JPH10318037A - 内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

内燃機関のシリンダブロック

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JPH10318037A
JPH10318037A JP12728097A JP12728097A JPH10318037A JP H10318037 A JPH10318037 A JP H10318037A JP 12728097 A JP12728097 A JP 12728097A JP 12728097 A JP12728097 A JP 12728097A JP H10318037 A JPH10318037 A JP H10318037A
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JP
Japan
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cylinder
wall
cylinder block
block
head
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JP12728097A
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Kazuyoshi Abe
和佳 阿部
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/108Siamese-type cylinders, i.e. cylinders cast together
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1816Number of cylinders four
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッドボルトでシリンダヘッドをシリンダブ
ロックに取り付けた際のシリンダブロックのアッパデッ
キの面圧を均一にして、シリンダブロック外壁の変形を
防止してオイル消費量を低減させる。 【解決手段】 シリンダボア2とシリンダブロック外壁
9とを上部において離間したオープンデッキ構造の内燃
機関のシリンダブロックにおいて、シリンダヘッドをこ
のシリンダブロック10の上部にヘッドボルトを用いて締
結するためのヘッドボルトの締結ボス部8を、シリンダ
ブロック外壁9に位置する外壁ボス部8Aと、シリンダボ
ア2間のシリンダ壁2aに位置するシリンダ壁ボス部8Bと
から構成し、外壁ボス部8Aは少なくとも気筒列両端部の
四隅部にそれぞれ形成し、かつ、シリンダ壁ボス部8Bは
各気筒間のシリンダ壁2aの両側部分にのみ形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のシリンダ
ブロックに関し、特に、オープンデッキ構造の多気筒内
燃機関のシリンダブロックにおいて、シリンダブロック
にシリンダヘッドをヘッドボルトによって締結した時
の、シリンダ壁の頂面の面圧を均一にすることができる
内燃機関のシリンダブロックに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、内燃機関のシリンダブロックの冷
却効率を向上させるためや、シリンダブロックの軽量化
のために、シリンダボアとシリンダブロック外壁とをそ
の頂面(アッパデッキ)においてウォータジャケットを
挟んで離間した二重構造のオープンデッキ構造のシリン
ダブロック(以後、オープンデッキ型シリンダブロック
という)が実用化されている。このようなオープンデッ
キ型シリンダブロックの上部には、ガスケットを介装し
た状態でシリンダヘッドが取り付けられ、シリンダヘッ
ドはヘッドボルトによってシリンダブロック外壁に設け
られたヘッドボルトの締結ボス部に締め付けられる。
【0003】図5は従来のオープンデッキ型シリンダブ
ロック30の要部の構成を示すものである。この例のシ
リンダブロック30は4気筒内燃機関用のものであり、
上部ブロック34と下部ブロック36とから構成されて
