JP2011185110A - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine.
特許文献1に開示されている内燃機関の冷却装置は、2つのサーモスタット弁により、暖機中にシリンダブロックのウォータジャケット内の冷却水の循環を停止させたまま、シリンダヘッドのウォータジャケット内の冷却水を循環させ、暖機完了後に、両方のウォータジャケット内の冷却水を循環させることができるようになっている。 The cooling device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 uses the two thermostat valves to cool the inside of the water jacket of the cylinder head while the circulation of the cooling water inside the water jacket of the cylinder block is stopped during warm-up. The water is circulated, and the cooling water in both water jackets can be circulated after the warm-up is completed.
この種の内燃機関の冷却装置では、内燃機関のコールドスタート後、シリンダブロックを早急に暖めることにより暖気時間を短縮することができ、シリンダのフリクションロスの低減による燃費向上が図られる。 In this type of internal combustion engine cooling apparatus, the warm-up time can be shortened by quickly warming the cylinder block after the internal combustion engine is cold-started, and the fuel efficiency is improved by reducing the friction loss of the cylinder.
ところが、上記内燃機関の冷却装置においては、暖機中にシリンダブロックのウォータジャケット内の冷却水の循環が停止されると、所定の冷却水の水温(サーモスタット弁が開弁してシリンダブロックのウォータジャケット内の冷却水の循環を開始する水温)に達する前であっても、シリンダボアの排気側やシリンダボア間の壁部が局部的に高温となり、熱変形を起こし易くなる。そうなると、シリンダヘッド・ガスケットのシール性の悪化、潤滑油消費量の増加などを招くおそれがある。一方、かかる不都合を回避するために上記サーモスタット弁が開弁する水温を低く設定すると、暖機時間の短縮、燃費向上等の効果が小さくなる。 However, in the cooling device for an internal combustion engine, when the circulation of the cooling water in the water jacket of the cylinder block is stopped during warm-up, a predetermined cooling water temperature (a thermostat valve is opened and the water temperature of the cylinder block is opened). Even before the cooling water temperature in the jacket starts to circulate), the exhaust side of the cylinder bore and the wall portion between the cylinder bores are locally hot and are likely to be thermally deformed. If this happens, there is a risk that the sealing performance of the cylinder head / gasket will deteriorate and the consumption of lubricating oil will increase. On the other hand, if the water temperature at which the thermostat valve is opened is set low in order to avoid such inconvenience, effects such as shortening the warm-up time and improving fuel efficiency are reduced.
本発明は、かかる問題に鑑みて創案されたものであり、暖機時間の短縮効果等をある程度維持しながら、シリンダボアの排気側やシリンダボア間の壁部の冷却性を向上させることが可能な内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of such a problem, and is capable of improving the cooling performance of the exhaust side of the cylinder bore and the wall portion between the cylinder bores while maintaining the effect of shortening the warm-up time to some extent. It aims at providing the cooling device of an engine.
上述の課題を解決するための手段として、本発明の内燃機関の冷却装置は、以下のように構成されている。 As means for solving the above-described problems, the internal combustion engine cooling apparatus of the present invention is configured as follows.
