JP2016102451A - Cooling oil passage structure of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却用オイルによってエンジンが冷却されるエンジンの冷却用オイル通路構造に関する。 The present invention relates to an engine cooling oil passage structure in which an engine is cooled by cooling oil.
エンジンが冷却用オイルによって冷却されるエンジンの冷却用オイル通路構造が、特許文献1及び2に開示されている。特許文献1では、冷却用オイル通路は、シリンダヘッドにおいて、吸気ポートの近傍から点火バルブ周囲を通り排気ポート周囲に向かって延在して形成されている。また、特許文献2では、オイルクーラにて冷却されたオイルが、シリンダ内のオイル通路を通った後、シリンダヘッド内のオイル通路へ導かれるよう構成されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose engine cooling oil passage structures in which the engine is cooled by cooling oil. In Patent Document 1, the cooling oil passage is formed in the cylinder head so as to extend from the vicinity of the intake port through the periphery of the ignition valve toward the exhaust port. In Patent Document 2, the oil cooled by the oil cooler passes through the oil passage in the cylinder and is then guided to the oil passage in the cylinder head.
特許文献1に記載の冷却用オイル通路構造では、冷却用オイルが吸気ポート近傍をも冷却しているため、エンジンにおいて最も高温になる排気ポート周囲を効果的に冷却することができない。更に、冷機始動時に冷却用オイルによって吸気ポートが暖まり易くなるので、燃焼室への吸気の充填効率が低下して、エンジンの出力が低下してしまう。 In the cooling oil passage structure described in Patent Document 1, since the cooling oil also cools the vicinity of the intake port, the periphery of the exhaust port that is the hottest in the engine cannot be cooled effectively. Furthermore, since the intake port is easily warmed by the cooling oil at the time of cold start, the efficiency of charging the intake air into the combustion chamber is reduced, and the output of the engine is reduced.
また、特許文献2に記載の冷却用オイル通路構造では、オイルクーラにより冷却された冷却用オイルが、シリンダ内のオイル通路を通ってこのシリンダを冷却した後に、シリンダヘッド内のオイル通路へ送られてこのシリンダヘッドを冷却するので、シリンダヘッドの冷却性能が低下してしまう。 In the cooling oil passage structure described in Patent Document 2, the cooling oil cooled by the oil cooler passes through the oil passage in the cylinder, cools the cylinder, and then is sent to the oil passage in the cylinder head. Since the lever head is cooled, the cooling performance of the cylinder head is degraded.
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、シリンダヘッドの冷却性能を向上できるエンジンの冷却用オイル通路構造を提供することにある。また、本発明の他の目的は、冷機始動時の暖機性能を向上できるエンジンの冷却用オイル通路構造を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an engine cooling oil passage structure capable of improving the cooling performance of a cylinder head in consideration of the above-described circumstances. Another object of the present invention is to provide an oil passage structure for cooling an engine that can improve warm-up performance at the time of cold start.
本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造は、エンジンケースに順次設置されたシリンダ及びシリンダヘッドに冷却用オイル通路が連続して形成され、オイルクーラにて冷却されたオイルを前記冷却用オイル通路へ導くエンジンの冷却用オイル通路構造において、前記シリンダヘッドの排気ポートのポート出口付近には、前記冷却用オイル通路の通路入口部が設けられ、前記オイルクーラの入口部と前記エンジンケースとが第1オイルホースにより接続され、前記オイルクーラの出口部と前記シリンダヘッドの前記通路入口部とが第2オイルホースにより接続されて構成されたことを特徴とするものである。 In the engine cooling oil passage structure according to the present invention, a cooling oil passage is continuously formed in a cylinder and a cylinder head sequentially installed in an engine case, and the oil cooled by an oil cooler is supplied to the cooling oil passage. In the structure of the engine cooling oil passage leading to the cylinder head, a passage inlet portion of the cooling oil passage is provided in the vicinity of the port outlet of the exhaust port of the cylinder head, and the inlet portion of the oil cooler and the engine case are 1 is connected by an oil hose, and the outlet portion of the oil cooler and the passage inlet portion of the cylinder head are connected by a second oil hose.
