JP2008014263A - Cooling structure for internal combustion engine and cylinder head gasket used for same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車用エンジン等の内燃機関を冷却水によって冷却するための構造及びその構造を得るために使用されるシリンダヘッドガスケットに係る。特に、本発明は、内燃機関の冷却を効率良く行うための対策に関する。 The present invention relates to a structure for cooling an internal combustion engine such as an automobile engine with cooling water and a cylinder head gasket used for obtaining the structure. In particular, the present invention relates to measures for efficiently cooling an internal combustion engine.
従来より、自動車用等として適用される内燃機関(エンジン)の冷却構造として、シリンダブロック及びシリンダヘッドそれぞれの内部にウォータジャケット(冷却水通路)を形成すると共に、このシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介在されるシリンダヘッドガスケットに、各ウォータジャケット同士を連通させるための開口(水孔)を形成した構造(所謂オープンデッキタイプのウォータジャケットによる冷却構造)が知られている(例えば下記の特許文献1を参照)。つまり、ウォータポンプから吐出されてシリンダブロック内のウォータジャケットに流入した冷却水を、シリンダヘッドガスケットの開口を経てシリンダヘッド内のウォータジャケットに流入させ、これによりシリンダブロック及びシリンダヘッドそれぞれを冷却水によって冷却するようにしている。 Conventionally, as a cooling structure of an internal combustion engine (engine) applied for automobiles and the like, a water jacket (cooling water passage) is formed inside each of the cylinder block and the cylinder head, and between the cylinder block and the cylinder head. A structure (a cooling structure using a so-called open deck type water jacket) in which an opening (water hole) for communicating each water jacket is formed in a cylinder head gasket interposed in the cylinder is known (for example, the following patent document) 1). That is, the cooling water discharged from the water pump and flowing into the water jacket in the cylinder block is caused to flow into the water jacket in the cylinder head through the opening of the cylinder head gasket, whereby the cylinder block and the cylinder head are respectively cooled by the cooling water. I'm trying to cool it down.
また、近年普及しつつあるアルミニウム合金製のシリンダブロック及びシリンダヘッドの場合、その温度が200℃を越えるとその材料強度が十分に得られなくなったり、周囲との温度差が原因で熱歪みが生じてしまうことが懸念される。特に、シリンダヘッドにおいて高温度になり易いシリンダヘッド下面(燃料室に臨む面)の周辺に熱歪みが生じた場合には、シリンダブロックとの間のシール性が悪化してしまう可能性がある。 In addition, in the case of cylinder blocks and cylinder heads made of aluminum alloy, which have become widespread in recent years, when the temperature exceeds 200 ° C., the material strength cannot be obtained sufficiently, or thermal distortion occurs due to the temperature difference from the surroundings. There is a concern that In particular, when thermal distortion occurs around the lower surface of the cylinder head (the surface facing the fuel chamber) that tends to be high in the cylinder head, the sealing performance with the cylinder block may be deteriorated.
このような不具合は、シリンダブロックにおいて互いに隣り合うシリンダボアの外周壁同士を結合した所謂「サイアミーズ構造」のものにおいては特に懸念される。このサイアミーズ構造のシリンダブロックは、例えば下記の特許文献2に開示されているように、互いに隣り合うシリンダボアの外周壁同士を結合することでエンジンの小型軽量化や全長(シリンダ列方向の長さ)の短縮化を図ったものである。
Such a problem is particularly a concern in the so-called “siamese structure” in which the outer peripheral walls of cylinder bores adjacent to each other in the cylinder block are coupled. The cylinder block having this siamese structure is, for example, as disclosed in
このサイアミーズ構造のシリンダブロックは、各シリンダボア間(隣り合うシリンダボア同士が最も近接する領域、以下、この部分を「サイアミーズ部」と呼ぶ)の寸法が短いため、一般には、このサイアミーズ部には冷却水通路が形成されていない。このため、このサイアミーズ部での温度上昇が懸念されるものとなっている。特に、シリンダヘッド下面は燃焼室からの熱を直接受けているため、上記サイアミーズ部近傍におけるシリンダヘッド下面付近にあってはかなりの高温度になり、このシリンダヘッド下面付近の温度が200℃を越えてしまう可能性がある。このため、エンジンの設計においては、このシリンダヘッド下面付近の冷却性能を十分に考慮し、上述した材料強度の低下や熱歪みの防止を図る必要がある。
しかしながら、これまで、シリンダヘッド下面付近を特に効果的に冷却するための有効な提案はなされていない。そこで、本願発明の発明者は、このシリンダヘッド下面付近を特に効果的に冷却できる構成について考察を行った。そして、この部分の冷却効率を高めるためには、このシリンダヘッド下面に直接的に冷却水を接触させると共に、その冷却水が整流状態で且つある程度の流速以上で流れるようにすることが有効であることについて着目した。 However, until now, no effective proposal has been made for cooling the vicinity of the lower surface of the cylinder head particularly effectively. Therefore, the inventor of the present invention has studied a configuration capable of particularly effectively cooling the vicinity of the lower surface of the cylinder head. In order to increase the cooling efficiency of this portion, it is effective to bring the cooling water into direct contact with the lower surface of the cylinder head and to allow the cooling water to flow in a rectified state and at a certain flow rate or higher. I focused on that.
図13は、シリンダブロックa内のウォータジャケットa1とシリンダヘッドb内のウォータジャケットb1との連通部分における従来構造の一例を示す断面図(例えばシリンダボアの外周面に沿ったウォータジャケット周辺の断面図)であって、冷却水の流れを矢印で示している。この図に示すように、従来では、シリンダブロックa内のウォータジャケットa1がシリンダブロックaの上面に開放されていると共にシリンダヘッドb内のウォータジャケットb1がシリンダヘッドb下面に開放されており、シリンダヘッドガスケットcに形成されている開口c1がこれら開放部分同士を連通させる構成となっている。この場合、シリンダヘッドガスケットcの開口c1の開口面積は、シリンダブロックa及びシリンダヘッドbにおけるウォータジャケットa1,b1の開放部分の開口面積よりも小さく設定されており、シリンダブロックa内のウォータジャケットa1からシリンダヘッドb内のウォータジャケットb1への冷却水の流入量が調整(制限)されるようになっている。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a conventional structure in a communication portion between the water jacket a1 in the cylinder block a and the water jacket b1 in the cylinder head b (for example, a cross-sectional view around the water jacket along the outer peripheral surface of the cylinder bore). The flow of cooling water is indicated by arrows. As shown in this figure, conventionally, the water jacket a1 in the cylinder block a is opened on the upper surface of the cylinder block a and the water jacket b1 in the cylinder head b is opened on the lower surface of the cylinder head b. An opening c1 formed in the head gasket c is configured to communicate these open portions. In this case, the opening area of the opening c1 of the cylinder head gasket c is set to be smaller than the opening area of the open portions of the water jackets a1 and b1 in the cylinder block a and the cylinder head b, and the water jacket a1 in the cylinder block a is set. The amount of cooling water flowing into the water jacket b1 in the cylinder head b is adjusted (restricted).
このような構成では、シリンダヘッドbの下面がシリンダヘッドガスケットcによって覆われているため、このシリンダヘッドbの下面付近を効果的に冷却することは到底不可能であった。 In such a configuration, since the lower surface of the cylinder head b is covered with the cylinder head gasket c, it is impossible to effectively cool the vicinity of the lower surface of the cylinder head b.
図14は、シリンダブロックa内のウォータジャケットa1とシリンダヘッドb内のウォータジャケットb1との連通部分における従来構造の他の例を示す断面図(例えば上記図13と同じ箇所の断面図)であって、冷却水の流れを矢印で示している。この図14に示す従来例では、シリンダヘッドbの下面に凹陥部b2を形成しておくと共に、この凹陥部b2とシリンダヘッドb内のウォータジャケットb1とを連通させる流路b3を形成しておき、シリンダブロックaのウォータジャケットa1からシリンダヘッドガスケットcの開口c1,c1を経てこの凹陥部b2に流れ込んだ冷却水を、上記流路b3を経てシリンダヘッドb内のウォータジャケットb1に流入させるようにしている。 FIG. 14 is a cross-sectional view (for example, a cross-sectional view of the same portion as in FIG. 13) showing another example of a conventional structure in a communication portion between the water jacket a1 in the cylinder block a and the water jacket b1 in the cylinder head b. The flow of cooling water is indicated by arrows. In the conventional example shown in FIG. 14, a recessed portion b2 is formed on the lower surface of the cylinder head b, and a flow path b3 for communicating the recessed portion b2 and the water jacket b1 in the cylinder head b is formed. The cooling water that has flowed from the water jacket a1 of the cylinder block a1 into the recess b2 through the openings c1 and c1 of the cylinder head gasket c is caused to flow into the water jacket b1 in the cylinder head b through the flow path b3. ing.
この場合、シリンダヘッドb内部には、吸気ポート及び排気ポートが形成されていると共に、動弁機構を構成する各種部品が収容されているため、上記流路b3の径寸法を大きく確保することが困難であり、例えば内径が5mm程度に設定されている。これでは、単位時間当たりにこの流路b3を通過する冷却水の水量が少なく、その結果、上記凹陥部b2内での冷却水の流速は非常に低い状況となってしまい、シリンダヘッドbの下面を十分に冷却するだけの流量を得ることは到底不可能であった。 In this case, since the intake port and the exhaust port are formed in the cylinder head b and various parts constituting the valve mechanism are accommodated, it is possible to ensure a large diameter dimension of the flow path b3. For example, the inner diameter is set to about 5 mm. In this case, the amount of cooling water passing through the flow path b3 per unit time is small, and as a result, the flow rate of the cooling water in the recessed portion b2 becomes very low, and the lower surface of the cylinder head b It was impossible to obtain a flow rate sufficient to cool the water.
尚、上述した課題は、上記サイアミーズ構造のシリンダブロックを備えたエンジンに限るものではなく、非サイアミーズ構造のシリンダブロックを備えたエンジン(例えばV型6気筒エンジン等では非サイアミーズ構造のシリンダブロックを備えたものがある)においても同様に生じている。 The above-described problem is not limited to the engine having the cylinder block having the siamese structure, but an engine having a cylinder block having a non-siamese structure (for example, a V-type six-cylinder engine has a cylinder block having a non-siamese structure. This is also the case.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所謂オープンデッキタイプのウォータジャケットによる冷却構造に対し、シリンダヘッド下面付近を特に効果的に冷却できる内燃機関の冷却構造及びその冷却構造に使用されるシリンダヘッドガスケットを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to cool an internal combustion engine that can particularly effectively cool the vicinity of the lower surface of the cylinder head as compared with a cooling structure using a so-called open deck type water jacket. The object is to provide a cylinder head gasket for use in the structure and its cooling structure.
