JP2023074372A - Internal combustion engine and internal combustion system - Google Patents

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大文 岡田
Hirofumi Okada
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Abstract

To provide an internal combustion engine and an internal combustion system enabling reduction of the size of the entire internal combustion system including the internal combustion engine, a cooling device and piping for cooling water.SOLUTION: An engine 11 (internal combustion engine) includes: a cooling water inlet 38 (first opening part) communicating with a water pump 20 for circulating cooling water in the engine 11; and an intake port 59 (second opening part) communicating with an intake manifold 57 for supplying air to a cylinder 14 of the engine 11. The cooling water inlet 38 is formed on the same side in the cylinder block 12 as the intake port 59, and the cooling water inlet 38 is formed on the upper side of the position of a crank shaft 13.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、冷却水を循環させるウォーターポンプを備える内燃機関および内燃システムに関する。 The present invention relates to an internal combustion engine and an internal combustion system equipped with a water pump for circulating cooling water.

自動車等の車両に適用される内燃機関は、当該内燃機関を冷却するための冷却水を循環させるウォーターポンプを備えている。 An internal combustion engine applied to a vehicle such as an automobile includes a water pump that circulates cooling water for cooling the internal combustion engine.

例えば、特許文献1には、クランクシャフトの回転力を、ベルトを介してプーリに伝達して、当該プーリに設けた主軸に固定された羽根車を回転させることによって、冷却水を循環させるウォーターポンプが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a water pump that transmits the rotational force of a crankshaft to a pulley via a belt and rotates an impeller fixed to a main shaft provided on the pulley to circulate cooling water. is disclosed.

特開2020-153263号公報JP 2020-153263 A

しかしながら、特許文献1に開示された内燃機関の冷却装置では、ウォーターポンプは、クランクシャフトの回転力によって駆動されるため、エンジンの前方側に設置せざるを得なかった。そのため、冷却水をラジエターからウォーターポンプへ戻す長い配管が必要であり、冷却装置と冷却水の配管とを含めた内燃機関全体のサイズの小型化を阻害する要因となっていた。 However, in the internal combustion engine cooling device disclosed in Patent Document 1, the water pump has to be installed on the front side of the engine because it is driven by the rotational force of the crankshaft. Therefore, a long pipe is required to return the cooling water from the radiator to the water pump, which has been a factor in hindering the downsizing of the internal combustion engine as a whole, including the cooling device and the cooling water pipe.

本発明の目的は、冷却装置と冷却水の配管とを含めた内燃システムの全体のサイズを小型化することが可能な内燃機関および内燃システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine and an internal combustion system capable of reducing the overall size of the internal combustion system including a cooling device and cooling water piping.

前記の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関は、当該内燃機関に冷却水を循環させるウォーターポンプと連通する第1の開口部と、内燃機関が備える燃焼室に空気を供給する吸気マニホールドと連通する第2の開口部と、を備えて、第1の開口部は、第2の開口部と、シリンダブロックの同じ側に形成されて、尚且つ、第1の開口部は、クランクシャフトの位置よりも上部に形成される。 To achieve the above object, an internal combustion engine according to the present invention includes a first opening communicating with a water pump that circulates cooling water in the internal combustion engine, and an intake manifold that supplies air to a combustion chamber provided in the internal combustion engine. a second opening in communication with the crankshaft, the first opening being formed on the same side of the cylinder block as the second opening, and the first opening being in communication with the crankshaft is formed above the position of

この構成によれば、冷却装置と冷却水の配管とを含めた内燃システムの全体のサイズを小型化することができる。 According to this configuration, the overall size of the internal combustion system including the cooling device and cooling water piping can be reduced.

また、本発明に係る内燃機関において、第1の開口部は、内燃機関が備えるクランクシャフトの延伸方向に沿う側壁に形成される。 Further, in the internal combustion engine according to the present invention, the first opening is formed in the side wall along the extending direction of the crankshaft provided in the internal combustion engine.

この構成によれば、ラジエターからウォーターポンプへの戻り配管を短くすることができる。これによって、冷却装置と冷却水の配管とを含めた内燃システムの全体のサイズを小型化することができる。また、ウォーターポンプをエンジンの後方に設置した場合と比較して、ウォーターポンプがエンジンの振動を受けにくくなる。 With this configuration, the return pipe from the radiator to the water pump can be shortened. As a result, the overall size of the internal combustion system including the cooling device and cooling water piping can be reduced. Also, the water pump is less susceptible to engine vibrations than when the water pump is installed behind the engine.

また、本発明に係る内燃機関において、ウォーターポンプは、電動ウォーターポンプである。 Moreover, in the internal combustion engine according to the present invention, the water pump is an electric water pump.

