JP6405931B2

JP6405931B2 - エンジンの冷却用オイル通路構造

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Publication number: JP6405931B2
Application number: JP2014236345A
Authority: JP
Inventors: 田中　浩一; 浩一田中; 国男荒瀬
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: JP2016098723A

Description

本発明は、冷却用オイルによってエンジンが冷却されるエンジンの冷却用オイル通路構造に関する。

エンジンが冷却用オイルによって冷却されるエンジンの冷却用オイル通路構造が、特許文献１及び２に開示されている。これらの冷却用オイル通路構造では、オイルクーラにて冷却された冷却用オイルが、シリンダのオイル通路内を通り、その後、シリンダヘッドの燃焼室及び排気ポート付近のオイル通路内を通って、シリンダヘッド及びシリンダを冷却している。

特開２０１３−７２３５３号公報特開２０１０−７１１２９号公報

ところが、特許文献１及び２に記載のエンジンの冷却用オイル通路構造では、車両緊急停止時のような高負荷運転状態でのエンジン停止時に、オイルポンプも停止するので、シリンダヘッド及びシリンダのオイル通路内で冷却用オイルが過剰に加熱されて、劣化する恐れがある。

また、冷機始動時にも、シリンダヘッド及びシリンダのオイル通路内に冷却用オイルが流れるので、シリンダヘッド及びシリンダの温度上昇が遅くなって、エンジンの暖機性能が低下する恐れがある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、シリンダヘッド及びシリンダを冷却するオイルの熱による劣化を防止できると共に、冷機始動時の暖機性能を向上できるエンジンの冷却用オイル通路構造を提供することにある。

本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造は、エンジンケースにシリンダ、シリンダヘッド及びヘッドカバーが順次接合され、前記シリンダヘッド及び前記シリンダに連続して形成された冷却用オイル通路に、オイルクーラにて冷却されたオイルを導くエンジンの冷却用オイル通路構造において、前記オイルクーラの上流側で且つ前記シリンダに形成されたオイル通路には、このオイル通路内を流れるオイルの温度が所定温度以上で開弁するオイルバルブが配設され、前記冷却用オイル通路は、前記オイルクーラの出口部に接続されると共に、前記シリンダヘッドの排気ポート周囲に延在して形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路と、このシリンダヘッド側冷却用オイル通路及び前記エンジンケース内部に連通すると共に、前記シリンダにおける前記シリンダヘッドの燃焼室側に延在して形成されたシリンダ側冷却用オイル通路と、を有して構成され、前記シリンダヘッド側冷却用オイル通路には、このシリンダヘッド側冷却用オイル通路内を流れるオイルの流量が所定流量以下で開弁する開放弁が配設され、この開放弁は、前記オイルバルブの上方位置で、且つ前記シリンダヘッド側冷却用オイル通路における前記排気ポート周囲の最上方位置に配置されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、オイルバルブが開弁状態にあるエンジン運転時に、このエンジンが停止して冷却用オイル通路内を流れるオイルの流量が所定流量以下になると、開放弁が開弁する。これにより、冷却用オイル通路内のオイルが開放弁を通って、シリンダヘッドとヘッドカバー間に流出する。この結果、冷却用オイル通路内でオイルが過剰に加熱されることがないので、オイルの熱による劣化を防止できる。

また、冷機始動時にはオイルバルブが閉弁状態にあり、且つ開放弁が開弁状態にあるので、シリンダヘッド及びシリンダの冷却用オイル通路にオイルが存在しない。このため、冷却用オイル通路が空気で満たされて断熱層となり、シリンダヘッド及びシリンダの温度上昇が迅速になって冷機始動時の暖機性能を向上させることができ、エンジンの燃焼効率が高まる。

本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジンを示す正面図。図１のエンジンを示す左側面図。図１及び図２のシリンダヘッドに形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路を、シリンダ及びガスケットと共に示す斜視図。図３のオイルバルブの作動状況を示し、図５のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。図３のＶ矢視図。図１及び図２に示すシリンダヘッドを示す底面図。図５のシリンダヘッド側冷却用オイル通路を省略して示すシリンダ及びガスケットの平面図。図７ガスケットを省略して示すシリンダの平面図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジンを示す正面図である。また、図２は、図１のエンジンを示す左側面図である。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、エンジンが搭載された車両に乗車する運転者を基準にしたものである。

図１及び図２に示すエンジン１０は、例えば自動二輪車に搭載された単気筒エンジンであり、エンジンケース１１の前方からシリンダアッセンブリ１２が前傾して延設されて構成される。このシリンダアッセンブリ１２は、シリンダ１３とシリンダヘッド１４とヘッドカバー１５とがエンジンケース１１の側から順次接合されて構成される。

