JP2006322333A - 内燃機関のシリンダヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】 冷却効率を向上させることが可能な内燃機関のシリンダヘッドを提供する。
【解決手段】 所定の経路に沿って冷却水を流通させる冷却水通路11、12を有するウォータジャケット10と、冷却水通路11の遠方側壁面11aから突出し、冷却水通路11を複数の流路14、15に区分すべく所定の経路に沿って設けられる隔壁13と、を備えた内燃機関1のシリンダヘッド2であって、これら複数の流路のうち隔壁13を挟んだ第1の冷却水流路14と第2の冷却水流路15とが連通するように、所定の経路のうちの少なくとも一部の区間において隔壁13が冷却水通路11の近傍側壁面11bから離れて隔壁13と近傍側壁面11bとの間に隙間16が設けられている。
【選択図】 図2
【解決手段】 所定の経路に沿って冷却水を流通させる冷却水通路11、12を有するウォータジャケット10と、冷却水通路11の遠方側壁面11aから突出し、冷却水通路11を複数の流路14、15に区分すべく所定の経路に沿って設けられる隔壁13と、を備えた内燃機関1のシリンダヘッド2であって、これら複数の流路のうち隔壁13を挟んだ第1の冷却水流路14と第2の冷却水流路15とが連通するように、所定の経路のうちの少なくとも一部の区間において隔壁13が冷却水通路11の近傍側壁面11bから離れて隔壁13と近傍側壁面11bとの間に隙間16が設けられている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、冷却水が流通するウォータジャケットを備えたシリンダヘッドに関する。
シリンダヘッドに複数の冷却水流路が設けられ、これら複数の冷却水流路は隔壁によってそれぞれ隔離されている内燃機関が知られている(特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2が存在する。
特開昭60−85215号公報
特開2003−138937号公報
隔壁が設けられた部分には冷却水が流通しないため、冷却水とシリンダヘッドとの接触面積が減少し、冷却効率が低下する。
そこで、本発明は、冷却効率を向上させることが可能な内燃機関のシリンダヘッドを提供することを目的とする。
本発明のシリンダヘッドは、所定の経路に沿って冷却水を流通させる冷却水通路を有するウォータジャケットと、前記冷却水通路の壁面から突出し、前記冷却水通路を複数の流路に区分すべく前記所定の経路に沿って設けられる隔壁と、を備えた内燃機関のシリンダヘッドであって、前記複数の流路のうち前記隔壁を挟んだ一方の流路と他方の流路とが連通するように、前記所定の経路のうちの少なくとも一部の区間において前記隔壁が前記冷却水通路の壁面から離れて前記隔壁と前記冷却水通路の壁面との間に隙間が設けられていることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。
本発明のシリンダヘッドによれば、冷却水通路の壁面と隔壁との間に隙間を設けたので、この隙間分、冷却水通路の壁面と冷却水との接触面積を増加させることができる。そのため、冷却効率を向上させることができる。
本発明のシリンダヘッドの一形態において、前記隔壁は、前記冷却水通路の壁面のうち前記内燃機関のシリンダブロックに対して遠方に位置する遠方側壁面から突出して前記シリンダブロックの近傍に位置する近傍側壁面に向かって延び、前記隙間は、前記隔壁と前記近傍側壁面との間に設けられていてもよい(請求項2)。冷却水通路の壁面のうち近傍側壁面の方が遠方側壁面よりも熱くなるため、このように隙間を設けて近傍側壁面と冷却水との接触面積を増加させることで、冷却効率をさらに向上させることができる。
本発明のシリンダヘッドの一形態において、前記隙間は、前記所定の経路の全長に亘って設けられていてもよい(請求項3)。このように隙間を設けることで、冷却水通路の壁面と冷却水との接触面積をさらに増加させることができる。
本発明のシリンダヘッドの一形態は、前記隙間に臨む前記隔壁の先端が尖っていてもよい(請求項4)。このように隔壁の先端を尖らせることで、隙間において温められた冷却水を隙間から速やかに移動させることができる。そのため、隙間における冷却水の澱みを抑制し、冷却水の沸騰を防止することができる。
本発明のシリンダヘッドの一形態において、前記隙間は、前記隔壁を挟んで一方の側に位置する流路を流通する冷却水の流速と他方の側に位置する流路を流通する冷却水の流速との間に差が生じるように設けられていてもよい(請求項5)。この場合、各流路を流れる冷却水の流速をそれぞれ調整してウォータジャケットの冷却効率を調整することができる。そのため、例えば内燃機関の運転状態に応じて適切に内燃機関を冷却することができる。
