JP2012021406A - Cylinder liner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船用ディーゼル機関等の内燃機関に適用されるシリンダライナに関するものである。 The present invention relates to a cylinder liner applied to an internal combustion engine such as a marine diesel engine.
船用ディーゼル機関等の内燃機関に適用されるシリンダライナとしては、その内部(壁内)に、シリンダ軸に垂直な平面に対して傾いた冷却穴(以下、「クーリングボア」という。)を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a cylinder liner applied to an internal combustion engine such as a marine diesel engine, a cooling hole (hereinafter referred to as “cooling bore”) inclined with respect to a plane perpendicular to the cylinder axis is provided inside (inside the wall). Those are known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に開示されたシリンダライナでは、図9および図10に示すように、内周面で圧縮応力が最大となり、外周面で引張応力が最大となる。また、上記特許文献1に開示されたシリンダライナでは、最上部外周面に位置するクーリングボア(ドリル穴:キリ穴)の出口(木口)周縁部において熱応力が高くなる。そのため、上記特許文献1に開示されたシリンダライナでは、肉厚を低減させて軽量化を図ることは困難であった。 However, in the cylinder liner disclosed in Patent Document 1, the compressive stress is maximized on the inner peripheral surface and the tensile stress is maximized on the outer peripheral surface, as shown in FIGS. Further, in the cylinder liner disclosed in Patent Document 1, the thermal stress is increased at the peripheral edge of the outlet (woodhole) of the cooling bore (drill hole: drill hole) located on the uppermost outer peripheral surface. Therefore, in the cylinder liner disclosed in Patent Document 1, it has been difficult to reduce the wall thickness and reduce the weight.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、肉厚を低減させて軽量化を図ることができるシリンダライナを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cylinder liner capable of reducing the thickness and reducing the weight.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の第1の形態に係るシリンダライナは、外周面から壁内に向かって斜め上方にあけられた第1のクーリングボアを複数本備え、上端面の、板厚方向における中央部に第1の周溝を備えたシリンダライナであって、前記第1のクーリングボアの出口を、前記第1の周溝を形成する壁面または底面に設けるようにした。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The cylinder liner according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of first cooling bores that are opened obliquely upward from the outer peripheral surface toward the inside of the wall, and the first liner is provided at the center of the upper end surface in the thickness direction. In this cylinder liner, the outlet of the first cooling bore is provided on the wall surface or the bottom surface forming the first circumferential groove.
本発明の第1の形態に係るシリンダライナによれば、例えば、図9に示すように、第1のクーリングボア15の出口が、板厚方向における中央部、すなわち、応力0(ゼロ)点(圧縮応力も引張応力も作用しない点)近傍で、かつ、最上部外周面における熱応力よりも小さい熱応力が作用する場所(領域)に設けられることになる。
これにより、肉厚を低減させて外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。
According to the cylinder liner according to the first embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 9, the outlet of the
As a result, the thickness can be reduced to reduce the outer diameter, and the weight can be reduced.
本発明の第2の形態に係るシリンダライナは、外周面から壁内に向かって斜め上方にあけられた第1のクーリングボアを複数本備え、上端面の、板厚方向における中央部に第1の周溝を備えたシリンダライナであって、前記第1のクーリングボアの出口を、前記第1の周溝を形成する底面からシリンダ軸に沿ってその下端面に向かって延びる平面視円形状を呈する連通穴を形成する壁面または底面に設けるようにした。 The cylinder liner according to the second aspect of the present invention includes a plurality of first cooling bores that are opened obliquely upward from the outer peripheral surface toward the inside of the wall, and the first liner is provided at the center of the upper end surface in the thickness direction. A cylinder liner having a circumferential groove having a circular shape in plan view extending from the bottom surface forming the first circumferential groove toward the lower end surface along the cylinder axis from the bottom surface forming the first circumferential groove. It was made to provide in the wall surface or bottom face which forms the communicating hole to exhibit.
本発明の第2の形態に係るシリンダライナによれば、例えば、図9に示すように、第1のクーリングボア15の出口が、板厚方向における中央部、すなわち、応力0(ゼロ)点(圧縮応力も引張応力も作用しない点)近傍で、かつ、最上部外周面における熱応力よりも小さい熱応力が作用する場所(領域)に設けられることになる。
これにより、肉厚を低減させて外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。
また、本発明の第2の形態に係るシリンダライナによれば、第1のクーリングボアの出口は、第1の周溝を形成する底面からシリンダ軸に沿ってその下端面に向かって延びる平面視円形状を呈する連通穴を形成する壁面または底面に設けられることになる。すなわち、第1のクーリングボアの出口が、第1の周溝における熱応力よりも小さい熱応力が作用する場所(領域)に設けられ、かつ、第1のクーリングボアの長手方向軸線(中心軸線)と、シリンダ軸に垂直な平面との交差角が大きくなり、第1のクーリングボアの出口における応力集中が緩和させられることになる。
これにより、肉厚をさらに低減させて外径の小径化をさらに図ることができるとともに、さらなる軽量化を図ることができる。
According to the cylinder liner according to the second embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 9, the outlet of the
As a result, the thickness can be reduced to reduce the outer diameter, and the weight can be reduced.
Further, according to the cylinder liner according to the second aspect of the present invention, the outlet of the first cooling bore has a plan view extending from the bottom surface forming the first circumferential groove toward the lower end surface along the cylinder axis. It will be provided on the wall surface or bottom surface forming the communication hole having a circular shape. That is, the outlet of the first cooling bore is provided in a place (region) where a thermal stress smaller than the thermal stress in the first circumferential groove acts, and the longitudinal axis (center axis) of the first cooling bore As a result, the crossing angle with the plane perpendicular to the cylinder axis increases, and the stress concentration at the outlet of the first cooling bore is alleviated.
