CN102072040B - 内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机的冷却结构,水套(13)以包围内燃机的气缸体(11)的缸膛(12a)的周围的方式形成,配置在该水套(13)内部的隔套(14)具有从将水套(13)分隔为上部冷却水通道和下部冷却水通道的隔套主体部(14a)向上下方向延伸的支撑脚(14e、14f、14g、14h),所述支撑脚(14e、14f、14g、14h)配置于缸膛(12a)的温度比较容易变成低温的气缸排列线(L1)方向两端部,因此即使因支撑脚(14e、14f、14g、14h)对冷却水的流动有所阻碍而使冷却效果降低,也能够将该影响抑制到最小限度,从而能够防止各缸膛(12a)的温度变得不均匀。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的冷却结构,其中,在内燃机的气缸体的气缸排列线上并列配置有多个缸膛,在以包围多个缸膛的周围的方式形成的水套的内部安装有隔套,以所述隔套调整所述水套内的冷却水的流动,从而控制所述缸膛的冷却状态。
背景技术
由日本专利第4149322号公报公知如下的结构:在包围直列配置的三个缸膛的周围的水套的内部,配置有抑制冷却水的流动的六个隔套,并且使各个隔套的上侧的支撑脚部和下侧的支撑脚部从隔套主体部向上下突出,并且由这些支撑脚进行水套内的隔套的上下方向的定位。
然而在上述现有的结构中,六个隔套配置的位置是水套中从气缸排列线至进气侧和排气侧的距离最远的位置,因此存在如下问题:对于安装有隔套的部分的两侧的水套的截面积,安装有隔套的部分的水套的截面积因支撑脚而减小,阻碍了支撑脚周围的冷却水的流动,从而冷却性能降低。
特别是相对于气缸排列线的进气侧和排气侧的位置,存在缸膛的温度比气缸排列线方向两端部的位置容易达到高温的倾向,然而,如果在该容易达到高温的部分设置支撑脚而阻碍了冷却水的流动的话,则各缸膛的温度可能变得不均匀。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而作出的,其目的在于在包围多个缸膛的水套中安装隔套,并且使所述多个缸膛的温度均匀化。
为了达成上述目的,根据本发明的第一特征,提出了一种内燃机,其具有如下冷却结构:在内燃机的气缸体的气缸排列线上并列配置有多个缸膛,水套以将该多个缸膛的周围包围的方式形成,在该水套的内部安装有隔套,以所述隔套调整所述水套内的冷却水的流动来控制所述缸膛的冷却状态,所述内燃机的特征在于,
所述隔套具有:
固定部,其将该隔套固定于水套的内部;以及
隔套主体部,其具有预定的厚度,并在上下方向的预定高度范围内覆盖所述水套的中间部,
所述固定部包括从所述隔套主体部向上下方向延伸的多个支撑脚,
所述多个支撑脚在径向上形成得比所述隔套主体部的厚度薄。
根据上述结构,由于在以将内燃机的气缸体的缸膛的周围包围的方式形成的水套的内部安装有隔套,因此通过以隔套调整水套内的冷却水的流动而使缸膛保温,从而能够使缸膛热膨胀而降低与活塞之间的摩擦。此外,由于隔套在对冷却水的流动影响小的部位具有将该隔套固定于水套的内部的固定部,因此能够使水套内的冷却水的流动均匀化,使多个缸膛的温度均匀化。
此外,根据本发明的第二特征,在上述第一特征的基础上,提出了一种内燃机,所述固定部配置于气缸排列线方向端部、或者面向缸膛彼此接近的部分的隔套主体部的连结部。
根据上述结构,由于将固定部配置于气缸排列线方向端部、或者面向缸膛彼此接近的部分的隔套主体部的连结部,因此,能够将设置固定部对冷却水的冷却效果的影响抑制到最小限度。
此外,根据本发明的第三特征,在上述第二特征的基础上,提出了一种内燃机,所述支撑脚具有配置于气缸排列线方向端部的一个支撑脚。
根据上述结构,隔套具有从调整水套内的冷却水的流动的隔套主体部向上下方向延伸的支撑脚,所述支撑脚配置于缸膛的温度比较容易变成低温的气缸排列线方向端部,由此,即使因支撑脚而对冷却水的流动产生一定阻碍而使冷却效果降低,也能够将其影响抑制到最小限度,能够防止各缸膛的温度变得不均匀。
此外,根据本发明的第四特征,在上述第三特征的基础上,提出了一种内燃机,所述支撑脚以沿着所述水套的内侧壁面或者外侧壁面的方式呈圆弧状地弯曲。
根据上述结构,由于支撑脚呈圆弧状地弯曲且沿着水套的内侧壁面或者外侧壁面,因此,能够以支撑脚对水套内的冷却水的流动进行整流。
此外,根据本发明的第五特征,在上述第三或者第四特征的基础上,提出了一种内燃机,所述支撑脚配置得偏向所述水套的内侧壁面侧。
根据上述结构,由于支撑脚配置得偏向水套的内侧壁面侧,因而在支撑脚与水套的内侧壁面之间不易介有冷却水。由此,能够防止配置于比较容易变成低温的气缸排列线方向两端部的缸膛过度冷却,能够更加有效地抑制各缸膛的温度变得不均匀。
此外,根据本发明的第六特征,在上述第二特征的基础上,提出了一种内燃机,所述支撑脚具有配置于面向所述缸膛彼此接近的部分的所述隔套主体部的连结部的一个支撑脚。
根据上述结构,隔套具有从调整水套内的冷却水的流动的隔套主体部向上下方向延伸的支撑脚,所述支撑脚配置于因面对缸膛彼此接近的部分而宽度变宽的隔套的连结部,由此,减小了因设置支撑脚而对水套的流路截面积的减小的影响,从而能够使冷却水顺畅地流动。
此外,根据本发明的第七特征,在上述第六特征的基础上,提出了一种内燃机,所述水套的流路宽度在配置所述连结部的部分比其它部分大。
根据上述结构,由于水套的流路宽度在配置连结部的部分比其它部分大,因此,能够将因在连结部配置支撑脚而对冷却水的流动产生的影响抑制得更小。
此外,根据本发明的第八特征,在上述第六或者第七特征的基础上,提出了一种内燃机,所述隔套在气缸排列线方向的一端侧具有分隔壁,该分隔壁从所述隔套主体部向上下方向延伸,并在所述水套的冷却水供给口和冷却水排出口之间进行分隔,所述一个支撑脚配置于气缸排列线方向上的另一端侧的最靠近于气缸体的变速器侧的所述连接部。
根据上述结构,由于隔套在气缸排列线方向的一端侧具有从隔套主体部向上下方向延伸并在水套的冷却水供给口和冷却水排出口之间进行分隔的分隔壁,因此,能够以分隔壁防止冷却水从冷却水供给口到冷却水排出口而短路,从而能够确保冷却性能。此时,由于所述支撑脚配置于气缸排列线方向上的最另一端侧的所述连接部,因此,能够最大限度确保分隔壁与支撑脚的距离,从而能够稳定地支撑隔套。
此外,根据本发明的第九特征,在上述第一特征的基础上,提出了一种内燃机,在所述隔套的气缸排列线方向端部,设有将该隔套固定于水套的内部的固定部件。
根据上述结构,在隔套的刚性高的部分即气缸排列线方向端部设置固定部件,并以该固定部件将隔套固定于水套的内部,因此,不仅固定部件不易妨碍气缸排列线方向的冷却水的流动,而且能够以高强度将隔套固定于水套。
此外,根据本发明的第十特征,在上述第九特征的基础上,提出了一种内燃机,所述固定部件设于所述隔套的气缸排列线方向两端部并压接于所述水套的内侧壁面。
根据上述结构,设于隔套的气缸排列线方向两端部的固定部件压接于水套的内侧壁面,因此,在固定部件受到的来自水套的内侧壁面的反作用力下,隔套被向气缸排列线方向外侧拉伸,隔套的进气侧和排气侧的内周面以接近水套的内侧壁面的方式变形。由此,不仅冷却水难以接触到水套的内侧壁面而提高了缸膛的保温效果,而且活塞的敲击声也不易经由隔套传递至气缸体。
