JPH06249059A - Cylinder head structure of internal combustion engine - Google Patents

Cylinder head structure of internal combustion engine

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Publication number
JPH06249059A
JPH06249059A JP3525793A JP3525793A JPH06249059A JP H06249059 A JPH06249059 A JP H06249059A JP 3525793 A JP3525793 A JP 3525793A JP 3525793 A JP3525793 A JP 3525793A JP H06249059 A JPH06249059 A JP H06249059A
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JP
Japan
Prior art keywords
cylinder head
combustion chamber
exhaust port
cast
cylinder
Prior art date
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Application number
JP3525793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Yoshimura
亨 吉村
Yutaka Matayoshi
豊 又吉
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP3525793A priority Critical patent/JPH06249059A/en
Publication of JPH06249059A publication Critical patent/JPH06249059A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a structure of a cylinder head made of magnesium alloy which has sufficient strength for high temperature and corrosion resistance, and is very light in weight. CONSTITUTION:A member 20 made of aluminum alloy to form a cylinder 4, a combustion chamber 5, a suction port 6, and an exhaust port 7 is cast in the base material of magnesium alloy, constituting a cylinder head 1 integrated with a cylinder block. A flange part 27 having the screw boss to tighten an exhaust manifold is integrated with an exhaust port part 26 of the member 20 made of aluminum alloy. Similarly, a screw boss 23 to mount an ignition plug is provided on a combustion chamber part 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のマグネシウ
ム合金製シリンダヘッドの構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a magnesium alloy cylinder head for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関を車両に搭載して車両の動力と
する場合、車両の重量は機関の燃費に大きな影響を及ぼ
す。燃費向上には車両の軽量化が有効であり、機関自体
を軽量化することも重要となる。
2. Description of the Related Art When an internal combustion engine is mounted on a vehicle to power the vehicle, the weight of the vehicle greatly affects the fuel consumption of the engine. It is effective to reduce the weight of the vehicle to improve fuel efficiency, and it is also important to reduce the weight of the engine itself.

【0003】これまでの自動車用内燃機関では、シリン
ダブロックやシリンダヘッドをアルミニウム合金製とし
て軽量化を図ってきた。さらに軽量化を進めるために
は、アルミニウム合金よりもはるかに比重の小さいマグ
ネシウム合金を使用することが考えられる。ただし、マ
グネシウム合金は、アルミニウム合金に比べ耐腐食性が
低く、燃焼熱や排気熱にさらされる部位の腐食に対する
耐久性が十分とは言えない。
In conventional automobile internal combustion engines, the cylinder block and the cylinder head have been made of aluminum alloy to reduce the weight. In order to further reduce the weight, it is possible to use a magnesium alloy having a specific gravity much smaller than that of the aluminum alloy. However, the magnesium alloy has lower corrosion resistance than the aluminum alloy, and it cannot be said that the magnesium alloy has sufficient durability against corrosion of a portion exposed to combustion heat or exhaust heat.

【0004】ここで、特開昭55−98632号公報に
は、図6のような、排気ポート102にポートライナ1
03を鋳込んでなるシリンダヘッド101の製造方法が
開示されている。また、実開昭62−175254号公
報には、図7のような、燃焼室112に鋼板製の燃焼室
壁部材113を鋳込んでなるシリンダヘッド111の製
造方法が開示されている。このような技術をマグネシウ
ム合金製シリンダヘッドに応用し、燃焼ガスにさらされ
る燃焼室と排気ガスにさらされる排気ポートとに耐熱性
で腐食に強い金属製のライナを鋳込めば、高温環境下で
の耐腐食性の問題は解決することができる。
In Japanese Patent Laid-Open No. 55-98632, the port liner 1 is attached to the exhaust port 102 as shown in FIG.
A method of manufacturing the cylinder head 101 in which 03 is cast is disclosed. Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-175254 discloses a method of manufacturing a cylinder head 111 in which a combustion chamber wall member 113 made of a steel plate is cast into a combustion chamber 112 as shown in FIG. Applying such a technology to a magnesium alloy cylinder head, if a metal liner that is heat resistant and resistant to corrosion is cast in the combustion chamber exposed to combustion gas and the exhaust port exposed to exhaust gas, it can be used under high temperature environment. The problem of corrosion resistance of can be solved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】現在のマグネシウム合
金は、高温強度の点でもアルミニウム合金より劣ってお
り、200[℃]程度で、アルミニウム合金に比べて大幅
に強度が低下する。シリンダヘッドは、部分的に200
[℃]以上となるので、このような部分の構造を厚肉にし
たり、冷却によって温度上昇を抑えたりする必要があ
る。
The current magnesium alloy is also inferior to the aluminum alloy in terms of high temperature strength, and its strength is significantly reduced at about 200 [° C.] as compared with the aluminum alloy. The cylinder head is partially 200
Since the temperature is higher than [° C.], it is necessary to make the structure of such a portion thick and to suppress the temperature rise by cooling.

