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JP2526038Y2 - シリンダヘッドの冷却水通路構造 - Google Patents

シリンダヘッドの冷却水通路構造

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Publication number
JP2526038Y2
JP2526038Y2 JP1988140997U JP14099788U JP2526038Y2 JP 2526038 Y2 JP2526038 Y2 JP 2526038Y2 JP 1988140997 U JP1988140997 U JP 1988140997U JP 14099788 U JP14099788 U JP 14099788U JP 2526038 Y2 JP2526038 Y2 JP 2526038Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
water passage
cylinder
cylinder head
arrangement direction
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP1988140997U
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English (en)
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信男 土生
建仁 上田
孝 加藤
浩一 里屋
明 加本
卓祐 敷田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、多気筒内燃機関におけるシリンダヘッドの
冷却水通路構造に関し、とくに冷却性能の向上をはかっ
た冷却水通路構造に関する。
[従来の技術] 従来から、シリンダヘッドの冷却性能を向上するため
の各種冷却水通路構造が提案されている。
たとえば、特開昭58−35221号公報には、スキッシュ
エリア近傍以外に冷却水を送る第一冷却系と、スキッシ
ュエリア近傍のみに冷却水を送る第二冷却系を備えた構
造が開示されており、発明協会公開技報87−12661号に
は、シリンダヘッド冷却水通路を吸気側と排気側とに分
離して吸気側の冷却を強化するようにした構造が開示さ
れている。
また、特開昭60−43154号公報には、冷却水を気筒配
列方向とは直角の方向にも流すことができるようにした
構造が開示されている。
さらに、特開昭62−32265号公報には、たとえば、第
3図に示すように、吸気側と排気側とにそれぞれ、気筒
配列方向に延びる独立した冷却水通路1、2を設け、吸
気側の冷却水通路1を通過した冷却水を各気筒中央部を
気筒配列方向に延びる冷却水通路3に通した後、排気側
の冷却水通路2に送るようにした構造が開示されてい
る。
[考案が解決しようとする課題] しかしながら、上記特開昭58−35221号公報や公開技
報87−12661号開示のように、単に吸気側の冷却水通路
を独立の冷却系とするだけでは、吸気側の冷却強化が十
分とは言えず、燃焼室のスキッシュエリアの冷却が不足
するおそれがあるので、ノッキング発生抑制効果が十分
とは言い難い。
また、特開昭60−43154号公報開示の構造では、冷却
水は、排気側から吸気側に流れるようになっているの
で、排気側の冷却に使用され温度の上昇した冷却水が吸
気側の冷却に供されることになり、その分スキッシュエ
リア近傍の冷却強化効果が小さいという問題がある。
さらに、特開昭62−32265号公報開示の、シリンダヘ
ッド内の冷却水の流れを全て縦流れ(気筒配列方向流
れ)とする構造では、吸気側の独立冷却水通路1の気筒
間部分、とくに第3図における部分4が冷却水の淀み部
となり易く、スキッシュエリア端部近傍の冷却効果が不
足するおそれがある。また、中央の冷却水通路3におけ
るインテークポート5とプラグホール6間あるいはエキ
ゾーストポート7とプラグホール6間は、冷却水通路の
流路面積が小さいため(バルブ挾角の小さいシリンダヘ
ッドではとくに小さい)、十分な冷却水流量を確保する
ことが困難であり、燃焼室中央部や気筒間部分の冷却が
不足するおそれがあり、スキッシュエリア端部の温度上
昇を招くおそれがある。スキッシュエリアの冷却不足
は、ノッキング発生の原因となる。
本考案は、シリンダヘッドの吸気側、とくにスキッシ
ュエリアおよびその近傍を十分に冷却できるようにし、
ノッキング発生のおそれを除去するとともに、気筒間高
温部位の冷却に対しても十分な冷却水流量を確保して、
各気筒の燃焼室全体も効率よくかつ十分に冷却できるよ
うにすることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成する本考案のシリンダヘッドの冷却水
通路構造は、つぎの通りである。
吸気弁、排気弁がそれぞれ気筒配列方向に配置された
多気筒内燃機関のシリンダヘッドに設けられる冷却水通
路構造であって、シリンダヘッドのインテークポート側
下部に、ラジエータからの冷却水が導入され、気筒配列
方向に延び、互に隣接する気筒のインテークポートの燃
焼室への入口近傍の壁間が隔壁で接続されることにより
他の冷却水通路とは分離された独立のインテークポート
側冷却水通路を設け、各気筒間に、実質的に気筒配列方
向と直角の方向に延び、気筒配列方向に延びるエキゾー
