CN110017218B - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机,具备:多个汽缸;汽缸盖,对应每个汽缸均具有一对进气口和一对排气口;以及汽缸体,其具有汽缸体侧冷却水通路,一对进气口和一对排气口中的一方为一对规定端口。汽缸盖在一对规定端口之间包括端口间冷却水通路。端口间冷却水通路经由连通部与汽缸体侧冷却水通路连通。冷却水在汽缸体侧冷却水通路中的连通于连通部的部分中流动的方向为流动方向,连通部的通路截面的中心相对于端口间冷却水通路的通路截面的中心偏向流动方向的下游侧。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及内燃机。
背景技术
在日本特开2002-256966号公报中记载了汽缸盖的一个例子,该汽缸盖是具有多个汽缸的内燃机的汽缸盖,对应各汽缸均设置有一对进气口和一对排气口。该汽缸盖在一对排气口之间包括供流过了汽缸体的内部的冷却水流入的端口间冷却水通路。该端口间冷却水通路构成为使冷却水在关于汽缸的中心轴的径向上从外侧朝向内侧流动。即,端口间冷却水通路具有径向外侧的端部,该端部成为使冷却水从汽缸体内流入同一端口间冷却水通路的流入部。通过在汽缸盖设置这样的端口间冷却水通路,实现了内燃机的燃烧室内的冷却效率的提高。
发明内容
通过增加在上述的端口间冷却水通路中流动的冷却水的量,能够提高燃烧室内的冷却效率。然而,端口间冷却水通路配置在一对排气口之间,所以端口间冷却水通路的配置受到限制,难以扩大端口间冷却水通路的通路截面面积。因此,为了进一步提高燃烧室内的冷却效率,优选增大端口间冷却水通路中的冷却水的流速。
根据本发明的一技术方案,内燃机具备:多个汽缸;汽缸盖,对应每个所述汽缸均具有一对进气口和一对排气口;以及汽缸体,其具有汽缸体侧冷却水通路,所述汽缸盖构成为使流过了所述汽缸体侧冷却水通路的冷却水流入所述汽缸盖的内部,所述一对进气口和所述一对排气口中的一方为一对规定端口,所述汽缸盖在所述一对规定端口之间包括供冷却水朝向关于各所述汽缸的中心轴的径向上的内侧流动的端口间冷却水通路,所述端口间冷却水通路经由连通部与所述汽缸体侧冷却水通路连通,冷却水在所述汽缸体侧冷却水通路中的连通于所述连通部的部分中流动的方向为流动方向,所述连通部的通路截面的中心相对于所述端口间冷却水通路的通路截面的中心偏向所述流动方向的下游侧。
在与上述构成不同,将汽缸体侧冷却水通路与端口间冷却水通路连接的连通部的中心轴相对于端口间冷却水通路的中心轴不偏离的情况下,在端口间冷却水通路中的与连通部的连接部分中冷却水的流动容易产生紊乱。当像这样在端口间冷却水通路中冷却水的流动产生紊乱时,使冷却水流入端口间冷却水通路时的压力损失变大。结果,从汽缸体侧冷却水通路经由连通部流入端口间冷却水通路的冷却水的流动变慢,在端口间冷却水通路中流动的冷却水的流速会变小。
与此相对,在上述构成中,连通部的通路截面的中心相对于端口间冷却水通路的通路截面的中心偏向冷却水在汽缸体侧冷却水通路中的连通于连通部的部分中流动的方向即流动方向的下游侧。因此,在使冷却水经由连通部流入了端口间冷却水通路时,在端口间冷却水通路中的与连通部的连接部分容易产生沿端口间冷却水通路的周壁的冷却水的回旋流。即,与连通部的中心轴相对于端口间冷却水通路的中心轴不偏离的情况相比,在端口间冷却水通路中的与连通部的连接部分中冷却水的流动难以产生紊乱,能够减小使冷却水流入端口间冷却水通路时的压力损失。因此,能够增大在端口间冷却水通路中流动的冷却水的流速,从而能够提高内燃机的燃烧室内的冷却效率。
根据本发明的一技术方案,所述汽缸盖可以包括位于所述连通部的所述径向上的内侧,并且在所述汽缸的中心轴的周围形成的周围冷却水通路,所述端口间冷却水通路可以具有:上游侧部分,其连接于所述连通部;中间部分,其位于所述连通部的所述径向上的内侧,且连接于所述上游侧部分,并且从所述上游侧部分向所述径向上的内侧延伸;以及下游侧部分,其将所述中间部分与所述周围冷却水通路连接。根据上述的构成,从连通部流入了端口间冷却水通路的冷却水在上游侧部分、中间部分、下游侧部分中流动而流入周围冷却水通路。所述上游侧部分可以具有连接于所述中间部分的倾斜部,所述倾斜部可以以朝向所述中间部分并且远离所述汽缸体的方式延伸,从而所述倾斜部的中心轴相对于所述汽缸的中心轴倾斜,所述汽缸的中心轴与所述中间部分的中心轴所呈的角可以比所述汽缸的中心轴与所述倾斜部的中心轴所呈的角大。
通过增大在中间部分中的比同一中间部分的中心轴靠近燃烧室的区域中流动的冷却水的量,能够提高燃烧室内的冷却效率。关于这一点,在上述构成中,以使得汽缸的中心轴与中间部分的中心轴所呈的角比汽缸的中心轴与倾斜部的中心轴所呈的角大的方式使上游侧部分的倾斜部相对于中间部分倾斜。由此,能够通过倾斜部的周壁中的比倾斜部的中心轴远离燃烧室的部分将在倾斜部中流动的冷却水向中间部分中的比同一中间部分的中心轴靠近燃烧室的区域引导。结果,在中间部分中的比同一中间部分的中心轴靠近燃烧室的区域中流动的冷却水的量增大,从而能够进一步提高燃烧室内的冷却效率。
