JP2005325712A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関において、シリンダボア間の壁部を効率的に冷却することで冷却性能の向上を図る。
【解決手段】シリンダブロックに複数のシリンダボア２１を直線状に並んで形成し、この複数のシリンダボア２１の外側に外周壁３１を介してウォータジャケット３２を上方に開口して形成し、このシリンダボア２１に隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₁に対して、シリンダボア２１間の側壁３３に隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₂を浅く設定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、シリンダヘッドやシリンダブロック等が組み付けられて構成される内燃機関に関し、特に、その冷却構造に関するものである。

一般に、エンジンは水冷式の冷却装置を有しており、エンジン本体におけるシリンダボアの外周に形成されたウォータジャケット内に冷却水を供給して冷却している。そして、このエンジンのウォータジャケットは循環通路を介してラジエータが接続されており、ウォータジャケットを流動することでエンジンが熱を奪って高温となった冷却水は、この循環通路を通してラジエータに導き、ここで走行風や冷却ファンによる風で冷却し、再び循環通路を通してウォータジャケットに戻している。

このようなエンジンの冷却装置にて、シリンダブロックには複数のシリンダボアが直線状に配列され、この複数のシリンダボアの周囲にウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケット内を流動する冷却水によりシリンダボアを冷却している。ところが、このような構造を有するシリンダブロックでは、各シリンダボアが隣接して形成されているため、シリンダボア間の壁部にウォータジャケットを形成することができず、この部分の冷却性能が低下し、熱歪によりシリンダボアの真円度が低下し、焼き付き等が発生するおそれがある。

そのため、各シリンダボアの周囲を均等に冷却することで冷却性能を上げ、シリンダボアの真円度を確保するようにした技術が、例えば、下記特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された技術は、サイアミーズ形のシリンダブロックにて、シリンダボア間の壁部に、この壁の両側のウォータジャケットを連通する冷却水通路を形成し、この冷却水通路の断面積を中央部側から端部側に向かって大きくなるようにしたものである。

特開平０９−３１７５５１号公報

ところが、上述した特許文献１に記載されたシリンダブロックでは、シリンダボア間の壁部にウォータジャケットを連通する冷却水通路を形成することで、冷却水はこのシリンダボア間の壁部を冷却して冷却性能は上がる。しかし、水頭差の少ない部位間に定期的に冷却水を流すことは難しく、シリンダボア間の壁部を十分に冷却するだけの冷却水量が足りなくなるおそれがある。即ち、ウォータジャケット内の冷却水を冷却水通路に導くための手段が必要であり、シリンダブロックが複雑化して製造コストが上昇してしまう。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、シリンダボア間の壁部を効率的に冷却することで冷却性能の向上を図った内燃機関を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関は、複数配列されたシリンダボアの周囲にウォータジャケットが形成され、該ウォータジャケット内の冷却水が前記シリンダボアの配列方向に沿って流動する内燃機関において、前記シリンダボアに隣接した前記ウォータジャケットの通路断面積に対して、前記シリンダボア間の壁部に隣接した前記ウォータジャケットの通路断面積が小さく設定されたことを特徴とするものである。

本発明の内燃機関では、前記ウォータジャケットはシリンダブロックに上方が開口して形成され、前記シリンダボアに隣接した前記ウォータジャケットの深さに対して、前記シリンダボア間の壁部に隣接した前記ウォータジャケットの深さが浅く設定されたことを特徴としている。

本発明の内燃機関では、前記ウォータジャケットはシリンダブロックに上方が開口して形成され、前記シリンダボアに隣接した前記ウォータジャケットの通路幅に対して、前記シリンダボア間の壁部に隣接した前記ウォータジャケットの通路幅が狭く設定されたことを特徴としている。

本発明の内燃機関によれば、複数配列されたシリンダボアの周囲にウォータジャケットを形成し、このシリンダボアに隣接したウォータジャケットの通路断面積に対して、シリンダボア間の壁部に隣接したウォータジャケットの通路断面積を小さく設定したので、ウォータジャケット内の冷却水がシリンダボアの配列方向に沿って流動するとき、シリンダボアに隣接したウォータジャケットを流れる冷却水の流速に比べて、シリンダボア間に壁部に隣接したウォータジャケットを流れる冷却水の流速の方が高速となり、シリンダボア間の壁部を効率的に冷却することで、シリンダボアを周方向にほぼ均一に冷却することができ、冷却性能の向上を図ることができる。

