JP6435693B2 - Cylinder head of internal combustion engine - Google Patents
Cylinder head of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP6435693B2 JP6435693B2 JP2014157283A JP2014157283A JP6435693B2 JP 6435693 B2 JP6435693 B2 JP 6435693B2 JP 2014157283 A JP2014157283 A JP 2014157283A JP 2014157283 A JP2014157283 A JP 2014157283A JP 6435693 B2 JP6435693 B2 JP 6435693B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust port
- cylinder head
- exhaust
- combustion chamber
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 97
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 20
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 208000003251 Pruritus Diseases 0.000 description 1
- 230000007803 itching Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
- F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
- F01N13/105—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds having the form of a chamber directly connected to the cylinder head, e.g. without having tubes connected between cylinder head and chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
- F01N3/043—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids without contact between liquid and exhaust gases
- F01N3/046—Exhaust manifolds with cooling jacket
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4264—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに関し、特に、燃焼室に連通する複数の排気ポートと複数の排気ポートを集合する排気集合部とが一体的に形成される内燃機関のシリンダヘッドに関する。 The present invention relates to a cylinder head of an internal combustion engine, and more particularly to a cylinder head of an internal combustion engine in which a plurality of exhaust ports communicating with a combustion chamber and an exhaust collecting portion that collects a plurality of exhaust ports are integrally formed.
自動車等の車両に搭載される内燃機関は、シリンダヘッドを備えている。従来のこの種のシリンダヘッドとしては、燃焼室に連通する複数の排気ポートと複数の排気ポートを集合する排気集合部とが一体的に形成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このシリンダヘッドは、複数の排気ポートが気筒列方向に沿って設けられており、各排気ポートは、燃焼室から排気集合部に向かって内径が漸次大きく形成されている。
An internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile includes a cylinder head. As a conventional cylinder head of this type, there is known one in which a plurality of exhaust ports communicating with a combustion chamber and an exhaust collecting portion for collecting a plurality of exhaust ports are integrally formed (for example, Patent Document 1). reference).
This cylinder head is provided with a plurality of exhaust ports along the cylinder row direction, and each exhaust port has an inner diameter that gradually increases from the combustion chamber toward the exhaust collecting portion.
また、気筒列方向の中央に形成される排気ポートは、排気集合部に対して気筒列方向と直交する方向に対向しており、気筒列方向の中央に形成される排気ポートの通路長さは、気筒列方向の両側に形成される排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成されている。 Further, the exhaust port formed at the center in the cylinder row direction faces the exhaust collecting portion in a direction orthogonal to the cylinder row direction, and the passage length of the exhaust port formed at the center in the cylinder row direction is The passage length is shorter than the passage length of the exhaust port formed on both sides in the cylinder row direction.
また、各排気ポートは、燃焼室から上方に湾曲する湾曲底面および湾曲底面から斜め上方に傾斜する傾斜底面を有し、燃焼室から排出される排気ガスは、上方に指向して排気集合部に集められる。 Each exhaust port has a curved bottom surface curved upward from the combustion chamber and an inclined bottom surface inclined obliquely upward from the curved bottom surface, and exhaust gas discharged from the combustion chamber is directed upward to the exhaust collecting portion. Collected.
このような従来の内燃機関のシリンダヘッドにあっては、気筒列方向の両側に形成される排気ポートの通路長さが気筒列方向の中央に形成される排気ポートの通路長さよりも長く形成されているため、排気ポートの通路面積が急激に拡大することがない。これにより、燃焼室からこの排気ポートに排出される排気ガスは、排気集合部に到達する過程で整流され易い。 In such a cylinder head of a conventional internal combustion engine, the passage length of the exhaust port formed on both sides in the cylinder row direction is longer than the passage length of the exhaust port formed in the center in the cylinder row direction. Therefore, the passage area of the exhaust port does not increase rapidly. Thereby, the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust port is easily rectified in the process of reaching the exhaust collecting portion.
これに対して、気筒列方向の中央に形成される排気ポートの通路長さは、気筒列方向の両側に形成される排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成されているため、この排気ポートの通路面積が急激に拡大する。 On the other hand, the passage length of the exhaust port formed in the center in the cylinder row direction is shorter than the passage length of the exhaust port formed on both sides in the cylinder row direction. The passage area of the exhaust port increases rapidly.
