JP2006090196A - Cooling system of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system of an internal combustion engine capable of controlling cooling water flowing in an inside passage formed of a division of a spacer to a flow rate (a flow speed) suitable for respective parts of cylinder liners. <P>SOLUTION: A vertical rib 16 for minimizing the flow rate of the cooling water flowing on the piston lower dead center side more than a flow rate of the cooling water flowing on the piston upper dead center side of the inside passage 12, is arranged in the spacer 10 for partitioning the inside of a water jacket 7 into the inside passage 12 and an outside passage 13. Thus, the piston upper dead center side of the cylinder liners 2a to 2d is cooled in high cooling performance, and the lower dead center side is heightened in the wall surface temperature, and the proper temperature distribution is imparted to the respective parts of the cylinder liners 2a to 2d. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内部がスペーサで区画されるウォータジャケットを用いてシリンダライナの冷却を行なう内燃機関の冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine that cools a cylinder liner by using a water jacket whose interior is partitioned by a spacer.

水冷のレシプロ式内燃機関の多くは、シリンダライナ（シリンダボアを形成するもの）が組み込まれたシリンダブロックに、シリンダライナを取り囲むようにウォータジャケットを形成しておき、このウォータジャケットの一端側に形成された冷却水入口部から冷却水をウォータジャケットへ流通させる冷却構造が採用されている。   In many water-cooled reciprocating internal combustion engines, a water jacket is formed on a cylinder block in which a cylinder liner (which forms a cylinder bore) is incorporated so as to surround the cylinder liner, and is formed on one end side of the water jacket. In addition, a cooling structure in which the cooling water is circulated from the cooling water inlet to the water jacket is employed.

このような冷却構造では、内燃機関の機種毎、容易にウォータジャケットを流れる冷却水の流量や流速のコントロールが行なえるよう、ウォータジャケットは変更せずに、該ウォータジャケット内に、ウォータジャケットの幅方向を区画するスペーサを設けて、ウォータジャケットを内側の通路（以下、内側通路という）と外側の通路（以下、外側の通路という）とに区画することが行われている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００３−２６２１５５号公報 In such a cooling structure, the width of the water jacket is not changed in the water jacket so that the flow rate and flow rate of the cooling water flowing through the water jacket can be easily controlled for each model of the internal combustion engine. A spacer for partitioning a direction is provided to partition the water jacket into an inner passage (hereinafter referred to as an inner passage) and an outer passage (hereinafter referred to as an outer passage) (for example, Patent Document 1). reference).
JP 2003-262155 A

ところで、シリンダライナは、ピストンの往復動で形成される燃焼サイクルにより、燃焼室に近いピストン上死点側は、燃焼行程の燃焼熱を直接的に受けるために温度上昇しやすい。反面、燃焼室から離れるピストン下死点側は、温度上昇しにくい傾向がある。   By the way, the cylinder liner is likely to rise in temperature due to the combustion cycle formed by the reciprocating motion of the piston, because the piston top dead center side near the combustion chamber directly receives the combustion heat of the combustion stroke. On the other hand, the temperature at the piston bottom dead center side away from the combustion chamber tends not to rise.

そこで、スペーサを設けた構造では、シリンダライナのピストン上死点側の冷却に求められる冷却水の流量を確保するべく、内側通路の幅、すなわちシリンダライナとスペーサとの間の隙間寸法を設定することが行われる。   Therefore, in the structure in which the spacer is provided, the width of the inner passage, that is, the gap dimension between the cylinder liner and the spacer is set in order to secure the flow rate of the cooling water required for cooling the piston top dead center side of the cylinder liner. Is done.

ところが、これだと、冷却がそれ程必要でないシリンダライナのピストン下死点側までも、同じ熱伝導率で、冷却水にて冷却されやすい。このため、ピストンとシリンダライナとの間で無用なフリクションを生じさせるおそれがあった。   However, if this is the case, even the piston bottom dead center side of the cylinder liner that does not require much cooling is easily cooled with cooling water with the same thermal conductivity. This may cause unnecessary friction between the piston and the cylinder liner.

そこで、本発明の目的は、スペーサの区画で形成された内側通路を流れる冷却水をシリンダライナ各部に適した流量（流速）にコントロールすることが可能な内燃機関の冷却装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine capable of controlling the cooling water flowing through the inner passage formed by the spacer section to a flow rate (flow velocity) suitable for each part of the cylinder liner. .

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、ウォータジャケット内を区画するスペーサに、同スペーサで形成される内側通路を流れる冷却水のうち、ピストン上死点側を流れる冷却水の流量よりピストン下死点側を流れる冷却水の流量を抑える流量規制手段を設けたことにある。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the cooling water flowing on the piston top dead center side among the cooling water flowing in the inner passage formed by the spacer is defined as the spacer partitioning the inside of the water jacket. Is provided with a flow rate regulating means for suppressing the flow rate of the cooling water flowing on the piston bottom dead center side from the above flow rate.

請求項２に記載の発明は、流量規制手段として、スペーサの内面に、シリンダライナの軸線方向に沿って延び、ピストン上死点側よりピストン下死点側の外形を大きくした縦リブを有する構成を採用した。   The invention according to claim 2 has a structure in which the inner surface of the spacer has a longitudinal rib extending along the axial direction of the cylinder liner and having a larger outer shape on the piston bottom dead center side than on the piston top dead center side, as the flow rate restricting means. It was adopted.

