、上下の排気用ウォータージャケット80,90と燃焼室用ウォータージャケット60の流速差を生じさせている。   In the present embodiment, the total flow rate of the coolant flow rate F1 discharged from the outlet opening 83 and the coolant flow rate F2 discharged from the outlet opening 93 is equal to the coolant flow rate F3 discharged from the outlet opening 63. The relationship of more than F1 + F2> F3 is set. Further, the flow rate S1 of the coolant discharged from the outlet opening 93, the flow rate S2 of the coolant discharged from the outlet opening 83, and the flow rate S3 of the coolant discharged from the outlet opening 63 are S1> S2. > S3 is set. That is, the flow rate of the coolant flowing in the upper and lower exhaust water jackets 80 and 90 is set higher than the flow rate of the coolant flowing in the combustion chamber water jacket 60. Note that the vertical cross-sectional areas of the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 are made smaller than the vertical cross-sectional areas of the exhaust water jacket 70, respectively, or the opening areas of the outlet opening 83 and the outlet opening 93 are made to be outlet openings. A difference in flow velocity between the upper and lower exhaust water jackets 80 and 90 and the combustion chamber water jacket 60 is generated by reducing the opening area of the portion 63.

ウォーターアウトレット100は、中子を用いた鋳造成形で製造される金属製部材である。図8乃至図10(主に図10)に示すように、ウォーターアウトレット100は、アウトレット110と、複数の接続部120a〜120gと、複数の締結部130と、を有している。   The water outlet 100 is a metal member manufactured by casting using a core. As shown in FIGS. 8 to 10 (mainly FIG. 10), the water outlet 100 has an outlet 110, a plurality of connecting portions 120a to 120g, and a plurality of fastening portions 130.

空間部たるアウトレット110は、図10に示すように前後方向(左側面2eの幅方向)に沿って延設され、出口開口部63,83,93から排出される冷却液をラジエータやヒーター等へ供給する単一の空間である。アウトレット110は、第1空間部111と、第2空間部112と、絞り部113と、を有している。   As shown in FIG. 10, the outlet 110 serving as a space extends along the front-rear direction (the width direction of the left side surface 2e), and the coolant discharged from the outlet openings 63, 83, 93 is supplied to a radiator, a heater, or the like. A single space to supply. The outlet 110 includes a first space part 111, a second space part 112, and a throttle part 113.

第1空間部111は、出口開口部83,93に対応する位置に設けられ、主として上側排気用ウォータージャケット80及び下側排気用ウォータージャケット90内の冷却液が流入する空間である。第1空間部111の裏面には、出口開口部83,93に連通する開口部111aが形成されている。   The first space 111 is a space that is provided at a position corresponding to the outlet openings 83 and 93 and into which the coolant in the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 mainly flows. An opening 111 a that communicates with the outlet openings 83 and 93 is formed on the back surface of the first space 111.

第2空間部112は、出口開口部63に対応する位置に設けられ、主として吸気用ウォータージャケット50及び燃焼室用ウォータージャケット60内の冷却液が流入する部位である。第2空間部112の裏面には、出口開口部63に連通する開口部112aが形成されている。   The second space portion 112 is provided at a position corresponding to the outlet opening 63 and is a portion into which mainly the coolant in the intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60 flows. An opening 112 a that communicates with the outlet opening 63 is formed on the back surface of the second space 112.

絞り部113は、出口開口部83,93と出口開口部63との間に対応する位置に設けられ、第1空間部111及び第2空間部112よりも縦断面積が小さい空間である。絞り部113は、上下に狭くなるように絞られている。詳しくは、アウトレット110を形成する上壁内面114に、第1空間部111から第2空間部112へ向かうにつれて下側に位置するように傾斜する傾斜面114aと、第2空間部112から第1空間部111へ向かうにつれて下側に位置するように傾斜する傾斜面114bを設けると共に、アウトレット110を形成する下壁内面115のうち傾斜面114a,114bの境界部付近に上下で対応する位置に、他の部位よりも上側へ所定長だけ突出する突部115aを設けることによって、絞り部113が形成されている。絞り部113は、上側排気用ウォータージャケット80及び下側排気用ウォータージャケット90から第1空間部111を経てラジエータへ向かう流れと、吸気用ウォータージャケット50及び燃焼室用ウォータージャケット60から第2空間部112を経てヒーターへ向かう流れを発生させやすくする機能を有している。また、絞り部113を設けることによって、第1空間部111と第2空間部112の間で互いに冷却液の流れに大きな影響を及ぼすことなく、第2空間部112から第1空間部111への冷却液の流入が許容される。   The throttle portion 113 is a space that is provided at a position corresponding to between the outlet openings 83 and 93 and the outlet opening 63 and has a smaller vertical cross-sectional area than the first space portion 111 and the second space portion 112. The diaphragm 113 is narrowed so as to be narrowed up and down. Specifically, the upper wall inner surface 114 forming the outlet 110 is inclined to the lower surface as it goes from the first space portion 111 to the second space portion 112, and the first space portion 112 to the first space portion 112. In addition to providing an inclined surface 114b that is inclined so as to be positioned on the lower side toward the space portion 111, the lower wall inner surface 115 that forms the outlet 110 has a position corresponding to the vicinity of the boundary between the inclined surfaces 114a and 114b in the vertical direction. The narrowed portion 113 is formed by providing a protrusion 115a that protrudes a predetermined length above the other portion. The restrictor 113 is configured to flow from the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 to the radiator through the first space 111, and from the intake water jacket 50 and the combustion chamber water jacket 60 to the second space. 112 has a function of easily generating a flow toward the heater via 112. Further, by providing the throttle portion 113, the flow from the second space portion 112 to the first space portion 111 is not significantly affected between the first space portion 111 and the second space portion 112 without greatly affecting the flow of the coolant. Coolant inflow is allowed.

