JP2789834B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

内燃機関の冷却装置

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JP2789834B2 JP6701891A JP6701891A JP2789834B2 JP 2789834 B2 JP2789834 B2 JP 2789834B2 JP 6701891 A JP6701891 A JP 6701891A JP 6701891 A JP6701891 A JP 6701891A JP 2789834 B2 JP2789834 B2 JP 2789834B2
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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に形成された冷媒通路内を冷媒
が通過することにより内燃機関のシリンダを冷却する内
燃機関の冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より実開昭63−168242号に
記載の如く、シリンダライナ外周に螺旋状又は環状の冷
却溝を設けて冷媒を流し、内燃機関の冷却を行なう冷却
装置がある。
【0003】図5(A),(B),(C)夫々は、従来
のシリンダライナの一例の平面図、正面図、側面図を示
している。同図中、シリンダライナ10の外周には複数
の環状溝が等間隔で形成され冷媒通路11を構成してい
る。また、全ての冷媒通路11はシリンダライナ10の
軸方向に形成された連通路12,13により連通されて
いる。従来、この連通路12,13の横断面積は、上部
から下部にかけて均一な面積とされていた。
【0004】上記構成において、冷媒はシリンダライナ
10に対し横方向から流入部14に流入し、流入した冷
媒は連通路12を通って各冷媒通路11に分配され、分
配された冷媒は各冷媒通路11を通過中にシリンダを冷
却し、続いて連通路13を通って流出部15から流出す
る構成とされていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】内燃機関の冷却装置で
重要な点は、シリンダボアを均熱冷却することによりボ
ア熱歪みの低減を図ることである。シリンダボアを均熱
冷却しようとした場合、シリンダはシリンダ軸方向に入
熱分布(シリンダの上部は高温となり、下部は上部に対
して低い温度分布となる)があるため、その分布に見合
った冷媒流量分布を各冷媒通路11に設定する必要があ
る。
【0006】図2は、シリンダライナ10における冷媒
通路11の位置と、流量との関係を示す図である。同図
において、参照符号Cで示す曲線は、シリンダボアを均
熱冷却するのに最も適した冷媒の流量と冷媒通路位置と
の関係(以下、この関係を理想特性という)を示してい
る。同図に示すように、理想特性Cを示す曲線は、下部
から上部に向かうに従い流量が徐々に増加する特性を示
す。
【0007】一方、各冷媒通路11を流れる冷媒の流量
は、連通路12,13の横断面積を変えることによりあ
る程度変化させることが可能である。図2において、参
照符号Aで示すのは連通路の横断面積が十分に広い場合
の各冷媒通路の流量分配であり、また参照符号B1,B
2で示すのは連通路の横断面積を絞った場合における各
冷媒通路の流量分配である。尚、A,B1,B2で示す
各例における連通路の横断面積の値は上部から下部に向
かい均一とされている。
【0008】同図より、Aで示される連通路の横断面積
が十分に広い場合には、連通路内で圧力損失は発生せ
ず、よって上部から下部の各冷媒通路における流量は等
しい値となっている。また、B1,B2で示される連通
路の横断面積を絞った場合では、連通路で圧力損失が増
大し、下方の冷媒通路ほど冷媒が流れる流路長が長く
、流量が減少する。
【0009】更に、流入部14から連通路13に冷媒が
横方向から流入する部位では、冷媒はその流れ方向を大
きく曲げられるため、この部位で特に大きな圧力損失を
生じ、これに起因してシリンダの中部及び下部の冷媒通
路11での流量が減少してしまう。
【0010】上記理由により、図2に示されるように、
連通路の横断面積が十分に広いAの場合には、理想特性
Cに対して上部における冷媒通路の流量が減少してしま
い、下部における流量が増大してしまう。また、連通路
の横断面積を絞ったB1,B2では、理想特性Cに対し
て上部における冷媒通路の流量が増大してしまい、中部
及び下部における流量が減少してしまう。このように、
従来の冷却装置では、冷媒を理想特性を示すように各冷
媒通路に分配することが困難であるという問題点があっ
た。このように、シリンダの冷却が適宜に行われない場
合、フリクション及びオイル消費量の増大等の不都合が
発生してしまう。
【0011】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、シリンダの冷却を最も適した状態で行うことがで
きる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】上記課題を解決するため
に、本発明では、シリンダライナの外周に複数形成され
た冷媒通路と、該シリンダライナの軸方向に延在し該各
冷媒通路を連通する連通路と、該連通路に冷媒を供給す
るためにシリンダライナの中心軸に対して上部側に設け
られた流入部とを具備し、該冷媒通路及び該連通路内を
冷媒が流れることにより該シリンダライナの冷却を行な
う内燃機関の冷却装置において、該流入部から上記軸方
向に沿って離間するに従い、該連通路のシリンダライナ
径方向の幅が小さくなるよう構成したことを特徴とする
ものである。
【0013】
【作用】上記構成とされた内燃機関の冷却装置では、流
入部から上記軸方向に沿って離間するに従い、連通路の
シリンダライナ径方向の幅(即ち、連通路のシリンダラ
イナ径方向に対する深さ)が小さくなるよう構成したこ
とにより、冷媒が流入する流入部近傍における連通路の
横断面積は大きくなるため、冷媒の流路が大きく曲げら
れるのにも拘わらず圧力損失(曲がり抵抗)は小さくな
る。これにより、連通路上部においては冷媒の流量は減
少し、また中央部での冷媒通路流量を増大することがで
きる。また、流入部から離間するに従い連通路の管路抵
抗が上昇するため、連通路の下部における冷媒通路の流
