KR100302624B1 - Cylinder Head Structure of Engine - Google Patents

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KR100302624B1
KR100302624B1 KR1019960027780A KR19960027780A KR100302624B1 KR 100302624 B1 KR100302624 B1 KR 100302624B1 KR 1019960027780 A KR1019960027780 A KR 1019960027780A KR 19960027780 A KR19960027780 A KR 19960027780A KR 100302624 B1 KR100302624 B1 KR 100302624B1
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히로타카 가네코
히로아키 우에다
도시히로 가미무라
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제임스 이. 미러
마츠다 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 실린더헤드(20)의 포트개구측면(20a)으로부터 부실(3)쪽으로 냉각수통로(14) 형성용 드릴구멍이 형성되고, 적어도 이 드릴구멍의 선단으로부터 포트개구측면(20a)쪽에 걸쳐서 상부로 개구하는 냉각수 토출구(16)가 형성되어 있는 부실식 디젤엔진의 실린더헤드에 있어서, 냉간시의 실화방지와 열부하로 인한 클랙발생의 방지를 도모하는 것을 목적으로 하며, 본 발명은 드릴구멍의 선단(A)을 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 스로트 개구 가장자리(1a)(2a)의 부실(3)쪽 부분을 연결하는 접선(L1)보다 포트개구측면(20a)쪽 위치에서 끊김과 동시에, 냉각수 토출구(16)의 포트개구측면(20a)쪽 벽면(16a)을 포트개구측면(20a)쪽으로 함몰된 곡면으로 형성하여 양 포트(1,2)의 벽면(8,9) 사이를 연속적으로 접속하고 있다.In the present invention, a drill hole for forming the cooling water passage 14 is formed from the port opening side surface 20a of the cylinder head 20 toward the sub chamber 3, and at least from an end of the drill hole to the port opening side surface 20a. In a cylinder head of an inconstant diesel engine having a cooling water discharge port (16) opening in a furnace, an object of the present invention is to prevent fire during cold and to prevent cracking due to heat load. (A) is located at the port opening side 20a rather than the tangent L 1 connecting the inlet port 1 and the outlet opening 3 of the throat opening edge 1a, 2a of the exhaust port 2 to the subroom 3 side. At the same time, the wall surface 16a of the port opening side surface 20a of the cooling water discharge port 16 is formed into a curved surface recessed toward the port opening side surface 20a, and the wall surfaces 8 and 9 of both ports 1 and 2 are formed. Are connected continuously.

Description

엔진의 실린더헤드구조Cylinder Head Structure of Engine

본 발명은 엔진의 실린더헤드구조의 개량에 관한 것이다.The present invention relates to an improvement in the cylinder head structure of an engine.

와류실 또는 예연소실을 구비한 부실식(副室式) 디젤엔진이 실용화되고 있다. 예를 들면 일본국 특허공개공보 평5-118251호에는 실린더헤드의 한쪽 측면에서 대체로 평행하게 뻗은 흡기포트 및 배기포트와, 상기 양 포트 사이를 구획하는 벽부의 연장선상에 형성된 부실과, 이 부실을 향해 뻗은 냉각수통로를 구비한 부실식 직렬 4기통 디젤엔진의 실린더헤드구조가 개시되어 있다.A twin room diesel engine provided with a vortex chamber or a pre-combustion chamber has been put into practical use. For example, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 5-118251 discloses an intake port and an exhaust port extending substantially parallel from one side of a cylinder head, and a failure chamber formed on an extension line of a wall portion partitioning the ports. Disclosed is a cylinder head structure of an in-room tandem four-cylinder diesel engine having an extended cooling water passage.

제7도는 상술한 공보에 기재된 종래의 실린더헤드구조의 1기통만을 도시한 횡단면도이며, 제8도는 제7도의 VIII-VIII 선을 따른 종단면도이다.FIG. 7 is a cross sectional view showing only one cylinder of the conventional cylinder head structure described in the above-mentioned publication, and FIG. 8 is a longitudinal sectional view along the line VIII-VIII of FIG.

이 실린더헤드(10)의 흡기포트(1) 및 배기포트(2)는 그 상류단이 실린더헤드(10)의 한쪽 측면(10a)으로 개구하고, 이 측면(10a)으로부터 제7도에 도시한 평면에서 본 상태에서, 즉 실린더헤드(10)의 바닥면(10b)과 대체로 수직인 방향에서 보았을 때 대체로 평행하게 뻗은 형태로 하부로 비스듬하게 뻗으며, 하류단이 실린더헤드(10)의 바닥면(10b)으로 개구하고 있다. 도면부호(1a, 2a)는 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 스로트(throat) 개구 가장자리를 각각 나타낸다. 부실(3)은 흡기포트(1)와 배기포트(2) 사이에 존재하는 벽부(4)의 연장선상에서 실린더헤드(10)의 다른 쪽 측면(10c)에 근접한 위치에 설치되며, 부실(3)내에는 제8도에 도시한 바와같이 실린더헤드(10)의 바닥면(10b)쪽으로부터 인서트부재(5)(제7도에는 생략되어 있다)가 삽입되고, 또 연료분사밸브(6)와 글로 플러그(7)는 상부쪽으로부터 장착되어 있다.The intake port 1 and the exhaust port 2 of the cylinder head 10 have their upstream end opening to one side surface 10a of the cylinder head 10, and are shown in FIG. 7 from this side surface 10a. In a planar view, ie when viewed in a direction generally perpendicular to the bottom surface 10b of the cylinder head 10, it extends obliquely downward in a substantially parallel form, the downstream end of which is the bottom surface of the cylinder head 10. Opening is made at 10b. Reference numerals 1a and 2a denote throat opening edges of the intake port 1 and the exhaust port 2, respectively. The sub chamber 3 is installed at a position close to the other side 10c of the cylinder head 10 on an extension line of the wall 4 existing between the intake port 1 and the exhaust port 2, and the sub chamber 3 As shown in FIG. 8, the insert member 5 (not shown in FIG. 7) is inserted from the bottom surface 10b side of the cylinder head 10, and the fuel injection valve 6 and the glow The plug 7 is mounted from the upper side.

