特許 7491205 エンジンのシリンダヘッド構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】エンジンのシリンダヘッド構造

(51)【国際特許分類】

   F02F 1/42 20060101AFI20240521BHJP

   F02F 1/24 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

F02F1/42 F

F02F1/24 H

F02F1/24 J

F02F1/42 K

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020208618

(22)【出願日】2020-12-16

(65)【公開番号】P2022095344

(43)【公開日】2022-06-28

【審査請求日】2023-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽平

(72)【発明者】

【氏名】中原 康志

(72)【発明者】

【氏名】山本 剛

【審査官】稲本 遥

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－１０３０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０８４６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２７６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２７０６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５２５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１０８９０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ １／００－ １／４２

７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

列方向に並んだ複数の気筒を有する多気筒エンジンのシリンダヘッド構造であって、
前記シリンダヘッドは、前記複数の気筒それぞれに対応して設けられかつ、燃焼室の一部を形成する複数の天井部と、前記シリンダヘッドの内部に形成されたウォータジャケットと、を有し、
前記複数の天井部のそれぞれには、前記列方向に並んだプライマリポートとセカンダリポートとを含む吸気ポートが接続されると共に、気筒内の圧力変動を計測する筒内圧センサが前記気筒内を臨むように取り付けられ、
前記シリンダヘッドには、前記ウォータジャケットの成形用中子に設けられた巾木に対応する空洞部にプラグが取り付けられ、前記プラグは、前記複数の気筒における、特定の気筒間に相当する位置に配設され、
前記プラグに隣接する気筒の前記天井部に取り付けられる前記筒内圧センサは、前記列方向に対して、前記気筒の中心軸を挟んで前記プラグとは逆側の位置に取り付けられ、
前記複数の天井部それぞれに接続される前記プライマリポートと前記セカンダリポートとは、当該天井部に取り付けられた前記筒内圧センサの位置に応じて、前記列方向に位置が入れ替わっている
エンジンのシリンダヘッド構造。

【請求項2】

請求項１に記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
前記シリンダヘッドは、前記シリンダヘッドの内部に形成されたオイルジャケットを有し、
前記巾木は、前記気筒の中心軸の方向に重なり合う、前記ウォータジャケットの成形用中子と前記オイルジャケットの成形用中子との相対位置を定める巾木であり、
前記プラグは、前記シリンダヘッドにおいて、前記列方向に、複数、配設されている
エンジンのシリンダヘッド構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
前記天井部における、前記気筒の中心部には、前記気筒内の混合気に点火する点火プラグが取り付けられている
エンジンのシリンダヘッド構造。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
前記天井部における、前記プライマリポートと前記セカンダリポートとの間には、前記気筒内へ燃料を噴射するインジェクタが取り付けられている
エンジンのシリンダヘッド構造。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
前記筒内圧センサに対して近い吸気ポートはセカンダリポートであり、前記筒内圧センサに対して遠い吸気ポートはプライマリポートであり、
前記気筒内には、前記プライマリポートから流入した吸気が、前記気筒のライナを半周して前記筒内圧センサに到達する向きのスワール流が形成される
エンジンのシリンダヘッド構造。

【請求項6】

請求項１～４いずれか１項に記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
前記筒内圧センサに対して近い吸気ポートはプライマリポートであり、前記筒内圧センサに対して遠い吸気ポートはセカンダリポートであり、
前記気筒内には、前記プライマリポートから流入した吸気が、前記気筒のライナを一周して前記筒内圧センサに戻る向きのスワール流が形成される
エンジンのシリンダヘッド構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示する技術は、エンジンのシリンダヘッド構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、多気筒エンジンの吸気ポート構造が記載されている。吸気ポートは、プライマリポートとセカンダリポートとを有している。プライマリポート及びセカンダリポートは、複数の気筒のそれぞれに接続されている。各気筒において、プライマリポートとセカンダリポートとは、気筒列の方向に並んでいる。つまり、プライマリポートは、気筒の中心軸よりも気筒列方向の一側に位置し、セカンダリポートは、気筒の中心軸よりも気筒列方向の他側に位置する。特許文献１の多気筒エンジンにおいて、プライマリポートとセカンダリポートとの並びは、複数の気筒について同じである。