此外,根据本发明的第十一特征,在上述第十特征的基础上,提出了一种内燃机,所述固定部件由弹性体构成。
根据上述结构,由于固定部件由弹性体构成,因此能够以压接于水套的内侧壁面的固定部件的弹性力产生将隔套向气缸排列线方向外侧拉伸的负荷。
此外,根据本发明的第十二特征,在上述第九~第十一特征的基础上,提出一种内燃机,所述固定部件对称地配置于气缸排列线方向两端部。
根据上述结构,固定部件对称地配置于气缸排列线方向上的两端部,因此,固定部件的载荷准确且有效地以沿气缸排列线方向拉伸的方式作用,使隔套的进气侧和排气侧的侧面相对称地变形,从而能够将缸膛的整周均等地冷却。
此外,根据本发明的第十三特征,在上述第九~第十一特征的基础上,提出了一种内燃机,所述隔套具有将所述水套分离成上部冷却水通道和下部冷却水通道的隔套主体部,并且所述固定部件设于所述隔套主体部。
根据上述结构,隔套具有将水套分离成上部冷却水通道和下部冷却水通道的隔套主体部,并且固定部件设于该隔套主体部,由此,能够防止因设置固定部件而减少上部冷却水通道和下部冷却水通道的流路截面积。
此外,根据本发明的第十四特征,在上述第九~第十一特征的基础上,提出了一种内燃机,所述支撑脚具有向所述固定部件的下方延伸并与所述水套的底部接触的下部支撑脚。
根据上述结构,隔套具有向固定部件的下方延伸并与水套的底部接触的下部支撑脚,由此,在将隔套向水套的底部压入且下部支撑脚的下端与水套的底部抵接而受到反作用力时,能够防止隔套扭曲式地变形。
另外,第一实施例的上部支撑脚14e、下部支撑脚14f、上部支撑脚14g和下部支撑脚14h对应于本发明的固定部或支撑脚。此外,第二实施例的上部支撑脚14i和下部支撑脚14j对应于本发明的固定部或支撑脚,第二实施例的连通孔15a、15b对应于本发明的冷却水排出口。
本发明的上述以及其他目的、特征和优点按照附图并根据以下详细叙述的优选的实施例的说明得以明确。
附图说明
图1~图12中(C)示出了本发明的第一实施例,图1是直列四缸内燃机的气缸体的立体图,图2是隔套的立体图,图3是图1的箭头3方向的视图,图4是图3的箭头4方向的视图,图5是沿图3的5-5线的剖视图,图6是图5的6部放大图,图7是沿图3的7-7线的剖视图,图8是沿图3的8-8线的剖视图,图9是沿图3的9-9线的剖视图,图10是沿图3的10-10线的剖视图,图11中(A)是沿图3的11-11线的剖视图,图11中(B)是沿图11中(A)的B-B线的剖视图,图11中(C)是沿图11中(B)的C-C线的剖视图,图12中(A)的沿图3的12-12线的剖视图,图12中(B)是沿图12中(A)的B-B线的剖视图,图12中(C)是沿图12中(B)的C-C线的剖视图。
图13~图23中(B)示出了本发明的第二实施例,图13是V型六缸内燃机的一侧的气缸组(bank)的立体图,图14是图13的箭头14方向的视图,图15是图13的箭头15方向的视图,图16是图13的箭头16方向的视图,图17是沿图14的17-17线的剖视图,图18是沿图14的18-18线的剖视图,图19是沿图14的19-19线的剖视图,图20是图14的20部放大图,图21是沿图20的21-21线的剖视图,图22是沿图20的22-22线的剖视图,图23中(A)和图23中(B)的图16的箭头23方向的视图。
图24是示出上部支撑脚的第三实施例的图。
具体实施方式
下面,基于图1~图12中(C)对本发明的第一实施例进行说明。
如图1所示,在直列四缸内燃机的气缸体11,沿气缸排列线L1埋设有4个气缸套(cylinder sleeve)12…,以包围这些气缸套12…的外周面的方式形成水套13。本实施例的气缸体11为萨米迟(Siamese)型,在相邻的气缸套12…之间未形成水套13,由此,实现了内燃机在气缸排列线L1方向上的尺寸的缩短。在气缸体11的上端(deck)面11a开口的水套13从该上端面11a处朝向曲轴箱侧向下延伸一定的深度,在该水套13的内侧壁面13a与外侧壁面13b之间,配置有从气缸体11的上端面11a的开口侧插入的合成树脂制的隔套(spacer)14。
另外,本说明书中,所谓“上下方向”是指,将气缸轴线L2方向的气缸盖侧定义为“上”,将气缸轴线L2方向的曲轴箱侧定义为“下”。
由图1~图5可以明确,隔套14具有隔套主体部14a、冷却水入口部14b和冷却水出口部14c,通过这些部件在整周范围内将气缸体11的四个缸膛12a…的周围包围。冷却水入口部14b包围位于气缸排列线L1方向一端侧(正时轮系(timing train)侧)的一个缸膛12a的进气侧,冷却水出口部14c包围所述缸膛12a的气缸排列线L1方向一端侧和排气侧。在隔套14的从气缸排列线L1方向一端侧稍稍偏向进气侧、且由冷却水入口部14b和冷却水出口部14c夹持的位置,一体地设有分隔壁14d,该分隔壁14d形成得比隔套主体部14a厚,且从冷却水入口部14b和冷却水出口部14c的上缘和下缘向上下突出。
在水套13的内部,在隔套主体部14a的上缘和气缸盖15的下表面之间形成有包围4个缸膛12a…的周围的上部冷却水通道13c,并且在隔套主体部14a的下缘与水套13的底部之间形成有包围4个缸膛12a…的周围的下部冷却水通道13d。
上部支撑脚14e和下部支撑脚14f分别从气缸排列线L1在一端侧与冷却水出口部14c交叉的位置,突出到上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d内,并且,上部支撑脚14g和下部支撑脚14h分别从气缸排列线L1在另一端侧(变速器侧)与隔套主体部14a交叉的位置,突出到上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d内。因此,当将隔套14安装于水套13的内部时,在隔套14的气缸排列线L1方向上的两端部,一对下部支撑脚14f、14h的下端与水套13的底部接触,一对上部支撑脚14e、14g的上端与夹持在气缸体11和气缸盖15之间的密封垫16的下表面接触,由此,隔套14被沿上下方向定位。
与曲轴17连结的活塞18滑动自如地嵌合于各缸膛12a,在活塞18的顶部18a侧安装有第一道环(top ring)19、第二道环(second ring)20和油环(oil ring)21。
下面,对隔套14的结构的细节依次进行说明。
由图4可以明确,隔套14的隔套主体部14a、冷却水入口部14b和冷却水出口部14c在气缸轴线L2方向上的高度在其整周范围内均为一定的H。由图2和图3可以明确,隔套主体部14a的厚度T1基本一定,但冷却水入口部14b的厚度T2比隔套主体部14a的厚度T1薄,冷却水出口部14c的厚度T3比隔套主体部14a的厚度T1薄,此外分隔壁14d的厚度T4比隔套主体部14a的厚度T1厚。冷却水入口部14b的内周面与隔套主体部14a的内周面共面,冷却水入口部14b的外周面相对于隔套主体部14a的外周面经由台阶偏向径向内侧。此外,冷却水出口部14c的外周面与隔套主体部14a的外周面共面,冷却水出口部14c的内周面相对于隔套主体部14a的内周面经由台阶偏向径向外侧。
