JPH02149752A - シリンダヘッドの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリンダヘッドの冷却装置に関し、さらに詳
しくは、多気筒エンジンの各気筒における燃焼室の温度
分布を均一化して、エンジン性能を向上できるようにし
たシリンダヘッドの冷却装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、エンジンの燃焼室中心部は、燃焼ガスや点火プ
ラグからの熱負荷による影響を受けて最も高温となり、
燃焼室内の温度分布が不均一となることによりシリンダ
ヘッドにクラックの発生やバルブシートの異常摩耗をき
たし、エンジン不具合を招くことになる。

このために、シリンダヘッドの燃焼室周辺部に冷却水を
通す冷却水通路（ウォータジャケット）が形成され、シ
リンダブロックを冷却した冷却水がシリンダヘッドへ流
入する冷却水循環経路がある。

ところが、単気筒や２気筒の場合はそれほど気筒毎に冷
却効果の差異は生じないが、特に３気筒以上の複数気筒
を有する多気筒エンジンでは、シリンダブロックの一端
よりシリンダ列方向に冷却水が送給されるタイプの場合
、他端の気筒はど冷却水のよどみ部が生じ、これにより
冷却水の流れが悪くなったり、各気筒への冷却水の流量
が不均一となり、各気筒の温度が相違する。まして、エ
ンジンの高性能化、高出力化が進み、エンジンの回転数
が高くなってきているので、各気筒での出力のアンバラ
ンスを生じさせる原因となっている。

そこで従来、多気筒エンジンのシリンダヘッドを冷却す
るものとして、例えば特開昭６１−１７５２１７号公報
および実開昭６１−５７１２４号公報に示すような先行
技術が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述し、た前者の先行技術では、多気筒エン
ジンにおけるシリンダヘッドの冷却効果を向上させるた
め、各気筒毎にシリンダブロックからシリンダヘッドへ
冷却水が流れる通路を開口し、気筒配列方向に延びる吸
・排気ポート間のみに冷却水を導びく冷却水通路と、そ
の通路を囲むように配置された冷却水通路とにより構成
されているが、第６図に示すように、冷却水の流れによ
どみ部分Ｓ（斜線部）が生じて、この部分の温度が高温
になり、ホットスポットの発生、ひいてはノッキングの
発生原因となる。また、シリンダヘッド内に形成された
冷却水通路りが長くなって通路抵抗が増大するので必要
な流量が得られなくなると共に、構造が複雑化するなど
の問題がある。

さらに、上述した後者の先行技術では、シリンダブロッ
ク側冷却水通路とシリンダヘッド側冷却水通路との二系
統冷却水通路構造として、上記シリンダヘッド側冷却水
通路を燃焼室の側周部を取囲むよう構成されているが、
冷却水の流れは、第５図に示すように、各気筒の燃焼室
側周部を横断するように流れるので、最も高温になる燃
焼室中心部の流量が得られず冷却効果が十分に得られな
いなどの問題がある。

本発明は、上述の問題点を課題として提案されたもので
、熱的に最も厳しい燃焼室中心部の冷却効果を向上して
、燃焼室内の温度分布を改渉するとともに、多気筒エン
ジンにおける各気筒毎の冷却能力を均等化して、ノッキ
ング現象の発生および燃焼室壁のクラックやバルブシー
トの異常摩耗を防止し、エンジンの性能を向上できるシ
リンダヘッドの冷却装置を提供することを目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明のシリンダヘッドの
冷却装置は、複数気筒からなる多気筒エンジンにおける
シリンダブロックの一側端より、ウォータポンプを介し
て送給された冷却水が上記シリンダブロックの各気筒間
を連通ずるウォータジャケットよりシリンダヘッド側に
流通するように構成された冷却装置において、上記シリ
ンダヘッドの各燃焼室外壁上方に、シリンダ列方向に沿
って上記エンジンの各吸気ポートと排気ポートの間に第
１冷却水通路と第２冷却水通路とを区画する隔壁を形成
し、上記第１冷却水通路の冷却水流入側を、隣接する上
記燃焼室の外壁が連接される個所に穿設された冷却水通
孔によって、上記シリンダブロックのウォータジャケッ
トに連通し、上記第１冷却水通路の流出側を、上記隔壁
に上記各燃焼室の中央上部に対応して穿設された連通孔
によって、上記第２冷却水通路に連通してなることを特
徴とするものである。