すなわち、本発明の内燃機関の冷却装置は、複数のシリンダボアが一列に並んで形成され、それら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たシリンダブロックを備えるものを前提とし、前記ウォータジャケットのシリンダボア配列方向一端側に冷却水を導入する冷却水導入路と、前記ウォータジャケットのシリンダボア配列方向他端側に設けられた冷却水流路を遮断する冷却水流路遮断部と、前記ウォータジャケットにおいて前記冷却水導入路から前記複数のシリンダボアの排気側を経由して前記冷却水流路遮断部までの部分からなる排気側ウォータジャケット部内の冷却水を排出する排気側冷却水排出路と、前記ウォータジャケットにおいて前記冷却水導入路から前記複数のシリンダボアの吸気側を経由して前記冷却水流路遮断部までの部分からなる吸気側ウォータジャケット部内の冷却水を排出する吸気側冷却水排出路と、前記排気側ウォータジャケット部内の冷却水を循環させたまま、前記吸気側ウォータジャケット部内の冷却水の循環を停止させることができるように設けられた、前記吸気側冷却水排出路を開閉する弁と、を備えることを特徴としている。なお、本明細書においては、インテークマニホールド等の吸気系が接続される内燃機関の一方の側を「吸気側」といい、エキゾーストマニホールド等の排気系が接続される内燃機関の他方の側を「排気側」という。 That is, the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present invention is provided with a cylinder block arrangement of the water jacket, on the premise of including a cylinder block in which a plurality of cylinder bores are formed in a line and a water jacket is formed around the cylinder bores. A cooling water introduction path for introducing cooling water to one end side in the direction, a cooling water flow path blocking portion for blocking a cooling water flow path provided on the other end side in the cylinder bore arrangement direction of the water jacket, and the introduction of the cooling water in the water jacket An exhaust-side cooling water discharge passage for discharging cooling water in an exhaust-side water jacket portion composed of a portion from the passage through the exhaust side of the plurality of cylinder bores to the cooling water flow passage blocking portion, and the cooling water in the water jacket The cooling water flow path from the introduction path via the intake side of the plurality of cylinder bores An intake-side cooling water discharge passage for discharging cooling water in the intake-side water jacket portion consisting of a portion up to the cut portion, and cooling water in the intake-side water jacket portion while circulating the cooling water in the exhaust-side water jacket portion And a valve for opening and closing the intake-side cooling water discharge passage, which is provided so as to stop the circulation of the intake air. In this specification, one side of an internal combustion engine to which an intake system such as an intake manifold is connected is referred to as an “intake side”, and the other side of the internal combustion engine to which an exhaust system such as an exhaust manifold is connected is referred to as “ “Exhaust side”.
かかる構成を備える内燃機関の冷却装置によれば、前記弁により吸気側冷却水排出路を閉塞して、排気側冷却水排出路のみから冷却水が排出できる状態にすることで、シリンダブロック内において排気側ウォータジャケット部内の冷却水を循環させたまま、吸気側ウォータジャケット部内の冷却水の循環を停止できる。これにより、シリンダボアの吸気側よりもシリンダボアの排気側の方を積極的に冷却することができる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine having such a configuration, the intake side cooling water discharge path is closed by the valve so that the cooling water can be discharged only from the exhaust side cooling water discharge path. The circulation of the cooling water in the intake water jacket portion can be stopped while the cooling water in the exhaust water jacket portion is circulated. Thereby, the exhaust side of the cylinder bore can be more actively cooled than the intake side of the cylinder bore.
前記排気側ウォータジャケット部の深さは、側面視シリンダボア中心位置よりも側面視シリンダボア間位置の方が深くなっていることが望ましい。なお、本明細書において、「側面視シリンダボア中心位置」とは、シリンダブロックを排気側又は吸気側から側面視してシリンダボアの中心軸と重複する位置であり、「側面視シリンダボア間位置」とは、シリンダブロックを排気側又は吸気側から側面視してシリンダボア間の壁部と重複する位置である。 As for the depth of the exhaust side water jacket portion, it is desirable that the position between the cylinder bores in the side view is deeper than the center position of the cylinder bore in the side view. In this specification, the “side view cylinder bore center position” is a position overlapping the center axis of the cylinder bore when the cylinder block is viewed from the exhaust side or the intake side, and the “side view cylinder bore position” is The cylinder block is a position overlapping the wall portion between the cylinder bores as viewed from the side from the exhaust side or the intake side.
また、前記排気側ウォータジャケット部の深さは、側面視シリンダボア中心位置から側面視シリンダボア間位置に近づくにつれて深くなるものであってもよい。 Further, the depth of the exhaust-side water jacket portion may become deeper as approaching the position between the cylinder bores in the side view from the center position in the side view cylinder bores.
かかる構成を備える内燃機関の冷却装置によれば、排気側ウォータジャケット部の中でも特に熱負荷の高い「側面視シリンダボア間位置」でウォータジャケットの深さを比較的深くすることで当該部分の冷却性を集中的に高めることができる。また、比較的熱負荷の低い「側面視シリンダボア中心位置」のジャケット深さを比較的浅くすることにより、シリンダボアの剛性アップが図られる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine having such a configuration, the water jacket is relatively deep at the “position between the cylinder bores in a side view”, which has a particularly high heat load among the exhaust-side water jacket portions, thereby cooling the portion concerned. Can be intensively enhanced. Further, the rigidity of the cylinder bore can be increased by making the jacket depth of the “center position of the cylinder bore in side view” having a relatively low thermal load relatively small.