【0006】しかしながら、ボルト等によって他の部材
をシリンダヘッドに取り付けている場合、シリンダヘッ
ド側に設けられるネジボスのネジ山は、構造によって強
度を確保することが難しく、締結時の応力や締結物の振
動による力などを受けるネジ山が、強度の低下する高温
時に変形する可能性がある。
However, when other members are attached to the cylinder head by bolts or the like, it is difficult to secure the strength of the thread of the screw boss provided on the cylinder head side due to the structure, and the stress at the time of fastening and the fastening object. A screw thread that receives a force due to vibration may be deformed at a high temperature when the strength is reduced.

【0007】また、マグネシウム合金は、ボルト等に使
用される鉄材に比べ2倍強の熱膨張率を持っており、繰
り返し運転の間にネジボスのネジ山が熱応力によって疲
労し、高温強度がさらに低下することも考えられる。
Further, the magnesium alloy has a coefficient of thermal expansion which is twice as high as that of iron materials used for bolts and the like, and during repeated operation, the threads of the screw boss are fatigued by thermal stress, and high temperature strength is further increased. It may be lowered.

【0008】従来のライナ構造で、上記のような課題を
解決することはできない。
The conventional liner structure cannot solve the above problems.

【0009】本発明は、十分な高温強度と耐腐食性を有
し、かつ非常に軽量なマグネシウム合金製シリンダヘッ
ドの構造を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a structure of a magnesium alloy cylinder head which has sufficient high temperature strength and corrosion resistance and is extremely lightweight.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1の発明は、排気ポートを形成する排気ポート部
とエキゾーストマニホールドを締結するためのネジボス
を有するフランジ部とからなる排気ポート部材をアルミ
ニウム合金にて一体的に鋳造形成し、該排気ポート部材
をマグネシウム合金の母材中に鋳込みシリンダヘッドを
形成した、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a first invention provides an exhaust port member comprising an exhaust port portion forming an exhaust port and a flange portion having a screw boss for fastening an exhaust manifold. It is characterized in that it is integrally cast from an aluminum alloy, and the exhaust port member is cast into a base material of a magnesium alloy to form a cylinder head.

【0011】次に、第2の発明は、点火栓を取り付ける
ためのネジボスを有し、かつ燃焼室を形成する燃焼室部
材をアルミニウム合金にて鋳造形成し、該燃焼室部材を
マグネシウム合金の母材中に鋳込みシリンダヘッドを形
成した、ことを特徴とする。
Next, a second invention is that a combustion chamber member having a screw boss for attaching a spark plug and forming a combustion chamber is cast from an aluminum alloy, and the combustion chamber member is made of a magnesium alloy. A casting cylinder head is formed in the material.

【0012】[0012]

【作用】上記構成に基づき、第1の発明の作用を説明す
る。
The operation of the first invention will be described based on the above construction.

【0013】アルミニウム合金の排気ポート部材で排気
ポートを形成し、高温の排気ガスが直接マグネシウム合
金の母材に接するのを防止する。これにより、排気ポー
ト内壁の、高温環境下での耐腐食性が確保できる。
The exhaust port member made of an aluminum alloy forms the exhaust port to prevent the hot exhaust gas from directly contacting the magnesium alloy base material. Thereby, the corrosion resistance of the inner wall of the exhaust port in a high temperature environment can be secured.

【0014】エキゾーストマニホールドが、ボルト等に
よって締結される部分は、排気熱によって温度が上昇し
やすい部分であるが、シリンダヘッド側のネジボスを、
アルミニウム合金のフランジ部に設けるので、ネジ山の
強度を確保しやすい。
The portion where the exhaust manifold is fastened by bolts or the like is the portion where the temperature easily rises due to exhaust heat, but the screw boss on the cylinder head side is
Since it is provided on the flange part of the aluminum alloy, it is easy to secure the strength of the screw thread.

