特許 6040658 内燃機関の冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6040658

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】内燃機関の冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 3/02 20060101AFI20161128BHJP

【ＦＩ】

   F01P3/02 S

   F01P3/02 T

   F01P3/02 F

   F01P3/02 M

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2012-202338(P2012-202338)

(22)【出願日】2012年9月14日

(65)【公開番号】特開2014-55579(P2014-55579A)

(43)【公開日】2014年3月27日

【審査請求日】2015年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】小倉 良介

(72)【発明者】

【氏名】市原 敬義

【審査官】 稲葉 大紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２７２４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−３１４３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−１４７１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８６０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１５６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１７３６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１４３８６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第００８１６６５１（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ １／００−１１／２０

Ｆ０２Ｆ １／００− １／４２

７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダブロック及びシリンダヘッドを備えるエンジン本体を、その内部の冷却媒体通路を流れる冷却媒体によって冷却する内燃機関の冷却装置であって、
前記冷却媒体通路は、前記シリンダヘッドの排気ポートよりも吸気ポートに近い部位の前記シリンダヘッドの側壁に形成されて冷却媒体が流入する流入口と、
前記吸気ポート近傍の前記流入口から、前記シリンダヘッド内において前記排気ポートに向けて延設される第１通路と、
前記第１通路の前記流入口と反対側の前記排気ポート側の端部から、前記シリンダブロックの前記排気ポートに対応する側に向けて、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとにわたって延設される第２通路と、
前記第２通路を流れる冷却媒体を前記エンジン本体の外部に流出させる流出口と、を備えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。

【請求項2】

前記第２通路におけるシリンダヘッド側の通路とシリンダブロック側の通路とは、上下方向に直線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリンダブロック及びシリンダヘッドを備えるエンジン本体を、その内部の冷却媒体通路を流れる冷却媒体によって冷却する内燃機関の冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジン本体を、その内部に設けられた冷却水通路に冷却水を流して冷却する技術としては、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。この内燃機関の冷却装置は、エンジンフロント側からシリンダブロックの冷却水通路に入った冷却水が、エンジンリア側に流れながら、途中の開口からシリンダヘッドの冷却水通路の排気ポート側に入る。その後、冷却水は、シリンダヘッド内の冷却水通路の吸気ポート側に向けて流れてエンジン外部に流出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−１７７４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記したように従来の内燃機関の冷却装置では、シリンダブロックを冷却した冷却水がシリンダヘッドの排気ポート側を流れた後、シリンダヘッドの吸気ポート側に向けて流れている。このため、シリンダヘッドの吸気ポート側を流れる冷却水は、温度の高い排気ポート側で温められたものとなり、よって吸気ポート側をより冷やして吸気温度をより低下させることが困難となっている。

【0005】

そこで、本発明は、シリンダヘッドの吸気ポート側をより冷やして吸気温度をより低下させることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、エンジン本体内の冷却媒体通路が、シリンダヘッドの排気ポートよりも吸気ポートに近い部位のシリンダヘッドの側壁に形成される流入口と、吸気ポート近傍の流入口から、排気ポートに向けて延設される第１通路と、この第１通路の排気ポート側の端部から、シリンダブロックの排気ポートに対応する側に向けて、シリンダヘッドとシリンダブロックとにわたって延設される第２通路と、この第２通路を流れる冷却媒体をエンジン本体の外部に流出させる流出口と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、エンジン本体内に流入する冷却水は、シリンダヘッドの排気ポートよりも吸気ポートに近い部位のシリンダヘッドの側壁に位置する流入口からとなるので、吸気ポート側が効率よく冷却されて、吸気温度をより低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る自動車用エンジンにおける冷却水通路の概略を示すエンジン本体の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の内燃機関の冷却装置に関する実施の形態を図面に基づき説明する。

【0010】

図１に分解斜視図として示すように、例えば自動車用のエンジンにおけるエンジン本体１は、シリンダブロック３と、該シリンダブロック３のシリンダヘッド取付面３ａにガスケット５を介して取り付けられるシリンダヘッド７と、を備えている。そして、これらシリンダブロック３及びシリンダヘッド７内には、エンジンを冷却するために、冷却媒体である冷却水９を流通させる冷却媒体通路となる冷却水通路１１を形成している。なお、図１に示す内燃機関としてのエンジンは直列４気筒エンジンである。