また、前記シリンダボアは3つ以上形成されており、前記排気側冷却水排出路は、前記各シリンダボアの近くにそれぞれ設けられて、前記排気側ウォータジャケット部とシリンダヘッドのウォータジャケットとを連通する連通路であり、前記排気側ウォータジャケット部の側面視シリンダボア中心位置の深さは、冷却水の下流側に位置するものほど漸次浅くなっているものであってもよい。 Further, three or more cylinder bores are formed, and the exhaust-side cooling water discharge passage is provided near each cylinder bore, and communicates with the exhaust-side water jacket portion and the water jacket of the cylinder head. The depth of the center position of the exhaust-side water jacket portion in the side view cylinder bore may be gradually shallower toward the downstream side of the cooling water.
かかる構成を備える内燃機関の冷却装置によれば、排気側ウォータジャケット部内を流れる冷却水は、各シリンダボアの排気側の近くにそれぞれ設けられた連通路を経る毎に流量が低下してゆくが、排気側ウォータジャケット部の各側面視シリンダボア中心位置の深さが冷却水の下流側に位置するものほど漸次浅くなっていることから、排気側ウォータジャケット部の下流側でも冷却水の流速がある程度維持される。これにより、冷却水の下流側に位置するシリンダボアの冷却性、特に熱負荷の高いシリンダボアのデッキ面付近の冷却性をある程度維持することが可能となる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine having such a configuration, the flow rate of the cooling water flowing in the exhaust-side water jacket portion decreases each time it passes through a communication path provided near the exhaust side of each cylinder bore. Since the depth of the cylinder bore center position in each side view of the exhaust side water jacket portion is gradually shallower as it is located on the downstream side of the cooling water, the cooling water flow rate is maintained to some extent also on the downstream side of the exhaust side water jacket portion. Is done. This makes it possible to maintain the cooling performance of the cylinder bore located on the downstream side of the cooling water, particularly the cooling performance in the vicinity of the deck surface of the cylinder bore having a high thermal load.
本発明の内燃機関の冷却装置によれば、暖機時間の短縮効果などをある程度維持しながら、シリンダボアの排気側の冷却性などを向上させることが可能となる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present invention, it is possible to improve the cooling performance on the exhaust side of the cylinder bore while maintaining the effect of shortening the warm-up time to some extent.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、自動車用直列4気筒エンジンの冷却装置を例に挙げて説明する。図1は、エンジンのシリンダブロック20を、シリンダヘッドとの合わせ面側から視た図である。図2は、図1のA−A断面図である。図3は、エンジン10の冷却装置内での冷却水の循環経路を示す回路図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a cooling device for an in-line four-cylinder engine for automobiles will be described as an example. FIG. 1 is a view of the
図1に示すように、シリンダブロック20には、4つのシリンダボア21,・・・が一列に並んで形成されており、それらのシリンダボア21の周囲にウォータジャケット22が形成されている。図1に例示するシリンダボア21は、隣接するシリンダボア21,21と一体化されたサイアミーズ型のものとなっている。また、シリンダブロック20のウォータジャケット22は、シリンダヘッドとの合わせ面(デッキ面28)で開口したオープンデッキタイプとなっている。
As shown in FIG. 1, four
