JP5608141B2 - Cylinder liner cooling structure - Google Patents
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Description
この発明は、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等の内燃機関のシリンダライナの冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a cylinder liner of an internal combustion engine such as a diesel engine or a gas engine.
従来、この種のシリンダライナの冷却構造は、シリンダライナの下部外周とフレームとの間にジャケット冷却水通路を形成し、上記シリンダライナの上部外周とフレームとの間に環状冷却水通路を形成し、シリンダヘッドにシリンダヘッド冷却水通路を形成したものがある(特許文献1:実開平5−32756号公報)。 Conventionally, this type of cylinder liner cooling structure has a jacket cooling water passage formed between the lower outer periphery of the cylinder liner and the frame, and an annular cooling water passage formed between the upper outer periphery of the cylinder liner and the frame. There is a cylinder head in which a cylinder head cooling water passage is formed (Patent Document 1: Japanese Utility Model Publication No. 5-32756).
そして、このシリンダライナの冷却構造では、上記ジャケット冷却水通路と上記環状冷却水通路とを第1連通路で連通し、上記環状冷却水通路と上記シリンダヘッド冷却水通路とを第2連通路で連通し、上記第2連通路と第1連通路とを環状冷却水通路の周方向に交互に配置することによって、環状冷却水通路内の冷却水が周方向の部分旋回流となるようにして、冷却効果を向上させ、均一な冷却が行なわれるようにしている。 In this cylinder liner cooling structure, the jacket cooling water passage and the annular cooling water passage are communicated with each other by a first communication passage, and the annular cooling water passage and the cylinder head cooling water passage are provided by a second communication passage. The cooling water in the annular cooling water passage becomes a partial swirling flow in the circumferential direction by alternately arranging the second communication passage and the first communication passage in the circumferential direction of the annular cooling water passage. The cooling effect is improved and uniform cooling is performed.
しかしながら、上記従来のシリンダライナの冷却構造では、上記第1連通路からの環状冷却水通路への冷却水の流れは、環状冷却水通路の周方向の一方か他方かは確定的には定まらず、なりゆきで定まるため、どうしても、環状冷却水通路の全周囲に亘る全旋回流にはならなくて、部分旋回流となって、よどみ点が生じて、シリンダライナの効果的な冷却ができないという問題がある。 However, in the conventional cooling structure of the cylinder liner, the flow of the cooling water from the first communication passage to the annular cooling water passage is not definitely determined in the circumferential direction of the annular cooling water passage. Because it is determined by the process, it does not necessarily become a full swirl flow around the entire circumference of the annular cooling water passage, it becomes a partial swirl flow, a stagnation point occurs, and the cylinder liner cannot be effectively cooled. There's a problem.
そこで、この発明の課題は、環状冷却水通路の略全周囲に亘る旋回流を確実に生成して、シリンダライナを効果的に冷却できるシリンダライナの冷却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 a cooling structure for a cylinder liner that can reliably generate a swirling flow over substantially the entire circumference of an annular cooling water passage and effectively cool the cylinder liner.
上記課題を解決するため、この発明のシリンダライナの冷却構造は、
シリンダライナと、
上記シリンダライナの下部外周との間にジャケット冷却水通路を形成すると共に、上記シリンダライナの上部外周との間に環状冷却水通路を形成するフレームと、
上記シリンダライナの上端部に設けられると共に、シリンダヘッド冷却水通路を有するシリンダヘッドと、
上記ジャケット冷却水通路と上記環状冷却水通路とを連通する第1連通路と、
上記環状冷却水通路と上記シリンダヘッド冷却水通路とを連通する第2連通路と、
上記環状冷却水通路と上記第1連通路との間に設けられ、上記第1連通路からの冷却水に周方向の一方の速度成分を与えて上記環状冷却水通路に流入させて、上記環状冷却水通路に旋回流を生成させる旋回流生成部と
を備え、
複数の上記旋回流生成部が、上記環状冷却水通路の周方向に隣り合って設けられて、上記第1連通路と第2連通路とが環状冷却水通路の周方向に交互に設けられていないことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the cooling structure of the cylinder liner of the present invention is:
A cylinder liner,
A frame that forms a jacket cooling water passage between the lower periphery of the cylinder liner and an annular cooling water passage between the upper periphery of the cylinder liner,
A cylinder head provided at the upper end of the cylinder liner and having a cylinder head cooling water passage;
A first communication passage communicating the jacket cooling water passage and the annular cooling water passage;
A second communication passage communicating the annular cooling water passage and the cylinder head cooling water passage;
Provided between the annular cooling water passage and the first communication passage, the cooling water from the first communication passage is given one speed component in the circumferential direction to flow into the annular cooling water passage, and the annular A swirl flow generating unit for generating a swirl flow in the cooling water passage ,
A plurality of the swirl flow generating portions are provided adjacent to each other in the circumferential direction of the annular cooling water passage, and the first communication passage and the second communication passage are alternately provided in the circumferential direction of the annular cooling water passage. It is characterized by not .
