JPH08270500A - 内燃エンジン - Google Patents
内燃エンジンInfo
- Publication number
- JPH08270500A JPH08270500A JP7076624A JP7662495A JPH08270500A JP H08270500 A JPH08270500 A JP H08270500A JP 7076624 A JP7076624 A JP 7076624A JP 7662495 A JP7662495 A JP 7662495A JP H08270500 A JPH08270500 A JP H08270500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- valve seat
- intake
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
- F01L1/265—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder peculiar to machines or engines with three or more intake valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブの大径化を実現して吸入ガス量の増大
を図ることができる内燃エンジンを提供すること。 【構成】 燃焼室Ｓに開口する吸気ポート（ポート）４
を吸気バルブ（バルブ）１−１，１−２によって適当な
タイミンングで開閉して所要のガス交換を行う内燃エン
ジンにおいて、前記吸気バルブ１−１，１−２が着座す
べきバルブシート６を接合型バルブシートで構成すると
ともに、該バルブシート１−１，１−２の間の距離ａ1
を吸気バルブ１−１，１−２全閉時における該吸気バル
ブ１−１，１−２の間の距離ａ2 以上（ａ1 ≧ａ2 ）に
設定する。本発明によれば、吸気バルブ１−１，１−２
の大径化が可能となり、吸入ガス量を増やしてエンジン
出力の向上を図ることができる。
を図ることができる内燃エンジンを提供すること。 【構成】 燃焼室Ｓに開口する吸気ポート（ポート）４
を吸気バルブ（バルブ）１−１，１−２によって適当な
タイミンングで開閉して所要のガス交換を行う内燃エン
ジンにおいて、前記吸気バルブ１−１，１−２が着座す
べきバルブシート６を接合型バルブシートで構成すると
ともに、該バルブシート１−１，１−２の間の距離ａ1
を吸気バルブ１−１，１−２全閉時における該吸気バル
ブ１−１，１−２の間の距離ａ2 以上（ａ1 ≧ａ2 ）に
設定する。本発明によれば、吸気バルブ１−１，１−２
の大径化が可能となり、吸入ガス量を増やしてエンジン
出力の向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、接合型バルブシートを
採用した内燃エンジンに関する。
採用した内燃エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、４サイクルエンジンにおいて
は、燃焼室に開口する吸・排気ポートが吸・排気バルブ
によってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて所要の
ガス交換がなされるが、シリンダヘッドの吸・排気ポー
トの開口部周縁には、吸・排気バルブが間欠的に着座す
べきバルブシートが一般には圧入によって組み付けられ
ている。例えば、図１１に示すようにシリンダヘッド１
０３の吸気ポート１０４と排気ポート１０５の開口部周
縁には、吸気バルブ１０１、排気バルブ１０２がそれぞ
れ間欠的に着座すべきバルブシート１０６，１０７が圧
入によって装着されている。
は、燃焼室に開口する吸・排気ポートが吸・排気バルブ
によってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて所要の
ガス交換がなされるが、シリンダヘッドの吸・排気ポー
トの開口部周縁には、吸・排気バルブが間欠的に着座す
べきバルブシートが一般には圧入によって組み付けられ
ている。例えば、図１１に示すようにシリンダヘッド１
０３の吸気ポート１０４と排気ポート１０５の開口部周
縁には、吸気バルブ１０１、排気バルブ１０２がそれぞ
れ間欠的に着座すべきバルブシート１０６，１０７が圧
入によって装着されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧入型バル
ブシートは必要強度及び剛性を確保する必要からその厚
さが比較的厚く、又、所定の圧入代を要するためにその
高さ寸法も比較的大きく設定されている。このため、複
数のバルブを備える多バルブエンジンにあっては、バル
ブ間の距離が大きくなり、バルブの大径化或はバルブの
燃焼ドーム中心近傍への配置に限界があり、吸入ガス量
の増大を図ることができなかった。
ブシートは必要強度及び剛性を確保する必要からその厚
さが比較的厚く、又、所定の圧入代を要するためにその
高さ寸法も比較的大きく設定されている。このため、複
数のバルブを備える多バルブエンジンにあっては、バル
ブ間の距離が大きくなり、バルブの大径化或はバルブの
燃焼ドーム中心近傍への配置に限界があり、吸入ガス量
の増大を図ることができなかった。
【０００４】他方、バルブシートが圧入されるシリンダ
ヘッドにおいては、吸気ポート及び排気ポートの開口部
周縁に厚肉部が形成されてその部分の必要強度及び剛性
が確保されている。このため、図１１に示すように、水
ジャケット１１８の下壁１１８ａが吸気ポート１０４及
び排気ポート１０５の各スロート部１０４ａ，１０５ａ
よりも上方に位置することとなり、水ジャケット１１８
