JPH0540267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、シリンダブロツクを潤滑油で冷却す
るようにしたエンジンの冷却構造に関するもので
ある。

［従来の技術］ シリンダブロツクを潤滑油で冷却するようにし
たエンジンの冷却システムはよく知られており、
このものは冷却容量が比較的小さく、したがつて
シリンダブロツクの過冷却が防止されるので、ピ
ストンとシリンダとの間の潤滑を行なう潤滑油の
温度低下（粘度増大）による抵抗損失が低減され
るとともに、熱損失が低減され、燃費性が向上す
るといつた長所を有する。

このような冷却システムとしては、例えば、第
３図に示すように、比較的低温に維持される必要
があるシリンダヘツド１にはウオータジヤケツト
２を設け、ウオータポンプ３、ラジエータ４、サ
ーモスタツト５等を備えた冷却水供給系統６によ
つてシリンダヘツド１を比較的強く冷却する一
方、比較的高温に維持される必要があるシリンダ
ブロツク７にはオイルジヤケツト８を設け、オイ
ルポンプ９、オイルクーラ１０、サーモスタツト
１１等を備えた潤滑油供給系統１２によつてシリ
ンダブロツク７を比較的緩く冷却するようにした
ものが提案されている（特開昭59−10726号参
照）。しかし、この従来のものは、前記したとお
りオイルジヤケツト８の冷却容量が小さいので、
高回転・高負荷時にはトツプデツキ１３付近のシ
リンダ壁温が上昇し、ピストンやピストンリング
のスカツフ焼付が生じたり、あるいは異常燃焼が
発生する恐れがあるといつた問題があつた。

そこで、トツプデツキ付近のシリンダ壁温の過
上昇を防止するため、第４図に示すように、シリ
ンダブロツク２１にオイルジヤケツト２２を設
け、潤滑油供給系統２３によつてシリンダブロツ
ク２１の冷却を行なう一方、トツプデツキ２４近
傍においてシリンダ周りに冷却容量の大きいウオ
ータジヤケツト２５を設けてトツプデツキ２４ま
わりのシリンダ壁を強く冷却するようにしたもの
が提案されている。あるいは、第５図に示すよう
に、シリンダブロツク３１に上段オイルジヤケツ
ト３２と下段オイルジヤケツト３３とを設け、潤
滑油供給系統３４によつて潤滑油をまず下段オイ
ルジヤケツト３３に供給してシリンダブロツク３
１を比較的緩やかに冷却した後、下段オイルジヤ
ケツト３３から排出される潤滑油を水冷式オイル
クーラ３５で強く冷却して上段オイルジヤケツト
３２に供給し、トツプデツキ３６付近の壁温の過
上昇を防止するようにしたものが提案されてい
る。ところが、第４図と第５図とに示すこれらの
冷却システムでは、トツプデツキ付近の壁温の過
上昇は有効に防止されるが、エンジンの暖機運転
時にはシリンダのピストンスカートと接触する部
分の壁温の上昇が遅くなるので、この間ピストン
とシリンダの間の潤滑を行なう潤滑油の粘度が高
くなり抵抗損失の増大を招き燃費性が悪化すると
いつた問題があつた。

このため、第６図に示すように、制御回路４０
を設け、水温センサ４１によつて検出される冷却
水温度と油温センサ４２によつて検出される潤滑
油温度とを入力情報としてエンジンが暖機時であ
るか否かを判定して、エンジン暖機時には第１開
閉弁４３を閉じてシリンダブロツク４４に設けら
れたオイルジヤケツト４５への潤滑油供給を停止
するとともに、第２開閉弁４６を開いて、オイル
ジヤケツト４５内の潤滑油をオイルパン４７へ戻
し、シリンダブロツク４４の冷却が行なわれない
ようにして、エンジン暖機時のシリンダブロツク
４４の温度上昇を促進するようにしたものが提案
されている。しかし、このものは、第３図に示す
従来のものと同様、高回転・高負荷時にはトツプ
デツキ４８付近のシリンダブ壁温が過上昇すると
いつた問題があつた。

［考案の目的］ 本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたも
のであつて、簡単な構造で、高回転・高負荷時に
おいてはシリンダ壁温の過上昇を有効に防止して
エンジンの信頼性を向上させる一方、暖機時ある
いは低回転低負荷時においてはシリンダ壁温の低
下によつて生じる抵抗損失を低減し燃費性を向上
させるエンジンの冷却構造を提供することを目的
とする。