上記構成のシリンダライナの冷却構造によれば、上記旋回流生成部が、上記第1連通路からの冷却水に、上記環状冷却水通路の周方向の一方の速度成分を与えて上記環状冷却水通路に流入させるから、上記環状冷却水通路に略全周に亘る旋回流が生成される。 According to the cylinder liner cooling structure having the above-described configuration, the swirling flow generating unit applies one speed component in the circumferential direction of the annular cooling water passage to the cooling water from the first communication passage to thereby provide the annular cooling water. Since it flows into the passage, a swirling flow is generated over the entire circumference in the annular cooling water passage.
したがって、この発明によれば、環状冷却水通路の略全旋回流によって、シリンダライナを効果的に冷却することができる。 Therefore, according to the present invention, the cylinder liner can be effectively cooled by substantially the entire swirling flow of the annular cooling water passage.
また、この発明では、上記第1連通路と第2連通路とが環状冷却水通路の周方向に交互に設けられていなくて、複数の上記旋回流生成部が上記環状冷却水通路の周方向に隣り合って設けられているから、円周方向の旋回流が強められて、第1連通路から環状冷却水通路に流入した冷却水が直ちに第2連通路から流出することが防止される。 In the present invention, the first communication passage and the second communication passage are not alternately provided in the circumferential direction of the annular cooling water passage, and the plurality of swirl flow generating portions are arranged in the circumferential direction of the annular cooling water passage. Since the swirl flow in the circumferential direction is strengthened, the cooling water flowing into the annular cooling water passage from the first communication passage is prevented from immediately flowing out from the second communication passage.
したがって、環状冷却水通路の冷却効果を増大することができる。 Therefore, the cooling effect of the annular cooling water passage can be increased.
もし、上記第1連通路と第2連通路とが環状冷却水通路の周方向に交互に設けられていると、上記第1連通路と第2連通路とが直通して、上記第1連通路からの冷却水が隣の第2連通路から直ちに流出して、冷却水を環状冷却水通路での冷却に十分に利用できなくなるのである。 If the first communication path and the second communication path are alternately provided in the circumferential direction of the annular cooling water path, the first communication path and the second communication path are directly connected to each other and the first communication path is provided. The cooling water from the passage immediately flows out from the adjacent second communication passage, and the cooling water cannot be sufficiently used for cooling in the annular cooling water passage.
1実施形態では、
上記環状冷却水通路は、上記シリンダライナの軸方向において、下端から上方に行くにつれて、半径方向の幅寸法が徐々に大きくなる部分を有する。
In one embodiment,
In the axial direction of the cylinder liner, the annular cooling water passage has a portion in which the radial width dimension gradually increases as it goes upward from the lower end.
上記実施形態によれば、上記環状冷却水通路は、上記シリンダライナの軸方向において、下端から上方に行くにつれて、半径方向の幅寸法が徐々に大きくなる領域を有するから、上記環状冷却水通路の上記領域において、下方の第1連通路から旋回流生成部を通して流入した冷却水は、自然に、旋回しつつ、スムーズに下から上へと流れて、上方の第2連通路から流出する。 According to the embodiment, the annular cooling water passage has a region where the radial width dimension gradually increases from the lower end in the axial direction of the cylinder liner. In the above region, the cooling water that has flowed in from the lower first communication passage through the swirl flow generating portion naturally flows while flowing smoothly from the bottom to the top, and flows out from the upper second communication passage.
このように、上記環状冷却水通路の上記領域において、冷却水は、自然に、旋回しつつ、スムーズに下から上へと流れるから、圧力損失を少なくして、シリンダライナを効果的に冷却することができる。 As described above, in the region of the annular cooling water passage, the cooling water flows smoothly from the bottom to the top while naturally turning, so that the pressure loss is reduced and the cylinder liner is effectively cooled. be able to.
この発明によれば、旋回流生成部によって、環状冷却水通路の略全周に亘る冷却水の略全旋回流を生成するから、シリンダライナを効果的に冷却することができる。 According to this invention, since the swirl flow generating section generates substantially the entire swirling flow of the cooling water over substantially the entire circumference of the annular cooling water passage, the cylinder liner can be effectively cooled.
