JP2019190373A

JP2019190373A - Internal combustion engine

Info

Publication number: JP2019190373A
Application number: JP2018084170A
Authority: JP
Inventors: 正顕河野; Masaaki Kono; 内田　光宣; Mitsunori Uchida; 光宣内田; 靖彦杉浦; Yasuhiko Sugiura; 悠司三好; Yuji Miyoshi
Original assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2019-10-31

Abstract

To improve the cooling performance of a water jacket.SOLUTION: A water jacket is formed so that a depth of the water jacket of a cylinder block becomes shallower at a downstream side than that at an upstream side at either of an intake side or an exhaust side up to the other end side from a cooling water inlet, and becomes deeper at the downstream side than that at the upstream side at the other of the intake side or the exhaust side up to one end side from the other end side.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine.

シリンダブロックに複数のシリンダが直列に配列される内燃機関において、シリンダブロックにおける複数のシリンダの配列方向に対する一端側に冷却水をウォータージャケットに導入する冷却水入口と、他端側に冷却水をウォータージャケットから排出する冷却水出口とを備え、ウォータージャケットの断面積を、冷却水入口から冷却水出口へと向かうに従って小さくする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。 In an internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged in series in a cylinder block, a cooling water inlet for introducing cooling water into a water jacket on one end side with respect to the arrangement direction of the plurality of cylinders in the cylinder block, and cooling water on the other end side. There is known a technique that includes a cooling water outlet that discharges from a jacket, and that reduces the cross-sectional area of the water jacket from the cooling water inlet to the cooling water outlet (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１３−０２４０８１号公報JP 2013-024081 A

上記従来技術では、気筒間に温度差が生じることを抑制している。上記ウォータージャケットでは、シリンダンブロックのシリンダの配列方向の一端側に冷却水入口が設けられ、他端側に冷却水出口が設けられているが、冷却水入口及び冷却水出口が、共にシリンダの配列方向の一端側に設けられ、シリンダの配列方向の一端側から他端側に流れた冷却水が、他端側から一端側に戻るようにウォータージャケットを形成する場合がある。このような構成におけるウォータージャケットの構造については上記従来技術では考慮されていないため、更なる検討を要する。 In the above prior art, the occurrence of a temperature difference between the cylinders is suppressed. In the water jacket, a cooling water inlet is provided on one end side in the cylinder arrangement direction of the cylinder block, and a cooling water outlet is provided on the other end side. In some cases, a water jacket is formed so that cooling water that is provided on one end side in the arrangement direction and flows from one end side to the other end side in the arrangement direction of the cylinders returns from the other end side to the one end side. Since the structure of the water jacket in such a configuration is not considered in the above-described conventional technology, further examination is required.

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウォータージャケットの冷却性能を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to improve the cooling performance of the water jacket.

上記課題を解決するための本発明の態様の一つは、シリンダブロックに複数のシリンダが直列に配列されると共に、前記シリンダブロックに前記複数のシリンダの配列方向にウォータージャケットが形成される内燃機関であって、前記シリンダブロックにおける前記複数のシリンダの配列方向に対する一端側で且つ吸気側または排気側の一方に設けられ、前記ウォータージャケットへの冷却水の入口になる冷却水入口を備え、前記ウォータージャケットは、前記冷却水入口から前記吸気側または前記排気側の一方を前記複数のシリンダの配列方向に対する他端側に向けて延び、前記他端側において前記吸気側または前記排気側の一方から他方へ向けて延び、前記他端側から前記吸気側または前記排気側の他方を前記複数のシリンダの配列方向に対する前記一端側に向けて延び、前記シリンダブロックにおける前記ウォータージャケットの深さが、前記冷却水入口から前記他端側までの前記吸気側または前記排気側の一方においては、上流側よりも下流側のほうが浅く、前記他端側から前記一端側までの前記吸気側または前記排気側の他方においては、上流側よりも下流側のほうが深い、内燃機関である。 One aspect of the present invention for solving the above-described problems is an internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged in series in a cylinder block and a water jacket is formed in the arrangement direction of the plurality of cylinders in the cylinder block. A cooling water inlet provided on one end side of the cylinder block with respect to the arrangement direction of the plurality of cylinders and on one of the intake side and the exhaust side and serving as an inlet of cooling water to the water jacket, The jacket extends from the cooling water inlet toward one end of the intake side or the exhaust side toward the other end side with respect to the arrangement direction of the plurality of cylinders, and on the other end side from one of the intake side or the exhaust side to the other The other cylinder side extends from the other end side to the other side of the intake side or the exhaust side. The depth of the water jacket in the cylinder block extends toward the one end side, and the depth of the water jacket on the intake side or the exhaust side from the cooling water inlet to the other end side is more downstream than the upstream side. This is an internal combustion engine that is shallower and that the other side of the intake side or the exhaust side from the other end side to the one end side is deeper on the downstream side than on the upstream side.

