JP6555316B2 - エンジンの冷却構造 - Google Patents
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Description
また、本発明の上記態様は、前記導入部は、前記シリンダブロックの側壁外面から設けられ、前記吸気側ウォータージャケット又は前記排気側ウォータージャケットに接続されている。
上記態様では、吸気側ウォータージャケット又は排気側ウォータージャケットの一方に対して導入部が接続されているので、吸気側ウォータージャケットと排気側ウォータージャケットとで冷却液の圧力差を作り出すことが可能となる。このため、最上流のシリンダボアに対応する部分においても、冷却液の強い流れを形成することができ、冷却性能の確保が可能である。これより、高負荷運転時において、最上流のシリンダボアの周囲壁の壁面の冷却性能を高くすることが可能である。
また、本発明の上記態様は、上記のエンジンの冷却構造であって、前記ウォータージャケットスペーサは、前記周囲壁の外周面に相対的に寄った内寄り部と、相対的に離間した外寄り部と、が一体に形成されているとともに、前記内寄り部において、前記ウォータージャケットスペーサの内外を連通する連通部が設けられており、前記内寄り部が配された部分では、前記隙間が相対的に狭くなっており、前記外寄り部が配された部分では、前記隙間が相対的に広くなっている。
前記連通部は、前記冷却液を前記内寄り部の外側から前記外寄り部の内側へと流入させるための孔部であって、前記シリンダボアの配列方向における隣接する前記シリンダボア間(すなわち、前記一端側に配された前記シリンダボアとそれに隣接する前記シリンダボアとのボア間)の部分を除き設けられている。
具体的には、前記連通部は、前記シリンダボアの配列方向における前記一端側に配された前記シリンダボアとそれに隣接する前記シリンダボアとのボア間の部分を除く部分であって、当該ボア間と前記一端側に配された前記シリンダボアのボア中心との間に対応する個所に設けられ、前記連通部は、前記一端側に配された前記シリンダボアのボア上部におけるそれに隣接する前記シリンダボアの上部側によった部分に配置され、前記連通部は、気筒軸方向からの平面視で前記気筒列方向に直交する方向で重複する位置において、前記吸気側ウォータージャケット側および前記排気側ウォータージャケット側にそれぞれ設けられている。
上記態様では、シリンダブロックをその配列方向に見た場合に、隣接するシリンダボアとシリンダボアとの間に相当する部分を除いて連通部を設けることとしている。具体的には、前記連通部は、前記シリンダボアの配列方向における前記一端側に配された前記シリンダボアとそれに隣接する前記シリンダボアとのボア間の部分を除く部分であって、当該ボア間と前記一端側に配された前記シリンダボアのボア中心との間に対応する個所に設けられ、前記連通部は、前記一端側に配された前記シリンダボアのボア上部におけるそれに隣接する前記シリンダボアの上部側によった部分に配置され、前記連通部は、気筒軸方向からの平面視で前記気筒列方向に直交する方向で重複する位置において、前記吸気側ウォータージャケット側および前記排気側ウォータージャケット側にそれぞれ設けられている。
したがって、吸気側ウォータージャケットおよび排気側ウォータージャケットそれぞれにおいて、しかも、シリンダボアの配列方向における一端側に配されたシリンダボアのボア上部におけるそれに隣接するシリンダボアの上部側によった位置において、内寄り部の外側から外寄り部の内側へ冷却液をスムーズに流入させることができ、最上流のシリンダボアの上部に対応する周囲壁の壁面のうち隣接するシリンダボアの上部側によった位置における冷却性能を高くするのに優位となる。
1.冷却回路
本実施形態に係るエンジンの冷却システムの概要について、図1を用い説明する。
シリンダブロック1aにおける冷却構造について、図2を用い説明する。図2は、エンジン本体1のシリンダブロック1aとウォータージャケットスペーサ30とを示す模式展開斜視図である。なお、図2においては、X方向右側がエンジン本体1の#1気筒側であり、X方向左側がエンジン本体1の#4気筒側である。
ウォータージャケットスペーサ30の構成について、図3を用い説明する。図3は、ウォータージャケットスペーサ30の構成を示す模式斜視図である。
なお、本実施形態において#1〜#4ボア上部30a〜30dの高さW30a〜W30dは、隣り合うボア上部30a〜30d間で段差を以って変化するのではなく、X方向右側からX方向左側にゆくにしたがって漸減するように設定されている。
シリンダブロック1aにおけるブロックウォータージャケット12に対してウォータージャケットスペーサ30を挿入した状態での、ウォータージャケットスペーサ30とシリンダボア壁11の外周面との隙間について、図4から図7を用い説明する。図4は、ブロックウォータージャケット12に対してウォータージャケットスペーサ30を挿入した状態でシリンダブロック1aを斜め上方から見た模式斜視図であり、図5から図7は、図4の各断面図である。
