JPH1047154A - Cylinder head - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/249—Cylinder heads with flame plate, e.g. insert in the cylinder head used as a thermal insulation between cylinder head and combustion chamber
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダヘッドに係り、詳しくはヘッド本体下面にヘッド本体
の材質と異なる材質からなるバルブシートが設けられて
いるシリンダヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine, and more particularly to a cylinder head having a valve seat made of a material different from the material of the head body on the lower surface of the head body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７は従来の内燃機関、例えば副燃焼室
を備えた副室式ディーゼルエンジンにおけるシリンダヘ
ッドの下面を示す模式図である。一般に、シリンダヘッ
ドのヘッド本体２１は放熱性に優れかつ比較的軽量なア
ルミ合金から形成されることが多い。そのため、吸気用
及び排気用のバルブシート２２や副燃焼室用のチャンバ
形成部材２３等の高い剛性を必要とする部品について
は、アルミ合金よりも耐熱性、強度、耐摩耗性等に優れ
る焼結金属や繊維強化金属等から形成し、それをヘッド
本体２１の下面に圧入することが行われている。なお、
図中点線はシリンダブロックに設けられるシリンダボア
を示している。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a schematic view showing a lower surface of a cylinder head in a conventional internal combustion engine, for example, a sub-chamber diesel engine having a sub-combustion chamber. In general, the head body 21 of the cylinder head is often formed of a relatively lightweight aluminum alloy having excellent heat dissipation. Therefore, for components requiring high rigidity, such as the intake and exhaust valve seats 22 and the chamber forming member 23 for the sub-combustion chamber, sintering having better heat resistance, strength, abrasion resistance and the like than aluminum alloys. It is formed from metal, fiber reinforced metal, or the like, and press-fits it into the lower surface of the head body 21. In addition,
A dotted line in the drawing indicates a cylinder bore provided in the cylinder block.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のシリンダヘッドにおいては、ヘッド本体２１にバル
ブシート２２やチャンバ形成部材２３を圧入した場合、
ヘッド本体２１に内部応力が発生する。また、機関の運
転時において、燃焼火炎に晒されるためにヘッド本体２
１に熱歪みを生じ、これも内部応力となる。また、高温
の燃焼火炎の影響を受けてヘッド本体２１の強度も低下
する。そして、このようなことに起因してヘッド本体２
１に亀裂が発生し易くなるという問題がある。However, in the conventional cylinder head described above, when the valve seat 22 or the chamber forming member 23 is press-fitted into the head main body 21,
Internal stress is generated in the head main body 21. Further, during operation of the engine, the head main body 2 is exposed to the combustion flame.
1 cause thermal strain, which also becomes internal stress. Further, the strength of the head main body 21 is also reduced under the influence of the high-temperature combustion flame. Then, the head body 2
1 has a problem that cracks are easily generated.
【０００４】なお、上記のような問題に鑑みて、吸気用
と排気用のバルブシートを一体に形成し、これをヘッド
本体下面に圧入したもの（例えば実開昭６１−１６４２
号公報）が提案されているが、これによると吸気用のバ
ルブシートと排気用のバルブシートとで挟まれるシート
狭間部についての亀裂防止効果が得られるに止まり、ヘ
ッド全体の耐久性を向上できるものではなかった。[0004] In view of the above problems, valve seats for intake and exhaust are formed integrally and press-fitted into the lower surface of the head body (for example, see Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 61-1642).
However, according to this method, only the effect of preventing cracks at a portion between the seats sandwiched between the intake valve seat and the exhaust valve seat can be obtained, and the durability of the entire head can be improved. It was not something.
