JP4735602B2 - Ｖ型内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Description

この発明は、Ｖ型内燃機関の冷却装置の改良に関する。

シリンダブロック前端部に取り付けられたウォータポンプの吐出側と連通する冷却水分配室をシリンダブロック前端部のバンク間位置に形成し、該冷却水分配室から左右バンクのシリンダブロック側ウォータジャケットおよびシリンダヘッド側ウォータジャケットに冷却水を導入して、それぞれ前端部から後方へ通流させるように構成したＶ型内燃機関の冷却装置において、各シリンダヘッドの後端部にそれぞれ冷却水出口を設けるとともに、シリンダブロック後端部のバンク間位置に、左右バンクのシリンダブロック側ウォータジャケットと連通した冷却水出口を、上方に向けて開口形成したものがある（特許文献１参照）。
特開平５−４４４６１号公報

ところで、２つのバンクが左右に開いている構成のＶ型内燃機関においては、左右のバンクが近づいたり離れたりするような曲げが発生しやすいため、このような曲げに対してシリンダブロックの剛性を確保する必要がある。

しかしながら、上記特許文献１の技術では上記曲げに対してはシリンダブロックの剛性は不十分なままとなっている。

本発明は、左右のバンク（２、３）のそれぞれにシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケット（６Ａ、６Ｂ）を有するＶ型内燃機関の冷却装置において、前記２つのバンク（２、３）間を橋渡しする通路壁（２１Ａ、２１Ｂ）によって区画される冷却水出口通路（２１）を形成し、この冷却水出口通路（２１）をシリンダブロック前後方向に対して直交する方向に設けると共に、前記冷却水出口通路（２１）と前記左右バンクのシリンダブロック側ウォータジャケット（６Ａ、６Ｂ）とを連通させる連通孔（２４Ａ、２４Ｂ）を設け、冷却水は前記シリンダヘッド側ウォータジャケットを機関前端部より機関後端部に流れ、この機関後端部からシリンダブロック側ウォータジャケットの後端部に入り、このシリンダブロック側ウォータジャケットを流れて前記連通孔から前記冷却水出口通路に流出する。

本発明によれば、左右のバンクのそれぞれにシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットを有するＶ型内燃機関の冷却装置において、シリンダブロック前後方向中央部付近に前記２つのバンク間を橋渡しする通路壁によって区画される冷却水出口通路を形成し、この冷却水出口通路をシリンダブロック前後方向に対して直交する方向に設けると共に、前記冷却水出口通路と前記左右バンクのシリンダブロック側ウォータジャケットとを連通させる連通孔を設けるので、冷却水出口通路を区画する通路壁が、バンク間を固定するリブの働きをすることになり、左右のバンクが近づいたり離れたりするような曲げモーメントに対してシリンダブロックの剛性を確保することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１はＶ型内燃機関に用いられるシリンダブロック１の概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、図３は冷却水の流れを示すためのシリンダブロック１の概略斜視図である。

シリンダブロック１には、図２に示すように右斜め上に立ち上がる左バンク２と左斜め上に立ち上がる右バンク３とを有する。図１に示すように、左バンク２には４つの各シリンダ５Ａが一列に配設され、このシリンダ５Ａ列に沿ってシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａが形成されている。これに対して右バンク３にも４つの各シリンダ５Ｂが一列に配設され、このシリンダ５Ｂ列に沿ってシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂが形成されている。この場合に、左バンク２のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａは、図２に示すように各シリンダ５Ａの上半部を囲むように、また右バンク３のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂは各シリンダ５Ｂの上半部を囲むように形成されている。

シリンダブロック１の右バンク３の上面に固定されるシリンダヘッド４Ｂには、図３に示すように燃焼室を挟んでバンク内側に吸気ポート７が、バンク外側に図示しない排気ポートがそれぞれ形成されており、この燃焼室や排気ポート等を囲むように図示しないシリンダヘッド側ウォータジャケットが形成されている。ここで、一つのバンクに着目したとき他のバンクに近い側が「バンク内側」、他のバンクのない側が「バンク外側」である。

