JPH10184446A - Four-cycle engine - Google Patents
Four-cycle engineInfo
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- JPH10184446A JPH10184446A JP34196296A JP34196296A JPH10184446A JP H10184446 A JPH10184446 A JP H10184446A JP 34196296 A JP34196296 A JP 34196296A JP 34196296 A JP34196296 A JP 34196296A JP H10184446 A JPH10184446 A JP H10184446A
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- Japan
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- cylinder
- cylinder head
- cooling water
- intake
- alloy
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- Pending
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダヘッドに
形成された吸・排気ポートを吸・排気バルブによって適
当なタイミングで開閉することによって所要のガス交換
を行う4サイクルエンジンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a four-stroke engine for performing required gas exchange by opening and closing intake and exhaust ports formed in a cylinder head at appropriate timing by intake and exhaust valves.
【0002】[0002]
【従来の技術】斯かる4サイクルエンジンにおいては、
シリンダヘッドの吸・排気ポートの周縁には吸・排気バ
ルブが間欠的に着座すべきFe系のバルブシートが一般
には圧入によって組み付けられていた。又、シリンダブ
ロックに形成されたシリンダ内にはピストンが摺動自在
に嵌装されるが、シリンダのピストン摺動面には耐焼付
き性や耐摩耗性に優れた鋳鉄製のスリーブ(シリンダラ
イナー)が圧入されていた。2. Description of the Related Art In such a four-cycle engine,
An Fe-based valve seat, on which intake and exhaust valves are to be intermittently seated, is generally mounted by press fitting on the periphery of the intake and exhaust ports of the cylinder head. A piston is slidably fitted in the cylinder formed in the cylinder block, but a sleeve made of cast iron (cylinder liner) with excellent seizure resistance and wear resistance is provided on the piston sliding surface of the cylinder. Was press-fitted.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、4サ
イクルエンジンのシリンダヘッド、シリンダブロック、
ピストン等は軽量で熱伝導性の良いAl合金で構成され
るが、圧入型のバルブシートやスリーブは必要強度及び
剛性を確保する必要からその厚さが比較的厚く設定され
るために熱容量が大きく、又、それ自体の熱伝導性もA
l合金製のシリンダヘッドやシリンダブロックに比して
高くないため、燃焼室から吸・排気バルブ及びバルブシ
ートを経てシリンダヘッドへと伝わる熱量及びピストン
及びスリーブを経てシリンダブロックへと伝わる熱量が
小さく、燃焼室の放熱性が悪いという問題があった。In recent years, cylinder heads, cylinder blocks,
Pistons etc. are made of lightweight aluminum alloy with good thermal conductivity, but press-fit valve seats and sleeves have a relatively large thickness due to the need to ensure the required strength and rigidity, so their heat capacity is large. And the thermal conductivity of itself is A
Since it is not high compared to cylinder heads and cylinder blocks made of alloy, the amount of heat transmitted from the combustion chamber to the cylinder head via the intake / exhaust valve and valve seat and the amount of heat transmitted to the cylinder block via the piston and sleeve are small. There is a problem that the heat radiation of the combustion chamber is poor.
【0004】上述のように、燃焼室の放熱性が悪いと、
燃焼室へ導入される混合気の密度が低下して充填効率が
下がり、エンジン性能が低下する他、バルブシートや吸
・排気バルブの耐摩耗性が低下してそれらの耐久性及び
信頼性が悪化する。又、燃焼室温度が高いと、ノッキン
グが発生し易くなるために圧縮比を高く設定することが
できず、このことによってもエンジン性能が低下する。[0004] As described above, if the heat radiation of the combustion chamber is poor,
The density of the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber decreases, the charging efficiency decreases, engine performance decreases, and the wear resistance of valve seats and intake and exhaust valves decreases, and their durability and reliability deteriorate. I do. If the temperature of the combustion chamber is high, knocking is likely to occur, so that the compression ratio cannot be set high, which also lowers the engine performance.
【0005】従って、本発明の目的とする処は、燃焼室
の放熱性を高めて性能向上を図るとともに、部品の摩耗
強度を高めてそれらの耐久性及び信頼性の向上を図るこ
とができる4サイクルエンジンを提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to improve the performance by improving the heat radiation of the combustion chamber, and to improve the durability and reliability of the components by increasing the wear strength of the parts. It is to provide a cycle engine.
【0006】ところで、エンジン始動直後の暖機運転時
のような低温・低負荷時にはオイルの温度が低く、オイ
ルの粘度が大きいためにエンジンのロス馬力が大きくな
り、排ガスと特性も悪化するという問題がある。At the time of low temperature and low load, such as during warm-up operation immediately after the start of the engine, the oil temperature is low and the oil viscosity is large, so that the loss horsepower of the engine increases and the exhaust gas and characteristics deteriorate. There is.
