JPH0357301B2 - - Google Patents

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JPH0357301B2
JPH0357301B2 JP60170696A JP17069685A JPH0357301B2 JP H0357301 B2 JPH0357301 B2 JP H0357301B2 JP 60170696 A JP60170696 A JP 60170696A JP 17069685 A JP17069685 A JP 17069685A JP H0357301 B2 JPH0357301 B2 JP H0357301B2
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exhaust port
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車等の車輌に用いられる内燃機関
のシリンダヘツドの冷却水通路構造に係る。
［従来の技術］ 自動車等の車輌に用いられる水冷式の内燃機関
は、その燃焼室の周りを取囲んで延在する冷却水
通路を有しており、この冷却水通路のうち特にシ
リンダヘツドに設けられる冷却水通路の構造が内
燃機関のメカニカルオクタン価を始めとする機関
性能に大きい影響を与えることは、従来より良く
知られている。
内燃機関のメカニカルオクタン価の向上のため
には、冷却水通路は、燃焼室内のノツキングが生
じやすいノツキングポイントの壁面を効果的に冷
却するよう構成されていなければならない。一般
に、内燃機関のノツキングは、燃焼室中央部では
生じず、吸気ポート或いは排気ポートに近い部分
に生じ、特に吸気ポートの近くにスキツシユエリ
アが設けられている場合、この部分に於けるエン
ドガスの自発火により生じやすい。従つて、メカ
ニカルオクタン価の向上のために上述の如きノツ
キングポイントを効果的に冷却するためには、吸
気ポートの近傍及び排気ポートの近傍の領域が冷
却水通路を流れる冷却水によつて、強力に冷却さ
れることが好ましい。
かかる問題に関し、スキツシユエリアが設けら
れている吸気ポートの下側を横切つて延在する冷
却水通路と、排気ポートの下側を横切つて延在す
る冷却水通路と並列に設け、吸気ポートの下側を
横切つて延在する冷却水通路には、ラジエータよ
り直接冷却水を供給し、排気ポートの下側を横切
つて延在する冷却水通路には、ラジエータよりシ
リンダブロツク内冷却水通路へ供給されこれより
シリンダブロツク内冷却水通路を通つて流れた冷
却水を供給することが、特開昭58−35221号公報
に示されている。
一方、上記の如きシリンダヘツドの各部に与え
する冷却効果の強弱とは別に、シリンダヘツドの
鋳造の便宜の観点から、シリンダヘツド内に、吸
気ポート及び排気ポートの下側を横切つて連続し
て延在するする冷却水通路をシリンダブロツクの
ウオータジヤケツトに直に連通した構造に形成す
ると同時に、燃焼室中央部の上側を横切つて延在
する冷却水通路を設け、吸気ポートと排気ポート
の下側を横切つて延在する冷却水通路の途中を燃
焼室中央部の上側を横切つて延在する冷却水通路
に連絡通路を経て連通させ、シリンダブロツクの
ウオータジヤケツトを流れた後の冷却水を、これ
より吸気ポートと排気ポートの下側を横切つて延
在する冷却水通路へ導き、これにより更に前記連
絡通路を経て冷却水を燃焼室中央部の上側を横切
つて延在する冷却水通路へ流すシリンダヘツド冷
却水通路構造が、実開昭59−142442号公報に示さ
れている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記の特開昭58−35221号公報によるシリンダ
ヘツド冷却構造によれば、ノツキングが生じやす
いスキツシユエリア近傍の壁面をを他の部分に比
してより効果的に冷却することができるが、エン
ジン冷却水系の構成が複雑化し、またラジエータ
より直接供給される冷却水の温度とラジエータよ
りシリンダブロツク冷却水通路を経て供給される