とバルブシート１０６，１０７との間の熱伝導距離が長
くなり、吸・排気バルブ１０１，１０２とバルブシート
１０６，１０７の冷却性が悪いためにそれらの温度が高
くなり、これらの強度が低下するという問題があった。
ヘッドにおいては、吸気ポート及び排気ポートの開口部
周縁に厚肉部が形成されてその部分の必要強度及び剛性
が確保されている。このため、図１１に示すように、水
ジャケット１１８の下壁１１８ａが吸気ポート１０４及
び排気ポート１０５の各スロート部１０４ａ，１０５ａ
よりも上方に位置することとなり、水ジャケット１１８
とバルブシート１０６，１０７との間の熱伝導距離が長
くなり、吸・排気バルブ１０１，１０２とバルブシート
１０６，１０７の冷却性が悪いためにそれらの温度が高
くなり、これらの強度が低下するという問題があった。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、バルブの大径化或は燃焼ドー
ム中心近傍への配置を実現して吸入ガス量の増大を図る
ことができるとともに、バルブとバルブシートの冷却性
を高めてこれらの強度アップを図ることができる内燃エ
ンジンを提供することにある。
で、その目的とする処は、バルブの大径化或は燃焼ドー
ム中心近傍への配置を実現して吸入ガス量の増大を図る
ことができるとともに、バルブとバルブシートの冷却性
を高めてこれらの強度アップを図ることができる内燃エ
ンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、燃焼室に開口するポートを
バルブによって適当なタイミングで開閉して所要のガス
交換を行う内燃エンジンにおいて、前記バルブが着座す
べきバルブシートを接合型バルブシートで構成するとと
もに、該バルブシート間距離をバルブ全閉時におけるバ
ルブ間距離以上に設定したことを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、燃焼室に開口するポートを
バルブによって適当なタイミングで開閉して所要のガス
交換を行う内燃エンジンにおいて、前記バルブが着座す
べきバルブシートを接合型バルブシートで構成するとと
もに、該バルブシート間距離をバルブ全閉時におけるバ
ルブ間距離以上に設定したことを特徴とする。
【０００７】請求項２記載の発明は、燃焼室に開口する
ポートをバルブによって適当なタイミングで開閉して所
要のガス交換を行う内燃エンジンにおいて、前記バルブ
が着座すべきバルブシートを接合型バルブシートで構成
するとともに、該バルブシート当り面下端と燃焼室鋳肌
縁との距離をバルブ下端面とバルブシート当り面下端と
の距離以下に設定したことを特徴とする。
ポートをバルブによって適当なタイミングで開閉して所
要のガス交換を行う内燃エンジンにおいて、前記バルブ
が着座すべきバルブシートを接合型バルブシートで構成
するとともに、該バルブシート当り面下端と燃焼室鋳肌
縁との距離をバルブ下端面とバルブシート当り面下端と
の距離以下に設定したことを特徴とする。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記ポートとバルブをそれぞれ吸気
ポートと吸気バルブとしたことを特徴とする。
載の発明において、前記ポートとバルブをそれぞれ吸気
ポートと吸気バルブとしたことを特徴とする。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、シリンダヘッドの吸気ポートス
ロート部の範囲内に水ジャケットの下壁を形成したこと
を特徴とする。
３記載の発明において、シリンダヘッドの吸気ポートス
ロート部の範囲内に水ジャケットの下壁を形成したこと
を特徴とする。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明によれば、バルブシートを
接合型バルブシートとしてバルブシート間距離をバルブ
全閉時におけるバルブ間距離以上に設定したため、バル
ブの大径化が可能となり、当該内燃エンジンにおけるガ
ス交換量の増大を図ることができ、吸入ガス量を増やし
てエンジン出力の向上を図ることができる。
接合型バルブシートとしてバルブシート間距離をバルブ
全閉時におけるバルブ間距離以上に設定したため、バル
ブの大径化が可能となり、当該内燃エンジンにおけるガ
ス交換量の増大を図ることができ、吸入ガス量を増やし
てエンジン出力の向上を図ることができる。
【００１１】請求項２記載の発明によれば、バルブシー
トを接合型バルブシートとして該バルブシート当り面下
端と燃焼室鋳肌縁との距離をバルブ下端面とバルブシー
ト当り面下端との距離以下に設定したため、バルブの燃
焼ドーム中心近傍への配置が可能となって該バルブをシ
リンダ壁から遠ざけることができ、特に吸気バルブを通
過する吸気の流動抵抗を低減させて吸入ガス量を増や
し、これによってエンジン出力の向上を図ることができ
る。
トを接合型バルブシートとして該バルブシート当り面下
端と燃焼室鋳肌縁との距離をバルブ下端面とバルブシー
ト当り面下端との距離以下に設定したため、バルブの燃
焼ドーム中心近傍への配置が可能となって該バルブをシ
リンダ壁から遠ざけることができ、特に吸気バルブを通
過する吸気の流動抵抗を低減させて吸入ガス量を増や
し、これによってエンジン出力の向上を図ることができ
る。
【００１２】請求項３記載の発明によれば、吸入バルブ
の大径化又は燃焼ドーム中心近傍への配置が実現され、
吸入ガス量を増やしてエンジン出力の向上を図ることが
できる。
の大径化又は燃焼ドーム中心近傍への配置が実現され、
吸入ガス量を増やしてエンジン出力の向上を図ることが
できる。
【００１３】請求項４記載の発明によれば、水ジャケッ
トとバルブシート及びバルブとの間の熱伝導距離が短く