根据本发明的一技术方案,可以是,所述多个汽缸在所述汽缸体内排列的方向为汽缸排列方向,所述汽缸盖包括供流过了所述汽缸体侧冷却水通路的冷却水流入的端口外侧通路,所述端口外侧通路和所述端口间冷却水通路可以在所述汽缸排列方向上配置在所述一对规定端口中的一方的两侧,所述端口间冷却水通路可以具有连接于所述连通部的上游侧部分,所述汽缸盖可以具有限制部,所述限制部对所述上游侧部分和所述端口外侧通路进行划分,并且限制流入了所述上游侧部分的冷却水向所述端口外侧通路侧的流出。
根据上述构成,能够通过限制部来限制经由连通部流入了端口间冷却水通路的上游侧部分的冷却水向端口外侧通路侧的流出。结果,能够抑制在端口间冷却水通路中流通的冷却水的量的降低,从而能够抑制燃烧室内的冷却效率的降低。
根据本发明的一技术方案,所述多个汽缸在所述汽缸体内排列的方向为汽缸排列方向,所述端口间冷却水通路可以具有连接于所述连通部的上游侧部分,形成所述上游侧部分的所述汽缸盖的周壁可以具有在所述汽缸排列方向上彼此相对的2个侧面,该2个侧面均可以具有第1端、和比该第1端远离所述汽缸体的第2端,所述周壁可以还具有将所述2个侧面的所述第2端彼此连接的连结侧面,所述2个侧面中的一方可以是位于所述流动方向的下游侧的下游侧侧面,所述下游侧侧面可以从所述第1端朝向所述第2端以靠近所述上游侧部分的中心轴的方式延伸。
经由连通部流入端口间冷却水通路的上游侧部分的冷却水沿下游侧侧面流动,沿连结侧面流动。通过冷却水像这样沿周壁流动,从而在上游侧部分产生冷却水的回旋流。根据上述构成,通过使下游侧侧面像上述那样倾斜,能够减小将沿下游侧侧面流动的冷却水的流动方向变更为沿连结侧面的方向时的压力损失。结果,能够增大在上游侧部分产生的冷却水的回旋流的流速。
根据本发明的一技术方案,例如,优选在介于所述汽缸体与所述汽缸盖之间的垫片设置所述连通部。
根据本发明的一技术方案,另外,优选所述一对规定端口为所述一对排气口。
附图说明
图1是示出一实施方式的内燃机的汽缸体内形成的汽缸体侧冷却水通路与在汽缸盖的内部形成的冷却水通路的位置关系的构成图。
图2是具备图1的汽缸体的内燃机的剖视图。
图3是示出在图2的内燃机的汽缸盖的内部形成的冷却水通路的图。
图4是沿图3中的4-4线的内燃机的剖视图。
图5是沿图3中的5-5线的内燃机的剖视图。
图6是沿图3中的6-6线的内燃机的剖视图。
图7是沿图3中的7-7线的内燃机的剖视图。
具体实施方式
以下,根据图1~图7对内燃机的一实施方式进行说明。
在图1中图示出构成内燃机10的汽缸体20的一部分。如图1所示,在汽缸体20内多个汽缸21排列成一列。将在汽缸体20内汽缸21排列的方向称为“汽缸排列方向X”。在汽缸体20的内部以包围多个汽缸21这样的形式形成有汽缸体侧冷却水通路22。在汽缸体侧冷却水通路22内,冷却水沿图1所示的箭头方向流动。
如图2所示,在汽缸体20安装有汽缸盖30。在该汽缸盖30与汽缸体20之间介有垫片40。如图1中的点划线所示,在汽缸盖30对应每个汽缸21设置有一对进气口31和一对排气口32。即,在汽缸21的数量为“N个”的情况下,在汽缸盖30设置有N对进气口31和N对排气口32。并且,如图2所示,由汽缸体20的汽缸21、汽缸盖30以及活塞11划分出燃烧室12。从一对进气口31向燃烧室12导入吸入空气。并且,在燃烧室12中生成的排气向一对排气口32排出。在以下的说明中,“径向”、“径向内侧”、“径向外侧”以汽缸21的中心轴21a为基准。
此外,在本实施方式的内燃机10中,火花塞13和燃料喷射阀14安装于汽缸盖30。具体而言,在一对进气口31与一对排气口32之间配置有火花塞13和燃料喷射阀14。即,内燃机10是所谓的中央喷射式的内燃机。
在图1中用双点划线图示出设置于汽缸盖30的内部的冷却水通路的一部分。即,如图1、图2以及图3所示,在汽缸盖30的内部设置有以包围汽缸21的中心轴21a的周围,具体而言以包围火花塞13和燃料喷射阀14的方式形成的环状的周围冷却水通路50。另外,在汽缸盖30的内部设置有位于一对排气口32之间的排气口间冷却水通路51、和位于一对进气口31之间的进气口间冷却水通路61。排气口间冷却水通路51和进气口间冷却水通路61分别构成为使冷却水如图3中的实线箭头所示那样在关于汽缸21的中心轴21a的径向上从外侧朝向内侧流动。并且,排气口间冷却水通路51的下游端和进气口间冷却水通路61的下游端分别连接于周围冷却水通路50。另外,如图2所示,排气口间冷却水通路51经由形成于垫片40的排气用连通部41而与汽缸体侧冷却水通路22连通。同样地,进气口间冷却水通路61经由形成于垫片40的进气用连通部42而与汽缸体侧冷却水通路22连通。
即,在一对排气口32为“一对规定端口”的情况下,排气用连通部41相当于“连通部”的一个例子,并且排气口间冷却水通路51相当于“端口间冷却水通路”的一个例子。另外,在一对进气口31为“一对规定端口”的情况下,进气用连通部42相当于“连通部”的一个例子,并且进气口间冷却水通路61相当于“端口间冷却水通路”的一个例子。