以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1に示すように、シリンダライナ1の外周をフレーム2で支持し、このフレーム2とシリンダライナ1の薄肉の下部との間にジャケット冷却水通路3を形成している。一方、上記シリンダライナ1の厚肉の上部とフレーム2との間に、環状冷却水通路5を形成している。上記環状冷却水通路5とジャケット冷却水通路3とは、シリンダライナ1の軸方向と平行な第1連通路6によって連通させている。
As shown in FIG. 1, the outer periphery of the
一方、上記シリンダライナ1の上端には、シリンダヘッド11を取り付けている。このシリンダヘッド11には、弁座12等を冷却するためのシリンダヘッド冷却水通路13を設けている。このシリンダヘッド冷却水通路13と、上記環状冷却水通路5とを、上記シリンダライナ1の軸方向と平行な第2連通路15によって連通させている。
On the other hand, a
なお、21はピストン、22は弁、23は燃料噴射弁、25は燃焼室である。 In addition, 21 is a piston, 22 is a valve, 23 is a fuel injection valve, and 25 is a combustion chamber.
図1では、1気筒分のシリンダライナ1しか示していないが、実際には、フレーム2には、図2に示すように、複数のシリンダライナ1(1つのみを示す)を保持するようになっている。
In FIG. 1, only the
図1のIII−III断面である図3に示すように、上記フレーム2には、上記環状冷却水通路5の一部を形成する環状溝51から、旋回流生成部30と流出部40とを放射状に突出させている。上記旋回流生成部30と流出部40とは、環状冷却水通路5の周方向に2個ずつ交互に配置している。つまり、2つの上記旋回流生成部30,30は、互いに隣接し、2つの上記流出部40,40は、互いに隣接している。上記旋回流生成部30には、第1連通路6が連通し、上記流出部40は、第1,2図に示すように、第2連通路15が連通している。
As shown in FIG. 3 which is a III-III cross section of FIG. 1, the
上記環状冷却水通路5は、図1,2に示すように、シリンダライナ1の軸方向において、下端から上方に行くにつれて、半径方向の幅寸法が徐々に大きくなる領域55を有する。このように、上記環状冷却水通路5は、上記シリンダライナ1の軸方向において、下端から上方に行くにつれて、半径方向の幅寸法が徐々に大きくなる領域55を有するから、上記環状冷却水通路5の領域55において、下方の第1連通路6から旋回流生成部30を通して流入した冷却水は、自然に、旋回しつつ、スムーズに下から上へと流れて、上方の第2連通路15から流出するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the annular
図3に示すように、上記旋回流生成部30の上記環状冷却水通路5の反時計回り方向の前方の側面31と後方の側面32とは、傾きが異なっていて、上記環状冷却水通路5の中心(シリンダライナ1の中心と一致する)と第1連通路6の中心とを通る半径方向に対する上記前方の側面31の傾きは20°であり、上記半径方向に対する上記後方の側面32の傾きは10°である。4つの上記旋回流生成部30,30,…の全てにおいて、上記半径方向に対する前方の側面31の傾きは20°であり、上記半径方向に対する後方の側面32の傾きは10°である。したがって、上記ジャケット冷却水通路3から、第1連通路6,6,…を通って上記旋回流生成部30,30,…に流入した冷却水は、傾きの大きい20°の前方の側面31,31,…に案内されて、環状冷却水通路5の図3において反時計回り方向の速度成分をもって、環状冷却水通路5に流入して、強い旋回流となる。しかも、2つの上記旋回流生成部30,30が、互いに隣接しているから、より強い旋回流となって、つまり、略全旋回流となって、第1連通路6と第2連通路15とが直通(短絡)することがない。
As shown in FIG. 3, the
一方、上記流出部40の両側面の成す角度は、20°であり、つまり、上記環状冷却水通路5の中心と第2連通路15の中心線とを通る半径方向に対する上記流出部40の両側面の傾きは、等しい10°である。
On the other hand, the angle formed by both side surfaces of the
なお、図3において、45はフレーム2に設けたボルト穴である。
In FIG. 3, 45 is a bolt hole provided in the
上記構成のシリンダライナの冷却構造において、上記ジャケット冷却水通路3から、第1連通路6,6,…を通って旋回流生成部30,30,…に流入した冷却水は、旋回流生成部30,30,…の20°の大きい傾きを有する前方の側面31,31,…に案内されて、環状冷却水通路5に、図3において反時計回り方向の速度成分をもって、流入して、強い旋回流となる。しかも、2つの上記旋回流生成部30,30が、互いに隣接しているから、より強い旋回流となって、つまり、よどみ点が殆どない略全旋回流となって、第1連通路6から旋回流生成部30を通して環状冷却水通路5に流入した冷却水が直ちに第2連通路15から流出することがなく、つまり、第1連通路6と第2連通路15とが直通(短絡)することがない。
In the cylinder liner cooling structure having the above-described configuration, the cooling water flowing from the jacket cooling
このように、上記環状冷却水通路5に、冷却水の強い略全旋回流が生じ、かつ、第1連通路6と第2連通路15とが直通(短絡)することがないから、シリンダライナを効果的に冷却することができる。
As described above, since the substantially entire swirling flow of strong cooling water is generated in the annular
上記第1連通路6から環状冷却水通路5に流入した冷却水は、環状冷却水通路5内において、下端から上方に行くにつれて半径方向の幅寸法が徐々に大きくなる領域55によって、自然に、旋回しつつ、スムーズに下から上へと流れて、流出部40を経由して上方の第2連通路15から流出する。
The cooling water that has flowed into the annular
