JP2021156164A

JP2021156164A - ウォータジャケット

Info

Publication number: JP2021156164A
Application number: JP2020053914A
Authority: JP
Inventors: 篤志大田; Atsushi Ota; 信山▲崎▼; Makoto Yamazaki; 裕亮伊藤; Hiroaki Ito; 徳之竹形; Noriyuki Takegata; 一雄柴田; Kazuo Shibata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2040-03-25
Also published as: CN113446126A; CN113446126B; JP6977088B2

Abstract

【課題】さらなる冷却性能の向上を図るとともに過度な冷却液の供給を抑制することができるウォータジャケットを提供する。【解決手段】本発明のウォータジャケット４は、内燃機関のシリンダブロック１に一体形成されるシリンダライナ２を覆うシリンダブロック内壁４ａと、シリンダブロック内壁４ａに対向する外壁４ｂとの間に画定され、冷却液が流れる冷却通路４ｃと、冷却通路４ｃ内にシリンダライナ２内を移動するピストン５の上死点側に間隔を存して配置されることにより冷却通路４ｃ内に第１空間７を画定するスペーサ９と、シリンダブロック内壁４ａに、第１空間７に位置させて設けられ、且つシリンダライナ２の中心軸線方向に沿って延びる複数の突条部１０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のシリンダライナを冷却するウォータジャケットに関する。

従来、シリンダライナ上部に対応する位置に複数の凹部を設けて冷却能力を増加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）。
また、複数のシリンダライナを冷却するウォータジャケット内にスペーサを配置し、複数のシリンダライナを均一に冷却するウォータジャケットも知られている（例えば、特許文献２参照）。

実開平５−３０４４３号公報特開２００２−３０９８９号公報

本発明は、さらなる冷却性能の向上を図るとともに過度な冷却液の供給を抑制することができるウォータジャケットを提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明のウォータジャケットは、
内燃機関のシリンダブロックに一体形成されるシリンダライナを覆うシリンダブロック内壁と、シリンダブロック内壁に対向する外壁との間に画定され、冷却液が流れる冷却通路と、
前記冷却通路内に前記シリンダライナ内を移動するピストンの上死点側に間隔を存して配置されることにより前記冷却通路内に第１空間を画定するスペーサと、
前記シリンダブロック内壁に、前記第１空間に位置させて設けられ、且つシリンダライナの中心軸線方向に沿って延びる複数の突条部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、シリンダライナの上方部分に冷却液が集中的に流れ、且つ突条部に冷却液が衝突することによる熱伝達効率を向上させることができる。これにより、温度が上昇し易いシリンダライナの上死点側の壁面温度を下げることができ、ノッキングの抑制を効果的に行うことができる。

また、スペーサによって、シリンダライナの中央部分を流れようとする冷却液の流れを阻止又は抑制することができ、シリンダライナ中央部分の不必要な冷却を抑えることができて、過剰な冷却液の供給による冷却損出を抑制又は防止し、シリンダライナの不必要な温度変化による機械的損出の改善を図ることができる。

［２］また、本発明においては、
前記突条部の隣接する前記突条部との間隔は、前記突条部の幅よりも大きくなるように設定されていることが好ましい。

本発明によれば、突条部同士の間の間隔を突条部の幅よりも大きく設定することにより、突条部同士の間の凹部に冷却液が留まることを防止し、冷却液の適度な流速を維持させることができる。

［３］また、本発明においては、前記スペーサを、冷却液が前記第１空間よりも少ない流量で流れることができる空隙保有体で構成することができる。

本発明によれば、内部に隙間を有する空隙保有体の適用による高い断熱機能を得ることができる。また、空隙保有体の材質を選択することにより、冷却液の流量を調整することができる。

［４］また、本発明においては、前記スペーサを、前記シリンダブロック内壁側に配置される前記空隙保有体と、前記シリンダブロック外壁側に配置され、且つ前記空隙保有体を支持する樹脂製の支持体とで構成することができる。

本発明によれば、空隙保有体を確実に保持することができ、冷却通路への装着も容易で、スペーサの組付け性を向上させることができる。

［５］また、本発明においては、前記スペーサは、前記冷却通路内において、前記シリンダライナ内を進退運動するピストンの上死点に対応する位置に前記第１空間を有し、前記ピストンの下死点に対応する位置に第２空間を有するように配置され、前記第２空間にも冷却液が流されることが好ましい。

