JP4305118B2 - 内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

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Description

本発明は、気筒列方向に直列に配設された複数の気筒を有する多気筒内燃機関のシリンダブロックに関し、特に、ノッキング振動を確実に検出する技術に関する。
周知のように、内燃機関のノッキングは、燃焼室内の端末部の未燃ガスの自己発火により燃焼室内のガスが振動を起こし、この振動がシリンダブロック等の機関本体に伝わる現象である。このようなノッキングが激しく発生すると、不快な振動を生じるとともに、エネルギーの損失による出力低下を招いたり、燃費の低下を招いてしまう。このようなノッキングの発生を回避するために、一般的には、シリンダブロックのノックセンサ取付ボスに、ノッキング振動を検出するノックセンサを取り付けて、このノックセンサの検出信号に基づいて該当する気筒の点火時期を遅らせる等の制御を行うようにしている。
直列多気筒の内燃機関において、一つのノックセンサにより気筒列内の全ての気筒のノッキングを検出する場合、通常、シリンダブロックの一方のブロック側壁の気筒列方向略中央部にノックセンサ取付ボスを形成する。この場合、幾つかの気筒、特にノックセンサから遠いブロック前後両端付近の気筒のノッキング振動がノックセンサ取付ボスに伝わり難く、ノッキングを確実に検出できないおそれがある。
特許文献１では、ブロック側壁に、シリンダ軸方向に延びる複数の油落とし通路（流体通路）の幾つかを横切って連結する帯状のリブを形成している。これにより、ノックセンサ取付ボスに伝わるノッキング振動が油落とし通路に影響されることなくノックセンサ取付ボスに伝達され、ノッキングを確実に検出できる、と記載されている。
特開平６−１９３５０２号公報
しかしながら、特許文献１のように、単に幾つかの油落とし通路を帯状のリブにより連結するだけでは、全ての気筒のノッキングがノックセンサ取付ボスに十分に伝達されるとはいえず、特に、リブが横切っていない気筒のノッキングを検出することは困難であり、更なる改良が望まれていた。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、気筒列内の気筒で発生するノッキングを確実に検出することができるように、ノッキング振動がノックセンサ取付ボスに良好に伝達されるようにした、新規な内燃機関のシリンダブロックを提供することを主たる目的としている。
本発明に係る内燃機関のシリンダブロックは、ブロック側壁に一体的に形成され、このブロック側壁から側方へ張り出しつつ、複数の気筒にわたって気筒列方向へ延びる筒状リブと、上記ブロック側壁に一体的に形成され、ノックセンサが取り付けられるノックセンサ取付ボスと、を有し、このノックセンサ取付ボスが、上記トップデッキと上記筒状リブとの間の上記ブロック側壁から機関側方へ張り出しており、このノックセンサ取付ボスの一部が上記トップデッキに接続，一体化しており、かつ、上記ブロック側壁から側方へ張り出した接続リブによって、上記ノックセンサ取付ボスの外周と上記筒状リブの外周とを一体的に接続したことを特徴としている。
筒状リブは内部が空洞化されており、振動伝達に対して共鳴効果があり、振動の減衰が抑制されるため、気筒列内の気筒でノッキングが発生した場合、そのノッキング振動が筒状リブを伝ってノックセンサ取付ボスへ良好に伝達される。従って、このノックセンサ取付ボスに取り付けられる一つのノックセンサで気筒列内の気筒のノッキングを感度良く検出することができる。
また、上述したように気筒列方向に延びる筒状リブを伝ってノッキング振動が良好に伝達されるため、筒状リブに接続するノックセンサボスの位置設定の自由度が高い。
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例に係るシリンダブロックを示す吸気側の側面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３はＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
この内燃機関は、直列４気筒の水冷式内燃機関であり、吸気側を車両前側、排気側を車両後側とする横置き姿勢で車両に搭載される。シリンダブロック１０は、アルミダイキャスト製法により鋳造される。このシリンダブロック１０には、ピストンが昇降可能に嵌合するシリンダボア１１が形成された円筒状をなす４つのシリンダ壁１２が気筒列方向（図１の左右方向）に直列に設けられている。つまり、ブロック前側（図１の左側）より順に＃１，＃２，＃３，＃４気筒（シリンダボア１１）が直列に配列されている。これらシリンダ壁１２の周囲を囲うようにブロック側壁（ジャケット側壁）１４が形成され、これらシリンダ壁１２の外周とブロック側壁１４との間にウォータジャケット１８が形成されている。周知のように、ウォータジャケット１８を循環する冷却水により、シリンダ壁１２の放熱・冷却が行われる。
なお、図示していないが、気筒列方向に直列に配設された４つのシリンダ壁１２は、隣り合う部分が互いにつながった、いわゆるサイアミーズ型の構成となっている。シリンダ壁１２は、トップデッキ２０とロアデッキ２２とにわたってブロック上下方向に円筒状に延在している。
図１に示すように、一方（この例では吸気側）のブロック側壁１４には、ノックセンサが取り付けられる略円筒状のノックセンサ取付ボス６０と、気筒列方向に延びる筒状リブ６８と、補機類としてのサーモスタットが取り付けられる補機取付フランジ６２と、等が一体的に形成されている。周知のように、ノックセンサの検出信号に基づいて、気筒列内の気筒＃１〜＃４のノッキングを検出し、点火時期の遅角化等のノッキング回避制御が行われる。補機取付フランジ６２には、補機取付用ボルトが螺合する複数のボルト孔６４が形成されている。
筒状リブ６８は、内部が空洞化された円筒状をなしており、トップデッキ２０とロアデッキ２２との間の中間位置で、ブロック側壁１４から側方へ突出・張り出すようにブロック側壁１４に一体的に付帯形成されていて、かつ、ほぼ全ての気筒（この例では＃２〜＃４気筒）にわたって気筒列方向に延長形成されている。特に本実施例では、図２に示すように、ブロック側壁１４の中でも、略円筒状のヘッドボルトボス３６が形成された厚肉部分に筒状リブ６８が形成されている。このヘッドボルトボス３６には、シリンダヘッドを固定するためのヘッドボルトが嵌合する。
筒状リブ６８は、内部に冷却水が循環する冷却水通路６９を有するがウォータパイプとして形成されており、ブロック後方側に開口する鋳抜き孔となっている。なお、この開口部は適宜なキャップにより閉塞される。この冷却水通路６９は、補機取付フランジ６２に開口形成された一方の第１冷却水入出口７２に連通している。補機取付フランジ６２に開口形成された他方の第２冷却水入出口７３は、図３に示すように、ブロック上下方向へ延びる補助冷却水通路７４に連通している。この補助冷却水通路７４は、上端がトップデッキ２０に開口しており、シリンダヘッド側の冷却水通路へと連通している。
ノックセンサ取付ボス６０は、図１に示すように気筒列方向でシリンダブロック１０の略中央位置、つまり＃２気筒と＃３気筒の中間位置に配置されており、かつ、図２に示すようにブロック側壁１４から側方へ向けて略円筒状に張り出すように、このブロック側壁１４に一体的に突出形成されている。また、ノックセンサ取付ボス６０は、この実施例ではトップデッキ２０と筒状リブ６８との間に配置され、２本の接続リブ７６により筒状リブ６８に一体的に連結・接続されている。これら接続リブ７６は、ブロック側壁１４より側方へ張り出しており、互いに平行にブロック上下方向に延びる帯状をなし、かつ、ノックセンサ取付ボス６０の外周と筒状リブ６８の外周とを一体的に連結・接続している。また、ノックセンサ取付ボス６０の一部はトップデッキ２０に滑らかに接続し、一体化している。
以上のように本実施例では、ブロック側壁１４に、複数の気筒にわたって気筒列方向に延びる筒状リブ６８を形成し、この筒状リブ６８にノックセンサ取付ボス６０を接続している。筒状リブ６８は空洞化されているため、振動伝達に対して共鳴効果があるので、気筒列内のいずれの気筒でノッキングが生じても、そのノッキング振動が筒状リブ６８を介してノックセンサ取付ボス６０に良好に伝達され、このノックセンサ取付ボス６０に取り付けられるノックセンサによりノッキング振動を良好に検出することができる。つまり、一つのノックセンサにより気筒列を構成する全ての気筒のノッキングを良好に検出することができる。
また、筒状リブ６８は冷却水通路６９を有するウォータパイプとして形成されている。従って、別部材のウォータパイプを後からシリンダブロックに取り付ける場合に比して、取付ブラケットやシール部材等の省略による簡素化・低コスト化・軽量化等の点で優れており、このような一体化された筒状リブ６８を有効に利用してノックセンサ取付ボス６０への振動伝達性を向上させている。
