JP3681845B2 - Cylinder liner water cooling structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダヘッド下縁部が、シリンダライナ上縁部の鍔部を覆うように構成し た水冷式内燃機関におけるシリンダライナの水冷構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関は、図4(従来のシリンダライナ水冷構造を示す内燃機関の側面部分断面図)にて示す如く、シリンダブロック1’の上端が略シリンダライナ3’の上端に達しており、シリンダヘッド2’の下面は、若干はシリンダライナ3’の上縁側面を囲むものの、殆ど、シリンダライナ3’上に載置される様態となっている。なお、シリンダライナ3’内には、ピストン5’が上下摺動自在に内嵌され、シリンダヘッド2’内には、給気弁7・排気弁8の動弁が配設されている。
【0003】
この中で、シリンダライナに冷却用錐孔を設けずに、シリンダブロックの冷却水ジャケットや、鍔部外周に設けた環状の冷却水洞のみにてシリンダライナを冷却するシリンダライナの水冷機構は公知となっている。
これを図4より説明すると、シリンダブロック1’内においては、シリンダライナ3’の周囲に冷却水ジャケット1’aを形成する他、シリンダライナ3’の上縁部に耐高負荷のために形成される鍔部3’aの周囲に、環状冷却水洞1’cを形成し、該環状冷却水洞1’cには、冷却水ジャケット1’aより冷却水通路1’bを介して冷却水を導入するようにしている。
更に、該環状冷却水洞1’cより冷却水通路1’d、連絡継手4’、シリンダヘッド2’内の冷却水通路2’aを介して、冷却水を、シリンダヘッド2’内に形成される冷却水ジャケット2’bに導く構造とし、シリンダヘッド2’内に配設される前記動弁や、ディーゼル機関においては燃料噴射弁等を冷却するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関で最も重量のあるのはシリンダブロックであり、これを軽量化すべく上端面を低くし、これに伴って、シリンダライナ上縁部の鍔部を覆うようにシリンダヘッドの下縁部を下方に延出した構成の内燃機関が公知となっている。
しかし、この場合、従来、シリンダブロック内に形成していた鍔部外周の環状冷却水洞は削除せざるを得ない。鍔部に対しては、シリンダブロックの冷却水ジャケットに連通する錐孔を穿孔する技術が公知となっているが、コスト高を招く上、該錐孔は非常に冷却効率が高いため、低負荷時には過冷却となる可能性を含んでいる。
【0005】
このようなことから、できれば、シリンダライナの鍔部周囲におけるシリンダヘッドに水冷機構を設けたい。しかし、前記のように、従来、シリンダブロックからシリンダヘッド内の動弁周囲や燃料噴射弁(ディーゼル機関の場合)周囲の冷却水ジャケットに冷却水を導く技術はあるものの、シリンダヘッドにおいて鍔部を冷却する水冷機構はない。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いるものである。
シリンダブロック1内にシリンダライナ3を内嵌固定し、該シリンダライナ3の上縁部に鍔部3aを形成し、該鍔部3aはシリンダブロック1の上端面より上方に突出させ、該シリンダライナ3の上部に載置するシリンダヘッド2の下縁部Aが、該鍔部3aの外周を被覆する内燃機関において、該シリンダライナ3の鍔部3aとシリンダヘッド2の下縁部Aとの間に、該鍔部3aの外周を巡る環状冷却水洞2cを設け、該シリンダヘッド2内に、前記環状冷却水洞2cへの複数の水平冷却水入口通路2bと、複数の水平冷却水出口通路2dとを、放射状にかつ交互になるように配列し、該シリンダヘッド2の下縁部Aの下端面に垂直冷却水入口通路2aを開口し、前記シリンダブロック1の上端面に、冷却水ジャケット1aからの垂直冷却水通路1cを開口し、該垂直冷却水入口通路2aと垂直冷却水通路1cとの間の、冷却水の入口側通路に連絡継手4を介設し、該シリンダブロック1内の冷却水ジャケット1a内の冷却水は、前記垂直冷却水通路1cと連絡継手4を経た後に、前記シリンダヘッド2内の環状冷却水洞2cへと導入すべく構成したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明のシリンダライナ水冷構造の実施の形態を添付の図面より説明する。
図1は本発明のシリンダライナ水冷構造を示すディーゼル機関の部分側面断面図、図2は同じくシリンダブロックの部分平面図、図3は図1中X−X線矢視断面図である。なお、図1及び図3内に図示される矢印は、冷却水流の方向を示す。
【0008】
本発明の前提としての、シリンダライナのシリンダブロック及びシリンダヘッドに対する配設構造について説明する。
図1の如く、シリンダブロック1内に、ピストン4を上部摺動自在に内嵌するシリンダライナ3を内嵌固定しており、該シリンダライナ3の上縁部には、高負荷への耐性を付与すべく、外径を延長して鍔部3aを形成しており、その大部分は、該シリンダブロック1の上端面より上方に突出している。
シリンダヘッド2は、該シリンダライナ3の上部に被せ、図2及び図3図示のシリンダブロック1のボルト孔1dと、シリンダヘッド2のボルト孔2hとを合わせ、ボルト締めする。該シリンダヘッド2の下縁部Aは、該鍔部3aの側方の大部分を覆うものとなっている。
なお、シリンダヘッド2内にて、燃料噴射弁6が内嵌固定されており、その下端のノズル部分が、シリンダライナ3内にてピストン5上部に形成される燃焼室に臨ませてある。
【0009】
