JP2013133746A - Cooling structure of internal combustion engine - Google Patents

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Atsushi Hoshikawa
淳 星川
Hirobumi Azuma
博文 東
Kazuhiro Kojima
一洋 小島
Masahiro Fujimoto
昌弘 藤本
Mitsutaka Kojima
光高 小島
Kazuyuki Miyamoto
和志 宮本
Noritsugu Osawa
範貢 大澤
Kimiya Kato
公也 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent knocking of an engine compressed at a high rate by efficiently cooling intake air flowing through an intake port by separating a cooling path for cooling a periphery of the intake port from a cooling path for cooling a cylinder block and an exhaust port of a cylinder head.SOLUTION: This cooling structure of an internal combustion engine includes: a first cooling water circuit 5 including an intake port cooling water passage 7 formed around an intake port 32 in a cylinder head 3; and a second cooling water circuit 6 including a cylinder block cooling water passage 21 formed in a cylinder block 2 and an exhaust port cooling water passage 8 formed around an exhaust port 31 in the cylinder block 3, and formed independently of the first cooling water circuit 5.

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッド冷却用の冷却水通路における、吸気ポートを流れる吸気を冷却する内燃機関の冷却構造に関する。   The present invention relates to a cooling structure for an internal combustion engine that cools intake air flowing through an intake port in a cooling water passage for cooling a cylinder head of the internal combustion engine.

内燃機関（以後「エンジン」と称す）においては、燃焼性向上のため、シリンダブロック及び、シリンダヘッドをある程度の高温に保ち、且つ、高圧縮比化されたことにより発生し易くなるノッキングを、吸気を冷却することで防止している。   In an internal combustion engine (hereinafter referred to as an “engine”), in order to improve combustibility, the cylinder block and the cylinder head are kept at a certain high temperature, and knocking, which is likely to occur due to a high compression ratio, This is prevented by cooling.

例えば、特開平５−３２１６６２号公報（特許文献１）には本願添付の図５に示すように、エンジン０１のシリンダブロック０２内の冷却水通路０８には、シリンダヘッド０４の吸気ポート０６側に設けられた冷却水導入部０９と、シリンダヘッド０４の排気ポート０７側に設けられた冷却水導出部０１１とを備えている。シリンダヘッド０４内の冷却水通路０１２には、エンジンブロック側の冷却水導出部０１１に連通して、シリンダブロック０２側からの冷却水をシリンダヘッド０４内に導入する冷却水導入部０１３と、シリンダヘッド０４内の冷却水通路０１２に入った冷却水が、排気ポート０７及び吸気ポート０６の周囲を冷却して吸気ポート０６側に設けられた冷却水導出部０１５からシリンダブロック０２側へ排出され、エンジン０１外の冷却回路に導出される。
シリンダブロック０２内の冷却水通路０８とシリンダヘッド０４内の冷却水通路０１２とを直列に配設された第１冷却経路を形成している。
また、シリンダヘッド０４内の冷却水通路０１２には燃焼室０５壁面に沿って仕切り壁０１９を設けると共に、冷却水パイプ０２０を仕切り壁０１９の内側（燃焼室側）に開口させ、吸気ポート０６側の燃焼室壁を積極的に冷却する第２冷却経路を形成して、耐ノック性を向上させる技術が開示されている。 For example, as shown in FIG. 5 attached to Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-321626 (Patent Document 1), the cooling water passage 08 in the cylinder block 02 of the engine 01 is connected to the intake port 06 side of the cylinder head 04. A cooling water introduction unit 09 provided and a cooling water lead-out unit 011 provided on the exhaust port 07 side of the cylinder head 04 are provided. A cooling water passage 012 in the cylinder head 04 communicates with a cooling water lead-out portion 011 on the engine block side, introduces cooling water from the cylinder block 02 side into the cylinder head 04, and a cylinder The cooling water that has entered the cooling water passage 012 in the head 04 cools the periphery of the exhaust port 07 and the intake port 06 and is discharged from the cooling water outlet 015 provided on the intake port 06 side to the cylinder block 02 side. It is derived to a cooling circuit outside the engine 01.
A cooling water passage 08 in the cylinder block 02 and a cooling water passage 012 in the cylinder head 04 form a first cooling path arranged in series.
In addition, the cooling water passage 012 in the cylinder head 04 is provided with a partition wall 019 along the wall surface of the combustion chamber 05, and the cooling water pipe 020 is opened to the inside (combustion chamber side) of the partition wall 019 so that the intake port 06 side. A technique for improving the knock resistance by forming a second cooling path for positively cooling the combustion chamber wall of the present invention is disclosed.

特開平５−３２１６６２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-321662

しかし、特許文献1によると、シリンダブロック０２側を冷却した冷却水が、シリンダヘッド０４の排気ポート０７を冷却し、さらに、吸気ポート０６側からシリンダブロック０２側に戻り、シリンダブロック０２外部に排出される。
一方、吸気ポート０６側の冷却水通路０１２には第２冷却経路からの冷却水が噴射されて、燃焼室壁を積極的に冷却するようになっているが、排気ポート０７と吸気ポート０６を冷却する冷却水通路は連通しており、吸気ポート０６周辺を冷却するには限界があり、吸気ポート内の空気を十分に冷却できない不具合が生じる。 However, according to Patent Document 1, the cooling water that has cooled the cylinder block 02 cools the exhaust port 07 of the cylinder head 04, returns from the intake port 06 side to the cylinder block 02 side, and is discharged outside the cylinder block 02. Is done.
On the other hand, cooling water from the second cooling path is injected into the cooling water passage 012 on the intake port 06 side to actively cool the combustion chamber wall, but the exhaust port 07 and the intake port 06 are connected to each other. The cooling water passage for cooling is in communication, and there is a limit to cooling the vicinity of the intake port 06, which causes a problem that the air in the intake port cannot be sufficiently cooled.

