JP3030923B2 - 内燃機関の冷却構造 - Google Patents

内燃機関の冷却構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却構造に係
り、特に内燃機関内を冷却水が循環することにより該内
燃機関の冷却を行う構成の内燃機関の冷却構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に車両搭載用の内燃機関(エンジ
ン)は、シリンダブロック上にヘッドガスケットを介し
てシリンダヘッドが設けられた構成となっている。この
シリンダブロック及びシリンダヘッドには冷却水が通る
冷却水路が形成されており、エンジン内を流れる際、冷
却水はシリンダブロックの冷却水路とシリンダヘッドの
冷却水路との間で流れる構成とされている。このため、
シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装される
ヘッドガスケットには、シリンダブロックの冷却水路と
シリンダヘッドの冷却水路を上下に連通する通過孔が形
成されている。上記冷却構造において、冷却水はウォー
タポンプに付勢されてエンジン内を循環しエンジンを冷
却し、またエンジンを冷却して温度が上昇した冷却水は
ラジエータに導入され冷却される。
【0003】一方、シリンダブロックにおける冷却水路
の配設位置について注目すると、従来のエンジンでは、
シリンダの外周位置で、かつシリンダブロックの外壁近
傍位置に冷却水路を設けたものが一般的であった。しか
るに、シリンダブロックにおいて熱がこもりやすい位置
は、隣接するシリンダの間の位置である。
【0004】よって、上記した通常設けられている冷却
水路に加え、ヘッドガスケットのシリンダ間に対応する
位置に給水孔を設け、この給水孔内に冷却水を導入する
ことによりシリンダ間の冷却を行う構成としたエンジン
が提案されている(実開昭63−119850号公
報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のよう
に給水孔をヘッドガスケットのシリンダ間に対応する位
置に形成した構成では、シリンダ間は狭所であるため冷
却水が淀みやすく、十分な冷却を行うことができないと
いう問題点があった。
【0006】また、冷却水が流れるのはヘッドガスケッ
トに形成された給水孔内のみであり、冷却水路のように
シリンダブロックを上下に貫通して冷却水が流れる構成
ではないため、これによってもシリンダ間の十分な冷却
を行うことができなかった。
【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、シリンダ間における冷却を効率よく行いうる内燃
機関の冷却構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、シリンダブロックを冷却するための冷
却水津路として、 冷却水流れの速い部位である第1の冷
却水通水部と、 前記シリンダブロックの長手方向におい
てシリンダボア間近傍に位置する部位に形成された冷却
水流れの遅い第2の冷却水通水部とを有し、 前記第2の
冷却水通水部と前記シリンダヘッド内の冷却水通路とを
ヘッドガスケットを介して連通するために、前記第2の
冷却水通水部と前記シリンダヘッド内の冷却水通路と前
記ヘッドガスケットとにそれぞれ互いに連通する連通水
路を有し、 前記第1の冷却水通水部と前記連通水路とを
連通するため、前記ヘッドガスケットに第2の連通水路
を設けたことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】狭所であるシリンダボア間に設けられた第2の
冷却水通水部を流れる冷却水の流速に比べて、配設位置
に自由度のある第1の冷却水通水部を流れる冷却水の流
速は速い。よって、上記の内燃機関の冷却構造によれ
ば、第1の冷却水通水部を流れる冷却水は第2の連通水
路を介して第2の冷却水通水部に流入する。速い流速で
第1の冷却水通水部より第2の冷却水通水部に流入した
冷却水は、第2の冷却水通水部の冷却水を付勢し、この
冷却水に強制的に流れを発生させる。これにより、第2
の冷却水通水部内においても冷却水の流れは円滑に流
れ、シリンダ間における冷却を効率よく行うことができ
る。また、第2の冷却水通水部を流れる冷却水は、シリ
ンダヘッドのシリンダボア間に設けられた連通水路に
給されるため、従来構成では冷却を行うことが困難であ
ったシリンダヘッドのシリンダ間における冷却を行うこ