本発明によれば、ウォータージャケットの冷却性能を向上させることができる。 According to the present invention, the cooling performance of the water jacket can be improved.

実施形態に係る内燃機関のウォータージャケットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the water jacket of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 吸気側から見たウォータージャケットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the water jacket seen from the intake side. 図１に示したウォータージャケットに沿って該ウォータージャケットをシリンダ軸方向に切断したときの断面図である。It is sectional drawing when this water jacket is cut | disconnected in the cylinder axial direction along the water jacket shown in FIG. 各シリンダの吸気側及び排気側の平均流速ＵＭと、伝熱面積Ａ１との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the average flow velocity UM on the intake side and exhaust side of each cylinder, and the heat transfer area A1. 冷却水の平均流速ＵＭの変化割合と、伝熱面積Ａ１の変化割合との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the change rate of the average flow rate UM of cooling water, and the change rate of heat-transfer area A1. ウォータージャケットの深さの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the depth of a water jacket. ウォータージャケットの深さの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the depth of a water jacket. ウォータージャケットの深さの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the depth of a water jacket. ウォータージャケットの深さの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the depth of a water jacket. ウォータージャケットの深さの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the depth of a water jacket. シリンダをシリンダ軸方向に切断したときの断面図である。It is sectional drawing when a cylinder is cut | disconnected in a cylinder axial direction.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、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、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.

＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係る内燃機関１のウォータージャケット２の概略構成図である。図１は、内燃機関１のシリンダブロック３を上面側から見た図である。図１において、上側が排気通路側（以下、排気側という。）であり、下側が吸気通路側（以下、吸気側という。）である。また、図１において、左側が内燃機関１のフロント側（以下、シリンダ配列方向の一端側ともいう。）であり、右側が内燃機関１のリア側（以下、シリンダ配列方向の他端側ともいう。）である。内燃機関１は直列に設けられる複数のシリンダ４を有している。なお、図１においては、４つのシリンダ４を有しており、内燃機関１のフロント側から順に、一番シリンダ＃１、二番シリンダ＃２、三番シリンダ＃３、四番シリンダ＃４が配置されている。図２は、吸気側から見たウォータージャケット２の概略構成図である。図２における上側がエンジン１の上側であり、図２における下側がエンジン１の下側である。図２において左側が内燃機関１のフロント側であり、シリンダ配列方向の一端側である。また、図２において右側が内燃機関１のリア側であり、シリンダ配列方向の他端側である。シリンダブロック３の上側には、シリンダヘッド６が連結されている。 <Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water jacket 2 of an internal combustion engine 1 according to the present embodiment. FIG. 1 is a view of the cylinder block 3 of the internal combustion engine 1 as viewed from the upper surface side. In FIG. 1, the upper side is the exhaust passage side (hereinafter referred to as the exhaust side), and the lower side is the intake passage side (hereinafter referred to as the intake side). In FIG. 1, the left side is the front side of the internal combustion engine 1 (hereinafter also referred to as one end side in the cylinder arrangement direction), and the right side is the rear side of the internal combustion engine 1 (hereinafter also referred to as the other end side in the cylinder arrangement direction). .) The internal combustion engine 1 has a plurality of cylinders 4 provided in series. In FIG. 1, four cylinders 4 are provided, and the first cylinder # 1, the second cylinder # 2, the third cylinder # 3, and the fourth cylinder # 4 are arranged in order from the front side of the internal combustion engine 1. Has been placed. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the water jacket 2 as viewed from the intake side. The upper side in FIG. 2 is the upper side of the engine 1, and the lower side in FIG. 2 is the lower side of the engine 1. In FIG. 2, the left side is the front side of the internal combustion engine 1 and is one end side in the cylinder arrangement direction. Further, the right side in FIG. 2 is the rear side of the internal combustion engine 1 and the other end side in the cylinder arrangement direction. A cylinder head 6 is connected to the upper side of the cylinder block 3.