【0015】エキゾーストマニホールドが取り付けられ
るフランジ部は、排気ポート部と一体に形成されてシリ
ンダヘッドに鋳込まれており、エキゾーストマニホール
ドを高い強度で支持することができる。
The flange portion to which the exhaust manifold is attached is formed integrally with the exhaust port portion and cast into the cylinder head, so that the exhaust manifold can be supported with high strength.

【0016】次に、第2の発明の作用を説明する。Next, the operation of the second invention will be described.

【0017】アルミニウム合金の燃焼室部材で燃焼室を
形成し、高温の燃焼ガスが直接マグネシウム合金の母材
に接するのを防止する。これにより、燃焼室内壁の、高
温環境下での耐腐食性が確保できる。
A combustion chamber member made of an aluminum alloy forms a combustion chamber to prevent high temperature combustion gas from directly contacting a magnesium alloy base material. Thereby, the corrosion resistance of the inner wall of the combustion chamber in a high temperature environment can be secured.

【0018】燃焼室の周辺は、燃焼熱によって高温とな
る部分であるが、点火栓を取り付けるためのネジボス
を、アルミニウム合金の燃焼室部材に設けるので、ネジ
山の強度を確保しやすい。
Although the periphery of the combustion chamber is a portion where the temperature becomes high due to combustion heat, the screw boss for attaching the spark plug is provided in the aluminum alloy combustion chamber member, so that the strength of the screw thread can be easily secured.

【0019】燃焼室全体を形成する燃焼室部材は、母材
中に確実に支持固定される。
The combustion chamber member forming the entire combustion chamber is securely supported and fixed in the base material.

【0020】アルミニウム合金は、シリンダヘッドの材
質として必要な対腐食性と高温強度を満足するものの中
では軽量な材料である。
Aluminum alloy is a lightweight material among those satisfying the corrosion resistance and high temperature strength required for the material of the cylinder head.

【0021】[0021]

【実施例】本発明にかかる第1実施例を、図1から図3
を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to.

【0022】図1Aは吸排気ポートの中心における断面
を示す図、図1Bは点火栓取付用ネジボスの中心におけ
る断面を示す図である。
FIG. 1A is a view showing a cross section at the center of the intake / exhaust port, and FIG. 1B is a view showing a cross section at the center of a spark boss mounting screw boss.

【0023】1はマグネシウム合金製のシリンダブロッ
ク一体型シリンダヘッドである。2はシリンダヘッド
部、3はシリンダブロック部、4はシリンダ、5は燃焼
室、6は吸気ポート、7は排気ポートを示す。
Reference numeral 1 is a cylinder head integrated cylinder head made of magnesium alloy. Reference numeral 2 is a cylinder head portion, 3 is a cylinder block portion, 4 is a cylinder, 5 is a combustion chamber, 6 is an intake port, and 7 is an exhaust port.

【0024】8はシリンダ部冷却用オイル通路である。
マグネシウム合金は、ナトリウムや塩素が含まれる水と
常時接触すると腐食が発生し、一般の防錆処理だけでは
対処できない。このため本実施例では、オイルによって
各部の冷却を行っている。油冷却は、潤滑油と冷却液が
共通であり、シリンダヘッド部2に、ウォータージャケ
ットを設ける必要がなく、シリンダヘッド部2を鋳造す
る際に中子が不必要である。
Reference numeral 8 is an oil passage for cooling the cylinder portion.
Magnesium alloy causes corrosion when it is constantly in contact with water containing sodium or chlorine, and cannot be dealt with only by general rust prevention treatment. Therefore, in this embodiment, each part is cooled by oil. In oil cooling, the lubricating oil and the cooling liquid are common, it is not necessary to provide a water jacket on the cylinder head portion 2, and a core is not required when casting the cylinder head portion 2.

【0025】9はカムシャフト取付穴部、10はクラン
クシャフト取付穴部、11はクランクケースである。
Reference numeral 9 is a camshaft mounting hole, 10 is a crankshaft mounting hole, and 11 is a crankcase.

