JP2022120556A - Cylinder block of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、内燃機関のシリンダブロックに関するものである。 The present invention relates to a cylinder block of an internal combustion engine.
内燃機関はシリンダブロックを備えており、シリンダブロックには、冷却のためのウォータジャケットが気筒群を囲うように形成されている。ここで問題は、気筒の昇温の程度は場所によって相違しており、このため、ウォータジャケットに単純に冷却水を流しただけでは、冷却不足や過冷却が生じてしまうことである。 An internal combustion engine has a cylinder block, and a water jacket for cooling is formed in the cylinder block so as to surround a group of cylinders. The problem here is that the degree of temperature rise in the cylinder differs depending on the location, and for this reason, simply flowing cooling water through the water jacket will result in insufficient cooling or overcooling.
この点については、例えば特許文献1に開示されているように、ウォータジャケットに整流用のスペーサを嵌め入れて、冷却水がウォータジャケットのうち主として上部やボア間部に流れるように制御することが行われている。また、ウォータジャケットの深さを、吸気側が浅く排気側が深くなるように変えたり、基本的に浅くしつつボア間部において深くなるように変えたりすること(いわゆる浅ジャケ化)も提案されている。
Regarding this point, for example, as disclosed in
さて、近年の内燃機関は、熱の無駄が発生しないように燃焼が抑制されており、このため、シリンダヘッドは昇温してもシリンダブロックはあまり昇温しない傾向にある。このため、ウォータジャケットに単純に通水すると過冷却になることが多く、そこで、スペーサの配置や浅ジャケ化によって冷却水の流れを制御している。 In recent internal combustion engines, combustion is suppressed so that heat is not wasted. Therefore, even if the temperature of the cylinder head rises, the temperature of the cylinder block tends not to rise so much. For this reason, simply passing water through the water jacket often results in supercooling, so the flow of cooling water is controlled by arranging spacers or making the jacket shallower.
他方、内燃機関には点火前に燃料に着火して異常音が発生するノッキングの現象があり、このノッキング対策の一つとして、シリンダブロックのうち吸気側の部位を集中的に冷却して混合気の過剰昇温を防止することが挙げられるが、従来技術では、冷却水の流れの態様を変えることができるのみで集中的な冷却はできないため、冷却不足や過冷却の解消には至っていないと云える。 On the other hand, an internal combustion engine has a knocking phenomenon in which fuel ignites before ignition and an abnormal noise is generated. However, in the conventional technology, it is only possible to change the flow of the cooling water, and it is not possible to perform concentrated cooling. I can say
また、整流手段としてスペーサを使用すると部品点数が増えるため、コストが増大するのみならず、重量増大によって燃費悪化をもたらすことも懸念される。 In addition, the use of spacers as rectifying means increases the number of parts, which not only increases the cost, but also increases the weight, which may lead to deterioration in fuel efficiency.
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。 The present invention is made to improve such a situation.
本願発明はシリンダブロックの改良に係るもので、このシリンダブロックは、
「気筒の群を囲うようにウォータジャケットが形成されて、前記ウォータジャケットを挟んで吸気側に位置した部位に、クランク軸線方向に長い送水通路が形成されており、
前記送水通路と前記ウォータジャケットで挟まれた壁部に、前記送水通路から冷却水を前記各気筒の上端部に向けて噴出させる吐出通路が形成されている」
という構成になっている。
The present invention relates to an improvement of a cylinder block, and this cylinder block is
"A water jacket is formed so as to surround a group of cylinders, and a long water supply passage is formed in the direction of the crank axis at a portion located on the intake side across the water jacket,
A discharge passage for ejecting cooling water from the water supply passage toward the upper end of each cylinder is formed in a wall sandwiched between the water supply passage and the water jacket.
It is configured.
本願発明において、送水通路はトンネル状の空間に形成することも可能であるが、製造の容易性やシリンダヘッドのウォータジャケットへの通水性などを考慮すると、上向きに開口した溝の形態に形成して、ガスケットで塞がれた方式が好ましい。 In the present invention, the water supply passage can be formed in a tunnel-shaped space, but in consideration of ease of manufacture and water permeability to the water jacket of the cylinder head, it is formed in the form of a groove that opens upward. Therefore, a gasket-sealed system is preferred.
また、吐出通路はドリル加工などで形成された穴でもよいが、上向きに開口した溝(或いはスリット)の形態が好ましい。また、吐出通路は1つの気筒に対応して1か所のみでもよいし、複数箇所設けてもよい。気筒ごとに吐出通路の数を変えることも可能である。 Also, the discharge passage may be a hole formed by drilling or the like, but preferably has the form of a groove (or slit) opening upward. Also, the discharge passage may be provided at only one location corresponding to one cylinder, or may be provided at a plurality of locations. It is also possible to change the number of discharge passages for each cylinder.
