JP6406157B2 - cylinder head - Google Patents

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Description

本発明は、4バルブ方式のエンジンなどに適用されるシリンダヘッドに関し、さらに詳しくは、シリンダヘッドのウォータジャケットの構造に係る。   The present invention relates to a cylinder head applied to a four-valve engine or the like, and more particularly to a structure of a water jacket of the cylinder head.

エンジンを構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドにはウォータジャケットが形成されている。シリンダヘッドのウォータジャケットには、下方のシリンダブロック(ブロックウォータジャケット)からの冷却水が供給される。   A water jacket is formed on the cylinder block and the cylinder head constituting the engine. Cooling water from a lower cylinder block (block water jacket) is supplied to the water jacket of the cylinder head.

また、シリンダヘッドの冷却構造としては、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットを設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Further, as a cooling structure of the cylinder head, one provided with an upper water jacket and a lower water jacket is known (for example, see Patent Document 1).

特開2003−184644号公報JP 2003-184644 A

ところで、4バルブ方式のエンジンのシリンダヘッドにあっては、特に、各気筒の排気ポート間が高温になるため、その排気ポート間を含む排気系を効果的に冷却することが要求される。また、上下2段のウォータジャケットが形成されたシリンダヘッドでは、上側ウォータジャケットへの冷却水の流量を確保する必要がある。   By the way, in the cylinder head of a four-valve type engine, since the exhaust ports of the cylinders are particularly hot, it is required to cool the exhaust system including the exhaust ports effectively. Moreover, in the cylinder head in which the upper and lower water jackets are formed, it is necessary to ensure the flow rate of the cooling water to the upper water jacket.

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットが形成されたシリンダヘッドにおいて、上側ウォータジャケットへの冷却水の水量を確保しながら、排気ポート間などの排気系を効果的に冷却することが可能な構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in the cylinder head in which the upper water jacket and the lower water jacket are formed, while ensuring the amount of cooling water to the upper water jacket, between the exhaust ports, etc. An object of the present invention is to provide a structure capable of effectively cooling the exhaust system.

本発明は、エンジンの複数の気筒毎に吸気ポート及び排気ポートが少なくとも2つずつ形成されているとともに、点火プラグが設けられたシリンダヘッドであって、当該シリンダヘッドには上側ウォータジャケットと下側ウォータジャケットとが形成されている。   The present invention relates to a cylinder head in which at least two intake ports and two exhaust ports are formed for each of a plurality of cylinders of an engine, and an ignition plug is provided. The cylinder head includes an upper water jacket and a lower side. A water jacket is formed.

そして、前記下側ウォータジャケットは、当該シリンダヘッドの下方のシリンダブロックからの冷却水が流入する排気側冷却水入口と、前記各気筒の前記排気ポート間に形成され、前記排気側冷却水入口から流入した冷却水を前記点火プラグに向けて流す排気ポート間冷却水通路と、前記排気ポート間冷却水通路に接続され、前記点火プラグ回りに冷却水を流すプラグ回り冷却水通路と、前記複数の気筒にわたって形成され、当該シリンダヘッドの長手方向に冷却水が流れる長手方向冷却水通路と、前記長手方向冷却水通路の上部であって隣り合う気筒間となる位置に形成された冷却水流出口と、前記冷却水流出口と前記上側ウォータジャケットとを連通する連通路と、隣り合う気筒間の位置に前記長手方向冷却水通路と交差するように形成され、下方のシリンダブロックから流入した冷却水が当該シリンダヘッドの短手方向に流れる短手方向冷却水通路と、を備えており、前記短手方向冷却水通路は、排気バルブの回りに冷却水が回り込むような形状に形成され且つ通路底面が前記長手方向冷却水通路の通路底面よりも低くなるように溝状に加工された冷却水出口側通路を備えており、前記プラグ回り冷却水通路が前記長手方向冷却水通路に接続されているとともに、前記プラグ回り冷却水通路と前記冷却水流出口との間の通路断面積が、前記排気ポート間冷却水通路の通路断面積よりも大きいことを特徴としている。 The lower water jacket is formed between an exhaust side cooling water inlet into which cooling water from a cylinder block below the cylinder head flows, and the exhaust port of each cylinder, from the exhaust side cooling water inlet A cooling water passage between exhaust ports for flowing the cooling water flowing toward the ignition plug, a cooling water passage around the plug connected to the cooling water passage between the exhaust ports and for flowing cooling water around the ignition plug, and the plurality of the plurality of cooling water passages A longitudinal cooling water passage formed over the cylinders, in which the cooling water flows in the longitudinal direction of the cylinder head, and a cooling water outlet formed at a position above the longitudinal cooling water passage and between adjacent cylinders; A communication path that connects the cooling water outlet and the upper water jacket, and a position between adjacent cylinders so as to intersect the longitudinal cooling water path Is a lateral direction the cooling water passage through which cooling water flowing from below the cylinder block flows in the lateral direction of the cylinder head, and wherein the lateral direction the cooling water passage, the cooling water around the exhaust valve And a cooling water outlet side passage formed into a groove shape so that the bottom surface of the passage is lower than the bottom surface of the passage in the longitudinal direction of the cooling water passage. It is connected to the longitudinal cooling water passage, and the cross-sectional area between the cooling water passage around the plug and the cooling water outlet is larger than the cross-sectional area of the cooling water passage between the exhaust ports. It is said.

