KR940000894Y1 - V형 엔진의 냉각수 통로구조 - Google Patents

V형 엔진의 냉각수 통로구조 Download PDF

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마쓰다 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

V형 엔진의 냉각수 통로구조
도면은 본 고안에 관한 V형 엔진의 냉각수 통로구조에 실시예를 나타내는 것으로,
제1도는 V형 엔진의 정면도.
제2도는 제1도의 II-II선의 절단 확대도.
제3도는 제2도의 III-III선의 절단 확대도.
제4도는 제2도의 IV-IV선의 실선에 대응한 파단도.
제5도는 제2도의 V-V선의 실선에 대응한 파단도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : V형 엔진 31,32: 실린더 헤드
41,42: 뱅크 5 : 실린더
121,122: 물재킷 131,132: 냉각수 포오트 부분
211,212: 출구
본 고안은, V형에 설치된 2개의 뱅크의 실린더 헤드에, 이들 실린더 헤드내의 물 재킷과 통하는 냉각수의 입구 또는 출구를 갖는 냉가수 포오트 부분이 설치되어 있는 엔진의 냉각수 통로구조에 관한 것이다.
크링크 축을 중심으로 V형에 설치된 2개의 뱅크를 갖는 V형 다기통 엔진의 냉각장치로서, 예를 들면 일본국 특개소 62-91615호 공보에는, 2개의 뱅크의 크랭크 축 방향의 양쪽에 물 펌푸와 집합관을 분산하여 설치하는 동시에, 그 집합관의 온도 조절기 밸브(thermostat valve)를 내장하는 밸브 케이스를 설치하며, 또한 온도 조절기 케이스와 상기 물펌프를 양 뱅크 사이에 설치된 통로에 의해 연이어 통하게 하는 것에 의해, 리디에이터에서 보내진 냉각수를 온도 조절기 밸브를 지나서 물펌프에 공급하고, 또한 그 펌프에서 각각의 뱅크의 물재킷에 보내는 동시에, 이들 물 재킷에서 토출된 냉각수를 상기의 집합관에서 합류시켜서 라디에이터로 되돌려 보내는 기술이 개시되어 있다.
이것에 의하면, 물펌프와 집합관이 뱅크의 양쪽에 분산되어 있는 것으로부터, 냉각용의배관이 조밀화되게 되는 것이다.
그런데, 상기의 냉각장치에서는, 물 재킷에 냉각수를 공급하고, 또한 그 재킷에서 토출시키기 위한 각 뱅크의 예를들면 실린더 헤드 부분에 냉각수의 입구나 출구를 갖는 냉각수 포오트 부분을 설치하는 것이지만, 이 경우 물 재킷내의 냉각수의 흐름이 원활하게 되어서, 각 기퉁의 연소실에 대하여 효과적인 냉각이 행하여 지도록 그 냉각수 포오트 부분을 각 뱅크에서의 크랭크 축 방향의 끝부분에 설치하는 것이 통례이다.
그렇지만, 상기 공보에 기재된 V형 다기통 엔진에서는, 각 뱅크의 각각에 있어서, 이들 뱅크가 갖춘 실린더를 크랭크 축에 결합시킬 필요에서, 2개의 뱅크를 이들의 실린더 중심을 크랭크축 방향에 엇갈리게 설치하는 것이므로 양 뱅크의 오프셋 정도, 엔진 전체길이가 뱅크 길이보다 길게되어 있다. 따라서 상기와 같이 크랭크 축방향의 끝부분에 있어서, 실린더 헤드에 냉각수 포오트 부분을 돌출형상으로 갖추면, 그 돌출정도 및 그 포오트 부분에 접속하는 냉각수 배관때문에, 다시 엔진 전체길이가 증대하며, 다시 그 엔진의 조밀화가 저해되는 형편이다.
그래서 본 고안은, 엔진 전체길이를 억제하는 동시에, 엔진의 조밀화를 도모할 수 있고, 게다가 효과적인 냉각이 행하여지는 냉각수 통로구조의 제공을 과제로 한다.
