JP2004116528A - エンジンの冷却システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ウォータポンプから供給される冷却水をシリンダブロックとシリンダヘッドとにそれぞれ独立した流動経路を通じて循環するようにし、シリンダブロックとシリンダヘッドに対する冷却効率を向上できるようにする。
【解決手段】上記のような目的を達成するための本発明は、シリンダブロックの一側に前記シリンダブロックとシリンダヘッドとにそれぞれ冷却水の個別的な流入をはかる冷却水流入口が形成され、前記冷却水流入口と対角線方向に離れた前記シリンダヘッドの他側に前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドの内部をそれぞれ循環した冷却水の個別的な外部流出をはかる冷却水流出口が形成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

　本発明はエンジンの冷却システムに関し、より詳しくは、シリンダブロック及びシリンダヘッドに別個に冷却水を流し、冷却効率を増大できるようにするエンジンの冷却システムに関する。
　一般に自動車のエンジンの冷却システムはすべての走行条件に対し、エンジンが正常な作動温度の範囲内で稼動できるようにするものである。
　そのための冷却システムは、水冷式の場合には冷却水の強制的な送出のためのウォータポンプと、温度が上昇した冷却水の冷却のために熱交換をはかるラジエータ及び、冷却水の流動経路を水温によって調節するサーモスタットなどを含んでいる。
　このような、従来の水冷式エンジンにはシリンダブロックとシリンダヘッド内とにそれぞれ冷却水の流動のための通路の役割を遂行するウォータジャケットが備えられているが、通常の従来エンジンにおいてシリンダブロック内に形成されたウォータジャケットはこの冷却水流入口と流出口とがそれぞれエンジンの吸気側に同一の位置に形成されており、エンジンのシリンダ別各ボアの周辺に冷却水の流動が不均一になり冷却効率が低下する短所があった。
　同時に、従来エンジンの冷却システムにおいてシリンダブロックとシリンダヘッドとはそれぞれのウォータジャケットが連通する構造になっており、ウォータポンプから送出される冷却水はシリンダブロックを経てシリンダヘッドに供給されるため、シリンダヘッドにはシリンダブロックの冷却で温度の上がった冷却水が供給されることになり、燃料の燃焼によってシリンダブロックに比べて相対的に高温の状態であるシリンダヘッドに対する冷却が多少不十分であった。
　これに対して、シリンダブロックとシリンダヘッドを独立に冷却する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法はシリンダブロックとシリンダヘッドに独立の冷却水流入孔、流出孔を設けているため、エンジン及び周辺機器の構造を変更を必要とする大掛かりな設計変更となる問題点がある。
特開昭５７−１４６０１０号公報
　本発明は上記のような点を勘案して案出されたものであって、ウォータポンプから供給される冷却水を、シリンダブロックの流入孔でシリンダブロックとシリンダヘッドへの経路に分割し、それぞれシリンダブロックとシリンダヘッドを冷却した後、流入孔と対角線の位置にあるシリンダヘッドの流出孔で合流させて循環するようにし、シリンダブロックとシリンダヘッドに対する冷却効率を向上することが目的である。
　上記のような目的を達成するための本発明は、シリンダブロックの一側に前記シリンダブロックとシリンダヘッドとにそれぞれ冷却水の個別的な流入をはかる冷却水流入口が形成され、前記冷却水流入口と対角線方向に離れた前記シリンダヘッドの他側に前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドの内部をそれぞれ循環した冷却水の個別的な外部流出をはかる冷却水流出口が形成されたことを特徴とする。
　本発明により、シリンダブロックとシリンダヘッド内とにそれぞれ備えられたウォータジャケットで個別的な冷却水の循環経路を形成し、これを通じてシリンダブロックとシリンダヘッドに対する冷却性能を向上させることができる。
　さらに、冷却水の流出口をエンジンルーム内で車体の前方側に配置することによって、走行中外部空気から獲得される自然的な空冷作用を媒介として冷却水の冷却効率を増進させることができる。
　以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
　本発明は図１ないし図３にそれぞれ示すように、シリンダブロック１０の一側にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とにそれぞれ冷却水を個別的に流入させる冷却水流入口が形成され、冷却水流入口に対しシリンダブロックの反対側の上方の位置、即ち対角線方向に離れたシリンダヘッド２０の他側に、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０との内部をそれぞれ循環した冷却水を個別的に外部に流出させる冷却水流出口が形成されている。
　シリンダブロック１０の一側に形成された冷却水流入口はエンジンルーム内で車体の後方（図２において、右側）に配置されるエンジンの排気側に位置し、シリンダヘッド２０の他側に形成された冷却水流出口はエンジンルーム内で車体の前方（図２において、左側）に配置されるエンジンの吸気側に位置する。