そこで、本発明はこのような不具合に鑑み成されたもので、吸気ポート周辺を冷却する冷却経路を、シリンダブロック及び、シリンダヘッドの排気ポートを冷却する冷却経路と分離させて、吸気ポートを流れる空気を効率的に冷却することにより、高圧縮比化されたエンジンのノッキングを防止して、燃料消費率の向上を図ることを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and the cooling path for cooling the periphery of the intake port is separated from the cooling path for cooling the cylinder block and the exhaust port of the cylinder head to flow through the intake port. An object of the present invention is to prevent knocking of an engine with a high compression ratio by efficiently cooling air and to improve the fuel consumption rate.

本発明はかかる目的を達成するもので、内燃機関のシリンダヘッド内の吸気ポート周囲に設けられる吸気ポート冷却水通路を含む第１冷却水回路と、前記内燃機関のシリンダブロックに設けられるシリンダブロック冷却水通路と前記シリンダヘッド内の排気ポート周囲に設けられる排気ポート冷却水通路とを含み、前記第1冷却水回路とは独立に形成される第２冷却水回路とを備えることを特徴とする。   The present invention achieves such an object, and includes a first cooling water circuit including an intake port cooling water passage provided around an intake port in a cylinder head of an internal combustion engine, and cylinder block cooling provided in the cylinder block of the internal combustion engine. It includes a water passage and an exhaust port cooling water passage provided around the exhaust port in the cylinder head, and a second cooling water circuit formed independently of the first cooling water circuit.

かかる発明によれば、吸気ポート周囲の冷却を排気ポート周囲やシリンダブロックの冷却と独立して制御することができるので、エンジンの暖機を促進しつつ、吸気温度を低く保ちノッキングを抑制することができる。   According to this invention, the cooling around the intake port can be controlled independently of the cooling around the exhaust port and the cylinder block, so that the intake air temperature is kept low and knocking is suppressed while the engine is warmed up. Can do.

また、好ましくは、前記吸気ポート冷却水通路の一部は、前記吸気ポート内に突出しているとよい。   Preferably, a part of the intake port cooling water passage projects into the intake port.

このように吸気ポート冷却水通路の一部を吸気ポート内に露出させたので、吸気の冷却効果を向上させることができる。   Since a part of the intake port cooling water passage is exposed in the intake port in this way, the intake air cooling effect can be improved.

また、好ましくは、前記第１冷却水回路及び前記第２冷却水回路は、冷却水を循環させる冷却水循環装置と、冷却水を冷却するラジエータとを、それぞれの冷却水回路に少なくとも１つずつ備えるとよい。   Preferably, each of the first cooling water circuit and the second cooling water circuit includes at least one cooling water circulation device that circulates the cooling water and a radiator that cools the cooling water in each of the cooling water circuits. Good.

このような構成にすることにより、ポンプ、ラジエータがそれぞれの冷却水回路に別々に設けられているため、内燃機関全体をより適切な温度に冷却することができる。   With such a configuration, the pump and the radiator are separately provided in the respective cooling water circuits, so that the entire internal combustion engine can be cooled to a more appropriate temperature.

また、好ましくは、前記冷却水循環装置の駆動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、一方の冷却水回路に設けられた前記冷却水循環装置が停止し他方の冷却水回路に設けられた前記冷却水循環装置が駆動しているとき、他方の冷却水回路に備えられた温度検出手段の出力に基づいて前記一方の冷却水循環装置の運転開始を制御するとよい。   Preferably, the apparatus further includes a control unit that controls driving of the cooling water circulation device, and the control unit stops the cooling water circulation device provided in one cooling water circuit and is provided in the other cooling water circuit. When the cooling water circulation device is being driven, the start of operation of the one cooling water circulation device may be controlled based on the output of the temperature detection means provided in the other cooling water circuit.

このような構成にすることにより、ポンプが停止している場合、冷却水回路内の温度は不均一であるため運転状態に応じた的確な冷却を行うことはできない。そこで、ポンプが停止している場合はポンプが駆動している他方の冷却水温度検出手段の出力に基づいて一方のポンプの運転開始を制御することで、エンジンの運転状態に応じた的確な冷却を行うことができる。   By adopting such a configuration, when the pump is stopped, the temperature in the cooling water circuit is non-uniform, so that accurate cooling according to the operating state cannot be performed. Therefore, when the pump is stopped, by controlling the start of operation of one of the pumps based on the output of the other coolant temperature detecting means that is driving the pump, it is possible to accurately cool the engine according to the operating state of the engine. It can be performed.

内燃機関のシリンダヘッド内の吸気ポート周囲に設けられる吸気ポート冷却水通路を含む第１冷却水回路と、前記内燃機関のシリンダブロックに設けられるシリンダブロック冷却水通路と前記シリンダヘッド内の排気ポート周囲に設けられる排気ポート冷却水通路とを含み、前記第1冷却水回路とは独立に形成される第２冷却水回路とを備えるので、吸気ポート周囲の冷却を排気ポート周囲やシリンダブロックの冷却と独立して制御することができるので、エンジンの暖機を促進しつつ、吸気温度を低く保ちノッキングを抑制することができる。   A first coolant circuit including an intake port coolant passage provided around an intake port in a cylinder head of the internal combustion engine; a cylinder block coolant passage provided in a cylinder block of the internal combustion engine; and an exhaust port periphery in the cylinder head And a second cooling water circuit formed independently of the first cooling water circuit, the cooling around the intake port is performed by cooling the exhaust port and the cylinder block. Since it can be controlled independently, knocking can be suppressed while keeping the intake air temperature low while promoting warm-up of the engine.

本発明の第１実施形態にかかるエンジン冷却構造の概略全体構成図を示す。1 is a schematic overall configuration diagram of an engine cooling structure according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態にかかるエンジン冷却構造の概略全体構成図を示す。The schematic whole block diagram of the engine cooling structure concerning 2nd Embodiment of this invention is shown. 本発明のシリンダヘッドの概略冷却水通路を表わした透視図である。It is a perspective view showing the outline cooling water passage of the cylinder head of the present invention. 本発明の第１実施形態にかかる電動ポンプの制御のフローチャートを示す。The flowchart of control of the electric pump concerning 1st Embodiment of this invention is shown. 従来技術の説明図を示す。An explanatory view of prior art is shown.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.

