JP2893305B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents
内燃機関の冷却装置Info
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- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1816—Number of cylinders four
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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関
し、特に互いに隣接したシリンダを有する内燃機関の冷
却に用いて好適な冷却装置に関する。
し、特に互いに隣接したシリンダを有する内燃機関の冷
却に用いて好適な冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関においては、機関内部
に冷却水通路を設け、冷却水ポンプにより冷却水通路内
に冷却水を循環させてシリンダや燃焼室壁面の冷却を行
う。冷却水通路壁面における熱伝達率は冷却水の流速が
速い程、すなわち冷却水流量が増大する程高くなり、冷
却効果が向上する。このため、通常、冷却水ポンプは内
燃機関のクランク軸に適宜な手段を用いて連結されるこ
とにより駆動され、機関回転数に略比例する冷却水流量
を生じるように構成される。従って、機関が高速運転さ
れて発生熱量が増大すると冷却水流量も増大し、冷却水
通路壁面での熱伝導率も増大することから大きな冷却効
果が得られ、燃焼室等の壁温を低く保つ構成となってい
る。
に冷却水通路を設け、冷却水ポンプにより冷却水通路内
に冷却水を循環させてシリンダや燃焼室壁面の冷却を行
う。冷却水通路壁面における熱伝達率は冷却水の流速が
速い程、すなわち冷却水流量が増大する程高くなり、冷
却効果が向上する。このため、通常、冷却水ポンプは内
燃機関のクランク軸に適宜な手段を用いて連結されるこ
とにより駆動され、機関回転数に略比例する冷却水流量
を生じるように構成される。従って、機関が高速運転さ
れて発生熱量が増大すると冷却水流量も増大し、冷却水
通路壁面での熱伝導率も増大することから大きな冷却効
果が得られ、燃焼室等の壁温を低く保つ構成となってい
る。
【０００３】シリンダブロック内の冷却水通路は、シリ
ンダボアの周囲に形成され、シリンダからの熱が効率良
く冷却水に吸収されるようになっている。ところが、複
数のシリンダが形成された所謂サイアミーズ構造のシリ
ンダブロックを有する内燃機関においては、内燃機関の
小型化を図るために隣接するシリンダボア間の間隔が狭
いため、冷却水通路を形成しにくいという問題があっ
た。隣接したシリンダボアの間の部分に冷却水通路が形
成されていないと、その部分のシリンダ壁面からの熱を
冷却水に十分に吸収させることができず、シリンダ壁面
温度が部分的に上昇してしまう。このため、効率的な冷
却効果を得ることが出来ず、また、シリンダブロックの
温度が部分的に上昇しシリンダブロックの熱応力に不均
衡を生じて変形を生じるおそれがある。
ンダボアの周囲に形成され、シリンダからの熱が効率良
く冷却水に吸収されるようになっている。ところが、複
数のシリンダが形成された所謂サイアミーズ構造のシリ
ンダブロックを有する内燃機関においては、内燃機関の
小型化を図るために隣接するシリンダボア間の間隔が狭
いため、冷却水通路を形成しにくいという問題があっ
た。隣接したシリンダボアの間の部分に冷却水通路が形
成されていないと、その部分のシリンダ壁面からの熱を
冷却水に十分に吸収させることができず、シリンダ壁面
温度が部分的に上昇してしまう。このため、効率的な冷
却効果を得ることが出来ず、また、シリンダブロックの
温度が部分的に上昇しシリンダブロックの熱応力に不均
衡を生じて変形を生じるおそれがある。
【０００４】そこで、シリンダブロックの隣接したボア
間にも冷却水通路を形成する方法が特公昭５６−４２７
４４号公報にて提案されている。図７は特公昭５６−４
２７４４号公報にて提案された冷却水通路の構造を示す
シリンダブロックの簡略平面図であり、図８は図７のVI