흡기포트(1) 및 배기포트(2)를 형성하는 벽부의 외벽면(8)(9)과, 부실(3)을 형성하는 벽부(11)의 외벽면(11a)과, 실린더헤드(10)의 다른 쪽 측면(10c)쪽의 벽부(12) 사이의 공간은 워터 재킷(13)을 형성하고 있으며, 이 워터 재킷(13)은 실린더헤드(10)의 길이방향(제7도의 상하방향)으로 뻗어있다. 그리고, 실린더헤드(10)의 바닥면(10b)에 비교적 근접한 부위에서 흡기포트(1)와 배기포트(2) 사이에 존재하는 벽부(4)내에는 포트 개구측의 실린더헤드 측면(10a)으로부터 실린더헤드(10)의 바닥면(10b)을 따라 부실(3)을 향하는 드릴구멍이 개방되어 냉각수통로(14)가 형성되어 있다.The outer wall surface 8 (9) of the wall part which forms the intake port 1 and the exhaust port 2, the outer wall surface 11a of the wall part 11 which forms the sub chamber 3, and the cylinder head 10 The space between the wall portions 12 on the other side 10c of the side forms a water jacket 13, which extends in the longitudinal direction (up and down direction in FIG. 7) of the cylinder head 10. Stretched Then, in the wall portion 4 existing between the intake port 1 and the exhaust port 2 at a portion relatively close to the bottom surface 10b of the cylinder head 10, the cylinder head side surface 10a on the port opening side is formed. The drill hole toward the sub chamber 3 is opened along the bottom surface 10b of the cylinder head 10 to form a cooling water passage 14.

드릴구멍의 선단(B)은 부실(3)을 형성하는 벽부(11)의 외벽면(11a) 근방에 도달하고 있으며, 상기 냉각수통로(14)는 드릴구멍의 선단(B)으로부터 포트 개구측의 실린더헤드 측면(10a)쪽에서 상부로 개구해서 워터 재킷(13)에 연통하는 냉각수 토출구(16)가 형성되어 있다. 또, 냉각수통로(14)를 형성하는 드릴구멍은 포트 개구측 실린더헤드 측면(10a)쪽의 단부에서 플러그(17)에 의해 폐쇄됨과 동시에, 냉각수통로(14)에 대한 냉각수 공급구(18)가 실린더헤드(10)의 바닥면(10b)에 개방되어 있다.The tip B of the drill hole reaches the vicinity of the outer wall surface 11a of the wall portion 11 forming the sub chamber 3, and the cooling water passage 14 is located at the port opening side from the tip B of the drill hole. A cooling water discharge port 16 which is opened upward from the cylinder head side surface 10a and communicates with the water jacket 13 is formed. Further, the drill hole forming the cooling water passage 14 is closed by the plug 17 at the end of the port opening side cylinder head side surface 10a, and at the same time, the cooling water supply port 18 to the cooling water passage 14 is closed. It is open to the bottom surface 10b of the cylinder head 10. As shown in FIG.

냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(10a)쪽 벽면(16b)으로부터 부실(3)을 형성하는 벽부(11)의 외벽면(11a) 사이로 뻗은 비교적 길이가 짧은 오목홈(19)이 실린더헤드(10)의 주조공정에서 형성되고 있으며, 오목홈(19)의 바닥면(19a)은 상기 드릴구멍의 바닥면(14a) 보다 높은 위치에 설정되어 오목홈(19)의 바닥면(19a)이 드릴구멍에 의해 절삭되도록 되어 있다.A relatively short concave groove 19 extending from the wall surface 16b toward the port opening side surface 10a of the cooling water discharge port 16 between the outer wall surface 11a of the wall portion 11 forming the subroom 3 is provided with a cylinder head ( 10, the bottom surface 19a of the concave groove 19 is set at a position higher than the bottom surface 14a of the drill hole so that the bottom surface 19a of the concave groove 19 is drilled. It is supposed to be cut by a hole.

냉각수 토출구(16)로부터 토출된 냉각수는 부실(3)을 형성하는 벽부(11)의 외벽면(11a)을 따라 상부로 흘러서 부실(3)의 벽부(11)를 효과적으로 냉각하도록 구성되어 있다.The cooling water discharged from the cooling water discharge port 16 flows upward along the outer wall surface 11a of the wall portion 11 forming the sub chamber 3 to effectively cool the wall portion 11 of the sub chamber 3.

한편, 비교적 길이가 짧은 오목홈(19)을 사이에 두고 부실(3)의 외벽면(11a)과 대향하는 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(10a)쪽의 벽면(16b), 즉 냉각수통로(14)의 상부를 덮는 벽부(4)의 부실(3)쪽 단면은 제7도에 도시한 바와 같이 평면에서 본 상태에서 대체로 직선형상으로 형성되어 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 벽부(8)(9) 사이를 접속하고 있다.On the other hand, the wall surface 16b on the side of the port opening side 10a of the cooling water discharge port 16 facing the outer wall surface 11a of the sub chamber 3 with the concave groove 19 having a relatively short length, that is, the cooling water passage The cross section on the side of the inferior chamber 3 of the wall portion 4 covering the upper portion of the 14 is formed in a substantially straight line shape in a plan view as shown in FIG. 7 to form the intake port 1 and the exhaust port 2. The wall parts 8 and 9 are connected.

