JPH07229446A - Cooling water passage structure for cylinder head of internal combustion engine - Google Patents
Cooling water passage structure for cylinder head of internal combustion engineInfo
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- JPH07229446A JPH07229446A JP2236794A JP2236794A JPH07229446A JP H07229446 A JPH07229446 A JP H07229446A JP 2236794 A JP2236794 A JP 2236794A JP 2236794 A JP2236794 A JP 2236794A JP H07229446 A JPH07229446 A JP H07229446A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のシリンダヘ
ッドにおける冷却水通路構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling water passage structure in a cylinder head of an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関においては、燃焼効率を高め燃
費を良好とするため、圧縮比を大きくしたり、また、吸
気効率を高めることにより実圧縮比を増大させる等の手
段を講じている。しかし、圧縮比の増大により、燃焼室
温度が上昇し、バルブシート部等におけるヒートスポッ
トの生成に伴うプレイグニション、あるいはエンドガス
ゾーンにおけるノッキング等が生じるおそれがある。こ
のような現象を抑制するためには、シリンダヘッドの燃
焼室壁面の冷却能力を向上させることが必要となる。2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, in order to increase combustion efficiency and improve fuel efficiency, measures are taken such as increasing the compression ratio and increasing the intake efficiency to increase the actual compression ratio. However, an increase in the compression ratio raises the temperature of the combustion chamber, which may cause preignition associated with the generation of heat spots in the valve seat portion or knocking in the end gas zone. In order to suppress such a phenomenon, it is necessary to improve the cooling ability of the wall surface of the combustion chamber of the cylinder head.
【０００３】シリンダヘッドの燃焼室壁面の冷却能力を
向上させる先行技術の一例として、特公平３−３６１４
７号公報が知られている。この技術では、特にノッキン
グを起こしやすい吸気ポート側のスキッシュエリアが形
成された燃焼室壁面について、冷却水通路を一様な通路
断面積として、冷却水の淀みを生ずることがないように
して冷却能力を向上させている。冷却水通路の下面は、
水平面でありシリンダヘッドの下面に対して平行になっ
ている。As an example of the prior art for improving the cooling capacity of the combustion chamber wall surface of the cylinder head, Japanese Examined Patent Publication No. 3-3614.
No. 7 publication is known. In this technology, the cooling water passage has a uniform passage cross-sectional area on the wall surface of the combustion chamber where the squish area on the intake port side where knocking is likely to occur is formed, and the cooling water is prevented from stagnation. Is improving. The lower surface of the cooling water passage is
It is horizontal and parallel to the bottom surface of the cylinder head.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧縮比の増大
等により燃焼室温度は今まで以上に高くなる傾向にあ
り、前記特公平３−３６１４７号公報のようにスキッシ
ュエリア近傍の燃焼室壁面の冷却水流れを改善するだけ
では、エンドガスゾーンおよびヒートスポットとなるお
それのある部位の燃焼室壁面を十分に冷却することがで
きず、ノッキングおよびプレイグニッションの抑制を図
るには限度があった。一方、冷却水通路の断面積を拡大
してエンドガスゾーンおよびヒートスポットとなるおそ
れのある部位の燃焼室壁面に近接させ、冷却能力を向上
させることも考えられるが、単に断面積を拡大するだけ
では、シリンダヘッド下面側の剛性低下を招き、燃焼圧
力によるヘッドガスケットの吹き抜け、冷却水の水漏れ
等が生じるおそれがある。すなわち、冷却水通路の拡大
により、シリンダブロックと接するシリンダヘッド下面
側のヘッド断面積が小さくなり、剛性が低下し、シリン
ダヘッドとシリンダブロックとの接合部の接合強度が低
下することによる。However, the temperature of the combustion chamber tends to be higher than ever due to an increase in the compression ratio and the like, and the temperature of the combustion chamber wall in the vicinity of the squish area as described in Japanese Patent Publication No. 3-36147. Only by improving the flow of the cooling water, it is not possible to sufficiently cool the wall surface of the combustion chamber in the end gas zone and the portion that may become a heat spot, and there is a limit in suppressing knocking and preignition. On the other hand, it may be possible to increase the cooling area by increasing the cross-sectional area of the cooling water passage so that it is closer to the end gas zone and the wall surface of the combustion chamber where there is a risk of becoming a heat spot. Then, the rigidity of the lower surface side of the cylinder head may be decreased, and the head gasket may be blown by the combustion pressure and the cooling water may leak. That is, due to the expansion of the cooling water passage, the head cross-sectional area on the lower surface side of the cylinder head in contact with the cylinder block is reduced, the rigidity is reduced, and the joint strength of the joint portion between the cylinder head and the cylinder block is reduced.
