JP6435693B2 - 内燃機関のシリンダヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに関し、特に、燃焼室に連通する複数の排気ポートと複数の排気ポートを集合する排気集合部とが一体的に形成される内燃機関のシリンダヘッドに関する。
自動車等の車両に搭載される内燃機関は、シリンダヘッドを備えている。従来のこの種のシリンダヘッドとしては、燃焼室に連通する複数の排気ポートと複数の排気ポートを集合する排気集合部とが一体的に形成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このシリンダヘッドは、複数の排気ポートが気筒列方向に沿って設けられており、各排気ポートは、燃焼室から排気集合部に向かって内径が漸次大きく形成されている。
また、気筒列方向の中央に形成される排気ポートは、排気集合部に対して気筒列方向と直交する方向に対向しており、気筒列方向の中央に形成される排気ポートの通路長さは、気筒列方向の両側に形成される排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成されている。
また、各排気ポートは、燃焼室から上方に湾曲する湾曲底面および湾曲底面から斜め上方に傾斜する傾斜底面を有し、燃焼室から排出される排気ガスは、上方に指向して排気集合部に集められる。
特開2000−161132号公報
このような従来の内燃機関のシリンダヘッドにあっては、気筒列方向の両側に形成される排気ポートの通路長さが気筒列方向の中央に形成される排気ポートの通路長さよりも長く形成されているため、排気ポートの通路面積が急激に拡大することがない。これにより、燃焼室からこの排気ポートに排出される排気ガスは、排気集合部に到達する過程で整流され易い。
これに対して、気筒列方向の中央に形成される排気ポートの通路長さは、気筒列方向の両側に形成される排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成されているため、この排気ポートの通路面積が急激に拡大する。
これにより、この排気ポートに排気される排気ガスが、排気集合部に到達する過程で整流され難く、排気ポートの底面で排気ガスが乱流となることや、淀みが生じることがある。このため、燃焼室から排気ポートに排出される排気ガスの背圧が高くなってしまい、排気ガスの排出性能が低下してしまうおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、燃焼室から直線状排気ポートに排出される排気ガスの背圧が高くなることを防止でき、排気ガスの排出性能が低下することを防止できる内燃機関のシリンダヘッドを提供することを目的とするものである。
本発明の第1の態様は、気筒を有する内燃機関のシリンダブロックの上部に設けられ、気筒列方向に沿って複数の燃焼室と、前記燃焼室に連通する複数の排気ポートとを有するシリンダヘッドであって、前記排気ポートを上方から目視した場合に、複数の前記排気ポートが、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びた後に前記気筒列方向に湾曲する湾曲状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成されるとともに、前記湾曲状排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記湾曲状排気ポートおよび前記直線状排気ポートの下流部を集合する排気集合部とを含んで構成され、前記直線状排気ポートは、前記燃焼室に連通し、前記燃焼室から上方に湾曲する湾曲底面および前記湾曲底面から斜め上方に傾斜する傾斜底面を有し、前記燃焼室から前記排気集合部に向かうに従って内径が漸次拡大し、前記排気集合部の底面を基準面とし、前記基準面が前記直線状排気ポートの上流端側に向かって延びる仮想延長面を設けた場合に、前記直線状排気ポートの底面に前記仮想延長面よりも上方に膨れ出る膨出部が形成されており、前記膨出部は、前記気筒列方向に対して直交する方向で前記湾曲底面のうち前記仮想延長面よりも上方に位置する部分と前記排気集合部の底面とを連絡する領域に亘って形成され、前記直線状排気ポートを前記シリンダヘッドの高さ方向に平行で且つ前記気筒列方向に平行な平面で切断した断面において、前記膨出部によって構成される前記直線状排気ポートの底面が前記気筒列方向の全域に亘って平坦な面となるように形成されるものから構成されている。

このように上記の第1の態様によれば、湾曲状排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成されて、燃焼室から排気集合部に向かうに従って内径が漸次拡大する直線状排気ポートにおいて、排気集合部の底面を基準面として基準面が直線状排気ポートの上流端側に向かって延びる仮想延長面を設けた場合に、直線状排気ポートの底面に仮想延長面よりも上方に膨れ出る膨出部が形成される。