II−VIII線に沿った断面図である。両図中、矢印は冷却
水の流れの方向を示しており、また、Ｐは冷却水を循環
させるためのポンプを示している。
間にも冷却水通路を形成する方法が特公昭５６−４２７
４４号公報にて提案されている。図７は特公昭５６−４
２７４４号公報にて提案された冷却水通路の構造を示す
シリンダブロックの簡略平面図であり、図８は図７のVI
II−VIII線に沿った断面図である。両図中、矢印は冷却
水の流れの方向を示しており、また、Ｐは冷却水を循環
させるためのポンプを示している。
【０００５】鋳造により成形されたサイアミーズ構造の
シリンダブロック１の隣接したシリンダボア２の間には
連通路３が設けられ、冷却水の一部がこの連通路３を流
れることにより、隣接したシリンダボアの間の冷却を行
う構成である。一般的にシリンダブロックは鋳造成形で
あるため、シリンダボア２の間の狭い部分に通路として
の空間を形成することは難しい。そこで、特公昭５６−
４２７４４号公報ではシリンダブロックの鋳造時に中空
部材をシリンダボアの間に鋳込むことにより、冷却水の
通路を形成したものである。
シリンダブロック１の隣接したシリンダボア２の間には
連通路３が設けられ、冷却水の一部がこの連通路３を流
れることにより、隣接したシリンダボアの間の冷却を行
う構成である。一般的にシリンダブロックは鋳造成形で
あるため、シリンダボア２の間の狭い部分に通路として
の空間を形成することは難しい。そこで、特公昭５６−
４２７４４号公報ではシリンダブロックの鋳造時に中空
部材をシリンダボアの間に鋳込むことにより、冷却水の
通路を形成したものである。
【０００６】連通路３を設けていない場合の冷却水の流
れは図７中、矢印Ａで示すように、シリンダボアの整列
して一体化した壁面に沿った部分だけとなる。特に両側
にシリンダボア２が隣接するシリンダボアの壁面は、冷
却水との接触面積が少なく、冷却が十分に行われない。
しかし、シリンダボア２の間に連通路３を設けることに
より、図中矢印Ｂで示すように、冷却水の一部はこの連
通路３にも流れることになり、夫々のシリンダボアの壁
面は全体的に冷却されることとなる。
れは図７中、矢印Ａで示すように、シリンダボアの整列
して一体化した壁面に沿った部分だけとなる。特に両側
にシリンダボア２が隣接するシリンダボアの壁面は、冷
却水との接触面積が少なく、冷却が十分に行われない。
しかし、シリンダボア２の間に連通路３を設けることに
より、図中矢印Ｂで示すように、冷却水の一部はこの連
通路３にも流れることになり、夫々のシリンダボアの壁
面は全体的に冷却されることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の連通
路は図７中矢印Ａで示される冷却水の主流に対して略直
角に配設されているため、冷却水は連通路に流入する際
にはその流れの方向を直角に曲げなければならない。こ
のため、冷却水は連通路に流入し難く、また、上述のよ
うに連通路の断面積は大きくできないため、この連通路
を通過する冷却水の流量は主流に比べるとはるかに少な
くなってしまう。また、連通路の入口と出口の冷却水の
圧力差も微小であり、連通路を通過する冷却水の流量を
大きく増大することは出来ない。
路は図７中矢印Ａで示される冷却水の主流に対して略直
角に配設されているため、冷却水は連通路に流入する際
にはその流れの方向を直角に曲げなければならない。こ
のため、冷却水は連通路に流入し難く、また、上述のよ
うに連通路の断面積は大きくできないため、この連通路
を通過する冷却水の流量は主流に比べるとはるかに少な
くなってしまう。また、連通路の入口と出口の冷却水の
圧力差も微小であり、連通路を通過する冷却水の流量を
大きく増大することは出来ない。
【０００８】内燃機関が高速運転状態になった場合等に
おいては、シリンダボアからの流入熱量が増大し、シリ
ンダを適切な温度に維持するための冷却に必要な冷却水
量に対して、連通路を流れる冷却水流量が不足してしま
う。この様に、連通路を通過する冷却水の流量が不足す
ると連通路内の冷媒の温度が大きく上昇し、局部的に冷
却水の沸騰を生じるおそれがある。このような場合、シ
リンダ壁の局部的な温度上昇を招いて、燃焼効率に影響