【０００５】本発明は、シリンダヘッド下面側の剛性低
下を招くことなく、エンドガスゾーンあるいはヒートス
ポットとなるおそれのある部位の燃焼室壁面を十分に冷
却できるシリンダヘッドの冷却水通路構造を提供するこ
とを目的とする。The present invention provides a cooling water passage structure for a cylinder head, which can sufficiently cool the wall surface of the combustion chamber at the end gas zone or a portion which may become a heat spot without lowering the rigidity of the lower surface of the cylinder head. The purpose is to
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の内燃機関のシリンダヘッドの冷却水通路構造
は、シリンダブロックにヘッドボルトにより固定され、
吸排気通路と冷却水通路とが形成されたシリンダヘッド
において、シリンダヘッドの吸気通路あるいは排気通路
の下方に設けられる冷却水通路の下面を、ヘッドボルト
側から燃焼室側に向けて傾斜する傾斜面に形成したもの
から成る。To achieve this object, a cooling water passage structure for a cylinder head of an internal combustion engine of the present invention is fixed to a cylinder block by head bolts.
In a cylinder head in which an intake / exhaust passage and a cooling water passage are formed, a lower surface of a cooling water passage provided below an intake passage or an exhaust passage of the cylinder head has an inclined surface inclined from the head bolt side toward the combustion chamber side. It consists of what was formed in.
【０００７】[0007]
【作用】本発明に係る内燃機関のシリンダヘッドの冷却
水通路構造においては、冷却水通路の下面をヘッドボル
ト側から燃焼室側に向けて傾斜させているので、冷却水
通路の燃焼室壁面側を、エンドガスゾーンあるいはヒー
トスポットが生成されるおそれのある部位、例えば吸気
通路側の吸気バルブ近傍あるいは排気通路側のバルブシ
ート近傍に近接させることが可能となる。従って、燃焼
室壁面におけるエンドガスゾーンあるいはヒートスポッ
トとなるおそれのある部位の冷却能力が向上し、ノッキ
ングあるいはプレイグニッションの抑制を図ることがで
きる。また、冷却水路の下面がヘッドボルト側から燃焼
室側に傾斜することにより、シリンダヘッドの下面から
冷却水通路の下面の最上部までの高さを従来よりも大と
することができる。そのため、シリンダヘッドの下面側
の断面二次モーメントは、従来構造よりも大きくなり、
シリンダヘッド下面側の剛性を高めることが可能とな
る。In the structure of the cooling water passage for the cylinder head of the internal combustion engine according to the present invention, the lower surface of the cooling water passage is inclined from the head bolt side toward the combustion chamber side. Can be brought close to the end gas zone or a portion where a heat spot may be generated, for example, near the intake valve on the intake passage side or near the valve seat on the exhaust passage side. Therefore, the cooling capability of the end gas zone on the wall surface of the combustion chamber or the portion that may become a heat spot is improved, and knocking or preignition can be suppressed. Further, since the lower surface of the cooling water passage is inclined from the head bolt side to the combustion chamber side, the height from the lower surface of the cylinder head to the uppermost portion of the lower surface of the cooling water passage can be made larger than before. Therefore, the second moment of area on the lower surface side of the cylinder head is larger than that of the conventional structure,
It is possible to increase the rigidity of the lower surface side of the cylinder head.
【０００８】[0008]
【実施例】図１ないし図６は本発明の第１実施例を示し
ており、図７および図８は本発明の第２実施例を示して
いる。はじめに、各実施例にわたって共通な構成、作用
を第１実施例の図１ないし図６を参照して説明する。た
だし、共通構成部分には各実施例にわたって同一符号を
使用している。1 to 6 show a first embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 show a second embodiment of the present invention. First, the configuration and operation common to each embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6 of the first embodiment. However, the same reference numerals are used for the common components throughout the respective embodiments.
【０００９】第１実施例 図１ないし図３において、２はアルミニウム合金からな
る多気筒内燃機関のシリンダヘッドを示している。内燃
機関の燃焼室４の上部側の燃焼室壁面４ａは、シリンダ
ヘッド２により構成されている。シリンダヘッド２に
は、燃焼室４内に吸気を供給する吸気通路６と、燃焼室
４内の燃焼ガスを排出する排気通路８が形成されてい
る。燃焼室４内には、吸気通路６の下流端に位置する２
つの吸気ポート６ａと、排気通路８の上流端に位置する
２つの排気ポート８ａが臨まされている。First Embodiment In FIGS. 1 to 3, reference numeral 2 indicates a cylinder head of a multi-cylinder internal combustion engine made of an aluminum alloy. The combustion chamber wall surface 4 a on the upper side of the combustion chamber 4 of the internal combustion engine is constituted by the cylinder head 2. The cylinder head 2 is formed with an intake passage 6 for supplying intake air into the combustion chamber 4, and an exhaust passage 8 for discharging combustion gas in the combustion chamber 4. Located in the combustion chamber 4 at the downstream end of the intake passage 6
One intake port 6a and two exhaust ports 8a located at the upstream end of the exhaust passage 8 are exposed.