그러나, 제7도 및 제8도에 도시한 종래의 실린더헤드(10)에서는 상술한 바와같이 냉각수통로(14)를 형성하는 드릴구멍을 그 선단(B)이 부실(3)의 외벽면(11a) 근방에 도달하는 위치까지 형성함과 동시에, 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(10a)쪽의 벽면(16b)과 부실(3) 벽부(11)의 외벽면(11a) 간격을 비교적 짧은 거리로 설정하여 냉각수 토출구(16)로부터 토출되는 냉각수를 부실(3)의 외벽면(11a)을 따라 상부로 흐르게 함으로써, 부실(3)의 벽부(11)가 효과적으로 냉각되도록 되어 있으나, 이와 같은 종래의 구성에는 2가지 문제점이 존재한다.However, in the conventional cylinder head 10 shown in FIG. 7 and FIG. 8, as mentioned above, the drill hole which forms the cooling water path 14 has the front-end | tip B of the outer wall surface 11a of the subroom 3 The distance between the wall surface 16b on the side of the port opening side 10a of the cooling water discharge port 16 and the outer wall surface 11a of the sub-room 3 wall portion 11 is relatively short. In this case, the coolant discharged from the coolant discharge port 16 flows upward along the outer wall surface 11a of the subroom 3 so that the wall portion 11 of the subroom 3 is effectively cooled. There are two problems with the configuration.

제1 문제점은 이와 같은 구성일 경우, 냉각수통로(14)를 흘러온 냉각수가 그대로 직진하여 부실(3)의 외벽면(11a)에 접촉하여 부실(3)의 벽부(11)가 국소적으로 냉각된다는 점이다. 이 부실(3)의 냉각수가 직접 접촉하는 부위의 외벽면(11a) 내측 벽면은 제8도에서 밝혀진 바와 같이 연료분사밸브(6)로부터 분사되는 연료가 접촉하는 위치로 되어 있으므로, 엔진 냉간시에는 이 부분의 온도가 너무 낮아져서 실화가 발생한다는 단점이 있다.The first problem is that in this configuration, the coolant flowing through the coolant passage 14 goes straight and contacts the outer wall surface 11a of the sub chamber 3 so that the wall 11 of the sub chamber 3 is locally cooled. Is the point. Since the inner wall surface of the outer wall surface 11a of the part where the cooling water of this subsidiary chamber directly contacts is made into the position where the fuel injected from the fuel injection valve 6 contacts, as shown in FIG. The disadvantage is that the temperature of this part becomes too low to cause misfire.

제2 문제점은 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(10a)쪽의 벽면(16b)이 대체로 직선형상을 이루고 있어, 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 벽면(8)(9) 사이에 불연속적으로 접속되어 있기 때문에, 이 접속부에서 급격한 단면변화가 생기며, 여기에 응력이 집중하게 되어, 특별히 큰 열부하가 걸리는 과급기가 부착된 엔진에서는 벽면(16b)과 배기포트(2) 벽면의 접속부에 크랙이 발생하기 쉽다는 점이다.The second problem is that the wall surface 16b on the side of the port opening side 10a of the cooling water discharge port 16 is formed in a substantially linear shape, so that the wall surface 8 and 9 of the intake port 1 and the exhaust port 2 are formed. Because of the discontinuous connection to the wall, a sudden cross-sectional change occurs at this connection, and stress is concentrated therein. In an engine equipped with a supercharger which takes a particularly large heat load, the connection between the wall surface 16b and the exhaust port 2 wall is connected. It is easy to cause cracks.

상술한 사정을 감안하여 본 발명은 냉간시 실화방지와, 열부하로 인한 크랙 발생의 방지를 도모한 엔진의 실린더헤드구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a cylinder head structure of an engine which aims at preventing cold misfire and preventing cracking due to heat load.

제1도는 본 발명의 실시에 적합한 과급기가 부착된 직렬 4기통 디젤엔진의 개략적인 전체 구성도.1 is a schematic overall configuration diagram of a tandem four-cylinder diesel engine with a supercharger suitable for practicing the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 실린더헤드구조의 1기통만을 도시한 횡단면도.2 is a cross-sectional view showing only one cylinder of the cylinder head structure according to the present invention.

제3도는 제2도의 III-IIII 선을 따른 종단면도.3 is a longitudinal sectional view along the III-IIII line of FIG.

제4도는 제2도의 IV-IV 선을 따른 종단면도.4 is a longitudinal sectional view along line IV-IV of FIG.

제5도는 제2도의 V-V 선을 따른 종단면도.5 is a longitudinal sectional view along the line V-V in FIG.

제6도는 제2도의 주요부의 확대평면도.6 is an enlarged plan view of the main part of FIG.

제7도는 종래의 실린더헤드구조의 1기통만을 도시한 횡단면도.7 is a cross-sectional view showing only one cylinder of a conventional cylinder head structure.

제8도는 제7도의 VIII-VIII 선을 따른 종단면도.8 is a longitudinal sectional view along the line VIII-VIII of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 흡기포트 1a : 흡기포트의 스로트 개구 가장자리1: Intake port 1a: Throat opening edge of intake port

2 : 배기포트 2a : 배기포트의 스로트 개구 가장자리2: exhaust port 2a: throat opening edge of the exhaust port

3 : 부실(副室) 6 : 연료분사밸브3: insolvent 6: fuel injection valve

7 : 글로 플러그 8 : 흡기포트의 벽면7: glow plug 8: wall surface of intake port

9 : 배기포트의 벽면 10,20 : 실린더 헤드9: Wall of exhaust port 10,20: Cylinder head

11 : 부실의 벽부 13 : 워터 재킷(water jacket)11 wall of insolvent 13 water jacket

14 : 냉각수통로(드릴구멍) 15 : 단차부(段差部)14 Cooling water passage (drill hole) 15 Stepped portion

16 : 냉각수 토출구 16a : 냉각수 토출구의 벽면16: cooling water discharge port 16a: wall surface of the cooling water discharge port

19 : 오목홈 19a : 오목홈의 바닥면19: concave groove 19a: bottom surface of the concave groove