を及ぼすばかりでなく、冷却水の沸騰により発生したガ
スが冷却水循環ポンプに吸入されて、冷却水の循環流量
が減少してしまう等の悪影響を及ぼすこととなる。
おいては、シリンダボアからの流入熱量が増大し、シリ
ンダを適切な温度に維持するための冷却に必要な冷却水
量に対して、連通路を流れる冷却水流量が不足してしま
う。この様に、連通路を通過する冷却水の流量が不足す
ると連通路内の冷媒の温度が大きく上昇し、局部的に冷
却水の沸騰を生じるおそれがある。このような場合、シ
リンダ壁の局部的な温度上昇を招いて、燃焼効率に影響
を及ぼすばかりでなく、冷却水の沸騰により発生したガ
スが冷却水循環ポンプに吸入されて、冷却水の循環流量
が減少してしまう等の悪影響を及ぼすこととなる。
【０００９】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、シリンダボア間を貫通して配設された連通路の
両端を冷却水の圧力差の大きな部分にそれぞれ配置する
ことにより、シリンダボア間を通過する冷却水量の十分
な流量を確保し、冷却効率の高い内燃機関の冷却装置を
提供することを目的とする。
もので、シリンダボア間を貫通して配設された連通路の
両端を冷却水の圧力差の大きな部分にそれぞれ配置する
ことにより、シリンダボア間を通過する冷却水量の十分
な流量を確保し、冷却効率の高い内燃機関の冷却装置を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による内燃機関の
冷却装置は、内部に冷却水通路が形成された内燃機関に
設けられ、一端が冷却水通路壁面との間に所定の冷却水
流路面積を確保するように配置され、他端が冷却水通路
の他の部分であって一端の位置する部分と冷却水圧力差
を生じる部分に冷却水通路壁面との間に所定の冷却水流
路面積を確保するように配置された通水管を有し、通水
管は冷却水通路のシリンダヘッド部を冷却する部分の上
流側と下流側を短絡し、通水管を内燃機関のシリンダブ
ロック内の互いに隣接したシリンダボア間にシリンダボ
アの配列方向に略直角に貫通して配置した構成とする。
冷却装置は、内部に冷却水通路が形成された内燃機関に
設けられ、一端が冷却水通路壁面との間に所定の冷却水
流路面積を確保するように配置され、他端が冷却水通路
の他の部分であって一端の位置する部分と冷却水圧力差
を生じる部分に冷却水通路壁面との間に所定の冷却水流
路面積を確保するように配置された通水管を有し、通水
管は冷却水通路のシリンダヘッド部を冷却する部分の上
流側と下流側を短絡し、通水管を内燃機関のシリンダブ
ロック内の互いに隣接したシリンダボア間にシリンダボ
アの配列方向に略直角に貫通して配置した構成とする。
【００１１】
【作用】通水管の一端は冷却水通路壁面との間に所定の
冷却水流路面積を生じる位置に配置されているため、通
水管両端の圧力差により冷却水の一部が通水管内を流れ
てシリンダボアの間を通過する際にシリンダボア間を冷
却する。また、通水管の両端が冷却水通路内の圧力差の
大きな部分に配置されるため、通水管を流れる冷却水量
を増大させることができる。
冷却水流路面積を生じる位置に配置されているため、通
水管両端の圧力差により冷却水の一部が通水管内を流れ
てシリンダボアの間を通過する際にシリンダボア間を冷
却する。また、通水管の両端が冷却水通路内の圧力差の
大きな部分に配置されるため、通水管を流れる冷却水量
を増大させることができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例の要部である通水管
の配置を示す断面図、図２は図１の実施例のシリンダヘ
ッドとシリンダブロックの断面図、図３は図１の実施例
の全体構成を説明するための図である。図１に示すシリ
ンダヘッドとシリンダブロックは、図２におけるＩ−Ｉ
線に沿った断面であり、通水管は説明の便宜上全体にわ
たって断面で示してある。
の配置を示す断面図、図２は図１の実施例のシリンダヘ
ッドとシリンダブロックの断面図、図３は図１の実施例
の全体構成を説明するための図である。図１に示すシリ
ンダヘッドとシリンダブロックは、図２におけるＩ−Ｉ
線に沿った断面であり、通水管は説明の便宜上全体にわ
たって断面で示してある。