【００１０】シリンダヘッド２の燃焼室４の直上には、
点火プラグ（図示略）が取付けられる点火プラグホール
１０が形成されている。各吸気ポート６ａには、バルブ
シート１２が取付けられている。各排気ポート８ａに
は、バルブシート１４が取付けられている。シリンダヘ
ッド２には、各吸気ポート６ａおよび排気ポート８ａに
配置される吸、排気バルブ（図示略）のバルブステムを
保持するバルブステムガイド１６が取付けられている。
シリンダヘッド２の燃焼室４の左右外側には、ヘッドボ
ルト穴２８ａ、２８ｂが形成されている。シリンダヘッ
ド２は、ヘッドボルト穴２８ａ、２８ｂに挿通されるヘ
ッドボルト（図示略）によりシリンダブロック１に締結
されている。Immediately above the combustion chamber 4 of the cylinder head 2,
An ignition plug hole 10 to which an ignition plug (not shown) is attached is formed. A valve seat 12 is attached to each intake port 6a. A valve seat 14 is attached to each exhaust port 8a. A valve stem guide 16 that holds a valve stem of an intake / exhaust valve (not shown) arranged in each intake port 6a and exhaust port 8a is attached to the cylinder head 2.
Head bolt holes 28a and 28b are formed on the left and right outer sides of the combustion chamber 4 of the cylinder head 2. The cylinder head 2 is fastened to the cylinder block 1 by head bolts (not shown) inserted through the head bolt holes 28a and 28b.
【００１１】シリンダヘッド２の吸気通路６の下方に
は、冷却水通路としてのウォータジャケット２０が設け
られている。同様に、シリンダヘッド２の排気通路８の
下方には、冷却水通路としてのウォータジャケット２２
が設けられている。ウォータジャケット２０とウォータ
ジャケット２２は、シリンダヘッド２内で連通してい
る。図５に示すように、冷却水はウォータポンプ（図示
略）からシリンダブロック１を介してシリンダヘッド２
に流れる。従来のシリンダヘッドにおいては、従来技術
の項で説明したように、ウォータジャケットの下面は、
シリンダヘッドの下面と平行になっていたが、本実施例
ではつぎのように構成されている。Below the intake passage 6 of the cylinder head 2, a water jacket 20 is provided as a cooling water passage. Similarly, below the exhaust passage 8 of the cylinder head 2, a water jacket 22 as a cooling water passage is provided.
Is provided. The water jacket 20 and the water jacket 22 communicate with each other in the cylinder head 2. As shown in FIG. 5, cooling water is supplied from a water pump (not shown) through a cylinder block 1 to a cylinder head 2
Flow to. In the conventional cylinder head, as described in the section of the prior art, the lower surface of the water jacket is
Although it is parallel to the lower surface of the cylinder head, it is configured as follows in this embodiment.
【００１２】吸気通路６の下方に位置するウォータジャ
ケット２０は、燃焼室４よりも多少上方に位置してい
る。ウォータジャケット２０の下面２０ａは、ヘッドボ
ルト（図示略）が挿入されるヘッドボルト穴２８ａ側か
ら燃焼室４側に向けて傾斜する傾斜面に形成されてい
る。傾斜面は各吸気バルブが配置される吸気ポート６ａ
の周囲のみに形成され、主にウォータジャケット２０の
長手方向（気筒列方向）に形成されている。下面２０ａ
の傾斜面以外の部分は、水平面に形成されている。傾斜
面は、燃焼室４内の吸気バルブの中心に向って傾斜して
いる。The water jacket 20 located below the intake passage 6 is located slightly above the combustion chamber 4. The lower surface 20a of the water jacket 20 is formed as an inclined surface that is inclined from the head bolt hole 28a side into which a head bolt (not shown) is inserted toward the combustion chamber 4 side. The inclined surface is an intake port 6a in which each intake valve is arranged.
Is formed only around the circumference of the water jacket 20, and is mainly formed in the longitudinal direction of the water jacket 20 (cylinder row direction). Lower surface 20a
Parts other than the inclined surface are formed in a horizontal plane. The inclined surface is inclined toward the center of the intake valve in the combustion chamber 4.
【００１３】ウォータジャケット２０の２点鎖線で示す
下面２０ｂは、従来のウォータジャケットの形状を示し
ている。ウォータジャケット２０の下面２０ａを傾斜面
とすることにより、ウォータジャケット２０の燃焼室４
側は２点鎖線で示す従来構造の下面２０ｂよりも燃焼室
壁面４ａに近づいている。シリンダヘッド２の下面３に
は、ウォータジャケット２０に接続される円弧状の水孔
２１が形成されている。水孔２１は、シリンダブロック
１側のウォータジャケットと連通している。The lower surface 20b of the water jacket 20 shown by the chain double-dashed line shows the shape of a conventional water jacket. By forming the lower surface 20a of the water jacket 20 into an inclined surface, the combustion chamber 4 of the water jacket 20
The side is closer to the combustion chamber wall surface 4a than the lower surface 20b of the conventional structure shown by the chain double-dashed line. An arcuate water hole 21 connected to the water jacket 20 is formed on the lower surface 3 of the cylinder head 2. The water hole 21 communicates with the water jacket on the cylinder block 1 side.
