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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlstruktur einer Brennkraftmaschine.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Die japanische Patentanmeldung
JP 2005 - 188 352 A beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf und einem Abgaskrümmer, die einstückig / integral miteinander ausgebildet sind. Der Zylinderkopf hat einen Wassermantel, der dazu verwendet wird, Verbrennungsräume bzw. Brennkammern zu kühlen, und einen Wassermantel, der dazu verwendet wird, den Abgaskrümmer zu kühlen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Zylinderkopf im vorstehend beschriebenen Dokument kann einen Verbindungsabschnitt aufweisen, in dem sich das Kühlmittel, welches aus dem Wassermantel für die Brennkammern abgeführt wird, und das Kühlmittel, welches aus dem Wassermantel für den Abgaskrümmer abgeführt wird, vereinen und kann mit einem Kühlmitteltemperatursensor versehen sein, der stromabwärts des Verbindungsabschnitts gelegen angeordnet ist, um eine Kühlmitteltemperatur zu erfassen.
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Die Kühlmitteltemperatur ist ein Parameter, der als ein Ersatz für eine Maschinentemperatur in unterschiedlichen Steuerungsarten der Maschine verwendet wird. Die Temperatur des Kühlmittels, nachdem das Kühlmittel die Brennkammern kühlt, wird als ein Ersatz für die Maschinentemperatur verwendet.
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Die Temperatur eines Kühlmittels, das den Abgaskrümmer gekühlt hat, ist für gewöhnlich höher als die Temperatur eines Kühlmittels, das die Brennkammern gekühlt hat. Wenn die Temperatur des Kühlmittels, das den Abgaskrümmer gekühlt hat, und die Temperatur des Kühlmittels, das die Brennkammern gekühlt hat, voneinander verschieden sind, fließen die Kühlmittel, die sich in der Kühlmitteltemperatur voneinander unterscheiden, in den Verbindungsabschnitt. Demzufolge wird die Kühlmitteltemperaturverteilung an einer Position stromabwärts des Verbindungsabschnitts gelegen inhomogen.
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In dem Zustand, in dem die Temperaturverteilung inhomogen ist, wenn der Kühlmitteltemperatursensor die Temperatur des Kühlmittels, das den Abgaskrümmer gekühlt hat, statt die Temperatur des Kühlmittels, das die Brennkammern gekühlt hat, erfasst, spiegelt die erfasste Kühlmitteltemperatur die Maschinentemperatur nicht angemessen wider. In diesem Fall kann die erfasste Kühlmitteltemperatur ein ungeeigneter Wert als ein Ersatz für die Maschinentemperatur sein.
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Wenn sich das Vermischen des Kühlmittels, welches aus dem Wassermantel zum Kühlen der Brennkammern abgeführt wird, und dem Kühlmittel, welches aus dem Wassermantel zum Kühlen des Abgaskrümmers abgeführt wird, auf der stromabwärts gelegenen Seite des Verbindungsabschnitts fortsetzt, wird die Temperaturverteilung allmählich homogen. Jedoch ist die Temperatur des gemischten Kühlmittels durch die Temperatur des Kühlmittels, das den Abgaskrümmer gekühlt hat, beeinflusst. Somit unterscheidet sich die erfasste Kühlmitteltemperatur von der Temperatur des Kühlmittels, welches die Brennkammern gekühlt hat, wenn der Kühlmitteltemperatursensor die Temperatur des gemischten Kühlmittels erfasst. Somit kann in diesem Fall die Kühlmitteltemperatur, die von dem Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, ebenfalls ein ungeeigneter Wert als ein Ersatz für die Maschinentemperatur sein.
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Aus dem Dokument
DE 10 2013 221 214 A1 ist eine Wassermantelstruktur in einem Zylinderkopf bekannt geworden, bei der drei Wassermäntel vorgesehen sind. Ein erster Wassermantel ist über einem Auslasskrümmer angeordnet, der Auslassöffnungen vereinigt. Ein zweiter Wassermantel ist unter dem Auslasskrümmer angeordnet ist, und ein dritter Wassermantel kühlt die Brennkammeroberseiten. Die Auslassöffnungen dieser Wassermäntel sind dabei getrennt.