一方、シリンダブロック１の左バンク２の上面に固定されるシリンダヘッドは図３には示していないが、左バンク２の上面に固定されるシリンダヘッドにも、燃焼室を挟んでバンク内側に吸気ポートが、バンク外側に図示しない排気ポートがそれぞれ形成されており、この燃焼室や排気ポート等を囲むように図示しないシリンダヘッド側ウォータジャケットが形成されている。

シリンダブロック１の前面、詳しくは右バンク３の前面に、図３に示すようにウォータポンプが配設されるためのくぼみ１１が形成されている。そして、このウォータポンプの吐出ポートに連通すると共に、途中で分岐して左右の各バンク２、３の前方でシリンダ壁に沿って上方に向かう２つの冷却水通路１２Ａ、１２Ｂが図１に示すように形成されており、一方の冷却水通路１２Ａからは左バンク２のシリンダヘッド側ウォータジャケットの前端部へ、他方の冷却水通路１２Ｂからは右バンク３のシリンダヘッド側ウォータジャケットの前端部へそれぞれ冷却水が導入されるようになっている。

また、各シリンダヘッド側ウォータジャケットの後端部からは、下方に向かう図示しない２本の冷却水通路が各シリンダヘット後端部に設けられている。そして、左バンク２のシリンダヘッド後端部に設けられるこの２本の冷却水通路は、図１に示したように左バンク２の後端部に設けられる２本の冷却水通路１３Ａ、１４Ａと、右バンク３のシリンダヘッド後端部に設けられるこの２本の冷却水通路は、図１に示したように右バンク３の後端部に設けられる２本の冷却水通路１３Ｂ、１４Ｂと連通している。左バンク２側の２本の冷却水通路１３Ａ、１４Ａは下方に立ち下がって左バンク２のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａの後端部と、また右バンク３側の２本の冷却水通路１３Ｂ、１４Ｂは下方に立ち下がって右バンク３のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂの後端部と連通している。

一方、シリンダブロック１の前後方向中央付近のバンク間位置には、バンク２、３間を橋渡しする形で左バンク２のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ及び右バンク３のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂにそれぞれ連通される冷却水出口通路２１を構成している。すなわち、図１に示すように、シリンダブロック１前後方向の中央より少し前方のバンク間位置には、上方を向いたフランジ面２２を有する冷却水出口通路２１が、シリンダブロック１前後方向に直交する方向（図１で上下方向）に延びた長円形に形成されている。この冷却水出口通路２１は、バンク２、３間を橋渡しする通路壁２１Ａ、２１Ｂと、バンク内側のバンク壁の一部２Ａ、３Ａとから区画され、バンク２、３間を橋渡しする通路壁２１Ａ、２１Ｂは、図２に示したようにバンク内側のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂの上下方向のほぼ中央高さまで形成されている。

また、バンク内側のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂのうち冷却水出口通路２１が設けられる部位には、図２に示すように、バンク内側に向けて膨らむ突出部２３Ａ、２３Ｂが設けられ、この突出部２３Ａ、２３Ｂに冷却水出口通路２１と各バンク内側のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂとを連する連通孔２４Ａ、２４Ｂが設けられている。つまり、各連通孔２４Ａ、２４Ｂを介して冷却水出口通路２１が左右のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂに連通している。

ここで、左右のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂからは、ほぼ同量の流量の冷却水が冷却水出口通路２１に流れ出すようにしないと左右のバンク２、３でシリンダ壁温度が相違してしまうこととなる。つまり、上記一方の連通孔２４Ａの通路面積と、上記他方の連通孔２４Ｂの通路面積とがほぼ同等となるようにする必要がある。この場合に、左右のバンク２、３でシリンダ中心位置は、図１に示すようにシリンダブロック１前後方向に所定量Ｌだけずれているため、本実施形態では、冷却水出口通路２１のシリンダブロック１前後方向中心位置が所定量Ｌの１／２の位置にくるように冷却水出口通路２１を設け、これにより、左右のシリンダヘッド側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂから、ほぼ同流量の冷却水が冷却水出口通路２１に流れ出すようにしている。