【0003】

プライマリポートとセカンダリポートとは形状が異なり、それによって、各気筒内には所定の吸気流動が形成される。例えば、プライマリポートから流入した吸気が、気筒のライナに沿って、排気ポートの方へ流れた後に、プライマリポートに戻る向きのスワール流が、各気筒内に形成される。

【0004】

特許文献２には、別の構成の多気筒エンジンが記載されている。この多気筒エンジンは、プライマリポートとセカンダリポートとのうちの、セカンダリポートにのみ、スワールコントロール弁が配設されている。スワールコントロール弁が閉弁すると、セカンダリポートを通じた吸気の流量が相対的に減る。スワールコントロール弁が閉弁すると、プライマリポートから流入した吸気が、気筒のライナを一周してプライマリポートに戻る向きの、強いスワール流が、各気筒内に形成される。

【0005】

特許文献２に記載された多気筒エンジンにはまた、各気筒に筒内圧センサが取り付けられている。筒内圧センサは、気筒内の圧力変化を計測する。筒内圧センサの計測結果に基づいて、各気筒における燃焼状態が把握される。特許文献２に記載された多気筒エンジンにおいて、筒内圧センサは、各気筒の中心軸に沿う方向に配設されて、シリンダヘッドに取り付けられている。複数の気筒間における計測ずれを避けるために、筒内圧センサの取り付け位置は、複数の気筒において一定にする必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１８／１５８９５１号

【文献】特許第６５５８４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、多気筒エンジンのシリンダヘッドの製造時に必要となる、ウォータジャケットの成形用中子の巾木が、複数の気筒における特定の気筒間に配置される場合がある。製造後のシリンダヘッドにおいて、巾木が配置されていた位置は空洞部になる。当該空洞部には、例えばプラグが取り付けられる。プラグは空洞部を塞ぎ、ウォータジャケットの一部を形成する。

【0008】

ここで、筒内圧センサとプラグとの干渉を避けるため、筒内圧センサの取付位置は、列方向に対して、気筒の中心軸を挟んでプラグとは逆側の位置にしなければならない。ところが、筒内圧センサとプラグとの干渉を避けようとすれば、筒内圧センサの取り付け位置が、複数の気筒間において一定にならなくなる。筒内圧センサの取り付け位置が、複数の気筒間において異なると、複数の気筒間において、筒内圧センサの計測ずれが生じる恐れがある。

【0009】

ここに開示する技術は、多気筒エンジンにおいて、複数の気筒それぞれに取り付けられた筒内圧センサの、気筒間における計測ずれを抑制する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

ここに開示する技術は、各気筒に対する筒内圧センサの取り付け位置を、当該気筒における吸気流動の向きに対して所定の位置となるように定め、吸気流動の向きと筒内圧センサの取り付け位置との関係を、複数の気筒間において同じにした。

【0011】

具体的に、ここに開示する技術は、列方向に並んだ複数の気筒を有する多気筒エンジンのシリンダヘッド構造に係る。

【0012】

前記シリンダヘッドは、前記複数の気筒それぞれに対応して設けられかつ、燃焼室の一部を形成する複数の天井部と、前記シリンダヘッドの内部に形成されたウォータジャケットと、を有し、
前記複数の天井部のそれぞれには、前記列方向に並んだプライマリポートとセカンダリポートとを含む吸気ポートが接続されると共に、気筒内の圧力変動を計測する筒内圧センサが前記気筒内を臨むように取り付けられ、
前記シリンダヘッドには、前記ウォータジャケットの成形用中子に設けられた巾木に対応する空洞部にプラグが取り付けられ、前記プラグは、前記複数の気筒における、特定の気筒間に相当する位置に配設され、
前記プラグに隣接する気筒の前記天井部に取り付けられる前記筒内圧センサは、前記列方向に対して、前記気筒の中心軸を挟んで前記プラグとは逆側の位置に取り付けられ、
前記複数の天井部それぞれに接続される前記プライマリポートと前記セカンダリポートとは、当該天井部に取り付けられた前記筒内圧センサの位置に応じて、前記列方向に位置が入れ替わっている。