由图5可以明确,当活塞18随着曲轴17的旋转而在缸膛12a内上下运动时,作用于活塞18和缸膛12a之间的侧推力周期性地变化,并且在实线所示的膨胀冲程中的活塞18的位置(例如,压缩上止点后的曲轴角(crank angle)为15°的位置),侧推力达到最大。在该侧推力达到最大的位置,隔套14在水套13内部的上下位置被设定为:活塞18的第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套14的上缘靠上方的位置,活塞18的裙部18b位于比隔套14的上缘靠下方的位置。此外,在点划线所示的活塞18的下止点位置,隔套14在水套13内部的上下位置被设定为:活塞18的第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套14的下缘靠下方的位置。
由图6可以明确,隔套主体部14a的厚度T1设定得比供该隔套主体部14a嵌合的水套13的宽度W稍小。其理由是,由于铸态(鋳放し)下的水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b的尺寸精度不高,因此要防止隔套14与水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b摩擦而使组装性降低。由此,在将隔套14组装到水套13的内部时,配置成:在隔套主体部14a的内周面和水套13的内侧壁面13a之间形成间隙α,在隔套主体部14a的外周面和水套13的外侧壁面13b之间形成间隙β,并且使间隙α比间隙β小,也即是说,配置成隔套主体部14a相对于水套13的外侧壁面13b更靠近内侧壁面13a。
由图3和图7可以明确,在两个气缸套12、12接近的位置即气缸体11的缸膛之间,包围在各气缸套12、12的周围的水套13相互以锐角相交,因此,在与气缸排列线L1正交的方向上的水套3的宽度W′比其他部分的水套13的宽度W宽。另一方面,由于缸膛之间的隔套主体部14a的厚度与其他部分的隔套主体部14a的厚度同为T1,因此,缸膛之间的隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α′格外地大于其他部分的间隙α。
然而,在两个气缸套12、12接近的缸膛之间,在隔套主体部14a的上端形成有朝向径向内侧的凸部14i…,这些凸部14i…的末端部分与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α″被设定得比所述间隙α小。
由图1~图3、图8和图9可以明确,冷却水供给通道11b从气缸体11的正时轮系侧的端面朝向变速器侧延伸,与该冷却水供给通道11b的下游端相连的冷却水供给室11c面向被收纳于水套13的隔套14的冷却水入口部14b。
由图1~图3和图9可以明确,在形成于气缸盖15的水套(未图示)的下表面开口的四个连通孔15a…面向被收纳于水套13的隔套14的冷却水出口部14c的上方。在将隔套主体部14a延长至冷却水出口部14c的位置的情况下,冷却水出口部14c的位置与该延长的隔套主体部14a大致重叠。
由图1~图3和图10可以明确,被隔套14的冷却水入口部14b和冷却水出口部14c夹持的分隔壁14d,在与水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b之间具有能够组装隔套14的最小限度的微小的间隙γ(参照图10)。在分隔壁14d的下端部与水套13的外侧壁面13b之间,形成有能够供冷却水通过的微小的间隙δ。分隔壁14d的上端部和下端部与所述上部支撑脚14e、14g和所述下部支撑脚14f、14h一样具有在水套13的内部对隔套14沿上下方向进行定位的功能。
由图2和图11中(A)~图11中(C)可以明确,隔套14的正时轮系侧的端部(冷却水出口部14c的部分)的被上部支撑脚14e和下部支撑脚14f所夹持的部分形成为厚度与隔套主体部14a相同的厚壁部14m。从下部支撑脚14f的下端到厚壁部14m的上端形成有沿上下方向延伸的狭缝14n,水平截面呈H形的橡胶构成的固定部件22的狭缝22a嵌合安装于该狭缝14n。固定部件22安装在隔套主体部14a的上下方向高度的范围内,其外周面不露出于隔套14的外周面,但其内周面露出于隔套14的内周面并与水套13的内侧壁面13a弹性地抵接。狭缝14n中的露出于下部支撑脚14f的一部分用于减少固定部件22的压入阻力而提高组装性。
由图2和图12中(A)~图12中(C)可以明确,在隔套主体部14a的变速器侧的端部,形成有狭缝14o,该狭缝14o在从下部支撑脚14h的下端到上部支撑脚14g的下端之间沿上下方向延伸,水平截面呈H形的橡胶构成的固定部件22安装于该狭缝14o。固定部件22安装在隔套主体部14a的上下方向高度的范围内,其外周面未露出于隔套14的外周面,但其内周面露出于隔套14的内周面并与水套13的内侧壁面13a弹性地抵接。狭缝14o中的露出于下部支撑脚14h的一部分用于减少固定部件22的压入阻力而提高组装性。
两个固定部件22、22均配置于气缸排列线L1上,从而,隔套14的进气侧部分和排气侧部分成为关于连结两个固定部件22、22的线(即气缸排列线L1)基本对称的形状。
所述狭缝14n、14o向下开口,固定部件22、22向上嵌合于所述狭缝14n、14o,因此,在将安装有固定部件22、22的隔套14插入水套13的内部时,即使以作用于和水套13的内侧壁面13a之间的摩擦力向上推压固定部件22、22,固定部件22、22也不会从狭缝14n、14o脱落。
接下来,对具有上述结构的本发明的实施例的作用进行说明。
在将气缸盖15组装于气缸体11的上端面11a之前的状态下,水套13以将露出于上端面11a的4个气缸套12…的缸膛12a…的外周包围的方式形成开口,隔套14从该开口插入水套13的内部。然后,在使密封垫16与气缸体11的上端面11a重合的状态下将气缸盖15紧固。
在该隔套14的组装状态下,下部支撑脚14f、14h的下端和分隔壁14d的下部突起14k的下端与水套13的底部接触,上部支撑脚14e、14g的上端和分隔壁14d的上部突起14j的上端与密封垫16的下表面接触,由此,隔套14被沿气缸轴线L2方向定位。此时,隔套14的隔套主体部14a的内周面配置得靠近水套13的内侧壁面13a,然而由于铸态下的水套13的内侧壁面13a的尺寸精度不高,因此,为了防止隔套14与水套13的内侧壁面13a摩擦而使组装性降低,在隔套主体部14a的内周面和水套13的内侧壁面13a之间形成有些许间隙α(参照图6)。
当隔套14因内燃机运转时的振动等在水套13的内部沿上下方向移动时,上部支撑脚14e、14g的上端和分隔壁14d的上部突起14j的上端可能会损伤密封垫16的下表面,然而,通过设于气缸排列线L1方向两端的两个固定部件22、22将隔套14固定成不能相对于水套13移动,由此能够防止由隔套14的随意移动而损伤密封垫16。
此时,由于固定部件22、22设于刚性高的隔套14的气缸排列线L1方向两端部,因此,不仅能够将隔套14牢固地固定于水套13的内部,而且由于气缸体11的气缸排列线L1方向两端部比进气侧和排气侧的侧面温度低,因此,能够将对安装于该处的橡胶制的固定部件22、22的热影响抑制到最小限度。