なり、バルブシート自体の厚さも非常に薄いため、バル
ブとバルブシートの冷却性が高められてこれらの温度が
下がり、該バルブ及びバルブシートの強度が高められ
る。
トとバルブシート及びバルブとの間の熱伝導距離が短く
なり、バルブシート自体の厚さも非常に薄いため、バル
ブとバルブシートの冷却性が高められてこれらの温度が
下がり、該バルブ及びバルブシートの強度が高められ
る。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１５】図１は本発明に係る内燃エンジンのシリン
ダヘッドの縦断面図、図２は同シリンダヘッドの吸気ポ
ート部近傍の拡大断面図である。
ダヘッドの縦断面図、図２は同シリンダヘッドの吸気ポ
ート部近傍の拡大断面図である。
【００１６】本実施例に係る内燃エンジンは４サイクル
５バルブエンジンであって、これは各気筒について３つ
の吸気バルブ１−１，１−２（１−１は両側の吸気バル
ブ、１−２は中央の吸気バルブ（センターバルブ））と
２つの排気バルブ２を備えており（図１参照）、軽量な
Ａｌ合金で構成されるシリンダヘッド３に形成された３
つの吸気ポート４と２つの排気ポート５はそれぞれ吸気
バルブ１−１，１−２、排気バルブ２によって適当なタ
イミングで開閉され、これによって所要のガス交換がな
される。
５バルブエンジンであって、これは各気筒について３つ
の吸気バルブ１−１，１−２（１−１は両側の吸気バル
ブ、１−２は中央の吸気バルブ（センターバルブ））と
２つの排気バルブ２を備えており（図１参照）、軽量な
Ａｌ合金で構成されるシリンダヘッド３に形成された３
つの吸気ポート４と２つの排気ポート５はそれぞれ吸気
バルブ１−１，１−２、排気バルブ２によって適当なタ
イミングで開閉され、これによって所要のガス交換がな
される。
【００１７】ところで、前記シリンダヘッド３の下面に
は、燃焼室Ｓを構成する凹状の燃焼ドーム３ａが形成さ
れており、同シリンダヘッド３に形成された前記吸気ポ
ート４と排気ポート５の燃焼室Ｓへの開口部周縁には、
前記吸気バルブ１−１，１−２、排気バルブ２がそれぞ
れ間欠的に着座すべきバルブシート６，７が各々装着さ
れている。
は、燃焼室Ｓを構成する凹状の燃焼ドーム３ａが形成さ
れており、同シリンダヘッド３に形成された前記吸気ポ
ート４と排気ポート５の燃焼室Ｓへの開口部周縁には、
前記吸気バルブ１−１，１−２、排気バルブ２がそれぞ
れ間欠的に着座すべきバルブシート６，７が各々装着さ
れている。
【００１８】而して、吸気バルブ１−１，１−２と排気
バルブ２はそれぞれバルブガイド８，９に摺動自在に挿
通しており、これらはバルブスプリング１０，１１によ
って閉じ方向に付勢されている。そして、吸気バルブ１
−１，１−２と排気バルブ２は、バルブリフタ１２，１
３に摺接しながら回転するカム１４，１５によってそれ
ぞれ適当なタイミングで駆動される。
バルブ２はそれぞれバルブガイド８，９に摺動自在に挿
通しており、これらはバルブスプリング１０，１１によ
って閉じ方向に付勢されている。そして、吸気バルブ１
−１，１−２と排気バルブ２は、バルブリフタ１２，１
３に摺接しながら回転するカム１４，１５によってそれ
ぞれ適当なタイミングで駆動される。
【００１９】ここで、前記バルブシート６，７について
説明する。
説明する。
【００２０】本実施例においては、バルブシート６，７
は接合型バルブシートであって、これは耐衝撃性、耐摩
耗性及び高温強度に優れたＦｅ系燒結材によってリング
状に成形された母材の表面に被膜１６（図９参照）を
０．１〜３０μｍの厚さに形成して構成されており、こ
れらは抵抗熱接合法によってシリンダヘッド３に接合さ
れている。尚、該接合型バルブシート６，７の母材であ
るＦｅ系燒結材の空孔には、高熱伝導性及び自己潤滑性
を有するＣｕ等の金属が溶浸処理によって充填されてい
る。
は接合型バルブシートであって、これは耐衝撃性、耐摩
耗性及び高温強度に優れたＦｅ系燒結材によってリング
状に成形された母材の表面に被膜１６（図９参照）を
０．１〜３０μｍの厚さに形成して構成されており、こ
れらは抵抗熱接合法によってシリンダヘッド３に接合さ
れている。尚、該接合型バルブシート６，７の母材であ
るＦｅ系燒結材の空孔には、高熱伝導性及び自己潤滑性
を有するＣｕ等の金属が溶浸処理によって充填されてい
る。
【００２１】ところで、上記被膜１６の材料としては、
シリンダヘッド３の材料であるＡｌ合金の主成分である
Ａｌと当該材料の元素又は主成分元素との間で、Ａｌ及
び当該材料の元素又は主成分元素の融点よりも低い融点
の共晶合金を形成する材料が選定され、斯かる材料とし
て本実施例ではＣｕを用いた。尚、本実施例では、電気
メッキによってＣｕの被膜１６を形成したが、その他、
無電解メッキや溶射によって被膜１６を形成しても良
い。
シリンダヘッド３の材料であるＡｌ合金の主成分である
Ａｌと当該材料の元素又は主成分元素との間で、Ａｌ及
び当該材料の元素又は主成分元素の融点よりも低い融点
の共晶合金を形成する材料が選定され、斯かる材料とし
て本実施例ではＣｕを用いた。尚、本実施例では、電気
メッキによってＣｕの被膜１６を形成したが、その他、
無電解メッキや溶射によって被膜１６を形成しても良
い。
【００２２】而して、Ａｌ，Ｃｕ単体の融点はそれぞれ
６６０℃，１０８３℃であるのに対し、Ａｌ−Ｃｕ合金
の共晶点の温度はＡｌ，Ｃｕの融点（６６０℃，１０８
３℃）よりも低い５４８℃であり、従って、Ａｌ，Ｃｕ
の融点よりも低い融点のＡｌ−Ｃｕ共晶合金が形成され
得る。
６６０℃，１０８３℃であるのに対し、Ａｌ−Ｃｕ合金
の共晶点の温度はＡｌ，Ｃｕの融点（６６０℃，１０８
３℃）よりも低い５４８℃であり、従って、Ａｌ，Ｃｕ
の融点よりも低い融点のＡｌ−Ｃｕ共晶合金が形成され
得る。