本発明によれば、オイルクーラの出口部と、シリンダヘッドの排気ポートのポート出口付近における冷却用オイル通路の通路入口部とが第2オイルホースにより接続されたので、オイルクーラにより冷却されたオイルを、エンジンにおいて最も高温になるシリンダヘッドの排気ポート付近に導くことができる。この結果、エンジンにおける排気ポート及び燃焼室周囲を効果的に冷却でき、エンジン、特にシリンダヘッドの冷却性能を向上させることができる。 According to the present invention, the oil cooler outlet and the passage inlet of the cooling oil passage in the vicinity of the port outlet of the exhaust port of the cylinder head are connected by the second oil hose. Can be led to the vicinity of the exhaust port of the cylinder head that is the hottest in the engine. As a result, the exhaust port and the periphery of the combustion chamber in the engine can be effectively cooled, and the cooling performance of the engine, particularly the cylinder head, can be improved.
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジン等を示す左側面図である。また、図2は、図1のエンジン等を示す右側面図である。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、エンジンが搭載された車両に乗車する運転者を基準にしたものである。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a left side view showing an engine to which an embodiment of an oil passage structure for cooling an engine according to the present invention is applied. FIG. 2 is a right side view showing the engine of FIG. In the present embodiment, front and rear, left and right, and upper and lower expressions are based on a driver who rides on a vehicle equipped with an engine.
図1及び図2に示すエンジン10は、例えば自動二輪車に搭載された単気筒エンジンであり、エンジンケース11の前方からシリンダアッセンブリ12が略水平方向に前傾して延設されて構成される。このシリンダアッセンブリ12は、シリンダ13とシリンダヘッド14とヘッドカバー15とがエンジンケース11の側から順次接合されて構成される。
An
このうちのシリンダ13及びシリンダヘッド14は、これらのシリンダ13及びシリンダヘッド14に形成されたスタットボルト孔16(図4参照)に挿通された図示しないスタットボルトを用いて、エンジンケース11の前面に締結される。
Among these, the
図2に示すように、シリンダヘッド14には、燃焼室17が形成されると共に、この燃焼室17に連通して吸気ポート18及び排気ポート19が形成される。
As shown in FIG. 2, a
吸気ポート18に、エンジン吸気系から混合気(燃料と空気の混合気)が供給される。このエンジン吸気系は、共に図示しないエアクリーナ、スロットルボディ及び燃料インジェクタを有して構成される。これらのスロットルボディ及び燃料インジェクタに代えて、キャブレタであってもよい。また、排気ポート19には、エンジン排気系の図示しない排気管が接続され、このエンジン排気系により燃焼室17及びシリンダボア34(後述)内で混合気が燃焼することにより発生する排気が排出される。
A mixture (fuel mixture of fuel and air) is supplied to the
シリンダ13には、シリンダヘッド14の燃焼室17に連通するシリンダボア34(図4参照)が形成される。このシリンダボア34内に、図示しないピストンが摺動自在に配設される。シリンダヘッド14の燃焼室17及びシリンダ13のシリンダボア34内で混合気が燃焼することによりピストンが往復運動し、この往復運動がコンロッド(不図示)を介して、エンジンケース11に軸支されたクランクシャフト20の回転運動に変換される。