（第１実施形態）
図１を参照して内燃機関（以降エンジンと称す）の冷却構造の概略を説明する。
図１はエンジン１の発明要部の概略全体構成図であり、シリンダブロック２の上にシリンダヘッド３が取付けられている。
シリンダヘッド３には、シリンダヘッド３の吸気ポート３２の周囲を冷却する冷却水が循環する吸気ポート冷却水通路７が設けられ、該吸気ポート冷却水通路７はエンジン1の外部に配設されたラジエータおよびウォータポンプ（詳細は後述する）と接続し、冷却水を前記吸気ポート３２の周囲を循環せしめる第１冷却水回路５を形成している。 (First embodiment)
An outline of a cooling structure of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a main part of the invention of an engine 1, and a cylinder head 3 is mounted on a cylinder block 2.
The cylinder head 3 is provided with an intake port cooling water passage 7 through which cooling water for cooling the periphery of the intake port 32 of the cylinder head 3 circulates. The intake port cooling water passage 7 is disposed outside the engine 1. The first cooling water circuit 5 is connected to a radiator and a water pump (details will be described later) to circulate cooling water around the intake port 32.

また、シリンダブロック２には、シリンダブロック２のシリンダライナ２３の周囲を冷却する冷却水が循環するシリンダブロック冷却水通路２１が設けられ、シリンダヘッド３には、排気ポート３１の周囲を冷却する冷却水が循環する排気ポート冷却水通路８が設けられ、これらシリンダブロック冷却水通路２１および排気ポート冷却水通路８は、エンジン１の外部に配設されたラジエータおよびウォータポンプ（詳細は後述する）と接続し、冷却水を前記シリンダブロック２および排気ポート３１の周囲を循環せしめるに第２冷却水回路６を形成している。   The cylinder block 2 is provided with a cylinder block cooling water passage 21 through which cooling water for cooling the periphery of the cylinder liner 23 of the cylinder block 2 is circulated. The cylinder head 3 is provided with cooling for cooling the periphery of the exhaust port 31. An exhaust port cooling water passage 8 through which water circulates is provided. These cylinder block cooling water passage 21 and exhaust port cooling water passage 8 are provided with a radiator and a water pump (details will be described later) disposed outside the engine 1. A second cooling water circuit 6 is formed to connect and circulate the cooling water around the cylinder block 2 and the exhaust port 31.

シリンダブロック２の内部には円筒状のシリンダライナ２３が嵌入され、該シリンダライナ２３の軸線に沿って、上下方向（図１において）に摺動するピストン２５が嵌挿されている。
ピストン２５の頂部２５ａとシリンダライナ２３とシリンダヘッド３とに囲まれた部分とで、吸気ポート３２から吸入された空気と燃料（ガソリン）とが混合して燃焼する燃焼室２８を形成している。
尚、空気と燃料の混合ガスはシリンダヘッド３に設けられた点火プラグ（図示省略）によって燃焼する。
燃焼室２８における爆発的燃焼によって、ピストン２５が下方に押され、コネクチングロッド２６によって図示省略のクランクシャフトに伝達され、クランクシャフトによって往復運動が回転運動に変換される。
そして、空気と燃料とが燃焼室２８にて繰返し燃焼するのに伴い、シリンダライナ２３及びシリンダブロック２が熱せられるので、それを冷却するためシリンダブロック２のピストン２５が摺動する範囲で、且つ、シリンダライナ２３周方向に冷却水を通すシリンダブロック冷却水通路２１が形成されている。 A cylindrical cylinder liner 23 is inserted into the cylinder block 2, and a piston 25 that slides in the vertical direction (in FIG. 1) is inserted along the axis of the cylinder liner 23.
A portion surrounded by the top 25a of the piston 25, the cylinder liner 23, and the cylinder head 3 forms a combustion chamber 28 in which air sucked from the intake port 32 and fuel (gasoline) are mixed and burned. .
The mixed gas of air and fuel is burned by a spark plug (not shown) provided in the cylinder head 3.
By the explosive combustion in the combustion chamber 28, the piston 25 is pushed downward and transmitted to the crankshaft (not shown) by the connecting rod 26, and the reciprocating motion is converted into the rotational motion by the crankshaft.
As the air and fuel are repeatedly burned in the combustion chamber 28, the cylinder liner 23 and the cylinder block 2 are heated, so that the piston 25 of the cylinder block 2 slides in order to cool it. A cylinder block cooling water passage 21 through which cooling water is passed in the circumferential direction of the cylinder liner 23 is formed.

シリンダヘッド３には、燃焼室２８に空気を導入する吸気ポート３２が配設され、該吸気ポート３２の燃焼室２８に臨んだ開口部をピストン２５の摺動に連係して開閉する吸気バルブ３４と、燃焼室２８で燃焼した排ガスを排出する排気ポート３１が配設され、該排気ポート３１の燃焼室２８に臨んだ開口部をピストン２５の摺動に連係して開閉する排気バルブ３３とが設けられている。
シリンダヘッド３は、燃焼室２８を形成すると共に、高温の排ガスが排出される排気ポート３１を有しているため、高温になり易いので冷却をする必要がある。 The cylinder head 3 is provided with an intake port 32 for introducing air into the combustion chamber 28, and an intake valve 34 that opens and closes the opening of the intake port 32 facing the combustion chamber 28 in conjunction with the sliding of the piston 25. And an exhaust port 31 for discharging exhaust gas combusted in the combustion chamber 28, and an exhaust valve 33 for opening and closing the opening of the exhaust port 31 facing the combustion chamber 28 in association with the sliding of the piston 25. Is provided.
The cylinder head 3 forms the combustion chamber 28 and has an exhaust port 31 through which high-temperature exhaust gas is exhausted. Therefore, the cylinder head 3 is likely to become high temperature and needs to be cooled.