［考案の構成］ 本考案は上記の目的を達するため、シリンダヘ
ツド内に第１ウオータジヤケツトが設けられる一
方、シリンダブロツク内に第２ウオータジヤケツ
トが設けられたエンジンの冷却構造において、上
記第２ウオータジヤケツトがシリンダブロツクの
トツプデツキ近傍に配置され、該第２ウオータジ
ヤケツトの下方において、シリンダブロツクのシ
リンダ外周部付近にオイルジヤケツトが設けら
れ、オイルパンからシリンダヘツド内に供給され
た潤滑油を通す潤滑油流通空間部シリンダヘツド
内に設けられ、該潤滑油流通空間部内の潤滑油を
オイルジヤケツトに導入する潤滑油導入通路が設
けられ、かつオイルジヤケツト内の潤滑油をオイ
ルパンに戻す潤滑油案内通路が設けられ、かつ、
上記潤滑油流通空間部内の潤滑油が第１ウオータ
ジヤケツト内の冷却水と熱交換できるように、上
記潤滑油流通空間部が第１ウオータジヤケツトに
近接して設けられていることを特徴とするエンジ
ンの冷却構造を提供する。

［考案の効果］ 本考案によれば、エンジンの暖機時には、シリ
ンダヘツドに供給された潤滑油が温度上昇の速い
第１ウオータジヤケツト内の冷却水によつて加熱
され、温度が上昇してシリンダブロツクに設けら
れたオイルジヤケツトに導入されるので、シリン
ダ壁面の冷却が抑制され、この分だけシリンダ壁
温の上昇が速くなりピストンとシリンダとの間の
潤滑油を行う潤滑油の粘性を低くすることがで
き、ピストンの抵抗損失を低減できる。

また、潤滑油温度が低下する低回転・低負荷時
には、シリンダヘツドに供給された潤滑油は、こ
れより温度が高い第１ウオータジヤケツト内の冷
却水によつて加熱されてオイルジヤケツトに導入
されるので、シリンダ壁面の冷却が抑制され、こ
の分だけシリンダ壁温の低下が防止されたピスト
ンの抵抗損失を低減できる。

一方、潤滑油温度が高くなる高回転・高負荷時
には、シリンダヘツドに供給された潤滑油は、こ
れより温度が低い第１ウオータジヤケツト内の冷
却水によつて冷却されてオイルジヤケツトに導入
されるので、シリンダ壁面の冷却が促進されてと
くにトツプデツキ付近のシリンダ壁温の過上昇が
有効に防止され、ピストンやピストンシリンダの
焼付あるいは異常燃焼が発生せず、エンジンの信
頼性を向上させることができる。

また、第２ウオータジヤケツトが、シリンダブ
ロツクのトツプデツキ近傍に配置されているの
で、トツプデツキ付近のシリンダ壁温の過上昇が
一層有効に防止される。

このようにして、格別制御手段を設けることな
く簡単な構造で、暖機時及び低回転・低負荷時の
ピストンの抵抗低減と、高回転・高負荷時のエン
ジンの信頼性の向上とが図れる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、エンジンＥは、シリンダ
ヘツド５０とシリンダブロツク５１とを中心とし
て構成され、シリンダヘツド５０の上側にはシリ
ンダヘツドカバー５２が取付けられ、シリンダブ
ロツク５１の下側には潤滑油を貯留するオイルパ
ン５３が取付けられている。

上記シリンダヘツド５０の内部には燃焼室５４
に吸気を供給するための吸気ポート５５と、燃焼
室５４内の燃焼ガスを排出するための排気ポート
５６とが形成されるとともに、エンジンＥを冷却
するための冷却水を通す第１ウオータジヤケツト
５７が形成されている。一方、シリンダブロツク
５１内にはシリンダ５８が設けられ、このシリン
ダ５８内にはピストン５９が摺動自在に嵌入さ
れ、ピストン５９とシリンダ５８内面との隙間は
ピストンリング６１によつてシールされている。
また、トツプデツキ６２近傍においてシリンダブ
ロツク５１には、トツプデツキ６２付近のシリン
ダ５８の壁温の過上昇を防止するための第２ウオ
ータジヤケツト６３が形成されている。

