JP3845494B2

JP3845494B2 - 水冷エンジンの冷却構造

Info

Publication number: JP3845494B2
Application number: JP14179297A
Authority: JP
Inventors: 徹也益子
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: JPH10331635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン本体と排気マニホールドに冷却水を供給してこれらをそれぞれ冷却する水冷エンジンの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば水上滑走艇等に搭載される水冷エンジンにおいては、海水を冷却水として用いてこれを排気マニホールドとエンジン本体にそれぞれ供給してこれらをそれぞれ冷却する方式が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の冷却方式においては、冷却水はその全てが先ず排気マニホールドに供給されて該排気マニホールドの冷却に供され、その後、排気マニホールドの冷却によって温度の高くなった冷却水をエンジン本体に供給してこれを冷却するようにしていたため、エンジン本体の冷却効率が悪く、高いエンジン性能を確保することができないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とする処は、排気マニホールドとエンジン本体を温度の低い冷却水で同時に冷却することによってエンジン本体の冷却効率を高めて高いエンジン性能を確保することができる水冷エンジンの冷却構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エンジン本体と排気マニホールドに冷却水を供給してこれらをそれぞれ冷却する水冷エンジンの冷却構造において、前記排気マニホールドとエンジン本体との間に別体のプレートを介設し、該プレート内に、冷却水の供給を前記排気マニホールドとエンジン本体の２系統に振り分ける冷却水ジャケットを形成したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記プレートの冷却水ジャケットに仕切壁を形成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記プレートの前記排気マニホールドの排気管で覆われる部位をボルトで前記エンジン本体に取り付けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の発明において、前記排気マニホールドに接続された排気管に触媒を配置し、該触媒の周囲の排気管に冷却水ジャケットを形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記冷却水を前記排気マニホールド側よりも前記エンジン本体側により多く振り分けるとともに、エンジン本体に供給された冷却水の少なくとも一部を排気管に供給するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１記載の発明によれば、温度の低い冷却水はプレート内に形成された冷却水ジャケットによって２系統に振り分けられて排気マニホールドとエンジン本体に同時に供給されてこれらの冷却に供されるため、エンジン本体の冷却効率が高められて高いエンジン性能が確保される。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、温度の低い冷却水はプレートの冷却水ジャケットに形成された仕切壁によって確実に２系統に振り分けられて排気マニホールドとエンジン本体に供給されてこれらの冷却に供される。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、プレートの排気管で覆われる部位をボルトでエンジン本体に取り付けた後、該プレートにボルトで排気マニホールドを取り付け、或は排気マニホールドをプレートとの共締めによってエンジン本体に取り付ければ、排気管によって覆われるためにエンジン本体への取り付けが不十分であった排気マニホールドがエンジン本体に確実に取り付けられ、両者間に高いシール性が確保される。