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、シリンダヘッドの下面とシリンダヘッドガスケットとの間に、比較的流速が高く且つシリンダブロック内のウォータジャケットを流れる冷却水(例えば乱流状態となっている冷却水)から隔てられた冷却水流れを生成することにより、シリンダヘッド下面付近を特に効果的に冷却可能としている。
-Solving principle-
The solution principle of the present invention taken to achieve the above object is that the cooling water (for example, turbulence) flows between the lower surface of the cylinder head and the cylinder head gasket and has a relatively high flow rate and flows through the water jacket in the cylinder block. By generating a cooling water flow separated from the cooling water in a flow state, the vicinity of the lower surface of the cylinder head can be cooled particularly effectively.
−解決手段−
具体的に、本発明は、シリンダブロック内の冷却水通路とシリンダヘッド内の冷却水通路とがシリンダヘッドガスケットに形成された開口を経て連通するオープンデッキタイプに構成された内燃機関の冷却構造を前提とする。この内燃機関の冷却構造に対し、上記シリンダヘッドにおいてシリンダブロックに対向する対向面とシリンダヘッドガスケットとの間に、上記対向面の延長方向に延びるシリンダヘッド用冷却水通路を形成する。そして、上記シリンダヘッドガスケットに、シリンダヘッド用冷却水通路の延長方向の一端側に位置する冷却水導入開口及び他端側に位置する冷却水導出開口をそれぞれ形成し、シリンダヘッド用冷却水通路内で、上記冷却水導入開口から冷却水導出開口に向かう冷却水流れが生成される構成としている。
-Solution-
Specifically, the present invention provides a cooling structure for an internal combustion engine configured as an open deck type in which a cooling water passage in a cylinder block and a cooling water passage in a cylinder head communicate with each other through an opening formed in a cylinder head gasket. Assumption. With respect to the cooling structure of the internal combustion engine, a cylinder head coolant passage extending in the extending direction of the facing surface is formed between the facing surface facing the cylinder block and the cylinder head gasket in the cylinder head. The cylinder head gasket is formed with a cooling water introduction opening located on one end side in the extending direction of the cylinder head cooling water passage and a cooling water outlet opening located on the other end side, respectively. Thus, the cooling water flow from the cooling water introduction opening toward the cooling water outlet opening is generated.
この特定事項により、シリンダヘッド用冷却水通路は、その大部分が、シリンダヘッドガスケットによってシリンダブロック内の冷却水通路から隔離された通路、つまり、シリンダヘッドの対向面(シリンダブロックに対向する面)を冷却するための専用の通路として得られることになる。このため、シリンダブロック内の冷却水通路での冷却水流れ(乱流)の影響を受けることの少ない整流状態であって、しかも冷却水導入開口から冷却水導出開口に向かう比較的流速の高い冷却水をシリンダヘッド用冷却水通路に流すことが可能になる。その結果、シリンダヘッドの上記対向面の冷却を効果的に行うことができる。 Due to this specific matter, the cylinder head cooling water passage is largely separated from the cooling water passage in the cylinder block by the cylinder head gasket, that is, the cylinder head facing surface (the surface facing the cylinder block). It will be obtained as a dedicated passage for cooling. For this reason, it is a rectified state that is less affected by the cooling water flow (turbulent flow) in the cooling water passage in the cylinder block, and has a relatively high flow rate from the cooling water introduction opening to the cooling water outlet opening. It becomes possible to flow water through the cooling water passage for the cylinder head. As a result, the opposing surface of the cylinder head can be effectively cooled.
上記シリンダブロックの構成及びそれに適したシリンダヘッドガスケットの冷却水導入開口の形成位置として具体的には以下の構成が挙げられる。先ず、シリンダブロックをサイアミーズ構造に構成する。そして、シリンダヘッドガスケットの冷却水導入開口を、互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分であるサイアミーズ部近傍に形成して、このサイアミーズ部近傍においてシリンダブロック内の冷却水通路からシリンダヘッド側に向かって流れてきた冷却水(例えばサイアミーズ部近傍で鉛直上向きに流れる冷却水)をシリンダヘッド用冷却水通路に導く構成としている。 Specific examples of the configuration of the cylinder block and the formation position of the cooling water introduction opening of the cylinder head gasket suitable for the cylinder block include the following configurations. First, the cylinder block is configured in a siamese structure. Then, the cooling water introduction opening of the cylinder head gasket is formed in the vicinity of the siamese portion, which is a boundary portion between adjacent cylinder bores, and flows from the cooling water passage in the cylinder block toward the cylinder head in the vicinity of the siamese portion. The cooling water (for example, cooling water flowing vertically upward near the siamese portion) is guided to the cylinder head cooling water passage.
これによれば、特に高温度になり易い各気筒間のサイアミーズ部を十分に冷却することができ、シリンダヘッドの上記対向面の冷却と各気筒間のサイアミーズ部の冷却とを共に効果的に行うことが可能になる。 This makes it possible to sufficiently cool the siamese portion between the cylinders, which are particularly likely to be at high temperatures, and to effectively cool both the opposed surface of the cylinder head and the siamese portion between the cylinders. It becomes possible.
積層構造のシリンダヘッドガスケットにおいてこのシリンダヘッドガスケットを構成する板材同士の間でシリンダヘッド用冷却水通路を形成する場合の具体構成としては以下のものが挙げられる。つまり、シリンダヘッドガスケットを、複数枚の板材を積層して構成し、シリンダブロック側に位置する板材を、シリンダヘッド側に位置する板材に対して後退するように湾曲形成することによってシリンダヘッド用冷却水通路を形成する。また、上記シリンダヘッド側に位置する板材のうちシリンダブロック側に位置する板材の上記湾曲部に対向する領域に、上記シリンダヘッド用冷却水通路にシリンダヘッドの上記合わせ面を露出させる開口を形成し、上記冷却水通路を流れる冷却水を、上記露出されている合わせ面に直接接触させる構成としている。 Specific configurations in the case where the cylinder head cooling water passage is formed between the plate members constituting the cylinder head gasket in the laminated structure of the cylinder head gasket include the following. In other words, the cylinder head gasket is formed by laminating a plurality of plate materials, and the plate material positioned on the cylinder block side is curved so as to recede from the plate material positioned on the cylinder head side, thereby cooling the cylinder head. Form a water passage. Further, an opening for exposing the mating surface of the cylinder head to the cylinder head coolant passage is formed in a region facing the curved portion of the plate member located on the cylinder block side among the plate members located on the cylinder head side. The cooling water flowing through the cooling water passage is brought into direct contact with the exposed mating surface.
これにより、シリンダヘッドガスケットを構成している各板材を利用してシリンダヘッド用冷却水通路を形成すると共に、このシリンダヘッド用冷却水通路を流れる冷却水によってシリンダヘッドの上記合わせ面を直接的に冷却することができ、高い冷却効率を得ることができる。 As a result, the cylinder head cooling water passage is formed by using the respective plates constituting the cylinder head gasket, and the mating surface of the cylinder head is directly adjusted by the cooling water flowing through the cylinder head cooling water passage. It can cool and can obtain high cooling efficiency.
シリンダヘッドガスケットにおける冷却水導出開口の縁部に適用される形状として具体的には以下の構成が挙げられる。つまり、上記縁部に、シリンダブロック内の冷却水通路を流れる冷却水と冷却水導出開口からシリンダブロック内の冷却水通路に導出される冷却水との合流部分において、上記シリンダブロック内の冷却水通路を流れる冷却水の流線方向を冷却水導出開口から遠離る方向に偏向させる冷却水ガイド部を形成している。 Specific examples of the shape applied to the edge of the cooling water outlet opening in the cylinder head gasket include the following. That is, the cooling water in the cylinder block is joined to the cooling water flowing in the cooling water passage in the cylinder block and the cooling water led out to the cooling water passage in the cylinder block from the cooling water outlet opening at the edge. A cooling water guide portion is formed to deflect the flow line direction of the cooling water flowing through the passage in a direction away from the cooling water outlet opening.
これによれば、上記冷却水の合流部分にあっては、シリンダブロック内の冷却水通路を流れてきた冷却水が冷却水導出開口から遠離る方向に偏向され、これによって、冷却水導出開口からシリンダブロック内の冷却水通路に導出される冷却水は、上記シリンダブロック内の冷却水通路を流れてきた冷却水による抵抗を殆ど受けることなく円滑にシリンダブロック内の冷却水通路に流入されることになる。このため、シリンダヘッド用冷却水通路における冷却水の流速低下を防止することができ、これによってもシリンダヘッド用冷却水通路内を流れる冷却水による冷却効果を高く得ることができる。 According to this, in the cooling water merging portion, the cooling water flowing through the cooling water passage in the cylinder block is deflected away from the cooling water outlet opening. The cooling water led out to the cooling water passage in the cylinder block is smoothly flowed into the cooling water passage in the cylinder block without receiving almost any resistance due to the cooling water flowing through the cooling water passage in the cylinder block. become. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the flow rate of the cooling water in the cylinder head cooling water passage, and it is also possible to obtain a high cooling effect by the cooling water flowing in the cylinder head cooling water passage.
また、シリンダヘッド用冷却水通路の内面に、その通路内部における冷却水流れ方向に略直交する断面の断面積として、冷却水導入開口側の断面積よりも冷却水導出開口側の断面積を大きくする段差部を設けることが挙げられる。この構成によれば、この段差部においてシリンダヘッド用冷却水通路の流路断面積が拡大され、それに伴って冷却水導出開口側の水圧が低くなる。このため、冷却水導入開口側(高圧側)と冷却水導出開口側(低圧側)との圧力差により、シリンダヘッド用冷却水通路内での冷却水の流量を増加させることができ、冷却効果を高く得ることができる。 In addition, as the cross-sectional area of the cross section approximately perpendicular to the coolant flow direction inside the passage on the inner surface of the cylinder head cooling water passage, the cross sectional area on the cooling water outlet opening side is larger than the cross sectional area on the cooling water introduction opening side It is possible to provide a stepped portion. According to this configuration, the flow passage cross-sectional area of the cylinder head cooling water passage is enlarged at the step portion, and accordingly, the water pressure on the cooling water outlet opening side is lowered. For this reason, the flow rate of the cooling water in the cooling water passage for the cylinder head can be increased by the pressure difference between the cooling water introduction opening side (high pressure side) and the cooling water outlet opening side (low pressure side). Can get higher.
