内燃机的水套结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机的水套结构，其能够提高在轴间冷却槽的内部流动的冷却液的流速来增加流量，从而实现冷却性能的提高。内燃机的水套结构具备：具有气缸体侧水套（10）的气缸体（1）；具有气缸盖侧水套（40）的气缸盖（2）；以及夹设在气缸体（1）和气缸盖（2）之间的密封垫（3），其中，气缸体侧水套（10）具有导入部（11）、第1流路（15）、以及隔着气缸列位于第1流路（15）的相反侧的第2流路（16），在将相邻的气缸（1a）彼此隔开的间隔壁（1b）设有连通第1流路和第2流路的轴间冷却槽（13），密封垫（3）在横跨第2流路和轴间冷却槽（13）的第2流路侧的端部（13a）的位置具有轴间贯穿孔（33）。
【专利说明】内燃机的水套结构
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及内燃机的水套结构。
【背景技术】
[0002]以往，在用于将设于气缸体的多个气缸彼此之间隔开的间隔壁的上表面形成冷却液通道，以对高温的间隔壁进行冷却。
[0003]例如，在专利文献I中公开了这样的内燃机的冷却结构:在缸膛之间的气缸体上表面和气缸盖下表面分别对置地刻设有槽(轴间冷却槽)，利用这些槽形成冷却水通道，将该通道的一端与气缸体的水套连通，并且，将另一端与气缸盖的水套连通。
[0004]专利文献1:日本实开昭63-138420号公报
[0005]可是，以往的轴间冷却槽由于形成于狭窄的间隔壁，因此流路阻力大，冷却液难以进入槽中。因此，存在无法得到充分的冷却效果这样的问题。另一方面，如果为了增加冷却液的流量而增大槽的宽度或深度，则存在间隔壁的刚性降低这样的问题。
【发明内容】
[0006]本发明是鉴于这些问题而完成的，其课题在于，提高在轴间冷却槽的内部流动的冷却液的流速来增加流量，从而实现冷却性能的提高。
[0007]本发明为一种内燃机的水套结构，所述内燃机的水套结构具备:气缸体，其具有多个气缸和用于冷却所述多个气缸的气缸体侧水套；气缸盖，其具有与所述气缸连通的进气排气路径、和用于冷却所述进气排气路径的气缸盖侧水套；以及密封垫，其夹设在所述气缸体和所述气缸盖之间，且具有用于连通所述气缸体侧水套和所述气缸盖侧水套的多个贯穿孔，所述内燃机的水套结构的特征在于，所述气缸体侧水套在所述气缸体的上表面开口，并且具有:冷却液的导入部，其设在气缸列方向的一端侧;第I流路，其使从所述导入部流入的冷却液从气缸列方向的一端侧向另一端侧流动；第2流路，其隔着气缸列在所述第I流路的相反侧使冷却液从气缸列方向的另一端侧向一端侧流动；以及第3流路，其在所述气缸列方向的另一端侧使冷却液从所述第I流路向第2流路流动，所述气缸盖侧水套具有冷却液的流入部，所述冷却液的流入部在所述气缸盖的底面上与所述贯穿孔对应的位置开口，在将所述气缸体的相邻的所述气缸彼此隔开的间隔壁上设有轴间冷却槽，所述轴间冷却槽在该间隔壁的上表面呈凹槽状地开口，并且所述轴间冷却槽将所述第I流路和所述第2流路连通，所述密封垫在横跨所述第2流路和所述轴间冷却槽的所述第2流路侧的端部的位置具有所述多个贯穿孔中的一部分贯穿孔。
[0008]根据这样的结构，由于以横跨气缸体侧水套中的距导入部远且流速比较慢的第2流路与轴间冷却槽的第2流路侧的端部之间的连结部位的方式(重叠的方式)设有密封垫的贯穿孔，因此，冷却液从第2流路和轴间冷却槽的第2流路侧的端部通过该贯穿孔流出至气缸盖侧水套。因此，第2流路侧的冷却液的阻力(压力)变低，冷却液容易在轴间冷却槽内从第I流路侧向第2流路侧流动。其结果是，轴间冷却槽内的冷却液的滞留得到抑制，冷却液的流速加快而使得流量增加，使得对用于将气缸彼此隔开的间隔壁的冷却效果提高。
[0009]另外，优选构成为，所述进气排气路径具备与所述气缸相对应地设置的多个燃烧室顶部、和与所述燃烧室顶部连通的多个进气口及多个排气口，所述气缸盖侧水套具备进气用水套和燃烧室用水套，所述进气用水套用于冷却所述进气口，所述燃烧室用水套与所述进气用水套连通，用于冷却所述燃烧室顶部，所述多个贯穿孔中的在与所述第2流路的气缸列方向的一端侧对应的位置设置的贯穿孔与所述燃烧室用水套连通，在横跨所述第2流路和所述轴间冷却槽的所述第2流路侧的端部的位置设置的贯穿孔与所述进气用水套连通。
[0010]根据这样的结构，在第2流路和轴间冷却槽的连结部位设置与进气用水套连通的贯穿孔，将冷却液从第2流路和轴间冷却槽供给至该贯穿孔，因此，能够提高轴间冷却槽对间隔壁的冷却效率，并且能够对进气用水套充分地供给冷却液。另外，由于到达第2流路的一端侧(下游侧)的冷却液增加，因此，能够从设置于第2流路的下游侧的贯穿孔向冷却要求比较高的燃烧室用水套供给充足的冷却液量。因此，能够提高对内燃机整体的冷却效率。
