JPH08260958A - 車両用縦置き式エンジンの冷却構造 - Google Patents

車両用縦置き式エンジンの冷却構造

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JPH08260958A
JPH08260958A JP7066092A JP6609295A JPH08260958A JP H08260958 A JPH08260958 A JP H08260958A JP 7066092 A JP7066092 A JP 7066092A JP 6609295 A JP6609295 A JP 6609295A JP H08260958 A JPH08260958 A JP H08260958A
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vehicle
engine
exhaust
cylinder head
exhaust manifold
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Yuichi Kato
雄一 加藤
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数を増大させることなく排気マニホル
ドの耐久性、信頼性を向上させる。 【構成】 縦置き式エンジンにおいて、エンジンの排気
マニホルドを車両走行風によって冷却する。エンジンの
長手軸線に沿って配置された複数の気筒はシリンダヘッ
ド10内に形成された排気ポートを介して前方側排気マ
ニホルド5または後方側排気マニホルド6のそれぞれ対
応する枝管に連結される。車両の後方に向かうにつれて
シリンダヘッド底面からの排気ポートの出口側開口の高
さを高くしかつ枝管をエンジン3の外側に位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用縦置き式エンジン
の冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジンの長手軸線に沿って
複数の気筒が配置されており、エンジンの長手軸線が車
両の移動方向に対しぼほ平行となるようにエンジンが配
置された車両用縦置き式エンジンであって、該エンジン
の排気マニホルドを車両走行風によって冷却するように
した車両用縦置き式エンジンの冷却構造が知られてい
る。ところが、通常の排気マニホルドでは排気マニホル
ドの各枝管の、シリンダヘッド底面からの高さがほぼ一
定にされており、したがって車両の前方から見たときに
各枝管が互いに重なって見え、しかもこの重なりが極め
て大きくなっている。このため、各枝管を車両走行風に
よって冷却するようにした場合、車両の後方に位置する
枝管程車両走行風が十分に当たらず、すなわち車両の後
方に位置する枝管程十分に冷却されず、したがって車両
の後方に位置する枝管程作用する熱負荷が大きいことに
なる。ところが、このように各枝管に作用する熱負荷に
ばらつきが生ずると排気マニホルドに大きな熱歪が生じ
て排気マニホルドの耐久性および信頼性が低下せしめら
れる。そこで、このような熱負荷のばらつきを低減する
ために、排気マニホルド周りに外気を案内するための案
内部材を設けて該案内部材により案内された外気により
各枝管をできるだけ均一に冷却するようにした冷却構造
が公知である(特開平5−16678号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この冷
却構造におけるように案内部材を設けると部品点数が増
大するという問題点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、エンジンの長手軸線に沿って
複数の気筒が配置されており、エンジンの長手軸線が車
両の移動方向に対しぼほ平行となるようにエンジンが配
置された車両用縦置き式エンジンであって、該エンジン
の排気マニホルドを車両走行風によって冷却するように
した車両用縦置き式エンジンの冷却構造において、各気
筒はシリンダヘッド内に形成された排気ポートを介して
排気マニホルドのそれぞれ対応する枝管に連結されてお
り、各枝管はシリンダヘッドの側面に対しほぼ垂直に延
びた後に湾曲して下方に向け延びており、車両の後方ま
たは前方に向かうにつれてシリンダヘッド底面からの排
気ポートの出口側開口の高さが高くなりかつ枝管がエン
ジンの外側に位置するように排気ポートおよび排気マニ
ホルドを形成している。
【0005】2番目の発明によれば、1番目の発明にお
いて、上記排気ポート周りのシリンダヘッド内に冷却水
通路が形成されており、車両の後方に向かうにつれて該
冷却水通路の受熱面積を大きくしている。
【0006】
