JP5035095B2 - Cylinder head cooling water passage structure - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関のシリンダヘッドの冷却水通路構造に係り、特に、車両に搭載されるウォータジャケットの構造に好適なシリンダヘッドの冷却水通路構造に関する。 The present invention relates to a cooling water passage structure of a cylinder head of an internal combustion engine, and more particularly to a cooling water passage structure of a cylinder head suitable for a water jacket structure mounted on a vehicle.
従来、例えば特許文献1に開示されているように、内燃機関のシリンダヘッドの上部壁と下部壁との間に冷却水通路を設けることが知られている。また、特許文献1には、ヘッドボルト通し孔の間に、冷却水通路の上部壁と下部壁とを結合する柱状部を配置したシリンダヘッドの冷却水通路構造が開示されている。 Conventionally, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is known to provide a cooling water passage between an upper wall and a lower wall of a cylinder head of an internal combustion engine. Further, Patent Document 1 discloses a cooling water passage structure of a cylinder head in which a columnar portion that connects an upper wall and a lower wall of a cooling water passage is disposed between head bolt through holes.
上記従来の冷却水通路構造によれば、ヘッドボルトに加えられる力の一部を柱状部に分散しヘッドボルト部の応力を緩和することができる。しかし、ヘッドボルトから離れた場所に位置する点火プラグ周辺の冷却水通路部に加わる応力の緩和は必ずしも十分ではない。上記従来の冷却水通路構造において、この点火プラグ周りの応力は、点火プラグ周りの冷却水通路部の内壁を厚くすることで緩和しうる。しかしながら、冷却水通路部の内壁を厚くすれば、点火プラグ周りと冷却水通路部との距離が離れてしまい、冷却性能が低下することになる。 According to the above-described conventional cooling water passage structure, a part of the force applied to the head bolt can be dispersed in the columnar portion to relieve the stress of the head bolt portion. However, the relaxation of the stress applied to the coolant passage portion around the spark plug located at a location away from the head bolt is not always sufficient. In the conventional cooling water passage structure, the stress around the spark plug can be alleviated by thickening the inner wall of the cooling water passage portion around the spark plug. However, if the inner wall of the cooling water passage portion is thickened, the distance between the spark plug and the cooling water passage portion is increased, and the cooling performance is lowered.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、点火プラグ周りの応力を緩和しつつ点火プラグ周りの冷却性能を確保できるシリンダヘッドの冷却水通路構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cooling water passage structure for a cylinder head that can secure the cooling performance around the spark plug while relaxing the stress around the spark plug. And
第1の発明は、上記の目的を達成するため、シリンダヘッドの冷却水通路構造であって、燃焼室の四隅に相当する位置にヘッドボルト通し孔を有し、当該燃焼室の上部に相当する位置に点火プラグ取付け孔を備えたシリンダヘッドの冷却水通路構造において、
前記点火プラグ取付け孔の周囲に冷却水を流すことができる冷却水通路と、
前記冷却水通路の上部壁と下部壁とを結合する柱状部とを備え、
前記柱状部は、隣り合う2つの前記ヘッドボルト通し孔を含む平面と前記点火プラグ取付け孔との間に、前記点火プラグ取付け孔と距離を置いて配置されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention is a cooling water passage structure of a cylinder head, having head bolt through holes at positions corresponding to the four corners of the combustion chamber, and corresponding to the upper portion of the combustion chamber. In the cooling water passage structure of the cylinder head having a spark plug mounting hole at a position,
A cooling water passage through which cooling water can flow around the spark plug mounting hole;
A columnar portion connecting the upper wall and the lower wall of the cooling water passage;
The columnar part is disposed between a plane including the two adjacent head bolt through holes and the spark plug mounting hole at a distance from the spark plug mounting hole.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記点火プラグ取付け孔は、前記シリンダヘッドの長手方向に複数配置され、
前記柱状部は、前記シリンダヘッドの長手方向の両端にのみ配置されること、
を特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
A plurality of the spark plug mounting holes are arranged in the longitudinal direction of the cylinder head,
The columnar portions are disposed only at both ends in the longitudinal direction of the cylinder head;
It is characterized by.