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Aus dem Dokument
DE 10 2012 209 510 A1 ist eine Kühlstruktur einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Die Kühlstruktur sieht auch mehrere Verbindungen zwischen diesen Wassermänteln vor. Allerdings sollen diese als Übergangsdurchgänge bezeichneten Verbindungen die Kühlmäntel fluidtechnisch koppeln, so dass es auch bei diesem bekannten System schwierig ist, eine ausreichend genaue Aussage über die Maschinentemperatur zu treffen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlstruktur einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die dazu ausgelegt ist, es zu ermöglichen, eine geeignete Kühlmitteltemperatur zu erfassen, die eine Maschinentemperatur widerspiegelt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Kühlstruktur einer Brennkraftmaschine. Die Kühlstruktur beinhaltet einen Zylinderkopf und einen Kühlmitteltemperatursensor. Der Kühlmitteltemperatursensor beinhaltet einen temperaturwahrnehmenden Abschnitt. Der Zylinderkopf hat eine Zylinderblock-Befestigungsoberfläche und eine Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche. Der Zylinderkopf beinhaltet einen Abgaskrümmer. Der Zylinderkopf hat einen ersten Wassermantel, durch den ein Kühlmittel zum Kühlen einer Verbrennungskammer bzw. Brennkammer fließt, und einen zweiten Wassermantel, durch den ein Kühlmittel zum Kühlen des Abgaskrümmers fließt. Der erste Wassermantel und der zweite Wassermantel sind innerhalb des Zylinderkopfs festgelegt / definiert. Der Zylinderkopf beinhaltet einen Verbindungsabschnitt, in dem sich das Kühlmittel, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, und das Kühlmittel, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, vereinen. Der Verbindungsabschnitt hat einen ersten Kühlmittelkanal. Ein zweiter Kühlmittelkanal ist an einer Position stromabwärts des Verbindungsabschnitts gelegen angeordnet. Der temperaturwahrnehmende Abschnitt ist in dem zweiten Kühlmittelkanal angeordnet. Ein Kühlmittelausgang des zweiten Wassermantels ist in dem ersten Kühlmittelkanal definiert / festgelegt und der Kühlmittelausgang des zweiten Wassermantels ist in dem ersten Kühlmittelkanal an einer Position auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche angeordnet.
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Der temperaturwahrnehmende Abschnitt ist in dem zweiten Kühlmittelkanal an einer Position auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche angeordnet.
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Mit der vorstehenden Konfiguration fließen das Kühlmittel, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, und das Kühlmittel, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, durch den ersten Kühlmittelkanal in den zweiten Kühlmittelkanal, welcher mit dem temperaturwahrnehmenden Abschnitt versehen ist.
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Der Kühlmittelausgang des zweiten Wassermantels ist in dem ersten Kühlmittelkanal an einer Position auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche angeordnet. Somit fließt der Hauptteil des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, zuverlässiger durch einen Raum auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche in dem ersten Kühlmittelkanal und einem Raum auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche in dem zweiten Kühlmittelkanal, welcher stromabwärts des Verbindungsabschnitts gelegen angeordnet ist. Demzufolge ist das Vermischen des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, und dem Kühlmittel, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, in dem ersten Kühlmittelkanal und dem zweiten Kühlmittelkanal unterbunden. Das Vermischen der Kühlmittel ist wie vorstehend beschrieben unterbunden, und somit fließt der Hauptteil des Kühlmittels, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, durch einen Raum auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche in dem ersten Kühlmittelkanal und einen Raum auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche in dem zweiten Kühlmittelkanal. Es ist zu beachten, dass die Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelachse von sowohl dem ersten Kühlmittelkanal als auch dem zweiten Kühlmittelkanal zu der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche angeordnet ist.
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Der temperaturwahrnehmende Abschnitt des Kühlmitteltemperatursensors ist in dem zweiten Kühlmittelkanal an einer Position auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche angeordnet. Somit erfasst der Kühlmitteltemperatursensor die Temperatur des Kühlmittels, welches in dem zweiten Kühlmittelkanal durch den Raum auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche fließt, d.h., die Temperatur des Kühlmittels, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird. Demzufolge wird die Kühlmitteltemperatur, welche die Maschinentemperatur widerspiegelt, angemessen erfasst.
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In der Kühlstruktur gemäß dem vorstehenden Aspekt kann der Kühlmittelausgang des zweiten Wassermantels in einem Zustand, in dem die Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug eingebaut ist, an einer Position auf einer in einer Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmittelkanal angeordnet sein; und der temperaturwahrnehmende Abschnitt kann in dem Zustand, in dem die Brennkraftmaschine in dem Fahrzeug eingebaut ist, an einer Position auf einer in der Vertikalrichtung unteren Seite in dem zweiten Kühlmittelkanal angeordnet sein.
