JPH09242602A - シリンダヘッド - Google Patents

シリンダヘッド

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Publication number
JPH09242602A
JPH09242602A JP4600796A JP4600796A JPH09242602A JP H09242602 A JPH09242602 A JP H09242602A JP 4600796 A JP4600796 A JP 4600796A JP 4600796 A JP4600796 A JP 4600796A JP H09242602 A JPH09242602 A JP H09242602A
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JP
Japan
Prior art keywords
cylinder head
exhaust port
water
cooling water
flow
Prior art date
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Pending
Application number
JP4600796A
Other languages
English (en)
Inventor
Harumi Togashi
春美 冨樫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP4600796A priority Critical patent/JPH09242602A/ja
Publication of JPH09242602A publication Critical patent/JPH09242602A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/26Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/38Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/26Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッド水ジャケット内の冷却水の渦の発生を
防止して、冷却効率のよいシリンダヘッドを提供する。 【解決手段】シリンダヘッド1長手側の一方に吸気ポー
ト4を、他方に排気ポート5を配設し、該排気ポート5
の周囲に冷却水を導く水路部を有したシリンダヘッド1
において、上記水路部に、上記排気ポート5側をシリン
ダヘッド1長手方向に流れる流路15と、吸排気ポート
4,5間を流れる流路16とに分ける整流部材9を設け
たことによって構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダヘッドに
係り、水路部に冷却水を流して冷却を行うシリンダヘッ
ドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】シリンダヘッドは、シリンダブロックの
上に設けられ、シリンダブロック及びピストンヘッドと
によって、燃焼室が囲まれて形成されている。図5に示
すように、この燃焼室の真上部分に吸気ポート燃焼室側
開口端2と排気ポート燃焼室側開口端3とが形成されて
いる。吸気ポート燃焼室側開口端2から吸気ポート4が
シリンダヘッド1長手方向と交差する方向に延びて、シ
リンダヘッド1の長手側の一方a側の側壁10に開口す
るように形成されている。また、排気ポート燃焼室側開
口端3から排気ポート5がシリンダヘッド1長手方向と
交差する方向で吸気ポート4と反対の方向に延びて、シ
リンダヘッド1の長手側の他方b側の側壁11に開口す
るように形成されている。上記燃焼室で繰り返し燃焼が
行われるため、この上部や燃焼した排気の通路である排
気ポート5等は高温になってしまう。従って、シリンダ
ヘッド1内には、燃焼室上部や排気ポート5を冷却すべ
く、冷却水の流れる水路部空間である水ジャケット6が
形成されており、シリンダヘッド1の下壁12には、上
記水ジャケット6へ冷却水が流入するための水穴7が複
数設けられている。シリンダヘッド1の長手方向端部に
冷却水を排出する流出口(図示せず)が形成されてお
り、そこには自動的に冷却水の温度を調整するサーモス
タットが設けられている。また、水ポンプにより、冷却
水がシリンダブロックの水ジャケットを通過して水穴7
に供給されるように構成されている。
【0003】冷却水はそれぞれの水穴7から流入し、水
ジャケット6内を流出口側へ向かって各部を冷却しなが
ら流れ、流出口のサーモスタットによりその水温を検知