【0007】従って、本発明の目的とする処は、暖機運
転時にオイルの温度を素早く高めることによって、ロス
馬力の低減と燃費及び排ガス特性の改善を図ることがで
きる4サイクルエンジンを提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a four-stroke engine capable of reducing loss horsepower and improving fuel economy and exhaust gas characteristics by quickly raising the oil temperature during a warm-up operation. It is in.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、シリンダヘッドに形成され
た吸・排気ポートを吸・排気バルブによって適当なタイ
ミングで開閉することによって所要のガス交換を行う4
サイクルエンジンにおいて、前記シリンダヘッドをAl
合金製としてこれの吸・排気ポートの周縁に設けられる
バルブシートを接合型バルブシートで構成するととも
に、Al合金製のシリンダブロックに形成されたスリー
ブレスシリンダにAl合金製のピストンを摺動自在に嵌
装したことを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to the first aspect of the present invention requires a suction / exhaust port formed in a cylinder head to be opened and closed at an appropriate timing by an intake / exhaust valve. Gas exchange 4
In the cycle engine, the cylinder head is
The valve seat provided on the periphery of the intake / exhaust port of this alloy is made of a joint type valve seat, and a piston made of Al alloy is slidably mounted on a sleeveless cylinder formed on a cylinder block made of Al alloy. It is characterized by being fitted.
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、ウォータジャケットをシリンダヘッドとシ
リンダブロックにそれぞれ独立に形成するとともに、冷
却水のシリンダヘッド側の流量割合を60%〜90%に
設定したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the water jacket is formed independently of the cylinder head and the cylinder block, and the flow rate of the cooling water on the cylinder head side is 60% to 90%. Is set.
【0010】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、暖機運転時には冷却水の大部分をシリンダ
ヘッド側に流すことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, most of the cooling water flows to the cylinder head side during the warm-up operation.
【0011】従って、請求項1記載の発明によれば、シ
リンダヘッドとシリンダブロック及びピストンを熱伝導
性の高いAl合金で構成するとともに、バルブシートを
厚さの薄い接合型バルブシートで構成し、更にスリーブ
レスシリンダを採用したため、燃焼室から吸・排気バル
ブ及び接合型バルブシートを経てシリンダヘッドへと伝
わる熱量及びピストンを経て直接シリンダブロックへと
伝わる熱量が増えて燃焼室の放熱性が高められ、充填効
率及び耐ノッキング性が高められてエンジン性能の向上
が図られるとともに、吸・排気バルブやバルブシートの
耐摩耗強度が高められてそれらの耐久性及び信頼性が高
められる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, the cylinder head, the cylinder block, and the piston are made of an aluminum alloy having high thermal conductivity, and the valve seat is made of a joint valve seat having a small thickness. Furthermore, the adoption of a sleeveless cylinder increases the amount of heat transmitted from the combustion chamber to the cylinder head via the intake / exhaust valve and the joint valve seat, and the amount of heat transmitted directly to the cylinder block via the piston, increasing the heat dissipation of the combustion chamber. In addition, the filling efficiency and the knocking resistance are enhanced to improve the engine performance, and the wear resistance of the intake / exhaust valves and the valve seats is enhanced, so that their durability and reliability are enhanced.
【0012】又、請求項2又は3記載の発明によれば、
冷却水は主にシリンダヘッド側に流されて冷却に供され
るため、シリンダブロックを流れるオイルの温度が設定
値まで素早く高められ、この結果、オイルの粘度が下が
ってエンジンのロス馬力が低減し、これに伴って燃費と
排ガス特性が改善される。According to the second or third aspect of the present invention,
Cooling water is mainly flowed to the cylinder head side for cooling, so that the temperature of the oil flowing through the cylinder block is quickly raised to a set value, and as a result, the viscosity of the oil is reduced and the loss horsepower of the engine is reduced. Accordingly, fuel economy and exhaust gas characteristics are improved.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0014】図1は本発明に係る4サイクルエンジンの
破断正面図、図2は同4サイクルエンジンの燃焼室部分
の拡大断面図、図3は同4サイクルエンジンのシリンダ
ヘッドの部分底面図である。FIG. 1 is a cutaway front view of a four-cycle engine according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a combustion chamber portion of the four-cycle engine, and FIG. 3 is a partial bottom view of a cylinder head of the four-cycle engine. .