なお、この第１実施例では、筒状リブ６８が＃２〜＃４気筒を横切るように延長形成されており、＃１気筒の近傍に形成される補機取付フランジ６２に接続している。つまり、厳密には筒状リブ６８が＃１気筒を横切ってはいないが、＃１気筒に対応する位置には、筒状リブ６８に接続する補機取付フランジ６２が形成され、この補機取付フランジ６２にも空洞化された冷却水入出口７２，７３や補助冷却水通路７４が形成されており、上記の筒状リブ６８と同様、振動伝達に対する共鳴効果が得られるため、＃１気筒のノッキング振動をも良好に検出することができる。また、筒状リブは、第１実施例では円形の円筒状をなしているが、これに限らず、四角形状等、その他の形状でも内部が空洞化されていれば構わない。
ノッキング振動が良好に伝達する筒状リブ６８が気筒列方向に延びているため、ノックセンサ取付ボス６０の気筒列方向での位置設定の自由度が高い。従って、図１の実施例では＃２気筒と＃３気筒の間のブロック中央付近にノックセンサ取付ボス６０を配置しているが、これに限らず、筒状リブ６８の周囲であればどのような気筒列方向位置にノックセンサ取付ボス６０を配置しても、上記第１実施例と同様、全ての気筒のノッキングを良好に検出するこができる。
図４及び図５は、本発明の第２実施例に係るシリンダブロックを簡略的に示している。なお、後述する実施例では同じ構成要素には同一参照符号を付して重複する説明を適宜省略する。この第２実施例では、筒状リブ６８が＃１〜＃４気筒の全てを横切るようにブロック前後方向に延長形成されていて、その途中に、補機取付フランジ６２が形成されている。ノックセンサ取付ボス６０は、一本の接続リブ７６により筒状リブ６８に一体的に連結・接続されている。この第２実施例によれば、筒状リブ６８が＃１〜＃４気筒の全てを横切って延びているため、いずれの気筒でノッキングが生じても、そのノッキング振動が筒状リブ６８を介してノックセンサ取付ボス６０に確実に伝達されるため、ノッキングをより確実に検出することができる。
図５及び図６は本発明の参考例に係るシリンダブロックを簡略的に示している。第２実施例と同様、筒状リブ６８が＃１〜＃４気筒の全てを横切るようにブロック前後方向に延長形成され、その途中に、補機取付フランジ６２が形成されている。そして、ノックセンサ取付ボス６０は、筒状リブ６８の一部と重なり合うように、筒状リブ６８の外周に直接的に接続されている。つまり、ノックセンサ取付ボス６０が、筒状リブ６８の外周に一体的に付帯形成されている。従って、第１，第２実施例に比して、ノックセンサ取付ボス６０と筒状リブ６８とを接続する接続リブが不要であり、その分、軽量化・低コスト化等を図ることができる。但し、第１，第２実施例ではノックセンサ取付ボス６０を筒状リブ６８から離して配置することができるため、参考例に比してレイアウトの自由度は大きい。
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例のように直列４気筒の内燃機関に限らず、例えば直列６気筒の内燃機関に本発明を適用しても良い。
本発明の第１実施例に係る内燃機関のシリンダブロックを示す側面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。 本発明の第２実施例に係る内燃機関のシリンダブロックを簡略に示す側面図。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。 参考例に係る内燃機関のシリンダブロックを簡略に示す側面図。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。
符号の説明
１０…シリンダブロック
１１…シリンダボア（＃１〜＃４）
１２…シリンダ壁
１４…ブロック側壁
２０…トップデッキ
３６…ヘッドボルトボス
６０…ノックセンサ取付ボス
６８…筒状リブ
７６…接続リブ

Claims (2)

  1. ブロック側壁に一体的に形成され、このブロック側壁から側方へ張り出しつつ、複数の気筒にわたって気筒列方向へ延びる筒状リブと、
    上記ブロック側壁に一体的に形成され、ノックセンサが取り付けられるノックセンサ取付ボスと、を有し、
    このノックセンサ取付ボスが、上記トップデッキと上記筒状リブとの間の上記ブロック側壁から機関側方へ張り出しており、このノックセンサ取付ボスの一部が上記トップデッキに接続，一体化しており、
    かつ、上記ブロック側壁から側方へ張り出した接続リブによって、上記ノックセンサ取付ボスの外周と上記筒状リブの外周とを一体的に接続したことを特徴とする内燃機関のシリンダブロック。
  2. 上記筒状リブが、内部に冷却水通路を有するウォータパイプであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダブロック。
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