この構成によれば、ウォーターポンプのエンジンへの設置位置の自由度を向上させることができる。これによって、ウォーターポンプをシリンダブロックの側壁に容易に設置することができる。 With this configuration, it is possible to improve the degree of freedom of the installation position of the water pump on the engine. This allows the water pump to be easily installed on the side wall of the cylinder block.

また、本発明に係る内燃システムは、内燃機関と、内燃機関に備えられて、当該内燃機関に冷却水を循環させるウォーターポンプと、内燃機関が備える燃焼室に空気を供給する吸気マニホールドと連通するサージタンクと、を備えて、ウォーターポンプは、サージタンクと、内燃機関のシリンダブロックとの間の空間に設置される。 Further, an internal combustion system according to the present invention communicates with an internal combustion engine, a water pump provided in the internal combustion engine for circulating cooling water in the internal combustion engine, and an intake manifold for supplying air to a combustion chamber provided in the internal combustion engine. and a surge tank, and the water pump is installed in a space between the surge tank and a cylinder block of the internal combustion engine.

この構成によれば、冷却装置と冷却水の配管とを含めた内燃システムの全体のサイズを小型化することができる。 According to this configuration, the overall size of the internal combustion system including the cooling device and cooling water piping can be reduced.

本発明によれば、内燃機関と冷却装置と冷却水の配管とを含めた内燃システムの全体のサイズを小型化することが可能な内燃機関および内燃システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an internal combustion engine and an internal combustion system capable of reducing the overall size of the internal combustion system including the internal combustion engine, cooling device, and cooling water piping.

図1は、実施形態に係る内燃システムの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an internal combustion system according to an embodiment. 図2は、ウォーターポンプの概略構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the water pump. 図3は、ウォーターポンプの取付構造を説明する第1の図である。FIG. 3 is a first diagram for explaining the mounting structure of the water pump. 図4は、ウォーターポンプの取付構造を説明する第2の図である。FIG. 4 is a second diagram illustrating the mounting structure of the water pump. 図5は、比較例としての内燃システムの概略構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of an internal combustion system as a comparative example.

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1を用いて、本発明の実施形態の内燃システム10を説明する。図1は、実施形態に係る内燃システムの概略構成を示すブロック図である。 An internal combustion system 10 according to an embodiment of the present invention will be described using FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an internal combustion system according to an embodiment.

(内燃システムの概略構成)
内燃システム10は、エンジン11と、エンジン11の内部に冷却水を取り入れるウォーターポンプ20と、エンジン11を冷却することによって温まった冷却水を冷却する冷却装置としてのラジエター40とを備える。なお、エンジン11は、本開示における内燃機関の一例である。
(Schematic configuration of internal combustion system)
The internal combustion system 10 includes an engine 11 , a water pump 20 that introduces cooling water into the engine 11 , and a radiator 40 as a cooling device that cools the cooling water heated by cooling the engine 11 . Note that the engine 11 is an example of an internal combustion engine in the present disclosure.

なお、図1において、エンジン11は3個のシリンダ14がクランクシャフト13に沿って直列に配置された、直列3気筒エンジンである。また、エンジン11は、車両の前後方向(図1のX軸方向)に対して、横置き、即ち図1のY軸方向に沿って配置されているものとする。そして、エンジン11のクランクシャフト13の回転出力が取り出される側、即ちエンジン11の後方はY軸正側であり、エンジン11の前方はY軸負側であるとする。 Note that in FIG. 1, the engine 11 is an in-line three-cylinder engine in which three cylinders 14 are arranged in series along a crankshaft 13 . It is assumed that the engine 11 is placed horizontally with respect to the longitudinal direction of the vehicle (the X-axis direction in FIG. 1), that is, along the Y-axis direction in FIG. The side from which the rotational output of the crankshaft 13 of the engine 11 is extracted, that is, the rear side of the engine 11 is the Y-axis positive side, and the front side of the engine 11 is the Y-axis negative side.

内燃システム10を循環する冷却水は、エンジン11以外の補機の冷却も行う。例えば、図1に記載した、EGRクーラ42と、EGRバルブ44との冷却を行う。EGRクーラ42とEGRバルブ44は、エンジン11の排気ガスを再度吸気ポートに戻すことによって、燃費の向上を図るEGR(排気再循環システム)に用いられる補機である。また、ディーゼルエンジンの場合、EGRを行うことによって、排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)の排出量を減らすことができる。EGRクーラ42は、冷却水を循環させることによって、排気ガスの温度を下げる。EGRバルブ44は、吸気ポートに戻す排気ガスの量を調整する。 The cooling water circulating in the internal combustion system 10 also cools auxiliary equipment other than the engine 11 . For example, the EGR cooler 42 and the EGR valve 44 shown in FIG. 1 are cooled. The EGR cooler 42 and the EGR valve 44 are auxiliary devices used for an EGR (exhaust gas recirculation system) that improves fuel efficiency by returning the exhaust gas from the engine 11 to the intake port. In the case of a diesel engine, EGR can reduce the amount of nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. The EGR cooler 42 lowers the temperature of the exhaust gas by circulating cooling water. EGR valve 44 regulates the amount of exhaust gas that is returned to the intake port.