另外,如图1和图3所示,在汽缸盖30的内部,针对各汽缸21均设置有与汽缸体侧冷却水通路22连通的2个排气口外侧通路56和2个进气口外侧通路66。排气口间冷却水通路51和各排气口外侧通路56以在汽缸排列方向X上隔着对应的排气口32的方式配置在对应的排气口32的两侧。并且,从汽缸体侧冷却水通路22流入了排气口外侧通路56的冷却水如图3中的虚线箭头所示那样流动。另外,进气口间冷却水通路61和各进气口外侧通路66以在汽缸排列方向X上隔着对应的进气口31的方式配置在对应的进气口31的两侧。并且,从汽缸体侧冷却水通路22流入了进气口外侧通路66的冷却水如图3中的虚线箭头所示那样流动。
2个排气口外侧通路56和2个进气口外侧通路66连通于对应的汽缸21的周围冷却水通路50。另外,在汽缸排列方向X上相邻的两汽缸21的汽缸盖内冷却水通路(50、51、61、56、66)相互连通。从汽缸体侧冷却水通路22流入了汽缸盖内冷却水通路的冷却水从汽缸盖30的长方向第1端向朝向长方向第2端的方向流动,并通过设置于汽缸盖30的长方向第2端的出口(未图示)从汽缸盖30流出。
接着,对排气口间冷却水通路51进行详细描述。
如图2和图5所示,排气口间冷却水通路51具有连接于排气用连通部41的上游侧部分52、连接于上游侧部分52的下游端的中间部分53、以及连接于中间部分53的下游端的下游侧部分54。如图2所示,上游侧部分52在关于汽缸21的中心轴21a的径向上配置在燃烧室12的外侧。另外,上游侧部分52具有在汽缸21的中心轴21a的延伸方向上延伸的铅垂部521、和连接于铅垂部521的下游端(在图2和图5中为铅垂部521的上端)的倾斜部522。倾斜部522相对于汽缸21的中心轴21a倾斜。即,倾斜部522以随着远离汽缸体20而靠近汽缸21的中心轴21a的方式从铅垂部521朝向上述径向内侧延伸。
另外,如图4所示,上游侧部分52的通路截面形状呈大致四边形。此外,汽缸体侧冷却水通路22中的冷却水的流动的方向也可以称为汽缸体内流动方向Y。在图4中,汽缸体内流动方向Y与汽缸排列方向X大致一致。并且,形成上游侧部分52的汽缸盖30的周壁52A具有在汽缸排列方向X上彼此相对的2个侧面52A1、52A2。2个侧面52A1、52A2中的一方为位于汽缸体内流动方向Y的下游侧的下游侧侧面52A1,2个侧面52A1、52A2中的另一方为位于汽缸体内流动方向Y的上游侧的上游侧侧面52A2。下游侧侧面52A1朝向图4中上方以靠近上游侧部分52的中心轴的方式延伸。即,下游侧侧面52A1以靠近上游侧部分52的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。同样地,上游侧侧面52A2朝向图4中上方以靠近上游侧部分52的中心轴的方式延伸。即,上游侧侧面52A2以靠近上游侧部分52的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。
另外,上游侧部分52的周壁52A具有上侧侧面52A3。下游侧侧面52A1具有第1端、和比该第1端远离汽缸体20的第2端。上游侧侧面52A2具有第1端、和比该第1端远离汽缸体20的第2端。上侧侧面52A3将下游侧侧面52A1的第2端与上游侧侧面52A2的第2端连接。该上侧侧面52A3相当于“连结侧面”的一个例子。上侧侧面52A3与下游侧侧面52A1的连接部分的截面形状呈圆弧状。同样地,上侧侧面52A3与上游侧侧面52A2的连接部分的截面形状也呈圆弧状。此外,上侧侧面52A3相当于上游侧部分52的倾斜部522的周壁中的比倾斜部522的中心轴远离燃烧室12的部分。因此,如图2所示,上侧侧面52A3以远离汽缸体20的方式朝向上述径向内侧延伸。即,上侧侧面52A3相对于汽缸21的中心轴21a倾斜。
进而,如图4所示,上游侧部分52与2个排气口外侧通路56中的任一方均不相连。即,汽缸盖30在上游侧部分52与2个排气口外侧通路56中的各通路之间均具有作为排气侧限制部33发挥作用的部分。即,各排气侧限制部33是对上游侧部分52和对应的排气口外侧通路56进行划分的限制部或限制壁。因此,由排气侧限制部33限制经由排气用连通部41流入了上游侧部分52的冷却水向排气口外侧通路56的流出。
如图2和图5所示,排气口间冷却水通路51的中间部分53从上游侧部分52朝向上述径向内侧延伸。详细而言,中间部分53从倾斜部522朝向上述径向内侧延伸。中间部分53的延伸方向相对于汽缸21的中心轴21a的延伸方向大致正交。并且,如图2所示,汽缸21的中心轴21a与中间部分53的中心轴所呈的角θ11比汽缸21的中心轴21a与倾斜部522的中心轴所呈的角θ12大。
排气口间冷却水通路51的下游侧部分54也连接于周围冷却水通路50。即,下游侧部分54将中间部分53与周围冷却水通路50连接。因此,经由排气用连通部41流入了排气口间冷却水通路51的上游侧部分52的冷却水按上游侧部分52、中间部分53、下游侧部分54的顺序流动,流入周围冷却水通路50。