【0026】12は、シリンダ4の横方向の振動を抑制
する支持部材である。支持部材12は、シリンダ部冷却
用オイル通路8とクランクケース11とを連通する小穴
を有している。また、支持部材12は後付けの部材であ
り、シリンダブロック部3を鋳造する際には、シリンダ
部冷却用オイル通路8とクランクケース11とを連続的
な空間として形成すれば良く、中子を必要としない。
Reference numeral 12 is a support member for suppressing lateral vibration of the cylinder 4. The support member 12 has a small hole that connects the oil passage 8 for cooling the cylinder portion and the crankcase 11. Further, the support member 12 is an after-installed member, and when the cylinder block part 3 is cast, the cylinder part cooling oil passage 8 and the crankcase 11 may be formed as a continuous space, and a core is required. Not.

【0027】バルブガイド13とバルブシート14は、
各取付穴を機械加工した後に圧入によって取り付けられ
ている。
The valve guide 13 and the valve seat 14 are
After each mounting hole is machined, it is attached by press fitting.

【0028】20はアルミニウム合金製の部材(以下、
アルミ部材と称す。)で、外周面に耐熱性を有する電気
絶縁処理を施したものを、シリンダブロック一体型シリ
ンダヘッド1を形成するマグネシウム合金の母材中に鋳
込んである。前記の処理としては、プラズマ溶射セラミ
ックス、アルマイト処理、その他の陽極酸化処理等が考
えられる。マグネシウム合金は耐腐食性が低く、異種金
属との接触部分が電食するので、アルミ部材20の外周
面には電気絶縁処理を施すことが必要である。また、こ
の電気絶縁処理を耐熱性の有るものとすることで、母材
への鋳込み時にアルミ部材20が変形するのを抑制でき
る。なお、表面処理前のアルミ部材20の外周面に小さ
な凹凸を設けておくと、母材との良好な密着性と熱伝達
性が得られる。
Reference numeral 20 denotes a member made of an aluminum alloy (hereinafter,
It is called an aluminum member. ), The outer peripheral surface of which has been subjected to heat-resistant electrical insulation treatment is cast into a magnesium alloy base material forming the cylinder block-integrated cylinder head 1. As the above-mentioned treatment, plasma sprayed ceramics, alumite treatment, other anodic oxidation treatment and the like can be considered. Since the magnesium alloy has low corrosion resistance and electrolytic corrosion occurs in a portion in contact with a dissimilar metal, the outer peripheral surface of the aluminum member 20 needs to be electrically insulated. Further, by making this electric insulation treatment heat resistant, it is possible to suppress the deformation of the aluminum member 20 during casting into the base material. If the outer peripheral surface of the aluminum member 20 before surface treatment is provided with small irregularities, good adhesion and heat transfer with the base material can be obtained.

【0029】アルミ部材20の詳細を説明する。シリン
ダ部21はシリンダ4を形成している。燃焼室部22
は、燃焼室5を形成している。また、燃焼室部22には
点火栓を取り付けるためのネジボス23が設けられてい
る。吸気ポート部24は吸気ポート6を形成している。
また、吸気ポート部24にはインテークマニホールドを
締結するためのネジボスを設けたフランジ部25が一体
に形成されている。排気ポート部26は排気ポート7を
形成している。また、排気ポート部26にはエキゾース
トマニホールドを締結するためのネジボスを設けたフラ
ンジ部27が一体に形成されている。
The details of the aluminum member 20 will be described. The cylinder portion 21 forms the cylinder 4. Combustion chamber part 22
Form a combustion chamber 5. Further, the combustion chamber portion 22 is provided with a screw boss 23 for attaching a spark plug. The intake port portion 24 forms the intake port 6.
Further, the intake port portion 24 is integrally formed with a flange portion 25 provided with a screw boss for fastening the intake manifold. The exhaust port portion 26 forms the exhaust port 7. Further, the exhaust port portion 26 is integrally formed with a flange portion 27 provided with a screw boss for fastening the exhaust manifold.

【0030】アルミ部材20は、排気ポート部26とフ
ランジ部27とからなる排気ポート部材と、燃焼室部材
としての燃焼室部22とが、シリンダ部21や吸気ポー
ト部24と共に一体鋳造形成されたものである。
In the aluminum member 20, the exhaust port member consisting of the exhaust port portion 26 and the flange portion 27, and the combustion chamber portion 22 as the combustion chamber member are integrally cast with the cylinder portion 21 and the intake port portion 24. It is a thing.