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、触媒の周囲に形成された冷却水ジュケットに温度の低い冷却水を供給することができるため、触媒の過熱を防ぐことができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、冷却水は排気マニホールド側よりもエンジン本体側により多く振り分けられるため、エンジン本体を温度の低い冷却水で確実に冷却することができるとともに、排気管は温度の低い冷却水に加えてエンジン本体から供給された冷却水によっても冷却されるため、該排気管も確実に冷却することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は水上滑走艇の破断側面図、図２は同水上滑走艇に搭載された水冷エンジンの破断正面図である。
【００１７】
図１に示す水上滑走艇１の船体２の前後方向（図１の左右方向）略中央部には駆動源である水冷２サイクル３気筒エンジン（以下、水冷エンジンと称す）３が搭載されており、該水冷エンジン３の前方には燃料タンク４が配設されている。そして、船体２の燃料タンク４の上方はカウリング５によって覆われており、燃料タンク４の上方のカウリング５外には操舵ハンドル６が斜めに立設され、該操舵ハンドル６の後方にはシート７が着脱自在に配設されている。尚、船体２はＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のハル２ａとデッキ２ｂをガンネル２ｃで結合して構成されており、これの内部は前後の吸気ダクト８，９を介して大気に連通している。
【００１８】
ところで、前記水冷エンジン３のシリンダボディ３ａには３つの気筒が前後方向に並設されており、該水冷エンジン３は複数のエンジンマウント１０を介して船体２内の底部に弾性支持され、そのクランク軸１１は船体２の前後方向に配されている。そして、図２に示すように、水冷エンジン３の右側（進行方向に向かって右側であって、図２においては左側）の吸気系には各気筒毎に吸気管１２が接続されており、３本の吸気管１２には共通の吸気サイレンサ１３が接続され、各吸気管１２にはキャブレタ１４がそれぞれ接続されている。尚、図２において、１３ａは吸気サイレンサ１３の空気取入れ口、１５はスロットル弁軸、１６はスロットル弁操作ワイヤーを巻き掛けるプーリ、１７はオイルポンプ、１８はオイルポンプ操作ワイヤー、１９は不図示のフライホイールマグネトーのワイヤーハーネスの取出孔である。
【００１９】
又、水冷エンジン３の左側の排気系には各気筒の排気ポート３ｂ（図２参照）が前後方向に等間隔で開口しており、これらの排気ポート３ｂにはシリンダボディ３ａ及び排気マニホールド２１とは別体のプレート２０を介して排気マニホールド２１が接続されている。そして、この排気マニホールド２１は上方に立ち上がり、その端部には排気管２２が接続されている。
【００２０】
上記排気管２２は水冷エンジン３の上方を前方に向かって略水平に延びた後、Ｕ字状に折り曲げられて後方に向かって延設され、水冷エンジン３の後方に配されたウォータロック２３に接続されている。そして、ウォータロック２３の上部からは排気管２４が上方に向かって延び、この排気管２４は船体２の後方に向かって延出されている。尚、本実施の形態においては、排気管２４の最高位置の最大径部分には触媒５０が内蔵され、その周囲には不図示の冷却ジャケットが形成されている。
【００２１】
他方、図１に示すように、船体２の後部にはポンプ室２５が形成されており、このポンプ室２５の内部には推進ユニット２６が配設されている。この推進ユニット２６は、船底及び後方に開口するハウジング２７を有しており、このハウジング２７内には、前記クランク軸１１と同軸に配されたインペラ軸２８が臨んでおり、該インペラ軸２８はカップリング２９によってクランク軸１１に連結されている。そして、このインペラ軸２９の後端部には、ハウジング２７内に収納されたインペラ３０が結着されている。
【００２２】
又、上記ハウジング２７の後端部は後方に向かって開口しており、その開口部にはデフレクタ３１が左右に揺動自在に取り付けられている。そして、このデフレクタ３１は不図示のケーブルを介して前記操舵ハンドル６に連動連結されており、操舵ハンドル６によるステアリング操作でデフレクタ３１の方向を変えることによって当該水上滑走艇１の操舵がなされる。
【００２３】
ここで、本発明に係る冷却構造を図３乃至図９に基づいて説明する。尚、図３は排気マニホールドの正面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線断面図、図６は同排気マニホールドの平面図、図７はプレートの正面図、図８は図７のＣ−Ｃ線断面図、図９は図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【００２４】
前記排気マニホールド２１は、図３に示すように、水冷エンジン３の各気筒に対応する計３つの排気管２１ａ，２１ｂ，２１ｃをクランク軸方向中央部において集合一体化して構成され、図４及び図５に示すように、その周囲には冷却水ジャケット３２が形成されている。そして、この排気マニホールド２１の水冷エンジン３に接続される側の一端には３つの排気管２１ａ〜２１ｃに共通の矩形プレート状の一体フランジ３３が形成されており、この一体フランジ３３には複数（図示例では１４）のボルト挿通孔３３ａが穿設されている。
【００２５】
又、上記３つの排気管２１ａ〜２１ｃは一体フランジ３３から上方へ向かってＵ字状に折り曲げられているが、図３に示すように、中央気筒の排気管２１ｂは正面視で垂直に立ち上げられ、他の両側気筒の排気管２１ａ，２１ｃは正面視でそれぞれ中央気筒の排気管２１ｂに向かって斜めに立ち上げられ、これらは中央気筒の排気管２１ｂに集合一体化されている。
【００２６】
そして、当該排気マニホールド２１において、３つの排気管２１ａ〜２１ｃが集合一体化された側の端部には略矩形プレート状のフランジ３４が一体に形成されており、このフランジ３４には不図示の締付ボルトが螺着される５つのネジ穴３４ａ（図６参照）が形成されている。
【００２７】
ところで、図２に示すように、水冷エンジン３のシリンダボディ３ａと排気マニホールド２１の間には別体の前記プレート２０が介設されているが、このプレート２０の構成の詳細は図７乃至図９に示される。
【００２８】
即ち、図示のように、プレート２０には水冷エンジン３のシリンダボディ３ａの排気側に開口する３つの排気ポート３ｂ（図２参照）に連なる円孔状の排気口２０ａが形成されており、各排気口２０ａの周囲には冷却水ジャケット３５が形成されるとともに、共締め用のボルト４５（図４及び図６参照）が挿通するための計１０個のボルト挿通孔３６と、当該プレート２０をシリンダボディ３ａに取り付けるためのボルト４３（図４参照）が挿通するための２つのボルト挿通孔３７及び排気マニホールド２１を当該プレート２０に取り付けるためのボルト４４（図５及び図６参照）が螺合すべき４つのネジ孔３８が形成されている。尚、上記２つのボルト挿通孔３７は側面視で排気マニホールド２１の両側気筒の排気管２１ａ，２１ｃによって覆われる部位に形成されている。
【００２９】
又、上記プレート２０の下部には冷却水通路３９が直線状に形成されており、この冷却水通路３９は前記各冷却水ジャケット３５にそれぞれ下方から連通している。そして、この冷却水通路３９はプレート２０の一端に開口しており、この開口部にはプラグ４０が差し込まれており、冷却水通路３９はプラグ４０に接続された不図示の冷却水配管を介してインペラ３０下流のハウジング２７に接続されている。尚、図９に示すように、冷却水通路３９の径は先に向かう（図９の左方に向かう）に従ってｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ （ｄ₁ ＞ｄ₂ ＞ｄ₃ ）と段階的に小さくなっている。
【００３０】
ところで、プレート２０の各排気口２０ａの周囲に形成された前記冷却水ジャケット３５は、図８に示すように、仕切壁２０ｂによって左右に区画されており、図２に示すように、一方のジャケット３５ａは排気マニホールド２１の外周に形成された前記冷却水ジャケット３２に連通し、他方のジャケット３５ｂは水冷エンジン３のシリンダボディ３ａに形成された冷却水ジャケット４２に連通している。
【００３１】
次に、プレート２０及び排気マニホールド２１の水冷エンジン３への取付要領について説明する。
【００３２】
先ず最初に、水冷エンジン３のシリンダボディ３ａの排気側にプレート２０が取り付けられる。即ち、図４に示すように、プレート２０はこれの上部左右に穿設された前記ボルト挿通孔３７（図７参照）に挿通するボルト４３によって水冷エンジン３のシリンダボディ３ａに取り付けられ、その排気口２０ａが水冷エンジン３の各気筒の排気ポート３ｂ（図２参照）に接続される。尚、前述のようにボルト挿通孔３７は側面視で排気マニホールド２１の排気管２１ａ，２１ｃで覆われる部位に設けられているが、プレート２０は排気マニホールド２１が取り付けられる前にボルト４３によってシリンダボディ３ａに取り付けられるため、該プレート２０のシリンダボディ３ａへの取り付けに際してボルト４３が排気マニホールド２１の排気管２１ａ，２１ｃと干渉することがなく、プレート２０を作業性良くシリンダボディ３ａに取り付けることができる。
【００３３】
上述のようにしてプレート２０が水冷エンジン３のシリンダボディ３ａに取り付けられると、図５及び図６に示すように排気マニホールド２１の一体フランジ３３に穿設されたボルト挿通孔３３ａに挿通するボルト４４をプレート２０に形成されたネジ孔３８に螺着することによって排気マニホールド２１の一体フランジ３３がプレート２０に取り付けられ、図４及び図６に示すように一体フランジ３３とプレート２０にそれぞれ穿設されたボルト挿通孔３３ａ，３６に挿通する長尺のボルト４５によって排気マニホールド２１の一体フランジ３３がプレート２０と共に水冷エンジン３のシリンダボディ３ａに共締めによって取り付けられる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る水上滑走艇１の作用を概説する。
【００３５】
水上滑走艇１において水冷エンジン３が駆動されると、そのクランク軸１１の回転はカップリング２９を介してインペラ軸２８に伝達され、該インペラ軸２８とこれに結着されたインペラ３０が所定の速度で一体的に回転駆動される。
【００３６】
而して、上述のようにインペラ３０が回転駆動されると、該インペラ３０はハウジング２７内の船底開口部から吸引した水を昇圧してこれをデフレクタ３１から後方へ向かって噴射するため、この水の噴射によって所要の推進力が発生し、この推進力によって当該水上滑走艇１が所定の速度で航走せしめられる。
【００３７】
ところで、前述のように水冷エンジン３が駆動されると、インペラ３０によって昇圧された水が図１に示す冷却水ホース４６を通って水冷エンジン３のシリンダボディ３ａと排気マニホールド２１の間に介設されたプレート２０の冷却水通路３９に流入し、該冷却水通路３９を図９の矢印方向に流れて各排気口２０ａの周囲に形成された冷却水ジャケット３５に導入される。尚、本実施の形態では、前述のように冷却水通路３９の径は先に向かう（図９の左方に向かう）に従ってｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ と段階的に小さくなっているため、冷却水通路３９を流れる海水の圧力が流れ方向に低下するのが防がれ、各冷却水ジャケット３５に冷却水が略均等に導入される。又、冷却水通路３９はその上端縁が全長に亘って同一直線上に位置しているため、その内部を冷却水がスムーズに流れる。
【００３８】
而して、プレート２０の各冷却水ジャケット３５に導入された温度の低い海水は該冷却水ジャケット３５内で２系統に振り分けられ、その一部は一方のジャケット３５ａから排気マニホールド２１の冷却水ジャケット３２へと流れて排気マニホールド２１の冷却に供され、残りの海水は他方のジャケット３５ｂから水冷エンジン３のシリンダボディ３ａに形成された前記冷却水ジャケット４２（図２参照）へと流れて水冷エンジン３内の各部の冷却に供され、排気マニホールド２１と水冷エンジン３内の各部を冷却して温度の高くなった海水は船体２外へそのまま排出される。尚、本実施の形態では、冷却水は排気マニホールド２１側よりもシリンダボディ３ａ側により多く振り分けられるため、シリンダボディ３ａを温度の低い冷却水で確実に冷却することができる。又、冷却水ジャケット４２を通過した冷却水の全ては不図示の冷却水ホースを通って前記触媒５０（図２参照）の上流の排気管２２に供給され、該排気管２２に形成された不図示の冷却水ジャケットを流れるため、触媒５０の過熱が防がれるとともに、排気管２２は温度の低い冷却水に加えてシリンダボディ３ａ側から供給される冷却水によっても冷却されるため、より確実に冷却される。更に、冷却水ジャケット３２を流れた冷却水は触媒５０の下流の排気管２２において該排気管２２を流れる排気ガスに混ぜられる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、温度の低い海水はプレート２０内に形成された冷却水ジャケット３５によって２系統に振り分けられて排気マニホールド２１と水冷エンジン３内の各部に同時に供給されてこれらの冷却に供されるため、排気マニホールド２１のみならず水冷エンジン３の冷却効率も高められ、この結果、水冷エンジン３に高い性能が確保される。特に、本実施の形態では、プレート２０の各冷却水ジャケット３５に仕切壁２０ｂ（図８参照）を形成したため、各冷却水ジャケット３５に導入された温度の低い海水は仕切壁２０ｂによって確実に２系統に振り分けられて排気マニホールド２１と水冷エンジン３の各部に供給されてこれらの冷却に供される。
【００４０】
