CN109209597A - 立式直列多缸发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使多个缸筒相互间的温度分布接近均匀状态的立式直列多缸发动机。缸水套(3)具有：水套入口(3a)；分流水路(3b)；多个分流出口；以及散热水路(3b)，使各缸筒的热量释放到从各分流出口导入的发动机冷却水(2)，多个分流出口具有：前分流出口(b1)，向前端筒(B1)分流；后分流出口(B1)，向后端筒(B1)分流；以及中间分流出口(b2、b3)，向位于前端筒(B1)与后端筒(B4)之间的中间筒(B2、B3)分流，水套入口(3a)位于全部中间筒横向区域(E23)内，该全部中间筒横向区域(E23)是位于全部中间筒(B2、B3)的横向且前后长度与全部中间筒(B2、B3)的从最前端到最后端为止的前后长度相同的区域。

Description

立式直列多缸发动机
技术领域
本发明涉及立式直列多缸发动机，具体而言，涉及一种多个缸筒相互间的温度分布接近均匀状态的立式直列多缸发动机。
背景技术
以往的立式直列多缸发动机具有使发动机冷却水在多个缸筒的周围通过的缸水套(例如，参照专利文献1)。
根据这种发动机，具有可以利用发动机冷却水强力冷却各缸筒的优点。
在专利文献1的发动机中，缸水套的水套入口配置在前端缸筒的正侧方。
专利文献1：日本特开2008－95645号公报(参照图1、图2)
发明内容
《问题点》多个缸筒相互间的温度分布容易变成不均匀的状态。
在专利文献1的发动机中，从水套入口到前后端缸筒的距离差异大，容易发生前端缸筒过度冷却和后端缸筒冷却不充分的现象，多个缸筒相互间的温度分布容易变成不均匀的状态。
本发明的目的在于，提供一种使多个缸筒相互间的温度分布接近均匀状态的立式直列多缸发动机。
技术方案1的发明的技术特征如下。
一种立式直列多缸发动机，其特征在于，
如图1例示，该立式直列多缸发动机具有缸体5，缸体5设置有使发动机冷却水2在多个缸筒的周围通过的缸水套3，
以曲轴中心轴线8b的延伸方向作为前后方向，并以飞轮10a侧作为后侧，多个缸筒具有前端筒B1、后端筒B4以及位于前端筒B1与后端筒B4之间的中间筒B2、B3，
缸水套3具有：水套入口3a，导入由散热器供给的发动机冷却水2；分流水路3b，使从水套入口3a导入的发动机冷却水2在前后方向上分流；多个分流出口，使在前后方向上分流的发动机冷却水2朝向各缸筒分流；以及散热水路3c，使各缸筒的热量释放到从各分流出口导入的发动机冷却水2，
多个分流出口具有：前分流出口b1，向前端筒B1分流；后分流出口b4，向后端筒B4分流；以及中间分流出口b2、b3，向位于前端筒B1与后端筒B4之间的中间筒B2、B3分流，
水套入口3a配置为位于全部中间筒横向区域E23内，该全部中间筒横向区域E23是位于全部中间筒B2、B3的横向侧且前后长度与全部的中间筒B2、B3的从最前端到最后端为止的前后长度相同的区域。
根据技术方案1的发明可以获得如下效果。
《效果》多个缸筒相互间的温度分布接近均匀。
发动机冷却水2从全部中间筒横向区域E23内的水套入口3a导入至缸水套3，从水套入口3a到各缸筒的距离差变小，从而不易发生各缸筒过度冷却或冷却不充分的现象，多个缸筒相互间的温度分布接近均匀。
附图说明
图1是本发明实施方式的发动机的缸体的横剖俯视图。
图2是沿着图1的II－II线的剖视图。
图3是沿着图1的III－III线的剖视图。
图4是图1的缸体的主视图。
图5A是沿着图4的VA－VA线的剖视图，图5B是沿着图4的VB－VB线的剖视图。
图6是本发明实施方式的发动机的纵剖主视图。
图7是图6的发动机的纵剖侧视图。
图8是图6的发动机的主视图。
图9是图6的发动机的侧视图。
图10是图6的发动机的俯视图。
附图标记的说明
2 发动机冷却水
3 缸水套
3a 水套入口
3b 分流水路
3c 散热水路
3d 划分壁
3e 螺纹凸台
3f 横穿水路
3g 水路入口
3h 缸盖螺栓
4a 发动机油
5 缸体
6 缸盖
8b 曲轴中心轴线
10a 飞轮
B1 前端筒
B2 中间筒
B3 中间筒
B4 后端筒
