JP2016102459A - 多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】多気筒エンジンにおけるシリンダ及びシリンダヘッドの冷却性能を向上できると共に、冷機始動時におけるエンジンの出力を向上できること。【解決手段】複数のシリンダボア１７を備えるシリンダ１３と、シリンダボアに対応する複数の燃焼室、並びにこの燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポート２０を備えるシリンダヘッドとが、エンジンケースに順次接合された多気筒エンジンであって、シリンダには、複数のシリンダボア１７の周囲における各燃焼室近傍にシリンダ側冷却用オイル通路３６が連続して形成され、シリンダヘッドには、複数の排気ポート２０のそれぞれの周囲を覆い、且つシリンダ側冷却用オイル通路３６に連通するシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９が形成され、オイルクーラにて冷却された冷却用オイルがシリンダ側冷却用オイル通路３６を流れた後に、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３９を流れるよう構成されたものである。【選択図】 図５

Description

本発明は、冷却用オイルによって多気筒エンジンが冷却される多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造に関する。

多気筒エンジンが冷却用オイルによって冷却される多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造が、特許文献１に開示されている。この冷却用オイル通路構造では、冷却用オイル通路が吸気ポート付近からプラグホール周囲に至り、排気ポート付近へ延在して形成されている。

特開２００７−２７０７３７号公報

特許文献１に記載の多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造では、排気ポート周囲及び燃焼室周囲に冷却用オイル通路が形成されていないので、シリンダ及びシリンダヘッドの冷却性能が十分とは言い難い。

また、冷却用オイル通路が吸気ポート付近に形成されているので、特に冷機始動時に吸気ポートが冷却用オイルによって暖まり易い。このため、燃焼室への吸気の充填効率が低下して、エンジンの出力が低下してしまう恐れがある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、多気筒エンジンにおけるシリンダ及びシリンダヘッドの冷却性能を向上できると共に、冷機始動時におけるエンジンの出力を向上できる多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造を提供することにある。

本発明に係る多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造は、複数のシリンダボアを備えるシリンダと、前記シリンダボアに対応する複数の燃焼室、並びにこの燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートを備えるシリンダヘッドとが、エンジンケースに順次接合された多気筒エンジンであって、前記シリンダには、複数の前記シリンダボアの周囲における前記各燃焼室近傍にシリンダ側冷却用オイル通路が連続して形成され、前記シリンダヘッドには、複数の前記排気ポートのそれぞれの周囲を覆い、且つ前記シリンダ側冷却用オイル通路に連通するシリンダヘッド側冷却用オイル通路が形成され、オイルクーラにて冷却された冷却用オイルが前記シリンダ側冷却用オイル通路を流れた後に、前記シリンダヘッド側冷却用オイル通路を流れるよう構成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、シリンダ側冷却用オイル通路を流れる冷却用オイルによって、複数のシリンダボアの周囲における各燃焼室近傍が冷却される。また、シリンダヘッド側冷却用オイル通路を流れる冷却用オイルによって、排気ポートの周囲が冷却される。これらの結果、シリンダ及びシリンダヘッドにおいて最も高温になる排気ポート周囲及び燃焼室周囲を効果的に冷却できるので、シリンダ及びシリンダヘッドの冷却性能を向上させることができる。

また、シリンダヘッド側冷却用オイル通路は、排気ポートの周囲に形成され、吸気ポートの周囲には形成されていない。このため、冷機始動時に吸気ポートが冷却用オイルによって暖められることがないので、燃焼室への吸気の充填効率が高まり、エンジンの出力を向上させることができる。

本発明に係る多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造における一実施形態が適用されたエンジン及びオイルクーラを示す左側面図。 図１のＩＩ矢視図。 図１のシリンダヘッドを示す正面図。 図１及び図３のシリンダヘッドを示す底面図。 図３のシリンダヘッドに形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路を、シリンダ及びガスケットと共に示す斜視図。 図５のシリンダをオイルクーラとともに示す平面図。 図６のシリンダをガスケットと共に示す平面図。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図。 図５のＩＸ矢視図。 図９のＸ矢視図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造における一実施形態が適用されたエンジン及びオイルクーラを示す左側面図である。また、図２は、図１のＩＩ矢視図である。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、エンジンが搭載された車両に乗車する運転者を基準にしたものである。