【作用】1番目の発明では、車両の後方または前方に向
かうにつれてシリンダヘッド底面からの排気ポートの出
口側開口の高さが高くなりかつ枝管がエンジンの外側に
位置するようにしているので車両前方から見たときに枝
管同士の重なりが小さくされ、したがって部品点数を増
大させることなく各枝管に当たる車両走行風のばらつき
が低減される。
【0007】2番目の発明では、車両の後方に向かうに
つれてシリンダヘッド内の冷却水通路の受熱面積を大き
くしているので車両の後方に向かうにつれて冷却水通路
の冷却性能が大きくされ、それによって車両の後方に向
かうにつれて枝管に流入する排気ガスの温度が低下され
る。このため、各枝管に作用する熱負荷のばらつきが低
減される。
【0008】
【実施例】図1を参照すると、車両1のエンジンルーム
2内にはエンジン3が縦置きに配置されている。すなわ
ち、エンジン3の長手軸線K−Kが車両1の移動方向、
正確に云えば直進方向に対しほぼ平行になるようにエン
ジン3が配置されている。また図1に示されるように、
エンジン3には長手軸線K−Kに沿って例えば6個の気
筒が設けられる。以下では、これら気筒を車両1の前方
から順に1番気筒#1、2番気筒#2、3番気筒#3、
4番気筒#4、5番気筒#5、6番気筒#6と称するこ
ととする。各気筒#1〜#6はエンジン3のシリンダヘ
ッド10内に形成された吸気ポートおよび吸気枝管を介
し長手軸線K−Kの一側に配置された共通のサージタン
ク4に接続される。また、1番気筒#1、2番気筒#
2、3番気筒#3はシリンダヘッド10内に形成された
排気ポートを介し長手軸線K−Kの他側に配置された共
通の前方側排気マニホルド5に接続され、4番気筒#
4、5番気筒#5、6番気筒#6はシリンダヘッド内に
形成された排気ポートを介し長手軸線K−Kの他側に配
置された共通の後方側排気マニホルド6に接続される。
この場合、前方側排気マニホルド5に接続される1番気
筒#1、2番気筒#2、3番気筒#3は排気行程が互い
に重なっておらず、また後方側排気マニホルド6に接続
される4番気筒#4、5番気筒#5、6番気筒#6も排
気行程が互いに重なっていない。なお、前方側排気マニ
ホルド5および後方側排気マニホルド6は共通の触媒コ
ンバータ(図示しない)に接続される。
【0009】図2を参照してさらに詳細に説明すると、
1番気筒#1、2番気筒#2、3番気筒#3はシリンダ
ヘッド10内に形成されたそれぞれ対応する排気ポート
11,12,13を介して前方側排気マニホルド5のそ
れぞれ対応する枝管51,52,53に連結される。同
様に、4番気筒#4、5番気筒#5、6番気筒#6はシ
リンダヘッド10内に形成されたそれぞれ対応する排気
ポート14,15,16を介して後方側排気マニホルド
6のそれぞれ対応する枝管64,65,66に連結され
る。
【0010】再び図1を参照すると、車両1の前方側に
位置するエンジン3の端面には機関駆動式の冷却ファン
7が取付けられる。冷却ファン7の車両前方にはラジエ
ータ8が配置され、ラジエータ8の車両前方にはエンジ
ンルーム2と大気とを連通するフロントグリル9が設け
られる。したがって、車両1が走行しているときにはフ
ロントグリル9を介してエンジンルーム2内に車両走行
風Aが流入する。
【0011】図3からわかるように、エンジン3はクラ
ンクシャフト軸線C−Cが水平平面H−Hに対し角αだ
け傾斜するようにエンジンルーム2内に搭載され、した
がってエンジン3の前方部が後方部よりもわずかに高く
位置せしめられる。この角αはエンジン3の特性を考慮
して非常に小さく定められ、例えば1度に定められる。
シリンダヘッド10の底面またはシリンダブロック18
の頂面B−Bはクランクシャフト軸線C−Cに対し平行
であるのでシリンダヘッド10の底面B−Bも水平平面
H−Hに対し角αだけ傾斜することとなる。なお、図3
において19はオイルパンを示している。
【0012】シリンダヘッド10の側面には各排気ポー
ト11,12,13,14,15,16の出口側開口が
配置されるが、これら出口側開口は図3に示されるよう
に直線L−L上に整列される。この直線L−Lはシリン
ダヘッド10の底面B−Bに対し角βだけ傾斜してお
り、したがって車両1の後方に向かうにつれてシリンダ
ヘッド底面B−Bからの各出口側開口の高さが高くされ
ることとなる。この場合、角βは角αよりも大きく定め
られているので直線L−Lも水平平面H−Hに対し傾斜
することとなり、したがって各出口側開口の鉛直方向高
さ(水平平面H−Hからの高さ)も車両1の後方に向か
うにつれて高くされることとなる。
【0013】排気ポートの出口側開口はそれぞれ対応す
る排気マニホルド5,6の枝管51,52,53,6
4,65,66に接続されており、したがって排気ポー
トの出口側開口が車両1の後方に向かうにつれて水平平