【００１３】ここで、まず本実施例の全体の構成を図３
と共に説明する。同図中、矢印は冷却水の流れを示して
いる。本実施例の冷却装置１１は吸気先行冷却式とされ
ている。
と共に説明する。同図中、矢印は冷却水の流れを示して
いる。本実施例の冷却装置１１は吸気先行冷却式とされ
ている。
【００１４】ラジエータ１２により放熱して低温となっ
た冷却水は、先ずシリンダヘッド１３内の冷却水通路で
ある先行冷却通路１３ｂに流入する。ここで、シリンダ
ヘッド１３の吸気ポート近傍は、この低温の冷却水によ
り冷却されて低温に維持されることにより、燃焼室への
吸気効率が高められる。その後、冷却水はウォータポン
プ１４に流入し昇圧されてシリンダブロック１５に流入
する。シリンダブロック１５内に流入した冷却水は、各
シリンダを冷却してから更にシリンダヘッド１３の排気
ポート側の冷却水通路を通り、再びラジエータ１２に戻
る。
た冷却水は、先ずシリンダヘッド１３内の冷却水通路で
ある先行冷却通路１３ｂに流入する。ここで、シリンダ
ヘッド１３の吸気ポート近傍は、この低温の冷却水によ
り冷却されて低温に維持されることにより、燃焼室への
吸気効率が高められる。その後、冷却水はウォータポン
プ１４に流入し昇圧されてシリンダブロック１５に流入
する。シリンダブロック１５内に流入した冷却水は、各
シリンダを冷却してから更にシリンダヘッド１３の排気
ポート側の冷却水通路を通り、再びラジエータ１２に戻
る。
【００１５】次に本発明の要部を図１と共に説明する。
図１中、符号１６は通水管を示しており、本実施例では
この通水管１６に流れる冷却水によりシリンダ１５のシ
リンダボア１５ａの間のシリンダ壁１５ｂを冷却する構
成である。
図１中、符号１６は通水管を示しており、本実施例では
この通水管１６に流れる冷却水によりシリンダ１５のシ
リンダボア１５ａの間のシリンダ壁１５ｂを冷却する構
成である。
【００１６】本実施例の内燃機関は４気筒とされてお
り、シリンダブロックには４個のシリンダボア１５ａが
整列して互いに近接して配置されたサイアミーズ構造と
なっている。通水管１６は、図２に示すように、シリン
ダブロック１５に形成されたシリンダボア１５ａの間に
形成されたシリンダ壁１５ｂを、シリンダボア１５ａの
整列方向と直角な方向に貫通して設けられている。通水
管１６の位置はシリンダヘッド１３が取り付けられる側
に近い部分とされている。これは、シリンダヘッド１３
に近い程シリンダは高温となるため、この高温の部分を
重点的に冷却するためである。通水管１６は、更に、シ
リンダブロック１５内のシリンダボアの周囲に設けられ
た冷却水通路１５ｃ及びシリンダブロック１５の外壁を
貫通し、その両端はシリンダブロック１５の外部に延出
している。
り、シリンダブロックには４個のシリンダボア１５ａが
整列して互いに近接して配置されたサイアミーズ構造と
なっている。通水管１６は、図２に示すように、シリン
ダブロック１５に形成されたシリンダボア１５ａの間に
形成されたシリンダ壁１５ｂを、シリンダボア１５ａの
整列方向と直角な方向に貫通して設けられている。通水
管１６の位置はシリンダヘッド１３が取り付けられる側
に近い部分とされている。これは、シリンダヘッド１３
に近い程シリンダは高温となるため、この高温の部分を
重点的に冷却するためである。通水管１６は、更に、シ
リンダブロック１５内のシリンダボアの周囲に設けられ
た冷却水通路１５ｃ及びシリンダブロック１５の外壁を
貫通し、その両端はシリンダブロック１５の外部に延出
している。
【００１７】このシリンダブロック１５は鋳造成形品で
あり、通水管１６は鋳造時に配置され、シリンダブロッ
ク１５内に上述のように鋳込まれる。
あり、通水管１６は鋳造時に配置され、シリンダブロッ
ク１５内に上述のように鋳込まれる。
【００１８】シリンダブロック１５の外壁から延出した
通水管１６の両端は、それぞれ上部に向かって屈曲し、
シリンダブロック１５の上部に固定されたシリンダヘッ
ド１３の所定の部分に挿入されている。図１において、
通水管１６の右側の端部は、シリンダブロック１５から
延出して上方に曲げられ、シリンダヘッド１３の上方か
らシリンダヘッド１３の内部に挿入されている。この通
水管１６の右側の端部は、図１中Ａで示すように、シリ