此外,在图4中图示出排气口间冷却水通路51的上游侧部分52与排气用连通部41的位置关系。将冷却水在汽缸体侧冷却水通路22中的连通于排气用连通部41的部分中流动的方向称为“汽缸体内流动方向Y”。如图4所示,排气用连通部41的通路截面的中心相对于排气口间冷却水通路51的上游侧部分52的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y的下游侧。即,排气用连通部41在相对于排气口间冷却水通路51的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y的下游侧的位置连通于排气口间冷却水通路51。此处所说的上游侧部分52的通路截面是指在沿与上游侧部分52的中心轴正交的面对上游侧部分52进行剖切的情况下示出的截面。即,排气用连通部41的中心轴相对于上游侧部分52的中心轴向汽缸体内流动方向Y的下游侧偏离。进而,排气用连通部41的通路截面面积比上游侧部分52的上游端的通路截面面积小。排气用连通部41的内壁面具有实质上与下游侧侧面52A1连续的部分,并且从上游侧侧面52A2向汽缸体内流动方向Y的下游侧分离。
接着,对本实施方式的作用和效果进行说明。具体而言,对冷却水从汽缸体侧冷却水通路22经由排气口间冷却水通路51而流入周围冷却水通路50时的作用和效果进行说明。
如图4所示,沿汽缸体内流动方向Y流动的冷却水经由排气用连通部41流入排气口间冷却水通路51的上游侧部分52。排气用连通部41的通路截面的中心相对于上游侧部分52的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y的下游侧。因此,如图4中的箭头所示,在使冷却水经由排气用连通部41流入了上游侧部分52时,在作为排气口间冷却水通路51中的与排气用连通部41的连接部分的上游侧部分52,容易产生沿其周壁52A的冷却水的回旋流。
即,经由排气用连通部41流入了上游侧部分52的冷却水与上游侧部分52的周壁52A中的下游侧侧面52A1发生干涉。然后,冷却水以远离汽缸体20的方式沿下游侧侧面52A1流动并与上侧侧面52A3发生干涉。在冷却水与上侧侧面52A3发生干涉后,冷却水沿上侧侧面52A3向与汽缸体内流动方向Y相反的方向流动并与上游侧侧面52A2发生干涉。在冷却水与上游侧侧面52A2发生干涉后,冷却水沿上游侧侧面52A2流动。通过冷却水像这样在上游侧部分52内流动,从而在上游侧部分52产生冷却水的回旋流。结果,与排气用连通部41的通路截面的中心相对于上游侧部分52的通路截面的中心不发生偏离的情况,即排气用连通部41的中心轴与上游侧部分52的中心轴几乎一致的情况相比,在上游侧部分52冷却水的流动难以产生紊乱。即,在本实施方式中,通过像上述那样设计排气用连通部41的位置,能够调整上游侧部分52中的冷却水的流动,结果,能够减小使冷却水流入上游侧部分52时的压力损失。因此,能够增大在排气口间冷却水通路51中流动的冷却水的流速。
进而,在本实施方式中,排气用连通部41的通路截面面积比上游侧部分52的上游端的通路截面面积小。通过像这样缩小排气用连通部41的通路截面面积,能够增大使冷却水经由排气用连通部41流入排气口间冷却水通路51时的冷却水的流速。结果,能够促进在排气口间冷却水通路51中流动的冷却水的流速的增大。
因此,根据本实施方式,能够通过增大在排气口间冷却水通路51中流动的冷却水的流速来提高燃烧室12内的冷却效率。
此外,上游侧部分52的周壁52A中的下游侧侧面52A1以靠近上游侧部分52的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。另外,下游侧侧面52A1与上侧侧面52A3的连接部分的截面形状呈圆弧状。因此,沿下游侧侧面52A1流动的冷却水与上侧侧面52A3发生干涉,与下游侧侧面52A1不倾斜的情况相比,能够抑制该冷却水沿上侧侧面52A3流动时的冷却水的流速的降低。结果,能够抑制在上游侧部分52产生的回旋流的流速的降低。
另外,上游侧侧面52A2以靠近上游侧部分52的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。另外,上侧侧面52A3与上游侧侧面52A2的连接部分的截面形状呈圆弧状。因此,沿上侧侧面52A3流动的冷却水与上游侧侧面52A2发生干涉,与上游侧侧面52A2不倾斜的情况相比,能够抑制该冷却水沿上游侧侧面52A2流动时的冷却水的流速的降低。结果,能够抑制在上游侧部分52产生的回旋流的流速的降低。
另外,如图5所示,上游侧部分52的倾斜部522相对于中间部分53的延伸方向倾斜。即,倾斜部522以远离汽缸体20的方式朝向中间部分53延伸而连接于中间部分53。因此,能够使上游侧部分52的倾斜部522的周壁中的、比倾斜部522的中心轴远离燃烧室12的部分,即上侧侧面52A3相对于中间部分53的延伸方向倾斜。因此,如图5中的虚线箭头所示,在排气口间冷却水通路51中,能够通过上侧侧面52A3将在上游侧部分52中流动的冷却水向中间部分53中的比中间部分53的中心轴靠近燃烧室12的区域引导。结果,能够增加在中间部分53中的比中间部分53的中心轴靠近燃烧室12的区域中流动的冷却水的量。由此,能够进一步提高燃烧室12内的冷却效率。