〔作　　　用〕

このような構成では、多気筒エンジンのシリンダヘッド
には、第１冷却水通路を流れる冷却水が、各気筒の燃焼
室周囲を流れ、各燃焼室上部中央の連通孔より第２冷却
水通路に流入集合してこれよりエンジン外部に設けたラ
ジェータ等に循環する冷却水循環経路が構成される。

したがって、エンジンのシリンダブロック前端よりウォ
ータポンプを介して送給される冷却水は、各気筒毎に、
シリンダブロック側からシリンダヘッド側の第１冷却水
通路へ流入して各気筒毎の燃焼室周囲を冷却するととも
に、各燃焼室上部中央に集合して連通孔より第２冷却水
通路に流入するものであり、第１冷却水通路では冷却水
が各燃焼室上部中央に向って流れるにしたがって冷却水
流量が増加し、燃焼室外壁の高温部が十分に冷却される
。

また、従来の先行技術などではシリンダ列方向に沿って
、後方の気筒はど冷却水温度が高くなり、燃焼室外壁温
度が不均一になる傾向があるが、本考案によれば、各気
筒毎の燃焼室外壁への冷却水流量がほぼ一定となり、し
かも、燃焼室外壁周辺部には冷却水のよどみ部がなくな
るため、燃焼室外壁への高温部分の発生が解消される。

〔実　施　例〕

以下、本発明による一実施例を添付の図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明の４気筒エンジンにおける冷却水循環経
路の概略構成図であり、図において、符号ｌはエンジン
本体、２はラジェータ、３はウォータポンプである。そ
して、上記エンジン本体１が運転状態になると、ウォー
タポンプ３が駆動され冷却水がエンジン本体１を通り、
サーモスタットバルブ４を介して循ＩＱする。ここで、
冷却水温度がサーモスタットバルブ４の設定温度以下で
は、バイパス通路５ａを通って再びエンジン本体１に循
環し、冷却水温度がサーモスタットバルブ４の設定温度
以上になると、エンジン本体Ｉより流出した冷却水はサ
ーモスタットバルブ４を介してラジェータ２に入り熱交
換され冷却水通路５ｂを経て再びエンジン本体１へと循
環する冷却水循環経路が構成されている。

上記エンジン本体１は、直列に並設される４気筒を形成
したシリンダブロック７と、各気筒６の上部に対応する
燃焼室８ａを形成したシリンダヘッド８とからなり、上
記シリンダヘッド８の各燃焼室６ａには第４図に示すよ
うに、それそ′れ吸気ポート９および排気ポートｌＯが
形成されている。

また、上記シリンダブロック７に形成した各気筒６の周
囲には、ウォータポンプ３より導入された冷却水が流れ
るウォータジャケット７ａが形成されており、この冷却
水は、上記ウォータジャケラ）７ａ内を矢印Ｆで示す各
気筒６の並びに沿って流れるようになっている。

さらに、」１記シリンダヘッド８の各燃焼室６ａの上方
には第２図に示すようにシリンダ列方向に沿って、各吸
気ポート９と排気ポートＩＯとの間に位置する上下２段
構造の第１冷却水通路１１と第２冷却水通路１２が形成
されており、上記第１冷却水通路Ｕの下方は、各燃焼室
６ａの外壁６ｂ間に穿設された冷却水通孔８ａを介して
シリンダブロック７のウォータジャケット７ａに連通さ
れていると共に、上記第１冷却水通路ｉｔと第２冷却水
通路１２の隔壁１３には、各燃焼室６ａの中央上部に対
応する連通孔１３ａが穿設されている。

そして、上記シリンダブロックのウォータジャケット７
ａ内にウォータポンプ３より吐出された冷却水は、各気
筒６の周囲を冷却すると共に、上記シリンダヘッド８の
冷却水通孔８ａから第１冷却水通路１１内へ流入されて
、各燃焼室６ａの外壁６ｂの周囲を冷却する。また上記
シリンダヘッド８の第１冷却水通路１１内を流通する冷
却水は、各燃焼室６ａの外壁６ｂ中央上部に対応する連
通孔１３ａより第２冷却水通路１２内に流入し、第２冷
却水通路１２の冷却水出口１２ａからサモスタット４を
介してラジェータ２またはバイパス通路５ａから冷却水
通路５ｂへ、そしてウォータポンプ３へと循環するよう
連通されている。

