JPH05215009A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPH05215009A JPH05215009A JP4294157A JP29415792A JPH05215009A JP H05215009 A JPH05215009 A JP H05215009A JP 4294157 A JP4294157 A JP 4294157A JP 29415792 A JP29415792 A JP 29415792A JP H05215009 A JPH05215009 A JP H05215009A
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- internal combustion
- combustion engine
- orifice
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- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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- F02F2001/104—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling using an open deck, i.e. the water jacket is open at the block top face
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- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内燃機関の冷却液回路において、各気筒を均
一に冷却すると共に冷却液の乱流領域が発生しないよう
にする。 【構成】 シリンダブロック1及びシリンダヘッド2を
冷却するために液体が循環する回路は、入口オリフィス
16と、シリンダライナ28内の環状のくぼみ部34
と、連通ダクト22−23,24−25と、循環通路3
6と、出口オリフィス18とを具備する。入口オリフィ
ス16の軸線は気筒の整列方向に垂直をなす。出口オリ
フィス18は入口オリフィス16の直径よりも小さな直
径を有し、入口オリフィス16と出口オリフィス18と
は機関の同じ側に配置される。この機関は、あらゆるタ
イプの装置の牽引に適用され、あるいは一定の作動条件
で作動されることが好ましい機械を駆動するのに適用さ
れる。
一に冷却すると共に冷却液の乱流領域が発生しないよう
にする。 【構成】 シリンダブロック1及びシリンダヘッド2を
冷却するために液体が循環する回路は、入口オリフィス
16と、シリンダライナ28内の環状のくぼみ部34
と、連通ダクト22−23,24−25と、循環通路3
6と、出口オリフィス18とを具備する。入口オリフィ
ス16の軸線は気筒の整列方向に垂直をなす。出口オリ
フィス18は入口オリフィス16の直径よりも小さな直
径を有し、入口オリフィス16と出口オリフィス18と
は機関の同じ側に配置される。この機関は、あらゆるタ
イプの装置の牽引に適用され、あるいは一定の作動条件
で作動されることが好ましい機械を駆動するのに適用さ
れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に関し、この内
燃機関の改良された液体式冷却回路は、最適な運転条件
を得るのに寄与することができ、その結果排気ガス中に
含まれる有害物質の割合を著しく低減させることができ
る。
燃機関の改良された液体式冷却回路は、最適な運転条件
を得るのに寄与することができ、その結果排気ガス中に
含まれる有害物質の割合を著しく低減させることができ
る。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】内燃
機関の熱効率を向上させると共に環境を汚染するという
内燃機関の性質を低減させるために、これまでの研究は
機関の内部作動を向上させることに向けられると同時
に、主に熱または触媒によるあと燃えによって排気ガス
を処理することに向けられてきた。有害物質の含有量を
低く抑えるためには、同一の技術的具体例において上述
の両方のタイプの改良を行うことが非常に頻繁に必要と
される。
機関の熱効率を向上させると共に環境を汚染するという
内燃機関の性質を低減させるために、これまでの研究は
機関の内部作動を向上させることに向けられると同時
に、主に熱または触媒によるあと燃えによって排気ガス
を処理することに向けられてきた。有害物質の含有量を
低く抑えるためには、同一の技術的具体例において上述
の両方のタイプの改良を行うことが非常に頻繁に必要と
される。