BC 缸筒的上下中心
b1 前分流出口
b2 中间分流出口
b3 中间分流出口
b4 后分流出口
bu 开口下边缘
CC 缸中心轴线
E1 前端筒横向区域
E2 中间筒横向区域
E3 中间筒横向区域
E23 全部中间筒横向区域
E4 后端筒横向区域
C2 横向凸出弯曲部
C3 横向凸出弯曲部
D23 横向凹部
18 中继水路
20 缸盖水套
21 油冷却器
22 配件安装基座
23 滤油器
25 输油通路
25a 喷油嘴
25b 油入口
h1 前分流油出口
h2 中间分流油出口
h3 中间分流油出口
h4 后分流油出口
26 活塞
26b 压力环
26c 压力环的最下端
26d 活塞的最下端
具体实施方式
图1～图10是说明本发明实施方式的水冷发动机的图，在本实施方式中，对水冷共轨式直列四缸柴油发动机进行说明。
该发动机的概要如下。
如图6所示，该发动机具有：缸体5；缸盖6，组装在缸体5的上部；缸盖罩7，组装在缸盖6的上部；油底壳4，组装在缸体5的下部；带传动机构9，以曲轴8的架设方向作为前后方向，如图7所示，配置在缸体5的前部；飞轮壳10，配置在缸体5的后部；进气歧管11，以与前后方向垂直的发动机的宽度方向作为横向，如图6所示，设置于缸盖6的横向一侧；以及排气歧管12，设置于缸盖6的横向另一侧。
该发动机具有燃料喷射装置、防振装置、水冷装置、润滑装置以及油冷装置。
燃料喷射装置是共轨式的，如图9所示，其具有燃料供给泵13、共轨14以及如图7所示的燃料喷射器15，燃料喷射装置用于向燃烧室喷射燃料。
如图6所示，防振装置具有旋转平衡器1，用于抵消发动机的二次振动，减小发动机的振动。
水冷装置具有：散热器(未图示)；进水室16，如图6所示，设置于缸体5的进气侧；水泵17，如图9所示，设置于进水室16的前部；中继水路18，如图6所示，在水泵17后方设置于进水室16的下部；缸体侧水套19，设置于缸体5内；以及缸盖侧水套20，设置于缸盖6内。
水冷装置通过水泵17的泵压，使由散热器进行散热的发动机冷却水以进水室16、水泵17、中继水路18、缸体侧水套19、缸盖侧水套20、散热器的顺序循环，从而对发动机进行水冷。
润滑装置具有：油泵(未图示)，内置于缸体5的后部；油冷却器21，如图6所示容纳于中继水路18；滤油器23，与油冷却器21一起安装于配件安装基座22上；以及油孔24，设置于缸体5的进气侧的壁内，该润滑装置通过油泵的泵压，使油底壳4内的发动机油4a以油泵、油冷却器21、滤油器23、油孔24、图3所示的曲轴8的轴承8a等发动机滑动部、油底壳4的顺序循环，从而强制性地润滑发动机的滑动部。
如图6所示，油冷装置具有：输油通路25，在缸体5的进气侧的壁内与油孔24平行设置；喷油嘴25a，设置于活塞26的下方；以及冷却通道26a，设置于活塞26内部，该油冷装置通过使依次通过润滑装置的油冷却器21和滤油器23的发动机油4a的一部分在配件安装基座22内分流至输油通路25，并从喷油嘴25a向冷却通道26a内喷射，从而对活塞26进行油冷。
如图1所示，该发动机具有缸体5，缸体5设置有使发动机冷却水2在多个缸筒的周围通过的缸水套3。
缸体5的构成如下。
以曲轴中心轴线8b的延伸方向作为前后方向，并以飞轮10a侧作为后侧，多个缸筒具有前端筒B1、后端筒B4以及位于两者之间的中间筒B2、B3。
缸水套3具有：水套入口3a，用于导入由散热器供给的发动机冷却水2；分流水路3b，使从水套入口3a导入的发动机冷却水2在前后方向上分流；多个分流出口，使在前后方向上分流的发动机冷却水2朝向各缸筒分流；以及散热水路3c，使各缸筒的热量释放到从各分流出口导入的发动机冷却水2。
多个分流出口具有：前分流出口b1，向前端筒B1分流；后分流出口b4，向后端筒B4分流；以及中间分流出口b2、b3，向位于前端筒B1和后端筒B4之间的中间筒B2、B3分流。
水套入口3a位于全部中间筒横向区域E23内，该全部中间筒横向区域E23位于全部中间筒B2、B3的横向侧，且前后长度与全部中间筒B2、B3的从最前端到最后端的前后长度相同。
即，水套入口3a配置成不从全部中间筒横向区域E23向前后突出。
