DE68907485T2

DE68907485T2 - COOLING SYSTEM FOR CYLINDER RIFLES.

Info

Publication number: DE68907485T2
Application number: DE89909845T
Authority: DE
Inventors: Godo Ozawa
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: DE68907485D1

Description

TECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein Verfahren zur Kühlung mehrerer Zylinderlaufbuchsen in einem Motor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Kühlung mehrerer, hauptsächlich in dem Zylinderblock eines Dieselmotors angeordneter Zylinderlaufbuchsen.The present invention relates generally to a method for cooling a plurality of cylinder liners in an engine. In particular, the present invention relates to a method for cooling a plurality of cylinder liners arranged primarily in the cylinder block of a diesel engine.

TECHNICAL BACKGROUND

Im allgemeinen ist zur Kühlung mehrerer Zylinderlaufbuchsen in einem Dieselmotor vom wassergekühlten Typ im Bereich in der Nähe jeder in einem Zylinderblock angeordneten Zylinderlaufbuchse ein Wassermantel ausgebildet, derart, daß ein Kühlmittel zu dem Wassermantel gepumpt werden kann.Generally, in order to cool a plurality of cylinder liners in a water-cooled type diesel engine, a water jacket is formed in the region near each cylinder liner arranged in a cylinder block such that a coolant can be pumped to the water jacket.

Da die Zylinderlaufbuchsen auf herkömmliche Weise gekühlt werden, variiert die Temperaturverteilung an der Wandoberfläche jeder Zylinderlaufbuchse generell wie durch eine Kurve A in Fig. 2 dargestellt.Since the cylinder liners are cooled in a conventional manner, the temperature distribution on the wall surface of each cylinder liner generally varies as shown by a curve A in Fig. 2.

In bezug auf den Aufbau eines Wassermantels für einen relativ kleinformatigen Dieselmotor mit einer unter fünf Litern liegenden Kolbenverdrängung ist die Querschnittskonfiguration des Wassermantels so bemessen, daß er zu seinem oberen Teil hin, d.h. der Zylinderkopffläche, eine zunehmend geringere Weite W aufweist, wie in der Schnittansicht von Fig. 5 gezeigt. Es sei angemerkt, daß die Ausbildung der Querschnittskonfiguration des Wassermantels mit einer sich auf die oben beschriebene Weise zunehmend verringernden Weite W zu seinem oberen Teil hin bisher im Amtsblatt, beispielsweise der Japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. 153843/1985, offenbart worden ist.With regard to the design of a water jacket for a relatively small-sized diesel engine with a piston displacement of less than five litres, the cross-sectional configuration of the water jacket is such that it is directed towards its upper part, ie the cylinder head surface, has a progressively smaller width W as shown in the sectional view of Fig. 5. It should be noted that the formation of the cross-sectional configuration of the water jacket having a progressively smaller width W toward its upper part in the manner described above has been previously disclosed in the official gazette, for example, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 153843/1985.

Um zu gewährleisten, daß ein Motor eine hohe Leistung mit vorverdichteter Ansaugluft mit Unterstützung eines Aufladers oder einer ähnlichen Einrichtung erbringt, ist bereits vorgeschlagen worden, daß jede Zylinderlaufbuchse aus einem keramischen oder einem ähnlichen Material ausgebildet wird, um die gesamte Zylinderlaufbuchse thermisch zu isolieren. Bei dem auf die oben beschriebene Weise aufgebauten Motor erfolgt die Temperaturverteilung auf der Wandoberfläche jeder Zylinderlaufbuchse in der durch die Kurve B in Fig. 2 dargestellten Weise. Wie aus Kurve B hervorgeht, ist die Wandtemperatur nicht nur an dem oberen Teil der Zylinderlaufbuchse erhöht, sondern auch in dem sich von dem zentralen Teil zu dem unteren Teil der Zylinderlaufbuchse erstreckenden Bereich.In order to ensure that an engine can produce high performance with pre-compressed intake air with the aid of a supercharger or similar device, it has been proposed that each cylinder liner be made of a ceramic or similar material to thermally insulate the entire cylinder liner. In the engine constructed as described above, the temperature distribution on the wall surface of each cylinder liner is as shown by curve B in Fig. 2. As can be seen from curve B, the wall temperature is increased not only at the upper part of the cylinder liner but also in the region extending from the central part to the lower part of the cylinder liner.

