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CN102072001B - 内燃机的冷却结构 - Google Patents

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CN102072001B
CN102072001B CN201010536664.1A CN201010536664A CN102072001B CN 102072001 B CN102072001 B CN 102072001B CN 201010536664 A CN201010536664 A CN 201010536664A CN 102072001 B CN102072001 B CN 102072001B
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Abstract

提供一种内燃机的冷却结构,安装在内燃机的气缸体(11)的水套(13)内的隔套(14)被设定为:形成于其内周面与水套(13)的内侧壁面(13a)之间的间隙(α)比形成于其外周面与水套(13)的外侧壁面(13b)之间的间隙(β)小,因此即使隔套(14)的位置沿径向偏移,也能够通过隔套(14)的内周面最先与水套(13)的内侧壁面(13a)抵接,防止隔套(14)的外周面到最后与水套(13)的外侧壁面(13b)抵接。由此,即使活塞(18)的敲击声从缸膛(12a)传递到隔套(14),也能够以隔套(14)的外周面与水套(13)的外侧壁面(13b)之间的间隙(β)隔断该敲击声而防止传播到气缸体(11)外表面。

Description

内燃机的冷却结构
技术领域
本发明涉及内燃机的冷却结构,其中,以包围内燃机的气缸体的缸膛的周围的方式形成水套,在该水套的内部安装有隔套,以所述隔套调整所述水套内的冷却水的流动,从而控制所述缸膛的冷却状态。
背景技术
在所述的内燃机的冷却结构中,由日本特开2008-64054号公报公知如下的结构:在气缸体的水套中,在导入冷却水的一侧,使隔套的内周面与水套的内侧壁面接触,在其相反侧,使隔套的内周面离开水套的内侧壁面,由此,使缸膛的温度在整周范围内均匀化。
然而,存在以下问题:当活塞在缸膛的内部滑动时,会因作用于活塞的侧推力产生敲击声,当该敲击声通过水套传播到气缸体的外表面时,则会引起噪音。特别是,当在水套的内部安装有隔套时,活塞的敲击声经由隔套传递,从而该敲击声容易通过水套,噪音可能增加。然而,上述现有的内燃机的冷却结构并未关于由活塞敲击声引起的噪音因隔套的安装而增加这一情况实施特别的对策。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而作出的,其目的在于,在维持由隔套产生的使活塞与缸膛之间的摩擦降低的效果的同时,使活塞的敲击声难以传播到气缸体的外表面。
为了达成上述目的,根据本发明的第一特征,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,水套以将内燃机的气缸体的缸膛的周围包围的方式形成,在该水套的内部安装有隔套,以所述隔套调整所述水套内的冷却水的流动来控制所述缸膛的冷却状态,所述内燃机的冷却结构中,形成于所述隔套的内周面与所述水套的内侧壁面之间的间隙比形成于所述隔套的外周面与所述水套的外侧壁面之间的间隙小。
根据上述结构,由于在以将内燃机的气缸体的缸膛的周围包围的方式形成的水套的内部安装有隔套,因此通过以隔套调整水套内的冷却水的流动而对缸膛保温,由此,能够使缸膛热膨胀而降低其与活塞之间的摩擦。由于设定成使形成于隔套的内周面与水套的内侧壁面之间的间隙比形成于隔套的外周面与水套的外侧壁面之间的间隙小,因此,即使水套内部的隔套的位置偏移,也能够通过使隔套的内周面最先与水套的内侧壁面抵接而防止隔套的外周面到最后与水套的外侧壁面抵接。由此,即使活塞的敲击声从缸膛传递到隔套,也能够以隔套的外周面与水套的外侧壁面之间的间隙将该敲击声隔断而防止该敲击声传播到气缸体的外表面。