本願発明では、気筒のうち吸気側の部位を集中的に冷却できる。従って、吸気の過剰昇温を防止してノッキングの抑制に貢献できる。また、気筒の部分的な膨張を抑制して気筒の真円度を保持できることにより、ピストンのフリクション低減による燃費向上の効果や、ブローバイガスの抑制によるオイル消費抑制効果も期待できる。 In the present invention, the part of the cylinder on the intake side can be cooled intensively. Therefore, it is possible to prevent excessive temperature rise of the intake air and contribute to suppression of knocking. In addition, by suppressing partial expansion of the cylinder and maintaining the roundness of the cylinder, the effect of improving fuel efficiency by reducing friction of the piston and the effect of suppressing oil consumption by suppressing blow-by gas can be expected.
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用しているが、前後方向はクランク軸線方向、左右方向はクランク軸線及びシリンボア軸線と直交した方向である。前と後ろについては、タイミングチェーンが配置される側を前、変速機が配置される側を後ろとしている。図1に方向を明示している。 Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. In this embodiment, the terms front-rear and left-right are used to specify the direction, and the front-rear direction is the direction of the crank axis, and the left-right direction is the direction perpendicular to the crank axis and the cylinder axis. Regarding the front and rear, the side on which the timing chain is arranged is the front, and the side on which the transmission is arranged is the rear. The directions are clearly indicated in FIG.
(1).第1実施形態の構造
本実施形態は自動車用ガソリン内燃機関に適用しており、内燃機関は、シリンダブロック1と、その上面にガスケット2を介して固定されたシリンダヘッド3(図2参照)、及び、シリンダブロック1とシリンダヘッド3との側面に重ね固定されたフロントカバー(タイミングチェーンカバー)4を備えている。
(1) Structure of the first embodiment This embodiment is applied to a gasoline internal combustion engine for automobiles. The internal combustion engine consists of a
本願発明の内燃機関は3気筒であり、そこで、シリンダブロック1には、クランク軸線方向に3つのシリンダボア5が形成されており、かつ、シリンダボア5の群を囲うループ形状のウォータジャケット6が形成されている。従って、シリンダボア5の群とウォータジャケット6とによって3つの気筒7が形成されており、隣り合った気筒7はボア間部8を介して一体化されている。
The internal combustion engine of the present invention has three cylinders, and three
シリンダブロック1のうちウォータジャケット6を挟んで吸気側に位置した部位に、クランク軸線方向に長く延びる(気筒7の群に沿って長く延びる)送水通路9が形成されている。送水通路9は上向きに開口した溝の形態になっており、ガスケット2で塞がれて通路になっている。
A
送水通路9の前端部には流入口10が連通している。流入口10はシリンダブロック1の上面よりも下方に位置して吸気側に開口している。流入口10には、図示しないウォータポンプから冷却水が圧送される。従って、ウォータポンプは、シリンダブロック1の吸気側面に固定されている。なお、ウォータポンプは電動式である。
An
送水通路9からは、シリンダヘッド3に形成されたウォータジャケット(図示せず)に向けて冷却水が送られる。そこで、図1に網かけして簡略表示するように、送水通路9には、シリンダヘッド3のウォータジャケットに冷却水を吹き上げる連通路11が連通している。連通路11はガスケット2に穴を空けることによって形成されており、各気筒7に対応して2箇所ずつ形成されている。
Cooling water is sent from the
シリンダブロック1に送水通路9を形成したことにより、シリンダブロック1には、ウォータジャケット6と送水通路9とで挟まれた壁部12が形成されている。そして、壁部12のうち平面視で各気筒7(或いはシリンダボア5)の中心から左右外側に位置した部位に、ウォータジャケット6を横切って冷却水を気筒7に向けて噴出させる吐出通路13が形成されている。吐出通路13は、シリンダブロック1の鋳造に際して形成してもよいし、フライス加工によって形成してもよい。
By forming the
吐出通路13は上向きに開口した断面半円状や断面角形等の溝状(スリット状)に形成されており、ガスケット2で塞がれてトンネルの形態になっている。吐出通路13は、実線で示すように一定の深さに形成してもよいし、一点鎖線で示すように、ウォータジャケット6に向けて深くなるように形成してもよい。吐出通路13の深さは任意に設定できる。
The
本実施形態では、ウォータジャケット6は、シリンダボア5の半径の半分程度の深さに浅く形成されている。また、ウォータジャケット6は一定の深さに形成してもよいし、例えば、気筒7の中心の側方において最も浅くなって、ボア間部8の側方で最も深くなるように深さを変化させてもよい。気筒7の中心線の側方においてウォータジャケット6を浅くする場合、吸気側のみに適用してもよいし、吸気側と排気側との両方に適用してもよい。
In this embodiment, the
(2).第1実施形態のまとめ
本実施形態では、送水通路9の冷却水は、各連通路11からシリンダヘッド3のウォータジャケットに送られる一方、シリンダブロック1のウォータジャケット6には各吐出通路13から送られるが、吐出通路13は細幅で細いため、冷却水は噴流になってウォータジャケット6を横切り、気筒7の上端部に当たる。すなわち、気筒7の上端部がジェット水流によってピンポイント的に冷却される。
(2) Summary of the first embodiment In this embodiment, the cooling water in the
