JP2751664B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

内燃機関の冷却装置

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JP2751664B2 JP13514791A JP13514791A JP2751664B2 JP 2751664 B2 JP2751664 B2 JP 2751664B2 JP 13514791 A JP13514791 A JP 13514791A JP 13514791 A JP13514791 A JP 13514791A JP 2751664 B2 JP2751664 B2 JP 2751664B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却装置に係
り、特にシリンダライナ外周に環状溝を設けて冷媒を流
し、内燃機関の冷却を行なう冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】数個のシリンダが配置されたシリンダブ
ロックと、そのシリンダブロック上面に位置し、下面に
へこみを有するシリンダヘッドとは、内燃機関の燃焼室
を形造っている。また、シリンダブロックのボア部内周
面にシリンダライナ外周面が嵌装される。従って、機関
作動により燃焼室で発生した高温の熱はシリンダブロッ
クやシリンダヘッドを通じてシリンダライナ等へ伝達さ
れる。
【0003】そこで、シリンダライナの壁面を冷却する
と共に、冷媒の沸騰を防止するために、シリンダブロッ
クのボア部内周面とシリンダライナ外周面との間に冷媒
通路を形成し、その冷媒通路に冷媒を流すようにした所
謂グルーブクーリングによる内燃機関の冷却装置が従来
より知られており、その種の冷却装置として本出願人は
先に図2に示す如き構成のものを提案した(特願平3−
51701号)。
【0004】図2において、シリンダブロック1に嵌装
されるシリンダライナ2の外周面には、断面矩形状の環
状溝3がシリンダライナ2の軸方向に複数個,等間隔で
形成されている。この環状溝3はシリンダライナ2をシ
リンダブロック1のボア部内に嵌装したとき、ボア部の
内周面4との間で環状の冷媒通路を形成する。
【0005】また、シリンダライナ2とシリンダブロッ
ク1の互いに対向する位置で、かつ、シリンダライナ2
の軸方向(縦方向)に、上記の複数の環状溝3を連通す
るように縦溝5aと5b,6aと6bが形成されてい
る。また、シリンダブロック1には縦溝5a,5bに夫
々連通した流入口7a,7bが形成され、縦溝6a,6
bに夫々連通した流出口8a,8bが形成されている。
【0006】冷媒圧送用のポンプ9は冷媒を2分岐して
送出し、一方は冷媒圧力を大としてフィルタ10を通し
て流入口7aに供給し、また他方は冷媒圧力を小として
直接流入口7bに供給する。流入口7aに供給される冷
媒は縦溝5aを通ってシリンダ上部の環状溝3に分配さ
れてシリンダライナ2の外周を通った後、縦溝6aを通
って流出口8aから流出する。流入口7bに供給される
冷媒は縦溝5bを通ってシリンダ下部の環状溝3に分配
されてシリンダライナ2の外周を通った後、縦溝6bを
通って流出口8bから流出する。流出口8a,8bから
流出した冷媒は合流されラジエータ(図示せず)を通し
てポンプ9に循環される。
【0007】上記の提案装置によれば燃焼室で発生し、
シリンダヘッドからシリンダライナ2へ伝達される熱
を、シリンダライナ2の壁面を冷却することにより、冷
却することができる。ここで、シリンダライナ2の壁面
は、燃焼室に最も近い、図2の上部の温度が最も高く、
下部に行くに従って温度が低下する入熱分布を示す。
【0008】従って、冷媒の流量をこの入熱分布に見合
って図3にcで示す如く、複数の環状溝3のうち、燃焼
室に最も近い環状溝の流量を最大とし、以下燃焼室から
遠ざかる程、環状溝3の流量を小とすることがシリンダ
ライナ2の壁面を均一に冷却する上で必要とされる。
【0009】そこで、上記の提案装置では、縦溝5a,
5b,6a,6bの径を所定値以上に設定すると、図3
にaで示す如く複数の環状溝3間の冷媒流量分布は一定
であるが、縦溝5a,5b,6a,6bの径を絞ること
により、同図に破線bで示す如く複数の環状溝3のうち
上部にある環状溝3の流量を他より相対的に大とするこ
とができ、前記入熱分布cにやや近似させることができ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の提案
装置では、図3に示す如く、最上部の環状溝3とそれよ