また、第3の発明は、第1の発明又は第2の発明において、
前記シリンダヘッドは、燃焼室の上部に相当する位置に複数の排気ポートを備え、
前記冷却水通路は、前記柱状部から燃焼室の外縁に相当する部分に冷却水を流すことができる燃焼室外縁部冷却水通路を有し、
前記排気ポート間において、前記燃焼室外縁部冷却水通路と、前記点火プラグ取付け孔の周囲の冷却水通路とを接続する排気ポート間冷却水通路を備えることを特徴とする。
Moreover, 3rd invention is 1st invention or 2nd invention,
The cylinder head includes a plurality of exhaust ports at a position corresponding to the upper part of the combustion chamber,
The cooling water passage has a combustion chamber outer edge cooling water passage through which cooling water can flow from the columnar portion to a portion corresponding to the outer edge of the combustion chamber,
Between the exhaust ports, a cooling water passage between exhaust ports is provided that connects the combustion chamber outer edge cooling water passage and a cooling water passage around the spark plug mounting hole.
第1の発明によれば、点火プラグ取付け孔の近くに柱状部を配置することで、燃焼室上部の変形を抑え、点火プラグ周りに集中する応力を緩和することができる。点火プラグ周りの応力を緩和することで、冷却水通路を点火プラグの近くに配置することができる。そのため、点火プラグの近くに冷却水を流すことができ、十分な冷却性能を確保することができる。 According to the first invention, by arranging the columnar portion near the spark plug mounting hole, it is possible to suppress deformation of the upper portion of the combustion chamber and relieve stress concentrated around the spark plug. By relieving the stress around the spark plug, the cooling water passage can be disposed near the spark plug. Therefore, cooling water can be flowed near the spark plug, and sufficient cooling performance can be ensured.
第2の発明によれば、柱状部をシリンダヘッド長手方向の両端に位置する気筒の点火プラグ取付け孔の近くに配置することで、シリンダヘッドの端部に集中する応力を緩和することができる。また、他の気筒間には配置しないことで、シリンダヘッドの重量増加を抑えることができる。 According to the second invention, the stress concentrated on the end portion of the cylinder head can be relieved by arranging the columnar portions near the ignition plug mounting holes of the cylinders located at both ends of the cylinder head in the longitudinal direction. Moreover, the weight increase of a cylinder head can be suppressed by not arrange | positioning between other cylinders.
第3の発明によれば、冷却水通路に設けられた柱状部によって冷却水を分流させることができる。分流された冷却水によって、柱状部から燃焼室の外縁部に流れる流量が増加する。燃焼室外縁部に流れる流量が増加することで、排気ポート間に設けられた冷却水通路を流通する流量を増加させることができる。このため、本発明によれば、分流された冷却水により排気ポート間の冷却性能を高めることができる。 According to the third aspect, the cooling water can be diverted by the columnar portion provided in the cooling water passage. The flow rate flowing from the columnar portion to the outer edge of the combustion chamber is increased by the diverted cooling water. By increasing the flow rate flowing to the outer edge of the combustion chamber, the flow rate flowing through the cooling water passage provided between the exhaust ports can be increased. For this reason, according to this invention, the cooling performance between exhaust ports can be improved with the diverted cooling water.
実施の形態1.
[実施の形態1における基本構成]
以下、図1〜図7を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関のシリンダヘッドの構造を示す図である。図2は、図1のB−B線に沿ったシリンダヘッドの縦断面図である。図2に示すシリンダヘッド10の下面には燃焼室の上壁部12が形成されている。燃焼室の上壁部12には、点火プラグ取付け孔14が設けられている。シリンダヘッド10の内部には、シリンダヘッド10の各部を冷却するための冷却水通路18が形成されている。冷却水通路18には、ウォータポンプ(図示略)が接続されておりウォータポンプから冷却水が流入される。
Embodiment 1 FIG.