【0013】

この構成によると、シリンダヘッドの内部には、ウォータジャケットが形成されていると共に、複数の気筒それぞれに対して筒内圧センサが取り付けられている。

【0014】

シリンダヘッドの内部にはまた、シリンダヘッドの製造時に用いられる、ウォータジャケットの成形用中子の巾木に対応する空洞部が形成されている。シリンダヘッドには、空洞部を塞ぐプラグが取り付けられている。プラグは、複数の気筒における特定の気筒間に相当する位置に配設される。

【0015】

筒内圧センサは、プラグとの干渉を避けてシリンダヘッドに取り付けられている。具体的に、プラグに隣接する気筒の天井部に取り付けられる筒内圧センサは、列方向に対して、気筒の中心軸を挟んでプラグとは逆側の位置に取り付けられる。このため、筒内圧センサの取り付け位置は、複数の気筒間で一定にならない。

【0016】

各気筒に対して、プライマリポートとセカンダリポートとが接続されている。プライマリポートとセカンダリポートとは、列方向に並んでいる。プライマリポートから気筒内へ流入する吸気と、セカンダリポートから気筒内へ流入する吸気とによって、気筒内の流動状態が定まる。

【0017】

そして、前記の構成のシリンダヘッド構造では、複数の天井部それぞれに接続されるプライマリポートとセカンダリポートは、当該天井部に取り付けられた筒内圧センサの位置に応じて、列方向にその位置が入れ替わっている。つまり、筒内圧センサの取り付け位置を基準にして、プライマリポートとセカンダリポートとの天井部に対する接続位置が定まる。筒内圧センサの取り付け位置を基準にした、プライマリポート及びセカンダリポートの相対位置は、複数の気筒間で一定である。その結果、気筒内に形成される吸気流動の向と筒内圧センサの位置との関係は、複数の気筒間において一定になる。前記の構成の多気筒エンジンにおいて、複数の気筒それぞれに取り付けられた筒内圧センサの、気筒間における計測ずれを抑制される。

【0018】

前記シリンダヘッドは、前記シリンダヘッドの内部に形成されたオイルジャケットを有し、
前記巾木は、前記気筒の中心軸の方向に重なり合う、前記ウォータジャケットの成形用中子と前記オイルジャケットの成形用中子との相対位置を定める巾木であり、
前記プラグは、前記シリンダヘッドにおいて、前記列方向に、複数、配設されている、としてもよい。

【0019】

前記の構成によると、巾木に対応する位置に設けられるプラグが、シリンダヘッドにおいて、列方向に複数、配設される。このため、シリンダヘッドの製造時には、巾木も、列方向に複数、配設される。巾木は、気筒の中心軸の方向に重なりあった二つの中子の相対位置を定める巾木であり、巾木が列方向に複数、設けられることにより、シリンダヘッドの鋳造時に、ウォータジャケットの成形用中子及びオイルジャケットの成形用中子が、安定的に金型内に配置される。前述した構成は、シリンダヘッドの品質向上に有利になる。

【0020】

そして、鋳造後のシリンダヘッドにおいて、列方向に複数、配設されたプラグに対応して、各プラグと干渉しないように筒内圧センサが配設される。筒内圧センサの取り付け位置は、複数の気筒間で変化し、それに伴い、プライマリポートとセカンダリポートとの並びも、複数の気筒間で変化する。

【0021】

前記天井部における、前記気筒の中心部には、前記気筒内の混合気に点火する点火プラグが取り付けられている、としてもよい。

【0022】

こうすることで、点火プラグと筒内圧センサとは、干渉を避けて、各気筒に対して取り付けられる。また、点火プラグを気筒の中心部に設けることにより、気筒内の中心部から外周部へ火炎を伝播させることができるから、多気筒エンジンの燃費の向上にも有利になる。

【0023】

前記天井部における、前記プライマリポートと前記セカンダリポートとの間には、前記気筒内へ燃料を噴射するインジェクタが取り付けられている、としてもよい。

【0024】

こうすることで、インジェクタと筒内圧センサとは、干渉を避けて、各気筒に対して取り付けられる。また、インジェクタから気筒内へ噴射された燃料は、プライマリポート及びセカンダリポートから気筒内へ流入した吸気によって気筒内へ拡散される。多気筒エンジンの燃費の向上、及び、排出ガス性能の向上にも有利になる。

