JP2009236053A

JP2009236053A - 内燃機関の冷却装置

Info

Publication number: JP2009236053A
Application number: JP2008084707A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugiura; 広之杉浦
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: ITTO20090074A1; JP5077686B2; IT1393766B1; US8291882B2; US20090241867A1

Abstract

【課題】内燃機関の周辺機器の配置の自由度を向上することができる内燃機関の冷却装置を提供する。
【解決手段】クランクケース１１と、クランクケース１１の上部に配置され、複数のシリンダボア１４ａを有するシリンダブロック１４と、シリンダブロック１４の上部に配置されるシリンダヘッド１５と、シリンダブロック１４の後面部に、気筒配列方向に沿って形成されるオイル通路８５と、を備え、油温センサ９６が、オイル通路８５にオイル通路８５の軸方向から取り付けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の冷却装置に関し、特に、自動二輪車の内燃機関の冷却装置に関する。

従来の内燃機関の冷却装置として、油温センサを、シリンダブロックの背面且つクランクケースの上方において、シリンダヘッドに形成されたオイルジャケットにオイルを供給するためのオイル供給通路に配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−９７６１４号公報

ところで、上記特許文献１に記載の内燃機関の冷却装置では、油温センサを気筒配列方向と直交するように配置するため、油温センサがシリンダブロックから突出するように配置されてしまい、内燃機関の周辺機器の配置の自由度が制約されていた。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、内燃機関の周辺機器の配置の自由度を向上することができる内燃機関の冷却装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、クランク軸を回動可能に支持するクランクケースと、クランクケースの上部に配置され、複数のシリンダボアを有するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されるシリンダヘッドと、シリンダブロックの車両進行方向後方に配置される油温センサと、を備え、シリンダ軸線が、鉛直方向に配置又は車両進行方向前方に傾斜して配置される内燃機関の冷却装置において、シリンダブロックの後面部に、気筒配列方向に沿って形成されるオイル通路を更に備え、油温センサが、オイル通路にオイル通路の軸方向から取り付けられることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、シリンダヘッドに形成され、オイルを循環させることにより各気筒を冷却する冷却部と、冷却後のオイルをオイル通路の上流側に供給するオイルクーラと、を更に備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、油温センサが、シリンダブロックの気筒配列方向端部から内側に配置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によれば、シリンダブロックの後面部に、気筒配列方向に沿って形成されるオイル通路を備え、油温センサが、オイル通路にオイル通路の軸方向から取り付けられるため、油温センサを可及的にシリンダブロックに近接して配置することができる。これにより、シリンダブロックに突出部分が形成されるのを抑制することができるので、内燃機関の周辺機器の配置の自由度を向上することができ、内燃機関のコンパクト化を図ることができる。

請求項２に記載の内燃機関の冷却装置によれば、シリンダヘッドに形成され、オイルを循環させることにより各気筒を冷却する冷却部と、冷却後のオイルをオイル通路の上流側に供給するオイルクーラと、を備えるため、オイルクーラに冷却された直後のオイル温度を検出することができる。これにより、オイルの冷却状態を油温センサで即座に検出することができるので、内燃機関の制御に用いる油温のパラメータの精度を向上することができる。

請求項３に記載の内燃機関の冷却装置によれば、油温センサが、シリンダブロックの気筒配列方向端部から内側に配置されるため、油温センサがシリンダブロックの気筒配列方向端部から突出することはない。これにより、油温センサを保護するための部材を別途用意する必要がないので、部品点数を削減することができ、内燃機関の軽量化を図ることができる。

以下、本発明に係る内燃機関の冷却装置の一実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態の内燃機関は不図示の自動二輪車に搭載されるもので、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に自動二輪車の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

本実施形態の内燃機関１０は、図１に示すように、直列４気筒エンジンであって、その外殻は、主に、上側クランクケース１２及び下側クランクケース１３からなるクランクケース１１と、クランクケース１１の前方上端部に取り付けられるシリンダブロック１４と、シリンダブロック１４の上端部に取り付けられるシリンダヘッド１５と、シリンダヘッド１５の上部開口を覆うシリンダヘッドカバー１６と、クランクケース１１の下端開口を覆い、オイルが貯蔵されるオイルパン１７と、クランクケース１１の左右側面の開口を覆う不図示のクランクケースサイドカバーと、によって構成される。