【００２３】次に、吸気側の接合型バルブシート６の接
合プロセスを図３乃至図１０に従って説明する。尚、図
３乃至図８は接合型バルブシートの接合プロセスを説明
するための半裁断面図、図９は図４のＡ部拡大詳細図、
図１０は図５のＢ部拡大詳細図である。
合プロセスを図３乃至図１０に従って説明する。尚、図
３乃至図８は接合型バルブシートの接合プロセスを説明
するための半裁断面図、図９は図４のＡ部拡大詳細図、
図１０は図５のＢ部拡大詳細図である。
【００２４】先ず、図３に示すように、接合型バルブシ
ート６はその外周の突起部６ａがシリンダヘッド３の吸
気ポート４の６周縁の突起部に当接する状態でセットさ
れる。このとき、図４に示す上部電極２１をガイドする
ためのガイドバー２０を、シリンダヘッド３に予め形成
されたバルブガイド挿通孔に挿入セットする。
ート６はその外周の突起部６ａがシリンダヘッド３の吸
気ポート４の６周縁の突起部に当接する状態でセットさ
れる。このとき、図４に示す上部電極２１をガイドする
ためのガイドバー２０を、シリンダヘッド３に予め形成
されたバルブガイド挿通孔に挿入セットする。
【００２５】次に、図４に示すようにガイドバー２０に
沿って上下動する抵抗溶接機の上部電極２１が接合型バ
ルブシート６の内周テーパ面６ｂに嵌合され、接合型バ
ルブシート６が上部電極２１によって所定の力Ｆで加圧
されてシリンダヘッド３に押圧される。このとき、シリ
ンダヘッド３の材料であるＡｌ合金と被膜１６の材料で
あるＣｕがそれぞれ固相状態で接触・押圧される。この
ときの、バルブシート６とシリンダヘッド３との接触部
の状態を図９に示す。
沿って上下動する抵抗溶接機の上部電極２１が接合型バ
ルブシート６の内周テーパ面６ｂに嵌合され、接合型バ
ルブシート６が上部電極２１によって所定の力Ｆで加圧
されてシリンダヘッド３に押圧される。このとき、シリ
ンダヘッド３の材料であるＡｌ合金と被膜１６の材料で
あるＣｕがそれぞれ固相状態で接触・押圧される。この
ときの、バルブシート６とシリンダヘッド３との接触部
の状態を図９に示す。
【００２６】そして、図４に示す加圧状態から電極２１
によってバルブシート６に通電がなされると（図５参
照）、該バルブシート６からシリンダヘッド３へと電流
が流れ、両者の接触部及びその周辺が加熱される。この
とき、温度上昇によって活発になった原子運動の結果、
両者の接触部ではＣｕ及びＡｌ原子の相互拡散が起き、
Ｃｕ−Ａｌ合金組成を有する固相拡散層がバルブシート
６の被膜１６とシリンダヘッド３との間に生じる。
によってバルブシート６に通電がなされると（図５参
照）、該バルブシート６からシリンダヘッド３へと電流
が流れ、両者の接触部及びその周辺が加熱される。この
とき、温度上昇によって活発になった原子運動の結果、
両者の接触部ではＣｕ及びＡｌ原子の相互拡散が起き、
Ｃｕ−Ａｌ合金組成を有する固相拡散層がバルブシート
６の被膜１６とシリンダヘッド３との間に生じる。
【００２７】而して、加熱温度がＣｕ−Ａｌ合金の液相
を生じるに十分な温度に達すると、バルブシート６とシ
リンダヘッド３との接触部にＣｕ−Ａｌ合金の融解が始
まり、そして、この融解は時間の経過と共に進行し、図
１０に示すように、バルブシート６の母材であるＦｅ系
燒結材とシリンダヘッド３とが直接接触する。このと
き、以下のことが同時進行する。
を生じるに十分な温度に達すると、バルブシート６とシ
リンダヘッド３との接触部にＣｕ−Ａｌ合金の融解が始
まり、そして、この融解は時間の経過と共に進行し、図
１０に示すように、バルブシート６の母材であるＦｅ系
燒結材とシリンダヘッド３とが直接接触する。このと
き、以下のことが同時進行する。
【００２８】即ち、シリンダヘッド３のＡｌ合金材はバ
ルブシート６との接合界面において図１０の矢印方向の
塑性流れを生じ、前記反応で生じている液相を外部へ排
出するとともに、接触界面においてはＦｅ原子とＡｌ原
子の固相拡散によってバルブシート６がシリンダヘッド
３の吸気ポート４の周縁に強固に接合される。
ルブシート６との接合界面において図１０の矢印方向の
塑性流れを生じ、前記反応で生じている液相を外部へ排
出するとともに、接触界面においてはＦｅ原子とＡｌ原
子の固相拡散によってバルブシート６がシリンダヘッド
３の吸気ポート４の周縁に強固に接合される。
【００２９】以上のメカニズムによってバルブシート６
がシリンダヘッド３に強固に接合されると、通電を遮断
する。すると、図６に示すようにバルブシート６とシリ
ンダヘッド３の接合界面にはＡｌの塑性変形層１７が形
成され、界面端部には、排出された液相が凝固した部分
が形成される。
がシリンダヘッド３に強固に接合されると、通電を遮断
する。すると、図６に示すようにバルブシート６とシリ
ンダヘッド３の接合界面にはＡｌの塑性変形層１７が形
成され、界面端部には、排出された液相が凝固した部分
が形成される。
【００３０】次に、図７に示すように、電極２１を取り
除いてバルブシート６への加圧を解除し、最後に図８に
示すようにバルブシート６を機械加工によって所定の形
状に仕上加工すれば、バルブシート６のシリンダヘッド
３への接合作業が完了し、バルブシート６はシリンダヘ
ッド３の吸気ポート４の開口部周縁に強固に接合されて
一体化される。
除いてバルブシート６への加圧を解除し、最後に図８に
示すようにバルブシート６を機械加工によって所定の形
状に仕上加工すれば、バルブシート６のシリンダヘッド
３への接合作業が完了し、バルブシート６はシリンダヘ
ッド３の吸気ポート４の開口部周縁に強固に接合されて
一体化される。
【００３１】尚、以上は吸気側のバルブシート６のみの
接合プロセスについて説明したが、排気側のバルブシー
ト７も同様にしてシリンダヘッド３に強固に接合され
る。
