JPH05149134A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は内燃機関の冷却装置に関し、内燃機関
の気筒部の冷却能力を向上させることを目的とする。 【構成】シリンダヘッド１の冷媒通路を気筒列方向に流
通する複数の冷媒通路１１，１２，１３で区画すると共
に、ラジエータ（図示せず）からシリンダヘッド１へ供
給される冷媒の全量を、１つの冷媒通路１１に供給し、
冷媒通路１１から複数の各気筒の気筒冷媒通路夫々に順
次分岐させる。冷媒通路１２，１３には、気筒冷媒通路
に分岐されなかった冷媒が冷媒通路１１から供給され
る。冷媒の全量が流路断面積を小とされた冷媒通路１１
を流れることにより、流路抵抗が増加して冷媒通路１１
における冷媒の圧力が高くなり、冷媒通路１１から各気
筒冷媒通路に分岐される冷媒流量が増量する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多気筒内燃機関のシリン
ダおよびシリンダヘッドを冷却する内燃機関の冷却装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より実開昭６３−１６８２４２号公
報に記載されている如く、シリンダライナの外周に螺旋
状または環状の冷媒溝を形成し、シリンダブロックのボ
ア部内周面との間に形成される気筒冷媒通路に冷媒を流
し、内燃機関の気筒部を効果的に冷却する冷却装置が知
られている。しかしながら、上記構成の冷却装置では、
気筒部の冷却能力が高いため、内燃機関の冷間時におい
てシリンダライナの温度が下がり過ぎ、ピストンのフリ
クションロスの増大や、シリンダブロックとシリンダラ
イナとの間に隙間が発生して、気筒冷媒通路のシール性
を低下させる等の問題があった。

【０００３】そこで本出願人は、特願平３−１６０４９
７号（平成３年７月１日付）にて、上記問題を解決する
提案を行った。この提案による内燃機関の冷却装置は、
シリンダヘッドに、冷媒が気筒列方向の一方向に流通す
る構成のシリンダヘッド冷媒通路を形成し、各気筒の気
筒冷媒通路夫々には、このシリンダヘッド冷媒通路から
冷媒を順次分岐して供給するようにした構成である。こ
のような先に提案した構成では、冷媒がシリンダヘッド
冷媒通路にて温められて気筒冷媒通路に供給されるた
め、上記問題が解決されると共に、シリンダヘッド冷媒
通路で気泡が除去された冷媒が各気筒冷媒通路に供給さ
れるため、気泡の混入による気筒冷媒通路の腐食、錆の
発生が防止される等の効果も期待できた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く、シリンダヘッド冷媒通路を冷媒が気筒列方向の一
方向に流通する構成とした場合、シリンダヘッド冷媒通
路の流路断面積が、シリンダヘッド冷媒通路から気筒冷
媒通路への分岐部分の流路断面積に比べてかなり大きく
なる場合があり、この場合、流路抵抗の差により冷媒が
シリンダヘッド冷媒通路から分岐して各気筒冷媒通路に
流れ難くなり、内燃機関の熱間時においては、逆に気筒
部の冷却能力が不足する恐れがある。

【０００５】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、冷媒がシリンダヘッド冷媒通路から分岐して各気
筒冷媒通路へ流れやすくする構成とすることにより、気
筒部の冷却能力を向上させた内燃機関の冷却装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、シリンダヘッドを冷却するシリンダヘッド
冷媒通路から、シリンダブロック内の気筒毎に独立して
形成された複数の気筒冷媒通路夫々に冷媒を順次分岐し
て供給する内燃機関の冷却装置において、前記シリンダ
ヘッド冷媒通路を気筒列方向に流通する複数の冷媒通路
で区画すると共に、ラジエータから前記シリンダヘッド
へ供給される冷媒の全量を、前記複数の冷媒通路のうち
のいづれか１つの冷媒通路に供給し、該全量の冷媒が供
給される冷媒通路から前記複数の気筒冷媒通路夫々に順
次分岐させる構成である。

【０００７】

【作用】本発明において、シリンダヘッド冷媒通路を気
筒列方向に流通する複数の冷媒通路で区画することによ
り、区画された各冷媒通路の流路断面積が小さくなる。
そして、それらの冷媒通路のうちの１つに全量の冷媒を
供給することにより、冷媒通路内における冷媒の流速が
上昇して流路抵抗が大きくなる。その結果、全量の冷媒
が供給される冷媒通路における冷媒の圧力が高くなり、
その冷媒通路から分岐されて各気筒冷媒通路に流れる冷
媒流量が増量する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明になる内燃機関の冷却装置の第
１実施例の構成断面図を示す。