量は減少する。よって、理想的な流量分布を実現でき、
シリンダライナの全体にわたり均熱冷却を行うことがで
きる。
【0014】
【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図1(A)〜(D)は本発明の一実施例である内
燃機関の冷却装置20を示している。同図中、21はシ
リンダライナであり、このシリンダライナ21の外周に
は略環状の冷媒通路22が等間隔で複数形成されてい
る。また、シリンダライナ21外周にはシリンダライナ
21の軸方向に延在し、互いに180°離間して配設さ
れた連通路23,24が形成されており、この連通路2
3,24により前記した各冷媒通路22は連通されてい
る。また、冷媒が流入する側の連通路23の上部には流
入部25が形成されており、冷媒が流出する側の連通路
24の上部には流出部26が形成されている。
【0015】連通路23,24は本発明の特徴となるも
のであり、同図(B)に示されるように、各連通路2
3,24のシリンダライナ径方向に対する幅(即ち、シ
リンダライナ径方向の深さ)は上部に形成されている流
入部25,流出部26側が最も幅広で、この流入部2
5,流出部26からシリンダライナ21の軸方向に沿っ
て下方へ離間するに従い幅狭となっている(最上部でt
1 ある幅が、最下部ではt2 となっている)。また、同
図(D)に示すように、連通路23,24の周方向の寸
法Lは、上下方向にわたり均一な寸法となっている。よ
って、連通路23,24の横断面積(シリンダライナ2
1の中心軸に対し、直交する断面を考えた場合の断面
積)は上部程広く、下部に向かうに従い徐々に狭くなる
形状とされている。
【0016】上記構成のシリンダライナ21は図3に示
す如く、シリンダブロック30に形成されたボアに挿通
されて使用される。連通路23の上部に設けられた流入
部25から流入する冷媒は連通路23を通って各冷媒通
路22に分配され、連通路24を通って連通路23の上
部に設けられた流出部26から流出する。
【0017】冷媒が流入部25より連通路23に流入す
る時、前記のように本発明装置20では流入部25にお
ける連通路23の横断面積が広くなっているため、冷媒
の流れが大きく屈曲する位置であるにも拘わらず曲がり
抵抗が小さいため、その圧力損失が小さく抑えられ、こ
れにより連通路23の上部における流量は従来構成に比
べて減少する。これは、図2でB1,B2で示した従来
構成の冷却装置の特性を、シリンダライナ21の上部に
おいて理想特性Cに近づけることができることを意味す
る。
【0018】一方、連通路23の中央部では上部におけ
る圧力損失が小さいため、連通路23と中央部において
接続されている冷媒通路22に流れる冷媒の流量は増大
する。これは、図2でB1,B2で示した特性を、シリ
ンダライナ21の中央部において理想特性Cに近づける
ことができることを意味する。
【0019】よって、連通路23,24の横断面積を上
部程広く下部に向かうに従い徐々に狭くなる形状とする
ことにより、シリンダライナ21内を流れる冷媒の流量
分布を図2にCで示す理想的に分布に近づけることがで
き、シリンダライナ21の上部から下部の全体にわた
り、均熱冷却を実現することが可能となる。これによ
り、フリクション及びオイル消費量の低減を実現でき
る。
【0020】図4は図1で示した冷却装置20の第1変
形例である冷却装置40を示している。図1で示した冷
却装置20では、連通路23,24の横断面積が上部程
広く、下部に向かうに従い徐々に狭くなる形状とした
が、冷却装置40は連通路41,42の横断面積が上部
から下部に向かうに従い段階的に狭くなるよう構成した
ものである。このように、段階的に連通路41,42の
横断面積が減少するよう構成しても、冷却装置20と同
様な効果を得ることができる。この冷却装置40では、
シリンダボアの内周面に連続的なテーパ面を形成する必
要が無くなり、加工の容易な段加工を行えばよいため、
シリンダブロック30の製造を容易に行うことができ
【0021】
発明の効果】上述の如く、本発明の内燃機関の冷却装
置によれば、シリンダライナの上部から下部の全体にわ
たり均熱冷却を実現することができ、これによりフリク
ション及びオイル消費量の低減を実現できる等の特長を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である冷却装置を説明するた
めの図である。尚、(B)は(A)におけるA−A線に
沿う断面であり、(C)は(A)におけるB−B線に沿
う断面を示している。
【図2】冷媒通路の位置と冷媒の流量の関係を示す図で
きる。
【図3】シリンダブロックにシリンダライナが装着され
た状態を示す図である。
【図4】図1に示す冷却装置の第1変形例を説明するた
めの図である。
【図5】従来の冷却装置の一例を説明するための図であ
る。尚、(B)は(A)におけるD−D線に沿う断面を
示している。
【符号の説明】
20,40 冷却装置 21,43 シリンダライナ 22 冷媒通路 23,24,41,42 連通路 25 流入部 26 流出部 30 シリンダブロック
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−119659(JP,A) 特開 平3−78518(JP,A) 実開 昭63−168242(JP,U) 実開 平4−111542(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02F 1/16 F01P 3/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダライナの外周に複数形成された
    冷媒通路と、該シリンダライナの軸方向に延在し該各冷
    媒通路を連通する連通路と、該連通路に冷媒を供給する
    ためにシリンダライナの中心軸に対して上部側に設けら
    れた流入部とを具備し、該冷媒通路及び該連通路内を冷
    媒が流れることにより該シリンダライナの冷却を行なう
    内燃機関の冷却装置において、 該流入部から上記軸方向に沿って離間するに従い、該連
    通路のシリンダライナ径方向の幅が小さくなるよう構成
    したことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
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