右バンク３のシリンダヘッド側ウォータジャケット後端部から、一方の冷却水通路１３Ｂに入った冷却水はバンク３外側をシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂ前端部へと流れて突き当たり、その後はバンク３内側に回り込み、そこからシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂ後端部へと戻って連通孔２４Ｂに出あう。これに対して、右バンク３のシリンダヘッド側ウォータジャケット後端部から、他方の冷却水通路１４Ｂに入った冷却水はバンク３内側をシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂ前端部へと流れて連通孔２４Ｂに出あう。

これは左バンクのシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａについても同様である。すなわち、左バンク２のシリンダヘッド側ウォータジャケット６Ａ後端部から、一方の冷却水通路１３Ａに入った冷却水はバンク２外側をシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ前端部へと流れて突き当たり、その後はバンク２内側に回り込み、そこからシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ後端部へと戻って連通孔２４Ａに出あう。これに対して、左バンク２のシリンダヘッド側ウォータジャケット後端部から、他方の冷却水通路１４Ａに入った冷却水はバンク２内側をシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ前端部へと流れて連通孔２４Ａに出あう。

このように、各シリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂ、６Ａ内で冷却水は主に二手に分かれて流れるので、連通孔２４Ｂ、２４Ａに出会うまでの２つの流れの冷却水流量が異なると、同じバンクにあるシリンダであっても各シリンダ壁温にバラツキが生じてしまう。そこで本実施形態では、１つのシリンダブロック側ウォータジャケット内における連通孔２４Ｂ、２４Ａまでの２つの流れの冷却水流量が同等となるように、各シリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂ、６Ａを形成し、これにより同じバンクにあるシリンダ間のシリンダ壁温にバラツキが生じないようにしている。

このようにしてシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂを形成した結果、実施形態では、冷却水出口通路２１のシリンダブロック１前後方向の位置は、シリンダブロック１前後方向中央よりやや前側となっている。なお、図１においてシリンダブロック前方を「Ｆｒ」で、でシリンダブロック後方を「Ｒｒ」で示している。

上記冷却水出口通路のフランジ面２２には、図２に示したようにウォータアウトレット２５が取り付けられ、このウォータアウトレット２５は図示しないラジエータ入口通路へと接続されることとなる。

この実施形態における冷却水の流れを図３を参照してまとめて説明すると、ウォータポンプにより圧送される冷却水はくぼみ１１に開口する吐出ポートから流出し、ここから左右のバンク２、３に分岐してシリンダブロック前端部内部に設けた２つの冷却水通路１２Ａ、１２Ｂの下方に入りこの通路１２Ａ、１２Ｂを上方に向かって流れ、シリンダヘッド側ウォータジャケットの前端部にそれぞれ流入する。シリンダヘッド側ウォータジャケットの前端部に流入した冷却水は、シリンダヘッド側ウォータジャケット内を機関後端部へと流れ、シリンダヘッド側ウォータジャケットの後端部に達する。左バンク２のシリンダヘッド側ウォータジャケットの後端部に達した冷却水は、左バンク２のシリンダヘッド後端部に設けた冷却水通路を下方へと流れ、左バンク２後端部の２本の冷却水通路１３Ａ、１４Ａに、また右バンク３のシリンダヘッド側ウォータジャケットの後端部に達した冷却水は、右バンク３のシリンダヘッド後端部に設けた冷却水通路を下方へと流れ、右バンク３後端部の２本の冷却水通路１３Ｂ、１４Ｂに流入する。