[0011]另外，优选构成为，所述第I流路设在所述内燃机的排气侧。
[0012]另外，根据这样的结构，由于从冷却要求比较高的排气侧导入冷却液，因此，可以维持流速以提高冷却效率。进而，轴间冷却槽的两端部中的、与第2流路侧的端部相比较流路面积较小且阻力较高的第I流路侧的端部成为冷却液的入口，由于密封垫的贯穿孔而使得流路面积扩大且阻力较低的第2流路侧的端部成为冷却液的出口，因此，能够使冷却液从流速高的第I流路侧流入以确保轴间冷却槽内的流速，能够以较少的冷却液实现有效的冷却，从而能够实现水泵的小型化。
[0013]另外，优选构成为，所述气缸盖具备用于使所述多个排气口汇集的排气汇集部，所述气缸盖侧水套具备相对于所述排气汇集部设在气缸轴线方向的下侧的下侧排气用水套，所述多个贯穿孔中的在与所述第I流路对应的位置设置的贯穿孔与所述下侧排气用水套连通。
[0014]根据这样的结构，通过将冷却液从流速高且温度低的第I流路供给至在温度最高的排气汇集部的下侧配置的下侧排气用水套，能够以较少的冷却液实现有效的冷却，从而能够实现内燃机的小型化。
[0015]根据本发明，能够提高在轴间冷却槽的内部流动的冷却液的流速来增加流量，从而实现冷却性能的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是具有本实施方式的气缸盖的水套结构的内燃机的剖视图。
[0017]图2是气缸盖的立体图。
[0018]图3是对气缸盖的内部的排气汇集部和气缸盖侧水套进行透视并描画的立体图。
[0019]图4是将气缸盖侧水套和排气汇集部沿上下分解后示出的立体图。
[0020]图5是进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的仰视图。
[0021]图6是下侧排气用水套的仰视图。
[0022]图7是从前方观察气缸盖侧水套和排气汇集部的主视图。
[0023]图8是用于说明冷却液从气缸体侧水套朝向进气用水套的流动的分解立体图。[0024]图9是用于说明冷却液从气缸体侧水套朝向下侧排气用水套的流动的分解立体图。
[0025]图10是将气缸盖侧水套和气缸体侧水套重叠于密封垫进行描画的仰视图。
[0026]图11的(a)是沿图10所示的X1-XI箭头观察的剖视图，图11的(b)是图11的(a)所示的B部的放大图。
[0027]图12是用于说明进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的冷却液的流动的仰视图。
[0028]图13是用于说明下侧排气用水套的冷却液的流动的仰视图。
[0029]标号说明
[0030]1:气缸体；
[0031]Ia:气缸；
[0032]Ib:间隔壁;
[0033]2:气缸盖；
[0034]21:燃烧室顶部；
[0035]22:进气口；
[0036]23:排气口；
[0037]24:排气汇集部；
[0038]24d:下游侧侧部；
[0039]3:密封垫；
[0040]33:轴间贯穿孔；
[0041]10:气缸体侧水套；
[0042]11:导入部；
[0043]13:轴间冷却槽；
[0044]15:第 I 流路；
[0045]16:第 2 流路；
[0046]40:气缸盖侧水套；
[0047]50:进气用水套；
[0048]60:燃烧室用水套；
[0049]70:排气用水套；
[0050]80:上侧排气用水套；
[0051]81:突出部；
[0052]90:下侧排气用水套；
[0053]91:突出部；
[0054]E:内燃机；
[0055]Lc:气缸轴线。
【具体实施方式】
[0056]对于本发明的实施方式，参照图1至图13详细地进行说明。在说明中，对同一构件标记相同的标号，并省略重复的说明。另外，在对方向进行说明的情况下，如各图所示，基于将内燃机E设置于车辆的状态下的前后左右上下来进行说明。
[0057]图1是具有本实施方式的气缸盖的水套结构的内燃机的剖视图。
[0058]如图1所示，应用了本发明的内燃机E具备内燃机主体，所述内燃机主体由下述部分构成:气缸体1，其是将4个气缸Ia (在图1中仅图示了一个)直列地排列并设置成一体而构成的；气缸盖2，其与气缸体I的上侧端部结合；密封垫3，其设在气缸体I和气缸盖2之间；以及气缸盖罩(省略图示)，其与气缸盖2的上侧端部结合。