【0003】本発明は第1のカテゴリの改良に属し、冷
却液の循環方法に関係する。最適な熱効率を得るために
は機関のあらゆる点(位置)において均一な作動温度を
維持することが重要である。現在公知の機関、特に直列
形に配置された複数個の気筒(シリンダ)を有する機関
では、冷却液はシリンダとシリンダブロック間に位置す
る空間内でクランクシャフトの軸線に平行に、より全体
的に云えばシリンダの整列方向に平行に循環する(図1
および図2参照)。成し遂げられる改良がどのようなも
の(加速、増大された圧力、冷却液の組成など)であっ
ても、冷却液の入口部と出口部との間には温度勾配が常
に存在し、斯くして第1の気筒の燃焼室内の温度は最後
の気筒の燃焼室内の温度と異なってしまう。更に、冷却
液が常に同一の流通断面を有していないので、シリンダ
ブロックとシリンダ間に必然的に乱流領域が生成され、
この乱流領域により機関の最適作動状態を乱す高温箇所
が発生せしめられてしまう。
却液の循環方法に関係する。最適な熱効率を得るために
は機関のあらゆる点(位置)において均一な作動温度を
維持することが重要である。現在公知の機関、特に直列
形に配置された複数個の気筒(シリンダ)を有する機関
では、冷却液はシリンダとシリンダブロック間に位置す
る空間内でクランクシャフトの軸線に平行に、より全体
的に云えばシリンダの整列方向に平行に循環する(図1
および図2参照)。成し遂げられる改良がどのようなも
の(加速、増大された圧力、冷却液の組成など)であっ
ても、冷却液の入口部と出口部との間には温度勾配が常
に存在し、斯くして第1の気筒の燃焼室内の温度は最後
の気筒の燃焼室内の温度と異なってしまう。更に、冷却
液が常に同一の流通断面を有していないので、シリンダ
ブロックとシリンダ間に必然的に乱流領域が生成され、
この乱流領域により機関の最適作動状態を乱す高温箇所
が発生せしめられてしまう。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一方で
は、冷却液がシリンダの整列方向に垂直をなす方向に循
環し、入口オリフィス及び出口オリフィスが機関の同じ
側、好ましくは吸気側に位置せしめられ、わずかな過圧
を生じさせるために出口オリフィスが入口オリフィスの
断面よりも小さな断面を有するようにシリンダブロック
及びそのシリンダヘッドを形成し、他方では、上述の冷
却液がシリンダの周りの一様な断面を有する空間内を循
環し、シリンダブロックからシリンダヘッドへの通路が
ダクトによって形成され、これらのダクトはシリンダブ
ロックとライナのカラーとの間に配置され、冷却液の入
口/出口側のダクトは反対側のダクトよりも小さな断面
を有するようにシリンダブロック及びそのシリンダヘッ
ドを形成することによって、上述の問題点を克服するこ
とができる。
は、冷却液がシリンダの整列方向に垂直をなす方向に循
環し、入口オリフィス及び出口オリフィスが機関の同じ
側、好ましくは吸気側に位置せしめられ、わずかな過圧
を生じさせるために出口オリフィスが入口オリフィスの
断面よりも小さな断面を有するようにシリンダブロック
及びそのシリンダヘッドを形成し、他方では、上述の冷
却液がシリンダの周りの一様な断面を有する空間内を循
環し、シリンダブロックからシリンダヘッドへの通路が
ダクトによって形成され、これらのダクトはシリンダブ
ロックとライナのカラーとの間に配置され、冷却液の入
口/出口側のダクトは反対側のダクトよりも小さな断面
を有するようにシリンダブロック及びそのシリンダヘッ
ドを形成することによって、上述の問題点を克服するこ
とができる。
【0005】本発明による改良は、作動システム、シリ
ンダ(気筒)の個数および配置、気筒容積、または使用
される燃料によらず、あらゆるタイプの機関に適用され
ることができる。
ンダ(気筒)の個数および配置、気筒容積、または使用
される燃料によらず、あらゆるタイプの機関に適用され
ることができる。
【0006】
【実施例】本発明をより良く理解すると共に本発明の目
的、特徴、詳細および利点をより明瞭に示すために、以
下に限定されない実施例として、250ccの湿式ライナ
付きの直列形の2気筒を有する4サイクルガソリン機関
について詳細に説明する。
的、特徴、詳細および利点をより明瞭に示すために、以
下に限定されない実施例として、250ccの湿式ライナ
付きの直列形の2気筒を有する4サイクルガソリン機関
について詳細に説明する。
【0007】図面中で水平な破線ハッチングが施されて
いる部分は冷却液を示し、参照符号の付いていない矢印
は冷却液の循環の向きを示す。シリンダブロックの全体
が参照符号1で示され、シリンダヘッドの全体が参照符
号2で示されている。本発明に直接関係しない機関の他
の部分(オイルパン、オイルフィルタ、ピストン、クラ
ンク、プーリ等)は図示されておらず、また参照符号も
付けられていない。