図３にシリンダヘッド３の概略冷却構造を示す。図３は直列３気筒エンジンの冷却水路を示したもので、冷却水路を解りやすくするため、シリンダヘッド３を透かして冷却水路を実線で表わしたものである。
シリンダヘッド３の冷却構造は、既述の通り排気ポート３１の周囲を冷却する冷却水が循環する排気ポート冷却水通路８と、吸気ポート３２周囲を冷却する冷却水が循環する吸気ポート冷却水通路７が配設されている。 FIG. 3 shows a schematic cooling structure of the cylinder head 3. FIG. 3 shows a cooling water channel of an in-line three-cylinder engine. In order to make the cooling water channel easy to understand, the cooling water channel is shown by a solid line through the cylinder head 3.
As described above, the cooling structure of the cylinder head 3 includes the exhaust port cooling water passage 8 through which the cooling water for cooling the periphery of the exhaust port 31 circulates, and the intake port cooling water passage through which the cooling water for cooling the periphery of the intake port 32 circulates. 7 is disposed.

排気ポート冷却水通路８には、シリンダブロック２を冷却した冷却水をシリンダヘッド３へ導出する冷却水導出部２２に接続した第１冷却水導入部８４が配設されている。
排気ポート冷却水通路８には、排気ポート３１の外周部に環状に形成された冷却水通路８１，８２（図１は当該部が断面図となっているので、説明を容易にするため別符号にしたが、実際は連通した冷却水通路である。以後、冷却水通路は同様に表示する。）と、排気バルブ３３の外周部に冷却水通路８３が形成されている。
そして、排気ポート冷却水通路８の第１冷却水導出部８５から外部へ導出される。
尚、図中の冷却水通路８１，８２，８３及び第１冷却水導出部８５を破線（図１参照）で接続してあるのは、各冷却水通路が連通した冷却水通路であることを示すものである。 The exhaust port cooling water passage 8 is provided with a first cooling water introduction portion 84 connected to the cooling water outlet portion 22 for leading the cooling water that has cooled the cylinder block 2 to the cylinder head 3.
In the exhaust port cooling water passage 8, cooling water passages 81 and 82 formed in an annular shape on the outer peripheral portion of the exhaust port 31 (FIG. 1 is a cross-sectional view. However, the cooling water passage is actually communicated (hereinafter, the cooling water passage is indicated in the same manner), and a cooling water passage 83 is formed in the outer peripheral portion of the exhaust valve 33.
And it is derived | led-out outside from the 1st cooling water derivation | leading-out part 85 of the exhaust port cooling water channel | path 8. FIG.
Note that the cooling water passages 81, 82, 83 and the first cooling water lead-out portion 85 in the figure are connected by broken lines (see FIG. 1) that the cooling water passages communicate with each other. It is shown.

吸気ポート冷却水通路７は、冷却水を第２冷却水導入部７５から導入する。導入された冷却水は、吸気バルブ３４の外周部の冷却水通路７１，７３と、冷却水通路の一部を吸気ポート３２内に露出させた吸気冷却水通路７２に導かれる。
そして、吸気ポート冷却水通路７を循環した冷却水は第３冷却水導出部７４からシリンダヘッドの外部へ導出される。
尚、本実施例では、吸気ポート冷却水通路７の一部を、吸気ポート３２内に露出させて形成された吸気冷却水通路７２によって構成することにより、吸気ポート３２内を流れる吸気をより効果的に冷却することができる。
なお、この吸気冷却水通路７２は、吸気ポート３２を通過する吸気（空気）を冷却水通路７１，７３によって所望温度に冷却可能な場合には設けなくてよい。 The intake port cooling water passage 7 introduces cooling water from the second cooling water introduction part 75. The introduced cooling water is guided to the cooling water passages 71 and 73 on the outer periphery of the intake valve 34 and the intake cooling water passage 72 in which a part of the cooling water passage is exposed in the intake port 32.
Then, the cooling water circulated through the intake port cooling water passage 7 is led out from the third cooling water lead-out portion 74 to the outside of the cylinder head.
In this embodiment, a part of the intake port cooling water passage 7 is constituted by the intake cooling water passage 72 formed so as to be exposed in the intake port 32, so that the intake air flowing through the intake port 32 is more effective. Can be cooled.
The intake cooling water passage 72 may not be provided when the intake air (air) passing through the intake port 32 can be cooled to a desired temperature by the cooling water passages 71 and 73.

第１冷却水回路５は、吸気ポート冷却水通路７を含めて、冷却水を冷却する第１ラジエータ５１と、該第１ラジエータ５１で冷却された冷却水をシリンダヘッド３の第２冷却水導入部７５を介して吸気ポート冷却水通路７に圧送する電動ポンプ５２と、夫々の装置間を連結する冷却水配管とで構成されている。   The first cooling water circuit 5 includes the intake port cooling water passage 7, the first radiator 51 that cools the cooling water, and the cooling water cooled by the first radiator 51 is introduced into the second cooling water of the cylinder head 3. The electric pump 52 is pumped to the intake port cooling water passage 7 via the section 75, and the cooling water pipes connecting the respective devices are configured.

第１ラジエータ５１によって冷却された冷却水は、電動ポンプ５２によって第１配管５５、第２配管５６を介して第２冷却水導入部７５から吸気ポート冷却水通路７に流入される。そして、吸気ポート冷却水通路７内を循環した冷却水は、該吸気ポート冷却水通路７の第３冷却水導出部７４から第３配管５４を介して第１ラジエータ５１に戻り冷却される。
また、電動ポンプ５２は、第２冷却水回路６のサーモスタット６２の上流側に位置した冷却水温度検出手段５７の検出結果に基づいて制御手段５３からの信号で作動、停止が制御されるようになっている。詳細な制御方法については後述する。 The cooling water cooled by the first radiator 51 is introduced from the second cooling water introduction part 75 into the intake port cooling water passage 7 via the first pipe 55 and the second pipe 56 by the electric pump 52. Then, the cooling water circulated in the intake port cooling water passage 7 is returned to the first radiator 51 through the third pipe 54 from the third cooling water outlet 74 of the intake port cooling water passage 7 and cooled.
Further, the electric pump 52 is controlled to be operated and stopped by a signal from the control means 53 based on the detection result of the cooling water temperature detection means 57 located on the upstream side of the thermostat 62 of the second cooling water circuit 6. It has become. A detailed control method will be described later.