The
上述の燃焼室17への混合気の供給は、吸気ポート18を開閉する図示しない吸気バルブにより制御される。また、燃焼室17からの排気の排出は、排気ポート19を開閉する図示しない排気バルブにより制御される。これらの吸気バルブ及び排気バルブは、シリンダヘッド14及びヘッドカバー15間に設置された図示しない動弁装置により駆動される。この動弁装置は、共に図示しない吸気カム及び吸気アームにより吸気バルブを駆動し、また、共に図示しない排気カム及び排気ロッカアームにより排気バルブを駆動する。
The supply of the air-fuel mixture to the
ところで、エンジンケース11の下部には、潤滑用及び冷却用のオイルを貯溜するオイルパン21が設けられている。オイルパン21内のオイルは、エンジンケース11内に設置されたオイルポンプ22(図1)の駆動によりオイルフィルタ23を経て、一部が潤滑用オイル通路24を通り動弁装置などへ供給される。この潤滑用オイル通路24のうち、シリンダ13及びシリンダヘッド14内の通路は、スタッドボルト孔16(図4参照)とスタッドボルトとの隙間が利用される。
Incidentally, an
また、オイルフィルタ23を通ったオイルの残部は冷却用オイルとなる。この冷却用オイルは、第1オイルホース31を経てオイルクーラ25にて冷却された後、第2オイルホース32を経て、シリンダヘッド14及びシリンダ13に連続して形成された冷却用オイル通路26(図2)へ導かれる。オイルクーラ25にて冷却された冷却用オイルが冷却用オイル通路26内を流れる間に、エンジン10において最も高温になるシリンダヘッド14の排気ポート19周囲、並びにシリンダヘッド14及びシリンダ13の燃焼室17側がそれぞれ冷却される。
The remaining oil that has passed through the
つまり、図1に示すように、オイルクーラ25の入口部27は、エンジンケース11のオイルフィルタ23下流側に第1オイルホース31を用いて接続される。また、シリンダヘッド14には、図3にも示すように、排気ポート19のポート出口19A近傍に冷却用オイル通路26の通路入口部29が設けられる。オイルクーラ25の出口部28は、図1及び図2に示すように、シリンダヘッド14の通路入口部29に第2オイルホース32を用いて接続される。
That is, as shown in FIG. 1, the
更に、シリンダ13には、図3にも示すように、冷却用オイル通路26の通路出口部30が設けられる。図1及び図2に示すように、この通路出口部30とエンジンケース11のオイルパン21とが、第3オイルホース33を用いて接続される。従って、シリンダヘッド14及びシリンダ13内の冷却用オイル通路26を流れてシリンダヘッド14の排気ポート19周囲、並びにシリンダヘッド14及びシリンダ13の燃焼室17側を冷却した冷却用オイルは、第3オイルホース33を経てエンジンケース11のオイルパン21に戻される。
Further, the
ここで、冷却用オイル通路26の通路入口部29と通路出口部30とは、図3に示すように、シリンダヘッド14の排気ポート19のポート出口19Aに対して互いに反対位置に位置づけられる。更に、冷却用オイル通路26は、図3〜図6に示すように、シリンダヘッド14に形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路35と、シリンダ13に形成されたシリンダ側冷却用オイル通路36とが連通して設けられたものである。
Here, the passage inlet 29 and the
シリンダヘッド側冷却用オイル通路35は、通路入口部29に連通すると共に、排気ポート19の周囲を覆うように略コ字状に延在してシリンダヘッド14に形成される。また、シリンダ側冷却用オイル通路36は、シリンダヘッド側冷却用オイル通路35及び通路出口部30に連通すると共に、シリンダ13におけるシリンダヘッド14の燃焼室17側、即ちシリンダ13のシリンダヘッド14との合せ面37におけるシリンダボア34周囲に略リング状に延在して形成される。これらのシリンダヘッド側冷却用オイル通路35及びシリンダ側冷却用オイル通路36は、機械加工により、またはシリンダ13、シリンダヘッド14の鋳造時における砂中子によりそれぞれ形成される。
The cylinder head side
オイルクーラ25(図2)にて冷却され第2オイルホース32により通路入口部29に至った冷却用オイルは、シリンダヘッド側冷却用オイル通路35内を矢印Aの如く流れて、シリンダヘッド14の排気ポート19周囲を冷却した後、シリンダ側冷却用オイル通路36内を矢印Bの如く流れて、シリンダヘッド14及びシリンダ13の燃焼室17側を冷却する。