Accordingly, the thickness can be further reduced to further reduce the outer diameter, and further weight reduction can be achieved.
本発明の第3の形態に係るシリンダライナは、外周面から壁内に向かって斜め上方にあけられた第1のクーリングボアを複数本備え、上端面の、板厚方向における中央部に第1の周溝を備えたシリンダライナであって、前記第1のクーリングボアの出口を、前記第1の周溝を形成する底面からシリンダ軸に沿ってその下端面に向かって延びる平面視略楕円形状を呈する連通穴を形成する壁面または底面に設けるようにした。 The cylinder liner according to the third embodiment of the present invention includes a plurality of first cooling bores that are obliquely upwardly opened from the outer peripheral surface toward the inside of the wall, and the first liner is provided at the center in the thickness direction of the upper end surface. A cylinder liner provided with a circumferential groove, wherein the outlet of the first cooling bore has a substantially elliptical shape in plan view extending from the bottom surface forming the first circumferential groove toward the lower end surface along the cylinder axis. It was made to provide on the wall surface or bottom surface which forms the communication hole which exhibits.
本発明の第3の形態に係るシリンダライナによれば、例えば、図9に示すように、第1のクーリングボア15の出口が、板厚方向における中央部、すなわち、応力0(ゼロ)点(圧縮応力も引張応力も作用しない点)近傍で、かつ、最上部外周面における熱応力よりも小さい熱応力が作用する場所(領域)に設けられることになる。
これにより、肉厚を低減させて外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。
また、本発明の第3の形態に係るシリンダライナによれば、第1のクーリングボアの出口は、第1の周溝を形成する底面からシリンダ軸に沿ってその下端面に向かって延びる平面視円形状を呈する連通穴を形成する壁面または底面に設けられることになる。すなわち、第1のクーリングボアの出口が、第1の周溝における熱応力よりも小さい熱応力が作用する場所(領域)に設けられ、かつ、第1のクーリングボアの長手方向軸線(中心軸線)と、シリンダ軸に垂直な平面との交差角が大きくなり、第1のクーリングボアの出口における応力集中が緩和させられることになる。
これにより、肉厚をさらに低減させて外径の小径化をさらに図ることができるとともに、さらなる軽量化を図ることができる。
さらに、本発明の第3の形態に係るシリンダライナによれば、連通穴は、平面視形状が略楕円を呈するように形成されており、第1のクーリングボアの出口における応力集中がさらに緩和させられることになる。
これにより、肉厚をより一層低減させて外径の小径化をより一層図ることができるとともに、より一層の軽量化を図ることができる。
According to the cylinder liner according to the third embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 9, the outlet of the
As a result, the thickness can be reduced to reduce the outer diameter, and the weight can be reduced.
Further, according to the cylinder liner according to the third aspect of the present invention, the outlet of the first cooling bore has a plan view extending from the bottom surface forming the first circumferential groove toward the lower end surface along the cylinder axis. It will be provided on the wall surface or bottom surface forming the communication hole having a circular shape. That is, the outlet of the first cooling bore is provided in a place (region) where a thermal stress smaller than the thermal stress in the first circumferential groove acts, and the longitudinal axis (center axis) of the first cooling bore As a result, the crossing angle with the plane perpendicular to the cylinder axis increases, and the stress concentration at the outlet of the first cooling bore is alleviated.
Accordingly, the thickness can be further reduced to further reduce the outer diameter, and further weight reduction can be achieved.
Further, according to the cylinder liner according to the third aspect of the present invention, the communication hole is formed so that the shape in plan view is substantially elliptical, and the stress concentration at the outlet of the first cooling bore is further alleviated. Will be.
As a result, the thickness can be further reduced, the outer diameter can be further reduced, and the weight can be further reduced.
本発明に係る内燃機関の冷却構造は、上記いずれかのシリンダライナと、下端面から壁内に向かって斜め上方にあけられた第2のクーリングボアを複数本備え、下端面の、板厚方向における外周部に第2の周溝を備えるとともに、前記シリンダライナの上に配置されて、前記シリンダライナの上方に位置する開口を塞ぐシリンダカバーとを具備した内燃機関の冷却構造であって、前記第2のクーリングボアの入口を、前記第2の周溝を形成する壁面または底面に設けるようにした。 An internal combustion engine cooling structure according to the present invention includes any one of the above-described cylinder liners and a plurality of second cooling bores that are opened obliquely upward from the lower end surface toward the inside of the wall. A cooling structure for an internal combustion engine, comprising: a cylinder cover that includes a second circumferential groove in an outer periphery of the cylinder liner and is disposed on the cylinder liner and closes an opening located above the cylinder liner; The inlet of the second cooling bore is provided on the wall surface or bottom surface forming the second circumferential groove.
