JP2012225270A - Internal combustion engine cylinder head cooling water passage structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のシリンダヘッド内に気筒配列方向に冷却水を流す冷却水路を形成し、この冷却水路に冷却水入口から冷却水を導入して冷却水出口から排出することによりシリンダヘッドを冷却するシリンダヘッド冷却水路構造に関する。 The present invention forms a cooling water passage for flowing cooling water in a cylinder arrangement direction in a cylinder head of an internal combustion engine, introduces cooling water into the cooling water passage from the cooling water inlet, and discharges the cylinder head from the cooling water outlet. The present invention relates to a cylinder head cooling channel structure for cooling.
内燃機関のシリンダヘッドを冷却水にて冷却する場合、シリンダヘッド内に形成されているウォータジャケットに気筒配列方向の一端から他端へ向けて冷却水を流している。
この構成の冷却水路では、内部に空気が滞留するとエア溜まりにより冷却水路壁面が断熱されることで、冷却水による冷却効率低下を生じたり沸騰を引き起こしたりするおそれがある。
When cooling a cylinder head of an internal combustion engine with cooling water, cooling water is allowed to flow from one end to the other end in a cylinder arrangement direction in a water jacket formed in the cylinder head.
In the cooling water channel having this configuration, when air stays inside, the wall surface of the cooling water channel is thermally insulated by the air pool, which may cause a decrease in cooling efficiency due to the cooling water or cause boiling.
このような冷却水路内のエア溜まりを防止するために、冷却水路の天井を構成する上壁面を、冷却水の上流から下流に向かって次第に上方になるように全体を傾斜させたウォータジャケットが知られている(例えば特許文献1参照)。 In order to prevent such air accumulation in the cooling water channel, there is a known water jacket in which the entire upper wall surface constituting the ceiling of the cooling water channel is inclined so that it gradually rises from the upstream to the downstream of the cooling water. (See, for example, Patent Document 1).
更に、出力軸が下方傾斜するように搭載された内燃機関の冷却水路を、その天井部分を階段状に構成することで、ウォータジャケット内におけるエア溜まりを防止しつつボルトボス部の剛性を高めたシリンダヘッド構造が知られている(例えば特許文献2参照)。 Furthermore, the cooling water passage of the internal combustion engine mounted so that the output shaft is inclined downward is configured as a stepped ceiling portion, thereby preventing the air pool in the water jacket and increasing the rigidity of the bolt boss portion. A head structure is known (see, for example, Patent Document 2).
更に、出力軸が下方傾斜するように搭載された内燃機関の冷却水路の上部側と、冷却水の供給口とを接続する連通管を設けて冷却水路に空気が溜まった場合に連絡管を介して空気を給水口より排出するエア抜き装置が知られている(例えば特許文献3参照)。この特許文献3では清水ポンプから空気を抜くためのキリ孔も設けられている。 Furthermore, a communication pipe that connects the upper side of the cooling water passage of the internal combustion engine mounted so that the output shaft is inclined downward and the cooling water supply port is provided, and when air accumulates in the cooling water passage, the connection pipe is used. An air venting device that discharges air from a water supply port is known (see, for example, Patent Document 3). In this patent document 3, a drill hole for extracting air from the fresh water pump is also provided.
シリンダヘッドにウォータジャケットを形成する場合、設計上の都合、例えばシリンダブロック側との関係から、冷却水の出口の位置が制約されて、気筒の配列方向の端部に出口を形成できず、中央よりになってしまう場合がある。このような制約は、特に、シリンダヘッドに複数の冷却水路を、気筒の配列方向に形成した場合に生じやすい。 When forming a water jacket on the cylinder head, the position of the coolant outlet is restricted due to design reasons, for example, the relationship with the cylinder block side, and the outlet cannot be formed at the end in the cylinder arrangement direction. It may become more. Such a restriction is likely to occur particularly when a plurality of cooling water channels are formed in the cylinder head in the cylinder arrangement direction.
このように出口が中央よりとなると、出口と冷却水路端部との間が袋小路状冷却水路となる。このような構成では入口と出口との間の冷却水路では十分な水流が得られるが、袋小路状冷却水路では水流を生じさることは困難である。このため袋小路状冷却水路に空気が入った場合には、抜けにくくなり、冷却効率が低下する。 Thus, when an exit comes from the center, a space between the exit and the end of the cooling water channel becomes a dead-end cooling water channel. In such a configuration, a sufficient water flow can be obtained in the cooling water channel between the inlet and the outlet, but it is difficult to generate a water flow in the bag-like cooling water channel. For this reason, when air enters the pavement-like cooling water channel, it becomes difficult to escape and cooling efficiency decreases.
