JPH0712665Y2

JPH0712665Y2 - 水冷エンジンの排気熱交換装置

Info

Publication number: JPH0712665Y2
Application number: JP1987133742U
Authority: JP
Inventors: 信治中井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2002-08-31
Also published as: JPS6436620U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は、水冷エンジンの排気熱交換装置に関し、ヘッ
ドジャケット内の水温が均一化して、シリンダヘッドの
局部焼き付きを防止し、装置全体の構造を簡単にできる
ものを提供する。

＜従来技術＞本考案の対象となる水冷エンジンの排気熱交換装置は、
排気ガスを水冷して収縮させることにより、燃焼室の背
圧を下げて充填効率を高めるとともに、排気音を低減さ
せる働きをするものであり、その基本構造は、第１図又
は第３図に示すように、水冷多気筒エンジンＥの排気マ
ニホールド１の回りにマニホールドジャケット２を形成
し、エンジンＥのヘッドジャケット３の出口４をマニホ
ールドジャケット２の入口５に連通し、水冷エンジンＥ
の冷却水をヘッドジャケット１からマニホールドジャケ
ット２を経て放熱器６に通してヘッドジャケット３に循
環させて、排気マニホールド１の内部を通る排気の熱を
冷却水で吸熱し、放熱器６で放熱する形式のものであ
る。

この形式の従来技術としては、第３図及び第４図に示す
ように（実開昭62-39169号公報参照）、ヘッドジャケッ
ト１の一端側の気筒C₁の近傍に出口４を一箇所空け、当
該出口４を冷却水出口管10を介してマニホールドジャケ
ット２の入口２に連通し、マニホールドジャケット２の
出口側に三方弁11を設けてその一方を放熱器６の入口6a
に、また、その他方を多気筒エンジンＥのヘッドジャケ
ット３の入口3aに各々連通するとともに、放熱器６とヘ
ッドジャケット３の入口3aとを結ぶ通水管12の途中部を
バイパス管14でマニホールドジャケット２に連通状に分
岐したものがある。

＜考案が解決しようとする問題点＞しかしながら、上記従来技術では、ヘッドジャケット１
の出口４は、シリンダヘッドの一端側に位置する気筒C₁
の近傍に一箇所だけ空けられるので、ヘッドジャケット
１に流入した冷却水は出口４に近い下流側の箇所ほど、
上流側で熱交換済みの冷却水が接触することになる。

この結果、例えば、第３図に示すように、上記気筒C₁か
ら最も左方に離れた（即ち、出口４から最も離れた）気
筒C₂に相当する部位が最も良く冷却され、出口４寄りの
気筒C₁に相当する部位が最も冷却不足になって、ヘッド
ジャケット１の全体に亘って冷却水の温度が不均一にな
り、もってシリンダヘッドが局部的に焼き付きを起こす
虞れが大きい。ヘッドジャケット３内の冷却水は、１個
のヘッドジャケット出口４およびマニホールドジャケッ
ト入口５からしかマニホールドジャケット２に流れ込ま
ないので、排気マニホールド１内を通過する排気ガスを
１箇所からしか冷却し始めることができないため、排気
ガスの冷却性能が低い。

これにより、燃焼室の充填効率が低くてエンジンの最大
出力が低いうえ、排気騒音が高い。

また、一方、第４図に示すように、ヘッドジャケット１
とマニホールドジャケット２との間に冷却水出口管10を
接続しなければならず、装置全体の構造が複雑になる。

本考案は、ヘッドジャケット内の冷却水の温度を均一化
すること、排気ガスの冷却性能を高めること、および装
置の構造を簡略にすることを技術的課題とする。

〈課題を解決するための手段〉本考案は、上記基本構造において、上記課題を解決する
ための手段として、例えば第１図および第２図に示すよ
うに、次の特徴構造を追加してものである。

すなわち、シリンダヘッド（15）の排気マニホールド
（１）側の側壁の長さ方向の互いに離れ合う複数箇所
に、それぞれヘッドジャケット（３）の出口（４）・
（４）を開口し、排気マニホールド（１）のシリンダヘ
ッド（15）側の側壁にマニホールドジャケット（２）の
複数個の入口（５）・（５）を、ヘッドジャケット
（３）の各出口（４）・（４）にそれぞれ対面させて開
口し、シリンダヘッド（15）の側壁に排気マニホールド（１）
の側壁を接当させて固定して、ヘッドジャケット（３）
の各出口（４）・（４）にマニホールドジャケット
（２）の各入口（５）・（５）を直接連通させて構成し
たものである。