とができる。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図3は本発明である内燃機関の冷却構造の一実施
例を適用してなるエンジン1(本実施例では4気筒エン
ジンを例に挙げて説明する)の要部斜視図である。
【0011】同図において、2はシリンダブロックであ
り、4本のシリンダ3a〜3dが形成されると共に、内
部にはクランクシャフト,ピストン等(図示せず)が配
設される。また、図中4はシリンダヘッドであり、各シ
リンダ3a〜3dに対応して吸気ポート及び排気ポート
が形成されると共に、その内部には吸気及び排気バル
ブ,各バルブを駆動するカムシャフト等(図示せず)が
配設される。
【0012】エンジン1は、シリンダブロック2の上部
にヘッドガスケット5を介在させてシリンダヘッド4を
組付けることにより構成される。ヘッドガスケット5
は、例えば石綿を銅により強化した構成を有し、シリン
ダブロック2とシリンダヘッド4の接合部分におけるシ
ール性を向上させるために配設されるものである。尚、
6はシリンダヘッドカバーである。
【0013】続いて、シリンダブロック2及びシリンダ
ヘッド4に形成された冷却水路について説明する。
【0014】図4はシリンダブロック2のシリンダヘッ
ド4との接合面2aを示している。同図において、矢印
Aで示す側はインテーク側であり、また矢印Bで示すの
はエキゾースト側である。接合面2aには、前記したシ
リンダ3a〜3dが開口すると共に、本発明の要部を構
成する冷却水路(冷却水通水部)7a〜7d,8a〜8
e,9a〜9d,10a〜10eが形成されている(各
冷却水路を梨地で示す)。冷却水路7a〜7d,8a〜
8eはシリンダブロック2のインテーク側に形成されて
おり、また冷却水路9a〜9c,10a〜10dはシリ
ンダブロック2のエキゾースト側に形成されている。
【0015】各冷却水路7a〜7d,8a〜8e,9a
〜9d,10a〜10eには、図示しないウォータポン
プにより付勢された冷却水が流れるよう構成されてお
り、各冷却水路7a〜7d,8a〜8e,9a〜9d,
10a〜10eにおいて冷却水は図の紙面に対して下か
ら上方に向けシリンダブロック2内を流れるよう構成さ
れている。尚、本発明の冷却構造は、エンジン1のイン
テーク側に形成される冷却水路7a〜7d,8a〜8e
に配設されるため、以下の説明では冷却水路7a〜7
d,8a〜8eについてのみ説明する。
【0016】冷却水路7a〜7d(以下、この冷却水路
を外壁側冷却水路という)は、シリンダ3a〜3dの外
周位置で、かつシリンダブロック2の外壁2b近傍位置
に形成されている。これに対して、冷却水路8a〜8e
(以下、この冷却水路をボア側冷却水路という)は、相
隣接するシリンダの間の位置に形成されている。前記し
たように、このシリンダ間の位置はエンジン1において
熱がこもりやすい位置であるため、この位置にボア側冷
却水路8a〜8eを形成することにより、エンジン1の
冷却効率を向上させる事が出来る。
【0017】上記のようにエンジンブロック2のインテ
ーク側には、外壁側冷却水路7a〜7d及びボア側冷却
水路8a〜8eが形成されるが、外壁側冷却水路7a〜
7dは比較的形成位置に自由度のある位置に形成されて
いるため、冷却水の流体抵抗を小さく形成することがで
きる。このため。外壁側冷却水路7a〜7d内を冷却水
は速い流速で進行する。これに対して、ボア側冷却水路
8a〜8eが形成さている位置は、シリンダ間の狭い位
置であり小さな水路断面積しか取れないため、冷却水の
流体抵抗は大きくなり、冷却水の流速は遅くなってしま
う。本発明は、このボア側冷却水路8a〜8e内の冷却
水を強制的に流すよう構成したことを特徴とするもので
あるが、その詳細は後述するヘッドガスケット5の説明
において行うものとする。尚、図4において、11で示
す複数の孔は、シリンダヘッド4をシリンダブロック2
に組付けるボルトが締結されるネジ孔である。
【0018】続いてシリンダヘッド4に形成されている
冷却水路について説明する。図5はシリンダヘッド4の
シリンダブロック2との接合面4aを示している。尚、
同図においても、矢印Aで示す側はインテーク側であ
り、また矢印Bで示すのはエキゾースト側である。
【0019】接合面4aには、吸気バルブ12a〜12
d及び排気バルブ13a〜13d等が覗視した燃焼室1
4a〜14dが形成されると共に、冷却水路15a〜1
5d,16a〜16e,17a〜17e,18a〜18