【0031】アルミ部材20には、A390等のハイシ
リコンアルミニウム合金を使用し、シリンダ4内壁をア
ルカリ薬品処理して耐摩耗性を確保している。従来で
は、処理を施さないブロック外表面等をマスキングした
後に薬品処理をする必要があったが、マグネシウム合金
はアルカリに対して強くほとんど影響を受けないので、
シリンダブロック一体型シリンダヘッド1を薬品中にそ
のまま浸して処理することができる。シリンダ4内径等
の機械加工による仕上げは、アルカリ薬品処理後に行
う。
A high silicon aluminum alloy such as A390 is used for the aluminum member 20, and the inner wall of the cylinder 4 is treated with an alkaline chemical to ensure wear resistance. In the past, it was necessary to perform chemical treatment after masking the outer surface of the block that was not treated, but since magnesium alloys are not strongly affected by alkali,
The cylinder block-integrated cylinder head 1 can be dipped in a chemical as it is for processing. The finishing of the inner diameter of the cylinder 4 by machining is performed after the alkaline chemical treatment.

【0032】点火栓ポスト15は鋼管製で、内、外周面
共に電気絶縁処理したものを点火栓取付用ネジボス23
の上部に圧入してある。
The spark plug post 15 is made of a steel pipe, and the inner and outer peripheral surfaces thereof are electrically insulated, and the spark plug mounting screw boss 23 is provided.
It is pressed into the upper part of.

【0033】16はエキゾーストマニホールドをシリン
ダヘッド部2に締結するためのスタッドボルトで、フラ
ンジ部27に取り付けられている。この部分の詳細を図
2に示す。28は、フランジ部27に設けられたネジボ
スを示している。
Reference numeral 16 is a stud bolt for fastening the exhaust manifold to the cylinder head portion 2 and is attached to the flange portion 27. Details of this portion are shown in FIG. Reference numeral 28 denotes a screw boss provided on the flange portion 27.

【0034】図3Aは、アルミ部材20の吸排気ポート
の中心における断面を示す図、図3Bは同じく点火栓取
付用ネジボスの中心における断面を示す図である。
FIG. 3A is a view showing a cross section at the center of the intake / exhaust port of the aluminum member 20, and FIG. 3B is a view showing a cross section at the center of the spark boss mounting screw boss.

【0035】上記構成に基づき、作用を説明する。The operation will be described based on the above configuration.

【0036】排気ポート7は、アルミ部材20の排気ポ
ート部26で形成されており、高温の排気ガスが直接マ
グネシウム合金の母材に接することがない。これによ
り、排気ポート7内壁の、高温環境下での耐腐食性が確
保できる。
The exhaust port 7 is formed by the exhaust port portion 26 of the aluminum member 20, so that the high temperature exhaust gas does not directly contact the magnesium alloy base material. Thereby, the corrosion resistance of the inner wall of the exhaust port 7 in a high temperature environment can be secured.

【0037】スタッドボルト16は、アルミ部材20の
フランジ部27に取り付けられている。アルミニウム合
金は十分な高温強度を持つので、排気ポート7からの排
気熱によってフランジ部27の温度が上昇した場合に
も、ネジボス28のネジ山が変形等を起こすことがな
く、スタッドボルト16のゆるみを防止することができ
る。
The stud bolt 16 is attached to the flange portion 27 of the aluminum member 20. Since the aluminum alloy has sufficient high-temperature strength, even if the temperature of the flange portion 27 rises due to exhaust heat from the exhaust port 7, the thread of the screw boss 28 is not deformed and the stud bolt 16 is loosened. Can be prevented.

【0038】フランジ部27は排気ポート部26と一体
に形成されており、エキゾーストマニホールドを高い強
度で支持することができる。
The flange portion 27 is formed integrally with the exhaust port portion 26, and can support the exhaust manifold with high strength.

【0039】燃焼室5は、アルミ部材20の燃焼室部2
2で形成されており、高温の燃焼ガスが直接マグネシウ
ム合金の母材に接することがない。これにより、燃焼室
5内壁の、高温環境下での耐腐食性が確保できる。
The combustion chamber 5 is the combustion chamber portion 2 of the aluminum member 20.
It is formed of No. 2 and the high temperature combustion gas does not directly contact the magnesium alloy base material. Thereby, the corrosion resistance of the inner wall of the combustion chamber 5 in a high temperature environment can be secured.