本発明によれば、シリンダブロック(ブロックウォータジャケット)から上がってきた冷却水が排気側冷却水入口を通じて排気ポート間冷却水通路に流入して当該排気ポート間冷却水通路に流れる。このように排気ポート間冷却水通路に冷却水が流れることにより、排気ポート間を確実に冷却することができる。この際(冷却水が排気ポート間冷却水通路に流入する際)、冷却水は上に向かう流れになり、その排気ポート間冷却水通路からプラグ回り冷却水通路に入った冷却水の流れも上向きとなる。ここで、本発明にあっては、プラグ回り冷却水通路と冷却水流出口との間の通路断面積が大きくて圧損が小さいので、プラグ回り冷却水通路から出た冷却水(上向きの流れの冷却水)は、長手方向冷却水通路内に流れ込みやすくなり、冷却水流出口(連通路)に引き込まれやすくなる。これによって、排気ポート間冷却水通路からの冷却水は、そのほとんどが、長手方向冷却水通路の上側を流れ、冷却水流出口(連通路)を通じて上側ウォータジャケットに流入するようになる。 According to the present invention, the cooling water rising from the cylinder block (block water jacket) flows into the inter-exhaust port cooling water passage through the exhaust side cooling water inlet and flows into the inter-exhaust port cooling water passage. Thus, the cooling water flows through the cooling water passage between the exhaust ports, so that the space between the exhaust ports can be reliably cooled. At this time (when the cooling water flows into the cooling water passage between the exhaust ports), the cooling water flows upward, and the cooling water flowing into the cooling water passage around the plug from the cooling water passage between the exhaust ports also faces upward. It becomes. Here, in the present invention, since the passage cross-sectional area between the plug-around cooling water passage and the cooling water outlet is large and the pressure loss is small, the cooling water discharged from the plug-around cooling water passage (cooling of the upward flow) water) tends to flow into the longitudinal cooling water passages, Reya becomes easier pulled into the cooling water outlet (communication passage). As a result, most of the cooling water from the cooling water passage between the exhaust ports flows through the upper side of the longitudinal cooling water passage and flows into the upper water jacket through the cooling water outlet (communication passage).

このように、排気ポート間冷却水通路に冷却水を流すことにより、排気ポート間を確実に冷却することができる。しかも、排気ポート間冷却水通路から出た冷却水をそのまま上側ウォータジャケットに上げることにより、上側ウォータジャケットへの冷却水の水量を十分に確保することができる。   In this way, by flowing the cooling water through the cooling water passage between the exhaust ports, the space between the exhaust ports can be reliably cooled. In addition, by raising the cooling water from the cooling water passage between the exhaust ports to the upper water jacket as it is, a sufficient amount of cooling water to the upper water jacket can be secured.

一方、下方のシリンダブロック(ブロックウォータジャケット)から短手方向冷却水通路を流れた冷却水は、当該短手方向冷却水通路と交差する長手方向冷却水通路内に流入するが、この流入部分の通路の上側には、上記したように、排気ポート間冷却水通路からの冷却水が既に流れているので、当該短手方向冷却水通路から長手方向冷却水通路に流入した冷却水は通路の下側に流れるようになる。つまり、短手方向冷却水通路を流れる冷却水は燃焼室に近い側を流れるようになり、燃焼室を効果的に冷却することができる。   On the other hand, cooling water that has flowed from the lower cylinder block (block water jacket) through the short-side cooling water passage flows into the longitudinal cooling water passage that intersects the short-side cooling water passage. As described above, since the cooling water from the cooling water passage between the exhaust ports has already flowed above the passage, the cooling water flowing into the longitudinal cooling water passage from the short direction cooling water passage is below the passage. To flow to the side. That is, the cooling water flowing in the short direction cooling water passage flows on the side close to the combustion chamber, and the combustion chamber can be effectively cooled.

以上のように、本発明によれば、上側ウォータジャケットへの冷却水の水量を確保しながら、排気ポート間を確実に冷却することができるとともに、燃焼室を効果的に冷却することができる。   As described above, according to the present invention, the space between the exhaust ports can be reliably cooled while the amount of cooling water to the upper water jacket is secured, and the combustion chamber can be effectively cooled.