請求項３に記載の発明は、流量規制手段は、縦リブに加え、スペーサの内面の少なくともピストン上死点近傍に、縦リブと交差しながらシリンダライナの周方向に沿って延びる横リブを有する構成を採用した。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the longitudinal rib, the flow regulating means has a lateral rib extending along the circumferential direction of the cylinder liner while intersecting the longitudinal rib at least near the top dead center of the piston on the inner surface of the spacer. Adopted the configuration.

請求項４に記載の発明は、複数のシリンダライナを取り囲むウォータジャケット内にシリンダライナを取り囲むようにスペーサを設ける構造の場合、上記縦リブを用いて、複数のシリンダライナがいずれも均一な温度分布となるよう、上記縦リブを、内側通路の冷却水の流れ方向に沿って、上流側の規制が強くなるように配設させた。   According to a fourth aspect of the present invention, when a spacer is provided so as to surround the cylinder liner in a water jacket that surrounds the plurality of cylinder liners, the vertical ribs are used to uniformly distribute the temperature of the plurality of cylinder liners. Thus, the vertical ribs are arranged along the flow direction of the cooling water in the inner passage so that the restriction on the upstream side becomes stronger.

請求項１に記載の発明によれば、シリンダライナのピストン上死点側では、同ライナ部分を冷却するのに適した熱伝導率をもたらす流量の冷却水が確保される反面、ピストン下死点側では、冷却水の流量の規制により、冷却水による熱伝導率が低下する。つまり、シリンダライナは、ピストン上死点側では高い冷却性能が確保され、下死点側では壁面温度が高められるようになる。   According to the first aspect of the present invention, on the piston top dead center side of the cylinder liner, there is secured a flow rate of cooling water that provides a thermal conductivity suitable for cooling the liner portion, whereas the piston bottom dead center. On the side, the thermal conductivity due to the cooling water decreases due to the regulation of the flow rate of the cooling water. That is, the cylinder liner ensures high cooling performance on the piston top dead center side, and the wall surface temperature is increased on the bottom dead center side.

したがって、シリンダライナは、適切な温度分布が与えられ、相反するシリンダライナでのピストン上死点側での良好な冷却と、ピストン下死点側でのフリクション低減との両立ができる。   Therefore, the cylinder liner is provided with an appropriate temperature distribution, and it is possible to achieve both good cooling on the piston top dead center side in the opposite cylinder liner and friction reduction on the piston bottom dead center side.

請求項２に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、縦リブといった簡単な構造で、スペーサを補強しつつ、シリンダライナの各部での熱伝導率がコントロールできる。   According to the second aspect of the present invention, in addition to the above effects, the thermal conductivity in each part of the cylinder liner can be controlled while reinforcing the spacer with a simple structure such as a longitudinal rib.

請求項３に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、横リブにより、シリンダライナのピストン下死点側で滞留している冷却水のピストン上死点側への進入を防ぐことができ、シリンダライナのピストン上死点側での冷却損失が防止できる。   According to the third aspect of the present invention, in addition to the above effects, the lateral rib can prevent the coolant that has accumulated on the piston bottom dead center side of the cylinder liner from entering the piston top dead center side. Cooling loss on the piston top dead center side of the cylinder liner can be prevented.

請求項４に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、シリンダライナ各部の温度分布を適切にコントールする縦リブを活用して、シリンダライナが前後に複数並ぶ内燃機関おいて、内側通路の上流側から下流側まで並ぶシリンダライナ相互を均一な温度分布にコントロールすることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above-described effect, in the internal combustion engine in which a plurality of cylinder liners are arranged in the front-rear direction by utilizing vertical ribs that appropriately control the temperature distribution of each part of the cylinder liner, The cylinder liners arranged from the upstream side to the downstream side can be controlled to have a uniform temperature distribution.

［第１の実施形態］
以下、本発明を図１〜図４に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, the present invention will be described based on a first embodiment shown in FIGS.