シリンダヘッド１５の後面には、不図示のスロットルボディが接続される吸気ポート１８が形成され、前面には、不図示の排気管が接続される排気ポート１９が形成される。また、シリンダヘッド１５の下面には、燃焼室２０が形成されており、この燃焼室２０に臨むように、シリンダヘッド１５のプラグ座１５ａにスパークプラグ２０ａが装着される。

図１に示すように、クランクケース１１は、前部にクランク室２１及び後部に変速機室２２を備え、クランク室２１内には、上側クランクケース１２と下側クランクケース１３との合わせ面上に設けられる不図示の軸受を介してクランク軸２３が回動可能に支持される。このクランク軸２３には、コンロッド２４を介してピストン２５が接続されており、このピストン２５は、シリンダブロック１４の直列４気筒のシリンダボア１４ａ内でシリンダ軸線方向に往復運動する。また、本実施形態では、シリンダ軸線は、車両進行方向前方に傾斜して配置される。

変速機室２２は、シリンダブロック１４の後方側に配設されており、変速機室２２内には、常時噛み合い式の変速機２６が収納される。この変速機２６は、上側クランクケース１２と下側クランクケース１３との合わせ面上に設けられる不図示の軸受を介して回動可能に支持されるメイン軸２７及びカウンタ軸２８と、メイン軸２７の軸上に設けられる複数の駆動歯車２９と、カウンタ軸２８の軸上に設けられ、複数の駆動歯車２９とそれぞれ噛合する複数の従動歯車３０と、駆動歯車２９及び従動歯車３０に係合する複数のシフトフォーク３１と、クランクケース１１に回動可能に支持され、シフトフォーク３１を軸方向にスライド移動させるシフトドラム３２と、を備える。

そして、クランク軸２３の回転駆動力は、クランク軸２３の軸上に設けられるプライマリドライブギヤ３３、メイン軸２７の軸上に設けられ、プライマリドライブギヤ３３と噛合するプライマリドリブンギヤ３４、及びメイン軸２７の軸上に設けられるクラッチ装置３５を介して変速機２６に伝達される。また、クランク室２１内には、プライマリドライブギヤ３３と噛合するバランサ歯車３６が設けられる。

また、図２及び図５〜図７に示すように、シリンダブロック１４及びシリンダヘッド１５には、その気筒配列方向中央部に、シリンダヘッド１５内に設けられる動弁系の駆動伝達装置３８を収容するためのカムチェーン室３７が形成される。このカムチェーン室３７はクランク室２１と連通している。

駆動伝達装置３８は、図２に示すように、クランク軸２３の軸上に設けられるカム駆動歯車３８ａと、シリンダヘッド１５に回動可能に支持される２本のカム軸３８ｂ、３８ｂの軸上に設けられるカム従動歯車３８ｃ，３８ｃと、カム駆動歯車３８ａとカム従動歯車３８ｃ，３８ｃとの間に巻き掛けられるカムチェーン３８ｄと、カムチェーン３８ｄの上り側の外周面に接するチェーンテンショナ３８ｅと、カムチェーン３８ｄの下り側の外周面に接するチェーンガイド３８ｆと、チェーンテンショナ３８ｅを背面側から押圧して、カムチェーン３８ｄに適正な張力を付与するテンショナリフタ３８ｇと、を備える。

また、本実施形態の内燃機関１０は、内燃機関１０を冷却するための冷却装置４０を備えており、この冷却装置４０は、図１〜図８に示すように、主として、オイルパン１７内のオイルを吸引・圧送するオイルポンプユニット５０と、シリンダブロック１４の後面部に配設されるサーモスタット６０と、シリンダヘッド１５内に形成され、オイルを循環させることにより燃焼室２０から伝達される熱を冷却するオイルジャケット（冷却部）７０と、オイルを冷却するオイルクーラ４１（図８参照）と、オイルポンプユニット５０、サーモスタット６０、オイルジャケット７０、オイルクーラ４１、及びクランク室２１をそれぞれ連通・接続させる冷却系油路８０と、を備える。