본 발명은 상류단이 모두 실린더헤드의 한쪽 측면으로 개구하고, 이 측면으로부터 대체로 평행하게 뻗어 하류단이 실린더헤드의 바닥면으로 개구하는 흡기포트 및 배기포트와, 이들 양 포트 사이에 존재하는 벽부의 연장선상에 형성된 부실을 구비하고, 실린더헤드의 포트 개구측면으로부터 부실을 향해 냉각수통로가 형성되고, 상기 냉각수통로의 선단으로부터 포트 개구 측면쪽에 걸쳐서 상부로 개구하는 냉각수 토출구가 형성되어 있는 엔진의 실린더헤드구조에 있어서, 상기 냉각수통로의 선단은, 실린더헤드의 바닥면에 대해 대체로 수직의 방향에서 보았을 때, 양 포트의 스로트 개구 가장자리의 부실측 부분을 연결하는 접선 보다 실린더헤드의 흡기포트 및 배기포트가 개구되어 있는 측면쪽에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.According to the present invention, the intake port and the exhaust port both upstream of which open to one side of the cylinder head, and extend substantially parallel from this side, and the downstream end of the cylinder head opens to the bottom surface of the cylinder head, and a wall portion existing between these ports. A cylinder head of an engine having an auxiliary chamber formed on an extension line, and having a cooling water passage formed from the port opening side of the cylinder head toward the auxiliary chamber, and having a cooling water discharge port configured to open upward from the front end of the cooling water passage from the tip end of the cooling water passage. In the structure, the front end of the cooling water passage is in the intake port and the exhaust port of the cylinder head rather than a tangential line connecting the insolvent side portions of the throat opening edges of both ports when viewed in a direction substantially perpendicular to the bottom surface of the cylinder head. Is located on the side of the opening.

그 경우, 상기 냉각수 토출구의 포트 개구측 양쪽의 벽면으로부터 부실을 형성하는 벽부의 외벽면에 걸쳐서 뻗은 오목홈이 형성되고, 이 오목홈의 바닥면이 상기 냉각수통로의 바닥면 보다 높게 설정되어 단차부를 구성하고 있는 것이 바람직하다.In this case, concave grooves are formed extending from the wall surfaces on both sides of the port opening side of the cooling water discharge port to the outer wall surface of the wall portion forming the sub-room, and the bottom surface of the concave groove is set higher than the bottom surface of the cooling water passage so that the stepped portion is formed. It is preferable to comprise.

또, 상기 냉각수 토출구의 포트 개구측 양쪽 벽면이 주형에 의해 형성가능한 최소 곡률반경 보다 큰 곡률반경을 가지며 또 상기 포트 개구 측면쪽으로 함몰된 곡면으로 양 포트의 벽면 사이를 연속적으로 접속하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that both wall surfaces of the port opening side of the cooling water discharge port have a radius of curvature larger than the minimum curvature radius that can be formed by the mold, and the continuous connection between the wall surfaces of both ports is a curved surface recessed toward the port opening side surface.

또, 상기 냉각수 토출구의 포트 개구 측면쪽의 벽면이 실린더헤드의 바닥면에 대해 대체로 수직방향에서 보았을 때 양 포트의 스로트 개구 가장자리의 각각의 중심 사이를 연결하는 직선과, 각각의 중심으로부터 각각 그 반경의 1/2 거리만큼 포트 개구 측면쪽과는 반대쪽에 잡은 점 사이를 연결하는 직선 사이의 영역에 개입되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, the wall surface of the side surface of the port opening of the said coolant discharge port connects between the centers of each of the throat opening edges of both ports when viewed from a direction perpendicular to the bottom surface of the cylinder head, and from each center thereof, respectively. It is preferable to intervene in the area between the straight lines connecting the points held on the opposite side to the port opening side by a distance of half the radius.

이 실린더헤드구조는 과급기가 부착된 엔진에 적용할 수 있다.This cylinder head structure can be applied to an engine with a supercharger.

또, 본 발명은 상류단이 실린더헤드의 동일측면으로 개구하고, 이 측면으로부터 대체로 평행하게 뻗어서 하류단이 실린더헤드의 바닥면으로 개구하는 흡기포트 및 배기포트를 구비한 엔진의 실린더헤드구조에 있어서, 이 흡기포트 및 배기포트의 실린더헤드의 바닥면측의 각각의 개구 가장자리 부근에서 이 양 포트의 벽면 사이에 개구하는 냉각수 토출구를 구비하고, 상기 양 포트의 벽면 사이가 실린더헤드(20)의 포트 개구 측면(20a)쪽으로 함몰된 연속된 측면으로 형성된 냉각수 토출구를 형성하는 벽면에 의해 연속적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the present invention provides a cylinder head structure of an engine having an intake port and an exhaust port whose upstream ends open to the same side of the cylinder head, and extend substantially parallel from the side faces, and the downstream ends open to the bottom surface of the cylinder head. And a cooling water discharge port that is opened between the wall surfaces of both ports in the vicinity of the respective opening edges on the bottom surface side of the cylinder head of the intake port and the exhaust port, and the port surface of the cylinder head 20 is formed between the wall surfaces of the ports. It is characterized by being connected continuously by the wall surface which forms the cooling water discharge port formed in the continuous side surface recessed toward the side surface 20a.

이 실린더헤드구조도 과급기가 부착된 엔진에 적용할 수 있다.This cylinder head structure can also be applied to an engine with a supercharger.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.

제1도는 본 발명의 실시에 적합한 과급기가 부착된 직렬 4기통 디젤엔진의 개략적인 전체 구성도, 제2도는 본 발명에 의한 실린더헤드구조의 1기통만을 도시한 횡단면도, 제3도는 제2도의 III-III 선을 따른 종단면도, 제4도는 제2도의 IV-IV 선을 따른 종단면도, 제5도는 제2도의 V-V 선을 따른 종단면도, 제6도는 제2도의 주요부 확대 평면도이다.1 is a schematic overall configuration diagram of a four-cylinder diesel engine equipped with a supercharger suitable for the practice of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing only one cylinder of the cylinder head structure according to the present invention, and FIG. 3 is III of FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view along the line IV-IV of FIG. 2, FIG. 5 is a longitudinal sectional view along the VV line of FIG. 2, and FIG. 6 is an enlarged plan view of the main part of FIG.