接続部120a〜120gは、図8及び図9に示すように、ウォーターアウトレット100の表面(外面)から外方へ突出形成され、図示しない配管又は水温センサーが接続される円筒状部位である。接続部120a〜120eは、第1空間部111に連通すると共に、前方に偏倚して設けられている。接続部120fは、第2空間部112に連通すると共に、後方に偏倚して設けられている。接続部120gは、第2空間部112に連通すると共に、前後方向の中央部に設けられている。ラジエータに連通する接続部120aの縦断面積(流出断面積)は、その他の接続部120b−120gの縦断面積よりも大きく形成されている。これにより、ラジエータへ供給される冷却液の流量を多くすることができる。図10に示すように、接続部120aの第1空間部111に臨む開口部120a1は、シリンダヘッド2の出口開口部83,93(図2参照)に対向するように設けられている。また、接続部120gの第2空間部112に臨む開口部(図示省略)は、シリンダヘッド2の出口開口部63に略直交するように設けられている(図2、図8参照)。   As shown in FIGS. 8 and 9, the connecting portions 120 a to 120 g are formed to protrude outward from the surface (outer surface) of the water outlet 100 and are cylindrical portions to which pipes or water temperature sensors (not shown) are connected. The connection parts 120a to 120e communicate with the first space part 111 and are provided biased forward. The connection portion 120f communicates with the second space portion 112 and is provided biased rearward. The connection portion 120g communicates with the second space portion 112 and is provided at the center portion in the front-rear direction. The vertical cross-sectional area (outflow cross-sectional area) of the connecting part 120a communicating with the radiator is formed larger than the vertical cross-sectional areas of the other connecting parts 120b-120g. Thereby, the flow volume of the cooling fluid supplied to a radiator can be increased. As shown in FIG. 10, the opening 120 a 1 facing the first space 111 of the connecting portion 120 a is provided so as to face the outlet openings 83 and 93 (see FIG. 2) of the cylinder head 2. Moreover, the opening part (illustration omitted) which faces the 2nd space part 112 of the connection part 120g is provided so that it may be substantially orthogonal to the exit opening part 63 of the cylinder head 2 (refer FIG. 2, FIG. 8).

このような構成により、図8に示すように、第1空間部111の冷却液は、接続部120a及び配管を通ってラジエータへ供給される。また、第1空間部111の冷却液は、接続部120b及び配管を通ってCVTウォーマーへ供給されると共に、接続部120c及び配管を通ってエキスパンションタンクへ供給される。更に、第1空間部111の冷却液は、接続部120d及び配管を通ってサーモスタットへ供給される。一方、第2空間部112の冷却液は、接続部120f及び配管を通ってスロットルボディへ供給されると共に、接続部120g及び配管を通ってヒーターへ供給される。なお、接続部120eには、冷却水の温度を検出するための図示しない水温センサが装着される。   With such a configuration, as shown in FIG. 8, the coolant in the first space 111 is supplied to the radiator through the connecting portion 120a and the piping. In addition, the coolant in the first space 111 is supplied to the CVT warmer through the connection part 120b and the pipe, and is supplied to the expansion tank through the connection part 120c and the pipe. Further, the coolant in the first space 111 is supplied to the thermostat through the connecting part 120d and the pipe. On the other hand, the coolant in the second space 112 is supplied to the throttle body through the connection portion 120f and the piping, and is supplied to the heater through the connection portion 120g and the piping. Note that a water temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the cooling water is attached to the connecting portion 120e.

締結部130は、ウォーターアウトレット100の適所に設けられ、シリンダヘッド2に図示しないボルトで締結される部位である。締結部130には、図8乃至図10に示すように、ボルトが挿通される挿通孔130aが貫通して形成されている。挿通孔130aは、シリンダヘッド2の左側面2eに形成された挿通孔2e1に対応する位置に設けられている(図2、図8参照)。   The fastening portion 130 is a portion that is provided at an appropriate position of the water outlet 100 and fastened to the cylinder head 2 with a bolt (not shown). As shown in FIGS. 8 to 10, the fastening portion 130 is formed with an insertion hole 130 a through which a bolt is inserted. The insertion hole 130a is provided at a position corresponding to the insertion hole 2e1 formed in the left side surface 2e of the cylinder head 2 (see FIGS. 2 and 8).