本発明に係る内燃機関の冷却構造によれば、第1のクーリングボアの出口から第1の周溝内に流入した冷却媒体(例えば、冷却水)は、例えば、図3に示す凸部28の外周側の壁面(周溝25を形成する内周側の壁面)と、周溝16を形成する外周側の壁面との間に形成された隙間を通って第2の周溝25内に流入した後、第2のクーリングボア24の入口から第2のクーリングボア24内に流入することになる。
これにより、第1のクーリングボアの出口から流出した冷却媒体を第2のクーリングボアの入口に導くために従来必要とされた冷却媒体連絡金物を不要とすることができ、シリンダライナとシリンダカバーとの接合部(接続部)における構成の簡略化を図ることができる。
また、冷却媒体連絡金物を不要とすることができることにより、シリンダライナとシリンダカバーとの接合部(接続部)における外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。
According to the cooling structure for an internal combustion engine according to the present invention, the cooling medium (for example, cooling water) flowing into the first circumferential groove from the outlet of the first cooling bore is, for example, the
As a result, it is possible to eliminate the need for the cooling medium connecting hardware conventionally required to guide the cooling medium flowing out from the outlet of the first cooling bore to the inlet of the second cooling bore. It is possible to simplify the configuration of the joint portion (connection portion).
Further, since the cooling medium connection hardware can be eliminated, the outer diameter of the joint portion (connection portion) between the cylinder liner and the cylinder cover can be reduced and the weight can be reduced.
上記内燃機関の冷却構造において、前記シリンダライナの上に被せた際に、前記第1の周溝および前記第2の周溝の内周側に位置する前記下端面の、板厚方向における内周部に第3の周溝を備えるとともに、前記シリンダライナの上端面と前記シリンダカバーの下端面との間を通って前記第3の周溝内に流入した燃焼ガスを前記シリンダカバーの外周面に設けられた開口に導くガス抜き通路が設けられているとさらに好適である。 In the cooling structure of the internal combustion engine, the inner circumference in the plate thickness direction of the lower end surface located on the inner circumference side of the first circumferential groove and the second circumferential groove when the cylinder liner is put on And a combustion gas flowing between the upper end surface of the cylinder liner and the lower end surface of the cylinder cover and flowing into the third peripheral groove on the outer peripheral surface of the cylinder cover. More preferably, a gas vent passage leading to the provided opening is provided.
このような内燃機関の冷却構造によれば、異常燃焼時におけるガス圧を逃がすために従来必要とされた逃がし弁を不要とすることができ、シリンダカバー周りの構成の簡略化を図ることができる。 According to such a cooling structure for an internal combustion engine, it is possible to eliminate the need for a relief valve that has been conventionally required to escape the gas pressure during abnormal combustion, and to simplify the configuration around the cylinder cover. .
上記内燃機関の冷却構造において、前記ガス抜き通路が、前記第2の周溝の近傍を通るようにして設けられているとさらに好適である。 In the internal combustion engine cooling structure, it is more preferable that the gas vent passage is provided so as to pass in the vicinity of the second circumferential groove.
このような内燃機関の冷却構造によれば、第2の周溝内を通過する冷却媒体によりガス抜き通路を通過する燃焼ガスが冷却されることになる。
これにより、シリンダカバーの外周面に設けられた開口から噴出する燃焼ガスの温度を低下させることができ、内燃機関の周りで作業をする作業員(例えば、船舶の機関士・機関員)の安全を確保することができる。
According to such a cooling structure for an internal combustion engine, the combustion gas passing through the gas vent passage is cooled by the cooling medium passing through the second circumferential groove.
As a result, the temperature of the combustion gas ejected from the opening provided on the outer peripheral surface of the cylinder cover can be reduced, and the safety of workers working around the internal combustion engine (for example, a ship engineer / engineer) is safe. Can be secured.
上記内燃機関の冷却構造において、前記シリンダカバーの外周面に嵌って前記シリンダカバーの外周面との間にガス抜き用の空間を形成するカバー外筒を備え、前記ガス抜き用の空間が、前記ガス抜き通路を通って前記シリンダカバーの外周面から噴き出した燃焼ガスを、前記シリンダカバーの外周面に沿って下方に導くように形成されているとさらに好適である。 In the internal combustion engine cooling structure, a cover outer cylinder that fits on an outer peripheral surface of the cylinder cover and forms a gas venting space with the outer peripheral surface of the cylinder cover is provided, and the gas venting space includes the It is more preferable that the combustion gas ejected from the outer peripheral surface of the cylinder cover through the gas vent passage is guided downward along the outer peripheral surface of the cylinder cover.
このような内燃機関の冷却構造によれば、ガス抜き通路を通ってシリンダカバーの外周面に設けられた開口から噴き出した燃焼ガスは、シリンダカバーの外周面に沿って下方に導かれるようになっている。すなわち、シリンダカバーの外周面に設けられた開口から噴出する燃焼ガスが、内燃機関の周りで作業をする作業員(例えば、船舶の機関士・機関員)に向かって噴き出されないようになっている。
これにより、内燃機関の周りで作業をする作業員(例えば、船舶の機関士・機関員)の安全をさらに確保することができる。
According to such a cooling structure of the internal combustion engine, the combustion gas ejected from the opening provided on the outer peripheral surface of the cylinder cover through the gas vent passage is guided downward along the outer peripheral surface of the cylinder cover. ing. That is, the combustion gas ejected from the opening provided on the outer peripheral surface of the cylinder cover is not ejected toward an operator (for example, a ship engineer / engineer) working around the internal combustion engine. Yes.
Thereby, it is possible to further ensure the safety of a worker (for example, a ship engineer / engineer) working around the internal combustion engine.
