JP3076662B2 - エンジンの冷却水循環装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの冷却水循環
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンには、これを
耐熱限界温度以下に保持するために冷却装置が設けられ
る。そして、水冷式エンジンの冷却装置においては、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとに夫々冷却水通路が
設けられ、これらの冷却水通路に冷却水を流すことによ
って、エンジンを冷却するようにしている。

【０００３】そして、普通のエンジンでは、シリンダブ
ロック内のシリンダボア間での熱負荷がとくに高いの
で、従来のエンジンの冷却装置においては、普通、ラジ
エータで冷却された冷却水をまずシリンダブロック冷却
水通路に供給し、このシリンダブロック冷却水通路内の
冷却水を、ガスケットに形成された通水孔を介してシリ
ンダヘッド冷却水通路内に供給するようにしている。な
お、シリンダヘッド冷却水通路内の冷却水はラジエータ
に送られて冷却され、再びシリンダブロック冷却水通路
に供給される。さらに、シリンダブロックのシリンダボ
ア間での冷却性を高めるため、シリンダボア間に対応す
る位置において、ガスケットに給水孔を形成したエンジ
ンの冷却装置が提案されている。(例えば、実開昭６３
−１１９８５０号公報参照)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却水
を、シリンダブロック冷却水通路からシリンダヘッド冷
却水通路に流入させるようにした従来の冷却装置では、
シリンダヘッド冷却水通路に流入する冷却水の温度が比
較的高くなり、この高温の冷却水によって吸気ポート内
のエアが加熱され、充填効率の低下によりエンジンの最
高出力の低下を招くといった問題があった。そこで、ガ
スケットの吸気側の通水孔の通路断面積を、排気側の通
水孔の通路断面積よりも大きくし、冷却水通路の吸気側
部分を流れる冷却水の流量を多くし、吸気ポート内のエ
アの温度上昇を抑制するようにしたエンジンの冷却装置
が提案されている(実開昭６２−１４１１８号公報参
照)。

【０００５】また、ラジエータで冷却された冷却水を、
まずシリンダヘッド冷却水通路に供給し、このシリンダ
ヘッド冷却水通路内の冷却水をシリンダブロック冷却水
通路に供給して、吸気ポート内のエアの温度上昇を抑制
するようにしたエンジンの冷却装置が提案されている
(例えば、実開平１−１２５８１６号公報参照)。

【０００６】しかしながら、シリンダヘッド冷却水通路
からシリンダブロック冷却水通路へ冷却水を流入させる
ようにすると、シリンダブロック冷却水通路に流入する
冷却水の温度が高くなるので、シリンダボア間の冷却が
非常に悪くなる。なお、前記の実開昭６３−１１９８５
０号公報に開示された冷却装置のように、シリンダボア
間を冷却する給水孔を設け、あるいはシリンダボア間に
ボア間冷却水通路を形成すれば、シリンダボア間の冷却
がある程度は促進されるものの、かかるボア間冷却水通
路には冷却水を流通させるドライビングフォースないし
水圧差がほとんどないので、シリンダボア間を有効に冷
却するのは困難であるといった問題がある。。なお、ボ
アピッチ(シリンダボア間隔)を大きくすれば、シリンダ
ボア間の冷却は促進されるものの、エンジンの全長が長
くなるといった問題が生じる。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、吸気ポート内のエアの温度
上昇を生じさせることなく、熱負荷の高いシリンダボア
間を有効に冷却することができるエンジンの冷却装置な
いし冷却水循環装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第１の発明は、（ｉ）シリンダヘッド内に形成され
た吸気側シリンダヘッド冷却水通路および排気側シリン
ダヘッド冷却水通路と、シリンダブロック内にシリンダ
列をとりまくように形成されたシリンダブロック冷却水
通路とを備えた冷却水供給系統が設けられ、（ii）該冷
却水供給系統が、吸気側シリンダヘッド冷却水通路内の
冷却水がシリンダブロック冷却水通路へ流入した後排気
側シリンダヘッド冷却水通路に流入するように形成され
ているエンジンの冷却水循環装置であって、（iii）シ
リンダボア間に、シリンダブロック冷却水通路の吸気側
部分と排気側部分とを連通するボア間冷却水通路が設け
られ、（iv）シリンダブロック冷却水通路の、シリンダ
配列方向の両端部の少なくとも一方に、吸気側部分と排
気側部分との間の冷却水流通断面を絞る絞り部が形成さ
れ、（v）シリンダヘッド内の冷却水通路とシリンダブ
ロック冷却水通路とを連通させる通水孔が、平面的にみ
て、シリンダボア間領域とシリンダボア間外領域とに設
けられ、シリンダボア間領域に配置された通水孔の通路
断面積が、その他の領域に配置された通水孔の通路断面
積より大きく設定されていることを特徴とするエンジン
の冷却水循環装置を提供する。