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In der vorstehenden Konfiguration ist der Kühlmittelausgang des zweiten Wassermantels an einer Position auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmittelkanal angeordnet. Somit fließt der Hauptteil des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, zuverlässiger durch einen Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in den ersten Kühlmittelkanal und einen Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in den zweiten Kühlmittelkanal, welcher stromabwärts des Verbindungsabschnitts gelegen angeordnet ist. Die Temperatur des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, ist höher als die Temperatur des Kühlmittels, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, und die Dichte des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, ist geringer als die Dichte des Kühlmittels, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird. Somit wird das Kühlmittel, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, zuverlässiger in dem Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmittelkanal und in dem Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem zweiten Kühlmittelkanal gesammelt. Demzufolge ist es möglich, den Zustand, in dem der Hauptteil des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmittelkanal und den Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in den zweiten Kühlmittelkanal fließt, angemessen zu erhalten. Der Hauptteil des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, fließt durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in den ersten Kühlmittelkanal und den Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in den zweiten Kühlmittelkanal. Somit ist in dem ersten Kühlmittelkanal und dem zweiten Kühlmittelkanal das Vermischen des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird und dem Kühlmittel, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, unterbunden. Das Kühlmittel, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, fließt durch einen Raum auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite bzgl. des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird (der Raum, durch den das Kühlmittel fließt, ist vertikal gesehen niedriger als der Raum, durch den das Kühlmittel fließt), in dem ersten Kühlmittelkanal und dem zweiten Kühlmittelkanal.
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Mit der vorstehenden Konfiguration fließt das Kühlmittel, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite bzgl. des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, während das Vermischen des Kühlmittels, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, und dem Kühlmittel, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, in dem zweiten Kühlmittelkanal unterbunden ist. Der temperaturwahrnehmende Abschnitt des Kühlmitteltemperatursensors ist an einer Position auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite in dem zweiten Kühlmittelkanal angeordnet und somit erfasst der Kühlmitteltemperatursensor die Temperatur des Kühlmittels, welches durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite in den zweiten Kühlmittelkanal fließt, d.h., die Temperatur des Kühlmittels, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird. Demzufolge wird die Kühlmitteltemperatur, die die Maschinentemperatur widerspiegelt, angemessener erfasst.
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In der Kühlstruktur gemäß dem vorstehenden Aspekt können der erste Kühlmittelkanal und der zweite Kühlmittelkanal so angeordnet sein, dass sie linear/ geradlinig ineinander übergehen bzw. einander fortsetzen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, Variationen / Abweichungen in der Fließrichtung des Kühlmittels aufgrund der Richtungen, in denen die Kühlmittelkanäle ausgebildet sind, zu reduzieren. Somit tritt das Kühlmittel in den zweiten Kühlmittelkanal ein, wobei der Hauptteil des Kühlmittels, welches aus dem zweiten Wassermantel abgeführt wird, beibehält, durch den Raum auf der oberen Seite in den ersten Kühlmittelkanal zu fließen.
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In der Kühlstruktur gemäß dem vorstehenden Aspekt, kann der zweite Kühlmittelkanal in einem Teil definiert sein, welches separat von dem Zylinderkopf vorbereitet bzw. vorgesehen ist, und das Teil, welches den zweiten Kühlmittelkanal definiert, kann aus einem Harzmaterial hergestellt sein. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den Kühlmittelkanal, der mit dem temperaturwahrnehmenden Abschnitt versehen ist, einfach auszubilden.