オイルポンプユニット５０は、図１に示すように、下側クランクケース１３の右側面に取り付けられ、左右方向に並設される冷却用オイルポンプ５１及び潤滑用オイルポンプ５２と、オイルパン１７の底部付近に配置されるストレーナ５３と、冷却用オイルポンプ５１及び潤滑用オイルポンプ５２とストレーナ５３との間を接続するオイル吸入管５４と、を備える。

そして、オイルポンプユニット５０は、クランク軸２３の軸上に設けられるポンプ駆動歯車５５と、冷却用オイルポンプ５１及び潤滑用オイルポンプ５２の共通のポンプ軸５６の軸上に設けられるポンプ従動歯車５７と、ポンプ駆動歯車５５とポンプ従動歯車５７との間に巻き掛けられるポンプチェーン５８と、を介してクランク軸２３の回転駆動力が伝達されることによって駆動される。

サーモスタット６０は、シリンダブロック１４の後面部に配置されるサーモスタットケース６１と、サーモスタットケース６１内に形成されるサーモスタット室６２に収容されるサーモスタットバルブ６３と、を備える。サーモスタットケース６１は、シリンダブロック１４と一体に形成されるケース本体６４と、ケース本体６４の上端部の開口を閉塞するフタ部６５と、を有する。そして、サーモスタット６０は、サーモスタット室６２内に流入するオイルの温度に応じて、後述するオイルクーラ４１を経由するオイル通路であるオイル排出側接続部８７と、オイルクーラ４１を迂回するバイパス通路８４との開閉の切り換えを行う。また、本実施形態では、サーモスタット６０は、シリンダブロック１４の後方、且つ変速機室２２の上方に配置される。

オイルジャケット７０は、図７に示すように、シリンダヘッド１５の吸気ポート１８側から排気ポート１９側に向かって内側２気筒ＩＣ，ＩＣのプラグ座１５ａの周囲をそれぞれ経由するように形成される第１ジャケット通路７１，７１と、シリンダヘッド１５の吸気ポート１８側から排気ポート１９側に向かって外側２気筒ＯＣ，ＯＣのプラグ座１５ａの周囲をそれぞれ経由するように形成され、その下流端が第１ジャケット通路７１の下流端に合流する第２ジャケット通路７２，７２と、第１ジャケット通路７１と第２ジャケット通路７２をプラグ座１５ａの周囲において連通させるジャケットバイパス通路７３，７３と、を備える。

また、本実施形態では、シリンダヘッド１５のジャケットバイパス通路７３の略中央部の下面には、オイルジャケット７０を形成する中子の崩れた砂を抜くための砂抜き穴７４が形成されており、この砂抜き穴７４には、ジャケットバイパス通路７３内に突出するように砂抜きプラグ７５が挿嵌される。

冷却系油路８０は、図１〜図８に示すように、冷却用オイルポンプ５１の吐出口５１ａに接続される冷却用オイル供給管８１と、上側クランクケース１２の前方上端部に上方に向かって形成され、冷却用オイル供給管８１が接続される第１オイル供給通路８２と、シリンダブロック１４の後面部に上方に向かって形成され、下端が第１オイル供給通路８２と連通すると共に上端がサーモスタット室６２と連通する第２オイル供給通路８３と、シリンダブロック１４の後面部に下方に向かって形成され、上端がサーモスタット室６２と連通するバイパス通路８４と、シリンダブロック１４の後面部に気筒配列方向に沿って形成され、バイパス通路８４の下端が接続されるオイル分配通路８５と、シリンダブロック１４の後面部に上方に向かって形成され、下端がオイル分配通路８５と連通すると共に上端が第１，第２ジャケット通路７１，７１，７２，７２の上流端にそれぞれ接続されるオイル分岐通路８６，８６，８６，８６と、サーモスタットケース６１のフタ部６５に形成され、サーモスタット室６２と連通すると共にオイルクーラ４１への配管が接続されるオイル排出側接続部８７と、シリンダブロック１４の後面部に形成され、オイルクーラ４１からの戻り配管が接続されると共にバイパス通路８４と連通するオイル戻り側接続部８８と、シリンダブロック１４に形成され、オイルジャケット７０からオイルを導き出すと共に、カムチェーン室３７に排出口８９ａが開口するオイル排出通路（オイル戻し通路）８９と、を備える。