いる部分は冷却液を示し、参照符号の付いていない矢印
は冷却液の循環の向きを示す。シリンダブロックの全体
が参照符号1で示され、シリンダヘッドの全体が参照符
号2で示されている。本発明に直接関係しない機関の他
の部分(オイルパン、オイルフィルタ、ピストン、クラ
ンク、プーリ等)は図示されておらず、また参照符号も
付けられていない。
【0008】それらの内部を冷却液が循環せしめられる
シリンダブロック1およびシリンダヘッド2は、シリン
ダヘッド2内に設けられた穴38内に導入される組立用
スタッド26によって位置決めされ、シリンダブロック
1およびシリンダヘッド2は穴20内に係合する固定ね
じのような適切な手段によって組み立てられる。図5お
よび図6には冷却液用の取入れダクト3および出口ダク
ト5が示されており、これらのダクト3および5は固定
用ラグ8およびねじ9によってシリンダブロック1に、
またラグ12および固定ねじ13によってシリンダヘッ
ド2に夫々取り付けられる。各矢印は冷却液用の主入口
4および主出口7を示す。
シリンダブロック1およびシリンダヘッド2は、シリン
ダヘッド2内に設けられた穴38内に導入される組立用
スタッド26によって位置決めされ、シリンダブロック
1およびシリンダヘッド2は穴20内に係合する固定ね
じのような適切な手段によって組み立てられる。図5お
よび図6には冷却液用の取入れダクト3および出口ダク
ト5が示されており、これらのダクト3および5は固定
用ラグ8およびねじ9によってシリンダブロック1に、
またラグ12および固定ねじ13によってシリンダヘッ
ド2に夫々取り付けられる。各矢印は冷却液用の主入口
4および主出口7を示す。
【0009】図6にはまた、ダクト3および5が燃料混
合気用の吸入オリフィス15と同じ側の機関の面上に配
置されることが示されている。更に図6には冷却液用の
入口オリフィス16および出口オリフィス18が破線で
示されており、出口オリフィス18は入口オリフィス1
6の直径よりも小さい直径を有することがわかる。
合気用の吸入オリフィス15と同じ側の機関の面上に配
置されることが示されている。更に図6には冷却液用の
入口オリフィス16および出口オリフィス18が破線で
示されており、出口オリフィス18は入口オリフィス1
6の直径よりも小さい直径を有することがわかる。
【0010】分解斜視図を示す図7、および図8以降の
各図および各断面図は本発明による水の循環方法をより
良く理解できるようにするためのものである。上述の各
構成要素の他に、穴10はラグ8を取り付けるのに役立
つ。シリンダブロック1の平坦な表面上にはシリンダブ
ロック1とシリンダヘッド2間の連通ダクトが現われて
おり、冷却液の入口/出口側の連通ダクト22は冷却液
の入口/出口と反対側の連通ダクト24よりも小さな断
面を有する。この差異は図8または図10に更により明
瞭に示されている。図10にはシリンダブロック1のダ
クト22および24に対面するようにシリンダヘッド2
内に設けられた連通オリフィス23および25が示され
ている。この断面の差異により、冷却液がシリンダヘッ
ド2の循環通路36内に流れ込む前に環状のくぼみ部3
4内を循環せしめられることが可能となる。
各図および各断面図は本発明による水の循環方法をより
良く理解できるようにするためのものである。上述の各
構成要素の他に、穴10はラグ8を取り付けるのに役立
つ。シリンダブロック1の平坦な表面上にはシリンダブ
ロック1とシリンダヘッド2間の連通ダクトが現われて
おり、冷却液の入口/出口側の連通ダクト22は冷却液
の入口/出口と反対側の連通ダクト24よりも小さな断
面を有する。この差異は図8または図10に更により明
瞭に示されている。図10にはシリンダブロック1のダ
クト22および24に対面するようにシリンダヘッド2
内に設けられた連通オリフィス23および25が示され
ている。この断面の差異により、冷却液がシリンダヘッ
ド2の循環通路36内に流れ込む前に環状のくぼみ部3
4内を循環せしめられることが可能となる。
【0011】図7にはまた、上側カラー30および下側
カラー31を有するシリンダライナ28が示されてい
る。上側カラー30上および下側カラー31上にはシリ
ンダライナ28の回転を阻止することができるように平
坦部32および33が設けられる。また図8および図9
から、入口部16からダクト22及び24に至るシリン
ダブロック1内の冷却液の循環の様子がわかる。ダクト
22及び24は、図10にその底面図が示されるシリン
ダヘッド2の穴23及び25と夫々連通している。
カラー31を有するシリンダライナ28が示されてい
る。上側カラー30上および下側カラー31上にはシリ
ンダライナ28の回転を阻止することができるように平
坦部32および33が設けられる。また図8および図9
から、入口部16からダクト22及び24に至るシリン
