JPH04134648U - シリンダライナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダライナの周方向における温度を均一
にし、しかもライナ内周面の真円度を出しやすく、生産
も容易とする。 【構成】 多気筒エンジンのシリンダブロック１７の各
々のボア部に、外周面に複数個の環状溝４とこれに接続
する縦方向溝を形成したシリンダライナ１が嵌装され
る。そしてライナ上部の環状溝４底には、クランク軸線
から±４５度の範囲にわたって、熱伝導性の良好な金属
である銅合金の溶射層１６を被覆した。したがって、環
状溝４とシリンダブロック１７のボア部内周面１８とで
画定される冷却液通路１９の断面積はスラスト−反スラ
スト方向部位で大きく、クランク軸方向部位で小さくな
り、クランク軸方向部位の流速がスラスト−反スラスト
方向部位よりも大きくなり、クランク軸方向部位で冷却
能力が高くなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は多気筒エンジンのシリンダライナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近シリンダライナの外周面とシリンダブロックのボア部内周面の何れか片方 又は双方に設けた溝に冷却液を流すシリンダライナの冷却構造が注目されている 。これは、古くから用いられているジャケット方式の冷却構造に比べ、シリンダ ライナの部位に応じて冷却をコントロールすることが容易であることによるもの である。

【０００３】 そしてシリンダライナの軸方向の各部位に応じた冷却を実現するため、例えば 実開昭６３−１６８２４２号は、外周面に複数の環状溝群を形成したシリンダラ イナを提案している。

【０００４】 しかしながら、多気筒エンジンにおいて、この種の溝付ライナを用いた場合で も、スラスト−反スラスト方向部位は冷却されやすく、クランク軸方向部位は冷 却されにくい傾向にある。このため、シリンダライナの周方向の温度分布が不均 一になってしまう。そしてこの周方向の温度差はシリンダライナ上部において大 きい。

【０００５】 上記の問題を解決するため、先に特開平３−７８５１７号にシリンダライナの 外周面を円筒形とし、周方向溝の溝底はクランク軸方向を長軸、スラスト−反ス ラスト方向を短軸とする楕円形としたシリンダライナが提案されている。このシ リンダライナの周方向溝内を流れる冷却液の流速はクランク軸方向部位において 大きくなり、その部位の冷却能力が大きいことが特徴である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 しかしこの種のシリンダライナは、肉厚が周方向において一様でないため、シ リンダライナの内周面の真円度が出にくいこと、および周方向の溝加工にカム旋 削を必要とし、生産が容易でないことの二つの問題があった。

【０００７】 本考案は上記点に鑑みてなされたもので、ライナの周方向における温度を均一 にでき、しかもライナ内周面の真円度を出しやすく、生産も容易であるシリンダ ライナを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の構成は、多気筒エンジンのシリンダブロックの各々のシリンダボアに 装着され、外周面に環状溝とこれに接続する縦方向溝が複数個形成され、前記溝 内に冷却液を流通させるシリンダライナにおいて、ライナの内周面、外周面と同 心の円筒面をなす前記環状溝底のクランク軸方向部位に金属の溶射層を被覆し、 前記環状溝の断面積を変化させたことを特徴とする。

【０００９】 そして、金属の溶射層は、クランク軸線から最大で±４５度の範囲で、少なく とも±３０度の範囲にわたって設けるのがよい。

【００１０】

【作用】

シリンダライナの環状溝底にクランク軸線から最大で±４５度の範囲で設けら れた金属の溶射層は、この部分の環状溝の冷却液通路断面積を他の部分に比べて 小さくする。このため冷却液の流速が増し、熱伝達係数が大きくなる結果、クラ ンク軸方向部位を冷却する能力が大きくなる。その結果、シリンダライナの円周 方向の温度分布が一様になる。