此外,根据本发明的第二特征,在上述第一特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,在所述隔套的内周面设有凸部,该凸部朝向所述水套的内侧壁面突出。
根据上述结构,由于在隔套的内周面设有朝向水套的内侧壁面突出的凸部,因此,在隔套因膨润、热膨胀而变形时,凸部与水套的内侧壁面抵接,由此,能够防止隔套的内周面整体紧贴到水套的内侧壁面。
此外,根据本发明的第三特征,在上述第二特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,所述凸部设于两个所述缸膛相接近的部分附近。
根据上述结构,由于将隔套的凸部设于两个缸膛相接近的部分附近,因此,即使万一隔套的凸部与水套的内侧壁面抵接,由于该部分本来就是活塞的敲击声较小的部分,因此,也能够防止活塞的敲击声成为噪音并传播到气缸体的外表面。
此外,根据本发明的第四特征,在上述第一特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,在所述隔套,在沿气缸轴线方向的一方侧和另一方侧的各个位置,设有与所述内侧壁面和所述外侧壁面中的至少任意一方抵接的抵接单元。
根据上述结构,在隔套中,在沿气缸轴线方向的一方侧和另一方侧的各个位置设有与水套的内侧壁面或者外侧壁面中的至少任意一方抵接的抵接单元,利用所述抵接单元在沿气缸轴线方向的至少两点进行抵接,由此能够避免隔套的转动而使隔套的动作稳定。另外,此处所谓“抵接”并不一定是抵接单元与水套的内侧壁面或者外侧壁面的至少任意一方总是接触,也包括了使抵接单元与内侧壁面、外侧壁面之间的离开间隔(间隙、空隙)变窄而限制隔套的转动范围(摆动范围)的情况。以下,在本发明中,在同样的意思内容上使用术语“抵接”。
此外,根据本发明的第五特征,在上述第四特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,所述抵接单元为从隔套主体部朝向所述水套的壁面突出的突出部。
根据上述结构,通过将抵接单元作为从隔套主体部朝向所述水套的壁面突出的突出部,由此,即使在水套的壁面形成为复杂的形状的情况下,也能够使突出部抵接而恰当地保持固定隔套。
此外,根据本发明的第六特征,在上述第四或第五特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,所述隔套具有仅覆盖所述水套的深度方向的中间位置的隔套主体部,所述抵接单元设于所述隔套主体部。
根据上述结构,隔套具有仅覆盖水套的深度方向的中间位置的隔套主体部,抵接单元设于所述隔套主体部,由此,在隔套主体部的沿着深度方向的两侧形成供冷却水流通的流路。在该情况下,由于抵接单元设于除了形成有流路的隔套主体部的深度方向的两侧之外的隔套主体部,因此在不妨碍冷却水的流动的情况下就能够适当地发挥冷却作用。
此外,根据本发明的第七特征,在上述第四至第六特征中的任意一特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,所述水套形成于直列相连的多个缸膛的周围,沿着气缸轴线方向,一方侧的抵接单元与相邻的缸膛之间的连结部位对置地设置,另一方侧的抵接单元与气缸排列线方向的两端部对置地设置。
根据上述结构,如下这样即可:水套形成于直列相连的多个缸膛的周围,沿着气缸轴线方向,一方侧的抵接单元与相邻的缸膛之间的连结部位对置地设置,另一方侧的抵接单元则与气缸排列线方向的两端部对置设置。即,通过以气缸排列线方向的两端部和与所述气缸排列线方向正交且相邻的缸膛之间的连结部位这两者来支撑隔套,由此能够可靠地避免隔套的转动。
此外,根据本发明的第八特征,在上述第一至第七特征中的任意一特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,在所述隔套,以与相邻的缸膛之间的连结部位对置的方式设有制造所述隔套时的材料导入部,在所述材料导入部的气缸排列线方向上的两侧,设有朝向所述水套的内侧壁面突出的伸出部。