Eine Relation zwischen einer Temperatur an der Wandoberfläche jeder Zylinderlaufbuchse und einer Größe des Schmierölverbrauchs ist generell durch ein Schaubild in Fig. 4 dargestellt. Es hat sich herausgestellt, daß der Schmierölverbrauch im Verhältnis zu dem Temperaturanstieg an der Wandoberfläche jedes Zylinders wesentlich zunimmt. Aus diesem Grund tritt bei dem vorstehend erwähnten Motor, der derart ausgestaltet ist, daß er eine hohe Leistung mit vorverdichteter Ansaugluft mit der Unterstützung eines Aufladers oder einer ähnlichen Einrichtung erbringt, während die gesamte Zylinderlaufbuchse thermisch isoliert ist, eine Störung auf, nämlich eine Zunahme des Schmierölverbrauchs aufgrund der erhöhten Temperatur der gesamten Zylinderlaufbuchse.A relation between a temperature on the wall surface of each cylinder liner and a quantity of lubricating oil consumption is generally shown by a graph in Fig. 4. It has been found that the lubricating oil consumption increases significantly in proportion to the temperature increase on the wall surface of each cylinder. For this reason, in the above-mentioned engine designed to produce high power with pre-compressed intake air with the Support of a supercharger or similar device while the entire cylinder liner is thermally insulated, a disturbance occurs, namely an increase in lubricating oil consumption due to the increased temperature of the entire cylinder liner.

Da ferner die Ansaugluft in zunehmendem Maße erhitzt und ausgedehnt wird, weil die Temperatur des gesamten Zylinders erhöht ist, treten noch weitere Störungen auf, nämlich eine Verschlechterung bei der Verdichtung der Ansaugluft, eine Verschlechterung hinsichtlich der Eigenschaften der Farbe des Abgases und der Partikelqualität, und darüber hinaus nimmt aufgrund der im Zusammenhang mit der Erhöhung der Wandtemperatur jeder Zylinderlaufbuchse am Ende des Verdichtungshubes stehenden Erhöhung der Verbrennungstemperatur die Menge der Stickstoffoxide (NOx) zu.Furthermore, since the intake air is increasingly heated and expanded because the temperature of the entire cylinder is increased, other troubles occur, namely, deterioration in the compression of the intake air, deterioration in the characteristics of the color of the exhaust gas and the quality of the particles, and, in addition, the amount of nitrogen oxides (NOx) increases due to the increase in the combustion temperature associated with the increase in the wall temperature of each cylinder liner at the end of the compression stroke.

Andererseits, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, ist ein Kühlsystem für einen kleinformatigen Motor mit einer Kolbenverdrängung unter fünf Litern derart aufgebaut, daß ein von einer Wasserpumpe p gefördertes Kühlmittel einem um eine vordere Zylinderlaufbuchse b ausgebildeten Wassermantel c zugeführt wird, anschließend wird das Kühlmittel von der vorderen Zylinderlaufbuchse zu einer Zwischenzylinderlaufbuchse b geführt und schließlich wird das Kühlmittel von der Zwischenzylinderlaufbuchse b weg einer hinteren Zylinderlaufbuchse b zugeführt. Es sei angemerkt, daß unter den Auslaßports an einem Zylinderblock d, von denen jeder mit einem (nicht dargestellten) Zylinderkopf in Verbindung steht, ein hinterster Auslaßport e' einen Strömungsdurchlaßquerschnittsbereich aufweist, der zweimal so groß ist wie der der anderen Auslaßports e.On the other hand, as schematically shown in Fig. 6, a cooling system for a small-sized engine having a piston displacement of less than five liters is constructed such that a coolant supplied from a water pump p is supplied to a water jacket c formed around a front cylinder liner b, then the coolant is supplied from the front cylinder liner to an inter-cylinder liner b, and finally the coolant is supplied from the inter-cylinder liner b to a rear cylinder liner b. Note that, among exhaust ports on a cylinder block d, each of which communicates with a cylinder head (not shown), a rearmost exhaust port e' has a flow passage cross-sectional area twice as large as that of the other exhaust ports e.