[0059]内燃机E是具备4个气缸la、以能够往复运动的方式嵌合于各气缸Ia内的活塞
4、以及经连杆5与各活塞4连结的曲轴6的多气缸内燃机，内燃机E以曲轴6的旋转中心线指向左右方向的横置配置方式搭载于作为搭载对象的车辆。另外，内燃机E配置成使进气侧朝向车辆后方，并且配置成使排气侧朝向车辆前方。
[0060]对于每个气缸la，在与该气缸Ia的气缸轴线Lc平行的方向即气缸轴线方向上，且在活塞4和气缸盖2之间，通过气缸la、活塞4以及气缸盖2形成燃烧室7。
[0061]并且，在本实施方式中，以使气缸轴线Lc和铅直轴方向(即上下方向)一致的方式设置内燃机E，但本发明并不限定于此，例如也可以以气缸轴线Lc相对于铅直轴方向倾斜的方式设置内燃机E。
[0062]除了所述的气缸Ia和曲轴箱(省略图示)外，气缸体I还具有气缸体侧水套10，所述气缸体侧水套10成为对气缸Ia进行冷却的冷却液的流路。气缸体侧水套10是连续地包围4个气缸Ia的整体的凹槽状的空间，气缸体侧水套10在气缸体I的上表面开口(参照图8、图9)。对气缸体侧水套10的一端侧供给被未图示的散热器冷却后的冷却液。另外，气缸体侧水套10经密封垫3的贯穿孔32、35等与后述的进气用水套50和下侧排气用水套90连通，以对两者供给冷却液。对于气缸体侧水套10和密封垫3，在后面详细地进行说明。
[0063]图2是气缸盖的立体图。图3是对气缸盖的内部的排气汇集部和气缸盖侧水套进行透视并描画的立体图。并且，在图3中，以假想线(双点划线)描画出气缸盖2的外形。
[0064]气缸盖2是通过使用了型芯的铸造成型来制造的金属制部件。如图1至图3 (主要为图1)所示，气缸盖2主要具有:4个燃烧室顶部21 (在图1中仅图示了一个)，它们构成了燃烧室7的顶部；进气口 22，其用于将空气导入各燃烧室7 ;排气口 23，其用于将废气从各燃烧室7排出；排气汇集部24，其在气缸盖2的内部使多个排气口 23汇集；以及气缸盖侧水套40，其用于对这些部分进行冷却。另外，气缸盖2在其上部具有气门传动室25，该气门传动室25用于收纳气门传动机构的一部分(省略图示)。
[0065]燃烧室顶部21是在气缸盖2的底面2a设置的大致圆锥形状的凹部。进气口 22将各燃烧室顶部21和气缸盖2的后表面2b连通。排气口 23将各燃烧室顶部21和排气汇集部24连通。对一个燃烧室顶部21分别设置有两个进气口 22和排气口 23。并且，在进气口 22和排气口 23设置有未图示的进气门和排气门。
[0066]如图2所示，排气汇集部24具有在气缸盖2的前表面2c的左右方向的大致中央部开口的一个开口部24a。排气汇集部24设在气缸盖2的内部且比气缸体I向前方伸出的部位(参照图1)。气门传动室25是在气缸盖2的上表面2d形成的凹状的空间。在气门传动室25收纳有未图不的凸轮轴或摇臂或阀门等气门传动机构的一部分。另外，在气缸盖2的左侧面2e，形成有成为后述的气缸盖侧水套40的冷却液的出口的出口开口部63、83、93。在气缸盖2的左侧面2e安装有出水口(省略图示)，所述出水口用于将从出口开口部63、83、93排出的冷却液分配至加热器或散热器。
[0067]并且，在气缸盖2的前表面2c存在两个支承孔2f，所述两个支承孔2f是通过在铸造成型时将设置于型腔内的型芯和支承于型箱的芯座连结的连结部而形成的，但该支承孔2f被后装的帽等封闭。
[0068]如图1和图3所示，气缸盖侧水套40是成为冷却液的流路的空间，其具备用于冷却进气口 22的进气用水套50、用于冷却燃烧室顶部21的燃烧室用水套60、以及用于冷却排气口 23和排气汇集部24的排气用水套70。
[0069]如图1所示，进气用水套50设在进气口 22的下方。燃烧室用水套60设在燃烧室顶部21的正上方且设在进气口 22和排气口 23之间。排气用水套70具有在排气口 23及排气汇集部24的上侧配置的上侧排气用水套80、和在排气口 23及排气汇集部24的下侧配置的下侧排气用水套90。
[0070]进气用水套50与气缸体侧水套10连通，并且与燃烧室用水套60连通(参照图1的虚线)。燃烧室用水套60与气缸体侧水套10连通，并且与上侧排气用水套80连通。下侧排气用水套90与气缸体侧水套10连通。并且，下侧排气用水套90不与进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80连通。即，上侧排气用水套80和下侧排气用水套90在气缸盖2的内部形成了互相独立的流路。
[0071]接下来，对于排气汇集部24和气缸盖侧水套40 (即，进气用水套50、燃烧室用水套60、上侧排气用水套80和下侧排气用水套90)的详细结构，参照图4至图7进行说明。