즉, 본 고안의 V형 엔진의 냉각수 통로구조는, 각각 복수의 실린더를 갖는 2개의 뱅크가 실린더 중심을 크랭크 축 방향을 엇갈려서 V형에 설치되어 있는 엔진에 있어서, 상기 2개의 뱅크에 있어서의 실린더 헤드의 크랭크 축 방향으로 같은 쪽의 끝부분에, 그 실린더 헤드내의 물 재킷과 통하는 냉각수의 입구 또는 출구를 갖는 냉각수 포오트 부분이 형성되어 있는 동시에, 이들의 냉각수 포오트 부분중, 그 끝부분이 크랭크 축 방향으로 돌출하여 있는 쪽의 뱅크에 있어서의 냉각수 포오트 부분을 물 재킷의 끝부분과 옆부분에서 도입시켜서 양뱅크 사이의 실린더 헤드 옆면에 돌출시키는 동시에, 다른쪽의 뱅크의 냉각포오트 부분을 물 재킷의 끝부분만으로 부터 도입시켜서, 같은 양 뱅크 사이의 실린더 헤드 옆면에 돌출시키고, 또한 이들의 냉각수 포오트부분에 있어서의 상기 입구 또는 출구를 크랭크 축 방향의 동일위치에 열리게 한 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 의하면, 냉각수 포오트 부분을 각 뱅크의 실린더 헤드의 옆면에 설치하는 것으로부터, 이들 냉각수 포오트 부분의 입구 또는 출구에 대한 냉각수의 배치가, 2개의 뱅크를 크랭크 축 방향에 엇갈리게 하는 것에 의해, 양 뱅크의 끝부분에 형성되어 있는 공간(무효공간(dead space))을 이용하여 행하게 된다.
게다가, 양 냉각수 포오트 부분의 입구 또는 출구를 크랭크 축 방향의 동일 위치가 열리게 하는 것으로부터, 이들 냉각수 포오트 부분에 접속하는 냉각수 통로의 배관 형상이 복잡화되지 않고 또한 조밀하게 된다.
또한, 크랭크 축 방향에 돌출하는 뱅크에 있어서의 냉각수 포오트 부분은 물 재킷의 끝부분과 옆부분에 연이어 통하게 하므로, 상기 냉각수 펌프 부분을 실린더 헤드의 옆벽에 설치하여도, 물 재킷과 포오트 부분에 걸쳐서 유동하는 냉각수의 유량을 다량 확보할 수 있고, 물 재킷내의 냉각수의 흐름이 원활하게 된다.
이하, 본 고안의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
도면은 V형 6기통 DOHC 엔진(1)에 본 고안을 적용한 실시예를 나타내며, 그 엔진(1)은 실린더 블록(2)과, 그 윗면 양쪽 부분에 평행하게 설치된 2개의 실린더 헤드(31)(32)에 의해, 크랭크축의 축받이 부분(1a)을 중심으로 V형을 이루는 제1, 제2뱅크(41)(42)를 갖고, 양 뱅크(41)(42)에 각각 3개의 실린더(5)(5)(5)(제2도에 나타냄)가 열 형상으로 설치되어 있다. 그리고, 그 경우에 양 뱅크(41)(42)는 제1뱅크 (41)쪽의 실린더 중심과 제2뱅크(42)쪽의 실린더 중심을 크랭크 축 방향으로 엇갈리게 설치하고, 이것에 의해 제2도에서 명백해진 바와 같이 제1뱅크(41)가 엔진 앞끝쪽(제2도에 있어서의 도면 아래방향 쪽)에 제2뱅크(42)보다도 돌출되고, 따라서 제2뱅크(42)의 엔진 앞끝쪽 부분에는 상기 돌출정도에 대응하는 공간(무효공간)(6)이 형성되어 있다.