図１は、水冷のレシプロ式多気筒内燃機関、例えば４気筒のレシプロエンジンの一部を示し、図２はそのエンジンの一部を分解した斜視図、図３および図４は各部の詳細を示していて、同図中１は同エンジンのシリンダブロックを示している。このシリンダブロック１には、例えば４つのシリンダライナ２ａ〜２ｄを連続して並べて構成されるサイヤミーズタイプが用いられている。この各シリンダライナ２ａ〜２ｄにより、シリンダブロック１の頭部に、直列に並ぶシリンダボア３ａ〜３ｄを形成している。これら各シリンダボア３ａ〜３ｄ内には、それぞれピストン４（図４のみに二点鎖線で図示）が往復動可能に収められる。またシリンダブロック１の上部には、例えばシリンダボア３ａ〜３ｄ毎、燃焼室５ａ（図４のみに図示）、吸気・排気ポート、吸気・排気側の動弁機構、点火プラグ、インジェクタ（いずれも図示せず）などが組付いたシリンダヘッド５（図１、図４および図５中に二点鎖線で図示）が搭載されている。そして、往復動するピストン４により、クランクシャフト（図示しない）から軸出力が出力されるようにしている。なお、６は、シリンダブロック１の頭部とシリンダヘッド５との間に介在されるガスケットを示す（図４のみに二点鎖線で図示）。   FIG. 1 shows a part of a water-cooled reciprocating multi-cylinder internal combustion engine, for example, a 4-cylinder reciprocating engine, FIG. 2 is an exploded perspective view of the engine, and FIGS. 3 and 4 show details of each part. In the figure, reference numeral 1 denotes a cylinder block of the engine. For this cylinder block 1, for example, a thyme type is used in which four cylinder liners 2a to 2d are continuously arranged. These cylinder liners 2a to 2d form cylinder bores 3a to 3d arranged in series at the head of the cylinder block 1. In each of these cylinder bores 3a to 3d, a piston 4 (shown by a two-dot chain line only in FIG. 4) is housed so as to be able to reciprocate. Further, on the upper part of the cylinder block 1, for example, each of the cylinder bores 3a to 3d, the combustion chamber 5a (shown only in FIG. 4), an intake / exhaust port, a valve mechanism on the intake / exhaust side, a spark plug, and an injector (all are shown). A cylinder head 5 (illustrated by a two-dot chain line in FIGS. 1, 4 and 5) is mounted. A shaft output is output from a crankshaft (not shown) by the reciprocating piston 4. Reference numeral 6 denotes a gasket interposed between the head of the cylinder block 1 and the cylinder head 5 (illustrated by a two-dot chain line in FIG. 4 only).

図１および図２に示されるようにシリンダブロック１には、エンジンの冷却装置を構成するウォータジャケット７が形成されている。ウォータジャケット７は、各シリンダボア３ａ〜３ｄを取り囲む所定幅の溝部から形成されている。この溝部は、例えば図４に示されるようにシリンダボア３ａ〜３ｄの長さのほぼ中間地点までの深さをもつ。このウォータジャケット７の一端側の最上段の壁面には、例えば角形の切欠き部よりなる冷却水入口部８が形成されている。この冷却水入口部８は、シリンダヘッド５の前部で縦方向に延びている冷却水供給通路９と連通している。またこの冷却水供給通路９は、シリンダヘッド５のウォータジャケット（図示しない）の一端側にも連通していて、ウォータポンプ（図示しない）からの冷却水が、冷却水供給通路９を通じて、シリンダブロック１のウォータジャケット７、シリンダヘッド５のウォータジャケット（図示しない）との双方へ流入される構造にしている。なお、ウォータジャケット７の他端部は、例えばシリンダヘッド５のウォータジャケット（図示しない）の他端部を通じて、同シリンダヘッド５の後部に形成されている冷却水出口部（図示しない）から流出される構造となっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder block 1 is formed with a water jacket 7 constituting an engine cooling device. The water jacket 7 is formed of a groove having a predetermined width that surrounds each of the cylinder bores 3a to 3d. For example, as shown in FIG. 4, the groove has a depth up to a substantially middle point of the lengths of the cylinder bores 3 a to 3 d. On the uppermost wall surface on one end side of the water jacket 7, a cooling water inlet portion 8 made of, for example, a rectangular notch is formed. The cooling water inlet portion 8 communicates with a cooling water supply passage 9 that extends in the longitudinal direction at the front portion of the cylinder head 5. The cooling water supply passage 9 also communicates with one end of a water jacket (not shown) of the cylinder head 5, and cooling water from a water pump (not shown) passes through the cooling water supply passage 9 to the cylinder block. 1 and the water jacket 7 (not shown) of the cylinder head 5. The other end of the water jacket 7 flows out from a cooling water outlet (not shown) formed at the rear of the cylinder head 5 through, for example, the other end of the water jacket (not shown) of the cylinder head 5. It has a structure.

このウォータジャケット７の内部には、図１および図４に示されるようにシリンダライナライナ２ａ〜２ｄを取り囲むようにウォータジャケットスペーサ１０（本願のスペーサに相当）が収められている。このウォータジャケットスペーサ１０には、例えば図１に示されるようなウォータジャケット７の溝部の厚み方向中間部を占める外形をもつ合成樹脂製の枠形部品が用いられる。具体的にはウォータジャケットスペーサ１０は、例えば図２に示されるようにウォータジャケット７の深さと同等の長さ寸法をもつ４つの薄肉の円筒状部１１ａ〜１１ｄを前後に連続的に連結させて、ウォータジャケット７の幅方向中間を占める外形とした筒形部品が用いられる。このウォータジャケット７内での区画（幅方向）により、シリンダライナ２ａ〜２ｄの外周面とウォータジャケットスペーサ１０の内周面との間には内側通路１２が形成され、反対側のウォータジャケットスペーサ１０の外周面とウォータジャケット７の外側の壁面との間には外側通路１３を形成している。   As shown in FIGS. 1 and 4, a water jacket spacer 10 (corresponding to the spacer of the present application) is accommodated in the water jacket 7 so as to surround the cylinder liner liners 2a to 2d. As the water jacket spacer 10, for example, a synthetic resin frame-shaped component having an outer shape that occupies an intermediate portion in the thickness direction of the groove portion of the water jacket 7 as shown in FIG. 1 is used. Specifically, the water jacket spacer 10 has four thin cylindrical portions 11a to 11d having a length dimension equivalent to the depth of the water jacket 7 as shown in FIG. A cylindrical part having an outer shape occupying the middle in the width direction of the water jacket 7 is used. An inner passage 12 is formed between the outer peripheral surface of the cylinder liners 2a to 2d and the inner peripheral surface of the water jacket spacer 10 by the section (width direction) in the water jacket 7, and the water jacket spacer 10 on the opposite side is formed. An outer passage 13 is formed between the outer peripheral surface of the water jacket 7 and the outer wall surface of the water jacket 7.