これにより、気筒7のうち吸気側の部位の上端部を集中的に冷却して、吸気行程において混合気が過剰昇温することを防止できる。その結果、ノッキングを防止又は著しく抑制できる。また、気筒7が部分的に膨張することを防止して気筒7の真円度を確保できることにより、ピストン(図示せず)のフリクションを低減して燃費を向上できると共に、ブローバイガスを抑制してオイルの消費を抑制できる。
As a result, it is possible to intensively cool the upper end portion of the intake side portion of the
更に、本実施形態では、冷却水は各気筒7のうちその中心の側方の上端部のみに当たってピンポイント的な冷却が行われるが、各吐出通路13から噴出する水量は少ないため、他の殆どの部位は冷却されず、他の殆どの部位は保温された状態になる。このため、シリンダブロック1が冷えすぎることを防止して、熱を有効利用できる。このように、本実施形態では、シリンダブロック1の保温と冷却とを同時に実現して燃費の向上に貢献できる。
Furthermore, in the present embodiment, the cooling water hits only the upper end portion of each
なお、ウォータジャケット6を少なくとも吸気側において浅底に形成すると、吐出通路13から噴出した冷却水が下方に拡散することを抑制して、気筒7の上端部に強い水流を当てることができる。
If the
さて、本実施形態では、各吐出通路13から噴出した冷却水は、ウォータジャケット6を吸気側から排気側に向かって流れ、図示しない連路を通ってシリンダヘッド3のウォータジャケットに排出される。従って、中央の気筒7に向けて噴出した冷却水は、前後両端の気筒7の側方を通って排気側に向かう。そこで、ウォータジャケット6のうち、前後両端に位置した部位の深さを、中央の気筒7の側方の部位よりも深く設定しておくと、冷却水の流れをスムース化できる。
In this embodiment, the cooling water jetted from each
なお、気筒7はボア間部8の箇所でも昇温するため、ボア間部8も集中的に冷却することは可能である。ボア間部8の冷却手段としては、本実施形態のように、壁部12に吐出通路13を形成してもよいし、シリンダヘッド3のウォータジャケットからジェット水流を噴出させてもよい。
Since the temperature of the
(3).他の実施形態
図3に示す第2実施形態では、各気筒7に対応して、壁部12に2つずつ(複数ずつ)の吐出通路13を設けている。また、吐出通路13を、ウォータジャケット6の端部に向かうように、左右長手の中心線に対して傾斜させている。従って、前後中間に位置した気筒7の側方に位置した吐出通路13は、平面視で前向きに傾斜したものと後ろ向きに傾斜したものとが一対あって平面視で逆ハ字を成しており、前後両端の気筒7に対応した吐出通路13は、平面視で同じ方向を向いて傾斜している。すなわち、前後前側の気筒7に対応した吐出通路13は、平面視で前向きに傾斜しており、前後後ろ側の気筒7に対応した吐出通路13は、平面視で後ろ向きに傾斜している。
(3). Other Embodiments In the second embodiment shown in FIG. Also, the
各気筒7に対応して1つずつの吐出通路13を設けている場合は、中間に位置した気筒7に対応した吐出通路13は真横に向けて、前後の気筒7対応した吐出通路13は、前側に位置した気筒7に対応した吐出通路13は平面視で前側に傾斜し、後ろ側に位置した気筒7に対応した吐出通路13は平面視で後ろ向きに傾斜するように、互いに逆向きに傾斜させたらよい。
When one
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、対象になる内燃機関は3気筒に限らず、1気筒の内燃機関や3気筒以外の多気筒内燃機関にも適用できる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various other ways. For example, the target internal combustion engine is not limited to a 3-cylinder engine, but can be applied to a 1-cylinder internal combustion engine or a multi-cylinder internal combustion engine other than a 3-cylinder internal combustion engine.
また、吐出通路は、より強い水流が発生するように、断面積がウォータジャケットに向けて小さくなるように形成してもよい。逆に、ある程度の拡散性が望ましい場合は、断面積がウォータジャケットに向けて大きくなるように形成したらよい。 Moreover, the discharge passage may be formed so that the cross-sectional area becomes smaller toward the water jacket so that a stronger water flow is generated. Conversely, if some degree of diffusivity is desired, the cross-sectional area may increase toward the water jacket.
本願発明は、内燃機関のシリンダブロックに具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in a cylinder block of an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.
1 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
5 シリンダボア
6 ウォータジャケット
7 気筒
8 ボア間部
9 送水通路
12 壁部
13 吐出通路
Claims (1)
前記送水通路と前記ウォータジャケットで挟まれた壁部に、前記送水通路から冷却水を前記各気筒の上端部に向けて噴出させる吐出通路が形成されている、
内燃機関のシリンダブロック。
A water jacket is formed so as to surround a group of cylinders, and a long water supply passage is formed in the crank axial direction at a portion located on the intake side across the water jacket,
A discharge passage for ejecting cooling water from the water supply passage toward the upper end of each cylinder is formed in a wall sandwiched between the water supply passage and the water jacket.
Cylinder block of an internal combustion engine.
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