前述した特許文献1〜3では、出口が冷却水路の中央よりに配置されたウォータジャケットについての対策は存在しない。
すなわち特許文献1,3のごとく天井面全体を一律に傾けても入口から出口までの空気は排出されるが、傾きの上方側にある袋小路状冷却水路に入った空気は、袋小路状冷却水路の内奥に入り込むのみである。このため冷却効率が更に低下してしまう。このことは天井を階段状にしている特許文献2についても、同様である。
In
In other words, even if the entire ceiling surface is tilted uniformly as in
袋小路状冷却水路が下方となるように冷却水路全体を傾斜すれば、袋小路状冷却水路内の空気は排出できるが、冷却水路設計の制約が大きい内燃機関では、シリンダヘッドの冷却水路全体を傾斜させること自体が困難である。しかも冷却水路全体を傾斜させると冷却水路内にて流速分布の差が大きくなり、シリンダヘッド全体を均一に冷却できなくなるおそれがある。 If the entire cooling water channel is tilted so that the cooling channel is down, the air in the cooling channel can be discharged. However, in an internal combustion engine with a large restriction on the cooling channel design, the entire cooling channel of the cylinder head is tilted. That itself is difficult. In addition, if the entire cooling water channel is inclined, the difference in flow velocity distribution in the cooling water channel becomes large, and the entire cylinder head may not be uniformly cooled.
これらのことは、冷却水の入口が、気筒の配列方向の端部に形成できず、中央よりになってしまう場合も同様である。すなわち入口と冷却水路の端部との間が袋小路状冷却水路となってしまうことから同様な課題が生じる。 The same applies to the case where the inlet of the cooling water cannot be formed at the end in the arrangement direction of the cylinders and is located at the center. That is, the same problem arises because the gap between the inlet and the end of the cooling water channel becomes a bag-shaped cooling water channel.
本発明は、シリンダヘッドの冷却水路全体の傾斜に影響を与えることなく袋小路状冷却水路に入った空気を容易に排出できる冷却水路構造の提供を目的とするものである。 It is an object of the present invention to provide a cooling water channel structure that can easily discharge air that has entered a bag-shaped cooling water channel without affecting the inclination of the entire cooling water channel of a cylinder head.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項1に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造は、内燃機関のシリンダヘッド内に気筒配列方向に冷却水を流す冷却水路を形成し、この冷却水路に冷却水入口から冷却水を導入して冷却水出口から排出することによりシリンダヘッドを冷却するシリンダヘッド冷却水路構造であって、前記冷却水出口は、前記冷却水路における冷却水流下流側端部から上流側に離れた位置に設定されていると共に、前記冷却水出口と前記冷却水流下流側端部との間の袋小路状冷却水路の天井面は、前記冷却水出口側を上方とする傾斜面を形成していることを特徴とする。
In the following, means for achieving the above-mentioned purpose, and its operation and effect are described.
In the internal combustion engine cylinder head cooling water channel structure according to
この構成によれば、冷却水出口と冷却水流下流側端部との間の袋小路状冷却水路の天井面を、冷却水出口側を上方とする傾斜面としている。したがって冷却水路全体を傾斜させる必要がない。 According to this configuration, the ceiling surface of the constricted cooling water channel between the cooling water outlet and the downstream end of the cooling water flow is an inclined surface with the cooling water outlet side upward. Therefore, it is not necessary to incline the entire cooling water channel.
袋小路状冷却水路に空気が入っても、空気は冷却水との比重の差により天井側に押される。この天井面は冷却水出口側を上方とする傾斜面であるので、冷却水との比重差により天井面に押しつけられた空気は冷却水出口側に移動する。そして冷却水出口の位置に到達すると、その位置では十分な冷却水流が存在していることから、空気は冷却水出口に吸い込まれて冷却水路から排出される。 Even if air enters the pavement-like cooling water channel, the air is pushed to the ceiling side due to the difference in specific gravity with the cooling water. Since this ceiling surface is an inclined surface with the cooling water outlet side upward, the air pressed against the ceiling surface due to the difference in specific gravity with the cooling water moves to the cooling water outlet side. When the position of the cooling water outlet is reached, there is a sufficient cooling water flow at that position, so that air is sucked into the cooling water outlet and discharged from the cooling water channel.