ところで、ピストン５９とシリンダ５８内面と
の摺動部とクランク軸６４、コネクチングロツド
６５等で構成される出力軸系６６とは後で詳しく
説明するように潤滑油で潤滑されるようになつて
いるが、この潤滑油はシリンダ５８の壁温が低い
ときには温度が低下して粘度が高くなり抵抗損失
が増大する。そこで、シリンダ５８の壁温の過冷
却を防止し、シリンダ５８の壁温を適正に維持す
るために、シリンダブロツク５１はシリンダヘツ
ド５０に供給される潤滑油によつて比較的緩やか
に冷却されるようになつている。このため、シリ
ンダブロツク５１には第２ウオータジヤケツト６
３より下方となる位置において上記冷却用潤滑油
を通すためのオイルジヤケツト６７が設けられて
いる。そして、シリンダヘツド５０ないしシリン
ダヘツドカバー５２内に設けられたカム軸６８等
で構成される動弁系６９を潤滑した潤滑油をオイ
ルジヤケツト６７に導入するために、シリンダヘ
ツド５０には潤滑油導入通路７１が設けられる一
方、シリンダブロツク５１には上記潤滑油導入通
路７１とオイルジヤケツト６７とを連通する潤滑
油導入孔７２が設けられている。さらにシリンダ
ブロツク５１内にはオーバーフロー穴７３を介し
てオイルジヤケツト６７から流出する潤滑油をオ
イルパン５３に案内するための潤滑油案内通路７
４が設けられている。

そして、上記出力軸系６６ないしシリンダ５８
内壁面と上記動弁系６９とに潤滑油を供給するた
めに潤滑油供給系統７５が設けられ、この潤滑油
供給系統７５には、オイルパン５３から潤滑油の
流れ方向にみて、上流側から順に、潤滑油中のご
みないし不純物を除去するオイルストレーナ７６
と、オイルパン５３内の潤滑油を要潤滑部に送給
するオイルポンプ７７と、オイルポンプ７７から
吐出された潤滑油を通すメインギヤラリ７８とが
設けられている。そして、潤滑油供給系統７５は
メインギヤラリ７８下流で動弁系統７９と出力軸
系統８１とに分岐されている。

以下、出力軸系６６と動弁系６９とに供給され
る潤滑油の流れとその作用について説明する。オ
イルパン５３内に貯留された潤滑油は、順にオイ
ルストレーナ７６とオイルポンプ７７とを介して
メインギヤラリ７８に送給され、この後潤滑油の
一部は出力軸系統８１を介して、ピストン５９と
シリンダ５８内壁面との摺動部、及び出力軸系６
６の潤滑を行なつた後、オイルパン５３に流下す
る。

一方、出力軸系統８１側に供給されない残りの
潤滑油はメインギヤラリ７８から動弁系統７９を
介してシリンダヘツド５０内ないしシリンダヘツ
ドカバー５２内に供給され、動弁系６９の潤滑を
行なう。この動弁系６９を潤滑した潤滑油は、矢
印ａで示すように第１ウオータジヤケツト５７が
直下に配設されたシリンダヘツド５０内部の壁面
に流下し、矢印ｂで示すように上記壁面上を第１
ウオータジヤケツト５７内の冷却水と熱交換を行
ないつつ流れ、次いで矢印ｃ，ｄで示すように潤
滑油導入通路７１に流入し、矢印ｅで示すように
潤滑油導入孔７２を通してオイルジヤケツト６７
に流入する。

上記の潤滑油と冷却水との熱交換において、エ
ンジン暖機運転時においては、冷却水の温度上昇
速度が潤滑油の温度上昇速度より大きいので、冷
却水温度は潤滑油温度よりも高くなり、潤滑油は
加熱されてオイルジヤケツト６７に導入される。
したがつて、エンジンの暖機運転時には、この加
熱された潤滑油によつてシリンダ壁面の冷却が抑
制され、この分だけシリンダ５８の壁面の温度上
昇が促進され、ピストン５９とシリンダ５８内壁
面との間の潤滑を行なう潤滑油の粘度が低くな
り、ピストン５９とシリンダ５８との摺動抵抗が
低減される。

また、低回転・低負荷時には、エンジンＥの発
熱が少なく、かつ摩擦熱の発生量が少ないので動
弁系６９から流下する潤滑油温度は適正値より低
下する。これに対して、第１ウオータジヤケツト
５７内の冷却水はサーモスタツト（図示せず）に
よつてほぼ所定の一定温度に制御されているので
温度が低下せず、このとき冷却水温度は潤滑油温
度よりも高くなる。このため、動弁系６９から流
下する低温の潤滑油は第１ウオータジヤケツト５
７内の冷却水によつて加熱され、この加熱された
潤滑油がオイルジヤケツト６７に導入されるので
シリンダ壁面の冷却が抑制され、この分だけシリ
ンダ５８の壁温の過冷却が有効に防止され、ピス
トン５９とシリンダ５８との摺動抵抗が低減され
る。