Da die vordere Zylinderlaufbuchse b ausreichend von dem Kühlmittel gekühlt ist, doch die Zwischenzylinderlaufbuchse b und die hintere Zylinderlaufbuchse b nicht ausreichend von dem warmen Kühlmittel, dessen Temperatur erhöht ist, gekühlt sind, tritt bei dem in Fig. 6 dargestellten Kühlsystem die Störung auf, daß die Temperatur an der Wandoberfläche jeder derjenigen Zylinderlaufbuchsen b, die hinter der vorderen Zylinderlaufbuchse b angeordnet sind, in unerwünschter Weise erhöht ist. Aus diesem Grund kann das herkömmliche Kühlsystem insbesondere bei einem großformatigen Motor, der zur Erbringung einer hohen Leistung ausgestaltet ist, nicht angewandt werden.In the cooling system shown in Fig. 6, since the front cylinder liner b is sufficiently cooled by the coolant, but the inter-cylinder liner b and the rear cylinder liner b are not sufficiently cooled by the warm coolant whose temperature is increased, a problem occurs that the temperature on the wall surface of each of the cylinder liners b arranged behind the front cylinder liner b is undesirably increased. For this reason, the conventional cooling system cannot be applied, particularly to a large-sized engine designed to provide high output.

Außerdem tritt in dem Fall, in dem der Wassermantel c so bemessen ist, daß er eine Weite W aufweist, die sich zu seinem oberen Teil hin zunehmend verringert, wie in Fig. 5 dargestellt, dann, wenn ein Kühlsystem so konstruiert ist, daß ein Kühlmittel von der Vorderseite zu der Rückseite eines Motors strömt, wie bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 6, eine weitere Störung auf, nämlich, daß das Kühlmittel in dem Bereich, wo der Wassermantel c eine geringere Weite aufweist, langsamer strömt, was dazu führt, daß der Kühlwirkungsgrad verschlechtert ist.In addition, in the case where the water jacket c is designed to have a width W which progressively decreases toward its upper part as shown in Fig. 5, when a cooling system is designed so that a coolant flows from the front to the rear of an engine as in the cooling system shown in Fig. 6, another trouble occurs that the coolant flows more slowly in the region where the water jacket c has a smaller width, resulting in the cooling efficiency being deteriorated.

US-A-4 284 037 beschreibt ein Zylinderkühlsystem, bei dem jede Zylinderlaufbuchse von einem Kühlmantel umgeben ist, der als kreisförmige Kammer mit einem gerundeten oberen und einem gerundeten unteren Ende ausgestaltet ist. Die Wassermäntel der Zylinder sind mit einem in dem Seitenteil des Zylinderblocks ausgebildeten Wasserverteiler verbunden. Dieser Aufbau des Kühlsystems führt zu den oben beschriebenen Auswirkungen der Kühlsysteme nach dem Stand der Technik.US-A-4 284 037 describes a cylinder cooling system in which each cylinder liner is surrounded by a cooling jacket which is designed as a circular chamber with a rounded upper end and a rounded lower end. The water jackets of the cylinders are connected to a water distributor formed in the side part of the cylinder block. This design of the cooling system leads to the effects of the cooling systems according to the state of the art described above.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf den vorstehenden Hintergrund gemacht und ihre Aufgabe besteht darin, ein Zylinderlaufbuchsenkühlsystem in einem Motor zu schaffen, bei dem die Kühlwirkung der Zylinderlaufbuchsen verbessert ist, die Ansaugluftverdichtungswirkung verbessert ist, die Eigenschaften hinsichtlich der Farbe des Abgases und die Partikelqualität verbessert sind, und bei dem darüber hinaus die Menge der Stickstoffoxide (NOx) im Abgas wesentlich verringert ist.The present invention has been made in view of the above background and its object is to provide a cylinder liner cooling system in an engine in which the cooling effect of the cylinder liners is improved, the intake air compression effect is improved, the exhaust gas color properties and the particle quality are improved, and in which, furthermore, the amount of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas is significantly reduced.

Das Zylinderlaufbuchsenkühlsystem der vorliegenden Erfindung ist durch Anspruch 1 definiert.The cylinder liner cooling system of the present invention is defined by claim 1.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Anordnung einer Anzahl an Kühlmittelströmungsdurchlässen zeigt, die zur Durchführung des Verfahrens der Kühlung von mehreren Zylinderlaufbuchsen in einem Motor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist.Fig. 1 is a perspective view schematically showing the arrangement of a number of coolant flow passages usable for carrying out the method of cooling a plurality of cylinder liners in an engine according to the present invention.

Fig. 2 ist eine fragmentarische Schnittansicht des Motors, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erforderliche wesentliche Teile zeigt.Fig. 2 is a fragmentary sectional view of the engine showing essential parts required for carrying out the method according to an embodiment of the present invention.