冷却水の温度との相互関係は、エンジン負荷によ
つて大きく変化するので、上記二つの並列冷却水
通路による冷却の間の関連制御が行なわれないと
きには、シリンダヘツドの冷却に好ましくない偏
りが生ずる虞れがある。
また実開昭59−142442号公報のシリンダヘツド
冷却構造に於ては、シリンダブロツクのウオータ
ジヤケツトより吸気ポート及び排気ポートの下側
を横切つて延在するポート下部冷却水通路へ流れ
る冷却水は、ポート下部冷却水通路の延在方向に
沿つてのみ流れるのではなく、シリンダブロツク
のウオータジヤケツトよりポート下部冷却水通路
へ向う方向の流速成分とポート下部冷却水通路の
延在方向に沿う流速成分とを合せもつた流れとな
るので、ここにはポート下部冷却水通路内を流れ
る冷却水の流量や流速を、ポート下部冷却水通路
の横断面の大きさによつて制御しようとする技術
思想は存在せず、またポート下部冷却水通路壁面
に対する冷却水の流速は低く、ポート下部冷却水
通路壁面に於ける熱伝達係数はかなり低いと思わ
れる。
本発明は、エンジンの負荷状態や温度状態の変
化に拘らず、吸気ポート、排気ポート、燃焼室中
央部に各々に与えられる冷却効果を所定の相対的
強弱関係に維持し、内燃機関のメカニカルオクタ
ン価を向上しつつ吸気の充填効率を高めてエンジ
ンの高出力化を計り、またシリンダヘツドの各部
に対する冷却の度合を合理的にして不必要な冷却
を回避することによりエンジンの低燃費化を計る
でく、吸気ポートや排気ポートの近傍と燃焼室中
央部を互いに異なる任意の度合に、その間に関連
を保つて冷却することを、できるだけ簡単な構造
にて達成することのできる内燃機関のシリンダヘ
ツドの冷却水通路構造を提供することを課題とし
ている。
［課題を解決するための手段］ かかる課題は、本発明によれば、互いに独立し
て並列に延在する流路として構成された、吸気ポ
ートの下側を横切つて延在する吸気ポート下側冷
却水通路と、排気ポートの下側を横切つて延在す
る排気ポート下側冷却水通路と、燃焼室中央部の
上側を横切つて延在する燃焼室上側冷却水通路と
を有し、前記各冷却水通路が各々個別の連通孔を
経てシリンダヘツドブロツクの冷却水通路に連通
されてシリンダブロツクの冷却水通路より冷却水
を供給されるようになつており、前記各冷却水通
路を通つて流れる冷却水の流量の相対的比率が、
前記各連通孔の流路抵抗を含む前記各冷却水通路
の流路抵抗の相対的な値により設定されるように
なつていることを特徴とする内燃機関のシリンダ
ヘツドの冷却水通路構造によつて達成される。
［発明の作用及び効果］ 上述の如き構成によれば、互いに独立して並列
に延在する流路として構成されいてるが、いずれ
も各々個別の連通孔を経てシリンダブロツクの冷
却水通路に連通されている、吸気ポートの下側を
横切つて延在する吸気ポート下側冷却水通路と、
排気ポートの下側を横切つて延在する排気ポート
下側冷却水通路と、燃焼室中央部の上側を横切つ
て延在する燃焼室上側冷却水通路の、前記各連通
孔の流路抵抗を含む流路抵抗の値が相対的に設定
されることにより、エンジンの負荷状態や温度状
態の変化に拘らず、吸気ポート、排気ポート、燃
焼室中央部の各々に与えられる冷却効果を所定の
相対的強弱関係に維持し、内燃機関のメカニカル
オクタン価を向上しつつ吸気の充填効率を高めて
エンジンの高出力化を計り、またシリンダヘツド
の各部に対する冷却の度合を合理的にして不必要
な冷却を回避することによりエンジンの低燃費化
を計ることができる。
［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。
第１図は本発明によるシリンダヘツド冷却水通
路構造の一つの実施例を示す内燃機関のシリンダ
ヘツドとシリンダブロツクの一部を示す縦断面図
であり、第２図は第１図に示すシリンダヘツドの
水平面図しである。図に於て、１はシリンダブロ
ツクであり、２はシンダヘツドである。シリンダ
ブロツク１とシリンダヘツド２とシリンダボア３
内に設けられたピストン４と共働して燃焼室５を
郭定している。
シリンダヘツド２の一方の側には、二つの吸気
