JP2015059492A - シリンダヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】高温化の抑制が可能なシリンダヘッドを提供する。【解決手段】シリンダヘッド１は、冷却水が流通する中間冷却ジャケット１４、排気が流通する複数の排気通路２１、複数の排気通路２１のうちの一部の排気通路２１を合流させる第１合流部２２、および、複数の排気通路２１のうちの残りの排気通路２１を合流させる第２合流部２３を有している。中間冷却ジャケット１４は、第１合流部２２および第２合流部２３の間の隔壁１１内に形成されている。隔壁１１には、中間冷却ジャケット１４に連通する連通路１６が形成されている。連通路１６は、ドリルを用いた加工により形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダヘッドに関する。

特許文献１のシリンダヘッドは、４本の排気通路と、４本の排気通路のうちの２本の排気通路を合流させる第１合流部と、４本の排気通路のうちの残りの２本の排気通路を合流させる第２合流部とを有している。第１合流部および第２合流部は、間隔を空けて並べられている。

また、シリンダヘッドには、４本の排気通路および各合流部を冷却する上側冷却ジャケットおよび下側冷却ジャケットが形成されている。下側冷却ジャケットには、中間冷却ジャケットが形成されている。中間冷却ジャケットは、シリンダヘッドにおいて各合流部の間に形成されている。各排気通路、各合流部、および、各冷却ジャケットは、中子を用いた鋳造により形成されている。

特開２０１２−１８９０７６号公報

上記各合流部は、各排気通路の排気が合流するため、温度が高くなる。このため、シリンダヘッドが高温化しやすい。
一方、特許文献１のシリンダヘッドは、中間冷却ジャケットを形成するための中子が折れることを防止するため、中子を大きく形成している。このため、中間冷却ジャケットの通路断面積が大きくなる。このため、下側冷却ジャケットから中間冷却ジャケットに流入する冷却水の流速が低くなる。このため、中間冷却ジャケット内の冷却水が循環しにくくなり、中間冷却ジャケットを設けていてもシリンダヘッドを効率よく冷却できないおそれがある。このため、シリンダヘッドの高温化が抑制されにくい。

本発明は、高温化の抑制が可能なシリンダヘッドを提供することを目的とする。

本シリンダヘッドは、排気ポートを介して排出される排気を流通させる複数の排気通路と、前記複数の排気通路のうちの一部の排気通路を合流させる第１合流部と、前記第１合流部と間隔を空けて並べられ、前記複数の排気通路のうちの残りの排気通路を合流させる第２合流部と、前記第１合流部と前記第２合流部との間の隔壁内に形成された中間冷却ジャケットと、ドリルを用いた加工により前記隔壁に形成され、前記中間冷却ジャケットに連通する連通路とを有する。

ドリルを用いた加工により形成された連通路は、中子により形成された通路と比較して、通路断面積を小さくすることができる。このため、連通路内を流通する冷却水の流速が高くなる。このため、連通路から導入された冷却水は中間冷却ジャケットに勢いよく流れ込むようになる。これにより、中間冷却ジャケット内の冷却水の流速が高くなる。このため、中間冷却ジャケット内の冷却水が循環しやすくなる。これにより、中間冷却ジャケット内を流れる冷却水によって隔壁を効率よく冷却することができる。したがって、シリンダヘッドの高温化が抑制される。

実施形態のシリンダヘッドの模式的な斜視図。 （ａ）図１のＺ１−Ｚ１線の断面図、（ｂ）図２（ａ）のＺ２−Ｚ２線の断面図。

図１および図２を参照して、シリンダヘッド１の構成について説明する。
シリンダヘッド１は、ツインスクロール式の過給機（図示略）が設けられた直列４気筒の内燃機関（図示略）に取り付けられている。図１に示されるように、シリンダヘッド１は、排気が流通する排気マニホールド２０を一体化している。

シリンダヘッド１は、排気マニホールド２０に加え、ヘッド本体１０、下側冷却ジャケット１３、中間冷却ジャケット１４、および、上側冷却ジャケット１５を有している。
排気マニホールド２０は、４本の排気通路２１、第１合流部２２、および、第２合流部２３を有している。

各排気通路２１の上流側には、分岐部２１Ａが形成されている。分岐部２１Ａは、排気ポート（図示略）に接続されている。分岐部２１Ａは、各排気通路２１を２つに分岐している。第１合流部２２は、４本の排気通路２１のうちの２本の排気通路２１の下流側を合流している。第２合流部２３は、４本の排気通路２１のうちの残りの２本の排気通路２１の下流側を合流している。第２合流部２３は、第１合流部２２と間隔を空けて並べられている。

図２（ａ）に示されるように、ヘッド本体１０は、隔壁１１を有している。隔壁１１は、各合流部２２，２３の間の部分を構成している。また、ヘッド本体１０は、取付面１２を有している。取付面１２には、各合流部２２，２３が開口している。取付面１２には、ガスケット（図示略）を介して過給機が取り付けられている。