Fig. 3(a) und Fig. 3(b) zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht einer Zylinderlaufbuchse, die schematisch einen Strömungsdurchgang um die Zylinderlaufbuchse darstellt, durch den das Kühlmittel aufwärts strömt.Fig. 3(a) and Fig. 3(b) each show a perspective view of a cylinder liner, schematically showing a flow passage around the cylinder liner through which the coolant flows upward.

Fig. 4 ist ein Schaubild, das eine Relation zwischen der Temperatur an der Wandoberfläche jeder Zylinderlaufbuchse und der Größe des Schmierölverbrauchs darstellt.Fig. 4 is a graph showing a relationship between the temperature at the wall surface of each cylinder liner and the amount of lubricating oil consumption.

Fig. 5 ist eine fragmentarische Schnittansicht eines Motors, bei dem ein herkömmliches Verfahren zur Kühlung mehrerer Zylinderlaufbuchsen in dem Motor angewandt wird.Fig. 5 is a fragmentary sectional view of an engine employing a conventional method for cooling a plurality of cylinder liners in the engine.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Anordnung mehrerer Kühlmittelströmungsdurchgänge darstellt, die zur Durchführung des herkömmlichen Verfahrens anwendbar ist.Fig. 6 is a perspective view schematically showing the arrangement of a plurality of coolant flow passages applicable to carrying out the conventional method.

BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im einzelnen in bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which show a preferred embodiment of the present invention.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt schematisch die Anordnung einer Anzahl von Strömungsdurchlässen zur Durchführung eines Verfahrens zur Kühlung mehrerer Zylinderlaufbuchsen in einem Motor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung stellt insbesondere den Fall dar, bei dem das Verfahren der vorliegenden Erfindung bei einem Mehr- Zylinder-Motor angewandt wird, der mehrere parallel zueinander angeordnete Zylinder aufweist.Fig. 1 is a perspective view schematically showing the arrangement of a number of flow passages for carrying out a method for cooling a plurality of cylinder liners in an engine according to the embodiment of the present invention. The drawing particularly illustrates the case where the method of the present invention is applied to a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders arranged in parallel to one another.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind mehrere Zylinderlaufbuchsen 2 (vier Zylinderlaufbuchsen) in einem Zylinderblock 1 gemäß der dargestellten Ordnung, von der Vorderseite zu der Rückseite des Motors hin gesehen, angeordnet.As can be seen from the drawing, several cylinder liners 2 (four cylinder liners) are arranged in a cylinder block 1 according to the order shown, from which Arranged from the front to the back of the engine.

Aus einer Wasserpumpe 3 wird ein Kühlmittel abgegeben. Wenn die Wasserpumpe 3 angetrieben ist, tritt das Kühlmittel in die Einlaßports 1d an einem Wasserverteiler 1a ein, welche an den entlang der Seitenwand des Zylinderblocks 1 in dessen Längsrichtung befindlichen Stellen ausgebildet sind. Sich von den Einlaßports 1d erstrekkende Strömungsdurchlässe für das Kühlmittel sind in mehrere Zweigdurchlässe geteilt, deren Anzahl der Anzahl der Zylinderlaufbuchsen 2 entspricht, so daß das Kühlmittel in die Wassermäntel 4 strömen kann, die um jede Zylinderlaufbuchse 2 herum ausgebildet sind.A coolant is discharged from a water pump 3. When the water pump 3 is driven, the coolant enters the inlet ports 1d on a water distributor 1a which are formed at the positions along the side wall of the cylinder block 1 in the longitudinal direction thereof. Flow passages for the coolant extending from the inlet ports 1d are divided into a plurality of branch passages, the number of which corresponds to the number of the cylinder liners 2, so that the coolant can flow into the water jackets 4 formed around each cylinder liner 2.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist jeder Wassermantel 4 derart ausgebildet, daß seine Querschnittsfläche vom unteren Teil zum oberen Teil des Wassermantels 4 allmählich abnimmt.As shown in Fig. 2, each water jacket 4 is formed such that its cross-sectional area gradually decreases from the lower part to the upper part of the water jacket 4.