りやや下側の環状溝3との間の流量の差が大きすぎるた
め、流量分布を入熱分布cに合致させるのが困難であ
る。この原因は、冷媒流入口7aと縦溝5aとの連接部
が直交しているため、冷媒流入口7aの延長線上にある
最上部の環状溝3に対しては、冷媒流入口7aにより導
入された冷媒が流路を曲げられることなく直進して流入
するのに対し、最上部より2番目以降の下側の環状溝3
に対しては冷媒流入口7aにより導入された冷媒が流路
を直角に曲げられる結果、曲げによる圧力損失が大き
く、冷媒が流れにくくなるからである。従って、上記の
冷却装置では、冷媒の流れの主流は図2中、矢印に示す
如くになる。
【0011】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
冷媒導入通路の曲がり、絞りによる管路損失を均一にす
ることにより、上記の課題を解決した内燃機関の冷却装
置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シリンダブロックとシリンダブロックに
嵌装されるシリンダライナとの間に、シリンダライナの
周方向に沿って形成され、かつ、シリンダライナの軸方
向に並んで複数形成された環状通路と、前記シリンダラ
イナの軸方向に延在し、かつ、互いに異なる位置で前記
複数の環状通路間を夫々連通するように設けられた第1
及び第2の連通路と、前記第1の連通路に冷媒を供給す
るための冷媒導入通路と、前記複数の環状通路及び前記
第2の連通路を通った冷媒を排出するための冷媒導出通
路とを有する内燃機関の冷却装置において、前記複数の
環状通路のうち最もシリンダヘッドに近い環状通路より
も更にシリンダヘッド方向に前記第1の連通路を延在さ
せると共に、第1の連通路の前記最もシリンダヘッド
近い環状通路よりも前記シリンダヘッド側に延在させた
部分に連通するように、前記冷媒導入通路を配設したも
のである。
【0013】
【作用】本発明では、冷媒導入通路からの冷媒が、複数
の環状通路のうち最もシリンダヘッドに近接した環状通
路よりも更にシリンダヘッド側に延在させた第1の連通
路のその延在部分に導入されることとなるため、冷媒導
入通路の曲がり、絞りによる管路損失を、最もシリンダ
ヘッドに近接した環状通路に対しても、他の環状通路に
対して同様とすることができる。
【0014】
【実施例】図1は本発明になる内燃機関の冷却装置の一
実施例の概略構造図を示し、同図(A)は断面図、同図
(B)は同図(A)中のB−B方向から見た断面図であ
る。図1(A),(B)において、シリンダライナ11
の外周面11aには図1(B)に示す如く、シリンダラ
イナ11の周方向に沿い、シリンダライナ11の軸方向
に例えば5個の環状溝121 〜125 が形成されてい
る。シリンダブロック13にはシリンダライナ11の外
径と同径の内径を有するボア部13aが設けられてい
る。従って、シリンダライナ11をシリンダブロック1
3aのボア部13aに嵌装することにより、環状溝12
1 〜125 とボア部13aの内周面とにより5つの環状
通路が形成される。
【0015】また、シリンダライナ11とシリンダブロ
ック13のボア部13aの内周面とに、図1(A)に示
す如く環状溝121 〜125 を夫々シリンダライナ11
の軸方向に連通する縦溝14及び15が形成されてい
る。この縦溝14と15は互いに180°離れた位置に
形成され、5つの環状溝121 〜125 の間を夫々互い
に異なる位置で連通する第1及び第2の連通路を構成す
る。
【0016】図1(A)に示す如くシリンダブロック1
3の上面に位置するシリンダヘッド16には、ウォータ
ジャケット17,燃焼室18,通路19及び20などが
形成されている。また、本実施例では、環状溝121
125 のうち最もシリンダヘッド16側に位置する環状
溝121 よりも更にシリンダヘッド方向に第1の連通路
を構成する縦溝14を延在させると共に、縦溝14のそ
の延在部分に連通するように、シリンダヘッド16に冷
媒導入通路21が設けられている。この冷媒導入通路2
1はウォータジャケット17にも連通されている。ま
た、第2の連通路を構成する縦溝15と環状溝121
の連通部分には、図1(A)中、右方向へ延在するよう
シリンダブロック13に形成された冷媒導出通路22の
一端が連通されている。
【0017】次に本実施例の作用について説明する。ウ
ォータジャケット17を通して冷媒導入通路21に導入
された冷媒(ここでは、冷却水)は、縦溝14を図1
(A)中、下方向(X方向)へ流れると共に、その途中
で分岐されて環状溝121 〜125 による環状通路の夫