し、自動的に流れる冷却水の量を調整するように構成さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、冷却水が水穴
7から流入し、流出口へ向かって流れるが、シリンダヘ
ッド1内の長手方向に吸気ポート4と排気ポート5とが
交互に形成されているため、冷却水はシリンダヘッド中
央部を長手方向に吸気ポート4と排気ポート5との区画
壁13に沿って流れたり、吸気ポート4や排気ポート5
の上下の空間を流れることとなる。ところで、この流れ
の中で吸気ポート4と排気ポート5との間の流路は狭
く、隣接する排気ポート5同士の間の流路は広くなって
いる。これら排気ポート5間部分では、流路の容積が小
さい部分から急に大きくなるので、流速が急に低下して
流れが止まり滞流が起こり、図中矢印に示すように、渦
14が発生してしまう。そのため、冷却水の循環が悪く
なるので、シリンダヘッド中央部の吸排気ポート間を冷
却する流れが少なくなり、冷却水が熱くなって、冷却効
率が悪化して、バルブ,燃料噴射ノズル,バルブシート
等のシリンダヘッド1の中央部に設けられている部品の
温度が上昇してしまう。
【0005】そこで、本発明の目的は、上記従来の問題
点を解決するために、渦14の発生を防止して冷却水を
効率的に流し、冷却効率のよいシリンダヘッドを提供す
ることである。
【0006】なお、特開平6−221150号公報に、
遮断壁をシリンダヘッド内の冷却水の流路に設け、冷却
水の流れを調整したものが提案されているが、この発明
は単に、シリンダヘッド内の両端側の流れを中央部に流
すようにしたものであり、流路内での渦に対しての考慮
は何もなされていない。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく本
発明は、シリンダヘッド長手側の一方に吸気ポートを、
他方に排気ポートを配設し、該排気ポートの周囲に冷却
水を導く水路部を有したシリンダヘッドにおいて、上記
水路部に、上記排気ポート側をシリンダヘッド長手方向
に流れる流路と、吸排気ポート間を流れる流路とに分け
る整流部材を設けたものである。
【0008】そして、上記整流部材が、隣接する排気ポ
ート間に配置されたものである。
【0009】上記構成により、排気ポート側をシリンダ
ヘッド長手方向に流れる流路と、吸排気ポート間を流れ
る流路とに分けられるため、渦が発生せず、また、シリ
ンダヘッド中央部を吸気ポートと排気ポートの区画壁に
沿った流れが効率的に行われ、多くの冷却水が流れるの
で、冷却効率を向上させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
【0011】図1に示すように、シリンダヘッド1は長
手方向に沿ってその中央部に吸気ポート燃焼室側開口端
2と排気ポート燃焼室側開口端3とが交互に、所定の間
隔をおいて形成されている。そして、この吸気ポート燃
焼室側開口端2からシリンダヘッド1長手側の一方a側
に吸気ポート4が形成され、また、排気ポート燃焼室側
開口端3から吸気ポート4とは他方b側に排気ポート5
が形成されている。これら吸気ポート4及び排気ポート
5の周囲に水ジャケット6が形成されており、この水ジ
ャケット6には冷却水を流入させるための水穴7が複数
形成されている。シリンダヘッド1の端部には、流出口
8が形成されており、冷却水は水ジャケット6内を流出
口8に向かって流れていくように構成されている。
【0012】シリンダヘッドは鋳鉄やアルミ等の耐熱性
及び強度を有するものであり、シリンダブロック(図示
せず)の上に設けられ、シリンダブロック及びピストン
ヘッド(図示せず)とによって、燃焼室(図示せず)が
囲まれて形成されている。吸気ポート燃焼室側開口端2
と排気ポート燃焼室側開口端3とは、上記燃焼室の上部
に一つずつ形成され、それぞれにバルブ(図示せず)が
設けられている。吸気ポート4は吸気ポート燃焼室側開
口端2から上方に所定の寸法形成され、そこからシリン
ダヘッド1長手側の一方a側に向かって屈曲して、シリ
ンダヘッドの側壁10に開口されるように形成されてい
る。排気ポート5は排気ポート燃焼室側開口端3から上
方に所定の寸法形成され、そこからシリンダヘッド1長
手側の他方b側に向かって屈曲して、シリンダヘッドの
側壁11に開口されるように形成されている。
【0013】そして、シリンダヘッド1内全体、主に、
中央部の燃焼室上部や排気ポート5の周囲の部分に、冷
却水を接触させるための水路部空間である水ジャケット
6が形成されている。
【0014】特に、本発明にあっては、隣接する排気ポ
ート5同士の間の水ジャケット6部分に、整流部材9を
設け、水路部を排気ポート5側の側壁11側をシリンダ
ヘッド1長手方向に流れる流路15と、シリンダヘッド
1の中央部の吸排気ポート4,5間を流れる流路16と
に分けたことに特長を有するものである。