シリンダブロック20およびこのシリンダブロック20上に設置されるシリンダヘッド(図1において不図示)の一方の側には、インテークマニホールド等の吸気系が設置され、他方の側には、エキゾーストマニホールド等の排気系が設置される。本明細書においては、上記一方の側を「吸気側」とし、上記他方の側を「排気側」とする。図1には、「吸気側」、「排気側」をそれぞれ図示している。また、本明細書においては、図1の左側をエンジン10の前側、右側をエンジン10の後側として説明する。
An intake system such as an intake manifold is installed on one side of the
シリンダブロック20のウォータジャケット22は、図1に示すように上から視て、4つのシリンダボア21の周囲を囲むように形成されており、各シリンダボア211〜214の中心を結ぶシリンダボア中心線Lに対して、側面視シリンダボア間位置で比較的接近し、側面視シリンダボア中心位置で比較的離れた波形を形成している。ウォータジャケット22の溝幅Wは略一定しているが、ウォータジャケット22の深さは場所により異なっている。ウォータジャケット22の深さについては後に詳しく説明する。なお、上記「側面視シリンダボア中心位置」とは、シリンダブロック20を排気側又は吸気側から側面視してシリンダボア21の中心線と重複する位置であり、上記「側面視シリンダボア間位置」とは、シリンダブロック20を排気側又は吸気側から側面視してシリンダボア間の壁部27と重複する位置である。例えば、ウォータジャケット22の側面視シリンダボア間位置は、図1において、矢印Xで示す位置であり、ウォータジャケット22の側面視シリンダボア中心位置は、矢印Zで示す位置である。
As shown in FIG. 1, the
シリンダブロック20のウォータジャケット22の前端部(シリンダボア21配列方向一端側)の吸気側には、冷却水を導入する冷却水導入路23が設けられている。また、ウォータジャケット22の後端部(シリンダボア21配列方向他端側)には、冷却水流路を遮断する冷却水流路遮断部25が設けられている。本実施形態では、冷却水流路遮断部25は、ウォータジャケット22の断面形状に対応した柱状部材251がウォータジャケット22に挿入され固定されたものによって構成されている。上記柱状部材251としては、例えば、金属、樹脂等からなる基材にゴムコーティングを施したものを採用することができる。この場合、ゴムコーティングが基材とウォータジャケット22の壁面との間で水密性を確保するように働く。なお、上記冷却水流路遮断部25は、上記柱状部材251に代えて、シリンダブロックの鋳造時に、シリンダブロックのその他の部分と一体に形成されたものでもよい。
A cooling
シリンダブロック20のウォータジャケット22は、冷却水導入路23から複数のシリンダボア211〜214の排気側を経由して冷却水流路遮断部25までの部分からなる排気側ウォータジャケット部22Aと、冷却水導入路23から複数のシリンダボア211〜214の吸気側を経由して冷却水流路遮断部25までの部分からなる吸気側ウォータジャケット部22Bとを備えている。
The
また、シリンダブロック20のウォータジャケット22の後端部(シリンダボア21配列方向他端側)には、上記吸気側ウォータジャケット部22B内の冷却水を排出する吸気側冷却水排出路24が設けられている。本実施形態においては、上記吸気側冷却水排出路24は、シリンダブロック20に形成されているが、シリンダヘッド・ガスケット70に貫通孔を設けてシリンダヘッド30内を経由してシリンダヘッド外へ冷却水を排出するものとすることも可能である。
An intake side cooling
図1および図3に示すように、シリンダヘッド・ガスケット70には、貫通孔からなる連通路73が各シリンダボア21の近くに1つずつ設けられており、これらの連通路73が上記排気側ウォータジャケット部22Aとシリンダヘッド30のウォータジャケットとを連通している。この連通路73(排気側冷却水排出路)を通じて、排気側ウォータジャケット部22A内の冷却水がシリンダヘッド30のウォータジャケットに導出(排出)される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
なお、図1において、符号26は、シリンダブロック20上にシリンダヘッドを締結するためのボルトがねじ込まれるボルト孔である。
In FIG. 1,
次に、エンジン10の冷却装置内での冷却水の循環経路について図3に基づいて説明する。
Next, the circulation path of the cooling water in the cooling device of the
ウォータポンプ60から吐出する冷却水は、シリンダブロック20の冷却水導入路23よりシリンダブロック20のウォータジャケット22の前部(シリンダボア211周り)に導入される。後述する第1サーモスタット弁51が開弁している場合、その冷却水は、シリンダボア211の前方で分流し、その一部はシリンダブロック20のウォータジャケット22内を流れ、その余部はシリンダヘッド・ガスケット70に形成された貫通孔からなる連通路72を通じてシリンダヘッド30のウォータジャケット内(不図示)を流れる。
The cooling water discharged from the
シリンダブロック20のウォータジャケット22内を流れる冷却水は、矢印P1,P2に示すように、各シリンダボア211〜214の両側に沿って、気筒配列方向に前方(一方)から後方(他方)に向かって流れる。
The cooling water flowing in the
排気側ウォータジャケット部22Aを流れる冷却水は、シリンダヘッド・ガスケット70に形成された連通路73を通じてシリンダヘッド30のウォータジャケットへ導出される。シリンダヘッド・ガスケット70には、上記連通路72,73のほか、比較的流路段面積の小さな空気抜孔が形成されていてもよい。
