JPS6023457Y2 - エンジンヘッド及びエンジンブロックの組立体 - Google Patents

エンジンヘッド及びエンジンブロックの組立体

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JPS6023457Y2
JPS6023457Y2 JP1982173484U JP17348482U JPS6023457Y2 JP S6023457 Y2 JPS6023457 Y2 JP S6023457Y2 JP 1982173484 U JP1982173484 U JP 1982173484U JP 17348482 U JP17348482 U JP 17348482U JP S6023457 Y2 JPS6023457 Y2 JP S6023457Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関(エンジン)のエンジンヘッド及び
エンジンブロックの組立体(すなわち、エンジンハウジ
ング)に関する。
エンジンは、油の性質および材料の強さによって定まる
限界にできるだけ近い温度で作動するとか望ましい。
シリンダの壁およびヘッドを通して熱を取り過ぎると、
エンジンの熱率が下がる。
しかし従来の冷却装置は、ある部分では冷却し過ぎ、他
の部分では冷却不足である傾向があった。
従来の冷却装置は空気と燃料の混合物の燃焼から生ずる
燃焼室内に発生した熱の約30から35%を除去するよ
うに設計された粗雑な妥協案であった。
この冷却装置はエンジンシリンダの周りに取り付けた水
ジャケットを用いる強制循環型のものであるのが普通で
あった。
数年来ずつと水ジャケットは交さするチャンネルを備え
た非常に複雑な鋳物として開発されてきている。
これは金属鋳物の中に微妙に空洞を作った交さボスのあ
る非常に複雑なものである。
水がシリンダとヘッド弁の隣りの槽の中で自由に循環で
きるようにするということに開発の主力が注がれた。
あるエンジンについては、水の配管またはノズルが、熱
伝達を調整することを意図して、水ジャケット溜めに冷
却水の流れを導くのに使われた。
水ジャケットの穴を通してボルト、シャフトおよびシャ
ンクを延ばす必要のために、その中の流れは中断されて
悪い影響を受けた。
現在は、水ジャケットは制御された流体の流れに寄与し
ないような込み入った通路になった。
冷却装置を改良し、燃料経済を増進し、鋳物材料の使用
で経済性をあげる要求が強くなったのはつい最近のこと
である。
それ以前は、鋳物の容易さとエンジンブロックを大きく
しかも比較的重く作ることによりブロックの強さにおけ
る大きな安全係数をもつことの利益が強調されていた。
現在では使用鋳物材料が少なくして、エンジンの重量を
減らす要請があるとともに一方では同時に冷却装置の効
率を上げる要請があるのである。
熱効率を改良すると同様重量のむだをはふくためには、
幾つかの問題が同時に克服されなければならない。
それは次のようなものである、(a)不適切な通路壁設
計から生ずるエンジンブロック内の冷却剤の乱流を除去
すること、(b)はエンジン全体を通じて薄い壁部分を
設計し鋳造し、その部分が過剰重量をなくすため材料強
度限界により近く設計されていること、(C)強度を犠
牲にしないでより高い熱伝導度をもつ軽い材料に置き換
えること、および(d)体積を小さくし冷却流体の重量
を減らし、しかもなお一様なエンジンの壁温度を維持す
ることである。
流れ、厚さ、料および流体の体積についてのこれらの問
題は、一緒に解決されなければならない。
従来技術におけるエンジンハウジングの構成は後に詳述
する第3図に示すようなものであった。
冷却水はエンジンハウジング中で乱流になってしまって
エンジンブロック及びエンジンヘッドの各々の全長を貫
通して流れる冷却水はほぼ65%程度に過ぎず、残りの
冷却水はエンジンブロックからエンジンヘッドへ、途中
で短絡して流入してしまうような構成になっていた。
かような構成であると、シリンダの壁の各部分からどの
ような速度で熱が抽出除去されるのか予め推測すること
ができなくて、従って、シリンダの壁のある部分では冷
却不足が生じ、他の部分では過冷却になってしまうとい
うように、シリンダの壁が一様な温度ではなくなってし
まうのである。
次に、従来技術のエンジンハウジングにおいては冷却流
体をエンジンブロック内からあふれ出させてエンジンヘ
ッド内に導入するという考え方が存していて、この考え
方とエンジンハウジングを鋳造するときの便宜とが結合