また、図1には記載しないが、冷却水は、例えばCVT(Continuously Variable Transmission)の冷却に用いられるCVTオイルの冷却等も行う。 Although not shown in FIG. 1, the cooling water also cools CVT oil used for cooling a CVT (Continuously Variable Transmission), for example.

更に、内燃システムを循環する冷却水は、ヒータ46を通過する、ヒータ46は、暖まった冷却水による熱によって、車室内の暖房を行う。 Furthermore, the cooling water circulating in the internal combustion system passes through a heater 46, which heats the passenger compartment with the heat of the warmed cooling water.

内燃システム10を循環する冷却水は、ウォーターポンプ20と、エンジン11と、ラジエター40と、前記した補機とを互いに接続した配管の中を循環する。この配管は、エンジン11の内部に配設、即ち内部配管としてもよいし、金属パイプ等をエンジン11の外部に配設、即ち外部配管としてもよい。 The cooling water that circulates in the internal combustion system 10 circulates through pipes connecting the water pump 20, the engine 11, the radiator 40, and the above-described accessories. This pipe may be arranged inside the engine 11, that is, as an internal pipe, or a metal pipe or the like may be arranged outside the engine 11, that is, as an external pipe.

なお、図1には図示しないが、冷却水の配管の中には、冷却水の温度が低い場合に、冷却水をラジエター40等に循環させないように、冷却水の循環経路を変更するサーモスタット等が設置される。 Although not shown in FIG. 1, the cooling water piping includes a thermostat or the like that changes the circulation path of the cooling water so that the cooling water is not circulated to the radiator 40 or the like when the temperature of the cooling water is low. is installed.

ウォーターポンプ20は、エンジン11のシリンダブロック12の側壁に設置される。ウォーターポンプ20は、電動ウォーターポンプであり、モータ部22とポンプ部24とを備える。 The water pump 20 is installed on the side wall of the cylinder block 12 of the engine 11 . The water pump 20 is an electric water pump and includes a motor section 22 and a pump section 24 .

モータ部22は、例えばDCモータであり、図1に非図示のコントローラによって回転駆動される。 The motor unit 22 is, for example, a DC motor, and is rotationally driven by a controller (not shown in FIG. 1).

ポンプ部24は、DCモータの回転軸に軸支されたインペラを備える。インペラは、複数の羽根を備えて、DCモータの回転軸の回転に連れ添って回転する。インペラが備える複数の羽根は、回転することによって、ポンプ部24に流入した冷却水を、エンジン11の内部に送り込む。なお、ウォーターポンプ20の詳細構造は後述する(図2参照)。 The pump section 24 has an impeller pivotally supported on the rotating shaft of the DC motor. The impeller has a plurality of blades and rotates together with the rotation of the rotary shaft of the DC motor. A plurality of blades of the impeller send the cooling water that has flowed into the pump section 24 into the engine 11 by rotating. The detailed structure of the water pump 20 will be described later (see FIG. 2).

冷却水は、ウォーターポンプ20のウォーターインレット16からウォーターポンプ20のポンプ部24に流入して、その後、エンジン11の内部に流入する。 The cooling water flows from the water inlet 16 of the water pump 20 into the pump portion 24 of the water pump 20 and then into the engine 11 .

エンジン11(シリンダブロック12)の内部に流入した冷却水は、シリンダブロック12の内部に形成された冷却水路を流れる。シリンダブロック12の内部の冷却水路は、エンジン11が備えるシリンダ14(図1の例では3つのシリンダ)を冷却して、ウォーターアウトレット18から排出される。 The cooling water that has flowed into the engine 11 (cylinder block 12 ) flows through cooling water passages formed inside the cylinder block 12 . A cooling water passage inside the cylinder block 12 cools the cylinders 14 (three cylinders in the example of FIG. 1) provided in the engine 11 and discharges from the water outlet 18 .

次に、図5を用いて、内燃システム10を、比較例の内燃システム10aと比較する。図5は、比較例としての内燃システムの概略構成を示すブロック図である。 Next, FIG. 5 is used to compare the internal combustion system 10 with the internal combustion system 10a of the comparative example. FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of an internal combustion system as a comparative example.

内燃システム10aは、エンジン11の前方に、ウォーターポンプ21を備える。その他の構成は、内燃システム10と同じである。 The internal combustion system 10 a has a water pump 21 in front of the engine 11 . Other configurations are the same as those of the internal combustion system 10 .