また図２に示されるようにウォータジャケット７の内面（内側通路１２に臨む面）の一部、例えば各円筒状部１１ａ〜１１ｄのエンジン吸気側（吸気ポート、吸気側の動弁機構が配置される側）の内周面と、エンジン排気側（排気ポート、排気側の動弁機構が配置される側）の内周面の各中央には、それぞれ縦リブ１６（本願の流量規制手段に相当）が突設されている。各縦リブ１６は、いずれも上下方向（ピストン上・下死点方向）に沿って延びるテーパ状の突条部が用いられている。これら円筒状部１１ａ〜１１ｄの高さ全体に渡るテーパ状の縦リブ１６により、ピストン上死点側よりピストン下死点側の外形を大きくして、内側通路１２を流れる冷却水の流量（流速）をコントロールさせる構造としている。すなわち、例えば各縦リブ１６は、図３に示されるように例えば高さ寸法Ａ（突き出し量）および幅寸法Ｂ共、上部（ピストン上下死点側）が最小で、下部（ピストン下死点側）へ向うにしたがい大きくなるテーパ状をなしている。このテーパ状の各縦リブ１６により、各気筒の内側通路１２を流れる冷却水の流量（流速）を所要にコントールさせる構造としている。詳しくは図４に示されるように各縦リブ１６は、シリンダライナ外周面間の隙間、特に上部側（燃焼室５ａに近いピストン上死点側）の隙間δ１（図４（ａ），（ｄ）に図示）が、十分な冷却性能をもたらす熱伝導率となる冷却水の流量（流速）が確保される隙間量（最大値および同値近傍）に設定され、下部側（燃焼室５ａから離れたピストン下死点側）の隙間δ２が、冷却水の流量（流速）を最大に制限する隙間量（最小値および同値近傍）に設定されている。むろん、中間側の隙間δ３（図４（ｄ）のみに図示）は、その中間の冷却水の流量（流速）をもたたらす隙間量に設定される。   2, a part of the inner surface of the water jacket 7 (the surface facing the inner passage 12), for example, the engine intake side (intake port, intake side valve mechanism) of each of the cylindrical portions 11a to 11d is arranged. The vertical ribs 16 (corresponding to the flow restricting means of the present application) are respectively provided at the centers of the inner peripheral surface on the engine exhaust side and the inner peripheral surface on the engine exhaust side (the side where the exhaust port valve mechanism is disposed). ) Is projected. Each of the vertical ribs 16 uses a tapered ridge that extends along the vertical direction (the piston top / bottom dead center direction). The taper-shaped vertical ribs 16 extending over the entire height of the cylindrical portions 11a to 11d make the outer shape of the piston bottom dead center side larger than the piston top dead center side, and the flow rate (flow velocity) of the cooling water flowing through the inner passage 12 is increased. ) Is controlled. That is, for example, as shown in FIG. 3, each vertical rib 16 has a minimum upper part (piston top dead center side) and a lower part (piston bottom dead center side) for both height dimension A (protrusion amount) and width dimension B, for example. It has a tapered shape that increases as it goes to. The tapered vertical ribs 16 control the flow rate (flow velocity) of the cooling water flowing through the inner passage 12 of each cylinder as required. Specifically, as shown in FIG. 4, each vertical rib 16 has a gap between the cylinder liner outer peripheral surfaces, in particular, a gap δ1 (FIG. 4 (a), (d) on the upper side (piston top dead center side near the combustion chamber 5a). ) Is set to a gap amount (near the maximum value and the same value) in which the flow rate (flow velocity) of the cooling water that provides the thermal conductivity that provides sufficient cooling performance is ensured, and the lower side (away from the combustion chamber 5a) The clearance δ2 on the piston bottom dead center side) is set to a clearance amount (minimum value and near the same value) that limits the flow rate (flow velocity) of the cooling water to the maximum. Of course, the intermediate-side gap δ3 (shown only in FIG. 4D) is set to a gap amount that produces the flow rate (flow velocity) of the intermediate cooling water.