これにより、この排気ポートに排気される排気ガスが、排気集合部に到達する過程で整流され難く、排気ポートの底面で排気ガスが乱流となることや、淀みが生じることがある。このため、燃焼室から排気ポートに排出される排気ガスの背圧が高くなってしまい、排気ガスの排出性能が低下してしまうおそれがある。 As a result, the exhaust gas exhausted to the exhaust port is difficult to be rectified in the process of reaching the exhaust collecting portion, and the exhaust gas may become turbulent on the bottom surface of the exhaust port or stagnation may occur. For this reason, the back pressure of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust port becomes high, and the exhaust gas discharge performance may be deteriorated.
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、燃焼室から直線状排気ポートに排出される排気ガスの背圧が高くなることを防止でき、排気ガスの排出性能が低下することを防止できる内燃機関のシリンダヘッドを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and can prevent the back pressure of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the straight exhaust port from becoming high, and the exhaust gas discharge performance is improved. It is an object of the present invention to provide a cylinder head of an internal combustion engine that can prevent a decrease.
本発明の第1の態様は、気筒を有する内燃機関のシリンダブロックの上部に設けられ、気筒列方向に沿って複数の燃焼室と、前記燃焼室に連通する複数の排気ポートとを有するシリンダヘッドであって、前記排気ポートを上方から目視した場合に、複数の前記排気ポートが、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びた後に前記気筒列方向に湾曲する湾曲状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成されるとともに、前記湾曲状排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記湾曲状排気ポートおよび前記直線状排気ポートの下流部を集合する排気集合部とを含んで構成され、前記直線状排気ポートは、前記燃焼室に連通し、前記燃焼室から上方に湾曲する湾曲底面および前記湾曲底面から斜め上方に傾斜する傾斜底面を有し、前記燃焼室から前記排気集合部に向かうに従って内径が漸次拡大し、前記排気集合部の底面を基準面とし、前記基準面が前記直線状排気ポートの上流端側に向かって延びる仮想延長面を設けた場合に、前記直線状排気ポートの底面に前記仮想延長面よりも上方に膨れ出る膨出部が形成されており、前記膨出部は、前記気筒列方向に対して直交する方向で前記湾曲底面のうち前記仮想延長面よりも上方に位置する部分と前記排気集合部の底面とを連絡する領域に亘って形成され、前記直線状排気ポートを前記シリンダヘッドの高さ方向に平行で且つ前記気筒列方向に平行な平面で切断した断面において、前記膨出部によって構成される前記直線状排気ポートの底面が前記気筒列方向の全域に亘って平坦な面となるように形成されるものから構成されている。
According to a first aspect of the present invention, a cylinder head is provided at an upper portion of a cylinder block of an internal combustion engine having cylinders, and has a plurality of combustion chambers along a cylinder row direction and a plurality of exhaust ports communicating with the combustion chambers. When the exhaust port is viewed from above, the plurality of exhaust ports are formed integrally with the cylinder head and extend in a direction perpendicular to the cylinder row direction, and then the cylinder row direction. A curved exhaust port that is curved in a straight line with the cylinder head, and a passage length that is shorter than a passage length of the curved exhaust port, in a direction orthogonal to the cylinder row direction. A linear exhaust port that extends, and an exhaust collecting portion that is formed integrally with the cylinder head and collects the curved exhaust port and a downstream portion of the linear exhaust port. And the straight exhaust port communicates with the combustion chamber, has a curved bottom surface that curves upward from the combustion chamber, and an inclined bottom surface that slopes obliquely upward from the curved bottom surface. The inner diameter gradually increases toward the portion, the bottom surface of the exhaust collecting portion is used as a reference surface, and the reference surface is provided with a virtual extension surface extending toward the upstream end side of the linear exhaust port. A bulging portion bulging upward from the virtual extension surface is formed on the bottom surface of the exhaust port, and the bulging portion is the virtual extension surface of the curved bottom surface in a direction orthogonal to the cylinder row direction. It is formed over the region to contact the bottom surface portion and the exhaust collector which is located above the, plane parallel to the straight exhaust port and the cylinder row direction parallel to the height direction of the cylinder head Cut off In cross section, and a what is formed to be a flat surface the bottom surface of the straight exhaust port constituted by the bulging portion over the entire area of the cylinder row direction.
このように上記の第1の態様によれば、湾曲状排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成されて、燃焼室から排気集合部に向かうに従って内径が漸次拡大する直線状排気ポートにおいて、排気集合部の底面を基準面として基準面が直線状排気ポートの上流端側に向かって延びる仮想延長面を設けた場合に、直線状排気ポートの底面に仮想延長面よりも上方に膨れ出る膨出部が形成される。 Thus, according to the first aspect described above, in the linear exhaust port that is formed with a passage length shorter than the passage length of the curved exhaust port and whose inner diameter gradually increases from the combustion chamber toward the exhaust collecting portion. When a virtual extension surface is provided with the bottom surface of the exhaust collecting portion as a reference surface and the reference surface extending toward the upstream end of the linear exhaust port, the bottom surface of the linear exhaust port swells above the virtual extension surface. A bulging portion is formed.