【0015】本実施の形態に係る4サイクルエンジン1
は多気筒の5バルブエンジンであって、これのシリンダ
ブロック2はAl合金によって一体鋳造されており、こ
のシリンダブロック2の上部には同じくAl合金によっ
て一体鋳造されたシリンダヘッド3が被着されており、
下部にはクランクケース4が取り付けられている。そし
て、クランクケース4の下部にはオイルパン5が取り付
けられている。[0015] Four-cycle engine 1 according to the present embodiment
Is a multi-cylinder five-valve engine, in which a cylinder block 2 is integrally cast of an Al alloy, and a cylinder head 3 also integrally cast of an Al alloy is attached to an upper portion of the cylinder block 2. Yes,
A crankcase 4 is attached to a lower part. An oil pan 5 is attached to a lower portion of the crankcase 4.
【0016】上記シリンダブロック2には複数のシリン
ダ6が図1の紙面垂直方向に並設されているが、各シリ
ンダ6はスリーブレスシリンダを構成しており、その内
周面には例えば厚さ数10μmのニッケルメッキが施さ
れ、これにはスリーブ(シリンダライナー)は圧入され
ていない。そして、各シリンダ6にはAl合金製のピス
トン7が摺動自在に嵌装されており、各ピストン7はコ
ンロッド8を介してクランク軸9のクランクピン9aに
連結されている。尚、クランク軸9はクランク室10内
に図1の紙面垂直方向に長く配されている。又、シリン
ダブロック2には、冷却水が通過するためのウォータジ
ャケット11が形成されている。A plurality of cylinders 6 are arranged in the cylinder block 2 in a direction perpendicular to the plane of FIG. 1. Each of the cylinders 6 constitutes a sleeveless cylinder. Several tens of μm of nickel plating is applied, and a sleeve (cylinder liner) is not press-fitted in this. A piston 7 made of an Al alloy is slidably fitted in each cylinder 6, and each piston 7 is connected to a crankpin 9 a of a crankshaft 9 via a connecting rod 8. The crankshaft 9 is disposed in the crank chamber 10 so as to be long in the direction perpendicular to the plane of FIG. Further, a water jacket 11 through which cooling water passes is formed in the cylinder block 2.
【0017】一方、前記シリンダヘッド3には、各気筒
について3つの吸気通路12と2つの排気通路13がそ
れぞれ形成されており、図3に示すように、各吸気通路
12は吸気ポート12aとして、又、各排気通路13は
排気ポート13aとしてそれぞれ燃焼室Sに開口してい
る。そして、各気筒について3つの吸気ポート12aと
2つの排気ポート13aはこれらと同数のTi合金製の
吸気バルブ14と排気バルブ15によってそれぞれ適当
なタイミングで開閉され、各燃焼室Sにおいて所要のガ
ス交換がなされる。尚、各気筒について、2つの排気バ
ルブ15の傾斜角は同一に設定されているのに対して、
3つの吸気バルブ14については中央(センターバル
ブ)とその両側(サイドバルブ)とでは傾斜角が異なっ
ており、これらの吸気バルブ14は所謂放射バルブを構
成している。On the other hand, the cylinder head 3 is formed with three intake passages 12 and two exhaust passages 13 for each cylinder, respectively. As shown in FIG. 3, each intake passage 12 serves as an intake port 12a. Each exhaust passage 13 opens to the combustion chamber S as an exhaust port 13a. The three intake ports 12a and the two exhaust ports 13a for each cylinder are opened and closed at appropriate timing by the same number of intake valves 14 and exhaust valves 15 made of Ti alloy, respectively. Is made. In addition, while the inclination angles of the two exhaust valves 15 are set to be the same for each cylinder,
The three intake valves 14 have different inclination angles at the center (center valve) and on both sides (side valves), and these intake valves 14 constitute a so-called radiation valve.
【0018】而して、シリンダヘッド3の各燃焼室Sに
開口する複数の吸気ポート12aと排気ポート13aの
各周縁には、図2に詳細に示すように、吸気バルブ14
と排気バルブ15がそれぞれ間欠的に着座すべきバルブ
シート16,17が各々装着されている。これらのバル
ブシート16,17は厚さ数100μm〜数1000μ
mの接合型バルブシートであって、これらは耐衝撃性、
耐摩耗性及び高温強度に優れたFe系燒結材によってリ
ング状に成形され、抵抗熱接合法によってシリンダヘッ
ド3に金属学的に接合されている。尚、接合型バルブシ
ート16,17に高い熱伝導性や耐衝撃性等を付与する
ため、該バルブシート16,17の素材であるFe系燒
結材にはCu等の金属が溶浸処理によって充填されてい
る。As shown in detail in FIG. 2, an intake valve 14 is provided on each of the plurality of intake ports 12a and exhaust ports 13a which open to each combustion chamber S of the cylinder head 3.