The cooling oil cooled by the oil cooler 25 (FIG. 2) and reaching the
このとき、図3に示すように、シリンダ13の合せ面37とシリンダヘッド14の合せ面38との間に介在される図7に示すガスケット39には、シリンダ側冷却用オイル通路36に沿って複数の切欠き40が形成されている。このため、シリンダ13のシリンダ側冷却用オイル通路36内を流れる冷却用オイルが、ガスケット39の切欠き40を通ってシリンダヘッド14の合せ面38に接触し、これにより、このシリンダヘッド14の排気側が冷却されることになる。
At this time, as shown in FIG. 3, the
また、図3及び図5に示すように、冷却用オイル通路部26には、最下流位置、つまり冷却用オイル通路部26におけるシリンダ側冷却用オイル通路36の通路出口部30近傍のバルブ収納部48に、オイルバルブ42が収納されて設置される。このオイルバルブ42は、冷却用オイル通路26内を流れる冷却用オイルの温度が所定値(例えば70〜90℃)以上のときに開弁して、冷却用オイル通路26内の冷却用オイルを、第3オイルホース33を介してエンジン11のオイルパン21へ導くものである。
As shown in FIGS. 3 and 5, the cooling
このオイルバルブ42は、例えばサーモスタット方式、またはオイル温度センサと電磁バルブを併用した電子制御方式が採用される。サーモスタット方式のオイルバルブ42は、図8に示すように、図示しないワックスの膨張、収縮により伸縮するバルブ駆動部43が弁体44を動作させ、この弁体44がシリンダ13のシール面45に接触することでオイルバルブ42が閉弁し(図8(A))、弁体44がシール面45から離反することでオイルバルブ42が開弁する(図8(B))。
The
更に、冷却用オイル通路26は、図7に示すように、オイルバルブ42閉弁時用のバイパス通路46を備える。このバイパス通路46は、シリンダ13の合せ面37とシリンダヘッド14の合せ面38間に介在されるガスケット39に形成される。このガスケット39には、図6及び図7に示すように、シリンダ13及びシリンダヘッド14のスタッドボルト孔16に対応して形成されたボルト孔対応開口47と、シリンダ側冷却用オイル通路36におけるバルブ収納部48に対応して形成されたバルブ対応開口49とを有する。バイパス通路46は、バルブ対応開口49に隣接する1つのボルト孔対応開口47とバルブ対応開口49とを連通する切欠きによって、ガスケット39に形成されたものである。このバイパス通路46の流路断面積は、開弁状態のオイルバルブ42の流路断面積よりも小さく設定されている。
Furthermore, the cooling
従って、オイルバルブ42の閉弁時に冷却用オイル通路26内の冷却用オイルは、ガスケット39のバルブ対応開口49、バイパス通路46、ボルト孔対応開口47を順次通ってシリンダ13のスタッドボルト孔16内へ微少量流れ、エンジンケース11内部に流下して、このエンジンケース11のオイルパン21に至る。また、このバイパス通路46は、オイルクーラ25から冷却用オイル通路26内へ冷却用オイルを導入する際に、空気抜きの機能も果たす。
Accordingly, when the
図1及び図2に示すオイルクーラ25は、エンジン10の前方において自動二輪車の車体フレーム(不図示)に設置される。この際、オイルクーラ25は、車両走行時の走行風によってオイルを冷却するため、図示しない前輪の中心軸よりも上方に配置される。更に、このオイルクーラ25は、出口部28を含む上端部がシリンダヘッド14及びシリンダ13に形成された冷却用オイル通路26よりも上方に位置づけられて配置される。
The
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果(1)〜(6)を奏する。
(1)図1、図2及び図4に示すように、オイルクーラ25の出口部28と、シリンダヘッド14の排気ポート19のポート出口19A付近における冷却用オイル通路26の通路入口部29とが第2オイルホース32により接続されている。このため、オイルクーラ25により冷却されたオイルを、シリンダ13内を流動させることで温度上昇させることなく、直接、エンジン10において最も高温になるシリンダヘッド14の排気ポート19付近へ導くことができる。この結果、エンジン10におけるシリンダヘッド14の排気ポート19周囲、並びにシリンダヘッド14及びシリンダ13の燃焼室17側を効果的に冷却でき、エンジン10、特にシリンダヘッド14の冷却性能を向上させることができる。
With the configuration as described above, according to the present embodiment, the following effects (1) to (6) are obtained.