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In der Kühlstruktur gemäß dem vorstehenden Aspekt, kann ein Volumen des ersten Wassermantels größer sein als ein Volumen des zweiten Wassermantels. Mit dieser Konfiguration erhöht sich das Verhältnis der Kühlmittelmenge, welche von dem ersten Wassermantel eingebracht wird, zu der Kühlmittelmenge, die durch den zweiten Kühlmittelkanal fließt. Somit, selbst wenn die Temperatur des Kühlmittels an einer Position stromabwärts des Vereinigungsabschnitts bzw. des Verbindungsabschnitts gelegen erfasst wird, ist es möglich, die Temperatur des Kühlmittels, welches aus dem ersten Wassermantel abgeführt wird, genau zu erfassen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Nummern gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
- 1 eine Schnittansicht eines Zylinderkopfs in einer Kühlstruktur einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei die Schnittansicht entlang der Längsrichtung des Zylinderkopfs verläuft;
- 2 ein schematisches Schaubild zeigt, welches die Struktur der Brennkraftmaschine und eines Kühlsystems der Brennkraftmaschine darstellt;
- 3 eine Schnittansicht zeigt, welche entlang der Linie III-III in 1 verläuft;
- 4 eine perspektivische Ansicht zeigt, welche die Schnittstruktur eines Verbindungsabschnitts des Zylinderkopfs und seine Umgebung in der Ausführungsform darstellt;
- 5 eine Ansicht zeigt, welche die Temperaturverteilung eines Kühlmittels in der Radialrichtung in einem Wasserausgang in der Ausführungsform zeigt; und
- 6 eine Schnittansicht eines Zylinderkopfs gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei die Schnittansicht entlang der Längsrichtung des Zylinderkopfs verläuft.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Kühlstruktur einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Bezug zu 1 bis 5 beschrieben. Wie in 1 dargestellt, weist ein Zylinderkopf 100 in der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl Verbrennungsräume bzw. Brennkammern 10 auf. Ferner weist der Zylinderkopf 100 eine Vielzahl Ansaugkanäle bzw. Einlassöffnungen 20, durch welche Ansaugluft in die Brennkammern 10 eingeführt wird, und eine Vielzahl Abgaskanäle bzw. Auslassöffnungen, in welche Abgas von den Brennkammern 10 abgesondert wird, auf. Ein Abgaskrümmer 30, in dem sich die Auslassöffnungen zusammenschließen / vereinen, ist einstückig / integral mit dem Zylinderkopf 100 ausgebildet.
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Ein erster Wassermantel 110, durch den ein Maschinenkühlmittel zum Kühlen der Brennkammern 10 fließt, ist innerhalb des Zylinderkopfs 100 definiert. Der erste Wassermantel 110 erstreckt sich in der Längsrichtung des Zylinderkopfs 100. Ferner ist ein zweiter Wassermantel 120 innerhalb des Zylinderkopfs 100 definiert. Der zweite Wassermantel 120 ist so angeordnet, dass das Maschinenkühlmittel um den Abgaskrümmer 30 herum fließt. Der Abgaskrümmer 30 wird durch das Kühlmittel, welches durch den zweiten Wassermantel 120 fließt, gekühlt. Das Volumen des ersten Wassermantels 110 ist größer als das Volumen des zweiten Wassermantels 120. Da der erste Wassermantel 110 und der zweite Wassermantel 120 die bekannten Konfigurationen aufweisen, werden deren Details in der nachfolgenden Beschreibung ausgelassen.
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Der Zylinderkopf 100 hat einen Vereinigungsabschnitt bzw. Verbindungsabschnitt 40, in dem sich das Kühlmittel, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, und das Kühlmittel, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, vereinen. Der Verbindungsabschnitt 40 ist auf einer Seite des Zylinderkopfs 100 in der Richtung angeordnet, entlang derer die Brennkammern 10 aufgereiht sind. Ein Wasserausgang 50 ist mit dem stromabwärts gelegenen Abschnitt des Verbindungsabschnitts 40 verbunden. Der Wasserausgang 50 ist aus einem Harzmaterial hergestellt, und separat von dem Zylinderkopf 100 vorgesehen. Eine Kühlmittelleitung 70 ist mit dem stromabwärts gelegenen Abschnitt des Wasserausgangs 50 verbunden.
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Wie in 3 bis 5 dargestellt, ist ein zweiter Kühlmittelkanal bzw. ein zweiter Kühlmitteldurchgang 51 innerhalb des Wasserausgangs 50 definiert. Das Kühlmittel, welches aus dem Verbindungsabschnitt 40 abgeführt wird, fließt in den zweiten Kühlmitteldurchgang 51. Ein temperaturwahrnehmender Abschnitt 60a, der an dem distalen Ende eines Kühlmitteltemperatursensors 60 vorgesehen ist, ist in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet. Der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a erfasst die Temperatur des Kühlmittels, welches aus dem Zylinderkopf 100 abgeführt wird.
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2 stellt die Struktur der Brennkraftmaschine 1 mit dem Zylinderkopf 100 und einem Teil eines Kühlsystems der Brennkraftmaschine 1 dar. Der Zylinderkopf 100 ist zwischen einem Zylinderblock 80 und einem Zylinderkopfdeckel 90 angeordnet.