シリンダブロック３に形成されているウォータージャケット２は、各シリンダ４の吸気側及び排気側に形成されている。また、シリンダブロック３には、ウォータージャケット２への冷却水の入口となる冷却水入口２１が設けられている。冷却水入口２１は、シリンダブロック３のシリンダ配列方向の一端側で且つ吸気側に設けられている。また、シリンダヘッド６には、各シリンダ４の燃焼室の周りにウォータージャケット２４が形成されており、シリンダブロック３のウォータージャケット２４とシリンダヘッド６のウォータージャケット２４とが、複数の連通孔２３によって連通されている。シリンダヘッド６には、ウォータージャケット２からの冷却水の出口となる冷却水出口２２が設けられている。冷却水出口２２は、シリンダ配列方向の他端側で且つ排気側に設けられている。ただし、冷却水出口２２の位置はこれに限らず、例えば、シリンダ配列方向の一端側で且つ排気側に設けられていてもよく、シリンダ配列方向の他端が側で、排気側と吸気側との間に設けられていてもよい。冷却水はウォーターポンプによって圧送され、冷却水出口２２から流出した冷却水は例えばラジエータを通って冷却水入口２１に戻る。 The water jacket 2 formed in the cylinder block 3 is formed on the intake side and the exhaust side of each cylinder 4. The cylinder block 3 is provided with a cooling water inlet 21 that serves as an inlet of cooling water to the water jacket 2. The cooling water inlet 21 is provided on one end side of the cylinder block 3 in the cylinder arrangement direction and on the intake side. The cylinder head 6 has a water jacket 24 formed around the combustion chamber of each cylinder 4. The water jacket 24 of the cylinder block 3 and the water jacket 24 of the cylinder head 6 are connected by a plurality of communication holes 23. It is communicated. The cylinder head 6 is provided with a cooling water outlet 22 serving as an outlet for cooling water from the water jacket 2. The cooling water outlet 22 is provided at the other end side in the cylinder arrangement direction and at the exhaust side. However, the position of the cooling water outlet 22 is not limited to this. For example, the cooling water outlet 22 may be provided on one end side in the cylinder arrangement direction and on the exhaust side, and the other end in the cylinder arrangement direction is on the side. It may be provided between. The cooling water is pumped by a water pump, and the cooling water flowing out from the cooling water outlet 22 returns to the cooling water inlet 21 through, for example, a radiator.

ウォータージャケット２は、冷却水入口２１から吸気側をシリンダ配列方向の他端側に
向けて延び、他端側に設けられている四番シリンダ＃４の周りを吸気側から排気側に向けて延び、更に他端側から排気側を冷却水出口２２に向けて延びている。なお、吸気側から排気側に向けてさらに複数の冷却水の通路が形成されているが、冷却水は、図１に示したウォータージャケット２を最も多く流通するため、他の冷却水の通路は図示を省略している。また、連通孔２３は、シリンダブロック３からシリンダヘッド６へ向けて冷却水が流れるように、吸気側及び排気側に夫々複数設けられている。 The water jacket 2 extends from the cooling water inlet 21 toward the other end side in the cylinder arrangement direction, and extends around the fourth cylinder # 4 provided on the other end side from the intake side toward the exhaust side. Further, the exhaust side extends from the other end side toward the cooling water outlet 22. Although a plurality of cooling water passages are formed from the intake side to the exhaust side, the cooling water flows most through the water jacket 2 shown in FIG. The illustration is omitted. A plurality of communication holes 23 are provided on the intake side and the exhaust side, respectively, so that cooling water flows from the cylinder block 3 toward the cylinder head 6.