【0025】

前記筒内圧センサに対して近い吸気ポートはセカンダリポートであり、前記筒内圧センサに対して遠い吸気ポートはプライマリポートであり、
前記気筒内には、前記プライマリポートから流入した吸気が、前記気筒のライナを半周して前記筒内圧センサに到達する向きのスワール流が形成される、としてもよい。

【0026】

こうすることで、スワール流に乗って広がる火炎が、ライナを半周して成長した後に、筒内圧センサの付近に到達する。筒内圧センサは、気筒内の燃焼状態を精度良く計測できる。

【0027】

前記筒内圧センサに対して近い吸気ポートはプライマリポートであり、前記筒内圧センサに対して遠い吸気ポートはセカンダリポートであり、
前記気筒内には、前記プライマリポートから流入した吸気が、前記気筒のライナを一周して前記筒内圧センサに戻る向きのスワール流が形成される、としてもよい。

【0028】

こうすることで、スワール流に乗って広がる火炎が、ライナを一周して成長した後に、筒内圧センサの付近に到達する。筒内圧センサは、気筒内の燃焼状態を精度良く計測できる。

【発明の効果】

【0029】

以上説明したように、前記のエンジンのシリンダヘッド構造によると、複数の気筒それぞれに取り付けられた筒内圧センサの、気筒間における計測ずれを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、シリンダヘッド構造を例示する図である。

【図2】図２は、シリンダヘッドの断面を例示する斜視図である。

【図3】図３は、ウォータジャケットの成形用中子とオイルジャケットの成形用中子とを側方から見た図である。

【図4】図４は、ウォータジャケットの成形用中子とオイルジャケットの成形用中子とを例示する分解斜視図である。

【図5】図５は、変形例に係るシリンダヘッド構造を例示する図１対応図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、エンジンのシリンダヘッド構造の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここで説明するシリンダヘッド構造は例示である。図１及び図２は、シリンダヘッド構造を例示する図である。図２は、エンジンの気筒の中心軸を通る、シリンダヘッド１の縦断面を示す斜視図である。図１には、（１）シリンダヘッド１の前記の縦断面を示す図１０１、（２）シリンダヘッド１が有する天井部１１及び吸気ポート２の形状を示す平面図１０２、及び、（３）シリンダヘッド１の横断面図１０３（図２のＩ－Ｉ参照）を含んでいる。

【0032】

エンジンは、複数の気筒を有する多気筒エンジンである。より詳細に、エンジンは、６個の気筒を有する６気筒エンジンである。６個の気筒は、図示を省略するクランク軸の方向に一列に並んでいる。直列の６気筒エンジンであるこのエンジンは、クランク軸の方向の長さが比較的長い。エンジンは、図示は省略するが、エンジンルーム内に、いわゆる縦置きに配置される。尚、図２における紙面左手前はフロント側であり、紙面右奥側はリア側である。

【0033】

以下において、クランク軸の方向をＸ方向と呼び、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向及びＺ方向と呼ぶ（図１参照）。Ｘ方向は、気筒列の方向に対応し、Ｙ方向は、エンジンの吸気側と排気側とを結ぶ方向に対応し、Ｚ方向は、気筒の中心軸の方向に対応する。また、Ｘ方向に並んだ６個の気筒について、フロント側からリア側に向かって、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒、第５気筒及び第６気筒と呼ぶ場合がある。

【0034】

シリンダヘッド１は、図示省略のシリンダブロックの上に載置される。シリンダブロックには、６個の気筒が形成されている。シリンダヘッド１は、各気筒に対応する天井部１１を有している。天井部１１は、各気筒の一端部を塞ぐ。天井部１１は、気筒及び気筒に内挿されたピストン（図示省略）と共に、燃焼室を形成する。天井部１１は、図１の横断面図１０３に例示するように、Ｙ方向について斜めに傾斜した、いわゆるペントルーフ形状を有している。各天井部１１において、傾斜した面同士が合わさる稜線は、各気筒の中心部において、Ｘ方向に延びている。