本発明によれば、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットが形成されたシリンダヘッドにおいて、上側ウォータジャケットへの冷却水の水量を確保しながら、排気ポート間などの排気系を効果的に冷却することができる。   According to the present invention, in the cylinder head in which the upper water jacket and the lower water jacket are formed, the exhaust system between the exhaust ports and the like is effectively cooled while ensuring the amount of cooling water to the upper water jacket. Can do.

エンジンの一例を示す概略構成である。It is a schematic structure which shows an example of an engine. エンジンの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of an engine. シリンダブロック及びシリンダヘッドのウォータジャケットの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the water jacket of a cylinder block and a cylinder head. 本実施形態のシリンダヘッドのウォータジャケットの要部構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part structure of the water jacket of the cylinder head of this embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

−エンジン−
まず、本発明を適用するエンジン(内燃機関)の一例について図1及び図2を参照して説明する。
-Engine-
First, an example of an engine (internal combustion engine) to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

この例のエンジン300は、シリンダブロック200、及び、シリンダブロック200の上部に設けられるシリンダヘッド100などを備えている。   The engine 300 in this example includes a cylinder block 200, a cylinder head 100 provided on the upper portion of the cylinder block 200, and the like.

エンジン300は、例えば直列4気筒ガソリンエンジン(4バルブエンジン)である。シリンダブロック200とシリンダヘッド100とはヘッドボルト(図示せず)によって締結されている。シリンダブロック200とシリンダヘッド100との間にはガスケット400が挟み込まれている。なお、図2には、4気筒のうちの1つの気筒のみを示している。   The engine 300 is, for example, an in-line 4-cylinder gasoline engine (4-valve engine). The cylinder block 200 and the cylinder head 100 are fastened by a head bolt (not shown). A gasket 400 is sandwiched between the cylinder block 200 and the cylinder head 100. FIG. 2 shows only one of the four cylinders.

以下の説明では、気筒配列方向を長手方向(X方向)といい、その長手方向と直行する方向を短手方向(Y方向)という。   In the following description, the cylinder arrangement direction is referred to as a longitudinal direction (X direction), and a direction perpendicular to the longitudinal direction is referred to as a short direction (Y direction).

シリンダブロック200には、複数(4つ)のシリンダボア301が長手方向に沿って一列に配列されている。各シリンダボア301内にはピストン302が往復運動が可能な状態で収容されている。ピストン302はコネクティングロッド(図示せず)を介してクランクシャフト(図示せず)に連結されており、ピストン302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へと変換される。   In the cylinder block 200, a plurality of (four) cylinder bores 301 are arranged in a line along the longitudinal direction. A piston 302 is accommodated in each cylinder bore 301 so as to be able to reciprocate. The piston 302 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod (not shown), and the reciprocating motion of the piston 302 is converted into rotation of the crankshaft by the connecting rod.

シリンダボア301内におけるピストン302とシリンダヘッド100との間には燃焼室300aが形成されている。シリンダヘッド100には、各燃焼室300aに連通する吸気ポート303と、排気ポート304とが気筒毎に一対ずつ(2つずつ)設けられている。また、シリンダヘッド100には、各吸気ポート303を開閉する2つの吸気バルブ305と、排気ポート304を開閉する2つの排気バルブ306とがそれぞれ配置されている。さらに、シリンダヘッド100には点火プラグ307が燃焼室300a内に臨んで配置されている。なお、シリンダヘッド100には、吸気ポート303内もしくは燃焼室300a内に燃料を噴射するインジェクタ(図示せず)が配置されている。   A combustion chamber 300 a is formed between the piston 302 and the cylinder head 100 in the cylinder bore 301. The cylinder head 100 is provided with a pair (two) of intake ports 303 and exhaust ports 304 communicating with each combustion chamber 300a for each cylinder. The cylinder head 100 is also provided with two intake valves 305 that open and close each intake port 303 and two exhaust valves 306 that open and close the exhaust port 304. Further, a spark plug 307 is disposed on the cylinder head 100 so as to face the combustion chamber 300a. The cylinder head 100 is provided with an injector (not shown) for injecting fuel into the intake port 303 or the combustion chamber 300a.

図1〜図3に示すように、シリンダブロック200にはブロックウォータジャケット201が設けられている。ブロックウォータジャケット201は複数のシリンダボア301を囲むように形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the cylinder block 200 is provided with a block water jacket 201. The block water jacket 201 is formed so as to surround the plurality of cylinder bores 301.

ブロックウォータジャケット201には、ウォータポンプ500からの冷却水が供給される。ブロックウォータジャケット201に供給された冷却水の一部はオイルクーラに供給される。   Cooling water from the water pump 500 is supplied to the block water jacket 201. A part of the cooling water supplied to the block water jacket 201 is supplied to the oil cooler.