[0072]图4是将气缸盖侧水套和排气汇集部沿上下分解后示出的立体图。图5是进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的仰视图。图6是下侧排气用水套的仰视图。图7是从前方观察气缸盖侧水套和排气汇集部的主视图。
[0073]在此，在图4至图7中，为了便于说明，对作为空间的排气汇集部24和气缸盖侧水套40以存在实体的部件(即，与它们对应的型芯)的方式进行描画。
[0074]如图4所示，排气汇集部24具有:第I汇集部24b，其使与各燃烧室7连通的两个排气口 23汇集为一个；和第2汇集部24c，其使4个第I汇集部24b在开口部24a的紧前方汇集成一处。第2汇集部24c和开口部24a设在气缸盖2的左右方向的大致中央部。4个第I汇集部24b中的右侧和左侧的第I汇集部24b比两者中间的两个第I汇集部24b长。该右侧和左侧的第I汇集部24b的前侧的侧面构成了排气汇集部24的下游侧侧部24d，该排气汇集部24的下游侧侧部24d是由后述的上侧排气用水套80的突出部81和下侧排气用水套90的突出部91 (参照图1、图4至图6)进行冷却的冷却对象。在俯视观察时，下游侧侧部24d倾斜成越是从左右两端的排气口 23接近中央的开口部24a就越位于前侧。
[0075]如图4、图5 (主要为图5)所示，进气用水套50是对进气口 22 (参照图1)进行冷却的部位，进气用水套50以在左右方向横穿各进气口 22的下侧的方式一边曲折一边延伸设置。进气用水套50在各进气口 22的下方具有在气缸盖2的底面2a (参照图2)开口的8个进气侧流入部51。另外，进气用水套50在与相邻的气缸Ia彼此之间(以下，存在称作“气缸轴间”的情况。)和左右的气缸Ia的外侧相对应的位置具有与燃烧室用水套60连通的连通部52。在3个气缸轴间的连通部52的下方分别设有轴间流入部53，所述轴间流入部53在气缸盖2的底面2a开口。
[0076]燃烧室用水套60是对燃烧室顶部21 (参照图1)进行冷却的部位,燃烧室用水套60以在左右方向横穿各燃烧室顶部21的上方的方式延伸设置。燃烧室用水套60在前后方向上形成得比进气用水套50宽，且包围未图示的火花塞的周围。燃烧室用水套60在右侧的端部具有两个燃烧室侧流入部61，所述两个燃烧室侧流入部61在气缸盖2的底面2a开口(参照图7)。另外，燃烧室用水套60在与排气口 23 (参照图1)彼此之间对应的位置具有与上侧排气用水套80连通的连通部62。进而，燃烧室用水套60在左侧的端部具有出口开口部63，该出口开口部63在气缸盖2的左侧面2e开口而成为冷却液的出口(参照图2)。出口开口部63在前后方向上形成得比燃烧室用水套60宽，且向前侧延伸设置。
[0077]如图4、图5、图7 (主要为图5)所示，上侧排气用水套80设置成覆盖各排气口 23和排气汇集部24的上侧。与进气用水套50和燃烧室用水套60相比较，上侧排气用水套80的前后方向的宽度尺寸形成得较大，且上下方向的厚度尺寸形成得较薄(参照图1)。上侧排气用水套80具有从前侧的端部向下突出的突出部81 (参照图1)。突出部81配置成与排气汇集部24的下游侧侧部24d对置。并且，在上侧排气用水套80的前侧的端部中的与排气汇集部24的开口部24a对应的部分82没有设置突出部81。上侧排气用水套80在左侧的端部具有出口开口部83，该出口开口部83在气缸盖2的左侧面2e开口而成为冷却液的出口(参照图2)。
[0078]另外，参照图5进行说明，在进气用水套50和燃烧室用水套60之间的部位55设置有进气口 22。另外，在燃烧室用水套60中的与气缸Ia的中心位置对应的部位65设置有火花塞(省略图示)。另外，在燃烧室用水套60和上侧排气用水套80之间的部位67设置有排气门(省略图示)。
[0079]如图4、图6、图7 (主要为图6)所示，下侧排气用水套90设置成覆盖各排气口 23和排气汇集部24的下侧。下侧排气用水套90以厚度尺寸成为与上侧排气用水套80相同的程度的方式扁平地形成(参照图1)。下侧排气用水套90具有从前侧的端部向上突出的突出部91 (参照图1)。突出部91配置成与排气汇集部24的下游侧侧部24d对置。并且，在下侧排气用水套90的前侧的端部中的与排气汇集部24的开口部24a对应的部分92没有设置突出部91。下侧排气用水套90在左侧的端部具有出口开口部93，所述出口开口部93在气缸盖2的左侧面2e开口而成为冷却液的出口(参照图2)。下侧排气用水套90在后侧的端部的与各排气口 23的下方对应的位置具有在气缸盖2的底面2a开口的8个排气侧流入部94。这样，由于在排气口 23的正下方设有排气侧流入部94，因此能够高效地冷却排气口 23。并且，在距出口开口部93最远的一侧(即上游侧)的两个排气侧流入部94之间设有追加流入部95。
