CN113494382A - 内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内燃机。所述内燃机具备:具有多个气缸和气缸体内水套的气缸体、具有气缸盖内水套的气缸盖、及气缸盖密封垫。气缸体内水套包括多个气缸外周部。气缸盖密封垫包括多个冷却水开口部。内燃机构成为,在气缸体内水套内,冷却水沿着气缸列方向依次流过多个气缸外周部。气缸盖密封垫包括1个或多个堰部,所述堰部在与位于气缸体内冷却水流动方向上的至少最下游处的气缸外周部对应的冷却水开口部的下游侧的位置以阻挡冷却水的流动的方式设置。
Description
技术领域
本发明涉及水冷式的内燃机。
背景技术
在内燃机的气缸体,气缸体内水套形成于多个气缸的周围。作为这样的气缸体内水套内的冷却水的流动方式之一,存在沿着气缸列方向流冷却水的纵向流动方式。
在日本特开2013-024081中,公开了采用冷却水的纵向流动方式的内燃机的一例。在日本特开2013-024081中,关于纵向流动方式,记载了以下那样的课题。即,随着从设置于气缸列方向上的气缸体的一端的冷却水入口朝向设置于其另一端的冷却水出口,通过来自气缸孔内壁的热传递,气缸体内水套内的冷却水温度上升。因此,从气缸孔内壁向冷却水的热传递随着从气缸体的前部(冷却水入口侧)朝向后部(冷却水出口侧)而减少。这是因为,气缸孔内壁的温度与冷却水温度的温度差随着从气缸体的前部朝向后部而减小。其结果,气缸孔外壁的温度随着从气缸体的前部朝向后部而上升(也就是说,气缸体的温度平衡变差)。
鉴于上述的课题,在日本特开2013-024081所记载的内燃机中,气缸体内水套构成为,其截面面积随着从冷却水入口朝向冷却水出口而变小。另外,在日本特开2013-024081中,存在“如果冷却水的体积流量从冷却水入口至冷却水出口大致恒定,则在水套的截面面积越朝向冷却水出口侧越小时,冷却水的平均速度越朝向冷却水出口越高”这一内容的记载。并且,在日本特开2013-024081中,记载为:通过这样冷却水的平均速度越朝向冷却水出口越高,能够补偿上述温度差的减少,由此,能够使气缸体的温度平衡良好。
另外,在日本特开平11-166450中,公开了如下气缸盖密封垫,该气缸盖密封垫与气缸盖和气缸体相连设置的冷却水通路对应地具备冷却水通过用的通水孔,并且在该通水孔的附近具备用于变换通过通水孔的冷却水的通过方向的引导部。另外,在日本特开2019-190373中,公开了如下水套,该水套形成为,关于气缸体内的水套的深度,在从气缸列方向的一端侧至另一端侧的进气侧及排气侧的一方,下游侧比上游侧浅,且在从另一端侧至一端侧的进气侧及排气侧的另一方,下游侧比上游侧深。而且,在日本特开2002-030989中,公开了如下气缸体的冷却构造,该气缸体的冷却构造基于与气缸孔孔轴正交的方向上的气缸孔壁温的高低和通过气缸孔壁周围的冷却水温的高低的至少1个而设定了水套的性状(性能)。
发明内容
在如日本特开2013-024081所记载的内燃机那样采用了冷却水的纵向流动方式的情况下,存在与从气缸体内水套朝向气缸盖内的水套(气缸盖内水套)的冷却水的流量的气缸间偏差有关的以下那样的课题。即,从气缸体内水套朝向气缸盖内水套的冷却水的流量在气缸体内水套内的冷却水的流动方向上位于更下游侧处的气缸变少(也就是说,产生气缸间的该流量的偏差)。其理由是因为,通过冷却水从气缸体内水套内的上游侧的部位一点一点地(逐渐)向气缸盖内水套上移,从而越朝向下游则在气缸体内水套流动的冷却水的流量越减少。在采用纵向流动方式的情况下,期望能够抑制这样的气缸间的冷却水的流量偏差。
本发明是鉴于上述那样的课题而完成的,其目的在于,提供关于从气缸体内水套向气缸盖内水套的冷却水的移送、能够利用简便的方法来抑制气缸间的冷却水的流量偏差的内燃机。
本发明涉及的内燃机具备:
气缸体,具有沿着气缸列方向直列配置的多个气缸,和形成于多个气缸的周围并供冷却水流动的气缸体内水套;
气缸盖,具有供冷却水流动的气缸盖内水套;及
气缸盖密封垫,介于气缸体与气缸盖之间。
气缸体内水套包括位于多个气缸各自的进气侧及排气侧这双方的多个气缸外周部。
气缸盖密封垫包括使多个气缸外周部的各自与气缸盖内水套连通的多个冷却水开口部。