第２冷却水回路６は、排気ポート冷却水通路８を含めて、冷却水を冷却する第２ラジエータ６１と、該第２ラジエータ６１で冷却された冷却水をシリンダブロック２の第３冷却水導入部２７を介してシリンダブロック冷却水通路２１に圧送する第１ウォータポンプ６３と、シリンダブロック２の第２冷却水導出部２４と第２ラジエータ６１との間に設けられ、排気ポート冷却水通路８を循環してきた冷却水温度Ｈ＜閾値Ｈｏの場合に、冷却水を第１ウォータポンプ６３側にバイパスさせるサーモスタット６２と、夫々の装置間を連結する冷却水配管とで構成されている。尚、第１ウォータポンプ６３はエンジン１のクランクシャフト（図示省略）からベルト等を介して、エンジン稼動中は常に駆動されるようになっている。   The second cooling water circuit 6 includes the exhaust port cooling water passage 8, a second radiator 61 that cools the cooling water, and the cooling water cooled by the second radiator 61 is introduced into the third cooling water of the cylinder block 2. An exhaust port cooling water passage 8 is provided between the first water pump 63 that is pumped to the cylinder block cooling water passage 21 via the portion 27, the second cooling water outlet portion 24 of the cylinder block 2, and the second radiator 61. When the cooling water temperature H <circulates through <the threshold value Ho, the thermostat 62 bypasses the cooling water to the first water pump 63 side, and the cooling water pipes connecting the respective devices. The first water pump 63 is always driven from the crankshaft (not shown) of the engine 1 via a belt or the like while the engine is operating.

ここで、シリンダブロック２の冷却および排気ポート３１周囲の冷却を行う第２冷却水回路６内の冷却水の流れについて説明する。
エンジン１が始動されると、第１ウォータポンプ６３の駆動により第２冷却水回路６内の冷却水の循環が開始される。冷却水温度Ｈが閾値Ｈ０よりも低い場合、サーモスタット６２は閉状態であるため、冷却水はシリンダブロック冷却水通路２１、排気ポート冷却水通路８、第６配管６４、サーモスタット６２、バイパス用配管６７、第１ウォータポンプ６３、第５配管６８で構成される回路を循環する。つまり、冷却水温度Ｈが閾値Ｈ０よりも低い場合、冷却水は第２ラジエータ６１によって冷却されないため、エンジン１の暖機が促進される。
エンジン１が継続的に運転され冷却水温度Ｈが閾値Ｈ０以上になると、サーモスタット６２は開状態となり、冷却水はシリンダブロック冷却水通路２１、排気ポート冷却水通路８、第６配管６４、サーモスタット６２、第７配管６５、第２ラジエータ６１、第４配管６６、第１ウォータポンプ６３、バイパス用配管６７、第５配管６８で構成される回路を循環する。この結果、冷却水は第２ラジエータ６１によって冷却され、エンジン１がオーバヒートしないように適切に冷却することができる。 Here, the flow of the cooling water in the second cooling water circuit 6 that performs cooling of the cylinder block 2 and cooling around the exhaust port 31 will be described.
When the engine 1 is started, circulation of the cooling water in the second cooling water circuit 6 is started by driving the first water pump 63. When the cooling water temperature H is lower than the threshold value H 0 , the thermostat 62 is in a closed state, so that the cooling water is the cylinder block cooling water passage 21, the exhaust port cooling water passage 8, the sixth pipe 64, the thermostat 62, and the bypass pipe. 67, the circuit composed of the first water pump 63 and the fifth pipe 68 is circulated. That is, when the cooling water temperature H is lower than the threshold value H 0 , the cooling water is not cooled by the second radiator 61, so that warm-up of the engine 1 is promoted.
When the engine 1 is continuously operated and the cooling water temperature H becomes equal to or higher than the threshold value H 0 , the thermostat 62 is opened, and the cooling water is in the cylinder block cooling water passage 21, the exhaust port cooling water passage 8, the sixth pipe 64, and the thermostat. 62, a seventh pipe 65, a second radiator 61, a fourth pipe 66, a first water pump 63, a bypass pipe 67, and a fifth pipe 68 are circulated. As a result, the cooling water is cooled by the second radiator 61 and can be appropriately cooled so that the engine 1 does not overheat.

次に、吸気ポート３２周囲の冷却を行う第１冷却水回路５での流れについて、図４のフローチャートを参照して説明する。この第１冷却水回路５では、制御手段５３によって電動ポンプ５２の作動を制御することで、冷却水の流れが制御される。尚、以下の制御ルーチンはエンジンが駆動されてから停止するまでの間実施される。
エンジン１が始動されると、制御手段５３は第２温度検出手段５７による第２冷却水回路内の冷却水温度Ｈの検出処理を実行する（ステップＳ１）。次に、ステップＳ１で検出した冷却水温度Ｈが閾値Ｈ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２）。冷却水温度Ｈ＞閾値Ｈ１の場合はＹｅｓと判定し、電動ポンプの作動処理を実行し（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。
ステップＳ２の判定結果がＮｏの場合には、電動ポンプ５２の作動停止処理を実行し（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻る。ステップＳ２の判定結果がＮｏの場合には、制御手段５３は電動ポンプ５２の停止状態を維持したままステップＳ１に戻る。 Next, the flow in the first coolant circuit 5 that cools the periphery of the intake port 32 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the first cooling water circuit 5, the flow of the cooling water is controlled by controlling the operation of the electric pump 52 by the control means 53. The following control routine is executed from when the engine is driven until it stops.
When the engine 1 is started, the control means 53 performs a process for detecting the coolant temperature H in the second coolant circuit by the second temperature detector 57 (step S1). Next, it is determined whether the high or not than the cooling water temperature H threshold H 1 detected in step S1 (step S2). If the cooling water temperature H> threshold H 1 is determined Yes, perform the operation processing of the electric pump (step S3), and returns to step S1.
When the determination result in step S2 is No, an operation stop process for the electric pump 52 is executed (step S4), and the process returns to step S1. If the determination result in step S2 is No, the control unit 53 returns to step S1 while maintaining the stopped state of the electric pump 52.