これにより、直線状排気ポートの上流端部から排気集合部までの通路面積が急激に拡大することを防止できる。このため、燃焼室から直線状排気ポートの湾曲底面に接しながら流れる排気ガスが湾曲底面で剥離された場合であっても、剥離された直後に膨出部において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを解消できる。
したがって、直線状排気ポートの傾斜底面において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止することができ、排気ガスを整流して排気集合部に流すことができる。この結果、直線状排気ポートで排気ガスの背圧が高くなることを防止でき、排気ガスの排出性能が低下することを防止できる。
図1は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、エンジンの正面図である。 図2は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、エンジンの上面図である。 図3は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、図2のIII−III方向矢視断面図である。 図4は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、図1のIV−IV方向矢視断面図である。 図5は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、シリンダヘッドの正面図である。 図6は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、図4のVI−VI方向矢視断面図である。 図7は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、膨出部が形成されていない排気ポートにおける排気ガスの流れを示す図である。 図8は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドの一実施形態を示す図であり、膨出部が形成された排気ポートにおける排気ガスの流れを示す図である。
以下、本発明に係る内燃機関のシリンダヘッドの実施形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図8は、本発明に係る一実施形態の内燃機関のシリンダヘッドを示す図である。
まず、構成を説明する。
図1〜図3において、自動車等の車両に搭載される内燃機関としてのエンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部に設けられたシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の上部に設けられたシリンダヘッドカバー4と、シリンダブロック2の下部に取付けられてオイルが貯留されるオイルパン5とを備えている。
図2に破線で示すようにシリンダブロック2には車幅方向に沿って複数の気筒6A〜6Cが設けられており、気筒6A〜6Cには図示しないピストンが昇降自在に収容されている。
図4に示すようにシリンダヘッド3の底部には破線で示すように、燃焼室7A〜7Cが形成されており、燃焼室7A〜7Cは、気筒6A〜6Cの配列方向に沿って形成されて気筒6A〜6Cに連通する。ここで、図3においては、燃焼室7Bがシリンダヘッド3の底部に形成されており、燃焼室7A、7Cも燃焼室7Bと同一の形状でシリンダヘッド3の底部に形成されている。
図2において、シリンダヘッド3の後部には吸気マニホールド8が接続されており、吸気マニホールド8には図示しない吸気管から吸入空気が導入される。図4において、シリンダヘッド3には複数の吸気ポート9が形成されており、吸気ポート9には吸気マニホールド8を通して吸入空気が導入される。
吸気ポート9は、それぞれ燃焼室7A〜7Cを通して気筒6A〜6Cに連通しており、吸気ポート9に導入された空気は、燃焼室7A〜7Cを通して気筒6A〜6Cに導入される。
シリンダヘッド3には複数の排気ポート10が形成されている。それぞれの排気ポート10は、それぞれ燃焼室7A〜7Cを通して気筒6A〜6Cに連通している。
図4において、排気ポート10を上方から目視した場合に、排気ポート10は、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びた後に気筒6A〜6Cの配列方向に湾曲する湾曲状排気ポート11、12と、湾曲状排気ポート11、12の通路長さよりも通路長さが短く形成され、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポート13と、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下流部を集合する排気集合部14とを含んで構成される。ここで、気筒6A〜6Cの配列方向は、本発明の気筒列方向に相当する。