ンダヘッド１３内に形成された排気ポート（図示せず）
側の冷却水通路１３ａに達している。
通水管１６の両端は、それぞれ上部に向かって屈曲し、
シリンダブロック１５の上部に固定されたシリンダヘッ
ド１３の所定の部分に挿入されている。図１において、
通水管１６の右側の端部は、シリンダブロック１５から
延出して上方に曲げられ、シリンダヘッド１３の上方か
らシリンダヘッド１３の内部に挿入されている。この通
水管１６の右側の端部は、図１中Ａで示すように、シリ
ンダヘッド１３内に形成された排気ポート（図示せず）
側の冷却水通路１３ａに達している。
【００１９】一方、通水管１６の左側の端部は、図１の
Ｂで示すように、シリンダブロック１５から延出して上
方に曲げられ、シリンダヘッド１３の側方からシリンダ
ヘッド１３の内部に挿入されている。この通水管１６の
左側の端部は、図１中Ｂで示すように、シリンダヘッド
１３内に形成された吸気ポート（図示せず）側の冷却水
通路である先行冷却通路１３ｂに達している。
Ｂで示すように、シリンダブロック１５から延出して上
方に曲げられ、シリンダヘッド１３の側方からシリンダ
ヘッド１３の内部に挿入されている。この通水管１６の
左側の端部は、図１中Ｂで示すように、シリンダヘッド
１３内に形成された吸気ポート（図示せず）側の冷却水
通路である先行冷却通路１３ｂに達している。
【００２０】以上のように配置された通水管１６の両端
部は開口しており、シリンダヘッド１３の冷却水通路１
３ａと先行冷却通路１３ｂとを連通している。ここで冷
却水通路１３ａは排気側の冷却水通路であり、図３に示
すように、ラジエータ１２よりも上流側である。一方、
先行冷却通路１３ｂは、ラジエータ１２よりも下流側で
あり、ウォータポンプ１４の手前の最も冷却水圧力の低
くなった部分である。よって、冷却水通路１３ａ内の冷
却水の圧力は、先行冷却通路１３ｂ内の冷却水の圧力よ
り高くなっている。
部は開口しており、シリンダヘッド１３の冷却水通路１
３ａと先行冷却通路１３ｂとを連通している。ここで冷
却水通路１３ａは排気側の冷却水通路であり、図３に示
すように、ラジエータ１２よりも上流側である。一方、
先行冷却通路１３ｂは、ラジエータ１２よりも下流側で
あり、ウォータポンプ１４の手前の最も冷却水圧力の低
くなった部分である。よって、冷却水通路１３ａ内の冷
却水の圧力は、先行冷却通路１３ｂ内の冷却水の圧力よ
り高くなっている。
【００２１】従って、通水管１６によって冷却水通路１
３ａと先行冷却通路１３ｂとが連通されることにより、
冷却水通路１３ａ内の冷却水は、図１の矢印で示すよう
に、通水管１６を通って先行冷却通路１３ｂに流れるこ
ととなる。通水管１６は上述のようにシリンダブロック
１５のシリンダ壁１５ｂを貫通した状態で鋳込まれてお
り、シリンダ壁１５ｂの熱は通水管１６に伝達される。
従って、通水管１６を流れる冷却水はシリンダ壁１５ｂ
からの熱を吸収し、よって、各シリンダボア１５ａ間の
シリンダ壁１５ｂは冷却される。
３ａと先行冷却通路１３ｂとが連通されることにより、
冷却水通路１３ａ内の冷却水は、図１の矢印で示すよう
に、通水管１６を通って先行冷却通路１３ｂに流れるこ
ととなる。通水管１６は上述のようにシリンダブロック
１５のシリンダ壁１５ｂを貫通した状態で鋳込まれてお
り、シリンダ壁１５ｂの熱は通水管１６に伝達される。
従って、通水管１６を流れる冷却水はシリンダ壁１５ｂ
からの熱を吸収し、よって、各シリンダボア１５ａ間の
シリンダ壁１５ｂは冷却される。
【００２２】また、冷却水通路１３ａ内の冷却水の圧力
と先行冷却通路１３ｂ内の冷却水の圧力との圧力差はあ
る程度大きいため、通水管１６を流れる冷却水の流量
は、上述の従来例に比較すると十分多くなり、通水管１
６内で沸騰することはなく、シリンダ壁１５ｂは効率良
く冷却される。
と先行冷却通路１３ｂ内の冷却水の圧力との圧力差はあ
る程度大きいため、通水管１６を流れる冷却水の流量
は、上述の従来例に比較すると十分多くなり、通水管１
６内で沸騰することはなく、シリンダ壁１５ｂは効率良
く冷却される。
【００２３】ここで、通水管１６の端部の配置について
説明する。図４は図１のＡ部の詳細図である。通水管１
