説明

シリンダヘッド冷却構造

【課題】吸気ポートの形状の最適化と強度保持が図れるようにする。
【解決手段】複数の吸気ポート2a,2bを取り囲む吸気通路壁6a,6bと複数の排気ポート3a,3bを取り囲む排気通路壁7a,7bとの間にウォータジャケット4が形成されたシリンダヘッド冷却構造であって、複数の吸気ポート2a,2bの相互間に中実部11を有して複数の吸気ポート2a,2bを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁12を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はシリンダヘッド冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ディーゼルエンジンのシリンダブロックに締結されて燃焼室の一部を構成するシリンダヘッドは、給排気系、動弁系、及び燃料噴射系などが付帯する複雑な形状の部品である。
前記シリンダヘッドの内部には、冷却水が流通する空隙からなるウォータジャケットが形成してあり、シリンダからの熱によって加熱される高温部位を冷却するようになっている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0003】
図2は従来のシリンダヘッドの一例を示す切断側面図、図3は図2をIII−III方向から見たウォータジャケットの平面図であり、図中、1はシリンダヘッド、2(2a,2b)は吸気ポート、3(3a,3b)は排気ポート、4は冷却構造を構成するウォータジャケット、5は燃焼室、6a,6bは吸気通路壁、7a,7bは排気通路壁、8aは吸気ポート2a,2b及び排気ポート3a,3bの中心部に設けられるインジェクタ開口8を取り囲むインジェクタ周囲壁を表わしている。
【0004】
図3のシリンダヘッド冷却構造が適用されるディーゼルエンジンは、1気筒あたりの弁配置が吸気2弁・排気2弁の4弁式となっている。そして、前記吸気通路壁6a,6bは、吸気ポート2a,2b及び吸気弁(図示せず)の弁体部分を周方向に取り囲んでおり、又、排気通路壁7a,7bは、前記排気ポート3a,3b及び排気弁(図示せず)の弁体部分を周方向に取り囲んでいる。
【0005】
シリンダヘッド1の一方の所定位置には、シリンダブロックからの冷却水Wをウォータジャケット4へ送給するための冷却水入口9,10が穿設されており、該冷却水入口9,10からの冷却水Wは、通路壁6a,6b、7a,7bの相互間及びインジェクタ周囲壁8a周りの空隙へ向けて流れるようになっている。前記ウォータジャケット4は、複数設けられている燃焼室5(複数気筒)の夫々に対応して形成されている。
【0006】
図3に示すシリンダヘッド冷却構造においては、冷却水入口9,10からの冷却水Wはウォータジャケット4の空隙に流入し、矢印で示すように空隙を流動する間にシリンダヘッド1を全般的に冷却すると共に、燃焼面や排気通路などの高温部位を集中的に冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2005−069095号公報
【特許文献2】特開2009−115031号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来のシリンダヘッド冷却構造では、図3に示す如く、前記吸気ポート2a,2b及び排気ポート3a,3bを独立して取り囲む吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bを設けているため、吸気通路壁6a,6b、排気通路壁7a,7b及びインジェクタ周囲壁8aの相互間の空隙が狭く、特に吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間は狭い空隙Xとなっている。尚、図3においては、前記吸気通路壁6bとインジェクタ周囲壁8aとは一体に形成した場合を示している。
【0009】
更に、前記吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間に前記したような狭い空隙Xを設けるために、前記吸気ポート2aは一部が凹んだ歪んだ形状となっている。
【0010】
しかし、前記したように、吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間に狭い空隙Xを設けるために、吸気ポート2aの一部を凹ませた歪んだ形状としているので、吸気抵抗が増加して吸気効率が低下するという問題がある。近年の高Pmax(筒内最高圧力)に対応したコンパクトなエンジンとするために、吸気圧力を高めることが要求されているが、前記吸気ポート2aの形状では吸気圧力を高めた場合に吸気効率の低下が著しくなる可能性がある。
【0011】
更に、吸気圧力を高めることに伴って、シリンダヘッド1における吸気ポート2a周りの強度を高める必要があるが、前記したように、狭い空隙Xを確保するために吸気ポート2aを取り囲む吸気通路壁6aの厚さが薄くなってしまい、そのために十分な吸気ポート2a周りの強度が保持できないという問題がある。
【0012】
又、前記したように、吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bを独立して設けているために、吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bの間に形成される空隙の全体容積が大きくなり、そのために、シリンダヘッド1の鋳造後に内部に残る鋳砂量が増加し、鋳砂の除去作業が大変になる問題がある。
【0013】
更に、前記吸気通路壁6aとインジェクタ周囲壁8aとの間の狭い空隙Xに残った鋳砂の除去作業は非常に困難となる問題がある。
【0014】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、吸気ポートの形状の最適化と強度保持が図れるようにしたシリンダヘッド冷却構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、複数の吸気ポートを取り囲む吸気通路壁と複数の排気ポートを取り囲む排気通路壁との間にウォータジャケットが形成されたシリンダヘッド冷却構造であって、複数の吸気ポートの相互間に中実部を有して複数の吸気ポートを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁を形成したことを特徴とする。