これら湾曲状排気ポート11、12、直線状排気ポート13および排気集合部14は、シリンダヘッド3と一体的に形成されている。シリンダヘッド3の前面には開口部14aが形成されており(図5参照)、開口部14aは、湾曲状排気ポート11の下流端を構成している。
図5において、燃焼室7A〜7Cの配列方向と直交する方向からシリンダヘッド3を見た場合に、直線状排気ポート13は、開口部14aと重なるようにして燃焼室7Bから排気集合部14まで延びている。このため、直線状排気ポート13の全長は、湾曲状排気ポート11、12の全長よりも短く形成されることになる。
図1、図2において、シリンダヘッド3の前面にはターボチャージャ15が取付けられており、ターボチャージャ15の内部は開口部14aに連通している。ターボチャージャ15には排気管16を介して触媒コンバータ17が接続されている。
本実施形態のエンジン1において、燃焼室7A〜7Cから排出される排気ガスは、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13を通して排気集合部14に排出されて排気集合部14で集合する。
排気集合部14で集合した排気ガスの一部は、ターボチャージャ15の図示しないタービンに導入されてタービンを回転させる。また、残りの排気ガスは、排気管16を通して触媒コンバータ17に導入されて触媒コンバータ17によって浄化された後、触媒コンバータ17の下流端に接続された図示しない排気管を通して大気に排出される。
図4、図6において、直線状排気ポート13は、燃焼室7Bに連通し、燃焼室7Bから上方に湾曲する湾曲底面13aおよび湾曲底面13aから斜め上方に傾斜する傾斜底面13bを有し、直線状排気ポート13は、燃焼室7Bから排気集合部14に向かうに従って内径が漸次拡大している。
図4において、湾曲状排気ポート11、12は、燃焼室7A、7Cに連通し、燃焼室7A、7Cから上方に湾曲する湾曲底面11a、12aおよび湾曲底面11a、12aから斜め上方に傾斜する傾斜底面11b、12bを有し、湾曲状排気ポート11、12は、燃焼室7A、7Cから排気集合部14に向かうに従って内径が漸次拡大している。
図6において、直線状排気ポート13において、排気集合部14の底面を基準面18とし、基準面18が直線状排気ポート13の上流端側に向かって延びる仮想延長面19を設けた場合に、直線状排気ポート13の底面に仮想延長面19よりも上方に膨れ出る膨出部20が形成される。
膨出部20は、湾曲底面13aのうち仮想延長面19よりも上方に位置する部位である上方部20aから排気集合部14の底面までの間の領域に形成される。すなわち、本実施形態の傾斜面13bは、膨出部20を有する。ここで、図6において、膨出部20が形成される範囲を符号20で示す。また、上流および下流とは、排気ガスの流れる方向の上流、下流を意味する。
また、本実施形態のシリンダヘッド3において、図4に示す気筒6A〜6Cの配列方向一端部(右端部)に形成される燃焼室7Aが、本発明の一端部側燃焼室を構成し、気筒6A〜6Cの配列方向他端部(左端部)に形成される燃焼室7Cが、本発明の他端部側燃焼室を構成する。また、燃焼室7Aと燃焼室7Cとの間に形成される燃焼室7Bが、本発明の中間燃焼室を構成する。
このように本実施形態のシリンダヘッド3は、燃焼室7A、7Cの間に形成される燃焼室7Bから延びる直線状排気ポート13に膨出部20が形成される。
図3、図6において、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下方側と上方側とにはそれぞれウォータジャケット21A〜21C、22A〜22Cが形成されており、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13を流れる排気ガスGは、ウォータジャケット21A〜21C、22A〜22Cを流れる冷却水Wによって冷却される。
図3において、シリンダヘッド3におけるシリンダブロック2の接合面23には冷却水導入口24が形成されている。
冷却水導入口24は、シリンダヘッド3のウォータジャケット21A〜21Cとシリンダブロック2に形成されたウォータジャケット25A〜25Cに連通しており、冷却水導入口24は、ウォータジャケット25A〜25Cから排出される冷却水をウォータジャケット21A〜21Cに流入させる。
また、ウォータジャケット21A〜21Cに流入された冷却水は、ウォータジャケット21A〜21Cからウォータジャケット22A〜22Cに導入される。
冷却水導入口24は、エンジン1の高さ方向で重なるように膨出部20の下方に開口しており、冷却水導入口24からウォータジャケット21Bに流入する冷却水は、膨出部20の下部に直接衝突する。
図2に示すように、シリンダヘッド3を、気筒6A〜6Cの配列方向と直交し、かつ気筒6A〜6Cの配列方向に沿った断面で切った場合に、図3に示すように、エンジン1の高さ方向における直線状排気ポート13の底面の高さ位置T1がエンジン1の高さ方向における湾曲状排気ポート11、12の底面の高さ位置T2よりも高い位置に形成される。