また、ブロックウォータジャケット201に供給された冷却水は、ガスケット400に形成された吸気側ガスケット孔401及び排気側ガスケット孔402を通じて、後述するシリンダヘッド100の下側ウォータジャケット20に供給される。   The cooling water supplied to the block water jacket 201 is supplied to the lower water jacket 20 of the cylinder head 100 described later through an intake side gasket hole 401 and an exhaust side gasket hole 402 formed in the gasket 400.

以下、吸気側ガスケット孔401を「吸気側冷却水入口401」ともいう。また、排気側ガスケット孔402を「排気側冷却水入口402」ともいう。吸気側冷却水入口401は吸気バルブ305の近傍に配置(8か所に配置)されており、排気側冷却水入口402は、各気筒Cの排気ポート304間に配置(4か所に配置)されている(図3及び図4参照)。   Hereinafter, the intake side gasket hole 401 is also referred to as “intake side cooling water inlet 401”. The exhaust side gasket hole 402 is also referred to as “exhaust side cooling water inlet 402”. The intake-side cooling water inlet 401 is disposed in the vicinity of the intake valve 305 (arranged at eight locations), and the exhaust-side cooling water inlet 402 is disposed between the exhaust ports 304 of each cylinder C (arranged at four locations). (See FIG. 3 and FIG. 4).

−シリンダヘッド−
次に、シリンダヘッドの実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
-Cylinder head-
Next, an embodiment of a cylinder head will be described with reference to FIGS.

上記したように、シリンダヘッド100はシリンダブロック200の上部に配置されている。   As described above, the cylinder head 100 is disposed on the upper portion of the cylinder block 200.

シリンダヘッド100には、上側ウォータジャケット10と下側ウォータジャケット20とが形成されている。下側ウォータジャケット20はブロックウォータジャケット201に、後述する連通路30を通じて連通している。なお、図2には、上側ウォータジャケット10及び下側ウォータジャケット20の図示は省略している。   The cylinder head 100 is formed with an upper water jacket 10 and a lower water jacket 20. The lower water jacket 20 communicates with the block water jacket 201 through a communication passage 30 described later. In FIG. 2, the upper water jacket 10 and the lower water jacket 20 are not shown.

上側ウォータジャケット10は、シリンダヘッド100の長手方向(X方向)に延びる吸気側冷却水入口通路11及び排気側冷却水出口通路12と、これら吸気側冷却水入口通路11と排気側冷却水出口通路12との間に接続された上部冷却通路13と、を備えている。吸気側冷却水入口通路11には、後述する連通路30を通じて下側ウォータジャケット20からの冷却水が流入する。吸気側冷却水入口通路11に流入した冷却水は上部冷却通路13を流れて排気側冷却水出口通路12に流入する。そして、上側ウォータジャケット10を通過した冷却水はラジエータに向かう。   The upper water jacket 10 includes an intake side cooling water inlet passage 11 and an exhaust side cooling water outlet passage 12 that extend in the longitudinal direction (X direction) of the cylinder head 100, and these intake side cooling water inlet passage 11 and exhaust side cooling water outlet passage. And an upper cooling passage 13 connected between the two. Cooling water from the lower water jacket 20 flows into the intake-side cooling water inlet passage 11 through a communication passage 30 described later. The cooling water that has flowed into the intake-side cooling water inlet passage 11 flows through the upper cooling passage 13 and flows into the exhaust-side cooling water outlet passage 12. And the cooling water which passed the upper water jacket 10 heads for a radiator.

下側ウォータジャケット20は、上記した排気側冷却水入口402、排気ポート間冷却水通路21、プラグ回り冷却水通路22、長手方向冷却水通路23、及び、短手方向冷却水通路24などを備えている。   The lower water jacket 20 includes the above-described exhaust-side cooling water inlet 402, the inter-exhaust-port cooling water passage 21, the plug-around cooling water passage 22, the longitudinal cooling water passage 23, the short-side cooling water passage 24, and the like. ing.

排気ポート間冷却水通路21は、各気筒Cの一対の排気ポート304間にそれぞれ配置されている。排気ポート間冷却水通路21は各気筒C毎に設けられている。排気ポート間冷却水通路21は、シリンダヘッド100の短手方向(Y方向)に沿って延びており、その一端が排気側冷却水入口402に連通している。各排気ポート間冷却水通路21の他端にはプラグ回り冷却水通路22が接続されている。排気ポート間冷却水通路21とプラグ回り冷却水通路22とは連通している。   The cooling water passage 21 between the exhaust ports is disposed between the pair of exhaust ports 304 of each cylinder C. A cooling water passage 21 between the exhaust ports is provided for each cylinder C. The inter-exhaust-port cooling water passage 21 extends along the short direction (Y direction) of the cylinder head 100, and one end thereof communicates with the exhaust-side cooling water inlet 402. A cooling water passage 22 around the plug is connected to the other end of each cooling water passage 21 between the exhaust ports. The cooling water passage 21 between the exhaust ports and the cooling water passage 22 around the plug communicate with each other.