dが形成されている(各冷却水路を梨地で示す)。この
各冷却水路の内、インテーク側の外壁近傍に形成された
冷却水路15a〜15d(外壁側冷却水路という)は、
シリンダブロック2に形成された外壁側冷却水路7a〜
7dと対応しており、同様に、各燃焼室間に形成された
冷却水路16a〜16e(ボア側冷却水路という)はボ
ア側冷却水路8a〜8eと、冷却水路9a〜9dは冷却
水路17a〜17dと、冷却水路9a〜9dは冷却水路
18a〜18eと夫々対応するよう構成されている。従
って、シリンダブロック2の上部にシリンダヘッド4が
組付けられた際、上記各対応する冷却水路は夫々連通す
る構成となっている。
【0020】また、従来構成では、シリンダヘッド4の
各燃焼室間の位置(シリンダブロック2におけるシリン
ダ間の位置に対応)に冷却水路は形成されておらず、ま
たこの位置は熱がこもりやすい位置であるため、エンジ
ン1の冷却を有効に行うことができなかった。しかる
に、本願実施例では、この各燃焼室間の位置にボア側冷
却水路16a〜16eを設けることにより、エンジン1
の冷却効率を向上させることができる。尚、図中19は
シリンダブロック2とシリンダヘッド4とを締結するボ
ルトが貫通する貫通孔であり、ネジ孔11と対応して形
成されている。
【0021】次にヘッドガスケット5について図6を用
いて説明する。ヘッドガスケット5には、シリンダ3a
〜3dと対応する位置に形成されたシリンダ用孔20a
〜20d、シリンダブロック2及びシリンダヘッド4の
エキゾースト側に形成された冷却水路9a〜9d,10
a〜10e,17a〜17d,18a〜18eに対応す
る位置に形成された連通孔21a〜21j、及び本発明
の特徴となるスリット(第2の連通水路)22a〜22
dが形成されている。尚、23a〜23gはシリンダブ
ロック2とシリンダヘッド4とを締結するボルトが貫通
する貫通孔である。
【0022】スリット22aは、一端がシリンダブロッ
ク2及びシリンダヘッド4に形成された外壁側冷却水路
7a,15aと連通し、他端がシリンダブロック2及び
シリンダヘッド4に形成されたボア側冷却水路8a,1
6aと連通するよう構成されている。また同様に、スリ
ット22bは、一端が外壁側冷却水路7b,15bと連
通し、他端がボア側冷却水路8b,16bと連通するよ
う構成され、スリット22cは、一端が外壁側冷却水路
7c,15cと連通し、他端がボア側冷却水路8d,1
6dと連通するよう構成され、更に、スリット22d
は、一端が外壁側冷却水路7d,15dと連通し、他端
がボア側冷却水路8d,16dと連通するよう構成され
ている。
【0023】上記ヘッドガスケット5は、前記したよう
に石綿を銅により強化した構成を有し、シリンダブロッ
ク2とシリンダヘッド4との間に介装されるものであ
る。このこのヘッドガスケット5は、所定の厚さを有
し、シリンダヘッド4がシリンダブロック2に組付けら
れた状態において、スリット22a〜22dによりシリ
ンダブロック2とシリンダヘッド4との間には冷却水が
通過できる流路が形成される。
【0024】図1はシリンダブロック2,シリンダヘッ
ド4,ヘッドガスケット5を組付けた状態の接合面2
a,4aを平面的に透視して見た状態を示している。同
図に示されるように、ヘッドガスケット5に形成された
スリット22a〜22dは、外壁側冷却水路7a,15
aとボア側冷却水路8a,16a、外壁側冷却水路7
b,15bとボア側冷却水路8b,16b、外壁側冷却
水路7c,15cとボア側冷却水路8d,16d、及び
外壁側冷却水路7d,15dとボア側冷却水路8d,1
6dを連通する連通路として機能する。
【0025】図2は、図1におけるA−A線に沿う断面
を示しており、同図を用いて、上記のようにヘッドガス
ケット5にスリット22a〜22dを形成した場合にお
ける冷却水の流れについて説明する。
【0026】外壁側冷却水路7dを流れる冷却水は、前
記したように比較的形成位置に自由度のある位置に形成
されているため冷却水の流体抵抗を小さくすることがで
き、よってその流速は速い。従って、外壁側冷却水路7
dを図中矢印で示すように上方に向け流れる冷却水は、
外壁側冷却水路7dに接続されているスリット22dに
流入し、ボア側冷却水路8dに流入する。冷却水が外壁
側冷却水路7dからスリット22dに流入する際、その
流路は絞られるため冷却水の流速は一層速くなる。
【0027】一方、ボア側冷却水路8dが形成さている
位置は、シリンダ間の狭い位置であり小さな水路断面積