このうちのシリンダ１３及びシリンダヘッド１４は、これらのシリンダ１３及びシリンダヘッド１４に形成されたスタットボルト孔１６（図３参照）に挿通された図示しないスタットボルトを用いて、エンジンケース１１の前上面に締結される。

図２及び図６に示すように、シリンダヘッド１４には、燃焼室１７が形成されると共に、この燃焼室１７に連通して吸気ポート１８及び排気ポート１９が形成される。

吸気ポート１８に、エンジン吸気系から混合気（燃料と空気の混合気）が供給される。このエンジン吸気系は、共に図示しないエアクリーナ、スロットルボディ及び燃料インジェクタを有して構成される。これらのスロットルボディ及び燃料インジェクタに代えて、キャブレタであってもよい。また、排気ポート１９には、エンジン排気系の図示しない排気管が接続され、このエンジン排気系により燃焼室１７及びシリンダボア２０（後述）内で混合気が燃焼することにより発生する排気が排出される。

シリンダ１３には、シリンダヘッド１４の燃焼室１７に連通するシリンダボア２０（図３参照）が形成される。このシリンダボア２０内に、図示しないピストンが摺動自在に配設される。シリンダヘッド１４の燃焼室１７及びシリンダ１３のシリンダボア２０内で混合気が燃焼することによりピストンが往復運動し、この往復運動がコンロッド（不図示）を介して、エンジンケース１１に軸支されたクランクシャフト２１の回転運動に変換される。

上述の燃焼室１７への混合気の供給は、吸気ポート１８を開閉する図示しない吸気バルブにより制御される。また、燃焼室１７からの排気の排出は、排気ポート１９を開閉する図示しない排気バルブにより制御される。これらの吸気バルブ及び排気バルブは、シリンダヘッド１４及びヘッドカバー１５間に設置された図示しない動弁装置により駆動される。この動弁装置は、共に図示しない吸気カム及び吸気アームにより吸気バルブを駆動し、また、共に図示しない排気カム及び排気ロッカアームにより排気バルブを駆動する。

ところで、図１及び図２に示すように、エンジンケース１１の下部には、潤滑用及び冷却用のオイルを貯溜するオイルパン２３が設けられている。このオイルパン２３内のオイルは、エンジンケース１１に設置されたオイルポンプ２４の駆動によりオイルフィルタ２５を経て、シリンダ１３のオイル通路２６へ導かれる。ここで、オイルポンプ２４は、クランクシャフト２１の駆動力により駆動される。また、オイルフィルタ２５もエンジンケース１１に設置されている。

シリンダ１３のオイル通路２６は、図１〜図３に示すように、シリンダ１３に形成されてクランクシャフト２１と平行に延びる水平方向通路２７と、この水平方向通路２７に連通してオイルバルブ３０を収納するバルブ収納部２８と、このバルブ収納部２８に連通する通路出口部２９と、を有して構成される。

また、シリンダ１３では、図１に示すように、水平方向通路２７からバルブ収納部２８内のオイルバルブ３０を迂回してバルブ収納部２８の下流箇所に至る第１潤滑用通路３１が形成されている。この第１潤滑用通路３１は、シリンダ１３の合せ面３２とシリンダヘッド１４の合せ面３３間に介在されるガスケット３４（図３）の開口３５を介して、シリンダヘッド１４に形成された第２潤滑用通路３６に連通される。これにより、オイル通路２６の水平方向通路２７内のオイルの一部が、第１潤滑用通路３１からガスケット３４の開口３５を経て第２潤滑用通路３６内に流れ、動弁装置を潤滑する。

オイル通路２６の通路出口部２９は、オイルクーラ３８の入口部３９に接続される。これにより、オイル通路２６の水平方向通路２７内のオイルの残部が、バルブ収納部２８及び通路出口部２９を経てオイルクーラ３８へ導かれ、このオイルクーラ３８にて冷却される。このオイルクーラ３８は、エンジン１０の前方において車体フレームに設置される。このとき、オイルクーラ３８は、前輪の中心軸よりも上方に配置されて、車両走行時の走行風によりオイルを冷却する。

オイル通路２６のバルブ収納部２８に収納されるオイルバルブ３０は、オイルクーラ３８よりも上流側に位置する。このオイルバルブ３０は、オイル通路２６内を流れるオイルの温度が所定温度（例えば７０〜９０℃）以上のときに開弁して、オイル通路２６内のオイルを、通路出口部２９を経てオイルクーラ３８へ導く。従って、例えばエンジン１０の冷機始動時またはエンジン１０の始動直後には、オイル通路２６内のオイル温度が所定温度以下になるため、オイルバルブ３０が閉弁されて、オイル通路２６内のオイルはオイルクーラ３８へ供給されない。