The cooling water flowing through the exhaust-side
シリンダヘッド30のウォータジャケット内の冷却水は、矢印P3に示すように、概ね各シリンダの燃焼室壁に沿って気筒配列方向に前方から後方に向かって流れ、合流部54において、シリンダブロック20の吸気側ウォータジャケット部22Bを通過した冷却水と合流する。
The cooling water in the water jacket of the
上記合流部54には、シリンダヘッド30のウォータジャケットを通過した冷却水の水温に基づいて、シリンダブロック20の吸気側冷却水排出路24を開閉する第1サーモスタット弁51が設置されている。
The junction 54 is provided with a first thermostat valve 51 that opens and closes the intake-side
具体的には、シリンダヘッド30のウォータジャケットおよびシリンダブロック20のウォータジャケット22の下流側にヘッド側アウトレットパイプ52およびブロック側アウトレットパイプ53(ブロック側アウトレットパイプ53は吸気側冷却水排出路24の一部を兼ねている。)がそれぞれ接続されており、ヘッド側アウトレットパイプ52の途中に、ブロック側アウトレットパイプ53の下流端が接続されている。そして、ヘッド側アウトレットパイプ52とブロック側アウトレットパイプ53との接続部が上記合流部54となり、この合流部54に第1サーモスタット弁51が設けられている。このサーモスタット弁51は、弁体がブロック側アウトレットパイプ53内の冷却水流路を開閉するように設置されており、その感温部は、ヘッド側アウトレットパイプ52内を流れる冷却水の水温を感知するように設置されている。
Specifically, the head
合流部54で合流した冷却水は、その後、分岐路55で分岐して、その一部がラジエータ56、第2サーモスタット弁57を経てウォータポンプ60に還流する。また、その余部は、ヒータ58、第2サーモスタット弁57を経てウォータポンプ60に還流する。
The cooling water merged at the merging portion 54 is then branched off at the
第1サーモスタット弁51が閉弁している場合は、シリンダブロック20のウォータジャケット22に導入された冷却水は、シリンダブロック20の排気側ウォータジャケット部22Aとシリンダヘッド20のウォータジャケット内を流れ、シリンダブロック20の吸気側ウォータジャケット部22Bには流れない。
When the first thermostat valve 51 is closed, the cooling water introduced into the
上記第1サーモスタット弁51は、その弁体が、水温Tc(例えばTc=95℃)未満で閉弁し、水温Tc以上で開弁して、水温Tcw(例えばTcw=108℃)以上で全開となる。したがって、シリンダヘッド30のウォータジャケットを通過した冷却水が所定水温Tc未満のとき、吸気側冷却水排出路24が閉塞され、シリンダブロック20の吸気側ウォータジャケット部22B内の冷却水の循環が停止した状態で、シリンダブロック20の排気側ウォータジャケット部22Aおよびシリンダヘッド30のウォータジャケットで冷却水が循環する。
The first thermostat valve 51 is closed when the valve body is lower than the water temperature Tc (for example, Tc = 95 ° C.), opened at the water temperature Tc or higher, and fully opened at the water temperature Tcw (for example, Tcw = 108 ° C.) or higher. Become. Therefore, when the cooling water that has passed through the water jacket of the
また、上記第2サーモスタット弁57は、冷却水が所定水温Tw(例えばTw=82℃)未満のとき、その弁体を閉弁してラジエータ56内の冷却水の循環を停止させる。一方、冷却水が所定水温Tw以上のとき、その弁体を開弁してラジエータ56内の冷却水を循環させる。但し、第2サーモスタット弁57の開閉状態にかかわらずヒータ58側からウォータポンプ60に還流する冷却水の流路は常に開放されている。なお、本明細書においては、エンジン10の運転中において、第2サーモスタット弁57が閉弁していることにより、ラジエータ56内の冷却水の循環が停止しているときを暖機中とする。
Further, when the cooling water is lower than a predetermined water temperature Tw (for example, Tw = 82 ° C.), the
つぎに、シリンダブロック20のウォータジャケット部22の深さ(デッキ面28からの深さ)について説明する。
Next, the depth of the
排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、側面視シリンダボア中心位置Zから側面視シリンダボア間位置Xに近づくにつれて深くなっており、吸気側ウォータジャケット部22Bの深さは、全体的に排気側ウォータジャケット部22Aより深くなっている。
The depth of the exhaust-side
図4は、排気側ウォータジャケット部22Aの深さを表すグラフである。グラフの縦軸は深さを示し、グラフの横軸は中心線L(図1参照)と、各シリンダボア21の中心から排気側ウォータジャケット部22A上の任意の周方向位置まで延ばした線分とが成す中心角θ1〜θ4(図1参照)を示している。つまり、排気側ウォータジャケット部22A上の任意の周方向位置が上記中心角θ1〜θ4によって表されている。