Das Kühlmittel, das von der Unterseite des Wassermantels 4 her in diesen geströmt ist, steigt in Längsrichtung der Zylinderlaufbuchse 2 an, während es sich wendelartig um die Wandoberfläche der Zylinderlaufbuchse 4 dreht, wie in Fig. 3(a) schematisch dargestellt. Alternativ steigt das Kühlmittel in gerader Richtung entlang der Wandoberfläche der Zylinderlaufbuchse nach oben, wie in Fig. 3(b) dargestellt.The coolant that has flowed into the water jacket 4 from the bottom side rises in the longitudinal direction of the cylinder liner 2 while spiraling around the wall surface of the cylinder liner 4, as schematically shown in Fig. 3(a). Alternatively, the coolant rises in a straight direction along the wall surface of the cylinder liner, as shown in Fig. 3(b).

Wenn das Kühlmittel auf diese Weise nach oben strömt, wird jede Zylinderlaufbuchse 2 von dem Kühlmittel gekühlt, das im wesentlichen mit gleicher Strömungsrate strömt.When the coolant flows upward in this way, each cylinder liner 2 is cooled by the coolant flowing at substantially the same flow rate.

Wenn das Kühlmittel den oberen Teil des Zylinderblockes 1 erreicht, wird es über mehrere Auslaßports 1b, von denen jeder im wesentlichen die gleiche Querschnittsöffnungsfläche aufweist, wie in Fig. 1 gezeigt, einem (nicht dargestellten) Zylinderkopf zugeführt.When the coolant reaches the upper part of the cylinder block 1, it is supplied to a cylinder head (not shown) through a plurality of exhaust ports 1b, each of which has substantially the same cross-sectional opening area, as shown in Fig. 1.

Ferner ist, wie in Fig. 2 dargestellt, in dem Bereich in der Nähe des oberen Endes jeder Zylinderlaufbuchse 2 eine Wärmeisolierschicht 5 in der Form einer Ringnut ausgebildet, wobei sie den Umfang der Zylinderlaufbuchse 2 umgibt.Furthermore, as shown in Fig. 2, in the area near the upper end of each cylinder liner 2, a heat insulating layer 5 in the form of an annular groove is formed, surrounding the periphery of the cylinder liner 2.

Die Wärmeisolierschicht 5 ist derart angeordnet, daß sie den Bereich in der Nähe des oberen Totpunktes der Zylinderlaufbuchse thermisch isoliert, so daß sie die Temperatur auf der Wandoberfläche der Zylinderlaufbuchse in der Nähe des oberen Totpunktes positiv erhöht. Zu diesem Zweck ist in dem Zylinderblock 1 eine Ringnut 1c konzentrisch zu der Zylinderlaufbuchse 2 ausgebildet, um die thermische Isolierung an dem oberen Teil der Zylinderlaufbuchse 2 durch das Vorhandensein einer Luftschicht in der Ringnut 1c zu erreichen.The heat insulating layer 5 is arranged to thermally insulate the area near the top dead center of the cylinder liner so as to positively increase the temperature on the wall surface of the cylinder liner near the top dead center. For this purpose, an annular groove 1c is formed in the cylinder block 1 concentrically with the cylinder liner 2 to achieve thermal insulation at the upper part of the cylinder liner 2 by the presence of an air layer in the annular groove 1c.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Kühlung der auf die oben beschriebene Weise konstruierten Zylinderlaufbuchsen beschrieben. Außerdem wird die Konstruktion jeder Zylinderlaufbuchse 2 auf folgende Weise ausführlicher beschrieben.A method for cooling the cylinder liners constructed in the above-described manner will be described below. In addition, the construction of each cylinder liner 2 will be described in more detail in the following manner.

Wie in Fig. 1 gezeigt, strömt das von der Wasserpumpe 3 geförderte Kühlmittel in den Wasserverteiler 1a. Dann wird das Kühlmittel, das in den Wasserverteiler 1a geströmt ist, an den Einlaßports 1d, die mit den unteren Teilen der Wassermäntel 4 in Verbindung stehen, in Zweigströme geteilt. Auf diese Weise wird jeder Zweigstrom des Kühlmittels mit einer im wesentlichen gleichen Strömungsrate zu dem unteren Teil jedes Wassermantels 4 gepumpt.As shown in Fig. 1, the coolant discharged from the water pump 3 flows into the water distributor 1a. Then, the coolant that has flowed into the water distributor 1a is discharged into the inlet ports 1d communicating with the lower parts of the water jackets 4. branch streams. In this way, each branch stream of coolant is pumped to the lower part of each water jacket 4 at a substantially equal flow rate.

