JPH0332762Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、シリンダの排気装置に係り、詳しく
は、シリンダヘツドに設けられている排気ポート
の断熱構造に関するものである。

〈従来の技術〉 シリンダブロツクに取付けられているシリンダ
ヘツドには、第１図に示すように排気ポート１が
形成されており、この排気ポート１の入口側をシ
リンダの燃焼室に臨ませて排気バルブ２を取付け
ている。従つて、排気バルブ２が開かれると燃焼
室から排気ポート１を通つて排気マニホールド３
に排気ガスが流れる。このように排気ポート１を
通る排気ガスは温度が高いために、従来では排気
ポート１の出口側にほぼ円形状をなすポートライ
ナ４を装着してこのポートライナ４の外周に凹部
５を形成することにより、凹部５内の空気（空気
層）で断熱を行なわせるようにしていた。

このようにして断熱を行なわせると、シリンダ
ヘツドに設けられているウオータギヤラリ６内を
循環する冷却水によるエネルギロスが減少するた
めに、燃費が向上する。また、排気ポートを断熱
することによりターボチヤージヤに供給される排
気ガスの温度の低下を防止できるために、このタ
ーボチヤージヤにより回収されるエネルギ量が増
加するという利点がある。

ところが、前記ポートライナ４の肉厚は例えば
１〜２mm程度であるために、例えばエグゾースト
ブレーキの作動にともなつて排気ポート１内の圧
力が上昇すると、この圧力が矢印７で示すように
ポートライナ４に加わる。この結果、ポートライ
ナ４が第１図に鎖線で示すように凹部５内に入り
込むように変形し、この変形によりガス漏れが生
じ、または、断熱効果が低減するという可能性が
あつた。

このようなポートライナ４の変形を防止するた
めに、例えば実公昭55−5725号公報あるいは実公
昭53−12890号公報などに見られるように、ポー
トライナを内外二重の壁面で構成して両壁面の間
に断熱用の空気層を確保するとともに、この空気
層にスペーサを挿入して内側壁面の変形を防止す
ることも有効である。

しかしながら、この場合は排気ポートの内側に
断熱層を形成せざるをえないためにこの排気ポー
トの有効断面積が減少してしまい、あるいは、断
熱層に封じ込まれている空気の熱膨張若しくは収
縮により内側の壁面が変形する可能性があるため
に、内側壁の外周面に沿つてスペーサを精密に製
造したとしても前記変形を確実に予防できないと
いう不具合があつた。

〈考案が解決しようとする課題〉 本考案はこのような不具合を解消するためにな
されたものであり、排気ポートの有効断面積の低
下をともなうことなく確実な断熱効果を発揮でき
る信頼性の高いシリンダの排気装置を提供するこ
とを課題としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するために本考案は、シリンダ
の燃焼室に連通する排気ポートをシリンダヘツド
に形成し、この排気ポートの少なくとも出口側に
ポートライナを装着し、前記シリンダヘツドのポ
ートライナの外周側に形成された凹部内の空気層
によつて断熱を行なうようにするとともに、前記
断熱用の空気層が入つている凹部内に前記ポート
ライナの変形を防止するスペーサを介装したシリ
ンダにおいて、前記スペーサを前記ポートライナ
に外挿されるコイル状に構成し、しかも、前記凹
部の底部から下方に向つて排気マニホールドの下
方に開口する小孔をシリンダヘツドに形成するこ
とにより、この小孔を介して前記凹部内をシリン
ダヘツドの外部に連通保持させたことを特徴とし
ている。

〈作用〉 斯る構成になる排気装置においては、排気ポー
ト内の圧力の上昇にともなつてポートライナが外
側に変形しようとする力を受けたとしても、この
ポートライナに外挿されているコイル状のスペー
サがポートライナの変形を予防する。また、スペ
ーサをコイル状に構成しているために、スペーサ
をポートライナに外挿すれば、このポートライナ
をガイドとしてスペーサが軸方向および半径方向
のいずれにも容易に変形してポートライナの外周
面に自動的に密着するために、スペーサの寸法精
度を高くしなくともポートライナの変形防止効果
を高くすることができる。さらに、凹部内とシリ
ンダヘツドの外部とを連通保持させる小孔を設け
ているために、凹部内の空気の温度が変化したと
してもこの凹部内の圧力が外気圧とほぼ同等に保
持され、従来のような圧力変動にともなうポート
ライナの変形が予防される。また、このように凹
部内とシリンダヘツドの外部とを連通保持させる
小孔は凹部の底部から下方に向つて排気マニホー
ルドの下方に開口させたものであるために、万一
にも水などの異物が小孔から凹部内に浸入するこ
とがなく、しかも、温度変化にともなう結露など
によつて凹部内に発生した水分を小孔から排出さ
せることもできる。