次に、作用を説明する。
本実施形態のシリンダヘッド3において、排気ポート10を上方から目視した場合に、排気ポート10は、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びた後に気筒6A〜6Cの配列方向に湾曲する湾曲状排気ポート11、12と、湾曲状排気ポート11、12の通路長さよりも通路長さが短く形成され、気筒6A〜6Cの配列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポート13と、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下流部を集合する排気集合部14とを含んで構成される。
ここで、通路長さが長い湾曲状排気ポート11、12は、通路面積が急激に拡大することがないため、燃焼室7A、7Cから湾曲状排気ポート11、12に排出される排気ガスは、排気集合部14に到達する過程で整流され易い。
これに対して、通路長さが短い直線状排気ポート13は、通路面積が急激に拡大するため、燃焼室7Bから直線状排気ポート13に排気される排気ガスは、排気集合部14に到達する過程で整流され難い。
このため、図7に示すように、膨出部20が形成されていない直線状排気ポート31を流れる排気ガスG1は、直線状排気ポート31の底面で排気ガスが矢印Aで示すように乱流となることや、淀みが生じることがある。これにより、燃焼室から直線状排気ポート31に排出される排気ガスの背圧が高くなってしまい、排気ガスの排出性能が低下してしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、湾曲状排気ポート11、12の通路長さよりも通路長さが短く形成されて燃焼室7Bから排気集合部14に向かうに従って内径が漸次拡大する直線状排気ポート13において、排気集合部14の底面を基準面18とし、基準面18が直線状排気ポート13の上流端側に向かって延びる仮想延長面19を設けた場合に、直線状排気ポート13の底面に仮想延長面19よりも上方に膨れ出る膨出部20を形成した。
これにより、直線状排気ポート13の上流端部から排気集合部14までの通路面積が急激に拡大することを防止できる。このため、燃焼室7Bから直線状排気ポート13の湾曲底面13aに接しながら流れる排気ガスが湾曲底面13aで剥離された場合であっても、剥離された直後に膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを解消できる。
したがって、直線状排気ポート13の傾斜底面13b、すなわち、膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止でき、排気ガスを整流して排気集合部14に流すことができる。この結果、直線状排気ポート13で排気ガスの背圧が高くなることを防止でき、排気ガスの排出性能が低下することを防止できる。
図8は、直線状排気ポート13の膨出部20において、排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを解消して排気ガスG2が円滑に流れる状態を示す。
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、湾曲状排気ポート11、12および直線状排気ポート13の下方側に、シリンダブロック2から冷却水が流入するウォータジャケット21A〜21Cが形成される。
これにより、膨出部20の肉厚の分だけ、ウォータジャケット21A〜21Cの容積を増大でき、ウォータジャケット21A〜21Cにより多くの冷却水を流通できる。このため、直線状排気ポート13の冷却性を高めることができる。
したがって、排気集合部14で排気ガスの温度が過度に上昇することを防止できる。これに加えて、シリンダヘッド3を冷却することができるため、シリンダヘッド3が劣化することを防止して、シリンダヘッド3の寿命を延ばすことができる。
また、シリンダヘッド3におけるシリンダブロック2の接合面23に、シリンダブロック2から流入する冷却水導入口24を形成し、冷却水導入口24を、エンジン1の高さ方向で重なるように膨出部20の下方に開口させた。
これにより、シリンダブロック2から冷却水導入口24を通してシリンダヘッド3に流入する低温の冷却水を膨出部20の下部に直接衝突させることができる。このため、直線状排気ポート13の冷却性をより効果的に高めることができる。
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、膨出部20を、湾曲底面13aのうち仮想延長面19よりも上方に位置する上方部20aから排気集合部14の底面までの間の領域に形成した。これにより、湾曲底面13aから排気集合部14までの間の直線状排気ポート13の通路面積が急激に拡大することを防止できる。