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Der Zylinderkopf 100 hat eine Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180, an der der Zylinderblock 80 befestigt ist, und eine Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190, an der der Zylinderkopfdeckel 90 befestigt ist.
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Der Zylinderblock 80 der Brennkraftmaschine 1 hat einen Wassermantel 300, durch den ein Kühlmittel zum Kühlen des Zylinderblocks 80 fließt. Das Kühlmittel, welches von einer Wasserpumpe 200 übermittelt / weitegeleitet wird, fließt in den Wassermantel 300 für den Zylinderblock 80.
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Das Kühlmittel, welches in den Wassermantel 300 für den Zylinderblock 80 eingeführt ist, kühlt den Zylinderblock 80 der Brennkraftmaschine 1 und fließt dann in den ersten Wassermantel 110 und den zweiten Wassermantel 120 für den Zylinderkopf 100.
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Das Kühlmittel, welches in den ersten Wassermantel 110 eingeführt ist, kühlt die Brennkammern 10 und fließt dann in den Verbindungsabschnitt 40. Das Kühlmittel, welches in den zweiten Wassermantel 120 eingeführt ist, kühlt den Abgaskrümmer 30 und fließt dann in den Verbindungsabschnitt 40. Das Kühlmittel, welches in den Verbindungsabschnitt 40 eingeführt ist, fließt durch den Wasserausgang 50, der mit dem Kühlmitteltemperatursensor 60 versehen ist, aus.
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3 stellt eine Schnittstruktur des Verbindungsabschnitts 40 und seiner Umgebung dar, geschnitten entlang der Kühlmittelfließrichtung. Ein Pfeil Y1 in 3 gibt die Seite an, auf der die Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 des Zylinderkopfs 100 angeordnet ist, und ein Pfeil Y2 in 3 gibt die Seite an, auf der die Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 des Zylinderkopfs 100 angeordnet ist.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht, die die Schnittstruktur des Verbindungsabschnitts 40 und seine Umgebung darstellt. Wie in 3 und 4 gezeigt, fließen ein Kühlmittel a, welches die Brennkammern 10 kühlt und anschließend aus dem ersten Wassermantel 110 ausfließt, und ein Kühlmittel β, welches den Abgaskrümmer 30 kühlt und anschließend aus dem zweiten Wassermantel 120 ausfließt, in einen ersten Kühlmittelkanal bzw. Kühlmitteldurchgang 41, der durch die Innenwand des Verbindungsabschnitts 40 definiert ist.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, ist ein Kühlmittelausgang 121 des zweiten Wassermantels 120 an einer Position auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 angeordnet. Durch den Kühlmittelausgang 121 fließt das Kühlmittel β von dem zweiten Wassermantel 120 in den Verbindungsabschnitt 40. Der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a ist an einer Position auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet. Genauer gesagt, ist, in einem Zustand, in dem die Brennkraftmaschine 1 in einem Fahrzeug eingebaut ist, der Kühlmittelausgang 121 des zweiten Wassermantels 120 an einer Position auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 angeordnet und der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a ist an einer Position auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet.
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Es wird eine ausführliche Beschreibung der vorstehend beschriebenen „Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190“ und der „Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180“ gegeben. Wenn ein Schnitt von sowohl dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 als auch dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51, geschnitten entlang der Fließrichtung, in zwei Bereiche geteilt ist (geteilt in zwei gleiche Bereiche), d.h., einen Bereich auf der Seite, auf der der Zylinderkopfdeckel 90 angeordnet ist, und einen Bereich auf der Seite, auf der der Zylinderblock 80 angeordnet ist, wird der Bereich auf der Seite, auf der der Zylinderkopfdeckel 90 angeordnet ist, als die „Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190“ bezeichnet, und der Bereich auf der Seite, auf der der Zylinderblock 80 angeordnet ist, wird als die „Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180“ bezeichnet.
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Es wird eine detaillierte Beschreibung der vorstehend beschriebenen „in der Vertikalrichtung oberen Seite" und „in der Vertikalrichtung unteren Seite" gegeben. Wenn ein Schnitt von sowohl dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 als auch dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51, geschnitten entlang der Fließrichtung, in zwei Bereiche geteilt ist (geteilt in zwei gleiche Bereiche), wird der Bereich auf der oberen Seite in der Vertikalrichtung als die „in der Vertikalrichtung obere Seite“ bezeichnet und der Bereich auf der unteren Seite in der Vertikalrichtung wird als die „in der Vertikalrichtung untere Seite“ bezeichnet.