更に、上述した各解決手段のうち何れか一つの内燃機関の冷却構造に使用されるシリンダヘッドガスケットも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、上記シリンダヘッド用冷却水通路内において、上記対向面の延長方向に沿う冷却水流れが生成されるように、シリンダヘッド用冷却水通路の延長方向の一端側に位置する冷却水導入開口及び他端側に位置する冷却水導出開口がそれぞれ形成されたシリンダヘッドガスケットである。 Furthermore, the cylinder head gasket used in the cooling structure of any one of the above-described solutions is also within the scope of the technical idea of the present invention. That is, in the cylinder head cooling water passage, the cooling water introduction opening located on one end side in the extension direction of the cylinder head cooling water passage so that a cooling water flow along the extension direction of the facing surface is generated, and This is a cylinder head gasket in which a cooling water outlet opening located on the other end side is formed.
本発明では、シリンダヘッドの下面とシリンダヘッドガスケットとの間にシリンダヘッド用冷却水通路を形成すると共に、シリンダヘッドガスケットに冷却水導入開口及び冷却水導出開口をそれぞれ形成することで、比較的流速が高く且つシリンダブロック内のウォータジャケットを流れる冷却水から隔てられた冷却水流れを生成している。これにより、シリンダヘッドにおいてシリンダブロックに対向する対向面(例えばシリンダヘッド下面)付近を効果的に冷却することが可能となる。 In the present invention, the coolant flow passage for the cylinder head is formed between the lower surface of the cylinder head and the cylinder head gasket, and the coolant introduction opening and the coolant discharge opening are respectively formed in the cylinder head gasket. The cooling water flow is high and is separated from the cooling water flowing through the water jacket in the cylinder block. Thereby, it becomes possible to effectively cool the vicinity of the facing surface (for example, the lower surface of the cylinder head) facing the cylinder block in the cylinder head.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、サイアミーズ構造のシリンダブロックを備えた自動車用直列4気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a case will be described in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder gasoline engine for automobiles equipped with a cylinder block having a siamese structure.
尚、以下の各実施形態においては、シリンダブロックの構成は互いに同一であり、シリンダヘッド及びシリンダヘッドガスケットにより形成される冷却水通路の形状が互いに異なっている。このため、以下の説明では、先ず、各実施形態に共通するシリンダブロックの構成について説明した後に、各実施形態それぞれにおけるシリンダヘッド及びシリンダヘッドガスケットの構成、冷却水通路の形状について説明する。 In the following embodiments, the cylinder blocks have the same configuration, and the shapes of the coolant passages formed by the cylinder head and the cylinder head gasket are different from each other. For this reason, in the following description, after first describing the configuration of the cylinder block common to each embodiment, the configuration of the cylinder head and the cylinder head gasket and the shape of the cooling water passage in each embodiment will be described.
−シリンダブロックの構成−
図1は、本実施形態に係る直列4気筒ガソリンエンジンの各シリンダボア11,11,…及びその周辺部を示すシリンダブロック1の平面図であって、後述するシリンダヘッド2(図2参照)との合わせ面、シリンダ列、ウォータジャケット(冷却水通路)12の配置状態を示している。尚、以下の説明では、図1において左端に位置する気筒を第1番気筒♯1、その右側に位置する気筒を第2番気筒♯2、更に、その右側に位置する気筒を第3番気筒♯3、そして、右端に位置する気筒を第4番気筒♯4として説明する。また、図1における上側を吸気側とし、下側を排気側として説明する。気筒番号や吸排気系の形態はこれに限るものではない。
−Cylinder block configuration−
FIG. 1 is a plan view of a
本実施形態に係る直列4気筒エンジンの構成部材であるシリンダブロック1は、アルミニウム合金製であって、図1に示すように、直列状態で配置された4個のシリンダバレル13a,13a,…が一体成形されて成るサイアミーズシリンダバレル13を備えている。そして、各シリンダバレル13a,13a,…の内面にはシリンダボア11,11,…の内面を形成するシリンダライナがそれぞれ鋳込まれている。
The
また、シリンダブロック1はオープンデッキ型に構成されている。つまり、シリンダヘッド2の組み付け面であるシリンダブロック1の頂面にウォータジャケット12が開放されている。また、このウォータジャケット12は、上記サイアミーズシリンダバレル13の略全周囲を囲むようにシリンダブロック1の外壁とサイアミーズシリンダバレル13との間に形成されている。このため、このウォータジャケット12は、図1の如く、各シリンダバレル13a,13a,…の外周面である円筒面形状に沿って延びるメインジャケット領域Aと、互いに隣り合うシリンダバレル13a,13a,…同士の間(サイアミーズ部15)に向けて凹陥する括れ部(平面視において略V字状の凹部で形成された領域)として形成されたサイアミーズジャケット領域Bとを備えた構成となっている。
The
また、シリンダブロック1には、ウォータポンプからの冷却水をウォータジャケット12に導入するための冷却水入口通路12aがシリンダ列方向の一端側(図1における左端側)、つまり、第1番気筒♯1の近傍に形成されている。
Further, the
そして、このシリンダブロック1のウォータジャケット12における冷却水の主な流れとしては、上記冷却水入口通路12aから導入された冷却水が各シリンダバレル13a,13a,…の配列方向に沿って略水平方向に流れていき、これによってシリンダブロック1の冷却を行う。具体的には、冷却水入口通路12aから流入した冷却水が、サイアミーズシリンダバレル13の一方側(図1における上側である吸気側)及び他方側(図1における下側である排気側)に分流されて、それぞれが第1番気筒♯1から第4番気筒♯4に向かって略水平方向に流れ(図1における矢印参照)、これによってシリンダブロック1が冷却されるようになっている。また、この冷却水は、後述するシリンダヘッドガスケット3に形成された開口32やシリンダヘッド2に形成された連通路22c(図4参照)等の通路を経てシリンダヘッド2のウォータジャケット25に流入されてシリンダヘッド2の冷却を行ったり、また、補機部品等の冷却を行ったりした後にウォータポンプに向かって戻される。
The main flow of the cooling water in the
尚、このシリンダブロック1の複数箇所には、シリンダヘッドガスケット3及びシリンダヘッド2を一体的に組み付けるためのヘッドボルトが挿通されるヘッドボルト孔16,16,…が形成されている。
It should be noted that head bolt holes 16, 16,... Through which head bolts for assembling the
次に、上述の如く構成されたシリンダブロック1に対して一体的に組み付けられるシリンダヘッド2の構成、これらシリンダブロック1とシリンダヘッド2との間に介在されるシリンダヘッドガスケット3の構成、これらが一体的に組み付けられることにより形成されるシリンダヘッド用冷却水通路4(以下、単に冷却水通路と呼ぶ)の形状についての複数の実施形態を説明する。
Next, the configuration of the
(第1実施形態)
先ず、第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
−シリンダヘッド2の構成−
図2は、本実施形態におけるシリンダヘッド2の下面(シリンダブロック1に対向する対向面)を示す図であって、上記シリンダブロック1との合わせ面、燃焼室を構成するための凹部21,21,…の配置状態を示している(吸排気の各ポートについては図示を省略している)。尚、このシリンダヘッド2は、図2における手前側の面が下向きとされて(反転されて)シリンダブロック1の上面に重ね合わされるため、図2における下側が吸気側であり、上側が排気側となっている。
-Configuration of cylinder head 2-
FIG. 2 is a view showing the lower surface of the cylinder head 2 (opposite surface facing the cylinder block 1) in the present embodiment, and the
このシリンダヘッド2もアルミニウム合金製であって、内部にウォータジャケット25(図4参照)が形成されていると共に、下面には本実施形態が特徴とする冷却水通路4を形成するための凹陥部22,22,…が複数箇所に形成されている。これら凹陥部22,22,…は、上記シリンダブロック1におけるウォータジャケット12の開放部分に対応する位置の一部に形成されており、シリンダブロック1のウォータジャケット12を流れている冷却水の一部であって後述するシリンダヘッドガスケット3に形成されている開口32を通過した冷却水が流れ込むようになっている。以下、各凹陥部22,22,…の形状について説明する。
The
これら凹陥部22,22,…は、第1番気筒♯1から第4番気筒♯4の吸気側及び排気側にそれぞれ形成された合計8個の互いに同一形状または互いに対称形状の凹陥部22,22,…として形成されている。
These
ここでは、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている凹陥部22を代表して説明する。
Here, in particular, a description will be given on behalf of the recessed
図2に示すように、この凹陥部22は、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bから第2番気筒♯2の外周側のメインジャケット領域Aに亘って平面視略円弧状(上記ウォータジャケット12の開放部分に対応する形状)に形成されている。そして、サイアミーズジャケット領域B及びその周辺部は凹陥寸法が比較的小さい(例えば深さ5mm程度の)第1凹陥部22aとして形成されている一方、この第1凹陥部22aよりも下流側(第3番気筒♯3側)は第1凹陥部22aよりも凹陥寸法が大きい(例えば深さ20mm程度の)第2凹陥部22bとして形成されている。そして、この第2凹陥部22bの長手方向の略中央位置には、シリンダヘッド2の内部に形成されているウォータジャケット25とこの第2凹陥部22bとを連通する連通路22cが形成されている。この連通路22cの内径寸法としては比較的小さく(例えば5mm程度に)設定されている。その理由は、シリンダヘッド2の内部には、吸気ポート及び排気ポートが形成されていると共に動弁機構を構成する各種部品の収容空間が形成されているため連通路22cの径寸法を大きく確保することが困難であるからである。このため、シリンダブロック1のウォータジャケット12からこの凹陥部22に流れ込んだ冷却水は、第1凹陥部22aを経て第2凹陥部22bに流れ込み(図2における矢印D参照)、その一部が連通路22cを通過してシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に流れ込み、このシリンダヘッド2を冷却するよう構成されている(冷却水の流れの詳細については後述する)。このように構成された凹陥部22が、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図2における右側)には、シリンダブロック1内部のウォータジャケット12からの冷却水を上記シリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に導入するための導入開口23,23が2箇所に形成されている。
Further, on the rear side (the right side in FIG. 2) of the
尚、このシリンダヘッド2の複数箇所であって上記シリンダブロック1のヘッドボルト孔16,16,…に対応する位置には同様のヘッドボルト孔24,24,…が形成されている。 The same head bolt holes 24, 24,... Are formed at positions corresponding to the head bolt holes 16, 16,.