And valve seats 16 and 17 on which the exhaust valve 15 and the exhaust valve 15 are to be intermittently seated, respectively. These valve seats 16 and 17 have a thickness of several hundred μm to several thousand μm.
m, which are impact resistant,
It is formed in a ring shape from an Fe-based sintered material having excellent wear resistance and high-temperature strength, and is metallurgically joined to the cylinder head 3 by a resistance heat joining method. In order to impart high thermal conductivity and impact resistance to the joint type valve seats 16 and 17, a metal such as Cu is filled into the Fe-based sintered material, which is a material of the valve seats 16 and 17, by infiltration. Have been.
【0019】ところで、図1に示すように、吸気バルブ
14と排気バルブ15はそれぞれバルブガイド18,1
9によって摺動自在に挿通保持されており、これらはバ
ルブスプリング20,21によって閉じ方向に付勢され
ている。そして、吸気バルブ14と排気バルブ15は、
回転するカム22,23によってそれぞれ適当なタイミ
ングで駆動されて開閉される。As shown in FIG. 1, the intake valve 14 and the exhaust valve 15 are provided with valve guides 18 and 1 respectively.
9 are slidably inserted and held, and are urged in the closing direction by valve springs 20 and 21. And, the intake valve 14 and the exhaust valve 15
Each of the rotating cams 22 and 23 is driven and opened / closed at an appropriate timing.
【0020】又、シリンダヘッド3には、冷却水が通過
するためのウォータジャケット24が形成されている
が、このウォータジャケット24とシリンダブロック2
に形成された前記ウォータジャケット11とは各々独立
に形成されており、本実施の形態に係る4サイクルエン
ジン1においては、冷却方式として冷却水をシリンダブ
ロック2側のウォータジャケット11とシリンダヘッド
3側のウォータジャケット24に別々に流す所謂スプリ
ットクーリングが採用されている。The cylinder head 3 is formed with a water jacket 24 through which cooling water passes.
The water jacket 11 is formed independently of each other. In the four-stroke engine 1 according to the present embodiment, cooling water is supplied as a cooling system by using the water jacket 11 on the cylinder block 2 side and the cylinder head 3 side. The so-called split cooling that flows separately through the water jacket 24 is adopted.
【0021】更に、図1に示すように、シリンダヘッド
3の各気筒の吸気通路12には吸気マニホールド25の
各一端が接続されており、該吸気マニホールド25の他
端のフランジ部25aには不図示のスロットルボディが
取り付けられている。そして、シリンダヘッド3の吸気
側には、各吸気通路12に燃料を噴射するためのインジ
ェクタ26が各気筒毎に取り付けられている。Further, as shown in FIG. 1, one end of an intake manifold 25 is connected to the intake passage 12 of each cylinder of the cylinder head 3, and a flange 25a at the other end of the intake manifold 25 is not connected. The illustrated throttle body is attached. An injector 26 for injecting fuel into each intake passage 12 is attached to each cylinder on the intake side of the cylinder head 3.
【0022】又、シリンダヘッド3の排気側の各排気通
路13には排気マニホールド27が接続されている。
尚、シリンダヘッド3の上部にはカムキャップ28が被
着されており、該カムキャップ28にはシリンダヘッド
3の頂部に各気筒毎に取り付けた不図示の点火プラグが
挿通するためのプラグ孔28aが形成されている。An exhaust manifold 27 is connected to each exhaust passage 13 on the exhaust side of the cylinder head 3.
A cam cap 28 is attached to an upper portion of the cylinder head 3, and a plug hole 28 a through which a spark plug (not shown) attached to each cylinder is inserted into the top of the cylinder head 3. Are formed.
【0023】他方、前記オイルパン5の側部にはオイル
ポンプ29、オイルクーラ30及びオイルフィルタ31
が取り付けられており、オイルパン5内のオイルはオイ
ルストレーナ32からオイル吸入管33に吸引されてオ
イルポンプ29に導かれ、オイルポンプ29によって昇
圧された後、オイル吐出管34を通って各部に供給され
て潤滑に供される。On the other hand, an oil pump 29, an oil cooler 30, and an oil filter 31
The oil in the oil pan 5 is sucked from the oil strainer 32 into the oil suction pipe 33, guided to the oil pump 29, pressurized by the oil pump 29, and then passed through the oil discharge pipe 34 to each part. Supplied and provided for lubrication.
