(57)【要約】【課題】本発明は、排気弁口が直列に配置された排気ポートにおいて、容易に、燃焼ガスの排気損失をもたらす燃焼ガス流の干渉を防げるシリンダヘッドの排気路構造を提供する。【解決手段】本発明の排気路構造は、燃焼ガス流の干渉を抑制するガイド２５として、排気ポート１０の中間部に有る第２排気弁口１７ｂに装着すると、排気ポート１０内にガス流の干渉を抑制するように組み付く構造を用いた。同構成により、第２排気弁口１７ｂにガイド２５を組み付けるという簡単な手法で、燃焼ガスの排気損失をもたらす燃焼ガス流の干渉が抑えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
始端部に第１排気弁口が形成され、中間部に第２排気弁口が形成された排気ポートと、同排気ポート内に設けられ、前記第１排気弁口からの燃焼ガス流と前記第２排気弁口からの燃焼ガス流の干渉を抑制するガイドとを有するシリンダヘッドの排気路構造であって、
前記ガイドは、前記第２排気弁口に対し装着することによって前記燃焼ガス流の干渉を抑制するように前記排気ポート内に組み付けられる
ことを特徴とするシリンダヘッドの排気路構造。
【請求項２】
前記第２排気弁口は、
シリンダヘッドの壁面に開口する弁孔と、同弁孔の開口周縁部に形成されたバルブシート装着用の環状段差と、同段差内に装着されるバルブシートとを有し、
前記ガイドは、
前記バルブシートの装着によって当該バルブシートと前記環状段差の壁面との間に挟み付けられる円環状部と、前記円環状部のうち前記第１排気弁口側の環状部分に形成され、同部分から前記弁孔を挿通して前記排気ポート内へ突き出て、前記第２排気弁口からの排気ガス流を、前記第１排気弁口からの排気ガス流に対して仕切るように配置される円弧壁状の仕切壁とからなる
ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドの排気路構造。
【請求項３】
前記仕切壁の基部は、前記弁孔内に圧入される圧入部分を有していることを特徴とする請求項２に記載のシリンダヘッドの排気路構造。
【請求項４】
前記ガイドは、耐熱性を有する板金部材又は焼結金属部材からなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のシリンダヘッドの排気路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始端部と中間部に排気弁口が形成された排気ポートを有するシリンダヘッドの排気路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるＳＯＨＣやＯＨＶなどの多弁式ディーゼルエンジンには、１つのロッカアームで複数の排気バルブを駆動させる動弁機構を用いたエンジンがある。こうしたエンジンには、シリンダヘッドの大形化を抑えるために、１本の排気ポートに、複数の排気弁口を直列に配置する排気路を採用したものがある。
このような排気路には、シリンダヘッドに排気ポートを幅方向に沿って形成し、この排気ポートの始端部となる入口側の端部と中間部とにそれぞれ排気弁口（いずれも同一燃焼室内に開口）を形成し、各排気弁口から燃焼を終えた燃焼ガスを排気させる構造がある。
【０００３】
こうした排気路構造は、同じ気筒の燃焼ガスが、直列に並んだ２つの排気弁口から１本の排気ポートを流れるために、排気損失をもたらす燃焼ガス流の干渉、すなわち排気ポート端に有る排気弁口からの燃焼ガス流に、排気ポートの途中（中間部）に有る排気弁口からの燃焼ガス流が、反対方向から干渉する挙動が生じやすい。そこで、排気ポートの各部の通路面積を拡大したり、各排気弁口の通路部分を階層させたりするなど、干渉を防ぐ手立てが講じられている。
【０００４】
ところで、近時、シリンダヘッドはコンパクト化が進められている。
ところが、シリンダヘッドのコンパクト化により、シリンダヘッドの各部の制約が強まると、排気ポートの各部の通路面積の増大が難しくなるうえ、階層に求められるスペースの確保が難しくなる。このため、この排気路をもつエンジンでは、燃焼ガスの干渉が発生することが多くなってきている。
【０００５】
燃焼ガスの干渉が生じると、排気される燃焼ガスの流れが阻害されるために、排気ポート形状がもたらす流量係数を悪化させる。このため、燃焼ガスの排気効率が低下し、エンジン性能を低下させる。
