JPH0218307Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジン冷却水を利用して吸気加熱を
行うようにしてなるエンジンの冷却装置に関する
ものである。

（従来技術） シリンダブロツクとシリンダヘツドと該シリン
ダブロツク内に嵌挿されたピストンとによつて燃
焼室が画成された往復動型エンジンにあつては、
この燃焼室に対して、吸気管内及びシリンダヘツ
ド内の吸気通路を介して吸気が供給される。この
ようなエンジンにあつては、そのシリンダヘツド
内に、実開昭58−35645号公報に示すように、冷
却水通路を形成して、この冷却水通路を流れるエ
ンジン冷却水によつて、各部分を冷却するように
している。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、シリンダヘツド内のエンジン冷却水
の有する熱を有効に利用して、燃料の気化、霧化
促進することが一般に行われている。

しかしながら、この吸気加熱用の冷却水通路を
ヘツド内及び吸気管内の吸気通路の流路方向に沿
つて広範囲に形成することが困難であり、エンジ
ン冷却水を利用して効果的な吸気加熱を得るには
必ずしも十分なものとはいえなかつた。すなわ
ち、冷却水通路内には、その高い位置において気
泡すなわちエアがたまり易く、このエアが部分的
に滞留すると、このエア滞留部分の伝熱効果が極
めて悪くなる。そして、吸気加熱用の冷却水通路
を単に吸気通路に沿つて形成したのでは、このエ
ア滞留部分が形成されてしまうことになる。

また一方、シリンダヘツド内には、ヘツド内排
気通路回り冷却のための冷却水通路が形成されて
いるが、この排気側冷却水通路との高さ位置関係
からくる制約のため（排気通路側冷却水通路は、
極めて高温となる排気通路の冷却のため、エアの
滞留を許されず、このため他の冷却水通路よりも
低い位置であることが強く要請される）、前述し
た吸気加熱用の冷却水通路の高さをエアが滞留し
ないような絶対的に低い位置とすることも現実的
には困難となる。

したがつて、本考案の目的は、排気通路側の冷
却に制約を与えることなく、ヘツド内吸気通路を
そのほぼ全長に渡つてエンジンの冷却水により効
果的に加熱して、しかも、ヘツド内吸気通路の上
流側に位置する吸気管内の吸気通路をもエンジン
の冷却水により効果的に加熱して、燃料の気化、
霧化がより促進され得るようにしたエンジンの冷
却装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用） 前述の目的を達成するため、本考案にあつて
は、次のような構成としてある。すなわち、 シリンダブロツクとシリンダヘツドと該シリン
ダブロツク内に嵌挿されたピストンとによつて燃
焼室が画成され、前記シリンダヘツドに形成され
て前記燃焼室に開口された吸気通路が、前記シリ
ンダヘツドに取り付けられた吸気管内の吸気通路
に連通されたエンジンにおいて、 前記シリンダヘツド内及び前記吸気管内の吸気
通路が、少なくともエンジン設置時に、上流に向
かうにつれて略直線状に上方に向かうように傾斜
して形成され、 前記シリンダヘツド内には、前記シリンダヘツ
ド内の冷却水通路より前記シリンダヘツド内の吸
気通路に沿つて直線状に上方に延びる吸気加熱用
のヘツド内延設部が形成され、 前記吸気管内には、前記ヘツド内延設部に連続
して前記吸気管内の吸気通路に沿つて直線状に上
方に延びる吸気加熱用の吸気管内冷却水通路が形
成され、 前記各吸気管内冷却水通路の最上部同士を連通
する連通路が前記吸気管内に形成され、 前記連通路は、気筒配列方向端部においてラジ
エタに連通している、 ような構成としてある。

上述の構成により、吸気過熱のために、ヘツド
内及び吸気管内の吸気通路に対してヘツド内延設
部及び吸気管内冷却水通路を極めて近接して配置
できることは勿論、ヘツド内延設部及び吸気管内
冷却水通路の直線傾斜形状自体によつて、該ヘツ
ド内延設部及び吸気管内冷却水通路の途中部分に
エアを滞留しにくくでき、さらには、そのヘツド
内延設部及び吸気管内冷却水通路の直線傾斜形状
によつて、各吸気管内冷却水通路の最上部同士を
連通路により連通させると共に該連通路を気筒配
列方向端部においてラジエタに連通させることに
よつて生じるエンジン冷却水の流れに、偏流を生
じることを防止できることになり、エンジン冷却
水の積極的な流通作用を有効に活して、エア排出
を確実に行うことができることになる。このた
め、効果的に吸気過熱を行うことができることに
なる。