ウォーターポンプ21は、機械式ウォーターポンプである。ウォーターポンプ21は、ベアリング部23とポンプ部24とを備える。ベアリング部23は、クランクシャフト13の回転に連れ添って回転するクランクプーリー15との間に架け渡されたベルト17によって回転駆動される。ポンプ部24は、ベアリング部23とともに回転するインペラを備える。インペラは、複数の羽根を備えて、ベアリング部23の回転に連れ添って回転する。インペラが備える複数の羽根は、回転することによって、ポンプ部24に流入した冷却水を、エンジン11の内部に送り込む。 Water pump 21 is a mechanical water pump. The water pump 21 has a bearing portion 23 and a pump portion 24 . The bearing portion 23 is rotationally driven by a belt 17 stretched over a crank pulley 15 that rotates with the rotation of the crankshaft 13 . The pump portion 24 has an impeller that rotates together with the bearing portion 23 . The impeller has a plurality of blades and rotates together with the rotation of the bearing portion 23 . A plurality of blades of the impeller send the cooling water that has flowed into the pump section 24 into the engine 11 by rotating.

図5に示すように、比較例の内燃システム10aは、本実施形態の内燃システム10と比べて、冷却水の配管を、エンジン11の後方に配置されたラジエター40から、エンジン11の前方に配置されたウォーターポンプ21まで延設する必要がある。 As shown in FIG. 5, in the internal combustion system 10a of the comparative example, the cooling water piping is arranged in front of the engine 11 from the radiator 40 arranged in the rear of the engine 11, compared to the internal combustion system 10 of the present embodiment. It is necessary to extend to the water pump 21 that is installed.

このため、内燃システム10の全体のサイズは、内燃システム10aの全体のサイズに比べてコンパクトになる。また、内燃システム10は内燃システム10aに比べて冷却水の配管が短いため、使用する冷却水の量が少なくて済む。そして、配管が短いため、内燃システム10は内燃システム10aに比べて、配管による圧力損失が小さくなる。これによって、内燃システム10で使用するウォーターポンプ20のパワー(吐出量)は、ウォーターポンプ21と比べてより小さくて済む。以上により、内燃システム10は、内燃システム10aに比べて、冷却水の冷却性能が向上する。 Therefore, the overall size of the internal combustion system 10 is compact compared to the overall size of the internal combustion system 10a. Further, since the internal combustion system 10 has a shorter cooling water pipe than the internal combustion system 10a, the amount of cooling water to be used can be reduced. Since the piping is short, the internal combustion system 10 has a smaller pressure loss due to the piping than the internal combustion system 10a. As a result, the power (discharge amount) of the water pump 20 used in the internal combustion system 10 can be smaller than that of the water pump 21 . As described above, the internal combustion system 10 improves the cooling performance of the cooling water compared to the internal combustion system 10a.

また、内燃システム10にあっては、ウォーターポンプ20をエンジン11のシリンダブロック12の側壁に設置しているため、エンジン11の振動が伝わった際の振幅を小さく抑えることができる。したがって、ウォーターポンプ21をエンジン11の前方に設置した内燃システム10aと比べて、ウォーターポンプ20を薄肉化して軽量化することができる。 Further, in the internal combustion system 10, since the water pump 20 is installed on the side wall of the cylinder block 12 of the engine 11, the amplitude when the vibration of the engine 11 is transmitted can be reduced. Therefore, compared to the internal combustion system 10a in which the water pump 21 is installed in front of the engine 11, the water pump 20 can be made thinner and lighter.

(電動ウォーターポンプの構造)
図2を用いて、ウォーターポンプ20の構造を説明する。図2は、ウォーターポンプの概略構造を示す断面図である。
(Structure of electric water pump)
The structure of the water pump 20 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the water pump.

ウォーターポンプ20は、モータ部22とポンプ部24を備える。 The water pump 20 has a motor portion 22 and a pump portion 24 .

モータ部22は、モータを構成するロータ26(回転子)とステータ27(固定子)を有する。ロータ26は、例えば永久磁石で形成される。ステータ27は、ロータ26を収容するハウジング25の内部に設置されるコイルである。ステータ27は、通電することによって回転磁界を発生する。ロータ26は、ステータ27が発生させた回転磁界によってポンプシャフト28の周りに回転する。 The motor unit 22 has a rotor 26 (rotor) and a stator 27 (stator) that constitute a motor. The rotor 26 is made of, for example, permanent magnets. Stator 27 is a coil installed inside housing 25 that accommodates rotor 26 . The stator 27 generates a rotating magnetic field when energized. Rotor 26 is rotated about pump shaft 28 by the rotating magnetic field generated by stator 27 .

ポンプ部24は、インペラ29とポンプカバー30を備える。 The pump section 24 has an impeller 29 and a pump cover 30 .