【0035】

シリンダヘッド１はまた、複数の吸気ポート２、及び、図示を省略する複数の排気ポートを有している。吸気ポート２及び排気ポートは、複数の気筒それぞれに接続されている。吸気ポート２は、シリンダヘッド１において、気筒の中心軸を挟んだＹ方向の一側（つまり、図１の平面図１０２における下側）に設けられ、斜めに傾斜した天井面に接続されている。排気ポートは、シリンダヘッド１において、気筒の中心軸を挟んだＹ方向の他側（つまり、図１の平面図１０２における上側）に設けられ、斜めに傾斜した天井面に接続されている。エンジンは、吸気及び排気がＹ方向の一方向に流れるクロスフロー式である。

【0036】

一つの気筒に接続される吸気ポート２は、プライマリポート２１及びセカンダリポート２２を含んでいる。プライマリポート２１及びセカンダリポート２２は、Ｘ方向に並んでいる。プライマリポート２１及びセカンダリポート２２から気筒内に流入した吸気により、気筒内の所定の流動が形成されるように、プライマリポート２１及びセカンダリポート２２は、互いに形状が異なっている。

【0037】

また、図示は省略するが、セカンダリポート２２に接続される吸気通路には、スワールコントロール弁が配設されている。プライマリポート２１に接続される吸気通路には、スワールコントロール弁が配設されていない。スワールコントロール弁が閉じると、セカンダリポート２２から気筒内に流入する吸気が制限され、プライマリポート２１から気筒内に流入する吸気が相対的に増える。その結果、気筒内には、所定方向、具体的には、プライマリポート２１から流入した吸気が気筒のライナに沿って排気ポートの方へ流れた後に、プライマリポート２１に戻ってくる向きに旋回するスワール流が発生する。スワールコントロール弁の開度が調整されることにより、気筒内に形成されるスワール流の強さが調整される。尚、スワールコントロール弁は、省略される場合がある。スワールコントロール弁を有しないエンジンにおいても気筒内に、所定の向きのスワール流が発生するように、プライマリポート２１及びセカンダリポート２２を設けることができる。

【0038】

尚、複数の気筒間におけるプライマリポート２１及びセカンダリポート２２の配置については、後で詳述する。

【0039】

シリンダヘッド１には、点火プラグ３１が取り付けられている。点火プラグ３１は、気筒の混合気に強制点火をする。点火プラグ３１は、複数の天井部１１のそれぞれに取り付けられている。より詳細に、点火プラグ３１は、Ｚ方向に沿うように配設されている。天井部１１には、図１の平面図１０２又は図２に示すように、点火プラグ３１が取り付けられる第１取付部５１が設けられている。第１取付部５１は、天井部１１における中心部に設けられている。点火プラグ３１の電極部は、気筒の中心部において気筒内に臨んでいる。点火プラグ３１を気筒の中心部に設けることにより、気筒内の中心部から外周部へ火炎を伝播させることができるから、多気筒エンジンの燃費の向上に有利になる。

【0040】

シリンダヘッド１には、インジェクタ３２が取り付けられている。インジェクタ３２は、気筒内に燃料を噴射する。インジェクタ３２は、プライマリポート２１とセカンダリポート２２との間に配設されている。より詳細に、インジェクタ３２は、Ｚ方向に対し傾いて配設されている。図１の平面図１０２に示すように、天井部１１における、プライマリポート２１とセカンダリポート２２との間の位置には、インジェクタ３２が取り付けられる第２取付部５２が設けられている。インジェクタ３２の噴射孔は、気筒の吸気側において気筒内に臨んでいる。インジェクタ３２から気筒内へ噴射された燃料は、プライマリポート２１及びセカンダリポート２２から気筒内へ流入した吸気によって気筒内へ拡散される。このことは、多気筒エンジンの燃費の向上、及び、排出ガス性能の向上に有利である。