【0040】点火栓取付用のネジボス23は、アルミ部
材20の燃焼室部22に設けられている。従って、ネジ
ボス23の高温強度は十分で、点火栓取付時の応力や熱
応力等を受けた場合にも、ネジボス23のネジ山が変形
等を起こすことがなく、点火栓のゆるみを防止すること
ができる。
The screw boss 23 for attaching the spark plug is provided in the combustion chamber portion 22 of the aluminum member 20. Therefore, the high temperature strength of the screw boss 23 is sufficient, and even if the screw boss 23 is subjected to stress, thermal stress, or the like at the time of attachment of the spark plug, the screw thread of the screw boss 23 is not deformed and the spark plug is prevented from loosening. You can

【0041】ネジボス23の部分だけにアルミニウム合
金の部材を鋳込み、ネジ山の強度だけを確保する場合に
比べ、燃焼室5全体を形成する部材を鋳込めば、鋳込み
部材の母材への支持固定がより確実になる。本実施例の
場合、シリンダ部21、燃焼室部22、吸気ポート部2
4、排気ポート部26、各フランジ部25、27が全て
一体に形成されたアルミ部材20が母材中に鋳込まれて
いるので、アルミ部材20は、母材中にしっかりと支持
固定される。
Compared with the case where an aluminum alloy member is cast only in the screw boss 23 and only the strength of the screw thread is secured, if the member forming the entire combustion chamber 5 is cast, the cast member is supported and fixed to the base material. Will be more certain. In the case of this embodiment, the cylinder portion 21, the combustion chamber portion 22, the intake port portion 2
4. Since the aluminum member 20 in which the exhaust port portion 26 and the flange portions 25 and 27 are all integrally formed is cast in the base material, the aluminum member 20 is firmly supported and fixed in the base material. .

【0042】本実施例の場合、バルブガイド13、バル
ブシート14共にアルミ部材20に圧入して取り付けら
れている。特に、排気側のバルブガイド13とバルブシ
ート14が取り付けられる位置は高温となる部分であ
り、アルミニウム合金の部材に取り付けることは、高温
時の支持強度を確保する上で効果的である。
In the case of this embodiment, both the valve guide 13 and the valve seat 14 are press-fitted and attached to the aluminum member 20. In particular, the position where the valve guide 13 and the valve seat 14 on the exhaust side are attached is a portion where the temperature becomes high, and attachment to an aluminum alloy member is effective in securing the supporting strength at high temperatures.

【0043】ネジボス23と点火栓との接触面には機能
上電気絶縁処理を施すことが不可能で、マグネシウム合
金の母材に点火栓取付用のネジボスを設けると電食が避
けられない。さらに、点火栓はメインテナンスのために
取り付け、取り外しを行う機会が多く、摩耗の点からも
アルミニウム合金の部分にネジボスを設ける方が有利で
ある。ただし、アルミ部材20は外周面に施された電気
絶縁処理のため電気的に孤立しており、何らかの接地手
段を設ける必要がある。本実施例では、エキゾーストマ
ニホールド取付時にアース線をスタッドボルト16に共
締めする。
Functionally, the contact surface between the screw boss 23 and the spark plug cannot be electrically insulated, and if a magnesium boss is provided with a screw boss for mounting the spark plug, electrolytic corrosion cannot be avoided. Further, the spark plug is often attached and detached for maintenance, and it is more advantageous to provide the screw boss on the aluminum alloy portion in terms of wear. However, the aluminum member 20 is electrically isolated due to the electrical insulating treatment applied to the outer peripheral surface, and some kind of grounding means must be provided. In this embodiment, the ground wire is fastened together with the stud bolt 16 when mounting the exhaust manifold.

【0044】本実施例では、吸気ポート6の部分もアル
ミ部材20の吸気ポート部24で形成し、インテークマ
ニホールドを締結するためのフランジ部25が吸気ポー
ト部24と一体に形成されている。吸気ポート6の部分
は特に高温となる部分ではないが、インテークマニホー
ルドの支持強度を高める必要があるときには効果的であ
る。
In this embodiment, the intake port 6 is also formed by the intake port portion 24 of the aluminum member 20, and the flange portion 25 for fastening the intake manifold is formed integrally with the intake port portion 24. The portion of the intake port 6 is not a particularly high temperature portion, but it is effective when it is necessary to increase the support strength of the intake manifold.