【０００５】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、ヘッド本体下面
に燃焼火炎が直接作用しないようにしてシリンダヘッド
全体の耐久性を向上することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to improve the durability of the entire cylinder head by preventing the combustion flame from directly acting on the lower surface of the head body. It is in.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成したものである。即ち、請
求項１の発明は、内燃機関のシリンダヘッドにおいて、
ヘッド本体下面のシリンダボア対応部位に、シリンダボ
アの平面広さに相当する大きさのシート部材を圧入した
ことを特徴とする。このような構成を採用したことによ
り、機関の運転時において、ヘッド本体下面が燃焼火炎
に晒されることをシート部材によって回避することがで
き、このことにより、ヘッド本体の熱歪みを軽減して耐
久性を向上することが可能となる。なお、シート部材に
ついては、例えば焼結金属や繊維強化金属等のような耐
熱性、強度に優れる材料から形成することによって熱歪
みに対応する耐久性を得ることが可能である。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows. That is, the invention of claim 1 provides a cylinder head of an internal combustion engine,
A seat member having a size corresponding to the plane area of the cylinder bore is press-fitted into a portion corresponding to the cylinder bore on the lower surface of the head body. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the lower surface of the head body from being exposed to the combustion flame by the seat member during operation of the engine, thereby reducing thermal distortion of the head body and improving durability. It is possible to improve the performance. The sheet member can be made of a material having excellent heat resistance and strength, such as a sintered metal or a fiber reinforced metal, for example, so that durability corresponding to thermal distortion can be obtained.
【０００７】内燃機関が副燃焼室を備えた副室式ディー
ゼルエンジンの場合には、請求項２記載の発明のよう
に、前記シート部材には、吸気用及び排気用のバルブシ
ート部のほか副燃焼室用のチャンバ部を設けることが望
ましい。このような構成としたときは、ヘッド本体の熱
歪みを軽減してその耐久性を向上することが可能となる
ことに加え、部品点数を減少できるため、製造コスト、
組付コストを低減することができる。In the case where the internal combustion engine is a sub-chamber diesel engine having a sub-combustion chamber, the seat member may include a sub-chamber diesel engine in addition to the intake and exhaust valve seats. It is desirable to provide a chamber for the combustion chamber. With such a configuration, the thermal distortion of the head main body can be reduced and the durability thereof can be improved, and the number of parts can be reduced.
Assembly cost can be reduced.
【０００８】内燃機関の各気筒毎にシート部材を設けた
場合、ヘッド本体下面には隣接のシート部材相互によっ
て挟まれる狭間部が生じ、その狭間部にシート部材の圧
入による内部応力が発生することになる。そのため、狭
間部にシート部材の圧入による内部応力が発生すること
を回避すべく、請求項３記載の発明のように、気筒数分
のシート部材を一体に形成することが望ましい。このよ
うな構成としたときは、ヘッド本体の耐久性をより向上
することが可能となるとともに、部品点数がさらに減少
されることになり、製造コスト、組付コストをより一層
低減することができる。When a seat member is provided for each cylinder of an internal combustion engine, a narrow portion is formed between adjacent sheet members on the lower surface of the head body, and internal stress is generated in the narrow portion due to press-fitting of the seat member. become. Therefore, in order to avoid the occurrence of internal stress due to press-fitting of the seat member in the narrow portion, it is desirable to integrally form the seat members for the number of cylinders as in the invention according to claim 3. With such a configuration, the durability of the head body can be further improved, and the number of parts can be further reduced, so that the manufacturing cost and the assembly cost can be further reduced. .
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は第１の実施の形態
に係るシリンダヘッドを下面側から示す模式図、図２は
図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図で
ある。この実施の形態はシリンダヘッドに副燃焼室４を
備えた副室式ディーゼルエンジンを対象としたものであ
り、図において、１はシリンダブロック、２はシリンダ
ヘッドである。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1 is a schematic diagram showing the cylinder head according to the first embodiment from below, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. This embodiment is directed to a sub-chamber diesel engine having a sub-combustion chamber 4 in a cylinder head. In the figure, reference numeral 1 denotes a cylinder block, and 2 denotes a cylinder head.
【００１０】シリンダヘッド２はアルミ合金からなり、
そのヘッド本体３の下面には、シリンダブロック１に形
成される複数のシリンダボア４（図では４気筒の場合を
示している）と対応する部位にそれぞれボア径と略同径
の圧入凹部３ａが形成されており、その圧入凹部３ａに
は、吸気弁９用のバルブシート部６と、排気弁１０用の
バルブシート部７と、副燃焼室１１形成用のチャンバ部
８を備えた一体型のシート部材５が圧入されている。The cylinder head 2 is made of an aluminum alloy.