以下に、本発明にかかる内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施例に係る内燃機関としてのエンジンにおけるボア中心での断面（図３のＩ−Ｉ断面）図、図２は、本実施例のエンジンにおけるボア間での断面（図３のII−II断面）図、図３は、本実施例のエンジンの平面図、図４は、図３のIV−IV断面図である。

本実施例のエンジンにおいて、図１乃至図３に示すように、エンジン本体は、シリンダヘッド１１の下部にシリンダブロック１２が組み付けられて構成され、シリンダブロック１２の下部にクランクシャフトを回転自在に支持するベアリングキャップ１３が組み付けられており、複数の締結ボルト１４により組み付けられて構成されている。

シリンダブロック１２において、中央部に上下方向に沿って貫通したシリンダボア２１が複数（本実施例では、３つ）直線状に並んで形成されており、各シリンダボア２１に図示しないピストンが摺動自在に嵌合可能となっている。この各シリンダボア２１の下方にはボア開口部２２を介して図示しないクランクシャフトの偏心部を収容する収容部２３が形成されている。また、シリンダブロック１２には、この収容部２３の間に位置して、クランクシャフトを回転自在に支持する半割りの軸受部２４が所定間隔で複数形成されている。

一方、ベアリングキャップ１３は、シリンダブロック１２の下部に位置決めピン２５によって所定の位置に組み合わされ、複数の締結ボルト２６により締結されている。このベアリングキャップ１３には、シリンダブロック１２の各収容部２３に連通する収容部２７が形成されると共に、各収容部２７の間に位置して、軸受部２４に対向するように半割りの軸受部２８が所定間隔で複数形成されている。なお、ベアリングキャップ１３の下部には、図示しないオイルパンが取付けられる。

また、このシリンダブロック１２にて、複数のシリンダボア２１は直線状に配設されており、この複数のシリンダボア２１の外側には、ほぼ所定厚さの外周壁３１を介してウォータジャケット３２が上方に開口して形成されている。そして、隣接するシリンダボア２１同士はその間に共通の側壁（壁部）３３を有しており、この側壁３３にはウォータジャケット３２から上方に開口する冷却水通路３４が形成されている。また、このウォータジャケット３２は、シリンダボア２１に外周壁３１を介して隣接した通路断面積に対して、シリンダボア２１間の側壁３３に隣接した通路断面積が小さく設定されている。即ち、図４に示すように、シリンダボア２１に外周壁３１を介して隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₁に対して、シリンダボア２１間の側壁３３に隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₂が浅くなっている。

なお、図示しないが、ラジエータからの循環パイプがサーモスタット、ウォータアウトレット、ウォータポンプを介してシリンダブロック１２に形成されたウォータジャケット３２の一端部（図３にて左端部）に連結され、このウォータジャケット３２は上部開口や冷却水通路３４を介してシリンダヘッド１１の冷却通路に連通し、このシリンダヘッド１１からの循環パイプがヒータコア等を介してウォータアウトレット、ラジエータに連結される。

従って、ラジエータから循環パイプ等を通してシリンダブロック１２のウォータジャケット３２に供給された冷却水は、このウォータジャケット３２を流動することで各シリンダボア２１を冷却し、その後、シリンダヘッド１１に導かれる。この場合、シリンダボア２１は、外周壁３１を介して隣接したウォータジャケット３２を流れる冷却水により冷却されるものの、シリンダボア２１間の側壁３３側では、冷却水通路３４を流れる少量の冷却水により冷却されるため、冷却不足となりやすい。

ところが、本実施例では、シリンダボア２１に外周壁３１を介して隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₁よりも、シリンダボア２１間の側壁３３に隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₂が浅くて通路断面積が小さいため、シリンダボア２１の側方の流速Ｖ₁よりも、側壁３３の側方の流速Ｖ₂の方が高速となる。そのため、シリンダボア２１の外周壁３１よりもシリンダボア２１間の側壁３３の方が冷却水による冷却効率が高く、前述した冷却不足を補うことができ、各シリンダボア２１の冷却効率を周方向でほぼ均等とすることができる。