更に空気を排出した後についても、内燃機関の運転中に袋小路状冷却水路にて加熱された冷却水は軽くなって天井側に上昇する。このため加熱された冷却水も天井面の傾斜により冷却水出口側に誘導される。したがって天井面の傾斜により袋小路状冷却水路内の冷却水の入れ替わりが促進されるという副次的効果を伴う。 Further, even after the air is discharged, the cooling water heated in the culvert-like cooling water channel during operation of the internal combustion engine becomes lighter and rises to the ceiling side. For this reason, the heated cooling water is also guided to the cooling water outlet side by the inclination of the ceiling surface. Therefore, the inclination of the ceiling surface is accompanied by a secondary effect that the replacement of the cooling water in the culvert-like cooling water channel is promoted.
冷却水入口から冷却水出口までの冷却水路については、特に傾斜を考慮しなくても空気は冷却水流により出口から排出される。
したがってシリンダヘッドの冷却水路全体の傾斜に影響を与えることなく袋小路状冷却水路に入った空気を容易に排出できる冷却水路構造を実現できる。
With respect to the cooling water channel from the cooling water inlet to the cooling water outlet, air is discharged from the outlet by the cooling water flow without considering the inclination.
Therefore, it is possible to realize a cooling water channel structure that can easily discharge the air that has entered the bag-like channel cooling water channel without affecting the inclination of the entire cooling water channel of the cylinder head.
請求項2に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造では、請求項1に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造において、前記冷却水路は、前記冷却水出口の上流側に、水流方向を前記冷却水出口への直行を阻止して、前記袋小路状冷却水路へ向ける水流方向変更部を備えていることを特徴とする。 The internal combustion engine cylinder head cooling water channel structure according to claim 2, wherein the cooling water channel has a water flow direction upstream of the cooling water outlet and the cooling water flow direction. A direct flow to the outlet is prevented, and a water flow direction changing portion directed to the bag-shaped cooling water channel is provided.
このように水流方向変更部を設けることにより、冷却水路を流れる冷却水は、冷却水出口に直行せずに、冷却水流下流側端部に向かうので、袋小路状冷却水路内の冷却水撹拌流を強めて、空気及び加熱された冷却水を冷却水出口側に排出する作用を高める。 By providing the water flow direction changing portion in this way, the cooling water flowing through the cooling water channel does not go directly to the cooling water outlet but goes to the downstream end of the cooling water flow, so that the cooling water stirring flow in the bag-shaped cooling water channel can be reduced. Strengthen the action of discharging air and heated cooling water to the cooling water outlet side.
このことにより空気や加熱冷却水の排出をより効果的なものにできる。
請求項3に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造は、内燃機関のシリンダヘッド内に気筒配列方向に冷却水を流す冷却水路を形成し、この冷却水路に冷却水入口から冷却水を導入して冷却水出口から排出することによりシリンダヘッドを冷却するシリンダヘッド冷却水路構造であって、前記冷却水入口は、前記冷却水路における冷却水流上流側端部から下流側に離れた位置に設定されていると共に、前記冷却水入口と前記冷却水流上流側端部との間の袋小路状冷却水路の天井面は、前記冷却水入口側を上方とする傾斜面を形成していることを特徴とする。
This makes it possible to discharge air and heating / cooling water more effectively.
In the internal combustion engine cylinder head cooling water channel structure according to claim 3, a cooling water channel is formed in the cylinder head of the internal combustion engine to flow the cooling water in the cylinder arrangement direction, and cooling water is introduced into the cooling water channel from the cooling water inlet. A cylinder head cooling water channel structure for cooling the cylinder head by discharging from the cooling water outlet, wherein the cooling water inlet is set at a position away from the cooling water flow upstream end in the cooling water channel to the downstream side. At the same time, the ceiling surface of the culvert-shaped cooling water channel between the cooling water inlet and the upstream end of the cooling water flow forms an inclined surface with the cooling water inlet side upward.
この構成によれば、冷却水入口と冷却水流上流側端部との間の袋小路状冷却水路の天井面を、冷却水入口側を上方とする傾斜面としている。したがって冷却水路全体を傾斜させる必要がない。 According to this configuration, the ceiling surface of the constricted cooling water channel between the cooling water inlet and the upstream end of the cooling water flow is an inclined surface with the cooling water inlet side upward. Therefore, it is not necessary to incline the entire cooling water channel.