シリンダブロック1内においては、図1の如く、シリンダライナ3の鍔部3aより下部分にて、シリンダライナ3の外周面を囲むように冷却水ジャケット1aが形成されている。更に、シリンダヘッド2に冷却水を供給すべく、該シリンダブロック1内にて、冷却水ジャケット1aより冷却水通路1bを介して、シリンダブロック1の上端面に開口部を有する垂直状の垂直冷却水通路1cが形成されている。この垂直冷却水通路1cは、複数の後記冷却水入口通路2aと平面視で合致するように、図2の如く、シリンダライナ3周囲 に放射状に複数個(本実施例では四個)配設されている。
【0010】
一方、シリンダヘッド2においては、図1及び図3の如く、下縁部A内にて、シリンダライナ3の鍔部3aの外周を巡るように、環状冷却水洞2cを形成している。該環状冷却水洞2cの外周部において、放射状に、複数の垂直状の垂直冷却水入口通路2a・2a・・・(本実施例では四個)が放射状に配設されており、各垂直冷却水入口通路2aと該環状冷却水洞2cとの間に、水平状の水平冷却水入口通路2bが介設されている。該垂直冷却水入口通路2aの下端部は、該シリンダヘッド2の下縁部Aにおける下端面にて開口しており、この開口部と、前記のシリンダブロック1上端面における垂直冷却水通路1cの開口部との間には、連絡継手4が介設されて、垂直冷却水通路1cと垂直冷却水入口通路2aとが連通している。
これにより、シリンダブロック1内の冷却水ジャケット1a内の冷却水は、冷却水通路1bと垂直冷却水通路1c、連絡継手4を介してシリンダヘッド2内へと導入され、該シリンダヘッド2内において、垂直冷却水入口通路2aと水平冷却水入口通路2bより環状冷却水洞2c内に供給されて、シリンダライナ3の鍔部3aを冷却するものとなっている。
【0011】
また、シリンダヘッド2内においては、前記の如く燃料噴射弁6が内設されている他、図4の如き動弁(給気弁7・排気弁8)も配設されており、これらの周囲に、図1の如く、冷却水ジャケット2gが形成されている。この冷却水ジャケット2gに、冷却水を供給すべく、図1及び図3の如く、該環状冷却水洞2cの外周部にて放射状に、複数の垂直状の冷却水出口通路2e・2e・・・を配設しており、各冷却水出口通路2eと環状冷却水洞2cとの間に水平冷却水出口通路2dを介設している。
図3の如く、各冷却水出口通路2eは、冷却水入口通路2a・2a間に配設され、即ち、環状冷却水洞2cの周囲には、冷却水入口通路2aと冷却水出口通路2eとが交互に配列されるようになり、環状冷却水洞2c内では、垂直冷却水入口通路2aと水平冷却水入口通路2bより導入された冷却水が冷却水出口通路2d・2eへと流れる水流が発生する。該環状冷却水洞2c内における水平冷却水出口通路2dへの分岐部では、該水平冷却水出口通路2dへの水流と、環状冷却水洞2c内を流れる水流とに分岐され、水平冷却水出口通路2dへと流れた冷却水は、冷却水出口通路2eより冷却水通路2fを介して、冷却水ジャケット2gへと供給される。
【0012】
水流が発生すると、水温保持能力が向上する。具体的に言うと、環状冷却水洞2c内にて水流がなければ、鍔部3aからの高温が環状冷却水洞2c内の冷却水に伝播し、鍔部3aの冷却効果は薄れてしまうが、水流があると、鍔部3cの高温が伝播しても、次々にシリンダブロック1からの低温冷却水が供給されてくるので、環状冷却水洞2c内の冷却水は低温に保持され、鍔部3aを有効に冷却するのである。
【0013】
【発明の効果】
本発明は、以上の如く構成したので、次のような効果を奏するものである。
内燃機関で最も重量のあるのはシリンダブロックであるが、該シリンダブロック1の上端面を低くし、これに伴って、シリンダライナ上縁部の鍔部を覆うようにシリンダヘッドの下縁部を下方に延出した構成とすることにより、大型形状のシリンダブロック1を小さくすることが出来るので、シリンダブロック軽量化を図ることができる。
しかし、この場合、従来、シリンダブロック内に形成されていた鍔部外周の環状冷却水洞は削除せざるを得ないこととなる。
従来の技術として、鍔部に対しては、シリンダブロックの冷却水ジャケットに連通する錐孔を穿孔する技術が公知となっているが、コスト高を招く上、該錐孔は非常に冷却効率が高いため、低負荷時には過冷却となる可能性を含んでいる。
このようなシリンダヘッド2の下縁部Aにより、シリンダライナ3の鍔部3aを被嵌したことによる水冷機構を設けることが出来ないという不具合を、シリンダヘッド2とシリンダライナ3の間に水冷機構を設けることにより解決することが出来たものである。
即ち、シリンダライナ鍔部を冷却する手段としての、環状冷却水洞をシリンダヘッドの側に具備し、冷却水の入口側通路に連絡継手を介装して、該連絡継手を通過した後の冷却水を環状冷却水洞に案内することができ、該鍔部をシリンダライナの錐孔にて冷却する従来の構造に比して、低コストで、低負荷時の過冷却も回避可能なシリンダライナの水冷構造とすることが出来たものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシリンダライナ水冷構造を示す内燃機関(ディーゼル機関)の部分側面断面図である。
【図2】 同じくシリンダブロックの部分平面図である。
【図3】 図1中X−X線矢視断面図である。
【図4】 従来のシリンダライナ水冷構造を示す内燃機関の部分側面断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック
1a 冷却水ジャケット1a
1b 冷却水通路
1c 垂直冷却水通路
1d ボルト孔
2 シリンダヘッド
2a 冷却水入口通路