【0041】

尚、図１及び図２に示す点火プラグ３１及びインジェクタ３２の配設構造は一例である。例えば点火プラグ３１の配設位置と、インジェクタ３２の配設位置とを入れ替えてもよい。また、点火プラグ３１及びインジェクタ３２の両方を、天井部１１における中心部に取り付けてもよい。

【0042】

シリンダヘッド１には、筒内圧センサ３３が取り付けられている。筒内圧センサ３３は、気筒内の圧力変化を計測する。気筒内の燃焼状態が、筒内圧センサ３３の計測信号に基づいて把握できる。より詳細に、筒内圧センサ３３は、Ｚ方向に沿うように配設されている。図１の平面図１０２及び図２に示すように、天井部１１における稜線上には、筒内圧センサ３３のセンシング部が取り付けられる第３取付部５３が設けられている。筒内圧センサ３３のセンシング部は、稜線上において、気筒内に臨んでいる。筒内圧センサ３３は、複数の天井部１１のそれぞれについて、気筒の中心部を挟んだＸ方向の一側又は他側に配設されている。筒内圧センサ３３の配設位置に関しては、後で詳述する。

【0043】

シリンダヘッド１の内部には、ウォータジャケット１２及びオイルジャケット１３が形成されている。冷却水は、ウォータジャケット１２内を流れる。潤滑油は、オイルジャケット１３内を流れる。

【0044】

ウォータジャケット１２は、シリンダヘッド１内において、天井部１１の上側に設けられている。ウォータジャケット１２は、Ｘ方向に延びている。オイルジャケット１３は、ウォータジャケット１２の上側に設けられている。オイルジャケット１３も、Ｘ方向に延びている。

【0045】

シリンダヘッド１は、鋳造により製造される。ウォータジャケット１２及びオイルジャケット１３は、中子によって形成される。図３及び図４は、ウォータジャケットの成形用中子である第１中子４１と、オイルジャケットの成形用中子である第２中子４２とを例示している。第１中子４１及び第２中子４２は共に、Ｘ方向に延びる所定の形状を有している。図３に例示するように、シリンダヘッド１の鋳造時に、第２中子４２は、第１中子４１に載置される。第１中子４１は、複数の巾木４３を有している。各巾木４３は、第１中子４１の本体４４から、上向きに突出して形成されている。複数の巾木４３は、第２中子を支持すると共に、図４に矢印で示すように、第１中子４１と第２中子４２との相対位置を規制する。

【0046】

複数の巾木４３は、Ｘ方向に延びる第１中子４１において、Ｘ方向に均等又は略均等に配置されている。具体的に、第１中子４１は３つの巾木４３を有している。３つの巾木４３はそれぞれ、鋳造後のシリンダヘッド１における、第１気筒と第２気筒との間に相当する位置、第３気筒と第４気筒との間に相当する位置、及び、第５気筒と第６気筒との間に相当する位置に位置する。例えば第１気筒のフロント側、又は、第６気筒のリア側に、中子を配置することができない。複数の巾木４３を、Ｘ方向に均等又は略均等に配置することによって、第２中子４２は安定的に第１中子４１に支持されると共に、第１中子４１と第２中子との間の位置精度も向上する。前述したように、エンジンは、直列６気筒エンジンであって、シリンダヘッド１は、Ｘ方向に長い。複数の巾木４３を、Ｘ方向に均等又は略均等に配置することは、Ｘ方向に長いシリンダヘッド１において、ウォータジャケット１２及びオイルジャケット１３の形成精度を高める。シリンダヘッド１の製造品質が向上する。

【0047】

図２に示すように、鋳造後のシリンダヘッド１において、巾木４３に対応する箇所は空洞部１５を構成する。空洞部１５は、ウォータジャケット１２とオイルジャケット１３とを連通させる。図１の縦断面図１０１に例示するように、空洞部１５にはブラインドプラグ１６が取り付けられる。ブラインドプラグ１６は、空洞部１５を塞ぐ。ブラインドプラグ１６は、ウォータジャケット１２の一部を形成すると共に、オイルジャケット１３の一部を形成する。ブラインドプラグ１６は、３つの巾木４３のそれぞれに対応するため、シリンダヘッド１において、第１気筒と第２気筒との間に相当する位置、第３気筒と第４気筒との間に相当する位置、及び、第５気筒と第６気筒との間に相当する位置のそれぞれに配置されている。