図11は、ブロック側ウォータージャケットから吸気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。図12は、ブロック側ウォータージャケットから下側排気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。図13は、ガスケットの底面図にヘッド側ウォータージャケットとブロック側ウォータージャケットとを重ねて描いた底面図である。
なお、図11、図12では、説明の便宜のため、ヘッド側ウォータージャケット40のうち、流入部以外の部分を仮想線(二点鎖線)で描いている。また、図13では、ガスケット3にドットのハッチングを付すと共にブロック側ウォータージャケット10の開口部を仮想線(太破線)で描き込んでいる。更に、図13では、ウォーターアウトレット100を模式的に描いている。
FIG. 11 is an exploded perspective view for explaining the flow of the coolant from the block-side water jacket to the intake water jacket. FIG. 12 is an exploded perspective view for explaining the flow of the coolant from the block-side water jacket to the lower exhaust water jacket. FIG. 13 is a bottom view in which a head side water jacket and a block side water jacket are overlapped with a bottom view of the gasket.
In FIG. 11 and FIG. 12, for convenience of explanation, portions of the head-side water jacket 40 other than the inflow portion are drawn with virtual lines (two-dot chain lines). In FIG. 13, the gasket 3 is hatched with dots and the opening of the block-side water jacket 10 is drawn with a virtual line (thick broken line). Furthermore, in FIG. 13, the water outlet 100 is schematically drawn.

図11、図12、図13に示すように、ブロック側ウォータージャケット10は、4つのシリンダ1aの周囲を全体的に囲むように形成されている。ブロック側ウォータージャケット10は、最も右側のシリンダ1aの前側に、他の部位よりも幅広となる冷却液の導入部11を有している。導入部11には、仕切部材11aが挿入されており、冷却液の流れる方向を規制している。本実施形態では、導入部11の仕切部材11aよりも左側に冷却液配管Pが接続されている。また、ブロック側ウォータージャケット10は、シリンダ1a同士の間(シリンダ軸間)に対応する部位にくびれ部12を有している。また、シリンダ軸間には、前側と後側のくびれ部12同士を連通する凹溝状の軸間スリット13が形成されている。   As shown in FIGS. 11, 12, and 13, the block-side water jacket 10 is formed so as to entirely surround the four cylinders 1a. The block-side water jacket 10 has a coolant introduction portion 11 that is wider than other portions on the front side of the rightmost cylinder 1a. A partition member 11a is inserted into the introduction portion 11, and regulates the direction in which the coolant flows. In the present embodiment, the coolant pipe P is connected to the left side of the partition member 11a of the introduction portion 11. Further, the block-side water jacket 10 has a constricted portion 12 at a portion corresponding to between the cylinders 1a (between the cylinder shafts). In addition, a concave groove-shaped inter-axis slit 13 is formed between the cylinder shafts so that the front and rear constricted portions 12 communicate with each other.

図11、図12、図13(主に図13)に示すように、ガスケット3は、シリンダブロック1とシリンダヘッド2の結合部をシールする金属製の板状部材である。ガスケット3は、シリンダブロック1の4つのシリンダ1aに対応する4つのシリンダ開口部31を有している。また、ガスケット3は、吸気用ウォータージャケット50の吸気側流入部51及び軸間流入部53に対応する位置に形成された吸気側貫通孔32及び軸間貫通孔33と、燃焼室用ウォータージャケット60の燃焼室側流入部61に対応する位置に形成された燃焼室側貫通孔34と、下側排気用ウォータージャケット90の排気側流入部94及び追加流入部95に対応する位置に形成された排気側貫通孔35及び追加貫通孔36と、を有している。これらの吸気側貫通孔32、軸間貫通孔33、燃焼室側貫通孔34、排気側貫通孔35及び追加貫通孔36は、すべてブロック側ウォータージャケット10の開口部に対応する位置に形成されている。吸気側貫通孔32及び排気側貫通孔35は、一部に例外はあるが、右側に位置する孔の方(出口開口部63,83,93から遠い孔の方)が概ね大径に形成されている。特に、燃焼室側貫通孔34は、他の貫通孔32,33,35,36よりも大きな径に形成されている。これにより、後記する縦流れが形成され易くなる。   As shown in FIGS. 11, 12, and 13 (mainly FIG. 13), the gasket 3 is a metal plate-like member that seals the coupling portion between the cylinder block 1 and the cylinder head 2. The gasket 3 has four cylinder openings 31 corresponding to the four cylinders 1 a of the cylinder block 1. The gasket 3 includes an intake-side through hole 32 and an inter-axis through hole 33 formed at positions corresponding to the intake-side inflow portion 51 and the inter-axis inflow portion 53 of the intake water jacket 50, and a combustion chamber water jacket 60. The combustion chamber side through hole 34 formed at a position corresponding to the combustion chamber side inflow portion 61 and the exhaust gas formed at positions corresponding to the exhaust side inflow portion 94 and the additional inflow portion 95 of the lower exhaust water jacket 90. A side through hole 35 and an additional through hole 36 are provided. These intake side through hole 32, inter-shaft through hole 33, combustion chamber side through hole 34, exhaust side through hole 35 and additional through hole 36 are all formed at positions corresponding to the opening of block side water jacket 10. Yes. The intake-side through-hole 32 and the exhaust-side through-hole 35 have some exceptions, but the hole located on the right side (the hole far from the outlet openings 63, 83, 93) is formed with a large diameter. ing. In particular, the combustion chamber side through hole 34 is formed to have a larger diameter than the other through holes 32, 33, 35, and 36. Thereby, the vertical flow described later is easily formed.