内燃机构成为,在气缸体内水套内,冷却水沿着气缸列方向依次流过多个气缸外周部。
气缸盖密封垫包括1个或多个堰部,所述堰部在与位于气缸体内水套内的冷却水的流动方向即气缸体内冷却水流动方向上的至少最下游处的气缸外周部对应的冷却水开口部的下游侧的位置以阻挡冷却水的流动的方式设置。
可以是,气缸体包括形成于气缸体内水套的外周侧并供将气缸盖固定于气缸体的多个气缸盖螺栓隔着气缸盖密封垫分别插入的多个气缸盖螺栓凸部。并且,可以是,1个或多个堰部各自配置于作为由多个气缸盖螺栓凸部和多个气缸的气缸孔壁夹着的气缸体内水套的部位的螺栓周围部。
可以是,内燃机构成为,在气缸体内水套中的进气侧及排气侧这双方,冷却水从气缸列方向的一端朝向另一端沿着气缸列方向依次流过多个气缸外周部。可以是,1个或多个堰部包括配置于进气侧及排气侧的至少一方的多个堰部。并且,可以是,多个堰部形成为,位于气缸体内冷却水流动方向的更下游处的堰部的面积比位于气缸体内冷却水流动方向的更上游处的堰部的面积大。
可以是,内燃机构成为,在气缸体内水套中的进气侧及排气侧的一方、冷却水从气缸列方向的一端朝向另一端沿着气缸列方向依次流过多个气缸外周部的一部分,然后,在进气侧及排气侧的另一方、冷却水从气缸列方向的另一端朝向一端沿着气缸列方向依次流过多个气缸外周部的剩余部分。可以是,1个或多个堰部包括配置于进气侧及排气侧的至少一方的多个堰部。并且,可以是,多个堰部形成为,位于气缸体内冷却水流动方向的更下游处的堰部的面积比位于气缸体内冷却水流动方向的更上游处的堰部的面积大。
可以是,1个或多个堰部包括配置于进气侧及排气侧的至少一方的多个堰部。可以是,多个堰部的面积相同。并且,可以是,多个堰部配置于与除了位于气缸体内冷却水流动方向的最上游处的气缸外周部以外的多个气缸外周部对应的多个冷却水开口部的下游侧。
可以是,气缸盖密封垫是多层构造的金属气缸盖密封垫。并且,可以是,1个或多个堰部通过将金属气缸盖密封垫中的气缸体侧的一层的一部分折弯而形成。
根据本发明涉及的内燃机,气缸盖密封垫所具备的1个或多个堰部的上游(紧上游)的冷却水的流路的一部分由1个或多个堰部阻挡,因此,1个或多个堰部的上游侧的冷却水的压力升高。其结果,能够使在位于1个或多个堰部的上游(紧上游)处的冷却水开口部的附近流动的冷却水的流量恢复。因此,根据本发明,关于从气缸体内水套向气缸盖内水套的冷却水的移送,能够利用简便的方法来抑制气缸间的冷却水的流量偏差。
附图说明
以下将参照附图来说明本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术上和工业上的意义,在这些附图中,同样的附图标记表示同样的要素,并且其中:
图1是示出本发明的实施方式1涉及的内燃机所具备的水套的基本构成的一例的示意图。
图2是从气缸盖侧观察图1所示的气缸盖密封垫而得到的图。
图3是从图2中的箭头A的方向观察堰部而得到的图。
图4A是用于说明为了与实施方式1的构成的对比而参照的比较例的课题的图。
图4B是用于说明实施方式1的构成的效果的图。
图5是示出实施方式1的第1变形例A涉及的气缸盖密封垫的构造的图。
图6是示出实施方式1的第2变形例B涉及的气缸盖密封垫的构造的图。
图7是示出实施方式1的第3变形例C涉及的气缸盖密封垫的构造的图。
图8是示出实施方式1的第4变形例D涉及的气缸盖密封垫的构造的图。
图9是示出实施方式1的第5变形例E涉及的气缸盖密封垫的构造的图。
图10是从气缸盖侧观察本发明的实施方式2涉及的气缸盖密封垫及位于其下方侧处气缸体而得到的图。
具体实施方式
在以下所说明的各实施方式中,对于在各图中共同的要素标注同一附图标记并省略或简化重复的说明。另外,在以下所示的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数的情况下,除了特别明示了的情况和/或原理上明确地特定于该数的情况之外,本发明并不限定于该提及了的数。另外,在以下所示的实施方式中说明的构造等,除了特别明示了的情况和/或明确地原理上特定于上述的构造的情况以外,对于本发明而言不一定是必须的。
1.实施方式1