して、エンジンヘッド内には巾の広い冷却水通路が形成
されていた。
従って、エンジンハウジング内の冷却水の重量が犬とな
ってしまうことは必然であった。
本考案は従来技術におけるかような不都合を改善したも
のである。
本考案の目的は、エンジンハウジング、特にエンジンヘ
ッドの壁の温度を所望温度に均一に維持得るようにする
とともに、エンジンハウジング、特にエンジンヘッドの
重量を減少させ、またエンジンハウジング内に入る冷却
水の重量をかなり減少させることである。
本考案によるときには、複数のシリンダが1列に配置さ
れた鉄製のエンジンブロックと、該シリンダの列の両側
に且つ該シリンダの側壁に沿って該シリンダの列の輪郭
に一致するように延びている長手方向の冷却水通路と、
該エンジンブロック上に載置されたアルミニウム製のエ
ンジンヘッドとを有し、該エンジンヘッドは、該シリン
ダの列の屋根の壁の両側に沿って延びている長手方向の
冷却水溝と、排気路と排気弁案内シリンダとの間の壁内
でほぼ直線状に延びている長手方向の冷却水中央穴とを
有しており、該エンジンブ陥ツクと該エンジンヘッドは
それぞれ冷却水入口と冷却水出口とを備え、この入口及
び出口はそれぞれ該エンジンブロックと該エンジンヘッ
ドとの、隣接した一端部に配置されており、また、該エ
ンジンブロックと該エンジンヘッドとの他端部に隣接し
て配置されていてエンジンブ陥ツクの該冷却水通路を該
エンジンヘッドの該冷却水溝及び該冷却水中央穴にそれ
ぞれ連通させるスロットを備え、該冷却水溝及び該冷却
水中央穴の断面積は、該エンジンブロックの冷却水通路
の断面積に比して小さくされていて、冷却水が該エンジ
ンヘッド内を流れる速度が該エンジンブロック内を流れ
る速度よりも速くなっていることを特徴とするエンジン
ヘッド及びエンジンブロックの組立体が提供される。
本考案はかような特徴的構成になっているから、冷却水
のほとんどがエンジンブロックの全長を一端から他端に
流れ、次にスロットを介してエンジンヘッドに入り、エ
ンジンヘッドの全長を他端から一端に流れて排出される
ようになる。
かような冷却水の一様な流れが形成されるから、エンジ
ンハウジングの壁の成る部分が冷却不足になり他の部分
が過冷却に、なるといった惧れはほとんど無い。
特に、エンジンヘッドは高い熱伝導性を有するアルミニ
ウムで構成されているとともに、そこを流れる冷却水の
流路である冷却水溝及び冷却水中央穴の断面積は、エン
ジンブロック内の冷却水通路の断面積よりも小であるか
ら、冷却水はエンジンヘッド内を高速で流れ、従って熱
をより一様に拡散させる役目を果している。
また、アルミニウム製のエンジンヘッド内の冷却水流路
の断面積を小とすることは、エンジンヘッドそれ自体を
薄く、軽く構成することができることを意味し、また、
エンジンヘッド内に存する冷却水の量がであることを意
味する。
従って、エンジンハウジングは全体として軽くなるわけ
であり、使用する冷却水も少なくて済むことにもなるわ
けである。
以下、図面に従って本考案の実施例について説明する。
なお、本考案の冷却水の流れの態様については第2図に
記載されており、従来技術の冷却水の流れの態様につい
ては第5図に記載されている。
また、本考案の1実施例の構造を示す第1図及び第10
図に対照させて、従来技術の構成が第3図、第4図及び
第9図に掲載されていることに留意されたい。
溝、すなわち通路10aおよび10bがブロック11の
中に設けられて、ブロック11の一方の端に始まり在来
のポンプ(図示せず)から入口17を通って供給される
2つの流体の流路12および13(各々のシリンダガレ
−について第1図に矢印で示しである)を最初に与える
流体は列形シリンダ14の各々の列すなわちガレ−に沿
って連続的に上記溝10a、1obの中を流れ、その流
路は、冷却流体がブロックの遠い端すなわち反対側の端
に向って層流または制御流の形で流れて広い帯15およ
び16のようになるように設けられている。
その帯15.16は薄くてガレ−の中の上記シリンダの
各々の1つの半円筒のシリンダ側面のでこぼした輪郭に
一致するようにされている。
反対の端に達したとき流体の流路は合併し、流体はブロ
ック11とヘッド9を分離しているガスケツット21
(第7図参照)に備えられた弓形に並べられたスロット
18,19および20を通って上向きに流される。
上記のスロット18,19.20は、上記流体の流れに
堰効果を与えて、ヘッド9に向う速度を増加させぐよう
な寸法に形作られている。
流体の流れは、スロット18,19.20を通過すると
再び2つの流体の帯22−23および1つの流体円柱5