【００１４】排気通路８の下方に位置するウォータジャ
ケット２２は、燃焼室４よりも多少上方に位置してい
る。ウォータジャケット２２の下面２２ａは、ヘッドボ
ルト（図示略）が挿入されるヘッドボルト穴２８ｂ側か
ら燃焼室４側に向けて傾斜する傾斜面に形成されてい
る。傾斜面は各排気バルブが配置される排気ポート８ａ
の周囲のみに形成され、主にウォータジャケット２２の
長手方向（気筒列方向）に形成されている。下面２２ａ
の傾斜面以外の部分は、水平面に形成されている。傾斜
面は、燃焼室４内の排気バルブの中心に向って傾斜して
いる。The water jacket 22 located below the exhaust passage 8 is located slightly above the combustion chamber 4. The lower surface 22a of the water jacket 22 is formed as an inclined surface that is inclined from the head bolt hole 28b side into which a head bolt (not shown) is inserted toward the combustion chamber 4 side. Exhaust port 8a where each exhaust valve is arranged on the inclined surface
Is formed only around the circumference of the water jacket 22, and is mainly formed in the longitudinal direction of the water jacket 22 (cylinder row direction). Lower surface 22a
Parts other than the inclined surface are formed in a horizontal plane. The inclined surface is inclined toward the center of the exhaust valve in the combustion chamber 4.
【００１５】ウォータジャケット２２の２点鎖線で示す
下面２２ｂは、従来のウォータジャケットの形状を示し
ている。ウォータジャケット２２の下面２２ａを傾斜面
とすることにより、ウォータジャケット２２の燃焼室４
側は２点鎖線で示す従来構造の下面２２ｂよりも燃焼室
壁面４ａに近づいている。シリンダヘッド２の下面３に
は、ウォータジャケット２２に接続される円弧状の水孔
２３が形成されている。水孔２３は、シリンダブロック
１側のウォータジャケットと連通している。A lower surface 22b of the water jacket 22 shown by a chain double-dashed line shows the shape of a conventional water jacket. By setting the lower surface 22a of the water jacket 22 to be an inclined surface, the combustion chamber 4 of the water jacket 22
The side is closer to the combustion chamber wall surface 4a than the lower surface 22b of the conventional structure shown by the chain double-dashed line. An arcuate water hole 23 connected to the water jacket 22 is formed on the lower surface 3 of the cylinder head 2. The water hole 23 communicates with the water jacket on the cylinder block 1 side.
【００１６】ウォータジャケット２０の下面２０ａは燃
焼室４に向って下り斜面となっている。これにより、ウ
ォータジャケット２０の直下の肉厚は、ヘッドボルト穴
２８ａ側が厚肉となり、燃焼室４側が薄肉となってい
る。同様に、ウォータジャケット２２の下面２２ａも燃
焼室４に向って下り斜面となっている。これにより、ウ
ォータジャケット２２の直下の肉厚は、ヘッドボルト穴
２８ｂ側が厚肉となり、燃焼室４側が薄肉となってい
る。なお、ウォータジャケット２０、２０の上面側の形
状は、流路抵抗を増大させずかつ剛性を低下させないも
のであれば任意でよく、下面２０ａ、２２ａに対して平
行であってもよいし、水平面等とする構成でもよい。The lower surface 20a of the water jacket 20 is a downward slope toward the combustion chamber 4. As a result, the wall thickness immediately below the water jacket 20 is thicker on the head bolt hole 28a side and thinner on the combustion chamber 4 side. Similarly, the lower surface 22 a of the water jacket 22 is also a downward slope toward the combustion chamber 4. As a result, the wall thickness immediately below the water jacket 22 is thicker on the head bolt hole 28b side and thinner on the combustion chamber 4 side. The shape of the water jackets 20, 20 on the upper surface side may be any shape as long as it does not increase the flow path resistance and does not decrease the rigidity, and may be parallel to the lower surfaces 20a, 22a or may be horizontal. Etc. may be used.