此外,由于固定部件22、22设于隔套14的气缸轴线L2方向中间部、也就是说隔套主体部14a的高度范围内,因此,能够防止固定部件22、22阻碍上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d中的冷却水的流动。而且,由于隔套14的正时轮系侧的固定部件22设于冷却水出口部14c,因此,该固定部件22不会对上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d中的冷却水的流动产生影响。此外,由于冷却水在水套13的变速器侧的端部进行U形转弯而降低流速,因此,通过在此处设置变速器侧的固定部件22,与将该固定部件22设于水套13的进气侧和排气侧的侧面的情况相比,能够减小对冷却水的流动产生的影响。
隔套14的正时轮系侧的上部支撑脚14e和下部支撑脚14f在径向上形成得比隔套主体部14a的厚度T1薄,且被配置成在上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的内部偏向水套13的外侧壁面13b侧。此外,隔套14的变速器侧的上部支撑脚14g和下部支撑脚14h在径向上形成得比隔套主体部14a的厚度T1薄,且被配置成在上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的内部偏向水套13的内侧壁面13a侧。由此,能够将上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h对上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d中的冷却水的流动产生的影响抑制到最小限度,而且,由于上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h依照水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b的形状而圆弧状地弯曲,因此,能够进一步减小对冷却水的流动产生的影响。
此外,4个缸膛12a…中的位于气缸排列线L1方向的最外侧的部分不易受到来自其他缸膛12a…的热,因此,该部分的温度比较低。另一方面,4个缸膛12a…中的相对于气缸排列线L1位于进气侧和排气侧的部分容易受到来自相邻缸膛12a…的热,因此,该部分的温度比较高。在本实施例中,将上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h设于缸膛12a…的温度比较低的、气缸排列线L1方向的最外侧位置,因此,即使上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h对水套13中的冷却水的流动有所阻碍,也能够将其影响抑制到最小限度,使各缸膛12a…的温度均匀化。
特别地,由于变速器侧的上部支撑脚14g和下部支撑脚14h沿着与变速器侧的缸膛12a的低温部面对的水套13的内侧壁面13a进行配置,因此,通过上部支撑脚14g和下部支撑脚14h,冷却水不易接触水套13的内侧壁面13a,能够对上述温度比较低的缸膛12a进行保温,由此能够进一步使各缸膛12a…的温度均匀化。
由于固定部件22、22由橡胶构成且嵌合固定于隔套14的狭缝14n、14o,因此,无需螺栓那样的特别的部件就能够固定于隔套14。此外,由于固定部件22、22的设置位置为下部支撑脚14f、14h的正上方,因此,在将固定部件22、22压接于水套13的内侧壁面13a同时将隔套14向下按入到水套13内、且下部支撑脚14f、14h的下端与水套13的底部抵接而受到向上的反作用力时,能够防止隔套14扭曲式地变形。
在内燃机运转时,自设于气缸体11的未图示的水泵供给的冷却水,从设于气缸体11的正时轮系侧的端部的冷却水供给通道11b经由冷却水供给室11c流入水套13。在水套13的内部配置有隔套14,而面对冷却水供给室11c的隔套14的冷却水入口部14b的厚度T2比隔套主体部14a的厚度T1薄,且该冷却水入口部14b偏向径向内侧,因此,冷却水沿冷却水入口部14b的径向外侧表面上下分流并顺畅地流入水套13的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d。
虽然流入水套13的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水欲向左右方向分支,然而,由于被存在于冷却水入口部14b左侧的分隔壁14d阻挡了流动,因此,冷却水变为朝向右侧而沿逆时针方向流过上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的大致整个长度范围,并从冷却水出口部14c向气缸盖15的连通孔15a…排出,从冷却水入口部14b来看,该冷却水出口部14c位于分隔壁14d的相反侧。在冷却水流经水套13时,由于上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d被厚度T1比水套13的宽度W稍薄的隔套主体部14a上下隔开,因此,流经上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水几乎不混合。
当流经水套13的冷却水经由开口于气缸盖15的下表面的连通孔15a…向气缸盖15的水套(未图示)排出时,流经下部冷却水通道13d的冷却水在从下向上地通过隔套14的冷却水出口部14c而与流过上部冷却水通道13c的冷却水合流后,流入气缸盖15的连通孔15a…。
此时,由于冷却水出口部14c的厚度T3比隔套主体部14a的厚度T1小,且冷却水出口部14c的外周面与隔套主体部14a的外周面共面并以沿着水套13的外侧壁面13b的方式偏倚,因此,不仅能够将朝上通过冷却水出口部14c的冷却水的压力损失抑制到最小限度,而且,即使是在冷却水的流速降低而冷却效果减小的冷却水出口部14c的附近,也能够使尽量多的冷却水介于冷却水出口部14c和水套13的内侧壁面13a之间而确保冷却效果。
此外,由于从上部冷却水通道13c的下游端流出的冷却水与从下部冷却水通道13d的下游端流出且朝上改变了流动方向的冷却水合流,因此,能够通过来自下部冷却水通道13d的冷却水使来自上部冷却水通道13c的冷却水偏向上方,并使之顺畅地流入连通孔15a…。
当流过上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水在冷却水出口部14c朝上改变方向并从连通孔15a…排出时,存在产生旋涡而无法进行顺畅的方向转换的可能性,然而,通过使冷却水入口部14b侧的冷却水的一部分通过分隔壁14d的下端部的间隙δ(参照图10)而流入冷却水出口部14c侧,由此能够防止所述旋涡的产生而能够使冷却水顺畅地流入连通孔15a…。
由于隔套14的隔套主体部14a的内周面靠近水套13的气缸轴线L2方向上的中间部的内侧壁面13a,因此,冷却水不易接触到该内侧壁面13a,从而抑制了冷却。其结果是,与隔套主体部14a对置的缸膛12a的气缸轴线L2方向上的中间部比其他部分温度高,通过热膨胀,该中间部与活塞18之间的空隙(clearance)增加。其结果是,特别是在压缩冲程、膨胀冲程中对活塞18施加较大的侧推力时,能够降低活塞18与缸膛12a之间的摩擦而有助于提高内燃机的燃料消耗率。此外,由于缸膛12a的气缸轴线L2方向的中间部比其他部分温度高,因此,对该部分进行润滑的润滑油的温度上升而粘性降低,因而进一步提高了对摩擦的降低效果。