面H−Hに対し順次高くされると図4に示すように枝管
51,52,53,64,65,66が車両1の後方に
向かうにつれて水平平面H−Hに対し順次高くされる。
その結果、車両1の前方から見た正面図である図4に示
すように、枝管が車両1の前方に位置する枝管に対し順
次鉛直方向にずれることになる。
【0014】一方、各枝管はシリンダヘッド10の側面
に対しほぼ垂直に延びた後に湾曲して下方に向け延びて
いるが、さらに本実施例では、車両1の後方に位置する
枝管程エンジン3の外側に位置せしめられる。その結
果、図4に示すように車両1の後方に向かうにつれて枝
管が車両1の前方に位置する枝管に対し順次水平方向に
もずれることになる。したがって、車両1の前方から見
たときの枝管同士の重なりが小さくされることになり、
その結果車両1の後方に位置する枝管にも車両走行風が
直接当たることが可能となる。すなわち、車両1の後方
に位置する枝管に、車両1の前方に位置する枝管を冷却
して高温となった車両走行風のみが当たるのではなく
て、車両1の前方に位置する枝管を冷却することなく進
行した比較的低温の車両走行風も当たるようになる。そ
の結果、車両1の後方に位置する枝管も良好に冷却され
て枝管に作用する熱負荷が大きくなるのが阻止される。
したがって、各枝管に作用する熱負荷のばらつきを低減
することができ、斯くして前方側および後方側排気マニ
ホルド5,6に大きな熱歪が生ずるのを阻止することが
できるので前方側および後方側排気マニホルド5,6の
耐久性、信頼性を向上させることができる。
【0015】ところで従来では、直線L−Lがシリンダ
ヘッド底面B−Bに対しほぼ平行となるように排気ポー
トの出口側端部が配置されている。この場合、本実施例
のようにエンジン3を水平平面H−Hに対し角αだけ傾
斜させれば車両1の前方から見たときに枝管を車両1の
前方に位置する枝管に対しずらすことができる。しかし
ながら、上述したように角αを大きくするのは適当でな
く、その結果この場合得られる枝管同士のずれは極めて
小さいものである。したがって、この場合に、各枝管に
作用する熱負荷のばらつきを低減することはできない。
【0016】これに対し本実施例では、直線L−Lがシ
リンダヘッド底面B−Bに対し傾斜し傾斜するように、
かつ水平平面H−Hに対しても傾斜するように排気ポー
トの出口側端部が配置されている。したがって、車両1
の前方から見たときの枝管同士の重なりを十分に小さく
することができる。その結果各枝管に作用する熱負荷の
ばらつきを良好に低減することができる。
【0017】さらに本実施例では、図4からわかるよう
に後方側排気マニホルド6の集合部60が前方側排気マ
ニホルド5の集合部50よりもエンジン3の外側に位置
せしめられる。したがって、前方側排気マニホルド5に
作用する熱負荷と後方側排気マニホルド6に作用する熱
負荷間の差も低減することができる。したがって前方側
および後方側排気マニホルド5,6の耐久性、信頼性を
さらに向上させることができる。
【0018】また、図4および図5を参照すると、排気
ポート11,12,13,14,15,16周りのシリ
ンダヘッド10内にはエンジン3の長手軸線K−K方向
に延びる冷却水通路20が形成される。図5からわかる
ように、この冷却水通路20の流路面積は車両1の後方
に向かうにつれて大きくされており、すなわち車両1の
後方に向かうにつれて冷却水通路20の受熱面積が大き
くされている。その結果、車両1の後方に位置する排気
ポート程、冷却水通路内20を流通する冷却水によって
良好に冷却され、したがって車両1の後方に位置する排
気ポート程その内部を流通する排気ガスの温度が低くさ
れる。さらに、本実施例では冷却水通路20の車両後方
側端部に冷却水流入口21が形成され、車両前方側端部
に冷却水流出口22が形成されており、したがって車両
1の後方に位置する排気ポート程その内部を流通する排
気ガスの温度がさらに低くされる。このため、車両1の
後方に位置する枝管程その内部を流通する排気ガスから
受ける熱量が小さくされ、したがって各枝管に作用する
熱負荷のばらつきをさらに低減することができる。その
結果、前方側および後方側排気マニホルド5,6に大き
な熱歪が生ずるのを阻止することができ、斯くして前方
側および後方側排気マニホルド5,6の耐久性、信頼性
をさらに向上させることができる。また、各排気ポート
と、前方側および後方側排気マニホルド5,6とを良好
に冷却することによりこれら各排気ポートと、前方側お
よび後方側排気マニホルド5,6との内部を流通する排
気ガスの温度を良好に低下させることもでき、したがっ
て例えば前方側および後方側排気マニホルド5,6に取
付けられる空燃比センサや触媒コンバータなどが排気ガ
スからの熱でもって破損するのを阻止することができ
る。