【０００９】第２の発明は、第１の発明にかかるエンジ
ンの冷却水循環装置において、吸気側シリンダヘッド冷
却水通路が、排気側シリンダヘッド冷却水通路よりも点
火プラグ付近まで延設されていることを特徴とするエン
ジンの冷却水循環装置を提供する。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図１〜図４に示すように、冷却水循環装置Ｒ(冷却装置)
を備えた水冷式エンジンＣＥにおいては、シリンダブロ
ック１の上端部に、シリンダヘッド２がガスケット３を
介して配置され、シリンダブロック１とシリンダヘッド
２とは、ボルト孔４に螺入された締結ボルト(図示せず)
によって締結されている。

【００１３】シリンダブロック１内には、各気筒＃１〜
＃３と対応する位置に夫々シリンダボア５が設けられ、
これらのシリンダボア５の下方には夫々クランク室６が
形成されている。また、シリンダブロック１の下端部近
傍には、クランク軸(図示せず)を回転自在に支持する複
数のクランク軸受部７が設けられている。そして、シリ
ンダブロック１内には、これを冷却するためのシリンダ
ブロック冷却水通路８が設けられている。さらに、シリ
ンダブロック１内には、ラジエータ(図示せず)から供給
される冷却水を受け入れる冷却水受入口９と、該冷却水
受入口９に流入した冷却水を、シリンダヘッド２側に案
内する冷却水案内通路１０とが設けられている。ここ
で、冷却水受入口９と冷却水案内通路１０とは、単に冷
却水をシリンダヘッド２側に案内するだけであって、シ
リンダブロック１を冷却する機能はとくには有していな
い。なお、シリンダブロック冷却水通路８、冷却水受入
口９および冷却水案内通路１０は冷却水循環装置Ｒの一
部をなす。

【００１４】シリンダヘッド２の下面には、各気筒＃１
〜＃３と対応する位置に夫々凹部１２が形成され、これ
らの凹部１２は、夫々対応するシリンダボア５と結合し
て燃焼室を画成している。また、シリンダヘッド２内に
は、各気筒＃１〜＃３毎に、点火プラグ(図示せず)を収
容するプラグホール１３と、２つの吸気ポート１４と、
２つの排気ポート１５とが設けられている。そして、平
面的な位置関係においては、プラグホール１３は凹部１
２のほぼ中心部に開口し、吸気ポート１４は凹部１２の
吸気側半部(図４では左半部)に開口し、排気ポート１５
は凹部１２の排気側半部(図４では右半部)に開口してい
る。さらに、シリンダヘッド２内には、バルブステム
(図示せず)を収容するバルブステム収容部１６と、カム
シャフト(図示せず)を回転自在に支持するカムシャフト
軸受部１７とが形成されている。

【００１５】シリンダヘッド２内には、これを冷却する
ためのシリンダヘッド冷却水通路１９が設けられ、この
シリンダヘッド冷却水通路１９は、吸気側に位置する吸
気側シリンダヘッド冷却水通路１９aと、排気側に位置
する排気側シリンダヘッド冷却水通路１９bとに仕切ら
れている。ここで、吸気側シリンダヘッド冷却水通路１
９aは、プラグホール１３(点火プ,ラグ)付近に向けて延
設され、熱負荷の高いプラグホール１３まわりを十分に
冷却できるようになっている。吸気側シリンダヘッド冷
却水通路１９aは、冷却水導入通路１８を介して、前記
したシリンダブロック１内の冷却水案内通路１０と連通
し、したがってラジエータで冷却された冷却水が、順
に、冷却水受入口９と冷却水案内通路１０と冷却水導入
通路１８とを介して、まず吸気側シリンダヘッド冷却水
通路１９aに供給されるようになっている。また、排気
側シリンダヘッド冷却水通路１９b内の冷却水は、冷却
水排出口２０からラジエータ側に排出されるようになっ
ている。なお、冷却水導入通路１８、シリンダヘッド冷
却水通路１９a,１９bおよび冷却水排出口２０は冷却水
循環装置Ｒの一部をなす。

【００１６】そして、冷却水循環装置Ｒにおいては、冷
却水が、基本的には、吸気側シリンダヘッド冷却水通路
１９a→シリンダブロック冷却水通路８の吸気側部分８a
(図５参照)→シリンダブロック冷却水通路８の排気側部
分８b(図５参照)→排気側シリンダヘッド冷却水通路１
９bの順に流れるようになっている。以下、適宜図１〜
図４を参照しつつ、かかる冷却水流れを生じさせる機構
について詳細に説明する。

【００１７】図５に示すように、シリンダブロック冷却
水通路８は、シリンダ列の周囲を取り巻くような形状に
形成され、基本的には、シリンダ列方向両端部付近を除
けば吸気側部分８aと排気側部分８bとは仕切られてい
る。そして、気筒＃１,＃２のシリンダボア間には、該
シリンダボア間を有効に冷却するために、クロスドリル
加工により、吸気側部分８aと排気側部分８bとを連通さ
せる第１ボア間冷却水通路２２が形成されている。同様
に、気筒＃２,＃３のシリンダボア間には第２ボア間冷
却水通路２３が形成されている。

【００１８】また、シリンダブロック冷却水通路８の前
端部(図５では左端部)には、吸気側部分８aと排気側部
分８bの間の冷却水流通断面を絞る第１絞り部２４が形
成され、同様に後端部(図５では右端部)には第２絞り部
２５が形成されている。これらの絞り部２４,２５は、
シリンダ列方向両端部での吸気側部分８aから排気側部
分８bへの冷却水の流れを絞り、ボア間冷却水通路２２,
２３の冷却水流通量を増加させるために設けられてい
る。

【００１９】図６に示すように、シリンダヘッド２内に
は、吸気側シリンダヘッド冷却水通路１９a内の冷却水
をシリンダブロック冷却水通路８の吸気側部分８aに案
内するための複数の吸気側通水部２６〜３０が設けられ
ている。ここで、吸気側通水部２７,２８,２９は、夫々
細長い通路断面をもつように形成され、その通路断面積
はかなり大きく設定されている。この中で、吸気側通水
部２８,２９は、シリンダボア間領域に入り込んでい
る。なお、その他の吸気側通水部２６,３０の通路断面
積は比較的小さく設定されている。さらに、シリンダヘ
ッド２内には、シリンダブロック冷却水通路８の排気側
部分８b内の冷却水を排気側シリンダヘッド冷却水通路
１９bに案内するための複数の排気側通水部３１〜４０
が設けられている。これらの排気側通水部３１〜４０の
通路断面積は比較的小さく設定されている。

【００２０】図７に示すように、ガスケット３には、シ
リンダヘッド１内の吸気側通水部２６〜３０と、シリン
ダブロック冷却水通路８の吸気側部分８aとを連通させ
る複数の吸気側通水孔４２〜４８と、シリンダヘッド１
内の排気側通水部３１〜４０と、シリンダブロック冷却
水通路８の排気側部分８bとを連通させる複数の排気側
通水孔５１〜６０とが形成されている。これらの通水孔
４２〜４８,５１〜６０は、以下で説明するように、シ
リンダブロック１内あるいはシリンダヘッド２内におけ
る冷却水の流れないし配分を好ましく規制する。

【００２１】シリンダボア間に配置された吸気側通水孔
４４,４６は、平面的な位置関係においては、夫々シリ
ンダボア間領域の吸気側部分、すなわち第１,第２ボア
間冷却水通路２２,２３の吸気側端部付近に配置されて
いる。そして、両吸気側通水孔４４,４６の通路断面積
は、その他の通水孔よりはかなり大きく設定されてい
る。したがって、シリンダヘッド側からシリンダブロッ
ク側に流入する冷却水は、両吸気側通水孔４４,４６に
よって、両ボア間冷却水通路２２,２３の吸気側端部付
近に重点的に配分される。このため、両ボア間冷却水通
路２２,２３の吸気側端部の水圧が高くなり、したがっ
て両ボア間冷却水通路２２,２３の両端部間の差圧が大
きくなり、両ボア間冷却水通路２２,２３内には、強制
的に多量の冷却水が通され、熱負荷の高いシリンダボア
間が極めて効果的に冷却される。また、シリンダヘッド
側から流入した直後の冷却水、すなわちまだシリンダブ
ロック本体部と接触していない比較的低温の冷却水が、
両ボア間冷却水通路２２,２３に供給されるので、シリ
ンダボア間の冷却が一層促進される。

【００２２】また、通水部２６〜３０,３１〜４０と、
通水孔４２〜４８,５１〜６０とを全体的にみれば、吸
気側の通路断面積が排気側の通路断面積より大きくなっ
ているので、シリンダブロック冷却水通路８内におい
て、吸気側部分８aから排気側部分８bへの冷却水の全体
的な流れが助勢され、シリンダブロック１の冷却が促進
される。なお、両吸気側通水孔４４,４６あるいは両絞
り部２４,２５は、請求項１に記載された「ボア間冷却促
進手段」に相当する。

【００２３】かかる冷却水循環装置Ｒにおいては、ラジ
エータで冷却された低温の冷却水が、まず吸気側シリン
ダヘッド冷却水通路１９aに供給されるので、吸気ポー
ト１４が効果的に冷却され、充填効率が高められ、エン
ジンの最大出力が高められる。また、前記したとおり、
吸気側シリンダヘッド冷却水通路１９aがプラグホール
１３付近まで延設されているので、熱負荷の高いプラグ
ホールまわりが有効に冷却される。また、ボア間冷却水
通路２２,２３の両端部間の差圧が大きくなり、かつシ
リンダブロック冷却水通路８の前後端に絞り部２４,２
５が形成されているので、ボア間冷却水通路２２,２３
に大量の冷却水を通すことができ、熱負荷の高いシリン
ダボア間を効果的に冷却することができる。

【００２４】

【発明の作用・効果】第１の発明によれば、ラジエータ
で冷却された低温の冷却水が、まず吸気側シリンダヘッ
ド冷却水通路に供給されるので、吸気ポートが効果的に
冷却され、吸気ポート内のエアの温度上昇が抑制され、
充填効率が高められる。さらに、絞り部によって、シリ
ンダブロック冷却水通路のシリンダ列方向両端部での冷
却水の流れが絞られ、かつ吸気側のシリンダボア間領域
に配置された通水孔の通路断面積が大きく設定されてい
るので、ボア間冷却水通路の両端部間の差圧が大きくな
る。このため、ボア間冷却水通路を流れる冷却水量が非
常に多くなり、シリンダボア間の冷却が促進され、エン
ジンの信頼性が高められる。

【００２５】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、吸気側シリ
ンダヘッド冷却水通路が点火プラグ付近まで延設されて
いるので、熱負荷の高い点火プラグまわりの冷却が促進
される。

【００２６】

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる冷却水循環装置を備えたエン
ジンの立面側面断面説明図である。

【図２】 図１に示すエンジンのＡ−Ａ線立面断面説明
図である。

【図３】 図１に示すエンジンのＢ−Ｂ線立面断面説明
図である。

【図４】 図１に示すエンジンのＣ−Ｃ線立面断面説明
図である。

【図５】 シリンダブロックの平面説明図である。

【図６】 シリンダヘッドの平面説明図である。

【図７】 ガスケットの平面説明図である。

【符号の説明】

ＣＥ…エンジン Ｒ…冷却水循環装置 １…シリンダブロック ２…シリンダヘッド ３…ガスケット ５…シリンダボア ８…シリンダブロック冷却水通路 ８a…吸気側部分 ８b…排気側部分 １３…プラグホール １９a…吸気側シリンダヘッド冷却水通路 １９b…排気側シリンダヘッド冷却水通路 ２２,２３…第１,第２ボア間冷却水通路 ２４,２５…第１,第２絞り部 ２６〜３０…吸気側通水部 ３１〜４０…排気側通水部 ４２〜４８…吸気側通水孔 ５１〜６０…排気側通水孔

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッド内に形成された吸気側シ
   リンダヘッド冷却水通路および排気側シリンダヘッド冷
   却水通路と、シリンダブロック内にシリンダ列をとりま
   くように形成されたシリンダブロック冷却水通路とを備
   えた冷却水供給系統が設けられ、該冷却水供給系統が、
   吸気側シリンダヘッド冷却水通路内の冷却水がシリンダ
   ブロック冷却水通路へ流入した後排気側シリンダヘッド
   冷却水通路に流入するように形成されているエンジンの
   冷却水循環装置であって、 シリンダボア間に、シリンダブロック冷却水通路の吸気
   側部分と排気側部分とを連通するボア間冷却水通路が設
   けられ、 シリンダブロック冷却水通路の、シリンダ配列方向の両
   端部の少なくとも一方に、吸気側部分と排気側部分との
   間の冷却水流通断面を絞る絞り部が形成され、 シリンダヘッド内の冷却水通路とシリンダブロック冷却
   水通路とを連通させる通水孔が、平面的にみて、シリン
   ダボア間領域とシリンダボア間外領域とに設けられ、シ
   リンダボア間領域に配置された通水孔の通路断面積が、
   その他の領域に配置された通水孔の通路断面積より大き
   く設定されていることを特徴とするエンジンの冷却水循
   環装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたエンジンの冷却水
   循環装置において、 吸気側シリンダヘッド冷却水通路が、排気側シリンダヘ
   ッド冷却水通路よりも点火プラグ付近まで延設されてい
   ることを特徴とするエンジンの冷却水循環装置。