另外,在本实施方式中,如图4所示,各排气侧限制部33设置于上游侧部分52与对应的排气口外侧通路56之间,所以经由排气用连通部41流入了上游侧部分52的冷却水不会向排气口外侧通路56流出。因此,与允许上游侧部分52内的冷却水向排气口外侧通路56流出的情况相比,能够抑制排气口间冷却水通路51内的冷却水的流量的降低。因此,能够抑制燃烧室12内的冷却效率的降低。
接着,对进气口间冷却水通路61进行详细描述。
如图2和图7所示,进气口间冷却水通路61具有连接于进气用连通部42的上游侧部分62、连接于上游侧部分62的下游端的中间部分63、以及连接于中间部分63的下游端的下游侧部分64。如图7所示,上游侧部分62在上述径向上配置在燃烧室12的外侧。另外,在上游侧部分62具有在汽缸21的中心轴21a的延伸方向上延伸的铅垂部621、和连接于铅垂部621的下游端(在图2和图7中为铅垂部621的上端)的倾斜部622。倾斜部622相对于汽缸21的中心轴21a倾斜。即,倾斜部622以随着远离汽缸体20而靠近汽缸21的中心轴21a的方式从铅垂部621朝向上述径向内侧延伸。
另外,如图6所示,上游侧部分62的通路截面形状呈大致四边形。在图6中汽缸体内流动方向Y与汽缸排列方向X大致一致。形成上游侧部分62的汽缸盖30的周壁62A具有在汽缸排列方向X上彼此相对的2个侧面62A1、62A2。2个侧面62A1、62A2中的一方为位于汽缸体内流动方向Y的下游侧的下游侧侧面62A1,2个侧面62A1、62A2中的另一方为位于汽缸体内流动方向Y的上游侧的上游侧侧面62A2。下游侧侧面62A1朝向图6中的上方以靠近上游侧部分62的中心轴的方式延伸。即,下游侧侧面62A1以靠近上游侧部分62的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。同样地,上游侧侧面62A2朝向图6中的上方以靠近上游侧部分62的中心轴的方式延伸。即,上游侧侧面62A2以靠近上游侧部分62的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。
另外,上游侧部分62的周壁62A具有上侧侧面62A3。下游侧侧面62A1具有第1端、和比该第1端远离汽缸体20的第2端。上游侧侧面62A2具有第1端、和比该第1端远离汽缸体20的第2端。上侧侧面62A3将下游侧侧面62A1的第2端与上游侧侧面62A2的第2端连接。该上侧侧面62A3相当于“连结侧面”的一个例子。上侧侧面62A3与下游侧侧面62A1的连接部分的截面形状呈圆弧状。同样地,上侧侧面62A3与上游侧侧面62A2的连接部分的截面形状也呈圆弧状。此外,上侧侧面62A3相当于上游侧部分62的倾斜部622的周壁中的比倾斜部622的中心轴远离燃烧室12的部分。因此,如图2所示,上侧侧面62A3以远离汽缸体20的方式朝向上述径向内侧延伸。即,上侧侧面62A3相对于汽缸21的中心轴21a倾斜。
进而,如图6所示,上游侧部分62与2个进气口外侧通路66中的任一方均不相连。即,汽缸盖30在上游侧部分62与2个进气口外侧通路66中的各通路之间具有作为进气侧限制部34发挥作用的部分。即,各进气侧限制部34是对上游侧部分62和对应的进气口外侧通路66进行划分的限制部或限制壁。因此,由进气侧限制部34限制经由进气用连通部42流入了上游侧部分62的冷却水向进气口外侧通路66的流出。
如图2和图7所示,进气口间冷却水通路61的中间部分63从上游侧部分62朝向上述径向内侧延伸。详细而言,中间部分63从倾斜部622朝向上述径向内侧延伸。中间部分63的延伸方向相对于汽缸21的中心轴21a的延伸方向大致正交。并且,如图2所示,汽缸21的中心轴21a与中间部分63的中心轴所呈的角θ21比汽缸21的中心轴21a与倾斜部622的中心轴所呈的角θ22大。
进气口间冷却水通路61的下游侧部分64也连接于周围冷却水通路50。即,下游侧部分64将中间部分63与周围冷却水通路50连接。因此,经由进气用连通部42流入了进气口间冷却水通路61的上游侧部分62的冷却水按上游侧部分62、中间部分63、下游侧部分64的顺序流动,流入周围冷却水通路50。
此外,在图6中图示出进气口间冷却水通路61的上游侧部分62与进气用连通部42的位置关系。将冷却水在汽缸体侧冷却水通路22中的连通于进气用连通部42的部分中流动的方向称为汽缸体内流动方向Y。如图6所示,进气用连通部42的通路截面的中心相对于上游侧部分62的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y的下游侧。即,进气用连通部42在相对于进气口间冷却水通路61的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y的下游侧的位置连通于进气口间冷却水通路61。此处所说的上游侧部分62的通路截面是指在沿与上游侧部分62的中心轴正交的面对上游侧部分62进行剖切的情况下示出的截面。即,进气用连通部42的中心轴相对于上游侧部分62的中心轴向汽缸体内流动方向Y的下游侧偏离。进而,进气用连通部42的通路截面面积比上游侧部分62的上游端的通路截面面积小。进气用连通部42的内壁面具有实质上与下游侧侧面62A1连续的部分,并且从上游侧侧面62A2向汽缸体内流动方向Y的下游侧分离。