また、本実施形態では、図５に示すように、オイル排出通路８９は、第１ジャケット通路７１の下流端に連通すると共に、オイルジャケット７０からオイル供給側であるオイルパン１７にオイルを戻すように機能し、シリンダブロック１４の上面の内側気筒ＩＣ側且つ排気ポート１９側に、カムチェーン室３７に向かって溝状に形成される。これにより、内側気筒ＩＣ，ＩＣの排気ポート１９，１９が効率よく冷却される。

また、本実施形態では、図２及び図５に示すように、オイル排出通路８９の排出口８９ａは、駆動伝達装置３８のカムチェーン３８ｄの下り側（図２の前側）の側面に対向して設けられる。このため、排出口８９ａから排出されたオイルは、カムチェーン３８ｄにより内燃機関１０の下方まで運搬され、オイルパン１７に戻される。

また、本実施形態では、図２に示すように、チェーンガイド３８ｆは、排出口８９ａから下方に向かって延びるように設けられる。このため、排出口８９ａから排出されたオイルは、カムチェーン３８ｄに当たった後、チェーンガイド３８ｆにより内燃機関１０の下方に導かれ、オイルパン１７に戻される。

また、本実施形態では、図５に示すように、オイル排出通路８９は、シリンダブロック１４のシリンダヘッド１５との合わせ面１４ｂに、第１ジャケット通路７１の下流端からカムチェーン室３７に向かって溝状に形成される。そして、オイル排出通路８９の上流端は、第１ジャケット通路７１の下流端と連通している。これにより、第１ジャケット通路７１の下流端からオイル排出通路８９の上流端にオイルが受け渡される。

また、本実施形態では、図２及び図５に示すように、シリンダボア１４ａのシリンダ軸線がカムチェーン３８ｄの下り側に前傾しており、オイル排出通路８９は、傾斜方向上側から傾斜方向下側に向かって排出口８９ａに連通するように形成される。

また、潤滑用オイルポンプ５２の吐出口５２ａには、図１に示すように、内燃機関１０の被潤滑部（各種回転軸、各種歯車等）にオイルを供給する潤滑系油路９０が接続される。この潤滑系油路９０は、潤滑用オイルポンプ５２の吐出口５２ａに接続される潤滑用オイル供給管９１と、この潤滑用オイル供給管９１が接続され、内燃機関１０の被潤滑部にオイルを供給する潤滑用オイル通路９２と、を備える。これにより、冷却系油路８０及び潤滑系油路９０はオイルパン１７を起点としてそれぞれ独立して設けられる。

また、本実施形態では、図３に示すように、サーモスタット６０のサーモスタットバルブ６３は、冷却用オイルポンプ５１とオイルジャケット７０との間のオイル通路であるサーモスタット室６２に配置される。

また、本実施形態では、図３に示すように、オイルクーラ４１の戻りオイル通路であるオイル戻り側接続部８８は、サーモスタット６０のサーモスタット室６２とオイルジャケット７０との間のオイル通路であるバイパス通路８４に接続される。

また、本実施形態では、図４〜図７に示すように、シリンダブロック１４及びシリンダヘッド１５の後面の気筒配列方向中央部に、カムチェーン室３７による膨出部９５が形成され、この膨出部９５の左側に隣接してサーモスタット６０が設けられる。