おり、上部ブロック34の頂面がアッパデッキ35とな
っている。このオープンデッキ型シリンダブロック30
では、アッパデッキ35において、シリンダボア32を
有するシリンダ壁37とシリンダブロック外壁39とが
離間されており、シリンダ壁37とシリンダブロック外
壁39との間にウォータジャケット33が形成されてい
る。この例のシリンダブロック30は、隣接するシリン
ダ壁37が一体化されたサイアミーズ型シリンダブロッ
クでもある。また、上部ブロック34のシリンダブロッ
ク外壁39には、図示しないヘッドボルトを取り付ける
ための、ヘッドボルト穴31を備えたヘッドボルトの締
結ボス部38が形成されている。ここで、シリンダボア
32内に付された符号♯1〜♯4は4気筒内燃機関の気
筒番号を示しており、♯1が第1気筒を示している。
【0004】このように構成されたオープンデッキ型シ
リンダブロック30では、上部ブロック34の上にガス
ケットを介してシリンダヘッドがヘッドボルトを用いて
組み付けられる(ガスケット,シリンダヘッド,ヘッド
ボルトの図示は省略)。ところが、図6に示すように、
シリンダヘッド40をシリンダブロック30にヘッドボ
ルト41を用いて締め付けると、シリンダヘッド40と
シリンダブロック30は湾曲状態で締結され、図5に網
点で示す気筒♯1−♯2間、気筒♯2−♯3間、及び気
筒♯3−♯4間のボア間の部位の面圧が他の部分に比べ
て低くなってしまう。なお、図6において、符号42は
ガスケットのグロメットである。
【0005】そこで従来は、シール性を確保するため
に、ボア間の面圧が確保されるまでヘッドボルト41の
締結力を増大させていた。すると、他の部分、例えば、
シリンダヘッド40とシリンダブロック30の両端部分
に必要以上の面圧がかかり、シリンダボア32が変形し
たり、シリンダブロック外壁39が変形してオイル消費
が悪化してしまう。これを防止するために、両端部分の
ヘッドボルト41の締結力だけを下げると、締結力はガ
ス圧の反力で計算されているため、両端の気筒のみ締結
力が低くなり、ガス圧によりシリンダブロック30とシ
リンダヘッド40の結合部がシール不良になってしまう
ことになる。
【0006】この問題点に対して、実開平1−1733
63号公報では、図7(a) に示すように、ヘッドボルト
穴31を備えたヘッドボルトの締結ボス部38を、シリ
ンダブロック外壁39ではなく、シリンダ壁37の各気
筒間のシリンダ壁37aに設けたオープンデッキ型のシ
ンダヘッド50が提案されている。実開平1−1733
63号公報に記載のオープンデッキ型のシンダヘッド5
0では、シリンダ壁37の各気筒間のシリンダ壁37a
での面圧は十分に得られてシール性が向上する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
1−173363号公報に記載のオープンデッキ型のシ
ンダヘッド50では、図7(b) に示すように、両端気筒
(♯1,♯4)の外側の二点鎖線で示す位置にはシリン
ダが無いために、両端気筒(♯1,♯4)の外側に位置
する4つのヘッドボルトからの太線の矢印で示す締結力
は、他のヘッドボルトからの細線の矢印で示す締結力に
比べて強いために、シリンダ壁37の面圧がやはり不均
一になってシリンダボア32が変形するという問題点が
ある。即ち、両端気筒(♯1,♯4)の外側に位置する
4つのヘッドボルトからの締結力は、各々両端の1つの
気筒にしか作用しないので、図4(b) に示すように、両
端の気筒の外側位置での面圧が他の部分より増大してし
まい、面圧が不均一になってシリンダボア32の変形が
増大するのである。
【0008】そこで、本発明は、ヘッドボルトでシリン
ダヘッドをシリンダブロックに取り付けた際に、シリン
ダブロックのアッパデッキにかかる面圧がどの部位にお
いても均一になり、シリンダボアの変形を防止すること
ができるオープンデッキ構造を持つ内燃機関のシリンダ
ブロックを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、シリンダボアとシリンダブロック外壁とを上部に
おいて離間したオープンデッキ構造の内燃機関のシリン
ダブロックにおいて、シリンダヘッドをこのシリンダブ
ロックの上部にヘッドボルトを用いて締結するためのヘ