図１及び図２に示すエンジン１０は、例えば自動二輪車に搭載された多気筒エンジン（本実施形態では並列２気筒エンジン）であり、エンジンケース１１の前方からシリンダアッセンブリ１２が前傾して延設されて構成される。このシリンダアッセンブリ１２は、シリンダ１３とシリンダヘッド１４とヘッドカバー１５とがエンジンケース１１の側から順次接合されて構成される。

このうちのシリンダ１３及びシリンダヘッド１４は、これらのシリンダ１３及びシリンダヘッド１４に形成された４つのスタットボルト孔１６（図５参照）に挿通された図示しない４本のスタットボルトを用いて、エンジンケース１１の前上面に締結される。

シリンダ１３には、図５に示すように、複数（本実施形態では２つ）のシリンダボア１７が直列に並んで形成されている。また、シリンダヘッド１４では、図１及び図４に示すように、シリンダボア１７に対応する複数の燃焼室１８が形成されると共に、各燃焼室１８に連通して吸気ポート１９及び排気ポート２０が形成される。本実施形態では燃焼室１８に吸気ポート１９が２本、排気ポート２０が１本それぞれ設けられる。

吸気ポート１９に、エンジン吸気系から混合気（燃料と空気の混合気）が供給される。このエンジン吸気系は、共に図示しないエアクリーナ、スロットルボディ及び燃料インジェクタを有して構成される。これらのスロットルボディ及び燃料インジェクタに代えて、キャブレタであってもよい。また、排気ポート２０には、エンジン排気系の図示しない排気管が接続され、このエンジン排気系により燃焼室１８及びシリンダボア１７内で混合気が燃焼することにより発生する排気が排出される。

シリンダヘッド１４の燃焼室１８は、シリンダ１３のシリンダボア１７（図５）と連通し、このシリンダボア１７に、図示しないピストンが摺動自在に配設される。シリンダヘッド１４の燃焼室１８及びシリンダ１３のシリンダボア１７内で混合気が燃焼することでピストンが往復運動し、この往復運動がコンロッド（不図示）を介して、エンジンケース１１に軸支されたクランクシャフト２１の回転運動に変換される。

上述の燃焼室１７への混合気の供給は、吸気ポート１９を開閉する図示しない吸気バルブにより制御される。また、燃焼室１８からの排気の排出は、排気ポート２０を開閉する図示しない排気バルブにより制御される。これらの吸気バルブ及び排気バルブは、シリンダヘッド１４及びヘッドカバー１５間に設置された図示しない動弁装置により駆動される。この動弁装置は、共に図示しない吸気カム及び吸気アームにより吸気バルブを駆動し、また、共に図示しない排気カム及び排気ロッカアームにより排気バルブを駆動する。

ところで、図１及び図２に示すように、エンジンケース１１の下部には、潤滑用及び冷却用のオイルを貯溜するオイルパン２３が設けられている。このオイルパン２３内のオイルは、エンジンケース１１に設置されたオイルポンプ２４の駆動によりオイルフィルタ２５を経て、シリンダ１３の例えば右側方下部に設けられた図５に示すオイル通路２２へ導かれる。ここで、オイルポンプ２４は、クランクシャフト２１の駆動力により駆動される。また、オイルフィルタ２５もエンジンケース１１に設置されている。

シリンダ１３のオイル通路２２に導かれたオイルの一部は、図５及び図６に示す右側方の１つのスタッドボルト孔１６Ｂとスタッドボルト（不図示）との隙間を通って上昇し、図７に示すガスケット２６の開口２７に至る。このガスケット２６は、図６に示すシリンダ１３の合せ面２８と、図３及び図４に示すシリンダヘッド１４の合せ面２９との間に介在されたものである。ガスケット２６の開口２７（図７）に至ったオイルは、図３及び図４に示すシリンダヘッド１４の潤滑用オイル通路３０内を流れて動弁装置へ供給され、この動弁装置を潤滑する。

図２、図５及び図６に示すように、シリンダ１３の例えば右側方下部の前面側には、前記オイル通路２２の通路出口部３１が設けられている。この通路出口部３１は、オイルクーラ３２の入口部３３に入口側ホース３４を用いて接続される。このように、シリンダ１３のオイル通路２２に導かれたオイルの残部は、矢印Ａに示すように、通路出口部３１及び入口側ホース３４を経てオイルクーラ３２へ導かれ、このオイルクーラ３２にて冷却される。