【0015】整流部材9は冷却水の流れを変えることが
できる程度の強度及び耐熱性を有したもので、吸排気ポ
ート4,5と同様の厚さで平板状に形成されて、隣接す
る排気ポート5の向き合った区画壁17を掛け渡すよう
に設けられている。流出口8の方向、すなわち、冷却水
が流れていく方向に向かって、その上流側では側壁10
から少しの間隔を空けた部分の、区画壁17に設けられ
たシリンダヘッド1固定用ボルトのボス部分20に、整
流部材9が固着され、そこから下流側に行くにつれて中
央部に近付くように長手方向と約30°の角度で形成さ
れ、下流側の区画壁17に設けられたシリンダヘッド1
固定用ボルトのボス部分21に固着されている。その縦
方向断面は図2に示すようにヘッド水ジャケット6の底
面から上端面まで延出されて形成されている。
【0016】これにより、冷却水が排気ポート5側の側
壁11側をシリンダヘッド長手方向に流れる流路15
と、シリンダヘッド1の中央部で吸排気ポートの区画壁
13に沿って流れる流路16とに分けられることとな
る。
【0017】また、水ジャケット6の下面となるシリン
ダヘッド1の下壁12には所定の間隔で、所定の形状の
水穴7が形成されている。この水穴7は、シリンダブロ
ックの水ジャケット(図示せず)を介して水ポンプと連
通され、冷却水がシリンダブロックの水ジャケットを通
過して水穴7に供給されるように構成されている。一
方、流出口8は、冷却水を冷却すべくラジエータと連通
しており、流出口8から流出した冷却水はラジエータで
冷却され、水ポンプを循環して再度シリンダヘッド1へ
流入するように構成されている。
【0018】以上の構成から本発明の実施の形態の作用
を説明する。
【0019】冷却水は水ポンプによりシリンダブロック
の水ジャケットを介して、水ジャケット6下面に設けら
れた水穴7から流入する。そして、流出口8に向かって
流れていく。この際、流路は主に排気ポート5側の側壁
11側をシリンダヘッド1長手方向に流れる流路15
と、シリンダヘッド1中央部の吸排気ポート4,5間を
各区画壁13に沿って流れる流路16と、吸気ポート4
側の側壁10側を流れる流路18とに分けられる。特
に、シリンダヘッド1の中央部の冷却水は、吸気ポート
燃焼室側開口端2と排気ポート燃焼室側開口端3とから
上方に立ち上げられた部分の吸排気ポート4,5の間を
区画壁13に沿って流れていく。この流路16では、隣
接する排気ポート5同士間に吸排気ポート4,5の間か
ら冷却水が流れ込むが、流出口8への流れの方向である
吸排気ポート間に向かって整流部材が形成され、渦を発
生させる流れの方向を塞いでいるので、図1中黒矢印で
示すように、排気ポート5同士間へ流れ込んだ冷却水は
整流部材9により、その流れが流出口8側へ統一され、
また、流路の断面積が大きく変わることがなく、冷却水
が一定の方向に速い流速で流れるようになる。
【0020】また、排気ポート5側の側壁11側をシリ
ンダヘッド長手方向に流れる流路15では、図1中白矢
印で示すように、冷却水は流出口8側へ向かって、側壁
11に沿ってストレートに流れるため、渦が起きること
はない。
【0021】また、吸気ポート4側の側壁10側をシリ
ンダヘッド長手方向に流れる流路18では、もともと流
路は狭く断面積の大きな変化はないので、冷却水の流れ
が乱れず、渦が発生することはない。なお、この吸気ポ
ート4間にも整流部材を形成するようにしてもよい。
【0022】以上の作用により、水ジャケット6内の冷
却水の渦の発生を防止することができ、多くの冷却水を
流すことができ、常時、冷却された冷却水をシリンダヘ
ッド1の各部、特に、燃焼室上部の吸排気ポート4,5
間や排気ポート5の外周部の高温部分を流すことがで
き、バルブ,燃料噴射ノズル,バルブシート等のシリン
ダヘッド1の中央部に設けられている部品の温度の上昇
を防止できる。
【0023】図3,図4は他の実施の形態を示したもの
である。整流部材9の縦方向断面は容易に一体成型する
ことができるように、図3に示すように、シリンダヘッ
ド1の下壁10から上方へ水ジャケット6の高さのほぼ
中間部まで延出させるように形成したり、図4に示すよ
うに、シリンダヘッド1の上壁19から下方へ水ジャケ
ット6の高さのほぼ中間部まで延出させるように形成し
てもよい。また、その端部は断面半円状でなく、直角や
鋭角に形成してもよい。
【0024】また、本実施の形態では、整流部材9は平
板状に形成しているが、冷却水の流れを整えることがで
きる形状であれば、表面に溝を形成したり、波状に形成
したりしてもよい。また、整流部材9を設ける角度は3
0°に限らず、流れを乱さない範囲の角度であればよ
い。
【0025】なお、本実施の形態ではシリンダヘッドは
2バルブヘッドであるが、4バルブヘッドに適用するこ
ともできる。