ッドボルトの締結ボス部を、シリンダブロック外壁に位
置する外壁ボス部と、シリンダボア間のシリンダ壁に位
置するシリンダ壁ボス部とから構成すると共に、外壁ボ
ス部は少なくとも気筒列両端部の四隅部にそれぞれ形成
し、かつ、シリンダ壁ボス部は各気筒間のシリンダ壁の
両側部分にのみ形成したことを特徴としている。
【0010】以上のように構成された本発明のオープン
デッキ構造の内燃機関のシリンダブロックによれば、ボ
ア壁ボス部は両端の気筒の外側部分には形成されていな
いために、両端の気筒の外側部分の面圧の増大が抑制で
きる。また、両端の気筒の外側部分の面圧の調整はシリ
ンダブロック外壁にある外壁ボス部のヘッドボルトによ
って行うことができるので、アッパデッキ部とシリンダ
ヘッドとの間の面圧を均一にでき、シリンダヘッド組付
時のシリンダブロックのシリンダブロック外壁、及びシ
リンダボアの変形が防止される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を具体的な実施例により詳細に説明する。図1
は本発明の一実施例の内燃機関のオープンデッキ型のシ
リンダブロック10の構成を示すものであり、シリンダ
ブロック10の上部ブロック4を平面視したものであ
る。この実施例の内燃機関は、直列4気筒である。
【0012】この実施例のオープンデッキ型シリンダブ
ロック10においても、シリンダ壁2aとシリンダブロ
ック外壁9とはウォータジャケット3によりアッパデッ
キ5において離間されている。また、この実施例のシリ
ンダブロック10は、隣接するシリンダ壁2aが一体化
されたサイアミーズ型シリンダブロックである。このよ
うなオープンデッキ型シリンダブロック10の上部に
は、図示しないシリンダヘッドがガスケットを介してヘ
ッドボルトを用いて締結される。
【0013】このようなオープンデッキ型シリンダブロ
ック10において、この実施例ではヘッドボルトが螺着
されるヘッドボルト穴1が設けられたヘッドボルトの締
結ボス部8を以下の箇所に設ける。 (1) シリンダブロック外壁9の気筒列両端部の四隅部、
および (2) シリンダボア2間のシリンダ壁2aの、各気筒間部
分の両側部分 即ち、この実施例では、ヘッドボルトの締結ボス部8
を、シリンダブロック外壁9の気筒列両端部の四隅部に
位置する外壁ボス部8Aと、シリンダボア2間のシリン
ダ壁2aの、各気筒間部分の両側部分に位置するシリン
ダ壁ボス部8Bとから構成する。従って、この実施例で
は、外壁ボス部8Aは4ヵ所にあり、シリンダ壁ボス部
8Bは6ヵ所にある。
【0014】以上のように構成したシリンダブロック1
0では、シリンダ壁ボス部8Bは、両端の気筒♯1,♯
4の外側部分には形成されていないため、ヘッドボルト
を締め付けた時に、気筒♯1,♯4の外側部分には余計
な圧力が印加されず、この部分の面圧の増大を抑制する
ことができる。また、気筒♯1,♯4の外側部分とシリ
ンダヘッドブロック外壁9の両端部分の面圧の調整は、
外壁ボス部8Aに螺着するヘッドボルトの締め付け力に
よって行うことができる。
【0015】このように、気筒♯1,♯4の外側部分に
はシリンダ壁ボス部8Bがなく、この部分の面圧は外壁
ボス部8Aに螺着するヘッドボルトの締め付け力によっ
て行うので、この実施例のヘッドシリンダ10において
は、図4(a) に示すように、アッパデッキ5の面圧を均
一にすることができ、シリンダボア2の変形を抑えるこ
とができる。
【0016】なお、図1の実施例では、シリンダヘッド
外壁9の両端部の四隅のみに外壁ボス部8Aを設けてい
るが、外壁ボス部8Aの数は必要に応じて増やしても良
い。図2(a) は外壁ボス部8Aの数を6個にした実施例
のシリンダブロック10′を示しており、図2(b) は外
壁ボス部8Aの数を8個にした実施例のシリンダブロッ
ク10″を示している。
【0017】図3は、本発明の具体的な実施例を示す直
列4気筒内燃機関のシリンダブロック20の斜視図であ
り、上部ブロック4と下部ブロック6とから構成されて
いる。この実施例のシリンダブロック20では、図1で
説明した実施例のシリンダブロック10と同様に、シリ
ンダ壁2aとシリンダブロック外壁9とはウォータジャ
ケット3によりアッパデッキ5において離間されてお
り、隣接するシリンダ壁2aが一体化されたサイアミー
ズ型シリンダブロックとなっている。そして、この実施
例のシリンダブロック20においても、シリンダブロッ
ク外壁9の気筒列両端部の四隅部に外壁ボス部8Aを設
けてあり、シリンダボア2間のシリンダ壁2aの、各気
筒間部分の両側部分にシリンダ壁ボス部8Bを設けてあ
る。従って、この実施例のシリンダブロック20におい
ても、外壁ボス部8Aは4ヵ所にあり、シリンダ壁ボス
部8Bは6ヵ所にある。
【0018】この実施例のシリンダブロック20におい
ても、両端の気筒のシリンダ壁2aの外側部分にはシリ
ンダ壁ボス部8Bがなく、この部分の面圧は外壁ボス部
8Aに螺着するヘッドボルトの締め付け力によって行う
ので、アッパデッキ5の面圧を均一にすることができ、
シリンダボア2の変形を抑えることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オープンデッキ構造の内燃機関のシリンダブロックにお
いて、シリンダ壁ボス部は両端の気筒の外側部分には形
成されていないために、両端の気筒のシリンダ壁の外側
部分のアッパデッキ部の面圧の増大が抑制できる。ま
た、両端の気筒のシリンダ壁の外側部分のアッパデッキ
部の面圧の調整はシリンダブロック外壁にある外壁ボス
部のヘッドボルトによって行うことができるので、シリ
ンダブロックのアッパデッキ部とシリンダヘッドとの間
の面圧を均一にでき、シリンダヘッド組付時のシリンダ
ブロックのシリンダブロック外壁、及びシリンダボアの
変形が防止されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内燃機関のシリンダブロックの一実施
例の構成を示すシリンダブロックの上部ブロックの平面
図である。
【図2】(a) は本発明の内燃機関のシリンダブロックの
第1の変形例の構成を示すシリンダブロックの上部ブロ
ックの平面図、(b) は本発明の内燃機関のシリンダブロ
ックの第2の変形例の構成を示すシリンダブロックの上
部ブロックの平面図である。
【図3】本発明の内燃機関のシリンダブロックの具体的
な実施例の構成を示すシリンダブロックの斜視図であ
る。
【図4】(a) は本発明の内燃機関のシリンダブロックに
おける面圧分布図、(b) は従来の内燃機関のシリンダブ
ロックにおける面圧分布図である。
【図5】従来のオープンデッキ型シリンダブロックの斜
視図である。
【図6】図5のオープンデッキ型シリンダブロックに、
ヘッドボルトを用いてシリンダヘッドを取り付けた時の
面圧が不均一になる状態を説明する説明図である。
【図7】(a) は図5のオープンデッキ型シリンダブロッ
クの改良型のオープンデッキ型シリンダブロックの平面
図、(b) は(a) のオープンデッキ型シリンダブロックの
問題点を説明する説明図である。
【符号の説明】
1…ヘッドボルト穴 2…シリンダボア 2a…シリンダボア壁 3…ウォータジャケット 4…上部ブロック 5…アッパデッキ 8…ヘッドボルトの締結ボス部 8A…外壁ボス部 8B…シリンダ壁ボス部 9…シリンダブロック外壁 10,20…本発明のシリンダブロック 30,50…従来のシリンダブロック

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダボアとシリンダブロック外壁と
    を上部において離間したオープンデッキ構造の内燃機関
    のシリンダブロックにおいて、 シリンダヘッドをこのシリンダブロックの上部にヘッド
    ボルトを用いて締結するためのヘッドボルトの締結ボス
    部を、シリンダブロック外壁に位置する外壁ボス部と、
    シリンダボア間のシリンダ壁に位置するシリンダ壁ボス
    部とから構成すると共に、前記外壁ボス部は少なくとも
    気筒列両端部の四隅部にそれぞれ形成し、かつ、前記シ
    リンダ壁ボス部は各気筒間のシリンダ壁の両側部分にの
    み形成したことを特徴とする内燃機関のシリンダブロッ
    ク。
JP12728097A 1997-05-16 1997-05-16 内燃機関のシリンダブロック Pending JPH10318037A (ja)

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