袋小路状冷却水路に空気が入っても、空気は冷却水との比重の差により天井側に押される。この天井面は冷却水入口側を上方とする傾斜面であるので、冷却水との比重差により天井面に押しつけられた空気は冷却水入口側に移動する。そして冷却水入口の位置に到達すると、その位置では十分な冷却水流が存在していることから、空気は冷却水入口の位置から下流の冷却水出口へと流されて、最終的に冷却水出口に吸い込まれて冷却水路から排出される。 Even if air enters the pavement-like cooling water channel, the air is pushed to the ceiling side due to the difference in specific gravity with the cooling water. Since this ceiling surface is an inclined surface with the cooling water inlet side upward, the air pressed against the ceiling surface due to the difference in specific gravity with the cooling water moves to the cooling water inlet side. Then, when the position of the cooling water inlet is reached, there is a sufficient cooling water flow at that position, so the air flows from the position of the cooling water inlet to the downstream cooling water outlet, and finally the cooling water outlet It is sucked into and discharged from the cooling water channel.
更に空気を排出した後についても、内燃機関の運転中に袋小路状冷却水路にて加熱された冷却水は軽くなって天井側に上昇する。このため加熱された冷却水も天井面の傾斜により冷却水入口側に誘導される。したがって天井面の傾斜により袋小路状冷却水路内の冷却水の入れ替わりが促進されるという副次的効果を伴う。 Further, even after the air is discharged, the cooling water heated in the culvert-like cooling water channel during operation of the internal combustion engine becomes lighter and rises to the ceiling side. For this reason, the heated cooling water is also guided to the cooling water inlet side by the inclination of the ceiling surface. Therefore, the inclination of the ceiling surface is accompanied by a secondary effect that the replacement of the cooling water in the culvert-like cooling water channel is promoted.
冷却水入口から冷却水出口までの冷却水路に空気が存在しても、前述したごとく冷却水流により、特に傾斜を考慮しなくても空気は出口から排出される。
したがってシリンダヘッドの冷却水路全体の傾斜に影響を与えることなく袋小路状冷却水路に入った空気を容易に排出できる冷却水路構造を実現できる。
Even if air exists in the cooling water passage from the cooling water inlet to the cooling water outlet, the air is discharged from the outlet by the cooling water flow as described above without considering the inclination.
Therefore, it is possible to realize a cooling water channel structure that can easily discharge the air that has entered the bag-like channel cooling water channel without affecting the inclination of the entire cooling water channel of the cylinder head.
請求項4に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造では、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造において、前記内燃機関は車両走行駆動用であり、前記袋小路状冷却水路は、前記内燃機関が車両に搭載された状態で、前記傾斜面の状態が維持されている傾斜角度に形成されていることを特徴とする。
5. The internal combustion engine cylinder head cooling water channel structure according to
特に車両に搭載した状態で、袋小路状冷却水路の天井面が、冷却水出口側を上方とする傾斜面の状態、あるいは冷却水入口側を上方とする傾斜面の状態を維持するように、傾斜角度が形成されていることにより、前述した作用及び効果を確実に生じさせることができる。 In particular, when mounted on a vehicle, the ceiling surface of the culvert-like cooling water channel is inclined so as to maintain the state of the inclined surface with the cooling water outlet side upward or the state of the inclined surface with the cooling water inlet side upward. By forming the angle, it is possible to surely produce the above-described actions and effects.
請求項5に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造では、請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造において、内燃機関のシリンダヘッドには、シリンダヘッドの大部分を冷却するメインウォータジャケットとシリンダヘッドの一部を冷却するサブウォータジャケットとを備え、このサブウォータジャケットが、前記冷却水路に相当することを特徴とする。
In the internal combustion engine cylinder head cooling water channel structure according to
シリンダヘッドがメインウォータジャケットとサブウォータジャケットとを備える場合には、メインウォータジャケット側に冷却水が主として供給されることで、サブウォータジャケット側では冷却水流が弱くなる傾向になる。 When the cylinder head includes a main water jacket and a sub water jacket, the cooling water flow tends to be weak on the sub water jacket side by mainly supplying the cooling water to the main water jacket side.
しかし袋小路状冷却水路からの空気排出は天井面の傾斜によるものであるので、このような冷却水流の強弱には関係なく十分に効果を発揮することができる。
したがってこのような複数の冷却水路を備える内燃機関のシリンダヘッドにおいて、そのサブウォータジャケットに本発明を適用することにより、顕著な空気排出効果が得られる。
However, since the air discharge from the culvert-like cooling water channel is due to the inclination of the ceiling surface, the effect can be sufficiently exerted regardless of the strength of the cooling water flow.