接着,对本实施方式的作用和效果进行说明。具体而言,对冷却水从汽缸体侧冷却水通路22经由进气口间冷却水通路61而流入周围冷却水通路50时的作用和效果进行说明。
如图6所示,沿汽缸体内流动方向Y流动的冷却水经由进气用连通部42流入进气口间冷却水通路61的上游侧部分62。进气用连通部42的通路截面的中心相对于上游侧部分62的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y的下游侧。因此,如图6中的箭头所示,在使冷却水经由进气用连通部42流入了上游侧部分62时,在上游侧部分62容易产生沿其周壁62A的冷却水的回旋流。
即,经由进气用连通部42流入了上游侧部分62的冷却水与上游侧部分62的周壁62A中的下游侧侧面62A1发生干涉。然后,冷却水以远离汽缸体20的方式沿下游侧侧面62A1流动并与上侧侧面62A3发生干涉。在冷却水与上侧侧面62A3发生干涉后,冷却水沿上侧侧面62A3向与汽缸体内流动方向Y相反的方向流动并与上游侧侧面62A2发生干涉。在冷却水与上游侧侧面62A2发生干涉后,冷却水沿上游侧侧面62A2流动。通过冷却水像这样在上游侧部分62内流动,从而在上游侧部分62产生冷却水的回旋流。结果,与进气用连通部42的通路截面的中心相对于上游侧部分62的通路截面的中心不发生偏离的情况,即进气用连通部42的中心轴与上游侧部分62的中心轴几乎一致的情况相比,在上游侧部分62冷却水的流动难以产生紊乱。即,在本实施方式中,通过像上述那样设计进气用连通部42的位置以使得在上游侧部分62产生冷却水的回旋流,从而能够减小使冷却水流入上游侧部分62时的压力损失。结果,能够增大在进气口间冷却水通路61中流动的冷却水的流速。
进而,在本实施方式中,进气用连通部42的通路截面面积比上游侧部分62的上游端的通路截面面积小。通过像这样缩小进气用连通部42的通路截面面积,能够增大使冷却水经由进气用连通部42流入进气口间冷却水通路61时的冷却水的流速。结果,能够促进在进气口间冷却水通路61中流动的冷却水的流速的增大。
因此,根据本实施方式,能够通过增大在进气口间冷却水通路61中流动的冷却水的流速来提高燃烧室12内的冷却效率。
此外,上游侧部分62的周壁62A中的下游侧侧面62A1以靠近上游侧部分62的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。另外,下游侧侧面62A1与上侧侧面62A3的连接部分的截面形状呈圆弧状。因此,流入了上游侧部分62的冷却水容易沿上游侧部分62的周壁62A流动。结果,能够抑制在上游侧部分62产生的回旋流的流速的降低。
另外,上游侧侧面62A2以靠近上游侧部分62的中心轴的方式向远离汽缸体20的方向延伸。另外,上侧侧面62A3与上游侧侧面62A2的连接部分的截面形状呈圆弧状。因此,沿上侧侧面62A3流动的冷却水与上游侧侧面62A2发生干涉,与上游侧侧面62A2不倾斜的情况相比,能够抑制该冷却水沿上游侧侧面62A2流动时的冷却水的流速的降低。结果,能够抑制在上游侧部分62产生的回旋流的流速的降低。
另外,如图7所示,上游侧部分62的倾斜部622相对于中间部分63的延伸方向倾斜。即,倾斜部622以远离汽缸体20的方式朝向中间部分63延伸而连接于中间部分63。因此,能够使上游侧部分62的倾斜部622的周壁中的比倾斜部622的中心轴远离燃烧室12的部分,即上侧侧面62A3相对于中间部分63的延伸方向倾斜。因此,如图7中的虚线箭头所示,在进气口间冷却水通路61,能够通过上侧侧面62A3将在上游侧部分62中流动的冷却水向中间部分63中的比中间部分63的中心轴靠近燃烧室12的区域引导。结果,能够增大在中间部分63中的比中间部分63的中心轴靠近燃烧室12的区域中流动的冷却水的量。由此,能够进一步提高燃烧室12内的冷却效率。
另外,在本实施方式中,如图6所示,各进气侧限制部34设置于上游侧部分62与对应的进气口外侧通路66之间,所以经由进气用连通部42流入了上游侧部分62的冷却水不会向进气口外侧通路66流出。因此,与允许上游侧部分62内的冷却水向进气口外侧通路66流出的情况相比,能够抑制进气口间冷却水通路61内的冷却水的流量的降低。因此,能够抑制燃烧室12内的冷却效率的降低。
上述实施方式可以像以下那样进行变更并实施。上述实施方式和以下的变更例可以在技术上不矛盾的范围内彼此进行组合并实施。
·如果排气用连通部41的通路截面的中心相对于排气口间冷却水通路51的上游侧部分52的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y上的下游侧,则进气用连通部42的通路截面的中心也可以不相对于进气口间冷却水通路61的上游侧部分62的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y上的下游侧。即,也可以使进气用连通部42的中心轴与上游侧部分62的中心轴几乎一致。
