JPH0295717A - 水冷式エンジンのシリンダ冷却装置 - 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、水冷式エンジンのシリンダ冷却装置に関し、
具体的にはシリンダブロック内に、シリンダ回りの外側
を囲むように冷却水ジャケットを形成してシリンダの冷
却を行うシリンダ冷却装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

水冷式エンジンでは、そのシリンダブロック内に形成さ
れた複数気筒のシリンダ外側を囲むように冷却水ジャケ
ットが形成され、この冷却水ジャケット内に冷却水をウ
ォータポンプにより所定の循環経路に沿って流通させる
ことによりシリンダを囲む壁部からの発熱を吸収してシ
リンダの冷却を図るようにしている。

このシリンダ回りの冷却に関しては従来より種々な提案
がなされており、その−例としては、例えば、実開昭６
１−１２００３１号公報に記載されているように冷却水
ジャケット内に、冷却水の流れを変えるバッフルを設け
てエンジン暖機運転時、暖機運転完了時等に応じて冷却
水の流れを変えるようにしたもの、また、実開昭６１−
１２２３１９号公報に記載されているように冷却水ジャ
ゲットを温度勾配の大きいピストン上死点側の通水路と
、温度勾配の小さいピストン下死点側の通水路とに分割
し、下死点側の通水路より低温の冷却水が上死点側の通
水路に供給されるようにした２系統式の冷却装置などが
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来の先行技術によるシリンダ回りの冷却は、
そのいずれも、冷却水などの冷却媒体の流れをコントロ
ールしてシリンダの冷却効率を高める方式であった。

このような方式による場合、冷却媒体それ自体のもつ熱
容量のため、いかに流れをコントロールしても冷却能力
に制限を受けることより、特に急冷時の冷却の応答性が
悪く、またエンジン冷態時には過冷却となる現象も起き
て冷却損失を招く等の問題点があった。

また従来方式による場合は、冷却水温に対してきめの細
かい冷却コントロールができに＜＜、また構造的にも冷
却媒体の供給循環システムが複雑化する傾向が生じる等
の問題点もあった。

本発明は、上述の問題点に鑑み、従来方式のようなシリ
ンダの発熱を、それを吸収する側の冷却媒体の流れをコ
ントロールする方式に代えて、冷却媒体に伝わる伝熱量
（伝熱面積）をコントロールすることにより、冷却の応
答性がよく、また不必要な過冷却を避けて冷却損失の低
減を図ることができる水冷式エンジンのシリンダ冷却装
置を提（共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、本発明によるシリンダ冷却装
置は、シリンダ周りの外側を囲むようにシリンダブロッ
ク内に形成される冷却水シャケ・ソトを、その［［１方
向の中間部に介在した隔壁により区画して外側に主冷却
水ジャケットを、内側に副冷却水ジャケットを相互に連
通した形態に区画形成すると共に、 シリンダ周壁から上記副冷却水ジャケット内に向けて突
出する伝熱体を設け、該伝熱体は、シリンダ周壁からの
発熱温度あるいは冷却水温により伸長、収縮して所定温
度以下の縮小時は前記隔壁より離間し、所定温度以上の
伸長時は隔壁に当接して冷却水ジャケット部への伝熱面
積を可変化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、エンジン冷態時のように冷却水温
が所定温度以下の低い時は、伝熱体が縮小状態にあって
その先端が隔壁に対し離間している′ことから、伝熱体
から隔壁に直接伝熱作用が起らず、その主冷却水ジャケ
ット内の冷却水による熱吸収作用が抑制されるからエン
ジン過冷却が防止される。

またエンジン軽負荷時においてエンジン温度が上昇して
も、シリンダの発熱量および冷却水温に対応して伝熱体
の一部のみを隔壁に当接させることで、主冷却水ジャケ
ット内の冷却水による冷却量を調整可能にできるから、
不必要な冷却作用が避けられ、冷却損失を低減できる。