このオイルバルブ３０は、例えばサーモスタット方式、またはオイル温度センサと電磁バルブを併用した電子制御方式が採用される。サーモスタット方式のオイルバルブ３０は、図４に示すように、図示しないワックスの膨張、収縮により伸縮するバルブ駆動部４１が弁体４２を動作させ、この弁体４２がシリンダ１３のシール面４３に接触することでオイルバルブ３０が閉弁し（図４（Ａ））、弁体４２がシール面４３から離反することでオイルバルブ３０が開弁する（図４（Ｂ））。

図１〜図３に示すように、オイルクーラ３８の出口部４０は、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３に連続して形成された冷却用オイル通路４４の通路入口部４７に接続される。この冷却用オイル通路４４は、オイルバルブ３０の開弁時にオイルクーラ３８にて冷却されたオイルを冷却用オイルとして導入することで、エンジン１０において最も高温になるシリンダヘッド１４の排気ポート１９周囲、並びにシリンダヘッド１４及びシリンダ１３の燃焼室１７側を冷却する。

この冷却用オイル通路４４は、シリンダヘッド１４に形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路４５と、シリンダ１３に形成されたシリンダ側冷却用オイル通路４６とが連通して設けられる。これらのシリンダヘッド側冷却用オイル通路４５及びシリンダ側冷却用オイル通路４６は、機械加工により、またはシリンダヘッド１４、シリンダ１３の鋳造時における砂中子によりそれぞれ形成される。

シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５は、図３、図５及び図６に示すように、オイルクーラ３８の出口部４０に接続されて冷却用オイルを導く前記通路入口部４７と、この通路入口部４７に連通部４８を介して連通し、シリンダヘッド１４の排気ポート１９周囲を覆うように略コ字状に延在する排気ポート周囲部４９と、この排気ポート周囲部４９に連通してシリンダヘッド１４の合せ面３３に形成され、排気ポート周囲部４９と共に排気ポート１９を略ロ字状に覆う終端部５０と、を有して構成される。ここで、連通部４８も、終端部５０に隣接してシリンダヘッド１４の合せ面３３に形成される。

シリンダ側冷却用オイル通路４６は、図５及び図８に示すように、シリンダボア周囲部５１、エンジンケース連通部５２、及びバイパス通路としてのバイパス通路部５３を有して構成される。シリンダボア周囲部５１は、シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５の終端部５０に連通し、シリンダ１３におけるシリンダヘッド１４の燃焼室１７側（即ち、シリンダ１３のシリンダヘッド１４との合せ面３２におけるシリンダボア２０周囲）に略リング状に延在して形成される。

また、エンジンケース連通部５２は、シリンダボア周囲部５１に連通してシリンダ１３の軸方向に延び、エンジンケース１１内部に連通する。更に、バイパス通路部５３は、シリンダ１３の合せ面３２にシリンダボア２０に接近して形成され、シリンダボア周囲部５１におけるシリンダヘッド側冷却用オイル通路４５の終端部５０との連通部分５４を、エンジンケース連通部５２に接続させる。このバイパス通路部５３の流路断面積は、シリンダボア周囲部５１の流路断面積も小さく設定される。

図５及び図８に示すように、オイルクーラ３８（図１）にて冷却されたオイル（冷却用オイル）は、矢印Ａに示すように、シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５の通路入口部４７及び連通部４８に流入した後、排気ポート周囲部４９及び終端部５０内を流れて、シリンダヘッド１９の排気ポート１９周囲を冷却する。その後、冷却用オイルは、矢印Ｂに示すように、シリンダ側冷却用オイル通路４６の連通部分５４からシリンダボア周囲部５１内を流れ、更にバイパス通路部５３内を流れ、エンジンケース連通部５２からエンジンケース１１内へ至ることによって、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３の燃焼室１７側を冷却する。

このとき、図５〜図７に示すように、シリンダ１３の合せ面３２とシリンダヘッド１４の合せ面３３との間に介在されるガスケット３４には、シリンダ側冷却用オイル通路４６のシリンダボア周囲部５１に沿って複数の切欠き５５が形成されている。このため、シリンダボア周囲部５１内を流れる冷却用オイルが、ガスケット３４の切欠き５５を通ってシリンダヘッド１４の合せ面３３に接触することにより、このシリンダヘッド１４の燃焼室１７周囲が冷却されることになる。

図３及び図５に示すように、シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５には、このシリンダヘッド側冷却用オイル通路４５を流れる冷却用オイルの流量が所定流量以下で開弁する開放弁５６が、オイルバルブ３０の上方に配設されている。