[0080]并且，排气汇集部24和气缸盖侧水套40是通过将图4所示那样的形状的砂模、即第2水套用型芯200、排气用型芯300和第I水套用型芯100从下方开始以该顺序设置于气缸盖2的铸造用模具(省略图示)的型腔内而形成的。即，仅通过以从下方依次层叠的方式配置3个型芯就完成了型芯的设置，因此抑制了型芯的设置作业的烦杂化。
[0081]图8是用于说明冷却液从气缸体侧水套朝向进气用水套的流动的分解立体图。图9是用于说明冷却液从气缸体侧水套朝向下侧排气用水套的流动的分解立体图。图10是将气缸盖侧水套和气缸体侧水套重叠于密封垫的仰视图进行描趣的仰视图。
[0082]并且，在图8、图9中，为了便于说明，将气缸盖侧水套40中的、流入部以外的部分以假想线(双点划线)进行描画。另外，在图10中，对密封垫3附加小圆点阴影线，并且以假想线(粗虚线)描画气缸体侧水套10的开口部。
[0083]如图8、图9、图10所示，气缸体侧水套10形成为在整体上包围4个气缸Ia的周围。气缸体侧水套10具有:冷却液的导入部11 ;上游侧的第I流路15，其使从导入部11流入的冷却液从气缸列方向的一端侧朝向另一端侧(在本实施方式中从右侧朝向左侧)流动；下游侧的第2流路16，其隔着气缸列在第I流路15的相反侧使冷却液从气缸列方向的另一端侧向一端侧(在本实施方式中从左侧向右侧)流动；以及中间的第3流路17，其在气缸列方向的另一端侧(左侧)使冷却液从第I流路15向第2流路16流动。导入部11设置于最右侧的气缸Ia的前侧，且形成得比其他部位宽。在导入部11插入有间隔部件11a，从而限制了冷却液流动的方向。在本实施方式中，在导入部11的比间隔部件Ila靠左侧的位置连接有冷却液配管P。另外，气缸体侧水套10在与气缸Ia彼此之间(间隔壁lb(参照图11))对应的部位具有中间变窄部12。另外，在间隔壁Ib的上表面形成有凹槽状的轴间冷却槽13，所述轴间冷却槽13将前侧和后侧的中间变窄部12彼此连通。与第2流路16相比较，第I流路15更接近导入部11，相应地冷却液的流速更快。
[0084]在此，对于轴间冷却槽13，参照图11详细地进行说明。图11的(a)是沿图10所示的X1-XI箭头观察的剖视图，图11的(b)是图11的(a)所示的B部的放大图。
[0085]如图11所示，轴间冷却槽13是在气缸体I的上表面凹陷设置的槽，并且是用于对相邻的气缸Ia彼此之间、即间隔壁Ib进行冷却的冷却液通道。轴间冷却槽13在气缸体I的上表面附近将配置于前侧(排气侧)的第I流路15的中间变窄部12和配置于后侧(进气侦D的第2流路16的中间变窄部12连通。轴间冷却槽13形成为宽度尺寸比长度尺寸小。因此，在轴间冷却槽13中，冷却液的流路阻力较大。
[0086]如图8、图9、图10 (主要为图10)所示，密封垫3是用于对气缸体I和气缸盖2的结合部进行密封的金属制的板状部件。密封垫3具有与气缸体I的4个气缸Ia对应的4个气缸开口部31。另外，密封垫3具有:进气侧贯穿孔32和轴间贯穿孔33，它们分别形成在与进气用水套50的进气侧流入部51和轴间流入部53对应的位置；燃烧室侧贯穿孔34，其形成在与燃烧室用水套60的燃烧室侧流入部61对应的位置；以及排气侧贯穿孔35和追加贯穿孔36，它们分别形成在与下侧排气用水套90的排气侧流入部94和追加流入部95对应的位置。这些进气侧贯穿孔32、轴间贯穿孔33、燃烧室侧贯穿孔34、排气侧贯穿孔35和追加贯穿孔36都形成在与气缸体侧水套10的开口部对应的位置。关于进气侧贯穿孔32和排气侧贯穿孔35，虽然在局部存在例外，但位于右侧的孔(远离出口开口部63、83、93的孔)大致形成为直径更大。特别是，燃烧室侧贯穿孔34形成为比其他贯穿孔32、33、35、36大的直径。由此，容易形成后述的纵流。
[0087]在此，对于轴间贯穿孔33，参照图10详细地进行说明。
[0088]如图10所示，轴间贯穿孔33是用于将在轴间冷却槽13中流过来的冷却液、和在后侧(进气侧)的气缸体侧水套10 (即第2流路16)中流过来的冷却液引导至气缸盖侧水套40 (更详细来说是进气用水套50的轴间流入部53)的贯穿孔。轴间贯穿孔33设在横跨轴间冷却槽13的后侧(进气侧)的端部13a和后侧的中间变窄部12的位置。由此，轴间冷却槽13的后侧的端部13a的流路阻力减小。并且，在与轴间冷却槽13的前侧(排气侧)的端部13b对应的位置未形成贯穿孔。
