JP2007162519A - シリンダヘッドの冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダヘッドのウォータジャケット構造を改良して、冷却性能の向上と製造性の向上を図る。
【解決手段】複数の排気ポート2を集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッド1において、燃焼室部を冷却するウォータジャケット11と、排気集合部を冷却するウォータジャケット21(上下のウォータジャケット21A,21Bとこれらを連通するウォータジャケット21Cとで構成される)とを、分割して形成し、それぞれのウォータジャケット11,21への冷却水流量を独立して調整可能なように分割して形成した。
【選択図】図1
【解決手段】複数の排気ポート2を集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッド1において、燃焼室部を冷却するウォータジャケット11と、排気集合部を冷却するウォータジャケット21(上下のウォータジャケット21A,21Bとこれらを連通するウォータジャケット21Cとで構成される)とを、分割して形成し、それぞれのウォータジャケット11,21への冷却水流量を独立して調整可能なように分割して形成した。
【選択図】図1
Description
本発明は、排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッドの冷却構造に関する。
排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成することによりエンジンのコンパクト化を図ったシリンダヘッドがある。
特許文献1では、この種のシリンダヘッドにおいて、排気集合部の上下両側にウォータジャケットを設け、各シリンダ間の排気ポート部に設けた複数のオイル通路の少なくとも一部を、上下両側のウォータジャケットを連通するウォータジャケットで囲んだ構造としている。
特開2002−70641号公報
特許文献1では、この種のシリンダヘッドにおいて、排気集合部の上下両側にウォータジャケットを設け、各シリンダ間の排気ポート部に設けた複数のオイル通路の少なくとも一部を、上下両側のウォータジャケットを連通するウォータジャケットで囲んだ構造としている。
しかしながら、特許文献1の冷却構造では、排気集合部のウォータジャケットと各シリンダの燃焼室部のウォータジャケットとがシリンダ列方向と直交する方向に連通して形成され、両部のウォータジャケットへの冷却水流量を独立して調整できない構造であるため、冷却水が排気集合部の上下両側のウォータジャケットに多く流れ、高温部位である燃焼室及び点火プラグ周辺の冷却水流量が低下してしまうので、燃焼効率を低下させてしまうこととなっていた。
また、上記のように、排気集合部の上下両側のウォータジャケットと各シリンダの燃焼室部のウォータジャケットとが連通するように一体形成されているため、上下両側のウォータジャケットを連通するウォータジャケットは、別体の中子で形成する必要があり、その分製造工程が増加してしまうなどの問題があった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、被冷却部の要求冷却量に応じた冷却を行うことができ、製造工程も削減できるシリンダヘッドの冷却構造を提供することを目的とする。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、被冷却部の要求冷却量に応じた冷却を行うことができ、製造工程も削減できるシリンダヘッドの冷却構造を提供することを目的とする。
このため、本発明は、複数の排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッドにおいて、燃焼室部を冷却するウォータジャケットと、排気集合部を冷却するウォータジャケットとを、それぞれのウォータジャケットへの冷却水流量を独立して調整可能なように分割して形成した構成とした。
本発明によれば、燃焼室部のウォータジャケットと排気集合部のウォータジャケットが分割して形成され、それぞれの冷却水流量を独立して調整できるので、本来大きな冷却量が必要な燃焼室部の必要冷却水流量を確保することができる。
また、排気集合部のウォータジャケットは、燃焼室部のウォータジャケットと独立しているので、上下両側のウォータジャケットとこれらを結ぶ連通部ウォータジャケットを含めて排気集合部のウォータジャケットを1個の中子で形成することができ、製造工程を削減でき、コストダウンを図れる。
また、排気集合部のウォータジャケットは、燃焼室部のウォータジャケットと独立しているので、上下両側のウォータジャケットとこれらを結ぶ連通部ウォータジャケットを含めて排気集合部のウォータジャケットを1個の中子で形成することができ、製造工程を削減でき、コストダウンを図れる。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すエンジン(内燃機関)のシリンダヘッドの縦断面構造を示す。