＜作用＞ヘッドジャケット１に流入した冷却水は、クランク軸方
向Ａに沿って空けた複数個の出口４に向かって分流しな
がら流出してエンジン本体熱を吸熱したのちに、当該ヘ
ッドジャケット出口４に直接的に連通する入口５からマ
ニホールドジャケット２に短絡的に流入して排気マニホ
ールド１の排気熱を吸熱し、放熱器６でその吸収した熱
を放熱する。

この場合、ヘッドジャケット１に流入した冷却水は、複
数個の出口４からマニホールドジャケット２に流出して
いくので、ヘッドジャケット１の内部では冷却水は均一
に広く分散してエンジン本体熱との間で熱交換を行な
う。ヘッドジャケット（３）内の冷却水は、複数個のヘ
ッドジャケット出口（４）・（４）およびマニホールド
ジャケット入口（５）・（５）から分散してマニホール
ドジャケット（２）に流れ込む。

このマニホールドジャケット（２）内に複数箇所から分
散して流れ込んだ冷却水は、まだ排気マニホールド
（１）内の排気熱で加熱昇温される前の比較的低温であ
って、排気マニホールド（１）内を通過する排気ガスを
複数箇所で同時に冷却し始めるので、１箇所でしか冷却
し始めないものと比べると、排気ガスの冷却性能が高
い。

＜考案の効果＞（１）冷却水はヘッドジャケット内で均一に広く分散し
て熱交換を行なうので、ヘッドジャケットでの冷却水の
温度は均一化され、もってシリンダヘッドが局部的に焼
き付くことを円滑に防止できる。

（２）ヘッドジャケット（３）内の冷却水は、複数個の
ヘッドジャケット出口（４）・（４）およびマニホール
ドジャケット入口（５）・（５）から分散してマニホー
ルドジャケット（２）に流れ込む。

これにより、燃焼室の充填効率を高めてエンジンの最大
出力を高めるうえ、排気騒音を低減することができる。

（３）ヘッドジャケットの複数個の出口をマニホールド
ジャケットの入口に直接的に連通するので、従来技術の
ような冷却水出口管を省略でき、部品点数を少なくして
装置全体を簡略にできる。

＜実施例＞以下、本考案の実施例を図面に基づいて述べる。

第１図は水冷多気筒エンジンの排気熱交換装置の概略系
統図、第２図は水冷エンジンのシリンダヘッド及び排気
マニホールドを示す横断平面図であって、多気筒水冷エ
ンジンＥのシリンダヘッド15の各気筒Ｃに対応する部位
に吸気ポート16と排気ポート17が一対づつ空けられる。

上記吸・排気ポート16、17を囲繞する形態でヘッドジャ
ケット１の全域に亘ってヘッドジャケット１が形成さ
れ、当該ポート16、17の外部であって各気筒Ｃを囲む位
置にヘッドジャケット入口20が空けられてシリンダジャ
ケットに連通可能に構成される。

上記複数の排気ポート17の出口21は排気マニホールド１
の入口22に連通され、排気は排気マニホールド１から排
気管を経てマフラ（図面省略）に案内される。

マニホールド本体25は排気マニホールド１の周囲にマニ
ホールドジャケット２を形成して構成され、マニホール
ドジャケット２の入口５は上記ヘッドジャケット１の出
口４に連通される。

この場合、ヘッドジャケット１の出口４は、排気マニホ
ールド１に臨む側であって各気筒Ｃに対応する位置に複
数個空けられ（即ち、クランク軸方向Ａに沿って、気筒
数と同じだけ設けられ）、マニホールドジャケット２の
入口５は、ヘッドジャケット１に臨む側であって当該ヘ
ッドジャケット出口４の対向位置に同数個空けられる。

前記マニホールド本体25はシリンダヘッド15に接当状に
固定され、上記マニホールドジャケット２の入口５はヘ
ッドジャケット１の出口４に直接的に連通されて、従来
技術のような冷却水出口管10は省略される。

また、マニホールドジャケット２の出口26はラジエータ
６の入口6aに接続され、ラジエータ28の出口6bはウォー
タポンプＰ及びエンジンＥのシリンダジャケットを介し
てヘッドジャケット１の入口20に接続される。

上記マニホールドジャケット出口26からラジエータ入口
6aに至る通水管の途中部からバイパス管30が分岐されて
ウォータポンプＰの入口31に連通され、当該分岐点に温
度調整弁から成る三方弁27が介装される。

以下、上記排気熱交換装置の機能を説明する。

（１）ヘッドジャケット１に流入した冷却水は、各気筒
Ｃに対応する部位に分散しながらシリンダヘッド15の熱
を吸収し、気筒Ｃ毎に空けた出口４に分流して流出す
る。

従って、ヘッドジャケット１内の冷却水の温度は均一に
なって、シリンダヘッド15が局部的に焼き付きを起こす
ことがなくなる。

ヘッドジャケット出口４からマニホールドジャケット入
口５に直接的に流入した冷却水は、マニホールド１の排
気熱を吸収しながら出口26から流出する。

（２）エンジン本体熱及び排気熱を吸収した冷却水は、
三方弁27（即ち、通常運転時には、温度調整機能により
ラジエータ入口6aの方に切り換わる）を通ってラジエー
タ28で大気中に放熱され、ウォータポンプＰ→シリンダ
ジャケット→ヘッドジャケット１に循環する。

この場合、エンジンＥの始動時などの場合には冷却水の
温度は低温なので、三方弁27はバイパス管30の方に切り
換わって、冷却水をラジエータ28をバイパスしてエンジ
ンＥの内部回路を循環させて、冷却水を迅速に加温する
ようにしてある。

以上のように、本考案は、ヘッドジャケット１の出口４
を複数個空け、マニホールドジャケット２の入口５をこ
の各出口４に直接的に連通したことを特徴とするので、
ヘッドジャケット出口４は上記実施例に示すように各気
筒Ｃに対応させて設けなくとも良く、例えば、３気筒の
場合に２個或いは４個以上設けても差し支えない。

また、マニホールドジャケット２の入口５は、ヘッドジ
ャケット出口４に対向状に設けなくとも、例えば、ヘッ
ドジャケット１に臨む側の全面を開口して一つの大きな
流入口としても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例を示し、第１図は水
冷多気筒エンジンの排気熱交換装置の概略系統図、第２
図は水冷エンジンのシリンダヘッド及び排気マニホール
ドを示す横断平面図、第３図は従来技術を示す第１図相
当図、第４図は従来技術を示す水冷エンジンの排気熱交
換装置の要部縦断面図である。１……排気マニホールド、２……マニホールドジャケッ
ト、３……ヘッドジャケット、４……ヘッドジャケット
の出口、５……マニホールドジャケットの入口、15……
シリンダヘッド、Ｅ……水冷多気筒エンジン。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】水冷多気筒エンジン（Ｅ）の排気マニホー
ルド（１）の回りにマニホールドジャケット（２）を形
成し、エンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（15）内のヘッ
ドジャケット（３）の出口（４）をマニホールドジャケ
ット（２）の入口（５）に連通し、水冷エンジン（Ｅ）の冷却水をヘッドジャケット（１）
からマニホールドジャケット（２）を経て放熱器（６）
に通してヘッドジャケット（３）に循環させて、排気マ
ニホールド（１）の内部を通る排気ガスの熱を冷却水で
吸熱し、放熱器（６）で放熱するように構成した水冷エンジンの排気熱交換装置において、シリンダヘッド（15）の排気マニホールド（１）側の側
壁の長さ方向の互いに離れ合う複数箇所に、それぞれヘ
ッドジャケット（３）の出口（４）・（４）を開口し、
排気マニホールド（１）のシリンダヘッド（15）側の側
壁にマニホールドジャケット（２）の複数個の入口
（５）・（５）を、ヘッドジャケット（３）の各出口
（４）・（４）にそれぞれ対面させて開口し、シリンダヘッド（15）の側壁に排気マニホールド（１）
の側壁を接当させて固定して、ヘッドジャケット（３）
の各出口（４）・（４）にマニホールドジャケット
（２）の各入口（５）・（５）を直接連通させて構成したことを特徴とする水冷エンジンの排気熱交換
装置。