６は冷却水通路１３ａの燃焼室に近い壁面から平均距離
ｈmだけ離して配置される。本実施例では、平均距離ｈ
m は、通水管の内径ｄに対してｈm ≒ｄ／４となるよう
に設定されている。この理由を以下に説明する。
説明する。図４は図１のＡ部の詳細図である。通水管１
６は冷却水通路１３ａの燃焼室に近い壁面から平均距離
ｈmだけ離して配置される。本実施例では、平均距離ｈ
m は、通水管の内径ｄに対してｈm ≒ｄ／４となるよう
に設定されている。この理由を以下に説明する。
【００２４】通水管１６の端部と壁面との間から通水管
１６内に流入する冷却水は、通水管１６の内径ｄと平均
距離ｈm とで決まる円筒の側面から流入することにな
る。この円筒側面の面積πｄｈm が通水管１６の管路断
面積πｄ2 ／４より小さいと管路に対して余分な流入抵
抗を与えることになり、逆に面積πｄｈm が管路断面積
πｄ2 ／４より大きいと、通水管１入口部近傍での壁面
流速が充分に上昇しない。従って、流入抵抗を増大させ
ない範囲で壁面近傍での流速を最大にするために上記円
筒側面の面積と管路断面積とを同等にすることが好まし
い。このため、πｄｈm ≒πｄ2 ／４からｈm ≒ｄ／４
となり、このときに最も壁面近傍の流速が高くなり大き
な熱伝達率が得られ、部分的に高い冷却効果を得ること
が出来ると結論ずけられる。
１６内に流入する冷却水は、通水管１６の内径ｄと平均
距離ｈm とで決まる円筒の側面から流入することにな
る。この円筒側面の面積πｄｈm が通水管１６の管路断
面積πｄ2 ／４より小さいと管路に対して余分な流入抵
抗を与えることになり、逆に面積πｄｈm が管路断面積
πｄ2 ／４より大きいと、通水管１入口部近傍での壁面
流速が充分に上昇しない。従って、流入抵抗を増大させ
ない範囲で壁面近傍での流速を最大にするために上記円
筒側面の面積と管路断面積とを同等にすることが好まし
い。このため、πｄｈm ≒πｄ2 ／４からｈm ≒ｄ／４
となり、このときに最も壁面近傍の流速が高くなり大き
な熱伝達率が得られ、部分的に高い冷却効果を得ること
が出来ると結論ずけられる。
【００２５】図５は、通水管１６の両端に加わる差圧Δ
Ｐを一定に保持したままで壁面からの距離ｈm を変えた
場合の熱伝達率αの実測値の変化傾向を示す。図５から
わかるように、熱伝達率αはｈm ＝ｄ／４近傍で最大と
なりｈm ＜ｄ／８又はｈm ＞３ｄ／８の領域では急激に
減少する。従って平均距離ｈm はｄ／８≦ｈm ≦３ｄ／
８の範囲、すなわちｄ／４±５０％の範囲に設定するの
が適切である。
Ｐを一定に保持したままで壁面からの距離ｈm を変えた
場合の熱伝達率αの実測値の変化傾向を示す。図５から
わかるように、熱伝達率αはｈm ＝ｄ／４近傍で最大と
なりｈm ＜ｄ／８又はｈm ＞３ｄ／８の領域では急激に
減少する。従って平均距離ｈm はｄ／８≦ｈm ≦３ｄ／
８の範囲、すなわちｄ／４±５０％の範囲に設定するの
が適切である。
【００２６】なお、前述のように通水管端面と壁面との
間の距離を平均距離ｈm で代表させるようにしているの
は通水管端面と壁面とが平行でない場合を考慮したもの
である。
間の距離を平均距離ｈm で代表させるようにしているの
は通水管端面と壁面とが平行でない場合を考慮したもの
である。
【００２７】以上は図１のＡ部で示す通水管１６の吸入
側に関したものであるが、図１のＢ部で示す吐出側にお
いても同様な関係が成り立ち、冷却水の吐出によっても
先行冷却通路内の壁面近傍の冷却水の流速を部分的に高
めることが出来る。従って、先行冷却通路内の壁面近傍
の熱伝達率を高めることができ、先行冷却通路内の壁面
を部分的に冷却することが出来る。
側に関したものであるが、図１のＢ部で示す吐出側にお
いても同様な関係が成り立ち、冷却水の吐出によっても
先行冷却通路内の壁面近傍の冷却水の流速を部分的に高
めることが出来る。従って、先行冷却通路内の壁面近傍
の熱伝達率を高めることができ、先行冷却通路内の壁面
を部分的に冷却することが出来る。
【００２８】なお、通水管１６の内径ｄは通水管１６内
に流れる冷却水流量、すなわち壁面近傍での流速を決め
る上で重要であるため、各エンジン型式に応じて実験に
より最適な管径を決定することが好ましい。
に流れる冷却水流量、すなわち壁面近傍での流速を決め