　シリンダブロック１０の内部にはピストンボアを形成するよう複数のライナ１２が一列に配置され、複数のライナ１２の周囲に沿って冷却水の流動を案内する流動通路としてウォータジャケット１４が形成され、シリンダブロック１０の上部でシリンダブロック１０と組立られるシリンダヘッド２０の内部にも燃焼室の周囲に沿って冷却水の流動を案内する流動通路としてウォータジャケット２４が形成される。
　シリンダブロック１０の排気側に形成された冷却水流入口はウォータポンプ（Ｐ）の送出口と別個に連通する複数の流入口として形成されるが、冷却水流入口はシリンダブロック１０に形成されたウォータジャケット１４に直接接続される第１流入孔１６と、シリンダヘッド２０に形成されたウォータジャケット２４と直接接続される第２流入孔１８とにそれぞれ分離してなっている。
　このために、図４に示すように、第１流入孔１６はシリンダブロック１０に備えられたウォータジャケット１４に連通する直線形態の貫通孔として形成され、第２流入孔１８はシリンダブロック１０の上側に組立られるシリンダヘッド２０に備えられたウォータジャケット２４へ接続されるように上方向に折曲した形態の貫通孔に形成される。
　そして、第１流入孔１６と第２流入孔１８の断面はウォータポンプ（Ｐ）からシリンダブロック１０のウォータジャケット１４とシリンダヘッド２０のウォータジャケット２４とに冷却水をそれぞれ流動させるにあたり、流動抵抗を減少させるためにそれぞれ湾曲した形状になっている。　
　さらに、第１流入孔１６の中心は図５に示されたように、シリンダブロック１０内で冷却水流入口側に一番隣接した位置にある１番シリンダ用ライナ１２の中心軸（Ｘ）と一致する位置に設定されているが、これは第１流入孔１６を通じて流入される冷却水の流動が１番シリンダ用ライナ１２を中心にして両側に均等に分配されるようにすることにより、シリンダブロック１０内に複数個に備えられたライナ１２の周囲に対して均等な冷却をはかるようにするためである。
　一方、シリンダブロック１０の排気側上部面には冷却水流入口のうち第２流入孔１８と接続される第１連通用流出孔１７が形成される。
　シリンダヘッド２０の下部面には図６に示すように、第１連通用流出孔１７と接続され、ウォータポンプ（Ｐ）から供給される冷却水をシリンダブロック１０に形成された第２流入孔１８と第１連通用流出孔１７とを経由してシリンダヘッド２０に備えられたウォータジャケット２４に流入するようにするための第１連通用流入孔２１が形成されている。
　これによって、シリンダブロック１０の第１連通用流出孔１７は第１連通用流入孔２１を介してシリンダヘッド２０内に形成されたウォータジャケット２４と直接接続される。
　さらに、シリンダブロック１０の吸気側上部面にはウォータジャケット１４を経由した冷却水をシリンダヘッド２０側に案内する第２連通用流出孔１９が形成されているが、第２連通用流出孔１９は第１流入孔１６とシリンダブロック１０の対角線方向に離れた部位に位置している。　
　このような配置により、第１流入孔１６を通りウォータポンプ（Ｐ）からシリンダブロック１０内のウォータジャケット１４に流入した冷却水は第２連通用流出孔１９を通り、シリンダヘッド２０に流出するが、この場合、複数のライナ１２の全周囲に沿って均等に分散流動してライナ１２と共にシリンダブロック１０の全部分に対して均一な冷却をはかることができる。
　そして、シリンダヘッド２０の下部面にはシリンダブロック１０側の第２連通用流出孔１９と接続する第２連通用流入孔２３が形成されており、第２連通用流入孔２３はシリンダヘッド２０内のウォータジャケット２４とは別の経路を形成するようになっており、シリンダブロック１０のウォータジャケット１４とシリンダヘッド２０のウォータジャケット２４とを通りそれぞれ流動する冷却水は互いに独立した流動経路を有することになる。
　一方、シリンダヘッド２０の吸気側の側部面にはシリンダブロック側ウォータジャケット１４とシリンダヘッド側ウォータジャケット２４とから流出される冷却水をそれぞれ別個のサーモスタットアセンブリー（Ｓ）に案内する冷却水流出口が形成されているが、サーモスタットアセンブリー（Ｓ）は一つまたはそれ以上のサーモスタットから構成されている。
　冷却水流出口は図７に示すように、第２連通用流入孔２３と接続してシリンダブロック１０のウォータジャケット１４から流入された冷却水をサーモスタットアセンブリー（Ｓ）側に案内する第１流出孔２５と、第１流出孔２５の側部からシリンダブロック１０の第１連通用流出孔１７を通じてシリンダヘッド２０内のウォータジャケット２４に流入した冷却水をサーモスタットアセンブリー（Ｓ）側に案内する他の形態の第２流出孔２７とからなっている。
　さらに、第１流出孔２５と第２流出孔２７とを通りそれぞれ別個に排出される冷却水は、水温によって開閉作用が転換されるサーモスタットアセンブリー（Ｓ）によってウォータポンプ（Ｐ）ないしラジエータ（Ｒ）などに向けた流動経路を決定されるようになっている。
　従って、上記のような構成のエンジン冷却システムはシリンダブロック１０の排気側に備えられた冷却水流入口を通じてウォータポンプ（Ｐ）から流出した冷却水が循環する。
　まず、ウォータポンプ（Ｐ）から流出した冷却水中の一部は第１流入孔１６を通じてシリンダブロック１０内のウォータジャケット１４に供給されて循環した後、第１流入孔１６と対角線方向に離れた位置にある第２連通用流出孔１９を通じてシリンダヘッド２０の第２連通用流入孔２３に流入し、第２連通用流入孔２３に流入した冷却水は第１流出孔２５を経由しサーモスタットアセンブリー（Ｓ）に排出される。