一方、燃焼ガスの干渉の対策として、タイプが異なるが、並行に２つの排気弁口が配置される排気路構造では、特許文献１に開示されているように並行に配置された排気弁口間の排気ポートの壁面に、両者間を仕切る仕切壁を形成して、燃焼ガスの干渉を抑えることが行なわれている。
【特許文献１】実開平５−  １７１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、特許文献１の仕切壁を設ける構造を、排気弁口が直列に配置された排気ポートに適用することが考えられる。
ところが、排気ポートの壁面に仕切壁を設ける場合、特許文献１に開示されているように、シリンダヘッドを鋳込むとき、一緒に仕切壁を鋳込んで、仕切壁を排気ポートに組み込むが、直列に排気弁口が配置された排気路の場合、先に述べた並行に配置される構造とは異なり、仕切壁を形成する通路部分は、かなり小さく、仕切壁も複雑な形状を強いられるので、中子型の造形が困難となる。しかも、シリンダヘッドを鋳造する際、仕切壁を形成する金属部材が冷やし金となって、局所的に大きな影響を与えるおそれが高くなる問題もあり、同じ構造は採用することはできない。そのため、別な技術で燃焼ガスの干渉を抑えることが求められている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、排気弁口が直列に配置された排気ポートにおいて、容易に、燃焼ガスの排気損失をもたらす燃焼ガス流の干渉を防げるシリンダヘッドの排気路構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、燃焼ガス流の干渉を抑制するガイドは、排気ポートの中間部に有る第２排気弁口に対し装着することによって、燃焼ガス流の干渉を抑制するように排気ポート内に組み付けられることにした。
同構成により、第２排気弁口にガイドを組み付けるという簡単な手法で、燃焼ガスの排気損失をもたらす燃焼ガス流の干渉を抑えられる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、さらに、既シリンダヘッドの構造を流用してガイドが組み付けられるよう、ガイドには、バルブシートの装着に伴い、バルブシートとバルブシート装着用の段差の壁面との間に挟み付けられる円環状部と、円環状部のうち第１排気弁口側の環状部分に形成され、同部分から弁孔を挿通して排気ポート内へ突き出て、第２排気弁口からの排気ガス流を、第１排気弁口からの排気ガス流に対して仕切るように配置される円弧壁状の仕切壁とを有した構成を用いた。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、さらに燃焼ガスの流動やエンジンの振動などに耐えるガイドの支持剛性が確保されるよう、仕切壁の基部は、弁孔内に圧入される圧入部分で形成することとした。
請求項４に記載の発明は、さらに燃焼ガスの熱に影響されないよう、ガイドは、耐熱性を有する板金部材又は焼結金属部材からなることとした。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、第２排気弁口にガイドを組み付けるという簡単な手法で、燃焼ガスの排気損失を防ぐガイドを排気ポートに設置できる。
したがって、排気弁口が直列に配置された排気ポートにおいて、容易に、燃焼ガスの排気損失をもたらす燃焼ガスの干渉を防ぐことができる。
請求項２の発明によれば、さらに、既シリンダヘッドの構造を流用して、簡単にガイドを組み付けることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、さらにガイドは、燃焼ガスの流動やエンジンの振動などに耐える支持剛性を確保することができ、高い信頼性を確保することができる。
請求項４の発明によれば、さらにガイドは、燃焼ガスの熱に影響されずにすみ、高い信頼性が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図１〜図４に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１はレシプロエンジン（内燃エンジン）、例えば多気筒ディーゼルエンジンの排気路構造の平断面図、図２は同図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図をそれぞれ示している。
同図中１は、例えばＯＨＶ式のディーゼルエンジンのシリンダブロック（図２だけ図示）、２はシリンダブロック１の上部に搭載されたシリンダヘッドである。３はシリンダブロック１とシリンダヘッド２間に介在されたガスケットである。