ダブロック1内の冷却液の循環の様子がわかる。ダクト
22及び24は、図10にその底面図が示されるシリン
ダヘッド2の穴23及び25と夫々連通している。
【0012】図10はまた、弁座43および点火栓収容
部44を冷却するためにシリンダヘッド2内の種々の部
分間をつなぐように機械加工された冷却液の循環通路3
6を示している。図11には冷却液の出口オリフィス1
8と反対側に位置する排気オリフィス40が破線で示さ
れている。図11から、図13および図14に示す各断
面図の関係が良くわかる。図13および図14は図12
に示す断面図と共に、シリンダヘッド2の通路36内の
冷却液の循環の様子を示している。
部44を冷却するためにシリンダヘッド2内の種々の部
分間をつなぐように機械加工された冷却液の循環通路3
6を示している。図11には冷却液の出口オリフィス1
8と反対側に位置する排気オリフィス40が破線で示さ
れている。図11から、図13および図14に示す各断
面図の関係が良くわかる。図13および図14は図12
に示す断面図と共に、シリンダヘッド2の通路36内の
冷却液の循環の様子を示している。
【0013】最後に、図15は図9および図13を組み
合わせたものであり、図15にはこれまで詳細に説明し
てきた事項が総合的に示されている。図15には、気筒
の整列方向に垂直をなす方向にシリンダブロック1およ
びシリンダヘッド2内を循環する冷却液の循環の様子が
示されている。冷却液は、入口オリフィス16からシリ
ンダライナ28の環状のくぼみ部34を通り、次いで連
通ダクト22−23および24−25を通って循環通路
36内に流入し、最終的に出口オリフィス18に至るよ
うに循環する。出口オリフィス18は入口オリフィス1
6と同じ側の機関の面上に位置し、出口オリフィス18
は入口オリフィス16よりも小さな直径を有する。
合わせたものであり、図15にはこれまで詳細に説明し
てきた事項が総合的に示されている。図15には、気筒
の整列方向に垂直をなす方向にシリンダブロック1およ
びシリンダヘッド2内を循環する冷却液の循環の様子が
示されている。冷却液は、入口オリフィス16からシリ
ンダライナ28の環状のくぼみ部34を通り、次いで連
通ダクト22−23および24−25を通って循環通路
36内に流入し、最終的に出口オリフィス18に至るよ
うに循環する。出口オリフィス18は入口オリフィス1
6と同じ側の機関の面上に位置し、出口オリフィス18
は入口オリフィス16よりも小さな直径を有する。
【0014】上述した実施例では冷却液の入口部および
出口部が燃料混合気の吸入パイプ側に配置されている。
しかしながら、排気パイプ側に冷却液の入口部および出
口部を有する機関を提供することも本発明の範囲内で可
能である。また、2気筒よりも多い気筒数の機関および
/または250ccよりも大きい気筒容積の機関を提供す
ること、または2サイクル機関を提供すること、または
ガソリン以外の燃料を用いる機関を提供することも本発
明の範囲内で可能である。
出口部が燃料混合気の吸入パイプ側に配置されている。
しかしながら、排気パイプ側に冷却液の入口部および出
口部を有する機関を提供することも本発明の範囲内で可
能である。また、2気筒よりも多い気筒数の機関および
/または250ccよりも大きい気筒容積の機関を提供す
ること、または2サイクル機関を提供すること、または
ガソリン以外の燃料を用いる機関を提供することも本発
明の範囲内で可能である。
【0015】本発明による冷却システムはあらゆる場合
に効率の向上および/または燃料消費量の改善を達成す
ることができる。好ましい実施例によれば、これらの改
善点の他に、定常状態での機関回転時に排気ガス中の有
害物質の生成を低減することができる。主機関または補
助機関として作動する本発明による機関は、車両などの
あらゆるタイプの装置において、およびポンプや発電機
などのあらゆるタイプの機械の駆動部において適用され
ることができる。
に効率の向上および/または燃料消費量の改善を達成す
ることができる。好ましい実施例によれば、これらの改
善点の他に、定常状態での機関回転時に排気ガス中の有
害物質の生成を低減することができる。主機関または補
助機関として作動する本発明による機関は、車両などの
あらゆるタイプの装置において、およびポンプや発電機
などのあらゆるタイプの機械の駆動部において適用され
ることができる。
【図1】従来の機関における冷却液の循環の原理を示す
概略平面図である。
概略平面図である。
【図2】従来の機関における冷却液の循環の原理を示す
概略側面図である。
概略側面図である。
【図3】本発明による機関における冷却液の循環の原理
を示す概略平面図である。
を示す概略平面図である。
【図4】本発明による機関における冷却液の循環の原理
を示す概略側面図である。
を示す概略側面図である。