Therefore, in the cylinder head of an internal combustion engine having such a plurality of cooling water channels, a remarkable air discharge effect can be obtained by applying the present invention to the sub-water jacket.
[実施の形態1]
〈構成〉図1は、上述した発明が適用された内燃機関のシリンダヘッド2であり、その水平断面構成を示している。シリンダヘッド2は、直列の複数気筒(本実施の形態においては直列4気筒)の燃焼室に対応するものであり、それぞれの燃焼室には、2つの吸気ポート4及び2つの排気ポート6が設けられている。そして各燃焼室の中心に相当する位置には点火プラグ取り付け用の孔8が形成されている。
[Embodiment 1]
<Configuration> FIG. 1 shows a cylinder head 2 of an internal combustion engine to which the above-described invention is applied, and shows a horizontal sectional configuration thereof. The cylinder head 2 corresponds to a combustion chamber of a plurality of in-line cylinders (in-line four cylinders in the present embodiment), and each combustion chamber is provided with two
シリンダヘッド2の内部には、複数のウォータジャケット10,12が設けられている。メインウォータジャケット10は排気ポート6の湾曲内側の領域を除いて、シリンダヘッド2の全体に設けられている。このメインウォータジャケット10は冷却水を、シリンダブロックや外部からの供給経路により、図示右側にRで示すリア側に供給され、このリア側から図示左側にFで示すフロント側へ流し、シリンダブロック側へ排出している。
A plurality of
サブウォータジャケット12は、排気ポート6の湾曲内側の領域、すなわち排気ポート6とシリンダブロック接続面との間の領域に、リア側からフロント側に一続きに長く形成されている。このサブウォータジャケット12にはメインウォータジャケット10側に供給される冷却水が分配されることにより、リア側で冷却水が供給され、このリア側からフロント側へ流れ、冷却水出口14からシリンダブロック側へ排出している。
The
サブウォータジャケット12の垂直方向の断面構成を図2に示す。このサブウォータジャケット12へは、メインウォータジャケット10に供給される冷却水の一部が分配通路12aから分配されて供給される。分配通路12aはサブウォータジャケット12のリア側の端部に設けられた冷却水入口12bからサブウォータジャケット12内に冷却水を導入している。
A vertical cross-sectional configuration of the
冷却水入口12bから導入された冷却水は、実線の矢線にて示すごとく、一続きのサブウォータジャケット12内をフロント側へ流れ、サブウォータジャケット12の冷却水流下流側端部12cに到達する手前に設けられた冷却水出口14からシリンダブロック側に排出される。
The cooling water introduced from the cooling
ここで冷却水出口14がサブウォータジャケット12の冷却水流下流側端部12cの位置に設けられていないのは、内燃機関の設計上の制約からである。
ただしこの冷却水流下流側端部12cと冷却水出口14との間の領域である袋小路状冷却水路16では、その天井面16aは冷却水出口14側を上方とする傾斜面を形成している。
Here, the reason why the cooling
However, in the culvert-shaped
ここで内燃機関は車両走行駆動用であり、内燃機関が車両に搭載された状態でも、天井面16aは冷却水出口14側を上方とする傾斜面となるように形成されている。すなわち内燃機関がクランク軸を水平とするのではなく、フロント側をリア側よりも高くした搭載角にて車両に搭載された状態においても、冷却水出口14側を上方とする1°の傾斜面が確保されるように天井面16aの傾きが設計されている。
〈作用〉上述のごとく構成した内燃機関において、そのシリンダヘッド2では冷却水入口12bから冷却水出口14に至るサブウォータジャケット12の冷却水路では、実線の矢線にて示すごとくの水流により、内部に空気が残留していても冷却水出口14から排出することができる。
Here, the internal combustion engine is for driving the vehicle, and even when the internal combustion engine is mounted on the vehicle, the
<Operation> In the internal combustion engine configured as described above, in the cooling water passage of the
しかし冷却水出口14よりもフロント側に存在する袋小路状冷却水路16では、冷却水流下流側端部12c側が行き止まりであるので、冷却水入口12bからの水流に伴う冷却水の流れはほとんど生じない。したがって袋小路状冷却水路16内に空気が残留したとしても、水流による排出は望めない。
However, since the cooling water flow
ところが空気と水との比重の差から、袋小路状冷却水路16内では、空気は天井面16a側に押しつけられる。この天井面16aは冷却水出口14側を上方として傾斜していることから、袋小路状冷却水路16内の空気は天井面16aの傾斜に誘導されて、破線の矢線にて示すごとく冷却水出口14側へ移動する。そして冷却水出口14の上方の位置に至ると、冷却水入口12b側から冷却水出口14へ流れ込む冷却水により冷却水出口14内に誘導されて、サブウォータジャケット12から排出される。