−シリンダヘッドガスケット3の構成−
図3は本実施形態におけるシリンダヘッドガスケット3を示す平面図である。この図3に示すように、シリンダヘッドガスケット3は、外縁形状が上記シリンダブロック1上面の外縁形状に近似しており、例えばステンレス製の2枚の板材が一体的に積層された構成となっている。また、このシリンダヘッドガスケット3には、上記シリンダボア11,11,…に対応する位置にボア開口31,31,…が形成されている。尚、このボア開口31,31,…の縁部には、このシリンダヘッドガスケット3を構成する2枚の板材の間にシムが介在されており、シリンダボア周辺部での厚さをその他の部分よりも大きくすることにより、シリンダボア部分におけるガスケット面圧を高くしてシール性の向上を図っている。
-Configuration of cylinder head gasket 3-
FIG. 3 is a plan view showing the
また、このシリンダヘッドガスケット3には、上記シリンダブロック1に形成されているウォータジャケット12の形成位置の一部に対応して複数の開口32,33,34が形成されており、これら開口32,33,34と上述したシリンダヘッド2の各凹陥部22とによって冷却水通路4を形成するようになっている。
The
以下、この開口32〜34について説明する。シリンダヘッドガスケット3における第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の周囲における吸気側及び排気側にそれぞれ形成されている開口32,33,34の開口位置は互いに同一であるため、ここでは、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている開口32,33,34を代表して説明する。
Hereinafter, the
図3に示すように、これら開口32,33,34は3個が一組となって第2番気筒♯2の排気側に形成されている。具体的には、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに対応して形成された第1開口(冷却水導入開口)32と、この第1開口32よりも下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第2開口33と、この第2開口33よりも更に下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第3開口(冷却水導出開口)34とが形成されている。上記第2開口33は、シリンダヘッド2の下面に形成されている上記第2凹陥部22bの上流側端(第1凹陥部22aとの境界部分)に対応して形成されている。また、上記第3開口34は、シリンダヘッド2の下面に形成されている上記第2凹陥部22bの下流側端(第3番気筒♯3側の端部)に対応して形成されている。尚、これら第2開口33及び第3開口34における長さ寸法(冷却水の水平方向の流れに沿う方向の長さ寸法)は互いに略同一寸法に設定されている。このようにして、第2番気筒♯2の排気側にあっては、シリンダブロック1のウォータジャケット12とシリンダヘッド2の凹陥部22とが開口32,33,34によって3箇所で連通する構成となっている。このように構成された各開口32,33,34が、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
As shown in FIG. 3, these
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図3における右側)には、上記シリンダヘッド2に形成されている導入開口23,23の形成位置に対応して連通孔35,35が形成されている。これにより、シリンダブロック1内部のウォータジャケット12において第4番気筒♯4のリヤ側に達した冷却水を、この連通孔35,35及び上記シリンダヘッド2に形成されている導入開口23,23を経てウォータジャケット25に導入するようになっている。
Further, on the rear side (the right side in FIG. 3) of the
尚、このシリンダヘッドガスケット3の複数箇所であって上記シリンダブロック1のヘッドボルト孔16,16,…に対応する位置には同様のヘッドボルト孔36,36,…が形成されている。 It should be noted that the same head bolt holes 36, 36,... Are formed at positions corresponding to the head bolt holes 16, 16,.
−冷却水通路4及び冷却水流れの説明−
次に、上述の如く構成されたシリンダヘッド2及びシリンダヘッドガスケット3がシリンダブロック1に一体的に組み付けられて形成される冷却水通路4及びこの冷却水通路4における冷却水流れについて説明する。尚、本実施形態は、上記サイアミーズジャケット領域B及びその周辺部での冷却水流れに最も特徴があるため、この部分での冷却水流れを主に説明する。
-Explanation of cooling
Next, the cooling
図4は、シリンダブロック1、シリンダヘッドガスケット3、シリンダヘッド2がヘッドボルトによって一体的に組み付けられた状態における図1のIV−IV線に対応する位置での断面図である。
4 is a cross-sectional view at a position corresponding to line IV-IV in FIG. 1 in a state where the
この図4に示すように、シリンダブロック1、シリンダヘッドガスケット3、シリンダヘッド2が一体的に組み付けられた状態では、シリンダブロック1のウォータジャケット12と、シリンダヘッド2の下面に形成されている凹陥部22との間がシリンダヘッドガスケット3によって隔離され且つ部分的に(シリンダヘッドガスケット3における開口32,33,34の形成位置で)連通された構成となっている。
As shown in FIG. 4, when the
具体的には、サイアミーズジャケット領域Bにおいては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第1開口32によってシリンダヘッド2の第1凹陥部22aに鉛直方向で連通した状態となっている。
Specifically, in the Siamese jacket region B, the
また、メインジャケット領域Aのうちサイアミーズジャケット領域Bに近い上流側部分にあっては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第2開口33によってシリンダヘッド2の第2凹陥部22bに鉛直方向で連通した状態となっている。
Further, in the upstream portion of the main jacket region A close to the siamese jacket region B, the
更に、メインジャケット領域Aのうちサイアミーズジャケット領域Bから離れた下流側部分にあっては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第3開口34によってシリンダヘッド2の第2凹陥部22bに鉛直方向で連通した状態となっている。
Further, in the downstream portion of the main jacket region A away from the siamese jacket region B, the
このように形成された冷却水通路4における冷却水流れとしては、ウォータポンプの駆動に伴って、先ず、上記冷却水入口通路12aから導入された冷却水がシリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れる。つまり、第1番気筒♯1の周囲のメインジャケット領域Aを水平方向に流れることで第1番気筒♯1を冷却する。
As the cooling water flow in the cooling
そして、この第1番気筒♯1を冷却した後に第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水は、その一部がそのままシリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れて第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れることで第2番気筒♯2の冷却に寄与する。他の冷却水は、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bを鉛直上方に流れ、上記シリンダヘッドガスケット3の第1開口32を通過してシリンダヘッド2の第1凹陥部22aに流れ込む(図4における矢印C参照)。この第1凹陥部22aに流れ込んだ冷却水は、流線方向を水平方向に変え、第1凹陥部22aから第2凹陥部22bに流れ込む(図4における矢印D参照)。この流れにより、第1凹陥部22a及び第2凹陥部22bの内壁面、つまり、シリンダヘッド2の下面は冷却水によって直接的に冷却されることになる。
Then, after cooling the
そして、上記第2凹陥部22bを流れている冷却水の大部分は、この第2凹陥部22bの下流端にまで達し、流線方向を下方に変えてシリンダヘッドガスケット3の第3開口34を通過して再びシリンダブロック1のウォータジャケット12に流入する(図4における矢印E参照)。これにより、第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れている冷却水(図4における矢印F参照)と合流して第2番気筒♯2と第3番気筒♯3との間のサイアミーズジャケット領域Bに向けて流れ込むことになる。このように、凹陥部22とシリンダヘッドガスケット3との間に形成される冷却水通路4では、上記第1開口32が流入口となり第3開口34が流出口となっているため、冷却水が滞留することなく比較的高い流速で冷却水が流れており、シリンダヘッド2の下面(凹陥部22の内面)が効率良く冷却されることになる。
Then, most of the cooling water flowing through the second recessed
尚、シリンダヘッドガスケット3の第2開口33によってもシリンダブロック1のウォータジャケット12と第2凹陥部22bとは連通している。この第2開口33では、ウォータジャケット12及び第2凹陥部22bのうち水圧の高い側から水圧の低い側に向けて冷却水の一部が通過することになる。具体的に、ウォータジャケット12内の水圧が第2凹陥部22b内の水圧よりも高い状況では、ウォータジャケット12内を流れている冷却水の一部が第2開口33を通過して第2凹陥部22b内に流入する。これにより第2凹陥部22b内での冷却水の流量が高められる。
The
また、上記第1凹陥部22aと第2凹陥部22bとの境界部分は、通路断面積を拡大する段差部4Aとして形成されているため、この段差部4Aにおいて冷却水通路4の流路断面積が拡大され、それに伴って第3開口34側(冷却水導出開口側)の水圧が低くなる。このため、この冷却水通路4内では、第1凹陥部22a側(高圧側)と第2凹陥部22b側(低圧側)との圧力差により、冷却水通路4内での冷却水の流量を増加させることができ、冷却効果を高く得ることができる。
Further, since the boundary portion between the first recessed
また、第2凹陥部22bを流れている冷却水の一部は、シリンダヘッド2に形成されている連通路22cを通過してシリンダヘッド2のウォータジャケット25に流れ込み、シリンダヘッド2を冷却する(図4における矢印G参照)。
Further, a part of the cooling water flowing through the second recessed
上記第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れた後に、この第2番気筒♯2と第3番気筒♯3との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水の流れとしても、上述の場合と同様である。つまり、シリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れて第3番気筒♯3の周囲のメインジャケット領域Aを流れることで第3番気筒♯3の冷却に寄与する流れと、このサイアミーズジャケット領域Bを鉛直上方に流れ、第3番気筒♯3周辺部の凹陥部22に流れ込んでシリンダヘッド2の下面(凹陥部22内面)を冷却する流れとに分流される。この凹陥部22に分流された冷却水についても上述の場合と同様に、シリンダヘッドガスケット3の第3開口34を通過し、第3番気筒♯3の周囲のメインジャケット領域Aを流れている冷却水と合流して第3番気筒♯3と第4番気筒♯4との間のサイアミーズジャケット領域Bに向けて流れ込むことになる。また、第3番気筒♯3と第4番気筒♯4との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水の流れとしても、上述の場合と同様である。
After flowing through the main jacket region A around the
そして、第4番気筒♯4を冷却した冷却水は、シリンダヘッドガスケット3に形成されている連通孔35,35及びシリンダヘッド2に形成されている導入開口23,23を経て、このシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に導入することになる。尚、このシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に流れ込んだ冷却水は、シリンダヘッド2を冷却した後に、シリンダヘッド2から取り出されてラジエータに向けて回収される。
Then, the cooling water that has cooled the
尚、上述した如く第1番気筒♯1の周囲にも同様の冷却水通路4が形成されているため、上記冷却水入口通路12aから導入された冷却水の一部は、上述の場合と同様に、冷却水通路4に導入されることでシリンダヘッド2の下面の冷却に寄与する。
Since the same
以上説明したように、本実施形態では、シリンダブロック1のウォータジャケット12と、シリンダヘッド2の下面に形成されている凹陥部22との間がシリンダヘッドガスケット3によって隔離され且つ部分的に(シリンダヘッドガスケット3における開口32〜34の形成位置で)連通された構成となっている。このため、シリンダヘッド2とシリンダヘッドガスケット3との間で形成される冷却水通路4は、シリンダヘッド2の下面を冷却するための専用の通路として得られ、ウォータジャケット12内での冷却水の流れ(乱流)の影響を受けることの少ない整流状態となっている。また、この冷却水通路4内では、上流側の開口となる上記シリンダヘッドガスケット3の第1開口32から下流側の開口となるシリンダヘッドガスケット3の第3開口34に向かって比較的流速の高い冷却水が流れている。このため、シリンダヘッド2の下面の冷却を効果的に行うことができる。特に、本実施形態の場合、サイアミーズジャケット領域Bにおいて鉛直方向に冷却水を流すようにしているため、特に高温度になり易い各気筒間のサイアミーズ部15を十分に冷却することができる。以上の結果、本実施形態の冷却構造によれば、シリンダヘッド2の下面の冷却と各気筒間のサイアミーズ部15の冷却とを共に効果的に行うことが可能になる。
As described above, in this embodiment, the space between the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。シリンダブロック1の構成については上述したため、ここでは、シリンダヘッド2及びシリンダヘッドガスケット3の構成、冷却水通路4の形状についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. Since the configuration of the
−シリンダヘッド2の構成−
図5は、本実施形態における上記図2に相当する図(シリンダヘッド2の下面を示す図)である。
-Configuration of cylinder head 2-
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 in the present embodiment (a view showing the lower surface of the cylinder head 2).
