JP2709815B2 - 過給機付エンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents

過給機付エンジンのシリンダヘッド構造

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はターボ式過給機付きエンジンの排気装置に
関するもので、特にターボ式過給機をシリンダヘッドに
直接的に支持し、その排気口に直結する形式のシリンダ
ヘッド構造に関する。
〔従来の技術〕
従来、ターボ式の過給機は複数の燃焼室から排出され
る排気を集合して排気タービンへ供給するべくシリンダ
ヘッドに排気集合管を取付け、これを介して過給機へ高
温高圧の排気を給送している。すなわち、シリンダヘッ
ドと過給機との間は排気分岐管を介して連結することが
普通に行われている（例えば、特開昭58−185932号公
報）。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで過給機をシリンダヘッドに直接支持させよう
とすると、排気集合管をシリンダヘッドと一体にせねば
ならない。すなわち、排気ポートをシリンダヘッド内で
集合させる、いわゆるサイアミーズ形のポートとせねば
ならず、シリンダヘッドの大型化と排気ポートの過熱に
よるシリンダヘッドの変形を避けることが困難であつ
た。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は上記不具合を解消し、排気ポートの集合部
をシリンダヘッド内に収容すると共に、排気ポートと冷
却水との伝熱面積を増し冷却性能を向上させることを目
的とするもので、燃焼室形成用凹部を複数形成した下壁
と、この下壁の両端に前記凹部の並設方向に沿って延在
するように形成した第１、第２の側壁と、前記下壁にお
ける前記凹部の並設方向の両端に前記第１、第２の側壁
とは直交するように形成した第３、第４の側壁と、これ
らの側壁の内側を上方から覆う上壁と、前記各凹部に下
流端が開口しかつ上流側の吸気口が第１の側壁に開口す
る燃焼室毎の吸気ポートと、前記各凹部に上流端が開口
しかつ下流端の排気口が前記第２の側壁に開口する燃焼
室毎の排気ポートとを一体に形成することによって、内
部に水ジャケットを有する箱形のシリンダヘッドを形成
し、前記排気口に過給機の排気流入口を合致させて過給
機を直接シリンダヘッドで支持する過給機付エンジンの
シリンダヘッド構造であって、複数の燃焼室形成用凹部
から延びる前記排気ポートを前記水ジャケットで囲まれ
る位置で集合させて一つの排気口に連通させるととも
に、この排気口に、一つの排気タービンに一つの排気流
入口から排気を供給する構造の過給機を接続し、前記排
気ポートとシリンダヘッドの第２の側壁との間を、排気
ポートに一体に形成されかつ水ジャケットを上下に二分
する隔壁によって連結したものである。
〔作用〕
シリンダヘッドの下壁から導出された排気ポートの熱
は大型の水ジャケットと、排気ポートに接続した隔壁と
によって冷却水中へ大量に伝熱する。また、冷却水は隔
壁によって上下に区画され、水路が挟められて流速の低
下や滞流がない。さらに、一つの過給機に複数の燃焼室
から排気を供給する構造でも、過給機に燃焼室毎の排気
通路を形成しなくてよいから、過給機内の排気通路が短
くかつ単純な形状でよい。
〔実施例〕
以下、図示の実施例によつてこの発明を説明すると、
第１図中、１はエンジン本体であり、これには燃焼室２
とそれに通じる吸気ポート３および排気ポート４とが設
けられている。５はエンジン本体１に接続される吸気分
岐管、６はターボ式の過給装置で、この過給装置６は、
排気タービン6aと吸気ファン6bとが軸6cで一体に連結さ
れてなる過給機6dを二つ備えている。各過給機6dは、排
気流入口6eを一つのみ形成し、この排気流入口6eをシリ
ンダヘッド７の排気口に接続している。なお、エンジン
本体１は、第２図で示すように、シリンダヘッド７、シ
リンダ８およびピストン９を含み、それらによつて燃焼
室２を構成する。
シリンダヘッド７は、第３図以下で示すように、前記
燃焼室２を形成する凹部7aを複数形成した下壁7bと、こ