【0024】而して、以上のように構成される4サイク
ルエンジン1においては、シリンダブロック2とシリン
ダヘッド3及びピストン7を軽量で熱伝導性の高いAl
合金で構成するとともに、バルブシート16,17を厚
さの薄い接合型バルブシートで構成し、更にシリンダ6
としてスリーブレスシリンダを採用したため、燃焼室S
から吸・排気バルブ14,15及び接合型バルブシート
16,17を経てシリンダヘッド3へと伝わる熱量及び
ピストン7を経て直接シリンダブロック2へと伝わる熱
量が増えて燃焼室Sの放熱性が高められ、充填効率及び
耐ノッキング性が高められて4サイクルエンジン1の性
能向上が図られるとともに、吸・排気バルブ14,15
やバルブシート16,17の耐摩耗強度が高められてそ
れらの耐久性及び信頼性が高められる。Thus, in the four-stroke engine 1 configured as described above, the cylinder block 2, the cylinder head 3, and the piston 7 are made of a lightweight and highly heat-conductive Al.
The valve seats 16 and 17 are made of a joint type valve seat having a small thickness.
As a result, the combustion chamber S
The amount of heat transmitted to the cylinder head 3 via the intake / exhaust valves 14, 15 and the joint type valve seats 16, 17 and the amount of heat transmitted directly to the cylinder block 2 via the piston 7 are increased, and the heat radiation of the combustion chamber S is improved. In addition, the charging efficiency and the knocking resistance are enhanced, the performance of the four-stroke engine 1 is improved, and the intake / exhaust valves 14, 15
And the wear resistance of the valve seats 16 and 17 is enhanced, and their durability and reliability are enhanced.
【0025】又、本実施の形態に係る多気筒の4サイク
ルエンジン1においてバルブシート16,17を厚さの
薄い接合型バルブシートで構成するとともに、シリンダ
6としてスリーブレスシリンダを採用することによって
気筒間の距離(ボアピッチ)を詰めることができ、当該
4サイクルエンジン1の小型コンパクト化を図ることが
できる。Further, in the multi-cylinder four-stroke engine 1 according to the present embodiment, the valve seats 16 and 17 are formed of a joint type valve seat having a small thickness, and the cylinder 6 employs a sleeveless cylinder. The distance between them (bore pitch) can be reduced, and the four-stroke engine 1 can be reduced in size and size.
【0026】次に、本実施の形態に係る4サイクルエン
ジン1の冷却系を図4に基づいて説明する。尚、図4は
4サイクルエンジンの冷却系の構成を示す模式図であ
る。Next, a cooling system of the four-stroke engine 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the cooling system of the four-cycle engine.
【0027】図4に示すように、エンジン冷却系は冷却
水ポンプ35とラジエータ36を含んで閉ループを構成
する冷却回路を有しており、この冷却回路には、冷却水
ポンプ35の吐出側から導出する冷却水通路37aと、
該冷却水通路37aから分岐してシリンダブロック2と
シリンダヘッド3に各々独立に形成されたウォータジャ
ケット11,24の各入口側に接続された冷却水通路3
7b,37cと、同ウォータジャケット11,24の各
出口側にそれぞれ接続された冷却水通路37d,37e
と、ウォータジャケット11,24を別々に流れてそれ
ぞれシリンダブロック2とシリンダヘッド3の冷却に供
された冷却水を合流させてこれを前記ラジエータ36に
導く冷却水通路37fと、ラジエータ36において冷却
された冷却水を冷却水ポンプ35に戻す冷却水通路37
gが設けられており、冷却水ポンプ35に近い冷却水通
路37gの途中にはサーモスタット弁38が介設され、
冷却水通路37dの途中には制御弁39が介設されてい
る。As shown in FIG. 4, the engine cooling system has a cooling circuit that forms a closed loop including a cooling water pump 35 and a radiator 36. The cooling circuit includes a cooling circuit from the discharge side of the cooling water pump 35. A cooling water passage 37a to be derived;
The cooling water passage 3 branched from the cooling water passage 37a and connected to each inlet side of the water jackets 11, 24 formed independently of the cylinder block 2 and the cylinder head 3, respectively.
7b, 37c and cooling water passages 37d, 37e connected to the respective outlet sides of the water jackets 11, 24, respectively.
And cooling water which flows separately through the water jackets 11 and 24 to join the cooling water used for cooling the cylinder block 2 and the cylinder head 3, respectively, and guides the cooling water to the radiator 36, and is cooled by the radiator 36. Cooling water passage 37 for returning the cooled water to cooling water pump 35
g, and a thermostat valve 38 is provided in the middle of a cooling water passage 37 g close to the cooling water pump 35,
A control valve 39 is provided in the middle of the cooling water passage 37d.
【0028】又、上記冷却水通路37fからはバイパス
通路37hが分岐しており、このバイパス通路37hは
冷却水ポンプ35に接続されている。A bypass passage 37h branches off from the cooling water passage 37f. The bypass passage 37h is connected to a cooling water pump 35.