【0011】

冷却水通路１１には、ウォータポンプ１３から冷却水９を供給する。ウォータポンプ１３は、図示しないラジエータで冷却された冷却水９を吸入口１３ａから吸入する。ウォータポンプ１３は、例えばシリンダブロック３の側壁に一体化するようにして取り付け、吐出口１３ｂから吐出する冷却水９を、シリンダヘッド７の側壁に形成してある流入口１１ａに供給する。

【0012】

シリンダヘッド７の流入口１１ａは、シリンダヘッド７における４つある吸気ポート７ａのうち、シリンダ列方向の一方の端部近傍に位置している。すなわち、冷却水通路１１における冷却水９の流入口１１ａは、シリンダヘッド７の排気ポート７ｂよりも吸気ポート７ａに近い部位となる、吸気ポート７ａの近傍に位置している。

【0013】

シリンダヘッド７内には、流入口１１ａから、上記した４つある吸気ポート７ａのうちシリンダ列方向の他方の端部に向けて延設される吸気ポート側通路１１ｂを形成してある。そして、この吸気ポート側通路１１ｂに対し、４つの吸気ポート７ａそれぞれの近傍位置から対応する４つの排気ポート７ｂ側に向けてそれぞれ延設される第１通路としてのポート間連絡通路１１ｃをシリンダヘッド７内に形成している。

【0014】

上記４つのポート間連絡通路１１ｃは、吸気ポート側通路１１ｂとほぼ平行にシリンダヘッド７内に形成してある排気ポート側通路１１ｄに連通している。排気ポート側通路１１ｄは、シリンダ列方向に沿って設けられている４つの排気ポート７ｂのうちの一方の端部付近から他方の端部付近に向けて延設されている。この排気ポート側通路１１ｄは、図１中で右側の他方の端部付近で、シリンダヘッド７の外部に冷却水９が流出するヘッド流出口１１ｅに連通している。

【0015】

また、シリンダヘッド７内には、上記４つのポート間連絡通路１１ｃと排気ポート側通路１１ｄとの接続部１１ｆから、シリンダブロック３に向けて延設される４つのヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇを設けている。この４つのヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇのシリンダヘッド７側の図１中で上端は、上記した接続部１１ｆに連通しており、シリンダブロック３側の図１中で下端は、シリンダブロック３（ガスケット５）との取付面に開口している。

【0016】

上記４つのヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇのシリンダブロック３側の下端は、シリンダブロック３側の冷却水通路１１に連通している。詳細には、４つのヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇは、ガスケット５の貫通孔５ａを通して、シリンダブロック３のシリンダヘッド取付面３ａに上端が開口している４つのヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈにそれぞれ連通している。

【0017】

この４つのヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈは、シリンダブロック３内において、上記４つのヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇから図１中で上下方向に連続して直線状に形成されている。上記ヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇとヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈとで第２通路を構成している。第２通路は、ポート間連絡通路１１ｃの流入口１１ａと反対側の排気ポート７ｂ近傍側の端部から、排気ポート７ｂに対応する側のシリンダブロック３に向けて、シリンダヘッド７とシリンダブロック３とにわたり図１中で上下方向に直線状に形成されている。

【0018】

上記４つのヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈは、シリンダブロック３内でシリンダ列方向に沿って、連通路１１ｉにより互いに連通している。また、４つのシリンダ３ｂの周囲にはシリンダ周囲通路１１ｋが形成され、このシリンダ周囲通路１１ｋの排気ポート７ｂに対応する側に、４つのヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈ及び連通路１１ｉが連通している。

【0019】

そして、シリンダブロック３におけるシリンダ周囲通路１１ｋの吸気ポート７ａに対応する側に、冷却水９をシリンダブロック３の外部に流出させる流出口１１ｍを設けている。流出口１１ｍは、ヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇとヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈとを有する第２通路を流れる冷却水９を、シリンダ周囲通路１１ｋを経てエンジン本体１を構成するシリンダブロック３の外部に流出させる流出口を構成している。

【0020】

上記した流出口１１ｍは、シリンダブロック３のシリンダ列方向のほぼ中央に１つ設けているが、中央に限らずシリンダ列方向の他の位置にあってもよく、またシリンダ列方向に複数設けてもよい。