FIG. 4 is a graph showing the depth of the exhaust-side
図4(a)は、第1番シリンダボア211周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図4(b)は、第2番シリンダボア212周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図4(c)は、第3番シリンダボア213周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図4(d)は、第4番シリンダボア214周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図4(a)〜(d)に示す各グラフにおいて、中心角θ1〜θ4=90°は、既述の「側面視シリンダボア中心位置Z」に対応し、中心角θ1=150°、θ2=30°,150°、θ3=30°,150°およびθ4=30°は、既述の「側面視シリンダボア間位置X」に対応している。
FIG. 4A shows the depth of the exhaust-side
図4(a)に示すように、第1番シリンダボア211周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、中心角θ1=−90°〜−60°の範囲では、深度Hinとなっている。ここで、中心角θ1=−90°は、冷却水導入路23より冷却水が導入される位置であり、深度Hinは、吸気側ウォータジャケット部22Bの深度でもある。
As shown in FIG. 4A, the depth of the exhaust-side
また、排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、中心角θ1が−60°から0°に移るにつれて徐々に浅くなって、中心角θ1=0°では深度Hex2となり、中心角θ1=0°〜90°の範囲では、一定の深度Hex2となる。そして、排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、中心角θ1が90°から150°に移るにつれて徐々に深くなり、中心角θ1=150°で深度Hex1となる。なお、図4より明らかなように、各深度を深い順に並べると、深度Hin、深度Hex1、深度Hex2となる。
Further, the depth of the exhaust-side
図4(b),(c)に示すように、第2番および第3番シリンダボア212,233周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、中心角θ2,θ3が30°から90°に移るにつれて徐々に浅くなり、中心角θ2,θ3=90°で深度Hex2となる。また、中心角θ2,θ3が90°から150°に移るにつれて、徐々に深くなり、中心角θ2,θ3=150°で深度Hex1となる。
As shown in FIGS. 4B and 4C, the depth of the exhaust-side
図4(d)に示すように、第4番シリンダボア214周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、中心角θ4が30°から90°に移るにつれて徐々に浅くなり、中心角θ4=90°〜150°で深度Hex2となる。中心角θ4=150°の位置には、冷却水流路遮断部25が設けられているので、中心角θ4=150°〜180°の範囲は、排気側ウォータジャケット部22Aの範囲外となる。なお、この中心角θ4=150°〜180°の範囲では、中心角θ4が150°から180°に移るにつれて、徐々に深くなり中心角180°において、吸気側ウォータジャケット部22Bの深さと同じ深度Hinとなる。
As shown in FIG. 4D, the depth of the exhaust side
以上に説明したエンジン10の冷却装置によれば、冷却水の水温がTc未満のとき、第1サーモスタット弁51は開弁せず、排気側ウォータジャケット部22A内の冷却水を循環させたまま、吸気側ウォータジャケット部22B内の冷却水の循環を停止させることができる。これにより、シリンダボア21の吸気側よりもシリンダボア21の排気側の方を積極的に冷却することができ、シリンダボア21の吸気側と排気側間の壁温の均一化を図ることができる。
According to the cooling device for the
また、排気側ウォータジャケット部22Aの深さが、側面視シリンダボア中心位置Zよりも側面視シリンダボア間位置Xの方が深くなっていることから、排気側ウォータジャケット部22Aの中でも特に高温になり易いシリンダボア21間の壁部を積極的に冷却することができる。
Further, since the depth of the exhaust side
ところで、排気側ウォータジャケット部22Aの深さが、側面視シリンダボア中心位置Zよりも側面視シリンダボア間位置Xの方が深くなっていることから、側面視シリンダボア間位置Xにおける冷却水の平均流速は低下する。このため、ウォータジャケットの深さが深くなっていても冷却水の流速低下により側面視シリンダボア間位置Xにおける冷却力が側面視シリンダボア中心位置Zにおける冷却力とさほど変わらないかのようにも思われる。
By the way, since the depth of the exhaust side
しかし、排気側ウォータジャケット部22Aでは、冷却水の主流が概ね深度0〜深度Hex2の範囲に形成されるため、排気側ウォータジャケット部22Aの側面視シリンダボア間位置Xにおける比較的熱負荷の高いデッキ面28近く(深度0〜深度Hex2)を流れる冷却水の流速は充分に維持される。つまり、ウォータジャケットの深さが比較的深くなっている側面視シリンダボア間位置Xの方が、ウォータジャケットの深さが比較的浅くなっている側面視シリンダボア中心位置Zよりも積極的に冷却されるようになっている。