(1) As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
(2)冷却用オイル通路26のうちシリンダヘッド側冷却用オイル通路35は、シリンダヘッド14において、排気ポート19の周囲を覆うように延在して形成され、吸気ポート18の周囲には形成されていない。従って、エンジン10の冷機始動時に吸気ポート18が冷却用オイルによって暖められることがないので、燃焼室17への吸気の充填効率が高まり、エンジン10の出力を向上させることができる。
(2) Of the cooling
(3)オイルクーラ25が自動二輪車においてエンジン10の前方に配置され、更に、オイルクーラ25の出口部28が、エンジンケース11から前方へ突設されたシリンダアッセンブリ12のシリンダヘッド14に第2オイルホース32を用いて接続されたので、この第2オイルホース32は、エンジンケース11に接続される場合に比べてホース長さを短くできる。この結果、コストを低減でき且つ軽量化を実現できるほか、第2オイルホース32内を流れるオイルの圧力損失が低下して、オイルポンプ22の摩擦損失を低減できる。
(3) The
(4)シリンダヘッド14及びシリンダ13に連続して形成される冷却用オイル通路26の最下流位置、つまり、冷却用オイル通路26の通路出口部30近傍にオイルバルブ42が配置されている。このため、エンジン10の冷機始動時でオイルバルブ42が閉弁状態になったときには、冷却用オイル通路26内を流れる冷却用オイルの流速が低下して、この冷却用オイルの温度上昇速度を増大できる。この結果、冷機始動時におけるエンジン10の暖機性能を向上させることができて、エンジン10の燃焼効率が高まる。
(4) The
(5)シリンダヘッド14及びシリンダ13に連通して形成される冷却用オイル通路26には、オイルバルブ42の閉弁時にこのオイルバルブ42を迂回するバイパス通路46が形成されている。このため、オイルバルブ42の閉弁時にも、冷却用オイル通路26内の冷却用オイルを微少流量でエンジンケース11内へ流出させるので、この冷却用オイルの局所的な温度上昇を抑制できる。
(5) The cooling
(6)オイルクーラ25は、その出口部28を含む上端部が、シリンダヘッド14及びシリンダ13に形成された冷却用オイル通路部26よりも上方に位置づけられている。また、冷却用オイルの温度が低いときには、この冷却用オイル5は粘性が高くなるので、エンジンケース11から第1オイルホース31を通ってオイルクーラ25へ流れにくくなる。この結果、オイルクーラ25からシリンダヘッド14及びシリンダ13の冷却用オイル通路26に流入する冷却用オイルの流量が減少するので、この点からもエンジン10の暖機性能を向上させることができて、エンジン10の燃焼効率が高まる。
(6) The
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention.
10 エンジン
11 エンジンケース
13 シリンダ
14 シリンダヘッド
17 燃焼室
19 排気ポート
19A ポート出口
25 オイルクーラ
26 冷却用オイル通路
27 入口部
28 出口部
29 通路入口部
30 通路出口部
31 第1オイルホース
32 第2オイルホース
33 第3オイルホース
35 シリンダヘッド側冷却用オイル通路
36 シリンダ側冷却用オイル通路
37、38 合せ面
39 ガスケット
42 オイルバルブ
46 バイパス通路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記シリンダヘッドの排気ポートのポート出口付近には、前記冷却用オイル通路の通路入口部が設けられ、
前記オイルクーラの入口部と前記エンジンケースとが第1オイルホースにより接続され、前記オイルクーラの出口部と前記シリンダヘッドの前記通路入口部とが第2オイルホースにより接続されて構成されたことを特徴とするエンジンの冷却用オイル通路構造。 In the engine cooling oil passage structure in which the cooling oil passage is continuously formed in the cylinder and the cylinder head sequentially installed in the engine case, and the oil cooled by the oil cooler is guided to the cooling oil passage,
Near the port outlet of the exhaust port of the cylinder head, a passage inlet portion of the cooling oil passage is provided,
The inlet part of the oil cooler and the engine case are connected by a first oil hose, and the outlet part of the oil cooler and the passage inlet part of the cylinder head are connected by a second oil hose. An oil passage structure for engine cooling that is characterized.
前記オイルバルブは、前記冷却用オイル通路を流れるオイルの温度が所定値以上のときに開弁して、前記冷却用オイル通路内のオイルを、第3オイルホースを経て前記エンジンケースへ導くよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの冷却用オイル通路構造。 The cooling oil passage continuously formed in the cylinder head and the cylinder includes a passage outlet portion in the cylinder, an oil valve in the vicinity of the passage outlet portion, and the passage outlet portion is provided by a third oil hose. Connected to the engine case,
The oil valve is configured to open when the temperature of oil flowing through the cooling oil passage is equal to or higher than a predetermined value, and to guide the oil in the cooling oil passage to the engine case via a third oil hose. The engine oil passage structure for cooling an engine according to claim 1.
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JP6398660B2 (en) | 2018-10-03 |
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