プラグ回り冷却水通路22は各点火プラグ307毎に設けられている。プラグ回り冷却水通路22は、点火プラグ307の周囲を取り囲む形状(分岐形状)に形成されている。プラグ回り冷却水通路22は後述する長手方向冷却水通路23に連通している。なお、点火プラグ307の周辺部は着火・燃焼の影響を直接受けるため、プラグ回り冷却水通路22の冷却容量を大きくしている(流路断面積を大きくしている)。また、プラグ回り冷却水通路22の流路上面(通路高さ)を排気ポート間冷却水通路21の流路上面(通路高さ)よりも高くしている。   The plug-around cooling water passage 22 is provided for each spark plug 307. The plug-around cooling water passage 22 is formed in a shape (branch shape) surrounding the spark plug 307. The plug-around cooling water passage 22 communicates with a longitudinal cooling water passage 23 described later. Since the peripheral portion of the spark plug 307 is directly affected by ignition and combustion, the cooling capacity of the plug-around cooling water passage 22 is increased (the cross-sectional area of the flow passage is increased). Further, the upper surface (passage height) of the cooling water passage 22 around the plug is made higher than the upper surface (passage height) of the inter-exhaust-port cooling water passage 21.

長手方向冷却水通路23はシリンダヘッド100内の吸気側に配置されている。長手方向冷却水通路23は、中子強度用のパスであって、複数の気筒の全体にわたって形成されている。長手方向冷却水通路23は、シリンダヘッド100の長手方向(X方向)に沿って延びており、その長手方向に冷却水が流れるようになっている。なお、長手方向冷却水通路23は通路底面がフラットな冷却水通路である。   The longitudinal coolant passage 23 is disposed on the intake side in the cylinder head 100. The longitudinal direction cooling water passage 23 is a path for core strength, and is formed throughout the plurality of cylinders. The longitudinal cooling water passage 23 extends along the longitudinal direction (X direction) of the cylinder head 100 so that the cooling water flows in the longitudinal direction. The longitudinal cooling water passage 23 is a cooling water passage having a flat bottom surface.

長手方向冷却水通路23には、隣り合う気筒C間の中間となる位置で、かつ当該長手方向冷却水通路23の上部となる位置に冷却水流出口23aが形成されている。冷却水流出口23aは長手方向冷却水通路23の複数か所に配置されている。その各冷却水流出口23aにはそれぞれ連通路30が接続されている。各連通路30は鉛直方向に沿って延びており、その各先端が上側ウォータジャケット10の吸気側冷却水入口通路11に接続されている。   In the longitudinal cooling water passage 23, a cooling water outlet 23 a is formed at a position that is intermediate between adjacent cylinders C and at a position that is an upper portion of the longitudinal cooling water passage 23. The cooling water outlets 23 a are arranged at a plurality of locations in the longitudinal direction cooling water passage 23. A communication passage 30 is connected to each cooling water outlet 23a. Each communication passage 30 extends along the vertical direction, and each tip thereof is connected to the intake-side cooling water inlet passage 11 of the upper water jacket 10.

短手方向冷却水通路24は気筒C間に配置されている。短手方向冷却水通路24は複数か所に配置されている。短手方向冷却水通路24は、シリンダヘッド100の短手方向(Y方向)に沿って、上記長手方向冷却水通路23と交差するように形成されており、短手方向に冷却水が流れるようになっている。   The short direction cooling water passage 24 is disposed between the cylinders C. The short direction cooling water passages 24 are arranged at a plurality of locations. The short direction cooling water passage 24 is formed so as to intersect the longitudinal cooling water passage 23 along the short direction (Y direction) of the cylinder head 100 so that the cooling water flows in the short direction. It has become.

短手方向冷却水通路24は、長手方向冷却水通路23に対して吸気側に形成された冷却水入口側通路24aと、排気側に形成された冷却水出口側通路24bとを備えている。これら冷却水入口側通路24aと冷却水出口側通路24bとはそれぞれ長手方向冷却水通路23に連通している。   The short direction cooling water passage 24 includes a cooling water inlet side passage 24 a formed on the intake side with respect to the longitudinal direction cooling water passage 23, and a cooling water outlet side passage 24 b formed on the exhaust side. The cooling water inlet side passage 24a and the cooling water outlet side passage 24b communicate with the longitudinal cooling water passage 23, respectively.

冷却水入口側通路24aは2方に分岐しており、その分岐通路の先端部がそれぞれ吸気側冷却水入口401に連通している。   The cooling water inlet side passage 24a branches in two directions, and the leading ends of the branch passages communicate with the intake side cooling water inlet 401, respectively.