そして、ウォータージャケット２は、シリンダ４ごとに深さが異なるように形成されている。図３は、図１に示したウォータージャケット２に沿って該ウォータージャケット２をシリンダ軸方向（上下方向）に切断したときの断面図である。ウォータージャケット２の深さが、冷却水入口２１から他端側までの吸気側においては、上流側よりも下流側のほうが浅く、他端側から冷却水出口までの排気側においては、上流側よりも下流側のほうが深くなるように、各シリンダ４（＃１、＃２、＃３、＃４）に対応するウォータージャケット２が形成されている。夫々のウォータージャケット２がどのシリンダ４に対応するのかは、どのシリンダ４から最も熱を奪うのかによる。ここでいうウォータージャケット２の深さとは、シリンダブロック３の上面からウォータージャケット２の最深部までの距離をいう。 The water jacket 2 is formed to have a different depth for each cylinder 4. FIG. 3 is a cross-sectional view of the water jacket 2 cut along the cylinder axial direction (vertical direction) along the water jacket 2 shown in FIG. The depth of the water jacket 2 is shallower on the downstream side than the upstream side on the intake side from the cooling water inlet 21 to the other end side, and on the exhaust side from the other end side to the cooling water outlet than on the upstream side. Further, the water jacket 2 corresponding to each cylinder 4 (# 1, # 2, # 3, # 4) is formed so that the downstream side is deeper. Which cylinder 4 each water jacket 2 corresponds to depends on which cylinder 4 takes heat most. The depth of the water jacket 2 here refers to the distance from the upper surface of the cylinder block 3 to the deepest part of the water jacket 2.

図３に示されるように、一番シリンダ＃１に対応するウォータージャケット２の深さが最も深くなっており、二番シリンダ＃２、三番シリンダ＃３、四番シリンダ＃４の順にウォータージャケット２の深さが浅くなっている。したがって、吸気側では、冷却水の流れ方向の上流側よりも下流側が浅くなっており、排気側では、冷却水の流れ方向の上流側よりも下流側が深くなっている。 As shown in FIG. 3, the depth of the water jacket 2 corresponding to the cylinder # 1 is the deepest, and the water jacket is in the order of the second cylinder # 2, the third cylinder # 3, and the fourth cylinder # 4. The depth of 2 is shallow. Therefore, on the intake side, the downstream side is shallower than the upstream side in the flow direction of the cooling water, and on the exhaust side, the downstream side is deeper than the upstream side in the flow direction of the cooling water.

一般に、内燃機関１の摩擦損失を低減するために、燃焼室に近いシリンダ４の上部では、シリンダ４の壁面からの潤滑油の蒸発を抑制するために、シリンダ４の壁面の温度を低下させることが好ましい。したがって、シリンダ４の上部では、冷却水による冷却性能を向上させることが好ましい。一方、シリンダ４の下部では、余分な油膜形成を抑制するために、シリンダ４の壁面の温度を上昇させることが好ましい。したがって、シリンダ４に下部では、上部よりも冷却水による冷却性能を低下させることが好ましい。また、シリンダブロック３における冷却水の温度は、上流側から下流側へ向かうほど上昇する。また、シリンダブロック３からシリンダヘッド６へ冷却水が流れることにより、シリンダブロック３における上流側よりも下流側のほうが冷却水の流量が少なくなるため、シリンダブロック３における冷却水の流速は、上流側から下流側へ向かうほど低下する。このため、各シリンダ４における冷却水への放熱量が異なる虞があり、シリンダ４間で温度差が生じる虞がある。 In general, in order to reduce the friction loss of the internal combustion engine 1, the temperature of the wall surface of the cylinder 4 is decreased in the upper part of the cylinder 4 near the combustion chamber in order to suppress the evaporation of lubricating oil from the wall surface of the cylinder 4. Is preferred. Therefore, it is preferable to improve the cooling performance by the cooling water in the upper part of the cylinder 4. On the other hand, in the lower part of the cylinder 4, it is preferable to increase the temperature of the wall surface of the cylinder 4 in order to suppress excessive oil film formation. Therefore, it is preferable to lower the cooling performance by the cooling water in the lower part of the cylinder 4 than in the upper part. Moreover, the temperature of the cooling water in the cylinder block 3 rises from the upstream side toward the downstream side. Further, since the cooling water flows from the cylinder block 3 to the cylinder head 6, the flow rate of the cooling water is smaller on the downstream side than on the upstream side in the cylinder block 3. It decreases as it goes downstream. For this reason, there is a possibility that the amount of heat radiation to the cooling water in each cylinder 4 may be different, and a temperature difference may occur between the cylinders 4.