【0016】
而して、上記シリンダヘッド冷却構造においては、複数の吸気ポートの相互間に中実部を有して複数の吸気ポートを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁を形成したので、ウォータジャケットに供給された冷却水は、前記吸気ポート包囲壁に沿って流れ、吸気ポート包囲壁を介して複数の吸気ポート周りを冷却する。前記吸気ポート包囲壁を設けたことにより、吸気ポートの形状を自由に選定して最適な形状とすることができ、更に、吸気ポート周りの強度を高めることができる。
【0017】
上記シリンダヘッド冷却構造において、前記吸気ポート包囲壁が、インジェクタ周囲壁を一体に形成していることは好ましい。
【発明の効果】
【0018】
本発明のシリンダヘッド冷却構造によれば、吸気ポート包囲壁を設けたことにより、吸気ポートを最適な形状として吸気効率を高めることができ、更に、前記吸気ポート包囲壁によって吸気ポート周りの強度を大幅に高められるという優れた効果を奏し得る。
【0019】
又、従来に比して、吸気通路壁及び排気通路壁の間に形成される空隙の全体容積を減少することができ、且つ、従来有していた狭い空隙も省略できるため、シリンダヘッドの鋳造後に内部に残った鋳砂を除去するための作業を容易にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明のシリンダヘッド冷却構造の一実施例を示す切断平面図である。
【図2】従来のシリンダヘッドの一例を示す切断側面図である。
【図3】図2をIII−III方向から見た従来のウォータジャケットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0022】
図1は本発明のシリンダヘッド冷却構造の一例を示す切断平面図である。従来においては図3に示したように、シリンダヘッド1に備えた複数の吸気ポート2a,2b及び複数の排気ポート3a,3bを夫々別個に取り囲む吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bを設けて、それらの間に形成される狭い空隙Xなどの空隙によってウォータジャケット4を形成していたのに対し、本発明では、図1に示す如く、複数の吸気ポート2a,2bの相互間に中実部11を備えて複数の吸気ポート2a,2bを一体に取り囲むようにした吸気ポート包囲壁12を設けている。
【0023】
即ち、従来では、シリンダヘッド1では平面方向全体にウォータジャケット4を設けて冷却することが必要と考えられていたが、排気ガスが通る排気ポート2a,2b周りの温度に比して吸気ガスが通る吸気ポート3a,3b周りの温度は低いため、吸気ポート2a,2b周りにはウォータジャケット4を接近して設けなくても問題が生じないことが判明した。このため、本発明では、前記した如く、複数の吸気ポート2a,2bの相互間に中実部11を備えて複数の吸気ポート2a,2bを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁12を設け、吸気ポート2a,2b周りを1つの吸気ポート包囲壁12によって冷却するようにした。
【0024】
このとき、前記吸気ポート包囲壁12は、インジェクタ周囲壁8aを一体に形成することにより、インジェクタ開口8も一緒に冷却することができる。
【0025】
次に、上記実施例の作動を説明する。
【0026】
図1に示す如く、複数の吸気ポート2a,2bの相互間に中実部11を有して複数の吸気ポート2a,2bを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁12を形成したので、ウォータジャケット4に供給された冷却水Wは、前記吸気ポート包囲壁12に沿って流れ、この冷却水Wにより吸気ポート包囲壁12を介して吸気ポート2a,2b周りが冷却される。又、吸気ポート包囲壁12がインジェクタ周囲壁8aを一体に形成している場合には、インジェクタ開口8周りも一緒に冷却される。
【0027】
前記したように、吸気ポート包囲壁12を設けたことにより、吸気ポート2a,2bの形状を自由に設計することができ、よって吸気ポート2a,2bを最適な形状とすることができる。この結果、吸気効率が向上し、排ガス・燃費の向上を図ることができる。
【0028】
更に、前記吸気ポート包囲壁12によってシリンダヘッド1の強度が高められるので、吸気圧力が高められた場合にも、吸気ポート2a,2b周りの強度を十分高く保持することができる。
【0029】
又、従来に比して、吸気通路壁6a,6b及び排気通路壁7a,7bの間に形成される空隙の全体容積を減少することができ、しかも、従来における狭い空隙Xも省略できるため、シリンダヘッド1の鋳造後に内部に残った鋳砂を除去するための作業が容易になる。
【0030】
尚、本発明のシリンダヘッド冷却構造は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0031】
1 シリンダヘッド
2 吸気ポート
2a,2b 吸気ポート
3 排気ポート
3a,3b 排気ポート
4 ウォータジャケット
6a,6b 吸気通路壁
7a,7b 排気通路壁
8a インジェクタ周囲壁
11 中実部
12 吸気ポート包囲壁

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の吸気ポートを取り囲む吸気通路壁と複数の排気ポートを取り囲む排気通路壁との間にウォータジャケットが形成されたシリンダヘッド冷却構造であって、複数の吸気ポートの相互間に中実部を有して複数の吸気ポートを一体に取り囲む吸気ポート包囲壁を形成したことを特徴とするシリンダヘッド冷却構造。
【請求項2】
前記吸気ポート包囲壁が、インジェクタ周囲壁を一体に形成していることを特徴とする請求項1に記載のシリンダヘッド冷却構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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