【0026】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、水ジャケ
ット内において渦の発生を防止して、流速を上げること
ができ、シリンダヘッド中央部の燃焼室上部や排気ポー
トの高温部分に多くの冷却水を流すことができるので、
冷却効率を向上させ、バルブ,燃料噴射ノズル,バルブ
シート等のシリンダヘッドの中央部に設けられている部
品の温度の上昇を防止でき、シリンダヘッドの耐久性を
向上させることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したシリンダヘッドの実施の形態
を示す水平方向断面図である。
【図2】図1のA−A部の整流部材の形状を示す縦方向
断面図である。
【図3】他の整流部材の形状を示す縦方向断面図であ
る。
【図4】他の整流部材の形状を示す縦方向断面図であ
る。
【図5】従来のシリンダヘッドを示す水平方向断面図で
ある。
【図6】図5のB−B断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 4 吸気ポート 5 排気ポート 6 水ジャケット(水路部) 9 整流部材 15,16 流路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッド長手側の一方に吸気ポー
    トを、他方に排気ポートを配設し、該排気ポートの周囲
    に冷却水を導く水路部を有したシリンダヘッドにおい
    て、上記水路部に、上記排気ポート側をシリンダヘッド
    長手方向に流れる流路と、吸排気ポート間を流れる流路
    とに分ける整流部材を設けたことを特徴とするシリンダ
    ヘッド。
  2. 【請求項2】 上記整流部材が、隣接する排気ポート間
    に配置されたものである請求項1記載のシリンダヘッ
    ド。
JP4600796A 1996-03-04 1996-03-04 シリンダヘッド Pending JPH09242602A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4600796A JPH09242602A (ja) 1996-03-04 1996-03-04 シリンダヘッド

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JP4600796A JPH09242602A (ja) 1996-03-04 1996-03-04 シリンダヘッド

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JPH09242602A true JPH09242602A (ja) 1997-09-16

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ID=12735020

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JP4600796A Pending JPH09242602A (ja) 1996-03-04 1996-03-04 シリンダヘッド

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JP (1) JPH09242602A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1239135A2 (en) 2001-03-06 2002-09-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling structure of cylinder head and method for manufacturing cylinder head
JP2005535819A (ja) * 2002-06-21 2005-11-24 エフエーファオ モトレンテクニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ピストンエンジン用冷却シリンダヘッド
JP2008075506A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Yamaha Motor Co Ltd 水冷式多気筒エンジン
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JP2016079814A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 株式会社クボタ エンジンのシリンダヘッド冷却装置

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