2を作る3つの流路44−45および52に分かれ、そ
のどれもがブロック内の帯15.16よりも高さが低く
面積が小さい。
帯22−23はシリンダガレ−のでこぼこの輪郭に沿っ
て端9a(第10図参照)に戻り、その端9aで帯22
−23は、出口24を通って放熱装置に戻ることができ
る。
ヘッド9においては、3番目の流体円柱52は非常に重
要な機能ももっていて、その流体円柱52はヘッド9の
頂部に設けられ2つの流体の帯22−23の間の上方中
間に位置し、弁案内シリンダ51に近いところにある中
央の六8によって定められている。
その六8は、流体の柱32によって供給される流体円柱
52を画成している。
更に、わずかな体積の流体26−27−28−29−3
0−31をブロックの端11b(第7図参照)に達する
までにほんの少量しかも上部の2つの帯22−23の内
側の輪郭のところに渦を与えるものとして作用する目的
のためだけに、初めの2つの流体の帯15および16か
ら移すことができる。
これらの小さな体積の流体は正常の冷却のための流れの
1部分を形成するというのではなく、むしろ流体力学的
流れの案内である。
ブロック11は、鋳物の分割面43から下に向ってシリ
ンダ壁14の各々に沿って延びている溝10a、10b
を有する鋳物でできており、そのシリンダ壁14は、そ
れぞれのシリンダの間に二股連結口の形になっている一
体接合部42(約0.762cmの厚さ)以外は拘束の
ない幾分薄目の断面の壁(0,381C771の厚さ)
となっている。
冷却溝10a、10bを囲む壁は、周囲の温度条件にさ
らされ、約0.3048cmの厚さである。
ブロック11を通る流体の2つの流路12および13は
半円筒形をした溝10aおよび10bの周りで波を打っ
ている。
ヘッド9においては流路44および45は、各シリンダ
の屋根の壁48すなわち覆いとほぼ同じ高さに上方に延
びている溝46および47によって画成されている。
流体円柱52の直円柱を限定している3番目の流路即ち
六8は、吸込み口49と排気通路50の上にあり、排気
通路50および弁案内シリンダ51の間にある鋳物の部
分に沿って延びている。
このような直列の流れの考え方は、従来のエンジン冷却
ジャケット(第3−5図を参照)で現在行われている冷
却の考え方と格段に異なる。
現在のこの考え方では、流体は1つの位置33でブロッ
クの鋳物に入るとかできるようになっており、水ジャケ
ットの通路の設計により、この流体ブロック40の流体
35内で34におけるようにごちゃごちゃにされ、乱流
化される。
かくて、ヘッドの中の流体36中に上向きに移動する前
に乱流になってしまい、他の位置124を通ってヘッド
41から出て行き、ハウジングの反対側の端に到るまで
流体が層流で流れるということはない。
また、ヘッドとブロックを分離しているガスケット全体
にわたって配置されている開口37を通って、流体が大
量に短絡されていて、流体がブロックの一端から他端へ
流れ、それからヘッドに移って流れるという構成にはな
っていない。
従って従来の第3および5図のものにおいては、流体の
流れは直列の流れとは反対のものであると考えることが
できる。
流体の90%以上が本考案の場合にはブロックおよびヘ
ッドの々の全長を横切るように流れるけれども従来のも
のにおいては流体のたかだか65%程度がブロック40
およびヘッド41の各々の全を横切るように流れるにす
ぎない。
ブロックおよびヘッドにおける多少巾の広い大きな通路
は、流体の流れの制御のためというよりは、鋳造の便宜
のためにそのようにされたものである。
そのような通路は、例えば、ヘッド内の冷却路を作るの
に用いられる砂型クラスタ54および53を見ることに
よってよく知ることができる(第4図参照)。
これらの構成要素は、吸込み口および排気通路(右側に
示しであるようなもの)を作るのに用いられるコアクラ
スタ55に重ねられる。
従来の構造においては、シリンダの壁に沿って流れる冷
却流体の薄いシートだけを作るという意図あるいは要望
はない。
反対に冷却流体をあふれ出させる考え方が採用されてい
てそこではできるだけ多くの冷却流体がシリンダに隣接
した状態に導入されており、冷却流体の体積について、
または流体槽に生ずる避けられない妨害のために起る流
れの特性については何ら考慮されていない。
従来技術の構造の中には、槽が熱的サイフオン作用を遠
戚するように改良されているものであるが、そのサイフ
オン作用は変動する冷却の要求に適当に応えることがで
きない。
従って熱は、一様でなくしかも推定することが困難な速