上記内燃機関の冷却構造において、前記第1の周溝を形成する内周側の壁面に、周方向に沿ってOリングを収容する第4の周溝が設けられている場合に、該第4の周溝の内周側で、かつ、前記第3の周溝の底部を形成する底面と対向する前記シリンダライナの上面に、シリンダ軸に沿って前記シリンダライナの下面に向かって彫り込まれた熱ダムを設けるようにするとさらに好適である。 In the cooling structure for an internal combustion engine, when the fourth circumferential groove that accommodates the O-ring along the circumferential direction is provided on the inner circumferential wall surface that forms the first circumferential groove, the fourth circumferential groove is provided. Heat engraved on the upper surface of the cylinder liner facing the bottom surface forming the bottom of the third circumferential groove along the cylinder axis toward the lower surface of the cylinder liner. More preferably, a dam is provided.
このような内燃機関の冷却構造によれば、熱ダム内に滞留する空気層により第4の周溝に収容されたOリングの熱負荷が(温度にして約10℃)低減されることになる。
これにより、Oリングの熱による損傷を防止することができ、Oリングの長寿命化を図ることができて、Oリングのメンテナンス間隔を長期化させることができる。
According to such a cooling structure for an internal combustion engine, the heat load of the O-ring accommodated in the fourth circumferential groove is reduced (about 10 ° C. in temperature) by the air layer staying in the thermal dam. .
Thereby, damage to the O-ring due to heat can be prevented, the life of the O-ring can be extended, and the maintenance interval of the O-ring can be extended.
本発明に係る内燃機関は、上記いずれかのシリンダライナまたは上記いずれかの内燃機関の冷却構造を具備している。 An internal combustion engine according to the present invention includes any one of the above-described cylinder liners or any one of the above-described cooling structures for the internal combustion engine.
本発明に係る内燃機関によれば、肉厚を低減させて外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができるシリンダライナを具備しているので、機関全体の小型化および軽量化を図ることができる。 According to the internal combustion engine of the present invention, since the cylinder liner that can reduce the thickness and reduce the outer diameter and reduce the weight can be achieved, the entire engine can be reduced in size and Weight reduction can be achieved.
本発明に係るシリンダライナによれば、肉厚を低減させて軽量化を図ることができるという効果を奏する。 The cylinder liner according to the present invention produces an effect that the thickness can be reduced and the weight can be reduced.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係るシリンダライナについて、図1から図10を参照しながら説明する。
図1は本実施形態に係るシリンダライナの斜視図、図2は本実施形態に係るシリンダライナを備えた内燃機関の冷却構造を示す要部の断面図、図3は図2の要部を拡大して示す図、図4は本実施形態に係るシリンダライナの上面の一部を示す平面図、図5は図2の要部を拡大して示す図、図6は本実施形態に係るシリンダライナを備えた内燃機関の冷却構造を示す要部の断面図、図7は図6のVII−VII矢視断面図、図8は本実施形態に係るシリンダライナを示す要部の斜視図、図9および図10はそれぞれ従来および本発明に係るクーリングボアの出口に作用する応力を説明するための図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a cylinder liner according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
FIG. 1 is a perspective view of a cylinder liner according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing a cooling structure of an internal combustion engine provided with the cylinder liner according to the present embodiment, and FIG. 3 is an enlarged view of the essential part of FIG. FIG. 4 is a plan view showing a part of the upper surface of the cylinder liner according to the present embodiment, FIG. 5 is an enlarged view of the main part of FIG. 2, and FIG. 6 is a cylinder liner according to the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along arrow VII-VII in FIG. 6, FIG. 8 is a perspective view of the main part showing the cylinder liner according to the present embodiment, and FIG. FIG. 10 and FIG. 10 are views for explaining the stress acting on the outlet of the cooling bore according to the prior art and the present invention, respectively.
本発明に係るシリンダライナは、船用ディーゼル機関等の内燃機関に適用されるものであり、その内部にはピストン(図示せず)が配置され、このピストンがその内周面に沿って摺動することになる。
図2、図3、図5から図8中の符号11は、シリンダライナの上部外周面に嵌って(取り付けられて)シリンダライナの上部外周面との間に下部水室12および上部水室13を形成するライナ外筒(水室金物)である。下部水室12および上部水室13はそれぞれ、周方向に沿って平面視環状に形成された空間(水室)であり、下部水室12は上部水室13の下方に、上部水室13は下部水室12の上方に設けられている。
The cylinder liner according to the present invention is applied to an internal combustion engine such as a marine diesel engine, and a piston (not shown) is disposed inside the cylinder liner, and the piston slides along an inner peripheral surface thereof. It will be.