参照图1~图9,对本发明的实施方式及其变形例进行说明。
1-1.水套的基本构成
图1是示出实施方式1涉及的内燃机1所具备的水套14、22的基本构成的一例的示意图。
如图1所示,内燃机1具备气缸体10、气缸盖20、及气缸盖密封垫30。气缸盖密封垫30介于气缸体10与气缸盖20之间。更详细而言,气缸盖20在将气缸盖密封垫30介于气缸盖20与气缸体10之间的状态下利用气缸盖螺栓(省略图示)而固定于气缸体10。
气缸体10具备多个(作为一例,4个)气缸12,和气缸体内水套14。4个气缸12沿着气缸列方向D1直列配置。在以下的说明中,在特定各个气缸12时,从离气缸列方向D1的一端近的气缸起也依次称为第1气缸12#1、第2气缸12#2、第3气缸12#3及第4气缸12#4。
气缸体内水套14在气缸体10的内部形成于这些气缸12的周围。更详细而言,4个气缸12是在相邻的气缸12之间不具有水套的连体缸型的气缸。为了气缸12的冷却,冷却水在气缸体内水套14流动。气缸体内水套14的上表面(气缸盖20侧的表面)开放。即,气缸体10是所谓的开式水套型(英文:open deck type)。
另外,在气缸列方向D1上的气缸体10的一端(第1气缸12#1侧的端)设置有冷却水入口16。冷却水从冷却水入口16向气缸体内水套14导入。更详细而言,由省略图示的水泵压送来的冷却水从冷却水入口16向气缸体内水套14导入。
如图1所示,气缸体内水套14具有位于4个气缸12各自的进气侧处的合计4个气缸外周部14a,和位于4个气缸12各自的排气侧处的合计4个气缸外周部14b。另一方面,在气缸盖20的内部形成有供该冷却水流动的气缸盖内水套22。在图1中,示出了气缸盖内水套22的各入口22a,和表示气缸盖内水套22内的冷却水的流动方向的箭头。
气缸盖密封垫30具有使合计8个气缸外周部14a、14b的各自与气缸盖内水套22(各入口22a)连通的合计8处冷却水开口部32。这些冷却水开口部32是为了在气缸体内水套14与气缸盖内水套22之间能够进行冷却水的流通而形成的。另外,在气缸盖密封垫30形成有关于各气缸12用于使气缸盖20与气缸体10连通的气缸开口部34。
内燃机1构成为,在气缸体内水套14内,冷却水沿着气缸列方向D1依次流过各气缸外周部14a、14b。即,在内燃机1中,作为气缸体内水套14内的冷却水的流动方式,采用了所谓的纵向流动方式。更具体而言,如图1所示,内燃机1构成为,在气缸体内水套14中的进气侧及排气侧这双方,冷却水从气缸列方向D1的一端朝向另一端沿着气缸列方向D1依次流过多个气缸外周部14a及14b。
在图1所示的构成例中,从冷却水入口16导入到气缸体内水套14内的冷却水向进气侧和排气侧这双方分开前进。更具体而言,前进到进气侧的冷却水从离气缸列方向D1的一端(冷却水入口16)最近的第1气缸12#1的气缸外周部14a起按第2气缸12#2的气缸外周部14a、第3气缸12#3的气缸外周部14a及第4气缸12#4的气缸外周部14a的顺序依次流过。同样,前进到排气侧的冷却水按第1气缸12#1的气缸外周部14b、第2气缸12#2的气缸外周部14b、第3气缸12#3的气缸外周部14b及第4气缸12#4的气缸外周部14b的顺序依次流过。
并且,冷却水在如上述那样在各气缸外周部14a、14b流动的过程中,经由气缸盖密封垫30的各冷却水开口部32而向气缸盖内水套22移送。作为一例,导入到气缸盖内水套22的冷却水在设置于气缸列方向D1上的气缸盖20的一端处的冷却水出口24从气缸盖内水套22排出。
1-2.气缸盖密封垫的构造
图2是从气缸盖20侧观察图1所示的气缸盖密封垫30而得到的图。图3是从图2中的箭头A的方向观察堰部38#3而得到的图。
在气缸体10的上部形成有供气缸盖螺栓插入的多个气缸盖螺栓凸部18。多个螺栓毂开口部36分别形成于气缸盖密封垫30中的与多个气缸盖螺栓凸部18对应的位置。在图2所示的直列4气缸的例子中,气缸盖螺栓凸部18及与其对应的螺栓毂开口部36设置于进气侧的5处和排气侧的5处这合计10处。