（実施例） 以下本考案の実施例を添付した図面に基づいて
説明する。

第１図において、シリンダブロツク１上にガス
ケツト２を介してシリンダヘツド３が載置固定さ
れ、このシリンダブロツク１とシリンダヘツド３
とシリンダブロツク１内に摺動自在に嵌挿された
ピストン４とによつて、燃焼室５が画成されてい
る。

前記燃焼室５に対しては、第２図に示すよう
に、それぞれシリンダヘツド３に形成された２つ
の吸気ポート６，７と１つの排気ポート８が開口
され、吸気ポート６，７は吸気弁６Ａあるいは７
Ａにより、また排気ポート８は排気弁８Ａによ
り、カムシヤフト９によつて周知のタイミングで
開閉されるようになつている。そして、２つの吸
気ポート６，７はクランク軸方向（第２図上下方
向）に隣り合つて形成され、また排気ポート８は
一方の吸気ポート６に対してエンジン幅方向（第
２図左右方向）に隣合つて形成され、さらに他方
の吸気ポート７に対して、エンジン幅方向に隣り
合つて点火プラグ取付孔１０が形成されている。

上述のようなエンジンの吸気通路Ａは、シリン
ダヘツド３内においては、その上流部分が共通吸
気通路１１とされる一方、その下流端部分が、吸
気ポート６あるいは７に連なる左右一対の分岐吸
気通路１１Ａ，１１Ｂとされている。この両分岐
吸気通路１１Ａと１１Ｂすなわち両吸気ポート
６，７は、シリンダヘツド３に一体成形された隔
壁部３ａによつて画成されている。また、シリン
ダヘツド３に接続された吸気管１２は、共通吸気
通路１１に接続される主吸気通路１２Ａを有して
おり、その下流端部内にはシヤツタ弁１３が配設
され、このシヤツタ弁１３は、低負荷時に閉すな
わち低負荷時に全閉もしくは微少開度に閉じら
れ、高負荷時に開とされるようになつている。

前記シヤツタ弁１３をバイパスする低負荷用吸
気通路１４が、前記共通および分岐の各吸気通路
１１，１１Ａ，１１Ｂ下方に位置させて、吸気管
１２管壁内およびシリンダヘツド３内に形成され
ている。この低負荷用吸気通路１４は、吸気流速
を速めるためその有効開口面積が小さくされて、
その上流端が、流入口１４ａとして、シヤツタ弁
１３直上流において吸気管１２の底壁に開口され
ている。また、低負荷用吸気通路１４の下流端
が、流出口１４ｂとして、一方の吸気ポート７
（一方の吸気弁７Ａ）直上流に開口されている。
そして、この低負荷用吸気通路１４は、燃焼室５
に対しては、吸気のスワールを生成し得るように
当該燃焼室５のほぼ接線方向に指向されている。

上述のような吸気通路構成によつて、低負荷時
には、シヤツタ弁１３が閉とされるため、吸気の
全量あるいはほぼ全量が、有効開口面積の小さな
低負荷用吸気通路１４を経て、一方の吸気ポート
７から燃焼室５へ供給される。これにより、吸気
流速の向上、スワール生成によつて、特に低負荷
時での安定した燃焼が確保される。また高負荷時
には、シヤツタ弁１３が開かれるため、吸気管１
２内の主吸気通路１２Ａから共通吸気通路１１へ
導入された吸気は、隔壁部３ａによつて分配され
て、分岐吸気通路１１Ａを通つて吸気ポート６か
ら燃焼室５へ導入される一方、分岐吸気通路１１
Ｂを通つて吸気ポート７から燃焼室５へ導入され
ることになる。これにより、高負荷時の充填効率
が向上されて、十分な出力が確保される。

一方、燃料は、シリンダヘツド３と上記吸気管
１２との接続部分に設けられた燃料噴射弁Ｉから
供給されるようになつている。この燃料噴射弁Ｉ
（の噴射口）は、隔壁部３ａ（の上流側端面）に向
けて指向され、これにより、燃料噴射弁Ｉから噴
射された燃料は、その拡散作用によつて、両吸気
ポート６，７（両分岐吸気通路１１Ａ，１１Ｂ）
に分配、供給されることになる。