다시, 제1 및 제2뱅크(41)(42)에 있어서는 각각의 실린더 헤드(31)(32)에, 각 실린더(5)(5)(5)에 있어서의 흡, 배기 밸브의 개폐를 담당하는 4쌍의 캠축이 갖추어져 있다. 그리고, 제1뱅크(41)에 있어서는 제3도 및 제4도에 나타낸 바와같이, 1쌍의 캠축(71)(81)의 각각에 엔진 앞끝쪽에서 캠축 기어(91)(101)가 부착되고, 이들 캠축 기어(91)(101)가 맞물리게 되는 것에 의해 캠축(71)(81)끼리 운동되고, 다른쪽 제2뱅크(42)에 있어서는 제5도에 나타내는 바와같이 1쌍의 캠축(82)(도면에서는 한쪽만 나타냄)의 각각에 캠축 기어(102)가 부착되며, 이들 캠축 기어끼리가 맞물리게 되는 것에 의해 캠축끼리 운동되는 것이다.
다시, 각 뱅크(41)(42)에 있어서는 1쌍의 캠축의 어느쪽이 크랭크축에 운동되는 것이다.
따라서, 엔진의 회전력에 의해 한쪽의 캠축이 구동되는 경우, 상기 한 캠축 기어(91)(101)(102)의 맞물림에 의해, 각각의 뱅크에 있어서 1쌍의 캠축기어(71)(81) (82)가 운동하여 회전되는 것이다.
또한 상기 캠축 기어(91)(101)(102)는 각각의 뱅크(41)(42)에 있어서 실린더 헤드(31)(32)의 엔진 앞끝쪽에 돌출 형상으로 형성된 기어실(111)(112)내에 있어서 맞물려 있다. 또한, 상기 엔진(1)에 있어서는 실린더 블럭(2)의 엔진 앞끝쪽면에 냉각장치를 구성하는 물펌프(26)가 부착되고, 이 물펌프(26)에서 토출된 냉각수가 제1뱅크(41) 및 제2뱅크(42)의 각각의 실린더 블록내의 물재킷(도시생략)에 공급되며, 냉각수가 이들 물재킷 내를 유동하는 것에 의해 각 실린더(5)(5)(5)의 냉각이 행하여 지도록 되어 있다.
또한, 냉각수는 그 다음 각각의 뱅크(41)(42)에 있어서의 실리더 헤드(31) (32)의 물 재킷(121)(122)에 올려지며, 그 물재킷(121)(122)내를 유동하는 것에 의해 각 실린더(5)(5)(5)의 연소실에 대한 냉각이 행하여 진다. 그리고 냉각수는 제1뱅크(41)에 있어서는, 이하에 상세하게 설명하는 제1냉각수 포오트 부분(132)에서 제1냉각수 배출통로(141)에 토출되며, 제2뱅크(42)에 있어서는 뒤에 설명하는 제2냉각수 포오트(132)에서 제2냉각수 배출통로(142)에 토출되고, 이들 냉각수가 합튜통보 (15)에 합류되는 중, 냉각수가 되돌아 오는 통로(16)을 통하여 라디에이터(17)에 되돌아 온다. 라디에이터(17)에서는 엔진 냉각에 사용되는 것에 의해 승온된 냉각수를 냉각하여, 이 냉각수를 냉각수 송출구(18)에서 도시하지 않은 냉각수를 보내는 통로를 통하여 온도 조절기 밸브에서 물 펌프(26)에 보내지는 구조로 되어 있다.
또한, 상기의 냉각장치에서는 냉각수 온도가 낮을 때는 엔진(1)의 과냉각을 방지하기 위하여 제1 및 제2냉각수 포오트 부분(131)(132)에서 제1 및 제2냉각수 배출통로(141)(142)에 토출된 냉각수를 라디에이터(17)를 바이패스 시키는 구조를 갖추고 있지만, 그것은 본 고안의 요지가 아니므로, 설명을 생략하기로 한다.