以上のように、制御手段５３はサーモスタット６２の上流側の第６配管６４に配設された冷却水温度検出手段５７の温度検出結果に基づいて電動ポンプ５２の作動を制御している。
このため、電動ポンプ５２が停止している場合、第１冷却水回路５内の温度は不均一で偏りがあるため、第１冷却水回路５内の任意箇所における温度を基に電動ポンプ５２の運転開始を制御すると、正確な吸気冷却を行うことができないが、他方の第２冷却水回路６に設けられている冷却水温度検出手段５７の出力に基づいて制御することで、適切なタイミングに吸気ポートの冷却を開始でき、エンジン運転状態に応じた正確な吸気ポート３２周りの冷却が可能になる。 As described above, the control unit 53 controls the operation of the electric pump 52 based on the temperature detection result of the cooling water temperature detection unit 57 disposed in the sixth pipe 64 on the upstream side of the thermostat 62.
For this reason, when the electric pump 52 is stopped, the temperature in the first cooling water circuit 5 is uneven and uneven. Therefore, the electric pump 52 has a temperature at an arbitrary location in the first cooling water circuit 5. If the start of operation is controlled, accurate intake air cooling cannot be performed. However, by controlling based on the output of the coolant temperature detecting means 57 provided in the other second coolant circuit 6, it is possible to achieve an appropriate timing. Cooling of the intake port can be started, and accurate cooling around the intake port 32 according to the engine operating state becomes possible.

また、第１冷却水回路５の電動ポンプ５２の作動を制御する閾値Ｈ１を、サーモスタット６２の閾値Ｈ０とは別々に設定することができ、これによって第１冷却水回路５と第２冷却水回路６を別々に適切温度で冷却できるようになる。その結果、第１冷却水回路５によって、エンジン高負荷時において、吸気ポート３２内を通過する吸気（空気）を直接冷却でき、高圧縮比化されたエンジンのノッキングを防止して、燃料消費率の向上を図ることが可能となる。 Further, the threshold value H 1 for controlling the operation of the electric pump 52 of the first cooling water circuit 5 can be set separately from the threshold value H 0 of the thermostat 62, whereby the first cooling water circuit 5 and the second cooling water circuit are set. The water circuit 6 can be separately cooled at an appropriate temperature. As a result, the intake air (air) passing through the intake port 32 can be directly cooled by the first cooling water circuit 5 at the time of high engine load, and knocking of the engine with a high compression ratio can be prevented, and the fuel consumption rate Can be improved.

また、予め、吸気ポート３２の周囲を冷却するのに必要な温度にする電動ポンプ５２の作動開始タイミングと、サーモスタット６２の上流側の冷却水温度との対応関係を試験等によって設定しておくことで、吸気ポート３２内を通過する吸気（空気）を簡単なシステムで効率よく冷却できる。
さらに、図１に点線で示すように、吸気ポート冷却水通路７の第３冷却水導出部７４から第３配管５４に冷却水温度検出手段５８を設置して、その検出信号を制御手段５３に入力して、電動ポンプ５２が作動開始して、第１冷却水回路５の冷却水温度が均一化した後には、この冷却水温度検出出段５８からの温度信号を用いて電動ポンプ５２を制御するようにするとよく、吸気ポート３２内を通過する吸気（空気）をより適切に冷却できる。 In addition, a correspondence relationship between the operation start timing of the electric pump 52 that makes the temperature necessary for cooling the periphery of the intake port 32 and the coolant temperature upstream of the thermostat 62 should be set in advance by a test or the like. Thus, the intake air (air) passing through the intake port 32 can be efficiently cooled with a simple system.
Further, as indicated by a dotted line in FIG. 1, a cooling water temperature detecting means 58 is installed in the third pipe 54 from the third cooling water outlet 74 of the intake port cooling water passage 7, and the detection signal is sent to the control means 53. After the input and the electric pump 52 starts to operate and the cooling water temperature of the first cooling water circuit 5 becomes uniform, the electric pump 52 is controlled using the temperature signal from the cooling water temperature detection output stage 58. The intake air (air) passing through the intake port 32 can be cooled more appropriately.

以上のように、第１実施形態によれば、第１冷却水回路５には第１ラジエータ５１および電動ポンプ５２と、第２冷却水回路６には第２ラジエータ６１および第１ウォータポンプ６３と、それぞれ冷却水回路に別々に、ポンプ、ラジエータが設けられているため、吸気ポート３２周囲の冷却を、排気ポート３１周囲やシリンダブロック２の冷却と独立して制御することができるので、エンジンの暖機を促進しつつ、吸気温度を低く保ちノッキングを抑制することができる。   As described above, according to the first embodiment, the first cooling water circuit 5 includes the first radiator 51 and the electric pump 52, and the second cooling water circuit 6 includes the second radiator 61 and the first water pump 63. Since the cooling water circuit is provided with a pump and a radiator separately, the cooling around the intake port 32 can be controlled independently of the cooling around the exhaust port 31 and the cylinder block 2. While promoting warm-up, the intake air temperature can be kept low and knocking can be suppressed.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる冷却構造を図２に示す概略全体構成図を参照して説明する。
尚、本第２実施形態は、第１実施形態の電動ポンプ５２に代えて、エンジンのクランクシャフト（図示省略）の駆動力と温度感応型クラッチ９２によって断接するようになっている第２ウォータポンプ９１を用いる点が相違するものであり、他は第１実施形態と同じため、同一符号を付して、その作用についての説明は省略する。 (Second Embodiment)
A cooling structure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to a schematic overall configuration diagram shown in FIG.
In the second embodiment, instead of the electric pump 52 of the first embodiment, a driving force of an engine crankshaft (not shown) and a temperature-sensitive clutch 92 are connected and disconnected. The difference is that 91 is used, and the rest is the same as in the first embodiment, so the same reference numerals are given and description of the operation is omitted.