根据上述结构,在隔套中的材料导入部的气缸排列线方向的两侧,设有朝向水套的内侧壁面突出的伸出部,该伸出部与所述内侧壁面抵接而以两点支撑隔套,由此,能够抑制隔套的晃动。其结果是,能够使插入到水套内的隔套的动作稳定。另外,此处所谓“抵接”并不一定是伸出部与水套的内侧壁面总是接触,也包括了使伸出部与内侧壁面之间的离开间隔(间隙、空隙)变窄而限制隔套的转动范围(摆动范围)的情况。以下,在本发明中,在同样的意思内容上使用术语“抵接”。此外,使材料导入部朝向内侧壁面突出的突出尺寸一定是困难的,与使材料导入部与内侧壁面抵接的情况相比,通过使伸出部与内侧壁面抵接能够精度很好地将隔套支撑于预定位置。
此外,根据本发明的第九特征,在上述第八特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,所述伸出部被设置得比所述材料导入部靠近所述水套的内侧壁面。
根据上述结构,将伸出部设置得比材料导入部靠近水套的内侧壁面,由此,能够使伸出部比材料导入部先抵接于内侧壁面,因此,即使材料导入部一定程度地突出也能够降低其影响。
此外,根据本发明的第十特征,在上述第八特征的基础上,提出了一种内燃机的冷却结构,其中,在所述伸出部之间形成有对置面,该对置面与气缸排列线方向大致平行地延伸且与所述连结部位对置,所述材料导入部突出设置于所述对置面。
根据上述结构,在一对伸出部之间形成有与气缸排列线方向大致平行地延伸且与连结部位对置的对置面,并使材料导入部突出设置于所述对置面,由此,能够使配置于气缸排列线方向的两侧的伸出部均等地抵接于缸膛侧的内壁而恰当地抑制隔套的倾斜、晃动。而且,以将作为供成形材料注入的入口而发挥作用的门(gate)夹持于其间的方式,使一对伸出部之间的对置面与气缸排列线方向大致平行地延伸,由此,所述对置面形成为直线状地相连的平坦面。通过将所述对置面设定为平坦面,与将所述一对伸出部之间的对置面形成为例如具有凹陷的复杂的形状的情况相比,在隔套的制造时,能够使材料从材料导入部到伸出部的流动很好,能够精度很好地形成伸出部的形状而更加稳定地支撑隔套。
本发明的上述以及其他目的、特征和优点按照附图并根据以下详细叙述的优选的实施例的说明得以明确。
附图说明
图1~图12中(C)示出了本发明的第一实施例,图1是直列四缸内燃机的气缸体的立体图,图2是隔套的立体图,图3是图1的箭头3方向的视图,图4是图3的箭头4方向的视图,图5是沿图3的5-5线的剖视图,图6是图5的6部放大图,图7是沿图3的7-7线的剖视图,图8是沿图3的8-8线的剖视图,图9是沿图3的9-9线的剖视图,图10是沿图3的10-10线的剖视图,图11中(A)是沿图3的11-11线的剖视图,图11中(B)是沿图11中(A)的B-B线的剖视图,图11中(C)是沿图11中(B)的C-C线的剖视图,图12中(A)是沿图3的12-12线的剖视图,图12中(B)是沿图12中(A)的B-B线的剖视图,图12中(C)是沿图12中(B)的C-C线的剖视图。
此外,图13~图28示出了本发明的第二实施例,图13是组装有隔套的内燃机的概要立体图,图14是构成所述内燃机的气缸体和隔套的分解立体图,图15中(A)是图13所示的隔套的立体图,图15中(B)是从图15中(A)的箭头Z侧观察的立体图,图16是图13所示的气缸体的俯视图,图17是沿图16的A-A线的纵剖视图,图18是插入气缸体的水套内的隔套的透视侧视图,图19中(A)是设于本实施例涉及的隔套的内周的突起的放大俯视图,图19中(B)是设于比较例涉及的隔套的内周的凸部的放大俯视图,图20是本实施例的变形例涉及的隔套的立体图,图21中(A)是弹性体的立体图,图21中(B)是示出将弹性体安装于隔套主体部的长槽的状态的局部剖开放大立体图,图21中(C)的沿图21中(B)的G-G线的放大横剖视图,图22是沿图16的B-B线的纵剖视图,图23中(A)是图16的C部放大图,图23中(B)是设于隔套主体部的内周的突起的放大立体图,图24是沿图23中(A)的E-E线的纵剖视图,图25是沿图16的D-D线的纵剖视图,图26是示出使注入到成形模具的型腔(cavity)内的熔融树脂材料固化而制造隔套的工序的说明图,图27中(A)是示出利用工具将隔套从水套拉出的状态的说明图,图27中(B)是在将隔套拉出的状态下的沿图27中(A)的F-F线的纵剖视图,图28是示出形成于水套的内侧壁面的锥形面的局部剖开放大立体图。