因此，在本实施方式中，发动机冷却水2从全部中间筒横向区域E23内的水套入口3a导入至缸水套3，从水套入口3a到各缸筒的距离差变小，从而不易发生各缸筒过度冷却或冷却不充分的现象，多个缸筒相互间的温度分布接近均匀。
如图1所示，前分流出口b1配置为位于前端筒横向区域E1内，该前端筒横向区域E1为位于前端筒B1的横向侧且具有与前端筒B1相同的前后长度的区域；后分流出口b4配置为位于后端筒横向区域E4内，该后端筒横向区域E4为在位于后端筒B4的横向侧且具有与后端筒B4相同的前后长度的区域；中间分流出口b2、b3配置为位于中间筒横向区域E2、E3内，中间筒横向区域E2、E3是位于中间筒B2、B3的横向侧且具有与中间筒B2、B3相同的前后长度的区域。
即，各分流出口配置成不从各自所对应的筒横向区域向前后突出。
因此，在本实施方式中，各分流出口和各缸筒的相对位置统一，各缸筒的冷却条件接近均匀的状态。
如图1所示，该发动机为四缸发动机，其中，水套入口3a配置在全部中间筒横向区域E23的靠后的位置；前分流出口b1配置在前端筒横向区域E1的靠后的位置；后分流出口b4配置在后端筒横向区域E4的靠前的位置；一对中间分流出口b2、b3配置在一对中间筒横向区域E2、E3中的各区域的靠后的位置。
因此，在本实施方式中，向散热容易被飞轮10a妨碍的后侧两气缸的缸筒的分流距离变短，并且向容易散热的前侧两气缸的缸筒的分流距离变长，从而四个气缸的缸筒相互间的温度分布接近均匀。
如图1所示，缸水套3具有划分分流水路3b和散热水路3c的连续的划分壁3d。
划分壁3d配合一对中间筒B2、B3的横向凸出弯曲部C2、C3以及位于这些横向凸出弯曲部C2、C3之间的横向凹部D23的凹凸形状而弯曲，并且，在划分壁3d的两端部和弯曲的折返部位具有与将缸盖6紧固于缸体5的缸盖螺栓3h螺纹配合的螺纹凸台3e。
因此，在本实施方式中，利用螺纹凸台3e使得划分壁3d的刚性增高，划分壁3d不易振动，由各缸筒横向释放出的燃烧噪音和活塞拍击音被划分壁3d弹回，从而能够降低向缸体5的横向释放的发动机噪音。
如图1所示，缸水套3具有使发动机冷却水2通过相邻的缸筒之间的横穿水路3f，所述螺纹凸台3e从划分壁3d向该横穿水路3f的水路入口3g隆起。
因此，在本实施方式中，流入散热水路3c的发动机冷却水2通过螺纹凸台3e的引导被导向横穿水路3f，从而缸筒之间的冷却效率增高。
如图1所示，所述螺纹凸台3e从划分壁3d向中间筒B2、B3的横向凸出弯曲部C2、C3隆起。
因此，在本实施方式中，流入散热水路3c的发动机冷却水2通过螺纹凸台3e的引导被导向中间筒B2、B3的横向凸出弯曲部C2、C3，从而中间筒B2、B3的冷却效率增高。
如图2所示，各分流出口的开口下边缘bu设置在比分流出口所面对的缸筒的上下中心BC更高的位置。
因此，在本实施方式中，发动机冷却水2从分流出口导入至缸筒的上半部，从而避免了缸筒的上半部冷却不充分以及下半部过度冷却的现象，使得各缸筒的上下方向的温度分布接近均匀的状态。
如图2所示，各分流出口的开口下边缘bu设置在如下的位置，即，比位于分流出口所面对的缸筒内的上死点位置的活塞26的压力环26b的最下端26c低，且比该活塞26的最下端26d更高的位置。
因此，在本实施方式中，避免了容易受到来自压力环26b的高热量的缸筒的靠上部的部分冷却不充分以及不易受到来自活塞26的散热的缸筒的靠下部的部分过度冷却的现象，使得各缸筒的上下方向的温度分布接近均匀的状态。
压力环26b在上下方向上有两个，下侧压力环26b的下端形成最下端26c。
在下侧压力环26b的下侧设置有油环27，各分流出口的开口下边缘bu配置在比位于分流出口所面对的缸筒内的上死点位置的活塞26的油环27的下端更低的位置。
如图1所示，缸体5具有：油入口25b，用于导入从油泵供给的发动机油4a；输油通路25，使从油入口25b导入的发动机油4a在前后方向上分流；以及多个分流油出口，使通过输油通路25在前后方向上分流的发动机油4a分流到与各活塞26相面对的喷油嘴25a。
输油通路25朝向前后方向，多个分流油出口具有：前分流油出口h1和后分流油出口h4，分别位于输油通路25的前侧和后侧；以及中间分流油出口h2、h3，位于前分流油出口h1和后分流油出口h4之间。