々に流入される。冷媒は上記環状通路内を図1(A)に
Yで示す方向へ、シリンダライナ11の外周面に沿って
シリンダライナ11の壁面の熱を吸収しつつ流れた後縦
溝15に流入される。
【0018】環状通路の夫々を通って縦溝15に流入し
た冷媒は、図1(A)にZで示す如く縦溝15で合流さ
れて、図中上方向へ進み、その後冷媒導出通路22に導
かれて流出され、圧送ポンプ(図示せず)へ循環され
る。このようにして、冷媒はシリンダライナ11の壁面
を冷却する。
【0019】ここで、本実施例では、冷媒導入通路21
に流入した冷媒は、最もシリンダヘッド16側に位置す
る環状溝121 よりも更にシリンダヘッド16側より縦
溝14に沿ってシリンダライナ11の軸方向に流される
ため、環状溝121 対しても他の環状溝122 〜125
と同様に冷媒は流路を略直角に曲げられて流入するた
め、全ての環状溝121 〜125 への流路の曲がり、絞
りによる管路損失の変化により、環状通路への冷媒流量
分配性を略均一にできる。ただし、冷媒はシリンダヘッ
ド16方向側から流入するため、シリンダヘッド16に
近い環状通路ほど多く流れる。
【0020】従って、本実施例によれば、シリンダヘッ
ド16に最も近接した位置にある環状溝121 による環
状通路の冷媒流量は、隣接する環状溝122 による環状
通路の冷媒流量に比し極端に大とはならず、複数の環状
通路に流れる冷媒の流量分布を、図3にcで示したシリ
ンダライナ11の入熱分布に対応した冷媒流量とするこ
とができ、よって従来に比しより均一な冷却ができる。
【0021】なお、シリンダヘッド16からブロック各
気筒へ冷媒を分流する通水系を構成することにより、気
筒間連通路の廃止等ができ、通水系の簡素化が可能とな
る。なお、縦溝14及び15は互いに対向した位置にな
くともよい。
【0022】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、冷媒導入
通路の曲がり、絞りによる管路損失を、すべての環状通
路に対して略均一とすることができるため、従来に比べ
てよりシリンダライナの入熱分布に適合した冷媒流量分
布を得ることができ、よってより均一にシリンダライナ
壁面を冷却することができる等の特長を有するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図2】本出願人が先に提案した冷却装置の一例の断面
図である。
【図3】冷媒流量分布及び入熱分布を示す図である。
【符号の説明】
11 シリンダライナ 121 〜125 環状溝 13 シリンダブロック 14,15 縦溝 16 シリンダヘッド 19 ウォータジャケット 21 冷媒導入通路 22 冷媒導出通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 清 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−78518(JP,A) 実開 昭63−168242(JP,U) 実開 平2−67050(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02F 1/16 F01P 3/02 F02F 1/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダブロックと該シリンダブロック
    に嵌装されるシリンダライナとの間に、該シリンダライ
    ナの周方向に沿って形成され、かつ、該シリンダライナ
    の軸方向に並んで複数形成された環状通路と、 前記シリンダライナの軸方向に延在し、かつ、互いに異
    なる位置で前記複数の環状通路間を夫々連通するように
    設けられた第1及び第2の連通路と、 前記第1の連通路に冷媒を供給するための冷媒導入通路
    と、 前記複数の環状通路及び前記第2の連通路を通った冷媒
    を排出するための冷媒導出通路とを有する内燃機関の冷
    却装置において、 前記複数の環状通路のうち最もシリンダヘッドに近い環
    状通路よりも更に該シリンダヘッド方向に前記第1の連
    通路を延在させると共に、該第1の連通路の前記最もシ
    リンダヘッドに近い環状通路よりも前記シリンダヘッド
    側に延在させた部分に連通するように、前記冷媒導入通
    路を配設したことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
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