次に、ブロック側ウォータージャケット10及びヘッド側ウォータージャケット40における冷却液の流れについて、図11乃至図15を参照して説明する。
図14は、吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット、上側排気用ウォータージャケット及びウォーターアウトレットの冷却液の流れを説明するための底面図である。図15は、下側排気用ウォータージャケット及びウォーターアウトレットの冷却液の流れを説明するための底面図である。なお、図14及び図15では、ウォーターアウトレット100を模式的に描いている。
Next, the flow of the coolant in the block-side water jacket 10 and the head-side water jacket 40 will be described with reference to FIGS.
FIG. 14 is a bottom view for explaining the flow of the coolant in the intake water jacket, the combustion chamber water jacket, the upper exhaust water jacket, and the water outlet. FIG. 15 is a bottom view for explaining the flow of coolant in the lower exhaust water jacket and the water outlet. In FIGS. 14 and 15, the water outlet 100 is schematically illustrated.

図11、図12に示すように、冷却液配管Pから導入部11に流入した冷却液(矢印Y1)は、ブロック側ウォータージャケット10に沿ってシリンダ1aの前側を左方向に流れ(矢印Y2)、左端部でUターンしたのち(矢印Y3)、ブロック側ウォータージャケット10に沿ってシリンダ1aの後側を右方向に流れ(矢印Y4)、右端部に到達する(矢印Y5)。また、冷却液は、軸間スリット13を通って、前側のくびれ部12から後側のくびれ部12に向かって流れる(矢印Y6)。   As shown in FIGS. 11 and 12, the coolant (arrow Y1) that has flowed into the introduction portion 11 from the coolant pipe P flows in the left direction along the block-side water jacket 10 (arrow Y2). Then, after making a U-turn at the left end (arrow Y3), the rear side of the cylinder 1a flows rightward along the block-side water jacket 10 (arrow Y4), and reaches the right end (arrow Y5). Further, the coolant flows from the front constricted portion 12 toward the rear constricted portion 12 through the inter-axis slit 13 (arrow Y6).

図12に示すように、ブロック側ウォータージャケット10に沿ってシリンダ1aの前側を左方向に流れる冷却液(矢印Y2)の一部は、ガスケット3に形成された排気側貫通孔35及び追加貫通孔36を通って、排気側流入部94及び追加流入部95から下側排気用ウォータージャケット90の内部に流入する(矢印Y7)。すなわち、本実施形態における冷却液の流れは、吸気用ウォータージャケット50に先行して下側排気用ウォータージャケット90に冷却液が流入するいわゆる排気先行型の流れになっている。これにより、排気ポート23及び排気集合部24を効率的に冷却することができる。   As shown in FIG. 12, a part of the coolant (arrow Y2) flowing in the left direction along the block side water jacket 10 in the front side of the cylinder 1a is formed in the exhaust side through hole 35 and the additional through hole formed in the gasket 3. 36 and flows into the inside of the lower exhaust water jacket 90 from the exhaust side inflow portion 94 and the additional inflow portion 95 (arrow Y7). That is, the flow of the coolant in the present embodiment is a so-called exhaust-preceding flow in which the coolant flows into the lower exhaust water jacket 90 prior to the intake water jacket 50. As a result, the exhaust port 23 and the exhaust collecting portion 24 can be efficiently cooled.

また、図11に示すように、ブロック側ウォータージャケット10に沿ってシリンダ1aの後側を右方向に流れる冷却液(矢印Y4)の一部は、ガスケット3に形成された吸気側貫通孔32を通って、吸気側流入部51から吸気用ウォータージャケット50の内部に流入する(矢印Y8a)。また、軸間スリット13を通る冷却液(矢印Y6)は、後側のくびれ部12に合流したところで、ガスケット3に形成された軸間貫通孔33を通って、軸間流入部53から吸気用ウォータージャケット50の内部に流入する(矢印Y8b)。また、ブロック側ウォータージャケット10の右端部に到達した冷却液(矢印Y5)は、ガスケット3に形成された燃焼室側貫通孔34を通って、燃焼室側流入部61から燃焼室用ウォータージャケット60の右端部に流入する(矢印Y9)。   Further, as shown in FIG. 11, a part of the coolant (arrow Y 4) flowing in the right direction on the rear side of the cylinder 1 a along the block side water jacket 10 passes through the intake side through hole 32 formed in the gasket 3. Then, the air flows into the intake water jacket 50 from the intake-side inflow portion 51 (arrow Y8a). In addition, the coolant (arrow Y6) passing through the inter-axis slit 13 merges with the constricted portion 12 on the rear side, passes through the inter-axis through hole 33 formed in the gasket 3, and passes through the inter-axis inflow portion 53 for intake. It flows into the inside of the water jacket 50 (arrow Y8b). Further, the coolant (arrow Y5) that has reached the right end portion of the block-side water jacket 10 passes through the combustion chamber-side through hole 34 formed in the gasket 3 and from the combustion chamber-side inflow portion 61 to the combustion chamber water jacket 60. (Arrow Y9).