度で抽出される。
かような熱抽出速度ではシリンダの壁のある部分では冷
却不足になり、他の部分では過冷却になり、本考案の目
標を遠戚する妨げになる一様でない壁の温度をもたらし
てしまう。
第1,2図で説明した内燃機関ハウジングの冷却装置は
次のように構成されているのが好ましい。
即ち、燃焼を行なうシリンダ(燃焼室)の列を画成して
いるブロックと、可燃性混合ガスの着火が生ずるシリン
ダ(燃焼室)の部分を画成しているヘッドとがあって、
ヘッドがブロックよりも少なくとも1.5倍だけ大きい
熱伝導度を有しているアルミニウム材料で構成され、ブ
ロックが鋳鉄から戒り、冷却流体はまずブロック11内
の溝10a、10bを通ってブロック11の一端11a
から他端11bまで流れ、次にヘッド9内の溝46.4
7及び穴8を通って出口24まで流れるようになってお
り、また、ブロック11内の流路に対してヘッド9内の
流路の断面積は小さくなっていて、冷却流体はブロック
内を通るときよりもヘッド9内を通るときの方が流速が
大になっている(約5:1の比だけ大きいことが好まし
い)。
このような冷却装置を用いると、排気量5リツトルのエ
ンジンの中の冷却流体の重量は、約3.632kpにで
きる。
これは同じ用途の従来のエンジンに必要な冷却流体の重
量8.1266に9と比較すると非常に軽いものである
これは冷却流体において節約される正味重量が4.49
46kgであることになる。
ヘッドにおける溝46−47および六8は、壁の温度を
制限するのに重要な役目を演する。
それらは比較的小さいが、流速が高い。
これはアルミニウムの高い熱伝導度と一緒になって熱を
より一様に拡散させる。
溝46と47は、内側のうねりのところで少量流れ出る
流れと一緒になる。
これはキャビティションによって発生するこれらの場所
にできたすべての蒸気を追い払い、沸騰遅らせるために
上記流体に圧縮機として作用するために必要である。
次に第6−11図に移って、中に冷却装置を組込んでい
るエンジンハウジングは、V型鋳鉄ブロック11.2つ
のアルミ合金ヘッド9、アルミニウム吸込マニホルド6
5、好ましくは2重壁排気マニホルド66、在来の4バ
レル気化器67と空気浄化器68、およびアルミニウム
合金ピストン69から戊る。
ブ冶ツクのシリンダ内で動くことのできるピストン69
は、代表的な漏れ止めリングをもつ在来の設計のアルミ
ニウムで構成されることが望ましい。
鋳鉄のブロックは、消失模型を用いる鋳造法(フルモー
ルド法)を使って作られるのが望ましい。
シリンダと同様に内側と外側の水の通路を構成する深い
溝は、鋳型の片方から導入される普通の砂中子クラスタ
によって構成される。
できた鋳物は、ブ陥ツクの片側にシリンダ165の第1
のガレ−を、そして他の側にシリンダの第2のガレ−1
66を構成し、V−8の形状にする薄い壁をもっている
シリンダ壁167と168は、両端で開いており、一方
の端(67aまたは68a)は仕切り面43で終ってい
て、ヘッドからブロックを分離するその上に乗せられた
ガスケット21にさらされている。
他方の端は(67bまたは68b)はクランクケース室
にさらされている。
追加の壁、すなわち外側の壁70と71および内側の壁
72と73は、冷却流体のチャンネル、すなわち1lO
aおよび10bを構成している。
他の壁の部分74−75−76は、それぞれ揺れ腕アク
チュエータ棒77用のスリーブ74aと、へりと、エン
ジンのクランク軸、ブロックの取付は脚および引張りボ
ルト(図示していない)を取付けるためのシリンダ78
ならびに補助装置を取付ける壁のためのものである。
1R造ブ冶ツクの1つの特徴は、その中の冷却通路のす
べてにオープンデツキで接近できることであって、サン
ドクラスタの心抜きが鋳物模型に用いられてもよいし、
容易に取り除くことができる。
そのようなブロックに使う模型は、例えばポリスチレン
のように溶融金属と接触すると消失されて燃える材料で
で威されることが望ましい。
即ち、消失模型を用いる鋳造法(フルモールド法)によ
って行なわれるべきである。
ヘッド9は、本考案の目的のための最低 0.28Ca1・on/(SeC−α・℃)以上の熱伝
導度にするアルミニウム料で構成されるべきである。
従来のヘッドは、アルミニウムでできていたが、その形
状は、常に冷却流体の制御された直列の流れを妨げる冷
却路を必要としたかまたは含んでいた。
例えば第9図におて従来のヘッド80は、真っ直ぐでな
い吸気および排気通路81−82をもっていることが示
されている。
冷却流体の通路は空間が許すところはどこにぞも作られ