これにより、直線状排気ポートの上流端部から排気集合部までの通路面積が急激に拡大することを防止できる。このため、燃焼室から直線状排気ポートの湾曲底面に接しながら流れる排気ガスが湾曲底面で剥離された場合であっても、剥離された直後に膨出部において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを解消できる。 Thereby, it is possible to prevent the passage area from the upstream end portion of the linear exhaust port to the exhaust collecting portion from rapidly expanding. For this reason, even when the exhaust gas flowing while coming into contact with the curved bottom surface of the straight exhaust port from the combustion chamber is peeled off at the curved bottom surface, turbulence of the exhaust gas occurs at the bulging portion immediately after the peeling. And you can eliminate the grudge.
したがって、直線状排気ポートの傾斜底面において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止することができ、排気ガスを整流して排気集合部に流すことができる。この結果、直線状排気ポートで排気ガスの背圧が高くなることを防止でき、排気ガスの排出性能が低下することを防止できる。 Therefore, it is possible to prevent the turbulent flow of the exhaust gas from occurring on the inclined bottom surface of the straight exhaust port and to prevent the stagnation, and the exhaust gas can be rectified and flowed to the exhaust collecting portion. As a result, the back pressure of the exhaust gas can be prevented from increasing at the linear exhaust port, and the exhaust gas exhaust performance can be prevented from deteriorating.
以下、本発明に係る内燃機関のシリンダヘッドの実施形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図8は、本発明に係る一実施形態の内燃機関のシリンダヘッドを示す図である。
まず、構成を説明する。
図1〜図3において、自動車等の車両に搭載される内燃機関としてのエンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部に設けられたシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の上部に設けられたシリンダヘッドカバー4と、シリンダブロック2の下部に取付けられてオイルが貯留されるオイルパン5とを備えている。
Embodiments of a cylinder head of an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1-8 is a figure which shows the cylinder head of the internal combustion engine of one Embodiment based on this invention.
First, the configuration will be described.
1 to 3, an
図2に破線で示すようにシリンダブロック2には車幅方向に沿って複数の気筒6A〜6Cが設けられており、気筒6A〜6Cには図示しないピストンが昇降自在に収容されている。
2, the
図4に示すようにシリンダヘッド3の底部には破線で示すように、燃焼室7A〜7Cが形成されており、燃焼室7A〜7Cは、気筒6A〜6Cの配列方向に沿って形成されて気筒6A〜6Cに連通する。ここで、図3においては、燃焼室7Bがシリンダヘッド3の底部に形成されており、燃焼室7A、7Cも燃焼室7Bと同一の形状でシリンダヘッド3の底部に形成されている。
As shown in FIG. 4, combustion chambers 7 </ b> A to 7 </ b> C are formed at the bottom of the
図2において、シリンダヘッド3の後部には吸気マニホールド8が接続されており、吸気マニホールド8には図示しない吸気管から吸入空気が導入される。図4において、シリンダヘッド3には複数の吸気ポート9が形成されており、吸気ポート9には吸気マニホールド8を通して吸入空気が導入される。
In FIG. 2, an intake manifold 8 is connected to the rear portion of the
吸気ポート9は、それぞれ燃焼室7A〜7Cを通して気筒6A〜6Cに連通しており、吸気ポート9に導入された空気は、燃焼室7A〜7Cを通して気筒6A〜6Cに導入される。
シリンダヘッド3には複数の排気ポート10が形成されている。それぞれの排気ポート10は、それぞれ燃焼室7A〜7Cを通して気筒6A〜6Cに連通している。
The
A plurality of
図4において、排気ポート10を上方から目視した場合に、排気ポート10は、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びた後に気筒6A〜6Cの配列方向に湾曲する湾曲状排気ポート11、12と、湾曲状排気ポート11、12の通路長さよりも通路長さが短く形成され、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポート13と、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下流部を集合する排気集合部14とを含んで構成される。ここで、気筒6A〜6Cの配列方向は、本発明の気筒列方向に相当する。
In FIG. 4, when the