このシリンダヘッド2もアルミニウム合金製であって、内部にウォータジャケット25(図8参照)が形成されていると共に、下面には本実施形態が特徴とする冷却水通路4を形成するための凹陥部22,22,…が複数箇所に形成されている。本実施形態におけるこれら凹陥部22,22,…にあっても、上記シリンダブロック1におけるウォータジャケット12の開放部分に対応する位置の一部に形成されており、シリンダブロック1のウォータジャケット12を流れている冷却水の一部であって後述するシリンダヘッドガスケット3に形成されている開口32A,32Bを通過した冷却水が流れ込むようになっている。以下、各凹陥部22,22,…について説明する。
The
これら凹陥部22,22,…は、第1番気筒♯1から第4番気筒♯4の吸気側及び排気側の合計8箇所に形成されているため、ここでは、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている凹陥部22を代表して説明する。
.. Are formed in a total of eight locations on the intake side and the exhaust side of the
図5に示すように、この凹陥部22は、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bから第2番気筒♯2の外周側のメインジャケット領域Aに亘って形成されている。そして、サイアミーズジャケット領域B及びその周辺部は凹陥寸法が比較的小さい(例えば深さ5mm程度の)第1凹陥部22aとして形成されている。また、この第1凹陥部22aよりも下流側(第3番気筒♯3側)は第1凹陥部22aよりも凹陥寸法が大きい(例えば深さ20mm程度の)第2凹陥部22bとして形成されている。そして、本実施形態では、この第1凹陥部22aと第2凹陥部22bとは互いに連続する凹陥部とはなっていない点で上記第1実施形態のものとは異なっている。つまり、第1凹陥部22aと第2凹陥部22bとの間には、凹陥されていない(シリンダヘッド2の下面と面一な)凹陥部仕切壁22dが形成されている。
As shown in FIG. 5, the
また、上記第2凹陥部22bの長手方向の略中央位置には、シリンダヘッド2の内部に形成されているウォータジャケット25とこの第2凹陥部22bとを連通する連通路22cが形成されている。この連通路22cの内径寸法としては比較的小さく(例えば5mm程度に)設定されている。このため、第2凹陥部22bに流れ込んだ冷却水(図5における矢印D参照)の一部が連通路22cを通過してシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に流れ込み、このシリンダヘッド2を冷却するよう構成されている。このように構成された凹陥部22が、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
A
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図5における右側)には、上記第1実施形態の場合と同様の導入開口23,23が2箇所に形成されている。
In addition, on the rear side (the right side in FIG. 5) of the
尚、このシリンダヘッド2の複数箇所であって上記シリンダブロック1のヘッドボルト孔16,16,…に対応する位置には同様のヘッドボルト孔24,24,…が形成されている。 The same head bolt holes 24, 24,... Are formed at positions corresponding to the head bolt holes 16, 16,.
−シリンダヘッドガスケット3の構成−
本実施形態におけるシリンダヘッドガスケット3は、このシリンダヘッドガスケット3を構成する2枚の板材(以下ガスケットプレート3A,3Bと呼ぶ)のそれぞれにおける開口32A〜34A,32B〜34Bの形成位置が互いに異なっている。図6は上側(シリンダヘッド2側)のアッパガスケットプレート3Aの平面図であり、図7は下側(シリンダブロック1側)のロアガスケットプレート3Bの平面図である。以下、各ガスケットプレート3A,3Bについて説明する。
-Configuration of cylinder head gasket 3-
The
図6に示すように、アッパガスケットプレート3Aは、上記シリンダブロック1に形成されているウォータジャケット12の形成位置の一部に対応して複数の開口32A,33A,34Aが形成されており、これら開口32A,33A,34Aと上述したシリンダヘッド2の各凹陥部22とによって冷却水通路4を形成するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
以下、この開口32A〜34Aについて説明する。アッパガスケットプレート3Aにおける第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の周囲における吸気側及び排気側にそれぞれ形成されている開口32A,33A,34Aの開口位置は互いに同一であるため、ここでは、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている開口32A,33A,34Aを代表して説明する。
Hereinafter, the
図6に示すように、これら開口32A,33A,34Aは3個が一組となって第2番気筒♯2の排気側に形成されている。具体的には、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに対応して形成された第1開口32Aと、この第1開口32Aよりも下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第2開口33Aと、この第2開口33Aよりも更に下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第3開口34Aとが形成されている。
As shown in FIG. 6, these three
上記第1開口32A及び第3開口34Aはそれぞれ上記第1実施形態における第1開口32及び第3開口34と同様の開口である。一方、上記第2開口33Aは、シリンダヘッド2の下面に形成されている上記第1凹陥部22aの一部、凹陥部仕切壁22d、第2凹陥部22bの一部に跨る領域に対応して形成された比較的長尺の(冷却水の水平方向の流れに沿う方向の長さ寸法が長い)開口で形成されている。
The
このように構成された各開口32A,33A,34Aが、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
Each of the
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図6における右側)には、上記第1実施形態におけるシリンダヘッドガスケット3と同様の連通孔35,35が形成されている。
Further, on the rear side (the right side in FIG. 6) of the
一方、図7に示すように、ロアガスケットプレート3Bは、上記シリンダブロック1に形成されているウォータジャケット12の形成位置の一部に対応して複数の開口32B,33B,34Bが形成されており、これら開口32B,33B,34Bと上述したシリンダヘッド2の各凹陥部22とによって冷却水通路4を形成するようになっている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
以下、この開口32B〜34Bについて説明する。ロアガスケットプレート3Bにおける第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の周囲における吸気側及び排気側にそれぞれ形成されている開口32B,33B,34Bの開口位置は互いに同一であるため、ここでも、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている開口32B,33B,34Bを代表して説明する。
Hereinafter, the
図7に示すように、これら開口32B,33B,34Bは3個が一組となって第2番気筒♯2の排気側に形成されている。具体的には、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに対応して形成された第1開口32Bと、この第1開口32Bよりも下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第2開口33Bと、この第2開口33Bよりも更に下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第3開口34Bとが形成されている。
As shown in FIG. 7, these
上記第1開口32B及び第3開口34Bはそれぞれ上記第1実施形態における第1開口32及び第3開口34と同様の開口である。一方、上記第2開口33Bは、シリンダヘッド2の下面に形成されている上記第2凹陥部22bに対向する位置に形成されている。
The
そして、このロアガスケットプレート3Bの特徴として、上記第1開口32Bと第2開口33Bとの間の領域は下方に湾曲された湾曲部37として形成されており、シリンダヘッドガスケット3がシリンダブロック1とシリンダヘッド2との間に組み付けられた状態では、この湾曲部37が、上記シリンダヘッド2の凹陥部仕切壁22dから下方に後退し、この凹陥部仕切壁22dとの間で冷却水通路を形成するようになっている(図8参照)。また、この湾曲部37の下流側端部は僅かに上方(シリンダヘッド2側)に湾曲されており、この冷却水通路を流れる冷却水を斜め上向きに(シリンダヘッド2側に向けて)案内するようになっている。
As a feature of the
このように構成された各開口32B,33B,34Bが、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
Each of the
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図7における右側)には、上記アッパガスケットプレート3Aと同様の連通孔35,35が形成されている。
Further, on the rear side (right side in FIG. 7) of the
尚、これらガスケットプレート3A,3Bの複数箇所であって上記シリンダブロック1のヘッドボルト孔16,16,…に対応する位置には同様のヘッドボルト孔36,36,…が形成されている。
The same head bolt holes 36, 36,... Are formed at positions corresponding to the head bolt holes 16, 16,... Of the
以上の如く各開口32A〜34A,32B〜34Bが形成された各ガスケットプレート3A,3Bが一体的に積層されてシリンダヘッドガスケット3が構成されている。
As described above, the
−冷却水通路4及び冷却水流れの説明−
次に、上述の如く構成されたシリンダヘッド2及びシリンダヘッドガスケット3がシリンダブロック1に一体的に組み付けられて形成される冷却水通路4及びこの冷却水通路4における冷却水流れについて説明する。尚、本実施形態にあっても、上記サイアミーズジャケット領域B及びその周辺部での冷却水流れに最も特徴があるため、この部分での冷却水流れを主に説明する。
-Explanation of cooling
Next, the cooling
図8は、シリンダブロック1、シリンダヘッドガスケット3、シリンダヘッド2がヘッドボルトによって一体的に組み付けられた状態における図1のIV−IV線に対応する位置での断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view at a position corresponding to the line IV-IV in FIG. 1 in a state where the
この図8に示すように、シリンダブロック1、シリンダヘッドガスケット3、シリンダヘッド2が一体的に組み付けられた状態では、シリンダブロック1のウォータジャケット12と、シリンダヘッド2の下面に形成されている凹陥部22との間がシリンダヘッドガスケット3によって隔離され且つ部分的に(シリンダヘッドガスケット3における開口32A,32B、33A,33B、34A,34Bの形成位置で)連通された構成となっている。
As shown in FIG. 8, when the
具体的には、サイアミーズジャケット領域Bにおいては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第1開口32A,32Bによってシリンダヘッド2の第1凹陥部22aに鉛直方向で連通した状態となっている。
Specifically, in the Siamese jacket region B, the
また、メインジャケット領域Aのうちサイアミーズジャケット領域Bに近い上流側部分にあっては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第2開口33A,33Bによってシリンダヘッド2の第2凹陥部22bに鉛直方向で連通した状態となっている。
In the upstream portion of the main jacket region A close to the siamese jacket region B, the