更详细而言,如图2所示,作为一例,气缸盖螺栓凸部18及螺栓毂开口部36在进气侧及排气侧这双方,以等间距配置于相邻的气缸12之间的3处部位及气缸12#1、12#4周边的气缸体10的两端的2处部位。并且,各气缸盖螺栓凸部18在气缸体内水套14的外周侧与该气缸体内水套14接近而设置。其结果,气缸体内水套14的气缸径向的宽度在作为由各气缸盖螺栓凸部18和各气缸12的气缸孔壁夹着的部位(换言之,与各气缸盖螺栓凸部18相对的部位)的螺栓周围部14c处,如图2所示那样相对变窄。
此外,如图2中由虚线所示,上述的气缸外周部14a、14b是以与气缸12相同朝向的曲率弯曲而形成于各气缸12的周围的部位。并且,各螺栓毂开口部36的周围的气缸体内水套14的部位是与气缸外周部14a、14b连续的部位,作为以与它们相反朝向的曲率弯曲而形成的螺栓周围部14c而形成。
此外,在图2所示的气缸盖密封垫30中,各冷却水开口部32作为一例包括3个开口32a、32b及32c。因此,冷却水经由3个开口32a、32b及32c而从气缸体内水套14向气缸盖内水套22导入。
1-2-1.堰部的具体构成
本实施方式的气缸盖密封垫30在2处具备堰部(挡板部)38。具体而言,堰部38在进气侧作为堰部38#3及38#4而设置。堰部38#3设置于与位于第3气缸12#3与第4气缸12#4之间的螺栓周围部14c对应的位置。堰部38#4设置于与位于第4气缸12#4侧的气缸体10的端部处的螺栓周围部14c对应的位置。
在此,将气缸体内水套14的冷却水的流动方向称为“气缸体内冷却水流动方向D2”。堰部38#3及38#4在位于与气缸体内冷却水流动方向D2上的下游侧的2个气缸外周部14a#3及14a#4对应的冷却水开口部32的下游侧的位置(更详细而言,冷却水开口部32的紧下方侧的位置)的螺栓周围部14c,以阻挡冷却水的流动的方式设置。这样,堰部38不设置于冷却水开口部32内,而是设置于其下游侧的位置(更详细而言,紧下方侧)。
更详细而言,如图3所示,堰部38形成为沿着与冷却水流动大致正交的方向(气缸轴线方向D3(进而换言之,气缸体内水套14的上下方向))延伸。此外,在图3中例示了堰部38#3,堰部38#4的基本形状除了以下说明的面积(更详细而言,阻挡冷却水的面的面积)的设定以外,与堰部38#3是同样的。
在本实施方式中,2个堰部38#3及38#4形成为,位于气缸体内冷却水流动方向D2的更下游处的堰部38#4的面积比位于气缸体内冷却水流动方向D2的更上游处的堰部38#3的面积大。更具体而言,作为一例,这样的面积的大小的关系通过使下游侧的堰部38#4的高度(气缸轴线方向D3的宽度)比上游侧的堰部38#3的高度大来实现。此外,这样的面积的大小的关系也可以代替堰部的高度的设定或与该设定一起利用堰部的宽度(气缸径向的宽度)的设定来实现。
另外,作为一例,本实施方式的气缸盖密封垫30是多层构造的金属气缸盖密封垫。如图3所例示,堰部38(38#3及38#4)通过将金属气缸盖密封垫30中的气缸体10侧的一层30a的一部分折弯而形成。此外,堰部的形成方法不限于这样的方法。具体而言,例如,也可以通过将相当于堰部的别的构件使用焊接或铆接等接合方法而与气缸盖密封垫主体一体化,从而构成具备堰部的气缸盖密封垫。
1-3.效果
图4A是用于说明为了与实施方式1的构成的对比而参照的比较例的课题的图。图4B是用于说明实施方式1的构成的效果的图。图4A所示的比较例的构成除了不具备堰部38这一点以外,与实施方式1的内燃机1的构成是同样的。
若作为气缸体内水套内的冷却水的流动方式而使用上述的纵向流动方式,则冷却水在沿着气缸体内冷却水流动方向D2在各气缸外周部流动的过程中,从上游侧一点一点地经由冷却水开口部而向气缸盖内水套上移。其结果,越朝向下游则在气缸体内水套流动的冷却水的流量越减少。因此,若如比较例那样未设置有堰部,则如图4A所示,从气缸体内水套朝向气缸盖内水套的冷却水的流量在位于下游侧的气缸外周部变少(即,越朝向下游则越减少)。其结果,产生该流量的气缸间偏差。
与此相对,在本实施方式的内燃机1中,在气缸体内冷却水流动方向D2的下游侧的气缸外周部14a#3及14a#4的下游侧的位置(紧下方侧)分别设置有堰部38#3及38#4。由此,如图4B所示,各堰部38的上游(紧上游)处的冷却水的流路的一部分由堰部38阻挡,因此,堰部38的上游侧的冷却水的压力升高。其结果,能够使在位于各堰部38的上游(紧上游)处的冷却水开口部32的附近流动的冷却水的流量恢复。因此,能够抑制通过该冷却水开口部32而朝向气缸盖内水套22的冷却水的流量的下降。