另一方面,缸膛12a的气缸轴线L2方向上的上部和下部,由流经隔套14的上下的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水充分地冷却,因此,能够确保滑动自如地嵌合于缸膛12a的活塞18的易变成高温的顶部18a和裙部18b的冷却性能而防止过热。此外,缸膛12a的上部不仅直接受到燃烧室的热,而且从因移动方向改变而停留在上止点附近的时间变长的高温的活塞18经由第一道环19、第二道环20和油环21被传递热,从而容易变成高温,然而,由于使隔套14不面对该缸膛12a的上部,因此,能够确保冷却性能。此外,虽然活塞18的裙部18b是与缸膛12a最强地滑动接触而发生摩擦的部位,然而,通过用隔套14a覆盖该裙部18b所滑动接触的缸膛12a而使缸膛12a因热膨胀而扩径,由此能够降低摩擦。
如图5的实线所示,隔套14的上下位置被设定为:当在膨胀冲程中活塞18的侧推力达到最大时,即,活塞18和缸膛12a之间的摩擦达到最大时,第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套主体部14a的上缘靠上方的位置,由此,在通过隔套14使缸膛12a的内径增加而减少所述摩擦的同时,变成高温的活塞18的顶部18a的热量从导热性高的第一道环19、第二道环20和油环21经由缸膛12a逸散到水套13的上部冷却水通道13c,从而能够确保活塞18的冷却性能。
此时,由于隔套14的隔套主体部14a与水套13的内侧壁面13a之间隔着最小限度的间隙α而接近,因此,能够将介于隔套主体部14a与水套13的内侧壁面13a之间的冷却水的量抑制到最小限度,能够有效地对缸膛12a的上下方向中间部进行保温而使缸膛12a扩径。
此外,在如图5中以点划线所示的下止点位置,活塞18的移动速度降低,因此,从活塞18经由第一道环19、第二道环20和油环21传递到缸膛12a的热量增多,然而,由于在下止点位置第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套主体部14a的下缘靠下方的位置,因此,能使活塞18的热量不受隔套14阻碍地逸散到缸膛12a,从而能够确保活塞18的冷却性能。
此外,在将隔套14组装到水套13的内部时,隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α被设定得比隔套主体部14a的外周面与水套13的外侧壁面13b之间的间隙β小。因而,即使隔套14因组装误差、变形在径向上偏移,且隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a接触,隔套主体部14a的外周面也不会与水套13的外侧壁面13b接触。
这样,通过总是在隔套主体部14a的外周面与水套13的外侧壁面13b之间确保间隙,能够发挥以下的作用效果。即,在假设与本实施例相反、隔套主体部14a的外周面与水套13的外侧壁面13b接触的情况下,由于隔套14的下部支撑脚14f、14h与水套13的底部接触,因此,活塞18的敲击声沿缸膛12a→水套13的底部→隔套14的下部支撑脚14f、14h→隔套主体部14a→水套13的外侧壁面13b的路径传播,成为产生噪音的原因。另一方面,根据本实施例,虽然活塞18的敲击声从缸膛12a传播到隔套主体部14a,然而,由于隔套主体部14a未与水套13的外侧壁面13b抵接,因此在该处隔断了敲击声而降低噪音。
当隔套14因与冷却水接触所引起的膨润或热膨胀而变形时,存在其内周面与水套13的内侧壁面13a过盈配合的可能性,然而,由于使设于隔套主体部14a的内周面的凸部14i…以能够抵接的方式与水套13的内侧壁面13a对置,因此,能够防止隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a在整个表面范围紧密贴合。另外,当凸部14i…抵接于水套13的内侧壁面13a时,存在敲击声经由该凸部14i…传播的可能性,然而,由于敲击声本来就是在远离气缸排列线L1的、活塞18的进气侧和排气侧的外周面较大地产生,而在设有所述凸部14i…的离气缸排列线L1近的部分几乎不会发生,因此,敲击声经由凸部14i…传播实质上不会成为问题。
此外,如图2所示,设于隔套14的气缸排列线L1方向两端部的固定部件22、22与水套13的内侧壁面13a弹性接触,因此,由其反作用力F1、F1将隔套14沿气缸排列线L1方向拉伸。其结果是,隔套主体部14a的进气侧和排气侧的侧面受到相互接近的方向的载荷F2、F2而变形,由此,隔套主体部14a的内周面接近水套13的内侧壁面13a,隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α减小。由此,使介于隔套主体部14a与水套13的内侧壁面13a之间的冷却水的量进一步减少,从而,能够更加有效地对缸膛12a的上下方向中间部进行保温并使缸膛12a扩径。
此时,由于两个固定部件22、22均配置于气缸排列线L1上,且隔套14的进气侧部分与排气侧部分呈关于气缸排列线L1基本对称的形状,因此,能够使用于使隔套主体部14a的进气侧和排气侧的侧面相互接近的所述载荷F2、F2相等,能够使隔套14的进气侧部分和排气侧部分的变形量均匀化。
而且,由于固定部件22、22以不达到上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的方式安装于隔套主体部14a,因此,不会妨碍冷却水的流动,而且,由于固定部件22、22以不达到隔套14的上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h的方式安装于隔套主体部14a,因此,能够通过固定部件22、22的反弹力有效地使隔套主体部14a变形。
接下来,基于图13~图23中(B)对本发明的第二实施例进行说明。
另外,在第二、第三实施例中使用的符号与在第一实施例中使用的符号彼此独立,两实施例中相同的符号未必指的是相同部件。
在图13中示出了V型六缸内燃机的气缸体11的一侧的气缸组。在气缸体11,沿气缸排列线L1埋设有三个气缸套12…,并且以包围这些气缸套12…的外周面的方式形成水套13。本实施例的气缸体11为萨米迟(Siamese)型,在相邻的气缸套12…之间未形成水套13,由此水套13不是分别包围三个气缸套12…的外周面,而是包围三个气缸体12…整体,因而,实现了内燃机在气缸排列线L1方向上的尺寸的缩短。在气缸体11的上端面11a开口的水套13从该上端面11a处朝向曲轴箱侧向下延伸一定深度,在该水套13的内部,配置有从气缸体11的上端面11a的开口侧插入的合成树脂制的隔套14。
另外,本说明书中,所谓“上下方向”是指,将气缸轴线L2方向的气缸盖侧定义为“上”,而将气缸轴线L2方向的曲轴箱侧定义为“下”。
由图13~图16可以明确,隔套14具有包围气缸体11的三个气缸套12…的外周的大部分的隔套主体部14a、包围其余部分的冷却水入口部14d和冷却水出口部14f。由于隔套14形成为沿水套13的闭合形状而不具有切断部,因此该隔套14的刚性高。隔套主体部14a的气缸轴线L2方向上的高度H0在其整周范围内基本一定。在隔套14的气缸排列线L1方向的一端侧、即气缸体11的正时轮系侧的端部,一体地设有分隔壁14b,该分隔壁14b从冷却水入口部14d和冷却水出口部14f之间向上下突出。