2, 3, and 5 to 8,
さて、本実施形態に係るシリンダライナ10は、下部クーリングボア14と、上部クーリングボア(第1のクーリングボア)15とを備えている。
下部クーリングボア14は、シリンダライナ10の上部外周面にライナ外筒11が嵌められた際に、下部水室12と上部水室13とを連通する直線状の穴であり、周方向に沿って複数本(本実施形態では14本)設けられている。下部クーリングボア14の入口(木口)は、シリンダライナ10の上部下側に位置するシリンダライナ10の外周面に設けられており、下部クーリングボア14の出口(木口)は、シリンダライナ10の上部上側に位置するシリンダライナ10の外周面に設けられており、下部クーリングボア14の長手方向軸線(中心軸線)は、シリンダ軸に垂直な平面に対して傾いている。
The
The lower cooling bore 14 is a straight hole that communicates the
上部クーリングボア15は、シリンダライナ10の上部外周面にライナ外筒11が嵌められた際に、上部水室13と、シリンダライナ10の上面(頂面)に設けられた(第1の)周溝(周方向に沿って連続して設けられた平面視環形状を呈する溝)16とを連通する直線状の穴であり、周方向に沿って複数本(本実施形態では14本)設けられている。上部クーリングボア15の入口(木口)は、シリンダライナ10の上部上側で、下部クーリングボア14の出口よりも上方に位置するシリンダライナ10の外周面に設けられており、上部クーリングボア15の出口(木口)は、周溝16の底部を形成する周溝16の底面に設けられており、上部クーリングボア15の長手方向軸線(中心軸線)は、シリンダ軸に垂直な平面に対して傾いている。
The upper cooling bore 15 is provided in the
図2、図3、図5、図6、図9に示すように、周溝16は、断面視U字形状を呈するとともに、シリンダライナ10の上面からシリンダ軸に沿ってシリンダライナ10の下面(底面)に向かって彫り込まれた(掘り下げられた)溝であり、図9および図10に示すように、応力0(ゼロ)点(圧縮応力も引張応力も作用しない点)近傍で、かつ、応力0点よりも内周側に設けられている。
なお、図1から図3、図5、図6に示すように、シリンダライナ10の上部外周面には、周方向に沿ってOリング(図示せず)を収容する周溝17が設けられている。また、図2、図3、図5、図6に示すように、周溝16を形成する内周側の壁面には、周方向に沿ってOリング(図示せず)を収容する(第4の)周溝18が設けられている。
As shown in FIGS. 2, 3, 5, 6, and 9, the
As shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 6, a
図2、図3、図5、図6に示すように、シリンダライナ10の上にはシリンダカバー20が配置され、シリンダライナ10の上方に位置する開口が塞がれる(密封される)ようになっている。
図2、図3、図5中の符号21は、シリンダカバー20の外周面に嵌って(取り付けられて)シリンダカバー20の外周面との間に水室22を形成するカバー外筒(水室金物)である。水室22は、周方向に沿って平面視環状に形成された空間であり、シリンダカバー20の軸方向(長さ方向)における中央部に設けられている。
As shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6, a
2, 3, and 5,
シリンダカバー20は、上部クーリングボア23と、下部クーリングボア(第2のクーリングボア)24とを備えている。
上部クーリングボア23は、シリンダカバー20の外周面にカバー外筒21が嵌められた際に、水室22と、シリンダカバー20の上部(頂部)中央部とを連通する直線状の穴であり、周方向に沿って複数本(本実施形態では10本)設けられている。上部クーリングボア23の入口(木口)は、水室22を形成する上側(天井側)の壁面に設けられており、上部クーリングボア23の長手方向軸線(中心軸線)は、シリンダ軸に垂直な平面に対して傾いている。
The
The upper cooling bore 23 is a linear hole that communicates the
下部クーリングボア24は、シリンダカバー20の外周面にカバー外筒21が嵌められた際に、シリンダカバー20の下面(底面)に設けられた(第2の)周溝25と、水室22とを連通する直線状の穴であり、周方向に沿って複数本(本実施形態では10本)設けられている。下部クーリングボア24の入口(木口)は、周溝25の底部を形成する周溝25の底面に設けられており、下部クーリングボア24の出口(木口)は、水室22を形成する下側(底側)の壁面に設けられており、下部クーリングボア24の長手方向軸線(中心軸線)は、シリンダ軸に垂直な平面に対して傾いている。
The lower cooling bore 24 includes a (second)
図2、図3、図5、図6に示すように、周溝25は、断面視U字形状を呈するとともに、シリンダカバー20の下面からシリンダ軸に沿ってシリンダカバー20の上面(頂面)に向かって彫り込まれた(掘り下げられた)溝であり、シリンダライナ10の上に被せられた際に、周溝16の外側に位置するように設けられている。
なお、シリンダカバー20の外周面には、周方向に沿ってOリング(図示せず)を収容する周溝26が設けられている。また、周溝25の内周側には、断面視U字形状を呈する(第3の)周溝27が周方向に沿って設けられている。
As shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6, the
In addition, a
周溝25を形成する内周側の壁面と、この壁面に連続するシリンダカバー20の下面と、この下面に連続して周溝27を形成する外周側の壁面とで、周溝16に嵌り込む凸部28が形成されている。凸部28は、その外周側の壁面(周溝25を形成する内周側の壁面)と、周溝16を形成する外周側の壁面との間に所定の隙間(例えば、3mm)が形成され、その下面(シリンダカバー20の下面)と、周溝16の底部を形成する底面との間に所定の隙間が形成されて、その内周側の壁面(周溝27を形成する外周側の壁面)と、周溝16を形成する外周側の壁面との間に所定の隙間(例えば、0.25mm)が形成されるようにして、シリンダ軸に沿って下方に突出している。
The inner circumferential wall surface that forms the
また、周溝16を形成する外周側の壁面と、この壁面に連続するシリンダライナ10の上面と、この上面に連続するシリンダライナ10の外周面とで、周溝25に嵌り込む凸部29が形成されている。凸部29は、その内周側の壁面(周溝16を形成する外周側の壁面)と、周溝25を形成する内周側の壁面との間に所定の隙間(例えば、3mm)が形成され、その上面(シリンダライナ10の上面)と、周溝25の底部を形成する底面との間に所定の隙間が形成されて、その外周側の壁面(シリンダライナ10の外周面)と、周溝25を形成する外周側の壁面との間に所定の隙間(例えば、0.45mm)が形成されるようにして、シリンダ軸に沿って上方に突出している。
Further, a
図2、図3、図5に示すように、カバー外筒21の下端部内周側には、周方向に沿ってガス抜き用の空間30が設けられており、図5に示すように、この空間30と周溝27とは、ガス抜き通路31を介して連通されている。
ガス抜き通路31は、シリンダカバー20の中心から外周面に向かって放射状に、かつ、等間隔(本実施形態では45度間隔)で設けられており、周溝27の底部を形成する底面に開口してシリンダカバー20内をシリンダ軸に沿ってシリンダカバー20の上面に向かって延びる第1の通路32と、第1の通路32の上端部に開口するとともにシリンダカバー20の外周面に開口してシリンダカバー20内をシリンダ軸と直交する方向に沿って延びる第2の通路33とを備えている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, a
The
図6から図8に示すように、ライナ外筒11の下端部には、冷却水供給管34(図6および図7参照)を接続するための管継手35が、フランジ36およびボルト37を介して接続されている(取り付けられている)。