ポート６，７が設けられており、またシリンダヘ
ツド２の他方の側には、二つの排気ポート８が設
けられている。二つの吸気ポート６，７は各々個
別の吸気弁９によつて燃焼室５に対する開口端を
開閉されるようになつており、二つの排気ポート
８は各々個別の排気弁１０により燃焼室５に対す
る開口端を開閉されるようになつている。
シリンダヘツド２には燃焼室５の中央部領域に
向けて開口した点火プラグホール１１が設けられ
ており、該点火プラグホールには点火プラグ１２
が取付けられている。
シリンダヘツド２には、吸気ポート６，７の下
方を横切つて気筒配列方向に延在する吸気ポート
下側冷却水通路１３と、排気ポート８の下方を横
切つて気筒配列方向に延在する排気ポート下側冷
却水通路１４と、これら吸気ポートと排気ポート
との間の燃焼室中央部を横切つて点火プラグホー
ル１１を取囲み気筒配列方向に延在する燃焼室上
側冷却水通路１５とが、各々互いに独立して並列
に設けられている。
シリンダヘツド２には、シリンダブロツク１に
設けられた冷却水通路１６より、吸気ポート下側
冷却水通路１３と排気ポート下側冷却水通路１４
と燃焼室上側冷却水通路１５の各々へ、冷却水を
流すための、連通孔１７と１８と１９とが設けら
れている。シリンダブロツク１には、図示されて
いないが、連通孔１７，１８，１９のある上端部
とは反対の下端部に設けられた冷却水入口より冷
却水が供給されるようになつている。燃焼室上側
冷却水通路１５の連通孔１９は、該燃焼室上側冷
却水通路の全体的通路断面積に比してかなり小さ
く、連通孔１９を含む燃焼室上側冷却水通路１５
の流路抵抗を実質的に定める。連通孔１９の通路
断面積な吸気ポート下側冷却水通路１３の最小通
路断面積部分の通路断面積の1/3乃至2/3程度の大
きさに設定されてよい。吸気ポート下側冷却水通
路１３と排気ポート下側冷却水通路１４の各々の
最小通路断面積部分の通路断面積は、互いに等し
い大きさであつても良いが、排気ポート下側冷却
水通路１４の最小通路断面積部分の通路断面積
は、吸気ポート下側冷却水通路１３の通路断面積
の1/3程度に設定されていてもよい。
吸気ポート下側冷却水通路１３と排気ポート側
冷却水通路１４とは、各々各気筒間にて補助連通
孔２０及び２１によつてシリンダブロツク１の冷
却水通路１６と連通しており、吸気ポート下側冷
却水通路１３と排気ポート下側冷却水通路１４に
は、補助連通孔２０，２１からも、シリンダブロ
ツク冷却水通路の冷却水が供給されるようになつ
ている。尚、補助連通孔２０及び２１は、吸気ポ
ート下側冷却水通路１３と排気ポート下側冷却水
通路１４の図には示されていない冷却水出口に近
い位置にあるもの程、これより遠い位置にあるも
のに比して小さくなつており、これにより化冷却
水通路に於ける気筒間の冷却水温度の均一化が図
られている。
上述の如き構成によれば、図示されていない冷
却水ポンプによつてシリンダブロツク１の冷却水
通路１６に送り込まれた冷却水は、連通孔１７，
１８，１９を経て吸気ポート下側冷却水通路１３
と排気ポート下側冷却水通路１４と燃焼室上側冷
却水通路１５内へ流入し、更に吸気ポート下側冷
却水通路１３と排気ポート下側冷却水通路１４へ
はその途中にても補助連通孔２０，２１を経てシ
リンダブロツク冷却水通路より冷却水が流入し、
これらの冷却水は、吸気ポート下側冷却水通路１
３、排気ポート下側冷却水通路１４、燃焼室上側
冷却水通路１５内を各々独立した流れとしてて図
示されていない各々の冷却水出口へ向けて流れ
る。
この場合、燃焼室上側冷却水通路１５を通る冷
却水流に対する通路抵抗が、連通孔１９の強い絞
り度によつて、吸気ポート下側冷却水通路１３及
び排気ポート下側冷却水通路１４を通る冷却水流
に対する通路抵抗よりかなり大きく設定されてい
るので、燃焼室上側冷却水通路１５を通る冷却水
の流れは、吸気ポート下側冷却水通路１３及び排
気ポート下側冷却水通路１４を通る冷却水の流量
より、常にある所定の比率にてかなり小さくな
り、従つて逆に、シリンダヘツドに冷却水が通さ
れるエンジン運転状態に於ては、吸気ポート下側