図２はエンジン１の発明要部の概略全体構成図であり、シリンダブロック２の上にシリンダヘッド３が取付けられている。
そして、シリンダヘッド３には、シリンダヘッド３の吸気ポート３２の周囲を冷却する冷却水が循環する吸気ポート冷却水通路７が設けられ、該吸気ポート冷却水通路７はエンジン１の外部に配設されたラジエータやウォータポンプと接続し、冷却水を前記吸気ポート３２の周囲を循環せしめる第１冷却水回路９を形成している。 FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram of a main part of the invention of the engine 1, and a cylinder head 3 is mounted on the cylinder block 2.
The cylinder head 3 is provided with an intake port cooling water passage 7 through which cooling water for cooling the periphery of the intake port 32 of the cylinder head 3 circulates. The intake port cooling water passage 7 is disposed outside the engine 1. The first cooling water circuit 9 is connected to the radiator and the water pump, and circulates the cooling water around the intake port 32.

また、シリンダブロック２には、シリンダブロック２のシリンダライナ２３の周囲を冷却する冷却水が循環するシリンダブロック冷却水通路２１が設けられ、シリンダヘッド３には、排気ポート３１の周囲を冷却する冷却水が循環する排気ポート冷却水通路８が設けられ、これらシリンダブロック冷却水通路２１および排気ポート冷却水通路８は、エンジン1の外部に配設されたラジエータやウォータポンプと接続し、冷却水を前記シリンダブロック２および排気ポート３１の周囲を循環せしめるに第２冷却水回路１０を形成している。   The cylinder block 2 is provided with a cylinder block cooling water passage 21 through which cooling water for cooling the periphery of the cylinder liner 23 of the cylinder block 2 is circulated. The cylinder head 3 is provided with cooling for cooling the periphery of the exhaust port 31. An exhaust port cooling water passage 8 through which water circulates is provided, and the cylinder block cooling water passage 21 and the exhaust port cooling water passage 8 are connected to a radiator or a water pump arranged outside the engine 1 to supply the cooling water. A second cooling water circuit 10 is formed to circulate around the cylinder block 2 and the exhaust port 31.

第１冷却水回路９は、吸気ポート冷却水通路７を含めて、冷却水を冷却する第１ラジエータ５１と、該第１ラジエータ５１で冷却された冷却水をシリンダヘッド３の第２冷却水導入部７５を介して吸気ポート冷却水通路７に圧送する第２ウォータポンプ９１と、各装置を連結する冷却水配管とで構成されている。
この第２ウォータポンプ９１は、エンジンのクランクシャフト（図示省略）の駆動力と温度感応型クラッチ９２によって断接するようになっており、第２冷却水回路１０のサーモスタット６２上流側の冷却水温度によって作動するようになっている。温度感応型クラッチ９２は、一般に広く使用されているものである（例えば特開平７−２５７８９２号公報）。
また、温度感応型クラッチ９２は第１ウォータポンプ６３と同軸的に結合されており、クランクシャフトからの駆動力が常時第１ウォータポンプ６３に伝達するとともに、第２ウォータポンプ９１へは温度感応型クラッチ９２を介して伝達されるようになっている。 The first cooling water circuit 9 includes the intake port cooling water passage 7, the first radiator 51 that cools the cooling water, and the cooling water cooled by the first radiator 51 is introduced into the second cooling water of the cylinder head 3. The second water pump 91 is pumped to the intake port cooling water passage 7 via the section 75, and the cooling water pipes connecting the respective devices are configured.
The second water pump 91 is connected / disconnected by a driving force of a crankshaft (not shown) of the engine and a temperature-sensitive clutch 92, and depends on the coolant temperature upstream of the thermostat 62 in the second coolant circuit 10. It comes to work. The temperature sensitive clutch 92 is generally widely used (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-257892).
The temperature-sensitive clutch 92 is coaxially coupled to the first water pump 63, and the driving force from the crankshaft is always transmitted to the first water pump 63, and the temperature-sensitive clutch 92 is transmitted to the second water pump 91. It is transmitted via the clutch 92.

第１ラジエータ５１によって冷却された冷却水は第１配管５５を通して第２ウォータポンプ９１に到達し、該第２ウォータポンプ９１によって第２配管５６を介して第２冷却水導入部７５から吸気ポート冷却水通路７に冷却水を圧送する。
吸気ポート冷却水通路７内を循環した冷却水は、該吸気ポート冷却水通路７の第３冷却水導出部７４から第３配管５４を介して第１ラジエータ５１に戻って冷却される。 The cooling water cooled by the first radiator 51 reaches the second water pump 91 through the first pipe 55, and the intake water is cooled by the second water pump 91 from the second cooling water introduction part 75 through the second pipe 56. Cooling water is pumped into the water passage 7.
The cooling water circulated in the intake port cooling water passage 7 is returned to the first radiator 51 through the third pipe 54 from the third cooling water outlet 74 of the intake port cooling water passage 7 and cooled.

