(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダライナの壁面温度が高くなる部分を重点的に冷却し、シリンダライナの壁温不均衡を是正して適正化でき、エンジンの冷却損失を低減しつつノッキングを防止する。【解決手段】シリンダヘッド４の下面とシリンダブロック２内のシリンダボア６とによって囲まれる燃焼室７と、燃焼室の天井面に開口する吸気孔９および排気孔１０と、シリンダボアの内周壁を構成するシリンダライナと、シリンダブロックと一体に形成されシリンダライナを保持するシリンダライナ保持壁と、シリンダライナ保持壁の外周を囲むウォータジャケットと、を有するエンジンの冷却装置において、シリンダライナ保持壁の外周面とシリンダライナの外周面との間を連絡する連通孔を、シリンダライナのシリンダヘッド側端部近傍であり、かつシリンダライナの周方向で排気孔の外周側に対応する部分に配置したことを特徴とする。【選択図】図１
2016102412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの下面とシリンダブロック内のシリンダボアとによって囲まれる燃焼室と、前記燃焼室の天井面に開口する吸気孔および排気孔と、前記シリンダボアの内周壁を構成するシリンダライナと、前記シリンダブロックと一体に形成され前記シリンダライナを保持するシリンダライナ保持壁と、前記シリンダライナ保持壁の外周を囲むウォータジャケットと、を有するエンジンの冷却装置において、前記シリンダライナ保持壁の外周面と前記シリンダライナの外周面との間を連絡する連通孔を、前記シリンダライナのシリンダヘッド側端部近傍であり、かつ前記シリンダライナの周方向で前記排気孔の外周側に対応する部分に配置したことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
前記連通孔と連通する孔部を前記シリンダライナの外周面に形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
前記連通孔の中心線を前記シリンダライナのボア中心から半径方向外側へ向かうにつれて、前記シリンダヘッドに近づくように傾斜させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項４】
前記連通孔を複数個備え、前記シリンダライナの壁温に応じて前記連通孔の深さを変更したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はエンジンの冷却装置に係り、特に、シリンダライナの高温となる部分を冷却してエンジンの冷却損失を低減しつつノッキングの防止を図ったエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンには、シリンダブロックと一体に形成されたシリンダライナ保持壁にシリンダボアの内周壁を構成するシリンダライナを保持させ、シリンダヘッドの下面とシリンダブロック内のシリンダボアとによって囲まれる燃焼室を備えるエンジンがある。エンジンは、燃焼により発生する熱に晒されるシリンダライナやシリンダヘッドを冷却する冷却装置を備える。冷却装置は、シリンダライナ保持壁を囲むウォータジャケットに冷却水を流通させて冷却を行うことで、冷却損失、摩擦損失などの各種損失を最小限に押さえて燃焼効率を高めることができる。
従来のエンジンの冷却装置には、特許文献１に、シリンダライナを上死点側の熱伝導率が下死点側の熱伝導率よりも高くなるように形成された傾斜機能材料で構成し、壁面温度が低い吸気バルフ付近も含めてシリンダライナのシリンダヘッド側全周を積極的に冷却する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０５１３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シリンダライナは、燃焼により発生する熱に晒され、更に排気工程時に排気バルブの排気孔から排気ポートに向かって流れる高温の排気ガスに晒されることから、シリンダヘッド側端部に温度不均衡が生じる。