本実施形態に係るウォータージャケット２では、吸気側において、上流側よりも下流側の深さが浅くなっているため、冷却水の流路面積が減少する。このため、吸気側の下流側において流速が低下することを抑制できる。これにより、シリンダ４から冷却水への熱の移動を促進させることができるため、吸気側の下流側において冷却性能が低下することを抑制できる。また、シリンダ４の主に上部から熱を奪うことができるため、シリンダ４の主に上部の温度を低下させることができる。一方、シリンダブロック３からシリンダヘッド６へ冷却水が流れることにより、排気側においては、冷却水の流速がさらに低下する。これに対して、排気側における上流側よりも下流側の深さを深くすることにより、冷却水の流路面積を増加させることができる。このため、排気側において冷却性能が低下することを抑制できる。 In the water jacket 2 according to the present embodiment, on the intake side, the downstream depth is shallower than the upstream side, so the flow path area of the cooling water is reduced. For this reason, it can suppress that the flow velocity falls on the downstream side of the intake side. Thereby, since the movement of the heat | fever from the cylinder 4 to a cooling water can be accelerated | stimulated, it can suppress that a cooling performance falls in the downstream of an intake side. Moreover, since heat can be taken mainly from the upper part of the cylinder 4, the temperature of the upper part of the cylinder 4 can be lowered. On the other hand, when the cooling water flows from the cylinder block 3 to the cylinder head 6, the flow rate of the cooling water further decreases on the exhaust side. On the other hand, the flow path area of the cooling water can be increased by making the depth on the downstream side deeper than the upstream side on the exhaust side. For this reason, it can suppress that cooling performance falls in the exhaust side.

このようにウォータージャケット２を形成することにより、全てのシリンダ４に対応するウォータージャケット２の深さが同じ場合と比較して、冷却水への放熱量が７％の増加
したことが計算により確認された。これにより、内燃機関１の早期暖機に有効であるといえる。 By forming the water jacket 2 in this way, it was confirmed by calculation that the amount of heat released to the cooling water increased by 7% compared to the case where the depth of the water jacket 2 corresponding to all the cylinders 4 was the same. It was done. Thereby, it can be said that it is effective for the early warm-up of the internal combustion engine 1.

なお、本実施形態においては吸気側に冷却水入口２１を設け、排気側に冷却水出口２２を設けているが、これに代えて、吸気側に冷却水出口を設け、排気側に冷却水入口を設けることもできる。ただし、吸気側に冷却水入口２１を設けることにより、冷却水とシリンダ４の壁面との温度差が小さい吸気側を優先的に冷却することができる。また、冷却水とシリンダ４の壁面との温度差が大きい排気側を、吸気側の後で冷却することにより、吸気側と排気側とのシリンダ４の壁面の温度差をより小さくすることができる。このため、より好適な冷却が可能となる。 In this embodiment, the cooling water inlet 21 is provided on the intake side and the cooling water outlet 22 is provided on the exhaust side. Instead, a cooling water outlet is provided on the intake side, and the cooling water inlet is provided on the exhaust side. Can also be provided. However, by providing the cooling water inlet 21 on the intake side, the intake side having a small temperature difference between the cooling water and the wall surface of the cylinder 4 can be preferentially cooled. Further, by cooling the exhaust side where the temperature difference between the cooling water and the wall surface of the cylinder 4 is large after the intake side, the temperature difference between the wall surface of the cylinder 4 between the intake side and the exhaust side can be further reduced. . For this reason, more suitable cooling becomes possible.