如以上所述,根据本实施方式的内燃机1,关于从气缸体内水套14向气缸盖内水套22的冷却水的移送,能够利用气缸盖密封垫30的形状变更这一简便的方法来抑制气缸12间的冷却水的流量偏差。
另外,本实施方式涉及的堰部38设置于与作为由气缸盖螺栓凸部18和与气缸盖螺栓凸部18相邻的气缸12的气缸孔壁夹着的气缸体内水套14的部位的螺栓周围部14c对应的位置。如上所述,在螺栓周围部14c处,气缸体内水套14的宽度相对变窄。通过在这样窄的螺栓周围部14c配置堰部38,能够高效地阻挡冷却水。不过,广义来说,堰部38的配置部位只要是因堰部的配置而需要流量的恢复的冷却水开口部32的下游侧的位置即可,不一定限于螺栓周围部14c,也可以是气缸外周部14a。更详细而言,在因堰部的配置而需要流量的恢复的冷却水开口部A的下游侧存在其他的冷却水开口部B的情况下,堰部38可以设置于位于冷却水开口部A与冷却水开口部B之间的气缸外周部14a。
而且,本实施方式涉及的堰部38形成为,位于气缸体内冷却水流动方向D2的更下游处的堰部38#4的面积(高度)比位于气缸体内冷却水流动方向D2的更上游处的堰部38#3的面积(高度)大。根据这样的构成,针对从气缸体内水套朝向气缸盖内水套的冷却水的流量在没有堰部的情况下越朝向下游则越减少这一课题,能够更有效地抑制该流量的气缸间偏差。
另外,本实施方式涉及的堰部38通过将作为金属气缸盖密封垫的气缸盖密封垫30中的气缸体10侧的一层30a的一部分折弯而形成。由此,能够简便地构成具备具有上述的功能的堰部38的气缸盖密封垫30。
(补充)
此外,在如日本特开2013-024081所记载的内燃机那样气缸体内水套的截面面积随着从冷却水入口朝向冷却水出口而变小的构成(即,将气缸体内水套的流路整体缩减的构成)中,冷却水的压损会过大。与此相对,根据本实施方式,以需要流量的恢复的部位为对象而适当设置堰部38。由此,与日本特开2013-024081所记载的内燃机相比,能够使压损降低并且提高需要流量的恢复的部位的冷却水的压力,能够进行向气缸盖内水套22上移的冷却水的流量调整。更详细而言,根据堰部38,能够仅在用于使冷却水向气缸盖内水套22流动的冷却水开口部32的附近阻挡冷却水的流动,能够使冷却水高效地向气缸盖内水套22上移。
另外,堰部38与气缸盖密封垫30一体化。因此,通过从不具有堰部38的气缸盖密封垫更换为具有堰部38的气缸盖密封垫30,能够简易地变更为具有堰部38的规格。另外,也可考虑利用与气缸盖密封垫分体的水套间隔件来改善流量的气缸间偏差的方法。然而,根据本实施方式,与这样的方法相比,能够避免由水套间隔件的追加引起的构造的复杂化及由水套间隔件的支承部的存在引起的气缸体内水套内的流路阻力的增大并且改善流量的气缸间偏差。
而且,基于堰部38的对策不是针对冷却水开口部32的各个开口32a~32c的对策,而是用于提高流量的恢复所需的通过气缸外周部14a的冷却水开口部32的整体的冷却水的流量的对策。因此,与进行针对各个开口32a~32c的对策的情况相比,能够减少堰部38的数量,在这一点上也是简便的。
1-4.变形例
在上述的实施方式1中,举出直列4气缸、且构成为在气缸体内水套14中的进气侧及排气侧这双方、冷却水从气缸列方向D1的一端朝向另一端沿着气缸列方向D1依次流过多个气缸外周部14a、14b的内燃机1为例,说明书了堰部38的配置的一例。然而,本发明涉及的“堰部”例如也可以用以下的图5~图9所例示的方法配置于内燃机1。
图5是示出实施方式1的第1变形例A涉及的气缸盖密封垫30A的构造的图。在图5所示的第1变形例A中,气缸盖密封垫30A在进气侧的3处具备堰部38A。具体而言,除了堰部38#3及38#4以外,堰部38#2相当于堰部38A。堰部38#2设置于与位于第2气缸12#2与第3气缸12#3之间的螺栓周围部14c对应的位置。各堰部38A的面积(高度)在位于最下游处的堰部38#4最高,接着是按着堰部38#3及38#2的顺序接在其后(相继降低)。