インペラ29は、複数の羽根を有する羽根車である。インペラ29は、ロータ26と一体的に形成されており、非図示のベアリング等によってポンプシャフト28に支持されて、当該ポンプシャフト28の周りに回転することによって、遠心ポンプとして機能する。なお、インペラ29を収容するポンプカバー30の内部には、渦巻き型の渦室が形成されている。パイプ32から流入した冷却水は、インペラ29の回転で生じる遠心力によって90°向きを換えて、パイプ34に吐出される。その後、パイプ34に吐出された冷却水は、エンジン11の内部に流入する。 Impeller 29 is an impeller having a plurality of blades. The impeller 29 is integrally formed with the rotor 26, is supported by the pump shaft 28 by bearings (not shown), etc., and rotates around the pump shaft 28 to function as a centrifugal pump. A spiral vortex chamber is formed inside the pump cover 30 that houses the impeller 29 . The cooling water flowing from the pipe 32 is turned 90° by the centrifugal force generated by the rotation of the impeller 29 and discharged to the pipe 34 . After that, the cooling water discharged to the pipe 34 flows into the engine 11 .

なお、図2において、ポンプカバー30とハウジング25とは、例えば樹脂材料で一体的に成形されている。 In addition, in FIG. 2, the pump cover 30 and the housing 25 are integrally formed of, for example, a resin material.

また、電動ウォーターポンプの構造は、図2に示すものに限らない。例えば、ポンプカバー30とハウジング25とが別体型であってもよい。 Also, the structure of the electric water pump is not limited to that shown in FIG. For example, the pump cover 30 and the housing 25 may be separate types.

(電動ウォーターポンプの取付構造)
図3,図4を用いて、ウォーターポンプ20の取付構造を説明する。図3は、ウォーターポンプの取付構造を説明する第1の図である。図4は、ウォーターポンプの取付構造を説明する第2の図である。
(Mounting structure of electric water pump)
The mounting structure of the water pump 20 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 is a first diagram for explaining the mounting structure of the water pump. FIG. 4 is a second diagram illustrating the mounting structure of the water pump.

図3は、直列3気筒のエンジン11を、前方側から数えて3番目のシリンダの略中心で切ったXZ断面図である。 FIG. 3 is an XZ cross-sectional view of the in-line three-cylinder engine 11, taken approximately at the center of the third cylinder counted from the front side.

エンジン11は、主に、シリンダブロック12とシリンダヘッド19とオイルパン51とで形成される。各シリンダには、シリンダの内壁に沿って上下に摺動するピストン52が備えられる。ピストン52の上下移動が、コンロッド53を介してクランクシャフト13に伝達される。これによってクランクシャフト13は回転移動する。クランクシャフト13の回転移動力によって、車両の推進力が得られる。 Engine 11 is mainly formed of cylinder block 12 , cylinder head 19 and oil pan 51 . Each cylinder is provided with a piston 52 that slides up and down along the inner wall of the cylinder. Vertical movement of the piston 52 is transmitted to the crankshaft 13 via the connecting rod 53 . As a result, the crankshaft 13 rotates. The rotational movement force of the crankshaft 13 provides propulsion of the vehicle.

ピストン52の上部には燃焼室61が形成される。燃焼室61の上方には、吸気弁55と排気弁56と点火プラグ62が備えられる。吸気弁55は、所定のタイミングで上下動して、吸気ポート59と燃焼室61とを連通させる。排気弁56は、所定のタイミングで上下動して、排気ポート60と燃焼室61とを連通させる。 A combustion chamber 61 is formed above the piston 52 . An intake valve 55 , an exhaust valve 56 and an ignition plug 62 are provided above the combustion chamber 61 . The intake valve 55 moves up and down at a predetermined timing to allow the intake port 59 and the combustion chamber 61 to communicate with each other. The exhaust valve 56 moves up and down at a predetermined timing to allow communication between the exhaust port 60 and the combustion chamber 61 .

燃焼室61には、吸気ポート59から空気が流入する。なお、流入した空気には、吸気ポート59または燃焼室61においてガソリン等の燃料が噴射されて、混合気が生成される。そして、ピストン52が上昇して燃焼室61内の混合気が圧縮された状態で、点火プラグ62は混合気に着火する。混合気は、着火によって爆発して、ピストン52を下方に押し下げる。この押し下げ力がコンロッド53を介してクランクシャフト13に伝わり、クランクシャフト13の回転力を生み出す。 Air flows into the combustion chamber 61 from the intake port 59 . Fuel such as gasoline is injected into the inflowing air at the intake port 59 or the combustion chamber 61 to generate an air-fuel mixture. The ignition plug 62 ignites the air-fuel mixture in a state in which the piston 52 rises and the air-fuel mixture in the combustion chamber 61 is compressed. The air-fuel mixture explodes upon ignition and pushes the piston 52 downward. This push-down force is transmitted to the crankshaft 13 via the connecting rod 53 to generate rotational force of the crankshaft 13 .