【0048】

前述した筒内圧センサ３３は、ブラインドプラグ１６との干渉を避けるように配設されている。具体的に、ブラインドプラグ１６に隣接する第１気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるフロント側に、筒内圧センサ３３は配置されている。ブラインドプラグ１６に隣接する第２気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるリア側に、筒内圧センサ３３は配置されている。

【0049】

同様に、第３気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるフロント側に、筒内圧センサ３３は配置され、第４気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるリア側に、筒内圧センサ３３は配置されている。

【0050】

同様に、第５気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるフロント側に、筒内圧センサ３３は配置され、第６気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるリア側に、筒内圧センサ３３は配置されている。

【0051】

従って、第１、第３、及び、第５気筒においては、筒内圧センサ３３はフロント側に配置され、第２、第４、及び、第６気筒においては、筒内圧センサ３３はリア側に配置されている。

【0052】

前述したように、各気筒における流動状態、例えばスワール流の旋回方向は、プライマリポート２１とセカンダリポート２２との並びによって定まる。仮に、複数の気筒の全てについて、プライマリポート２１とセカンダリポート２２との、Ｘ方向の並びが同じであって、複数の気筒の全てについて、スワール流の旋回方向が同じであるとすれば、複数の気筒の間で筒内圧センサ３３の位置が相違しているため、筒内圧センサ３３の位置とスワール流の旋回方向との関係が、複数の気筒の間で相違することになる。筒内圧センサ３３の計測条件が複数の気筒の間で一致しないため、複数の気筒の間で、筒内圧センサ３３の計測ずれが生じる可能性がある。

【0053】

そこで、このエンジンのシリンダヘッド構造では、複数の気筒について、プライマリポートとセカンダリポートとの位置を、筒内圧センサ３３の位置に応じて、Ｘ方向に入れ替えている。

【0054】

具体的に、第１気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置している。第２気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置している。第３気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置している。第４気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置している。第５気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置している。第６気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置している。

【0055】

従って、全ての気筒について、筒内圧センサ３３に対して近い吸気ポート２はセカンダリポート２２であり、筒内圧センサ３３に対して遠い吸気ポート２はプライマリポート２１である。図１に矢印で示すように、各気筒内には、プライマリポート２１から流入した吸気が、気筒のライナを半周して筒内圧センサ３３に到達する向きのスワール流が形成される。

【0056】

筒内圧センサ３３の位置とスワール流の旋回方向との関係が、複数の気筒の間で一致し、それによって、筒内圧センサ３３の計測条件が複数の気筒の間で一致するため、複数の気筒の間での、筒内圧センサ３３の計測ずれが抑制される。

【0057】

また、スワール流に乗って広がる火炎が、ライナを半周して成長した後に、筒内圧センサ３３の付近に到達する。各筒内圧センサ３３は、各気筒内の燃焼状態を精度良く計測できる。

【0058】

尚、図示は省略するが、変形例として、各気筒において、プライマリポート２１とセカンダリポート２２との並びを入れ替えてもよい。つまり、第１気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置し、第２気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置し、第３気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置し、第４気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置し、第５気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置し、第６気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置してもよい。

【0059】

この変形例においても、筒内圧センサ３３の位置とスワール流の旋回方向との関係が、複数の気筒の間で一致し、それによって、筒内圧センサ３３の計測条件が複数の気筒の間で一致するため、複数の気筒の間での、筒内圧センサ３３の計測ずれが抑制される。

【0060】

また、この変形例では、スワール流に乗って広がる火炎が、ライナを一周して成長した後に、筒内圧センサ３３の付近に到達する。各筒内圧センサ３３は、各気筒内の燃焼状態を精度良く計測できる。

【0061】

図５は、シリンダヘッド構造の、別の変形例を示している。この変形例は、第１中子４１の巾木４３の位置が相違する。それにより、シリンダヘッド１０におけるブラインドプラグ１６の位置が、図１の構成例とは相違する。