图6是示出实施方式1的第2变形例B涉及的气缸盖密封垫30B的构造的图。在图6所示的第2变形例B中,气缸盖密封垫30B在进气侧的4处(即,以所有的气缸外周部14a为对象)具备堰部38B。具体而言,除了堰部38#2、38#3及38#4以外,堰部38#1相当于堰部38B。堰部38#1设置于与位于第1气缸12#1与第2气缸12#2之间的螺栓周围部14c对应的位置。各堰部38B的面积(高度)在位于最下游处的堰部38#4最高,接着按堰部38#3、38#2及38#1的顺序接在其后(相继降低)。
图7是示出实施方式1的第3变形例C涉及的气缸盖密封垫30C的构造的图。在图7所示的第3变形例C中,气缸盖密封垫30C在进气侧的1处具备堰部38C。具体而言,仅堰部38#4相当于堰部38C。即,在该第3变形例C中,堰部38C仅配置于与位于气缸体内冷却水流动方向D2上的最下游处的气缸外周部14a对应的冷却水开口部32的下游侧的位置(紧下方侧)。
图8是示出实施方式1的第4变形例D涉及的气缸盖密封垫30D的构造的图。在图8所示的第4变形例D中,气缸盖密封垫30D与实施方式1(参照图2)同样,在进气侧的2处(即,以第3气缸12#3及第4气缸12#4的气缸外周部14a为对象)具备堰部38D。不过,在该第4变形例D中,相当于堰部38D的堰部38#3’及38#4’与实施方式1不同,形成为具有相同面积(高度)。
此外,本发明涉及的“堰部”如前所述是为了抑制朝向气缸盖内水套的冷却水的流量的气缸间偏差而设置的。因此,在如图8所示的第4变形例D那样在进气侧具备具有相同面积(高度)的多个堰部的情况下,多个堰部也可以以除了位于气缸体内冷却水流动方向的最上游处的气缸外周部以外为条件而配置于与任意的多个气缸外周部对应的冷却水开口部的下游侧。
图9是示出实施方式1的第5变形例E涉及的气缸盖密封垫30E的构造的图。在图9所示的第5变形例E中,气缸盖密封垫30E在与实施方式1(参照图2)同样的进气侧的2处,和排气侧的2处具备堰部38E。具体而言,除了堰部38#3IN及38#4IN以外,堰部38#3EX及38#4EX相当于堰部38E。堰部38#3EX在排气侧设置于与位于第2气缸12#2与第3气缸12#3之间的螺栓周围部14c对应的位置。堰部38#4EX在排气侧设置于与位于第3气缸12#3与第4气缸12#4之间的螺栓周围部14c对应的位置。与进气侧同样,排气侧的堰部38#3EX及38#4EX的面积(高度)在位于下游侧处的堰部38#4EX比堰部38#3EX高。
另外,设置于排气侧的堰部的数量也可以与图5~图7所示的例子同样地变更。而且,设置于排气侧的多个堰部的面积(高度)也可以以与图8所示的例子有关的说明同样的考虑方式来决定。另外,本发明涉及的堰部也可以与上述的各例不同,不设置于气缸体的进气侧,仅设置于排气侧。
2.实施方式2
接着,参照图10,对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式的内燃机除了以下所说明的点以外,与实施方式1的内燃机1同样地构成。
图10是从气缸盖20侧观察实施方式2涉及的气缸盖密封垫50及位于其下方侧处的气缸体40而得到的图。实施方式2的内燃机具备具有与实施方式1同样的气缸盖内水套22的气缸盖20、气缸体40及气缸盖密封垫50。气缸体40具备与内燃机1同样的4个气缸12(12#1~12#4),和形成于这些气缸12周围的气缸体内水套44。
2-1.水套的基本构成
如图10所示,气缸体内水套44具有位于4个气缸12各自的进气侧的合计4个气缸外周部44a,和位于4个气缸12各自的排气侧的合计4个气缸外周部44b(44b#1~44b#4)。在实施方式2的内燃机中,也是构成为,在气缸体内水套44内冷却水沿着气缸列方向D1依次流过多个气缸外周部44a、44b。不过,气缸体内水套44在冷却水的具体的流动方式上与实施方式1的气缸体内水套14不同。