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Der erste Kühlmitteldurchgang 41 und der zweite Kühlmitteldurchgang 51 sind derart angeordnet, dass sie linear / geradlinig ineinander übergehen. Als nächstes wird mit Bezug zu 5 die vorteilhaften Effekte, welche durch die Kühlstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt werden, beschrieben.
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Ein Pfeil Y1 in 5 gibt die Seite an, auf der die Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 des Zylinderkopfs 100 angeordnet ist, und ein Pfeil Y2 in 5 gibt die Seite an, auf der die Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 des Zylinderkopfs 100 angeordnet ist.
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Das Kühlmittel α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, und das Kühlmittel β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, fließen durch den Verbindungsabschnitt 40 in den zweiten Kühlmitteldurchgang 51, in dem der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a angeordnet ist.
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Wie in 3 oder 4 dargestellt, ist der Kühlmittelausgang 121 des zweiten Wassermantels 120 an einer Position auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 angeordnet. Somit fließt der Hauptteil des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, zuverlässiger / verlässlicher durch einen Raum auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und einen Raum auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51, der, wie in 5 dargestellt, stromabwärts des Verbindungsabschnitts 40 gelegen angeordnet ist. Demzufolge wird in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 das Vermischen des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, und dem Kühlmittel α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, unterbunden. Das Vermischen der Kühlmittel ist, wie vorstehend beschrieben, unterbunden und somit fließt der Hauptteil des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, durch einen Raum auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und einen Raum auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51. Es ist zu beachten, dass die Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelachse von sowohl dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 als auch den zweiten Kühlmitteldurchgang 51 zu der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 angeordnet ist.
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Der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a des Kühlmitteltemperatursensors 60 ist an einer Position auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet. Somit erfasst der Kühlmitteltemperatursensor 60 die Temperatur des Kühlmittels, welches durch den Raum auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 fließt, d.h., die Temperatur des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird. Demzufolge ist die Kühlmitteltemperatur, welche die Maschinentemperatur widerspiegelt, angemessen / geeignet erfasst.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kühlmittelausgang 121 des zweiten Wassermantels 120 an einer Position auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 angeordnet. Somit fließt der Hauptteil des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, zuverlässiger / verlässlicher durch einen Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und einen Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51, welcher stromabwärts des Verbindungsabschnitts 40 gelegen angeordnet ist.
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Die Temperatur des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, ist höher, als die Temperatur des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, und die Dichte des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, ist geringer als die Dichte des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird. Somit wird das Kühlmittel β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, zuverlässiger / verlässlicher in dem Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und in dem Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 gesammelt. Demzufolge ist es möglich, den Zustand, in dem der Hauptteil des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und dem Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 fließt, angemessen zu erhalten.
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Der Hauptteil des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, fließt durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und den Raum auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51. Somit ist in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 das Vermischen des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, und dem Kühlmittel α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, unterbunden. Wie in 5 dargestellt, fließt das Kühlmittel α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, durch einen Raum auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite bzgl. des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird (der Raum, durch den das Kühlmittel α fließt ist vertikal gesehen weiter unten / tiefer als der Raum, durch den das Kühlmittel β fließt), in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51.
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Auf diese Weise fließt das Kühlmittel α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite bzgl. des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, während das Vermischen des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, und des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 unterbunden ist. Der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a des Kühlmitteltemperatursensors 60 ist an einer Position auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet und somit erfasst der Kühlmitteltemperatursensor 60 die Temperatur des Kühlmittels, welches durch den Raum auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 fließt, d.h., die Temperatur des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird. Demzufolge wird die Kühlmitteltemperatur, die die Maschinentemperatur widerspiegelt, besser / angemessener erfasst.
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Da der erste Kühlmitteldurchgang 41 und der zweite Kühlmitteldurchgang 51 derart angeordnet sind, dass sie linear ineinander übergehen, ist es möglich, Variationen / Abweichungen in der Fließrichtung des Kühlmittels aufgrund der Richtungen, in denen die Kühlmitteldurchgänge ausgebildet sind (oder die Richtung der Verbindung zwischen dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 und dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51) zu reduzieren. Somit tritt das Kühlmittel β in den zweiten Kühlmitteldurchgang 51 ein, wobei der Hauptteil des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, dazu angehalten wird, durch den Raum auf der oberen Seite in den ersten Kühlmitteldurchgang 41 zu fließen. Demzufolge werden die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekte zuverlässiger erhalten.