ここで、オイルクーラ３２は、多気筒エンジン１０の前方において車体フレーム（不図示）に設置される。このとき、オイルクーラ３２は、図示しない前輪よりも上方に配置されて、車両走行時の走行風によりオイルを冷却する。

オイルクーラ３２の出口部３５は、シリンダ１３に形成されたシリンダ側冷却用オイル通路３６の通路入口部３７に、出口側ホース３８を用いて接続される。シリンダ側冷却用オイル通路３６は、後述のごとく、シリンダヘッド１４に形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９に連通される。これにより、オイルクーラ３２にて冷却されたオイルは、冷却用オイルとして、矢印Ｂに示すように、出口側ホース３８を経てシリンダ側冷却用オイル通路３６及びシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９へ順次導かれる。この結果、多気筒エンジン１０において最も高温になるシリンダヘッド１４の排気ポート２０周囲、シリンダ１３及びシリンダヘッド１４の燃焼室１８周囲、並びにシリンダ１３のシリンダボア１７間領域が効果的に冷却される。

尚、シリンダ側冷却用オイル通路３６はシリンダ１３に、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３９はシリンダヘッド１４にそれぞれ形成されるが、これらのシリンダ側冷却用オイル通路３６及びシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９は、型成形されたシリンダ１３、シリンダヘッド１４の機械加工により、またはシリンダ１３、シリンダヘッド１４の鋳型成形時における砂中子によりそれぞれ形成される。

シリンダ側冷却用オイル通路３６は、図５〜図８に示すように、互いに連通する通路出口部３７、導入通路部４０、ボア周囲通路部４１及びボア間通路部４２を有して構成される。

導入通路部４０は、シリンダ１３に形成される４つのスタッドボルト孔１６のうち、通路入口部３７に最も近いスタッドボルト孔１６Ａと、このスタッドボルト孔１６Ａに挿入されるスタッドボルト（不図示）との隙間である。この導入通路部４０は、通路入口部３７に連通されて、オイルクーラ３２からの冷却用オイルを、出口側ホース３８及び通路入口部３７を経て導入する。

ボア周囲通路部４１は、複数のシリンダボア１７の周囲における各燃焼室１８近傍に連続して形成、つまり、シリンダ１３におけるシリンダヘッド１４との合せ面２８に、複数のシリンダボア１７周囲に沿って連続して形成されたものである。このボア周囲通路部４１は、導入通路部４０に連通して、この導入通路部４０内の冷却用オイルが導かれる。このボア周囲通路部４１では、シリンダボア１７が隣接する前後２箇所に、シリンダ１３の軸方向に延びるオイルジャケット部４３が、ボア周囲通路部４１の一部として形成されている。

導入通路部４０から導入された冷却用オイルが、シリンダ１３の合せ面２８に形成されたボア周囲通路部４１（オイルジャケット部４３を含む）内を、図６及び図７の矢印Ｃの如く流れることで、シリンダ１３の燃焼室１８周囲が冷却される。また、シリンダ１３とシリンダヘッド１４間に介在されるガスケット２６には、シリンダ１３のボア周囲通路部４１に沿って切欠き４４が形成されている。従って、シリンダ１３のボア周囲通路部４１（オイルジャケット部４３を含む）を流れる冷却用オイルが、ガスケット２６の切欠き４４を通ってシリンダヘッド１４の合せ面２９に接触することで、このシリンダヘッド１４の燃焼室１８周囲が冷却される。

ボア間通路部４２は、図６及び図８に示すように、隣接するシリンダボア１７間領域において、シリンダ１３の合せ面２８ではなくシリンダ１３の内部に、隣接するシリンダボア１７間の前後２つのオイルジャケット部４３に連通して形成される。このボア間通路部４２内へは、ボア周囲通路部４１のオイルジャケット部４３を経て冷却用オイルが導かれる。これにより、シリンダ１３における隣接するシリンダボア１７間領域が、ボア周囲通路部４１を流れる冷却用オイルばかりなく、ボア間通路部４２を矢印Ｄ方向に流れる冷却用オイルによっても冷却される。