具体实施方式
下面,基于图1~图12中(C)对本发明的第一实施例进行说明。
如图1所示,在直列四缸内燃机的气缸体11,沿气缸排列线L1埋设有4个气缸套(cylinder sleeve)12…,以包围这些气缸套12…的外周面的方式形成水套13。本实施例的气缸体11为萨米迟(Siamese)型,在相邻的气缸套12…之间未形成水套13,由此,实现了内燃机在气缸排列线L1方向上的尺寸的缩短。在气缸体11的上端(deck)面11a开口的水套13从该上端面11a处朝向曲轴箱侧向下延伸一定的深度,在该水套13的内侧壁面13a与外侧壁面13b之间,配置有从气缸体11的上端面11a的开口侧插入的合成树脂制的隔套(spacer)14。
另外,本说明书中,所谓“上下方向”是指,将气缸轴线L2方向的气缸盖侧定义为“上”,将气缸轴线L2方向的曲轴箱侧定义为“下”。
由图1~图5可以明确,隔套14具有隔套主体部14a、冷却水入口部14b和冷却水出口部14c,通过这些部件在整周范围内将气缸体11的四个缸膛12a…的周围包围。冷却水入口部14b包围位于气缸排列线L1方向一端侧(正时轮系(timing train)侧)的一个缸膛12a的进气侧,冷却水出口部14c包围所述缸膛12a的气缸排列线L1方向一端侧和排气侧。在隔套14的从气缸排列线L1方向一端侧稍稍偏向进气侧、且由冷却水入口部14b和冷却水出口部14c夹持的位置,一体地设有分隔壁14d,该分隔壁14d形成得比隔套主体部14a厚,且从冷却水入口部14b和冷却水出口部14c的上缘和下缘向上下突出。
在水套13的内部,在隔套主体部14a的上缘和气缸盖15的下表面之间形成有包围4个缸膛12a…的周围的上部冷却水通道13c,并且在隔套主体部14a的下缘与水套13的底部之间形成有包围4个缸膛12a…的周围的下部冷却水通道13d。
上部支撑脚14e和下部支撑脚14f分别从气缸排列线L1在一端侧与冷却水出口部14c交叉的位置,突出到上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d内,并且,上部支撑脚14g和下部支撑脚14h分别从气缸排列线L1在另一端侧(变速器侧)与隔套主体部14a交叉的位置,突出到上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d内。因此,当将隔套14安装于水套13的内部时,在隔套14的气缸排列线L1方向上的两端部,一对下部支撑脚14f、14h的下端与水套13的底部接触,一对上部支撑脚14e、14g的上端与夹持在气缸体11和气缸盖15之间的密封垫16的下表面接触,由此,隔套14被沿上下方向定位。
与曲轴17连结的活塞18滑动自如地嵌合于各缸膛12a,在活塞18的顶部18a侧安装有第一道环(top ring)19、第二道环(second ring)20和油环(oil ring)21。
下面,对隔套14的结构的细节依次进行说明。
由图4可以明确,隔套14的隔套主体部14a、冷却水入口部14b和冷却水出口部14c在气缸轴线L2方向上的高度在其整周范围内均为一定的H。由图2和图3可以明确,隔套主体部14a的厚度T1基本一定,但冷却水入口部14b的厚度T2比隔套主体部14a的厚度T1薄,冷却水出口部14c的厚度T3比隔套主体部14a的厚度T1薄,此外分隔壁14d的厚度T4比隔套主体部14a的厚度T1厚。冷却水入口部14b的内周面与隔套主体部14a的内周面共面,冷却水入口部14b的外周面相对于隔套主体部14a的外周面经由台阶偏向径向内侧。此外,冷却水出口部14c的外周面与隔套主体部14a的外周面共面,冷却水出口部14c的内周面相对于隔套主体部14a的内周面经由台阶偏向径向外侧。