ストポート側冷却水通路へと連通する横流れ冷却水通路
を互いに並列に設けるとともに、全ての前記横流れ冷却
水通路の前記隔壁近傍の位置に、シリンダブロック側か
らの冷却水を前記横流れ冷却水通路に導く冷却水通路孔
を設けたものから成る。
[作用] 上記本考案のシリンダヘッドの冷却水通路構造におい
ては、ラジエータからの低温の冷却水は、まずシリンダ
ヘッドのインテークポート側下部の独立のインテークポ
ート側冷却水通路に導かれ、該通路内を気筒配列方向に
縦流れにて流れ、各気筒のスキッシュエリア近傍を強力
に冷却する。
また、シリンダブロック側からの冷却水が、各気筒間
の横流れ冷却水通路に隔壁近傍の位置、すなわち、スキ
ッシュエリアの端部近傍に対応する位置から冷却水通路
孔を通して横流れ冷却水通路に流入されるので、スキッ
シュエリアの端部側も強力に冷却される。したがって、
スキッシュエリアの全領域が効果的にかつ強力に冷却さ
れる。
さらに、上記気筒間流れは気筒配列方向と実質的に直
角方向の横流れであり互いに並列配置であるから、エキ
ゾーストポート側冷却水通路に至るまでの流路長が短い
ことも相まって、その流路抵抗は小さい。また、全ての
横流れ冷却水通路に冷却水通路孔がそれぞれ設けられる
ので、冷却水全流量を適当に分配することができる。そ
の結果、横流れ冷却水通路に対し十分に大きな冷却水流
量が確保され、上記スキッシュエリアの十分な冷却に加
え、気筒間高温部位も十分に冷却される。
さらにまた、本考案構造では、冷却水は、吸気側、各
気筒間位置、排気側と順に流れ、低温部側から高温部側
へと順に流されるので、冷却水の温度と被冷却部の温度
との差を常に大きく維持して、熱効率のよい効果的な冷
却を行うことができる。
[実施例] 以下に、本考案の望ましい実施例を、図面を参照して
説明する。
第1図は、本考案の一実施例に係る多気筒内燃機関の
シリンダヘッドの冷却水通路構造を示しており、4気筒
4バルブエンジンに本考案を適用した場合を示してい
る。図において、11はシリンダヘッド全体を示してお
り、12はインテークポート、13はインテークバルブ用
穴、14はエキゾーストポート、15はエキゾーストバルブ
用穴、16は各気筒あるいはその燃焼室をそれぞれ示して
いる。図示のように、吸気弁、排気弁は、それぞれ、気
筒配列方向に配置されている。
インテークポート12の下部側には、ラジエータ17から
の冷却水が導入され、気筒配列方向に延びるインテーク
ポート側冷却水通路18が設けられている。インテークポ
ート側冷却水通路18は、互に隣接する気筒のインテーク
ポートの燃焼室への入口近傍の壁間が隔壁19で接続され
ることにより他の冷却水通路とは分離された独立の冷却
水通路に構成されている。本実施例では、隔壁19は、イ
ンテークポート壁20とシリンダヘッドボルトボス部21と
を接続しさらにそのシリンダヘッドボルトボス部21から
隣接気筒のインテークポート壁20へと接続した一体のリ
ブ状壁から構成されている。
各気筒間には、実質的に気筒配列方向と直角の方向に
延び、下流側端にて気筒配列方向に延びるエキゾースト
ポート側冷却水通路22に接続する横流れ冷却水通路23が
それぞれ設けられており、上流側端部気筒の外側にも同
様の横流れ冷却水通路が設けられている。横流れ冷却水
通路23は互いに並列である。全ての横流れ冷却水通路23
には、隔壁19近傍の位置に、ウォータポンプ24、シリン
ダブロック25を通して送られてくる冷却水を横流れ冷却
水通路23内に導く冷却水通路孔26が設けられている。各
冷却水通路孔26は、気筒配列方向の冷却水流れ方向でみ
て、上流側程小さく下流側程大きく形成されている。
このように構成された実施例装置においては、ラジエ
ータ17からの冷却水はまず独立のインテークポート側冷
却水通路18に流入し、該通路内を気筒配列方向に縦流れ
した後その出口からウォータポンプ24へと送られ、シリ
ンダブロック25を冷却した後、冷却水通路孔26から横流
れ冷却水通路23内に流入して、該通路内を横流れした後
エキゾーストポート側冷却水通路22内を縦流れし、ラジ
エータ17へと戻される。
独立のインテークポート側冷却水通路18内における冷
却水は、低温かつ十分な流量があり、インテークポート
壁20および隔壁19に沿って流れ、スキッシュエリアの中
央部に対応する部分がラジエータ17からの低温の冷却水
によって強力に冷却される。また、縦流れの長所である
冷却水流速増大効果により、さらに冷却性能が向上され
る。
また、シリンダブロック側から冷却水を導入する冷却
水通路孔26が隔壁19近傍に設けられているので、横流れ
冷却水通路23に流入した冷却水は、まずスキッシュエリ
ア端部に対応する通路壁部分27を効率よくかつ強力にし
かも確実に冷却する。また、この横流れ冷却水通路23は
通路長が短くしかも各気筒間にそれぞれ設けられて並列
となっているので、冷却水の流れ全体に対する流路抵抗
は極めて小さい。したがって、気筒間における冷却水流
量が十分大に確保され、燃焼室間の高温部分が十分にか
つ効果的に冷却される。
したがって、スキッシュエリアの中央部とともに端部
近傍も十分冷却され、かつ燃焼室間高温部分も十分に冷
却される。
また、冷却水全体の流れ経路としては、独立冷却水通
路18から横流れ冷却水通路23、さらにエキゾーストポー
ト側冷却水通路22へと、低温部から高温部側へと順に流
れるので、冷却水の温度上昇を効果的に小さく抑えるこ
とができ、シリンダヘッド全体に対しての冷却効率を高
めることができる。