　そして、ウォータポンプ（Ｐ）から流出した冷却水中の他の一部は第２流入孔１８と第１連通用流出孔１７及び第１連通用流入孔２１を通りシリンダヘッド２０内のウォータジャケット２４に供給されて循環した後、同様に第２流入孔１８と対角線方向に離れた位置にある第２流出孔２７とを経由しサーモスタットアセンブリー（Ｓ）に排出される。
　即ち、ウォータポンプ（Ｐ）から流出した冷却水は別個の流動経路としてシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とにそれぞれ備えられたウォータジャケット１４、２４に独立的な循環をするようになる。
　この場合、シリンダヘッド２０の冷却水流出口側に設けられるサーモスタットアセンブリー（Ｓ）は別個に流動経路を経て循環されて来た冷却水の循環経路を水温によって決める。
　例えば、冷却水の水温が設定値以下である場合にサーモスタットアセンブリー（Ｓ）から冷却水はウォータポンプ（Ｐ）にバイペパス循環し、また、冷却水の水温が設定値以上である場合に冷却水はラジエータ（Ｒ）を経由した後にまたサーモスタットアセンブリー（Ｓ）を経てウォータポンプ（Ｐ）に循環するようになる。
　さらに、冷却水流出口を通じて排出される高温の冷却水はエンジンの吸気側がエンジンルーム内で車体の前方に配置される事によって、走行中自然な空冷効果を得ることができるようになる。
本発明によるエンジンの冷却システムを示した概路図である。 本発明によるエンジンの冷却水経路をシリンダブロックとシリンダヘッドとにそれぞれ区分して示した概路図である。 本発明が適用されるシリンダブロックを示した斜視図である。 図３に示された冷却水流入口を拡大して示した斜視図である。 図３に示されたシリンダブロックを他の方向から示した斜視図である。 本発明が適用されるシリンダヘッドの底面を示した斜視図である。 図６に示されたシリンダヘッドを他の方向から示した斜視図である。
符号の説明
　１０　シリンダブロック
　１２　ライナ
　１４　ウォータジャケット
　１６　第１流入孔
　１８　第２流入孔
　２０　シリンダヘッド
　２４　ウォータジャケット
　２５　第１流出孔
　２７　第２流出孔

Claims (9)

  1. 　シリンダブロックの一側に前記シリンダブロックとシリンダヘッドとにそれぞれ別個に冷却水を流入させる冷却水流入口が形成され、前記冷却水流入口と対角線方向に離れた前記シリンダヘッドの他側に前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドの内部をそれぞれ循環した冷却水を別個に外部流出させる冷却水流出口が形成されたことを特徴とするエンジンの冷却システム。
  2. 　前記冷却水流入口を通じて供給された冷却水は前記シリンダブロックとシリンダヘッド内で互いに合流せずに別個の流動経路を通り、前記冷却水流出口に排出されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却システム。
  3. 　前記冷却水流入口は、前記シリンダブロックのウォータジャケットと連通する第１流入孔と、
    　前記シリンダヘッドのウォータジャケットと連通する第２流入孔と、
    　に分離して形成されたことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの冷却システム。
  4. 　前記第１流入孔の中心は前記シリンダブロックの１番シリンダ側ライナの中心軸と一致する位置に設定されたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの冷却システム。
  5. 　前記シリンダブロックには前記第２流入孔と接続する第１連通用流出孔が形成され、前記シリンダヘッドには前記第１連通用流出孔と接続する第１連通用流入孔が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの冷却システム。
  6. 　前記シリンダブロックには前記冷却水流入口と対角線方向に前記シリンダヘッドに冷却水の流出をはかる第２連通用流出孔が形成され、前記シリンダヘッドには前記第２連通用流出孔と交通する第２連通用流入孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却システム。
  7. 　前記第２連通用流入孔は、シリンダヘッド内のウォータジャケットとは別の経路を形成することを特徴とする請求項６に記載のエンジンの冷却システム。
  8. 　前記冷却水流出口は、前記シリンダブロック側ウォータジャケットから冷却水を供給される第１流出孔と、
    　前記シリンダヘッド側ウォータジャケットから冷却水を供給される第２流出孔と、
    　に分離して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却システム。
  9. 　前記冷却水流入口はエンジンルーム内で車体の後方に配置され、前記冷却水流出口はエンジンルーム内で車体の前方に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却システム。
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