このように、上記環状冷却水通路5の領域55において、冷却水は、自然に、旋回しつつ、スムーズに下から上へと流れるから、圧力損失を少なくして、シリンダライナを効果的に冷却することができる。
In this way, in the
上記実施形態では、旋回流生成部30,30,…の全てにおいて、前方の側面31の傾きは20°であり、後方の側面32の傾きは10°であったが、前方の側面の傾きが後方の側面の傾きよりも大きいならば、どのような角度であってもよい。要は、全ての旋回流生成部の前方の側面が、冷却水に、前方方向の速度成分をもって、環状冷却水通路に冷却水を流出させるものならば、前方の側面の形態は、平面、曲面、傾きの異同に関係なく、どのような、形態であってもよい。
In the above embodiment, in all of the
また、上記実施形態では、旋回流生成部30,30,…および第1連通路6,6,…の数は、夫々、4個であり、流出部40,40,…および第2連通路15,15,…の数は、夫々、4個であったが、これらの数は、任意の数であってもよい。
In the above embodiment, the number of the swirl
また、旋回流生成部30,30,…および流出部40,40,…の周方向の間隔は、不等間隔に設けても、等間隔に設けてもよい。
Further, the circumferential intervals of the swirl
1 シリンダライナ
2 フレーム
3 ジャケット冷却水通路
5 環状冷却水通路
6 第1連通路
11 シリンダヘッド
13 シリンダヘッド冷却水通路
15 第2連通路
30 旋回流生成部
31 前方の側面
32 後方の側面
40 流出部
55 領域
1
Claims (2)
上記シリンダライナの下部外周との間にジャケット冷却水通路を形成すると共に、上記シリンダライナの上部外周との間に環状冷却水通路を形成するフレームと、
上記シリンダライナの上端部に設けられると共に、シリンダヘッド冷却水通路を有するシリンダヘッドと、
上記ジャケット冷却水通路と上記環状冷却水通路とを連通する第1連通路と、
上記環状冷却水通路と上記シリンダヘッド冷却水通路とを連通する第2連通路と、
上記環状冷却水通路と上記第1連通路との間に設けられ、上記第1連通路からの冷却水に周方向の一方の速度成分を与えて上記環状冷却水通路に流入させて、上記環状冷却水通路に旋回流を生成させる旋回流生成部と
を備え、
複数の上記旋回流生成部が、上記環状冷却水通路の周方向に隣り合って設けられていて、上記第1連通路と第2連通路とが環状冷却水通路の周方向に交互に設けられていないことを特徴とするシリンダライナの冷却構造。 A cylinder liner,
A frame that forms a jacket cooling water passage between the lower periphery of the cylinder liner and an annular cooling water passage between the upper periphery of the cylinder liner,
A cylinder head provided at the upper end of the cylinder liner and having a cylinder head cooling water passage;
A first communication passage communicating the jacket cooling water passage and the annular cooling water passage;
A second communication passage communicating the annular cooling water passage and the cylinder head cooling water passage;
Provided between the annular cooling water passage and the first communication passage, the cooling water from the first communication passage is given one speed component in the circumferential direction to flow into the annular cooling water passage, and the annular A swirl flow generating unit for generating a swirl flow in the cooling water passage ,
The plurality of swirl flow generating portions are provided adjacent to each other in the circumferential direction of the annular cooling water passage, and the first communication passage and the second communication passage are alternately provided in the circumferential direction of the annular cooling water passage. Cylinder liner cooling structure characterized by not .
上記環状冷却水通路は、上記シリンダライナの軸方向において、下端から上方に行くにつれて、半径方向の幅寸法が徐々に大きくなる部分を有することを特徴とするシリンダライナの冷却構造。 The cylinder liner cooling structure according to claim 1 ,
The cooling structure for a cylinder liner, wherein the annular cooling water passage has a portion in which a radial width dimension gradually increases in the axial direction of the cylinder liner as it goes upward from the lower end.
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