【００１７】つぎに、各実施例にわたって共通な作用
を、図１ないし図６を参照して説明する。吸気通路６を
介して燃焼室４に導入された混合気は、燃焼室４内で燃
焼した後、排気通路８を介して排出される。エンジン運
転時には、燃焼室壁面４ａの温度は燃焼ガスからの受熱
によって著しく高温となる。吸気通路６の下方に位置す
るウォータジャケット２０の下面２０ａおよび排気通路
８の下方に位置するウォータジャケット２２の下面２２
ａは、それぞれ傾斜面に形成されているので、その分、
ウォータジャケット２０、２２の燃焼室４側は、シリン
ダヘッド２の下面３に近づくことになる。Next, the operation common to each embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The air-fuel mixture introduced into the combustion chamber 4 via the intake passage 6 burns in the combustion chamber 4 and is then discharged via the exhaust passage 8. During engine operation, the temperature of the combustion chamber wall surface 4a becomes extremely high due to the heat received from the combustion gas. Lower surface 20a of water jacket 20 located below intake passage 6 and lower surface 22 of water jacket 22 located below exhaust passage 8
Since a is formed on each inclined surface,
The combustion chamber 4 side of the water jackets 20 and 22 approaches the lower surface 3 of the cylinder head 2.
【００１８】その結果、各ウォータジャケット２０、２
２の燃焼室４側は、２点鎖線で示した従来構造よりも燃
焼室壁面４ａに接近することになり、燃焼室壁面４ａの
冷却効果が高められる。また、ウォータジャケット２
０、２２の下面２０ａ、２２ａを傾斜面とすることで、
ウォータジャケット２０、２２の流路断面積は、燃焼室
４を中心とした内側は拡大し、外側は減少する。これに
より、各ウォータジャケット２０、２２においては、内
側（燃焼室側）を流れる冷却水の流量が２点鎖線で示す
従来構造に比べて格段に多くなり、燃焼室壁４ａの冷却
効果がさらに高められる。また、ウォータジャケット２
０、２０の前記内側の流路断面が拡大することから、流
路断面全体の縮小も可能となる。この場合は、冷却水の
流速の増加により冷却性能の向上が図れる。As a result, each water jacket 20, 2
The combustion chamber 4 side of 2 comes closer to the combustion chamber wall surface 4a than the conventional structure shown by the chain double-dashed line, and the cooling effect of the combustion chamber wall surface 4a is enhanced. Also, water jacket 2
By making the lower surfaces 20a and 22a of 0 and 22 into inclined surfaces,
The flow passage cross-sectional areas of the water jackets 20 and 22 are enlarged on the inner side of the combustion chamber 4 and reduced on the outer side. As a result, in each of the water jackets 20 and 22, the flow rate of the cooling water flowing inside (combustion chamber side) is significantly increased as compared with the conventional structure shown by the two-dot chain line, and the cooling effect of the combustion chamber wall 4a is further enhanced. To be Also, water jacket 2
Since the inside channel cross section of 0 and 20 is enlarged, the entire channel cross section can be reduced. In this case, the cooling performance can be improved by increasing the flow rate of the cooling water.
【００１９】ウォータジャケット２０の燃焼室壁面４ａ
側は、エンドガスゾーンである吸気ポート６ａ近傍に近
接することになるので、エンドガスゾーンの冷却能力が
向上し、ノッキングの発生が抑制される。ウォータジャ
ケット２２の燃焼室壁面４ａ側は、ヒートスポットが生
成されるおそれのある排気ポート８ａのバルブシート１
４近傍に近接することになるので、バルブシート１４周
辺の冷却能力が向上し、プレイグニッションの抑制が可
能となる。The combustion chamber wall surface 4a of the water jacket 20
Since the side is close to the vicinity of the intake port 6a which is the end gas zone, the cooling capacity of the end gas zone is improved and knocking is suppressed. On the side of the combustion chamber wall surface 4a of the water jacket 22, the valve seat 1 of the exhaust port 8a where a heat spot may be generated.
4, the cooling capacity around the valve seat 14 is improved, and preignition can be suppressed.
【００２０】したがって、高圧縮比化による燃費性能の
改善、点火進角を進めることによるエンジン出力性能の
向上等が図れる。また、双方のバルブシート１２、１４
の冷却性も向上するので、バルブシート１２、１４の耐
久性を高めることができる。さらに、燃焼室壁面４ａの
冷却性が高められることから、燃焼室４内の排気ガスの
温度を上昇させることもでき、空燃比を大きくでき、燃
費の改善が図れる。Therefore, it is possible to improve the fuel consumption performance by increasing the compression ratio and improve the engine output performance by advancing the ignition advance. Also, both valve seats 12, 14
Since the cooling performance of the valve seats is also improved, the durability of the valve seats 12 and 14 can be improved. Further, since the cooling property of the combustion chamber wall surface 4a is enhanced, the temperature of the exhaust gas in the combustion chamber 4 can be raised, the air-fuel ratio can be increased, and the fuel consumption can be improved.
【００２１】ウォータジャケット２０、２２の流路断面
積が従来構造と同じである場合は、ウォータジャケット
２０、２２の下面２０ａ、２２ａを傾斜させることによ
り、シリンダヘッド２のウォータジャケット２０、２２
の直下に位置する部位３ａの高さが従来構造よりも高く
なり、その分、シリンダヘッド２の下面３側の断面二次
モーメントを大にすることができる。これを、図４を用
いて説明する。図４の（イ）は本発明のシリンダヘッド
２の下面側構造を示しており、（ロ）は上述したように
２点鎖線で示した下面２０ｂが形成されるウォータジャ
ケットを有する従来のシリンダヘッドの下面側構造を示
している。When the flow passage cross-sectional areas of the water jackets 20 and 22 are the same as those of the conventional structure, the lower surfaces 20a and 22a of the water jackets 20 and 22 are inclined so that the water jackets 20 and 22 of the cylinder head 2 are inclined.
