(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド内のウォータジャケットを、排気ポート側のウォータジャケットと他の部位のウォータジャケットとに隔成し、排気ポート側のウォータジャケットを流通する冷却水の循環経路を、他の部位のウォータジャケットを流通する冷却水の循環経路と別系統にし、排気ポート側のウォータジャケットの冷却水の循環経路に車室暖房用のヒータコアを備えると共に、その循環経路の途中を排気マニホールドに近設させ、排気マニホールドからの熱によって循環経路内に対流を生じさせて冷却水を循環させるようにしたエンジンの冷却装置。
【請求項２】
シリンダヘッド本体に対して排気ポート側の部分を排気ポート側のウォータジャケット部分を含み分割構造に形成した請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
シリンダヘッド本体と排気ポート側の部分との分割部に断熱部材を介装した請求項２に記載のエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水冷式のエンジンでは、ウォータポンプからシリンダヘッド、シリンダブロックに設けたウォータジャケットに冷却水を送って冷却を行っている。
【０００３】
こうした冷却装置において、吸気の充填効率を向上するために、シリンダヘッド内のウォータジャケットを吸気ポート側のウォータジャケットと排気ポート側のウォータジャケットとに隔成して、冷却水を、吸気ポート側のウォータジャケット→シリンダブロックのウォータジャケット→排気ポート側のウォータジャケット、あるいは、吸気ポート側のウォータジャケット→排気ポート側のウォータジャケット→シリンダブロックのウォータジャケットの順に流通して、吸気の冷却効果を高める吸気先行冷却システムがある（実開平７ー３５７４１号、特開平５ー８６９６８号、８ー２２６３２２号公報等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような吸気先行冷却システムは、冷却水を通す経路が長くなるため、通水抵抗が増大して、そのため大型のウォータポンプを用いなければならなかった。また、吸気ポート側を冷却後の冷却水温が比較的低く、冷却水量が多いとき等、排気ポート側のウォータジャケットを流通する冷却水によって排気ガスの温度が低下して、排気浄化装置の触媒の十分な浄化性能を得にくくなることがあった。
【０００５】
この発明は、吸気の的確な冷却およびウォータポンプの小型化を図ると共に、排気ガスを適正高温に保って排気浄化装置の触媒の十分な浄化性能を確保することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、シリンダヘッド内のウォータジャケットを、排気ポート側のウォータジャケットと他の部位のウォータジャケットとに隔成し、排気ポート側のウォータジャケットを流通する冷却水の循環経路を、他の部位のウォータジャケットを流通する冷却水の循環経路と別系統にし、排気ポート側のウォータジャケットの冷却水の循環経路に車室暖房用のヒータコアを備えると共に、その循環経路の途中を排気マニホールドに近設させ、排気マニホールドからの熱によって循環経路内に対流を生じさせて冷却水を循環させるようにする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、シリンダヘッド本体に対して排気ポート側の部分を排気ポート側のウォータジャケット部分を含み分割構造に形成する。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、シリンダヘッド本体と排気ポート側の部分との分割部に断熱部材を介装する。
【００１０】
【発明の効果】
第１の発明によれば、シリンダヘッドの排気ポート側の冷却水を、他の部位の冷却水と別系統にしたため、シリンダヘッドの排気ポート側の冷却水温を高温に保って排気ガスの温度を適正高温に保つことができ、排気浄化装置の触媒の高い浄化性能を確保して、排気中のＨＣ等を十分に低減することができる。この場合、冷却水ジャケットを増設するわけではないので、冷却水の総量はほとんど増加しない。また、吸気および燃焼室の周囲を的確に冷却できると共に、これらの循環経路の冷却水の放熱量および冷却水量が低減するので、ラジエータおよびウォータポンプを小型化でき、フリクション低減、コスト低減を図ることができる。
【００１１】
そして、排気ポート側の冷却水を循環させるのにウォータポンプを用いる必要がなく、コストの低減を図れると共に、排気ポート側の高温の冷却水によってヒータ性能が向上する。
【００１２】