なお、上記各燃焼室６ａの外壁６ｂ中央上部に対応して
隔壁１３に形成された連通孔１３ａの断面積を自由に設
定することにより、各燃焼室６ａの外壁６ｂ−＼供給す
る冷却水量を均等に制御することができる。

以上のように構成された実施例では、エンジンのシリン
ダブロック７の一端よりウォータポンプ３を介して吐出
される冷却水は、各気筒６の周囲からシリンダヘッド８
の各燃焼室６ａの外壁６ｂ間に穿設した冷却水通孔８ａ
を通って第１冷却水通路１１内に導入される。上記第１
冷却水通路１１内の冷却水は各燃焼室６ａの外壁６ｂの
周囲を冷却して熱負荷の最も高い燃焼室６ａ上部の外壁
６ｂ中央に集合して連通孔１３ａより第２冷却水通路１
２に流通する循環経路が構成される。

このために、各燃焼室６ａの外壁６ｂの周囲を流れる冷
却水は、連通孔１３ａより速い流速で第２冷却水通路１
２内に流入するので、各燃焼室６ａの外壁６ｂの周面の
境界層が薄くなり、冷却能力が増大する。

また、シリンダブロック７よりシリンダヘッド８側へ流
入した冷却水の流量は、各燃焼室６ａの周囲で均等であ
り、しかも、燃焼室６ａの中央上部に向うにつれて流量
か増大するようになるので、冷却水のよどみ部がなくな
り、燃焼室６ａの外壁６ｂ上部側高温部の冷却効果か向
上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以上に説明したように、多気筒エンジ
ンにおいて、エンジンのシリンダブロック一端側よりウ
ォータポンプを介して送給される冷却水は、各気筒の周
囲からシリンダヘッドの各燃焼室外壁間を通って、冬服
・排気ポート間でシリンダ列方向に沿って形成された第
１冷却水通路内に導入され、ここで各燃焼室の外壁周囲
を均等に冷却した後、上記各燃焼室外壁中央上部の連通
孔より第２冷却水通路に集合してエンジン外部に流出す
るようになっているので、多気筒エンジンの各燃焼室ま
わりは勿論のこと、熱負荷の最も高くなる燃焼室頂部が
均等に冷却されるため、ノッキング現象の発生、および
シリンダヘッドのクラックやバルブシートの異常摩耗が
防止されて、エンジン性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４気筒エンジンにおける冷却水循環経
路の概略構成図、第２図は第１図の■−■断面図、第３
図は第２図の■−■断面図、第４図は第３図の■−ｉｖ
断面図、第５図は従来のシリンダヘッドの要部を示す横
断面図、第６図は従来の実施例を示すシリンダヘッドの
縦断面図である。 ■・・・エンジン本体、３・・・ウォータポンプ、６・
・・気筒、６ａ・・・燃焼室、６ｂ・・・外壁、７・・
・シリンダブロック、７ａ・・・ウォータジャケット、
８・・・シリンダヘッド、８ａ・・・冷却水通孔、９・
・・吸気ポート、１０・・・排気ポート、１１・・・第
１冷却水通路、１２・・・第２冷却水通路、１３・・・
隔壁、１３ａ・・・連通孔。 第１図 第３図 ｂ 第２図 ３ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数気筒からなる多気筒エンジンにおけるシリンダブロ
   ックの一側端より、ウォータポンプを介して送給された
   冷却水が上記シリンダブロックの各気筒間を連通するウ
   ォータジャケットよりシリンダヘッド側に流通するよう
   に構成された冷却装置において、 上記シリンダヘッドの各燃焼室外壁上方に、シリンダ列
   方向に沿って上記エンジンの各吸気ポートと排気ポート
   の間に第１冷却水通路と第２冷却水通路とを区画する隔
   壁を形成し、 上記第１冷却水通路の冷却水流入側を、隣接する上記燃
   焼室の外壁が連接される個所に穿設された冷却水通孔に
   よって、上記シリンダブロックのウォータジャケットに
   連通し、 上記第１冷却水通路の流出側を、上記隔壁に上記各燃焼
   室の中央上部に対応して穿設された連通孔によって、上
   記第２冷却水通路に連通してなることを特徴とするシリ
   ンダヘッドの冷却装置。