各シリンダ４に対応するウォータージャケット２の深さは、以下のようにして決定することができる。ここで、比例定数をＣ１とし、冷却水の平均流速をＵＭとした場合に、伝熱面積Ａ１が以下の式で示される関係となるように、ウォータージャケット２の深さ及び断面積を決定する。平均流速ＵＭは、各シリンダ４に対応する夫々の範囲における平均流速である。なお、比例定数Ｃ１は、実験またはシミュレーション等により求める。
Ａ１＝Ｃ１／（ＵＭ^０．８） The depth of the water jacket 2 corresponding to each cylinder 4 can be determined as follows. Here, when the proportionality constant is C1 and the average flow rate of the cooling water is UM, the depth and the cross-sectional area of the water jacket 2 are determined so that the heat transfer area A1 is represented by the following formula. . The average flow velocity UM is an average flow velocity in each range corresponding to each cylinder 4. The proportionality constant C1 is obtained by experiment or simulation.
A1 = C1 / (UM ^0.8 )

このようにすることで、シリンダ４間で冷却水への伝熱量が一定となるため、シリンダ４間の壁面温度の差を小さくすることができる。 By doing in this way, since the amount of heat transfer to the cooling water between the cylinders 4 becomes constant, the difference in wall surface temperature between the cylinders 4 can be reduced.

図４は、各シリンダ４の吸気側及び排気側の平均流速ＵＭと、伝熱面積Ａ１との関係を示した図である。図４は、図３における断面図に対応した平均流速ＵＭ及び伝熱面積Ａ１を示している。また、図５は、冷却水の平均流速ＵＭの変化割合と、伝熱面積Ａ１の変化割合との関係を示した図である。図５における線は、ＵＭ^０．８×Ａ１＝一定とした場合の線である。この関係を維持するように、ウォータージャケット２を形成する。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the average flow velocity UM on the intake side and the exhaust side of each cylinder 4 and the heat transfer area A1. FIG. 4 shows the average flow velocity UM and the heat transfer area A1 corresponding to the cross-sectional view in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the change rate of the average flow rate UM of the cooling water and the change rate of the heat transfer area A1. The line in FIG. 5 is a line when UM ^0.8 × A1 = constant. The water jacket 2 is formed so as to maintain this relationship.

なお、上記のようにＵＭ０．８×Ａ１＝一定の関係は必ずしも必要ではない。また、シリンダ４間でウォータージャケット２の深さが異なる必要は必ずしもない。また、各シリンダ４において吸気側と排気側とでウォータージャケット２の深さが異なっていてもよい。図６、図７、図８、図９、図１０は、ウォータージャケット２の深さの例を示した図である。 As described above, UM0.8 × A1 = constant relationship is not always necessary. Further, the depth of the water jacket 2 is not necessarily different between the cylinders 4. In each cylinder 4, the depth of the water jacket 2 may be different between the intake side and the exhaust side. 6, 7, 8, 9, and 10 are diagrams illustrating examples of the depth of the water jacket 2.

図６では、一番シリンダ＃１において吸気側よりも排気側でウォータージャケット２の深さが浅くなっており、また、吸気側では、一番シリンダ＃１、二番シリンダ＃２、三番シリンダ＃３、四番シリンダ＃４の順にウォータージャケット２の深さが浅くなっているが、排気側では、一番シリンダ＃１と二番シリンダ＃２とでウォータージャケット２の深さが同じであり、一番シリンダ＃１及び二番シリンダ＃２よりも、三番シリンダ＃３のほうがウォータージャケット２の深さが浅く、三番シリンダ＃３よりも四番シリンダ＃４のほうがウォータージャケット２の深さが浅い場合を示している。 In FIG. 6, in the first cylinder # 1, the depth of the water jacket 2 is shallower on the exhaust side than on the intake side, and on the intake side, the first cylinder # 1, the second cylinder # 2, and the third cylinder The depth of the water jacket 2 becomes shallower in the order of # 3 and the fourth cylinder # 4. On the exhaust side, the depth of the water jacket 2 is the same between the first cylinder # 1 and the second cylinder # 2. The depth of the water jacket 2 is shallower in the third cylinder # 3 than in the first cylinder # 1 and the second cylinder # 2, and the depth of the water jacket 2 is in the fourth cylinder # 4 than in the third cylinder # 3. This shows the shallowness.