·如果进气用连通部42的通路截面的中心相对于进气口间冷却水通路61的上游侧部分62的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y上的下游侧,则排气用连通部41的通路截面的中心也可以不相对于排气口间冷却水通路51的上游侧部分52的通路截面的中心偏向汽缸体内流动方向Y上的下游侧。即,也可以使排气用连通部41的中心轴与上游侧部分52的中心轴几乎一致。
·在上述实施方式中,排气口间冷却水通路51的上游侧部分52的周壁52A的下游侧侧面52A1如图4所示那样倾斜。然而,下游侧侧面52A1也可以不倾斜。
·在上述实施方式中,进气口间冷却水通路61的上游侧部分62的周壁62A的下游侧侧面62A1如图6所示那样倾斜。然而,下游侧侧面62A1也可以不倾斜。
·也可以使汽缸盖30构成为允许一定量的冷却水在排气口间冷却水通路51的上游侧部分52与各排气口外侧通路56之间流通。
·也可以使汽缸盖30构成为允许一定量的冷却水在进气口间冷却水通路61的上游侧部分62与各进气口外侧通路66之间流通。
·排气口间冷却水通路51的上游侧部分52也可以不具有倾斜部522。
·进气口间冷却水通路61的上游侧部分62也可以不具有倾斜部622。
·也可以省略2个排气口外侧通路56中的一方或全部。另外,也可以省略2个进气口外侧通路66中的一方或全部。
·内燃机10也可以是进气口31配置在火花塞13与燃料喷射阀之间的、所谓的侧喷式的内燃机。另外,内燃机10也可以不具备向燃烧室12直接喷射燃料的燃料喷射阀,而是具备向进气口31喷射燃料的燃料喷射阀。另外,内燃机10也可以是柴油式的内燃机。

Claims (9)

1.一种内燃机,具备:
多个汽缸;
汽缸盖,对应每个所述汽缸均具有一对进气口和一对排气口;以及
汽缸体,其具有汽缸体侧冷却水通路,
所述汽缸盖构成为使流过了所述汽缸体侧冷却水通路的冷却水流入所述汽缸盖的内部,
所述一对进气口和所述一对排气口中的一方为一对规定端口,
所述汽缸盖在所述一对规定端口之间包括供冷却水朝向关于各所述汽缸的中心轴的径向上的内侧流动的端口间冷却水通路,
所述端口间冷却水通路经由连通部与所述汽缸体侧冷却水通路连通,所述连通部将所述端口间冷却水通路与所述汽缸体侧冷却水通路直接连通,使得流过了所述连通部的全部冷却水流入所述端口间冷却水通路,
冷却水在所述汽缸体侧冷却水通路中的连通于所述连通部的部分中流动的方向为流动方向,
所述连通部的通路截面的中心相对于所述端口间冷却水通路的通路截面的中心偏向所述流动方向的下游侧。
2.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
所述汽缸盖包括位于所述连通部的所述径向上的内侧,并且在每个所述汽缸的中心轴的周围形成的周围冷却水通路,
所述端口间冷却水通路具有:
上游侧部分,其连接于所述连通部;
中间部分,其位于所述连通部的所述径向上的内侧,且连接于所述上游侧部分,并且从所述上游侧部分向所述径向上的内侧延伸;以及
下游侧部分,其将所述中间部分与所述周围冷却水通路连接,
所述上游侧部分具有连接于所述中间部分的倾斜部,所述倾斜部以朝向所述中间部分并且远离所述汽缸体的方式延伸,从而所述倾斜部的中心轴相对于每个所述汽缸的中心轴倾斜,
每个所述汽缸的中心轴与所述中间部分的中心轴所呈的角比每个所述汽缸的中心轴与所述倾斜部的中心轴所呈的角大。
3.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
所述多个汽缸在所述汽缸体内排列的方向为汽缸排列方向,
所述汽缸盖包括供流过了所述汽缸体侧冷却水通路的冷却水流入的端口外侧通路,所述端口外侧通路和所述端口间冷却水通路在所述汽缸排列方向上配置在所述一对规定端口中的一方的两侧,
所述端口间冷却水通路具有连接于所述连通部的上游侧部分,
所述汽缸盖具有限制部,所述限制部对所述上游侧部分和所述端口外侧通路进行划分,并且限制流入了所述上游侧部分的冷却水向所述端口外侧通路侧的流出。
4.根据权利要求2所述的内燃机,其中,
所述多个汽缸在所述汽缸体内排列的方向为汽缸排列方向,
所述汽缸盖包括供流过了所述汽缸体侧冷却水通路的冷却水流入的端口外侧通路,所述端口外侧通路和所述端口间冷却水通路在所述汽缸排列方向上配置在所述一对规定端口中的一方的两侧,
所述端口间冷却水通路具有连接于所述连通部的上游侧部分,
所述汽缸盖具有限制部,所述限制部对所述上游侧部分和所述端口外侧通路进行划分,并且限制流入了所述上游侧部分的冷却水向所述端口外侧通路侧的流出。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的内燃机,其中,
所述多个汽缸在所述汽缸体内排列的方向为汽缸排列方向,
所述端口间冷却水通路具有连接于所述连通部的上游侧部分,