又、本実施の形態によれば、プレート２０の排気管２１ａ，２１ｃで覆われる部位をボルト４３で水冷エンジン３のシリンダボディ３ａに取り付けた後、該プレート２０にボルト４４で排気マニホールド２１を取り付けるとともに、長尺のボルト４５を用いて排気マニホールド２１をプレート２０との共締めによって水冷エンジン３のシリンダボディ３ａに取り付けるようにしたため、従来は排気管２１ａ，２１ｃによって覆われるためにシリンダボディ３ａへの取り付けが不十分であった排気マニホールド２１がシリンダボディ３ａに確実に取り付けられるようになり、両者間に高いシール性が確保される。
【００４１】
尚、以上は特に水上滑走艇に搭載される水冷筒エンジンに本発明を適用した形態について述べたが、本発明はその他任意の水冷エンジンに対して同様に適用可能であることは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１記載の発明によれば、温度の低い冷却水はプレート内に形成された冷却水ジャケットによって２系統に振り分けられて排気マニホールドとエンジン本体に同時に供給されてこれらの冷却に供されるため、エンジン本体の冷却効率が高められて高いエンジン性能が確保されるという効果が得られる。
【００４３】
又、請求項２記載の発明によれば、温度の低い冷却水はプレートの冷却水ジャケットに形成された仕切壁によって確実に２系統に振り分けられて排気マニホールドとエンジン本体に供給されてこれらの冷却に供されるという効果が得られる。
【００４４】
更に、請求項３記載の発明によれば、プレートの排気管で覆われる部位をボルトでエンジン本体に取り付けた後、該プレートにボルトで排気マニホールドを取り付け、或は排気マニホールドをプレートとの共締めによってエンジン本体に取り付ければ、排気管によって覆われるためにエンジン本体への取り付けが不十分であった排気マニホールドがエンジン本体に確実に取り付けられ、両者間に高いシール性が確保されるという効果が得られる。
【００４５】
請求項４記載の発明によれば、触媒の周囲に形成された冷却水ジュケットに温度の低い冷却水を供給することができるため、触媒の過熱を防ぐことができるという効果が得られる。
【００４６】
請求項５記載の発明によれば、冷却水は排気マニホールド側よりもエンジン本体側により多く振り分けられるため、エンジン本体を温度の低い冷却水で確実に冷却することができるとともに、排気管は温度の低い冷却水に加えてエンジン本体から供給された冷却水によっても冷却されるため、該排気管も確実に冷却することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水上滑走艇の破断側面図である。
【図２】水上滑走艇に搭載された水冷エンジンの破断正面図である。
【図３】排気マニホールドの正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】排気マニホールドの平面図である。
【図７】本発明に係る冷却構造を構成するプレートをエンジン外側方から見た正面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
３水冷エンジン
３ａシリンダボディ（エンジン本体）
２０プレート
２０ｂ仕切壁
２１排気マニホールド
２１ａ〜２１ｃ排気管
３５冷却水ジャケット
３９冷却水通路
４３〜４５ボルト

Claims

エンジン本体と排気マニホールドに冷却水を供給してこれらをそれぞれ冷却する水冷エンジンの冷却構造において、
前記排気マニホールドとエンジン本体との間に別体のプレートを介設し、該プレート内に、冷却水の供給を前記排気マニホールドとエンジン本体の２系統に振り分ける冷却水ジャケットを形成したことを特徴とする水冷エンジンの冷却構造。
前記プレートの冷却水ジャケットに仕切壁を形成したことを特徴とする請求項１記載の水冷エンジンの冷却構造。
前記プレートの前記排気マニホールドの排気管で覆われる部位をボルトで前記エンジン本体に取り付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の水冷エンジンの冷却構造。
前記排気マニホールドに接続された排気管に触媒を配置し、該触媒の周囲の排気管に冷却水ジャケットを形成したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の水冷エンジンの冷却構造。
前記冷却水を前記排気マニホールド側よりも前記エンジン本体側により多く振り分けるとともに、エンジン本体に供給された冷却水の少なくとも一部を排気管に供給するようにしたことを特徴とする請求項１記載の水冷エンジンの冷却構造。