第２、第３の発明によれば、排気ポート側の熱が吸気ポート側に伝わって吸気ポート側の温度の上昇を招いたり、吸気ポート側を流通する冷却水によって排気ポート側が冷されるといったことはなく、上記効果を一層高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図３はエンジン１の冷却系統を示すもので、シリンダヘッド２内ならびにシリンダブロック３内にはそれぞれウォータジャケットが形成される。
【００１５】
シリンダヘッド２内のウォータジャケットは、図４のように燃焼室４の周囲を含む吸気ポート５側のウォータジャケット（Ｃ／Ｈ  ＩＮＴ）６と排気ポート７側のウォータジャケット（Ｃ／Ｈ  ＥＸＨ）８とに隔成される。この場合、シリンダヘッド２本体に対して、排気ポート７側のヘッド部９はそのウォータジャケット８部分を含み分割構造に形成され、その分割部に断熱ガスケット１０が介装され、図示しないボルトによって排気ポート側７のヘッド部９とシリンダヘッド２本体とが固定される。
【００１６】
シリンダブロック３のエンジン前端側には、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）１１が設置される。ウォータポンプ１１の吐出部はシリンダブロック３のウォータジャケット（Ｃ／Ｂ）１２の冷却水の入口部に接続され、その入口部の途中にシリンダヘッド２の吸気ポート５側のウォータジャケット６への分岐部が形成される。シリンダヘッド２のエンジン後端側には、シリンダブロック３のウォータジャケット１２とシリンダヘッド２の吸気ポート５側のウォータジャケット６との冷却水の合流部およびその出口部が形成される。
【００１７】
この出口部は冷却水通路１３を介してラジエータ（ＲＡＤ）１４の上部入口に接続され、ラジエータ１４の下部出口は冷却水通路１５を介してウォータポンプ１１の吸込部に接続される。冷却水通路１３，１５間にはラジエータ１４をバイパスするバイパス通路１６が形成され、バイパス通路１６と冷却水通路１５の合流部には冷却水温の上昇に応じてラジエータ１４側を開通させるサーモスタットバルブ（Ｔ／ＳＴ）１７（図３参照）が介装される。
【００１８】
これらの冷却水通路１３，１５、ラジエータ１４、バイパス通路１６、ウォータポンプ１１等により、シリンダブロック３のウォータジャケット１２とシリンダヘッド２の吸気ポート５側のウォータジャケット６の冷却水の循環経路１８が形成される（図１参照）。
【００１９】
一方、シリンダヘッド２のエンジン後端側には、シリンダヘッド２の排気ポート７側のウォータジャケット８の冷却水の入口部が形成され、シリンダヘッド２のエンジン前端側には、その排気ポート７側のウォータジャケット８の冷却水の出口部が形成される。
【００２０】
この出口部は冷却水通路２０を介して車室暖房用のヒータコア２１の上部入口に接続され、入口部は冷却水通路２２を介してそのヒータコア２１の下部出口に接続される。
【００２１】
ヒータコア２１は、上部入口がシリンダヘッド２の排気ポート７側のウォータジャケット８よりも高位置になるように、下部出口がそのウォータジャケット８とほぼ同レベルの位置になるように高さ位置が設定される。冷却水通路２０は、途中が下流に向かって上り傾斜に形成されると共に、その傾斜部２３が排気マニホールド２４に沿うように近接して配置される。この場合、傾斜部２３は、排気マニホールド２４とエンジン１とに囲われる排気マニホールド２４下部側の高温領域に配置される。これによって、排気マニホールド２４等からの熱によって冷却水通路２０内に対流が生じて、冷却水の循環が行われる。なお、図２では傾斜部２３は直線的な通路形状にしているが、排気マニホールド２４の形状に合わせて曲線的な通路形状に形成して良い。
【００２２】
これらの冷却水通路２０，２２、ヒータコア２１により、前記循環経路１８とは別系統の、シリンダヘッド２の排気ポート７側のウォータジャケット８の冷却水の循環経路２５が形成される（図２参照）。
【００２３】
このように構成したため、循環経路１８では、冷却水はウォータポンプ１１によってシリンダブロック３のウォータジャケット１２ならびにシリンダヘッド２の吸気ポート５側のウォータジャケット６へ送られ、シリンダブロック３ならびにシリンダヘッド２の吸気ポート５側および燃焼室４の周囲の冷却が行われる。そして、これらの冷却後の冷却水は、冷却水通路１３からラジエータ１４を通って放熱してあるいは冷却水温が低いときはラジエータ１４をバイパスして、冷却水通路１５を通ってウォータポンプ１１に戻され、循環される。
【００２４】