However, in the exhaust-side
[他の実施形態]
既述の実施形態では、排気側ウォータジャケット部22Aを流れる冷却水は、各シリンダボア211〜214の近くにそれぞれ設けられた連通路73からシリンダヘッド30のウォータジャケットへ流出する。このため、排気側ウォータジャケット部22Aを流れる冷却水は、各連通路73を経る毎に流速が低下し、排気側ウォータジャケット部22Aの下流側で冷却されるシリンダボア213,214のデッキ面付近の冷却性が排気側ウォータジャケット部22Aの上流側で冷却されるシリンダボア211,212と比較して大きく低下するおそれがある。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the cooling water flowing through the exhaust-side
そこで、本実施形態では、排気側ウォータジャケット部22Aの3箇所の側面視シリンダボア中心位置Zの深さを冷却水の下流側に位置するものほど漸次浅くなるようにしている。これにより、排気側ウォータジャケット部22Aの下流側でもデッキ面28付近での冷却水の流速をある程度維持することができ、その結果、排気側ウォータジャケット部22Aの下流側で冷却されるシリンダボア213,214のデッキ面付近の冷却性の低下を抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, the depths of the three side-view cylinder bore center positions Z of the exhaust-side
図5は、本実施形態に係る排気側ウォータジャケット部22Aの深さを表すグラフである。グラフの縦軸は深さを示し、グラフの横軸は既述の中心角θ1〜θ4(図1参照)を示している。
FIG. 5 is a graph showing the depth of the exhaust-side
図5(a)は、第1番シリンダボア211周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図5(b)は、第2番シリンダボア212周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図5(c)は、第3番シリンダボア213周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図5(d)は、第4番シリンダボア214周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さを示している。図5(a)〜(d)に示す各グラフにおいて、中心角θ1〜θ4=90°は、既述の「側面視シリンダボア中心位置Z」に対応し、中心角θ1=150°、θ2=30°,150°、θ3=30°,150°およびθ4=30°は、既述の「側面視シリンダボア間位置X」に対応している。
FIG. 5A shows the depth of the exhaust-side
第1番シリンダボア211周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、図5(a)に示すとおりである。この図5(a)については、図4(a)と同様のグラフであるため説明を省略する。
The depth of the exhaust-side
第2番シリンダボア212周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、図5(b)に示すように、中心角θ2が30°から90°に移るにつれて徐々に浅くなり、中心角θ2=90°で深度Hex3となる。また、中心角θ2が90°から150°に移るにつれて、徐々に深くなり、中心角θ2=150°で深度Hex1となる。
As shown in FIG. 5B, the depth of the exhaust-side
第3番シリンダボア213周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、図5(c)に示すように、中心角θ3が30°から90°に移るにつれて徐々に浅くなり、中心角θ3=90°で深度Hex4となる。また、中心角θ3が90°から150°に移るにつれて、徐々に深くなり、中心角θ3=150°で深度Hex1となる。
As shown in FIG. 5C, the depth of the exhaust-side
第4番シリンダボア214周囲の排気側ウォータジャケット部22Aの深さは、図5(d)に示すように、中心角θ4が30°から90°に移るにつれて徐々に浅くなり、中心角θ4=90°〜150°で深度Hex5となる。中心角θ4=150°の位置には、冷却水流路遮断部25が設けられているので、中心角θ4=150°〜180°の範囲は、排気側ウォータジャケット部22Aの範囲外となる。なお、この中心角θ4=150°〜180°の範囲では、中心角θ4が150°から180°に移るにつれて、徐々に深くなり中心角180°において、吸気側ウォータジャケット部22Bの深さと同じ深度Hinとなる。
As shown in FIG. 5D, the depth of the exhaust-side
なお、図5より明らかなように、各深度を深い順に並べると、深度Hin、深度Hex1、深度Hex2、深度Hex3、深度Hex4、深度Hex5となる。 As is clear from FIG. 5, when the depths are arranged in the deep order, the depth becomes Hin, depth Hex1, depth Hex2, depth Hex3, depth Hex4, and depth Hex5.