〈効果〉(1)上述したごとく袋小路状冷却水路16内の残留空気は、天井面16aが冷却水出口14側を上方とする斜面であることにより容易に排出できる。したがってサブウォータジャケット12全体を傾斜させる必要がない。
However, due to the difference in specific gravity between air and water, the air is pressed against the
<Effect> (1) As described above, the residual air in the pouch-like
更に空気を排出した後についても、袋小路状冷却水路16にて加熱された冷却水は軽くなって天井面16a側に上昇する。このため加熱された冷却水も天井面16aの傾斜により冷却水出口14側に誘導される。したがって天井面16aの傾斜により袋小路状冷却水路16内の冷却水の入れ替わりが促進される。
Further, even after the air is discharged, the cooling water heated in the culvert-like
サブウォータジャケット12のうちで、冷却水入口12bから冷却水出口14までの冷却水路については、その天井面の傾斜を考慮しなくても、すなわち水平状態であろうとも、内部に入った空気は冷却水流により冷却水出口14から排出される。
Of the
このためサブウォータジャケット12全体の傾斜に影響を与えることなく袋小路状冷却水路16に入った空気を容易に排出できる。
そして、このことによりサブウォータジャケット12による冷却効果を十分に発揮できる。
For this reason, it is possible to easily discharge the air that has entered the narrow path cooling
And the cooling effect by
(2)シリンダヘッド2はメインウォータジャケット10とサブウォータジャケット12との2つの冷却水路を備えているため、サブウォータジャケット12側では冷却水流が弱くなる傾向になる。
(2) Since the cylinder head 2 is provided with two cooling water passages of the
しかし袋小路状冷却水路16からの空気の排出は天井面16aの傾斜によるものであるため、冷却水流の強弱には関係なく、空気排出や加熱冷却水排出については十分に効果を発揮できる。
However, since the discharge of air from the culvert-like
[実施の形態2]
〈構成〉本実施の形態では、図3の(a),(b)に示すごとく、サブウォータジャケット112には、冷却水出口114の上流側に隣接して整流板114a(水流方向変更部に相当)を備えている。これ以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。尚、図3の(a)はシリンダヘッド102における水平断面の主要部構成を示し、(b)は垂直方向の断面構成を示している。
[Embodiment 2]
<Structure> In this embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
このようにサブウォータジャケット112では整流板114aの存在により、サブウォータジャケット112内に絞りが形成されることになる。したがって圧力損失過大を防止するために、この絞りの断面積は、サブウォータジャケット112の冷却系における最小断面積の1.2〜2倍の範囲に止めている。この程度の絞りであれば、圧力損失は過大とならず流量や流速が大きく低下することがない。したがってサブウォータジャケット112内に十分な流量及び流速で冷却水を流すことができる。
〈作用〉上述のごとく構成したシリンダヘッド102を備えた内燃機関において、そのシリンダヘッド102では冷却水入口112bから冷却水出口114に至るサブウォータジャケット112の冷却水路では、実線の矢線にて示すごとくの冷却水流が生じる。
As described above, in the
<Operation> In the internal combustion engine including the
ここで冷却水入口112bから整流板114aの直前までは、ほぼ前記実施の形態1の図1,2に示したごとくの冷却水流である。しかし整流板114aが冷却水出口114の上流側に隣接して存在するため、冷却水流は整流板114aにより冷却水出口114への直行が阻止される。したがって冷却水流は整流板114aの上側及び冷却水流方向から見て左側の隙間を迂回することになる。しかもサブウォータジャケット112は整流板114aにより絞られているので、迂回する冷却水流の流速が高まる。
Here, the cooling water flow from the cooling
したがって整流板114aを迂回して隙間から冷却水出口114側へ流れ出ても、その冷却水流は、冷却水出口114には直接的に流れ込みにくくなり、実線の矢線にて示すごとく、主として袋小路状冷却水路116内に流れ込むことになる。
Therefore, even if it flows around the rectifying
このため前記実施の形態1にて説明した冷却水出口114側を上方とする傾斜面を形成している天井面116aによる残留空気及び加熱冷却水の排出作用と共に、冷却水流下流側端部112cへ向かう冷却水流により、袋小路状冷却水路116内の冷却水撹拌流が強まり、空気及び加熱冷却水を冷却水出口114側に排出する作用が高まる。
〈効果〉(1)前記実施の形態1の効果に加えて、整流板114aにより更に袋小路状冷却水路116内の空気排出効果や加熱冷却水排出効果が高くなる。
For this reason, together with the discharge action of the remaining air and the heated cooling water by the
