JP4067248B2 - 水冷式内燃機関におけるシリンダヘッドの構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷式の内燃機関において、内部に冷却水ジャケットを備えたシリンダヘッドの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
水冷式の内燃機関は、ラジエータで冷却した冷却水を、先ず、冷却水ポンプにてシリンダブロックにおける冷却水ジャケット内に供給してシリンダブロックを冷却し、次いで、このシリンダブロックにおける冷却水ジャケットからシリンダヘッドにおける冷却水ジャケットに導入してシリンダヘッドを冷却したのち、シリンダヘッドにおける冷却水アウトレットから前記ラジエータに戻るという循環を行うように構成するのが極く一般的であった。
【0003】
しかし、最近では、吸気の温度を低くしてノッキングを抑制することで高圧縮比化を図るために、前記シリンダヘッド内に、当該シリンダヘッド内に設けられている通常の冷却水ジャケットとは別のジャケット通路を、吸気ポート側を気筒列の方向に延びるように設け、ラジエータで冷却した冷却水を、前記ジャケット通路の一端に供給し、このジャケット通路の他端から冷却水ポンプにてシリンダブロックにおける冷却水ジャケットに送ってシリンダブロックを冷却し、次いで、このシリンダブロックにおける冷却水ジャケットからシリンダヘッドにおける通常の冷却水ジャケットに導入してシリンダヘッドを冷却したのち、シリンダヘッドにおける冷却水アウトレットから前記ラジエータに戻るという循環を行うように構成することが提案されており、このものは、シリンダヘッドのうち吸気ポート側を先行して冷却することから、いわゆる吸気先行冷却方式と称されている。
【0004】
そして、この後者の吸気先行冷却方式は、主として、内燃機関を車両におけるフロントエンジンルームに搭載する場合に適用されており、また、キャブオーバ型の車両にクランク軸線を水平面に対して傾斜して搭載するスラント型内燃機関には、主として、前者の通常の冷却方式が適用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記吸気先行冷却方式による内燃機関におけるそのシリンダヘッドは、その内部に、当該シリンダヘッド内に設けられている通常の冷却水ジャケットとは別のジャケット通路を、吸気ポート側を気筒列の方向に延びるように設けるという構成である一方、通常の冷却方式による内燃機関におけるシリンダヘッドは、その内部に通常の冷却水ジャケットのみを設けるという構成であることにより、前記吸気先行冷却方式によるシリンダヘッドを、前記通常の冷却方式によるシリンダヘッドとして使用することはできず、逆に、前記通常の冷却方式によるシリンダヘッドを、前記吸気先行冷却方式によるシリンダヘッドとして使用することはできないから、吸気先行冷却方式による内燃機関と、通常の冷却方式による内燃機関とが、例え同じ排気量であっても、その各々にシリンダヘッドは別々に製作しなければならないのであった。
【0006】
本発明は、前記吸気先行冷却方式による内燃機関におけるシリンダヘッドを、通常の冷却方式による内燃機関におけるシリンダヘッドにも使用できるようにすることを技術的課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「水冷式内燃機関において、シリンダブロックの上面に締結したシリンダヘッドに、冷却水ポンプからの冷却水が前記シリンダブロックにおける冷却水ジャケットを経て流入する通常の冷却水ジャケットと、吸気ポート側を気筒列の方向に延びるジャケット通路とを設けると共に、前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットからラジエータへの冷却水アウトレットと、前記ジャケット通路の一端へのラジエータからの冷却水入口と、前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットと前記ジャケット通路の一端とを連通する連通孔と、前記ジャケット通路の他端から前記冷却水ポンプへの第1冷却水出口とを各々設け、前記冷却水入口と前記連通孔との間に、冷却水の温度が低いとき冷却水入口を閉じて連通孔を開き冷却水の温度が高くなると連通孔を閉じて冷却水入口を開くように作動するサーモスタット弁を着脱自在に設け、前記ジャケット通路の他端からの第2冷却水出口を設けて成り、前記第2冷却水出口を閉塞することによって、前記ラジエータにて冷却された冷却水を、前記ジャケット通路から前記冷却水ポンプにて前記シリンダブロックの冷却水ジャケットを経て前記シリンダヘッドにおける通常の冷却水ジャケットに導入し、次いで、前記通常の冷却水ジャケットから前記冷却水アウトレットを経て前記ラジエータに戻す吸気先行冷却方式と、前記第2冷却水出口を前記ラジエータに接続する一方、前記冷却水アウトレット、前記第1冷却水出口及び前記冷却水入口を閉塞し、前記サーモスタット弁を取り外し、そして、前記冷却水ポンプの吸い込み側に前記ラジエータからの戻り管路を接続することによって、前記ラジエータにて冷却された冷却水を、前記冷却水ポンプにて前記シリンダブロックの冷却水ジャケットから前記シリンダヘッドにおける通常の冷却水ジャケット内に導入し、次いで、前記通常の冷却水ジャケットから前記ジャケット通路を経て前記ラジエータに戻す通常の冷却方式と、を選択的に変更できるように構成する。」
という構成にした。
【0008】
【発明の作用・効果】
この構成において、ジャケット通路の他端からの第2冷却水出口を閉塞することにより、ラジエータにて冷却された冷却水は、当該冷却水が所定の温度まで高くなった状態において、前記ジャケット通路の一端に、サーモスタット弁にて開いている冷却水入口から供給され、このジャケット通路内を流れたのち、その他端における第1冷却水出口から冷却水ポンプにてシリンダブロックの冷却水ジャケットを経てシリンダヘッドにおける通常の冷却水ジャケットに導入され、次いで、シリンダヘッドにおける冷却水アウトレットから前記ラジエータに戻るという循環を行うことになるから、吸気先行冷却方式になる。
【0009】
また、前記ジャケット通路の他端からの第2冷却水出口を閉塞することなく、この第2冷却水出口をラジエータに接続する一方、前記冷却水アウトレット及び第1冷却水出口を閉塞し、更に、前記サーモスタット弁を取り外して、冷却水入口を閉塞し、そして、冷却水ポンプの吸い込み側にラジエータからの戻り管路を接続することにより、ラジエータにて冷却された冷却水は、冷却水ポンプにてシリンダブロックの冷却水ジャケットを経てシリンダヘッドにおける通常の冷却水ジャケット内に流入し、次いで、この冷却水ジャケットから連通孔を介してジャケット通路の一端内に流入し、このジャケット通路内を流れたのち、このジャケット通路の他端における第2冷却水出口からラジエータに戻るという循環を行うことになるから、通常の冷却方式になる。
【0010】
従って、本発明によると、前記構成による一つのシリンダヘッドを、吸気先行冷却方式と、通常の冷却方式との両方に共通して使用することができるという効果を有する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図1〜図4の図面について説明する。
【0013】
図1及び図2は、第1の実施の形態を示す。
【0014】
この第1の実施の形態は、内燃機関1を、車両におけるフロントエンジンルーム内に、シリンダ軸線2を略鉛直にして搭載した場合を示すもので、この内燃機関1は、冷却水ジャケット4を有するシリンダブロック3の上面に、シリンダヘッド5を、その間にシール用のガスケット6を挟んで締結したものに構成されている。
【0015】
前記シリンダヘッド5には、各気筒への吸気弁付き吸気ポート7が、シリンダヘッドにおける一方の長手側面5aに開口するように形成されていると共に、各気筒からの排気弁付き排気ポート8が他方の長手側面5bに開口するように形成されている。
【0016】
前記シリンダヘッド5の内部には、前記シリンダブロック3における冷却水ジャケッ4に各気筒の箇所において連通する冷却水ジャケット9が形成されていると共に、当該シリンダヘッド5のうち前記吸気ポート7側の部分に、ジャケット通路10が気筒列の方向に延びるように形成されている。
【0017】
また、前記シリンダヘッド5における長手方向の一端部には、前記冷却水ジャケット9から内燃機関1に対して車両の進行方向の前方の部位に配設されているラジエータ11への冷却水アウトレット12と、前記ラジエータ11から前記ジャケット通路10の一端への冷却水入口13とが穿設され、且つ、シリンダヘッド5の内部には、前記冷却水ジャケット9と前記ジャケット通路10の一端とを連通する連通孔14が、前記冷却水入口13に対向する部位に穿設され、この連通孔14と前記冷却水入口13との間に形成したサーモスタット弁室15内には、冷却水の温度が低いとき冷却水入口13を閉じて連通孔14を開き冷却水の温度が高くなると連通孔14を閉じて冷却水入口13を開くように作動するサーモスタット弁16が着脱自在に設けられている。
【0018】
更にまた、前記シリンダヘッド5における長手方向の他端部には、前記ジャケット通路10の他端からの第1冷却水出口17と、第2冷却水出口18とが穿設され、一方の第1冷却水出口17は、シリンダブロック3に対するシリンダヘッド5の締結と同時に、前記シリンダブロック3側に設けられている冷却水ポンプ19の吸い込み側に連通するように構成されている一方、前記第2冷却水出口18は、着脱自在なプラグ20にて閉塞されている。
【0019】
この構成において、ラジエータ11にて冷却された冷却水は、当該冷却水が所定の温度まで高くなった状態において、前記ジャケット通路10の一端に、サーモスタット弁16にて開いている冷却水入口13から供給され、このジャケット通路10内を流れたのち、その他端における冷却水出口17から冷却水ポンプ19にてシリンダブロック3の冷却水ジャケット4を経てシリンダヘッド5における通常の冷却水ジャケット9に導入され、次いで、シリンダヘッド5における冷却水アウトレット12から前記ラジエータ11に戻るという循環を行うことになるから、吸気先行冷却方式になる。
【0020】
次に、図3及び図4は、第2の実施の形態を示す。
【0021】
この第2の実施の形態は、前記した構成の内燃機関1を、キャブオーバ型の車両に対してそのシリンダ軸線2を水平面21に対して適宜角度θだけ傾斜(スラント)して搭載する場合を示す。
【0022】
このスラント型の場合には、前記ジャケット通路10の他端からの第2冷却水出口18をプラグ20にて閉塞することなく、この第2冷却水出口18に、ラジエータ11への循環管路11aを接続する一方、前記冷却水アウトレット12を、これに着脱自在に装填したプラグ22にて、前記第1冷却水出口17をガスケット6にて閉塞し、更に、前記サーモスタット弁16を取り外して、冷却水入口13を着脱自在な蓋体23にて閉塞し、そして、冷却水ポンプ19の吸い込み側にラジエータ11からの戻り管路11bを、ボトムバイパス式のサーモスタット弁24を介して接続する。
【0023】
これにより、ラジエータ11にて冷却された冷却水は、冷却水ポンプ19にてシリンダブロック3の冷却水ジャケット4を経てシリンダヘッド5における通常の冷却水ジャケット9内に流入し、次いで、この冷却水ジャケット9から連通孔14を介してジャケット通路10の一端内に流入し、このジャケット通路10内を流れたのち、このジャケット通路10の他端における第2冷却水出口18からラジエータ11に戻るという循環を行うことになるから、通常の冷却方式になる。
【0024】
つまり、前記構成による一つのシリンダヘッド5を、吸気先行冷却方式と、通常の冷却方式との両方に共通して使用することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図2】 図1のII−II視平断面図である。
【図3】 本発明の第2の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図4】 図3のIV−IV視平断面図である。
【符号の説明】
1 内燃機関
2 シリンダ軸線
3 シリンダブロック
4 シリンダブロックの冷却水ジャケット
5 シリンダヘッド
7 吸気ポート
8 排気ポート
9 シリンダヘッドの冷却水ジャケット
10 ジャケット通路
11 ラジエータ
12 冷却水アウトレット
13 冷却水入口
14 連通孔
16 サーモスタット弁
17 第1冷却水出口
18 第2冷却水出口
19 冷却水ポンプ
Claims (1)
- 水冷式内燃機関において、そのシリンダブロックの上面に締結したシリンダヘッドに、冷却水ポンプからの冷却水が前記シリンダブロックにおける冷却水ジャケットを経て流入する通常の冷却水ジャケットと、吸気ポート側を気筒列の方向に延びるジャケット通路とを設けると共に、前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットからラジエータへの冷却水アウトレットと、前記ジャケット通路の一端へのラジエータからの冷却水入口と、前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットと前記ジャケット通路の一端とを連通する連通孔と、前記ジャケット通路の他端から前記冷却水ポンプへの第1冷却水出口とを各々設け、前記冷却水入口と前記連通孔との間に、冷却水の温度が低いとき冷却水入口を閉じて連通孔を開き冷却水の温度が高くなると連通孔を閉じて冷却水入口を開くように作動するサーモスタット弁を着脱自在に設け、前記ジャケット通路の他端からの第2冷却水出口を設けて成り、
前記第2冷却水出口を閉塞することによって、前記ラジエータにて冷却された冷却水を、前記ジャケット通路から前記冷却水ポンプにて前記シリンダブロックの冷却水ジャケットを経て前記シリンダヘッドにおける通常の冷却水ジャケットに導入し、次いで、前記通常の冷却水ジャケットから前記冷却水アウトレットを経て前記ラジエータに戻す吸気先行冷却方式と、
前記第2冷却水出口を前記ラジエータに接続する一方、前記冷却水アウトレット、前記第1冷却水出口及び前記冷却水入口を閉塞し、前記サーモスタット弁を取り外し、そして、前記冷却水ポンプの吸い込み側に前記ラジエータからの戻り管路を接続することによって、前記ラジエータにて冷却された冷却水を、前記冷却水ポンプにて前記シリンダブロックの冷却水ジャケットから前記シリンダヘッドにおける通常の冷却水ジャケット内に導入し、次いで、前記通常の冷却水ジャケットから前記ジャケット通路を経て前記ラジエータに戻す通常の冷却方式と、
を選択的に変更できるように構成したことを特徴とする水冷式内燃機関におけるシリンダヘッドの構造。
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