由图5可以明确,当活塞18随着曲轴17的旋转而在缸膛12a内上下运动时,作用于活塞18和缸膛12a之间的侧推力周期性地变化,并且在实线所示的膨胀冲程中的活塞18的位置(例如,压缩上止点后的曲轴角(crank angle)为15°的位置),侧推力达到最大。在该侧推力达到最大的位置,隔套14在水套13内部的上下位置被设定为:活塞18的第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套14的上缘靠上方的位置,活塞18的裙部18b位于比隔套14的上缘靠下方的位置。此外,在点划线所示的活塞18的下止点位置,隔套14在水套13内部的上下位置被设定为:活塞18的第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套14的下缘靠下方的位置。
由图6可以明确,隔套主体部14a的厚度T1设定得比供该隔套主体部14a嵌合的水套13的宽度W稍小。其理由是,由于铸态(鋳放し)下的水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b的尺寸精度不高,因此要防止隔套14与水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b摩擦而使组装性降低。由此,在将隔套14组装到水套13的内部时,配置成:在隔套主体部14a的内周面和水套13的内侧壁面13a之间形成间隙α,在隔套主体部14a的外周面和水套13的外侧壁面13b之间形成间隙β,并且使间隙α比间隙β小,也即是说,配置成隔套主体部14a相对于水套13的外侧壁面13b更靠近内侧壁面13a。
由图3和图7可以明确,在两个气缸套12、12接近的位置即气缸体11的缸膛之间,包围在各气缸套12、12的周围的水套13相互以锐角相交,因此,在与气缸排列线L1正交的方向上的水套3的宽度W′比其他部分的水套13的宽度W宽。另一方面,由于缸膛之间的隔套主体部14a的厚度与其他部分的隔套主体部14a的厚度同为T1,因此,缸膛之间的隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α′格外地大于其他部分的间隙α。
然而,在两个气缸套12、12接近的缸膛之间,在隔套主体部14a的上端形成有朝向径向内侧的凸部14i…,这些凸部14i…的末端部分与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α″被设定得比所述间隙α小。
由图1~图3、图8和图9可以明确,冷却水供给通道11b从气缸体11的正时轮系侧的端面朝向变速器侧延伸,与该冷却水供给通道11b的下游端相连的冷却水供给室11c面向被收纳于水套13的隔套14的冷却水入口部14b。
由图1~图3和图9可以明确,在形成于气缸盖15的水套(未图示)的下表面开口的四个连通孔15a…面向被收纳于水套13的隔套14的冷却水出口部14c的上方。在将隔套主体部14a延长至冷却水出口部14c的位置的情况下,冷却水出口部14c的位置与该延长的隔套主体部14a大致重叠。
由图1~图3和图10可以明确,被隔套14的冷却水入口部14b和冷却水出口部14c夹持的分隔壁14d,在与水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b之间具有能够组装隔套14的最小限度的微小的间隙γ(参照图10)。在分隔壁14d的下端部与水套13的外侧壁面13b之间,形成有能够供冷却水通过的微小的间隙δ。分隔壁14d的上端部和下端部与所述上部支撑脚14e、14g和所述下部支撑脚14f、14h一样具有在水套13的内部对隔套14沿上下方向进行定位的功能。
由图2和图11中(A)~图11中(C)可以明确,隔套14的正时轮系侧的端部(冷却水出口部14c的部分)的被上部支撑脚14e和下部支撑脚14f所夹持的部分形成为厚度与隔套主体部14a相同的厚壁部14m。从下部支撑脚14f的下端到厚壁部14m的上端形成有沿上下方向延伸的狭缝14n,水平截面呈H形的橡胶构成的固定部件22的狭缝22a嵌合安装于该狭缝14n。固定部件22安装在隔套主体部14a的上下方向高度的范围内,其外周面不露出于隔套14的外周面,但其内周面露出于隔套14的内周面并与水套13的内侧壁面13a弹性地抵接。狭缝14n中的露出于下部支撑脚14f的一部分用于减少固定部件22的压入阻力而提高组装性。