エンジンのシリンダヘッド1は、排気ポート2、吸気ポート3、燃焼室4、排気側締結面5、吸気側締結面6、燃焼室部ウォータジャケット11、排気集合部ウォータジャケット21を構成している。
図1は本発明の一実施形態を示すエンジン(内燃機関)のシリンダヘッドの縦断面構造を示す。
エンジンのシリンダヘッド1は、排気ポート2、吸気ポート3、燃焼室4、排気側締結面5、吸気側締結面6、燃焼室部ウォータジャケット11、排気集合部ウォータジャケット21を構成している。
前記燃焼室部ウォータジャケット11は、点火プラグ部ウォータジャケット11A、吸気ポート下部ウォータジャケット11B及び吸気ポート周り部ウォータジャケット11C、排気ポート下部ウォータジャケット11D、排気ポート上部ウォータジャケット11E、排気ポート周り部ウォータジャケット11Fとで構成してある。
一方、前記燃焼室部ウォータジャケット11とは分割して形成される排気集合部ウォータジャケット21は、排気集合部下部ウォータジャケット21A、排気集合部上部ウォータジャケット21B、これら排気集合部下部ウォータジャケット21A、排気集合部上部ウォータジャケット21B同士を連通する連通部ウォータジャケット21Cで構成してある。
一方、前記燃焼室部ウォータジャケット11とは分割して形成される排気集合部ウォータジャケット21は、排気集合部下部ウォータジャケット21A、排気集合部上部ウォータジャケット21B、これら排気集合部下部ウォータジャケット21A、排気集合部上部ウォータジャケット21B同士を連通する連通部ウォータジャケット21Cで構成してある。
図2に、シリンダヘッドのウォータジャケット形状および冷却水の流れを示す。
シリンダヘッドのウォータジャケットの構成として、ウォータジャケットとはならない点火プラグ部31、排気バルブガイド部32、ヘッドボルト部33の外側を囲んで設けられる燃焼室部ウォータジャケット11と、該燃焼室部ウォータジャケット11に対し、ウォータジャケットとはならないオイル通路51を挟んで排気側にあって、前記排気集合部下部ウォータジャケット21A、排気集合部上部ウォータジャケット21B、連通部ウォータジャケット21Cで構成された排気集合部ウォータジャケット21とで構成されている。
シリンダヘッドのウォータジャケットの構成として、ウォータジャケットとはならない点火プラグ部31、排気バルブガイド部32、ヘッドボルト部33の外側を囲んで設けられる燃焼室部ウォータジャケット11と、該燃焼室部ウォータジャケット11に対し、ウォータジャケットとはならないオイル通路51を挟んで排気側にあって、前記排気集合部下部ウォータジャケット21A、排気集合部上部ウォータジャケット21B、連通部ウォータジャケット21Cで構成された排気集合部ウォータジャケット21とで構成されている。
ここで、これら排気集合部下部ウォータジャケット21A、排気集合部上部ウォータジャケット21B、連通部ウォータジャケット21Cで構成される排気集合部ウォータジャケット21は、燃焼室部ウォータジャケット11と分割されて独立して設けられるので、1つの中子で形成することができる。
前記排気集合部ウォータジャケット21の冷却水出口部には、冷却水コントロールバルブ41が設けてある。
前記排気集合部ウォータジャケット21の冷却水出口部には、冷却水コントロールバルブ41が設けてある。
前記冷却水コントロールバルブ31は、水温センサによって検出されるエンジン冷却水温度に基づくエンジン暖気状態に応じて開度を制御され、これにより、冷却水流量を調整する。
次に、冷却水の流れを説明する。
冷却水入口流れW1から吸気ポート下部流れW2、点火プラグ部流れW3、排気集合部下部流れW6に分かれる。
次に、冷却水の流れを説明する。
冷却水入口流れW1から吸気ポート下部流れW2、点火プラグ部流れW3、排気集合部下部流れW6に分かれる。
分離したそれぞれの冷却水の流れは、吸気ポート下部流れW2は、後端シリンダから冷却水出口W11へ、点火プラグ部流れW3は、シリンダ間流れW4,W5を経由して冷却水出口W11へ流れる。
排気集合部下部流れW6は、排気集合部下部ウォータジャケット21Aに流れ、一部は、複数の連通部ウォータジャケット21Cを通って排気集合部上部ウォータジャケット21Bへの流れW7,W8となり、排気集合部合流流れW9となって冷却水コントロールバルブ41部の流れW10を経由して、冷却水出口W11へ流れる。
排気集合部下部流れW6は、排気集合部下部ウォータジャケット21Aに流れ、一部は、複数の連通部ウォータジャケット21Cを通って排気集合部上部ウォータジャケット21Bへの流れW7,W8となり、排気集合部合流流れW9となって冷却水コントロールバルブ41部の流れW10を経由して、冷却水出口W11へ流れる。