상기의 냉각장치에 있어서, 각 뱅크(41)(42)가 상기한 냉각수 포오트 부분 (131)(132)은 어느것이나 실린더 헤드(31)(32)의 엔진 앞끝쪽에 설치되지만, 그 경우 제2뱅크(42)에 대하여 크랭크 축 방향에 돌출되어 있는 제1뱅크(41)에서는, 제2도에서 명백해진 바와같이 흡기 포오트(191)(191)와 배기 포오트(201)(201)를 둘러서 물재킷(121)의 앞부분과 옆부분에 연이어 통하며, 또한 양 뱅크(41)(42)의 사이에 있어서, 실린더 헤드(31)의 옆면에 제1냉각수 포오트 부분(131)이 돌출 설치되며, 제2뱅크 (42)에서는 흡기 포오트(192)(192)와 배기 포오트(202)(202)를 둘러서 물 재킷(122)의 앞부분에만 연이어 통하고, 또한 양 뱅크(41)(42)의 사이에 있어서, 실린더 헤드(32)의 옆면에 제2냉각수 포오트 부분(132)이 돌출설치되어 있다.
또한, 이들 냉각수 포오트 부분(131)(132)의 앞끝에 설치되어 있는 냉각수 출구(211)(212)가 크랭크 축 방향의 동일위치에 있어서 엔진전방을 향하도록 열려지고, 이들의 출구(211)(212)에 각각 앞에 설명한 냉각수 배출통로(141)(142)가 연이어 통하도록 접속되어 있다.
그리고 제1냉각수 포오트 부분(131)에 연이어 통한 제1냉각수 배출통로(141)는, 그 포오트 부분(131)의 접속부분에서 똑바로 제2뱅크(42)쪽의 윗방향으로 향하여 경사져서 배관되며, 제2냉각수 포오트 부분(132)에 연이어 통한 제2냉각수 배출통로(142)는, 그 포오트 부분(132)의 접속부분에서 똑바로 제1뱅크(41)의 윗방향으로 향하여 경사져서 배관되고, 이것에 의해 양 통로(141)(142)가 합류되며, 또한 그 합류통로(15)가 제1냉각수 배출토로(141)의 연장방향에 안내되어 설치되는 중, 상기 설명한 냉각수가 되돌아 오는 통로(16)에 연이어 통하도록 되어 있다.
또한, 각 뱅크(41)(42)에서는, 실린더 헤드(31)(32)의 물 재킷(121)(122)에, 이들 헤드에 설치된 냉각수 계단입구(22)…(22),(23)…(23)를 통하여 실린더 블록 (2)의 물재킷에서 냉각수가 유입하여, 그 냉각수가 물 재킷(121)(122)내를 상기의 냉각수 포오트 부분(131)(132)에 맞은편에 유동하도록 되어 있다.
그 경우, 제2도에서 물재킷(121)(122)의 흡, 배기 포오트(191)(201) 및 (192) (202)의 양쪽의 화살표 “a”와 “b”로 지시하는 부분이 분단되어 있는 것 같이 보이지만, 실제로는 화살표 “a”와 “b”의 부분은 흡. 배기 포오트의 위방향 부분에서 연이어 통하게 되어 있으며, 따라서 상기 냉가수 포오트 부분(131)(132)에 향하여 냉각수의 흐름이 차단되는 것은 아니다.
또한, 제1뱅크(41)에 있어서는, 제1냉각수 포오트 부분(131)을 물재킷(122)의 앞부분과 옆부분에 연이어 통하게 되며, 제2도 및 제4도에 나타낸 바와같이 실린더 헤드(32)의 기어실(111)의 아래방향에 형성되는 공간을 이용하여 그 헤드를 앞 부분과 옆부분에 걸쳐서 바깥방향으로 팽출시켜, 이 팽출부분(24)의 내부에 생기는 공간(24a)이, 헤드 보울트(27)의 보수부분(28)의 주위를 에워 싼 상태로 상기 냉각수 포오트 부분(131)에 연이어 통하도록 되어 있다.
또한, 제2뱅크(42)에 있어서도, 제2냉각수 포오트 부분(132)을 물재킷(122)의 앞 부분에 연이어 통하게 되어 있으며, 제2도에 나타낸 바와같이 실린더 헤드(32)의 기어실(112)의 아래방향에 형성되는 공간을 이용하여 그 헤드를 앞부분쪽에 팽출시켜, 이 팽출부분(25)의 내부에 생기는 공간(25a)이 헤드 보울트(29)의 보스부분 (30)의 주위를 에워싼 상태로 상기 냉각수 포오트 부분(132)에 연이어 통하도록 되어 있다.