제1도에 있어서, 엔진(E)은 4개의 기통(21)을 가지며, 그 실런더헤드(20)의 한쪽 측면(20a)에는 흡기매니폴드(22) 및 배기매니폴드(23)가 장착되어 있다. 배기 매니폴드(23)에 접속된 배기통로(24)에는 터보 과급기(25)의 터빈(26)이 개설되고, 이 터빈(26)에 의해 구동되는 콤프레서(27)가 흡기통로(28)에 설치되어 있다. 그리고, 콤프레서(27)에 의해 압축된 흡기는 인터쿨러(29)에 의해 냉각되어 흡기매니폴드(22)에 공급되도록 구성되어 있다.In FIG. 1, the engine E has four cylinders 21, and an intake manifold 22 and an exhaust manifold 23 are mounted on one side 20a of the cylinder head 20. In FIG. have. In the exhaust passage 24 connected to the exhaust manifold 23, a turbine 26 of the turbocharger 25 is provided, and a compressor 27 driven by the turbine 26 is provided in the intake passage 28. It is. The intake air compressed by the compressor 27 is configured to be cooled by the intercooler 29 and supplied to the intake manifold 22.

제2도 및 제3도는 각각 상술한 제7도 및 제8도에 대응하는 것으로, 개량부위를 제외하고 대체로 같은 구성을 가지기 때문에 대응하는 부위에는 동일부호를 붙이고 있다.2 and 3 correspond to FIGS. 7 and 8 described above, respectively, and have the same configuration except for the improved portion, and therefore the corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

이 실린더헤드(20)의 흡기포트(1) 및 배기포트(2)도 그 상류단이 실린더헤드(20)의 한쪽 측면, 즉 흡기매니폴드(22) 및 배기매니폴드(23)가 장착된 측면(20a)으로 개구하고, 이 측면(20a)으로부터 제2도에 도시한 평면에서 본 상태에서, 즉 실린더헤드(20)의 바닥면(20b)과 거의 수직한 방향에서 보았을 때 대체로 평행하게 뻗은 형태로 비스듬하게 하부로 뻗으며, 제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이 하류단이 실린더헤드(20)의 바닥면(20b)으로 개구하고 있다. 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 스로트 개구 가장자리는 각각 1a, 2a로 나타내고 있으나, 제5도만은 흡기포트(1)의 스로트 개구 가장자리(1a)에 밸브시트(30)가 장착된 상태이다. 부실(3)은 흡기포트(1)와 배기포트(2) 사이에 존재하는 벽부(4)의 연장선상에서 실린더헤드(20)의 다른 쪽 측면(20c)에 근접한 위치에 형성되며, 부실(3)내에는 제3도에 도시한 바와 같이 실린더헤드(20)의 바닥면(20b)쪽으로부터 인서트부재(5)가 삽입되고(제2도에는 생략되어 있다), 그 위에 연료분사밸브(6)와 글로 플러그(7)가 상부에서부터 장착되어 있다.The intake port 1 and the exhaust port 2 of the cylinder head 20 also have an upstream end on one side of the cylinder head 20, that is, the side on which the intake manifold 22 and the exhaust manifold 23 are mounted. Opened to (20a) and extended substantially in parallel in the state seen from the plane shown in FIG. 2 from this side surface (20a), ie, in a direction substantially perpendicular to the bottom surface (20b) of the cylinder head (20). Extending downward obliquely, and the downstream end opens to the bottom surface 20b of the cylinder head 20 as shown in FIGS. The throat opening edges of the intake port 1 and the exhaust port 2 are shown as 1a and 2a, respectively, but in FIG. 5 only, the valve seat 30 is attached to the throat opening edge 1a of the intake port 1. It is in a state. The sub chamber 3 is formed at a position close to the other side 20c of the cylinder head 20 on an extension line of the wall 4 existing between the intake port 1 and the exhaust port 2, and the sub chamber 3 As shown in FIG. 3, the insert member 5 is inserted from the bottom surface 20b side of the cylinder head 20 (omitted in FIG. 2), and the fuel injection valve 6 and The glow plug 7 is mounted from the top.

흡기포트(1) 및 배기포트(2)를 각각 형성하는 벽부의 외벽면(8)(9)과, 부실(3)을 형성하는 벽부(11)의 외벽면(11a)과, 실린더헤드(20)의 다른 쪽 측면(20c)쪽 벽부(12) 사이의 공간은 워터 재킷(13)을 형성하고 있으며, 이 워터 재킷(13)은 실린더헤드(20)의 길이방향(제2도의 상하방향)으로 뻗어 있다. 그리고, 실린더헤드(20)의 바닥면(20b)에 비교적 근접한 부위에서 흡기포트(1)와 배기포트(2) 사이에 존재하는 벽부(4)내에는 포트 개구측의 실린더헤드 측면(20a)으로부터 실린더헤드(20)의 바닥면(20b)을 따라 부실(3)을 향하는 드릴구멍이 형성되어서 냉각수통로(14)를 형성하고 있다.The outer wall surface 8 (9) of the wall part which respectively forms the intake port 1 and the exhaust port 2, the outer wall surface 11a of the wall part 11 which forms the sub chamber 3, and the cylinder head 20 The space between the wall portions 12 on the other side 20c of the side) forms a water jacket 13, which extends in the longitudinal direction of the cylinder head 20 (up and down direction in FIG. 2). Stretched. Then, in the wall portion 4 existing between the intake port 1 and the exhaust port 2 at a portion relatively close to the bottom surface 20b of the cylinder head 20, from the cylinder head side surface 20a on the port opening side. A drill hole is formed along the bottom surface 20b of the cylinder head 20 toward the sub chamber 3 to form the cooling water passage 14.