此外,冷却水入口部14d在与分隔壁14b的一侧(进气侧)相邻的部分以被设在隔套14的上缘和下缘的入口切口14c、14c上下夹持的方式形成,在该冷却水入口部14d的部分,隔套14的在气缸轴线L2方向的高度H1比隔套主体部14a的高度H0小。同样地,冷却水出口部14f在与分隔壁14b的另一侧(排气侧)相邻的部分以被设在隔套14的上缘和下缘的出口切口14e、14e上下夹持的方式形成,在该冷却水出口部14f的部分,隔套14的气缸轴线L2方向上的高度H2比隔套主体部14a的高度H0小。冷却水入口部14d的上下的入口切口14c、14c在隔套主体部14a的上缘和下缘平滑地弯曲并连续。
由图14、图16和图18可以明确,在三个缸膛12a…相互接近的部分的附近,各缸膛12a…周围的水套13以锐角相交,因此,该部分的水套13的在与气缸排列线L1正交的方向上的宽度W′(参照图18)比其他部分的水套13的宽度W(参照图17和图19)宽。因此,嵌合于水套13以锐角相交的部分的隔套主体部14a的连结部14g…的厚度T′(参照图18)比其他部分的隔套主体部14a的厚度T(参照图17和图19)大。在收纳连结部14g…的部分的水套13的宽度W′在与气缸盖15相连的部分进一步变宽,并且以堵塞该变宽的部分的方式突出设置有从所述连结部14g…的上端向径向内侧突出的突起14h…(参照图18)。
从与最靠近于气缸体11的变速器侧的端部的缸膛12a和同该缸膛12a相邻的缸膛12a相对置的部分相邻的、隔套主体部14a的两个连结部14g、14g,朝上突出形成两根圆锥台状的上部支撑脚14i、14i,并且向下突出形成两根圆锥台状的下部支撑脚14j、14j。上部支撑脚14i、14i的上端与分隔壁14b的上端排列成相同高度,下部支撑脚14j、14j的下端与分隔壁14b的下端排列成相同高度。
这样,通过在厚度T′比隔套主体部14a的其他部分的厚度T厚的连结部14g、14g设置上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j,由此,能够提高上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j相对于隔套主体部14a的结合强度,能够以上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j将隔套14稳固地支撑于水套13的内部。此外,上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j所设置的位置,位于水套13的内部冷却水的流动方向改变而流速下降的位置,因此,能够将因设置上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j而对冷却水的流动的影响抑制得较小。
另外,由图14可以明确,在与隔套14的连结部14g…的上方相对的气缸盖15的下表面,开口形成有将气缸体11的水套13的冷却水的一部分供给到气缸盖15的水套13的连通孔15c…。并且,设于两个连结部14g、14g的两个上部支撑脚14i、14i配置得比所述连通孔15c、15c稍稍偏向冷却水的流动方向下游侧,由此,使冷却水与上部支撑脚14i、14i相碰而易于供给到所述连通孔15c、15c。
因此,当将隔套14安装于水套13的内部时,分隔壁14b的下端与水套13的底壁接触,分隔壁14b的上端与被夹持于气缸体11和气缸盖15之间的密封垫16的下表面接触,由此,隔套14的正时轮系侧的端部被沿上下方向定位(参照图21)。此外,对于隔套14的变速器侧的部分,通过下部支撑脚14j、14j的下端与水套13的底壁接触,且上部支撑脚14i、14i的上端与密封垫16的下表面接触,由此该部分被沿上下方向定位(参照图16和图18)。
并且,在水套13的内部,在隔套14的上缘和密封垫16的下表面之间区划出上部冷却水通道13c,在隔套14的下缘的水套13的底部之间区划出下部冷却水通道13d。此时,上部冷却水通道13c的高度由上部支撑脚14c、14c的高度决定,下部冷却水通道13d的高度由下部支撑脚14j、14j的高度决定。
下面,对隔套14的细节结构依次进行说明。
由图16~图18可以明确,隔套主体部14a的径向的厚度T(参照图17)在上下方向上一定,并且被设定得比水套13的径向的宽度W小。在将隔套14安装于水套13的内部时,隔套主体部14a的内周面隔着微小的间隙与水套13的内侧壁面13a对峙,因此,在隔套主体部14a的外周面和水套13的外侧壁面13b之间形成比较大的间隙α。
由图13和图15~图18可以明确,沿隔套主体部14a的外周面的下缘朝向径向外侧突出设置有垄状(ridge)的突条14k。该突条14k的径向外端隔着微小的间隙与水套13的外侧壁面13b对峙,因此,隔套主体部14a在形成有突条14k的下缘处被沿径向定位。另外,在下侧的入口切口14c和下侧的出口切口14e的部分并未设置所述突条14k。
由图14和图20~图22可以明确,在气缸体11的正时轮系侧的端部,形成有与气缸排列线L1平行地延伸的冷却水供给通道11b,该冷却水供给通道11b的下游端在比隔套14的分隔壁14b靠进气侧经由圆形的冷却水供给口11c而与水套13连通。气缸体11的冷却水供给口11c和隔套14的冷却水入口部14d设置得相对于气缸排列线L1稍偏向进气侧,因此,从与气缸排列线L1平行的冷却水供给通道11b供给的冷却水能够在其流动方向不发生大幅改变的情况下顺畅地流入进气侧的水套13。此外,如上所述,冷却水入口部14d的入口切口14c、14c在隔套主体部14a的上缘和下缘平滑地弯曲并连续,因此,从冷却水供给口11c流入的冷却水被引导至冷却水入口部14d的入口切口14c、14c并被顺畅地引导至上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d。
对于被隔套14的上下的入口切口14c、14c上下夹持且宽度变窄的冷却水入口部14d,其截面呈三角形且呈楔状地向冷却水供给口11c突出。在从冷却水供给通道11b的内部穿过冷却水供给口11c观察时,隔套14的三角形截面的冷却水入口部14d的棱线露出(参照图22)。冷却水入口部14d的气缸轴线L2方向上的高度H1比冷却水供给口11c的气缸轴线L2方向上的高度H3小。
由图13、图14、图16、图19和图20可以明确,虽然隔套14的隔套主体部14a以沿水套13的内侧壁面13a的方式进行配置,然而只有被隔套14的上下的出口切口14e、14e上下夹持的冷却水出口部14f向径向外侧伸出,该部分以沿着水套13的外侧壁面13b的方式进行配置。因此,在隔套14的冷却水出口部14f和水套13的内侧壁面13a之间形成间隙β(参照图14和图20)。并且,开口于气缸盖15的下表面的两个连通孔15a、15b(参照图14、图16和图19)面向隔套14的冷却水出口部14f的上方。