[0089]接下来，参照图8至图13，对冷却液在气缸体侧水套10和气缸盖侧水套40中的流动进行说明。
[0090]图12是用于说明进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的冷却液的流动的仰视图。图13是用于说明下侧排气用水套的冷却液的流动的仰视图。
[0091]如图8、图9所示，从冷却液配管P流入到导入部11的冷却液(箭头Yl)沿着气缸体侧水套10在气缸Ia的前侧向左方向流动(箭头Y2)，在左端部处U形转弯后(箭头Y3)，沿着气缸体侧水套10在气缸Ia的后侧向右方向流动(箭头Y4)，到达右端部(箭头Y5)。另夕卜，冷却液通过轴间冷却槽13从前侧的中间变窄部12朝向后侧的中间变窄部12流动(箭头 Y6)。
[0092]如图9所示，沿着气缸体侧水套10在气缸Ia的前侧向左方向流动的冷却液(箭头Y2)的一部分通过在密封垫3形成的排气侧贯穿孔35和追加贯穿孔36后，从排气侧流入部94和追加流入部95流入下侧排气用水套90的内部(箭头Y7)。即，本实施方式中的冷却液的流动成为了冷却液在流入进气用水套50之前先流入下侧排气用水套90的所谓的排气优先型的流动。由此，能够高效地冷却排气口 23和排气汇集部24。
[0093]另外，如图8所示，沿着气缸体侧水套10在气缸Ia的后侧向右方向流动的冷却液(箭头Y4)的一部分通过在密封垫3形成的进气侧贯穿孔32后，从进气侧流入部51流入进气用水套50的内部(箭头Y8a)。另外，通过了轴间冷却槽13的冷却液(箭头Y6)在与后侧的中间变窄部12汇合的位置，通过在密封垫3形成的轴间贯穿孔33，然后从轴间流入部53流入进气用水套50的内部(箭头Y8b)。另外，到达气缸体侧水套10的右端部的冷却液(箭头Y5)通过在密封垫3形成的燃烧室侧贯穿孔34，从燃烧室侧流入部61流入燃烧室用水套60的右端部(箭头Y9)。
[0094]另外，由于轴间冷却槽13的宽度尺寸比长度尺寸小，因此，流路阻力较大，冷却液不容易流入。因此，在本实施方式中，如图11的(b)所示构成为，在横跨轴间冷却槽13的后侧(进气侧)的端部13a和后侧的中间变窄部12的位置设置轴间贯穿孔33。根据这样的结构，轴间冷却槽13的后侧(进气侧)的端部13a的流路阻力变小，因此，冷却液容易从轴间冷却槽13流出，轴间冷却槽13内的冷却液与在后侧的中间变窄部12中流动的冷却液一起通过轴间贯穿孔33并流入进气用水套50的轴间流入部53 (箭头Y20、Y21)。这样，由于该流动，使得在轴间冷却槽13的后侧的端部13a附近产生负压，由于该负压，使得前侧的中间变窄部12的冷却液从轴间冷却槽13的前侧的端部13b流入轴间冷却槽13内(箭头Y22)。由此，即使轴间冷却槽13的上游侧的流路阻力(流入阻力)比较大，也能够使冷却液流入轴间冷却槽13内，因此，能够高效地冷却气缸体I的被燃烧室7夹住而成为高温的间隔壁lb。并且，在图11的(b)中由箭头Y20和箭头Y21表示的冷却液的流动为在图8中由箭头Y8b表示的冷却液的流动，在图11的(b)中由箭头Y22表示的冷却液的流动为在图8中由箭头Y6表示的冷却液的流动。
[0095]如图12所示，从燃烧室侧流入部61流入到燃烧室用水套60的右端部的冷却液朝向左端部的出口开口部63从右向左流动(箭头Y10)。该流动(箭头Y10)在燃烧室用水套60中形成为沿气缸Ia (即燃烧室顶部21)的排列方向Lb (参照图8、图9)的流动(所谓的纵流)。另外，从进气侧流入部51和轴间流入部53流入到进气用水套50的内部的冷却液通过连通部52流入燃烧室用水套60 (箭头Y11)，与所述的纵流汇合。在燃烧室用水套60的内部从右向左流动的冷却液(箭头Y10)从出口开口部63向气缸盖2的外部流出。[0096]在燃烧室用水套60中流动的冷却液的一部分通过连通部62流入上侧排气用水套
80。从各连通部62流入的液流(箭头Y12)在上侧排气用水套80的前端侧汇合，形成沿气缸Ia (即燃烧室顶部21)的排列方向Lb (参照图8、图9)的液流(所谓的纵流)(箭头Y13)。并且，由于上侧排气用水套80的右前部80a倾斜成越是接近出口开口部83就越位于前侧，因此，从右侧的连通部62朝向前方流入的冷却液容易以下述方式流动:被上侧排气用水套80的右前部80a引导而流向出口开口部83。在上侧排气用水套80的内部从右向左流动的冷却液从出口开口部83向气缸盖2的外部流出。