이상과 같은 냉각수 통로구조에 의하면, 제1뱅크(41) 및 제2뱅크(42)의 냉각수 포오트 부분(131)(132)을 각각의 실린더 헤드(31)(32)의 옆면에 설치하는 것으로, 이들 냉각수 포오트(131)(132)가 각 실린더 헤드(31)(32)의 앞끝에서 크랭크 축 방향으로 돌출하는 것이 없어진다.
이 때문에 이들 냉각수 포오트 부분(131)(132)에 대한 냉각수 배출통로(141) (142)의 배관 접속이 제1뱅크(41)가 제2뱅크(42)보다도 크랭크 축 방향으로 돌출되어 있기 때문에 제2뱅크(42)의 앞부분에 생긴 공간(6)을 이용하여 행한다.
즉, 냉각수 통로의 설계가 본래는 무효공간(dead space)인 공간(6)을 이용하여 행한다. 따라서 엔진 전체길이를 억제할 수 있고, 또한 무효 공간이 이용에 의해 엔진(1)의 조밀화를 도모하여 냉각수의 통로 배관이 가능하다.
게다가, 양 뱅크(41)(42)사이의 골 부분의 위방향에는 각 뱅크의 흡기 포오트 (191)(192)에 연이어 통하여 접속되는 흡기다기관(intake manifold)이 장비된 것이 통례이며, 따라서 실린더 옆면에 설치되는 냉각수 포오트부분(131)(132)은 그 흡기 다기관과 뱅크 사이의 골부분의 공간을 유효하게 이용하는 것이며, 한층 조밀한 구조를 할 수 있다.
덧붙혀서, 양 냉각수 포오트 부분(131)(132)의 출구(211)(212)를 크랭크 축 방향의 동일위치에 열리게 하는 것으로부터 이들 포오트 부분(131)(132)에 접속하는 냉각수 배출통로(141)(142) 및 합류통로(15)의 설정형상이 복잡하게 되지 않고, 또한 통로구조도 조밀하게 된다.
또한, 크랭크 축 방향에 돌출되어 있는 제1뱅크(41)에서는, 냉각수 포오트 부분(131)을 단순히 실린더 헤드(31)의 옆면에 설치한 정도이면, 물재킷(121)내의 냉각수의 흐름을 고려할 경우, 그 포오트 부분(131)에 대한 냉각수의 원활한 유입이 되지 않아서 냉각수의 유량이 저하하며, 때문에 냉각효과가 손상된 염려가 있다. 게다가, 상기와 같이 실린더 헤드(31)의 기어실(111)의 아래방향에 형성되는 공간을 이용하여, 또한 헤드 전체길이를 증대시키지 않고 그 헤드에 팽출부분(24)을 형성하여, 이 팽출부분(24)의 내부공간(24a), 즉, 물재킷(121)의 앞부분을 크게하여 냉각수 포오트 부분(131)에 연이어 통하게 하는 것이므로, 그 포오트 부분(131)은 물재킷의 앞부분과 옆부분에 연이어 통하는 것으로 되어, 그 재킷(121)에서 포오트 부분(131)으로의 냉각수의 유입이 원활하게 되며, 다시또 유량 확보가 가능하며 높은 냉각효과가 얻어진다.
또한, 제2뱅크(42)에 있어서는, 그 뱅크가 크랭크 축에 돌출되어 있지 않은 정도, 실린더헤드(32)의 앞부분에 공간적으로 여유가 있는 것으로부터 냉각수 포오트 부분(132)을 물재킷(122)의 앞부분에 무리하지 않고 연이어 통하게 할 수 있고, 그 재킷(122)에서 포오트 부분(132)에 대하여 원활한 냉각수의 흐름이 얻어지지만, 그 경우에서도 기어실(112)의 아래방향 공간을 이용하여 팽출부분(25)을 설치하고, 이 팽출부분(25)의 내부공간(25a)에 연이어 통하게 한 형상으로 포오트 부분(132)을 실린더 헤드(32)의 옆면에 형성하는 것에 의해, 보다 원활하게 흐르고, 많은 유량이 확보될 수 있으며, 냉각효과의 형상을 기대할 수 있다.