本発明によれば、ピストンの移動速度が遅くなる上死点と下死点でのピストンの積極的な冷却を行うことができる。

発明の実施形態のウォータジャケットが設けられたシリンダブロックを示す説明図。本実施形態のウォータジャケットのスペーサを断面で示す説明図。本実施形態のウォータジャケットの突条部を拡大して示す説明図。発明の他の実施形態のウォータジャケットを断面で示す説明図。

図を参照して、発明の実施形態のウォータジャケットが設けられた内燃機関のシリンダブロックを説明する。

［シリンダブロックの構成］
図１を参照して、本実施形態の内燃機関のシリンダブロック１は、４つのシリンダライナ２と、シリンダライナ２を保持するシリンダブロック本体３と、シリンダライナ２の側面を覆うようにシリンダブロック本体３に設けられたウォータジャケット４と、を備える。

図２を参照して、シリンダライナ２の中には、ピストンピン５ａを介して接続されコネクティングロッド６によって一点鎖線で示す上死点から二点鎖線で示す下死点までの間を摺動させられるピストン５が配置されている。シリンダライナ２とピストン５とで燃焼室が画定される。

ウォータジャケット４は、シリンダライナ２を覆うシリンダブロック内壁４ａと、シリンダブロック内壁４ａに間隔を存して対向するようにシリンダライナ２の径方向外側に形成されたシリンダブロック外壁４ｂとで画定される冷却通路４ｃを備えている。ウォータジャケット４には、上死点側に第１空間７を画定し、下死点側に第２空間８を画定するように上死点側と下死点側とに隙間が夫々形成されるようにスペーサ９が挿入されている。ウォータジャケット４内では、シリンダライナ２の配列方向に沿うようにして冷却液（冷却水）が流れている。

スペーサ９は、シリンダブロック内壁４ａ側に配置される空隙保有体９ａと、シリンダブロック外壁４ｂ側に配置され、且つ空隙保有体９ａを支持する樹脂製の支持体９ｂとで構成されている。空隙保有体９ａは、内部の空隙を介して冷却液を少しだけ流すことができる材料であればよく、多孔質体材料や繊維集合体などで構成することができる。

図２及び図３を参照して、ウォータジャケット４には、第１空間７のシリンダブロック内壁４ａに位置させて複数の突条部１０がシリンダライナ２の中心軸線方向に沿って延びるように設けられている。図３を参照して、隣接する突条部１０同士の間の間隔は突条部１０の幅よりも大きくなるように設定されている。本実施形態においては、突条部１０を、突出する高さ０．２５ｍｍ、幅０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、間隔２．５ｍｍ〜７．５ｍｍに設定した。なお、本発明の突条部は、この数値に限定されるものではなく、内燃機関の種類、ウォータジャケットの形状などに応じて適宜設定することが好ましい。

［ウォータジャケットの効果］
本実施形態のウォータジャケット４によれば、本実施形態のウォータジャケット４によれば、シリンダライナ２の上方部分に冷却液が集中的に流れ、且つ突条部１０に冷却液が衝突することによる熱伝達効率を向上させることができる。これにより、温度が上昇し易いシリンダライナ２の上死点側の壁面温度を下げることができ、ノッキングの抑制を効果的に行うことができる。

また、スペーサ９によって、シリンダライナ２の中央部分を流れようとする冷却液の流れを阻止又は抑制することができ、シリンダライナ２の中央部分の不必要な冷却を抑えることができて、過剰な冷却液の供給による冷却損出を抑制又は防止し、シリンダライナ２の不必要な温度変化による機械的損出の改善を図ることができる。

また、本実施形態においては、隣接する突条部１０同士の間の間隔を突条部１０の幅よりも大きく設定することにより、突条部１０同士の間の凹部に冷却液が留まることを防止し、冷却液の適度な流速を維持させることができる。

また、本実施形態においては、スペーサ９の一部が冷却液を少量だけ流すことができる多孔質体などの空隙保有体９ａで構成されているため、冷却液が第１空間７及び第２空間８よりも少ない流量で流れることができる。このようにスペーサ９に空隙保有体９ａを用いることにより、内部に隙間を有することによる高い断熱機能を得ることができる。また、空隙保有体９ａの材質や構造などを適宜選択することにより、冷却液の流量を調整することができる。