ており、この結果が一様でない中断された路83,84
および85であって、それらはある場合にはあるヘッド
区域を過剰に冷却し、別の場合には不充分な冷却を行っ
ていた。
冷却通路は、オープンデツキ型でなくむしろ規則正しい
または一様な断面をもっていない空洞通路である。
通路83,84および85は、シリンダの屋根や排気通
路のような熱中心の近くにある一体壁の中の利用きる空
間をすべて占めている。
あったとしてもごく少しのシリンダの屋根が放熱のため
周囲の大気にさらされるが、むしろほとんどが水ジャケ
ットによって囲まれている。
それぞれの通路は、交さ部分をもっており、そのような
いろいろの通路を通って流体が流れるとは、鋳物料と不
十分な熱交換関係を生ずる非層流およびかなりの乱流を
生ずることになろう。
本考案(第10図)のヘッドの冷却装置は、そのような
冷却の欠点をなくしている。
それは1つの砂中子のクラスタが吸込路を決めるために
配置され、一方3つの突合せ永久ダイス型がヘッドの他
のすべての面を決めるオープンデツキをもっている半永
久的鋳型ダイカスト技術を用いて作られるのが好ましい
さらに明確にいうと、底部ダイス型はデツキ面86、溝
46−47、シリンダの屋根の壁48およびヘッドの下
部の他の輪郭を決めるために用られる。
上部右側のダイス型片は種々のボルト用シリンダ78お
よび揺れ腕ボスまたは壁74および他の上部面88の形
を決めるのに使われる。
上部左側のダイス型片は排気通路50、傾斜付壁面89
およびボルドのボス90の形を決めるのに使われる。
446.47は事実上屋根の壁48の普通の高さまで延
びている。
溝16.47はシリンダの反対側に離れて設けられ、そ
して六8から少なくとも7.62cmだけ離されている
446.47は各シリンダガレ−の片側に並べられた半
円筒形によって作られる表面にぴったり一致するように
設けられる。
ある意味で、3つの流体の流路44−45−52は正三
角形を形成しており、高い熱伝導度のアルミニウム材料
と組合されるとさらに効率的な熱抽出をもたらし、より
犬なる流体体積および重い中実材料を必要とせずに、よ
り一様で望ましい壁温度を維持する。
ヘッドの鋳造を行なったのちに、縦方向に延びている狭
い穴8は、ヘッド材料を貫いて孔開は加工され、垂直路
(図示してない)を使って溝10と連結する。
ヘッドの鋳物は、ヘッドハウジングの従来のヘッド側面
の出口87と比較すると、小さな出口24をもっている
これは等体積を移動させるに必要な速度の差を説明して
いる。
壁は、事実上シリンダの各々の屋根の部分を取り囲むあ
らかじめ定められた厚さのものであり、鋳物の残りの部
分は一様に薄い。
例えば、7のところの厚さく第10図)は約0.35〜
0.762cmである。
上記エンジンのV型ブロックとヘッドの間は次の頂部壁
(図示せず)にある4つの口の列から流れ出る吸込通路
を使う鋳造アルミニウム吸込マニホルドで橋渡しされ、
4つの口の2つは一方の端にある4つの吸込通路の列に
至る通路188の第1のラビリンスと連結腰その他は他
方の側にある4つの吸込通路に至る通路89の第2のラ
ビリンスに連絡している。
吸込マニホルドは交さ流構造であって、それによって排
気ガススは排出され、可燃性ガスを吸込通路で送るとき
に、可燃性混合ガスの蒸発を容易にするための熱交換関
係にある通路188.89のラビリンスの下の通路90
−91を通ることができる。
熱交換面92は、リブ93−94の形になっている面積
を大きくした熱吸収面の列が設けられている。
ヘッド9の各々の外側に面している側に、2重壁96−
97の絶縁された構造様式の排気マニホルド66が取付
けられ、こで排気ガスは再循環室すなわち乱流化室95
に入るようにされて、遠い端にある中央の口98を通っ
て最後に排出され、その排気ガスは、次に機関の前の方
へもっていかれて放出制御要素を含む排気システムを通
って外に出される。
ヘッド9の追加の熱制御の特徴は、排気ポートのである
前述のようにこのポートを金属ダイス型片によって鋳造
工程の間に作ることができる。
これは排気ポートに大きな寸法の直線部を用いるように
従来のヘッドの構造に用いられるような従来の水ジヤケ
ツト通路がないからできるのである。
設計における排気ポートの大きさくすなわち面積)と直
線部分のために、薄い金属排気ポートライナ100を機
関組立中排気ポートにすべり込ますことができる。
すべり込みライナの形の内面は理想的な排気ポート面の
形状の内面と同じ形としていて、優れたガスの流れ特性
をもっている。