<Effects> (1) In addition to the effects of the first embodiment, the air discharge effect and the heating / cooling water discharge effect in the bag path-like
したがってサブウォータジャケット112による冷却効果をより高めることができる。
[実施の形態3]
〈構成〉本実施の形態の主要部構成は、図4の(a)あるいは(b)に示すごとくである。図4の(a)の構成例では、サブウォータジャケット212において冷却水出口214はサブウォータジャケット212の冷却水流下流側端部に存在する。このため冷却水流下流側端部には袋小路状冷却水路は存在しない。この代わりに冷却水入口218が冷却水流上流側端部212aよりも中央よりであるので、冷却水入口218と冷却水流上流側端部212aとの間に袋小路状冷却水路216が形成されている。この袋小路状冷却水路216の天井面216aは、冷却水入口218側を上方とする傾斜面を形成している。
Therefore, the cooling effect by the
[Embodiment 3]
<Configuration> The configuration of the main part of the present embodiment is as shown in FIG. 4 (a) or (b). In the configuration example of FIG. 4A, the cooling
図4の(b)の構成例では、サブウォータジャケット312において冷却水出口314はサブウォータジャケット312の冷却水流下流側端部312bから中央よりに形成されている。したがって前記実施の形態1と同様に冷却水出口314と冷却水流下流側端部312bとの間に袋小路状冷却水路316が存在する。そしてこの袋小路状冷却水路316の天井面316aは冷却水出口314側を上方とする傾斜面を形成している。
In the configuration example of FIG. 4B, the cooling
更に図4の(b)の構成では冷却水入口318についても冷却水流上流側端部312aよりも中央よりであるので、冷却水入口318と冷却水流上流側端部312aとの間に袋小路状冷却水路320が形成されている。この袋小路状冷却水路320の天井面320aは冷却水入口318側を上方とする傾斜面を形成している。
Further, in the configuration of FIG. 4B, the cooling
図4の(a)あるいは(b)のいずれの例においても他の構成は前記実施の形態1と同じである。
〈作用〉冷却水入口218,318より上流側の袋小路状冷却水路216,320は、冷却水入口218,318から導入される冷却水流は流れ込まない。このため冷却水流による残留空気の排出はなされない。しかし袋小路状冷却水路216,320に空気が入っても、空気は冷却水との比重の差により袋小路状冷却水路216,320の天井面216a,320a側に押しつけられる。この天井面216a,320aは冷却水入口218,318側を上方とする傾斜面であるので、冷却水との比重差により天井面216a,320aに押しつけられた空気は冷却水入口218,318側へ移動する。そして冷却水入口218,318の位置に到達する。この冷却水入口218,318の位置から冷却水出口214,314までは冷却水流が存在している。このことから空気はサブウォータジャケット212,312内を流れて最終的に冷却水出口214,314に吸い込まれてサブウォータジャケット212,312から排出される。
4A and 4B, the other configuration is the same as that of the first embodiment.
<Operation> The cooling water flow introduced from the cooling
更に空気を排出した後についても、袋小路状冷却水路216,320にて加熱された冷却水は軽くなって天井面216a,320a側に上昇する。このため加熱された冷却水も天井面216a,320aの傾斜により冷却水入口218,318側に誘導される。そして冷却水入口218,318の位置に到達すれば、冷却水流によりサブウォータジャケット212,312内を流れて冷却水出口214,314からシリンダブロック側へ排出される。
Further, even after the air is discharged, the cooling water heated in the bag-like path cooling
このように天井面216a,320aの傾斜により袋小路状冷却水路216,320内の冷却水の入れ替わりが促進される。
図4の(b)に示した冷却水出口314よりも冷却水流下流側に存在する袋小路状冷却水路316における空気排出や加熱冷却水排出については前記実施の形態1にて説明したごとくである。
〈効果〉(1)冷却水入口218,318よりも冷却水上流側に存在する袋小路状冷却水路216,320についても、天井面216a,320aの傾斜により、サブウォータジャケット212,312全体の傾斜に影響を与えることなく、袋小路状冷却水路216,320に入った空気を容易に排出できる。更に加熱冷却水も容易に排出できる。
In this manner, the replacement of the cooling water in the culvert-like
As described in the first embodiment, the air discharge and the heating / cooling water discharge in the cooling passage-shaped
<Effects> (1) With respect to the culvert-like
このことによりサブウォータジャケット212,312による冷却効果を十分に発揮できる。
(2)図4の(b)の例については、更に前記実施の形態1と同様な効果を生じる。
Thus, the cooling effect by the
(2) In the example of FIG. 4B, the same effect as in the first embodiment is further produced.