一般的に、ノッキングが発生する主原因は、内部ＥＧＲ増大や吸気温度の上昇、高圧縮比化等による圧縮上死点時の混合気温度が高い状態で発生する。また、上記条件に加え、筒内壁面温度が不均一で高温壁面部が存在する場合には、ノッキングが助長されることが知られている。この温度不均衡を積極的に改良してノッキングを抑制し、冷却損失を最小限とすることで熱効率向上することが可能となる。
【０００５】
ところが、前記特許文献１のエンジンの冷却装置は、シリンダライナの壁面温度が低い吸気バルフ付近も含めて、シリンダライナのシリンダヘッド側端部全周を積極的に冷却する構造である。これより、前記特許文献１のエンジンの冷却装置は、シリンダライナのシリンダヘッド側端部近傍であり、排気孔に向かって流れる排気ガスで加熱されて高温となる部分を重点的に冷却することができない。このため、前記特許文献１のエンジンの冷却装置は、シリンダライナの壁温不均衡を是正できず、エンジンの冷却損失を低減しつつノッキングを防止することができない問題があった。
【０００６】
この発明は、シリンダライナの壁面温度が高くなる部分を重点的に冷却することができ、シリンダライナの壁温不均衡を是正して適正化でき、エンジンの冷却損失を低減しつつノッキングを防止できるエンジンの冷却装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、シリンダヘッドの下面とシリンダブロック内のシリンダボアとによって囲まれる燃焼室と、燃焼室の天井面に開口する吸気孔および排気孔と、シリンダボアの内周壁を構成するシリンダライナと、シリンダブロックと一体に形成されシリンダライナを保持するシリンダライナ保持壁と、シリンダライナ保持壁の外周を囲むウォータジャケットと、を有するエンジンの冷却装置において、シリンダライナ保持壁の外周面とシリンダライナの外周面との間を連絡する連通孔を、シリンダライナのシリンダヘッド側端部近傍であり、かつシリンダライナの周方向で排気孔の外周側に対応する部分に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、連通孔を通してウォータジャケットの冷却水をシリンダライナの外周面に導くことで、他の周辺部と比べて壁面の温度が高くなるシリンダライナのシリンダヘッド側端部近傍であり、かつシリンダライナの周方向で排気孔の外周側の部分を重点的に冷却することができ、この部分の冷却効果を向上させることができる。
また、この発明は、上記部分を重点的に冷却することで、シリンダライナの壁温の不均衡を是正して適正化でき、エンジンの冷却損失を低減しつつノッキングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１はエンジンの断縦面図である。（実施例）
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線による断面図である。（実施例）
【図３】図３は図１の矢印Ｂ部分の拡大断面図である。（実施例）
【図４】図４は連通孔の深さを変更した図１のＡ−Ａ線による断面図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図１・図２において、エンジン１は、シリンダブロック２の上面３にシリンダヘッド４の下面５を接合し、シリンダヘッド４の下面５とシリンダブロック２内のシリンダボア６とによって囲まれる燃焼室７を備える。シリンダヘッド４は、燃焼室７の天井面８に開口する吸気孔９および排気孔１０を備える。吸気孔９および排気孔１０は、ボア中心Ｃを挟んで２つずつ配置される。
シリンダヘッド４は、吸気孔９に連通して燃焼室７に吸気を導く吸気ポート１１を備え、排気孔１０に連通して燃焼室７から排気ガスを排出する排気ポート１２を備える。シリンダヘッド４は、吸気孔９を開閉する吸気バルブ１３を備え、排気孔１０を開閉する排気バルブ１４を備える。シリンダヘッド４は、吸気孔９および排気孔１０で囲まれるボア中心Ｃに点火プラグ１５を配置している。