管継手35は、シリンダカバー20の中心から外周面に向かって放射状に、かつ、等間隔(本実施形態では90度間隔)で設けられており、管継手35の一端部は、ライナ外筒11の下端部に形成されて、板厚方向に貫通する貫通穴38を介して下部水室12内に挿入されている。管継手35の一端部両側面にはそれぞれ、下部水室12に向かって開口する正面視長方形状(図6参照)を呈する開口39が設けられており、冷却水供給管34および管継手35を介して供給された冷却水が、開口39を介してシリンダライナ10の外周面に沿って周方向に供給されるようになっている。
なお、管継手35の一端(先端)側は閉塞されており、開口39からのみ冷却水が流出するようになっている。また、冷却水供給管34と管継手35とは、冷却水供給管34の一端部に設けられたフランジ40、管継手35の他端部に設けられたフランジ41、およびボルト42、ナット43により接続されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, a pipe joint 35 for connecting a cooling water supply pipe 34 (see FIGS. 6 and 7) is connected to a lower end portion of the liner
The pipe joints 35 are provided radially from the center of the
Note that one end (tip) side of the pipe joint 35 is closed, and cooling water flows out only from the
一方、図2、図3、図5、図6に示すように、周溝27の底部を形成する底面と対向するシリンダライナ10の上面には、熱ダム44が設けられている。熱ダム44は、断面視U字形状を呈するとともに、シリンダライナ10の上面からシリンダ軸に沿ってシリンダライナ10の下面に向かって彫り込まれた(掘り下げられた)周溝(例えば、幅11mm、深さ26mmのU字溝)である。
On the other hand, as shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6, a
本実施形態に係るシリンダライナ10によれば、例えば、図9に示すように、第1のクーリングボア15の出口が、板厚方向における中央部、すなわち、応力0(ゼロ)点(圧縮応力も引張応力も作用しない点)近傍で、かつ、最上部外周面における熱応力よりも小さい熱応力が作用する場所(領域)に設けられることになる。
これにより、肉厚を低減させて外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。
According to the
As a result, the thickness can be reduced to reduce the outer diameter, and the weight can be reduced.
本実施形態に係るシリンダライナ10とシリンダカバー20とを具備してなる内燃機関の冷却構造によれば、上部クーリングボア15の出口から周溝16内に流入した冷却水は、凸部28の外周側の壁面(周溝25を形成する内周側の壁面)と、周溝16を形成する外周側の壁面との間に形成された隙間を通って周溝25内に流入した後、下部クーリングボア24の入口から下部クーリングボア24内に流入することになる。
これにより、上部クーリングボア15の出口から流出した冷却水を下部クーリングボア24の入口に導くために従来必要とされた冷却媒体連絡金物を不要とすることができ、シリンダライナ10とシリンダカバー20との接合部(接続部)における構成の簡略化を図ることができる。
また、冷却媒体連絡金物を不要とすることができることにより、シリンダライナ10とシリンダカバー20との接合部(接続部)における外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。
According to the cooling structure of the internal combustion engine including the
As a result, it is possible to eliminate the need for the cooling medium communication hardware conventionally required to guide the cooling water flowing out from the outlet of the upper cooling bore 15 to the inlet of the lower cooling bore 24, and the
Further, since the cooling medium communication hardware can be eliminated, the outer diameter of the joint portion (connection portion) between the
また、本実施形態に係るシリンダライナ10とシリンダカバー20とを具備してなる内燃機関の冷却構造によれば、シリンダライナ10の上に被せた際に、周溝16および周溝25の内周側に位置するシリンダカバー20下端面の、板厚方向における内周部に周溝27を備えるとともに、シリンダライナ10上端面とシリンダカバー20下端面との間を通って周溝27内に流入した燃焼ガスをシリンダカバー20の外周面に設けられた開口(第2の通路33の出口)に導くガス抜き通路31が設けられているので、異常燃焼時におけるガス圧を逃がすために従来必要とされた逃がし弁を不要とすることができ、シリンダカバー20周りの構成の簡略化を図ることができる。
Further, according to the internal combustion engine cooling structure including the
さらに、本実施形態に係るシリンダライナ10とシリンダカバー20とを具備してなる内燃機関の冷却構造によれば、ガス抜き通路31が、周溝25の近傍を通るようにして設けられており、周溝25内を通過する冷却水によりガス抜き通路31を通過する燃焼ガスが冷却されることになる。
これにより、シリンダカバー20の外周面に設けられた開口から噴出する燃焼ガスの温度を低下させることができ、内燃機関の周りで作業をする作業員(例えば、船舶の機関士・機関員)の安全を確保することができる。
Further, according to the cooling structure of the internal combustion engine including the
Thereby, the temperature of the combustion gas which ejects from the opening provided in the outer peripheral surface of the
さらにまた、本実施形態に係るシリンダライナ10とシリンダカバー20とを具備してなる内燃機関の冷却構造によれば、シリンダカバー20の外周面に嵌ってシリンダカバー20の外周面との間にガス抜き用の空間30を形成するカバー外筒21を備え、ガス抜き用の空間30が、ガス抜き通路31を通ってシリンダカバー20の外周面から噴き出した燃焼ガスを、シリンダカバー20の外周面に沿って下方に導くように形成されており、ガス抜き通路31を通ってシリンダカバー20の外周面に設けられた開口から噴き出した燃焼ガスは、シリンダカバー20の外周面に沿って下方に導かれるようになっている。すなわち、シリンダカバー20の外周面に設けられた開口から噴出する燃焼ガスが、内燃機関の周りで作業をする作業員(例えば、船舶の機関士・機関員)に向かって噴き出されないようになっている。
これにより、内燃機関の周りで作業をする作業員(例えば、船舶の機関士・機関員)の安全をさらに確保することができる。
Furthermore, according to the cooling structure for an internal combustion engine including the
Thereby, it is possible to further ensure the safety of a worker (for example, a ship engineer / engineer) working around the internal combustion engine.