これら湾曲状排気ポート11、12、直線状排気ポート13および排気集合部14は、シリンダヘッド3と一体的に形成されている。シリンダヘッド3の前面には開口部14aが形成されており(図5参照)、開口部14aは、湾曲状排気ポート11の下流端を構成している。
図5において、燃焼室7A〜7Cの配列方向と直交する方向からシリンダヘッド3を見た場合に、直線状排気ポート13は、開口部14aと重なるようにして燃焼室7Bから排気集合部14まで延びている。このため、直線状排気ポート13の全長は、湾曲状排気ポート11、12の全長よりも短く形成されることになる。
The
In FIG. 5, when the
図1、図2において、シリンダヘッド3の前面にはターボチャージャ15が取付けられており、ターボチャージャ15の内部は開口部14aに連通している。ターボチャージャ15には排気管16を介して触媒コンバータ17が接続されている。
1 and 2, a
本実施形態のエンジン1において、燃焼室7A〜7Cから排出される排気ガスは、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13を通して排気集合部14に排出されて排気集合部14で集合する。
In the
排気集合部14で集合した排気ガスの一部は、ターボチャージャ15の図示しないタービンに導入されてタービンを回転させる。また、残りの排気ガスは、排気管16を通して触媒コンバータ17に導入されて触媒コンバータ17によって浄化された後、触媒コンバータ17の下流端に接続された図示しない排気管を通して大気に排出される。
A part of the exhaust gas collected at the
図4、図6において、直線状排気ポート13は、燃焼室7Bに連通し、燃焼室7Bから上方に湾曲する湾曲底面13aおよび湾曲底面13aから斜め上方に傾斜する傾斜底面13bを有し、直線状排気ポート13は、燃焼室7Bから排気集合部14に向かうに従って内径が漸次拡大している。
4 and 6, the
図4において、湾曲状排気ポート11、12は、燃焼室7A、7Cに連通し、燃焼室7A、7Cから上方に湾曲する湾曲底面11a、12aおよび湾曲底面11a、12aから斜め上方に傾斜する傾斜底面11b、12bを有し、湾曲状排気ポート11、12は、燃焼室7A、7Cから排気集合部14に向かうに従って内径が漸次拡大している。
In FIG. 4, the
図6において、直線状排気ポート13において、排気集合部14の底面を基準面18とし、基準面18が直線状排気ポート13の上流端側に向かって延びる仮想延長面19を設けた場合に、直線状排気ポート13の底面に仮想延長面19よりも上方に膨れ出る膨出部20が形成される。
In FIG. 6, in the
膨出部20は、湾曲底面13aのうち仮想延長面19よりも上方に位置する部位である上方部20aから排気集合部14の底面までの間の領域に形成される。すなわち、本実施形態の傾斜面13bは、膨出部20を有する。ここで、図6において、膨出部20が形成される範囲を符号20で示す。また、上流および下流とは、排気ガスの流れる方向の上流、下流を意味する。
The bulging
また、本実施形態のシリンダヘッド3において、図4に示す気筒6A〜6Cの配列方向一端部(右端部)に形成される燃焼室7Aが、本発明の一端部側燃焼室を構成し、気筒6A〜6Cの配列方向他端部(左端部)に形成される燃焼室7Cが、本発明の他端部側燃焼室を構成する。また、燃焼室7Aと燃焼室7Cとの間に形成される燃焼室7Bが、本発明の中間燃焼室を構成する。
Further, in the
このように本実施形態のシリンダヘッド3は、燃焼室7A、7Cの間に形成される燃焼室7Bから延びる直線状排気ポート13に膨出部20が形成される。
Thus, in the
図3、図6において、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下方側と上方側とにはそれぞれウォータジャケット21A〜21C、22A〜22Cが形成されており、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13を流れる排気ガスGは、ウォータジャケット21A〜21C、22A〜22Cを流れる冷却水Wによって冷却される。
3 and 6, water jackets 21 </ b> A to 21 </ b> C and 22 </ b> A to 22 </ b> C are formed on the lower side and the upper side of the
図3において、シリンダヘッド3におけるシリンダブロック2の接合面23には冷却水導入口24が形成されている。
冷却水導入口24は、シリンダヘッド3のウォータジャケット21A〜21Cとシリンダブロック2に形成されたウォータジャケット25A〜25Cに連通しており、冷却水導入口24は、ウォータジャケット25A〜25Cから排出される冷却水をウォータジャケット21A〜21Cに流入させる。
In FIG. 3, a cooling
The
また、ウォータジャケット21A〜21Cに流入された冷却水は、ウォータジャケット21A〜21Cからウォータジャケット22A〜22Cに導入される。
The cooling water that has flowed into the
冷却水導入口24は、エンジン1の高さ方向で重なるように膨出部20の下方に開口しており、冷却水導入口24からウォータジャケット21Bに流入する冷却水は、膨出部20の下部に直接衝突する。
The cooling
図2に示すように、シリンダヘッド3を、気筒6A〜6Cの配列方向と直交し、かつ気筒6A〜6Cの配列方向に沿った断面で切った場合に、図3に示すように、エンジン1の高さ方向における直線状排気ポート13の底面の高さ位置T1がエンジン1の高さ方向における湾曲状排気ポート11、12の底面の高さ位置T2よりも高い位置に形成される。
As shown in FIG. 2, when the
次に、作用を説明する。
本実施形態のシリンダヘッド3において、排気ポート10を上方から目視した場合に、排気ポート10は、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びた後に気筒6A〜6Cの配列方向に湾曲する湾曲状排気ポート11、12と、湾曲状排気ポート11、12の通路長さよりも通路長さが短く形成され、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポート13と、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下流部を集合する排気集合部14とを含んで構成される。
Next, the operation will be described.