つまり、開放弁５６は、オイルポンプ２４の回転数が低くなるエンジン１０の停止時から低負荷アイドル運転時において開弁状態となる。これにより、例えば車両緊急停止時のような、オイルバルブ３０が開弁状態にあるエンジン１０の停止時に、開放弁５６が開弁して、シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５内の高温状態の冷却用オイルが開放弁５６を通って、シリンダヘッド１４とヘッドカバー１５との間に排出される。

更に、開放弁５６は、シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５における排気ポート周囲部４９の最上方位置に配置される。これにより、シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５（特に開放弁５６の上流側部分）内の高温状態の冷却用オイルが、開弁状態の開放弁５６から迅速に排出される。この開放弁５６は、ワンウェイバルブ方式、または流量センサと電磁バルブを併用した電子制御方式が採用される。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
（１）図３に示すように、オイルバルブ３０が開弁状態にあるエンジン１０の運転時に例えば車両が緊急停止し、エンジン１０が停止して、冷却用オイル通路４４内を流れる冷却用オイルの流量が所定流量以下なると、開放弁５６が開弁する。これにより、冷却用オイル通路４４のシリンダヘッド側冷却用オイル通路４５内の冷却用オイルが開放弁５６を通って、シリンダヘッド１４とヘッドカバー１５間に流出する。この結果、冷却用オイル通路４４、特にシリンダヘッド側冷却用オイル通路４５内で冷却用オイルが過剰に加熱されることがないので、オイルの熱による劣化を防止できる。

（２）図３及び図５に示すように、エンジン１０の冷機始動時にはオイルバルブ３０が閉弁状態にあり、且つ開放弁５６が開弁状態にあるので、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３の冷却用オイル通路４４にオイルが存在しない。このため、冷却用オイル通路４４が空気で満たされて断熱層となり、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３の温度上昇が迅速になって、エンジン１０の冷機始動時における暖機性能を向上させることができる。この結果、エンジン１０の燃焼効率が高まり、エンジン１０を早期に始動できる。

（３）図５、図６及び図８に示すように、シリンダ側冷却用オイル通路４６のシリンダボア周囲部５１がシリンダヘッド側冷却用オイル通路４５の終端部５０と連通する連通部分５４は、バイパス通路部５３にて、シリンダ側冷却用オイル通路４６のエンジンケース連通部５２に連通されている。このため、エンジン１０の停止時に開放弁５６が開放されたとき、シリンダヘッド側冷却用オイル通路４５の排気ポート周囲部４９における開放弁５３下流側部分と終端部５０内の冷却用オイルを、開放弁５６からではなく、バイパス通路部５３を通りエンジンケース連通部５２を経てエンジンケース１１内へ、シリンダボア周囲部５１内の冷却用オイルと共に、迅速に排出させることができる。これによっても、熱によるオイルの劣化を防止できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１０エンジン
１１エンジンケース
１３シリンダ
１４シリンダヘッド
１５ヘッドカバー
２６オイル通路
３０オイルバルブ
３８オイルクーラ
４０出口部
４４冷却用オイル通路
４５シリンダヘッド側冷却用オイル通路
４６シリンダ側冷却用オイル通路
５３バイパス通路部（バイパス通路）
５４連通部分
５６開放弁

Claims

エンジンケースにシリンダ、シリンダヘッド及びヘッドカバーが順次接合され、前記シリンダヘッド及び前記シリンダに連続して形成された冷却用オイル通路に、オイルクーラにて冷却されたオイルを導くエンジンの冷却用オイル通路構造において、
前記オイルクーラの上流側で且つ前記シリンダに形成されたオイル通路には、このオイル通路内を流れるオイルの温度が所定温度以上で開弁するオイルバルブが配設され、
前記冷却用オイル通路は、前記オイルクーラの出口部に接続されると共に、前記シリンダヘッドの排気ポート周囲に延在して形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路と、このシリンダヘッド側冷却用オイル通路及び前記エンジンケース内部に連通すると共に、前記シリンダにおける前記シリンダヘッドの燃焼室側に延在して形成されたシリンダ側冷却用オイル通路と、を有して構成され、
前記シリンダヘッド側冷却用オイル通路には、このシリンダヘッド側冷却用オイル通路内を流れるオイルの流量が所定流量以下で開弁する開放弁が配設され、この開放弁は、前記オイルバルブの上方位置で、且つ前記シリンダヘッド側冷却用オイル通路における前記排気ポート周囲の最上方位置に配置されたことを特徴とするエンジンの冷却用オイル通路構造。
前記シリンダには、シリンダヘッド側冷却用オイル通路とシリンダ側冷却用オイル通路との連通部分をエンジンケース内部に連通させるバイパス通路が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却用オイル通路構造。