【００１１】 また、溶射層を設けるシリンダライナは内周面、外周面、及び環状溝底面が同 心の円筒面をなすので、ライナ肉厚が周方向において一様で内周面の真円度を出 しやすく、またカム旋削を必要としないので生産も容易である。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。直列４気筒の油冷ガソリ ンエンジンにおいて、シリンダライナの外周面は冷却液溝を有している。即ち、 図２において、シリンダライナ１は上端に鍔部２を備え、この鍔部２の下方のラ イナ外周面３に、軸方向に間隔をおいて１８個の環状溝４を形成する。これらの 環状溝４底とライナ外周面３及びライナ内周面は同心の円筒面をなしている。そ して、これらの環状溝４は３つの環状溝群に分けられる。

【００１３】 この３つの環状溝群は、ライナ上端側の第１番目の環状溝４から第３番目の環 状溝４までの第１環状溝群４Ａ、第４番目の環状溝４から第９番目の環状溝４ま での第２環状溝群４Ｂ、第１０番目の環状溝４から最後の第１８番目の環状溝４ までの第３環状溝群４Ｃからなる。

【００１４】 そして第１環状溝群４Ａには、ライナ周方向の１８０度離れた２つの位置に、 環状溝４同士を連通させる２本の縦方向溝５，６が形成され、一方の縦方向溝５ が冷却液の入口をなし、他方の縦方向溝６が冷却液の出口をなす。

【００１５】 同様に、第２環状溝群４Ｂにも、第１環状溝群４Ａの縦方向溝５，６と周方向 において同一の２つの位置に、環状溝４同士を連通させる２本の縦方向溝７，８ が形成され、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口側に位置する縦方向溝７が冷却液 の入口をなし、他方の縦方向溝８が冷却液の出口をなす。

【００１６】 また、第３環状溝群４Ｃにも、同様に、第２環状溝群４Ｂの縦方向溝７，８と 周方向において同一の２つの位置に、環状溝４同士を連通させる２本の縦方向溝 ９，１０が形成され、第２環状溝群４Ｂの冷却液の出口側に位置する縦方向溝９ が冷却液の入口をなし、他方の縦方向溝１０が冷却液の出口をなす。

【００１７】 そして、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口をなす縦方向溝６と、第２環状溝群 ４Ｂの冷却液の入口をなす縦方向溝７とは、これらの縦方向溝６，７と周方向に おいて同一の位置に設けられた縦方向溝１１で直列に連通されている。

【００１８】 また、同様に、第２環状溝群４Ｂの冷却液の出口をなす縦方向溝８と、第３環 状溝群４Ｃの冷却液の入口をなす縦方向溝９とは、これらの縦方向溝８，９と周 方向において同一の位置に設けられた縦方向溝１２で直列に連通されている。

【００１９】 ライナ外周面３の下部には排出溝が形成されている。即ち、ライナ１の外周面 ３において、第３環状溝群４Ｃの出口をなす縦方向溝１０の下端に接続しその延 長線上に配置する縦方向溝１３と、これの下端に接続する環状溝１４と、これに 上端が接続しライナ１の下端まで延びる縦方向溝１５とからなる。そしてライナ 下端まで延びる縦方向溝１５は２個設けられ、周方向において互いに１８０度離 れた位置に配置している。

【００２０】 なお、これらの排出溝１３，１４，１５は、冷却液として冷却油を使用し、そ れをオイルパンに排出するために形成したものであり、例えば冷却液として冷却 水を使用する場合には、シリンダブロックに設けた排出路に冷却水が流出するよ うに構成する。勿論、冷却油の場合もシリンダブロックの排出路に流出させるよ うに構成してもよい。

【００２１】 そしてこのシリンダライナ１の第１環状溝群４Ａの３つの環状溝４底に、図１ に示すように、クランク軸線（図１においてＦ−Ｒ線）から±４５度の範囲にわ たって、熱伝導性の良好な金属である銅合金の溶射層１６を被覆した。ここで、 溶射を一定の範囲に行うには、種々の方法があるが、本実施例では溶射しない部 分にマスキングを施す方法によった。