【0045】シリンダヘッド部2とシリンダブロック部
3とが一体に形成されるモノブロック構造の内燃機関で
は、ヘッドボルトによる両者の締結が不必要となる。モ
ノブロックは、高温となる締結部分の強度確保が困難な
マグネシウム合金で内燃機関の構造を製造する場合に、
非常に有利な構造である。
In a monoblock internal combustion engine in which the cylinder head portion 2 and the cylinder block portion 3 are integrally formed, it is not necessary to fasten them by head bolts. Monoblock is a magnesium alloy for which it is difficult to secure the strength of the fastening part that becomes high temperature.
This is a very advantageous structure.

【0046】シリンダヘッド部2およびシリンダブロッ
ク部3は、共に中子を使わずに鋳造できる構造となって
おり、製造性が良好である。また、アルミ部材20を中
子とみなし、金型を使用して、シリンダブロック一体型
シリンダヘッド全体をダイキャストによって製造するこ
ともできる。
Both the cylinder head portion 2 and the cylinder block portion 3 are of a structure that can be cast without using a core, and have good manufacturability. Alternatively, the aluminum member 20 may be regarded as a core, and a die may be used to manufacture the entire cylinder block-integrated cylinder head by die casting.

【0047】本発明にかかる第2実施例を、図4、図5
を参照して説明する。
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to.

【0048】図4Aは吸排気ポートの中心における断面
を示す図、図4Bは点火栓取付用ネジボスの中心におけ
る断面を示す図である。第1実施例と同じ構成要素には
同一符号を付し、説明を省略する。
FIG. 4A is a view showing a cross section at the center of the intake / exhaust port, and FIG. 4B is a view showing a cross section at the center of the spark boss mounting screw boss. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0049】30は、アルミニウム合金製の部材(以
下、アルミ部材と称す。)である。燃焼室部32は、燃
焼室5を形成している。また、燃焼室部32には点火栓
を取り付けるためのネジボス33が設けられている。排
気ポート部36は排気ポート7を形成している。また、
排気ポート部36にはエキゾーストマニホールドを締結
するためのネジボスを設けたフランジ部37が一体に形
成されている。
Reference numeral 30 is a member made of an aluminum alloy (hereinafter referred to as an aluminum member). The combustion chamber section 32 forms the combustion chamber 5. Further, the combustion chamber portion 32 is provided with a screw boss 33 for attaching a spark plug. The exhaust port portion 36 forms the exhaust port 7. Also,
The exhaust port part 36 is integrally formed with a flange part 37 provided with a screw boss for fastening the exhaust manifold.

【0050】アルミ部材30は、排気ポート部36とフ
ランジ部37とからなる排気ポート部材と、燃焼室部材
としての燃焼室部32とが一体鋳造形成されたものであ
る。
The aluminum member 30 is formed by integrally casting the exhaust port member consisting of the exhaust port portion 36 and the flange portion 37, and the combustion chamber portion 32 as the combustion chamber member.

【0051】シリンダライナ31は別体品としてシリン
ダブロック部3に鋳込みまたは圧入されている。
The cylinder liner 31 is cast or press-fitted into the cylinder block portion 3 as a separate item.

【0052】吸気ポート6の部分は特に高温となる部分
ではないので、母材のマグネシウム合金でこの部分を形
成しても、耐腐食性や強度上の問題は起きない。
Since the portion of the intake port 6 is not a particularly high temperature portion, even if this portion is formed of the magnesium alloy of the base material, there is no problem in corrosion resistance and strength.