この部分における冷却水通路の形状としてより詳しくは、上述した如くアッパガスケットプレート3Aに形成されている第2開口33Aが、シリンダヘッド2の下面に形成されている上記第1凹陥部22aの一部、凹陥部仕切壁22d、第2凹陥部22bの一部に跨る領域に対応して形成されている。一方、ロアガスケットプレート3Bにおける上記第1開口32Bと第2開口33Bとの間の領域には湾曲部37が形成されている。このため、これらアッパガスケットプレート3Aとロアガスケットプレート3Bとが重ね合わされて構成されるシリンダヘッドガスケット3がシリンダブロック1とシリンダヘッド2との間に組み付けられた状態では、上記シリンダヘッド2の凹陥部仕切壁22dがアッパガスケットプレート3Aの第2開口33A内に露出していると共に、ロアガスケットプレート3Bの湾曲部37が、シリンダヘッド2の凹陥部仕切壁22dから下方に後退し、この凹陥部仕切壁22dとの間で冷却水通路を形成している。つまり、このシリンダヘッド2の凹陥部仕切壁22dと湾曲部37との間で形成される冷却水通路が上記第1凹陥部22aと第2凹陥部22bとを連通する構成となっている。
More specifically, as the shape of the cooling water passage in this portion, the
更に、メインジャケット領域Aのうちサイアミーズジャケット領域Bから離れた下流側部分にあっては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bによってシリンダヘッド2の第2凹陥部22bに鉛直方向で連通した状態となっている。
Further, in the downstream portion of the main jacket region A away from the siamese jacket region B, the
このように形成された冷却水通路4における冷却水流れとしては、ウォータポンプの駆動に伴って、先ず、上記冷却水入口通路12aから導入された冷却水がシリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れる。つまり、第1番気筒♯1の周囲のメインジャケット領域Aを水平方向に流れることで第1番気筒♯1を冷却する。
As the cooling water flow in the cooling
そして、この第1番気筒♯1を冷却した後に第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水は、その一部がそのままシリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れて第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れることで第2番気筒♯2の冷却に寄与する。他の冷却水は、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bを鉛直上方に流れ、上記シリンダヘッドガスケット3の第1開口32A,32Bを通過してシリンダヘッド2の第1凹陥部22aに流れ込む(図8における矢印C参照)。この第1凹陥部22aに流れ込んだ冷却水は、流線方向を水平方向に変え、第1凹陥部22aから第2凹陥部22bに向かって流れる。この際、上記ロアガスケットプレート3Bの湾曲部37とシリンダヘッド2の凹陥部仕切壁22dとの間に形成されている冷却水通路を通過し、その後、この湾曲部37に案内されて第2凹陥部22bに流入することになる(図8における矢印D参照)。この流れにより、第1凹陥部22a及び第2凹陥部22bの内壁面に加えて、凹陥部仕切壁22dの下面も冷却水によって直接的に冷却されることになる。
Then, after cooling the
そして、上記第2凹陥部22bを流れている冷却水の大部分は、この第2凹陥部22bの下流端にまで達し、流線方向を下方に変えてシリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bを通過して再びシリンダブロック1のウォータジャケット12に流入する(図8における矢印E参照)。これにより、第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れている冷却水(図8における矢印F参照)と合流して第2番気筒♯2と第3番気筒♯3との間のサイアミーズジャケット領域Bに向けて流れ込むことになる。このように、本実施形態においても上述した第1実施形態の場合と同様に、凹陥部22とシリンダヘッドガスケット3との間に形成される冷却水通路4では、上記第1開口32A,32Bが流入口となり第3開口34A,34Bが流出口となっているため、冷却水が滞留することなく比較的高い流速で冷却水が流れており、シリンダヘッド2の下面が効率良く冷却されることになる。
And most of the cooling water flowing through the second recessed
尚、シリンダヘッドガスケット3の第2開口33A,33Bによってもシリンダブロック1のウォータジャケット12と第2凹陥部22bとは連通している。この第2開口33A,33Bを形成したことによる作用は上記第1実施形態の場合と同様である。
The
また、第2凹陥部22bを流れている冷却水の一部は、シリンダヘッド2に形成されている連通路22cを通過してシリンダヘッド2のウォータジャケット25に流れ込み、シリンダヘッド2を冷却する(図8における矢印G参照)。
Further, a part of the cooling water flowing through the second recessed
上記第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れた後に、この第2番気筒♯2と第3番気筒♯3との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水の流れとしても、上述の場合と同様である。つまり、シリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れて第3番気筒♯3の周囲のメインジャケット領域Aを流れることで第3番気筒♯3の冷却に寄与する流れと、このサイアミーズジャケット領域Bを鉛直上方に流れ、第3番気筒♯3周辺部の凹陥部22に流れ込んでシリンダヘッド2の下面(凹陥部22内面及び凹陥部仕切壁22dの下面)を冷却する流れとに分流される。この凹陥部22に分流された冷却水についても上述の場合と同様に、シリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bを通過し、第3番気筒♯3の周囲のメインジャケット領域Aを流れている冷却水と合流して第3番気筒♯3と第4番気筒♯4との間のサイアミーズジャケット領域Bに向けて流れ込むことになる。また、第3番気筒♯3と第4番気筒♯4との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水の流れとしても、上述の場合と同様である。
After flowing through the main jacket region A around the
そして、第4番気筒♯4を冷却した冷却水は、シリンダヘッドガスケット3に形成されている連通孔35,35及びシリンダヘッド2に形成されている導入開口23,23を経て、このシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に導入することになる。尚、このシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に流れ込んだ冷却水は、シリンダヘッド2を冷却した後に、シリンダヘッド2から取り出されてラジエータに向けて回収される。
Then, the cooling water that has cooled the
尚、上述した如く第1番気筒♯1の周囲にも同様の冷却水通路4が形成されているため、上記冷却水入口通路12aから導入された冷却水の一部は、上述の場合と同様に、冷却水通路4に導入されることでシリンダヘッド2の下面の冷却に寄与する。
Since the same
以上説明したように、本実施形態においても、上記第1実施形態の場合と同様に、シリンダヘッド2とシリンダヘッドガスケット3との間で形成される冷却水通路4は、シリンダヘッド2の下面を冷却するための専用の通路として得られ、ウォータジャケット12内での冷却水の流れ(乱流)の影響を受けることの少ない整流状態となっている。また、この冷却水通路4内では、上流側の開口となる上記シリンダヘッドガスケット3の第1開口32A,32Bから下流側の開口となるシリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bに向かって比較的流速の高い冷却水が流れている。このため、シリンダヘッド2の下面の冷却を効果的に行うことができ、シリンダヘッド2の下面の冷却と各気筒間のサイアミーズ部15の冷却とを共に効果的に行うことが可能になる。
As described above, also in the present embodiment, the cooling
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。シリンダブロック1の構成については上述したため、ここでも、シリンダヘッド2及びシリンダヘッドガスケット3の構成、冷却水通路4の形状についてのみ説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. Since the configuration of the
−シリンダヘッド2の構成−
図9は、本実施形態における上記図2に相当する図(シリンダヘッド2の下面を示す図)である。
-Configuration of cylinder head 2-
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 2 in the present embodiment (a view showing the lower surface of the cylinder head 2).
このシリンダヘッド2もアルミニウム合金製であって、その下面には本実施形態が特徴とする冷却水通路4を形成するための凹陥部22,22,…が複数箇所に形成されている。また、本実施形態に係るシリンダヘッド2における上記各実施形態との相違点として、上記各実施形態において第1凹陥部22aが形成されていた箇所には、このシリンダヘッド2の下面とウォータジャケット25とを連通する貫通孔22Aが形成されている。
This
また、本実施形態における上記凹陥部22及び上記貫通孔22Aにあっても、上記シリンダブロック1におけるウォータジャケット12の開放部分に対応する位置の一部に形成されている。そして、シリンダブロック1のウォータジャケット12を流れている冷却水の一部であって後述するシリンダヘッドガスケット3に形成されている開口32A,32Bを通過した冷却水は上記貫通孔22Aによりウォータジャケット25に流入され、各ガスケットプレート3A,3B同士の間に形成されている流路を通過した冷却水は上記凹陥部22に流れ込むようになっている(詳しくは後述する)。以下、これら貫通孔22A及び凹陥部22について説明する。
Further, even in the recessed
上記各貫通孔22A,22A,…は、第1番気筒♯1から第4番気筒♯4の吸気側及び排気側の合計8箇所に形成されている。
The through
上記各凹陥部22,22,…も、第1番気筒♯1から第4番気筒♯4の吸気側及び排気側の合計8箇所に形成されている。このため、ここでは、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている凹陥部22を代表して説明する。
.. Are also formed at a total of eight locations on the intake side and the exhaust side of the
図9に示すように、この凹陥部22は、上述した各実施形態における第2凹陥部22bの形成位置に相当する箇所に形成されている。そして、その凹陥形状も上記第2凹陥部22bと同様である。また、この凹陥部22の長手方向の略中央位置には、シリンダヘッド2の内部に形成されているウォータジャケット25とこの凹陥部22とを連通する連通路22cが形成されている。この連通路22cの内径寸法としては比較的小さく(例えば5mm程度に)設定されている。このため、凹陥部22に流れ込んだ冷却水(図12における矢印D参照)の一部が連通路22cを通過してシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に流れ込み、このシリンダヘッド2を冷却するよう構成されている。このように構成された凹陥部22が、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
As shown in FIG. 9, the recessed
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図9における右側)には、上記各実施形態の場合と同様の導入開口23,23が2箇所に形成されている。
Further, on the rear side (the right side in FIG. 9) of the
尚、このシリンダヘッド2の複数箇所であって上記シリンダブロック1のヘッドボルト孔16,16,…に対応する位置には同様のヘッドボルト孔24,24,…が形成されている。 The same head bolt holes 24, 24,... Are formed at positions corresponding to the head bolt holes 16, 16,.