由图2和图12中(A)~图12中(C)可以明确,在隔套主体部14a的变速器侧的端部,形成有狭缝14o,该狭缝14o在从下部支撑脚14h的下端到上部支撑脚14g的下端之间沿上下方向延伸,水平截面呈H形的橡胶构成的固定部件22安装于该狭缝14o。固定部件22安装在隔套主体部14a的上下方向高度的范围内,其外周面未露出于隔套14的外周面,但其内周面露出于隔套14的内周面并与水套13的内侧壁面13a弹性地抵接。狭缝14o中的露出于下部支撑脚14h的一部分用于减少固定部件22的压入阻力而提高组装性。
两个固定部件22、22均配置于气缸排列线L1上,从而,隔套14的进气侧部分和排气侧部分成为关于连结两个固定部件22、22的线(即气缸排列线L1)基本对称的形状。
所述狭缝14n、14o向下开口,固定部件22、22向上嵌合于所述狭缝14n、14o,因此,在将安装有固定部件22、22的隔套14插入水套13的内部时,即使以作用于和水套13的内侧壁面13a之间的摩擦力向上推压固定部件22、22,固定部件22、22也不会从狭缝14n、14o脱落。
接下来,对具有上述结构的本发明的实施例的作用进行说明。
在将气缸盖15组装于气缸体11的上端面11a之前的状态下,水套13以将露出于上端面11a的4个气缸套12…的缸膛12a…的外周包围的方式形成开口,隔套14从该开口插入水套13的内部。然后,在使密封垫16与气缸体11的上端面11a重合的状态下将气缸盖15紧固。
在该隔套14的组装状态下,下部支撑脚14f、14h的下端和分隔壁14d的下部突起14k的下端与水套13的底部接触,上部支撑脚14e、14g的上端和分隔壁14d的上部突起14j的上端与密封垫16的下表面接触,由此,隔套14被沿气缸轴线L2方向定位。此时,隔套14的隔套主体部14a的内周面设置得靠近水套13的内侧壁面13a,然而由于铸态下的水套13的内侧壁面13a的尺寸精度不高,因此,为了防止隔套14与水套13的内侧壁面13a摩擦而使组装性降低,在隔套主体部14a的内周面和水套13的内侧壁面13a之间形成有些许间隙α(参照图6)。
当隔套14因内燃机运转时的振动等在水套13的内部沿上下方向移动时,上部支撑脚14e、14g的上端和分隔壁14d的上部突起14j的上端可能会损伤密封垫16的下表面,然而,通过设于气缸排列线L1方向两端的两个固定部件22、22将隔套14固定成不能相对于水套13移动,由此能够防止由隔套14的随意移动而损伤密封垫16。
此时,由于固定部件22、22设于刚性高的隔套14的气缸排列线L1方向两端部,因此,不仅能够将隔套14牢固地固定于水套13的内部,而且由于气缸体11的气缸排列线L1方向两端部比进气侧和排气侧的侧面温度低,因此,能够将对安装于该处的橡胶制的固定部件22、22的热影响抑制到最小限度。
此外,由于固定部件22、22设于隔套14的气缸轴线L2方向中间部、也就是说隔套主体部14a的高度范围内,因此,能够防止固定部件22、22阻碍上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d中的冷却水的流动。而且,由于隔套14的正时轮系侧的固定部件22设于冷却水出口部14c,因此,该固定部件22不会对上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d中的冷却水的流动产生影响。此外,由于冷却水在水套13的变速器侧的端部进行U形转弯而降低流速,因此,通过在此处设置变速器侧的固定部件22,与将该固定部件22设于水套13的进气侧和排气侧的侧面的情况相比,能够减小对冷却水的流动产生的影响。