【００１４】
シリンダブロック１には、図２に示されるように気筒４（一部だけ図示）が形成され、同気筒４内にピストン（図示しない）が往復動可能に収められる。
気筒４が臨むシリンダヘッド２の下面部分には、ピストン上面と共に燃焼室を形成する燃焼室領域５が形成されている。この燃焼室領域５の中央に燃料噴射弁６（一部だけ図１に図示）が設けられている。また燃料噴射弁６を挟んだ両側には吸気ポート７、排気ポート１０が設けられている。
【００１５】
図１に示されるように吸気ポート７は、シリンダヘッド２の幅方向に沿って延び、一端部がシリンダヘッド２の一側面に開口し、他端部が上下方向で分かれている。そして、分かれた各端部がシリンダ２の幅方向に並んで配置されている一対の吸気弁口７ａ，７ｂと連通している。一対の吸気弁口７ａ，７ｂには、吸気用ロッカアーム（図示しない）で駆動される一対の往復駆動式の吸気バルブ８ａ，８ｂ（一部だけ図１に図示）が設けられ、吸気ポート７を通じて、燃焼空気の吸入が行なわれるようにしている。
【００１６】
排気ポート１０は、図１および図２に示されるようにシリンダヘッド２の幅方向に沿って延びる直線状の一本の通路で形成される。本実施形態の排気ポート１０は、プッシュロッド１２が挿通するプッシュロッド孔１３やシリンダブロック１を固定するヘッドボルト１４が挿通するヘッドボルト孔１５のために、若干、蛇行している。この排気ポート１０をなす通路の一端部は、シリンダヘッド２の他側面に開口していて、排気ガス出口１６を形成している。この通路の始端部をなす他端部（入口側）は、シリンダヘッド２に形成されている一対の排気弁口１７ａ，１７ｂへ向かって延びている。この排気弁口１７ａ，１７ｂはシリンダヘッド２の幅方向に沿って並行に配置されていて、上記通路の他端は、一対の排気弁口１７ａ、１７ｂのうち、排気ガス出口１６から遠い側の排気弁口１７ａ（本願の第１排気弁口に相当）と連通している。また通路の中間部は、近い側の排気弁口１７ｂ（本願の第２排気弁口に相当）と連通している。
【００１７】
一対の排気弁口１７ａ，１７ｂには、図１および図２に示されるように一対の往復駆動式の排気バルブ１８ａ，１８ｂが設けられている。一対の排気バルブ１８ａ、１８ｂは、両者のバルブステム端間をつなぐバルブブリッジ１９を介して、１つのロッカアーム２０と連結されている。これで排気バルブ１８ａ，１８ｂは、カムシャフト（図示しない）からプッシュロッド１２を経てロッカアーム２０へ伝わるカム変位で駆動され、燃焼を終えた気筒４内の燃焼ガスが、排気ポート１０を通じて外部へ排気されるようにしている。
【００１８】
このような直線状の１本の排気ポート１０で構成される排気路２２は、各部の通路面積が稼げなかったり、排気弁口１７ａ，１７ｂが配置されるなど制約が強くなると、中間の排気弁口１７ｂが有る排気ポート部分の周辺で、ポート端の排気弁口１７ａからの燃焼ガス流と、途中の排気弁口１７ｂからの燃焼ガス流とが干渉しやすくなる。
そこで、同排気ポート部分付近には、排気損失をもたらす燃焼ガスの干渉を抑えるポートガイド２５（本願のガイドに相当）が設けてある。ポートガイド２５は、容易に排気ポート１０内に組み付けられるよう、排気弁口１７ｂを利用して装着する構造が採用されている。この詳しい構造が図３および図４に示されている。
【００１９】
ここで、排気弁口１７ｂは、通常、図３および図４にも示されるようにシリンダヘッド２の下面（壁面）に開口する弁孔２１と、この弁孔２１の開口周縁部に形成されたバルブシート用の環状段差２２と、同段差２２内に装着される環状のバルブシート２３とを用いて、排気バルブ１８ｂの傘部をシールするシール構造が採用される。
ポートガイド２５は、この排気弁口１７ｂのバルブシート２３で、シリンダヘッド２に固定される円環状部２６と、この円環状部２６の内周部から排気ポート１０内へ突き出て排気ポート１０内を仕切る円弧形の仕切壁３０とを組み合わせた構造が用いられている。具体的には、円環状部２６は、図３および図４に示されるように環状段差２２内に挿入可能な円板状のフランジ部２７から構成される。これで、バルブシート２３の装着作業をそのまま利用して、排気弁口１７ｂに固定される構造にしている。すなわち、バルブシート２３を装着する際、先に環状段差２２内にフランジ部２７を挿入してから、その後、環状段差２２内にバルブシート２３を圧入すると、図２および図３に示されるようにフランジ部２７は、バルブシート２３と環状段差２２の壁面との間に挟み付けられて固定される。