[0097]如图13所示，从排气侧流入部94流入到下侧排气用水套90的冷却液(箭头Y14)朝向前方流动并在下侧排气用水套90的前端侧汇合，形成沿气缸Ia (即燃烧室顶部21)的排列方向Lb (参照图8、图9)的液流(所谓的纵流)(箭头Y15)。并且，下侧排气用水套90的右前部90a倾斜成越是接近出口开口部93就越位于前侧，因此，从右侧的排气侧流入部94和追加流入部95朝向前方流入的冷却液容易以下述方式流动:被下侧排气用水套90的右前部90a引导而流向出口开口部93。在下侧排气用水套90的内部从右向左流动的冷却液(箭头Y15)从出口开口部93向气缸盖2的外部流出。
[0098]如上所述，根据本实施方式的气缸盖的水套结构，上侧排气用水套80和下侧排气用水套90在气缸盖2的内部形成了互相独立的流路，因此使得冷却液的液流互相分离，从而能够抑制流速的降低或冷却液的滞留部位(淤积部)的产生。并且，由于能够尽可能减少流速的降低或冷却液的滞留部位(淤积部)的产生，因此，能够使在排气用水套70的内部流动的冷却液的流速上升，从而能够以较少的冷却液量高效地冷却排气汇集部24。另外，由于能够以较少的冷却液量高效地冷却排气汇集部24，因此能够减小排气用水套70的容量，进而能够实现气缸盖2的小型化。
[0099]另外，由于上侧排气用水套80和下侧排气用水套90具有突出部81、91，所述突出部81、91互相朝向另一方侧突出并配置成与排气汇集部24的下游侧侧部24d对置，因此，能够使上侧排气用水套80和下侧排气用水套90形成为互相独立的流路，同时利用突出部
81、91覆盖排气汇集部24的下游侧侧部24d，因此能够提高对排气汇集部24的冷却效率
[0100]另外，进气用水套50与燃烧室用水套60连通，燃烧室用水套60与上侧排气用水套80连通，因此，能够一体地形成在铸造气缸盖2时使用的多个型芯中的、与进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80对应的型芯(B卩，图4所示的第I水套用型芯100)。另外，由于上侧排气用水套80和下侧排气用水套90互相分离，因此无需如专利文献I那样另行准备用于形成连通道的型芯。由此，抑制了型芯的增加，从而能够抑制制造工序(型芯的设置作业)的烦杂化。
[0101]另外，由于与燃烧室用水套60连通的上侧排气用水套80形成为使冷却液沿燃烧室顶部21的排列方向Lb流动，因此，即使流路面积变大，也容易进行流速调整。因此，即使是较少的冷却液量，也容易加快流速以提高冷却效率。另外，冷却液从气缸体侧水套10直接流入的下侧排气用水套90也形成为使冷却液沿燃烧室顶部21的排列方向Lb流动，因此起到了与上述相同的效果。
[0102]进而，根据这样的结构，由于以横跨气缸体侧水套10中的距导入部11远且流速比较慢的第2流路16与轴间冷却槽13的第2流路16侧的端部13a之间的连结部位的方式(重叠的方式)设有密封垫的轴间贯穿孔33，因此，冷却液从第2流路16和轴间冷却槽13的第2流路16侧的端部13a通过该轴间贯穿孔33流出至气缸盖侧水套40。因此，轴间冷却槽13的第2流路16侧的端部13a中的冷却液的阻力(压力)变低，冷却液容易在轴间冷却槽13内从第I流路15侧向第2流路16侧流动。其结果是，轴间冷却槽13内的冷却液的滞留得到抑制，冷却液的流速加快，使得对用于将气缸Ia彼此隔开的间隔壁Ib的冷却效果提闻。
[0103]另外，根据这样的结构，在第2流路16和轴间冷却槽13的连结部位设置与进气用水套50连通的轴间贯穿孔33，将冷却液从第2流路16和轴间冷却槽13供给至该轴间贯穿孔33，因此，能够提高轴间冷却槽13对间隔壁Ib的冷却效率，并且能够对进气用水套50充分地供给冷却液。另外，由于到达第2流路16的一端侧(下游侧)的冷却液增加，因此，能够从设置于第2流路16的下游侧的燃烧室侧贯穿孔34向冷却要求比较高的燃烧室用水套60供给充足的冷却液量。因此，能够提高对内燃机E整体的冷却效率。
[0104]另外，根据这样的结构，由于从在冷却要求比较高的排气侧设置的导入部11导入冷却液，因此，可以维持排气侧的流速以提高冷却效率。进而，轴间冷却槽13的两端部13a、13b中的、与第2流路16侧的端部13a相比较流路面积较小且阻力较高的第I流路15侧的端部13b成为冷却液的入口，由于密封垫3的轴间贯穿孔33而使得流路面积扩大且阻力较低的第2流路16侧的端部13a成为冷却液的出口，因此，能够使冷却液从流速高且温度低的第I流路15侧流入以确保轴间冷却槽13内的流速，能够以较少的冷却液实现有效的冷却，从而能够实现未图示的水泵的小型化。