隔套14的正时轮系侧的上部支撑脚14e和下部支撑脚14f在径向上形成得比隔套主体部14a的厚度T1薄,且被配置成在上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的内部偏向水套13的外侧壁面13b侧。此外,隔套14的变速器侧的上部支撑脚14g和下部支撑脚14h在径向上形成得比隔套主体部14a的厚度T1薄,且被配置成在上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的内部偏向水套13的内侧壁面13a侧。由此,能够将上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h对上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d中的冷却水的流动产生的影响抑制到最小限度,而且,由于上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h依照水套13的内侧壁面13a和外侧壁面13b的形状而圆弧状地弯曲,因此,能够进一步减小对冷却水的流动产生的影响。
此外,4个缸膛12a…中的位于气缸排列线L1方向的最外侧的部分不易受到来自其他缸膛12a…的热,因此,该部分的温度比较低。另一方面,4个缸膛12a…中的相对于气缸排列线L1位于进气侧和排气侧的部分容易受到来自相邻缸膛12a…的热,因此,该部分的温度比较高。在本实施例中,将上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h设于缸膛12a…的温度比较低的、气缸排列线L1方向的最外侧位置,因此,即使上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h对水套13中的冷却水的流动稍有阻碍,也能够将其影响抑制到最小限度,使各缸膛12a…的温度均匀化。
特别地,由于变速器侧的上部支撑脚14g和下部支撑脚14h沿着与变速器侧的缸膛12a的低温部面对的水套13的内侧壁面13a进行配置,因此,通过上部支撑脚14g和下部支撑脚14h,冷却水不易接触水套13的内侧壁面13a,能够对上述温度比较低的缸膛12a进行保温,由此能够进一步使各缸膛12a…的温度均匀化。
由于固定部件22、22由橡胶构成且嵌合固定于隔套14的狭缝14n、14o,因此,无需螺栓那样的特别的部件就能够固定于隔套14。此外,由于固定部件22、22的设置位置为下部支撑脚14f、14h的正上方,因此,在将固定部件22、22压接于水套13的内侧壁面13a同时将隔套14向下按入到水套13内、且下部支撑脚14f、14h的下端与水套13的底部抵接而受到向上的反作用力时,能够防止隔套14扭曲式地变形。
在内燃机运转时,自设于气缸体11的未图示的水泵供给的冷却水,从设于气缸体11的正时轮系侧的端部的冷却水供给通道11b经由冷却水供给室11c流入水套13。在水套13的内部配置有隔套14,而面对冷却水供给室11c的隔套14的冷却水入口部14b的厚度T2比隔套主体部14a的厚度T1薄,且该冷却水入口部14b偏向径向内侧,因此,冷却水沿冷却水入口部14b的径向外侧表面上下分流并顺畅地流入水套13的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d。
虽然流入水套13的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水欲向左右方向分支,然而,由于被存在于冷却水入口部14b左侧的分隔壁14d阻挡了流动,因此,冷却水变为朝向右侧而沿逆时针方向流过上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的大致整个长度范围,并从冷却水出口部14c向气缸盖15的连通孔15a…排出,从冷却水入口部14b来看,该冷却水出口部14c位于分隔壁14d的相反侧。在冷却水流经水套13时,由于上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d被厚度T1比水套13的宽度W稍薄的隔套主体部14a上下隔开,因此,流经上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水几乎不混合。
