JP2012012959A - エンジンの冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘッドジャケット19の各気筒間部位には、一方気筒の吸気ポート壁部23から延びて他方気筒の排気ポート側に指向するリブ24,25がそれぞれシリンダヘッド3の下壁に形成され、これら各リブ24,25は、エンジン気筒列方向一端側のもの24が当該気筒側から隣接気筒側に延び、エンジン気筒列方向他端側のもの25が当該気筒側から隣接気筒側に延びていることを特徴とする。
【選択図】図5
Description
上述のシリンダブロックはシリンダボアの外周部に設けられたブロックジャケット(詳しくはブロック側のウオータジャケット)内の冷却水で冷却され、シリンダヘッドはその内部に設けられたヘッドジャケット(詳しくはヘッド側のウオータジャケット)内の冷却水で冷却される。
しかし、ボルト間においては、ボルト締結力いわゆる軸力を強めても、面圧が低下ぎみとなり、これを解決するためにはボルト間の面剛性を高めることが要請される。
この特許文献1のものは、シリンダヘッドのウオータジャケット内に、気筒間の一方の吸気ポート壁から斜めに指向するリブを各気筒間部位に設けたものであり、各リブはそれぞれ同じ一方向に指向している。
この解析の結果、上記ヘッドジャケット内のエンジン気筒列方向一端側とこれに隣接する気筒との気筒間と、エンジン気筒列方向他端側とこれに隣接する気筒との気筒間とでは、冷却水の流れの方向が異なることが明らかとなった(図11参照)。本発明は、この解析結果に基づいて成されたものである。
また、ブロックジャケットの冷却水導入部の位置によりヘッドジャケットに対する流通抵抗差(冷却水導入部からの距離の大小差)が存在していても、これに伴うヘッドジャケット内の冷却水の流れを阻害することなく、上記リブで気筒間の補強を行なって、ボルト間の面剛性を高めることができる。
上記構成によれば、一対の排気ポート壁部の間、および排気ポート壁部とボス部との間に冷却水流動空間を設けたので、この冷却水流動空間を通る冷却水で吸排気ポート壁部の間(いわゆる弁間)を有効に冷却することができて、熱疲労によるクラックの発生を防止することができる。
上記構成によれば、リブによる補強効果を確保しつつ、シリンダヘッドを鋳造で構成する場合には、ヘッドジャケット成形用の中子の強度を維持することができ、中子折損などによる鋳造不良を抑制することができる。
図面はエンジンの冷却構造を示すが、まず、図1〜図3を参照して、エンジンの概略構造について説明する。なお、図中、矢印Fはエンジン前方を示し、矢印Rはエンジン後方を示し、矢印INは吸気側を示し、矢印EXは排気側を示す。
上述の各吸気バルブ孔4,4…には、それぞれ独立した吸気ポート6,6…が連通される一方、1気筒当り2つの排気バルブ孔5,5には平面視Y字状の排気ポート7,7…を連通して、吸気2弁、排気2弁タイプの直列4気筒ディーゼルエンジンを構成している。
ここで、一方の開口部10には水冷却のEGRクーラが接続され、他方の開口部11にはEGRクーラをバイパスとするバイパス管が接続されるものである。また、図2、図3において、12は各Y字状の排気ポート7と排気集合部8とを連通するために、気筒列方向に延びる連通路、13は各開口部10,11を連通するために、エンジン幅方向に延びるEGR用の連通路である。
このシリンダブロック2には、各気筒♯1,♯2,♯3,♯4のシリンダボア14外周部を取り囲むブロックジャケット16(ウオータジャケット)が形成されており、シリンダブロック2の前部には、ウオータポンプ(図示せず)から吐出されるエンジン冷却水を該ブロックジャケット16に導入する冷却水導入部17が形成されている。
そして、下側に位置する冷却空間19aおよび排気側下部空間19bと、上側に位置する排気側上部空間19cとは、図2に示すように、気筒間に位置する複数の連通路21…で連通するように構成されている。
しかも、図2、図5に示すように、ヘッドジャケット19の気筒♯1,♯2間、気筒♯2,♯3間および気筒♯3,♯4間部位には、一方気筒の吸気ポート壁部23(図10参照)から延びて他方気筒の排気ポート7側に指向する第1リブ24,24、第2リブ25がそれぞれシリンダヘッド3の下壁3B(図9参照)に一体形成されている。
さらに、上述の第1リブ24は、図9に示すように、その基端側24aから先端側24bに向けて下り傾斜していて、冷却水の流れを阻害しないように構成している。図9では第1リブ24のみを示したが、第2リブ25についても第1リブ24と同様に、その基端側から先端側に向けて下り傾斜している。
なお、図2、図5、図10において、30は燃料噴射弁配設孔である。
そこで、この実施例では図11に矢印で示した各気筒間の冷却水の流れを阻害しないように、上述の第1リブ24,24、第2リブ25を設けたものである。