[その他の実施の形態]
・前記実施の形態3に示した図4の(b)において冷却水出口314の上流側に前記実施の形態2に示した整流板を設けても良い。
[Other embodiments]
-In FIG.4 (b) shown in the said Embodiment 3, you may provide the baffle plate shown in the said Embodiment 2 in the upstream of the cooling
・前記内燃機関はガソリンエンジンの例であったが、ディーゼルエンジンにも適用できる。 -Although the said internal combustion engine was an example of the gasoline engine, it is applicable also to a diesel engine.
2…シリンダヘッド、4…吸気ポート、6…排気ポート、8…点火プラグ取り付け用の孔、10…メインウォータジャケット、12…サブウォータジャケット、12a…分配通路、12b…冷却水入口、12c…冷却水流下流側端部、14…冷却水出口、16…袋小路状冷却水路、16a…天井面、102…シリンダヘッド、112…サブウォータジャケット、112b…冷却水入口、112c…冷却水流下流側端部、114…冷却水出口、114a…整流板、116…袋小路状冷却水路、116a…天井面、212…サブウォータジャケット、212a…冷却水流上流側端部、214…冷却水出口、216…袋小路状冷却水路、216a…天井面、218…冷却水入口、312…サブウォータジャケット、312a…冷却水流上流側端部、312b…冷却水流下流側端部、314…冷却水出口、316…袋小路状冷却水路、316a…天井面、318…冷却水入口、320…袋小路状冷却水路、320a…天井面。
2 ... Cylinder head, 4 ... Intake port, 6 ... Exhaust port, 8 ... Hole for attaching spark plug, 10 ... Main water jacket, 12 ... Sub-water jacket, 12a ... Distribution passage, 12b ... Cooling water inlet, 12c ... Cooling Water flow downstream end, 14 ... cooling water outlet, 16 ... bag narrow cooling water channel, 16a ... ceiling surface, 102 ... cylinder head, 112 ... sub-water jacket, 112b ... cooling water inlet, 112c ... cooling water flow downstream end, DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記冷却水出口は、前記冷却水路における冷却水流下流側端部から上流側に離れた位置に設定されていると共に、前記冷却水出口と前記冷却水流下流側端部との間の袋小路状冷却水路の天井面は、前記冷却水出口側を上方とする傾斜面を形成していることを特徴とする内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造。 A cylinder head that cools the cylinder head by forming a cooling water passage for flowing cooling water in the cylinder arrangement direction in the cylinder head of the internal combustion engine, introducing cooling water from the cooling water inlet to the cooling water passage, and discharging it from the cooling water outlet. A cooling channel structure,
The cooling water outlet is set at a position away from the downstream end portion of the cooling water flow in the cooling water channel to the upstream side, and is a bag-shaped cooling water passage between the cooling water outlet and the downstream end portion of the cooling water flow An internal combustion engine cylinder head cooling water channel structure, wherein the ceiling surface of the internal combustion engine forms an inclined surface with the cooling water outlet side facing upward.
前記冷却水入口は、前記冷却水路における冷却水流上流側端部から下流側に離れた位置に設定されていると共に、前記冷却水入口と前記冷却水流上流側端部との間の袋小路状冷却水路の天井面は、前記冷却水入口側を上方とする傾斜面を形成していることを特徴とする内燃機関シリンダヘッド冷却水路構造。 A cylinder head that cools the cylinder head by forming a cooling water passage for flowing cooling water in the cylinder arrangement direction in the cylinder head of the internal combustion engine, introducing cooling water from the cooling water inlet to the cooling water passage, and discharging it from the cooling water outlet. A cooling channel structure,
The cooling water inlet is set at a position away from the upstream end of the cooling water flow in the cooling water channel to the downstream side, and is a bag-shaped cooling water channel between the cooling water inlet and the upstream end of the cooling water flow An internal combustion engine cylinder head cooling water channel structure, wherein the ceiling surface of the internal combustion engine forms an inclined surface with the cooling water inlet side facing upward.
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