【0029】ところで、前記制御弁39はシリンダブロ
ック2側を流れる冷却水の流量(シリンダブロック2側
とシリンダヘッド3側を流れる冷却水の流量割合)を制
御するものであって、これはエンジンコントロールユニ
ット(以下、ECUと略称する)40によって駆動さ
れ、ECU40は前記冷却水通路37fに設けられた水
温センサ41によって検出された冷却水温に応じて制御
弁39の開度を制御してシリンダブロック2側とシリン
ダヘッド3側を流れる冷却水の流量割合を調整する。The control valve 39 controls the flow rate of the cooling water flowing on the cylinder block 2 side (the flow rate of the cooling water flowing on the cylinder block 2 side and the cylinder head 3 side). The ECU 40 is driven by a unit (hereinafter abbreviated as ECU) 40, and controls the opening of the control valve 39 in accordance with the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 41 provided in the coolant passage 37f to control the cylinder block 2 The flow rate of the cooling water flowing between the side and the cylinder head 3 is adjusted.
【0030】而して、4サイクルエンジン1が始動され
ると、これのクランク軸9によってオイルポンプ29と
冷却水ポンプ35が駆動され、オイルと冷却水はそれぞ
れシリンダブロック2とシリンダヘッド3に供給されて
各部の潤滑と冷却に供されるが、4サイクルエンジン1
が始動された直後の暖機運転時においては、水温センサ
41によって検出される冷却水温が低く、サーモスタッ
ト弁38は閉じられており、又、ECU40は制御弁3
9を制御してその開度を小さく設定する。When the four-stroke engine 1 is started, the oil pump 29 and the cooling water pump 35 are driven by the crankshaft 9 to supply oil and cooling water to the cylinder block 2 and the cylinder head 3, respectively. To provide lubrication and cooling for each part.
During the warm-up operation immediately after the start of the engine, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 41 is low, the thermostat valve 38 is closed, and the ECU 40
9 is controlled to reduce the opening.
【0031】従って、冷却水ポンプ35から吐出される
冷却水は、冷却水通路37a〜37cを経てシリンダブ
ロック2とシリンダヘッド3に各々独立に形成されたウ
ォータジャケット11,24をそれぞれ流れて各部を冷
却するが、前述のように制御弁39の開度は小さく設定
されているため、大部分(例えば、流量割合で90%)
の冷却水はシリンダヘッド3側のウォータジャケット2
4を流れ、シリンダブロック2側のウォータジャケット
11には僅かな(例えば、流量割合で10%)冷却水が
流れる。そして、シリンダブロック2とシリンダヘッド
3を冷却して温度の高くなった冷却水はバイパス通路3
7hを通って冷却水ポンプ35に戻り、以後、同様に循
環してラジエータ36には導かれないため、その温度が
次第に上昇する。Accordingly, the cooling water discharged from the cooling water pump 35 flows through the water jackets 11 and 24 formed independently of the cylinder block 2 and the cylinder head 3 via the cooling water passages 37a to 37c, and the respective parts are cooled. Although cooling is performed, the opening degree of the control valve 39 is set to a small value as described above.
Cooling water is supplied to the water jacket 2 on the cylinder head 3 side.
4 and a small amount (for example, 10% in flow rate) of cooling water flows through the water jacket 11 on the cylinder block 2 side. The cooling water, which has cooled the cylinder block 2 and the cylinder head 3 and has become hot,
After returning to the cooling water pump 35 after passing through 7 h, the temperature is gradually increased since it is not circulated and guided to the radiator 36 in the same manner.
【0032】一方、図1に示すオイルポンプ29が駆動
されると、オイルパン5内のオイルはオイルストレーナ
32から吸引されてオイル吸入管33を経てオイルポン
プ29に至り、該オイルポンプ29によって昇圧された
オイルはオイル吐出管34からオイルクーラ30及びオ
イルフィルタ31を通過してシリンダブロック2に形成
された不図示のオイルメインギャラリに至り、該オイル
メインギャラリから各部に供給されて各摺動部の潤滑に
供された後、オイルパン5に落下して回収される。On the other hand, when the oil pump 29 shown in FIG. 1 is driven, the oil in the oil pan 5 is sucked from the oil strainer 32, reaches the oil pump 29 through the oil suction pipe 33, and is boosted by the oil pump 29. The oil that has passed through the oil discharge pipe 34 passes through the oil cooler 30 and the oil filter 31 to reach an oil main gallery (not shown) formed in the cylinder block 2, and is supplied from the oil main gallery to the respective parts, and the respective sliding parts After being subjected to lubrication, the oil is dropped on the oil pan 5 and collected.