−シリンダヘッドガスケット3の構成−
本実施形態におけるシリンダヘッドガスケット3は、このシリンダヘッドガスケット3を構成するアッパガスケットプレート3A及びロアガスケットプレート3Bのそれぞれにおける開口32A〜34A,32B〜34Bの形成位置が互いに異なっている。図10は上側(シリンダヘッド2側)のアッパガスケットプレート3Aの平面図であり、図11は下側(シリンダブロック1側)のロアガスケットプレート3Bの平面図である。以下、各ガスケットプレート3A,3Bについて説明する。
-Configuration of cylinder head gasket 3-
In the
図10に示すように、アッパガスケットプレート3Aは、上記シリンダブロック1に形成されているウォータジャケット12の形成位置の一部に対応して複数の開口32A,33A,34Aが形成されており、これら開口32A,33A,34Aと上述したシリンダヘッド2の貫通孔22A及び凹陥部22とによって冷却水の流路を形成するようになっている。
As shown in FIG. 10, the
以下、この開口32A〜34Aについて説明する。アッパガスケットプレート3Aにおける第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の周囲における吸気側及び排気側にそれぞれ形成されている開口32A,33A,34Aの開口位置は互いに同一であるため、ここでは、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている開口32A,33A,34Aを代表して説明する。
Hereinafter, the
図10に示すように、これら開口32A,33A,34Aは3個が一組となって第2番気筒♯2の排気側に形成されている。具体的には、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに対応して形成された第1開口32Aと、この第1開口32Aよりも下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第2開口33Aと、この第2開口33Aよりも更に下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第3開口34Aとが形成されている。
As shown in FIG. 10, these
上記第1開口32Aは、上記シリンダヘッド2に形成されている貫通孔22Aの開口面積よりも小さな開口面積に設定されており、これによって貫通孔22Aに流れ込む冷却水の量を調整(制限)している。また、第2開口33Aは、シリンダヘッド2の下面(貫通孔22Aの形成位置と凹陥部22の形成位置との間の領域における下面)から上記凹陥部22に跨る領域に対応して形成された比較的長尺の開口で形成されている。また、第3開口34Aは、シリンダヘッド2の下面に形成されている凹陥部22の下流側端(第3番気筒♯3側の端部)に対応して形成されている。
The
このように構成された各開口32A,33A,34Aが、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
Each of the
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図10における右側)には、上記各実施形態におけるシリンダヘッドガスケット3と同様の連通孔35,35が形成されている。
Further, on the rear side (the right side in FIG. 10) of the
一方、図11に示すように、ロアガスケットプレート3Bは、上記シリンダブロック1に形成されているウォータジャケット12の形成位置の一部に対応して複数の開口32B,33B,34Bが形成されており、これら開口32B,33B,34Bと上述したシリンダヘッド2の貫通孔22A及び凹陥部22とによって冷却水の流路を形成するようになっている。
On the other hand, as shown in FIG. 11, the
以下、この開口32B〜34Bについて説明する。ロアガスケットプレート3Bにおける第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の周囲における吸気側及び排気側にそれぞれ形成されている開口32B,33B,34Bの開口位置は互いに同一であるため、ここでも、特に、第2番気筒♯2の排気側に形成されている開口32B,33B,34Bを代表して説明する。
Hereinafter, the
図11に示すように、これら開口32B,33B,34Bは3個が一組となって第2番気筒♯2の排気側に形成されている。具体的には、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに対応して形成された第1開口32Bと、この第1開口32Bよりも下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第2開口33Bと、この第2開口33Bよりも更に下流側(第3番気筒♯3側)に形成された第3開口34Bとが形成されている。
As shown in FIG. 11, these
上記第1開口32Bは、上記アッパガスケットプレート3Aの第1開口32Aよりも大きい開口面積に設定されている。第2開口33Bは、シリンダヘッド2の下面に形成されている上記凹陥部22に対向する位置に形成されている。また、このロアガスケットプレート3Bにおける第2開口33Bの長さ寸法は、上記アッパガスケットプレート3Aにおける第2開口33Aの長さ寸法よりも短く設定されている。また、第3開口34Bは、シリンダヘッド2の下面に形成されている凹陥部22の下流側端(第3番気筒♯3側の端部)に対応して形成されている。
The
そして、このロアガスケットプレート3Bの特徴として、上記第1開口32Bと第2開口33Bとの間の領域は下方に湾曲された湾曲部37として形成されており、シリンダヘッドガスケット3がシリンダブロック1とシリンダヘッド2との間に組み付けられた状態では、この湾曲部37が、上記シリンダヘッド2の下面から下方に後退し、このシリンダヘッド2の下面との間で冷却水通路を形成するようになっている(図12参照)。また、この湾曲部37の下流側端部は僅かに上方(シリンダヘッド2側)に湾曲されており、この冷却水通路を流れる冷却水を斜め上向きに(シリンダヘッド2側に向けて)案内するようになっている。
As a feature of the
また、このロアガスケットプレート3Bのもう一つの特徴として、上記第2開口33Bと第3開口34Bとの間の領域であって、第3開口34Bの近傍位置は下方に湾曲された冷却水ガイド38として形成されている。
Further, as another feature of the
このように構成された各開口32B,33B,34Bが、第1番気筒♯1〜第4番気筒♯4の吸気側及び排気側それぞれの合計8箇所に形成されている。
Each of the
また、第4番気筒♯4のリヤ側(図11における右側)には、上記アッパガスケットプレート3Aと同様の連通孔35,35が形成されている。
Further, on the rear side (the right side in FIG. 11) of the
尚、これらガスケットプレート3A,3Bの複数箇所であって上記シリンダブロック1のヘッドボルト孔16,16,…に対応する位置には同様のヘッドボルト孔36,36,…が形成されている。
The same head bolt holes 36, 36,... Are formed at positions corresponding to the head bolt holes 16, 16,... Of the
以上の如く各開口32A〜34A,32B〜34Bが形成された各ガスケットプレート3A,3Bが一体的に積層されてシリンダヘッドガスケット3が構成されている。
As described above, the
−冷却水通路4及び冷却水流れの説明−
次に、上述の如く構成されたシリンダヘッド2及びシリンダヘッドガスケット3がシリンダブロック1に一体的に組み付けられて形成される冷却水通路4及びこの冷却水通路4における冷却水流れについて説明する。尚、本実施形態にあっても、上記サイアミーズジャケット領域B及びその周辺部での冷却水流れに最も特徴があるため、この部分での冷却水流れを主に説明する。
-Explanation of cooling
Next, the cooling
図12は、シリンダブロック1、シリンダヘッドガスケット3、シリンダヘッド2がヘッドボルトによって一体的に組み付けられた状態における図1のIV−IV線に対応する位置での断面図である。
12 is a cross-sectional view at a position corresponding to the line IV-IV in FIG. 1 in a state where the
この図12に示すように、シリンダブロック1、シリンダヘッドガスケット3、シリンダヘッド2が一体的に組み付けられた状態では、シリンダブロック1のウォータジャケット12と、シリンダヘッド2の下面に形成されている凹陥部22との間がシリンダヘッドガスケット3によって隔離され且つ部分的に(シリンダヘッドガスケット3における開口33A,33B、34A,34Bの形成位置で)連通された構成となっている。
As shown in FIG. 12, when the
具体的には、サイアミーズジャケット領域Bにおいては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第1開口32A,32Bによってシリンダヘッド2の貫通孔22Aを介してウォータジャケット25に鉛直方向で連通した状態となっている。
Specifically, in the Siamese jacket region B, the
また、メインジャケット領域Aのうちサイアミーズジャケット領域Bに近い上流側部分にあっては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第2開口33A,33Bによってシリンダヘッド2の凹陥部22に鉛直方向で連通した状態となっている。
Further, in the upstream portion of the main jacket region A close to the siamese jacket region B, the
この部分における冷却水通路の形状としてより詳しくは、上述した如くアッパガスケットプレート3Aに形成されている第2開口33Aが、シリンダヘッド2の下面に臨むように形成されている。一方、ロアガスケットプレート3Bにおける上記第1開口32Bと第2開口33Bとの間の領域には湾曲部37が形成されている。このため、これらアッパガスケットプレート3Aとロアガスケットプレート3Bとが重ね合わされて構成されるシリンダヘッドガスケット3がシリンダブロック1とシリンダヘッド2との間に組み付けられた状態では、上記シリンダヘッド2の下面がアッパガスケットプレート3Aの第2開口33A内に露出していると共に、ロアガスケットプレート3Bの湾曲部37が、アッパガスケットプレート3A及びシリンダヘッド2の下面から下方に後退し、これらとの間で冷却水通路を形成している。つまり、このアッパガスケットプレート3A及びシリンダヘッド2の下面とロアガスケットプレート3Bの湾曲部37との間で形成される冷却水通路が上記ウォータジャケット12と凹陥部22とを連通する構成となっている。
More specifically, as the shape of the cooling water passage in this portion, the
更に、メインジャケット領域Aのうちサイアミーズジャケット領域Bから離れた下流側部分にあっては、シリンダブロック1のウォータジャケット12がシリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bによってシリンダヘッド2の凹陥部22に鉛直方向で連通した状態となっている。
Further, in the downstream portion of the main jacket region A away from the siamese jacket region B, the
このように形成された冷却水通路4における冷却水流れとしては、ウォータポンプの駆動に伴って、先ず、上記冷却水入口通路12aから導入された冷却水がシリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れる。つまり、第1番気筒♯1の周囲のメインジャケット領域Aを水平方向に流れることで第1番気筒♯1を冷却する。
As the cooling water flow in the cooling
そして、この第1番気筒♯1を冷却した後に第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水は、その一部がそのままシリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れて第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れることで第2番気筒♯2の冷却に寄与する。他の冷却水は、第1番気筒♯1と第2番気筒♯2との間のサイアミーズジャケット領域Bを鉛直上方に流れ、上記シリンダヘッドガスケット3の第1開口32A,32Bを通過してシリンダヘッド2の貫通孔22Aを経てウォータジャケット25に流れ込む(図12における矢印C参照)。一方、このサイアミーズジャケット領域Bを鉛直上方に流れた冷却水の一部は、アッパガスケットプレート3Aにおける第1開口32Aの縁部下面に当たって流線方向を水平方向に変え、凹陥部22に向かって流れる。この際、上記ロアガスケットプレート3Bの湾曲部37とシリンダヘッド2の下面との間に形成されている冷却水通路を通過し、その後、この湾曲部37に案内されて凹陥部22に流入することになる(図12における矢印D参照)。この流れにより、凹陥部22の内壁面に加えて、シリンダヘッド2の下面も冷却水によって直接的に冷却されることになる。
Then, after cooling the
そして、上記凹陥部22を流れている冷却水の大部分は、この凹陥部22の下流端にまで達し、流線方向を下方に変えてシリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bを通過して再びシリンダブロック1のウォータジャケット12に流入する(図12における矢印E参照)。これにより、第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れている冷却水(図12における矢印F参照)と合流して第2番気筒♯2と第3番気筒♯3との間のサイアミーズジャケット領域Bに向けて流れ込むことになる。
Most of the cooling water flowing through the recessed
また、上述した如く、ロアガスケットプレート3Bには冷却水ガイド38が形成されているため、上記冷却水の合流部分にあっては、第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れている冷却水(図12における矢印F)は流線が斜め下方に偏向されることになる。このため、シリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bからシリンダブロック1のウォータジャケット12に流入してくる冷却水は、メインジャケット領域Aを流れている冷却水による抵抗を殆ど受けることなく円滑にウォータジャケット12に流入される。これにより、冷却水通路4における冷却水の流速低下を防止することができる。
Further, as described above, since the cooling
このように、本実施形態においても上述した第2実施形態の場合と同様に、凹陥部22とシリンダヘッドガスケット3との間に形成される冷却水通路4では、上記第1開口32Bから湾曲部37の上流側端部に亘る空間が流入口となり第3開口34A,34Bが流出口となっているため、冷却水が滞留することなく比較的高い流速で冷却水が流れており、シリンダヘッド2の下面が効率良く冷却されることになる。
As described above, also in the present embodiment, in the cooling
尚、シリンダヘッドガスケット3の第2開口33A,33Bによってもシリンダブロック1のウォータジャケット12と凹陥部22とは連通している。この第2開口33A,33Bを形成したことによる作用は上記第1実施形態の場合と同様である。
The
また、凹陥部22を流れている冷却水の一部は、シリンダヘッド2に形成されている連通路22cを通過してシリンダヘッド2のウォータジャケット25に流れ込み、シリンダヘッド2を冷却する(図12における矢印G参照)。
Further, a part of the cooling water flowing through the recessed