이 냉각수통로(14)는 드릴구멍의 선단(A)을 중심으로 선단(A)으로부터 부실(3)쪽 및 선단(A)으로부터 포트 개구쪽의 실린더헤드 측면(20a)쪽에서 상부로 개구하여 워터 재킷(13)에 연통하는 냉각수 토출구(16)가 형성되어 있다. 또, 냉각수통로(14)를 형성하는 드릴구멍은 포트 개구측 실린더헤드 측면(20a)쪽의 단부에서 플러그(17)에 의해 폐쇄되어 있는 동시에, 냉각수통로(14)에 대한 냉각수공급구(18)가 실린더헤드(20)의 바닥면(20b)에 형성되어 있다.The coolant passage 14 opens upward from the tip A toward the sub-chamber 3 and from the tip A toward the cylinder head side 20a toward the port opening about the tip A of the drill hole. A cooling water discharge port 16 communicating with 13 is formed. Further, the drill hole forming the cooling water passage 14 is closed by the plug 17 at the end of the port opening side cylinder head side surface 20a, and at the same time, the cooling water supply port 18 for the cooling water passage 14 is provided. Is formed on the bottom surface 20b of the cylinder head 20.

제7도 및 제8도에 도시한 종래의 실린더헤드(10)에 대해 제2도 내지 제6도에 도시한 본 실시예의 실린더헤드(20)에 있어서의 제1 개량점은 드릴구멍 선단(A)이 부실(3)의 외벽면(11a) 근방에 도달하기 바로 전에 끊어져 있다는 점에 있다.The first improvement point in the cylinder head 20 of this embodiment shown in FIGS. 2 to 6 with respect to the conventional cylinder head 10 shown in FIGS. 7 and 8 is the drill hole tip A. FIG. ) Is cut off just before reaching the outer wall surface 11a vicinity of the sub-chamber 3.

즉, 제2도 및 제6도에서 밝혀진 바와 같이, 드릴구멍의 선단(A)은 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 스로트 개구 가장자리(1a)(2a)의 부실(3)쪽 부분을 연결하는 접선(L1) 보다 우측, 즉 접선(L1)보다 실린더헤드(20)의 흡기포트(1) 및 배기포트(2)가 개구되어 있는 측면(20a)쪽에 위치하고 있어서 드릴구멍의 선단(A)과 부실(3)의 외벽면(11a) 사이에 소정의 간격이 형성되어 있다.That is, as shown in FIGS. 2 and 6, the tip A of the drill hole is the side of the inlet port 3 of the throat opening edges 1a and 2a of the intake port 1 and the exhaust port 2. It is located on the side 20a of the inlet port 1 and the exhaust port 2 of the cylinder head 20 that is open to the right side than the tangent L 1 connecting the parts, that is, the tangent L 1 . A predetermined gap is formed between the tip A and the outer wall surface 11a of the sub chamber 3.

또, 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 벽면(8)(9) 사이를 접속하고 있는 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(20a)쪽의 벽면(16a)은 종래의 것보다 포트 개구측면(20a)쪽(제2도, 제3도 및 제6도의 우측) 근처에 포트 개구측면(20a)쪽으로 함몰된 상태로 형성되어 있으며, 제6도에 도시한 바와 같이 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 개구 가장자리(1a, 2a)(직경 d1, d2)의 중심(O1, O2) 사이를 연결하는 직선(L2)과, 이들 각 중심(O1,O2)으로부터 각각 개구 가장자리(1a,2a)의 반경(r1, r2) 1/2 거리만큼 포트 개구측면(20a)쪽과는 반대쪽(제6도의 좌측)에 잡은 점(P1, P2) 사이를 연결하는 직선(L3) 사이의 영역(B)내에 개입되어 있다.Moreover, the wall surface 16a of the port opening side surface 20a side of the cooling water discharge port 16 which connects between the wall surfaces 8 and 9 of the intake port 1 and the exhaust port 2 is a port than the conventional one. It is formed in the state recessed toward the port opening side surface 20a near the opening side surface 20a side (right side of FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 6), and as shown in FIG. And a straight line L 2 connecting the centers O 1 , O 2 of the opening edges 1a, 2a (diameters d 1 , d 2 ) of the exhaust port 2 , and each of these centers O 1 , O 2 ) the points P 1 and P 2 caught on the opposite side (left side of FIG. 6) from the port opening side surface 20a side by a distance (r 1 , r 2 ) 1/2 of the opening edges 1a, 2a, respectively. ) it is involved in the region (B) between the straight line (L 3) for connecting the.

또, 이에 따라서 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(20a)쪽의 벽면(16a)으로부터 부실(3)의 외벽면(11a)에 걸쳐서 종래의 것보다 긴 오목홈(19)이 실린더헤드(20)의 주조공정에서 형성되고 있으며, 오목홈(19)의 바닥면(19a)은 상기 드릴구멍의 바닥면(14a)보다 높은 위치에 설정되어 있어서 오목홈(19) 바닥면(19a)의 일부가 드릴구멍에 의해 절삭되도록 되어 있다. 따라서, 오목홈(19)의 바닥면(19a)에는 부실(3)쪽이 높아진 단차부(15)가 형성되어 있다.Further, the concave groove 19 longer than the conventional one extends from the wall surface 16a on the side of the port opening side 20a of the cooling water discharge port 16 to the outer wall surface 11a of the subsidiary chamber 3 to the cylinder head 20. The bottom surface 19a of the concave groove 19 is set at a position higher than the bottom surface 14a of the drill hole, so that a part of the bottom surface 19a of the concave groove 19 is formed. It is to be cut by the drill hole. Therefore, the step part 15 with which the sub chamber 3 side became high is formed in the bottom surface 19a of the recessed groove 19. As shown in FIG.