前記シリンダヘツド３内には、エンジンの冷却
水通路１５，１６，１７が形成されている。この
冷却水通路１５，１６，１７のうち、冷却水通路
１５と１６とはシリンダヘツド３の周縁部分でか
つシリンダヘツド３の底部（シリンダブロツク３
側）においてクランク軸方向に伸びるように形成
されて、冷却水通路１５は共通吸気通路１１より
隔壁部３ａの下方に位置し、また冷却水通路１６
は排気ポート８に連なる排気通路１８下方に位置
されている。また、残る冷却水通路１７は、シリ
ンダヘツド３の中央部でかつ高い位置にクランク
軸方向に伸びるように形成されて、上記冷却水通
路１５とは隔壁部３ａを挟むような配置関係とさ
れている。そして、冷却水通路１５，１６は、そ
れぞれシリンダヘツド３の下面に開口された連通
口１９あるいは２０を介してシリンダブロツク１
内の冷却水通路２１と連通される一方、冷却水通
路１７に対してはそのクランク軸方向側端におい
て連通されている。

上述したように、中央上部にある冷却水通路１
７と、隔壁部３ａ下方にある冷却水通路１５と
が、第３図に示すように、隔壁部３ａに形成され
た貫通孔２２によつて連通されている（第４図参
照）。すなわち、貫通孔２２は直線状とされて、
その一端が冷却水通路１５に、また他端が冷却水
通路１７に開口したものとなつている。このよう
な貫通孔２２は、実施例ではシリンダヘツド３の
シリンダブロツク１に対する合せ面側より、矢印
Ｘで示すように、冷却水通路１５、隔壁部３ａを
通つて冷却水通路１７へ至るようにキリ加工する
ことにより（上記合せ面より、燃焼室５の中心に
向かうように斜め上方に向けてキリ加工すること
により）形成され、このキリ加工により形成され
た不用なシリンダヘツド３下面側開口２３は、こ
のシリンダヘツド３をシリンダブロツク１に対し
て組付けたときに、ガスケツト２を介して当該シ
リンダブロツク１により閉塞されることになる。

ここで、エンジン設置時（例えば車両への塔載
時）における水平ラインを第１図符号ｌで示して
あり、この水平ラインｌから明らかなように、シ
リンダヘツド３内及び吸気管１２内の吸気通路１
１，１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１４は、上流に向
かうにつれて上方へ向かうように傾斜されてい
る。このような傾斜関係とするには、Ｖ型エンジ
ンであればＶバンク角の関係によつてそのまま得
ることができ、また直列型エンジンであれば、エ
ンジン全体を若干傾斜することにより得られる。

上述のように、シリンダヘツド３内及び吸気管
１２内の吸気通路１１，１１Ａ，１１Ｂ，１２
Ａ，１４が所定の傾斜関係とされているが、特に
燃料の気化、霧化が問題となる低負荷時の吸気加
熱用をより積極的に行うため、前述した冷却水通
路１５の他に、当該冷却水通路１５からは、低負
荷用吸気通路１４に沿つて伸びる吸気加熱用の延
設部２４が連設されている。この吸気加熱用の延
設部２４は、第５図に示すように、低負荷用吸気
通路１４の底壁に沿うと共に、上流端付近を除い
てその側壁部分を包被するように（第５図破線部
分参照）形成されている。また吸気管１２内には
低負荷用吸気通路１４の底壁及び両側壁を包被す
る吸気管内冷却水通路２５が形成されており、
（第６図をも参照）各冷却水通路２５は低負荷用
吸気通路１４に沿つてその流入口１４ａ近傍まで
延びている。延長部２４の上端部は連通孔２６を
介して冷却水通路２５の下端部に連通されてい
る。このような吸気加熱用の延設部２４及び吸気
管１２の冷却水通路２５は、各気筒毎すなわち各
気筒に対する低負荷用吸気通路１４毎に設けられ
ているが、各吸気加熱用の冷却水通路２５同士
は、それぞれの最上部において、第６図に示すよ
うに、吸気管１２に形成された連通路２７によつ
て相互に連通されている。そして、この連通路２
７の気筒配列方向端部は、シリンダヘツド３内の
他の冷却水通路の集合出口２８と合流されて、ラ
ジエタ（図示略）に対して接続されている。な
お、この集合出口２８は、冷却水通路１７とも連
通され、シリンダヘツド３内のウオータジヤケツ
トの最上部となる位置で外部に開口している。

以上のような構成において、冷却水は、シリン
ダブロツク１内の冷却水通路２１よりシリンダヘ
ツド３内の冷却水通路１５，１６へと上昇した
後、冷却水通路１７を通つて、最終的に図示を略
すラジエタへ戻され、このラジエタで冷却された
後上述のような循環を繰り返すことになる。また
同時に、冷却水通路１５からは、吸気加熱用の延
設部２４へと流れ、更に吸気管１２内の冷却水通
路２５へと流れることになるが、これらの延設部
２４及び冷却水通路２５は、吸気通路１４に沿う
傾斜関係からして、冷却水通路２５の最上部まで
の途中部分でエアがたまることがなく、またこの
冷却水通路２５の最上部同士では連通路２７によ
つて互いに連通されてエンジン冷却水が循環する
ため、この最上部にもエアがたまることがない。
これにより、吸気加熱用延設部２４内及び吸気管
１２の冷却水通路２５内の冷却水によつて、低負
荷用吸気通路１４内を流れる吸気が十分に暖熱化
されて、燃料の気化、霧化促進上好ましいものと
なる。