さらに本実施例では、冷却水通路孔26を下流側程順に
大きくなるように形成したので、各横流れ冷却水通路23
への流入冷却水量を略均一にすることも可能になり、各
気筒間の冷却性能を均一化することも可能となる。
次に、第2図に本考案の第2実施例を示す。本実施例
においては、前記第1実施例に比べ、隔壁31が、よりエ
キゾースト側に張り出して形成されている。その他の構
成については、第1実施例に準じるので、第1図と対応
する部位に第1図と同一の符号を付すことにより説明を
省略する。
このように、隔壁31の構成によりインテークポート側
独立冷却水通路18を、よりスキッシュエリアを強力にか
つ広汎に冷却できるよう燃焼室中央部側に張り出させる
ことができ、しかも該隔壁31に沿う流れを一層滑らかな
流れにして淀みの発生をより確実に防止することができ
る。その他の作用は第1実施例に準じる。
なお、以上の実施例は4気筒4バルブエンジンについ
て説明したが、他の型式の多気筒エンジンに本考案を適
用できることは勿論のことである。
[考案の効果] 本考案のシリンダヘッドの冷却水通路構造によれば、
他の冷却水通路から独立のインテークポート側冷却水通
路により燃焼室のインテークポート側を強力に冷却でき
る。また、冷却水通路孔から流入した冷却水を並列の横
流れ冷却水通路内を流すことにより、流れ抵抗を減少で
き、スキッシュエリア端部部分および燃焼室間高温部分
についても十分な冷却水量でもって強力に冷却できる。
それらの結果、燃焼室内全体およびとくにスキッシュエ
リアおよび気筒間部位を十分に冷却することが可能にな
り、ノッキングの発生を効果的に抑えることができる。
また、吸気側がとくに効率よく強力に冷却されること
から、吸気体積効率の向上をはかることもできる。
また、各気筒間冷却水通路を並列としたことにより、
冷却水流路抵抗を低減することができ、ウォータポンプ
の駆動損失を低減して燃費の向上をはかることができ
る。
さらに、インテークポート側冷却水通路が画成する隔
壁は、構造上リブの機能も果たすので、シリンダヘッド
全体の剛性を高めることができ、たとえばヘッドガスケ
ット部からの水、オイル、ガス洩れ等に対する信頼性を
一層向上させることができる。また、シリンダヘッドの
略中央部にリブが存在する構造となるため、シリンダヘ
ッドの他の部分に関しても薄肉でも必要な剛性を確保で
きるようになり、シリンダヘッドの軽量化、コストダウ
ンをはかることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の第1実施例に係るシリンダヘッドの冷
却水通路構造を示すシリンダヘッドの横断面図、 第2図は本考案の第2実施例に係るシリンダヘッドの冷
却水通路構造を示すシリンダヘッドの横断面図、 第3図は従来のシリンダヘッドの横断面図、 である。 11……シリンダヘッド 12……インテークポート 13……インテークバルブ用穴 14……エキゾーストポート 16……燃焼室 17……ラジエータ 18……インテークポート側冷却水通路 19、31……隔壁 21……シリンダヘッドボルトボス部 22……エキゾーストポート側冷却水通路 23……横流れ冷却水通路 24……ウォータポンプ 25……シリンダブロック 26……冷却水通路孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 里屋 浩一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 加本 明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 敷田 卓祐 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−99652(JP,U) 実開 昭63−112222(JP,U) 実公 昭57−58334(JP,Y2)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気弁、排気弁がそれぞれ気筒配列方向に
    配置された多気筒内燃機関のシリンダヘッドに設けられ
    る冷却水通路構造であって、シリンダヘッドのインテー
    クポート側下部に、ラジエータからの冷却水が導入さ
    れ、気筒配列方向に延び、互に隣接する気筒のインテー
    クポートの燃焼室への入口近傍の壁間が隔壁で接続され
    ることにより他の冷却水通路とは分離された独立のイン
    テークポート側冷却水通路を設け、各気筒間に、実質的
    に気筒配列方向と直角の方向に延び、気筒配列方向に延
    びるエキゾーストポート側冷却水通路へと連通する横流
    れ冷却水通路を互いに並列に設けるとともに、全ての前
    記横流れ冷却水通路の前記隔壁近傍の位置に、シリンダ
    ブロック側からの冷却水を前記横流れ冷却水通路に導く
    冷却水通路孔を設けたことを特徴とするシリンダヘッド
    の冷却水通路構造。
JP1988140997U 1988-10-31 1988-10-31 シリンダヘッドの冷却水通路構造 Expired - Lifetime JP2526038Y2 (ja)

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JPH0263052U JPH0263052U (ja) 1990-05-11
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