【０００９】同図中、１はシリンダヘッド、２はシリン
ダブロック、３はシリンダライナ、４はピストン、５は
シリンダヘッド１の各気筒毎に設けられた吸気ポート、
６は同様にシリンダヘッド１に設けられた排気ポートで
ある。上死点近傍位置にあるピストン４の上部に燃焼室
７が構成される。尚、吸気ポート５の燃焼室７側の端
部、および排気ポート６の燃焼室７側の端部には、吸気
弁および排気弁が夫々設けられているが、図１において
はこれらの吸気弁、排気弁、および燃焼室７に一部を露
出する点火プラグの図示は省略する。

【００１０】図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）夫々は、図１
中、シリンダライナ３の平面図、正面図、側面図を示
す。同図中、シリンダライナ３の外周には等間隔で環状
冷媒溝３ａが形成されている。また、全ての環状冷媒溝
３ａは軸方向に形成された２つの連通溝３ｂ，３ｃによ
り連通されている。上記構成のシリンダライナ３は、図
１に示すようにシリンダブロック２のボア部２ａに嵌装
され、ボア部２ａの内周面との間に多数段の環状冷媒通
路８、冷媒入口側の連通路９、冷媒出口側の連通路１０
夫々を形成する。この環状冷媒通路８および連通路９，
１０夫々が前記気筒冷媒通路に該当し、内燃機関の気筒
部、即ちシリンダライナ３を冷却する。

【００１１】シリンダブロック１には、複数の気筒の気
筒列方向（紙面に対して垂直方向）に沿って、本発明の
主要部である３本の冷媒通路１１，１２，１３が形成さ
れている。冷媒通路１１は各気筒の吸気ポート５の下部
を通るように形成され、冷媒通路１２は各気筒の排気ポ
ート６の下部を通るように形成されている。また、冷媒
通路１３は吸気ポート５と排気ポート６の間の部位を通
るように形成されている。

【００１２】各気筒の冷媒入口側の連通路９は、入口部
１７を介して吸気ポート５の下部を通る上記冷媒通路１
１に接続されている。また、各気筒の冷媒出口側の連通
路１０は、シリンダブロック２の外部に気筒列方向に沿
って設けられた冷媒戻し管１８に接続されている。従っ
て、図１において冷媒は、冷媒通路１１から入口部１７
を通って連通路９に分岐され、連通路９から各環状冷媒
通路８に分配され、シリンダライナ３の外周に沿って流
れることによりシリンダライナ３を冷却し、反対側の連
通路１０に集められて冷媒戻し管１８に戻される。

【００１３】図３は複数の気筒ａ，ｂ，ｃ，ｄ（本実施
例においては４気筒）に対して図１に示す上記構成を適
用した本発明の第１実施例の冷媒流路を示す図、図４は
図３における冷媒の流通順序を示したフローチャートで
ある。尚、図３において図１の構成部分と対応する部分
には、同一符号（数字）に気筒別符号（ａ，ｂ，ｃ，
ｄ）を付して表し、夫々の構成部分の説明を省略する。

【００１４】両図に示すように、ラジエータ２０で冷却
された冷媒はサーモスタット２１、ポンプ２２を介して
その全量が、冷媒通路１１の気筒ａ側の端部である冷媒
通路１１ａに供給される。そして、気筒ａからｄに向け
て気筒列方向に流れると共に、冷媒通路１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ夫々にて、各気筒ａ，ｂ，ｃ，ｄの
上記気筒冷媒通路の入口部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１
７ｄに分岐される。各気筒ａ，ｂ，ｃ，ｄ夫々の気筒冷
媒通路においては、上述したように、入口部１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ，１７ｄから、軸方向の連通路９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄ、環状冷媒通路８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄ、および反対側の連通路（図には表れていない）を通
り、最終的に冷媒戻し管１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８
ｄに夫々集められ、冷媒戻し管１８を気筒ｄからａに向
けて気筒列方向に流れる。