このボア間通路部４２は、例えばシリンダ１３の後面側からドリルなどで機械加工されて形成される。このとき形成される加工孔４５に対応したシリンダ１３の後面位置に、オイル温度センサ４６が設置される。このオイル温度センサ４６は、加工孔４５に流入する冷却用オイルに接することで、この冷却用オイルの温度を検出する。

シリンダヘッド側冷却用オイル通路３９は、図３、図５、図９及び図１０に示すように、複数（本実施形態では２つ）の排気ポート２０のそれぞれを覆う複数（本実施形態では２つ）の冷却用通路部４８と、これらの冷却用通路部４８に連通するシリンダヘッド側排出通路部４９と、を有して構成される。

冷却用通路部４８は、排気ポート２０の両側方のそれぞれに位置する２本の第１冷却用通路部５１と、排気ポート２０の上方に位置する第２冷却用通路部５２とが連通して、略コ字状に構成されたものである。２本の第１冷却用通路部５１は、シリンダ側冷却用オイル通路３６のボア周囲通路部４１における各シリンダボア１７周囲の終端部分４７（図６、図７）に連通する。これにより、シリンダ側冷却用オイル通路３６のボア周囲通路部４１を流れた冷却用オイルが、図９及び図１０の矢印Ｅの如く、冷却用通路部４８の第１冷却用通路部５１、第２冷却用通路部５２を順次流れて、排気ポート２０の周囲を冷却する。

ここで、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３９の冷却用通路部４８の２本の第１冷却用通路部５１が連通する箇所を含む、シリンダ側冷却用オイル通路３６のボア周囲通路部４１の終端部分４７（図６、図７）は、ボア周囲通路部４１の他の部分に比べて溝底が浅く形成される。すなわち、ボア周囲通路部４１の終端部分４７の流路断面積は、ボア周囲通路部４１の他の部分の流路断面積よりも小さく設定される。これにより、ボア周囲通路部４１の終端部分４７を流れる冷却用オイルの流速が、他の部分に比べて上昇する。

図３、図５、図９及び図１０に示すように、シリンダヘッド側排出通路部４９は、複数の冷却用通路部４８の第２冷却用通路部５２に連通して約Ｔ字状に構成され、更にシリンダ側排出通路部５０に連通する。このシリンダ側排出通路部５０は、シリンダ１３の軸方向に延在して形成され、エンジンケース１１の内部に至る。従って、複数の冷却用通路部４８の第２冷却用通路部５２内の冷却用オイルは、矢印Ｆの如くシリンダヘッド側排出通路部４９内で合流し、シリンダ側排出通路部５０を流れてエンジンケース１１内に排出され、このエンジンケース１１のオイルパン２３（図２）に貯溜される。

図２及び図５に示すように、オイルクーラ３２で冷却されたオイル（冷却用オイル）は、上述のように、出口側ホース３８を経てシリンダ１３のシリンダ側冷却用オイル通路３６に流入し、このシリンダ側冷却用オイル通路３６の通路入口部３７及び導入通路部４０を経てボア周囲通路部４１を流れることで、シリンダ１３及びシリンダヘッド１４の燃焼室１８周囲を冷却し、更にボア間通路部４２（図８）を流れることで、シリンダ１３のシリンダボア１７間領域を冷却する。

シリンダ側冷却用オイル通路３６のボア周囲通路部４１及びボア間通路部４２内を流れた冷却用オイルは、その後、シリンダヘッド１４のシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９に流入し、このシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９の冷却用通路部４８（第１冷却用通路部５１及び第２冷却用通路部５２）を流れて、シリンダヘッド１４の排気ポート２０周囲を冷却する。この排気ポート２０周囲を冷却した冷却用オイルは、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３９のシリンダヘッド側排出通路部４９を流れ、シリンダ側排出通路部５０を経てエンジンケース１１内へ排出される。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）図１及び図５に示すように、シリンダ１３のシリンダ側冷却用オイル通路３６を流れる冷却用オイルによって、シリンダ１３及びシリンダヘッド１４における複数のシリンダボア１７周囲の各燃焼室１８近傍が冷却される。また、シリンダヘッド１４のシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９を流れる冷却用オイルによって、シリンダヘッド１４における排気ポート２０の周囲が冷却される。これらの結果、シリンダ１３及びシリンダヘッド１４において最も高温になる排気ポート２０周囲及び燃焼室１８周囲を効果的に冷却できるので、シリンダ１３及びシリンダヘッド１４の冷却性能を向上させることができる。