シリンダブロック２は、外殻を形成するシリンダブロック外側壁１６の内側に、間隔を開けて一体に形成されたシリンダライナ保持壁１７を備える。シリンダライナ保持壁１７は、シリンダボア６の内周壁を構成するシリンダライナ１８を保持する。シリンダブロック２は、シリンダライナ１８の内周面で形成するシリンダ１９内にピストンを往復運動可能に内蔵する。
エンジン１は、吸気ポート１１から吸気孔９を経て燃焼室７に吸入した吸気と燃料との混合気を点火プラグ１５で着火燃焼させ、燃焼圧力でピストンを往復運動作させて駆動力を取り出す。混合気の燃焼により生成された燃焼室７の排気ガスは、図１に矢印Ｄで示すように、排気孔１０に向かって流れ、排気孔１０から排気ポート１２を経て外部に排出される。
【００１２】
エンジン１は、燃焼により発生する熱に晒されるシリンダライナ１８やシリンダヘッド４を冷却する冷却装置２０を備える。
冷却装置２０は、シリンダブロック２のシリンダブロック外壁１６とシリンダライナ保持壁１７との間にウォータジャケット２１を有している。ウォータジャケット２１は、シリンダライナ保持壁１７の外周を囲むように配置される。シリンダブロック２のウォータジャケット２１は、シリンダヘッド４のウォータジャケット２２に連通している。
冷却装置２０は、シリンダライナ保持壁１７を囲むウォータジャケット２１に冷却水を流通させてシリンダブロック２及びシリンダライナ１８の冷却を行う。シリンダブロック２及びシリンタライナ１８を冷却した冷却水は、シリンダヘッド４のウォータジャケット２２に流れ、吸気バルブ１３および排気バルブ１４を冷却する。
【００１３】
冷却装置２０は、シリンダライナ保持壁１７の外周面２３とシリンダライナ１８の外周面２４との間を連絡する連通孔２５を備える。連通孔２５は、シリンダライナ１８のシリンダヘッド側端部２６の近傍であり、かつシリンダライナ１８の周方向で排気孔１０の外周側に対応する部分に配置している。
この実施例において、連通孔２５を複数個備え、連通孔２５が配置されるシリンダライナ１８のシリンダヘッド側端部２６の近傍は、図１に示すように、開弁した排気バルブ１４を迂回して排気孔１０に向かって流れる高温の排気ガス（矢印Ｄ）が接する部分である。また、連通孔２５が配置されるシリンダライナ１８の周方向で排気孔１０の外周側に対応する部分は、図２に示すように、ボア中心Ｃから２つの排気孔１０の外縁に接して延びる２本の延長線Ｅで囲まれる範囲Ｆ内である。
複数個の連通孔２５は、シリンダライナ１８の壁温に応じて間隔Ｇを変更している。連通孔２５は、範囲Ｆ内において、排気孔１０から離間して壁温が低い部分では大きな間隔Ｇ１で配置し、排気孔１０に近づいて壁温が高まった部分では間隔Ｇ１よりも狭めた間隔Ｇ２で配置（Ｇ１＞Ｇ２）し、排気孔１０に接近して壁温が高い部分では最狭の間隔Ｇ３で配置（Ｇ２＞Ｇ３）している。
冷却装置２０は、図３に示すように、連通孔２５と連通する孔部２７をシリンダライナ１８の外周面２４に形成し、連通孔２５をシリンダライナ保持壁１７の外周面２３からシリンダライナ１８の内奥部にまで到達させている。そして、冷却装置２０は、シリンダライナ１８の内奥部に達する連通孔２５の中心線Ｈを、シリンダライナ１８のボア中心Ｃから半径方向外側へ向かうにつれて、シリンダヘッド４に近づくように傾斜させている。
図３においては、連通孔２５のシリンダライナ保持壁１７の外周面２３の開口がシリンダブロック２の上面３側に向くように、シリンダブロック２の上面３と平行な線分Ｉに対して連通孔２５の中心線Ｈを角度θだけ傾斜させている。
冷却装置２０は、シリンダブロック２のウォータジャケット２１を流れる冷却水を連通孔２５によりシリンダライナ１８の外周面２４に導き、排気孔１０に向かって流れる高温の排気ガスの焼熱に晒されて特に高温となる、シリンダヘッド側端部２６の近傍であって排気孔１０の外周側に対応する範囲Ｆの部分のシリンダライナ１８を重点的に冷却する。
【００１４】
このように、エンジン１の冷却装置２０は、連通孔２５を通してウォータジャケット２１の冷却水をシリンダライナ１８の外周面２４に導くことで、排気ガスによって加熱され、吸気孔９の周辺部と比べて壁面の温度が高くなるシリンダライナ１８のシリンダヘッド側端部２６の近傍であり、かつシリンダライナ１８の周方向で排気孔１０の外周側の部分の冷却効果を向上させることができる。