【0021】

次に作用を説明する。ウォータポンプ１３の吐出口１３ｂから吐出された冷却水９は、シリンダヘッド７の流入口１１ａからシリンダヘッド７内の冷却水通路１１に流入する。リンダヘッド７内の冷却水通路１１では、流入口１１ａからシリンダ列方向の一方の端部近傍に位置するポート間連絡通路１１ｃに流入するとともに、吸気ポート側通路１１ｂに流入する。

【0022】

吸気ポート側通路１１ｂに流入した冷却水９は、シリンダ列方向に沿って流れ、その途中で２つのポート間連絡通路１１ｃに分岐して流れ、さらにシリンダ列方向の他方の端部近傍に位置するポート間連絡通路１１ｃにも流れる。そして、これら４つのポート間連絡通路１１ｃを流れる冷却水９は、排気ポート７ｂ側の排気ポート側通路１１ｄに流れ込む。

【0023】

この際本実施形態では、ラジエータで冷却されたウォータポンプ１３からの冷却水９が、エンジン本体１におけるシリンダヘッド７の吸気ポート７ａ近傍に流入して吸気ポート７ａ近傍を冷却する。このため、吸気ポート７ａ側が効率よく冷却され、吸気温度がより低下して吸気充填効率を高めることができ、エンジン出力向上に寄与することができる。

【0024】

冷却水９は排気ポート側通路１１ｄを流れることで、排気ポート７ｂ近傍を冷却し、その後、一部は、ヘッド流出口１１ｅからシリンダヘッド７の外部に流出して図示しないラエジータに向けて流れる。排気ポート７ｂ近傍を冷却した冷却水の他の一部は、４つのヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇをシリンダブロック３に向けて流れる。

【0025】

シリンダブロック３内では、冷却水９は、４つのヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈをシリンダヘッド７から離れる方向（図１中で下方）に向けて流れる。この際、本実施形態では、シリンダブロック３内において、冷却水は排気ポート７ｂに対応する側に最初に流れ込む。シリンダブロック３の排気ポート７ｂに対応する側は、吸気ポート７ａからシリンダ３ｂ内に流入する吸気（混合気）の進行方向に対応している。したがって、この吸気（混合気）が流入してくる側のシリンダブロック３周辺を最初に冷却することで、吸気（混合気）温度をより低下させてノッキングの発生を抑えることができる。

【0026】

４つのヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈを流れる冷却水９は、シリンダ周囲通路１１ｋを経て吸気ポート７ａ側に対応する位置にある流出口１１ｍからシリンダブロック３の外部に流出し、図示しないラエジータに向けて流れる。ラエジータに流入した冷却水は、外気と熱交換して温度低下してからウォータポンプ１３に戻り、ウォータポンプ１３からエンジン本体１（シリンダヘッド７）に再度供給されて循環する。

【0027】

以上のように、本実施形態では、ウォータポンプ１３から出た冷却水９を、シリンダヘッド７の吸気ポート７ａ近傍に最初に供給する。このため、吸気ポート７ａ側が効率よく冷却されて、吸気温度がより低下して吸気充填効率を高めることができ、エンジン出力向上に寄与することができる。また、シリンダブロック３内においては、吸気（混合気）が流入してくる側のシリンダブロック３周辺を最初に冷却することで、吸気（混合気）温度をより低下させてノッキングの発生を抑えることができる。

【0028】

また、本実施形態では、シリンダヘッド７からシリンダブロック３に向けて冷却水９が流れる冷却水通路１１は、ヘッドブロック間ヘッド側通路１１ｇ及びヘッドブロック間ブロック側通路１１ｈとして、これらを直線状に形成している。これにより、冷却水通路１１の形状を簡素化し、エンジン本体１の製造コストを低減することができる。

【0029】

なお、上記した実施形態では、シリンダヘッド７に流入口１１ａを１箇所設けているが、４つのポート間連絡通路１１ｃのうちシリンダ列方向の両端に対応する位置に２箇所に設けてもよく、また、４つのポート間連絡通路１１ｃに対応して４箇所に設けてもよい。

【符号の説明】

【0030】

１ エンジン本体
３ シリンダブロック
７ シリンダヘッド
７ａ 吸気ポート
７ｂ 排気ポート
９ 冷却水（冷却媒体）
１１ 冷却水通路（冷却媒体通路）
１１ａ 流入口
１１ｃ ポート間連絡通路（第１通路）
１１ｇ ヘッドブロック間ヘッド側通路（第２通路）
１１ｈ ヘッドブロック間ブロック側通路（第２通路）
１１ｍ 流出口

【図1】