具体而言,向气缸体40的冷却水入口42在气缸列方向D1上的气缸体40的进气侧的一端(第1气缸12#1侧的端)处设置于气缸体40。并且,如图10所示,实施方式2的内燃机构成为,首先在气缸体内水套44中的进气侧冷却水从气缸列方向D1的一端朝向另一端沿着气缸列方向D1依次流过4个气缸外周部44a的一部分,然后,在排气侧冷却水从气缸列方向D1的上述另一端朝向上述一端沿着气缸列方向D1依次流过4个气缸外周部44b的剩余部分。更详细而言,前进到进气侧的冷却水从离气缸列方向D1的一端(冷却水入口42)最近的第1气缸12#1的气缸外周部44a起按第2气缸12#2的气缸外周部44a、第3气缸12#3的气缸外周部44a及第4气缸12#4的气缸外周部44a的顺序依次流过。冷却水之后进行U转弯,在排气侧按第4气缸12#4的气缸外周部44b、第3气缸12#3的气缸外周部44b、第2气缸12#2的气缸外周部44b及第1气缸12#1的气缸外周部44b的顺序依次流过。
并且,冷却水在如上述那样在各气缸外周部44a、44b流动的过程中,与内燃机1同样,经由气缸盖密封垫50的各冷却水开口部32而向气缸盖内水套22移送。
2-2.堰部的具体构成
本实施方式的气缸盖密封垫50作为一例在4处具备堰部52。具体而言,堰部52在排气侧作为堰部52#4、52#3、52#2及52#1而设置。堰部52#4设置于与位于第4气缸12#4与第3气缸12#3之间的螺栓周围部44c对应的位置。堰部52#3设置于与位于第3气缸12#3与第2气缸12#2之间的螺栓周围部44c对应的位置。堰部52#2设置于与位于第2气缸12#2与第1气缸12#1之间的螺栓周围部44c对应的位置。并且,堰部52#1设置于与位于第1气缸12#1侧的气缸体40的端部处的螺栓周围部44c对应的位置。
在此,将气缸体内水套44的冷却水的流动方向称为“气缸体内冷却水流动方向D4”。4个堰部52#1~52#4在作为与气缸体内冷却水流动方向D4上的下游侧的4个气缸外周部44b#1~44b#4对应的冷却水开口部32的下游侧的位置(更详细而言,冷却水开口部32的紧下方侧的位置)的螺栓周围部44c,以阻挡冷却水的流动的方式设置。
另外,在本实施方式中也是,4个堰部52#1~52#4形成为,位于气缸体内冷却水流动方向D4的更下游处的堰部52的面积(高度)比位于气缸体内冷却水流动方向D4的更上游处的堰部52的面积(高度)大。更具体而言,堰部52的面积(高度)在位于最下游处的堰部52#1最高,接着按堰部52#2、52#3及52#4的顺序接在其后(相继降低)。此外,如实施方式1中说明了的那样,这样的面积的大小的关系也可以代替堰部的高度的设定或者与该设定一起利用堰部的宽度(气缸径向的宽度)的设定来实现。
另外,本实施方式的气缸盖密封垫50与气缸盖密封垫30同样,作为一例是多层构造的金属气缸盖密封垫,通过将气缸体40侧的一层的一部分折弯而形成。
2-3.效果
在图10所示的冷却水沿着气缸体内冷却水流动方向D4流动的实施方式2的内燃机中也是,通过利用堰部52起到与实施方式1的内燃机1同样的效果。
2-4.变形例
在冷却水沿着气缸体内冷却水流动方向D4流动的实施方式2的内燃机中也是,堰部也可以与实施方式1与其变形例A~C的关系同样,除了图10所示的例子以外如以下那样配置。
即,首先,在具备形成为位于气缸体内冷却水流动方向D4的更下游处的堰部的面积比位于该气缸体内冷却水流动方向D4的更上游处的堰部的面积大的多个堰部的例子中,该多个堰部可以不仅以与排气侧的各气缸外周部44b对应的冷却水开口部32的下游侧的位置为对象,而且以与进气侧的各气缸外周部44a对应的冷却水开口部32的下游侧的位置为对象而以任意的数量配置。
另外,在具备相同面积(高度)的多个堰部的例子中,该多个堰部可以设置于与除了位于气缸体内冷却水流动方向D4的最上游处的气缸外周部(在图10所示的例子中,是第1气缸12#1的气缸外周部44a)以外的任意的多个气缸外周部44a、44b对应的冷却水开口部32的下游侧的位置。
另外,本发明涉及的具备“1个或多个堰部”的内燃机也可以是具备冷却水沿与实施方式2的气缸体内冷却水流动方向D4相反的方向流动的气缸体内水套的内燃机。即,内燃机也可以是具备首先在排气侧冷却水从气缸列方向的一端(第1气缸12#1侧的端)朝向另一端流动、然后进行U转弯而在进气侧冷却水从上述另一端朝向上述一端流动的气缸体内水套的内燃机。并且,在这样的内燃机中,多个堰部也可以例如与图10所示的例子相反,设置于与进气侧的4个气缸外周部44a对应的冷却水开口部32的下游侧的位置。而且,这样的内燃机中的堰部的配置可以与上述的实施方式2与其变形例的关系同样地适当变更。