【図5】図6の矢印Vに沿ってみた完全な機関の正面図
である。
である。
【図6】図5の矢印VIに沿ってみた完全な機関の側面図
である。
である。
【図7】図5の VII−VII 線に従ってシリンダブロック
とシリンダライナのみを示す機関の概略的な分解斜視図
である。
とシリンダライナのみを示す機関の概略的な分解斜視図
である。
【図8】図6のVIII−VIII線に沿ってみた機関ブロック
の頂面図であって、二つのシリンダライナはカラーの高
さの所で断面がとられている。
の頂面図であって、二つのシリンダライナはカラーの高
さの所で断面がとられている。
【図9】破断された断面図であって、その下方部分は図
8のシリンダブロック及びシリンダライナのIX−IX線に
沿って断面がとられ、その上方部分は図8のXV−XV線に
沿って断面がとられている。
8のシリンダブロック及びシリンダライナのIX−IX線に
沿って断面がとられ、その上方部分は図8のXV−XV線に
沿って断面がとられている。
【図10】図6のX−X線または図11の矢印Xに沿っ
てみたシリンダヘッドの底面図である。
てみたシリンダヘッドの底面図である。
【図11】図10の矢印XIに沿ってみたシリンダヘッド
の側面図である。
の側面図である。
【図12】図10の XII−XII 線に沿ってみたシリンダ
ヘッドの断面図である。
ヘッドの断面図である。
【図13】図11のXIII−XIII線に沿ってみた断面図で
ある。
ある。
【図14】図11の XIV−XIV 線に沿ってみた断面図で
ある。
ある。
【図15】シリンダブロック及びシリンダヘッド内にお
ける冷却液の循環の様子を示す、図9および図13に夫
々示される断面図を組み合わせた図である。
ける冷却液の循環の様子を示す、図9および図13に夫
々示される断面図を組み合わせた図である。
1…シリンダブロック 2…シリンダヘッド 3…取入れダクト 5…出口ダクト 15…吸入オリフィス 16…入口オリフィス(入口部) 18…出口オリフィス(出口部) 22,24…連通ダクト 23,25…連通オリフィス(連通ダクト、穴) 28…シリンダライナ 30…上側カラー 31…下側カラー 32,33…平坦部 34…環状のくぼみ部 36…循環通路 40…排気オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス ペーター ゲッティ スイス国,ツェーハー−5732 ツェッツビ ル,ブルンナッカー 259
Claims (10)
- 【請求項1】 シリンダの整列方向に全体的に垂直をな
す方向に冷却液を向かわせる循環手段を有するシリンダ
ブロック及びシリンダヘッドのための冷却回路を具備す
る内燃機関。 - 【請求項2】 上記冷却液の循環手段が、シリンダブロ
ック内に配置された冷却液の入口部と、シリンダヘッド
内に配置された出口部とを具備し、該入口部と該出口部
とが機関の同じ側に配置される、請求項1に記載の内燃
機関。 - 【請求項3】 冷却液の入口部と出口部とが燃料混合気
が吸入される側に配置される、請求項2に記載の内燃機
関。 - 【請求項4】 冷却液の入口部と出口部とが、使用され
た燃料が排出される側に配置される、請求項2に記載の
内燃機関。 - 【請求項5】 冷却回路は、各シリンダに垂直に、シリ
ンダライナの周りに配置された環状のくぼみ部と、シリ
ンダブロック内に形成されたダクトとに連通する冷却液
の入口オリフィスを具備し、シリンダブロック内に形成
されたダクトはシリンダヘッド内に形成されたダクトと
連通し、シリンダヘッド内に形成されたダクト自体はシ
リンダヘッド内に配置された循環通路と連通し、循環通
路は入口オリフィスと同じ機関の側に配置された冷却液
の出口オリフィスまで延びている、請求項1に記載の内
燃機関。 - 【請求項6】 冷却液の出口オリフィスは入口オリフィ
スの断面よりも小さな断面を有する、請求項5に記載の
内燃機関。 - 【請求項7】 冷却液の入口部/出口部側に位置するシ
リンダブロックとシリンダヘッド間の連通ダクトは、冷
却液の入口部/出口部と反対側に位置するダクトの断面
よりも小さな断面を有する、請求項5に記載の内燃機
関。 - 【請求項8】 各シリンダライナの周りに配置された環
状のくぼみ部およびシリンダヘッド内の循環通路がほぼ
一定の断面を有する、請求項5に記載の内燃機関。 - 【請求項9】 各シリンダライナ内に配置された環状の
くぼみ部が互いに連通している、請求項5に記載の内燃
機関。 - 【請求項10】 各シリンダライナは半径方向外方に延
びる上側カラー及び下側カラーを具備し、各カラーは平
坦部を有し、該平坦部は隣接するシリンダライナの対応
する平坦部と協働してシリンダライナの回転を阻止す
る、請求項5に記載の内燃機関。
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