接合プロセスについて説明したが、排気側のバルブシー
ト７も同様にしてシリンダヘッド３に強固に接合され
る。
【００３２】ところで、以上のようにして接合される接
合型バルブシート６，７の厚さは非常に薄く（通常は５
００μｍ程度）、その幅及び高さ寸法も非常に小さいた
め、例えば図２に示すように、吸気側のバルブシート６
の間の距離ａ1 を吸気バルブ１−１，１−２の全閉時に
おける該吸気バルブ１−１，１−２の間の距離ｂ1 以上
（ａ1 ≧ｂ1 ）に設定することができる。この結果、シ
リンダヘッド３のＡｌ合金部分を十分な厚さに確保する
ことができ、吸気バルブ１−１，１−２の大径化が可能
となり、該吸気バルブ１−１，１−２を通過して不図示
のシリンダ内に供給される吸入ガス量を増やしてエンジ
ン出力の向上を図ることができる。尚、従来のエンジン
における圧入型バルブシート１０６と吸気バルブ１０１
を図２に鎖線にて示すが、従来はバルブシート１０６が
厚いために該バルブシート１０６の間の距離ａ2 が吸気
バルブ１０１の全閉時における該吸気バルブ１０１間の
距離ｂ2 以下（ａ2 ≦ｂ2 ）に設定されていたため、吸
気バルブ１０１の大径化には限界があったことは前述の
通りである。
合型バルブシート６，７の厚さは非常に薄く（通常は５
００μｍ程度）、その幅及び高さ寸法も非常に小さいた
め、例えば図２に示すように、吸気側のバルブシート６
の間の距離ａ1 を吸気バルブ１−１，１−２の全閉時に
おける該吸気バルブ１−１，１−２の間の距離ｂ1 以上
（ａ1 ≧ｂ1 ）に設定することができる。この結果、シ
リンダヘッド３のＡｌ合金部分を十分な厚さに確保する
ことができ、吸気バルブ１−１，１−２の大径化が可能
となり、該吸気バルブ１−１，１−２を通過して不図示
のシリンダ内に供給される吸入ガス量を増やしてエンジ
ン出力の向上を図ることができる。尚、従来のエンジン
における圧入型バルブシート１０６と吸気バルブ１０１
を図２に鎖線にて示すが、従来はバルブシート１０６が
厚いために該バルブシート１０６の間の距離ａ2 が吸気
バルブ１０１の全閉時における該吸気バルブ１０１間の
距離ｂ2 以下（ａ2 ≦ｂ2 ）に設定されていたため、吸
気バルブ１０１の大径化には限界があったことは前述の
通りである。
【００３３】ところで、図２に示すように、燃焼室Ｓの
図示ａ面は鋳肌のままであるが、本実施例においては、
バルブシート６の当り面下端Ｐと燃焼室鋳肌縁Ｑとの距
離ｃは吸気バルブ１−１，１−２の下端面とバルブシー
ト６の当り面下端Ｐとの距離（バルブマージン厚さ）ｄ
以下（ｃ≦ｄ）に設定されている。このため、吸気バル
ブ１−１，１−２を燃焼ドーム３ａの中心近傍へ配置す
ることが可能となり、該吸気バルブ１−１，１−２を不
図示のシリンダ壁から遠ざけることができる。この結
果、各吸気バルブ１−１，１−２を大径化しなくても、
該吸気バルブ１−１，１−２を通過する吸気の流動抵抗
を低減させて吸入ガス量を増やすことができ、これによ
ってもエンジン出力の向上を図ることができる。
図示ａ面は鋳肌のままであるが、本実施例においては、
バルブシート６の当り面下端Ｐと燃焼室鋳肌縁Ｑとの距
離ｃは吸気バルブ１−１，１−２の下端面とバルブシー
ト６の当り面下端Ｐとの距離（バルブマージン厚さ）ｄ
以下（ｃ≦ｄ）に設定されている。このため、吸気バル
ブ１−１，１−２を燃焼ドーム３ａの中心近傍へ配置す
ることが可能となり、該吸気バルブ１−１，１−２を不
図示のシリンダ壁から遠ざけることができる。この結
果、各吸気バルブ１−１，１−２を大径化しなくても、
該吸気バルブ１−１，１−２を通過する吸気の流動抵抗
を低減させて吸入ガス量を増やすことができ、これによ
ってもエンジン出力の向上を図ることができる。
【００３４】ところで、図１に示すように、シリンダヘ
ッド３には冷却水を流すための水ジャケット１８が形成
されているが、本実施例ではバルブシート６，７を接合
型としたために、水ジャケット１８の下壁１８ａを吸気
ポート４と排気ポート５のスロート部４ａ，５ａの範囲
内に形成することができる。この結果、水ジャケット１
８とバルブシート６，７及び吸・排気バルブ１−１，１
−２，２との間の熱伝導距離が短くなり、更にバルブシ
ート６，７自体の厚さも非常に薄いため、吸・排気バル
ブ１−１，１−２，２とバルブシート６，７の冷却性が
高められてこれらの温度が下がり、該吸・排気バルブ１
−１，１−２，２及びバルブシート６，７の実強度が高
められる尚、以上は本発明を特に４サイクルエンジンに
適用した例について言及したが、本発明は２サイクルエ
ンジンもその適用対象に含むことは勿論である。
ッド３には冷却水を流すための水ジャケット１８が形成
されているが、本実施例ではバルブシート６，７を接合
型としたために、水ジャケット１８の下壁１８ａを吸気
ポート４と排気ポート５のスロート部４ａ，５ａの範囲
内に形成することができる。この結果、水ジャケット１
８とバルブシート６，７及び吸・排気バルブ１−１，１
−２，２との間の熱伝導距離が短くなり、更にバルブシ
ート６，７自体の厚さも非常に薄いため、吸・排気バル
ブ１−１，１−２，２とバルブシート６，７の冷却性が
高められてこれらの温度が下がり、該吸・排気バルブ１
−１，１−２，２及びバルブシート６，７の実強度が高
められる尚、以上は本発明を特に４サイクルエンジンに
適用した例について言及したが、本発明は２サイクルエ
ンジンもその適用対象に含むことは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、バルブシートを接合型バルブシー
トとして該バルブシート間距離をバルブ全閉時における
バルブ間距離以上に設定したため、バルブの大径化が可
能となり、当該内燃エンジンにおけるガス交換量の増大
を図ることができ、吸入ガス量を増やしてエンジン出力