[Basic Configuration in Embodiment 1]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a cylinder head of an internal combustion engine in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the cylinder head taken along line BB in FIG. An
図3は図1のA−A線に沿ったシリンダヘッドの横断面図である。図2で示した燃焼室の上壁部12には、2つの吸気ポート20と2つの排気ポート22とが設けられている。また、燃焼室の上壁部12の四隅には、シリンダヘッド10の外壁部を貫通するヘッドボルト通し孔24が設けられている。シリンダヘッド10はシリンダブロック(図示略)の上側に配置され、ヘッドボルト通し孔24に挿通するボルトによりシリンダブロックに締結することができる。
3 is a cross-sectional view of the cylinder head taken along line AA in FIG. Two
[実施の形態1における特徴的構成]
次に、本実施形態のシリンダヘッドの特徴的構成について説明する。
図4は、図1のA−A線に沿ったシリンダヘッドの横断面の特徴図である。図4に示すように、本実施の形態においては、シリンダヘッド10の長手方向の両端部に追加柱50が設けられている。詳細には、追加柱50は、隣り合う2つのヘッドボルト通し孔24を含む平面と点火プラグ取付け孔14との間に配置されている。点火プラグ取付け孔14と追加柱50の間は冷却水通路18と接続されており冷却水が流通する。
[Characteristic Configuration in Embodiment 1]
Next, a characteristic configuration of the cylinder head according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a cross sectional characteristic view of the cylinder head taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 4, in the present embodiment,
図5は、図2左側に配置された点火プラグ取付け孔14の周辺図である。追加柱50は、冷却水通路18の上部壁26aと下部壁26bに結合されている。追加柱50の形状は、例えば円錐台を逆さにした形状である。
FIG. 5 is a peripheral view of the spark
図6は、図4左側に配置された点火プラグ取付け孔14の周辺図である。冷却水通路18は、柱状部50から燃焼室の外縁に相当する部分に冷却水を流すことができる燃焼室外縁部冷却水通路52を有している。また、上述した2つの排気ポート22の間には隔壁が設けられている。排気ポート22下流の排気弁近傍に位置する隔壁には、燃焼室外縁部冷却水通路52と点火プラグ取付け孔14の周囲の冷却水通路18とを接続するEX−EX間ドリルパス54が設けられている。なお、本図において冷却水は右手方向に流される。
FIG. 6 is a peripheral view of the spark
[実施の形態1の効果]
以上のような構成によれば、点火プラグ取付け孔14の近くに追加柱50が配置されたことにより、点火プラグ取付け孔14近傍の下部壁26bに加わる燃焼圧による力の一部を追加柱50に分散させることができる。力の分散により下部壁26bの変形を抑えることができ、点火プラグ周りの応力集中を緩和することができる。また、点火プラグ周りの応力集中を緩和することで、十分な強度を確保しつつ燃焼室上部と点火プラグの近くに冷却水通路18を配置することができる。燃焼室と点火プラグの近くに冷却水を流すことで冷却性能を高めることができる。
例えば、図7(点火プラグ取付け孔14の周りの冷却水通路18の拡大図)に示すように、追加柱50を設けない場合には、点火プラグ周りの強度を確保するために冷却水通路18を水路位置100まで上げる必要が生じる。しかしながら、本発明で示される追加柱50を設けた場合には、点火プラグ周りの応力を十分に緩和できるため、冷却水通路18を水路位置110にすることができる。そのため、冷却水通路18を燃焼室の近くに配置することができ冷却性能を向上させることができる。
[Effect of Embodiment 1]
According to the above configuration, since the
For example, as shown in FIG. 7 (enlarged view of the cooling
また、本実施形態の冷却水通路構造によれば、シリンダヘッド10の長手方向の両端にのみ追加柱50を配置する。シリンダヘッド10に加わる応力は気筒間よりも端部に集中するため、応力が集中するシリンダヘッド10の長手方向の両端に追加柱50を配置することで効果的にシリンダヘッド10の応力を緩和することができる。また、本実施形態の冷却水通路構造では、シリンダヘッド10の他の気筒間には追加柱50を配置しない。追加柱50を必要以上に設けないことでシリンダヘッド10の重量増加を抑えることができる。このため、本実施の形態によれば、追加柱50に効果的に応力を分散させつつ、重量増加を抑えることができる。
Further, according to the cooling water passage structure of the present embodiment, the