このジャケット中子N100は、ヘッドジャケット19、吸気ポート部の冷却空間19a、排気側下部空間19b、吸気ポート壁部23、第1リブ24、第2リブ25、ボス部26、排気ポート壁部27、冷却水流動空間28,29、をそれぞれ形成するための形成部N19,N19a,N19b,N23,N24,N25,N26,N27,N28,N29を有するガス硬化タイプのシェル中子である。
そして、低加圧鋳造(low pressure die casting)により、低圧力のガスを用い、重力とは逆の方向に溶湯を押し上げて、金型の各中子との間のキャビティに溶湯を注湯し、溶湯の凝固後において、これらの各中子を除去すると、シリンダヘッド3が鋳造される。
ウオータポンプ(図示せず)から吐出された冷却水は、図4に示す冷却水導入部17からブロックジャケット16内に流入し、各シリンダボア14外周部の吸気側と排気側とに分流した後に、ブロックジャケット16の排気側上端における冷却水上昇部18からシリンダヘッド3側に上昇する。
また、ブロックジャケット16の冷却水導入部17の位置によりヘッドジャケット19に対する流通抵抗差(冷却水導入部17からの距離の大小差)が存在していても、これに伴うヘッドジャケット19内の冷却水の流れ(図11の矢印参照)を阻害することなく、上記リブ(第1リブ24、第2リブ25参照)で気筒間の補強を行なって、ボルト15,15間の面剛性を高めることができる。
この構成によれば、一対の排気ポート壁部27,27の間、および排気ポート壁部27とボス部26との間に冷却水流動空間28,29を設けたので、この冷却水流動空間28,29を通る冷却水で吸排気ポート壁部23,27の間を有効に冷却することができて、熱疲労によるクラックの発生を防止することができる。
この構成によれば、リブ(第1リブ24、第2リブ25参照)による補強効果を確保しつつ、シリンダヘッド3を鋳造で構成する場合には、ヘッドジャケット19成形用の中子N100(図12参照)の強度を維持することができ、中子N100折損などによる鋳造不良を抑制することができる。
この発明のリブは、実施例の第1リブ24、第2リブ25に対応し、
以下同様に、
エンジン気筒列方向一端側のリブは、第1リブ24に対応し、
エンジン気筒列方向他端側のリブは、第2リブ25に対応し、
燃料噴射弁用のボス部は、ボス部26に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
例えば、上記実施例においては直列4気筒ディーゼルエンジンを例示したが、上記実施例のエンジンの冷却構造を直列多気筒ガソリンエンジンに適用する場合には、上記ボス部は点火プラグ用のものに設定すればよい。
また、上記実施例では、シリンダブロック2の冷却水導入部17を吸気側の側面に形成するものとしたが、排気側の側面に形成するものであってもよい。
1…エンジン
2…シリンダブロック
3…シリンダヘッド
3B…下壁
7…排気ポート
14…シリンダボア(ボア)
15…ボルト
16…ブロックジャケット
17…冷却水導入部
19…ヘッドジャケット
22…冷却水導出部
23…吸気ポート壁部
24…第1リブ(リブ)
25…第2リブ(リブ)
26…ボス部
27…排気ポート壁部
28,29…冷却水流動空間
Claims (3)
- 複数の気筒を列状に有する水冷式エンジンにおいて、
上記エンジンが、シリンダブロックとその上部にボルト締結されるシリンダヘッドとを備え、
上記シリンダブロックの前部に各ボアを取り囲むブロックジャケットに冷却水を導入する冷却水導入部があり、
上記シリンダヘッドには、ブロックジャケットからヘッドジャケットの排気側に冷却水を上昇させ、該ヘッドジャケットの吸気側のエンジン気筒列方向一端側に冷却水を導出させる冷却水導出部があり、
上記ヘッドジャケットの各気筒間部位には、一方気筒の吸気ポート壁部から延びて他方気筒の排気ポート側に指向するリブがそれぞれシリンダヘッドの下壁に形成され、
これら各リブは、エンジン気筒列方向一端側のものが当該気筒側から隣接気筒側に延び、
エンジン気筒列方向他端側のものが当該気筒側から隣接気筒側に延びている
エンジンの冷却構造。 - 上記エンジンが吸気2弁排気2弁のDOHCエンジンであり、
吸気ポート壁部と排気ポート壁部との間に、燃料噴射弁または点火プラグ用のボス部が配置され、
一対の排気ポート壁部の間およびこれら排気ポート壁部と上記ボス部との間に冷却水流動空間を備えた
請求項1記載のエンジンの冷却構造。 - 上記各リブは、その基端側から先端側に向けて下り傾斜している
請求項1または2記載のエンジンの冷却構造。
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