【００２０】
仕切壁３０は、この固定されるフランジ部２７の内周部分のほぼ半周部分から錐状に突き出た半円弧壁から構成される。この半円弧壁は、弁孔２１に挿入可能な大きさで、さらにポート内部を仕切るのに十分な大きさをもつ。これで仕切壁３０は、排気弁口１７ａ側に外側面が向く姿勢で、フランジ部２７で規制されるまで、弁孔２１へ挿入すると、排気ポート１０内へ突き出て、バルブガイド３１（排気バルブ１８ｂのバルブステム１９ｂをガイドする部品）の先端部に至り、排気弁口１７ａ側に配置される半円弧壁で、図１に示されるように排気弁口１７ｂの周辺おいて、排気弁口１７ｂからの排気ガス流と、排気弁口１７ａからの排気ガス流とが仕切られるようにしている。
【００２１】
つまり、ポートガイド２５の仕切壁３０は、固定された状態から見ると、フランジ部２７のうち排気弁口１７ａ側の環状部分に形成され、同部分から弁孔２１を挿通して排気ポート１０内へ突き出て、排気弁口１７ｂからの排気ガス流を、排気弁口１７ａからの排気ガス流に対し仕切る構造となる。なお、仕切壁３０の先端部は、バルブガイド３１の先端部の面取り部分に差し込まれる。
【００２２】
また仕切壁３０の基部側（フランジ部２７側）には、図２および図３に示されるように弁孔２１内に圧入される短筒状の圧入部分３３が形成されていて、強固にポートガイド２５がシリンダヘッド２に固定される構造にしてある。
むろん、ポートガイド２５は、高温な燃焼ガスにさらされるので、耐熱性の優れた部材、例えば耐熱性を有する板金部材あるいは焼結金属部材で形成してある。
【００２３】
このようにポートガイド２５を排気ポート１０内に設置すると、図１に示されるように排気弁口１７ａから排気された燃焼ガスａは、仕切壁３０の仕切りにより、排気損失をきたす燃焼ガスの干渉を発生せずに、仕切壁３０と排気ポート１０の壁面との間の通路部分１０ａを通じて流れる。また排気弁口１７ｂからの燃焼ガスは、仕切壁３０の円弧形状により、排気ポート１０の出口側へ向かう方向へ案内されながら排気され、通路部分１０ａを通過した燃焼ガスａと合流しながら排気ガス出口１１へ向かう。
【００２４】
このことから、排気弁口１７ｂにポートガイド２５を組み付けるという簡単な手法で、燃焼ガスの排気損失を防ぐ構造を排気ポート１０内に設置することができる。
それ故、排気弁口１７ａ，１７ｂが直列に配置された排気ポート１０において、容易に、燃焼ガスの排気損失をもたらす燃焼ガス流の干渉を防ぐことができる。
特にポートガイド２５は、バルブシート２３の装着作業を利用して固定されるフランジ部２７と、排気ポート内へ突き出る仕切壁３０とを組み合わせた構造が用いてあるので、既存のシリンダヘッド２の構造をそのまま流用して、簡単にポートガイド２５を排気ポート１０内に組み付けることができる。しかも、仕切壁３０の基部は、弁孔２１内に圧入される圧入部分３３が形成してあると、燃焼ガスの流動やエンジンの振動などに耐える高い支持剛性が得られ、高い信頼性が確保できる。もちろん、ポートガイド２５には、耐熱性を有する板金部材又は焼結金属部材が用いてあるので、燃焼ガスの熱に影響されずにすむ。
【００２５】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、ＯＨＶ式のエンジンに本発明を適用したが、これに限らず、ＯＨＣ式のエンジンに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドの排気路構造を示す平断面図。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う側断面図。
【図３】排気弁口に組み付けられたガイドを示す斜視図。
【図４】同ガイドの組み付けを説明する分解斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
２  シリンダヘッド
１０  排気ポート
１７ａ，１７ｂ  排気弁口（第１排気弁口、第２排気弁口）
１８ａ，１８ｂ  排気バルブ
２１  弁孔
２２  環状段差
２３  バルブシート
２５  ポートガイド（ガイド）
２６  円環状部
３０  仕切壁
３３  圧入部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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