以上に説明したように、本発明によれば、冷却水通路の壁面と隔壁との間に隙間を設けたことによって冷却水通路の壁面と冷却水との接触面積を増加させることができるので、冷却効率を向上させることができる。
図1及び図2は、本発明のシリンダヘッドが組み込まれた内燃機関の一形態を示している。なお、図1は、シリンダヘッドを図2の下側、すなわちシリンダブロック側から見た図を示し、図2は、図1のII−II線における断面図を示している。内燃機関(以下、エンジンと記述することもある。)1は、車両に走行用動力源として搭載されるもので、図2に示すようにシリンダヘッド2及びシリンダブロック3を含んで構成される機関本体4と、機関本体4に冷却水を循環させる冷却装置100とを備えている。エンジン1は、複数(図1では4つ)の気筒5を有し、シリンダブロック3にはこれら複数の気筒5が一列に並べて形成されている。周知のように、シリンダヘッド2には、各気筒5に対応して吸気ポート6、排気ポート7及び点火プラグ(不図示)が取り付けられる点火プラグ取付孔8がそれぞれ形成されている。なお、図1に示したように各気筒5には、吸気ポート6及び排気ポート7がそれぞれ2つずつ形成される。
シリンダヘッド2は、吸気ポート6、排気ポート7及び点火プラグ取付孔8の周囲にウォータジャケット10を備えている。図2に示したようにウォータジャケット10は所定の経路に沿って冷却水を流通させる複数の冷却水通路11、12を含んで構成され、これら複数の冷却水通路11、12には冷却装置100によって冷却水が循環される。図1及び図2に示したように冷却水通路11内には隔壁13が設けられ、この隔壁13によって冷却水通路11内に第1の冷却水流路14と第2の冷却水流路15とが形成される。なお、図1及び図2に示したように第2の冷却水流路15は、シリンダヘッド2の排気ポート7側に形成され、第1の冷却水流路14は第2の冷却水流路15よりもシリンダヘッド2の中心側に形成される。
図1に示したように隔壁13は、シリンダヘッド2の全長に亘って形成される。また、図2に示したように隔壁13は、冷却水通路11の壁面のうちシリンダブロック3に対して遠方に位置する遠方側壁面11aから突出してシリンダブロック3に対して近い側に位置する近傍側壁面11bに向かって延び、その先端13aが近傍側壁面11bと接触しないように設けられている。このように隔壁13を設けることで、隔壁13の先端13aと近傍側壁面11bとの間に隙間16が設けられ、第1の冷却水流路14と第2の冷却水流路15とが連通される。なお、この隙間16は、第1の冷却水流路14を流通する冷却水の流速と第2の冷却水流路15を流通する冷却水の流速との間に差が生じるように、言い換えると隙間16を通過して一方の冷却水流路から他方の冷却水流路に移動した冷却水によって各冷却水流路を流通する冷却水の流速が略同一に調整されないように設けられる。また、この隙間16は、冷却水通路11の所定の経路の全長に亘って設けられる。
冷却装置100は、機関本体4のウォータジャケット10などに冷却水を送る冷却水ポンプ101と、機関本体4で昇温された冷却水を冷却するラジエータ102と、冷却水ポンプ101、ラジエータ102及び機関本体4を接続する循環通路103とを備えている。なお、冷却水ポンプ101及びラジエータ102は、周知のものと同様でよいため、ここでの詳細な説明は省略する。図1に示したように循環通路103には、冷却水ポンプ101から第1の冷却水流路14及び第2の冷却水流路15に送られる冷却水の流量をそれぞれ調整する流量切り替え弁104と、第1の冷却水流路14の出口14aに設けられ、この出口14aを開閉する第1出口遮断弁105と、第2の冷却水流路15の出口15aに設けられ、この出口15aを開閉する第2出口遮断弁106とが設けられている。図3は、流量切り替え弁104の特性の一例を示している。なお、図3の流量Q1は第1の冷却水流路14に供給される冷却水の流量を示し、流量Q2は第2の冷却水流路15に供給される冷却水の流量を示す。また、図3の流量Qは、流量Q1及び流量Q2の合計を示している。
流量切り替え弁104、第1出口遮断弁105及び第2出口遮断弁106の動作は、エンジンコントロールユニット(ECU)200によって制御される。ECU200は、各気筒4に噴射する燃料量を調整するなどしてエンジン1の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ECU200は、例えばエンジン1の始動時に第2の出口遮断弁104を閉じるとともに、流量切り替え弁104のバルブ切替指示値を流量Q2が略ゼロに調整される値、すなわち0(図3参照)に設定する。このようにエンジン1の始動時に第2の冷却水流路15の冷却水の流通を停止させることで、排気の冷却を抑制することができる。そのため、例えば排気ポート7の下流に排気浄化触媒が設けられている場合は、この排気浄化触媒の暖機を促進させることができる。