【0033】而して、暖機運転時においては、前述のよ
うに制御弁39の開度が絞られてシリンダブロック2側
への冷却水の流量割合が小さく設定されるため、シリン
ダブロック2のオイルメインギャラリを流れるオイルの
温度が素早く上昇し、オイルの粘度が下がって4サイク
ルエンジン1の摩擦損失に伴うロス馬力が低減されて燃
費と排ガス特性が改善される。During the warm-up operation, as described above, the opening of the control valve 39 is reduced and the flow rate of the cooling water to the cylinder block 2 is set to a small value. The temperature of the oil flowing through the oil main gallery quickly rises, the viscosity of the oil falls, the loss horsepower accompanying the friction loss of the four-cycle engine 1 is reduced, and the fuel economy and exhaust gas characteristics are improved.
【0034】他方、前述のように冷却水温度が次第に上
昇すると、サーモスタット弁38が開き、エンジン1を
冷却して温度の高くなった冷却水は冷却水通路37fを
経てラジエータ36に導かれ、該ラジエータ36で冷却
された後に冷却水通路37gから冷却水ポンプ35に戻
され、以後は同様の作用を繰り返してその温度が略一定
に保たれるが、ECU40は水温センサ41によって検
出される冷却水温に応じて制御弁39の開度を制御し、
シリンダヘッド3側への冷却水の流量割合を60〜90
%に設定する。このように、シリンダヘッド3側へ流れ
る冷却水の流量割合を大きく設定してシリンダブロック
2側へ流れる冷却水の流量を絞ることによって、オイル
の温度が全運転域において高く保たれ、4サイクルエン
ジン1のロス馬力の低減と燃費及び排ガス特性の改善が
全運転域において達成される。On the other hand, when the temperature of the cooling water gradually rises as described above, the thermostat valve 38 opens, and the cooling water whose temperature has increased by cooling the engine 1 is guided to the radiator 36 through the cooling water passage 37f. After being cooled by the radiator 36, the cooling water is returned to the cooling water pump 35 from the cooling water passage 37g. Thereafter, the same operation is repeated to keep the temperature substantially constant. Control the opening of the control valve 39 in accordance with
The flow rate of the cooling water to the cylinder head 3 side is 60 to 90
Set to%. As described above, by setting the flow rate of the cooling water flowing to the cylinder head 3 side to be large and reducing the flow rate of the cooling water flowing to the cylinder block 2 side, the temperature of the oil is kept high in the entire operation range, and the four-cycle engine A reduction in loss horsepower and an improvement in fuel efficiency and exhaust gas characteristics are achieved in all operating ranges.
【0035】尚、本実施の形態では、検出された冷却水
温に応じてECU40が制御弁39の開度を制御するこ
とによって冷却水のシリンダブロック2側とシリンダヘ
ッド3側への流量割合を調整するようにしたが、制御弁
39に代えてサーモスタット弁を用いることもできる。In this embodiment, the ECU 40 controls the opening degree of the control valve 39 in accordance with the detected coolant temperature to adjust the flow rate of the coolant to the cylinder block 2 and the cylinder head 3. However, a thermostat valve may be used instead of the control valve 39.
【0036】又、図5に示すように、冷却水通路37a
に連なるエンジン1内の冷却水通路27iにおいて、シ
リンダヘッド3側へ向かう冷却水通路37jの断面積を
シリンダブロック2側へ向かう冷却水通路37kの断面
積よりも大きく設定することによって、シリンダヘッド
3側へ流れる冷却水の流量割合を60%〜90%(固
定)に設定することもできる。As shown in FIG. 5, the cooling water passage 37a
By setting the cross-sectional area of the cooling water passage 37 j toward the cylinder head 3 to be larger than the cross-sectional area of the cooling water passage 37 k toward the cylinder block 2 in the cooling water passage 27 i in the engine 1 connected to the cylinder head 3. The flow rate of the cooling water flowing to the side may be set to 60% to 90% (fixed).
【0037】[0037]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
記載の発明によれば、シリンダヘッドとシリンダブロッ
ク及びピストンを熱伝導性の高いAl合金で構成すると
ともに、バルブシートを厚さの薄い接合型バルブシート
で構成し、更にスリーブレスシリンダを採用したため、
燃焼室から吸・排気バルブ及び接合型バルブシートを経
てシリンダヘッドへと伝わる熱量及びピストンを経て直
接シリンダブロックへと伝わる熱量が増えて燃焼室の放
熱性が高められ、充填効率及び耐ノッキング性が高めら
れてエンジン性能の向上が図られるとともに、吸・排気
バルブやバルブシートの耐摩耗強度が高められてそれら
の耐久性及び信頼性が高められるという効果が得られ
る。As is apparent from the above description, claim 1
According to the described invention, the cylinder head, the cylinder block, and the piston are made of an Al alloy having high thermal conductivity, and the valve seat is made of a thin joint type valve seat, and a sleeveless cylinder is used.