の向上を図ることができるという効果が得られる。
記載の発明によれば、バルブシートを接合型バルブシー
トとして該バルブシート間距離をバルブ全閉時における
バルブ間距離以上に設定したため、バルブの大径化が可
能となり、当該内燃エンジンにおけるガス交換量の増大
を図ることができ、吸入ガス量を増やしてエンジン出力
の向上を図ることができるという効果が得られる。
【００３６】請求項２記載の発明によれば、バルブシー
トを接合型バルブシートとして該バルブシート当り面下
端と燃焼室鋳肌縁との距離をバルブ下端面とバルブシー
ト当り面下端との距離以下に設定したため、バルブの燃
焼ドーム中心近傍への配置が可能となって該バルブをシ
リンダ壁から遠ざけることができ、特に吸気バルブを通
過する吸気の流動抵抗を低減させて吸入ガス量を増や
し、これによってエンジン出力の向上を図ることができ
るという効果が得られる。
トを接合型バルブシートとして該バルブシート当り面下
端と燃焼室鋳肌縁との距離をバルブ下端面とバルブシー
ト当り面下端との距離以下に設定したため、バルブの燃
焼ドーム中心近傍への配置が可能となって該バルブをシ
リンダ壁から遠ざけることができ、特に吸気バルブを通
過する吸気の流動抵抗を低減させて吸入ガス量を増や
し、これによってエンジン出力の向上を図ることができ
るという効果が得られる。
【００３７】請求項３記載の発明によれば、吸入バルブ
の大径化又は燃焼ドーム中心近傍への配置が実現され、
吸入ガス量を増やしてエンジン出力の向上を図ることが
できるという効果が得られる。
の大径化又は燃焼ドーム中心近傍への配置が実現され、
吸入ガス量を増やしてエンジン出力の向上を図ることが
できるという効果が得られる。
【００３８】請求項４記載の発明によれば、水ジャケッ
トとバルブシート及びバルブとの間の熱伝導距離が短
く、バルブとバルブシートの冷却性が高められてこれら
の温度が下がるため、該バルブ及びバルブシートの強度
が高められるという効果が得られる。
トとバルブシート及びバルブとの間の熱伝導距離が短
く、バルブとバルブシートの冷却性が高められてこれら
の温度が下がるため、該バルブ及びバルブシートの強度
が高められるという効果が得られる。
【図１】本発明に係る内燃エンジンのシリンダヘッドの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】本発明に係る内燃エンジンのシリンダヘッドの
吸気ポート部近傍の拡大断面図である。
吸気ポート部近傍の拡大断面図である。
【図３】接合型バルブシートの接合プロセスを説明する
ための半裁断面図である。
ための半裁断面図である。
【図４】接合型バルブシートの接合プロセスを説明する
ための半裁断面図である。
ための半裁断面図である。
【図５】接合型バルブシートの接合プロセスを説明する
ための半裁断面図である。
ための半裁断面図である。
【図６】接合型バルブシートの接合プロセスを説明する
ための半裁断面図である。
ための半裁断面図である。
【図７】接合型バルブシートの接合プロセスを説明する
ための半裁断面図である。
ための半裁断面図である。
【図８】接合型バルブシートの接合プロセスを説明する
ための半裁断面図である。
ための半裁断面図である。
【図９】図４のＡ部拡大詳細図である。
【図１０】図５のＢ部拡大詳細図である。
【図１１】従来の内燃エンジンのシリンダヘッドの縦断
面図である。
面図である。
１−１，１−２ 吸気バルブ ２ 排気バルブ ３ シリンダヘッド ４ 吸気ポート ４ａ 吸気ポートスロート部 ５ 排気ポート ５ａ 排気ポートスロート部 ６，７ 接合型バルブシート １８ 水ジャケット １８ａ 水ジャケット下壁 ａ バルブシート間距離 ｂ バルブ間距離 Ｐ バルブシート当り面下端 Ｑ 燃焼室鋳肌縁 Ｓ 燃焼室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 1/38 Ｆ０２Ｆ 1/38 Ａ Ｆ１６Ｋ 1/42 Ｆ１６Ｋ 1/42 Ｇ
Claims (4)
- 【請求項１】 燃焼室に開口するポートをバルブによっ
て適当なタイミングで開閉して所要のガス交換を行う内
燃エンジンにおいて、前記バルブが着座すべきバルブシ
ートを接合型バルブシートで構成するとともに、該バル
ブシート間距離をバルブ全閉時におけるバルブ間距離以
上に設定したことを特徴とする内燃エンジン。 - 【請求項２】 燃焼室に開口するポートをバルブによっ
て適当なタイミングで開閉して所要のガス交換を行う内
燃エンジンにおいて、前記バルブが着座すべきバルブシ
ートを接合型バルブシートで構成するとともに、該バル
ブシート当り面下端と燃焼室鋳肌縁との距離をバルブ下
端面とバルブシート当り面下端との距離以下に設定した
ことを特徴とする内燃エンジン。 - 【請求項３】 前記ポートとバルブはそれぞれ吸気ポー
トと吸気バルブであることを特徴とする請求項１又は２
記載の内燃エンジン。 - 【請求項４】 シリンダヘッドのポートスロート部の範
囲内に水ジャケットの下壁を形成したことを特徴とする
請求項１，２又は３記載の内燃エンジン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076624A JPH08270500A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 内燃エンジン |
| EP96105096A EP0735248B1 (en) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Multiple valve internal combustion engine |