冷却水出口側通路24bは、排気バルブ306の回りに冷却水が回り込むような形状(ドットを付した形状)に形成されている。冷却水出口側通路24bは溝状に加工されており、その通路底面(ドットを付した部分の底面)が長手方向冷却水通路23の通路底面よりも低くなっている。つまり、冷却水出口側通路24bの底面は燃焼室300aに近づけた状態で形成されている。   The cooling water outlet side passage 24b is formed in a shape (a shape with dots) such that the cooling water flows around the exhaust valve 306. The cooling water outlet side passage 24 b is processed into a groove shape, and the bottom surface of the passage (the bottom surface of the portion with dots) is lower than the bottom surface of the longitudinal cooling water passage 23. That is, the bottom surface of the coolant outlet side passage 24b is formed close to the combustion chamber 300a.

そして、本実施形態にあっては、プラグ回り冷却水通路22と冷却水流出口23a(連通路30)との間の流路面積を排気ポート間冷却水通路21の流路面積よりも大きくしている。また、プラグ回り冷却水通路22と冷却水流出口23a(連通路30)との間の圧損を短手方向冷却水通路24の冷却水入口側通路24aの圧損よりも小さくしている。   In the present embodiment, the flow passage area between the plug-around cooling water passage 22 and the cooling water outlet 23a (communication passage 30) is made larger than the flow passage area of the inter-exhaust-port cooling water passage 21. Yes. Further, the pressure loss between the cooling water passage 22 around the plug and the cooling water outlet 23a (communication passage 30) is made smaller than the pressure loss of the cooling water inlet side passage 24a of the short direction cooling water passage 24.

−冷却水の流れ−
次に、シリンダヘッド100のウォータジャケットの冷却水の流れについて図3及び図4を参照して説明する。
-Flow of cooling water-
Next, the flow of cooling water in the water jacket of the cylinder head 100 will be described with reference to FIGS.

まず、各気筒Cの排気ポート304間に形成された排気ポート間冷却水通路21には、ブロックウォータジャケット201から上がってきた冷却水が排気側冷却水入口(排気側ガスケット孔)402を通じて流入し、この排気ポート間冷却水通路21に冷却水が流れることにより排気ポート間を冷却することができる。この際(冷却水が排気ポート間冷却水通路21に流入する際)、冷却水は横流れの状態(ブロックウォータジャケット201内での状態:図3参照)から上に向かう流れになるので、ブロックウォータジャケット201からの冷却水は旋回しながら排気ポート間冷却水通路21内に流入する。   First, the cooling water rising from the block water jacket 201 flows into the inter-exhaust-port cooling water passage 21 formed between the exhaust ports 304 of each cylinder C through the exhaust-side cooling water inlet (exhaust-side gasket hole) 402. The exhaust ports can be cooled by the cooling water flowing through the cooling water passage 21 between the exhaust ports. At this time (when the cooling water flows into the cooling water passage 21 between the exhaust ports), the cooling water flows upward from the lateral flow state (the state in the block water jacket 201: see FIG. 3). The cooling water from the jacket 201 flows into the cooling water passage 21 between the exhaust ports while turning.

排気ポート間冷却水通路21内において旋回しながら流れる冷却水はプラグ回り冷却水通路22に流入する。その流入した冷却水はプラグ回り冷却水通路22内で流れがばらけるが、当該プラグ回り冷却水通路22の通路高さが高いため、冷却水は上を向くような流れとなる。そして、プラグ回り冷却水通路22から流出した冷却水は長手方向冷却水通路23に流入する。ここで、プラグ回り冷却水通路22と冷却水流出口23a(連通路30)との間の流路断面積が大きくて圧損が小さいので、プラグ回り冷却水通路22から出た冷却水(上向きの流れの冷却水)は、長手方向冷却水通路23内に流れ込みやすくなり、冷却水流出口23a(連通路30)に引き込まれてやすくなる。これによって、排気ポート間冷却水通路21からの冷却水は、そのほとんどが、長手方向冷却水通路23の上側を流れ、冷却水流出口23a(連通路30)を通じて上側ウォータジャケット10に流入するようになる。なお、プラグ回り冷却水通路22から流出した冷却水の一部(余剰流量)は、短手方向冷却水通路24の冷却水出口側通路24bに流れて(図4の破線矢印参照)、排気バルブ306や燃焼室300a等の冷却に寄与する。   The cooling water flowing while turning in the cooling water passage 21 between the exhaust ports flows into the cooling water passage 22 around the plug. The inflowing cooling water flows in the plug-around cooling water passage 22, but since the height of the plug-around cooling water passage 22 is high, the cooling water flows upward. Then, the cooling water flowing out from the plug-around cooling water passage 22 flows into the longitudinal cooling water passage 23. Here, since the cross-sectional area between the plug-around cooling water passage 22 and the cooling water outlet 23a (communication passage 30) is large and the pressure loss is small, the cooling water (upward flow) discharged from the plug-around cooling water passage 22 The cooling water) easily flows into the longitudinal cooling water passage 23 and is easily drawn into the cooling water outlet 23a (communication passage 30). Thereby, most of the cooling water from the cooling water passage 21 between the exhaust ports flows above the longitudinal cooling water passage 23 and flows into the upper water jacket 10 through the cooling water outlet 23a (communication passage 30). Become. A part (excess flow) of the cooling water flowing out from the cooling water passage 22 around the plug flows into the cooling water outlet side passage 24b of the short direction cooling water passage 24 (see the broken line arrow in FIG. 4), and the exhaust valve. This contributes to cooling of 306, the combustion chamber 300a, and the like.