下側冷却ジャケット１３は、ヘッド本体１０において各排気通路２１の下側の部分に形成されている。図１に示されるように、下側冷却ジャケット１３は、各排気通路２１を下側から覆っている。下側冷却ジャケット１３には、内燃機関を冷却する冷却水がシリンダブロックの冷却水路（図示略）から供給されている。

図２（ａ）に示されるように、中間冷却ジャケット１４は、隔壁１１に形成されている。図１に示されるように、中間冷却ジャケット１４は、第１合流部２２を下側から覆い、かつ第２合流部２３を上側から覆っている。中間冷却ジャケット１４は、各排気通路２１が配列される方向に延びている。

図２（ａ）に示されるように、上側冷却ジャケット１５は、ヘッド本体１０において各排気通路２１の上側の部分に形成されている。図１に示されるように、上側冷却ジャケット１５は、各排気通路２１を上側から覆っている。上側冷却ジャケット１５は、下側冷却ジャケット１３と連通している。上側冷却ジャケット１５には、下側冷却ジャケット１３から冷却水が供給されている。

次に、図２を参照して、隔壁１１の内部構成について説明する。
図２（ｂ）に示されるように、隔壁１１には、２個の連通路１６が形成されている。２個の連通路１６は、中間冷却ジャケット１４が延びる方向において間隔を空けて形成されている。連通路１６は、下側冷却ジャケット１３と中間冷却ジャケット１４とを連通している。下側冷却ジャケット１３の冷却水は、連通路１６を介して中間冷却ジャケット１４に供給されている。図２（ａ）に示されるように、連通路１６は、取付面１２を構成する端壁１１Ａに向けて直線状に形成されている。連通路１６の出口は、端壁１１Ａに対向している。連通路１６は、シリンダヘッド１の成形後にドリルを用いた穴あけ加工により形成されている。

図２を参照して、本実施形態のシリンダヘッド１の作用および効果について説明する。
シリンダヘッド１が高温化した場合、各合流部２２，２３の開口部において亀裂が発生したり、過給機と取付面１２との間のガスケットの吹き抜けが発生したりするおそれがある。

そこで、シリンダヘッド１を冷却するため、中間冷却ジャケット１４と中間冷却ジャケット１４に冷却水を導く連通路１６とが隔壁１１に形成されている。連通路１６は、ドリルの穴あけ加工により形成されているため、中子を用いた鋳造により形成された連通路（以下、「比較連通路」）と比較して、通路断面積が小さくなる。このため、連通路１６を通過する冷却水の流速は、比較連通路を通過する冷却水の流速よりも高い。したがって、連通路１６を通過する冷却水は、比較連通路を通過する冷却水と比較して、中間冷却ジャケット１４に勢いよく流れ込む。このため、中間冷却ジャケット１４内の冷却水の流速が高くなる。これにより、中間冷却ジャケット１４内の冷却水が循環しやすくなるため、中間冷却ジャケット１４内を流れる冷却水によって隔壁１１を効率よく冷却することができる。

また、図２（ｂ）に示されるように、連通路１６内の冷却水は、隔壁１１において連通路１６の出口と対向する端壁１１Ａに衝突する。これにより、端壁１１Ａが冷却される。端壁１１Ａは、取付面１２を構成するため、取付面１２がより効果的に冷却される。

なお、本実施形態のシリンダヘッド１は、例えば以下のように変更することもできる。
・連通路１６は、下側冷却ジャケット１３に代えて、内燃機関の他の冷却水路（図示略）に接続することもできる。特に、連通路１６は、下側冷却ジャケット１３内の冷却水の温度よりも低い冷却水を有する冷却水路（図示略）に接続することが好ましい。また、連通路１６は、下側冷却ジャケット１３内の冷却水の流速よりも高い流速を有する冷却水路（図示略）に接続することが好ましい。

１…シリンダヘッド、１０…ヘッド本体、１１…隔壁、１１Ａ…端壁、１２…取付面、１３…下側冷却ジャケット、１４…中間冷却ジャケット、１５…上側冷却ジャケット、１６…連通路、２０…排気マニホールド、２１…排気通路、２１Ａ…分岐部、２２…第１合流部、２３…第２合流部。

Claims (1)

1. 排気ポートを介して排出される排気を流通させる複数の排気通路と、
   前記複数の排気通路のうちの一部の排気通路を合流させる第１合流部と、
   前記第１合流部と間隔を空けて並べられ、前記複数の排気通路のうちの残りの排気通路を合流させる第２合流部と、
   前記第１合流部と前記第２合流部との間の隔壁内に形成された中間冷却ジャケットと、
   ドリルを用いた加工により前記隔壁に形成され、前記中間冷却ジャケットに連通する連通路と
   を有する
   シリンダヘッド。