の下壁7bの両端に前記凹部7aの並設方向（カム軸方向）
に沿って延在する長い第１、第２の側壁7c,7dと、前記
下壁7bにおける前記凹部7aの並設方向の両端に前記第
１、第２の側壁7c,7dとは直交するように形成した第
３、第４の側壁7e,7fと、これらの側壁7c〜7fの内側を
上方から覆う上壁7gと、前記各凹部7aに下流端が開口し
かつ上端側の吸気口10が第１の側壁7cに開口する燃焼室
毎の前記吸気ポート３と、前記各凹部7aに上流端が開口
しかつ下流端の排気口11が前記第２の側壁7dに開口する
燃焼室毎の前記排気ポート４とを一体に形成することに
よって、内部に水ジャケット12を有する箱形に形成して
いる。前記吸気ポート３の吸気口10は前記吸気分岐管５
に接続され、前記排気ポート４の排気口11は前記ターボ
式の過給装置６に接続されている。このシリンダヘッド
７は、３個の燃焼室形成用凹部7aから延びる３つの排気
ポート４を前記水ジャケット12で囲まれる位置で集合さ
せて一つの排気口11に連通させている。排気ポート４の
集合部を第３図において符号4aで示す。このため、３個
の燃焼室２が排気ポート４を介して一つの過給機6dの排
気流入口6eに連通している。
13はシリンダヘッド７にターボ式の過給装置６をねじ
止めするためのスタッドボルトであり、その植え込み端
は第２の側壁7dを貫いて水ジャケット12内へ露出し、水
冷するようになっている。
また、シリンダ８とシリンダヘッド７とを結合するボ
ルト8aを挿通させるためのボス7hは、排気ポート４の下
面から上面へ抜ける水路面積を確保すべく円筒をなす外
面の一部が第９図において二点鎖線で示すように弧状に
削除してある。なお、前記ボルト8aより外側で前記３個
の排気ポート４が集合している。このため、排気ポート
４の集合部4aは、シリンダヘッド７におけるシリンダ用
合わせ面より外側に位置している。この合わせ面を図に
おいて符号7iで示す。
14は冷却水の流入口を示し、この流入口14は、シリン
ダ８からシリンダヘッド７個の水ジャケット12へ通じて
いる。15は冷却水の流出口、16は点火栓壁である。
さらに、前記水ジャケット12は、排気ポート４と、第
２の側壁7dとの間が隔壁17によって上下に二分されてい
る。この隔壁17は、第６図に示すように、排気ポート４
に一体に形成されている。
次に冷却水の流動を説明する。冷却水はシリンダ側の
水ジャケット（図示していない）から流入口14を通して
シリンダヘッド７の水ジャケット12へ流入した後、白い
矢印で示すように、そのまま集合して一部は各ポート
３、４の下面に沿って前記隔壁17の下面側へ流動し、残
部は斜線を施した矢印で示すように、隣接する燃焼室２
の排気ポート４の間を通過して隔壁17の上面側へ流動し
て第３図中を下方へ流動し流出口15に至る。
〔発明の効果〕
この発明は以上のように、燃焼室形成用凹部を複数形
成した下壁と、この下壁の両端に前記凹部の並設方向に
沿って延在するように形成した第１、第２の側壁と、前
記下壁における前記凹部の並設方向の両端に前記第１、
第２の側壁とは直交するように形成した第３、第４の側
壁と、これらの側壁の内側を上方から覆う上壁と、前記
各凹部に下流端が開口しかつ上流側の吸気口が第１の側
壁に開口する燃焼室毎の吸気ポートと、前記各凹部に上
流端が開口しかつ下流端の排気口が前記第２の側壁に開
口する燃焼室毎の排気ポートとを一体に形成することに
よって、内部に水ジャケットを有する箱形のシリンダヘ
ッドを形成し、前記排気口に過給機の排気流入口を合致
させて過給機を直接シリンダヘッドで支持する過給機付
エンジンのシリンダヘッド構造であって、複数の燃焼室
形成用凹部から延びる前記排気ポートを前記水ジャケッ
トで囲まれる位置で集合させて一つの排気口に連通させ
るとともに、この排気口に、一つの排気タービンに一つ
の排気流入口から排気を供給する構造の過給機を接続
し、前記排気ポートとシリンダヘッドの第２の側壁との
間を、排気ポートに一体に形成されかつ水ジャケットを
上下に二分する隔壁によって連結したため、この隔壁が
放熱用フィンとして機能して排気ポートと冷却水との熱