【００１５】一方、冷媒通路１１から各気筒ａ，ｂ，
ｃ，ｄの気筒冷媒通路に分岐されなかった冷媒は、冷媒
通路１１ｄの部分から上記冷媒通路１２，１３に分岐さ
れ、冷媒通路１２，１３を気筒ｄからａに向けて気筒列
方向に流れる。また、冷媒通路１２，１３夫々には、各
気筒ａ，ｂ，ｃ，ｄの冷媒通路１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ，１２ｄと、冷媒通路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄの部分の間で夫々流通できる配管が設けられている。
冷媒通路１２，１３夫々を流れる冷媒は気筒ａを通過し
た後、合流し、更に上記冷媒戻し管１８からの冷媒とも
合流してラジエータ２０に向けて還流する。尚、本実施
例においては、冷媒通路１１から冷媒通路１２，１３が
分岐される部分にオリフィス等が設けられており、冷媒
通路１１から各気筒冷媒通路に分岐される冷媒流量と、
冷媒通路１２，１３に流れる冷媒流量とが適正値となる
ように流量調整されている。

【００１６】このように、第１実施例の冷却装置におい
ては、シリンダヘッド１の冷媒通路を、気筒列方向に沿
う３つの冷媒通路１１，１２，１３に区画し、そのうち
の１つの冷媒通路１１にラジエータ２０からの冷媒の全
量を供給したため、冷媒通路１１内における冷媒の流速
が上昇し、これに伴って冷媒通路１１内の冷媒の圧力が
高くなる。このため、冷媒通路１１から分岐して気筒
ａ，ｂ，ｃ，ｄ夫々の気筒冷媒通路に流入する冷媒流量
が増大する。従って、内燃機関の気筒部の冷却能力が向
上し、先に提案した構成において問題とされていた、内
燃機関の熱間時における気筒部の冷却能力不足の恐れを
解消することができる。特に、本第１実施例の場合、冷
媒が入熱量の少ない吸気側から気筒冷媒通路に供給され
るため、冷媒は入口部１７において温度が低く抑えられ
ており、これによっても気筒部の冷却能力が更に向上す
る。

【００１７】また、第１実施例においては、吸気ポート
５の下部を通る冷媒通路１１に全量の冷媒を供給するこ
とにより、シリンダヘッド１における燃焼室７の吸気側
の壁とシリンダライナ３の吸気側内周面とが積極的に冷
却されており、これによってノッキングの発生を防止す
ることができる。なぜならば、ノッキングは、燃焼室７
の吸気側に溜まりやすい未排出の排気ガス（はしガス）
の高い温度により、燃焼室７の吸気側において異常着火
が起きて発生する場合が多い。従って、燃焼室７の吸気
側の温度を下げることにより、異常着火を防止してノッ
キングの発生を防止することができる。

【００１８】また、先に提案した冷却装置の構成と同
様、本第１実施例においても、冷媒はシリンダヘッド１
の冷媒通路１１から順次分岐されて各気筒の気筒冷媒通
路に供給されるため、エンジンの冷間時においてシリン
ダライナ３の過冷却による、ピストンのフリクションロ
スの増大や、シリンダブロック２とシリンダライナ３と
の間のシール性の問題は、先に提案した冷却装置同様に
解決することができる。更に、シリンダブロック２の上
方にあるシリンダヘッド１の冷媒通路１１からシリンダ
ブロック２の気筒冷媒通路へ冷媒を供給するため、先に
提案した冷却装置と同様に気泡の除去が容易となり、冷
媒への気泡混入による気筒冷媒通路の腐食、錆の発生に
ついても防止することができる。

【００１９】図５は本発明になる内燃機関の冷却装置の
第２実施例の構成断面図を示す。同図中、図１に示す構
成部分と対応する部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

【００２０】図５に示す第２実施例の冷却装置は、図１
に示す冷却装置における排気ポート６下部の冷媒通路１
２と冷媒戻し管１８とを共用させた構成の冷媒通路３０
が排気ポート６下部に設けられ、出口側の連通路１０の
上端部には、入口部１７と同一形状の出口部３１が設け
られて上記冷媒通路３０に接続された構成である。この
部分以外については図１乃至図４にて上述した第１実施
例と同一構成である。各気筒ａ，ｂ，ｃ，ｄの連通路１
０に集められた冷媒夫々は、出口部３１を通って冷媒通
路３０に集められて気筒ｄからａに向けて流れ、この際
にシリンダヘッド１の排気ポート６の下部を冷却する。
一般に、シリンダライナ３の外周部分の温度は、排気ポ
ート６の周囲部の温度に比べて低いため、冷媒は、シリ
ンダライナ３を冷却した後であっても、冷媒通路３０を
流れながらシリンダヘッド１を十分に冷却することがで
きる。冷却装置を図５に示すような構成とすることによ
り、上述した第１実施例の効果に加えて、冷却装置、即
ち内燃機関の小型化または構造の簡略化を図ることがで
きる。