上記第2番気筒♯2の周囲のメインジャケット領域Aを流れた後に、この第2番気筒♯2と第3番気筒♯3との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水の流れとしても、上述の場合と同様である。つまり、シリンダブロック1のウォータジャケット12を水平方向に流れて第3番気筒♯3の周囲のメインジャケット領域Aを流れることで第3番気筒♯3の冷却に寄与する流れと、このサイアミーズジャケット領域Bを鉛直上方に流れ、一部がウォータジャケット25に、他が第3番気筒♯3周辺部の凹陥部22に流れ込んでシリンダヘッド2の下面を冷却する流れとに分流される。この凹陥部22に分流された冷却水についても上述の場合と同様に、シリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bを通過し、第3番気筒♯3の周囲のメインジャケット領域Aを流れている冷却水と合流して第3番気筒♯3と第4番気筒♯4との間のサイアミーズジャケット領域Bに向けて流れ込むことになる。また、第3番気筒♯3と第4番気筒♯4との間のサイアミーズジャケット領域Bに流れ込んだ冷却水の流れとしても、上述の場合と同様である。
After flowing through the main jacket region A around the
そして、第4番気筒♯4を冷却した冷却水は、シリンダヘッドガスケット3に形成されている連通孔35,35及びシリンダヘッド2に形成されている導入開口23,23を経て、このシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に導入することになる。尚、このシリンダヘッド2内部のウォータジャケット25に流れ込んだ冷却水は、シリンダヘッド2を冷却した後に、シリンダヘッド2から取り出されてラジエータに向けて回収される。
Then, the cooling water that has cooled the
尚、上述した如く第1番気筒♯1の周囲にも同様の冷却水通路4が形成されているため、上記冷却水入口通路12aから導入された冷却水の一部は、上述の場合と同様に、冷却水通路4に導入されることでシリンダヘッド2の下面の冷却に寄与する。
Since the same
以上説明したように、本実施形態においても、上記各実施形態の場合と同様に、シリンダヘッド2とシリンダヘッドガスケット3との間で形成される冷却水通路4は、シリンダヘッド2の下面を冷却するための専用の通路として得られ、ウォータジャケット12内での冷却水の流れ(乱流)の影響を受けることの少ない整流状態となっている。また、この冷却水通路4内では、上流側の開口となる上記シリンダヘッドガスケット3の第1開口32Bから湾曲部37の上流側端部に亘る空間から下流側の開口となるシリンダヘッドガスケット3の第3開口34A,34Bに向かって比較的流速の高い冷却水が流れている。このため、シリンダヘッド2の下面の冷却を効果的に行うことができ、シリンダヘッド2の下面の冷却と各気筒間のサイアミーズ部15の冷却とを共に効果的に行うことが可能になる。
As described above, also in this embodiment, the cooling
−その他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、自動車用直列4気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の形式のガソリンエンジンやディーゼルエンジンにも適用可能である。また、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式(直列型やV型や水平対向型等の別)についても特に限定されるものではない。
-Other embodiments-
Each embodiment described above demonstrated the case where this invention was applied to the in-line 4-cylinder gasoline engine for motor vehicles. The present invention is not limited to this, and can be applied to other types of gasoline engines and diesel engines. Moreover, it is applicable not only to automobiles but also to engines used for other purposes. Also, the number of cylinders and the engine type (separate types such as in-line type, V type, and horizontally opposed type) are not particularly limited.
1 シリンダブロック
11 シリンダボア
12 ウォータジャケット(冷却水通路)
15 サイアミーズ部
2 シリンダヘッド
25 ウォータジャケット(冷却水通路)
3 シリンダヘッドガスケット
3A アッパガスケットプレート
3B ロアガスケットプレート
32 第1開口(冷却水導入開口)
33 第2開口
34 第3開口(冷却水導出開口)
37 湾曲部
38 冷却水ガイド部
4 シリンダヘッド用冷却水通路
4A 段差部
1
15
3
33
37
Claims (6)
上記シリンダヘッドにおいてシリンダブロックに対向する対向面とシリンダヘッドガスケットとの間には、上記対向面の延長方向に延びるシリンダヘッド用冷却水通路が形成されており、
上記シリンダヘッドガスケットには、シリンダヘッド用冷却水通路の延長方向の一端側に位置する冷却水導入開口及び他端側に位置する冷却水導出開口がそれぞれ形成されていて、シリンダヘッド用冷却水通路内では、上記冷却水導入開口から冷却水導出開口に向かう冷却水流れが生成される構成となっていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。 In the cooling structure of the internal combustion engine configured in the open deck type in which the cooling water passage in the cylinder block and the cooling water passage in the cylinder head communicate with each other through an opening formed in the cylinder head gasket,
A cylinder head cooling water passage extending in the extending direction of the facing surface is formed between the facing surface facing the cylinder block and the cylinder head gasket in the cylinder head.
The cylinder head gasket is formed with a cooling water introduction opening located on one end side in the extending direction of the cylinder head cooling water passage and a cooling water outlet opening located on the other end side, respectively. The cooling structure for an internal combustion engine, characterized in that a cooling water flow from the cooling water introduction opening toward the cooling water outlet opening is generated.
シリンダブロックはサイアミーズ構造に構成されており、
シリンダヘッドガスケットの冷却水導入開口は、互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分であるサイアミーズ部近傍に形成されていて、このサイアミーズ部近傍においてシリンダブロック内の冷却水通路からシリンダヘッド側に向かって流れてきた冷却水をシリンダヘッド用冷却水通路に導くよう構成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。 In the internal combustion engine cooling structure according to claim 1,
The cylinder block has a Siamese structure,
The cooling water introduction opening of the cylinder head gasket is formed in the vicinity of the siamese portion, which is the boundary between adjacent cylinder bores, and flows from the cooling water passage in the cylinder block toward the cylinder head in the vicinity of this siamese portion. A cooling structure for an internal combustion engine, wherein the cooling water is guided to a cooling water passage for a cylinder head.
シリンダヘッドガスケットは複数枚の板材が積層されて構成されており、シリンダブロック側に位置する板材がシリンダヘッド側に位置する板材に対して後退するように湾曲形成されることによってシリンダヘッド用冷却水通路が形成されていると共に、上記シリンダヘッド側に位置する板材のうちシリンダブロック側に位置する板材の上記湾曲部に対向する領域では上記シリンダヘッド用冷却水通路にシリンダヘッドの上記合わせ面を露出させる開口が形成されており、上記冷却水通路を流れる冷却水が上記露出されている合わせ面に直接接触するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。 In the internal combustion engine cooling structure according to claim 1 or 2,
The cylinder head gasket is formed by laminating a plurality of plates, and the cylinder head coolant is formed by bending the plate located on the cylinder block side so as to recede from the plate located on the cylinder head side. A passage is formed, and the mating surface of the cylinder head is exposed to the cylinder head cooling water passage in a region facing the curved portion of the plate member located on the cylinder block side of the plate member located on the cylinder head side. An internal combustion engine cooling structure, wherein an opening is formed, and cooling water flowing through the cooling water passage is in direct contact with the exposed mating surface.
シリンダヘッドガスケットにおける冷却水導出開口の縁部には、シリンダブロック内の冷却水通路を流れる冷却水と冷却水導出開口からシリンダブロック内の冷却水通路に導出される冷却水との合流部分において、上記シリンダブロック内の冷却水通路を流れる冷却水の流線方向を冷却水導出開口から遠離る方向に偏向させる冷却水ガイド部が形成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。 In the cooling structure for an internal combustion engine according to claim 1, 2, or 3,
At the edge of the cooling water outlet opening in the cylinder head gasket, at the merged portion of the cooling water flowing through the cooling water passage in the cylinder block and the cooling water led out from the cooling water outlet opening to the cooling water passage in the cylinder block, A cooling structure for an internal combustion engine, characterized in that a cooling water guide portion for deflecting a flow line direction of the cooling water flowing through the cooling water passage in the cylinder block in a direction away from the cooling water outlet opening is formed.
シリンダヘッド用冷却水通路の内面には、その通路内部における冷却水流れ方向に略直交する断面の断面積として、冷却水導入開口側の断面積よりも冷却水導出開口側の断面積を大きくする段差部が設けられていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。 In the internal combustion engine cooling structure according to any one of claims 1 to 4,
On the inner surface of the cooling water passage for the cylinder head, the cross-sectional area of the cooling water outlet opening side is made larger than the cross-sectional area of the cooling water introduction opening side as the cross-sectional area of the cross section substantially orthogonal to the cooling water flow direction inside the passage. A cooling structure for an internal combustion engine, characterized in that a step portion is provided.
上記シリンダヘッド用冷却水通路内において、上記対向面の延長方向に沿う冷却水流れが生成されるように、シリンダヘッド用冷却水通路の延長方向の一端側に位置する冷却水導入開口及び他端側に位置する冷却水導出開口がそれぞれ形成されていることを特徴とするシリンダヘッドガスケット。 A cylinder head gasket used for a cooling structure of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
In the cylinder head cooling water passage, a cooling water introduction opening and the other end located on one end side in the extending direction of the cylinder head cooling water passage so that a cooling water flow along the extending direction of the facing surface is generated. A cylinder head gasket characterized in that a cooling water outlet opening located on each side is formed.
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