【0019】このように本実施例では、車両1の後方に
向かうにつれてシリンダヘッド底面B−Bからの排気ポ
ートの出口側開口の高さを高くしかつ枝管がエンジン3
の外側に位置させることによって各枝管に作用する熱負
荷のばらつきを良好に低減することができる。したがっ
て、部品点数を増大させることなく前方側および後方側
排気マニホルド5,6の耐久性、信頼性をさらに向上さ
せることができる。
【0020】上述の実施例では、車両1の後方に向かう
につれてシリンダヘッド底面B−Bからの排気ポートの
出口側開口の高さを高くなりかつ枝管がエンジン3の外
側に位置するようにしている。しかしながら、車両1の
前方に向かうにつれてシリンダヘッド底面B−Bからの
排気ポートの出口側開口の高さが高くなりかつ枝管がエ
ンジン3の外側に位置するように排気ポート、前方側お
よび後方側排気マニホルド5,6を形成するようにして
もよい。また、上述の実施例では冷却水通路20をエン
ジン3の長手軸線K−Kに沿って延びるよう形成して各
排気ポートに対し共通となるようにしている。しかしな
がら、各排気ポート周りのシリンダヘッド10内にそれ
ぞれ分離された冷却水通路を形成してこれら冷却水通路
の受熱面積を車両1の後方に向かうにつれ順次大きくす
るようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】1番目の発明では、車両前方から見たと
きに枝管同士の重なりを小さくすることができるので各
枝管に当たる車両走行風のばらつきを低減することがで
き、したがって排気マニホルドに大きな熱歪が生ずるの
を阻止することができ、斯くして部品点数を増大させる
ことなく排気マニホルドの耐久性、信頼性を向上させる
ことができる。
【0022】2番目の発明では、車両の後方に向かうに
つれて枝管に流入する排気ガスの温度を低下することが
できるので各枝管に作用する熱負荷のばらつきを低減す
ることができ、したがって排気マニホルドの耐久性、信
頼性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】縦置き式エンジンの上視図である。
【図2】エンジンの部分拡大上視図である。
【図3】エンジンの側面図である。
【図4】エンジンの正面図および部分断面図である。
【図5】図4の線V−Vに沿ってみたシリンダヘッドの
部分断面図である。
【符号の説明】
1…車両 3…エンジン 5…前方側排気マニホルド 6…後方側排気マニホルド 10…シリンダヘッド 11,12,13,14,15,16…排気ポート 20…冷却水通路 51,52,53…前方側排気マニホルドの枝管 64,65,66…後方側排気マニホルドの枝管 A…車両走行風 K…エンジンの長手軸線 #1…1番気筒 #2…2番気筒 #3…3番気筒 #4…4番気筒 #5…5番気筒 #6…6番気筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01P 3/02 F01P 3/02 F F02F 1/36 F02F 1/36 C

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの長手軸線に沿って複数の気筒
    が配置されており、エンジンの長手軸線が車両の移動方
    向に対しぼほ平行となるようにエンジンが配置された車
    両用縦置き式エンジンであって、該エンジンの排気マニ
    ホルドを車両走行風によって冷却するようにした車両用
    縦置き式エンジンの冷却構造において、各気筒はシリン
    ダヘッド内に形成された排気ポートを介して排気マニホ
    ルドのそれぞれ対応する枝管に連結されており、各枝管
    はシリンダヘッドの側面に対しほぼ垂直に延びた後に湾
    曲して下方に向け延びており、車両の後方または前方に
    向かうにつれてシリンダヘッド底面からの排気ポートの
    出口側開口の高さが高くなりかつ枝管がエンジンの外側
    に位置するように排気ポートおよび排気マニホルドを形
    成した冷却構造。
  2. 【請求項2】 上記排気ポート周りのシリンダヘッド内
    に冷却水通路が形成されており、車両の後方に向かうに
    つれて該冷却水通路の受熱面積を大きくした請求項1に
    記載の冷却構造。
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US6230490B1 (en) 1998-11-09 2001-05-15 Suzuki Motor Corp. Exhaust manifold for internal combustion engines
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