形成所述上游侧部分的所述汽缸盖的周壁具有在所述汽缸排列方向上彼此相对的2个侧面,该2个侧面均具有第1端、和比该第1端远离所述汽缸体的第2端,所述周壁还具有将所述2个侧面的所述第2端彼此连接的连结侧面,
所述2个侧面中的一方是位于所述流动方向的下游侧的下游侧侧面,所述下游侧侧面从所述第1端朝向所述第2端以靠近所述上游侧部分的中心轴的方式延伸。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的内燃机,其中,
在所述汽缸体与所述汽缸盖之间介有垫片,在所述垫片设置有所述连通部。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的内燃机,其中,
所述一对规定端口为所述一对排气口。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的内燃机,其中,
所述端口间冷却水通路具有连接于所述连通部的上游侧部分,
所述连通部的通路截面面积比所述上游侧部分的上游端的通路截面面积小。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的内燃机,其中,
所述端口间冷却水通路具有连接于所述连通部的上游侧部分,
形成所述上游侧部分的所述汽缸盖的周壁具有在所述流动方向上彼此相对的2个侧面,所述2个侧面中的一方是位于所述流动方向的下游侧的下游侧侧面,所述2个侧面中的另一方是位于所述流动方向的上游侧的上游侧侧面,
所述连通部的内壁面具有实质上与所述下游侧侧面连续的部分,并且从所述上游侧侧面向所述流动方向的下游侧分离。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020070726A (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 トヨタ自動車株式会社 シリンダヘッド
CN111765016B (zh) * 2020-07-10 2021-07-23 合肥亚卡普机械科技有限公司 一种v型气缸盖毛坯

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5452219A (en) * 1977-09-30 1979-04-24 Daihatsu Motor Co Ltd Cooling water circulating conduit system for internal- combustion engine
JPS5844456U (ja) * 1981-09-21 1983-03-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のシリンダヘツド冷却装置
US5080049A (en) * 1991-05-10 1992-01-14 General Motors Corporation Two stroke engine with tiered cylinder cooling
JPH07259555A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却装置
JPH1122542A (ja) * 1997-07-01 1999-01-26 Suzuki Motor Corp 水冷多気筒エンジンのシリンダヘッド水路構造
JP2002256966A (ja) 2001-03-06 2002-09-11 Toyota Motor Corp シリンダヘッドの冷却構造
US20020124815A1 (en) 2001-03-06 2002-09-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling structure of cylinder head and method for manufacturing cylinder head
JP2006214304A (ja) 2005-02-02 2006-08-17 Mazda Motor Corp エンジンのシリンダヘッドガスケット
CN101776023A (zh) * 2009-01-12 2010-07-14 广西玉柴机器股份有限公司 一种气缸冷却水道结构及发动机
JP5719334B2 (ja) * 2012-10-19 2015-05-20 本田技研工業株式会社 シリンダヘッドのウォータージャケット構造
JP6123660B2 (ja) 2013-12-09 2017-05-10 マツダ株式会社 エンジンの冷却構造
CN104295392A (zh) * 2014-09-22 2015-01-21 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机冷却水套
JP6696125B2 (ja) * 2015-08-05 2020-05-20 いすゞ自動車株式会社 シリンダヘッドの冷却構造

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