このため、直線状排気ポート13の膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止することができ、排気ガスを整流して排気集合部14に流すことができる。これに加えて、ウォータジャケット21Bの容積をより効果的に増大して、ウォータジャケット21Bにより多くの冷却水を流通できる。このため、直線状排気ポート13の冷却性をより効果的に高めることができる。
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、気筒6A〜6Cの配列方向一端部(右端部)に形成される燃焼室7Aと、気筒6A〜6Cの配列方向他端部(左端部)に形成される燃焼室7Cとの間に形成される燃焼室7Bから延びる直線状排気ポート13に膨出部20を形成した。
これにより、膨出部20の厚みの分だけ、エンジン1の高さ方向における直線状排気ポート13の底面の高さ位置T1を、エンジン1の高さ方向における湾曲状排気ポート11、12の底面の高さ位置T2よりも高い位置に形成することができる。
このため、直線状排気ポート13の通路面積を湾曲状排気ポート11、12の通路面積よりも小さくできる。したがって、直線状排気ポート13の膨出部20において排気ガスの乱流が発生することや、淀むことを防止して排気ガスを整流して排気集合部14に流すことができる。
これに加えて、通路面積の急激な拡大がない湾曲状排気ポート11、12で湾曲状排気ポート11、12の通路面積を小さくすることなく、排気ガスを整流することができる。このため、湾曲状排気ポート11、12において背圧が高くなることを確実に防止できる。
また、本実施形態のシリンダヘッド3によれば、湾曲状排気ポート11、12の間に形成されることで湾曲状排気ポート11、12よりも高温となる直線状排気ポート13を冷却水によって冷却することができる。これに加えて、直線状排気ポート13に形成される膨出部20の肉厚の分だけ、ウォータジャケット21Bの容積を増大でき、ウォータジャケット21Bにより多くの冷却水を流通でき、直線状排気ポート13の冷却性を高めることができる。
また、上述したように、シリンダヘッド3を、気筒6A〜6Cの配列方向と直交し、かつ気筒6A〜6Cの配列方向に沿った断面で切った場合に、エンジン1の高さ方向における直線状排気ポート13の底面の高さ位置T1をエンジン1の高さ方向における湾曲状排気ポート11、12の底面の高さ位置T2よりも高い位置に形成した。
これにより、図3に示すように、ウォータジャケット21Bの高さ方向の隙間t1をウォータジャケット21A、21Cの高さ方向の隙間t2よりも大きくできる。したがって、ウォータジャケット21Bの容積をウォータジャケット21A、21Cの容積よりも増大できる。なお、本実施形態のシリンダヘッド2は、傾斜底面13bの長さ方向に亙って膨出部20が形成されるが、膨出部20は、湾曲底面13aから傾斜底面13bの長さ方向の一定の範囲に形成されてもよい。
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
1...エンジン(内燃機関)、2...シリンダブロック、3...シリンダヘッド、6A〜6C...気筒、7A...燃焼室(一端部側燃焼室)、7B...燃焼室(中間燃焼室)、7C...燃焼室(他端部側燃焼室)、10...排気ポート、11,12...湾曲状排気ポート、13...直線状排気ポート、13a...湾曲底面、13b...傾斜底面、14...排気集合部、18...基準面、19...仮想延長面、20...膨出部、23...接合面、21B...ウォータジャケット、24...冷却水導入口

Claims (4)

  1. 気筒を有する内燃機関のシリンダブロックの上部に設けられ、気筒列方向に沿って複数の燃焼室と、前記燃焼室に連通する複数の排気ポートとを有するシリンダヘッドであって、
    前記排気ポートを上方から目視した場合に、複数の前記排気ポートが、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びた後に前記気筒列方向に湾曲する湾曲状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成されるとともに、前記湾曲状排気ポートの通路長さよりも通路長さが短く形成され、前記気筒列方向に対して直交する方向に延びる直線状排気ポートと、前記シリンダヘッドと一体的に形成され、前記湾曲状排気ポートおよび前記直線状排気ポートの下流部を集合する排気集合部とを含んで構成され、
    前記直線状排気ポートは、前記燃焼室に連通し、前記燃焼室から上方に湾曲する湾曲底面および前記湾曲底面から斜め上方に傾斜する傾斜底面を有し、前記燃焼室から前記排気集合部に向かうに従って内径が漸次拡大し、
    前記排気集合部の底面を基準面とし、前記基準面が前記直線状排気ポートの上流端側に向かって延びる仮想延長面を設けた場合に、前記直線状排気ポートの底面に前記仮想延長面よりも上方に膨れ出る膨出部が形成されており、
    前記膨出部は、前記気筒列方向に対して直交する方向で前記湾曲底面のうち前記仮想延長面よりも上方に位置する部分と前記排気集合部の底面とを連絡する領域に亘って形成され、