【００２２】 このシリンダライナ１の主要な寸法は以下の通りであった。 内径 ：８４ｍｍ 外径 ：９３ｍｍ 環状溝幅 ：２．５ｍｍ 環状溝深さ（クランク軸方向部位） ：１ｍｍ 環状溝深さ（スラスト−反スラスト方向部位） ：１．５ｍｍ 縦方向溝幅 ：２０ｍｍ 縦方向溝深さ ：１．５ｍｍ 冷却液通路断面積比 ：０．６７ （クランク軸方向部位／スラスト−反スラスト方向部位）

【００２３】 このシリンダライナ１がシリンダブロック１７（図３参照）の各々のボア部に 嵌装され、環状溝４とシリンダブロック１７のボア部内周面１８とで画定される 空間が冷却液通路１９をなすが、第１環状溝群４Ａにおいては、冷却液通路１９ の断面積は周方向において同一ではなく、スラスト−反スラスト方向部位で大き く（図４参照）、クランク軸方向部位で小さくなる（図５参照）。そして第２環 状溝群４Ｂと第３環状溝群４Ｃにおいては、冷却液通路１９の断面積は周方向に おいて同一をなす。

【００２４】 以下に冷却油の流れを説明すると、シリンダブロック１７に設けられた冷却油 の供給路を通って、シリンダライナ１の第１環状溝群４Ａの入口をなす縦方向溝 ５に流入した冷却油は、第１環状溝群４Ａの環状溝４を１８０度反対側の方へ流 れていき、第１環状溝群４Ａの出口をなす縦方向溝６から第２環状溝群４Ｂの入 口をなす縦方向溝７へ流入する。

【００２５】 そして、第２環状溝群４Ｂの環状溝４を１８０度反対側の方へ流れていき、第 ２環状溝群４Ｂの出口をなす縦方向溝８から第３環状溝群４Ｃの入口をなす縦方 向溝９へ流入する。

【００２６】 そして、第３環状溝群４Ｃの環状溝４を１８０度反対側の方へ流れていき、第 ３環状溝群４Ｃの出口をなす縦方向溝１０からそれに連続する縦方向溝１３に入 り、環状溝１４に流入して、環状溝１４を周方向に流れて最下端の２つの縦方向 溝１５から図示外のクランクシャフトの主軸上に落下した後、図示外のオイルパ ンに流れ落ちる。

【００２７】 以上の場合、３つの環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃにおける環状溝４の総断面積は 上部ほど小さくなり、各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃを流れる冷却油の流速は、上 部の環状溝群ほど大きくなる。したがって、ライナ上部にいくほど冷却油の熱伝 達係数は大きくなり、冷却能力が大きくなって、ライナ軸方向の温度勾配に対応 した適切な冷却がなされる。

【００２８】 そして、本案にあっては、更に、第１環状溝群４Ａにおいて、環状溝４の断面 積が周方向に変化しており、スラスト−反スラスト方向部位で大きく、クランク 軸方向部位で小さくなっているので、冷却油の流速はスラスト−反スラスト方向 部位で小さく、クランク軸方向部位で大きくなる。そのため、クランク軸方向部 位の冷却能力がスラスト−反スラスト方向部位の冷却能力よりも大きくなり、ラ イナ１の周方向における温度を均一にできる。

【００２９】 上記直列４気筒の油冷ガソリンエンジンを下記の条件で運転し、シリンダライ ナ１の上部のライナ壁温度を周方向の異なる位置で測定した。 エンジン運転条件 回転数： ３５００ｒｐｍ 負荷 ： ４／４ 冷却油流量 ２８ｌ／ｍｉｎ 冷却油温度（シリンダブロック入口） １００℃ 第３シリンダのシリンダライナ１の壁温度は図６に示す通りであった。即ち、 クランク軸方向部位 １７８．２℃−１７５．８℃ スラスト−反スラスト方向部位 １６１．７℃−１５９．８℃ 比較のため、溶射層を設けなかった従来の場合は図７に示す通りであった。即 ち、 クランク軸方向部位 １８５．４℃−１８０．０℃ スラスト−反スラスト方向部位 １６１．５℃−１６１．１℃