2b 水平冷却水入口通路
2c 環状冷却水洞
2d 水平冷却水出口通路
2e 冷却水出口通路
2f 冷却水通路
2g 冷却水ジャケット
2h ボルト孔
3 シリンダライナ
3a 鍔部
4 連絡継手[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water cooling structure for a cylinder liner in a water cooled internal combustion engine configured such that a lower edge of a cylinder head covers a flange of an upper edge of the cylinder liner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an internal combustion engine, as shown in FIG. 4 (a side partial sectional view of an internal combustion engine showing a conventional cylinder liner water cooling structure), the upper end of a
[0003]
Among these, a water cooling mechanism for a cylinder liner that cools the cylinder liner only by a cooling water jacket of the cylinder block or an annular cooling water passage provided on the outer periphery of the flange without providing a cooling conical hole in the cylinder liner is known. It has become.
Referring to FIG. 4, in the
Further, cooling water is formed in the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The weight of the internal combustion engine is the cylinder block. The upper end surface is lowered to reduce the weight of the cylinder block, and the lower edge of the cylinder head is lowered to cover the flange of the upper edge of the cylinder liner. An internal combustion engine having a configuration extending to the above is known.
However, in this case, the annular cooling water channel on the outer periphery of the collar portion that has been conventionally formed in the cylinder block must be deleted. For the flange, a technique for drilling a conical hole communicating with the cooling water jacket of the cylinder block is known. However, the cost of the conical hole is high and the cooling efficiency is very high. It sometimes includes the possibility of overcooling.
[0005]
For this reason, if possible, it is desirable to provide a water cooling mechanism in the cylinder head around the flange of the cylinder liner. However, as described above, although there is a technique for guiding cooling water from the cylinder block to the cooling water jacket around the valve in the cylinder head and around the fuel injection valve (in the case of a diesel engine), the cylinder head has a flange portion. There is no water cooling mechanism for cooling.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses the following means in order to solve the above problems.