上記のように構成すれば、燃焼室部と排気集合部のウォータジャケットを分割して形成しているので、それぞれの冷却水流量を独立して調整でき、本来冷却が必要な燃焼室部の冷却水流量を十分に確保することができるので、ノッキング特性の低下を防ぎ、燃焼効率を最大とすることができる。
また、排気集合部下部ウォータジャケット21Aと排気集合部上部ウォータジャケット21Bとをつなぐ連通部ウォータジャケット21Cを、各シリンダ間と前後端の合計4箇所とし、それらを1つの中子で形成したため、上下両側のウォータジャケット21A,21Bの流れを均一にすることができ、また、連通部ウォータジャケット21Cが均等に配置してあるので、排気集合部ウォータジャケット21の中子形成段階での中子の強度を確保でき、歩留まりよく一体成形することができる。
また、排気集合部下部ウォータジャケット21Aと排気集合部上部ウォータジャケット21Bとをつなぐ連通部ウォータジャケット21Cを、各シリンダ間と前後端の合計4箇所とし、それらを1つの中子で形成したため、上下両側のウォータジャケット21A,21Bの流れを均一にすることができ、また、連通部ウォータジャケット21Cが均等に配置してあるので、排気集合部ウォータジャケット21の中子形成段階での中子の強度を確保でき、歩留まりよく一体成形することができる。
また、排気集合部ウォータジャケット21の出口側に冷却水コントロールバルブ41を設け、エンジンの暖機状態(水温)に応じて冷却水流量を制御することができる。
具体的には、エンジン始動時は、冷却水コントロールバルブ41を閉じて冷却水流れを遮断することにより、排温の早期上昇を図り、暖機を促進することができる。
また、ヒーター性能要求に対応してエンジン暖機途中では、冷却水コントロールバルブ41を全開として冷却水流量を大きくすることでヒーター性能の向上を図れる。
具体的には、エンジン始動時は、冷却水コントロールバルブ41を閉じて冷却水流れを遮断することにより、排温の早期上昇を図り、暖機を促進することができる。
また、ヒーター性能要求に対応してエンジン暖機途中では、冷却水コントロールバルブ41を全開として冷却水流量を大きくすることでヒーター性能の向上を図れる。
また、ラジエータ能力が限界となる高負荷高回転領域では、冷却水コントロールバルブ41を中間開度として冷却水流量を少なくすることができるので、ラジエータ容量の増大を防止できる。
以上のように、ヒーター性能の向上を図りながらも、冷却システムの極大化を防ぐことができるので、最適な冷却システムとすることができる。
以上のように、ヒーター性能の向上を図りながらも、冷却システムの極大化を防ぐことができるので、最適な冷却システムとすることができる。
1 シリンダヘッド
2 排気ポート
4 燃焼室
11 燃焼室部ウォータジャケット
21 排気集合部ウォータジャケット
21A 排気集合部下部ウォータジャケット
21B 排気集合部上部ウォータジャケット
21C 連通部ウォータジャケット
2 排気ポート
4 燃焼室
11 燃焼室部ウォータジャケット
21 排気集合部ウォータジャケット
21A 排気集合部下部ウォータジャケット
21B 排気集合部上部ウォータジャケット
21C 連通部ウォータジャケット
Claims (4)
- 複数の排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッドにおいて、
燃焼室部を冷却するウォータジャケットと、排気集合部を冷却するウォータジャケットとを、それぞれのウォータジャケットへの冷却水流量を独立して調整可能なように分割して形成したことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造。 - 排気集合部を冷却するウォータジャケットは、排気集合部の上下両側のウォータジャケットと、これらを連通するウォータジャケットとで構成されることを特徴とする請求項1に記載のシリンダヘッドの冷却構造。
- 前記排気集合部の上下両側のウォータジャケットを連通するウォータジャケットは、シリンダ配列方向の両端部と、隣接するシリンダ間とに設けられ、排気集合部の全てのウォータジャケットを、1個の中子で形成することを特徴とする請求項2に記載のシリンダヘッドの冷却構造。
- 排気集合部のウォータジャケットの冷却水出口側に冷却水流量を調整するコントロールバルブを配設したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のシリンダヘッドの冷却構造。
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2005
- 2005-12-12 JP JP2005357091A patent/JP2007162519A/ja active Pending
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