由图13、图16和图20可以明确,在隔套14的分隔壁14b的外表面,形成有沿上下方向延伸的三根肋14m…和被这些肋夹持的两条槽14n、14n。三根肋14m…的末端所面对的水套13的外侧壁面13b不是单纯的圆弧面,而是波动式地弯曲(参照图20)。在分隔壁14b的外表面的下端形成切口14o,经由该切口14o分隔壁14b两侧的水套相互连通。
接下来,对具有上述结构的本发明的第二实施例的作用进行说明。
在将气缸盖15组装于气缸体11的上端面11a之前的状态下,水套13以将露出于上端面11a的三个气缸套12…的缸膛12a…的外周包围的方式开口形成,隔套14从该开口插入水套13的内部。然后,在使密封垫16与气缸体11的上端面11a重合的状态下将气缸盖15紧固。
在该隔套14的组装状态下,分隔壁14b的下端和下部支撑脚14j、14j的下端与水套13的底面接触,分隔壁14b的上端和上部支撑脚14i、14i的上端与密封垫16的下表面接触,由此,隔套14被沿气缸轴线L2方向定位。此时,隔套14的隔套主体部14a的内周面配置得靠近水套13的内侧壁面13a,然而,由于铸态下的水套13的内侧壁面13a的尺寸精度不高,因此为了防止隔套14与水套13的内侧壁面13a摩擦而使组装性降低,在隔套主体部14a的内周面和水套13的内侧壁面13a之间形成有些许间隙。
在内燃机运转时,自设于气缸体11的未图示的水泵供给的冷却水,从设于气缸体11的正时轮系侧的端部的冷却水供给通道11b经由冷却水供给口11c流入水套13。在水套13的内部配置有隔套14,被上下的入口切口14c、14c夹持的宽度窄的冷却水入口部14d与面对冷却水供给口11c的隔套14对置。由图20~图22可以明确,冷却水入口部14d的气缸轴线L2方向上的高度H1比冷却水供给口11c的气缸轴线L2方向上的高度H3小,且三角形截面的冷却水入口部14d朝向冷却水供给口11c呈楔状地突出,由此,从冷却水供给口11c流出的冷却水被冷却水入口部14d的上下的斜面引导而向上下方向分流,并能够顺畅地流入由隔套14分离的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d,能够将此时的压力损失抑制到最小限度。
为了进一步减小冷却水流入水套13时的压力损失,可以将冷却水入口部14d完全切除,在该部分割断隔套14,然而这样的话则存在隔套14的刚性大幅度降低的问题。对此,根据本实施例,利用上下方向的高度H1减小了的冷却水入口部14d,能够在减小冷却水的压力损失的同时确保隔套14的刚性。
虽然流入水套13的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水欲向左右方向分支,然而,由于被存在于冷却水入口部14d右侧的分隔壁14b阻挡了流动,因此,冷却水变为朝向左侧而沿顺时针方向流过上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的大致整个长度范围,并从冷却水出口部14f向气缸盖15的连通孔15a、15b排出,从冷却水供给口11c来看,该冷却水出口部14f位于分隔壁14b的相反侧位置。此时,上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d被沿隔套主体部14a的下缘设置的突条14k分隔开,因此,流经上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水几乎不混合。
由于隔套14的隔套主体部14a的内周面与水套13的气缸轴线L2方向的中间部的内侧壁面13a接触,因此,冷却水不易接触该内侧壁面13a,从而抑制了冷却。其结果是,与隔套主体部14a对置的缸膛12a…的气缸轴线L2方向上的中间部比其他部分温度高,通过热膨胀,该中间部与活塞之间的空隙增加,由此,特别是在压缩冲程、膨胀冲程中对活塞施加较大的侧推力时,能够降低活塞与缸膛12a…之间的摩擦而有助于改善内燃机的燃料消耗率。此外,由于缸膛12a…的气缸轴线L2方向中间部比其他部分温度高,因此对该部分进行润滑的润滑油的温度上升而粘性降低,因而进一步提高了对摩擦的降低效果。
另一方面,缸膛12a…的气缸轴线L2方向上的上部和下部,由流过隔套14的上下的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水充分地冷却,因此,能够确保滑动自如地嵌合于缸膛12a…的活塞的容易变成高温的顶部和裙部的冷却性能而防止过热。
从气缸体11的冷却水供给口11c流入水套13的冷却水的一部分存在着通过隔套14的分隔壁14b的外表面和水套13的外侧壁面13b之间而从冷却水入口部14d侧到冷却水入口部14f侧短路的倾向,然而如图20所示,由于隔套14的分隔壁14b的外表面为三根肋14m…和两条槽14n、14n交替配置的迷宫(labyrinth)结构,因此,通过肋14m…的外侧的间隙的冷却水在槽14n的内部产生旋涡,因而难以通过分隔壁14b。由此,即使为了确保隔套14的组装性而在隔套14的外表面与水套13的外侧壁面13b之间形成间隙,也能够有效地防止冷却水通过该间隙从而冷却水供给口11c与连通孔15a、15b短路的情况。
而且,由于与隔套14的分隔壁14b的外表面相对置的水套13的外侧壁面13b以波动的方式弯曲(参照图20),因此,能够更强地发挥迷宫效果,从而能够更加有效地防止冷却水的短路。
流过水套13的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水在隔套14的冷却水出口部14f合流,并从该处向上方改变流动方向,通过气缸盖15的连通孔15a、15b而供给到气缸盖15的水套。此时,隔套14的冷却水出口部14f的气缸轴线L2方向上的高度H2形成得比隔套主体部14a的气缸轴线L2方向上的高度H0小,并且,冷却水入口部14f配置得偏向径向外侧并与水套13的外侧壁面13b相接,由此,从下部冷却水通道13d流出的冷却水通过隔套14的冷却水出口部14f与水套13的外侧壁面13b之间的间隙β(参照图14和图20)并被顺畅地引导至气缸盖15的连通孔15a、15b。此时,由于冷却水出口部14f的高度H2比隔套主体部14a的高度H0小,因此,能够降低从下部冷却水通道13d向连通孔15a、15b流动的冷却水在通过冷却水出口部14f时的阻力。
如图23中(B)所示,即使假设隔套14的突条14k沿隔套主体部14a的上缘设置,虽然无法取代突条14k分隔上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的效果,然而,在隔套14的冷却水出口部14f由突条14k中断的部分的冷却水的动作会出现不同。即,如图23中(A)所示,在像本实施例这样将隔套14的突条14k设于隔套主体部14a的下缘的情况下,冷却水沿水平方向流到冷却水出口部14f的近前处并在由突条14k中断的部分向上改变流向,并被顺畅地引导至气缸盖15的连通孔15a、15b。由此,对冷却水出口部14f下方的下部冷却水通道13d也能够供给充分的量的冷却水,能够对面向冷却水出口部14f的缸膛12a的整周均匀地冷却。
另一方面,如图23中(B)所示,假设在沿隔套主体部14a的上缘设置隔套14的突条14k的情况下,由于冷却水在离冷却水出口部14f相当远的位置向上改变流向,因此存在如下问题:无法在冷却水出口部14f的下方的下部冷却水通道13d流入充分的量的冷却水,从而冷却性能降低。