第２冷却水回路１０は、排気ポート冷却水通路８を含めて、冷却水を冷却する第２ラジエータ６１と、該第２ラジエータ６１で冷却された冷却水をシリンダブロック２の第３冷却水導入部２７を介してシリンダブロック冷却水通路２１に圧送する第１ウォータポンプ６３と、第２ラジエータ６１とシリンダブロック２の第２冷却水導出部２４との間に設けられ、冷却水温度が閾値以下の場合に、冷却水を第１ウォータポンプ６３側にバイパスさせるサーモスタット６２と、夫々の装置間を連結する冷却水配管とで構成されている。
そして、シリンダブロック２の第２冷却水導出部２４から導出された冷却水は、第９配管１０１を介して温度感応型クラッチ９２の温度感知部（図示省略）を通って、１０２を介してサーモスタット６２に導入される。
これ以降の流れは、第１実施形態の第２冷却水回路６と同じなので説明を省略する。
従って、本実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を有するが、さらに、第２ウォータポンプ９１の駆動を、第１ウォータポンプ６３を駆動するクランクシャフトから温度感応型クラッチ９２を介して断接して駆動する構造としたので、装置が簡素化されコスト低減が可能となる。 The second cooling water circuit 10 includes the exhaust port cooling water passage 8, the second radiator 61 that cools the cooling water, and the cooling water cooled by the second radiator 61 is introduced into the third cooling water of the cylinder block 2. Provided between the first water pump 63 pumped to the cylinder block cooling water passage 21 via the section 27, the second radiator 61, and the second cooling water outlet 24 of the cylinder block 2, and the cooling water temperature is below a threshold value. In this case, a thermostat 62 that bypasses the cooling water to the first water pump 63 side and a cooling water pipe that connects the respective devices are configured.
Then, the cooling water derived from the second cooling water deriving unit 24 of the cylinder block 2 passes through the temperature sensing unit (not shown) of the temperature sensitive clutch 92 via the ninth pipe 101 and passes through the thermostat via 102. 62.
Since the flow after this is the same as that of the second cooling water circuit 6 of the first embodiment, the description thereof is omitted.
Therefore, the present embodiment has the same effects as the first embodiment, but further, the second water pump 91 is driven from the crankshaft that drives the first water pump 63 via the temperature sensitive clutch 92. Since the structure is driven by connecting and disconnecting, the apparatus is simplified and the cost can be reduced.

本発明によれば、吸気ポート周辺を冷却する冷却経路を、シリンダブロック及び、シリンダヘッドの排気ポートを冷却する冷却経路と分離させて、吸気ポートを流れる空気を効率的に冷却することにより、高圧縮比化されたエンジンのノッキングを防止して、燃料消費率の向上を図ることができるので、内燃機関の冷却構造に好適である。   According to the present invention, the cooling path for cooling the periphery of the intake port is separated from the cooling path for cooling the cylinder block and the exhaust port of the cylinder head, thereby efficiently cooling the air flowing through the intake port. Since it is possible to prevent knocking of the engine having a compression ratio and improve the fuel consumption rate, it is suitable for a cooling structure of an internal combustion engine.

１ エンジン
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
５、９ 第１冷却水回路
６、１０ 第２冷却水回路.
７ 吸気ポート冷却水通路
８ 排気ポート冷却水通路
２１ シリンダブロック冷却水通路
２３ シリンダライナ
２５ ピストン
２６ コネクチングロッド
２８ 燃焼室
３１ 排気ポート
３２ 吸気ポート
５１ 第１ラジエータ
５２ 電動ポンプ（冷却水循環装置）
５３ 制御手段
５７、５８ 冷却水温度検出手段
６１ 第２ラジエータ
６２ サーモスタット
６３ 第１ウォータポンプ（冷却水循環装置）
９１ 第２ウォータポンプ（冷却水循環装置）
９２ 温度感応型クラッチ 1 Engine 2 Cylinder block 3 Cylinder head 5, 9 1st cooling water circuit 6, 10 2nd cooling water circuit.
7 Intake port cooling water passage 8 Exhaust port cooling water passage 21 Cylinder block cooling water passage 23 Cylinder liner 25 Piston 26 Connecting rod 28 Combustion chamber 31 Exhaust port 32 Intake port 51 First radiator 52 Electric pump (cooling water circulation device)
53 Control means 57, 58 Cooling water temperature detection means 61 Second radiator 62 Thermostat 63 First water pump (cooling water circulation device)
91 2nd water pump (cooling water circulation device)
92 Temperature-sensitive clutch

Claims (4)

内燃機関のシリンダヘッド内の吸気ポート周囲に設けられる吸気ポート冷却水通路を含む第１冷却水回路と、
前記内燃機関のシリンダブロックに設けられるシリンダブロック冷却水通路と前記シリンダヘッド内の排気ポート周囲に設けられる排気ポート冷却水通路とを含み、前記第1冷却水回路とは独立に形成される第２冷却水回路とを備えることを特徴とする内燃機関の冷却構造。 A first coolant circuit including an intake port coolant passage provided around an intake port in a cylinder head of an internal combustion engine;
A cylinder block cooling water passage provided in a cylinder block of the internal combustion engine and an exhaust port cooling water passage provided around an exhaust port in the cylinder head, the second being formed independently of the first cooling water circuit; A cooling structure for an internal combustion engine comprising a cooling water circuit. 前記吸気ポート冷却水通路の一部は、前記吸気ポート内に突出していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の冷却構造。   The cooling structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a part of the intake port cooling water passage projects into the intake port. 前記第１冷却水回路及び前記第２冷却水回路は、冷却水を循環させる冷却水循環装置と、冷却水を冷却するラジエータとを、それぞれの回路に少なくとも１つずつ備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の冷却構造。   The first cooling water circuit and the second cooling water circuit each include at least one cooling water circulation device that circulates cooling water and a radiator that cools the cooling water in each circuit. 3. A cooling structure for an internal combustion engine according to 1 or 2. 前記冷却水循環装置の駆動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、一方の冷却水回路に設けられた前記冷却水循環装置が停止し他方の冷却水回路に設けられた前記冷却水循環装置が駆動しているとき、他方の冷却水回路に備えられた温度検出手段の出力に基づいて前記一方の冷却水循環装置の運転開始を制御することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の冷却構造。   Control means for controlling driving of the cooling water circulation device is provided, and the control means drives the cooling water circulation device provided in one cooling water circuit while the cooling water circulation device provided in one cooling water circuit stops. 4. The cooling structure for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the start of operation of the one cooling water circulation device is controlled based on the output of the temperature detection means provided in the other cooling water circuit.
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