以上のように、排気ポート間冷却水通路21に冷却水を流すことにより、排気ポート304間を確実に冷却することができる。しかも、排気ポート間冷却水通路21から出た冷却水をそのまま上側ウォータジャケット10に上げることにより、上側ウォータジャケット10への冷却水の水量を十分に確保することができる。   As described above, by flowing the cooling water through the cooling water passage 21 between the exhaust ports, the space between the exhaust ports 304 can be reliably cooled. In addition, by raising the cooling water from the cooling water passage 21 between the exhaust ports to the upper water jacket 10 as it is, a sufficient amount of cooling water to the upper water jacket 10 can be secured.

一方、吸気側冷却水入口(吸気側ガスケット孔)401を通じて、短手方向冷却水通路24に入った冷却水は、冷却水入口側通路24aを流れた後に、長手方向冷却水通路23内に流入するが、この流入部分の通路の上側には、上記したように、排気ポート間冷却水通路21からの冷却水が既に流れているので、当該冷却水入口側通路24aから長手方向冷却水通路23に流入した冷却水は通路の下側に流れるようになる。つまり、短手方向冷却水通路24を流れる冷却水は燃焼室300aに近い側を流れるようになり、燃焼室300aを効果的に冷却することができる。しかも、短手方向冷却水通路24の冷却水出口側通路24bの形状を、排気バルブ306を回り込むような形状としているので、排気バルブ306を効果的に冷却することができる。さらに、冷却水出口側通路24bの流路底面を燃焼室300aに近づけた構造としているので、燃焼室300aをさらに効果的に冷却することができる。   On the other hand, the cooling water that has entered the short-side cooling water passage 24 through the intake-side cooling water inlet (intake-side gasket hole) 401 flows through the cooling water inlet-side passage 24a and then flows into the longitudinal cooling water passage 23. However, as described above, the cooling water from the inter-exhaust-port cooling water passage 21 has already flowed above the passage of the inflow portion, so that the longitudinal cooling water passage 23 extends from the cooling water inlet side passage 24a. The cooling water that has flowed into the channel flows to the lower side of the passage. That is, the cooling water flowing in the short direction cooling water passage 24 flows on the side close to the combustion chamber 300a, and the combustion chamber 300a can be effectively cooled. In addition, since the shape of the coolant outlet side passage 24b of the short direction coolant passage 24 is configured to wrap around the exhaust valve 306, the exhaust valve 306 can be effectively cooled. Furthermore, since the flow path bottom surface of the coolant outlet side passage 24b is configured to be close to the combustion chamber 300a, the combustion chamber 300a can be further effectively cooled.

以上説明したように、本実施形態によれば、上側ウォータジャケット10への冷却水の水量を確保しながら、排気ポート間を確実に冷却することができるとともに、排気バルブ回り及び燃焼室300aを効果的に冷却することができる。   As described above, according to the present embodiment, the space between the exhaust ports can be reliably cooled while the amount of cooling water to the upper water jacket 10 is ensured, and the exhaust valve and the combustion chamber 300a are effective. Can be cooled.

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
-Other embodiments-
In addition, embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

例えば、以上の実施形態では、短手方向冷却水通路24に冷却水を吸気側冷却水入口401を通じて吸気側から投入しているが、短手方向冷却水通路24に冷却水を排気側から投入するようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, cooling water is introduced into the short-side cooling water passage 24 from the intake side through the intake-side cooling water inlet 401, but cooling water is introduced into the short-side cooling water passage 24 from the exhaust side. You may make it do.

本発明は、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットが形成されたシリンダヘッドに有効に利用することができる。   The present invention can be effectively used for a cylinder head in which an upper water jacket and a lower water jacket are formed.