しか取れないため、冷却水の流体抵抗は大きくなり、冷
却水の流速は遅くなり淀みやすいことは前記した通りで
ある。このように、冷却水が淀んだ状態のボア側冷却水
路8dに対し、スリット22dから速い流速の冷却水が
流入することにより、この流速の速い冷却水による所謂
吸い出し効果によりボア側冷却水路8d内の冷却水は図
中矢印で示す如くボア側冷却水路16d内に流入してゆ
く。これにより、ボア側冷却水路8d内の冷却水は強制
的にボア側冷却水路16dに流入してゆき、ボア側冷却
水路8d内で冷却水が淀むようなことはなく、エンジン
1において熱がこもりやすいシリンダ間における冷却を
効率良く行うことができる。また、スリット22dの形
状は容易に変更することができるため、外壁側冷却水路
7dを流れる冷却水の流速、ボア側冷却水路8d,ボア
側冷却水路16dの断面積等に応じてスリット22dの
形状を適宜変更することにより、最も効果的な冷却水の
流れを設定することができる。また、ボア側冷却水路8
dに溜まったエアをスリット22dを介してボア側冷却
水路16dへ送り出すことができ、エア抜きとしての効
果もある。
【0028】尚、上記した実施例ではスリット22a〜
22dをエンジン1のインテーク側のみに配設した構成
を示した。これは、インテーク側が熱せられると、シリ
ンダ内に吸入される混合気が膨張してしまい、シリンダ
への混合気の充填効率が低下してしまうためであり、よ
ってインテーク側を冷却することにより燃料の充填効率
を向上を図っている。しかるに、スリット22a〜22
dの形成位置はインテーク側に限定されるものではな
く、エキゾースト側に配設してもよいことは勿論であ
る。
【0029】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、第1の冷却
水通水部を流れる流速の速い冷却水は第2の連通水路を
通り第2の冷却水通水部に流入し、第2の冷却水通水部
の冷却水を付勢してこの冷却水に強制的に流れを発生さ
せるため、第2の冷却水通水部内においても冷却水は円
滑に流れシリンダ間における冷却を効率よく行うことが
できる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である内燃機関の冷却構造を
適用したエンジンを示す図である。
【図2】本発明の一実施例である内燃機関の冷却構造に
おける冷却水の流れを説明するための図である。
【図3】本発明の一実施例である内燃機関の冷却構造を
適用したエンジンの全体構成を説明するための図であ
る。
【図4】シリンダブロックの平面図である。
【図5】シリンダヘッドの平面図である。
【図6】ヘッドガスケットの平面図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 シリンダブロック 2a,4a 接合面 3a〜3d シリンダ 4 シリンダヘッド 5 ヘッドガスケット 7a〜7d,15a〜15d 外壁側冷却水路 8a〜8e,16a〜16e ボア側冷却水路 9a〜9d,10a〜10e,17a〜17d,18a
〜18e 冷却水路 11 ネジ孔 12a〜12d 吸気バルブ 13a〜13d 排気バルブ 14a〜14d 燃焼室 20a〜20d シリンダ用孔 21a〜21j 連通孔 22a〜22d スリット 23a〜23h 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02F 1/10 F01P 3/02 F02F 11/00 F16J 15/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダブロックを冷却するための冷却
    水津路として、 冷却水流れの速い部位である第1の冷却水通水部と、 前記シリンダブロックの長手方向においてシリンダボア
    間近傍に位置する部位に形成された冷却水流れの遅い第
    2の冷却水通水部とを有し、 前記第2の冷却水通水部と前記シリンダヘッド内の冷却
    水通路とをヘッドガスケットを介して連通するために、
    前記第2の冷却水通水部と前記シリンダヘッド内の冷却
    水通路と前記ヘッドガスケットとにそれぞれ互いに連通
    する連通水路を有し、 前記第1の冷却水通水部と前記連通水路とを連通するた
    め、前記ヘッドガスケットに第2の連通水路を設けたこ
    を特徴とする内燃機関の冷却構造。
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