On the lower surface of the head body 3, press-fit recesses 3a each having substantially the same diameter as the bore diameter are formed at portions corresponding to a plurality of cylinder bores 4 (four cylinders are shown in the figure) formed in the cylinder block 1. The press-fit recess 3a has an integrated seat including a valve seat 6 for an intake valve 9, a valve seat 7 for an exhaust valve 10, and a chamber 8 for forming a sub-combustion chamber 11. The member 5 is press-fitted.
【００１１】即ち、圧入凹部３ａに圧入されるシート部
材５はシリンダボア４の平面広さと相当する大きさの円
板状に形成されている。そして、シート部材５は例えば
焼結金属や繊維強化金属等のような耐熱性、強度、耐摩
耗性等に優れる材質から形成される。That is, the sheet member 5 to be press-fitted into the press-fitting recess 3a is formed in a disk shape having a size corresponding to the plane area of the cylinder bore 4. The sheet member 5 is formed of a material having excellent heat resistance, strength, wear resistance, and the like, such as a sintered metal and a fiber reinforced metal.
【００１２】上記のように構成された第１の実施の形態
に係るシリンダヘッド２によれば、ヘッド本体３下面の
シリンダボア４に対応する部位の全体がシート部材５に
よって覆われる。このため、エンジンの運転時におい
て、ヘッド本体３の下面に燃焼火炎が直接触れることが
回避され、ヘッド本体３の熱歪みによる内部応力の発生
が可及的に抑制されるとともに、ヘッド本体３が高温の
燃焼火炎による影響を受け難くなることで、ヘッド本体
３の強度低下が抑えられることから、ヘッド本体３の亀
裂損傷が防止されてその耐久性が向上する。According to the cylinder head 2 according to the first embodiment configured as described above, the entire portion of the lower surface of the head body 3 corresponding to the cylinder bore 4 is covered with the sheet member 5. Therefore, during operation of the engine, the combustion flame is prevented from directly touching the lower surface of the head main body 3, and the generation of internal stress due to thermal distortion of the head main body 3 is suppressed as much as possible. Since the head body 3 is less affected by the high-temperature combustion flame, the strength of the head body 3 is prevented from being reduced, so that the head body 3 is prevented from being cracked and damaged, and its durability is improved.
【００１３】一方、シート部材５については、ヘッド本
体３よりも耐熱性及び強度に優れる焼結金属や繊維強化
金属等から形成することにより、その材質で高温の燃焼
火炎による熱歪みに十分に対応させることが可能とな
る。このようなことから、シリンダヘッド２の耐久性が
向上される。On the other hand, the sheet member 5 is formed of a sintered metal or a fiber reinforced metal having higher heat resistance and strength than the head body 3 so that the material can sufficiently cope with thermal distortion caused by a high-temperature combustion flame. It is possible to do. For this reason, the durability of the cylinder head 2 is improved.
【００１４】ところで、図７に示す従来では、ヘッド本
体２１にバルブシート２２やチャンバ形成部材２３を個
々に圧入する関係で、吸気用と排気用のバルブシート２
２によって挟まれる挟間部ａやバルブシート２２とチャ
ンバ形成部材２３によって挟まれる挟間部ｂ，ｃに、そ
れらの圧入による内部応力が発生し、それが亀裂損傷を
誘発する原因となる。しかるに、本実施の形態によれ
ば、上記のような圧入によって狭間部ａ，ｂ，ｃに生ず
る内部応力の問題が解消されるため、ヘッド本体３の耐
久性の向上に大きく役立つこととなる。しかも、一体型
シート部材とすることによって部品点数が削減されるた
め、製造コスト及び組付コストの低減が達成される。By the way, in the prior art shown in FIG. 7, the valve seat 22 and the chamber forming member 23 are individually press-fitted into the head main body 21, so that the valve seats 2 for intake and exhaust are used.
Internal stress is generated by press-fitting in the sandwiched portion a sandwiched by the two and the sandwiched portions b and c sandwiched by the valve seat 22 and the chamber forming member 23, which causes crack damage. However, according to the present embodiment, the problem of the internal stress generated in the narrow portions a, b, and c due to the press-fitting described above is solved, which greatly contributes to the improvement of the durability of the head main body 3. In addition, since the number of parts is reduced by forming the integrated sheet member, the manufacturing cost and the assembly cost can be reduced.