さらにまた、本実施形態に係るシリンダライナ10とシリンダカバー20とを具備してなる内燃機関の冷却構造によれば、周溝16を形成する内周側の壁面に、周方向に沿ってOリングを収容する周溝18が設けられている場合に、周溝18の内周側で、かつ、周溝27の底部を形成する底面と対向するシリンダライナ10の上面に、シリンダ軸に沿ってシリンダライナ10の下面に向かって彫り込まれた熱ダム44が設けられ、熱ダム44内に滞留する空気層により周溝18に収容されたOリングの熱負荷が(温度にして約10℃)低減されることになる。
これにより、Oリングの熱による損傷を防止することができ、Oリングの長寿命化を図ることができて、Oリングのメンテナンス間隔を長期化させることができる。
Furthermore, according to the cooling structure of the internal combustion engine including the
Thereby, damage to the O-ring due to heat can be prevented, the life of the O-ring can be extended, and the maintenance interval of the O-ring can be extended.
本実施形態に係るシリンダライナ10または本実施形態に係る内燃機関の冷却構造を具備してなる内燃機関によれば、肉厚を低減させて外径の小径化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができるシリンダライナを具備しているので、機関全体の小型化および軽量化を図ることができる。
According to the
〔第2実施形態〕
本発明の第2実施形態に係るシリンダライナについて、図11から図13を参照しながら説明する。図11は本実施形態に係るシリンダライナを備えた内燃機関の冷却構造を示す要部の断面図、図12は図11の要部を拡大して示す図、図13は本実施形態に係るシリンダライナの上面の一部を示す平面図である。
図11から図13に示すように、本実施形態に係るシリンダライナ50は、周溝16の下方に連通穴(ドリル穴:キリ穴)51が設けられているという点で上述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
[Second Embodiment]
A cylinder liner according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13. 11 is a cross-sectional view of a main part showing a cooling structure of an internal combustion engine provided with a cylinder liner according to the present embodiment, FIG. 12 is an enlarged view of the main part of FIG. 11, and FIG. 13 is a cylinder according to the present embodiment. It is a top view which shows a part of upper surface of a liner.
As shown in FIGS. 11 to 13, the
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment mentioned above.
連通穴51は、周溝16の底部を形成する底面からシリンダ軸に沿ってシリンダライナ50の下面に向かって延びる平面視円形状を呈する穴(例えば、直径26mm、深さ50mmの穴)であり、周方向に沿って複数本(本実施形態では14本)設けられている。また、連通穴51を形成する壁面(内周面)には、上部クーリングボア15の出口(木口)が設けられており、上部クーリングボア15の出口から流出した冷却水は、連通穴51を通って周溝16内に流入するようになっている。
The
本実施形態に係るシリンダライナ50によれば、上部クーリングボア15の出口は、周溝16を形成する底面からシリンダ軸に沿ってその下端面に向かって延びる平面視円形状を呈する連通穴51を形成する壁面に設けられることになる。すなわち、上部クーリングボア15の出口が、周溝16における熱応力よりも小さい熱応力が作用する場所(領域)に設けられ、かつ、上部クーリングボア15の長手方向軸線(中心軸線)と、シリンダ軸に垂直な平面との交差角が大きくなり、上部クーリングボア15の出口における応力集中が緩和させられることになる。
これにより、肉厚をさらに低減させて外径の小径化をさらに図ることができるとともに、さらなる軽量化を図ることができる。
その他の作用効果は、上述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the
Accordingly, the thickness can be further reduced to further reduce the outer diameter, and further weight reduction can be achieved.
Other functions and effects are the same as those of the above-described first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
〔第3実施形態〕
本発明の第3実施形態に係るシリンダライナについて、図14から図16を参照しながら説明する。図14は本実施形態に係るシリンダライナを備えた内燃機関の冷却構造を示す要部の断面図、図15は図14の要部を拡大して示す図、図16は本実施形態に係るシリンダライナの上面の一部を示す平面図である。
図14から図16に示すように、本実施形態に係るシリンダライナ60は、連通穴51の代わりに連通穴(ドリル穴:キリ穴)61が設けられているという点で上述した第2実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第2実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
[Third Embodiment]
A cylinder liner according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 is a cross-sectional view of a main part showing a cooling structure of an internal combustion engine provided with a cylinder liner according to the present embodiment, FIG. 15 is an enlarged view of the main part of FIG. 14, and FIG. 16 is a cylinder according to the present embodiment. It is a top view which shows a part of upper surface of a liner.