そのライナは、アルミニウムのヘッドでの伝達に対して
ヘッドの面にあるガスケット101およびライナとアル
ミニウム排気ポートの壁の間にあるエアギャップ102
によって絶縁されている。
ライナは、薄くてアルミニウムのヘッドから十分絶縁さ
れているので、それは非常に速く温まり、排出ガスの酸
化反応過程を早めて、よりよい放出制御をできるように
する。
従来のシリンダヘッドにあるのと同じように水によって
囲まれている排気ポートは、面積の大きさを大きくした
り、あるいは真直ぐにすることができないので、よく流
れるすべり込みライナを設計することを不可能ではない
が難しくする。
従来の設計のほとんどは、排気ポートの中に鋳造するこ
とを試みており、これはライナとアルミニウムヘッドが
前後の端を含む数点において接触するので劣っているし
、これは絶縁されたすべり込み設計以上に熱伝達をかな
り増加させる。
熱伝達が大きくなり過ぎると、冷却流体に排出される熱
が増えて、より大きな放熱器を必要とし、また排気ガス
温度をより低くし、ガスの酸化過程を減少させて、逆に
より高い放出ガスレベルを生ずる。
本考案の独特の冷却の考え方の結果として、エンジンは
多少中さな圧縮比であっても、もはや炭化水素(HC)
を放出しないし、燃料のオクタン価をわずかに低い圧縮
比に合せるために下げる必要はない。
その上、エンジンに対する空気/燃料比の調整を、より
低い壁温度レベルでエンジンを運転するために再調整す
る必要はない。
空気/燃料比が濃くなると燃焼温度が下がるので、低い
壁温度が冷却問題の厳しさを解決するわけである。
以上の通り、本考案によれば特にエンジンヘッドの壁の
温度を所望の均一レベルに維持し得るともにエンジンハ
ウジング及びエンジンハウジング内に在する冷却水の重
量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はハウジングを断面に沿って分割した第6図のエ
ンジンハウジングの部分の分解斜視図、第2図は第6図
のエンジンから取り出して、本考案の冷却装置に対する
流体の流路と流れの特性を示す冷却流体の略合成因、第
3図は従来の技術による在来の冷却装置を有するエンジ
ンの部分断面略正面図、第4図は従来のヘッドにおける
通路を画成するために使われた幾つかの分割された中子
クラスタと、その重ねた状態の合成図、第5図は第3図
のエンジンから取り出した流体を流れの性質を説明する
流線の略図、第6図は本考案を実施しているエンジンの
部分断面正面図、第7図は第6図に示したヘッドのシリ
ンダの1例について、それに重ね合せた漏れ止めガスケ
ットと一緒に直接見不ろしている図、第8図はエンジン
ブロック内のシリンダの列を直接息下ろしている平面図
、第9図は従来の技術によって作られたエンジンヘッド
の種々の断面部の分解斜視図、第10図は第9図と同様
の図であるが、本考案によって作られたヘッドの冷却装
置を説明する斜視図、第11図は第10図のエンジンヘ
ッドを第10図の矢印の方向に見た平面図。 訃・・・・・穴、9・・・・・・ヘッド、10・・・・
・・溝、11・・・・・・ブロック、14・・・・・・
列形シリンダ壁、15,16.22,23・・・・・・
流体の帯、12. 13. 44.45,52・・・・
・・流体の流路、46.47・・・・・・溝、48・・
・・・・シリンダの屋根の壁、50・・・・・・排気通
路、51・・・・・・弁案内シリンダ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 複数のシリンダ14が1列に配置されさ鉄製のエンジン
    ブロック11と、該シリンダ14の列の両側に且つ該シ
    リンダ14の側壁に沿って該シリンダの列の輪郭に一致
    するように延びている長手方向の冷却水通路10a、1
    0bと、該エンジンブロック11上に載置されたアルミ
    ニウム製のエンジンヘッド9とを有し、該エンジンヘッ
    ト9は、該シリンダ14の列の屋根の壁48の両側に沿
    って沿びている長手方向の冷却水1146.47と、排
    気通路50と排気弁案内シリンダ51との間の壁内でほ
    ぼ直線状に延びている長手方向の冷却水中央穴8とを有
    しており、該エンジンブロック11と該エンジンヘッド
    9はそれぞれ冷却水入口17と冷却水出口24とを備え
    、この人口17と出口24はそれぞれ該エンジンブロッ
    ク11と該エンジンヘッド9との、隣接した一端部に配
    置されており、また、該エンジンブロック11と該エン