さらに円筒状部１１ａ〜１１ｄの内面には、ピストン上死点近傍の地点に横リブ１８ａが突設されている。またピストン下死点近傍の地点にも横リブ１８ｂが突設されている。横リブ１８ａ，１８ｂは、いずれも例えば一定断面形状の突条を各縦リブ１６と交差しながら、シリンダライナ２ａ〜２ｄが並ぶ方向（周方向）沿いに連続して延びていて、環状をなしている。これら横リブ１８ａ，１８ｂにより、内側通路１２を、シリンダライナ２ａ，２ｄの求める温度分布に応じて、上側からライナ温度を下げたい領域Ｘ、ライナ温度を少し上げたい領域Ｙ、ライナ温度を上げたい領域Ｚに分けている。つまり、縦リブ１６でコントロールされた流量の冷却水が、求められるシリンダライナ２ａ〜２ｄの温度分布を乱さないよう、定められた領域Ｘ〜Ｚに沿って流れるようにしている。   Further, on the inner surfaces of the cylindrical portions 11a to 11d, lateral ribs 18a are projected from points near the top dead center of the piston. Further, a lateral rib 18b is also projected at a point near the bottom dead center of the piston. The horizontal ribs 18a and 18b, for example, continuously extend along the direction (circumferential direction) in which the cylinder liners 2a to 2d are arranged while intersecting the vertical ribs 16 with protrusions having a constant cross-sectional shape, and form an annular shape. ing. By these lateral ribs 18a and 18b, the inner passage 12 is desired to increase the region X where the liner temperature is desired to be lowered from the upper side, the region Y where the liner temperature is desired to be slightly increased, and the liner temperature depending on the temperature distribution required by the cylinder liners 2a and 2d. Divided into region Z. That is, the cooling water having a flow rate controlled by the vertical ribs 16 flows along the predetermined regions X to Z so as not to disturb the required temperature distribution of the cylinder liners 2a to 2d.

このように構成されたエンジンによると、冷却水入口部８からシリンダブロック１へ流入された冷却水は、多くの流量がウォータジャケット７の一端側から、外側通路１３へ流入され、残る流量がウォータジャケット７の周囲の隙間を通じて、内側通路１２へ流入される。   According to the engine configured as described above, a large amount of the cooling water flowing into the cylinder block 1 from the cooling water inlet portion 8 flows into the outer passage 13 from one end side of the water jacket 7, and the remaining flow rate is the water flow. It flows into the inner passage 12 through a gap around the jacket 7.

このとき、内側通路１２へ流入された冷却水は、ウォータジャケット７の一端側（上流側）から他端側（下流側）へ向って流れる。   At this time, the cooling water flowing into the inner passage 12 flows from one end side (upstream side) of the water jacket 7 toward the other end side (downstream side).

ここで、縦リブ１６により、図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように内側通路１２のうち、ピストン上死点側の近傍のライナ温度を下げたい領域Ｘは、十分な冷却性能をもたらす流量（流速）が確保される隙間量が確保され、ピストン下死点側の近傍のライナ温度の上昇を特に望む領域Ｚは、ライナ温度の上昇をもたらす冷却水の停滞現象を生じさせる隙間量が確保され、多少ライナ温度の上昇を望む中間の領域Ｙは、上記領域Ｚより弱い冷却水の停滞現象を生じさせる隙間量が確保されている。   Here, as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c), the region X in the inner passage 12 where the liner temperature in the vicinity of the piston top dead center side is to be lowered is provided with sufficient cooling performance by the vertical ribs 16. A region Z in which a flow rate (velocity) is ensured and a gap Z in which the rise of the liner temperature in the vicinity of the piston bottom dead center side is particularly desired is a gap amount that causes a stagnation phenomenon of cooling water that causes an increase in the liner temperature. In the intermediate region Y where the liner temperature is desired to rise somewhat, a gap amount that causes a stagnation phenomenon of the cooling water weaker than the region Z is secured.

これにより、内側通路１２のうち、図４（ａ）中の矢印に示されるように各シリンダライナ２ａ〜２ｄの最も冷却を必要とする燃焼室５ａに近い部分には、隙間δ１（流通抵抗：小）により、冷却水が、大流量および速い流速で流れる。つまり、冷却水は、冷却に最も適した流れで、領域Ｘを流れる。この冷却水の流れにより、各シリンダライナ２ａ〜２ｄの燃焼室５ａに近い部分は、高い熱伝導率のもとで、十分に冷却される。   As a result, in the inner passage 12, as shown by the arrows in FIG. 4A, the cylinder liners 2a to 2d have a gap δ1 (flow resistance: Small) allows cooling water to flow at high flow rates and fast flow rates. That is, the cooling water flows through the region X with the flow most suitable for cooling. Due to the flow of the cooling water, the portions of the cylinder liners 2a to 2d close to the combustion chamber 5a are sufficiently cooled under a high thermal conductivity.

また内側通路１２のうち、図４（ｂ）中の矢印で示されるようにライナ温度の上昇を強く望むピストン下死点側には、隙間δ２（流通抵抗：大）により、冷却水が、最も少ない流量および最も遅い流速で流れる。つまり、冷却水は、ライナ温度の上昇を強く要望するのに適した流れで、領域Ｚを流れる。この冷却水の流れにより、各シリンダライナ２ａ〜２ｄのピストン下死点側の部分は、冷却水の停滞により、最も低い熱伝導率となる。この結果、同部分の壁面温度が高められる。   Further, in the inner passage 12, as shown by an arrow in FIG. 4 (b), on the piston bottom dead center side where a rise in the liner temperature is strongly desired, the cooling water is the most due to the gap δ2 (circulation resistance: large). Flows at low flow rate and slowest flow rate. That is, the cooling water flows through the region Z with a flow suitable for strongly requesting an increase in the liner temperature. Due to the flow of the cooling water, the portions of the cylinder liners 2a to 2d on the piston bottom dead center side have the lowest thermal conductivity due to the stagnation of the cooling water. As a result, the wall surface temperature of the same part is increased.