As shown in FIGS. 14 to 16, the
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as embodiment mentioned above.
連通穴61は、周溝16の底部を形成する底面からシリンダ軸に沿ってシリンダライナ60の下面に向かって延びる平面視(略)楕円(長円)形状を呈する穴(例えば、直径26mm、深さ50mmの穴)であり、周方向に沿って複数本(本実施形態では14本)設けられている。また、連通穴61を形成する壁面(内周面)には、上部クーリングボア15の出口(木口)が設けられており、上部クーリングボア15の出口から流出した冷却水は、連通穴61を通って周溝16内に流入するようになっている。さらに、連通穴61の底部を形成する底面は、断面視半球形状を呈するように形成されている。
The
本実施形態に係るシリンダライナ60によれば、連通穴61は、平面視形状が略楕円を呈するように形成されており、上部クーリングボア15の出口における応力集中がさらに緩和させられることになる。
これにより、肉厚をより一層低減させて外径の小径化をより一層図ることができるとともに、より一層の軽量化を図ることができる。
その他の作用効果は、上述した第2実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
According to the
As a result, the thickness can be further reduced, the outer diameter can be further reduced, and the weight can be further reduced.
Other functions and effects are the same as those of the above-described second embodiment, and thus description thereof is omitted here.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
例えば、上述した第2実施形態および第3実施形態では、上部クーリングボア15の出口が、連通穴51,61の壁面(内周面)に形成されているが、上部クーリングボア15の出口は、連通穴51,61の底面に形成するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, in the second embodiment and the third embodiment described above, the outlet of the upper cooling bore 15 is formed on the wall surface (inner peripheral surface) of the communication holes 51 and 61, but the outlet of the upper cooling bore 15 is You may make it form in the bottom face of the communicating
10 シリンダライナ
15 上部クーリングボア(第1のクーリングボア)
16 (第1の)周溝
18 (第4の)周溝
20 シリンダカバー
21 カバー外筒
24 下部クーリングボア(第2のクーリングボア)
25 (第2の)周溝
27 (第3の)周溝
30 ガス抜き用の空間
31 ガス抜き通路
44 熱ダム
50 シリンダライナ
51 連通穴
60 シリンダライナ
61 連通穴
10
16 (first) circumferential groove 18 (fourth)
25 (second) circumferential groove 27 (third)
Claims (9)
前記第1のクーリングボアの出口を、前記第1の周溝を形成する壁面または底面に設けたことを特徴とするシリンダライナ。 A cylinder liner provided with a plurality of first cooling bores that are opened obliquely upward from the outer peripheral surface toward the inside of the wall, and provided with a first peripheral groove at the center of the upper end surface in the thickness direction,
A cylinder liner characterized in that an outlet of the first cooling bore is provided on a wall surface or a bottom surface forming the first circumferential groove.
前記第1のクーリングボアの出口を、前記第1の周溝を形成する底面からシリンダ軸に沿ってその下端面に向かって延びる平面視円形状を呈する連通穴を形成する壁面または底面に設けたことを特徴とするシリンダライナ。 A cylinder liner provided with a plurality of first cooling bores that are opened obliquely upward from the outer peripheral surface toward the inside of the wall, and provided with a first peripheral groove at the center of the upper end surface in the thickness direction,
The outlet of the first cooling bore is provided on the wall surface or bottom surface forming a communication hole having a circular shape in plan view extending from the bottom surface forming the first circumferential groove toward the lower end surface along the cylinder axis. A cylinder liner characterized by that.
前記第1のクーリングボアの出口を、前記第1の周溝を形成する底面からシリンダ軸に沿ってその下端面に向かって延びる平面視略楕円形状を呈する連通穴を形成する壁面または底面に設けたことを特徴とするシリンダライナ。 A cylinder liner provided with a plurality of first cooling bores that are opened obliquely upward from the outer peripheral surface toward the inside of the wall, and provided with a first peripheral groove at the center of the upper end surface in the thickness direction,
The outlet of the first cooling bore is provided on a wall surface or bottom surface forming a communication hole having a substantially elliptical shape in plan view extending from the bottom surface forming the first circumferential groove toward the lower end surface along the cylinder axis. A cylinder liner characterized by that.
下端面から壁内に向かって斜め上方にあけられた第2のクーリングボアを複数本備え、下端面の、板厚方向における外周部に第2の周溝を備えるとともに、前記シリンダライナの上に配置されて、前記シリンダライナの上方に位置する開口を塞ぐシリンダカバーとを具備した内燃機関の冷却構造であって、
前記第2のクーリングボアの入口を、前記第2の周溝を形成する壁面または底面に設けたことを特徴とする内燃機関の冷却構造。 Cylinder liner according to any one of claims 1 to 3,
Provided with a plurality of second cooling bores obliquely upward from the lower end surface toward the inside of the wall, provided with a second circumferential groove in the outer peripheral portion of the lower end surface in the plate thickness direction, and on the cylinder liner A cooling structure for an internal combustion engine comprising a cylinder cover disposed and closing an opening located above the cylinder liner,
A cooling structure for an internal combustion engine, wherein the inlet of the second cooling bore is provided on a wall surface or a bottom surface forming the second circumferential groove.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20131001 |