【００２１】図６は本発明になる内燃機関の冷却装置の
第３実施例の構成断面図を示す。同図中、図１に示す構
成部分と対応する部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

【００２２】図６に示す第３実施例の冷却装置は、気筒
冷媒通路への冷媒の供給を排気ポート６側から行うよう
にしたものである。排気ポート６の下部に気筒列に沿っ
て設けられた冷媒通路４０および冷媒通路４０から各気
筒の気筒冷媒通路へ分岐する入口部４１の構造は、上述
した第２実施例における冷媒通路３０および出口部３１
の構造と同一である。また、気筒冷媒通路からの出口側
は、第１実施例の冷媒戻し管１８と同一構造の冷媒戻し
管４２をシリンダブロック２の外部に設けている。従っ
て、ラジエータ（図示せず）からの冷却された冷媒は、
その全量が冷媒通路４０に供給され、この冷媒通路４０
を気筒ａからｄに向けて流れる際に各気筒ａ，ｂ，ｃ，
ｄの入口部４１に順次分岐されて気筒冷媒通路に供給さ
れる。そして、各気筒を冷却した冷媒は、上記冷媒戻し
管４２に集められて気筒ｄからａ方向に流れ、再びラジ
エータへ至る。シリンダヘッド１の他の冷媒通路１１，
１３には、冷媒通路４０から各気筒の気筒冷媒通路に分
岐されない冷媒が気筒ｄからａに向けて流れ、シリンダ
ヘッド１を冷却する。

【００２３】上記構成の第３実施例の場合、シリンダヘ
ッド１において高温部分である排気ポート６の周囲部で
加熱された冷媒が気筒冷媒通路に供給されるため、冷間
時におけるシリンダライナ３の暖機性が上記第１、第２
実施例よりも向上し、上述した冷間時のピストンのフリ
クションロスの増大や、シリンダブロック２とシリンダ
ライナ３との間のシール性の問題をより効果的に解決す
ることができる。また、冷媒の全量が冷媒通路４０に供
給されるため、気筒冷媒通路に供給される冷媒流量が増
大して気筒部の冷却能力が向上する効果は、上記第１実
施例の場合と同様である。

【００２４】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば図１中、シリンダヘッド１の中央の冷
媒通路１３から各気筒の気筒冷媒通路に順次分岐するよ
うな構成でもよく、また、シリンダヘッド１に区画され
る冷媒通路は３つ以上に更に細かく区画した構成であっ
てもよい。

【００２５】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、全量の冷
媒が供給される冷媒通路における冷媒の圧力が高くな
り、その冷媒通路から各気筒冷媒通路夫々に分岐される
冷媒流量が増量するため、気筒部の冷却能力の向上を図
ることができ、内燃機関の冷却能力の最適化に寄与する
ところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる内燃機関の冷却装置の第１実施例
の構成断面図である。

【図２】図１におけるシリンダライナの構成図である。

【図３】複数の気筒に対して図１に示す構成を適用した
本発明の第１実施例の冷媒流路を示す図である。

【図４】図３における冷媒の流通順序を示したフローチ
ャートである。

【図５】本発明になる内燃機関の冷却装置の第２実施例
の構成断面図である。

【図６】本発明になる内燃機関の冷却装置の第３実施例
の構成断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ シリンダブロック ３ シリンダライナ ４ ピストン ５ 吸気ポート ６ 排気ポート ７ 燃焼室 ８，１１，１２，１３，３０，４０ 冷媒通路 ９，１０ 連通路 １７，４１ 入口部 １８，４２ 冷媒戻し管 ２０ ラジエータ ２１ サーモスタット ２２ ポンプ ３１ 出口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドを冷却するシリンダヘッ
   ド冷媒通路から、シリンダブロック内の気筒毎に独立し
   て形成された複数の気筒冷媒通路夫々に冷媒を順次分岐
   して供給する内燃機関の冷却装置において、 前記シリンダヘッド冷媒通路を気筒列方向に流通する複
   数の冷媒通路で区画すると共に、 ラジエータから前記シリンダヘッドへ供給される冷媒の
   全量を、前記複数の冷媒通路のうちのいづれか１つの冷
   媒通路に供給し、該全量の冷媒が供給される冷媒通路か
   ら前記複数の気筒冷媒通路夫々に順次分岐させる構成で
   あることを特徴とする内燃機関の冷却装置。