如图1所示，朝向与缸中心轴线CC平行的方向观察，油入口25b配置在与所述全部中间筒横向区域E23重叠的位置。
具体而言，朝向与缸中心轴线CC平行的方向观察，油入口25b配置在与所述全部中间筒横向区域E23重叠的正下方的区域。
因此，在本实施方式中，从油入口25b到各油分流口的距离差变小，从而不易发生各活塞26过度冷却或冷却不充分的现象，多个缸筒相互间的温度分布接近均匀状态。
朝向与缸中心轴线CC平行的方向观察，各分流油出口配置在与对应的筒横向区域重叠的位置。
具体而言，各分流油出口配置在与对应的筒横向区域重叠的正下方的位置。
如图6所示，在散热器和水套入口3a之间具有中继水路18。
经由中继水路18使来自散热器的全部发动机冷却水2供给至水套入口3a。
因此，在本实施方式中，利用由散热器供给的大量的发动机冷却水2，提高了缸筒的冷却效率。
如图6所示，在中继水路18内配置有油冷却器21。因此，发动机油4a被导入缸水套3之前的发动机冷却水2冷却，从而发动机油4a的冷却效率高。
如图6所示，中继水路18是缸体5的横向侧面凹陷形成的，油冷却器21安装于配件安装基座22，油冷却器21插入到由配件安装基座22作为盖的中继水路18内。
因此，在本实施方式中，油冷却器21插入到凹入于缸体5的中继水路18内，油冷却器21的配置不会大幅增加发动机的横向宽度。
如图6所示，在配件安装基座22上安装有与油冷却器21连通的滤油器23。
因此，如果使用安装有油冷却器21和滤油器23的配件安装基座22作为中继水路18的盖，则油冷却器21和滤油器23安装到缸体5上，从而油冷却器21和滤油器23的安装作业变得容易。
如图1所示，油孔24具有：油入口24a；以及油出口24b，导向图7所示的曲轴8的轴颈轴承8c，如图5A所示，油出口24b分别配置在轴颈轴承8c所处的位置。

Claims (13)

1.一种立式直列多缸发动机，其特征在于，
该立式直列多缸发动机具有缸体(5)，缸体(5)设置有使发动机冷却水(2)在多个缸筒的周围通过的缸水套(3)，
以曲轴中心轴线(8b)的延伸方向作为前后方向，并以飞轮(10a)侧作为后侧，多个缸筒具有前端筒(B1)、后端筒(B4)以及位于前端筒(B1)与后端筒(B4)之间的中间筒(B2、B3)，
缸水套(3)具有：水套入口(3a)，导入由散热器供给的发动机冷却水(2)；分流水路(3b)，使从水套入口(3a)导入的发动机冷却水(2)在前后方向上分流；多个分流出口，使在前后方向上分流的发动机冷却水(2)朝向各缸筒分流；以及散热水路(3c)，使各缸筒的热量释放到从各分流出口导入的发动机冷却水(2)，
多个分流出口具有：前分流出口(b1)，向前端筒(B1)分流；后分流出口(b1)，向后端筒(B4)分流；以及中间分流出口(b2、b3)，向位于前端筒(B1)与后端筒(B4)之间的中间筒(B2、B3)分流，
水套入口(3a)配置为位于全部中间筒横向区域(E23)内，该全部中间筒横向区域(E23)是位于全部中间筒(B2、B3)的横向侧且前后长度与全部的中间筒(B2、B3)的从最前端到最后端为止的前后长度相同的区域。
2.如权利要求1所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
前分流出口(b1)配置为位于前端筒横向区域(E1)内，该前端筒横向区域(E1)是位于前端筒(B1)的横向侧且前后长度与前端筒(B1)的前后长度相同的区域；
后分流出口(b4)配置为位于后端筒横向区域(E4)内，该后端筒横向区域(E4)是位于后端筒(B4)的横向侧且前后长度与后端筒(B4)的前后长度相同的区域；
中间分流出口(b2、b3)配置为位于中间筒横向区域(E2、E3)内，该中间筒横向区域(E2、E3)是位于中间筒(B2、B3)的横向侧且前后长度与中间筒(B2、B3)的前后长度相同的区域。
3.如权利要求2所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