【0053】本実施例の場合、アルミ部材30とシリン
ダライナ31は別体なので、異種材料を選択できる。例
えば、形状が複雑なアルミ部材30にはAC2A−F、
AC4B−F等の鋳造性に優れた材料を用い、シリンダ
ライナ31には耐摩耗性に優れたA390合金を用い
る。あるいは、鋳鉄製のシリンダライナ31を用いる等
の方法が考えられる。
In the case of this embodiment, since the aluminum member 30 and the cylinder liner 31 are separate bodies, different materials can be selected. For example, for the aluminum member 30 having a complicated shape, AC2A-F,
A material having excellent castability such as AC4B-F is used, and A390 alloy having excellent wear resistance is used for the cylinder liner 31. Alternatively, a method such as using a cast iron cylinder liner 31 may be considered.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では、
マグネシウム合金製のシリンダヘッドにおいて、高温環
境下にさらされる部分にアルミニウム合金製の部材を鋳
込み、マグネシウム合金の母材が直接燃焼ガスまたは排
気ガスに接触しないようにすると共に、アルミニウム合
金製の部材に高温強度が要求される締結部のネジボスを
設けることにより十分な高温強度と耐腐食性を確保す
る。これにより、非常に軽量なマグネシウム合金製シリ
ンダヘッドを実現することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
In the magnesium alloy cylinder head, cast an aluminum alloy member in the part exposed to the high temperature environment to prevent the magnesium alloy base material from directly contacting the combustion gas or exhaust gas. Sufficient high-temperature strength and corrosion resistance are secured by providing screw bosses at the fastening parts that require high-temperature strength. This makes it possible to realize a very lightweight magnesium alloy cylinder head.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる第1実施例を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment according to the present invention.

【図2】同じく排気ポート側フランジ部の詳細図[Fig. 2] Similarly, a detailed view of the exhaust port side flange portion

【図3】同じくアルミ部材の断面図[Figure 3] Similarly, a sectional view of an aluminum member

【図4】本発明にかかる第2実施例を示す断面図FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment according to the present invention.

【図5】同じくアルミ部材の断面図FIG. 5 is a sectional view of the same aluminum member.

【図6】排気ポートにポートライナを鋳込んだ従来例を
示す図
FIG. 6 is a view showing a conventional example in which a port liner is cast into an exhaust port.

【図7】燃焼室に燃焼室壁部材を鋳込んだ従来例を示す
FIG. 7 is a view showing a conventional example in which a combustion chamber wall member is cast into a combustion chamber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダブロック一体型シリンダヘッド 2 シリンダヘッド部 3 シリンダブロック部 5 燃焼室 7 排気ポート 20、30 アルミ部材 22、32 燃焼室部(燃焼室部材) 23、33 ネジボス 26、36 排気ポート部(排気ポート部材) 27、37 フランジ部(排気ポート部材) 1 Cylinder Block Integrated Cylinder Head 2 Cylinder Head Part 3 Cylinder Block Part 5 Combustion Chamber 7 Exhaust Port 20, 30 Aluminum Member 22, 32 Combustion Chamber Part (Combustion Chamber Member) 23, 33 Screw Boss 26, 36 Exhaust Port Part (Exhaust Port) Member) 27, 37 Flange part (exhaust port member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02F 1/24 H 8503−3G 1/42 J 8503−3G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location F02F 1/24 H 8503-3G 1/42 J 8503-3G

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】排気ポートを形成する排気ポート部とエキ
ゾーストマニホールドを締結するためのネジボスを有す
るフランジ部とからなる排気ポート部材をアルミニウム
合金にて一体的に鋳造形成し、該排気ポート部材をマグ
ネシウム合金の母材中に鋳込みシリンダヘッドを形成し
た、ことを特徴とする内然機関のシリンダヘッド構造。
1. An exhaust port member comprising an exhaust port portion forming an exhaust port and a flange portion having a screw boss for fastening an exhaust manifold is integrally cast from an aluminum alloy, and the exhaust port member is made of magnesium. A cylinder head structure for a natural engine, wherein a cast cylinder head is formed in an alloy base material.
【請求項2】点火栓を取り付けるためのネジボスを有
し、かつ燃焼室を形成する燃焼室部材をアルミニウム合
金にて鋳造形成し、該燃焼室部材をマグネシウム合金の
母材中に鋳込みシリンダヘッドを形成した、ことを特徴
とする内然機関のシリンダヘッド構造。
2. A combustion chamber member having a screw boss for attaching a spark plug and forming a combustion chamber is cast from an aluminum alloy, and the combustion chamber member is cast into a magnesium alloy base material to form a cylinder head. A cylinder head structure of a natural engine, which is characterized by being formed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08193573A (en) * 1995-01-17 1996-07-30 Tel Varian Ltd Safety valve device of cryo pump
JP2013529742A (en) * 2010-06-24 2013-07-22 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー Cylinder head and internal combustion engine including the cylinder head

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