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Wenn der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a des Kühlmitteltemperatursensors 60 in dem ersten Wassermantel 110 vorgesehen ist, ist es möglich, die Kühlmitteltemperatur zu erfassen, die die Maschinentemperatur widerspiegelt. Jedoch ist es in diesem Fall notwendig, den Kühlmitteltemperatursensor 60 innerhalb des Zylinderkopfs 100 vorzusehen, statt ihn auf der Außenseite des Zylinderkopfs 100 vorzusehen, aber es ist schwierig, den Kühlmitteltemperatursensor 60 innerhalb des Zylinderkopfs 100 vorzusehen. In dieser Hinsicht ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 dargestellt, der Verbindungsabschnitt 40 in der Richtung, entlang derer die Brennkammern 10 aufgereiht sind, auf der einen Seite des Zylinderkopfs 100 angeordnet, und der Kühlmitteltemperatursensor 60 ist in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 vorgesehen, der stromabwärts des Verbindungsabschnitts 40 gelegen angeordnet ist. Das heißt, der Kühlmitteltemperatursensor 60 ist auf der Außenseite des Zylinderkopfs 100 vorgesehen. Somit ist es, selbst mit dieser Anordnung des Sensors, möglich, die Kühlmitteltemperatur zu erfassen, die die Maschinentemperatur widerspiegelt.
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Der Wasserausgang 50, der den zweiten Kühlmitteldurchgang 51 definiert, ist aus einem Harzmaterial hergestellt, und separat von dem Zylinderkopf 100 vorgesehen. Somit ist es möglich, den zweiten Kühlmitteldurchgang 51, welcher mit dem temperaturwahrnehmenden Abschnitt 60a versehen ist, einfach auszubilden.
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Das Volumen des ersten Wassermantels 110 ist größer als das Volumen des zweiten Wassermantels 120. Somit steigt das Verhältnis der Kühlmittelmenge, welche von dem ersten Wassermantel 110 eingebracht / zugeführt ist, zu der Kühlmittelmenge, welche durch den zweiten Kühlmitteldurchgang 51 des Wasserausgangs 50 fließt, erhöht. Somit ist es möglich, selbst wenn die Temperatur des Kühlmittels an einer Position stromabwärts des Verbindungsabschnitts 40 gelegen erfasst wird, die Temperatur des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, genau zu erfassen.
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Wie vorstehend beschrieben, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, werden die nachfolgenden vorteilhaften Effekte erhalten.
- (1) Der zweite Kühlmitteldurchgang 51, der mit dem temperaturwahrnehmenden Abschnitt 60a des Kühlmitteltemperatursensors 60 versehen ist, ist stromabwärts des Verbindungsabschnitts 40 gelegen angeordnet. Der Kühlmittelausgang 121 des zweiten Wassermantels 120, welcher in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 definiert ist, ist an einer Position auf der Seite der Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 angeordnet. Der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a des Kühlmitteltemperatursensors 60 ist an einer Position auf der Seite der Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Kühlmitteltemperatur angemessen zu erfassen, welche die Maschinentemperatur widerspiegelt.
- (2) Der Kühlmittelausgang 121 des zweiten Wassermantels 120 ist an einer Position auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 angeordnet. Der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a des Kühlmitteltemperatursensors 60 ist an einer Position auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet. Somit ist es möglich, die Kühlmitteltemperatur, die die Maschinentemperatur widergibt, besser / angemessener zu erfassen.
- (3) Der erste Kühlmitteldurchgang 41 und der zweite Kühlmitteldurchgang 51 sind so angeordnet, dass sie linear / geradlinig ineinander übergehen. Somit tritt das Kühlmittel β in den zweiten Kühlmitteldurchgang 51 ein, wobei der Hauptteil des Kühlmittels β, welches aus dem zweiten Wassermantel 120 abgeführt wird, dazu angehalten wird, durch den Raum auf der oberen Seite in den ersten Kühlmitteldurchgang 41 zu fließen.
- (4) Selbst wenn der Kühlmitteltemperatursensor 60 auf der Außenseite des Zylinderkopfs 100 vorgesehen ist, ist es möglich, die Kühlmitteltemperatur zu erfassen, die die Maschinentemperatur widerspiegelt. (5) Der Wasserausgang 50, der den zweiten Kühlmitteldurchgang 51 definiert, ist aus einem Harzmaterial hergestellt, und separat von dem Zylinderkopf 100 vorgesehen. Somit ist es möglich, den zweiten Kühlmitteldurchgang 51, der mit dem temperaturwahrnehmenden Abschnitt 60a versehen ist, einfach auszubilden.