その後、ピストン52は再び上昇して、燃焼室61の内部の燃焼ガスを、排気ポート60から排気する。 After that, the piston 52 rises again to exhaust the combustion gas inside the combustion chamber 61 through the exhaust port 60 .

ウォーターポンプ20は、エンジン11のクランクシャフト13の延伸方向に沿う側壁のうち、シリンダブロック12の吸気ポート59の側の側壁に取り付けられる。即ち、ウォーターポンプ20と連通する冷却水入口38は、吸気ポート59と、シリンダブロック12の同じ側に形成されて、尚且つ、冷却水入口38は、クランクシャフト13の位置よりも上部に形成される。なお、ウォーターポンプ20の取付構造の詳細は後述する(図4参照)。 The water pump 20 is attached to the side wall of the cylinder block 12 on the side of the intake port 59 among the side walls along the extension direction of the crankshaft 13 of the engine 11 . That is, the cooling water inlet 38 communicating with the water pump 20 is formed on the same side of the cylinder block 12 as the intake port 59, and the cooling water inlet 38 is formed above the position of the crankshaft 13. be. The details of the mounting structure of the water pump 20 will be described later (see FIG. 4).

なお、吸気ポート59と連通する吸気マニホールド57は、更にサージタンク58と連通している。サージタンク58は、非図示の空気取入口から取り入れた空気を一時的に蓄えて、各気筒に均等に空気が取り入れられるようにする。そして、ウォーターポンプ20は、サージタンク58とシリンダブロック12との間の空間に設置される。 The intake manifold 57 communicating with the intake port 59 also communicates with the surge tank 58 . The surge tank 58 temporarily stores air taken in from an air intake (not shown) so that the air can be evenly taken into each cylinder. Water pump 20 is installed in a space between surge tank 58 and cylinder block 12 .

パイプ32から流入した冷却水は、ウォーターポンプ20の作用によってパイプ34の方向に向きを換えて、冷却水入口38から、シリンダブロック12の内部に流入する。シリンダブロック12の内部、およびシリンダヘッド19の内部にはウォータージャケット50が形成されており、冷却水入口38から流入した冷却水は、ウォータージャケット50の内部を進行して、エンジン11の各部を冷却する。 The cooling water that has flowed in from the pipe 32 is turned to the direction of the pipe 34 by the action of the water pump 20 and flows into the cylinder block 12 from the cooling water inlet 38 . A water jacket 50 is formed inside the cylinder block 12 and inside the cylinder head 19, and cooling water flowing from the cooling water inlet 38 travels through the water jacket 50 to cool each part of the engine 11. do.

なお、シリンダブロック12の排気ポート60側の側壁にも、ウォーターポンプ20を設置可能なスペースがある。しかし、排気ポート60を流れる高温の排気ガスによって冷却水が暖められてしまうため、シリンダブロック12の排気ポート60側の側壁にはウォーターポンプ20を設置しないのが望ましい。 The side wall of the cylinder block 12 on the side of the exhaust port 60 also has a space where the water pump 20 can be installed. However, it is desirable not to install the water pump 20 on the side wall of the cylinder block 12 on the side of the exhaust port 60 because the cooling water is warmed by the high-temperature exhaust gas flowing through the exhaust port 60 .

次に、図4を用いて、ウォーターポンプ20のシリンダブロック12への取付構造を説明する。 Next, a structure for attaching the water pump 20 to the cylinder block 12 will be described with reference to FIG.

ウォーターポンプ20のパイプ34の先端には、フランジ35が形成される。フランジ35は、パイプ34の先端に平板状に形成される。フランジ35のパイプ34を挟む位置には、貫通穴35a,35bが開口されている。 A flange 35 is formed at the tip of the pipe 34 of the water pump 20 . A flange 35 is formed in a flat plate shape at the tip of the pipe 34 . Through-holes 35a and 35b are opened at positions sandwiching the pipe 34 of the flange 35 .

ウォーターポンプ20のハウジング25の側面には、フランジ36が形成される。フランジ36は、ハウジング25を挟んで、フランジ35と反対側の位置に、フランジ35と略平行に形成される。フランジ36には、貫通穴36aが開口されている。 A flange 36 is formed on the side surface of the housing 25 of the water pump 20 . The flange 36 is formed substantially parallel to the flange 35 on the opposite side of the flange 35 with the housing 25 interposed therebetween. A through hole 36 a is formed in the flange 36 .