図７では、四番シリンダ＃４以外のシリンダ４は吸気側よりも排気側でウォータージャケット２の深さが浅くなっており、また、二番シリンダ＃２と三番シリンダ＃３とでウォータージャケット２の深さが同じであり、一番シリンダ＃１よりも、二番シリンダ＃２及び三番シリンダ＃３のほうがウォータージャケット２の深さが浅く、二番シリンダ＃２及び三番シリンダ＃３よりも四番シリンダ＃４のほうがウォータージャケット２の深さが浅い場合を示している。 In FIG. 7, the water jacket 2 is shallower on the exhaust side than the intake side in the cylinders 4 other than the fourth cylinder # 4, and the water jacket is composed of the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3. The depth of the water jacket 2 is shallower in the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3 than in the first cylinder # 1, and the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3. The case where the depth of the water jacket 2 is shallower in the fourth cylinder # 4 is shown.

図８では、各シリンダ４において吸気側と排気側とでウォータージャケット２の深さが同じであり、また、三番シリンダ＃３と四番シリンダ＃４とでウォータージャケット２の
深さが同じであり、一番シリンダ＃１よりも、二番シリンダ＃２のほうがウォータージャケット２の深さが浅く、二番シリンダ＃２よりも三番シリンダ＃３及び四番シリンダ＃４のほうがウォータージャケット２の深さが浅い場合を示している。 In FIG. 8, in each cylinder 4, the water jacket 2 has the same depth on the intake side and the exhaust side, and the water jacket 2 has the same depth on the third cylinder # 3 and the fourth cylinder # 4. Yes, the depth of the water jacket 2 is shallower in the second cylinder # 2 than in the first cylinder # 1, and the water jacket 2 is in the third cylinder # 3 and the fourth cylinder # 4 than in the second cylinder # 2. The case where the depth is shallow is shown.

図９では、各シリンダ４において吸気側と排気側とでウォータージャケット２の深さが同じであり、また、一番シリンダ＃１と二番シリンダ＃２とでウォータージャケット２の深さが同じであり、一番シリンダ＃１及び二番シリンダ＃２よりも、三番シリンダ＃３のほうがウォータージャケット２の深さが浅く、三番シリンダ＃３よりも四番シリンダ＃４のほうがウォータージャケット２の深さが浅い場合を示している。 In FIG. 9, in each cylinder 4, the depth of the water jacket 2 is the same on the intake side and the exhaust side, and the depth of the water jacket 2 is the same on the first cylinder # 1 and the second cylinder # 2. Yes, the depth of the water jacket 2 is shallower in the third cylinder # 3 than in the first cylinder # 1 and the second cylinder # 2, and the fourth cylinder # 4 is more in the water jacket 2 than the third cylinder # 3. The case where the depth is shallow is shown.

図１０では、各シリンダ４において吸気側と排気側とでウォータージャケット２の深さが同じであり、また、一番シリンダ＃１と二番シリンダ＃２とでウォータージャケット２の深さが同じであり、三番シリンダ＃３と四番シリンダ＃４とでウォータージャケット２の深さが同じであり、一番シリンダ＃１及び二番シリンダ＃２よりも、三番シリンダ＃３及び四番シリンダ＃４のほうがウォータージャケット２の深さが浅い場合を示している。 In FIG. 10, in each cylinder 4, the depth of the water jacket 2 is the same on the intake side and the exhaust side, and the depth of the water jacket 2 is the same on the first cylinder # 1 and the second cylinder # 2. Yes, the third cylinder # 3 and the fourth cylinder # 4 have the same depth of the water jacket 2, and the third cylinder # 3 and the fourth cylinder # than the first cylinder # 1 and the second cylinder # 2. 4 shows the case where the depth of the water jacket 2 is shallower.