100 シリンダヘッド
10 上側ウォータジャケット
20 下側ウォータジャケット
21 排気ポート間冷却水通路
22 プラグ回り冷却水通路
23 長手方向冷却水通路
23a 冷却水流出口
24 短手方向冷却水通路
24a 冷却水入口側通路
24b 冷却水出口側通路
30 連通路
200 シリンダブロック
201 ブロックウォータジャケット
300 エンジン
300a 燃焼室
303 吸気ポート
304 排気ポート
305 吸気バルブ
306 排気バルブ
307 点火プラグ
C 気筒
400 ガスケット
401 吸気側ガスケット孔(吸気側冷却水入口)
402 排気側ガスケット孔(排気側冷却水入口)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Cylinder head 10 Upper water jacket 20 Lower water jacket 21 Cooling water passage between exhaust ports 22 Cooling water passage around plug 23 Longitudinal cooling water passage 23a Cooling water outlet 24 Short cooling water passage 24a Cooling water inlet side passage 24b Cooling Water outlet side passage 30 Communication passage 200 Cylinder block 201 Block water jacket 300 Engine 300a Combustion chamber 303 Intake port 304 Exhaust port 305 Intake valve 306 Exhaust valve 307 Spark plug C cylinder 400 Gasket 401 Intake side gasket hole (intake side cooling water inlet)
402 Exhaust side gasket hole (exhaust side cooling water inlet)

Claims (1)

エンジンの複数の気筒毎に吸気ポート及び排気ポートが少なくとも2つずつ形成されているとともに、点火プラグが設けられたシリンダヘッドであって、
当該シリンダヘッドには上側ウォータジャケットと下側ウォータジャケットとが形成されており、
前記下側ウォータジャケットは、
当該シリンダヘッドの下方のシリンダブロックからの冷却水が流入する排気側冷却水入口と、
前記各気筒の前記排気ポート間に形成され、前記排気側冷却水入口から流入した冷却水を前記点火プラグに向けて流す排気ポート間冷却水通路と、
前記排気ポート間冷却水通路に接続され、前記点火プラグ回りに冷却水を流すプラグ回り冷却水通路と、
前記複数の気筒にわたって形成され、当該シリンダヘッドの長手方向に冷却水が流れる長手方向冷却水通路と、
前記長手方向冷却水通路の上部であって隣り合う気筒間となる位置に形成された冷却水流出口と、
前記冷却水流出口と前記上側ウォータジャケットとを連通する連通路と、
隣り合う気筒間の位置に前記長手方向冷却水通路と交差するように形成され、下方のシリンダブロックから流入した冷却水が当該シリンダヘッドの短手方向に流れる短手方向冷却水通路と、を備え、
前記短手方向冷却水通路は、排気バルブの回りに冷却水が回り込むような形状に形成され且つ通路底面が前記長手方向冷却水通路の通路底面よりも低くなるように溝状に加工された冷却水出口側通路を備えており、
前記プラグ回り冷却水通路が前記長手方向冷却水通路に接続されているとともに、前記プラグ回り冷却水通路と前記冷却水流出口との間の通路断面積が、前記排気ポート間冷却水通路の通路断面積よりも大きいことを特徴とするシリンダヘッド。
A cylinder head in which at least two intake ports and two exhaust ports are formed for each of a plurality of cylinders of an engine, and a spark plug is provided,
The cylinder head is formed with an upper water jacket and a lower water jacket,
The lower water jacket is
An exhaust-side cooling water inlet into which cooling water from a cylinder block below the cylinder head flows;
An inter-exhaust-port cooling water passage formed between the exhaust ports of each of the cylinders and flowing the cooling water flowing in from the exhaust-side cooling water inlet toward the spark plug;
A cooling water passage around the plug connected to the cooling water passage between the exhaust ports and flowing cooling water around the spark plug;
A longitudinal cooling water passage formed over the plurality of cylinders and through which cooling water flows in the longitudinal direction of the cylinder head;
A cooling water outlet formed at a position above the longitudinal cooling water passage and between adjacent cylinders;
A communication path communicating the cooling water outlet and the upper water jacket;
A short-direction cooling water passage that is formed at a position between adjacent cylinders so as to intersect the longitudinal cooling water passage and in which the cooling water flowing from the lower cylinder block flows in the short-side direction of the cylinder head. ,
The short-side cooling water passage is formed in a shape such that the cooling water flows around the exhaust valve, and is processed into a groove shape so that the bottom surface of the passage is lower than the bottom surface of the longitudinal cooling water passage. It has a water outlet side passage,
The cooling water passage around the plug is connected to the cooling water passage in the longitudinal direction, and a cross-sectional area between the cooling water passage around the plug and the cooling water outlet is a passage disconnection of the cooling water passage between the exhaust ports. Cylinder head characterized by being larger than the area.
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JP3758567B2 (en) * 2001-12-20 2006-03-22 いすゞ自動車株式会社 Cylinder head cooling water passage structure
JP4438643B2 (en) * 2005-03-01 2010-03-24 マツダ株式会社 Engine cylinder head structure
JP2009052439A (en) * 2007-08-24 2009-03-12 Toyota Motor Corp Method of using water jacket
JP4983556B2 (en) * 2007-11-08 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine cooling structure

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