貫通穴35a,35b、および貫通穴36aには、それぞれ、雄ネジが切られたボルト37が挿通される。貫通穴35a,35bおよび貫通穴36aを挿通した各ボルト37は、シリンダブロック12の側壁に形成された、非図示のボルト穴に形成された雌ネジと結合する。これによって、ウォーターポンプ20は、シリンダブロック12の側壁に取り付けられる。なお、フランジ35に裏面には、冷却水漏れを防止するために、非図示のガスケットが設置される。 Male-threaded bolts 37 are inserted through the through-holes 35a, 35b and the through-hole 36a, respectively. Each bolt 37 inserted through the through holes 35a, 35b and the through hole 36a is coupled with a female screw formed in a bolt hole (not shown) formed in the side wall of the cylinder block 12. As shown in FIG. The water pump 20 is thereby attached to the side wall of the cylinder block 12 . A gasket (not shown) is installed on the rear surface of the flange 35 to prevent leakage of cooling water.

このように、ウォーターポンプ20は、ハウジング25が内包する重量物であるモータ部22(図2参照)を取り囲む3点でシリンダブロック12に締結される。なお、ウォーターポンプ20の重心位置を取り囲む3点でシリンダブロック12に締結するのが望ましい。これによって、シリンダブロック12から振動が伝わった場合であっても、ウォーターポンプ20はシリンダブロック12に強固に固定される。 In this manner, the water pump 20 is fastened to the cylinder block 12 at three points surrounding the heavy motor portion 22 (see FIG. 2) contained in the housing 25 . It is desirable to fasten the water pump 20 to the cylinder block 12 at three points surrounding the center of gravity of the water pump 20 . As a result, even if vibration is transmitted from the cylinder block 12 , the water pump 20 is firmly fixed to the cylinder block 12 .

なお、ウォーターポンプ20のシリンダブロック12への取付構造は、図4に示す例に限定されるものではない。 The structure for attaching the water pump 20 to the cylinder block 12 is not limited to the example shown in FIG.

(本実施形態の作用効果)
以上説明したように、本実施の形態に係るエンジン11(内燃機関)は、当該エンジン11に冷却水を循環させるウォーターポンプ20と連通する冷却水入口38(第1の開口部)と、エンジン11が備える燃焼室61に空気を供給する吸気マニホールド57と連通する吸気ポート59(第2の開口部)と、を備えて、冷却水入口38は、吸気ポート59と、シリンダブロック12の同じ側に形成されて、尚且つ、冷却水入口38は、クランクシャフト13の位置よりも上部に形成される。したがって、冷却装置と冷却水の配管とを含めた内燃システム10の全体のサイズを小型化することができる。
(Action and effect of the present embodiment)
As described above, the engine 11 (internal combustion engine) according to the present embodiment includes the cooling water inlet 38 (first opening) communicating with the water pump 20 that circulates cooling water in the engine 11, the engine 11 and an intake port 59 (second opening) that communicates with an intake manifold 57 that supplies air to the combustion chamber 61 provided by is formed, and the cooling water inlet 38 is formed above the position of the crankshaft 13 . Therefore, the overall size of the internal combustion system 10 including the cooling device and cooling water piping can be reduced.

また、本実施の形態に係るエンジン11(内燃機関)において、冷却水入口38(第1の開口部)は、エンジン11が備えるクランクシャフト13の延伸方向に沿う側壁に形成される。したがって、ラジエター40からウォーターポンプ20への戻り配管を短くすることができる。これによって、ラジエター40(冷却装置)と冷却水の配管とを含めた内燃システム10の全体のサイズを小型化することができる。また、ウォーターポンプ20をエンジン11の後方に設置した場合と比較して、ウォーターポンプ20がエンジン11の振動を受けにくくなる。 Further, in the engine 11 (internal combustion engine) according to the present embodiment, the cooling water inlet 38 (first opening) is formed in the side wall along the extension direction of the crankshaft 13 provided in the engine 11 . Therefore, the return pipe from the radiator 40 to the water pump 20 can be shortened. As a result, the overall size of the internal combustion system 10 including the radiator 40 (cooling device) and cooling water piping can be reduced. Moreover, compared to the case where the water pump 20 is installed behind the engine 11 , the water pump 20 is less susceptible to vibrations of the engine 11 .

また、本実施の形態に係るエンジン11(内燃機関)において、ウォーターポンプ20は電動ウォーターポンプである。したがって、ウォーターポンプ20のエンジン11への設置位置の自由度を向上させることができる。これによって、ウォーターポンプ20をシリンダブロック12の側壁に容易に設置することができる。 Further, in engine 11 (internal combustion engine) according to the present embodiment, water pump 20 is an electric water pump. Therefore, the degree of freedom of the installation position of the water pump 20 on the engine 11 can be improved. This makes it possible to easily install the water pump 20 on the side wall of the cylinder block 12 .