以上に説明したように、このシリンダヘッド2によれば、隔壁13の先端13aと近傍側壁面11bとの間に形成された隙間16に冷却水が流入し、冷却水通路11の壁面と冷却水との接触面積が増加する。比較例として図4に隔壁13が遠方側壁面11a及び近傍側壁面11bと一体に形成され、遠方側壁面11a及び近傍側壁面11bと隔壁13との間に隙間が設けられていないシリンダヘッド2を示す。なお、図4において図2と共通の部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図2及び図4から明らかなように、図2に示したシリンダヘッド2では隙間16に冷却水が流入するので、図4のシリンダヘッド2よりも冷却水通路11bの壁面と冷却水との接触面積が広い。そのため、シリンダヘッド2の冷却効率を向上させることができる。
図5は、本発明のシリンダヘッド2の他の形態を示している。図5に示したようにこのシリンダヘッド2では、隔壁13の先端13aを尖らせた点が上述した形態と異なる。その他の部品は上述の形態と同じである。従って、図5において上述の形態と共通する部分には同一の参照符号を付し、それらの説明は省略する。なお、この形態のシリンダヘッド2においても、先端13aと近傍側壁面11bとの間に設けられる隙間16は、第1の冷却水流路14を流通する冷却水の流速と第2の冷却水流路15を流通する冷却水の流速との間に差が生じるように形成される。
この形態では、隔壁13の先端13aを尖らせたので、隙間16の冷却水の移動を促進させることができる。例えば、隙間16の冷却水がシリンダヘッド2からの熱によって暖められた場合、この加熱された冷却水は図5に矢印Aで示したように、隔壁13の先端13aによって移動を阻害されることなく対流を開始する。このように、隙間16の冷却水を対流させることで、隙間16における冷却水の澱みを抑制し、冷却水の沸騰を防止できる。また、上述したようにエンジン1の始動時などに第2の冷却水流路15の冷却水の流通を停止させた場合などは、この対流によって第2の冷却水流路15内の冷却水を攪拌することができる。そのため、この攪拌によって第2の冷却水流路15内の冷却水の沸騰を防止できる。
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、冷却水通路の壁面と隔壁との隙間は、この冷却水通路の経路のうちの一部の区間のみに設けられていてもよい。例えば、図6(a)に示したように、隔壁13の全長のうち各気筒5にそれぞれ形成される燃焼室付近の区間において隔壁13の一部が除去され、この区間にのみ隙間16が設けられていてもよい。このように隙間16を設けることで、隔壁13によって複数の冷却水流路を形成しつつ、燃焼室付近のシリンダヘッド2の冷却を促進させることができる。図6(b)は、図6(a)の変形例を示している。このような形状に隔壁13の一部を除去しても図6(a)に示した隔壁13と同様の効果が得られる。また、遠方側壁面11a及び近傍側壁面11bの両方の壁面と隔壁13との間に隙間16がそれぞれ設けられるように隔壁13の一部を除去してもよい。このように両方の壁面と隔壁13との間に隙間を設けることで、冷却効率をさらに向上させることができる。なお、隔壁13の一部を除去する形状は図6に示した形状に限定されない。ウォータジャケットの壁面の状態などに応じてシリンダーヘッドが適切に冷却されるように種々の形状で除去してよい。また、隙間16に臨む隔壁13の先端13aは尖っていてもよい。隔壁13の先端13aを尖らせることで、隙間16の冷却水を移動し易くすることができる。図6に示した隙間も、隔壁を挟んで一方の側に形成される冷却水流路の冷却水の流速と他方の側に形成される冷却水流路の冷却水の流速との間に差が生じるように形成される。
1 エンジン(内燃機関)
2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック
10 ウォータジャケット
11 冷却水通路
11a 遠方側壁面
11b 近傍側壁面
12 冷却水通路
13 隔壁
14 第1の冷却水流路
15 第2の冷却水流路
16 隙間
2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック
10 ウォータジャケット
11 冷却水通路
11a 遠方側壁面
11b 近傍側壁面
12 冷却水通路
13 隔壁
14 第1の冷却水流路
15 第2の冷却水流路
16 隙間
Claims (5)
- 所定の経路に沿って冷却水を流通させる冷却水通路を有するウォータジャケットと、前記冷却水通路の壁面から突出し、前記冷却水通路を複数の流路に区分すべく前記所定の経路に沿って設けられる隔壁と、を備えた内燃機関のシリンダヘッドであって、
前記複数の流路のうち前記隔壁を挟んだ一方の流路と他方の流路とが連通するように、前記所定の経路のうちの少なくとも一部の区間において前記隔壁が前記冷却水通路の壁面から離れて前記隔壁と前記冷却水通路の壁面との間に隙間が設けられていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。 - 前記隔壁は、前記冷却水通路の壁面のうち前記内燃機関のシリンダブロックに対して遠方に位置する遠方側壁面から突出して前記シリンダブロックの近傍に位置する近傍側壁面に向かって延び、
前記隙間は、前記隔壁と前記近傍側壁面との間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド。 - 前記隙間は、前記所定の経路の全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
- 前記隙間に臨む前記隔壁の先端が尖っていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
- 前記隙間は、前記隔壁を挟んで一方の側に位置する流路を流通する冷却水の流速と他方の側に位置する流路を流通する冷却水の流速との間に差が生じるように設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005143871A JP2006322333A (ja) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | 内燃機関のシリンダヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005143871A JP2006322333A (ja) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | 内燃機関のシリンダヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006322333A true JP2006322333A (ja) | 2006-11-30 |
Family
ID=37542207
Family Applications (1)
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JP2005143871A Pending JP2006322333A (ja) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | 内燃機関のシリンダヘッド |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108119223A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 株式会社斯巴鲁 | 多气缸发动机冷却装置 |
-
2005
- 2005-05-17 JP JP2005143871A patent/JP2006322333A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108119223A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 株式会社斯巴鲁 | 多气缸发动机冷却装置 |
JP2018091163A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 株式会社Subaru | 多気筒エンジン冷却装置 |
US10337392B2 (en) | 2016-11-30 | 2019-07-02 | Subaru Corporation | Multicylinder engine cooling apparatus |
CN108119223B (zh) * | 2016-11-30 | 2019-08-30 | 株式会社斯巴鲁 | 多气缸发动机冷却装置 |
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