図14に示すように、燃焼室側流入部61から燃焼室用ウォータージャケット60の右端部に流入した冷却液は、左端部の出口開口部63に向かって右から左に流れる(矢印Y10)。この流れ(矢印Y10)が、燃焼室用ウォータージャケット60においてシリンダ1a(すなわち燃焼室頂部21)の配列方向Lb(図11、図12参照)に沿う流れ(いわゆる縦流れ)を形成する。また、吸気側流入部51及び軸間流入部53から吸気用ウォータージャケット50の内部に流入した冷却液は、連通部52を通って燃焼室用ウォータージャケット60に流入し(矢印Y11)、前記した縦流れに合流する。燃焼室用ウォータージャケット60の内部を右から左へ流れた冷却液(矢印Y10)は、出口開口部63からウォーターアウトレット100の第2空間部112へ流入する。第2空間部112へ流入した冷却液は、接続部120f〜120g(図14では接続部120gのみ図示)及び配管を介して、ヒーター等へ供給される。   As shown in FIG. 14, the coolant that has flowed from the combustion chamber side inflow portion 61 into the right end portion of the combustion chamber water jacket 60 flows from the right to the left toward the outlet opening 63 at the left end portion (arrow Y10). This flow (arrow Y10) forms a flow (so-called vertical flow) along the arrangement direction Lb (see FIGS. 11 and 12) of the cylinder 1a (that is, the combustion chamber top portion 21) in the water jacket 60 for the combustion chamber. Further, the coolant that has flowed into the intake water jacket 50 from the intake-side inflow portion 51 and the inter-shaft inflow portion 53 flows into the combustion chamber water jacket 60 through the communication portion 52 (arrow Y11). Join the longitudinal flow. The coolant (arrow Y10) that has flowed from right to left in the combustion chamber water jacket 60 flows into the second space 112 of the water outlet 100 from the outlet opening 63. The coolant that has flowed into the second space 112 is supplied to a heater or the like via the connection portions 120f to 120g (only the connection portion 120g is shown in FIG. 14) and piping.

燃焼室用ウォータージャケット60を流れる冷却液の一部は、連通部62を通って上側排気用ウォータージャケット80に流入する。各連通部62から流入した流れ(矢印Y12)は、上側排気用ウォータージャケット80の前端側で合流し、シリンダ1a(すなわち燃焼室頂部21)の配列方向Lb(図11、図12参照)に沿う流れ(いわゆる縦流れ)を形成する(矢印Y13)。なお、上側排気用ウォータージャケット80の右前部80aは、出口開口部83に近づくほど前側に位置するように傾斜しているので、右側の連通部62から前方に向かって流入した冷却液は、上側排気用ウォータージャケット80の右前部80aに案内されて出口開口部83へ向かうように流れ易くなっている。上側排気用ウォータージャケット80の内部を右から左へ流れた冷却液は、出口開口部83からウォーターアウトレット100の第1空間部111へ流入する。第1空間部111へ流入した冷却液は、接続部120a〜120d(図14では接続部120aのみ図示)及び配管を介して、ラジエータ等へ供給される。   A part of the coolant flowing through the combustion chamber water jacket 60 flows into the upper exhaust water jacket 80 through the communication portion 62. The flow (arrow Y12) flowing in from each communication portion 62 merges at the front end side of the upper exhaust water jacket 80 and follows the arrangement direction Lb (see FIGS. 11 and 12) of the cylinder 1a (ie, the combustion chamber top portion 21). A flow (so-called longitudinal flow) is formed (arrow Y13). The right front portion 80a of the upper exhaust water jacket 80 is inclined so as to be positioned on the front side as it approaches the outlet opening 83, so that the coolant flowing in from the right communication portion 62 toward the front It is guided by the right front part 80 a of the exhaust water jacket 80 and flows easily toward the outlet opening 83. The coolant flowing from the right to the left in the upper exhaust water jacket 80 flows into the first space 111 of the water outlet 100 from the outlet opening 83. The coolant that has flowed into the first space portion 111 is supplied to a radiator or the like via the connection portions 120a to 120d (only the connection portion 120a is shown in FIG. 14) and piping.