이와 같은 구성에 의해 냉각수 토출구(16)의 개구면적이 확대됨과 동시에, 냉각수통로(14)를 홀러나온 냉각수가 오목홈(19)의 바닥면(19a) 도중에 형성되어 있는 단차부(15)에 의해 상부로 편향되어 워터 재킷(13)쪽으로 흐르기 때문에, 냉각수의 부실(3) 벽부(11)쪽을 향해 직진하는 수량이 감소하므로, 부실(3)의 벽부(11)가 국소적으로 냉각되는 일이 없어져서 엔진 냉간시의 실화를 방지할 수 있다.With this configuration, the opening area of the cooling water discharge port 16 is enlarged, and the stepped portion 15 is formed in the middle of the bottom surface 19a of the concave groove 19 while the cooling water exiting the cooling water passage 14 is formed. Since the deflecting to the upper side flows toward the water jacket 13, the amount of water flowing straight toward the sub-chamber 3 wall 11 of the cooling water decreases, so that the wall 11 of the sub-chamber 3 is locally cooled. It can disappear and prevent misfire at the time of cold engine.

제2 개량점은 제2도 및 제6도에서 밝혀진 바와 같이, 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(20a)쪽 벽면(16a)이 실린더헤드(20)의 포트 개구측면(20a)쪽으로 함몰된 연속된 곡면으로 형성되어 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 벽면(8)(9) 사이를 접속하고 있는 점이다. 이 벽면(16a)의 곡률반경은 주형(코어)에 의해 형성 가능한 최소 곡률 반경(3R- 4R정도)보다 큰 곡률 반경(7R- 8R)정도로 설정된다.The second improvement point is as shown in FIGS. 2 and 6, in which the wall surface 16a of the port opening side 20a of the cooling water discharge port 16 is recessed toward the port opening side 20a of the cylinder head 20. It is formed in a continuous curved surface and is connected between the wall surfaces 8 and 9 of the intake port 1 and the exhaust port 2. The radius of curvature of the wall surface 16a is set to a radius of curvature 7 R -8 R that is larger than the minimum radius of curvature (about 3 R -4 R ) that can be formed by the mold (core).

이와 같이, 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(20a)쪽 벽면(15a)이 연속된 곡면으로 흡기포트(1) 및 배기포트(2)의 벽면(8)(9) 사이를 접속함으로써, 급격한 단면변화가 없어져서 커다란 열부하가 걸리는 과급기가 부착된 엔진에서도 냉각수 토출구(16)의 포트 개구측면(20a)쪽 벽면(16a)과 배기포트의 벽면(9) 접속부에 크랙이 발생할 우려를 피할 수 있다.Thus, the wall surface 15a of the port opening side surface 20a of the cooling water discharge port 16 connects between the intake port 1 and the wall surface 8, 9 of the exhaust port 2 in a continuous curved surface. Even in an engine equipped with a supercharger that is subjected to a large heat load due to no cross-sectional change, there is a possibility that cracks may occur in the connection between the wall surface 16a of the port opening side 20a of the cooling water discharge port 16 and the wall surface 9 of the exhaust port.

본 발명에 의하면, 드릴구멍의 선단이 실린더헤드의 바닥면에 대해 대체로 수직인 방향에서 보았을 때 양 포트의 스로트 개구 가장자리의 부실쪽을 연결하는 접선보다 실린더헤드의 포트 개구측면쪽에 위치하고 있기 때문에, 냉각수 토출구로부터 토출된 냉각수가 부실의 외벽면에 도달하기 바로 전부터 상부의 워터 재킷 쪽으로 흐르기 때문에 부실의 벽부가 국소적으로 냉각되는 일이 없어져서 엔진냉간시의 실화를 방지할 수 있다.According to the present invention, since the tip of the drill hole is located on the port opening side of the cylinder head rather than the tangent connecting the stale side of the throat opening edge of both ports when viewed from the direction substantially perpendicular to the bottom surface of the cylinder head. Since the cooling water discharged from the cooling water discharge port flows toward the upper water jacket immediately before reaching the outer wall surface of the sub-chamber, the wall part of the sub-chamber is not locally cooled, so that misfire during engine cooling can be prevented.

특히, 냉각수 토출구의 포트 개구 측면쪽 벽면으로부터 부실을 형성하는 벽부의 외벽면에 걸쳐서 뻗는 오목홈이 형성되고, 이 오목홈의 바닥면이 상기 드릴구멍의 바닥면보다 높게 설정되어 있을 경우에는 오목홈에 의해 냉각수 토출구의 개구면적이 확대됨과 동시에, 드릴구멍 선단에 의해 오목홈의 바닥면 도중에 부실쪽이 높아진 단차부가 형성됨으로써 냉각수통로를 흘러나온 냉각수가 상기 단차부에 의해 상부로 편향되게 된다. 따라서, 부실의 벽부쪽으로 직진하는 냉각수의 양이 감소하여 부실 벽부의 국소적인 냉각 억제효과가 촉진된다.In particular, a concave groove is formed that extends from the wall surface of the port opening side of the cooling water discharge port to the outer wall surface of the wall portion forming the inferior portion, and when the bottom surface of the concave groove is set higher than the bottom surface of the drill hole, As a result, the opening area of the cooling water discharge port is enlarged, and a stepped portion in which the bad side is raised in the middle of the bottom surface of the concave groove is formed by the drill hole tip, so that the coolant flowing out of the cooling water passage is deflected upward by the stepped portion. Therefore, the amount of cooling water going straight toward the wall part of the defective part is reduced, so that the local cooling suppression effect is promoted.

한편, 냉각수 토출구의 포트 개구 측면쪽 벽면이 주형에 의해 형성가능한 최소 곡률반경보다 큰 곡률반경을 가지며, 또 포트 개구 측면쪽으로 함몰된 곡면으로 양 포트의 외벽면 사이를 연속적으로 접속하고 있는 구성인 경우에는 이 접속부에 있어서의 급격한 단면변화가 없어지기 때문에, 커다란 열부하가 걸리는 과급기가 부착된 엔진에서도 냉각수 토출구의 포트 개구 측면쪽 벽면과 포트 벽부의 접속부에 크랙이 발생할 우려가 없어진다.On the other hand, when the port opening side wall surface of the cooling water discharge port has a radius of curvature larger than the minimum curvature radius that can be formed by the mold, and is continuously connected between the outer wall surfaces of both ports by a curved surface recessed toward the port opening side surface. Since the abrupt cross-sectional change in this connection part is eliminated, there is no possibility that a crack will generate | occur | produce in the connection part of the port opening side wall surface of a cooling-water discharge port, and the connection part of a port wall part even in the engine with a supercharger which takes a large heat load.