る上で重要であるため、各エンジン型式に応じて実験に
より最適な管径を決定することが好ましい。
【００２９】図６は前述のｈm ＝ｄ／４の関係を保ちな
がら通水管の内径ｄを変化させた場合の高速全負荷運転
時の、排気ポート中間部での冷却水通路壁面温度Ｔｃと
通水管を通る流量（吸い出し流量）ＱV との関係を示し
ている。図６に示すように、通水管１の内径ｄが増大す
るにつれて流量Ｑｖは増大し、壁面温度Ｔｃは低下す
る。しかし、流量ＱV の増大に対する壁面温度Ｔｃの減
少率は徐々に鈍くなり、図６のＡ点近傍では流量ＱV の
増加に対して壁面温度Ｔｃが殆ど低下しなくなってく
る。従って図６のＡ点に相当する管径に通水管の内径ｄ
を設定すれば最も効率的に壁面温度を減少させることが
できる通水管内径ｄを得ることができる。なお、ゴミや
異物の詰まり等による閉塞を防止するためには通水管の
内径ｄは最小限３mm以上とすることが好ましい。
がら通水管の内径ｄを変化させた場合の高速全負荷運転
時の、排気ポート中間部での冷却水通路壁面温度Ｔｃと
通水管を通る流量（吸い出し流量）ＱV との関係を示し
ている。図６に示すように、通水管１の内径ｄが増大す
るにつれて流量Ｑｖは増大し、壁面温度Ｔｃは低下す
る。しかし、流量ＱV の増大に対する壁面温度Ｔｃの減
少率は徐々に鈍くなり、図６のＡ点近傍では流量ＱV の
増加に対して壁面温度Ｔｃが殆ど低下しなくなってく
る。従って図６のＡ点に相当する管径に通水管の内径ｄ
を設定すれば最も効率的に壁面温度を減少させることが
できる通水管内径ｄを得ることができる。なお、ゴミや
異物の詰まり等による閉塞を防止するためには通水管の
内径ｄは最小限３mm以上とすることが好ましい。
【００３０】以上のように、本実施例によれば通水管１
６の端部が配置された部分及び通水管１６の通過するシ
リンダボア間の壁温を選択的に低下させることにより、
従来冷却が不充分になりがちであった部分のみを効果的
に冷却できるため、他の部分との温度差を減少させるこ
とができ、熱歪の発生を防止することができる。
６の端部が配置された部分及び通水管１６の通過するシ
リンダボア間の壁温を選択的に低下させることにより、
従来冷却が不充分になりがちであった部分のみを効果的
に冷却できるため、他の部分との温度差を減少させるこ
とができ、熱歪の発生を防止することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、上述のようにシリンダボア間
を貫通して設けられた通水管を用いてシリンダボア間の
冷却を行い、且つ、通水管端部での冷却水の吸入、吐出
の作用により冷却水通路の任意部分の壁面での部分的な
冷却水流速を増大させるようにしたことにより、シリン
ダボア間壁面の冷却効果の向上を図ることができると共
に冷却水通路の任意の部分の冷却効果を選択的に向上さ
せることができ、機関のノッキングやプレイグニション
の防止、熱歪の低減等に優れた効果を奏する。
を貫通して設けられた通水管を用いてシリンダボア間の
冷却を行い、且つ、通水管端部での冷却水の吸入、吐出
の作用により冷却水通路の任意部分の壁面での部分的な
冷却水流速を増大させるようにしたことにより、シリン
ダボア間壁面の冷却効果の向上を図ることができると共
に冷却水通路の任意の部分の冷却効果を選択的に向上さ
せることができ、機関のノッキングやプレイグニション
の防止、熱歪の低減等に優れた効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例の要部の断面図である。
【図２】１図１の実施例のシリンダブロックとシリンダ
ヘッドの断面図である。
ヘッドの断面図である。
【図３】図１の実施例の全体構成を説明する簡略図であ
る。
る。
【図４】図１のＡ部の拡大図である。
【図５】通水管先端と壁面との間の距離ｈm による壁面
の熱伝達率の変化を示す図である。
の熱伝達率の変化を示す図である。
【図６】通水管内径と冷却水流量及び燃焼室壁温との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図７】従来の内燃機関の一例のシリンダブロックの平
面図である。
面図である。
【図８】図７のシリンダブロックのVIII−VIII線に沿っ