さらにエンジン温度が高温の時は、全部の伝熱体が伸長
して隔壁に当接することで伝熱面積および伝熱量が多く
なり、その主冷却水ジャケット内の冷却水による熱吸収
作用がフルに働くと同時に、その隔壁の内、外側面から
冷却水による熱吸収作用が行われ、且つ副冷却水ジャケ
ット内の冷却水によってもシリンダ壁部からの熱吸収作
用が行われるから冷却の応答性がよくなる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の具体的な実施例を例示の図面に基いて説
明する。

図において、符号１はシリンダブロック本体であり、２
はその本体１の内部に形成されたシリンダ、３はシリン
ダライナである。そして本体１の内部に形成される複数
のシリンダ２，２は、隣接するシリンダ２，２が隔壁１
ａにより区画されて形成され、また、ブロック本体１の
内部には上記各シリンダ２．２の回りを囲むように冷却
水ジャケット５が形成される。

本発明においては、上記冷却水ジャケット５がその１１
１方向の中間に介在した隔壁６により内、外に区画され
て、外側に、通常のエンジンの冷却水ジャケットに対応
する通路断面積を有した主冷却水ジャケット５ａが、ま
た内側に、それよりも通路断面積が小さく流水量の少な
い副冷却水ジャケット５ｂが区画形成されている。そし
て、これらの主冷却水ジャケット５ａと副冷却水ジャケ
ット５ｂの両者は、中間の隔壁６に設けた連通ロアを介
して相互に連通されていて、主冷却水ジャケット５ａ内
を流れる冷却水が、副冷却水ジャケッｈ５ｂ内に出入し
・て両者のジャケット５ａ、　５ｂ内における冷却水温
が一様になるようにしである。なお、副冷却水ジャケッ
ト５ｂは、主冷却水ジャケット５ａ内を流れる冷却水の
水温を適確に検知する目的を有するものであるから、そ
の水量は少くてよいが、流れがよどまないように前記連
通ロアの開口位置を適宜に選定している。

そしてさらに、その内側に形成された副冷却水ジャケッ
ト５ｂ内には、シリンダ周壁２ａより突出する多数個の
伝熱体８が露出されている。この伝熱体８は、温度を感
知して伸びたり、縮んだりする性質をもった材料、例え
ば、形状記憶合金のような材料で作られた突出物で、シ
リンダ周壁２ａからの発熱温度あるいは冷却水温により
その温度が所定温度以下の低温の時は図示のように縮小
状態にあってその先端が外側の隔壁６に対し所定のクリ
アランスをおいて離間し、また、温度が所定温度以上に
なった時は伸長してその先端が隔壁６に接触し、この接
触によってシリンダライナ３およびその周壁２ａから隔
壁６の側に伝熱できる機能を奏するようにしている。

この伝熱体８は、好ましくは温度に対する伸長度が異な
る複数種のものを、シリンダ周壁２ａにランダムに点在
配置して、前記温度が、成る所定温度になると伸長現象
が早い一部の伝熱体８のみが先行して隔壁６に伝熱作用
をなし、また温度か所定温度以上の高温になると全部の
伝熱体８がすべて全伸長して隔壁６に対する伝熱作用を
段階的に行なうように構成されていることが望ましいが
、この構成は特に限定されるものではない。またその伝
熱体８の配列は、例えばシリンダ２の周壁２ａにおいて
温度勾配の大きいピストン上死点側では密に、下死点側
では粗に配列してシリンダ上下方向の温度勾配に対応し
た配列構成にしてもよい。

また図示の実施例の場合、伝熱体８は突起状に形成され
ているが、これは面状に形成されたものでもよい。

このような伝熱体８は、シリンダブロック本体１の成型
過程において植立されるもので、例えばウェット・ライ
ナ方式のものでは、第３図に示すように伝熱体８を構成
する突出物（ビン）を予めライナ３の周囲に圧入方法で
植立セットし、この伝熱体８を植立したライナ３を、シ
リンダブロック１のライナ・セット位置に圧入嵌着する
方式、またドライ・ライナ方式では、鋳造中子に伝熱体
８を構成するピンを埋め込んでおいて、その中子を用い
てライナ３を同時に鋳込むことによりライナ３の外壁に
伝熱体８が植立セットされたシリンダブロック本体１を
成型することができる。この伝熱体８の形成方法は、上
述の方法以外に適宜の手段が考えられ、特にその形成方
法に特定されるものではない。