また内側通路１２のうち、残るピストン上死点側とピストン下死点側の中間の流路部分（内側通路１２）には、隙間δ３（流通抵抗：中）により、冷却水が、上記最大と最小の中間の流量および流速で流れる。つまり、冷却水は、ライナ温度を少し上昇させるのに適した流れで、領域Ｙを流れる。この冷却水の流れにより、各シリンダライナ２ａ〜２ｄの中間の部分は、冷却水の停滞により、上記二つの場合の中間となる熱伝導率となる。この結果、同部分の壁面温度が、若干、高められる。   Further, in the inner passage 12, the cooling water flows between the maximum piston dead center side and the piston bottom dead center side (inner passage 12) due to the gap δ 3 (flow resistance: medium). Flows with minimum intermediate flow rate and flow rate. That is, the cooling water flows through the region Y with a flow suitable for slightly increasing the liner temperature. Due to the flow of the cooling water, the middle part of each of the cylinder liners 2a to 2d has a thermal conductivity that is intermediate between the above two cases due to the stagnation of the cooling water. As a result, the wall surface temperature of the part is slightly increased.

横リブ１８ａ，１８ｂは、このときシリンダライナ２ａ〜２ｄのピストン下死点側で滞留している冷却水（温度：高）が、ピストン上死点側へ進入しないように規制している。   The lateral ribs 18a and 18b restrict the cooling water (temperature: high) staying at the piston bottom dead center side of the cylinder liners 2a to 2d at this time from entering the piston top dead center side.

かくして、内側通路１２の冷却水は、シリンダライナ各部に適した流量（流速）にコントロールされて流れる。これにより、エンジン運転中、各シリンダライナ２ａ〜２ｄのピストン上死点側では高い冷却性能が確保され、下死点側では壁面温度が高められる。   Thus, the cooling water in the inner passage 12 flows while being controlled at a flow rate (flow velocity) suitable for each part of the cylinder liner. Thereby, during engine operation, high cooling performance is secured on the piston top dead center side of each of the cylinder liners 2a to 2d, and the wall surface temperature is increased on the bottom dead center side.

したがって、シリンダライナ各部を適切な温度分布とすることができる。これにより、各シリンダライナ２ａ〜２ｄでの相反する挙動、すなわちピストン上死点側での良好な冷却と、ピストン下死点側でのフリクション低減とが両立できる。特に内側通路１２を流れる冷却水をコントロールする構造には、縦リブ１６を用いる構造、それもウォータジャケットスペーサ１０の内面に組付けた構造を採用したので、シリンダライナ２ａ〜２ｄの冷却特性の変更をきたすシリンダライナ２ａ〜２ｄの肉厚の変化を伴わない簡単な構造で、各シリンダライナ２ａ〜２ｄの各部が適切な温度分布となるようコントロールできる（熱伝導率のコントロール）。しかも、縦リブ１６は、ウォータジャケットスペーサ１０の上下方向に配置される構造が用いてあるから、剛性の点で難点のあるウォータジャケットスペーサ１０の補強ができるといった利点もある。   Therefore, each part of the cylinder liner can have an appropriate temperature distribution. Thereby, conflicting behaviors in the cylinder liners 2a to 2d, that is, good cooling on the piston top dead center side and friction reduction on the piston bottom dead center side can be achieved. In particular, the structure for controlling the cooling water flowing through the inner passage 12 employs a structure using the vertical ribs 16 and also a structure assembled to the inner surface of the water jacket spacer 10, so that the cooling characteristics of the cylinder liners 2a to 2d are changed. The cylinder liners 2a to 2d having a simple structure with no change in wall thickness can be controlled so that each part of the cylinder liners 2a to 2d has an appropriate temperature distribution (control of thermal conductivity). In addition, since the vertical ribs 16 are arranged in the vertical direction of the water jacket spacer 10, there is an advantage that the water jacket spacer 10, which is difficult in terms of rigidity, can be reinforced.

そのうえ、横リブ１８ａ，１８ｂの採用により、ピストン下死点側で滞留している冷却水がピストン上死点側へ進入するのを抑えられるから、無用なピストン上死点側での冷却損失が防止できる利点もあり、高い効率での冷却が実現できる。   In addition, the use of the lateral ribs 18a and 18b can prevent the cooling water staying on the piston bottom dead center side from entering the piston top dead center side, so that the cooling loss on the unnecessary piston top dead center side is reduced. There is also an advantage that can be prevented, and cooling with high efficiency can be realized.

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態を示す。 [Second Embodiment]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.

本実施形態は、第１の実施形態で述べた構造を活用して、内側通路１２の上流側から下流側までの気筒間で均一な温度分布が確保されるようにしたものである。   In the present embodiment, a uniform temperature distribution is ensured between the cylinders from the upstream side to the downstream side of the inner passage 12 by utilizing the structure described in the first embodiment.

これには、複数の縦リブ１６を用いて、内側通路１２の下流側を流れる冷却水の流量（流速）より、内側通路１２の上流を流れる冷却水の流量（流速）を抑える構造が用いられている。   For this, a structure is used in which a plurality of longitudinal ribs 16 are used to suppress the flow rate (flow velocity) of the cooling water flowing upstream of the inner passage 12 from the flow rate (flow velocity) of the cooling water flowing downstream of the inner passage 12. ing.