シリンダブロック1aのブロックウォータージャケット12内での冷却液の流れについて、図8及び図9を用い説明する。図8は、シリンダブロック1aのブロックウォータージャケット12内での冷却液の流れを模式的に示す模式図であり、図9は、ウォータージャケットスペーサ30に対する冷却液の流れを示す模式図である。
本実施形態では、図4を用い説明したように、導入側部分である領域AR1におけるウォータージャケットスペーサ30とシリンダボア壁11の外周面との隙間を、離間部分である領域AR2に対して相対的に狭くしているので、導入口13から導入部を介して導入された冷却液が最初に流通する#1気筒のシリンダボア10aの過冷却を抑制することができる。即ち、本実施形態では、領域AR1におけるウォータージャケットスペーサ30とシリンダボア壁11の外周面との間の隙間を領域AR2に対して相対的に狭くしているので、隙間に流入する冷却液の流量を少なくして冷却液の流速を弱め、領域AR1での冷却液の流速を低くすることができ、当該部分でのシリンダボア10aの周囲壁(シリンダボア壁11の外周面)に対する冷却液の熱伝達率を小さくし、これにより#1気筒のシリンダボア10aの壁部の過冷却を抑制することができる。
実施形態2に係るエンジンの冷却構造について、図10を用い説明する。図10では、エンジン本体4のシリンダブロック4aにおいて、ブロックウォータージャケット42a,42bにおける冷却液の流れを模式的に示す。なお、本実施形態において、図示及び説明を省略する構成については、上記実施形態1と同様の構成を採用している。
実施形態3に係るエンジンの冷却構造について、図11から図15を用い説明する。図11は、本実施形態に係るウォータージャケットスペーサ60の構成を示す模式斜視図であり、図12は、シリンダブロック1aに対してウォータージャケットスペーサ60を組み付けた状態を示す模式平面図であり、図13は、図12のXIII−XIII断面を示す図であって、ウォータージャケットスペーサ60における第2連通部60u,60vが設けられた部分の構成を示す模式断面図である。また、図14(a)は、図12の矢印Fで指し示す部分を示す模式断面図であり、図14(b)は、図12の矢印Dで指し示す部分を示す模式断面図であり、図15は、ウォータージャケットスペーサ60に対する冷却液の流れを示す模式図である。
一方、図14(b)に示すように、図12の矢印Dで指し示す部分(離間部分)においては、冷却液の流路におけるウォータージャケットスペーサ60よりも外周側の部分の幅はGD1であり、内周側の部分の幅はGD2である。矢印Dの部分(#2,3気筒のシリンダボアに対応する部分)では、ウォータージャケットスペーサ60の#3ボア上部60cがシリンダボア壁11から遠ざかって(外寄りに)配されているので、幅GD1と幅GD2とは、次の関係を満たす。
また、矢印Fで指し示す部分と矢印Dで指し示す部分(離間部分)とを比較するとき、次の関係を満たす。
[数5]GF2<GD2
上記の[数2]〜[数5]を総合的に考えるとき、矢印Fで指し示す部分におけるウォータージャケットスペーサ60の#4ボア上部60dよりも外周側での冷却液の流路断面積SPFと、矢印Dで指し示す部分におけるウォータージャケットスペーサ60の#3ボア上部60cよりも外周側での冷却液の流路断面積SPDと、は次の関係を満たす。
図15に示すように、本実施形態においても、ブロックウォータージャケット12内における冷却液の流れを、ウォータージャケットスペーサ60を基準としてみるとき、可変ウォーターポンプ20から送られてきた冷却液は、ウォータージャケットスペーサ60における#1気筒のシリンダボア10aに対応する#1ボア上部60aに向けて導入される。#1ボア上部60aに向けて導入された冷却液は、X方向の左右に分配され、右側に流れた冷却液は、ウォータージャケットスペーサ60の#1ボア上部60aの外周面に沿って吸気側へと流れる。
上記実施形態1、上記実施形態2、及び上記実施形態3では、ウォータージャケットスペーサ30,50,60の形態により、気筒列方向におけるウォータージャケットスペーサ30,50,60とシリンダボア壁11,41の外周面との隙間を調整することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、シリンダボア壁11,41の厚みなどにより、ウォータージャケットスペーサとシリンダボア壁の外周面との隙間を調整することも可能である。また、ブロックウォータージャケットの外周壁面を加工することによっても、ウォータージャケットスペーサとシリンダボア壁の外周面との隙間を調整することも可能である。
1a,4a シリンダブロック
2 冷却システム
11 シリンダボア壁
12 ブロックウォータージャケット
12a,42a 排気側ウォータージャケット
12b,42b 吸気側ウォータージャケット
13 導入口
30,50,60 ウォータージャケットスペーサ
30n 排出部
30t,60t リブ部
60u,60v 第2連通部
Claims (8)
- 複数のシリンダボアが直列配置されたエンジンの冷却構造において、
前記複数のシリンダボアの周囲を囲んで形成された周囲壁と、
前記周囲壁を囲んでシリンダブロックに形成されたブロックウォータージャケットと、