该发动机为四缸发动机，水套入口(3a)配置在全部中间筒横向区域(E23)的靠后的位置；前分流出口(b1)配置在前端筒横向区域(E1)的靠后的位置；后分流出口(b4)配置在后端筒横向区域(E4)的靠前的位置；一对中间分流出口(b2、b3)配置在一对中间筒横向区域(E2、E3)各自的靠后的位置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
缸水套(3)具有划分分流水路(3b)和散热水路(3c)的连续的划分壁(3d)，
划分壁(3d)配合一对中间筒(B2、B3)的横向凸出弯曲部(C2、C3)以及位于横向凸出弯曲部(C2、C3)之间的横向凹部(D23)的凹凸形状而弯曲，并且，在划分壁(3d)的两端部和弯曲的折返部位具有螺纹凸台(3e)，将缸盖(6)紧固于缸体(5)的缸盖螺栓(3h)与螺纹凸台(3e)螺纹配合。
5.如权利要求4所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
缸水套(3)具有使发动机冷却水(2)通过相邻的缸筒之间的横穿水路(3f)，所述螺纹凸台(3e)从划分壁(3d)向该横穿水路(3f)的水路入口(3g)隆起。
6.如权利要求4或5所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
所述螺纹凸台(3e)从划分壁(3d)向中间筒(B2、B3)的横向凸出弯曲部(C2、C3)隆起。
7.如权利要求1至6中任一项所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
各分流出口的开口下边缘(bu)设置在比分流出口所面对的缸筒的上下中心(BC)更高的位置。
8.如权利要求7所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
各分流出口的开口下边缘(bu)设置在如下的位置：比位于分流出口所面对的缸筒内的上死点位置的活塞(26)的压力环(26b)的最下端(26c)低且比该活塞(26)的最下端(26d)高的位置。
9.如权利要求1至8中任一项所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
缸体(5)具有：油入口(25b)，导入由油泵供给的发动机油(4a)；输油通路(25)，使从油入口(25b)导入的发动机油(4a)在前后方向上分流；以及多个分流油出口，使通过输油通路(25)在前后方向上分流的发动机油(4a)分流到各活塞(26)所面对的喷油嘴(25a)，
输油通路(25)朝向前后方向，多个分流油出口具有：前分流油出口(h1)和后分流油出口(h4)，分别位于输油通路(25)的前侧和后侧；以及中间分流油出口(h2、h3)，位于前分流油出口(h1)与后分流油出口(h4)之间，
向与缸中心轴线(CC)平行的方向观察，油入口(25b)配置在与所述全部中间筒横向区域(E23)重叠的位置。
10.如权利要求1至9中任一项所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
在散热器与水套入口(3a)之间具有中继水路(18)，
来自散热器的全部发动机冷却水(2)经由中继水路(18)来供给至水套入口(3a)。
11.如权利要求10所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
在中继水路(18)内配置有油冷却器(21)。
12.如权利要求11所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
中继水路(18)是使缸体(5)的横向侧面凹陷形成的，油冷却器(21)安装于配件安装基座(22)，油冷却器(21)插入到利用配件安装基座(22)作为盖的中继水路(18)内。
13.如权利要求12所述的立式直列多缸发动机，其特征在于，
在配件安装基座(22)上安装有与油冷却器(21)连通的滤油器(23)。
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