In the
ここで、通路長さが長い湾曲状排気ポート11、12は、通路面積が急激に拡大することがないため、燃焼室7A、7Cから湾曲状排気ポート11、12に排出される排気ガスは、排気集合部14に到達する過程で整流され易い。
Here, since the
これに対して、通路長さが短い直線状排気ポート13は、通路面積が急激に拡大するため、燃焼室7Bから直線状排気ポート13に排気される排気ガスは、排気集合部14に到達する過程で整流され難い。
On the other hand, the
このため、図7に示すように、膨出部20が形成されていない直線状排気ポート31を流れる排気ガスG1は、直線状排気ポート31の底面で排気ガスが矢印Aで示すように乱流となることや、淀みが生じることがある。これにより、燃焼室から直線状排気ポート31に排出される排気ガスの背圧が高くなってしまい、排気ガスの排出性能が低下してしまうおそれがある。
For this reason, as shown in FIG. 7, the exhaust gas G1 flowing through the
これに対して、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、湾曲状排気ポート11、12の通路長さよりも通路長さが短く形成されて燃焼室7Bから排気集合部14に向かうに従って内径が漸次拡大する直線状排気ポート13において、排気集合部14の底面を基準面18とし、基準面18が直線状排気ポート13の上流端側に向かって延びる仮想延長面19を設けた場合に、直線状排気ポート13の底面に仮想延長面19よりも上方に膨れ出る膨出部20を形成した。
On the other hand, according to the
これにより、直線状排気ポート13の上流端部から排気集合部14までの通路面積が急激に拡大することを防止できる。このため、燃焼室7Bから直線状排気ポート13の湾曲底面13aに接しながら流れる排気ガスが湾曲底面13aで剥離された場合であっても、剥離された直後に膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを解消できる。
Thereby, it is possible to prevent the passage area from the upstream end portion of the
したがって、直線状排気ポート13の傾斜底面13b、すなわち、膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止でき、排気ガスを整流して排気集合部14に流すことができる。この結果、直線状排気ポート13で排気ガスの背圧が高くなることを防止でき、排気ガスの排出性能が低下することを防止できる。
図8は、直線状排気ポート13の膨出部20において、排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを解消して排気ガスG2が円滑に流れる状態を示す。
Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas from being turbulent and stagnant at the
FIG. 8 shows a state where the exhaust gas G2 flows smoothly by eliminating the turbulent flow of the exhaust gas and the stagnation of the swelled
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下方側に、シリンダブロック2から冷却水が流入するウォータジャケット21A〜21Cが形成される。
Further, according to the
これにより、膨出部20の肉厚の分だけ、ウォータジャケット21A〜21Cの容積を増大でき、ウォータジャケット21A〜21Cにより多くの冷却水を流通できる。このため、直線状排気ポート13の冷却性を高めることができる。
Accordingly, the volume of the
したがって、排気集合部14で排気ガスの温度が過度に上昇することを防止できる。これに加えて、シリンダヘッド3を冷却することができるため、シリンダヘッド3が劣化することを防止して、シリンダヘッド3の寿命を延ばすことができる。
Accordingly, it is possible to prevent the exhaust gas temperature from excessively rising at the
また、シリンダヘッド3におけるシリンダブロック2の接合面23に、シリンダブロック2から流入する冷却水導入口24を形成し、冷却水導入口24を、エンジン1の高さ方向で重なるように膨出部20の下方に開口させた。
Further, a cooling
これにより、シリンダブロック2から冷却水導入口24を通してシリンダヘッド3に流入する低温の冷却水を膨出部20の下部に直接衝突させることができる。このため、直線状排気ポート13の冷却性をより効果的に高めることができる。
Thereby, the low-temperature cooling water flowing into the
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、膨出部20を、湾曲底面13aのうち仮想延長面19よりも上方に位置する上方部20aから排気集合部14の底面までの間の領域に形成した。これにより、湾曲底面13aから排気集合部14までの間の直線状排気ポート13の通路面積が急激に拡大することを防止できる。
Further, according to the
このため、直線状排気ポート13の膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止することができ、排気ガスを整流して排気集合部14に流すことができる。これに加えて、ウォータジャケット21Bの容積をより効果的に増大して、ウォータジャケット21Bにより多くの冷却水を流通できる。このため、直線状排気ポート13の冷却性をより効果的に高めることができる。
For this reason, it is possible to prevent the turbulent flow of the exhaust gas from occurring in the bulging
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、気筒6A〜6Cの配列方向一端部(右端部)に形成される燃焼室7Aと、気筒6A〜6Cの配列方向他端部(左端部)に形成される燃焼室7Cとの間に形成される燃焼室7Bから延びる直線状排気ポート13に膨出部20を形成した。
Further, according to the
これにより、膨出部20の厚みの分だけ、エンジン1の高さ方向における直線状排気ポート13の底面の高さ位置T1を、エンジン1の高さ方向における湾曲状排気ポート11、12の底面の高さ位置T2よりも高い位置に形成することができる。