具体的には、本実施形態では、冷却水の流れ方向に配設された複数の縦リブ１６の本数を増やし、さらに内側通路１２の上流側では縦リブ１６のスパンＳを狭く、下流側では縦リブ１６のスパンＳを広くしたレイアウトを採用して、縦リブ１６がもたらす流通抵抗の変化により、過冷却しやすいシリンダライナ２ａ，２ｂの有る内側通路１２の上流側（冷却水入口部８に近い側）では、冷却水をよどませて（停滞ぎみにし）、熱伝導率を抑え、冷却効率が悪い内側通路１２の下流側（出口に近い側）では、冷却水を速やかに流通させて、上流側よりも格段に高い熱伝導率を確保しようとしたものである。   Specifically, in the present embodiment, the number of the plurality of vertical ribs 16 arranged in the flow direction of the cooling water is increased, the span S of the vertical ribs 16 is narrowed on the upstream side of the inner passage 12, and on the downstream side. By adopting a layout in which the spans S of the vertical ribs 16 are widened, the upstream side of the inner passage 12 having the cylinder liners 2a and 2b that are easily supercooled (by the cooling water inlet 8) On the near side), the cooling water is stagnated (stagnation), the thermal conductivity is suppressed, and on the downstream side of the inner passage 12 where the cooling efficiency is poor (the side near the outlet), the cooling water is circulated quickly, It is intended to ensure a much higher thermal conductivity than the upstream side.

このようにすると、シリンダライナ２ａ〜２ｄ毎に適切な温度分布が確保されるだけでなく、上流側から下流側までのいずれのシリンダライナ２ａ〜２ｄに対して均一な温度分布を与えることができ、良好なエンジンの運転が期待できる。   Thus, not only an appropriate temperature distribution is ensured for each of the cylinder liners 2a to 2d, but also a uniform temperature distribution can be given to any cylinder liner 2a to 2d from the upstream side to the downstream side. Good engine operation can be expected.

もちろん、縦リブ１６は、第１の実施形態のときより１本多い本数としているが、この本数に限定されることはないことはいうまでもない。   Of course, although the number of the longitudinal ribs 16 is one more than that in the first embodiment, it is needless to say that the number is not limited to this number.

但し、図５において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。   However, in FIG. 5, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

［第３の実施形態］
図６は、本発明の第３の実施形態を示す。 [Third Embodiment]
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.

本実施形態は、第２の実施形態の変形例で、例えば第１の実施形態で述べた本数の縦リブ１６のままで、例えば内側通路１２の上流側の縦リブ１６には、下流側の縦リブ１６よりも幅寸法Ｂを一回り大きくした寸法値（上流側＞下流側）に定めた突条部を採用して、第２の実施形態と同様に、縦リブ１６がもたらす流通抵抗の変化により、過冷却しやすいシリンダライナ２ａ，２ｂの有る内側通路１２の上流側（冷却水入口部８に近い側）は、冷却水をよどませて（停滞ぎみにし）、熱伝導率を抑え、冷却効率が悪い内側通路１２の下流側（出口に近い側）は、冷却水を速やかに流通させて、上流側よりも格段に高い熱伝導率を確保しようとしたものである。   The present embodiment is a modification of the second embodiment. For example, the number of the vertical ribs 16 described in the first embodiment remains the same, and the vertical ribs 16 on the upstream side of the inner passage 12 have, for example, a downstream side. By adopting a ridge defined by a dimension value (upstream side> downstream side) that is a width dimension B larger than that of the vertical rib 16, the flow resistance provided by the vertical rib 16 is the same as in the second embodiment. Due to the change, the upstream side of the inner passage 12 where the cylinder liners 2a and 2b are easily overcooled (side near the cooling water inlet 8) stagnates the cooling water (stagnation) and suppresses the thermal conductivity, The downstream side (side near the outlet) of the inner passage 12 with poor cooling efficiency is intended to ensure a much higher thermal conductivity than the upstream side by allowing cooling water to flow quickly.

このようにしても第２の実施形態と同様、シリンダライナ２ａ〜２ｄ毎に適切な温度分布を確保しつつく、上流側から下流側までのいずれのシリンダライナ２ａ〜２ｄに対して均一な温度分布を与えることができる。   Even in this manner, as in the second embodiment, an appropriate temperature distribution is ensured for each of the cylinder liners 2a to 2d, and a uniform temperature distribution is provided to any cylinder liner 2a to 2d from the upstream side to the downstream side. Can be given.

なお、図６では縦リブ１６の幅寸法Ｂを変えたが、高さ寸法Ａを変えるようにしても、また高さ寸法Ａと幅寸法Ｂとの双方を変えるようにしても構わない。   In FIG. 6, the width dimension B of the vertical rib 16 is changed, but the height dimension A may be changed, or both the height dimension A and the width dimension B may be changed.