[0105]另外，根据这样的结构，通过将冷却液从流速高且温度低的第I流路15经排气侧贯穿孔35供给至在温度最高的排气汇集部24的下侧配置的下侧排气用水套90，能够以较少的冷却液实现有效的冷却，从而能够实现内燃机E的小型化。
[0106]以上，参照附图对本实施方式的气缸盖的水套结构详细地进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式，当然能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当地变更。
[0107]例如，在本实施方式中，使燃烧室用水套60构成为与上侧排气用水套80连通，但本发明并不限定于此，只要上侧排气用水套80和下侧排气用水套90构成为互相独立的流路，也可以使燃烧室用水套60构成为与下侧排气用水套90连通。另外,使燃烧室用水套60构成为与上侧排气用水套80连通，这能够增大连通部62的上下方向的厚度尺寸，因此能够增大图4所示的第I水套用型芯100的刚性。
[0108]另外，在本实施方式中，在上侧排气用水套80和下侧排气用水套90双方设有突出部81、91，但本发明并不限定于此，也可以仅在上侧排气用水套80和下侧排气用水套90中的任意一方设置突出部。即使是这样的结构，也能够使上侧排气用水套80和下侧排气用水套90分离并对排气汇集部24的下游侧侧部24d进行冷却。
[0109]另外，在本实施方式中，排气汇集部24的开口部24a形成于气缸盖2的左右方向的大致中央的位置，但也可以使排气汇集部24的开口部24a形成于偏向左右任意一方的位置。
[0110]另外，本发明以直列4气缸形式的内燃机E为例进行了说明，但本发明并不限定于此，也能够应用于2气缸、3气缸等其他气缸数量的内燃机E，另外，也能够应用于V型形式的内燃机E等。另外，本发明并不限定于机动车的内燃机E，当然也能够应用于船舶或通用机械等其他的内燃机E。
【权利要求】
1.一种内燃机的水套结构，其具备: 气缸体，其具有多个气缸和用于冷却所述多个气缸的气缸体侧水套； 气缸盖，其具有与所述气缸连通的进气排气路径、和用于冷却所述进气排气路径的气缸盖侧水套；以及 密封垫，其夹设在所述气缸体和所述气缸盖之间，且具有用于连通所述气缸体侧水套和所述气缸盖侧水套的多个贯穿孔， 所述内燃机的水套结构的特征在于， 所述气缸体侧水套在所述气缸体的上表面开口，并且具有:冷却液的导入部，其设在气缸列方向的一端侧；第I流路，其使从所述导入部流入的冷却液从气缸列方向的一端侧向另一端侧流动；第2流路，其隔着气缸列在所述第I流路的相反侧使冷却液从气缸列方向的另一端侧向一端侧流动；以及第3流路，其在所述气缸列方向的另一端侧使冷却液从所述第I流路向第2流路流动， 所述气缸盖侧水套具有冷却液的流入部，所述冷却液的流入部在所述气缸盖的底面上与所述贯穿孔对应的位置开口， 在将所述气缸体的相邻的所述气缸彼此隔开的间隔壁上设有轴间冷却槽，所述轴间冷却槽在该间隔壁的上表面呈凹槽状地开口，并且所述轴间冷却槽将所述第I流路和所述第2流路连通， 所述密封垫在横跨所述第2流路和所述轴间冷却槽的所述第2流路侧的端部的位置具有所述多个贯穿孔中的一部分贯穿孔。
2.根据权利要求1所述的内燃机的水套结构，其特征在于， 所述进气排气路径具备与所述气缸相对应地设置的多个燃烧室顶部、和与所述燃烧室顶部连通的多个进气口及多个排气口， 所述气缸盖侧水套具备进气用水套和燃烧室用水套，所述进气用水套用于冷却所述进气口，所述燃烧室用水套与所述进气用水套连通，用于冷却所述燃烧室顶部， 所述多个贯穿孔中的在与所述第2流路的气缸列方向的一端侧对应的位置设置的贯穿孔与所述燃烧室用水套连通， 在横跨所述第2流路和所述轴间冷却槽的所述第2流路侧的端部的位置设置的贯穿孔与所述进气用水套连通。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的内燃机的水套结构，其特征在于， 所述第I流路设在所述内燃机的排气侧。
4.根据权利要求1所述的内燃机的水套结构，其特征在于， 所述气缸盖具备用于使所述多个排气口汇集的排气汇集部， 所述气缸盖侧水套具备相对于所述排气汇集部设在气缸轴线方向的下侧的下侧排气用水套， 所述多个贯穿孔中的在与所述第I流路对应的位置设置的贯穿孔与所述下侧排气用水套连通。
【文档编号】F02F1/16GK103807047SQ201310553344
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】藤井健史, 井川诚崇, 松持祐司 申请人:本田技研工业株式会社