図15に示すように、排気側流入部94から下側排気用ウォータージャケット90に流入した冷却液(矢印Y14)は、前方に向かって流れて下側排気用ウォータージャケット90の前端側で合流し、シリンダ1a(すなわち燃焼室頂部21)の配列方向Lb(図11、図12参照)に沿う流れ(いわゆる縦流れ)を形成する(矢印Y15)。なお、下側排気用ウォータージャケット90の右前部90aは、出口開口部93に近づくほど前側に位置するように傾斜しているので、右側の排気側流入部94及び追加流入部95から前方に向かって流入した冷却液は、下側排気用ウォータージャケット90の右前部90aに案内されて出口開口部93へ向かうように流れ易くなっている。下側排気用ウォータージャケット90の内部を右から左へ流れた冷却液(矢印Y15)は、出口開口部93からウォーターアウトレット100の第1空間部111へ流入する。第1空間部111へ流入した冷却液は、接続部120a〜120d(図15では接続部120aのみ図示)及び配管を介して、ラジエータ等へ供給される。   As shown in FIG. 15, the coolant (arrow Y14) that has flowed into the lower exhaust water jacket 90 from the exhaust side inflow portion 94 flows forward and joins at the front end side of the lower exhaust water jacket 90. Then, a flow (so-called vertical flow) is formed along the arrangement direction Lb (see FIGS. 11 and 12) of the cylinder 1a (that is, the combustion chamber top portion 21) (arrow Y15). Note that the right front portion 90a of the lower exhaust water jacket 90 is inclined so as to be positioned on the front side as it approaches the outlet opening 93, so that it faces forward from the right exhaust side inflow portion 94 and the additional inflow portion 95. The coolant that has flowed in is guided to the right front portion 90 a of the lower exhaust water jacket 90 and easily flows toward the outlet opening 93. The coolant (arrow Y15) that has flowed from the right to the left inside the lower exhaust water jacket 90 flows into the first space 111 of the water outlet 100 from the outlet opening 93. The coolant that has flowed into the first space portion 111 is supplied to a radiator or the like via the connection portions 120a to 120d (only the connection portion 120a is shown in FIG. 15) and piping.

以上のように、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造によれば、ウォーターアウトレット100の内部に形成されたアウトレット110は、出口開口部83,93に対応する位置に設けられ主としてラジエータへ冷却液を供給する第1空間部111と、出口開口部63に対応する位置に設けられ主としてヒーターへ冷却液を供給する第2空間部112と、出口開口部83,93と出口開口部63との間に対応する位置に設けられ第1空間部111及び第2空間部112よりも縦断面積が小さい絞り部113と、を有しているので、絞り部113を境にして、上下の排気用ウォータージャケット80,90から第1空間部111を経てラジエータへ向かう流れと、吸気用・燃焼室用ウォータージャケット50,60から第2空間部112を経てヒーターへ向かう流れを発生させやすくすることができる。これにより、上下の排気用ウォータージャケット80,90から流入した冷却液と吸気用・燃焼室用ウォータージャケット50,60から流入した冷却液がアウトレット110内で衝突しにくくなり、アウトレット110内における冷却液の流れが安定する。そのため、冷却液がアウトレット110内に滞留しにくくなり、ひいては、各ウォータージャケット50,60,80,90内を流れる冷却液の流速低下を抑制することができる。
特に、上下の排気用ウォータージャケット80,90から流入した流速が比較的高い冷却液が、吸気用・燃焼室用ウォータージャケット50,60から流入した流速が比較的低い冷却液と衝突しにくくなって流速の低下が少ないので、ラジエータへ冷却液をスムーズに供給することができる。
As described above, according to the water jacket structure of the cylinder head according to the present embodiment, the outlet 110 formed inside the water outlet 100 is provided at a position corresponding to the outlet openings 83 and 93 and is mainly cooled to the radiator. A first space portion 111 for supplying liquid, a second space portion 112 that is provided at a position corresponding to the outlet opening 63 and mainly supplies cooling liquid to the heater, outlet openings 83 and 93, and the outlet opening 63. There are throttle portions 113 provided at positions corresponding to each other and having a smaller vertical cross-sectional area than the first space portion 111 and the second space portion 112. From the jackets 80 and 90 to the radiator through the first space 111 and the intake and combustion chamber water jackets 50 and 60 The flow directed to the heater through the second space portion 112 can be easily generated. This makes it difficult for the coolant flowing in from the upper and lower exhaust water jackets 80 and 90 and the coolant flowing in from the intake / combustion chamber water jackets 50 and 60 to collide with each other in the outlet 110. The flow of is stabilized. Therefore, it becomes difficult for the coolant to stay in the outlet 110, and as a result, a decrease in the flow rate of the coolant flowing in each of the water jackets 50, 60, 80, 90 can be suppressed.
In particular, the coolant having a relatively high flow rate flowing from the upper and lower exhaust water jackets 80 and 90 is less likely to collide with the coolant having a relatively low flow rate flowing from the intake / combustion chamber water jackets 50 and 60. Since the decrease in the flow rate is small, the coolant can be smoothly supplied to the radiator.