但し、図６において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。   However, in FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述したいずれの実施形態でもテーパ状の縦リブを用いたが、これに限らず、例えば階段状の縦リブを用いて、ピストン上死点側よりピストン下死点側の外形を大きくしてもよい。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, You may implement in various changes within the range which does not deviate from the main point of this invention. For example, in any of the above-described embodiments, the tapered vertical rib is used. However, the present invention is not limited to this, and the outer shape on the piston bottom dead center side is made larger than the piston top dead center side using, for example, a stepped vertical rib. Also good.

本発明の第１の実施形態の要部となるシリンダブロックを示す斜視図。The perspective view which shows the cylinder block used as the principal part of the 1st Embodiment of this invention. 縦リブおよび横リブが付いたスペーサを、シリンダヘッドから外した状態と共に示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the spacer which attached the vertical rib and the horizontal rib with the state removed from the cylinder head. 同縦リブの周辺を拡大して示す斜視図。The perspective view which expands and shows the periphery of the same vertical rib. 縦リブおよび横リブで規制される内側通路を冷却水が流れる状況を説明するための図。The figure for demonstrating the condition where a cooling water flows through the inner channel | path regulated by a vertical rib and a horizontal rib. 本発明の第２の実施形態の要部となるスパンを変化させて複数の縦リブを配設した構造を説明する図。The figure explaining the structure which changed the span used as the principal part of the 2nd Embodiment of this invention, and has arrange | positioned the several vertical rib. 本発明の第３の実施形態の要部となる外形が異なる複数の縦リブを配設した構造を説明する図。The figure explaining the structure which arrange | positioned the several vertical rib from which the external shape used as the principal part of the 3rd Embodiment of this invention differs.

符号の説明Explanation of symbols

１…シリンダブロック、２ａ〜２ｄ…シリンダライナ、３ａ〜３ｄ…シリンダボア、４ピストン、５ａ…燃焼室、７…ウォータジャケット、８…冷却水入口部（入口部）、１０…ウォータジャケットスペーサ（スペーサ）、１１…内側通路、１２…外側通路、１６…縦リブ（流量規制手段）、１８ａ，１８ｂ…横リブ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder block, 2a-2d ... Cylinder liner, 3a-3d ... Cylinder bore, 4 piston, 5a ... Combustion chamber, 7 ... Water jacket, 8 ... Cooling water inlet part (inlet part), 10 ... Water jacket spacer (spacer) , 11 ... inner passage, 12 ... outer passage, 16 ... longitudinal rib (flow rate regulating means), 18a, 18b ... lateral rib.

Claims (4)

シリンダボアを構成するシリンダライナと、
前記シリンダライナを取り囲むように形成されたウォータジャケットと、
前記ウォータジャケット内に前記シリンダライナを取り囲むように収められ、前記ウォータジャケット内を内側通路と外側通路とに区画するスペーサと有し、
前記内側通路へ前記ウォータジャケットの一端側から冷却水を流入可能とした内燃機関の冷却装置において、
前記スペーサには、前記内側通路を流れる冷却水のうち、ピストン上死点側を流れる冷却水の流量よりピストン下死点側を流れる冷却水の流量を抑える流量規制手段が設けられることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 A cylinder liner constituting the cylinder bore;
A water jacket formed to surround the cylinder liner;
A spacer that is housed in the water jacket so as to surround the cylinder liner, and divides the water jacket into an inner passage and an outer passage;
In the cooling device for an internal combustion engine that allows cooling water to flow into the inner passage from one end side of the water jacket,
The spacer is provided with a flow rate regulating means for suppressing a flow rate of the cooling water flowing on the piston bottom dead center side from a flow rate of the cooling water flowing on the piston top dead center side among the cooling water flowing in the inner passage. A cooling device for an internal combustion engine. 前記流量規制手段は、前記内側通路に臨む前記スペーサの内面に突設され、前記シリンダライナの軸線方向に沿って延び、ピストン上死点側よりピストン下死点側の外形を大きくした縦リブを有して構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。 The flow restricting means is provided with a vertical rib projecting on the inner surface of the spacer facing the inner passage, extending along the axial direction of the cylinder liner, and having an outer shape on the piston bottom dead center side larger than the piston top dead center side. The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, comprising: 前記流量規制手段は、さらに、前記スペーサの内面の少なくともピストン上死点近傍に突設され、前記縦リブと交差しながら前記シリンダライナの周方向に沿って延びる横リブを有していることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の冷却装置。   The flow rate regulating means further includes a lateral rib that protrudes at least near the top dead center of the piston on the inner surface of the spacer and extends along the circumferential direction of the cylinder liner while intersecting the longitudinal rib. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein 前記ウォータジャケットは、並設する複数のシリンダライナを取り囲むように形成され、前記スペーサは、このウォータジャケット内に複数のシリンダライナを取り囲むように収められて前記ウォータジャケット内を内側通路と外側通路とに区画し、
前記縦リブは、冷却水が流れる方向に沿って複数設けられ、内側通路の下流側より上流側の規制が強くなるように設定されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内燃機関の冷却装置。 The water jacket is formed so as to surround a plurality of cylinder liners arranged side by side, and the spacer is accommodated in the water jacket so as to surround the plurality of cylinder liners, and the water jacket includes an inner passage and an outer passage. Partition
The said vertical rib is provided with two or more along the direction through which cooling water flows, and is set so that the upstream regulation may become strong rather than the downstream of an inner channel | path. Cooling device for internal combustion engine.
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