- (6) Das Volumen des ersten Wassermantels 110 ist größer als das Volumen des zweiten Wassermantels 120. Somit ist es, selbst wenn die Temperatur des Kühlmittels an einer Position stromabwärts des Verbindungsabschnitts 40 gelegen erfasst wird, möglich, die Temperatur des Kühlmittels α, welches aus dem ersten Wassermantel 110 abgeführt wird, genauer zu erfassen.
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Die vorstehende Ausführungsform kann wie nachfolgend modifiziert / geändert werden. In der vorstehenden Ausführungsform ist der Kühlmittelausgang 121 des zweiten Wassermantels 120 an einer Position auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite in dem ersten Kühlmitteldurchgang 41 angeordnet und der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a des Kühlmitteltemperatursensors 60 ist an einer Position auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite in dem zweiten Kühlmitteldurchgang 51 angeordnet. Jedoch muss der Kühlmittelausgang 121 nicht an einer Position auf der in der Vertikalrichtung oberen Seite angeordnet sein und der temperaturwahrnehmende Abschnitt 60a muss nicht an einer Position auf der in der Vertikalrichtung unteren Seite angeordnet sein. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich zumindest die vorteilhaften Effekte, außer dem vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekt (2) zu erhalten.
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In der vorstehenden Ausführungsform ist der zweite Kühlmitteldurchgang 51, welcher mit dem temperaturwahrnehmenden Abschnitt 60a versehen ist, in dem Wasserausgang 50 definiert. In der vorstehenden Ausführungsform ist der Wasserausgang 50 mit dem stromabwärts gelegenen Abschnitt des Verbindungsabschnitts 40 verbunden. Das heißt, der Wasserausgang 50, der den zweiten Kühlmitteldurchgang 51 definiert, und der Zylinderkopf 100 sind Teile, die separat voneinander vorgesehen sind. Alternativ, wie in 6 dargestellt, kann der Wasserausgang 50 integral / einstückig bzw. zusammen mit dem Zylinderkopf 100 ausgebildet sein, sodass der zweite Kühlmitteldurchgang 51 integral / einstückig bzw. zusammen mit dem Zylinderkopf 100 ausgebildet ist.
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Der erste Kühlmitteldurchgang 41 und der zweite Kühlmitteldurchgang 51 sind derart angeordnet, dass sie linear / geradlinig ineinander übergehen. Jedoch können der erste Kühlmitteldurchgang 41 und der zweite Kühlmitteldurchgang 51 auf andere Weise angeordnet sein. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, zumindest die vorteilhaften Effekte, außer dem vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekt (3), zu erhalten.
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Das Volumen des ersten Wassermantels 110 kann gleich dem Volumen des zweiten Wassermantels 120 sein, oder das Volumen des ersten Wassermantels 110 kann kleiner sein als das Volumen des zweiten Wassermantels 120. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, die vorteilhaften Effekte, außer dem vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekt (6), zu erhalten.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 10
- Brennkammern
- 20
- Einlassöffnungen
- 30
- Abgaskrümmer
- 40
- Verbindungsabschnitt
- 41
- erster Kühlmitteldurchgang
- 50
- Wasserausgang
- 51
- zweiter Kühlmitteldurchgang
- 60
- Kühlmitteltemperatursensor
- 60a
- temperaturwahrnehmender Abschnitt
- 70
- Kühlmittelleitung
- 80
- Zylinderblock
- 90
- Zylinderkopfdeckel
- 100
- Zylinderkopf
- 110
- erster Wassermantel
- 120
- zweiter Wassermantel
- 121
- Kühlmittelausgang des zweiten Wassermantels 120
- 180
- Zylinderblock-Befestigungsoberfläche
- 190
- Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche
- 200
- Wasserpumpe
- 300
- Wassermantel
- α
- Kühlmittel
- β
- Kühlmittel
- Y1
- Seite, auf der die Zylinderkopfdeckel-Befestigungsoberfläche 190 des Zylinderkopfs 100 angeordnet ist
- Y2
- Seite, auf der die Zylinderblock-Befestigungsoberfläche 180 des Zylinderkopfs 100 angeordnet ist