Accordingly, the height position T1 of the bottom surface of the
このため、直線状排気ポート13の通路面積を湾曲状排気ポート11、12の通路面積よりも小さくできる。したがって、直線状排気ポート13の膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止して排気ガスを整流して排気集合部14に流すことができる。
For this reason, the passage area of the
これに加えて、通路面積の急激な拡大がない湾曲状排気ポート11、12で湾曲状排気ポート11、12の通路面積を小さくすることなく、排気ガスを整流することができる。このため、湾曲状排気ポート11、12において背圧が高くなることを確実に防止できる。
In addition to this, the exhaust gas can be rectified without reducing the passage area of the
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、湾曲状排気ポート11、12の間に形成されることで湾曲状排気ポート11、12よりも高温となる直線状排気ポート13を冷却水によって冷却することができる。これに加えて、直線状排気ポート13に形成される膨出部20の肉厚の分だけ、ウォータジャケット21Bの容積を増大でき、ウォータジャケット21Bにより多くの冷却水を流通でき、直線状排気ポート13の冷却性を高めることができる。
Further, according to the
また、上述したように、シリンダヘッド3を、気筒6A〜6Cの配列方向と直交し、かつ気筒6A〜6Cの配列方向に沿った断面で切った場合に、エンジン1の高さ方向における直線状排気ポート13の底面の高さ位置T1をエンジン1の高さ方向における湾曲状排気ポート11、12の底面の高さ位置T2よりも高い位置に形成した。
Further, as described above, when the
これにより、図3に示すように、ウォータジャケット21Bの高さ方向の隙間t1をウォータジャケット21A、21Cの高さ方向の隙間t2よりも大きくできる。したがって、ウォータジャケット21Bの容積をウォータジャケット21A、21Cの容積よりも増大できる。なお、本実施形態のシリンダヘッド2は、傾斜底面13bの長さ方向に亙って膨出部20が形成されるが、膨出部20は、湾曲底面13aから傾斜底面13bの長さ方向の一定の範囲に形成されてもよい。
As a result, as shown in FIG. 3, the height direction gap t1 of the
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1...エンジン(内燃機関)、2...シリンダブロック、3...シリンダヘッド、6A〜6C...気筒、7A...燃焼室(一端部側燃焼室)、7B...燃焼室(中間燃焼室)、7C...燃焼室(他端部側燃焼室)、10...排気ポート、11,12...湾曲状排気ポート、13...直線状排気ポート、13a...湾曲底面、13b...傾斜底面、14...排気集合部、18...基準面、19...仮想延長面、20...膨出部、23...接合面、21B...ウォータジャケット、24...冷却水導入口
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記排気ポートを上方から目視した場合に、複数の前記排気ポートが、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びた後に前記気筒列方向に湾曲する湾曲状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成されるとともに、前記湾曲状排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記湾曲状排気ポートおよび前記直線状排気ポートの下流部を集合する排気集合部とを含んで構成され、
前記直線状排気ポートは、前記燃焼室に連通し、前記燃焼室から上方に湾曲する湾曲底面および前記湾曲底面から斜め上方に傾斜する傾斜底面を有し、前記燃焼室から前記排気集合部に向かうに従って内径が漸次拡大し、
前記排気集合部の底面を基準面とし、前記基準面が前記直線状排気ポートの上流端側に向かって延びる仮想延長面を設けた場合に、前記直線状排気ポートの底面に前記仮想延長面よりも上方に膨れ出る膨出部が形成されており、
前記膨出部は、前記気筒列方向に対して直交する方向で前記湾曲底面のうち前記仮想延長面よりも上方に位置する部分と前記排気集合部の底面とを連絡する領域に亘って形成され、
前記直線状排気ポートを前記シリンダヘッドの高さ方向に平行で且つ前記気筒列方向に平行な平面で切断した断面において、前記膨出部によって構成される前記直線状排気ポートの底面が前記気筒列方向の全域に亘って平坦な面となるように形成されることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。 A cylinder head provided at an upper part of a cylinder block of an internal combustion engine having cylinders, having a plurality of combustion chambers along a cylinder row direction, and a plurality of exhaust ports communicating with the combustion chambers;
When the exhaust port is viewed from above, a plurality of the exhaust ports are formed integrally with the cylinder head and curved in the cylinder row direction after extending in a direction perpendicular to the cylinder row direction A linear exhaust port formed integrally with the cylinder head and having a passage length shorter than a passage length of the curved exhaust port and extending in a direction orthogonal to the cylinder row direction A port and an exhaust collecting part that is formed integrally with the cylinder head and collects the curved exhaust port and the downstream part of the linear exhaust port;