また、本実施形態においては、スペーサ９を、シリンダブロック内壁４ａ側に配置される空隙保有体９ａと、シリンダブロック外壁４ｂ側に配置され、且つ空隙保有体９ａを支持する樹脂製の支持体９ｂとで構成しているため、空隙保有体９ａとしてスポンジのような形状の維持が比較的困難な材質を選択したとしても、支持体９ｂで空隙保有体９ａを確実に保持することができ、冷却通路４ｃへの装着も容易で、スペーサ９の組付け性を向上させることができる。

また、本実施形態においては、スペーサ９は、冷却通路４ｃ内において、シリンダライナ２内を進退運動するピストン５の上死点に対応する位置に第１空間７を有し、ピストン５の下死点に対応する位置に第２空間８を有するように配置され、第２空間８にも冷却液が流される。これにより、ピストン５の移動速度が遅くなる上死点と下死点での冷却液によるピストン５の積極的な冷却を行うことができる。

［他の実施形態］
なお、本実施形態においては、スペーサ９が下死点に対応する位置においても冷却通路４ｃ内において隙間を存するように配置して第２空間８を形成するものを説明したが、本発明のウォータジャケットは、これに限らず、例えば、図４に示す他の実施形態のように、スペーサ９を下死点側において隙間なく冷却通路４ｃ内に配置して、第２空間を省略してもよい。

これによっても、シリンダライナ２の上方部分を流れる冷却液の流速を上げ、突条部１０に冷却液が衝突することによる熱伝達効率を向上させることができ、温度が上昇し易いシリンダライナ２の上死点側の壁面温度を下げることができ、ノッキングの抑制を効果的に行うことができるという本発明の作用効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、１種類の空隙保有体９ａを用いたスペーサ９を説明したが、本発明のスペーサは、これに限らず、複数種類の空隙保有体を用いて構成してもよい。また、本発明のスペーサは、支持体を有していなくてもよく、または支持体のみで構成してスペーサ内での冷却液の流れを完全に遮断するように構成してもよい。また、シリンダライナ２の数は１つであっても２つ以上であってもよい。

１シリンダブロック
２シリンダライナ
３シリンダブロック本体
４ウォータジャケット
４ａシリンダブロック内壁
４ｂシリンダブロック外壁
４ｃ冷却通路
５ピストン
５ａピストンピン
６コネクティングロッド
７第１空間
８第２空間
９スペーサ
９ａ空隙保有体
９ｂ支持体
１０突条部

Claims

内燃機関のシリンダブロックに一体形成されるシリンダライナを覆うシリンダブロック内壁と、シリンダブロック内壁に対向する外壁との間に画定され、冷却液が流れる冷却通路と、
前記冷却通路内に前記シリンダライナ内を移動するピストンの上死点側に間隔を存して配置されることにより前記冷却通路内に第１空間を画定するスペーサと、
前記シリンダブロック内壁に、前記第１空間に位置させて設けられ、且つシリンダライナの中心軸線方向に沿って延びる複数の突条部と、
を備えることを特徴とするウォータジャケット。
請求項１に記載のウォータジャケットであって、
前記突条部の隣接する前記突条部との間隔は、前記突条部の幅よりも大きくなるように設定されていることを特徴とするウォータジャケット。
請求項１又は請求項２に記載のウォータジャケットであって、
前記スペーサの少なくとも一部は、冷却液が前記第１空間よりも少ない流量で流れることができる空隙保有体で構成されていることを特徴とするウォータジャケット。
請求項３に記載のウォータジャケットにおいて、
前記スペーサは、前記シリンダブロック内壁側に配置される前記空隙保有体と、前記シリンダブロック外壁側に配置され、且つ前記空隙保有体を支持する樹脂製の支持体とで構成されることを特徴とするウォータジャケット。
請求項１から請求項４の何れか１項に記載のウォータジャケットであって、
前記スペーサは、前記冷却通路内において、前記シリンダライナ内を進退運動するピストンの上死点に対応する位置に前記第１空間を有し、前記ピストンの下死点に対応する位置に第２空間を有するように配置され、
前記第２空間にも冷却液が流されることを特徴とするウォータジャケット。