このように本実施例のエンジンにあっては、シリンダブロックに複数のシリンダボア２１を直線状に並んで形成し、この複数のシリンダボア２１の外側に外周壁３１を介してウォータジャケット３２を上方に開口して形成し、このシリンダボア２１に隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₁に対して、シリンダボア２１間の側壁３３に隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₂を浅く設定している。

従って、シリンダボア２１に隣接したウォータジャケット３２の通路断面積よりも、シリンダボア２１間の側壁３３に隣接したウォータジャケット３２の通路断面積が小さくなり、シリンダボア２１の側方の流速Ｖ₁よりも、側壁３３の側方の流速Ｖ₂の方が高速となる。そのため、シリンダボア２１間の側壁３３の周辺における冷却水の冷却効率が高くなり、外周壁３１側とほぼ同様に冷却することで、各シリンダボア２１を周方向でほぼ均等に冷却することができる。その結果、熱歪によりシリンダボアの真円度を低下することができ、焼き付き等の発生を防止してエンジン性能を向上することができる。

また、ウォータジャケット３２における冷却水の流動位置でその深さを変更するだけで、シリンダボア２１を周方向でほぼ均等に冷却することができ、簡単な構造でエンジンの冷却効率を向上することができる。

更に、一般に、シリンダボア２１間の周辺はその肉厚が厚くなっており、金型の温度が高くなってその寿命が低下するものであるが、本実施例では、このシリンダボア２１間の側壁３３に隣接したウォータジャケット３２の深さｄ₂を浅く設定しているため、金型が冷却しやすくなり、他の部分を浅くしたものに比べて金型の寿命を延長することができる。

なお、上述した実施例では、シリンダボア２１に隣接したウォータジャケット３２の通路断面積に対して、シリンダボア２１間の壁部３３に隣接したウォータジャケット３２の通路断面積を小さく設定するために、各位置でのウォータジャケット３２の深さを異ならせたが、この方法に限定されるものではない。例えば、シリンダブロック１２に形成されたウォータジャケット３２の深さを全周でほぼ同一とし、シリンダブロック１２の上部に組み付けられるシリンダヘッド１１の下面にウォータジャケット３２内に侵入する凸部を形成することで、全体としてウォータジャケット３２の深さをその位置により異なるようにしても良い。

また、シリンダボア２１に隣接したウォータジャケットの通路幅に対して、シリンダボア２１間の壁部３３に隣接したウォータジャケットの通路幅が狭く設定することで、通路断面積を異なるように設定しても良い。この場合、シリンダブロック１２に外周側が開口するようにウォータジャケットを形成し、その外側にシール部材を介してウェットライナを固定することで、上方だけが開口したウォータジャケットを構成すればよい。

以上のように、本発明にかかる内燃機関は、ウォータジャケットの通路断面積を異ならせることでシリンダボア間の壁部を効率的に冷却するものであり、全ての内燃機関に有用である。

本発明の一実施例に係る内燃機関としてのエンジンにおけるボア中心での断面（図３のＩ−Ｉ断面）図である。 本実施例のエンジンにおけるボア間での断面（図３のII−II断面）図である。 本実施例のエンジンの平面図である。 図３のIV−IV断面図である。

符号の説明

１１ シリンダヘッド
１２ シリンダブロック
１３ ベアリングキャップ
２１ シリンダボア
３１ 外周壁
３２ ウォータジャケット
３３ 側壁
３４ 冷却水通路

Claims (3)

1. 複数配列されたシリンダボアの周囲にウォータジャケットが形成され、該ウォータジャケット内の冷却水が前記シリンダボアの配列方向に沿って流動する内燃機関において、前記シリンダボアに隣接した前記ウォータジャケットの通路断面積に対して、前記シリンダボア間の壁部に隣接した前記ウォータジャケットの通路断面積が小さく設定されたことを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１記載の内燃機関において、前記ウォータジャケットはシリンダブロックに上方が開口して形成され、前記シリンダボアに隣接した前記ウォータジャケットの深さに対して、前記シリンダボア間の壁部に隣接した前記ウォータジャケットの深さが浅く設定されたことを特徴とする内燃機関。
3. 請求項１記載の内燃機関において、前記ウォータジャケットはシリンダブロックに上方が開口して形成され、前記シリンダボアに隣接した前記ウォータジャケットの通路幅に対して、前記シリンダボア間の壁部に隣接した前記ウォータジャケットの通路幅が狭く設定されたことを特徴とする内燃機関。

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