そして、各バンク２、３のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂの後端部に流入した冷却水は各シリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂ内で主に二手に分かれて流れ、連通路２４Ａ、２４Ｂで合流して冷却水通路２１に流出する。すなわち、各バンク２、３後端部の一方の冷却水通路１３Ａ、１３Ｂに流入した冷却水はバンク外側を機関前端部に向かって流れ、機関前端部に達した後は反転してバンク内側を流れて連通孔２４Ａ、２３Ｂに達し、冷却水通路２１に流出する。また、各バンク２、３後端部の他方の冷却水通路１４Ａ、１４Ｂに流入した冷却水はバンク内側を機関前端部に向かって流れて連通孔２４Ａ、２３Ｂに達し、冷却水通路２１に流出する。冷却水通路２１に流出した冷却水はアウトレットパイプ２５よりラジエータへと戻される。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、左右のバンク２、３のそれぞれにシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂを有するＶ型内燃機関の冷却装置において、２つのバンク２、３間を橋渡しする通路壁２１Ａ、２１Ｂと、バンク内側のバンク壁の一部２Ａ、３Ａとによって区画される冷却水出口通路２１を形成し、この冷却水出口通路２１をシリンダブロック１前後方向に対して直交する方向に設けると共に、冷却水出口通路２１と左右バンク２、３のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂとを連通させる連通孔２４Ａ、２４Ｂを設けるので、冷却水出口通路２１を区画する通路壁２１Ａ、２１Ｂが、バンク２、３間を固定するリブの働きをすることになり、左右のバンク２、３が近づいたり離れたりするような曲げモーメントに対してシリンダブロック１の剛性を確保することができる。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、冷却水はシリンダヘッド側ウォータジャケットを機関前端部より機関後端部に流れ、この機関後端部からシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂの後端部に入り、このシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂを流れて連通孔２４Ａ、２４Ｂから冷却水出口通路２１に流出するので、冷却水が外部部品を使用することなくシリンダヘッドよりシリンダブロック１へと流れることになり、外部部品を使用することによるコストアップを防止できる。

本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、シリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂの後端部に入った冷却水を二手に分けて流し、この二手に分けた流れを連通孔２４Ａ、２４Ｂで合流させる場合に、一方の流れの冷却水流量と他方の流れの冷却水流量とが同等なるようにシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａ、６Ｂを形成するので、１つのバンク内における各シリンダ壁温のバラツキをなくすことができる。

本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、冷却水出口通路２１を、左バンク２のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ａとの連通孔２４Ａの通路面積と、右バンク３のシリンダブロック側ウォータジャケット６Ｂとの連通孔２４Ｂの通路面積とが同等となる位置に設定するので、左バンク２を流れる冷却水流量と右バンク３を流れる冷却水流量との間の偏りを低減することができ、左右バンク２、３のシリンダ壁温を均等化できる。

Ｖ型内燃機関に用いられるシリンダブロックの概略平面図。 図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図。 冷却水の流れを示すためのシリンダブロックの概略斜視図。

符号の説明

１ シリンダブロック
２、３ バンク
６Ａ、６Ｂ シリンダヘッド側ウォータジャケット
２１ 冷却水出口通路
２１Ａ、２１Ｂ 通路壁
２３Ａ、２３Ｂ 突出部
２４Ａ、２４Ｂ 連通孔

Claims (3)

1. 左右のバンクのそれぞれにシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットを有するＶ型内燃機関の冷却装置において、
   前記２つのバンク間を橋渡しする通路壁によって区画される冷却水出口通路を形成し、
   この冷却水出口通路をシリンダブロック前後方向に対して直交する方向に設けると共に、
   前記冷却水出口通路と前記左右バンクのシリンダブロック側ウォータジャケットとを連通させる連通孔を設け、
   冷却水は前記シリンダヘッド側ウォータジャケットを機関前端部より機関後端部に流れ、この機関後端部からシリンダブロック側ウォータジャケットの後端部に入り、このシリンダブロック側ウォータジャケットを流れて前記連通孔から前記冷却水出口通路に流出することを特徴とするＶ型内燃機関の冷却装置。
2. 前記シリンダブロック側ウォータジャケットの後端部に入った冷却水を二手に分けて流し、この二手に分けた流れを前記連通孔で合流させる場合に、一方の流れの冷却水流量と他方の流れの冷却水流量とが同等なるようにシリンダブロック側ウォータジャケットを形成することを特徴とする請求項１に記載のＶ型内燃機関の冷却装置。
3. 前記冷却水出口通路を、右バンクのシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通孔の通路面積と、左バンクのシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通孔の通路面積とが同等となる位置に設定することを特徴とする請求項１に記載のＶ型内燃機関の冷却装置。