伝導面が増し、排気ポートの冷却性を向上させる。ま
た、隔壁によって水路が区画されるため、冷却水の滞流
が少なく、そのため水ジャケットがシリンダヘッドの排
気側に偏って大型に形成されているにも拘わらず冷却性
がよい。さらに、水ジャケットの外壁および排気ポート
を形成する壁は外方へ大きく張り出しているにも拘わら
ず、隔壁によって補強され、その強度の低下を最少にで
きる等の効果がある。
加えて、複数の燃焼室が過給機の一つの排気流入口に
連通するように構成したため、一つの過給機に複数の燃
焼室から排気を供給する構造でも、過給機に燃焼室毎の
排気通路を形成しなくてよい。したがって、過給機内の
排気通路が短くかつ単純な形状でよいから、過給機を軽
く形成することができ、しかも、タービン部分をシリン
ダヘッドに接近させることができる。過給機が軽いと、
これを支持するシリンダヘッドは剛性がその分低くてよ
い。特に、前記隔壁が補強用リブとして機能してシリン
ダヘッドが補強されていることと相俟って、シリンダヘ
ッドに形成する壁部分を相対的に薄く形成することがで
きるようになり、軽量化を図ることができる。また、タ
ービン部分がシリンダヘッドに接近すると、排気圧力の
損失が小さくなるとともに、エンジン上部の小型化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はエン
ジンの一部を示す平面図、第２図はそのII−II断面図、
第３図は要部を拡大して示す拡大平面図、第４図はその
IV−IV断面図、第５図はＶ−Ｖ断面図、第６図はVI−VI
断面図、第７図はVII−VII断面図、第８図はVIII−VIII
断面図、第９図は部分拡大図である。 ４……排気ポート、６……過給装置、6d……過給機、6e
……排気流入口、７……シリンダヘッド、7a……燃焼室
形成用凹部、7b……下壁、7c……第１の側壁、7d……第
２の側壁、7e……第３の側壁、7f……第４の側壁、7g…
…上壁、11……排気口、12……水ジャケット、17……隔
壁。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃焼室形成用凹部（7a）を複数形成した下
    壁（7b）と、この下壁の両端に前記凹部の並設方向に沿
    って延在するように形成した第１、第２の側壁（7c,7
    d）と、前記下壁における前記凹部の並設方向の両端に
    前記第１、第２の側壁とは直交するように形成した第
    ３、第４の側壁（7e,7f）と、これらの側壁の内側を上
    方から覆う上壁（7g）と、前記各凹部に下流端が開口し
    かつ上流端の吸気口（10）が第１の側壁に開口する燃焼
    室毎の吸気ポート（３）と、前記各凹部に上流端が開口
    しかつ下流端の排気口（11）が前記第２の側壁に開口す
    る燃焼室毎の排気ポート（４）とを一体に形成すること
    によって、内部に水ジャケット（12）を有する箱形のシ
    リンダヘッド（７）を形成し、前記排気口（12）に過給
    機（6d）の排気流入口（6e）を合致させて過給機を直接
    シリンダヘッドで支持する過給機付エンジンのシリンダ
    ヘッド構造であって、複数の燃焼室形成用凹部から延び
    る前記排気ポートを前記水ジャケットで囲まれる位置で
    集合させて一つの排気口（11）に連通させるとともに、
    この排気口に、一つの排気タービン（6a）に一つの排気
    流入口（6e）から排気を供給する構造の過給機（6d）を
    接続し、前記排気ポートとシリンダヘッドの第２の側壁
    との間を、排気ポートに一体に形成されかつ水ジャケッ
    トを上下に二分する隔壁（17）によって連結したことを
    特徴とする過給機付エンジンのシリンダヘッド構造。
  2. 【請求項２】排気ポートはシリンダとシリンダヘッドと
    を連結するボルト（8a）の外側において互いに集合され
    ている請求項１記載の過給機付エンジンのシリンダヘッ
    ド構造。
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