このように構成された実施例の作用を説明すると、エン
ジンの作動により図示しないウォータポンプからの冷却
水が所定の供給、循環システムにならって第２図に矢印
で示す経路より主冷却水ジャケット５ａ内に流入され、
この主冷却水ジャケラ）５ａ内を流れる冷却水の一部は
連通ロアを介して副冷却水ジャケット５ｂ内に流れて両
者のジャケノ）５ａ、５ｂ内における冷却水温が一様に
なる。

そしてシリンダ２の発熱によりシリンダ周壁２ａの温度
が上昇し、これに対応して冷却水温も上Ｒするが、エン
ジン冷態時のように冷却水温が所定温度以下の低い時は
、伝熱体８が縮小状態にあってその先端が隔壁６に対し
離間していることから隔壁６の主冷却水ジャケラｔ−５
ａに対する伝熱作用がなく、主冷却水ジャケット５ａ内
の冷却水による熱吸収作用が起らないから、エンジンの
過冷却が防止され、暖機が促進される。

またエンジン暖機過程あるいはエンジン軽負荷時におい
てエンジン温度が上昇しても、シリンダの発熱量が少い
時は、冷却水温が低くシリンダ壁温も低いため、伸長度
の早い一部の伝熱体８のみが隔壁６に当接して、その伝
熱作用による熱量が少ないことから不必要な冷却作用が
避けられ、冷却損失を低減できる。

そして高負荷運転時など、冷却水温およびシリンダ壁温
が所定温度以上に高温となった時は、伝熱体８の全部が
全伸長して隔壁６に対する伝熱面積および伝熱量が多く
なることで、主冷却水シャケ′ット５ａ内の冷却水によ
る熱吸収作用がフルに働く　。

特にこの高温状態の時、隔壁６の内、外画面から主冷却
水ジャケット５ａと副冷却水ジャケット５ｂ内の冷却水
による熱吸収作用がなされ、また副冷却水ジャケット５
ｂ内の冷却水によりシリンダ壁部からの熱吸収作用もな
されるから、冷却の応答性がよくなる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、冷却水ジャケ
ット内の冷却媒体（冷却水）による熱吸収の熱量および
面積を可変にコントロールする方式であるから、次に述
べるような効果が得られる。

■、エンジン冷態時においては、冷却作用を抑制して過
冷却を防止できることで、暖機時間を短縮でき、暖機中
の無駄な冷却損失をなくしてそれに要する燃料消費を節
減できる。

■、また暖機完了後もエンジン温度に対応した冷却量の
調整が可能となり、軽負荷時の冷却損失およびそれに要
した燃料消費を軽減できる。

■、さらにエンジン温度が高温の時は冷却量が増大して
冷却の応答性がよくなることで、エンジン運転時のノッ
クの低減１発生防止が可能となり、自動車用エンジンに
おいては走行フィーリングの向上が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るシリンダブロックの一
部を横断して示した平面図、第２図はその第１図の■−
■線に沿う断面図、第３図および第４図は伝熱体の形成
要領を説明するための説明図である。 １・・・シリンダブロック本体、２・・・シリンダ、３
・・・シリンダライナ、５・・・冷却水ジャケット、５
ａ・・主冷却水ジャケット、５ｂ・・・副冷却水ジャケ
ット、６・・・隔壁、７・・・連通口、８・・・伝熱体
。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ周りを囲むようにシリンダブロック内に形成さ
   れる冷却水ジャケットを、その巾方向の中間部に介在し
   た隔壁により区画して外側に主冷却・水ジャケットを、
   内側に副冷却水ジャケットを相互に連通した形態に区画
   形成すると共に、シリンダ周壁から上記副冷却水ジャケ
   ット内に向けて突出する伝熱体を設け、該伝熱体は、シ
   リンダ周壁からの発熱温度あるいは冷却水温により伸長
   、収縮して所定温度以下の縮小時は前記隔壁より離間し
   、所定温度以上の伸長時は隔壁に当接して冷却水ジャケ
   ット部への伝熱面積を可変化してなることを特徴とする
   水冷式エンジンのシリンダ冷却装置。