The linear exhaust port communicates with the combustion chamber, has a curved bottom surface that curves upward from the combustion chamber, and an inclined bottom surface that slopes obliquely upward from the curved bottom surface, and is directed from the combustion chamber to the exhaust collecting portion. The inner diameter gradually expands according to
When a bottom surface of the exhaust collecting portion is used as a reference surface, and the reference surface is provided with a virtual extension surface extending toward the upstream end side of the linear exhaust port, the bottom surface of the linear exhaust port is more than the virtual extension surface. Has a bulge that bulges upward,
The bulging portion is formed over the region to contact the bottom surface of the imaginary extension portion and the exhaust collector located above the surface of the curved bottom surface in a direction orthogonal to the cylinder row direction ,
In a cross section obtained by cutting the linear exhaust port along a plane parallel to the height direction of the cylinder head and parallel to the cylinder row direction, the bottom surface of the linear exhaust port constituted by the bulging portion is the cylinder row. A cylinder head for an internal combustion engine, wherein the cylinder head is formed so as to be a flat surface over the entire direction .
前記シリンダヘッドにおける前記シリンダブロックの接合面に、前記シリンダブロックから流入する冷却水導入口を形成し、
前記冷却水導入口を、前記内燃機関の高さ方向で重なるように前記膨出部の下方に開口させたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド。 A water jacket into which cooling water flows from the cylinder block is formed below the curved exhaust port and the linear exhaust port,
Forming a cooling water inlet that flows from the cylinder block on the joint surface of the cylinder block in the cylinder head,
2. The cylinder head of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the cooling water introduction port is opened below the bulging portion so as to overlap in a height direction of the internal combustion engine.
前記湾曲状排気ポートが、前記一端部側燃焼室から延びる排気ポートと前記他端部側燃焼室から延びる排気ポートとから構成され、
前記直線状排気ポートが、前記中間燃焼室から延びる排気ポートから構成され、
前記中間燃焼室から延びる前記直線状排気ポートのみに前記膨出部を形成し、
前記膨出部が前記排気集合部に滑らかに接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関のシリンダヘッド。 The combustion chamber has one end side combustion chamber formed at one end in the cylinder row direction, the other end side combustion chamber formed at the other end in the cylinder row direction, the one end side combustion chamber, and the other. An intermediate combustion chamber formed between the end side combustion chamber and
The curved exhaust port is composed of an exhaust port extending from the one end side combustion chamber and an exhaust port extending from the other end side combustion chamber,
The linear exhaust port is composed of an exhaust port extending from the intermediate combustion chamber;
Forming the bulging portion only in the linear exhaust port extending from the intermediate combustion chamber ;
The cylinder head of the internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the bulging portion is smoothly connected to the exhaust collecting portion .