The height of the portion 3a located immediately below the height is higher than that of the conventional structure, and the second moment of area on the lower surface 3 side of the cylinder head 2 can be increased accordingly. This will be described with reference to FIG. 4A shows the lower surface side structure of the cylinder head 2 of the present invention, and FIG. 4B shows the conventional cylinder head having the water jacket in which the lower surface 20b indicated by the chain double-dashed line is formed as described above. The underside structure of is shown.
【００２２】ここで、図４の（イ）、（ロ）におけるウ
ォータジャケット２０の直下（斜線部）の断面積Ｓ、幅
Ｗを同じとし、シリンダヘッド２の下面３からウォータ
ジャケット２０の下面２０ａ、２０ｂの最上部までの高
さをｈ1 、ｈ2 とする。本発明のように、ウォータジャ
ケット２０の下面２０ａを傾斜面とした場合は、図４の
（ハ）に示すように、高さｈ1 は高さｈ2 よりも大とな
る。これにより、シリンダヘッド２の下面３に沿う水平
軸Ｘまわりの断面二次モーメントは本発明のほうが従来
よりも大きくなる。つまり、ウォータジャケット２０の
長手方向（気筒列方向）のヘッドボルト間の断面二次モ
ーメントが大となるので、シリンダヘッド２の下面３側
の気筒列方向の曲げ剛性を高めることができる。4A and 4B, the sectional area S and the width W immediately below (hatched) of the water jacket 20 are the same, and the lower surface 3 of the cylinder head 2 to the lower surface 20a of the water jacket 20 is the same. , 20b to the uppermost portion are h 1 and h 2 . When the lower surface 20a of the water jacket 20 is an inclined surface as in the present invention, the height h 1 is larger than the height h 2 as shown in FIG. As a result, the second moment of area about the horizontal axis X along the lower surface 3 of the cylinder head 2 is larger in the present invention than in the conventional case. That is, since the second moment of area between the head bolts in the longitudinal direction (cylinder row direction) of the water jacket 20 is large, the bending rigidity of the lower surface 3 side of the cylinder head 2 in the cylinder row direction can be increased.
【００２３】各ウォータジャケット２０、２２の下面２
０ａ、２２ａの傾斜面は、形成することが可能であるな
らば各吸気ポート６ａおよび各排気ポート８ａのほぼ全
周にわたって設ける構成としてもよい。この場合には、
ウォータジャケット２０、２２の長手方向（気筒列方
向）のヘッドボルト間の断面二次モーメントが大きくな
るのみならず、ウォータジャケット２０、２２の長手方
向に直交する方向のヘッドボルト間の断面二次モーメン
トも大とすることができる。Lower surface 2 of each water jacket 20, 22
The inclined surfaces 0a and 22a may be provided over substantially the entire circumference of each intake port 6a and each exhaust port 8a as long as they can be formed. In this case,
Not only is the moment of inertia of area between the head bolts in the longitudinal direction (cylinder row direction) of the water jackets 20 and 22 increased, but also the moment of inertia of area between the head bolts in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the water jackets 20 and 22. Can also be large.
【００２４】シリンダヘッド２のウォータジャケット２
０、２２の直下に位置する剛性が高められた部位３ａ
は、図３および図６に示すように、シリンダヘッド２を
シリンダブロックに締結するためのヘッドボルト穴２８
ａ、２８ｂの中心線Ｙ上に位置させているので、燃焼圧
によるシリンダヘッド２の下面３側のたわみを小に抑え
るのに非常に有効である。Water jacket 2 of cylinder head 2
A portion 3a located immediately below 0 and 22 and having an increased rigidity
Is a head bolt hole 28 for fastening the cylinder head 2 to the cylinder block, as shown in FIGS. 3 and 6.
Since they are located on the center line Y of a and 28b, it is very effective in suppressing the deflection on the lower surface 3 side of the cylinder head 2 due to the combustion pressure to be small.
【００２５】本実施例では、吸気通路６側のウォータジ
ャケット２０と排気通路８側のウォータジャケット２２
の双方の下面２０ａ、２２ａを傾斜面とする構成とした
が、吸気通路６側のウォータジャケット２０の下面２０
ａのみを傾斜面とする構成であってもよいし、排気通路
８側のウォータジャケット２２の下面２２ａのみを傾斜
面とする構成としてもよい。In the present embodiment, the water jacket 20 on the intake passage 6 side and the water jacket 22 on the exhaust passage 8 side.
Although the lower surfaces 20a and 22a of both of the above are inclined surfaces, the lower surface 20 of the water jacket 20 on the intake passage 6 side is
It may be configured such that only a is an inclined surface, or only the lower surface 22a of the water jacket 22 on the exhaust passage 8 side is an inclined surface.
【００２６】第２実施例 図７ないし図９は、本発明の第２実施例を示している。
第１実施例の説明では、第２実施例との共通な構成およ
び作用を説明したので、ここでは第２実施例に特有な構
成、作用のみを説明する。Second Embodiment FIGS. 7 to 9 show a second embodiment of the present invention.
In the description of the first embodiment, the configuration and operation common to those of the second embodiment have been described. Therefore, only the configuration and operation unique to the second embodiment will be described here.
【００２７】図７に示すように、シリンダヘッド２のウ
ォータジャケット２０内には、吸排気通路６、７の長手
方向に延びる補強リブ３０が位置している。補強リブ３
０は、点火プラグホール１０の中心を通り、かつ一方の
吸気ポート６ａと他方の吸気ポート６ａの間を通る中心
線Ｚの延長線上に位置している。同様に、シリンダヘッ
ド２のウォータジャケット２２内には、吸排気通路６、
７の長手方向に延びる補強リブ３２が位置している。補
強リブ３２は、点火プラグホール１０の中心を通り、か
つ一方の排気ポート８ａと他方の排気ポート８ａの間を
通る中心線Ｚの延長線上に位置している。As shown in FIG. 7, a reinforcing rib 30 extending in the longitudinal direction of the intake and exhaust passages 6 and 7 is located in the water jacket 20 of the cylinder head 2. Reinforcing rib 3
0 is located on an extension of the center line Z passing through the center of the spark plug hole 10 and between the one intake port 6a and the other intake port 6a. Similarly, in the water jacket 22 of the cylinder head 2, the intake and exhaust passages 6,
The reinforcing rib 32 extending in the longitudinal direction of 7 is located. The reinforcing rib 32 is located on an extension of the center line Z passing through the center of the spark plug hole 10 and between the one exhaust port 8a and the other exhaust port 8a.
【００２８】図８および図９は、ウォータジャケット２
０内に形成された補強リブ３０を示している。補強リブ
３０は、ウォータジャケット２０の下面２０ａから上方
に向って数ミリ隆起している。補強リブ３２も同様にウ
ォータジャケット２２の下面２２ａから上方に向って数
ミリ隆起している。補強リブ３０、３２は、ウォータジ
ャケット２０、２２の流路断面積を減少させるものであ
るため、下面２０ａ、２２ａの傾斜角度をさらに大きく
した場合のシリンダヘッド下面３側の薄肉となる部位の
補強として、補助的に用いられる。8 and 9 show the water jacket 2
It shows the reinforcing ribs 30 formed in the zero. The reinforcing ribs 30 are raised several millimeters upward from the lower surface 20a of the water jacket 20. Similarly, the reinforcing rib 32 also projects upward from the lower surface 22a of the water jacket 22 by several millimeters. Since the reinforcing ribs 30 and 32 reduce the flow passage cross-sectional areas of the water jackets 20 and 22, reinforcement of the thin-walled portion on the cylinder head lower surface 3 side when the inclination angles of the lower surfaces 20a and 22a are further increased. Is used as an auxiliary.
【００２９】つぎに、第２実施例の特有の作用について
説明する。ターボチャージャ等を備えた過給機付エンジ
ンでは、燃焼圧力が通常のエンジンよりも高くなる。本
実施例のように、各ウォータジャケット２０、２２内に
補強リブ３０、３２を設けることにより、シリンダヘッ
ド２の下面３側の剛性を大に維持することができる。し
たがって、過給により燃焼圧力が上昇しても、シリンダ
ヘッド２の下面３側のたわみを小に抑えることができ
る。The operation peculiar to the second embodiment will be described below. A supercharged engine equipped with a turbocharger or the like has a higher combustion pressure than a normal engine. By providing the reinforcing ribs 30 and 32 in the water jackets 20 and 22 as in the present embodiment, the rigidity of the lower surface 3 side of the cylinder head 2 can be largely maintained. Therefore, even if the combustion pressure rises due to supercharging, the deflection of the cylinder head 2 on the lower surface 3 side can be suppressed to be small.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、次の効果が得られる。 （１）シリンダヘッドの吸気通路と排気通路の下方に設
けられる冷却水通路の下面を、燃焼室に向って下方に傾
斜する傾斜面に形成したので、シリンダヘッドの下面側
の剛性を低下させることなく、燃焼室壁面の冷却性を高
めることができる。したがって、燃焼室壁面のエンドガ
スゾーンやヒートスポットを生じさせる部位を十分に冷
却することが可能となり、ノッキングあるいはプレイグ
ニッションの発生を抑制することができる。 （２）別部材を用いた冷却水通路を新たに設ける必要が
ないので、中空パイプ等を用いた冷却水通路構造に比べ
て構造が簡素化でき、シリンダヘッドのコストを低減す
ることができる。According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the lower surface of the cooling water passage provided below the intake passage and the exhaust passage of the cylinder head is formed as an inclined surface that is inclined downward toward the combustion chamber, the rigidity of the lower surface side of the cylinder head is reduced. Therefore, the cooling property of the wall surface of the combustion chamber can be enhanced. Therefore, it becomes possible to sufficiently cool the end gas zone of the wall surface of the combustion chamber and the site where the heat spot is generated, and it is possible to suppress the occurrence of knocking or preignition. (2) Since it is not necessary to newly provide a cooling water passage using a separate member, the structure can be simplified and the cost of the cylinder head can be reduced as compared with the cooling water passage structure using a hollow pipe or the like.