一方、高回転、高負荷時には、エンジンＥの発
熱が多く、かつ摩擦熱の発生量が多いので動弁系
６９から流下する潤滑油の温度は適正値より上昇
する一方、第１ウオータジヤケツト５７内の冷却
水温度は前記したように所定の一定温度に維持さ
れ、冷却水温度は潤滑油温度より低くなる。この
ため、動弁系６９から流下する高温の潤滑油は第
１ウオータジヤケツト５７内の冷却水によつて冷
却され、この冷却された潤滑油がオイルジヤケツ
ト６７に導入されるので、これによつてシリンダ
壁面の冷却が促進され、この分だけシリンダ５８
の壁温の過上昇が防止され、ピストン５９とシリ
ンダ５８との間の摺動面を潤滑する潤滑油の粘度
が高くなり、ピストン５９あるいはピストンリン
グ６１のスカツフ焼付や異常燃焼が有効に防止さ
れる。

なお、本実施例では、トツプデツキ６２近傍の
シリンダブロツク５１に第２ウオータジヤケツト
６３を配設しているので、局部的にとくに高温と
なるトツプデツキ６２付近のシリンダ５８を集中
的に冷却でき、高回転・高負荷時の上記のような
焼付あるいは異常燃焼がより完全に防止できるよ
うになつている。上記第２ウオータジヤケツト６
３は、いわゆるクローズドデツキとなつている
が、シリンダヘツド５０内の第１ウオータジヤケ
ツト５７と一体的に形成する、いわゆるオープン
デツキとしてもよい。

以上のようにしてシリンダ５８の壁温制御が行
なわれた場合のシリンダ５８の壁温のトツプデツ
キ６２から下方への距離に対する特性の例を第２
図に示す。第２図に示すように、エンジンの暖機
運転時及び低回転低負荷時には、本案によれば曲
線G₄で示すように従来のものG₃に比較してシリ
ンダ５８の壁温が高くなり前記したように摺動抵
抗が有効に低減され、一方、高回転高負荷時に
は、本案によれば曲線G₂で示すように従来のも
のG₁に比較してシリンダ５８の壁温が低くなり
前記したようにピストン５９の焼付や異常燃焼が
有効に防止される。

再び第１図に示すように、オイルジヤケツト６
７に導入された潤滑油は、矢印ｆ，ｇで示すよう
に流れて前記したようにシリンダ５８と熱交換を
行なつた後、オーバーフロー穴７３を介して矢印
ｈで示すように潤滑油案内通路７４にオーバーフ
ローし、この後矢印ｉで示すようにオイルパン５
３に還流する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかるエンジン冷却構造を備
えたエンジンの正面断面説明図である。第２図
は、第１図に示すエンジンのシリンダの壁温のト
ツプデツキからの距離に対する特性を示す図であ
る。第３図は、シリンダブロツクを潤滑油で冷却
する冷却構造を備えた従来のエンジンの正面断面
説明図である。第４図と第５図とは、夫々トツプ
デツキ付近のシリンダ壁をとくに強く冷却しつつ
シリンダブロツクを潤滑油で冷却する冷却構造を
備えた従来のエンジンの正面断面説明図である。
第６図は、暖機運転時のシリンダ壁温の上昇を促
進しつつシリンダブロツクを潤滑油で冷却する冷
却構造を備えた従来のエンジンである。 Ｅ……エンジン、５０……シリンダヘツド、５
１……シリンダブロツク、５３……オイルパン、
５７……第１ウオータジヤケツト、５８……シリ
ンダ、６３……第２ウオータジヤケツト、６７…
…オイルジヤケツト、７１……潤滑油導入通路、
７２……潤滑油導入孔、７３……オーバーフロー
穴、７４……潤滑油案内通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダヘツド内に第１ウオータジヤケツトが
   設けられる一方、シリンダブロツク内に第２ウオ
   ータジヤケツトが設けられたエンジンの冷却構造
   において、 上記第２ウオータジヤケツトがシリンダブロツ
   クのトツプデツキ近傍に配置され、 該第２ウオータジヤケツトの下方において、シ
   リンダブロツクのシリンダ外周部付近にオイルジ
   ヤケツトが設けられ、 オイルパンからシリンダヘツド内に供給された
   潤滑油を通す潤滑油流通空間部がシリンダヘツド
   内に設けられ、該潤滑油流通空間部内の潤滑油を
   オイルジヤケツトに導入する潤滑油導入通路が設
   けられ、かつオイルジヤケツト内の潤滑油をオイ
   ルパンに戻す潤滑油案内通路が設けられ、 かつ、上記潤滑油流通空間部内の潤滑油が第１
   ウオータジヤケツト内の冷却水と熱交換できるよ
   うに、上記潤滑油流通空間部が第１ウオータジヤ
   ケツトに近接して設けられていることを特徴とす
   るエンジンの冷却構造。