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014157283A JP6435693B2 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Cylinder head of internal combustion engine |
DE112015003558.3T DE112015003558B4 (en) | 2014-08-01 | 2015-07-29 | Cylinder head of an internal combustion engine with flow-optimized exhaust ports |
PCT/JP2015/071469 WO2016017675A1 (en) | 2014-08-01 | 2015-07-29 | Cylinder head for internal combustion engine |
CN201580002188.6A CN105612337A (en) | 2014-08-01 | 2015-07-29 | Cylinder head for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014157283A JP6435693B2 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Cylinder head of internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016035206A JP2016035206A (en) | 2016-03-17 |
JP6435693B2 true JP6435693B2 (en) | 2018-12-12 |
Family
ID=55217573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014157283A Active JP6435693B2 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Cylinder head of internal combustion engine |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6435693B2 (en) |
CN (1) | CN105612337A (en) |
DE (1) | DE112015003558B4 (en) |
WO (1) | WO2016017675A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BR112021008498A2 (en) * | 2018-10-30 | 2021-08-03 | Tvs Motor Company Limited | internal combustion engine and a method of manufacturing it |
JP7442355B2 (en) | 2020-03-17 | 2024-03-04 | 本田技研工業株式会社 | Cylinder head of multi-cylinder engine |
JP7425635B2 (en) * | 2020-03-17 | 2024-01-31 | 本田技研工業株式会社 | Cylinder head of multi-cylinder engine |
JP7058683B2 (en) * | 2020-03-30 | 2022-04-22 | 本田技研工業株式会社 | Internal combustion engine cylinder head |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4228653A (en) * | 1979-03-19 | 1980-10-21 | General Motors Corporation | Engine cylinder exhaust port |
US4302935A (en) * | 1980-01-31 | 1981-12-01 | Cousimano Robert D | Adjustable (D)-port insert header for internal combustion engines |
JPS61187514A (en) * | 1985-02-15 | 1986-08-21 | Honda Motor Co Ltd | Four-cycle internal-combustion engine |
JP2709815B2 (en) * | 1988-01-11 | 1998-02-04 | ヤマハ発動機株式会社 | Cylinder head structure of turbocharged engine |
JP2000018092A (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-18 | Suzuki Motor Corp | Valve system for internal combustion engine |
JP3569636B2 (en) | 1998-12-01 | 2004-09-22 | 本田技研工業株式会社 | Cylinder head structure of multi-cylinder engine |
JP2002070551A (en) * | 2000-08-25 | 2002-03-08 | Honda Motor Co Ltd | Cylinder head for multicylinder engine |
DE10231378A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Daimlerchrysler Ag | Cylinder head of an internal combustion engine |
JP4463210B2 (en) * | 2006-01-13 | 2010-05-19 | 本田技研工業株式会社 | Multi-cylinder internal combustion engine having a cylinder head formed with a collective exhaust port |
-
2014
- 2014-08-01 JP JP2014157283A patent/JP6435693B2/en active Active
-
2015
- 2015-07-29 DE DE112015003558.3T patent/DE112015003558B4/en active Active
- 2015-07-29 WO PCT/JP2015/071469 patent/WO2016017675A1/en active Application Filing
- 2015-07-29 CN CN201580002188.6A patent/CN105612337A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016035206A (en) | 2016-03-17 |
DE112015003558T5 (en) | 2017-04-20 |
DE112015003558B4 (en) | 2024-05-02 |
CN105612337A (en) | 2016-05-25 |
WO2016017675A1 (en) | 2016-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4525646B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP6435693B2 (en) | Cylinder head of internal combustion engine | |
JP5729367B2 (en) | Cylinder head cooling structure | |
US20150167583A1 (en) | Exhaust passage structure for internal combustion engine | |
JP2007205174A (en) | Internal combustion engine | |
EP3553446B1 (en) | Shaped leading edge of cast plate fin heat exchanger | |
JP6382879B2 (en) | Cylinder head water jacket structure | |
JP5967640B2 (en) | Cylinder head of multi-cylinder internal combustion engine | |
JP2008014263A (en) | Cooling structure for internal combustion engine and cylinder head gasket used for same | |
JP5211184B2 (en) | Exhaust cooling adapter | |
JP6413746B2 (en) | Intercooler | |
JP7024639B2 (en) | Exhaust structure of internal combustion engine | |
JP6195024B2 (en) | Exhaust device for 4-cylinder internal combustion engine | |
JP2021162220A (en) | Intercooler | |
JP2008095616A (en) | Water jacket for cylinder head | |
CN113404604B (en) | Cylinder head of multi-cylinder engine | |
JP2013036448A (en) | Exhaust gas cooling adapter | |
JP2006307804A (en) | Engine provided with supercharger | |
JP7058683B2 (en) | Internal combustion engine cylinder head | |
JP2013148068A (en) | Internal combustion engine | |
JP5657968B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP7048657B2 (en) | Water jacket | |
JP2017203430A (en) | Cylinder head for internal combustion engine | |
CN113404605B (en) | Cylinder head of multi-cylinder engine | |
JP2016014352A (en) | Cylinder head |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170420 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171127 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180320 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180615 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180620 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20180905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181016 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181029 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6435693 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |