JPH08270501A - エンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents

エンジンのシリンダヘッド構造

Info

Publication number
JPH08270501A
JPH08270501A JP7072982A JP7298295A JPH08270501A JP H08270501 A JPH08270501 A JP H08270501A JP 7072982 A JP7072982 A JP 7072982A JP 7298295 A JP7298295 A JP 7298295A JP H08270501 A JPH08270501 A JP H08270501A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder head
cylinder
opening
intake
exhaust
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.)
Granted
Application number
JP7072982A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3401116B2 (ja
Inventor
Masaaki Kashimoto
正章 樫本
Toshiharu Masuda
俊治 益田
Yasuhiro Yuzuriha
泰浩 楪
Manabu Shibakawa
学 柴川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP07298295A priority Critical patent/JP3401116B2/ja
Publication of JPH08270501A publication Critical patent/JPH08270501A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3401116B2 publication Critical patent/JP3401116B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • 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
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 千鳥配置の吸気２弁・排気２弁式エンジンに
対して、シリンダヘッドの剛性を均一化することができ
るとともに、燃料噴射ノズル取付ボス部まわりを十分に
冷却することができる手段を得る。 【構成】 エンジンＤＥにおいては、斜交線Ｌ1と対応
する位置において、第１吸気ポート３の開口部３aの壁
部と第６シリンダヘッドボルトボス部２０とが第１リブ
２１によって連結され、かつ第１排気ポート９の開口部
９aの壁部と第３シリンダヘッドボルトボス部１７とが
第２リブ２２によって連結され、これらのリブ２１,２
２によって斜交線Ｌ1付近の本来は剛性の低い部分の剛
性が高められ、シリンダヘッドＨの剛性が均一化され
る。また、両リブ２１,２２によってウォータジャケッ
ト２４内での冷却水の流れが斜交線Ｌ1に沿う方向に整
流され、熱負荷の高い燃料噴射ノズル取付ボス部２付近
が十分に冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンのシリンダヘッ
ド構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用のエンジンにおいて
は、各気筒に対して吸気弁を備えた吸気ポートと排気弁
を備えた排気ポートとが１つづつ設けられた吸気１弁・
排気１弁式エンジンが従来より用いられてきた。しかし
ながら、近年、充填効率ひいてはエンジン出力を高める
ために、各気筒に対して、第１及び第２の２つの吸気ポ
ートと第１及び第２の２つの排気ポートとが設けられた
吸気２弁・排気２弁式エンジンが普及しつつある(例え
ば、実開昭５６−７９６４９号公報参照)。
【０００３】ところで一方、自動車用エンジンにおいて
は、低回転領域では燃料の燃焼性が悪くなり、エンジン
出力及びエミッション性能が低下するといった問題があ
り、とくにディーゼルエンジンでは多量のスモーク(黒
煙)が発生するといった問題がある。そこで、通常、自
動車用のエンジンでは、低回転領域では燃焼室内に強い
スワール(横渦)を生成して、該スワールによって燃料の
燃焼性を高め、上記問題を解消するようにしている。
【０００４】そして、例えば吸気２弁・排気２弁式エン
ジンについては、一方の吸気ポートを、スワール生成作
用が強いヘリカルポートとして低回転領域でのスワール
強度を高めるようにしたものが提案されている。しかし
ながら、ヘリカルポートは強いスワール生成作用を呈す
るものの吸気抵抗が大きいので、ヘリカルポートを用い
ると充填効率ひいてはエンジン出力が十分には高められ
ないといった問題がある。
【０００５】そこで、両吸気ポートとも、燃焼室円周方
向を指向して直線的に燃焼室内に開口するタンジェンシ
ャルポート(ストレートポート)とした上で、両吸気ポー
トを同一方向のスワールを生成するように形成ないしは
配置して、低回転領域で、充填効率の低下を招くことな
く強いスワールを生成するようにした吸気２弁・排気２
弁式エンジンが提案されている。具体的には、第１吸気
ポートの燃焼室内への開口部と第２吸気ポートの燃焼室
内への開口部とが、平面視で、前者が後者よりもシリン
ダヘッドの吸気側の側端面からの距離が長くなるように
して、シリンダヘッド幅方向(シリンダヘッド側端面と
は直交する方向)に偏位して配置された吸気２弁・排気
２弁式エンジン、すなわち吸気ポート及び排気ポートが
いわゆる千鳥配置された吸気２弁・排気２弁式エンジン
が提案されている。なお、前記の実開昭５６−７９６４
９号公報に開示されているエンジンの吸気ポート及び排
気ポートは千鳥配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両吸気
ポートをタンジェンシャルポートとした上で、これらを
千鳥配置した従来の吸気２弁・排気２弁式エンジンにお
いては、次のような問題がある。すなわち、両吸気ポー
ト及び両排気ポートを千鳥配置すると、各気筒の上方の
吸排気系が気筒円周方向にねじれた構造となるので、各
気筒上方のシリンダヘッド上壁の剛性が不均一化し、剛
性の低い部分に応力が集中してシリンダヘッドの耐久性
が低くなるといった問題がある。とくに、ディーゼルエ
ンジンでは筒内圧力が高いので、シリンダヘッドには持
ち上げ方向の力がかかり、強い応力集中が生じといった
問題がある。
【０００７】また、タンジェンシャルポートである吸気
ポートのスワール生成作用を強めるには、立面視で吸気
ポート軸線と燃焼室上端面(水平面)とがはさむ角が比較
的小さくなるように、吸気ポートを配置しなければなら
ないが(吸気ポートを寝かせて配置する)、このようにす
ると吸気ポートが、シリンダヘッド内に形成されたウォ
ータジャケットの通路断面をせばめて冷却水の流れを妨
げてしまう。このため、平面視における各気筒の中心部
付近での冷却水の流れが悪くなり、この部分が十分には
冷却されなくなるといった問題がある。この部分は、デ
ィーゼルエンジンでは熱負荷の高い燃料噴射ノズル取付
ボスが配設され、ガソリンエンジンでは熱負荷の高いプ
ラグホールが配設されるので、該部分の冷却性能の低下
は容認しえないといった問題がある。
【０００８】さらに、吸気２弁・排気２弁式エンジンで
は、両吸気ポート間あるいは両排気ポート間に、十分な
通路断面を有するウォータジャケットを設けるのがむず
かしいので、吸気ポート付近あるいは排気ポート付近が
十分には冷却されないといった問題がある。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、吸気２弁・排気２弁式エン
ジンにおいて吸気ポートあるいは排気ポートを千鳥配置
した場合でも、各気筒上方のシリンダヘッド上壁の剛性
を均一化することができ、剛性の弱い部分への応力集中
を防止してシリンダヘッドの耐久性を高めることができ
る手段を得ることを目的とする。
【００１０】さらには、吸気２弁・排気２弁式エンジン
において吸気ポートあるいは排気ポートを千鳥配置した
場合でも、シリンダヘッド上壁、とくに両吸気ポート間
及び両排気ポート間あるいは気筒中心部を十分に冷却す
ることができる手段を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
になされた本発明の第１の態様は、各気筒に対して夫
々、第１及び第２の２つの吸気ポートと、第１及び第２
の２つの排気ポートとが設けられ、両吸気ポートの吸気
系への開口部がシリンダヘッドの第１の側端面側に配置
される一方、両排気ポートの排気系への開口部がシリン
ダヘッドの第２の側端面側に配置され、第１の吸気ポー
トの気筒内への開口部と第２の吸気ポートの気筒内への
開口部とが、平面視で、前者が後者よりもシリンダヘッ
ドの第１の側端面からの距離が長くなるようにして、シ
リンダヘッド側端面とは直交する方向に偏位して配置さ
れ、第１の排気ポートの気筒内への開口部と第２の排気
ポートの気筒内への開口部とが、平面視で、前者が後者
よりもシリンダヘッドの第２の側端面からの距離が長く
なるようにして、シリンダヘッド側端面とは直交する方
向に偏位して配置され、平面視で、気筒中心に対応する
位置に燃料噴射ノズル取付ボス部が形成されるととも
に、気筒まわりに複数のシリンダヘッドボルトボス部が
形成されているエンジンのシリンダヘッド構造におい
て、第１の吸気ポートの気筒内への開口部と、第１の排
気ポートの気筒内への開口部と、燃料噴射ノズル取付ボ
ス部と、平面視で気筒中心に対して対称的に位置する２
つのシリンダヘッドボルトボス部とが、平面視でシリン
ダヘッド側端面とは斜交する１つの直線上に配置され、
上記直線と対応する位置においてウォータジャケット内
に、第１の吸気ポートの気筒内への開口部の壁部と該開
口部に近接するシリンダヘッドボルトボス部とを連結す
る第１のリブと、第１の排気ポートの気筒内への開口部
の壁部と該開口部に近接するシリンダヘッドボルトボス
部とを連結する第２のリブとが設けられていることを特
徴とするものである。
【００１２】本発明の第２の態様は、各気筒に対して夫
々、第１及び第２の２つの吸気ポートと、第１及び第２
の２つの排気ポートとが設けられ、両吸気ポートの吸気
系への開口部がシリンダヘッドの第１の側端面側に配置
される一方、両排気ポートの排気系への開口部がシリン
ダヘッドの第２の側端面側に配置され、第１の吸気ポー
トの気筒内への開口部と第２の吸気ポートの気筒内への
開口部とが、平面視で、前者が後者よりもシリンダヘッ
ドの第１の側端面からの距離が長くなるようにして、シ
リンダヘッド側端面とは直交する方向に偏位して配置さ
れ、第１の排気ポートの気筒内への開口部と第２の排気
ポートの気筒内への開口部とが、平面視で、前者が後者
よりもシリンダヘッドの第２の側端面からの距離が長く
なるようにして、シリンダヘッド側端面とは直交する方
向に偏位して配置され、平面視で、気筒中心に対応する
位置に燃料噴射ノズル取付ボス部が形成されるととも
に、気筒まわりに複数のシリンダヘッドボルトボス部が
形成されているエンジンのシリンダヘッド構造におい
て、第１の吸気ポートの気筒内への開口部と、第１の排
気ポートの気筒内への開口部と、燃料噴射ノズル取付ボ
ス部と、平面視で気筒中心に対して対称的に位置する２
つのシリンダヘッドボルトボス部とが、平面視でシリン
ダヘッド側端面とは斜交する１つの直線上に配置され、
上記直線と対応する位置においてウォータジャケット内
に、第１の吸気ポートの気筒内への開口部の壁部と該開
口部に近接するシリンダヘッドボルトボス部とを連結す
る第１のリブと、第１の排気ポートの気筒内への開口部
の壁部と該開口部に近接するシリンダヘッドボルトボス
部とを連結する第２のリブとが設けられ、第１の吸気ポ
ートと第１の排気ポートのうちの少なくとも一方では、
スロート部近傍の曲がり部の曲げ半径方向中心側の壁部
が、曲げ半径方向外方側の壁部よりも薄肉とされている
ことを特徴とするものである。
【００１３】本発明の第３の態様は、本発明の第１又は
第２の態様にかかるエンジンのシリンダヘッド構造にお
いて、第１のリブと第２のリブのうちのいずれか一方の
みが設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】本発明の第４の態様は、本発明の第１〜第
３の態様のいずれか１つにかかるエンジンのシリンダヘ
ッド構造において、第１の吸気ポートと第２の吸気ポー
トとの間に１つのシリンダヘッドボルトボス部が配置さ
れていることを特徴とするものである。
【００１５】本発明の第５の態様は、本発明の第４の態
様にかかるエンジンのシリンダヘッド構造において、両
排気ポートが、隣合う２つのシリンダヘッドボルトボス
部間に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】本発明の第６の態様は、本発明の第１〜第
５の態様のいずれか１つにかかるエンジンのシリンダヘ
ッド構造において、第１及び第２の吸気ポートが、いず
れも気筒円周方向を指向して直線的に気筒内に開口する
タンジェンシャルポートとされていることを特徴とする
ものである。
【００１７】
【作用】本発明の第１の態様によれば、吸気ポート及び
排気ポートが千鳥配置されているので、第１の吸気ポー
トの気筒内への開口部と、第１の排気ポートの気筒内へ
の開口部と、燃料噴射ノズル取付ボス部と、２つのシリ
ンダヘッドボルトボス部と結ぶ、シリンダヘッド側端面
とは斜交する直線(以下、これを便宜上「斜交線」という)
付近では、本来はシリンダヘッド上壁の剛性が低くな
る。しかしながら、斜交線と対応する位置において第１
の吸気ポートの気筒内への開口部の壁部と該開口部に近
接するシリンダヘッドボルトボス部とが第１のリブによ
って連結され、かつ第１の排気ポートの気筒内への開口
部の壁部と該開口部に近接するシリンダヘッドボルトボ
ス部とが第２のリブによって連結されるので、これらの
リブによって斜交線付近の本来は剛性の低い部分の剛性
が高められ、この部分への応力集中が防止ないしは低減
される。また、両リブによってウォータジャケット内で
の冷却水の流れが、斜交線に沿う方向に整流されるの
で、ウォータジャケットの気筒中心に対応する部分での
冷却水の流れが良くなる。
【００１８】本発明の第２の態様によれば、第１の態様
にかかるエンジンのシリンダヘッド構造の場合と同様
に、吸気ポート及び排気ポートが千鳥配置されているの
で、斜交線付近では本来はシリンダヘッド上壁の剛性が
低くなるが、斜交線と対応する位置に第１及び第２のリ
ブが設けられているので、斜交線付近の本来は剛性の低
い部分の剛性が高められる。また、両リブによってウォ
ータジャケット内での冷却水の流れが、斜交線に沿う方
向に整流されるので、ウォータジャケットの気筒中心に
対応する部分での冷却水の流れが良くなる。さらに、第
１の吸気ポートと第１の排気ポートのうちの少なくとも
一方では、スロート部近傍の曲がり部の曲げ半径方向中
心側の壁部が、曲げ半径方向外方側の壁部よりも薄肉と
されているので、両吸気ポート間あるいは両排気ポート
間においてウォータジャケットの通路断面が広くなる。
なお、吸気ポート又は排気ポートの曲げ半径方向中心側
の壁部では、圧縮力のみが作用し、引っ張り力が作用し
ないので、もともとその強度が高く、薄肉化によって吸
気ポート又は排気ポートの耐久性が低下することはな
い。
【００１９】本発明の第３の態様によれば、基本的には
本発明の第１又は第２の態様にかかるエンジンのシリン
ダヘッド構造と同様の作用が生じる。さらに、いずれか
１つのリブが省略されるので、シリンダヘッド構造が簡
素化される。
【００２０】本発明の第４の態様によれば、基本的には
本発明の第１〜第３の態様のいずれか１つにかかるエン
ジンのシリンダヘッド構造と同様の作用が生じる。さら
に、第１の吸気ポートと第２の吸気ポートとが、剛性の
高いシリンダヘッドボルトボス部と近接ないしは連結さ
れることになる。
【００２１】本発明の第５の態様によれば、基本的には
本発明の第４の態様にかかるエンジンのシリンダヘッド
構造と同様の作用が生じる。さらに、両排気ポートが、
剛性の高い２つのシリンダヘッドボルトボス部と近接な
いしは連結されることになる。
【００２２】本発明の第６の態様によれば、基本的には
本発明の第１〜第５の態様のいずれか１つにかかるエン
ジンのシリンダヘッド構造と同様の作用が生じる。さら
に、両吸気ポートがタンジェンシャルポートとされるの
で、吸気抵抗が小さくなる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図１〜図３に示すように、吸気２弁・排気２弁式の多気
筒ディーゼルエンジンＤＥのシリンダヘッドＨにおいて
は、平面視(図１に示す状態)で各気筒１(１つのみ図示)
の中心部に対応する部分に、燃料噴射ノズル(図示せず)
を取り付けるための燃料噴射ノズル取付ボス部２が形成
されている。さらに、エンジン始動時に燃料の着火を助
勢するためのグロープラグ(図示せず)が嵌入されるグロ
ープラグ取付ボス部１４が設けられている。なお、図１
は図２のＣ−Ｃ線断面をあらわし、図２は図１のＡ−Ａ
線断面をあらわし、図３は図１のＢ−Ｂ線断面をあらわ
している。
【００２４】そして、シリンダヘッドＨには、各気筒１
に対して、吸入空気流れ方向にみて下流端が夫々気筒内
(燃焼室内)に開口する第１吸気ポート３と第２吸気ポー
ト４とが設けられている。ここで、第１吸気ポート３及
び第２吸気ポート４の上流端(吸気系への開口部)は、夫
々、シリンダヘッドＨの第１の側端面Ｈ1(以下、これを
吸気側シリンダヘッド側端面Ｈ1という)付近に配置され
ている。そして、第１吸気ポート３の上流端は、吸気系
の一部をなす第１独立吸気通路５に接続され、他方第２
吸気ポート４の上流端は、吸気系の一部をなす第２独立
吸気通路６に接続されている。なお、シリンダヘッドＨ
の、第１吸気ポート３の気筒内への開口部３aと対応す
る位置には、該第１吸気ポート３を開閉する第１吸気弁
(図示せず)の弁軸(図示せず)が嵌入される第１吸気弁用
軸穴７が形成されている。他方、第２吸気ポート４の気
筒内への開口部４aと対応する位置には、該第２吸気ポ
ート４を開閉する第２吸気弁(図示せず)の弁軸(図示せ
ず)が嵌入される第２吸気弁用軸穴８が形成されてい
る。
【００２５】また、シリンダヘッドＨには、各気筒１に
対して、排気ガス流れ方向にみて上流端が夫々気筒内に
開口する第１排気ポート９と第２排気ポート１０とが設
けられている。ここで、第１排気ポート９及び第２排気
ポート１０は下流部で集合され、その下流端(排気系へ
の開口部)はシリンダヘッドＨの第２の側端面Ｈ2(以
下、これを排気側シリンダヘッド側端面Ｈ2という)付近
で、排気系の一部をなす排気通路１１に接続されてい
る。なお、シリンダヘッドＨの、第１排気ポート９の気
筒内への開口部９aと対応する位置には、該第１排気ポ
ート９を開閉する第１排気弁(図示せず)の弁軸(図示せ
ず)が嵌入される第１排気弁用軸穴１２が形成されてい
る。他方、第２排気ポート１０の気筒内への開口部１０
aと対応する位置には、該第２排気ポート１０を開閉す
る第２排気弁(図示せず)の弁軸(図示せず)が嵌入される
第２排気弁用軸穴１３が形成されている。
【００２６】ここで、第１吸気ポート３と第２吸気ポー
ト４とは、いずれも略気筒円周方向を指向して直線的に
気筒内に開口するタンジェンシャルポートとされてい
る。このように、両吸気ポート３,４ともにタンジェン
シャルポートとされているので、吸気系の吸気抵抗が低
減され、充填効率ひいてはエンジン出力が高められる。
かつ、第１吸気ポート３と第２吸気ポート４とは、これ
らの開口部３a,４aが気筒１の円周方向に並んで互いに
隣合って位置するように形成されるとともに、気筒内に
同一方向(図１においては時計回り方向)のスワールを生
成するように形成されている。
【００２７】さらに、第１吸気ポート３の気筒内への開
口部３aと第２吸気ポート４の気筒内への開口部４aと
は、平面視で前者が後者よりも吸気側シリンダヘッド側
端面Ｈ1からの矢印Ｙ1,Ｙ2方向の距離が長くなるように
して、シリンダヘッド側端面Ｈ1,Ｈ2が延びる方向(矢印
Ｘ1,Ｘ2方向)とは直交する方向(図１中のＹ1,Ｙ2方向)
に偏位して配置されている。つまり、開口部３aと開口
部４aとは、吸気側シリンダヘッド側端面Ｈ1から等しい
距離に配置されるのではなく、千鳥配置で配置されてい
る。
【００２８】かかる構成の吸気系においては、両吸気ポ
ート３,４が同一方向のスワールを生成するので、所定
の低回転領域では、気筒内に強いスワールが生成され、
燃料の燃焼性が高められ、エンジン出力、燃費性能及び
エミッション性能が高められる。他方、さほど強いスワ
ールが要求されない高回転領域では適度なスワールが生
成される。なお、両吸気ポート３,４で生成されるスワ
ールの強度(スワール比)は、バルブリフト量、開口部３
a,４aの形状、気筒内へのポート入射角等を好ましく調
整することにより、所望の特性に設定される。
【００２９】他方、第１排気ポート９の気筒内への開口
部９aと第２排気ポート１０の気筒内への開口部１０aと
は、平面視で、前者が後者よりも排気側シリンダヘッド
側端面Ｈ2からのＹ1,Ｙ2方向の距離が長くなるようにし
て、図１中のＹ1,Ｙ2方向に偏位して配置されている。
つまり、開口部９aと開口部１０aとは、千鳥配置で配置
されている。
【００３０】さらに、シリンダヘッドＨの各気筒１まわ
りには、該シリンダヘッドＨをシリンダブロック(図示
せず)に締結するためのシリンダヘッドボルト(図示せ
ず)が嵌入される第１〜第６の６つのシリンダヘッドボ
ルトボス部１５〜２０が、所定の間隔で反時計まわりに
並んで形成されている。ここで、第１シリンダヘッドボ
ルトボス部１５と第２シリンダヘッドボルトボス部１６
との間には第１吸気ポート３(ないしは第１独立吸気通
路５)が配置され、第２シリンダヘッドボルトボス部１
６と第３シリンダヘッドボルトボス部１７との間には第
２吸気ポート４(ないしは第２独立吸気通路６)が配置さ
れている。そして、第６シリンダヘッドボルトボス部２
０と第１シリンダヘッドボルトボス部１５とを結ぶ線に
沿って第１吸気ポート３が延びている。また、第４シリ
ンダヘッドボルトボス部１８と第５シリンダヘッドボル
トボス部１９との間には、両排気ポート９,１０(ないし
は排気通路１１)が配置されている。
【００３１】ここにおいて、各シリンダヘッドボルトボ
ス部１５〜２０と、吸気ポート３,４及び排気ポート９,
１０の周壁とは、いずれも剛性が高いので、前者と後者
とが近接ないしは連結されている部分では、シリンダヘ
ッドＨの剛性が高められる。したがって、シリンダヘッ
ドＨにおいては、気筒円周方向について反時計回りにみ
て、第６シリンダヘッドボルトボス部２０から第３シリ
ンダヘッドボルトボス部１７にかけての部分と、第４シ
リンダヘッドボルトボス部１８から第５シリンダヘッド
ボルトボス部１９にかけての部分では剛性が比較的高
い。しかしながら、第３シリンダヘッドボルトボス部１
７から第４シリンダヘッドボルトボス部１８にかけての
部分と、第５シリンダヘッドボルトボス部１９から第６
シリンダヘッドボルトボス部２０にかけての部分では剛
性が比較的低い。
【００３２】つまり、両吸気ポート３,４及び両排気ポ
ート９,１０が千鳥配置されているので、気筒上方の吸
排気系がねじれた構造となり、概ね第３シリンダヘッド
ボルトボス部１７と第６シリンダヘッドボルトボス部２
０とを結ぶ１本の直線Ｌ1(以下、これを斜交線Ｌ1とい
う)に沿う領域では、本質的ないしは本来的には、シリ
ンダヘッド上壁の剛性が低くなるわけである。なお、後
で説明するように、本発明にかかるこのエンジンＤＥで
は、リブ２１,２２が設けられているので、この部分の
剛性が十分に高められている。
【００３３】ところで、シリンダヘッドＨの内部には、
エンジンＤＥを冷却するためのウォータジャケット２４
が設けられ、このウォータジャケット２４へは多数の冷
却水通路２５〜３４を通してシリンダブロック側から冷
却水が供給されるようになっている。
【００３４】また、シリンダブロックＨには、第１吸気
ポート３の気筒内への開口部３aと、第１排気ポート９
の気筒内への開口部９aと、燃料噴射ノズル取付ボス部
２と、平面視で気筒中心に対して対称的に位置する第３
及び第６の２つのシリンダヘッドボルトボス部１７,２
０とが、平面視でシリンダヘッド側端面方向(Ｘ1,Ｘ2方
向)とは斜交する前記の斜交線Ｌ1(Ｘ1,Ｘ2方向に対して
概ね４５°の傾きをもつ)上に配置されている。そし
て、斜交線Ｌ1と対応する位置において、ウォータジャ
ケット２４内には、開口部３aの壁部と第６シリンダヘ
ッドボルトボス部２０とを連結する第１リブ２１と、開
口部９aの壁部と第３シリンダヘッドボルトボス部１７
とを連結する第２リブ２２とが設けられている。ここ
で、両リブ２１,２２の高さは、ウォータジャケット２
４の高さの半分以上とするのが好ましい。
【００３５】シリンダヘッドＨの斜交線Ｌ1に沿った部
分は、前記したとおり、本来は剛性が比較的低い部分に
該当するが、このように斜交線Ｌ1に沿って第１リブ２
１及び第２リブ２２が設けられているので、この本来は
剛性の低い部分が、両リブ２１,２２によって剛性が高
められる。かくして、シリンダヘッドＨの上壁の剛性が
均一化され、このため上記部分への応力の集中が防止な
いしは低減され、シリンダヘッドＨの耐久性が高められ
る。
【００３６】また、冷却水通路２５〜３４の一部を通し
てシリンダブロック側からウォータジャケット２４内に
流入した冷却水は、第１リブ２１及び第２リブ２２によ
って整流され、図１中に複数の矢印で示すように、燃料
噴射ノズル取付ボス部２付近に向かって流れるので、熱
負荷の高い(燃焼室からの受熱量の多い)燃料噴射ノズル
取付ボス部２付近が十分に冷却され、エンジンＤＥの信
頼性が高められる。
【００３７】さらに、シリンダヘッドＨにおいては、第
１吸気ポート３の開口部３a付近の部分すなわちスロー
ト部付近では、該第１吸気ポート３の曲がり部の曲げ半
径方向中心側の壁部３７aが、曲げ半径方向外方側の壁
部３７bよりも薄肉とされている。さらに、第１排気ポ
ート９の開口部９a付近の部分すなわちスロート部付近
では、該第１排気ポート９の曲がり部の曲げ半径方向中
心側の壁部３８aが、曲げ半径方向外方側の壁部３８bよ
りも薄肉とされている。
【００３８】このため、両吸気ポート３,４間と両排気
ポート９,１０間においては、ウォータジャケット２４
の通路断面が広くなり、吸気ポート３,４付近あるいは
排気ポート９,１０付近の冷却性能が高められ、エンジ
ンＤＥの信頼性が高められる。なお、吸気ポート３,４
あるいは排気ポート９,１０の曲げ半径方向中心側の壁
部３７a,３８aでは、圧縮力のみが作用し、引っ張り力
が作用しないので、もともとその強度が高く、かかる薄
肉化によって吸気ポート３,４又は排気ポート９,１０の
耐久性が低下することはない。かえって、壁部３７a,３
８aと壁部３７b,３８bとの間の剛性のバランスが良くな
り、シリンダヘッドＨの剛性の均一化が促進される。
【００３９】なお、上記実施例では、第１及び第２の２
つのリブ２１,２２を設けているが、いずれか一方のみ
を設けて、シリンダヘッドＨの構造を簡素化するように
してもよい。また、上記実施例ではエンジンがディーゼ
ルエンジンとされているが、本発明はディーゼルエンジ
ン以外のエンジン例えばガソリンエンジンに適用されて
もよい。ガソリンエンジンの場合は、燃料噴射ノズル取
付ボス部２に代えてプラグホールが設けられることにな
る。
【００４０】
【発明の効果】本発明の第１の態様によれば、斜交線と
対応する位置において第１の吸気ポートの気筒内への開
口部の壁部と該開口部に近接するシリンダヘッドボルト
ボス部とが第１のリブによって連結され、かつ第１の排
気ポートの気筒内への開口部の壁部と該開口部に近接す
るシリンダヘッドボルトボス部とが第２のリブによって
連結され、これらのリブによって斜交線付近の本来は剛
性の低い部分の剛性が高められるので、この部分への応
力集中が防止ないしは低減され、シリンダヘッドの耐久
性が高められる。また、両リブによってウォータジャケ
ット内での冷却水の流れが斜交線に沿う方向に整流さ
れ、ウォータジャケットの気筒中心に対応する部分での
冷却水の流れが良くなるので、熱負荷の高い燃料噴射ノ
ズル取付ボス部付近が十分に冷却され、エンジンの信頼
性が高められる。
【００４１】本発明の第２の態様によれば、第１の態様
にかかるエンジンのシリンダヘッド構造の場合と同様
に、斜交線と対応する位置において第１の吸気ポートの
気筒内への開口部の壁部と該開口部に近接するシリンダ
ヘッドボルトボス部とが第１のリブによって連結され、
かつ第１の排気ポートの気筒内への開口部の壁部と該開
口部に近接するシリンダヘッドボルトボス部とが第２の
リブによって連結され、これらのリブによって斜交線付
近の本来は剛性の低い部分の剛性が高められるので、こ
の部分への応力集中が防止ないしは低減され、シリンダ
ヘッドの耐久性が高められる。また、両リブによってウ
ォータジャケット内での冷却水の流れが斜交線に沿う方
向に整流され、ウォータジャケットの気筒中心に対応す
る部分での冷却水の流れが良くなるので、熱負荷の高い
燃料噴射ノズル取付ボス部付近が十分に冷却され、エン
ジンの信頼性が高められる。さらに、第１の吸気ポート
と第１の排気ポートのうちの少なくとも一方では、ポー
ト壁の薄肉化により、両吸気ポート間あるいは両排気ポ
ート間のウォータジャケットの通路断面が広くなるの
で、吸気ポート付近あるいは排気ポート付近の冷却性能
が高められ、エンジンの信頼性が高められる。
【００４２】本発明の第３の態様によれば、基本的には
本発明の第１又は第２の態様にかかるエンジンのシリン
ダヘッド構造と同様の効果が得られる。さらに、いずれ
か１つのリブが省略されるので、シリンダヘッド構造が
簡素化され、その製造が容易化される。
【００４３】本発明の第４の態様によれば、基本的には
本発明の第１〜第３の態様のいずれか１つにかかるエン
ジンのシリンダヘッド構造と同様の効果が得られる。さ
らに、第１の吸気ポートと第２の吸気ポートとが、剛性
の高いシリンダヘッドボルトボス部と近接ないしは連結
されることになるので、吸気ポートまわりの剛性が高め
られ、エンジンの信頼性が高められる。
【００４４】本発明の第５の態様によれば、基本的には
本発明の第４の態様にかかるエンジンのシリンダヘッド
構造と同様の効果が得られる。さらに、両排気ポート
が、剛性の高い２つのシリンダヘッドボルトボス部と近
接ないしは連結されることになるので、排気ポートまわ
りの剛性が高められ、エンジンの信頼性が高められる。
【００４５】本発明の第６の態様によれば、基本的には
本発明の第１〜第５の態様のいずれか１つにかかるエン
ジンのシリンダヘッド構造と同様の効果が得られる。さ
らに、両吸気ポートがタンジェンシャルポートとされる
ので、吸気抵抗が小さくなり、充填効率ひいてはエンジ
ン出力が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるエンジンのシリンダヘッドの
一部断面平面説明図である。
【図２】 図１に示すシリンダヘッドのＡ−Ａ線断面説
明図である。
【図３】 図１に示すシリンダヘッドのＢ−Ｂ線断面説
明図である。
【符号の説明】
ＤＥ…ディーゼルエンジン Ｈ…シリンダヘッド Ｌ1…斜交線 １…気筒 ２…燃料噴射ノズル取付ボス部 ３,４…第１,第２吸気ポート ５,６…第１,第２独立吸気通路 ９,１０…第１,第２排気ポート ３a,４a,９a,１０a…開口部 １１…排気通路 １５〜２０…第１〜第６シリンダヘッドボルトボス部 ２１,２２…第１,第２リブ ２４…ウォータジャケット ２５〜３４…冷却水通路 ３７a,３８a…薄肉化された壁部 ３７b,３８b…薄肉化されていない壁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ Ｋ (72)発明者 柴川 学 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各気筒に対して夫々、第１及び第２の２
    つの吸気ポートと、第１及び第２の２つの排気ポートと
    が設けられ、 両吸気ポートの吸気系への開口部がシリンダヘッドの第
    １の側端面側に配置される一方、両排気ポートの排気系
    への開口部がシリンダヘッドの第２の側端面側に配置さ
    れ、 第１の吸気ポートの気筒内への開口部と第２の吸気ポー
    トの気筒内への開口部とが、平面視で、前者が後者より
    もシリンダヘッドの第１の側端面からの距離が長くなる
    ようにして、シリンダヘッド側端面とは直交する方向に
    偏位して配置され、 第１の排気ポートの気筒内への開口部と第２の排気ポー
    トの気筒内への開口部とが、平面視で、前者が後者より
    もシリンダヘッドの第２の側端面からの距離が長くなる
    ようにして、シリンダヘッド側端面とは直交する方向に
    偏位して配置され、 平面視で、気筒中心に対応する位置に燃料噴射ノズル取
    付ボス部が形成されるとともに、気筒まわりに複数のシ
    リンダヘッドボルトボス部が形成されているエンジンの
    シリンダヘッド構造において、 第１の吸気ポートの気筒内への開口部と、第１の排気ポ
    ートの気筒内への開口部と、燃料噴射ノズル取付ボス部
    と、平面視で気筒中心に対して対称的に位置する２つの
    シリンダヘッドボルトボス部とが、平面視でシリンダヘ
    ッド側端面とは斜交する１つの直線上に配置され、 上記直線と対応する位置においてウォータジャケット内
    に、第１の吸気ポートの気筒内への開口部の壁部と該開
    口部に近接するシリンダヘッドボルトボス部とを連結す
    る第１のリブと、第１の排気ポートの気筒内への開口部
    の壁部と該開口部に近接するシリンダヘッドボルトボス
    部とを連結する第２のリブとが設けられていることを特
    徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
  2. 【請求項２】 各気筒に対して夫々、第１及び第２の２
    つの吸気ポートと、第１及び第２の２つの排気ポートと
    が設けられ、 両吸気ポートの吸気系への開口部がシリンダヘッドの第
    １の側端面側に配置される一方、両排気ポートの排気系
    への開口部がシリンダヘッドの第２の側端面側に配置さ
    れ、 第１の吸気ポートの気筒内への開口部と第２の吸気ポー
    トの気筒内への開口部とが、平面視で、前者が後者より
    もシリンダヘッドの第１の側端面からの距離が長くなる
    ようにして、シリンダヘッド側端面とは直交する方向に
    偏位して配置され、 第１の排気ポートの気筒内への開口部と第２の排気ポー
    トの気筒内への開口部とが、平面視で、前者が後者より
    もシリンダヘッドの第２の側端面からの距離が長くなる
    ようにして、シリンダヘッド側端面とは直交する方向に
    偏位して配置され、 平面視で、気筒中心に対応する位置に燃料噴射ノズル取
    付ボス部が形成されるとともに、気筒まわりに複数のシ
    リンダヘッドボルトボス部が形成されているエンジンの
    シリンダヘッド構造において、 第１の吸気ポートの気筒内への開口部と、第１の排気ポ
    ートの気筒内への開口部と、燃料噴射ノズル取付ボス部
    と、平面視で気筒中心に対して対称的に位置する２つの
    シリンダヘッドボルトボス部とが、平面視でシリンダヘ
    ッド側端面とは斜交する１つの直線上に配置され、 上記直線と対応する位置においてウォータジャケット内
    に、第１の吸気ポートの気筒内への開口部の壁部と該開
    口部に近接するシリンダヘッドボルトボス部とを連結す
    る第１のリブと、第１の排気ポートの気筒内への開口部
    の壁部と該開口部に近接するシリンダヘッドボルトボス
    部とを連結する第２のリブとが設けられ、 第１の吸気ポートと第１の排気ポートのうちの少なくと
    も一方では、スロート部近傍の曲がり部の曲げ半径方向
    中心側の壁部が、曲げ半径方向外方側の壁部よりも薄肉
    とされていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッ
    ド構造。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載されたエン
    ジンのシリンダヘッド構造において、 第１のリブと第２のリブのうちのいずれか一方のみが設
    けられていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッ
    ド構造。
  4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
    載されたエンジンのシリンダヘッド構造において、 第１の吸気ポートと第２の吸気ポートとの間に１つのシ
    リンダヘッドボルトボス部が配置されていることを特徴
    とするエンジンのシリンダヘッド構造。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載されたエンジンのシリン
    ダヘッド構造において、 両排気ポートが、隣合う２つのシリンダヘッドボルトボ
    ス部間に配置されていることを特徴とするエンジンのシ
    リンダヘッド構造。
  6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれか１つに記
    載されたエンジンのシリンダヘッド構造において、 第１及び第２の吸気ポートが、いずれも気筒円周方向を
    指向して直線的に気筒内に開口するタンジェンシャルポ
    ートとされていることを特徴とするエンジンのシリンダ
    ヘッド構造。
JP07298295A 1995-03-30 1995-03-30 エンジンのシリンダヘッド構造 Expired - Fee Related JP3401116B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07298295A JP3401116B2 (ja) 1995-03-30 1995-03-30 エンジンのシリンダヘッド構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07298295A JP3401116B2 (ja) 1995-03-30 1995-03-30 エンジンのシリンダヘッド構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08270501A true JPH08270501A (ja) 1996-10-15
JP3401116B2 JP3401116B2 (ja) 2003-04-28

Family

ID=13505115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07298295A Expired - Fee Related JP3401116B2 (ja) 1995-03-30 1995-03-30 エンジンのシリンダヘッド構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3401116B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105257423A (zh) * 2015-11-13 2016-01-20 广西玉柴机器股份有限公司 气缸盖
CN110541771A (zh) * 2019-09-18 2019-12-06 广西玉柴机器股份有限公司 一种气缸盖
CN110552808A (zh) * 2019-09-18 2019-12-10 广西玉柴机器股份有限公司 一种气缸盖结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105257423A (zh) * 2015-11-13 2016-01-20 广西玉柴机器股份有限公司 气缸盖
CN110541771A (zh) * 2019-09-18 2019-12-06 广西玉柴机器股份有限公司 一种气缸盖
CN110552808A (zh) * 2019-09-18 2019-12-10 广西玉柴机器股份有限公司 一种气缸盖结构

Also Published As

Publication number Publication date
JP3401116B2 (ja) 2003-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5676107A (en) Direct injection diesel engine
EP2039905B1 (en) Fuel direct-injection diesel engine
US4995359A (en) Combustion chamber for internal combustion engine
EP0531541B1 (en) Intake port structure for internal combustion engine
JP2000310157A (ja) 多気筒エンジンのシリンダヘッド構造
JP3256671B2 (ja) 内燃機関のピストン
KR100302435B1 (ko) 내연기관
JP3332177B2 (ja) 火花点火式内燃機関
JP3401116B2 (ja) エンジンのシリンダヘッド構造
US4944266A (en) Direct-injection diesel engine
JPH11182330A (ja) 直噴火花点火式内燃機関
JP3644329B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関
JP3201790B2 (ja) エンジンの吸気装置及び吸気供給方法
AU2539999A (en) Internal combustion engine
JP3339986B2 (ja) ディーゼルエンジンのシリンダヘッド構造
JP4013300B2 (ja) 直噴エンジンの吸気装置
EP0982481A2 (en) In-cylinder injection type of engine
JP3687989B2 (ja) 内燃機関のシリンダヘッドの冷却水通路構造
JP2001173513A (ja) エンジンの吸気装置およびそのバルブシート
JP2003214169A (ja) エンジンの吸気装置
US6880520B2 (en) Direct injection diesel engine
JP3381770B2 (ja) 内燃機関
JP2563943B2 (ja) エンジンの燃焼室構造
JP2022083618A (ja) エンジンの製造方法
JPH0362886B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees