JP4402017B2 - シリンダブロック - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのシリンダブロックの構造に関するものである。

従来、特許文献１に開示されているように、エンジンのシリンダブロックに、冷却水を流通させるウォータージャケットと、潤滑油を通す潤滑油通路が備えられている。
特開２００２−４８００２号公報

従来において、エンジンの運転時に動弁機構や軸受部等の部位に供給された潤滑油は、受熱して高温となるため粘性が低下し、そのままエンジン内に循環させると、所望の潤滑性能を発揮できなくなる虞があり、そのため潤滑油の温度を下げなければならないという問題点があった。

そこで、ウォータージャケットを、潤滑油通路の近傍となるシリンダボアの下端まで延長させて、ウォータージャケット内を流れる冷却水により、潤滑油通路内を流れる潤滑油の温度を下げることが考えられるが、ウォータージャケットをシリンダブロックのシリンダボア下端まで形成した場合には、熱負荷の高いシリンダボアの上部と、熱負荷の低いシリンダボアの下部が一様に冷却されることとなり、その結果、シリンダボア下端側が必要以上に冷却されてしまい、これにより冷却水による冷却損失が増えて熱効率が低下してしまい、燃費の悪化やエンジン出力の低下を招くという新たな問題点が発生する。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、冷却水による冷却損失を低減させるとともに、潤滑油の冷却効率を高めて潤滑性能を向上させることのできるシリンダブロックの提供を目的の一つとし、その請求項１は、複数列設されたシリンダボアの外周に冷却水を流通させることのできるウォータージャケットと、前記シリンダボアの下端近傍に該シリンダボアの列設方向に設けられた潤滑油通路とを備えたシリンダブロックにおいて、前記潤滑油通路の上方に前記ウォータージャケットの一部を整合配置させ、該潤滑油通路上方に位置するウォータージャケットの底部に、前記潤滑油通路近傍まで達する深さを有する深底部と、該深底部よりも浅く前記シリンダボアのピストン下死点近傍の深さに設定された浅底部とを前記シリンダボアの列設方向に沿って交互に設けたことである。

本発明のシリンダブロックは、潤滑油通路の上方にウォータージャケットの一部を整合配置させ、潤滑油通路上方に位置するウォータージャケットの底部に、潤滑油通路近傍まで達する深さを有する深底部と、深底部よりも浅くシリンダボアのピストン下死点近傍の深さに設定された浅底部とをシリンダボアの列設方向に沿って交互に設けたことにより、
冷却水はシリンダボアのピストン下死点近傍の深さに設定された浅底部よりも上方のウォータージャケット内を流れることとなり、シリンダボアのピストン下死点よりも上方は良好に冷却水により冷却されるとともに、シリンダボアのピストン下死点よりも下方の冷却は抑制することができて、ウォータージャケットの深底部内では冷却水の流れが発生せず、そのため深底部が形成されているシリンダボア下端部からの放熱を抑制することができ、シリンダボアの下端側の過冷却を防止できて、過冷却によるピストンの摺動抵抗を低減させる等の冷却損失を低減させることができるものとなる。
また、深底部と浅底部を交互に設けたため、冷却水が接する熱伝達面積が増大して、潤滑油通路内を流れる潤滑油の熱交換を促進させて、潤滑油の冷却効果を高めることができるものとなる。
更には、深底部と浅底部を交互にウォータージャケットの底側に形成させたことで、シリンダブロックの剛性を高めることができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、エンジンの縦断面概略構成図であり、図２は、シリンダブロックの拡大縦断面構成図である。
エンジン１のシリンダブロック２の上方には、動弁機構１１を備えたシリンダヘッド３が設けられており、シリンダブロック２の下方には、潤滑油を溜めるオイルパン４が設けられている。

シリンダブロック２は、図３の平面拡大構成図で示すように、それぞれ縦方向に形成された４本のシリンダボア６，６，６，６が横方向に列設され、各シリンダボア６，６，６，６の外周側にはシリンダ列方向に連続してウォータージャケット７が形成され、ウォータージャケット７内を流れる冷却水により４本のシリンダボア６，６，６，６の外周が冷却されるように構成されている。
また、シリンダボア６，６，６，６の下端の一方側の側面には、シリンダボア６，６，６，６が列設されるシリンダ列方向に、潤滑油が通る潤滑油通路８が形成されており、潤滑油通路８から分岐潤滑油通路８ａが分岐されて、この分岐潤滑油通路８ａはクランク軸１０を支持するクランク軸受部９に潤滑油を供給できるように構成されている。