（２）シリンダ１３のシリンダ側冷却用オイル通路３６では、シリンダ１３の内部における隣接するシリンダボア１７間領域に、冷却用オイルが流れるボア間通路部４２が形成されている。このため、シリンダ１３における隣接するシリンダボア１７間領域が、ボア周囲通路部４１を流れる冷却用オイルばかりでなく、ボア間通路部４２を流れる冷却用オイルによっても冷却される。この結果、多気筒エンジン１０で問題になるシリンダボア１７間領域の温度上昇を効果的に抑制できる。

（３）シリンダヘッド１４のシリンダヘッド側冷却用オイル通路３９は、排気ポート２０の周囲に形成され、吸気ポート１７の周囲には形成されていない。このため、多気筒エンジン１０の冷機始動時に吸気ポート１９が冷却用オイルによって暖められることがないので、燃焼室１８への吸気の充填効率が高まり、多気筒エンジン１０の出力を向上させることができる。

（４）シリンダ側冷却用オイル通路３６のボア周囲通路部４１では、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３９の冷却用通路部４８の第１冷却用通路部５１が連通する箇所を含む終端部分４７（図６）の流路断面積が、他の部分の流路断面積よりも小さく設定されている。このため、ボア周囲通路部４１の終端部分４７を流れる冷却用オイルの流速が上昇する。この結果、この終端部分４７内の冷却用オイルを、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３９の第１冷却用通路部５１へ効率良く供給できると共に、ボア周囲通路部４１にオイル溜りが発生することを防止できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、多気筒エンジン１０は３気筒以上の並列多気筒エンジンであってもよい。

１０ エンジン
１１ エンジンケース
１３ シリンダ
１４ シリンダヘッド
１７ シリンダボア
１８ 燃焼室
１９ 吸気ポート
２０ 排気ポート
２８ 合せ面
３２ オイルクーラ
３６ シリンダ側冷却用オイル通路
３９ シリンダヘッド側冷却用オイル通路
４１ ボア周囲通路部
４２ ボア間通路部
４７ 終端部分
４８ 冷却用通路部
４９ シリンダヘッド側排出通路部
５０ シリンダ側排出通路部

Claims (5)

1. 複数のシリンダボアを備えるシリンダと、前記シリンダボアに対応する複数の燃焼室、並びにこの燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートを備えるシリンダヘッドとが、エンジンケースに順次接合された多気筒エンジンであって、
   前記シリンダには、複数の前記シリンダボアの周囲における前記各燃焼室近傍にシリンダ側冷却用オイル通路が連続して形成され、
   前記シリンダヘッドには、複数の前記排気ポートのそれぞれの周囲を覆い、且つ前記シリンダ側冷却用オイル通路に連通するシリンダヘッド側冷却用オイル通路が形成され、
   オイルクーラにて冷却された冷却用オイルが前記シリンダ側冷却用オイル通路を流れた後に、前記シリンダヘッド側冷却用オイル通路を流れるよう構成されたことを特徴とする多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造。
2. 前記シリンダ側冷却用オイル通路は、シリンダにおけるシリンダヘッドとの合せ面に、複数のシリンダボアの周囲に沿って連続して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造。
3. 前記シリンダヘッド側冷却用オイル通路は、複数の排気ポートのそれぞれの周囲を覆って形成され、且つシリンダ側冷却用オイル通路に連通する複数の冷却用通路部と、
   これら複数の冷却用通路部に連通すると共に、シリンダに形成されてエンジンケース内部に至るシリンダ側排出通路部に連通するシリンダヘッド側排出通路部と、を有して構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造。
4. 前記シリンダ側冷却用オイル通路は、シリンダの内部における隣接するシリンダボア間領域に形成されて冷却用オイルが流れるボア間通路部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造。
5. 前記シリンダ側冷却用オイル通路は、シリンダヘッド側冷却用オイル通路が連通する箇所を含む部分の流路断面積が、他の部分の流路断面積よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多気筒エンジンの冷却用オイル通路構造。

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