また、本実施形態の冷却水通路構造によれば、冷却水通路18の上流に設けられた追加柱50により冷却水の流れが妨げられる。これにより、シリンダヘッド10の中央を流れる水量は減少し、燃焼室外縁部冷却水通路52を流れる水量が増加する。そのため、燃焼室外縁部冷却水通路52からEX−EX間ドリルパス54に流れ込む冷却水の水量を増加させることができる。EX−EX間ドリルパス54の冷却水の流量を増加させることで、高温の排気ガスが流れ出る排気口近傍の温度を効果的に下げることができる。そのため内燃機関の信頼性を向上させることができる。
Further, according to the cooling water passage structure of the present embodiment, the flow of the cooling water is hindered by the
ところで、上述した実施の形態1においては、追加柱50を、シリンダヘッド10の長手方向の両端部であって、隣り合う2つのヘッドボルト通し孔24を含む平面よりも点火プラグ取付け孔14の近くに配置しているが、この追加柱50の配置はこれに限定されるものではない。例えば、シリンダヘッド10の長手方向の両端部であれば、隣り合う2つのヘッドボルト通し孔24の間や、当該ヘッドボルト通し孔24の間よりもさらに端部に配置してもよい。
By the way, in the first embodiment described above, the
また、上述した実施の形態1においては、追加柱50の形状を、円錐台を逆さにした形状としているが、この追加柱50の形状はこれに限定されるものではない。例えば、円柱や楕円柱であってもよい。
Moreover, in Embodiment 1 mentioned above, although the shape of the
尚、上述した実施の形態1においては、冷却水通路18が前記第1の発明における「冷却水通路」に、追加柱50が前記第1及び第2の発明における「柱状部」に、燃焼室外縁部冷却水通路52が前記第3の発明における「燃焼室外縁部冷却水通路」に、EX−EX間ドリルパス54が前記第3の発明における「排気ポート間冷却水通路」に、それぞれ相当している。
In the first embodiment described above, the cooling
10 シリンダヘッド
12 燃焼室の上壁部
14 点火プラグ取付け孔
18 冷却水通路
20 吸気ポート
22 排気ポート
24 ヘッドボルト通し孔
26a 上部壁
26b 下部壁
50 追加柱
52 燃焼室外縁部冷却水通路
54 EX−EXドリルパス
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記点火プラグ取付け孔の周囲に冷却水を流すことができる冷却水通路と、
前記冷却水通路の上部壁と下部壁とを結合する柱状部とを備え、
前記柱状部は、隣り合う2つの前記ヘッドボルト通し孔を含む平面と前記点火プラグ取付け孔との間に、前記点火プラグ取付け孔と距離を置いて配置されること、
前記点火プラグ取付け孔は、前記シリンダヘッドの長手方向に複数配置され、
前記柱状部は、前記シリンダヘッドの長手方向の両端にのみ配置されること、
を特徴とするシリンダヘッドの冷却水通路構造。 In the cooling water passage structure of the cylinder head having head bolt through holes at positions corresponding to the four corners of the combustion chamber and provided with spark plug mounting holes at positions corresponding to the upper portion of the combustion chamber,
A cooling water passage through which cooling water can flow around the spark plug mounting hole;
A columnar portion connecting the upper wall and the lower wall of the cooling water passage;
The columnar part is disposed at a distance from the spark plug mounting hole between a plane including the two adjacent head bolt through holes and the spark plug mounting hole,
A plurality of the spark plug mounting holes are arranged in the longitudinal direction of the cylinder head,
The columnar portions are disposed only at both ends in the longitudinal direction of the cylinder head;
A cooling water passage structure for a cylinder head.
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