前記ブロックウォータージャケット内に挿入され、前記周囲壁の外周面との間に隙間を形成するウォータージャケットスペーサと、
冷却液を前記ブロックウォータージャケットに導入するための導入部と、
前記ブロックウォータージャケットに連通し、当該ブロックウォータージャケットから前記冷却液を排出するための部分である排出部と
を備え、
前記隙間は、前記ブロックウォータージャケットにおける前記導入部が設けられた部分、又は、当該部分よりも前記冷却液の流れ方向下流側の部分であって、且つ、前記ウォータージャケットスペーサが最も近くに位置する部分である導入側部分が、当該導入側部分から前記冷却液の流れ方向下流側に離間した離間部分よりも相対的に狭くなっており、
前記複数のシリンダボアの配列方向において、前記導入部は一端側に配された前記シリンダボアに対応する部分に設けられ、前記排出部は他端側に配された前記シリンダボアに対応する部分に設けられ、
前記ブロックウォータージャケットは、前記シリンダブロックにおける吸気側の部分を前記シリンダボアの配列方向に延びる吸気側ウォータージャケットと、前記シリンダブロックにおける排気側の部分を前記シリンダボアの配列方向に延びる排気側ウォータージャケットと、を有し、
前記吸気側ウォータージャケットと前記排気側ウォータージャケットとは、前記シリンダブロックにおける、前記シリンダボアの配列方向の前記一端側に配された前記シリンダボアの外側で連続しており、
前記導入部は、前記シリンダブロックの側壁外面から設けられ、前記吸気側ウォータージャケット又は前記排気側ウォータージャケットに接続され、
前記ウォータージャケットスペーサは、前記周囲壁の外周面に相対的に寄った内寄り部と、相対的に離間した外寄り部と、が一体に形成されているとともに、前記内寄り部において、前記ウォータージャケットスペーサの内外を連通する連通部が設けられており、
前記内寄り部が配された部分では、前記隙間が相対的に狭くなっており、前記外寄り部が配された部分では、前記隙間が相対的に広くなっており、
前記連通部は、前記冷却液を前記内寄り部の外側から前記外寄り部の内側へと流入させるための孔部であって、前記シリンダボアの配列方向における前記一端側に配された前記シリンダボアとそれに隣接する前記シリンダボアとのボア間の部分を除く部分であって、当該ボア間と前記一端側に配された前記シリンダボアのボア中心との間に対応する個所に設けられ、
前記連通部は、前記一端側に配された前記シリンダボアのボア上部におけるそれに隣接する前記シリンダボアの上部側によった部分に配置され、
前記連通部は、気筒軸方向からの平面視で前記気筒列方向に直交する方向で重複する位置において、前記吸気側ウォータージャケット側および前記排気側ウォータージャケット側にそれぞれ設けられている、
エンジンの冷却構造。 - 請求項1に記載のエンジンの冷却構造であって、
前記隙間は、前記シリンダボアの配列方向の前記一端側に配された前記シリンダボアに対応する部分が、前記一端側に配された前記シリンダボアを除く残りの前記シリンダボアに対応する部分よりも相対的に狭くなっている、
エンジンの冷却構造。 - 請求項1または2に記載のエンジンの冷却構造であって、
前記隙間は、前記ブロックウォータージャケットにおける前記排出部が設けられた部分に最も近いシリンダボアに対応する部分が、前記離間部分よりも相対的に狭くなっている、
エンジンの冷却構造。 - 請求項3に記載のエンジンの冷却構造であって、
前記ウォータージャケットスペーサは、前記排出部が設けられた部分に最も近いシリンダボアに対応する領域に、当該ウォータージャケットスペーサの内外を連通する第2連通部を有する、
エンジンの冷却構造。 - 請求項4に記載のエンジンの冷却構造であって、
前記排出部が設けられた部分に最も近いシリンダボアに対して、気筒軸方向からの平面視で前記複数のシリンダボアの配列方向に直交する方向にボア中心線を引く場合に、
前記第2連通部は、前記ウォータージャケットスペーサにおける前記ボア中心線が交差する箇所を含む領域に設けられている、
エンジンの冷却構造。 - 請求項4又は請求項5に記載のエンジンの冷却構造であって、
前記ブロックウォータージャケット内における前記ウォータージャケットスペーサよりも外周側での前記冷却液の流路の断面積は、前記排出部が設けられた部分に最も近いシリンダボアに対応する領域が、当該領域よりも前記冷却液の流れ方向上流側に隣接するシリンダボアに対応する領域よりも広い、
エンジンの冷却構造。 - 請求項1から請求項6の何れかに記載のエンジンの冷却構造であって、
前記隙間が相対的に広い前記離間部分では、前記シリンダボアの中心軸に沿う方向において、下部の方が上部よりも相対的に前記隙間が狭くなっている、
エンジンの冷却構造。 - 請求項1から請求項7の何れかに記載のエンジンの冷却構造であって、
前記ウォータージャケットスペーサは、前記ブロックウォータージャケットにおける前記冷却液の流れ方向に沿う全領域に亘り挿入されている、
エンジンの冷却構造。
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