なお、本実施形態では、ウォータージャケット２の形状は、シリンダブロック３の製造時（すなわち、鋳造時）に予め決定されていてもよい。すなわち、最初からウォータージャケット２の深さを調整した状態で、シリンダブロック３を製造してもよい。一方、図１１に示すように、ウォータージャケット２にスペーサー２５を入れることにより、該ウォータージャケット２の深さを調整してもよい。図１１は、シリンダ４をシリンダ軸方向に切断したときの断面図である。各シリンダ４では、シリンダブロック３の鋳造時においてウォータージャケット２の深さが同じである。そして、シリンダブロック３の上面からウォータージャケット２にスペーサー２５を入れて底部に配置している。これにより、スペーサー２５が存在する箇所には冷却水が流れない。したがって、実質上、ウォータージャケット２の深さが浅くなっているといえる。したがって、シリンダ４毎に、ウォータージャケット２の深さを調整するように、スペーサー２５を選択してウォータージャケット２に配置する。スペーサー２５の材料には、金属、樹脂、セラミック、またはこれらの組み合わせを用いることができる。 In the present embodiment, the shape of the water jacket 2 may be determined in advance when the cylinder block 3 is manufactured (that is, during casting). That is, the cylinder block 3 may be manufactured with the depth of the water jacket 2 adjusted from the beginning. On the other hand, as shown in FIG. 11, the depth of the water jacket 2 may be adjusted by inserting a spacer 25 in the water jacket 2. FIG. 11 is a cross-sectional view when the cylinder 4 is cut in the cylinder axial direction. In each cylinder 4, the depth of the water jacket 2 is the same when the cylinder block 3 is cast. A spacer 25 is inserted into the water jacket 2 from the upper surface of the cylinder block 3 and arranged at the bottom. Thereby, cooling water does not flow to the location where the spacer 25 exists. Therefore, it can be said that the depth of the water jacket 2 is substantially shallow. Therefore, the spacer 25 is selected and arranged on the water jacket 2 so as to adjust the depth of the water jacket 2 for each cylinder 4. As a material of the spacer 25, metal, resin, ceramic, or a combination thereof can be used.

なお、シリンダブロック３の上面から冷却水入口２１の中心までの距離が、シリンダブロック３の上面からピストン５が下死点に位置するときのピストンのトップリング５１までの距離よりも長くなるように、冷却水入口２１を配置してもよい。このようにすることで、一番シリンダ＃１の燃焼ガスが存在する範囲に冷却水を確実に流すことができるため、冷却性能を向上させることができる。 The distance from the upper surface of the cylinder block 3 to the center of the cooling water inlet 21 is longer than the distance from the upper surface of the cylinder block 3 to the top ring 51 of the piston when the piston 5 is located at the bottom dead center. The cooling water inlet 21 may be disposed. By doing in this way, since cooling water can be reliably flowed in the range in which the combustion gas of cylinder # 1 exists most, cooling performance can be improved.

１内燃機関
２ウォータージャケット
３シリンダブロック
４シリンダ
２１冷却水入口
２２冷却水出口 1 Internal combustion engine 2 Water jacket 3 Cylinder block 4 Cylinder 21 Cooling water inlet 22 Cooling water outlet

Claims

An internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged in series in the cylinder block, a water jacket is formed in the cylinder block in the arrangement direction of the plurality of cylinders, and a cooling water outlet is provided in a cylinder head connected to the cylinder block Because
A cooling water inlet provided on one end side of the cylinder block in the arrangement direction of the plurality of cylinders and on one of the intake side or the exhaust side and serving as an inlet of cooling water to the water jacket;
The water jacket extends from the cooling water inlet to one of the intake side and the exhaust side toward the other end side with respect to the arrangement direction of the plurality of cylinders, and at the other end side, one of the intake side or the exhaust side Extending from the other end side toward the one end side with respect to the arrangement direction of the plurality of cylinders, extending from the other end side to the other side of the intake side or the exhaust side,
The depth of the water jacket in the cylinder block is shallower on the downstream side than the upstream side on one of the intake side and the exhaust side from the cooling water inlet to the other end side, and from the other end side. In the other of the intake side or the exhaust side up to the one end side, the downstream side is deeper than the upstream side,
Internal combustion engine.

The internal combustion engine according to claim 1, wherein the cooling water inlet is provided on the intake side.

The distance between the center of the cooling water inlet and the upper surface of the cylinder block is longer than the distance between the top ring of the piston when the piston is located at the bottom dead center and the upper surface of the cylinder block. The internal combustion engine described.

The area A1 of the water jacket satisfies a relationship of A1 = C1 / (UM ^0.8 ), where C1 is a proportionality constant and UM is an average flow rate of cooling water. The internal combustion engine described in 1.

The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising a spacer that adjusts a depth of the water jacket.