A
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a cylinder liner water cooling structure of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a partial side sectional view of a diesel engine showing a cylinder liner water cooling structure of the present invention, FIG. 2 is a partial plan view of the cylinder block, and FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG. In addition, the arrow illustrated in FIG.1 and FIG.3 shows the direction of a cooling water flow.
[0008]
An arrangement structure of the cylinder liner with respect to the cylinder block and the cylinder head as a premise of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a
The
A fuel injection valve 6 is fitted and fixed in the
[0009]
In the
[0010]
On the other hand, in the
Thereby, the cooling water in the cooling water jacket 1a in the
[0011]
Further, in the
As shown in FIG. 3, each cooling
[0012]
When the water flow is generated, the water temperature holding ability is improved. Specifically, if there is no water flow in the annular
[0013]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
The cylinder block has the most weight in the internal combustion engine. The upper end surface of the
However, in this case, the annular cooling water channel on the outer periphery of the collar portion that has been conventionally formed in the cylinder block must be deleted.
As a conventional technique, a technique for drilling a conical hole communicating with the cooling water jacket of the cylinder block is known for the flange portion. However, in addition to increasing the cost, the conical hole has extremely high cooling efficiency. Since it is high, there is a possibility of overcooling at low loads.
Such a problem that the water cooling mechanism cannot be provided by fitting the
That is, as a means for cooling the cylinder liner flange, an annular cooling water channel is provided on the cylinder head side, and a cooling joint is provided in the passage on the inlet side of the cooling water, and the cooling after passing through the connecting joint. Cylinder liner that can guide water to the annular cooling water cave and can avoid overcooling at low load compared to the conventional structure in which the flange is cooled by the conical hole of the cylinder liner. It was possible to have a water cooling structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial side cross-sectional view of an internal combustion engine (diesel engine) showing a cylinder liner water cooling structure of the present invention.
FIG. 2 is a partial plan view of the cylinder block.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 4 is a partial side sectional view of an internal combustion engine showing a conventional cylinder liner water cooling structure.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder block 1a Cooling water jacket 1a
1b
Claims (1)
該シリンダライナ3の鍔部3aとシリンダヘッド2の下縁部Aとの間に、該鍔部3aの外周を巡る環状冷却水洞2cを設け、該シリンダヘッド2内に、前記環状冷却水洞2cへの複数の水平冷却水入口通路2bと、複数の水平冷却水出口通路2dとを、放射状にかつ交互になるように配列し、
該シリンダヘッド2の下縁部Aの下端面に垂直冷却水入口通路2aを開口し、前記シリンダブロック1の上端面に、冷却水ジャケット1aからの垂直冷却水通路1cを開口し、該垂直冷却水入口通路2aと垂直冷却水通路1cとの間の、冷却水の入口側通路に連絡継手4を介設し、
該シリンダブロック1内の冷却水ジャケット1a内の冷却水は、前記垂直冷却水通路1cと連絡継手4を経た後に、前記シリンダヘッド2内の環状冷却水洞2cへと導入すべく構成したことを特徴とするシリンダライナの水冷構造。A cylinder liner 3 is fitted and fixed in the cylinder block 1, and a flange portion 3 a is formed at the upper edge of the cylinder liner 3. The flange portion 3 a protrudes above the upper end surface of the cylinder block 1, and the cylinder liner In the internal combustion engine in which the lower edge portion A of the cylinder head 2 placed on the upper portion of 3 covers the outer periphery of the flange portion 3a,
An annular cooling water cave 2 c that goes around the outer periphery of the flange 3 a is provided between the flange 3 a of the cylinder liner 3 and the lower edge A of the cylinder head 2, and the annular cooling water cave is provided in the cylinder head 2. A plurality of horizontal cooling water inlet passages 2b to 2c and a plurality of horizontal cooling water outlet passages 2d are arranged radially and alternately,
A vertical cooling water inlet passage 2 a is opened at the lower end surface of the lower edge portion A of the cylinder head 2, and a vertical cooling water passage 1 c from the cooling water jacket 1 a is opened at the upper end surface of the cylinder block 1. A communication joint 4 is provided in the cooling water inlet side passage between the water inlet passage 2a and the vertical cooling water passage 1c ;
The cooling water in the cooling water jacket 1a in the cylinder block 1 is configured to be introduced into the annular cooling water channel 2c in the cylinder head 2 after passing through the vertical cooling water passage 1c and the connecting joint 4. Features a water-cooling structure of the cylinder liner.
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