【００３０】 なお、上記では３つの環状溝群に分けたが、この他、２あるいは４以上の環状 溝群に分けてもよい。また、本考案の適用される冷却液溝の構成は上記環状溝群 構成に限ることは勿論なく、複数個の環状溝とこれに接続する縦方向溝が設けら れているものであればよい。

【００３１】 また、上記では、ライナ上部の環状溝に金属の溶射層を設けたが、勿論これよ り下方の環状溝にも金属の溶射層を設けるようにしてもよい。

【００３２】 また、溶射層の金属は銅合金以外の金属でも勿論よいが、熱伝導性の良好な金 属がよい。

【００３３】 また、クランク軸方向部位の冷却液通路断面積とスラスト−反スラスト方向部 位の冷却液通路断面積の比は、０．５〜０．７５の範囲にあることが好ましい。 これは０．５より小さいと冷却液の圧力損失が過大となり冷却液を圧送するポン プの負担が大きくなって不利であり、０．７５より大きいとクランク軸方向部位 を充分冷却できないためである。

【００３４】 また、上記例では溝の断面形状が矩形状であるが、特に制限はなく、Ｖ字形、 半円形などでもよい。しかし伝熱面積を大きくするためには矩形や正方形がよい 。

【００３５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、多気筒エンジンにおいて、クランク軸方 向部位の冷却能力が高く、シリンダライナの周方向における温度を均一にできる 。そしてシリンダライナの内周の真円度を出しやすく、生産も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダライナを嵌装したシリンダブロックに
おいて金属溶射層を設けた環状溝部分の横断面図であ
る。

【図２】シリンダライナの外周面の一部を示す展開図で
ある。

【図３】シリンダライナを嵌装したシリンダブロックの
平面図である。

【図４】シリンダライナを嵌装したシリンダブロックに
おいて金属溶射層を設けた環状溝部分のスラスト−反ス
ラスト方向部位の縦断面図である。

【図５】シリンダライナを嵌装したシリンダブロックに
おいて金属溶射層を設けた環状溝部分のクランク軸方向
部位の縦断面図である。

【図６】本考案のシリンダライナの周方向における温度
を示す図である。

【図７】従来のシリンダライナの周方向における温度を
示す図である。

【符号の説明】

１ シリンダライナ ２ 鍔部 ３ ライナ外周面 ４ 環状溝 ４Ａ 第１環状溝群 ４Ｂ 第２環状溝群 ４Ｃ 第３環状溝群 ５、６、７、８、９、１０、１１、１２ 縦方向溝 １３、１４、１５ 排出溝 １６ 金属溶射層 １７ シリンダブロック １８ ボア部内周面 １９ 冷却液通路 Ｔ スラスト位置 ＡＴ 反スラスト位置 Ｆ 前位置 Ｒ 後位置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒エンジンのシリンダブロックの各
   々のシリンダボアに装着され、外周面に環状溝とこれに
   接続する縦方向溝が複数個形成され、前記溝内に冷却液
   を流通させるシリンダライナにおいて、ライナの内周
   面、外周面と同心の円筒面をなす前記環状溝底のクラン
   ク軸方向部位に金属の溶射層を被覆し、前記環状溝の断
   面積を変化させたことを特徴とするシリンダライナ。
2. 【請求項２】 多気筒エンジンのシリンダブロックの各
   々のシリンダボアに装着され、外周面に環状溝とこれに
   接続する縦方向溝が複数個形成され、前記溝内に冷却液
   を流通させるシリンダライナにおいて、ライナの内周
   面、外周面と同心の円筒面をなす前記環状溝底に、クラ
   ンク軸線から最大で±４５度の範囲で、少なくとも±３
   ０度の範囲にわたって金属の溶射層を被覆し、前記環状
   溝の断面積を変化させたことを特徴とするシリンダライ
   ナ。