【００１５】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。図４に示す第２の実施の形態は直噴式のディー
ゼルエンジンを対象としたものである。この実施の形態
に係る一体型のシート部材５は、シリンダブロックのシ
リンダボアと略同径の円板状に形成されるとともに、吸
気用の２個のバルブシート部６と、排気用の２個のバル
ブシート部７とを備えた構成とされ、第１の実施の形態
で示したチャンバ部に相当する部分が存在しない構成と
なっている。従って、第２の実施の形態によるときも、
前述の実施の形態と同等の作用効果を得ることができ
る。Next, another embodiment of the present invention will be described. The second embodiment shown in FIG. 4 is directed to a direct injection diesel engine. The integrated seat member 5 according to this embodiment is formed in a disk shape having substantially the same diameter as the cylinder bore of the cylinder block, and has two valve seat portions 6 for intake and two valve seats for exhaust. The valve seat 7 is provided, and a portion corresponding to the chamber shown in the first embodiment does not exist. Therefore, also according to the second embodiment,
The same operation and effect as those of the above embodiment can be obtained.
【００１６】図５に示す第３の実施の形態は前述の第１
の実施の形態におけるバルブシート部６，７のバルブと
の当接面１２を、シート部材５とは別の材質のもので一
体的に構成したものであり、その他については第１の実
施の形態と同様に構成される。従って、この実施の形態
によるときは、シート部材５については、耐熱性、強度
に優れた材質で形成し、バルブとの当接面１２について
は耐摩耗性に優れる材質で形成するといった構成が可能
なことから、部位毎で好適な特性を付加してシリンダヘ
ッド２の耐久性、信頼性を一層向上することができる。The third embodiment shown in FIG. 5 is similar to the first embodiment described above.
In this embodiment, the contact surfaces 12 of the valve seat portions 6 and 7 with the valve are integrally formed of a material different from that of the seat member 5, and the others are the first embodiment. The configuration is the same as Therefore, according to this embodiment, the seat member 5 can be formed of a material having excellent heat resistance and strength, and the contact surface 12 with the valve can be formed of a material having excellent wear resistance. Therefore, durability and reliability of the cylinder head 2 can be further improved by adding suitable characteristics to each part.
【００１７】図６に示す第４の実施の形態は、エンジン
の気筒数分のシート部材５を一体に形成したものであ
り、図では副燃焼室を備えた副室式の４気筒ディーゼル
エンジンが示されている。従って、シリンダヘッド２の
ヘッド本体３に設けられるシート部材５には、４気筒分
の吸気弁用及び排気弁用のバルブシート部６，７と副燃
焼室用のチャンバ部８が一体に設けられている。なお、
その他の構成については第１の実施の形態と同様であ
る。In the fourth embodiment shown in FIG. 6, the seat members 5 for the number of cylinders of the engine are integrally formed. In the figure, a sub-chamber type four-cylinder diesel engine having a sub-combustion chamber is used. It is shown. Therefore, the seat member 5 provided on the head body 3 of the cylinder head 2 is provided integrally with valve seat portions 6 and 7 for intake and exhaust valves for four cylinders and a chamber portion 8 for a sub-combustion chamber. ing. In addition,
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
【００１８】従って、この第４の実施の形態によるとき
は、部品点数が一層減少することになり、製造コスト及
び組付コストをさらに低減することができる。また、シ
リンダボア４に対応する部位毎にシート部材を設けた場
合では、隣接のシート部材間に挟まれるシート狭間部に
圧入による内部応力が発生するが、気筒数分のシート部
材を一体化したときは、このような問題が解消される。
このため、ヘッド本体３の耐久性を向上する上でより有
効となる。Therefore, according to the fourth embodiment, the number of parts is further reduced, and the manufacturing cost and the assembling cost can be further reduced. Further, in the case where a sheet member is provided for each portion corresponding to the cylinder bore 4, internal stress due to press-fitting occurs in a narrow portion of the sheet sandwiched between adjacent sheet members, but when the sheet members for the number of cylinders are integrated. Solves such a problem.
For this reason, it is more effective in improving the durability of the head main body 3.