冷却水通路１３及び排気ポート下側冷却水通路１
４を通る冷却水の流量は、燃焼室上側冷却水通路
１５を通る冷却水の流量より、常にある所定の比
率にて大きくなり、燃焼室に中央部に比して吸気
ポート及び排気ポートの部分をより常にある所定
の比率にて強く冷却する効果が得られる。
また第２図に示す如く、図示の実施例に於て
は、吸気ポート側冷却水通路１３に対する連通孔
１７が、排気ポート側冷却水通路１４に対する連
通孔１８より大きく、また吸気ポート側冷却水通
路１３の全体的通路断面も排気ポート側冷却水通
路１４の全体的通路断面より大きいことにより、
吸気ポート側冷却水通路１３に於ける冷却水流量
は、排気ポート側冷却水通路１４に於ける冷却水
流量よりも大きく、これによつて吸気ポートを排
気ポートより強く冷却することができる。
かくして、発明によれば、シリンダヘツドに互
いに独立して並列に延在する吸気ポート下側冷却
水通路と排気ポート下側冷却水通路と燃焼室上側
冷却水通路とが設けられ、これら各冷却水通路が
各々個別の連通孔を経けシリンダブロツクの冷却
水通路に連通されてシリンダブロツクの冷却水通
路より冷却水を供給されるようになつていること
により、前記各連通孔の流路抵抗を含む前記各冷
却水通路の流路抵抗の相対的な値を適宜設定する
ことによつて、これら各冷却水通路を通つて流れ
る冷却水の流量の相対的比率を、上記の如き種々
のエンジン性能の向上の観点から最適のとなるよ
うに設定することができる。
以上に於ては、本発明を一つの実施例について
詳細に説明したが、本発明は、これに限定される
ものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例
が可能であることは当業者によつて明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるシリンダヘツド冷却水通
路構造を有する内燃機関の一つの実施例をその要
部について示す縦断面図、第２図は第１図に示す
シリンダヘツドの部分的な平断面図である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダヘツ
ド、３……シリンダボア、４……ピストン、５…
…燃焼室、６，７……吸気ポート、８……排気ポ
ート、９……吸気弁、１０……排気弁、１１……
点火プラグホール、１２……点火プラグ、１３…
…吸気ポート下側冷却水通路、１４……排気ポー
ト下側冷却水通路、１５……燃焼室上側冷却水通
路、１６……シリンダブロツク冷却水通路、１７
〜１９……連通孔、２０，２１……補助連通孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 互いに独立して並列に延在する流路として構
    成された、給気ポートの下側を横切つて延在する
    吸気ポート下側冷却水通路と、排気ポートの下側
    を横切つて延在する排気ポート下側冷却水通路
    と、燃焼室中央部の上側を横切つて延在する燃焼
    室上側冷却水通路とを有し、前記各冷却水通路が
    各々個別の連通孔を経てシリンダブロツクの冷却
    水通路に連通されてシリンダブロツクの冷却水通
    路より冷却水を供給されるようになつており、前
    記各冷却水通路を通つて流れる冷却水の流量の相
    対的比率が、前記各連通孔の流路抵抗を含む前記
    各冷却水通路の流路抵抗の相対的な値により設定
    されるようになつていることを特徴とする内燃機
    関のシリンダヘツドの冷却水通路構造。
JP60170696A 1985-08-02 1985-08-02 内燃機関のシリンダヘツドの冷却水通路構造 Granted JPS6232264A (ja)

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JPS6232264A JPS6232264A (ja) 1987-02-12
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