此外,本发明的作为对象的内燃机只要是具备沿着气缸列方向直列配置的任意的多个气缸的内燃机即可,不限于直列4气缸发动机。另外,“多个气缸”未必限于内燃机的全部气缸,例如如果是V型,则构成各气缸列的多个气缸相当于上述“多个气缸”。
以上说明了的各实施方式所记载的例及其他的各变形例也可以在除了明示的组合以外也可能的范围内适当组合,另外,可以在不脱离本发明的主旨的范围进行各种变形。
Claims (6)
1.一种内燃机,具备:
气缸体,具有沿着气缸列方向直列配置的多个气缸,和形成于所述多个气缸的周围并供冷却水流动的气缸体内水套;
气缸盖,具有供所述冷却水流动的气缸盖内水套;及
气缸盖密封垫,介于所述气缸体与所述气缸盖之间,
所述内燃机的特征在于,
所述气缸体内水套包括位于所述多个气缸各自的进气侧及排气侧双方的多个气缸外周部,
所述气缸盖密封垫包括使所述多个气缸外周部的各自与所述气缸盖内水套连通的多个冷却水开口部,
所述内燃机构成为,在所述气缸体内水套内,所述冷却水沿着所述气缸列方向依次流过所述多个气缸外周部,
所述气缸盖密封垫包括1个或多个堰部,所述堰部在与位于所述气缸体内水套内的所述冷却水的流动方向即气缸体内冷却水流动方向上的至少最下游处的气缸外周部对应的冷却水开口部的下游侧的位置以阻挡所述冷却水的流动的方式设置。
2.根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,
所述气缸体包括多个气缸盖螺栓凸部,所述气缸盖螺栓凸部形成于所述气缸体内水套的外周侧并供将所述气缸盖固定于所述气缸体的多个气缸盖螺栓隔着所述气缸盖密封垫分别插入,
所述1个或多个堰部各自配置于螺栓周围部,所述螺栓周围部为由所述多个气缸盖螺栓凸部和所述多个气缸的气缸孔壁夹着的所述气缸体内水套的部位。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机,其特征在于,
所述内燃机构成为,在所述气缸体内水套中的所述进气侧及所述排气侧双方,所述冷却水从所述气缸列方向的一端朝向另一端沿着所述气缸列方向依次流过所述多个气缸外周部,
所述1个或多个堰部包括配置于所述进气侧及所述排气侧的至少一方的多个堰部,
所述多个堰部形成为,位于所述气缸体内冷却水流动方向的更下游处的堰部的面积比位于所述气缸体内冷却水流动方向的更上游处的堰部的面积大。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机,其特征在于,
所述内燃机构成为,在所述气缸体内水套中的所述进气侧及所述排气侧的一方,所述冷却水从所述气缸列方向的一端朝向另一端沿着所述气缸列方向依次流过所述多个气缸外周部的一部分,然后,在所述进气侧及所述排气侧的另一方,所述冷却水从所述气缸列方向的所述另一端朝向所述一端沿着所述气缸列方向依次流过所述多个气缸外周部的剩余部分,
所述1个或多个堰部包括配置于所述进气侧及所述排气侧的至少一方的多个堰部,
所述多个堰部形成为,位于所述气缸体内冷却水流动方向的更下游处的堰部的面积比位于所述气缸体内冷却水流动方向的更上游处的堰部的面积大。
5.根据权利要求1或2所述的内燃机,其特征在于,
所述1个或多个堰部包括配置于所述进气侧及所述排气侧的至少一方的多个堰部,
所述多个堰部的面积相同,
所述多个堰部配置于与除了位于所述气缸体内冷却水流动方向的最上游处的气缸外周部以外的多个气缸外周部对应的所述多个冷却水开口部的下游侧。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的内燃机,其特征在于,
所述气缸盖密封垫是多层构造的金属气缸盖密封垫,
所述1个或多个堰部通过将所述金属气缸盖密封垫中的所述气缸体侧的一层的一部分折弯而形成。
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