The amount of heat transmitted from the combustion chamber to the cylinder head via the intake / exhaust valve and the joint type valve seat and the amount of heat transmitted directly to the cylinder block via the piston are increased, and the heat dissipation of the combustion chamber is enhanced, and the charging efficiency and knocking resistance are improved As a result, the engine performance is improved, and the wear resistance of the intake / exhaust valve and the valve seat is increased, so that the durability and reliability of the valve are improved.
【0038】又、請求項2又は3記載の発明によれば、
冷却水は主にシリンダヘッド側に流されて冷却に供され
るため、シリンダブロックを流れるオイルの温度が設定
値まで素早く高められ、この結果、オイルの粘度が下が
ってエンジンのロス馬力が低減し、これに伴って燃費と
排ガス特性が改善されるという効果が得られる。According to the second or third aspect of the present invention,
Cooling water is mainly flowed to the cylinder head side for cooling, so that the temperature of the oil flowing through the cylinder block is quickly raised to a set value, and as a result, the viscosity of the oil is reduced and the loss horsepower of the engine is reduced. This has the effect of improving fuel economy and exhaust gas characteristics.
【図1】本発明に係る4サイクルエンジンの破断正面図
である。FIG. 1 is a cutaway front view of a four-stroke engine according to the present invention.
【図2】本発明に係る4サイクルエンジンの燃焼室部分
の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a combustion chamber portion of a four-cycle engine according to the present invention.
【図3】本発明に係る4サイクルエンジンのシリンダヘ
ッドの部分底面図である。FIG. 3 is a partial bottom view of the cylinder head of the four-stroke engine according to the present invention.
【図4】本発明に係る4サイクルエンジンのエンジン冷
却系の構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an engine cooling system of a four-cycle engine according to the present invention.
【図5】本発明に係る4サイクルエンジンのエンジン冷
却系の別構成を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing another configuration of the engine cooling system of the four-cycle engine according to the present invention.
1 4サイクルエンジン 2 シリンダブロック 3 シリンダヘッド 6 スリーブレスシリンダ 7 ピストン 11,24 ウォータジャケット 12a 吸気ポート 13a 排気ポート 14 吸気バルブ 15 排気バルブ 16,17 接合型バルブシート Reference Signs List 1 4 cycle engine 2 Cylinder block 3 Cylinder head 6 Sleeveless cylinder 7 Piston 11, 24 Water jacket 12a Intake port 13a Exhaust port 14 Intake valve 15 Exhaust valve 16, 17 Joint valve seat
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02F 1/36 F02F 1/36 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02F 1/36 F02F 1/36 Z
Claims (3)
ートを吸・排気バルブによって適当なタイミングで開閉
することによって所要のガス交換を行う4サイクルエン
ジンにおいて、 前記シリンダヘッドをAl合金製としてこれの吸・排気
ポートの周縁に設けられるバルブシートを接合型バルブ
シートで構成するとともに、Al合金製のシリンダブロ
ックに形成されたスリーブレスシリンダにAl合金製の
ピストンを摺動自在に嵌装したことを特徴とする4サイ
クルエンジン。1. A four-stroke engine for performing a required gas exchange by opening / closing an intake / exhaust port formed in a cylinder head with an intake / exhaust valve at an appropriate timing, wherein the cylinder head is made of an Al alloy. The valve seat provided on the periphery of the intake / exhaust port is constituted by a joint type valve seat, and an Al alloy piston is slidably fitted in a sleeveless cylinder formed in an Al alloy cylinder block. Features a 4-cycle engine.
シリンダブロックにそれぞれ独立に形成するとともに、
冷却水のシリンダヘッド側の流量割合を60%〜90%
に設定したことを特徴とする請求項1記載の4サイクル
エンジン。2. A water jacket is formed on a cylinder head and a cylinder block independently of each other.
60% to 90% of the flow rate of cooling water on the cylinder head side
The four-stroke engine according to claim 1, wherein the four-stroke engine is set to:
ダヘッド側に流すことを特徴とする請求項2記載の4サ
イクルエンジン。3. The four-stroke engine according to claim 2, wherein most of the cooling water flows to the cylinder head side during the warm-up operation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34196296A JPH10184446A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Four-cycle engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34196296A JPH10184446A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Four-cycle engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10184446A true JPH10184446A (en) | 1998-07-14 |
Family
ID=18350119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34196296A Pending JPH10184446A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Four-cycle engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10184446A (en) |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34196296A patent/JPH10184446A/en active Pending
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