Wie in Fig. 3(a) und Fig. 3(b) gezeigt, steigt das Kühlmittel, das zu dem unteren Teil jedes Wassermantels 4 gepumpt worden ist, an der Wandoberfläche der Zylinderlaufbuchse 2 hoch, während es die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse 2 kühlt.As shown in Fig. 3(a) and Fig. 3(b), the coolant pumped to the lower part of each water jacket 4 rises up the wall surface of the cylinder liner 2 while cooling the outer peripheral surface of the cylinder liner 2.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Wassermantel 4 derart ausgebildet, daß seine Querschnittsfläche von dem unteren Teil zu dem oberen Teil des Wassermantels 4 allmählich abnimmt. Aus diesem Grunde wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels, das in den Wassermantel 4 gepumpt worden ist, erhöht, wenn das Kühlmittel zu dem oberen Teil des Wassermantels 4 steigt. Daraus ergibt sich, wie durch eine Kurve C in dem Schaubild in Fig. 2 dargestellt, daß die Temperatur an der Wandoberfläche der Zylinderlaufbuchse 2 in dem Bereich von dem zentralen Teil zu dem unteren Teil der Zylinderlaufbuchse 2 stark abgesenkt ist. Das heißt, daß die Zylinderlaufbuchse 2 von dem Kühlmittel mit verbesserter Kühlwirkung gekühlt wird und die Wandtemperatur bei gleichmäßiger Verteilung auf einem niedrigen Niveau gehalten wird, selbst dann, wenn der Motor eine hohe Leistung erbringt.As shown in Fig. 2, the water jacket 4 is formed such that its cross-sectional area gradually decreases from the lower part to the upper part of the water jacket 4. For this reason, the flow rate of the coolant pumped into the water jacket 4 is increased as the coolant rises to the upper part of the water jacket 4. As a result, as shown by a curve C in the graph in Fig. 2, the temperature on the wall surface of the cylinder liner 2 is greatly lowered in the region from the central part to the lower part of the cylinder liner 2. That is, the cylinder liner 2 is cooled by the coolant with improved cooling effect and the wall temperature is maintained at a low level with uniform distribution even when the engine is producing high output.

Da andererseits, wie in Fig. 2 gezeigt, der obere Teil der Zylinderlaufbuchse 2 von der Wärmeisolierschicht 5 thermisch isoliert ist, ist die Temperatur in dem Bereich in der Nähe der oberen Seite der Zylinderlaufbuchse 2 stark erhöht (wie durch die Kurve C in dem Schaubild in der Zeichnung dargestellt). Ferner strömt das Kühlmittel, das den oberen Teil des Wassermantels 4, wie in Fig. 1 gezeigt, erreicht hat, über mehrere an der Oberfläche des Zylinderblocks 1 ausgebildete Auslaßports 1b in den (nicht dargestellten) Zylinderkopf, wodurch der Zylinderkopf von dem Kühlmittel gekühlt wird.On the other hand, as shown in Fig. 2, since the upper part of the cylinder liner 2 is thermally insulated by the heat insulating layer 5, the temperature in the area near the upper side of the cylinder liner 2 is greatly increased (as shown by the curve C in the graph in the drawing). Further, the Coolant having reached the upper part of the water jacket 4 as shown in Fig. 1 is discharged into the cylinder head (not shown) via a plurality of outlet ports 1b formed on the surface of the cylinder block 1, whereby the cylinder head is cooled by the coolant.

Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Kühlung mehrerer Zylinderlaufbuchsen in einem Motor derart ausgeübt, daß in dem Bereich in der Nähe des oberen Teiles jeder Zylinderlaufbuchse eine Wärmeisolierschicht ausgebildet ist, während sie die Zylinderlaufbuchse umgibt, um den oberen Teil der Zylinderlaufbuchse thermisch zu isolieren. Somit ist die Wandtemperatur an dem oberen Teil der Zylinderlaufbuchse wesentlich erhöht, wodurch eine Periode der verzögerten Zündung abgekürzt und die Verbrennungstemperatur durch die Verringerung der Wärmefreigabe bei einer ersten Verbrennungsperiode wesentlich abgesenkt werden kann. Daraus ergibt sich, daß die Menge der Stickstoffoxide in dem Abgas reduziert werden kann.As described above, according to the present invention, the method for cooling a plurality of cylinder liners in an engine is practiced such that a heat insulating layer is formed in the region near the upper part of each cylinder liner while surrounding the cylinder liner to thermally insulate the upper part of the cylinder liner. Thus, the wall temperature at the upper part of the cylinder liner is substantially increased, whereby a retarded ignition period can be shortened and the combustion temperature can be substantially lowered by reducing the heat release in a first combustion period. As a result, the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas can be reduced.