〈実施例〉 以下に本考案の実施例を第２図および第３図に
基づいて詳細に説明する。

第２図は本考案が適用されるデイーゼルエンジ
ンの概要を示す断面図であり、シリンダブロツク
１０には平断面円形状の貫通孔１１を形成してお
り、この貫通孔１１にシリンダライナ１２を装着
している。シリンダライナ１２の内部にはピスト
ン１３を摺動可能に配しており、このピストン１
３と図示しないクランクシヤフトとをピストンピ
ン１４及び連接棒１５などを介して連結してい
る。なお、前記ピストン１３の頂面には凹部から
なる燃焼室１６を形成している。

前記シリンダブロツク１０の上部に取付けられ
たシリンダヘツド１７には燃料噴射ノズル１８を
取付けてその先端を前記燃焼室１６に臨ませてい
る。また、シリンダヘツド１７には入口側が排気
弁１９によつて閉鎖された排気ポート２０を設け
ており、この排気ポート２０の出口側をシリンダ
ヘツド１７の側面に開放させている。なお、排気
ポート２０の開放端には排気マニホールド２１が
接続され、前記シリンダヘツドには冷却水が循環
供給されるるウオータギヤラリ２２を形成してい
る。

第３図は前記排気ポート２０の具体構造を示す
断面図であり、排気ポート２０の出口側にはポー
トライナ２３を装着している。このポートライナ
３はほぼ円形状に形成されて排気ポート２０の内
周面に嵌合されている。そして、このポートライ
ナ２３の外周面に円周方向に延びる凹部２４を形
成することにより、凹部２４内の空気による断熱
層を構成している。また、前記シリンダヘツド１
７に小孔２５を設けることにより、排気マニホー
ルド２１の取付時にも凹部２４内をシリンダヘツ
ド１７の外部に連通保持させている。なお、この
ように凹部２４内とシリンダヘツド１７の外部と
を連通保持させる小孔２５は、第３図に示すよう
に凹部２４の底部から下方に向つて排気マニホー
ルド２１の下方に開口させることにより、シリン
ダヘツド１７の表面に沿つて流下する水などがこ
の小孔２５から凹部内に浸入することを予防しつ
つ、温度変化にともなう結露などによつて凹部２
４内に発生した水分をこの小孔２５から排出でき
るようにしている。

一方、前記凹部２４内にスペーサ２６を設ける
ことによりポートライナ２３の変形を予防するよ
うにしている。スペーサ２６は、セラミツクある
いはステンレスなどでコイル状に構成されてお
り、ポートライナ２３に外挿してこのポートライ
ナ２３の変形を防止するようにしている。

以上の構成になるシリンダの排気装置におい
て、排気ガスは排気弁１９を経て排気ポート２０
に排出され、この排気ポート２０を通つて排気マ
ニホールド２１に導かれる。

このような排気に際して、排気ポート２０の出
口側にはポートライナ２３が装着され、このポー
トライナ２３の外周に空気層を形成して断熱して
いるために、排気ガスからシリンダヘツド１７の
ウオータギヤラリ２２を流れる冷却水への熱の伝
達量が減少し、エネルギロスが少なくなる。この
ために、例えば図示しないターボチヤージヤに供
給される排気ガスの温度を高くすることができ、
このターボチヤージヤによつて多量のエネルギを
回収できるために燃費が向上する。

また、例えばエグゾーストブレーキの作動時に
は排気ポート２３内の圧力が上昇し、この圧力に
よりポートライナ２３が凹部２４内に入り込むよ
うに変形しようとするが、ポートライナ２３には
コイル状をなすスペーサ２６を外挿しているため
に排気ポート２０内の圧力上昇によるポートライ
ナ２３の変形が防止される。よつて、ポートライ
ナ２３の変形によるガス漏れ及び断熱効果の低下
を予防することができる。