また、第1空間部111と第2空間部112の間を遮断する構造を採用すると、吸気用・燃焼室用ウォータージャケット50,60から第2空間部112に流入した冷却液をラジエータへ導くことができないが、本実施形態では、絞り部113を設けたので、第1空間部111と第2空間部112の間で互いに冷却液の流れに大きな影響を及ぼすことなく、第2空間部112から第1空間部111への冷却液の流入が許容される。これにより、上下の排気用ウォータージャケット80,90から流入した冷却液と吸気用・燃焼室用ウォータージャケット50,60から流入した冷却液をバランス良く適度に合流させ、ラジエータへの冷却液の供給量を十分に確保することができる。
つまり、本実施形態によれば、各ウォータージャケット50,60,80,90から流入した冷却液同士の衝突抑制と、各ウォータージャケット50,60,80,90から流入した冷却液の適度な合流と、の両立を図ることができる。
Further, when a structure that blocks between the first space portion 111 and the second space portion 112 is adopted, the coolant flowing into the second space portion 112 from the intake / combustion chamber water jackets 50 and 60 is guided to the radiator. However, in the present embodiment, since the throttle portion 113 is provided, the second space portion 112 is not significantly affected between the first space portion 111 and the second space portion 112 without greatly affecting the flow of the coolant. The cooling liquid is allowed to flow into the first space 111. As a result, the coolant flowing in from the upper and lower exhaust water jackets 80, 90 and the coolant flowing in from the intake / combustion chamber water jackets 50, 60 are appropriately combined in a well-balanced manner, and the amount of coolant supplied to the radiator Can be secured sufficiently.
That is, according to this embodiment, the collision suppression between the coolants flowing in from the respective water jackets 50, 60, 80, 90 and the appropriate merging of the coolants flowing from the respective water jackets 50, 60, 80, 90 are achieved. , Both can be achieved.

また、出口開口部83から排出される冷却液の流量F1と出口開口部93から排出される冷却液の流量F2の合計流量は、出口開口部63から排出される冷却液の流量F3よりも多いF1+F2>F3の関係に設定されているので、ラジエータへの冷却液の供給量を十分に確保できる。   Further, the total flow rate of the coolant flow rate F1 discharged from the outlet opening 83 and the coolant flow rate F2 discharged from the outlet opening 93 is larger than the coolant flow rate F3 discharged from the outlet opening 63. Since the relationship of F1 + F2> F3 is set, the supply amount of the coolant to the radiator can be sufficiently secured.

以上、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。   The water jacket structure of the cylinder head according to the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and does not depart from the spirit of the present invention. Needless to say, it can be changed as appropriate.

例えば、本実施形態では、燃焼室用ウォータージャケット60を、上側排気用ウォータージャケット80に連通するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上側排気用ウォータージャケット80と下側排気用ウォータージャケット90とが互いに独立した流路に成りさえすれば、燃焼室用ウォータージャケット60を、下側排気用ウォータージャケット90に連通するように構成してもよい。ちなみに、燃焼室用ウォータージャケット60を、上側排気用ウォータージャケット80に連通するように構成した方が、連通部62の上下方向の幅寸法を大きくすることができるので、図4に示す第1ウォータージャケット用中子200の剛性を大きくすることができる。   For example, in the present embodiment, the combustion chamber water jacket 60 is configured to communicate with the upper exhaust water jacket 80, but the present invention is not limited to this, and the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 80 are connected to the lower exhaust water jacket 80. The combustion chamber water jacket 60 may be configured to communicate with the lower exhaust water jacket 90 as long as the side exhaust water jacket 90 forms an independent flow path. Incidentally, if the combustion chamber water jacket 60 is configured to communicate with the upper exhaust water jacket 80, the vertical width of the communication portion 62 can be increased, so the first water shown in FIG. The rigidity of the jacket core 200 can be increased.

また、本実施形態では、上側排気用ウォータージャケット80と下側排気用ウォータージャケット90の両方に、突出部81,91を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上側排気用ウォータージャケット80及び下側排気用ウォータージャケット90のいずれか一方のみに突出部を設けるようにしてもよい。このような構成でも、上側排気用ウォータージャケット80と下側排気用ウォータージャケット90とを分離しながら、排気集合部24の下流側側部24dを冷却することができる。   In the present embodiment, the protrusions 81 and 91 are provided on both the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90. However, the present invention is not limited to this, and the upper exhaust water jacket 90 is provided. Only one of the water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 may be provided with a protrusion. Even in such a configuration, the downstream side portion 24d of the exhaust collecting portion 24 can be cooled while the upper exhaust water jacket 80 and the lower exhaust water jacket 90 are separated.

また、本実施形態では、排気集合部24の開口部24aを、シリンダヘッド2の左右方向の略中央となる位置に形成したが、左右のいずれかに片寄った位置に排気集合部24の開口部24aを形成してもよい。   In the present embodiment, the opening 24a of the exhaust collecting portion 24 is formed at a position that is substantially the center of the cylinder head 2 in the left-right direction. 24a may be formed.

また、本発明は直列4気筒形式の内燃機関Eを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、2気筒、3気筒等の他の気筒数の内燃機関Eにも適用可能であり、また、V型形式の内燃機関E等にも適用可能である。また、本発明は、自動車の内燃機関Eに限定されるものではなく、船舶や汎用機械などの他の内燃機関Eにも適用可能であることはいうまでもない。   Further, the present invention has been described taking the in-line four-cylinder internal combustion engine E as an example, but the present invention is not limited to this, and is applicable to the internal combustion engine E having other cylinder numbers such as two cylinders and three cylinders. It is also possible to apply to a V-type internal combustion engine E or the like. Further, the present invention is not limited to the internal combustion engine E of an automobile, and it is needless to say that the present invention can be applied to other internal combustion engines E such as ships and general-purpose machines.

1 シリンダブロック
1a シリンダ
2 シリンダヘッド
21 燃焼室頂部
22 吸気ポート
23 排気ポート
24 排気集合部
3 ガスケット
10 ブロック側ウォータージャケット
40 ヘッド側ウォータージャケット
50 吸気用ウォータージャケット
60 燃焼室用ウォータージャケット
70 排気用ウォータージャケット
80 上側排気用ウォータージャケット
90 下側排気用ウォータージャケット
83 出口開口部(第1出口開口部)
93 出口開口部(第2出口開口部)
63 出口開口部(第3出口開口部)
100 ウォーターアウトレット
110 アウトレット(空間部)
111 第1空間部
112 第2空間部
113 絞り部
E 内燃機関
Lc シリンダ軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 1a Cylinder 2 Cylinder head 21 Combustion chamber top part 22 Intake port 23 Exhaust port 24 Exhaust collecting part 3 Gasket 10 Block side water jacket 40 Head side water jacket 50 Intake water jacket 60 Combustion chamber water jacket 70 Exhaust water jacket 70 80 Upper exhaust water jacket 90 Lower exhaust water jacket 83 Outlet opening (first outlet opening)
93 outlet opening (second outlet opening)
63 Exit opening (third exit opening)
100 Water outlet 110 Outlet (space)
111 First space portion 112 Second space portion 113 Restriction portion E Internal combustion engine Lc Cylinder axis

Claims (2)

シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、
前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、
前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させる排気集合部と、
前記燃焼室頂部を冷却する燃焼室用ウォータージャケットと、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、
前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に開口し、前記上側排気用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる第1出口開口部と、
前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に開口し、前記下側排気用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる第2出口開口部と、
前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に開口し、前記燃焼室用ウォータージャケット内を流れる冷却液の出口となる第3出口開口部と、
前記シリンダヘッドのシリンダ列方向の一側面に取り付けられ、前記第1〜第3出口開口部から排出される前記冷却液を他部品へ供給するウォーターアウトレットと、を備え、
前記第1出口開口部及び前記第2出口開口部は、前記第3出口開口部に対し、前記シリンダ列方向の一側面の幅方向に所定間隔離間して形成され、
前記ウォーターアウトレットの内部には、前記第1〜第3出口開口部に連通する単一の空間部が形成され、
前記空間部は、
前記第1出口開口部及び前記第2出口開口部に対応する位置に設けられ、主としてラジエータへ前記冷却液を供給する第1空間部と、
前記第3出口開口部に対応する位置に設けられ、主としてヒーターへ前記冷却液を供給する第2空間部と、
前記第1出口開口部及び前記第2出口開口部と前記第3出口開口部との間に対応する位置に設けられ、前記第1空間部及び前記第2空間部よりも縦断面積が小さい絞り部と、
を有していることを特徴とするシリンダヘッドのウォータージャケット構造。
A plurality of combustion chamber tops formed on the bottom surface of the cylinder head;
A plurality of exhaust ports communicating with each of the plurality of combustion chamber tops;
An exhaust collecting portion for collecting the plurality of exhaust ports inside the cylinder head;
A water jacket for the combustion chamber for cooling the top of the combustion chamber;
An upper exhaust water jacket that is disposed on the upper side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion and cools the exhaust collecting portion;
A lower exhaust water jacket that is disposed on the lower side in the cylinder axial direction with respect to the exhaust collecting portion and cools the exhaust collecting portion;
A first outlet opening that opens to one side surface of the cylinder head in the cylinder row direction and serves as an outlet for cooling liquid flowing in the upper exhaust water jacket;
A second outlet opening that opens to one side surface of the cylinder head in the cylinder row direction and serves as an outlet for the coolant flowing in the lower exhaust water jacket;
A third outlet opening that opens to one side surface of the cylinder head in the cylinder row direction and serves as an outlet for the coolant flowing through the combustion chamber water jacket;
A water outlet that is attached to one side surface of the cylinder head in the cylinder row direction and that supplies the coolant discharged from the first to third outlet openings to other components;
The first outlet opening and the second outlet opening are formed at a predetermined distance from the third outlet opening in the width direction of one side surface in the cylinder row direction,
Inside the water outlet is formed a single space communicating with the first to third outlet openings,
The space portion is
A first space that is provided at a position corresponding to the first outlet opening and the second outlet opening, and that mainly supplies the coolant to the radiator;
A second space provided at a position corresponding to the third outlet opening, and mainly supplying the coolant to the heater;
A throttle portion provided at a position corresponding to between the first outlet opening and the second outlet opening and the third outlet opening and having a smaller vertical cross-sectional area than the first space and the second space. When,
A water jacket structure for a cylinder head, characterized by comprising:
前記第1出口開口部から排出される前記冷却液の流量F1と前記第2出口開口部から排出される前記冷却液の流量F2の合計流量は、前記第3出口開口部から排出される前記冷却液の流量F3よりも多いF1+F2>F3の関係に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のシリンダヘッドのウォータージャケット構造。   The total flow rate of the coolant flow rate F1 discharged from the first outlet opening and the coolant flow rate F2 discharged from the second outlet opening is the cooling rate discharged from the third outlet opening. 2. The water jacket structure for a cylinder head according to claim 1, wherein a relationship of F1 + F2> F3, which is larger than a flow rate F3 of the liquid, is set.
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