    前記直線状排気ポートを前記シリンダヘッドの高さ方向に平行で且つ前記気筒列方向に平行な平面で切断した断面において、前記膨出部によって構成される前記直線状排気ポートの底面が前記気筒列方向の全域に亘って平坦な面となるように形成されることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
  2. 前記湾曲状排気ポートおよび前記直線状排気ポートの下方側に、前記シリンダブロックから冷却水が流入するウォータジャケットを形成し、
    前記シリンダヘッドにおける前記シリンダブロックの接合面に、前記シリンダブロックから流入する冷却水導入口を形成し、
    前記冷却水導入口を、前記内燃機関の高さ方向で重なるように前記膨出部の下方に開口させたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
  3. 前記燃焼室が、前記気筒列方向一端部に形成される一端部側燃焼室と、前記気筒列方向他端部に形成される他端部側燃焼室と、前記一端部側燃焼室と前記他端部側燃焼室との間に形成される中間燃焼室とを含んで構成され、
    前記湾曲状排気ポートが、前記一端部側燃焼室から延びる排気ポートと前記他端部側燃焼室から延びる排気ポートとから構成され、
    前記直線状排気ポートが、前記中間燃焼室から延びる排気ポートから構成され、
    前記中間燃焼室から延びる前記直線状排気ポートのみに前記膨出部を形成し
    前記膨出部が前記排気集合部に滑らかに接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
  4. 前記シリンダヘッドを、前記気筒列方向と直交し、かつ前記気筒列方向に沿った断面で切った場合に、前記内燃機関の高さ方向における前記直線状排気ポートの底面の高さ位置を、前記内燃機関の高さ方向における前記湾曲状排気ポートの底面の高さ位置よりも高い位置に形成したことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6930220B2 (ja) * 2017-05-26 2021-09-01 スズキ株式会社 内燃機関のシリンダヘッド
EP3874134A1 (en) * 2018-10-30 2021-09-08 TVS Motor Company Limited An internal combustion engine and a method of manufacturing thereof
JP7442355B2 (ja) * 2020-03-17 2024-03-04 本田技研工業株式会社 多気筒エンジンのシリンダヘッド
JP7425635B2 (ja) * 2020-03-17 2024-01-31 本田技研工業株式会社 多気筒エンジンのシリンダヘッド
JP7058683B2 (ja) * 2020-03-30 2022-04-22 本田技研工業株式会社 内燃機関のシリンダヘッド

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228653A (en) * 1979-03-19 1980-10-21 General Motors Corporation Engine cylinder exhaust port
US4302935A (en) * 1980-01-31 1981-12-01 Cousimano Robert D Adjustable (D)-port insert header for internal combustion engines
JPS61187514A (ja) * 1985-02-15 1986-08-21 Honda Motor Co Ltd 4サイクル内燃機関
JP2709815B2 (ja) * 1988-01-11 1998-02-04 ヤマハ発動機株式会社 過給機付エンジンのシリンダヘッド構造
JP2000018092A (ja) * 1998-06-30 2000-01-18 Suzuki Motor Corp 内燃機関の動弁装置
JP3569636B2 (ja) 1998-12-01 2004-09-22 本田技研工業株式会社 多気筒エンジンのシリンダヘッド構造
JP2002070551A (ja) 2000-08-25 2002-03-08 Honda Motor Co Ltd 多気筒エンジンのシリンダヘッド
DE10231378A1 (de) * 2002-07-11 2004-01-22 Daimlerchrysler Ag Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
JP4463210B2 (ja) * 2006-01-13 2010-05-19 本田技研工業株式会社 集合型排気ポートが形成されたシリンダヘッドを備える多気筒内燃機関

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