なお、実施例では、貫通孔２２を循環して流れ
るエンジン冷却水によつて隔壁部３ａも十分に暖
熱化され、これによりより一層燃料の気化、霧化
が行えることなる。また、連通路２７の端部が集
合出口２８に合流してラジエタへの循環路を形成
しているため、上記エアの滞留防止上より一層好
ましいものとなる。

第７図は本考案の他の実施例を示すもので、前
記実施例と同一構成要素には同一符号を付してそ
の説明は省略する。本実施例では、低負荷用吸気
通路１４も無くしたもので、これに伴つて、シヤ
ツタ弁１３も存在しないものとなつている。勿
論、シリンダヘツド３内の吸気加熱用の延設部２
４及び吸気管１２内の冷却水通路２５は、共通お
よび分岐吸気通路１１，１１Ａ，１１Ｂに沿い且
つ吸気管１２内の吸気通路１２Ａに沿うように形
成されている。

以上実施例では、吸気ポートが２つあるものに
ついて説明したが、エンジンとして最も一般的な
吸気ポートが１つのものに対して同様にして適用
し得ることは勿論のことである。また、燃料供給
装置としては気化器を用いてもよく、この場合
は、延設部２４によつて加熱される吸気通路には
燃料が必ず流れるので、その気化、霧化促進の上
でより有利である。

（考案の効果） 本考案は以上述べたことから明らかなように、
シリンダヘツド内に形成された排気通路用の冷却
水通路の高さ位置に制約を与えることなく、確実
にエアだまりを防止しつつ、シリンダヘツド内の
吸気通路および該シリンダヘツド内吸気通路に連
なる吸気管内吸気通路を効果的に加熱することが
でき、燃料の気化、霧化促進を図る上で極めて効
果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す側面断面図。
第２図は第１図の吸気通路および排気通路に沿う
方向での平面断面図。第３図は第２図よりも低い
位置での平面断面図。第４図は貫通孔に沿う要部
断面図。第５図は第１図−線断面図。第６図
は第１図−線断面図。第７図は本考案の他の
実施例を示すもので、第１図に対応した側面断面
図。 Ａ：吸気通路、ｌ：水平ライン、Ｉ：燃料噴射
弁、１：シリンダブロツク、３：シリンダヘツ
ド、４：ピストン、５：燃焼室、６，７：吸気ポ
ート、８：排気ポート、１１：共通吸気通路、１
１Ａ，１１Ｂ：分岐吸気通路、１２：吸気管、１
３：シヤツタ弁、１４：低負荷用吸気通路、１４
ａ：流入口、１４ｂ：流出口、１５，１６，１
７，２１：冷却水通路、１９，２０：連通口、２
４：シリンダヘツド内の吸気加熱用延設部、２
５：吸気管内の吸気加熱用冷却水通路、２６：連
通孔、２７：連通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダブロツクとシリンダヘツドと該シリン
   ダブロツク内に嵌挿されたピストンとによつて燃
   焼室が画成され、前記シリンダヘツドに形成され
   て前記燃焼室に開口された吸気通路が、前記シリ
   ンダヘツドに取り付けられた吸気管内の吸気通路
   に連通されたエンジンにおいて、 前記シリンダヘツド内及び前記吸気管内の吸気
   通路が、少なくともエンジン設置時に、上流に向
   かうにつれて略直線状に上方へ向かうように傾斜
   して形成され、 前記シリンダヘツド内には、前記シリンダヘツ
   ド内の冷却水通路より前記シリンダヘツド内の吸
   気通路に沿つて直線状に上方に延びる吸気加熱用
   のヘツド内延設部が形成され、 前記吸気管内には、前記ヘツド内延設部に連続
   して前記吸気管内の吸気通路に沿つて直線状に上
   方に延びる吸気加熱用の吸気管内冷却水通路が形
   成され、 前記各吸気管内冷却水通路の最上部同士を連通
   する連通路が前記吸気管内に形成され、 前記連通路は、気筒配列方向端部においてラジ
   エタに連通している、 ことを特徴とするエンジンの冷却装置。