また、冷却装置２０は、上記部分を重点的に冷却することで、シリンダライナ１８の壁温の不均衡を是正して適正化でき、エンジン１の冷却損失を低減しつつノッキングを防止することができる。
さらに、冷却装置２０は、連通孔２５をシリンダライナ１８の外周面２４側に形成した孔部２７に連通してシリンダライナ１８の内奥部に到達させているので、シリンダライナ１８のシリンダヘッド側端部２６の近傍であり、かつシリンダライナ１８の周方向で排気孔１０の外周側の部分の冷却効果をさらに向上できる。
そして、冷却装置２０は、連通孔２５の中心線Ｈをシリンダライナ１８のボア中心Ｃから半径方向外側へ向かうにつれて、シリンダヘッド４に近づくように傾斜させたことで、連通孔２５内の冷却水が沸騰して蒸気が発生した場合、連通孔２５の傾斜により蒸気を連通孔２５外に排出して冷却水を導入し、シリンダライナ１８の冷却効果を向上できる。
また、冷却装置２０は、シリンダライナ１８の周方向で排気孔１０の外周側に対応する部分（範囲Ｆ）において、シリンダライナ１８の壁温に応じて、連通孔２５を排気孔１０に近づくに従い大きな間隔Ｇ１から中位の間隔Ｇ２、最狭の間隔Ｇ１になるように間隔Ｇを変更したので、排気孔１０に近く高温となる部分ほど多くの連通孔２５が配置されて冷却効果を高めることができ、シリンダライナ１８の壁温の不均衡を是正して適正化でき、エンジンの冷却損失を低減しつつノッキング防止効果を向上させることができる。
【００１５】
なお、上述実施例においては、シリンダライナ保持壁１７の外周面２３とシリンダライナ１８の外周面２４との間を連絡する連通孔２５を設けたが、図４に示すように、シリンダライナ１８の壁温に応じて連通孔２５のシリンダライナ１８の内奥部に達する深さＪを変更することができる。
連通孔２５は、範囲Ｆ内において、排気孔１０から離間して壁温が低い部分では小さな深さＪ１に設定し、排気孔１０に近づいて壁温が高まった部分では深さＪ１よりも長い深さＪ２（Ｊ１＜Ｊ２）に設定し、排気孔１０に接近して壁温が高い部分では最長の深さＪ３（Ｊ２＜Ｊ３）に設定している。
冷却装置２０は、シリンダライナ１８の周方向で排気孔１０の外周側に対応する部分（範囲Ｆ）において、シリンダライナ１８の壁温に応じて、連通孔２５を排気孔１０に近づくに従い浅い深さＪ１から中位の深さＪ２、最深の深さＪ１になるように深さＪを変更したので、排気孔１０に近く高温となる部分ほど深い連通孔２５が配置されて冷却効果を高めることができ、シリンダライナ１８の壁温の不均衡を是正して適正化でき、エンジンの冷却損失を低減しつつノッキング防止効果を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は、シリンダライナの壁面温度が高くなる部分を重点的に冷却し、シリンダライナの壁温不均衡を是正して適正化でき、エンジンの冷却損失を低減しつつノッキングを防止できるものであり、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンにも適用可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１  エンジン
２  シリンダブロック
４  シリンダヘッド
６  シリンダボア
７  燃焼室
９  吸気孔
１０  排気孔
１３  吸気バルブ
１４  排気バルブ
１５  点火プラグ
１７  シリンダライナ保持壁
１８  シリンダライナ
１９  シリンダ
２０  冷却装置
２１  シリンダブロック２のウォータジャケット
２３  シリンダライナ保持壁１７の外周面
２４  シリンダライナ１８の外周面
２５  連通孔
２６  シリンダヘッド側端部
２７  孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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