また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、シリンダブロック１４の膨出部９５の左右方向中央位置に、カムチェーン３８ｄに適正な張力を付与するテンショナリフタ３８ｇが取り付けられており、このテンショナリフタ３８ｇと側面視において重なる位置にサーモスタット６０が配置される。

また、本実施形態では、図７に示すように、第１ジャケット通路７１の吸気ポート側１８の端部である第１ジャケット通路７１の上流端、第１ジャケット通路７１の排気ポート側１９の端部である第１ジャケット通路７１の下流端、第２ジャケット通路７２の吸気ポート側１８の端部である第１ジャケット通路７２の上流端、及び第２ジャケット通路７２の排気ポート側１９の端部であるオイルジャケット７０を形成する中子の足部が貫通する貫通穴７６を、シリンダヘッド１５のシリンダブロック１４との合わせ面１５ｂに露出するように形成している。また、貫通穴７６は、栓部材７７により閉塞される。

また、本実施形態では、図４に示すように、シリンダブロック１４の車両進行方向後方に油温センサ９６が配置されており、この油温センサ９６は、オイル分配通路８５の左端部の内周に形成される不図示のねじ部に、オイル分配通路８５の軸方向から取り付けられる。また、油温センサ９６は、シリンダブロック１４の気筒配列方向端部から内側に配置される。

また、本実施形態では、オイル分岐通路８６は、シリンダブロック１４の後面部にシリンダボア１４ａから離間するように形成される。これにより、オイル分岐通路８６を通過するオイルがシリンダボア１４ａなどから受熱するのを回避することができるので、オイルジャケット７０の冷却効率を向上することができる。

また、本実施形態では、図４及び図６に示すように、シリンダブロック１４の各気筒のシリンダボア１４ａ間に、車両前方から後方に冷却風（走行風）を導くように冷却風通路１０１がそれぞれ形成されており、オイル分岐通路８６は、シリンダブロック１４の後面部に各気筒に独立して形成されると共に、冷却風通路１０１の近傍、詳細には、外側の冷却風通路１０１の後方の左右にそれぞれ隣接するように配置される。これにより、冷却風通路１０１を通過した冷却風は、隣り合うオイル分岐通路８６，８６間の内側面を滑らかに流れながら後方に排出される。

また、本実施形態では、図１及び図５〜図７に示すように、シリンダブロック１４及びシリンダヘッド１５のカムチェーン室３７と内側気筒ＩＣとの間の排気ポート１９側に、カムチェーン室３７隣接して、内側の冷却風通路１０１からシリンダヘッド１５の上部に形成される凹部３９（図１参照）に連通する第１冷却風導入通路１０４が縦方向に貫通してそれぞれ形成されると共に、シリンダブロック１４及びシリンダヘッド１５の内側気筒ＩＣと外側気筒ＯＣとの間のシリンダ中心を結ぶ線より前後側に、外側の冷却風通路１０１の前後端から凹部３９に連通する第２冷却風導入通路１０５，１０５が縦方向に貫通してそれぞれ形成される。

これにより、内側の冷却風通路１０１に導かれた冷却風の一部は、第１冷却風導入通路１０４に導入され、カムチェーン室３７と内側気筒ＩＣとの間を冷却した後、凹部３９に導入される。また、外側の冷却風通路１０１に導かれた冷却風の一部、及び外側の冷却風通路１０１を通過した冷却風の一部は、第２冷却風導入通路１０５，１０５に導入され、内側気筒ＩＣと外側気筒ＯＣとの間を冷却した後、凹部３９に導入される。そして、凹部３９に導入された冷却風は、凹部３９内の各部及びプラグ座１５ａ周辺などを冷却した後、凹部３９の気筒配列方向外端部の開放部分から外部に導出される。

このように構成された内燃機関１０の冷却装置４０では、暖機運転時の場合、冷却用オイルポンプ５１から圧送されたオイルは、サーモスタットバルブ６３によりバイパス通路８４が開かれているため、冷却用オイル供給管８１→第１オイル供給通路８２→第２オイル供給通路８３→サーモスタット室６２→バイパス通路８４→オイル分配通路８５→オイル分岐通路８６→オイルジャケット７０→オイル排出通路８９→カムチェーン室３７→クランク室２１→オイルパン１７→冷却用オイルポンプ５１の順で循環する。