    ジンヘッド9の他端部に隣接して配置されていて該エン
    ジンシリンダ11の該冷却水通路10a、10bを該エ
    ンジンヘッド9の該冷却水溝46.47及び該冷却水中
    央穴8にそれぞれ連通させるスロット1B、19.20
    を備え、該冷却水溝46,47及び該冷却水中央穴8の
    断面積は、該エンジンブロックの冷却水通路10a、1
    0bの断面積比に比して小さくされていて、冷却水が該
    エンジンヘッド9内を流れる速度が該エンジンブロック
    11内を流れる速度より速くなっていることを特徴とす
    るエンジン−ヘッド及びエンジンブロックの組立体。
JP1982173484U 1976-12-22 1982-11-16 エンジンヘッド及びエンジンブロックの組立体 Expired JPS6023457Y2 (ja)

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US753343 1976-12-22

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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2839199C2 (de) * 1978-09-08 1983-01-05 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Im Druckgießverfahren herstellbarer Zylinderkopf für wassergekühlte Brennkraftmaschinen
JPS56148610A (en) * 1980-04-18 1981-11-18 Toyota Motor Corp Cooling device for engine
JPS56165713A (en) * 1980-05-21 1981-12-19 Toyota Motor Corp Cooler for engine
JPS6319562Y2 (ja) * 1980-11-07 1988-06-01
JPS5793620A (en) * 1980-12-02 1982-06-10 Toyota Motor Corp Cooler for engine
DE3224945C1 (de) * 1982-07-03 1984-02-16 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Zylinderkopf fuer fluessigkeitsgekuehlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen
DE3247663C1 (de) * 1982-12-23 1984-04-05 Ford-Werke AG, 5000 Köln Zylinderblock fuer einen Verbrennungsmotor
DE3512104A1 (de) * 1985-04-03 1986-10-09 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Brennkraftmaschine mit mindestens zwei hintereinanderliegenden fluessigkeitsgekuehlten zylindern
DE3639691A1 (de) * 1986-11-20 1988-06-01 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Dieselbrennkraftmaschine
US4768484A (en) * 1987-07-13 1988-09-06 General Motors Corporation Actively pressurized engine cooling system
US4903652A (en) * 1989-07-31 1990-02-27 Ford Motor Company Cylinder liner insert and method of making engine block therewith
FR2660694B1 (fr) * 1990-04-05 1992-07-31 Peugeot Moteur a combustion interne comprenant un circuit de refroidissement perfectionne.