【0062】

より詳細に、図５の縦断面図５０１及び平面図５０２に示すように、シリンダヘッド１０において、ブラインドプラグ１６は、第２気筒と第３気筒との間、及び、第４気筒と第５気筒との間に配設されている。図示は省略するが、ウォータジャケットの成形用中子である第１中子４１は、２つの巾木４３を有している。

【0063】

図５のシリンダヘッド１０において、ブラインドプラグ１６に隣接する第２気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるフロント側に、筒内圧センサ３３は配置され、第３気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるリア側に、筒内圧センサ３３は配置されている。同様に、ブラインドプラグ１６に隣接する第４気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるフロント側に、筒内圧センサ３３は配置され、第５気筒については、Ｘ方向に対して、気筒の中心軸を挟んでブラインドプラグ１６とは逆側であるリア側に、筒内圧センサ３３は配置されている。尚、ブラインドプラグ１６に隣接しない第１気筒については、ブラインドプラグ１６と干渉しないため、フロント側及びリア側のいずれにも配置可能である。図例では、筒内圧センサ３３は、フロント側に配置されている。また、第６気筒も、ブラインドプラグ１６に隣接しない気筒であるため、筒内圧センサ３３は、フロント側及びリア側のいずれにも配置可能である。図例では、筒内圧センサは、リア側に配置されている。

【0064】

そして、このエンジンのシリンダヘッド構造でも、複数の気筒について、プライマリポートとセカンダリポートとの位置を、筒内圧センサ３３の位置に応じて、Ｘ方向に入れ替えている。

【0065】

具体的に、第１気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置している。第２気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置している。第３気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置している。第４気筒については、プライマリポート２１をリア側に、セカンダリポート２２をフロント側に配置している。第５気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置している。第６気筒については、プライマリポート２１をフロント側に、セカンダリポート２２をリア側に配置している。

【0066】

従って、全ての気筒について、筒内圧センサ３３に対して近い吸気ポート２はセカンダリポート２２であり、筒内圧センサ３３に対して遠い吸気ポート２はプライマリポート２１である。筒内圧センサ３３の計測条件が複数の気筒の間で一致するため、複数の気筒の間での、筒内圧センサ３３の計測ずれが抑制される。

【0067】

尚、図５のシリンダヘッド１０において、各気筒におけるプライマリポート２１とセカンダリポート２２との並びを、図例とは反転させてもよい。

【0068】

さらに、第１中子４１が二つの巾木４３を有する場合、その二つの巾木４３の位置は、様々なバリエーションが考えられる。例えば、図示は省略するが、二つの巾木４３は、第１気筒と第２気筒との間に対応する位置、及び、第５気筒と第６気筒との間に対応する位置に設けてもよい。また、二つの巾木４３は、第１気筒と第２気筒との間に対応する位置、及び、第３気筒と第４気筒との間に対応する位置に設けてもよい。また、二つの巾木４３は、第２気筒と第３気筒との間に対応する位置、及び、第５気筒と第６気筒との間に対応する位置に設けてもよい。

【0069】

いずれの配置例においても、筒内圧センサ３３は、ブラインドプラグ１６と干渉しないように、各気筒について、Ｘ方向のフロント側又はリア側に取り付けられ、プライマリポート２１及びセカンダリポート２２は、筒内圧センサ３３の取り付け位置に応じて、Ｘ方向について入れ替わっている。

【0070】

尚、ここに開示する技術は、直列６気筒エンジンのシリンダヘッドに適用することに限らず、例えば直列４気筒エンジンを含む、直列の多気筒エンジンのシリンダヘッドに適用することが可能である。ここに開示する技術は、複数の気筒が並んだエンジンのシリンダヘッドについて、広く適用可能である。

【符号の説明】

【0071】

１ シリンダヘッド
１０ シリンダヘッド
１１ 天井部
１２ ウォータジャケット
１３ オイルジャケット
１６ ブラインドプラグ
２ 吸気ポート
２１ プライマリポート
２２ セカンダリポート
３１ 点火プラグ
３２ インジェクタ
３３ 筒内圧センサ
４１ 第１中子（ウォータジャケットの成形用中子）
４２ 第２中子（オイルジャケットの成形用中子）
４３ 巾木

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】