なお、ウォータージャケット７の一方側の側面は、前記潤滑油通路８の上方位置に重なるように整合配置されており、この潤滑油通路８と整合する部位のウォータージャケット７の底面は、図４の断面配置構成図で示すように、シリンダ列方向、即ち潤滑油通路８に沿って交互に浅底部７ａと深底部７ｂが形成されたものとなっている。
浅底部７ａは、シリンダボア６内を上下に摺動移動するピストン５の下死点とほぼ一致する深さ位置に設定されており、また、深底部７ｂは浅底部７ａよりも更に下方側へ凹ませて形成されており、深底部７ｂの下端は潤滑油通路８の近傍に達する深さに設定されている。

このような構成では、エンジンの運転時に図示しないウォーターポンプにより冷却水がウォータージャケット７内に圧送されて、冷却水がウォータージャケット７内を図示左側から右側に向かって流れ、シリンダボア６，６，６，６の外周を冷却することができるが、このウォータージャケット７内では、浅底部７ａの上方で流速を生じて流れる冷却水により各シリンダボア６，６，６，６におけるピストン５の上死点と下死点間を良好に冷却できるものである。

このウォータージャケット７内を流れる冷却水は、深底部７ｂでは流れが発生せず、各深底部７ｂ内では淀みを生じ、エンジン運転時は潤滑油の温度が冷却水の温度を上回るため、各深底部７ｂ，７ｂ，７ｂ内の冷却水は、潤滑油通路８内を流れる潤滑油との熱交換により受熱して温められ、各深底部７ｂ内の冷却水には対流が発生して、発生した対流は浅底部７ａに向かって上昇し、浅底部７ａ上を流れる冷却水に合流されることとなる。
このようにして、深底部７ｂでは流れが発生せずに対流が発生するため、潤滑油通路８内を流れる潤滑油の温度を低下させて、良好に潤滑油を冷却することができ、潤滑油の粘性の低下を防ぎ、潤滑油に所望の潤滑性能を発揮させることができるものとなる。

更に、深底部７ｂ内の冷却水は、流れが生じないために、シリンダボア６の下端側を過度に冷却することがなく、各シリンダボア６の下端側、即ちピストン５の下死点よりも下方の過冷却を良好に防ぐことができるものとなる。
従って、シリンダボア６の下端側が必要以上に冷却されることがなく、冷却水による冷却損失が少なくなり、熱効率が高まり、燃費の悪化やエンジン出力の低下を良好に防ぐことができるものとなる。

なお、エンジンの高負荷時においては、潤滑油と冷却水の温度差が大きくなり、深底部７ｂにおける冷却水の対流が増長されて、深底部７ｂ内の冷却水は勢いを増して浅底部７ａ上を流れる冷却水に合流することとなり、潤滑油から冷却水への放熱量は増大し、良好に潤滑油の温度を下げることができるものとなり、また、浅底部７ａ上を流れる冷却水の流速は一段と増すため、高負荷時においても、各シリンダボア６，６，６，６において冷却が必要とされるピストンの上死点から下死点までを充分に冷却することができるものとなる。

エンジンの全体構成を示す縦断面概略構成図である。 シリンダブロックの拡大縦断面構成図である。 シリンダブロックの平面拡大構成図である。 図３の中央縦断面配置構成図である。

１ エンジン
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ オイルパン
５ ピストン
６ シリンダボア
７ ウォータージャケット
７ａ 浅底部
７ｂ 深底部
８ 潤滑油通路
８ａ 分岐潤滑油通路
９ クランク軸受部

Claims (1)

1. 複数列設されたシリンダボアの外周に冷却水を流通させることのできるウォータージャケットと、前記シリンダボアの下端近傍に該シリンダボアの列設方向に設けられた潤滑油通路とを備えたシリンダブロックにおいて、
   前記潤滑油通路の上方に前記ウォータージャケットの一部を整合配置させ、該潤滑油通路上方に位置するウォータージャケットの底部に、前記潤滑油通路近傍まで達する深さを有する深底部と、該深底部よりも浅く前記シリンダボアのピストン下死点近傍の深さに設定された浅底部とを前記シリンダボアの列設方向に沿って交互に設けたことを特徴とするシリンダブロック。

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