た断面図である。
た断面図である。
１，１５ シリンダブロック ２，１５ａ シリンダボア ３ 連通路 １１ 冷却装置 １２ ラジエータ １３ シリンダヘッド １３ａ 冷却水通路 １３ｂ 先行冷却通路 １４ ウォータポンプ １５ｂ シリンダ壁 １５ｃ 冷却水通路 １６ 通水管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/40 Ｆ０２Ｆ 1/40 Ｂ (72)発明者 松代 隆一 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 実開 平１−93345（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01P 3/02 F01P 11/04 F02F 1/10 F02F 1/14 F02F 1/40
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に冷却水通路が形成された内燃機関
に設けられ、一端が冷却水通路壁面との間に所定の冷却
水流路面積を確保するように配置され、他端が冷却水通
路の他の部分であって前記一端の位置する部分と冷却水
圧力差を生じる部分に冷却水通路壁面との間に所定の冷
却水流路面積を確保するように配置された通水管を有
し、前記通水管は前記冷却水通路のシリンダヘッド部を冷却
する部分の上流側と下流側を短絡し、 前記通水管を前記内燃機関のシリンダブロック内の互い
に隣接したシリンダボア間に該シリンダボアの配列方向
に略直角に貫通して配置したことを特徴とする内燃機関
の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23219392A JP2893305B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 内燃機関の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23219392A JP2893305B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 内燃機関の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681643A JPH0681643A (ja) | 1994-03-22 |
| JP2893305B2 true JP2893305B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16935453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23219392A Expired - Fee Related JP2893305B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 内燃機関の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893305B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5939263B2 (ja) * | 2012-02-06 | 2016-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP6681950B2 (ja) * | 2018-07-27 | 2020-04-15 | 三桜工業株式会社 | 冷却装置 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23219392A patent/JP2893305B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681643A (ja) | 1994-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990112 |
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