本発明は、例えば自動車の直列多気筒水冷式エンジンに適用することが可能である。 The present invention can be applied to, for example, an in-line multi-cylinder water-cooled engine of an automobile.
10 エンジン(内燃機関)
20 シリンダブロック
21 シリンダボア
22 シリンダブロックのウォータジャケット
22A 排気側ウォータジャケット部
22B 吸気側ウォータジャケット部
23 冷却水導入路
24 吸気側冷却水排出路
25 冷却水流路遮断部
30 シリンダヘッド
51 第1サーモスタット弁
73 連通路(排気側冷却水排出路)
X 側面視シリンダボア間位置
Z 側面視シリンダボア中心位置
10 Engine (Internal combustion engine)
20
X Side view cylinder bore position Z Side view cylinder bore center position
Claims (4)
前記ウォータジャケットのシリンダボア配列方向一端側に冷却水を導入する冷却水導入路と、
前記ウォータジャケットのシリンダボア配列方向他端側に設けられた冷却水流路遮断部と、
前記ウォータジャケットにおいて前記冷却水導入路から前記複数のシリンダボアの排気側を経由して前記冷却水流路遮断部までの部分からなる排気側ウォータジャケット部内の冷却水を排出する排気側冷却水排出路と、
前記ウォータジャケットにおいて前記冷却水導入路から前記複数のシリンダボアの吸気側を経由して前記冷却水流路遮断部までの部分からなる吸気側ウォータジャケット部内の冷却水を排出する吸気側冷却水排出路と、
前記排気側ウォータジャケット部内の冷却水を循環させたまま、前記吸気側ウォータジャケット部内の冷却水の循環を停止させることができるように設けられた、前記吸気側冷却水排出路を開閉する弁と、
を備えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 A cooling device for an internal combustion engine comprising a cylinder block in which a plurality of cylinder bores are formed in a line and a water jacket is formed around the cylinder bores,
A cooling water introduction path for introducing cooling water to one end side in the cylinder bore arrangement direction of the water jacket;
A coolant passage blocking portion provided on the other end side in the cylinder bore arrangement direction of the water jacket;
An exhaust-side cooling water discharge passage for discharging cooling water in an exhaust-side water jacket portion comprising a portion from the cooling water introduction passage through the exhaust side of the plurality of cylinder bores to the cooling water flow passage blocking portion in the water jacket; ,
An intake-side cooling water discharge path for discharging cooling water in the intake-side water jacket section, which is a portion from the cooling water introduction path to the cooling water flow path blocking section via the intake side of the plurality of cylinder bores in the water jacket; ,
A valve for opening and closing the intake-side cooling water discharge path, provided to be able to stop the circulation of the cooling water in the intake-side water jacket portion while circulating the cooling water in the exhaust-side water jacket portion; ,
A cooling device for an internal combustion engine, comprising:
前記排気側ウォータジャケット部の深さは、側面視シリンダボア中心位置よりも側面視シリンダボア間位置の方が深くなっていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
A cooling device for an internal combustion engine, characterized in that the depth of the exhaust-side water jacket portion is deeper in the position between the cylinder bores in the side view than in the center position of the cylinder bore in the side view.
前記排気側ウォータジャケット部の深さは、側面視シリンダボア中心位置から側面視シリンダボア間位置に近づくにつれて深くなっていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the depth of the exhaust-side water jacket portion becomes deeper as it approaches the position between the cylinder bores in the side view from the center position in the side view cylinder bores.
前記シリンダボアは3つ以上形成されており、
前記排気側冷却水排出路は、前記各シリンダボアの近くにそれぞれ設けられて、前記排気側ウォータジャケット部とシリンダヘッドのウォータジャケットとを連通する連通路であり、
前記排気側ウォータジャケット部の側面視シリンダボア中心位置の深さは、冷却水の下流側に位置するものほど漸次浅くなっていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The internal combustion engine cooling device according to claim 2 or 3,
Three or more cylinder bores are formed,
The exhaust-side cooling water discharge path is a communication path that is provided near each cylinder bore and communicates the exhaust-side water jacket portion and the water jacket of the cylinder head,
A cooling apparatus for an internal combustion engine, wherein a depth of a cylinder bore center position of the exhaust-side water jacket portion in a side view is gradually shallower as it is located downstream of the cooling water.
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