덧붙여서, 각 뱅크(41)(42)에 설치된 팽출부분(24)(25)는 기어실(111)(112)을 아래방향에서 지지하는 강도구조를 형성하는 것으로 되며, 실린더 헤드(31)(32)의 기어실(111)(112)부분에 있어서의 캠축 지지강성이 증대한다.
그런데, 이와같이 엔진 전체길이가 억제되며, 또한 조밀한 구조로 되면서 높은 냉각효과를 기대할 수 있는 V형 엔진(1)은, 특히 가로놓는 방식으로 차량에 탑재할 필요가 있는 경우, 한정된 엔진실의 황폭을 유효하게 살려서 무리하지 않고 수납할 수 있어서 유용한 것이다.
이상의 기재에 의해 명백해진 바와같이, 본 고안에 의하면, V형엔진에 있어서, 냉각수 포오트 부분을 뱅크의 실린더 헤드의 옆면에 설치하는 것으로부터 이들 냉각수 포오트 부분이 실린더 헤드의 끝부분에서 크랭크 축 방향으로 돌출하는 것이 없이 이들 냉각수 포오트 부분의 입구 또는 출구에 대한 냉각수의 배관이, 2개의 뱅크를 크랭크 축 방향으로 엇갈리게 하는 것에 의해 양 뱅크의 끝부분 사이에 형성되어 있는 공간(무효공간(dad space))을 이용하여 행하는 것이다. 따라서 엔진 전체길이가 냉각수 배관에 의해 중대하지 않는 동시에, 상기 무효공간 이용에 의해 엔진의 조밀화가 가능하게 된다.
게다가, 냉각수 포오트 부분의 입구 또는 출구를 크랭크 축 방향의 동일위치에 열리게 하고 있는 것으로부터, 이들 냉각수 포오트 부분에 접속하는 냉각수 통로의 설치형상이 복잡화 하지 않으며, 또한 조밀하게 되며, 한층 엔진 전체길이를 짧게 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 크랭크 축 방향으로 돌출하는 뱅크에 있어서의 냉각수 포오트 부분은 물 재킷의 끝부분과 옆부분에 연이어 통하게 되어 있으므로, 상기 냉각수 포오트 부분을 실린더 헤드의 옆면에 설치해도 물재킷과 포오트부분에 걸쳐서 유동하는 냉각수의 유량을 많이 보호할 수 있고, 물재킷내의 냉각수의 흐름이 원활하게 되어, 높은 냉각효과를 확보할 수 있다.

Claims (1)

  1. 각각 복수의 실린더(5)(5)(5)를 갖는 2개의 뱅크(41)(42)가 실린더 중심을 크랭크 축 방향에 엇갈리게 하여 V형에 설치되어 있는 엔진(1)에 있어서, 상기한 2개의 뱅크(41)(42)에 있어서의 실린더 헤드(31)(32)의 크랭크 축 방향으로 같은 쪽의 끝부분에, 그 실린더 헤드(31)(32)내의 물재킷(121)(122)과 통하는 냉각수의 입구 또는 출구를 갖는 냉각수 포오트 부분(131)(132)이 형성되는 동시에, 이들의 냉각수 포오트 부분(131)(132)중, 그 끝부분이 크랭크 축 방향으로 돌출되어 있는 방향의 뱅크(41)에 있어서의 냉각수 포오트 부분(131)을 물 재킷(121)의 끝부분과 옆부분에서 도입하여, 양 뱅크(41)(42)사이의 실린더 헤드(31)(32) 옆면에 돌출시키는 동시에, 다른쪽의 뱅크(42)의 냉각수 포오트 부분(132)을 물재킷(122)의 끝부분만에서 도입하여, 같은 양뱅크(41)(42) 사이의 실린더 헤드(31)(32)옆면에 돌출시켜, 또한 이들의 냉각수 포오트 부분(131)(132)에 있어서의 상기 입구 또는 출구를 크랭크 축 방향의 동일위치에 열리게 한 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 냉각수 통로구조.
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