また、暖機運転完了時の場合、冷却用オイルポンプ５１から圧送されたオイルは、サーモスタットバルブ６３によりオイル排出側接続部８７が開かれているため、冷却用オイル供給管８１→第１オイル供給通路８２→第２オイル供給通路８３→サーモスタット室６２→オイル排出側接続部８７→オイルクーラ４１→オイル戻り側接続部８８→バイパス通路８４→オイル分配通路８５→オイル分岐通路８６→オイルジャケット７０→オイル排出通路８９→カムチェーン室３７→クランク室２１→オイルパン１７→冷却用オイルポンプ５１の順で循環する。

以上説明したように、本実施形態の内燃機関１０の冷却装置４０によれば、シリンダブロック２４の後面部に、気筒配列方向に沿って形成されるオイル分配通路８５を備え、油温センサ９６が、オイル分配通路８５にオイル分配通路８５の軸方向から取り付けられるため、油温センサ９６を可及的にシリンダブロック１４に近接して配置することができる。これにより、シリンダブロック１４に突出部分が形成されるのを抑制することができるので、内燃機関１０の周辺機器の配置の自由度を向上することができ、内燃機関１０のコンパクト化を図ることができる。

また、本実施形態の内燃機関１０の冷却装置４０によれば、シリンダヘッド１５に形成され、オイルを循環させることにより各気筒を冷却するオイルジャケット７０と、冷却後のオイルをオイル分配通路８５の上流側に供給するオイルクーラ４１と、を備えるため、オイルクーラ４１に冷却された直後のオイル温度を検出することができる。これにより、オイルの冷却状態を油温センサ９６で即座に検出することができるので、内燃機関１０の制御に用いる油温のパラメータの精度を向上することができる。

さらに、本実施形態の内燃機関１０の冷却装置４０によれば、油温センサ９６が、シリンダブロック１４の気筒配列方向端部から内側に配置されるため、油温センサ９６がシリンダブロック１４の気筒配列方向端部から突出することはない。これにより、油温センサ９６を保護するための部材を別途用意する必要がないので、部品点数を削減することができ、内燃機関１０の軽量化を図ることができる。

本発明に係る内燃機関の冷却装置の一実施形態を説明するための一部切欠右側面図である。本発明に係る内燃機関の動弁系の駆動伝達装置を説明するための一部切欠右側面図である。図１に示すサーモスタットの周辺の拡大右側面図である。図１に示すシリンダブロックの背面図である。図４に示すシリンダブロックの平面図である。図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。図１に示すシリンダヘッドの底面図である。本発明に係る内燃機関の冷却装置のオイル循環回路を説明するための概略図である。

符号の説明

１０内燃機関
１１クランクケース
１４シリンダブロック
１４ａシリンダボア
１５シリンダヘッド
２３クランク軸
４０冷却装置
４１オイルクーラ
７０オイルジャケット（冷却部）
８５オイル分配通路（オイル通路）
９６油温センサ

Claims

クランク軸を回動可能に支持するクランクケースと、
前記クランクケースの上部に配置され、複数のシリンダボアを有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの上部に配置されるシリンダヘッドと、
シリンダブロックの車両進行方向後方に配置される油温センサと、を備え、
シリンダ軸線が、鉛直方向に配置又は車両進行方向前方に傾斜して配置される内燃機関の冷却装置において、
前記シリンダブロックの後面部に、気筒配列方向に沿って形成されるオイル通路を更に備え、
前記油温センサが、前記オイル通路に前記オイル通路の軸方向から取り付けられることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
前記シリンダヘッドに形成され、オイルを循環させることにより各気筒を冷却する冷却部と、
冷却後のオイルを前記オイル通路の上流側に供給するオイルクーラと、を更に備え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。
前記油温センサが、前記シリンダブロックの気筒配列方向端部から内側に配置され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冷却装置。