Da ferner die Temperatur an der Wandoberfläche der Zylinderlaufbuchse in dem Bereich zwischen dem zentralen Teil und dem unteren Teil der Zylinderlaufbuchse auf einem möglichst niedrigen Niveau gehalten wird, wird jeder Zylinder mit Ansaugluft mit hoher Vorverdichtungswirkung gefüllt, was dazu führt, daß die Luftüberschußrate verbessert wird. Folglich kann das Auftreten von Störungen, wie beispielsweise die Verschlechterung der Farbe des Abgases und eine Verschlechterung hinsichtlich der Partikel im Abgas, vermieden werden. Da eine geringere Menge Schmieröl von der Wandoberfläche jeder Zylinderlaufbuchse verdampft wird, kann das Ausmaß des Schmierölverbrauchs verringert werden.Furthermore, since the temperature on the wall surface of the cylinder liner in the area between the central part and the lower part of the cylinder liner is kept at a level as low as possible, each cylinder is filled with intake air having a high supercharge effect, resulting in the excess air rate being improved. Consequently, the occurrence of troubles such as deterioration of the color of the exhaust gas and deterioration in the particulate matter in the exhaust gas can be prevented. Since a smaller amount of lubricating oil is evaporated from the wall surface of each cylinder liner, the amount of lubricating oil consumption can be reduced.

Da ferner ein Kühlverlust durch Unterdrücken des Entweichens von Wärmeenergie zu dem Kühlsystem verringert wird, kann das Kühlsystem im Gegensatz zu den herkömmlichen Kühlsystemen mit kleineren Abmessungen konstruiert werden. Dies hat die ausgezeichneten vorteilhaften Wirkungen, daß mechanischer Verlust verringert und der Motor zu geringeren Kosten durch verringerten Kraftstoffverbrauch betrieben werden kann.Furthermore, since cooling loss is reduced by suppressing the escape of heat energy to the cooling system, the cooling system can be designed in smaller dimensions, unlike the conventional cooling systems. This has excellent advantageous effects that mechanical loss is reduced and the engine can be operated at a lower cost by reducing fuel consumption.

INDUSTRIAL APPLICABILITY

Das Verfahren zur Kühlung mehrerer Zylinderlaufbuchsen in einem Motor gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise bei einem Motor anwendbar, bei dem eine Verringerung des Ausmaßes des Schmierölverbrauchs, eine Verbesserung der Ansaugluftvorverdichtungswirkung, eine Verbesserung hinsichtlich der Farbe der Abgase und der Partikelqualität und darüber hinaus eine wesentlich verringerte Erzeugung an Stickstoffoxiden erforderlich ist.The method for cooling a plurality of cylinder liners in an engine according to the present invention is preferably applicable to an engine in which a reduction in the amount of lubricating oil consumption, an improvement in the intake air pre-compression effect, an improvement in the color of the exhaust gases and the particle quality and, furthermore, a significantly reduced generation of nitrogen oxides are required.

Claims

1. Cooling system for cylinder liners in an engine, with:

several cylinder liners (2) arranged next to one another in a cylinder block (1);

a plurality of water jackets (4), each of which is designed to surround each cylinder liner (2) independently and has an inlet port (1d) formed on the side wall of the lower portion of the cylinder block for admitting cooling water and a plurality of outlet ports (1b) formed on the upper wall of the cylinder block; and

a water distributor (1a) formed on the side portion of the cylinder block (1) for introducing the cooling water into each inlet port (1d) of each of the plurality of water jackets;

characterized,

that the water jackets (4) have a cross-sectional area that becomes smaller from the lower part to the upper part of the water jacket, and

that in the cylinder block (1) near the upper part of each of the plurality of cylinder liners, heat insulating layers (5) for increasing the temperature of the wall surface of each cylinder liner at the upper part thereof are formed.

2. Cooling system for cylinder liners according to claim 1, characterized in that the heat insulating layer (5) is an annular groove (1c) which is formed in the cylinder block (1) in such a way that it surrounds the cylinder liner.