さらに、ポートライナ２３の外周に空気による
断熱層を形成する凹部２４とシリンダヘツド１７
の外部とを小孔２５を介して常に連通保持させて
いるために、エンジンの運転にともなうポートラ
イナ２３の温度変化によつて凹部２４内の空気が
熱膨張または収縮した場合にもこの凹部２４内の
空気が小孔２５を介して吸排気されて外気圧（大
気圧）とほぼ同一値に保持されるために、従来の
ような圧力変動が発生せず、ポートライナ２３の
変形が予防される。さらにまた、スペーサ２３を
コイル状に構成してポートライナ２３に外挿する
ようにしている。従つて、スペーサ２６をポート
ライナ２３に外挿すればこのポートライナ２３を
ガイドとしてスペーサ２６が軸方向に容易に変形
（伸縮）し、または、半径方向に容易に変形（撓
曲）してポートライナ２３の外周面に自動的に密
着するために、スペーサ２６の寸法精度を高くし
なくともポートライナ２３の変形防止効果を高く
することができる。さらにまた、凹部２４内をシ
リンダヘツド１７の外部に連通保持させる小孔２
５を凹部２４の底部から下方に向わせて排気マニ
ホールド２１の下方に開口させているために、排
気マニホールド２１による被覆作用で小孔２５の
開口端に水などが付着することを防止できるとと
もに、万一付着したとしてもこの水などが小孔２
５を逆流して凹部２４内に浸入することがなく、
しかも、温度変化にともなう結露などによつて凹
部２４内に水分が発生した場合においても、この
水分を小孔２５から排出させることができる。

なお、実施例では排気ポート２０の出口側にの
みポートライナ２３を設けているが、排気ポート
２０の入口側および出口側の両方にポートライナ
２３を設け、あるいは、排気ポート２０の全域に
ポートライナ２３を設けることともできる。さら
に、実施例では本考案をデイーゼルエンジンに適
用した場合について述べているが、ガソリンエン
ジンにも本考案を適用することができる。

〈考案の効果〉 以上の説明から明らかなように本考案において
は、コイル状に構成されたスペーサをポートライ
ナに外挿してこのポートライナの変形を防止する
ようにしたものであるから、ポートライナをガイ
ドとしてスペーサが容易に変形してこのポートラ
イナの外周面に密着する。従つて、スペーサの寸
法精度を高くすることなくポートライナの変形防
止機能を高くすることができる。また、断熱用の
空気層を形成する凹部とシリンダヘツドの外部と
を小孔を介して常に連通保持させるようにしてい
るために、熱膨張あるいは収縮による凹部内の圧
力変動を回避することができ、この圧力変動によ
るポートライナの変形をも予防できる。また、上
記のように凹部内をシリンダヘツドの外部に連通
保持させる小孔を凹部の底部から下方に向わせて
排気マニホールドの下方に開口させているため
に、排気マニホールドの被覆作用で小孔の開口端
に水などが付着することを予防できるとともに、
小孔を通つて凹部内に水などの異物が逆流（浸
入）することを防止でき、しかも、温度変化にと
もなう結露などによつて凹部内に水分が発生した
場合においても、この水分を小孔から排出するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシリンダの排気装置を示す排気
ポート部分の断面図、第２図は本考案が適用され
るデイーゼルエンジンの概要を示す断面図、第３
図は同じく排気ポート部分の具体構造を示す断面
図である。 １７……シリンダヘツド、２０……排気ポー
ト、２１……排気マニホールド、２２……ウオー
タギヤラリ、２３……ポートライナ、２４……凹
部、２５……小孔、２６……スペーサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダの燃焼室に連通する排気ポートをシリ
   ンダヘツドに形成し、この排気ポートの少なくと
   も出口側にポートライナを装着し、前記シリンダ
   ヘツドのポートライナの外周側に形成された凹部
   内の空気層によつて断熱を行なうようにするとと
   もに、前記断熱用の空気層を形成する凹部内に介
   装したスペーサで前記ポートライナの変形を防止
   するようにしたシリンダにおいて、前記スペーサ
   を前記ポートライナに外挿されるコイル状に構成
   するとともに、前記凹部の底部から下方に向つて
   排気マニホールドの下方に開口する小孔をシリン
   ダヘツドに設け、この小孔を介して前記凹部内を
   シリンダヘツドの外部に連通保持させたことを特
   徴とするシリンダの排気装置。