【００１９】なお、各実施の形態はディーゼルエンジン
の場合で説明しているが、ガソリンエンジンに適用でき
ることは勿論であり、シリンダヘッド２及びシート部材
５の材質については、ここで述べたものに限られるもの
ではない。Although each embodiment has been described with reference to a diesel engine, it is needless to say that the present invention can be applied to a gasoline engine, and the materials of the cylinder head 2 and the seat member 5 are limited to those described here. It is not something that can be done.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、シリンダヘッド下面をシリンダボアに対応する
部位をシート部材によって全面的に覆うようにしたこと
により、燃焼火炎からヘッド本体を保護できるため、シ
リンダヘッドをアルミ合金等から構成しても、高温の燃
焼火炎に起因する亀裂損傷の発生を抑え、耐久性を向上
できる効果がある。また、請求項２の発明によれば、請
求項１と同様の効果に加え、部品点数の減少に有効とな
り、製造コスト、組付コストを低減することができる。
さらに請求項３の発明によれば、シリンダヘッドの耐久
性をより向上できるとともに、部品点数をより一層減少
することが可能となり、コスト低減がより効果的とな
る。As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the lower surface of the cylinder head is entirely covered with the sheet member at the portion corresponding to the cylinder bore, so that the head main body is protected from combustion flame. Since protection is possible, even if the cylinder head is made of an aluminum alloy or the like, there is an effect that generation of crack damage due to a high-temperature combustion flame can be suppressed and durability can be improved. According to the second aspect of the present invention, in addition to the same effects as those of the first aspect, the number of parts can be effectively reduced, and the manufacturing cost and the assembly cost can be reduced.
Further, according to the third aspect of the invention, the durability of the cylinder head can be further improved, and the number of parts can be further reduced, so that the cost can be reduced more effectively.
【図１】第１の実施の形態に係るシリンダヘッド下面を
示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a lower surface of a cylinder head according to a first embodiment.
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;
【図４】第２の実施の形態に係るシート部材を示す底面
図である。FIG. 4 is a bottom view showing a sheet member according to a second embodiment.
【図５】第３の実施の形態に係るシート部材を示す断面
図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a sheet member according to a third embodiment.
【図６】第４の実施の形態に係るシリンダヘッド下面を
示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a lower surface of a cylinder head according to a fourth embodiment.
【図７】従来のシリンダヘッド下面を示す模式図であ
る。FIG. 7 is a schematic view showing a lower surface of a conventional cylinder head.
１…シリンダブロック ２…シリンダヘッド ３…ヘッド本体 ４…シリンダボア ５…シート部材 ６，７…バルブシート部 ８…チャンバ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder block 2 ... Cylinder head 3 ... Head main body 4 ... Cylinder bore 5 ... Seat member 6, 7 ... Valve seat part 8 ... Chamber part
Claims (3)
ッド本体下面のシリンダボア対応部位に、シリンダボア
の平面広さに相当する大きさのシート部材を圧入したシ
リンダヘッド。1. A cylinder head for an internal combustion engine, wherein a seat member having a size corresponding to a plane width of the cylinder bore is press-fitted into a portion corresponding to the cylinder bore on a lower surface of the head body.
のバルブシート部のほか副燃焼室用のチャンバ部を設け
た請求項１記載のシリンダヘッド。2. The cylinder head according to claim 1, wherein the seat member has a chamber portion for a sub-combustion chamber in addition to a valve seat portion for intake and exhaust.
請求項１又は２記載のシリンダヘッド。3. The cylinder head according to claim 1, wherein sheet members for the number of cylinders are integrally formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8204768A JPH1047154A (en) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | Cylinder head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8204768A JPH1047154A (en) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | Cylinder head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047154A true JPH1047154A (en) | 1998-02-17 |
Family
ID=16496031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8204768A Pending JPH1047154A (en) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | Cylinder head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1047154A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190026580A (en) * | 2017-09-04 | 2019-03-13 | 만 에너지 솔루션즈 에스이 | Prechamber arrangement |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP8204768A patent/JPH1047154A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190026580A (en) * | 2017-09-04 | 2019-03-13 | 만 에너지 솔루션즈 에스이 | Prechamber arrangement |
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