另外,由于在隔套14的分隔壁14b的下端设有切口14o(参照图12和图21),因此,冷却水入口部14d的下部的冷却水的一部分通过切口14o流入冷却水出口部14f的下部,发挥出将滞留于冷却水出口部14f的冷却水朝向气缸盖15的连通孔15a、15b推起的效果,由此,能够更加顺畅地进行从水套13排出冷却水。
此外,对于插入到水套13内部的隔套14,分隔壁14b的下端与水套13的底壁接触,分隔壁14b的上端与被夹持在气缸体11和气缸盖15之间的密封垫16的下表面接触,由此,隔套14的正时轮系侧的端部被沿上下方向定位(参照图21)。此外,对于隔套14的变速器侧的部分,下部支撑脚14j、14j的下端与水套13的底壁接触,上部支撑脚14i、14i的上端与密封垫16的下表面接触,由此,该部分被沿上下方向定位,然而,由于分隔壁14b设于气缸排列线L1方向的一端部,上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j设于气缸排列线L1方向的最另一端部的缸膛12a与从最另一端部开始的第二个缸膛12a之间的连结部14g、14g,因此,能够最大限度地确保从分隔壁14b到上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j的距离,从而能够使对隔套14的支撑稳定。
此外,通过将上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j设于隔套14的连结部14g、14g,由此,能够将因设置上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j而对水套13的冷却水的流动的影响抑制到最小限度。
其理由是,由于在连结部14g、14g隔套主体部14a从两个不同的方向以锐角交叉,因此,与气缸排列线L1方向正交的方向的水套13的宽度W′(参照图18)比连结部14g、14g以外的一般部的水套13的宽度W(参照图17和图19)宽。因此,通过将上部支撑脚14i、14i和下部支撑脚14j、14j配置于水套13的宽度W′变大的部分,能够将其对水套13的冷却水的流动的影响抑制到最小限度。
接下来,基于图24对本发明的第三实施例进行说明。
在第二实施例中,将上部支撑脚14i、14i形成为圆形截面的销状,而在第三实施例中,将上部支撑脚14i、14i形成为沿冷却水的流动弯曲的板状,由此,流经上部冷却水通道13c的冷却水不易受到上部支撑脚14i、14i的妨碍。此外,上部支撑脚14i、14i比面向连结部14g、14g的气缸盖15的连通孔15c、15c偏向冷却水的流动方向下游侧,能够与第二实施例同样地向连通孔15c、15c顺畅地供给冷却水。另外,下部支撑脚14j、14j也可以与上部支撑脚14i、14i同样地形成为板状。
以上,对本发明的实施例进行了说明,然而本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。
例如,在第一~第三实施例中以直列四缸内燃机和V型六缸内燃机为例示出,然而本发明能够应用于任意气缸数的任意形式的内燃机。
此外,本发明也可以应用于使从气缸排列线L1方向的一端侧供给的冷却水在进气侧侧面和排气侧侧面分支为两股、并在气缸排列线L1方向的另一端侧汇集并排出的内燃机。
此外,在第一实施例中具有上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h双方,然而上部支撑脚14e、14g也不是必须要具备的。
此外,在第一实施例中,隔套14的上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h设于气缸排列线L1方向两端部,然而也可以将它们设于气缸排列线L1方向一端部。
此外,在第一实施例中,在隔套14的气缸排列线L1方向两端部分别设有固定部件22、22,然而也可以仅在气缸排列线L1方向一端部设置一个固定部件22,设置固定部件22、22的位置也可以在气缸排列线L1上一定程度地错开。
Claims (14)
1.一种内燃机,其具有如下冷却结构:在内燃机的气缸体的气缸排列线上并列配置有多个缸膛,水套以将该多个缸膛的周围包围的方式形成,在该水套的内部安装有隔套,以所述隔套调整所述水套内的冷却水的流动来控制所述缸膛的冷却状态,所述内燃机的特征在于,
所述隔套具有:
固定部,其将该隔套固定于水套的内部;以及
隔套主体部,其具有预定的厚度(T1),并在上下方向的预定高度范围内覆盖所述水套的中间部,
所述固定部包括从所述隔套主体部向上下方向延伸的多个支撑脚(14e、14f、14g、14h;14i、14j),
所述多个支撑脚在径向上形成得比所述隔套主体部(14a)的厚度(T1)薄。
2.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
所述固定部配置于气缸排列线方向端部、或者面向缸膛彼此接近的部分的所述隔套主体部的连结部。
3.根据权利要求2所述的内燃机,其中,
所述支撑脚具有配置于气缸排列线方向端部的一个支撑脚。
4.根据权利要求3所述的内燃机,其中,
所述支撑脚以沿着所述水套的内侧壁面或者外侧壁面的方式呈圆弧状地弯曲。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的内燃机,其中,
所述支撑脚配置得偏向所述水套的内侧壁面侧。
6.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
所述支撑脚具有配置于面向所述缸膛彼此接近的部分的所述隔套主体部的连结部的一个支撑脚。
7.根据权利要求6所述的内燃机,其中,
所述水套的流路宽度在配置所述连结部的部分比其它部分大。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的内燃机,其中,
所述隔套在气缸排列线方向的一端侧具有分隔壁,该分隔壁从所述隔套主体部向上下方向延伸,并在所述水套的冷却水供给口和冷却水排出口之间进行分隔,所述一个支撑脚配置于气缸排列线方向上的另一端侧的最靠近于气缸体的变速器侧的所述连接部。
9.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
在所述隔套的气缸排列线方向端部,设有将该隔套固定于水套的内部的固定部件。
10.根据权利要求9所述的内燃机,其中,
所述固定部件设于所述隔套的气缸排列线方向两端部并压接于所述水套的内侧壁面。
11.根据权利要求10所述的内燃机,其中,
所述固定部件由弹性体构成。
12.根据权利要求9至权利要求11中的任意一项所述的内燃机,其中,
所述固定部件对称地配置于气缸排列线方向两端部。
13.根据权利要求9至权利要求11中的任意一项所述的内燃机,其中,
所述隔套主体部将所述水套分离成上部冷却水通道和下部冷却水通道,所述固定部件设于所述隔套主体部。
14.根据权利要求9至权利要求11中的任意一项所述的内燃机,其中,
所述支撑脚具有向所述固定部件的下方延伸并与所述水套的底部接触的下部支撑脚。
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