| DE69624963T DE69624963T2 (de) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Mehrventilbrennkraftmaschine |
| US08/625,941 US5687685A (en) | 1995-03-31 | 1996-04-01 | Valve seat and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076624A JPH08270500A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 内燃エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08270500A true JPH08270500A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13610521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7076624A Pending JPH08270500A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 内燃エンジン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5687685A (ja) |
| EP (1) | EP0735248B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08270500A (ja) |
| DE (1) | DE69624963T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08296417A (ja) * | 1995-04-26 | 1996-11-12 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン用シリンダヘッド |
| US6223713B1 (en) * | 1996-07-01 | 2001-05-01 | Tecumseh Products Company | Overhead cam engine with cast-in valve seats |
| JP2001507100A (ja) * | 1996-12-21 | 2001-05-29 | ウノバ・ユー・ケイ・リミテッド | 溶着機械加工部品 |
| US6347377B2 (en) | 1998-11-04 | 2002-02-12 | Phoenix Technologies Ltd. | Method and apparatus for providing intelligent power management |
| EP1074329B1 (en) * | 1999-08-06 | 2004-05-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Diffusion joining structure |
| DE10255447A1 (de) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Daimlerchrysler Ag | Ventilsitz und Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzes |
| US20070137604A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-21 | Silseth John R | Motorcycle engine |
| DE102007031464A1 (de) * | 2006-07-17 | 2008-01-24 | Alstom Technology Ltd. | Dampfeinlassventil einer Dampfturbine |
| WO2016027650A1 (ja) * | 2014-08-18 | 2016-02-25 | オリジン電気株式会社 | 金属接合体及び金属接合体の製造方法 |
| US20170058823A1 (en) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | GM Global Technology Operations LLC | Cylinder head with blended inlet valve seat for high tumble inlet port |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1155320B (it) * | 1982-04-22 | 1987-01-28 | Fiat Auto Spa | Metodo per l'ottenimento di una sede valvola su una testata di un motore endotermico e motore con sedi valvola ottenute con tale metodo |
| JPS62150014A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Toyota Motor Corp | アルミニウム合金製バルブシ−トレスシリンダヘツド |
| JPS62168669A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-24 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 複合アルミニウム部材の製造方法 |