Claims (9)

상류단이 모두 실린더헤드의 한쪽 측면으로 개구하고, 이 측면으로부터 대체로 평행하게 뻗어 하류단이 실린더헤드의 바닥면으로 개구하는 흡기포트 및 배기포트와, 상기 양 포트 사이에 존재하는 벽부의 연장선상에 형성된 부실을 구비하고, 상기 실린더헤드의 포트 개구측면으로부터 상기 부실을 향해 냉각수통로가 형성되고, 이 냉각수통로의 선단으로부터 상기 포트 개구 측면쪽에 걸쳐서 상부로 개구하는 냉각수 토출구가 형성되어 있는 엔진의 실린더헤드구조에 있어서, 상기 냉각수통로의 선단은, 상기 실린더헤드의 바닥면에 대해 대체로 수직방향에서 보았을 때, 상기 양 포트의 스로트 개구 가장자리의 부실측 부분을 연결하는 접선보다 실린더헤드의 흡기포트 및 배기포트가 개구되어 있는 측면쪽에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.On both the intake and exhaust ports whose upstream ends open to one side of the cylinder head and extend substantially parallel from this side, and the downstream ends open to the bottom surface of the cylinder head, and on an extension line of the wall portion existing between the both ports. A cylinder head of an engine having a formed sub-chamber, wherein a cooling water passage is formed from the port opening side of the cylinder head toward the sub-chamber, and a cooling water discharge port is opened from the distal end of the cooling water passage to the port opening side. In the structure, the front end of the cooling water passage is in the intake port and exhaust of the cylinder head rather than the tangent connecting the insolvent side portions of the throat opening edges of the both ports when viewed in a direction substantially perpendicular to the bottom surface of the cylinder head. An engine characterized in that the port is located on the side of the opening Cylinder head structure. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 토출구의 상기 포트 개구측 양쪽의 벽면으로부터 상기 부실을 형성하는 벽부의 외벽면에 걸쳐서 뻗은 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈의 바닥면이 상기 냉각수통로의 바닥면 보다 높게 설정되어 단차부를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.The concave groove of claim 1, wherein concave grooves are formed extending from the wall surfaces of both sides of the port opening side of the cooling water discharge port to an outer wall surface of the wall portion forming the concave portion, and the bottom surface of the concave groove is smaller than the bottom surface of the cooling water passage. A cylinder head structure of an engine, which is set high and constitutes a stepped portion. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 토출구의 포트 개구측 양쪽 벽면이 주형에 의해 형성 가능한 최소 곡률반경보다도 큰 곡률반경을 가지고, 또 상기 포트 개구 측면쪽으로 함몰된 곡면으로 상기 양 포트의 벽면 사이를 연속적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.The wall of both ports of the port opening side of the cooling water discharge port has a radius of curvature larger than the minimum radius of curvature that can be formed by the mold and is continuously recessed between the wall surfaces of the ports. The cylinder head structure of the engine characterized by connecting. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각수 토출구의 상기 포트 개구 측면쪽의 벽면이 상기 실린더헤드의 바닥면에 대해 대체로 수직 방향에서 보았을 때 상기 양 포트의 스로트 개구 가장자리의 각각의 중심 사이를 연결하는 직선과, 상기 각각의 중심으로부터 각각 그 반경의 1/2 거리만큼 포트 개구 측면쪽과는 반대쪽에 잡은 점 사이를 연결하는 직선 사이의 영역에 개입되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.A throat opening edge of each of the ports according to any one of claims 1 to 3, wherein the wall surface of the side surface of the port opening of the cooling water discharge port is viewed generally in a direction perpendicular to the bottom surface of the cylinder head. An engine intervening in a region between a straight line connecting the centers of the lines and a straight line connecting the points held on the opposite side of the port opening side surface by a distance of 1/2 of the radius from the respective centers, respectively. Cylinder head structure. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진은 과급기가 부착된 엔진인 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.4. The cylinder head structure of an engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the engine is an engine to which a supercharger is attached. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각수통로는 드릴구멍인 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.3. The cylinder head structure of an engine according to claim 1 or 2, wherein the cooling water passage is a drill hole. 상류단이 실린더헤드의 동일측면으로 개구하고, 이 측면으로부터 대체로 평행하게 뻗어 하류단이 실린더헤드의 바닥면으로 개구하는 흡기포트 및 배기포트를 구비한 엔진의 실린더헤드구조에 있어서, 이 흡기포트와 배기포트의 실린더헤드 바닥면측의 각각의 개구 가장자리 부근에서 이 양 포트의 벽면 사이에 개구하는 냉각수 토출구를 구비하고, 상기 양 포트의 벽면 사이가 곡률반경을 갖는 동시에, 상기 냉각수 토출구를 형성하는 벽면에 의해 연속적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.A cylinder head structure of an engine having an intake port and an exhaust port whose upstream end opens to the same side of the cylinder head, and extends substantially parallel from this side, and the downstream end opens to the bottom surface of the cylinder head. Cooling water discharge openings which are opened between the wall surfaces of both ports near each opening edge of the cylinder head bottom surface side of the exhaust port, wherein the wall surfaces of the both ports have a radius of curvature and at the wall surface forming the cooling water discharge openings. The cylinder head structure of the engine characterized by being connected continuously. 제7항에 있어서, 상기 엔진은 과급기가 부착된 엔진인 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.8. The cylinder head structure of claim 7, wherein the engine is an engine to which a supercharger is attached. 제4항에 있어서, 상기 엔진은 과급기가 부착된 엔진인 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더헤드구조.5. The cylinder head structure of claim 4, wherein the engine is an engine to which a supercharger is attached.
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