一方、循環経路２５では、冷却水は強制循環されることはなく、そのためシリンダヘッド２の排気ポート７側のウォータジャケット８内の冷却水温は高温に保たれる。そして、排気マニホールド２４等からの熱を受けて冷却水通路２０の傾斜部２３内の冷却水に対流が生じると、その対流によって傾斜部２３内の冷却水がヒータコア２１側に導かれ、これに伴い排気ポート７側のウォータジャケット８内の冷却水が冷却水通路２０に導かれると共に、ヒータコア２１で放熱した冷却水が冷却水通路２２から排気ポート７側のウォータジャケット８内に送られ、循環される。
【００２５】
このため、循環経路１８を循環する冷却水によって吸気および燃焼室４の周囲を的確に冷却できると共に、ウォータポンプ１１はそのシリンダブロック３のウォータジャケット１２ならびにシリンダヘッド２の吸気ポート５側のウォータジャケット６の循環経路１８の冷却水を循環すれば良いので、ウォータポンプ１１を小型化できる。また、循環経路１８の冷却水の放熱量が低減するので、ラジエータ１４を小型化することができ、したがってフリクションを低減できると共に、コストの低減を図ることができる。
【００２６】
一方、シリンダヘッド２の排気ポート７側のウォータジャケット８の循環経路２５を他のウォータジャケット６，１２の循環経路１８と別系統にしたため、排気ガスの温度を適正高温に保つことができ、従来例のように排気ポート側のウォータジャケットを流通する冷却水温が低く、冷却水量が多いとき等の排気ガスの過冷却を防止できる。
【００２７】
このため、排気マニホールド２４下流に設置する排気浄化装置の触媒の高い浄化性能を得ることができる。また、冷却水のヒータコア２１への導入は、排気マニホールド２４等からの熱によって生じる対流によって行うため、ウォータポンプは不要である。また、この場合冷却水通路２０を排気マニホールド２４下部側に配置して対流を生じさせ、排気マニホールド２４周辺に付加的な冷却水ジャケットを設けるわけではないので、冷却水の総量はほとんど増加しない。
【００２８】
したがって、コストの低減を図りつつ、排気浄化装置の触媒の高い浄化性能を得て、排気中のＨＣ等を十分に低減することができる。
【００２９】
また、排気ポート７側のウォータジャケット８を通過した高温の冷却水をヒータコア２１に導入するので、ヒータ性能が向上する。
【００３０】
また、シリンダヘッド２本体に対して排気ポート７側のヘッド部９をウォータジャケット８部分を含み分割構造に形成すると共に、その分割部に断熱ガスケット１０を介装してシリンダヘッド２を形成するので、排気ポート７側の熱が吸気ポート５側に伝わって吸気ポート５側の温度の上昇を招いたり、吸気ポート５側のウォータジャケット６を流通する冷却水によって排気ポート７側が冷されるといったことはなく、シリンダヘッド２の排気ポート７側のウォータジャケット８を他のウォータジャケット６等と別系統にした場合の前述の効果を十分に高めることができる。
【００３１】
なお、循環経路２５では、排気マニホールド２４等からの熱によって冷却水通路２０の傾斜部２３内に対流を生じさせて、冷却水を循環させているが、そのシリンダヘッド２の排気ポート７側のウォータジャケット８よりもヒータコア２１の上部入口が高位置に設定されているため、ウォータジャケット８内の冷却水の温度上昇によって対流を生じさせて、冷却水を循環させるようにもできる。
【００３２】
また、シリンダヘッド２本体に対して排気ポート７側のヘッド部９を分割構造に形成しているが、一体構造に形成しても良い。ただし、この場合排気ポート７側のヘッド部９の断熱性は低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダヘッドの吸気ポート側、シリンダブロック側の冷却系統を示す概略構成図である。
【図２】シリンダヘッドの排気ポート側の冷却系統を示す概略構成図である。
【図３】冷却系統図である。
【図４】シリンダヘッドの断面図である。
【符号の説明】
２  シリンダヘッド
３  シリンダブロック
４  燃焼室
５  吸気ポート
６  吸気ポート側のウォータジャケット
７  排気ポート
８  排気ポート側のウォータジャケット
９  排気ポート側のヘッド部
１０  断熱ガスケット
１１  ウォータポンプ
１２  シリンダブロックのウォータジャケット
１３  冷却水通路
１４  ラジエータ
１５  冷却水通路
１６  バイパス通路
１７  サーモスタットバルブ
１８  循環経路
２０  冷却水通路
２１  ヒータコア
２２  冷却水通路
２３  傾斜部
２４  排気マニホールド
２５  循環経路
【図１】
0003651274.tif 000002
【図２】
0003651274.tif 000003
【図３】
0003651274.tif 000004
【図４】
0003651274.tif 000005