| JPH01186261A (ja) * | 1988-01-18 | 1989-07-25 | Toyota Motor Corp | バルブシートの接合方法 |
| JPH03210961A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-13 | Toyota Motor Corp | シリンダヘッドの製造方法 |
| JP3270937B2 (ja) * | 1992-04-08 | 2002-04-02 | ヤマハ発動機株式会社 | エンジンのシリンダヘッド構造 |
| JPH05332106A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関のバルブシート |
| JPH05340299A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-21 | Mazda Motor Corp | エンジンのアルミニウム合金製シリンダヘッド及びその製造方法 |
| EP0611883B1 (en) * | 1993-02-19 | 1998-07-08 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| US5492091A (en) * | 1994-12-23 | 1996-02-20 | Ford Motor Company | Thermally conductive valve seat insert assembly |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7076624A patent/JPH08270500A/ja active Pending
-
1996
- 1996-03-29 DE DE69624963T patent/DE69624963T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-29 EP EP96105096A patent/EP0735248B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-01 US US08/625,941 patent/US5687685A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5687685A (en) | 1997-11-18 |
| EP0735248A2 (en) | 1996-10-02 |
| DE69624963D1 (de) | 2003-01-09 |
| EP0735248B1 (en) | 2002-11-27 |
| EP0735248A3 (en) | 1998-01-21 |
| DE69624963T2 (de) | 2003-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5802716A (en) | Method for bonding a valve seat with a cylinder head | |
| CN1704563B (zh) | 冷却的阀座圈 | |
| JPH08270500A (ja) | 内燃エンジン | |
| EP0723069B1 (en) | A valve seat for a cylinder head and a method for producing the valve seat within a cylinder head | |
| JP3546261B2 (ja) | 異種金属材料の接合方法 | |
| JPH08312800A (ja) | 接合型バルブシート | |
| JPH0979014A (ja) | エンジン用シリンダヘッドの製造方法 | |
| JP2004346916A (ja) | エンジンオイルクーラ及びその製造方法 | |
| JPH08277746A (ja) | 内燃エンジン | |
| US7063051B2 (en) | Liquid-cooled valve seat ring | |
| JP2004132361A (ja) | 燃焼室構造体およびその製造方法 | |
| JP3335036B2 (ja) | 接合型バルブシート | |
| EP0730085B1 (en) | A cylinder head and a method for producing a valve seat | |
| JPH09228887A (ja) | 内燃エンジン | |
| JPH0658116A (ja) | バルブシート | |
| JPH08319808A (ja) | エンジン吸・排気弁構造とシリンダーヘッド部の製造方法 | |
| JP3412001B2 (ja) | バルブシートの接合方法 | |
| JPH10121921A (ja) | 内燃機関のバルブシート | |
| CN112901305A (zh) | 换气阀的阀座环和换气阀 | |
| JPH09317552A (ja) | 内燃エンジン | |
| JPH0642320A (ja) | 内燃機関用バルブシート | |
| JP3416829B2 (ja) | シリンダヘッドおよびその製造方法 | |
| US20080236536A1 (en) | Cast engine component having metallurgically bonded inserts | |
| JPH1061419A (ja) | 接合型バルブシート及びその製造方法 | |
| JPH07332083A (ja) | 水冷式バルブシート構造 |