また、本実施の形態に係る内燃システム10は、エンジン11(内燃機関)と、エンジン11に備えられて、エンジン11に冷却水を循環させるウォーターポンプ20と、エンジン11が備える燃焼室61に空気を供給する吸気マニホールド57と連通するサージタンク58と、を備えて、ウォーターポンプ20は、サージタンク58と、エンジン11のシリンダブロック12との間の空間に設置される。したがって、ラジエター40(冷却装置)と冷却水の配管とを含めた内燃システム10の全体のサイズを小型化することができる。 Further, the internal combustion system 10 according to the present embodiment includes an engine 11 (internal combustion engine), a water pump 20 provided in the engine 11 for circulating cooling water in the engine 11, and a combustion chamber 61 provided in the engine 11 with air. The water pump 20 is installed in the space between the surge tank 58 and the cylinder block 12 of the engine 11 . Therefore, the overall size of the internal combustion system 10 including the radiator 40 (cooling device) and the cooling water piping can be reduced.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。また、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。また、この実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the present invention. This novel embodiment can be implemented in various other forms. Also, various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. Moreover, this embodiment is included in the scope and gist of the invention, and is included in the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

10,10a 内燃システム
11 エンジン(内燃機関)
12 シリンダブロック
13 クランクシャフト
14 シリンダ
15 クランクプーリー
16 ウォーターインレット
17 ベルト
18 ウォーターアウトレット
19 シリンダヘッド
20,21 ウォーターポンプ
22 モータ部
23 ベアリング部
24 ポンプ部
25 ハウジング
26 ロータ
27 ステータ
28 ポンプシャフト
29 インペラ
30 ポンプカバー
32,34 パイプ
35,36 フランジ
35a,35b,36a 貫通穴
37 ボルト
38 冷却水入口(第1の開口部)
40 ラジエター(冷却装置)
42 EGRクーラ
44 EGRバルブ
46 ヒータ
50 ウォータージャケット
51 オイルパン
52 ピストン
53 コンロッド
55 吸気弁
56 排気弁
57 吸気マニホールド
58 サージタンク
59 吸気ポート(第2の開口部)
60 排気ポート
61 燃焼室
62 点火プラグ
10, 10a internal combustion system 11 engine (internal combustion engine)
12 Cylinder block 13 Crankshaft 14 Cylinder 15 Crank pulley 16 Water inlet 17 Belt 18 Water outlet 19 Cylinder head 20, 21 Water pump 22 Motor section 23 Bearing section 24 Pump section 25 Housing 26 Rotor 27 Stator 28 Pump shaft 29 Impeller 30 Pump cover 32, 34 pipes 35, 36 flanges 35a, 35b, 36a through hole 37 bolt 38 cooling water inlet (first opening)
40 radiator (cooling device)
42 EGR cooler 44 EGR valve 46 Heater 50 Water jacket 51 Oil pan 52 Piston 53 Connecting rod 55 Intake valve 56 Exhaust valve 57 Intake manifold 58 Surge tank 59 Intake port (second opening)
60 Exhaust port 61 Combustion chamber 62 Spark plug

Claims (4)

内燃機関に冷却水を循環させるウォーターポンプと連通する第1の開口部と、
前記内燃機関が備える燃焼室に空気を供給する吸気マニホールドと連通する第2の開口部と、を備えて、
前記第1の開口部は、前記第2の開口部と、シリンダブロックの同じ側に形成されて、
尚且つ、前記第1の開口部は、クランクシャフトの位置よりも上部に形成される、
内燃機関。
a first opening in communication with a water pump that circulates cooling water to the internal combustion engine;
a second opening that communicates with an intake manifold that supplies air to a combustion chamber of the internal combustion engine,
The first opening is formed on the same side of the cylinder block as the second opening,
Further, the first opening is formed above the position of the crankshaft,
internal combustion engine.
前記第1の開口部は、
前記内燃機関が備えるクランクシャフトの延伸方向に沿う側壁に形成される、
請求項1に記載の内燃機関。
The first opening is
Formed on a side wall along the extension direction of the crankshaft provided in the internal combustion engine,
2. Internal combustion engine according to claim 1.
前記ウォーターポンプは、電動ウォーターポンプである、
請求項1または請求項2に記載の内燃機関。
The water pump is an electric water pump,
An internal combustion engine according to claim 1 or claim 2.
内燃機関と、
前記内燃機関に備えられて、当該内燃機関に冷却水を循環させるウォーターポンプと、
前記内燃機関が備える燃焼室に空気を供給する吸気マニホールドと連通するサージタンクと、を備えて、
前記ウォーターポンプは、前記サージタンクと、前記内燃機関のシリンダブロックとの間の空間に設置される、
内燃システム。
an internal combustion engine;
a water pump provided in the internal combustion engine for circulating cooling water in the internal combustion engine;
a surge tank communicating with an intake manifold that supplies air to a combustion chamber of the internal combustion engine,
The water pump is installed in a space between the surge tank and a cylinder block of the internal combustion engine,
internal combustion system.
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