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関のシリンダ
ヘッドの冷却水通路構造を示す断面図であって図３のＡ
−Ａ線に沿う断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a cooling water passage structure of a cylinder head of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention, which is taken along line A in FIG.
It is sectional drawing which follows the -A line.
【図２】図１のシリンダヘッドにおける冷却水通路構造
を示す断面図であって図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図であ
る。2 is a cross-sectional view showing a cooling water passage structure in the cylinder head of FIG. 1, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
【図３】図１のシリンダヘッドの部分底面図である。FIG. 3 is a partial bottom view of the cylinder head of FIG.
【図４】図１のシリンダヘッドの下面側の剛性と従来の
シリンダヘッドの下面側の剛性とを比較した模式図であ
る。FIG. 4 is a schematic diagram comparing the rigidity of the lower surface side of the cylinder head of FIG. 1 with the rigidity of the lower surface side of the conventional cylinder head.
【図５】図１のシリンダヘッドに供給される冷却水の流
れを示す模式図である。5 is a schematic diagram showing a flow of cooling water supplied to the cylinder head of FIG. 1. FIG.
【図６】図１のシリンダヘッドの下面側の高剛性部とヘ
ッドボルト穴との位置関係を示す底面図である。6 is a bottom view showing the positional relationship between the high-rigidity portion on the lower surface side of the cylinder head of FIG. 1 and a head bolt hole.
【図７】本発明の第２実施例に係る内燃機関のシリンダ
ヘッドの冷却水通路構造を示す部分底面図である。FIG. 7 is a partial bottom view showing the cooling water passage structure of the cylinder head of the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention.
【図８】図７における補強リブの拡大断面図である。8 is an enlarged cross-sectional view of the reinforcing rib in FIG.
【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。9 is a sectional view taken along the line CC of FIG.
２ シリンダヘッド ４ 燃焼室 ６ 吸気通路 ８ 排気通路 ２０ 冷却水通路（ウォータジャケット） ２０ａ 冷却水通路の下面 ２２ 冷却水通路（ウォータジャケット） ２２ａ 冷却水通路の下面 ３０ 補強リブ ３２ 補強リブ 2 Cylinder head 4 Combustion chamber 6 Intake passage 8 Exhaust passage 20 Cooling water passage (water jacket) 20a Cooling water passage lower surface 22 Cooling water passage (water jacket) 22a Cooling water passage lower surface 30 Reinforcing rib 32 Reinforcing rib
Claims (1)
固定され、吸排気通路と冷却水通路とが形成されたシリ
ンダヘッドにおいて、 シリンダヘッドの吸気通路あるいは排気通路の下方に設
けられる冷却水通路の下面を、ヘッドボルト側から燃焼
室側に向けて傾斜する傾斜面に形成したことを特徴とす
る内燃機関のシリンダヘッドの冷却水通路構造。1. In a cylinder head fixed to a cylinder block by a head bolt and having an intake / exhaust passage and a cooling water passage, a lower surface of a cooling water passage provided below an intake passage or an exhaust passage of the cylinder head, A cooling water passage structure for a cylinder head of an internal combustion engine, wherein the cooling water passage structure is formed on an inclined surface that is inclined from the head bolt side toward the combustion chamber side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02236794A JP3687989B2 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Cooling water passage structure of cylinder head of internal combustion engine |
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| JP02236794A JP3687989B2 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Cooling water passage structure of cylinder head of internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229446A true JPH07229446A (en) | 1995-08-29 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3687989B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444469B1 (en) * | 2002-05-28 | 2004-08-16 | 현대자동차주식회사 | Engine structure for intensifying cooling function engine coolant |
| JP2008075503A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Yamaha Motor Co Ltd | Water-cooled engine |
| US8191252B2 (en) | 2006-03-15 | 2012-06-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing cylinder head and cylinder head |
-
1994
- 1994-02-21 JP JP02236794A patent/JP3687989B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008075503A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Yamaha Motor Co Ltd | Water-cooled engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3687989B2 (en) | 2005-08-24 |
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