FR2663987B1 (fr) * 1990-06-27 1993-12-24 Renault Regie Nale Usines Dispositif de refroidissement d'un moteur a combustion interne.
US5320158A (en) * 1993-01-15 1994-06-14 Ford Motor Company Method for manufacturing engine block having recessed cylinder bore liners
SE504107C2 (sv) * 1995-12-22 1996-11-11 Volvo Ab Anordning för styrning av ett flöde av kylmedium
DE19812831A1 (de) 1998-03-24 1999-09-30 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit Fluidkühlsystem
DE10047080B4 (de) * 2000-09-22 2013-06-06 Volkswagen Ag Kühlsystem für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
KR100656594B1 (ko) 2002-10-24 2006-12-11 현대자동차주식회사 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진의 실린더 헤드와실린더 블럭용 워터 자켓의 구조
JP5541371B2 (ja) * 2010-12-13 2014-07-09 トヨタ自動車株式会社 エンジンの冷却装置
GB2516647B (en) * 2013-07-29 2016-02-03 Jaguar Land Rover Ltd Vehicle water jacket
US8960134B1 (en) * 2013-07-31 2015-02-24 GM Global Technology Operations LLC Targeted cooling with individualized feeding ports to cylinders
US9950449B2 (en) 2015-03-02 2018-04-24 Ford Global Technologies, Llc Process and tool for forming a vehicle component
AT517601B1 (de) 2015-07-03 2017-03-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine
JP7085581B2 (ja) * 2020-03-31 2022-06-16 本田技研工業株式会社 ウォータジャケット

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2175448A (en) * 1936-01-07 1939-10-10 Schlagintweit Hermann Engine cooling system
DE745596C (de) * 1936-01-07 1944-03-21 Hermann Schlagintweit Einrichtung fuer Kuehlraeume in Reihe angeordneter Verbrennungskammern (Zylinder) von Brennkraftmaschinen
US2941521A (en) * 1958-07-21 1960-06-21 Chrysler Corp Engine head
US3203408A (en) * 1964-01-06 1965-08-31 Winkelman Henry William Liquid cooling system for internal combustion engines
US3385273A (en) * 1965-09-10 1968-05-28 White Motor Corp Cooling system for internal combustion engine
DE1576698A1 (de) * 1967-09-07 1970-03-19 Auto Union Gmbh Wasserkuehlung fuer Brennkraftmaschinen
BE755473A (fr) * 1970-01-05 1971-02-01 Outboard Marine Corp Systeme de controle de la temperature d'un moteur
JPS5146838B2 (ja) * 1973-12-29 1976-12-11

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Publication number Publication date
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ES474331A1 (es) 1979-04-16
ES465304A1 (es) 1979-01-01
ES474332A1 (es) 1979-11-16
FR2375457A1 (fr) 1978-07-21
JPS53118638A (en) 1978-10-17
FR2375457B1 (ja) 1982-05-28
JPS58191325U (ja) 1983-12-19
DE2756006A1 (de) 1978-07-06
AU517342B2 (en) 1981-07-23
GB1593073A (en) 1981-07-15
DE2756006C2 (ja) 1988-01-28
US4109617A (en) 1978-08-29

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