当流经水套13的冷却水经由开口于气缸盖15的下表面的连通孔15a…向气缸盖15的水套(未图示)排出时,流经下部冷却水通道13d的冷却水在从下向上地通过隔套14的冷却水出口部14c而与流过上部冷却水通道13c的冷却水合流后,流入气缸盖15的连通孔15a…。
此时,由于冷却水出口部14c的厚度T3比隔套主体部14a的厚度T1小,且冷却水出口部14c的外周面与隔套主体部14a的外周面共面并以沿着水套13的外侧壁面13b的方式偏倚,因此,不仅能够将朝上通过冷却水出口部14c的冷却水的压力损失抑制到最小限度,而且,即使是在冷却水的流速降低而冷却效果减小的冷却水出口部14c的附近,也能够使尽量多的冷却水介于冷却水出口部14c和水套13的内侧壁面13a之间而确保冷却效果。
此外,由于从上部冷却水通道13c的下游端流出的冷却水与从下部冷却水通道13d的下游端流出且朝上改变了流动方向的冷却水合流,因此,能够通过来自下部冷却水通道13d的冷却水使来自上部冷却水通道13c的冷却水偏向上方,并使之顺畅地流入连通孔15a…。
当流过上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水在冷却水出口部14c朝上改变方向并从连通孔15a…排出时,存在产生旋涡而无法进行顺畅的方向转换的可能性,然而,通过使冷却水入口部14b侧的冷却水的一部分通过分隔壁14d的下端部的间隙δ(参照图10)而流入冷却水出口部14c侧,由此能够防止所述旋涡的产生而能够使冷却水顺畅地流入连通孔15a…。
由于隔套14的隔套主体部14a的内周面靠近水套13的气缸轴线L2方向上的中间部的内侧壁面13a,因此,冷却水不易接触到该内侧壁面13a,从而抑制了冷却。其结果是,与隔套主体部14a对置的缸膛12a的气缸轴线L2方向上的中间部比其他部分温度高,通过热膨胀,该中间部与活塞18之间的空隙(clearance)增加。其结果是,特别是在压缩冲程、膨胀冲程中对活塞18施加较大的侧推力时,能够降低活塞18与缸膛12a之间的摩擦而有助于提高内燃机的燃料消耗率。此外,由于缸膛12a的气缸轴线L2方向的中间部比其他部分温度高,因此,对该部分进行润滑的润滑油的温度上升而粘性降低,因而进一步提高了对摩擦的降低效果。
另一方面,缸膛12a的气缸轴线L2方向上的上部和下部,由流经隔套14的上下的上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的冷却水充分地冷却,因此,能够确保滑动自如地嵌合于缸膛12a的活塞18的易变成高温的顶部18a和裙部18b的冷却性能而防止过热。此外,缸膛12a的上部不仅直接受到燃烧室的热,而且从因移动方向改变而停留在上止点附近的时间变长的高温的活塞18经由第一道环19、第二道环20和油环21被传递热,从而容易变成高温,然而,由于使隔套14不面对该缸膛12a的上部,因此,能够确保冷却性能。此外,虽然活塞18的裙部18b是与缸膛12a最强地滑动接触而发生摩擦的部位,然而,通过用隔套14a覆盖该裙部18b所滑动接触的缸膛12a而使缸膛12a因热膨胀而扩径,由此能够降低摩擦。
如图5的实线所示,隔套14的上下位置被设定为:当在膨胀冲程中活塞18的侧推力达到最大时,即,活塞18和缸膛12a之间的摩擦达到最大时,第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套主体部14a的上缘靠上方的位置,由此,在通过隔套14使缸膛12a的内径增加而减少所述摩擦的同时,变成高温的活塞18的顶部18a的热量从导热性高的第一道环19、第二道环20和油环21经由缸膛12a逸散到水套13的上部冷却水通道13c,从而能够确保活塞18的冷却性能。
此时,由于隔套14的隔套主体部14a与水套13的内侧壁面13a之间隔着最小限度的间隙α而接近,因此,能够将介于隔套主体部14a与水套13的内侧壁面13a之间的冷却水的量抑制到最小限度,能够有效地对缸膛12a的上下方向中间部进行保温而使缸膛12a扩径。
此外,在如图5中以点划线所示的下止点位置,活塞18的移动速度降低,因此,从活塞18经由第一道环19、第二道环20和油环21传递到缸膛12a的热量增多,然而,由于在下止点位置第一道环19、第二道环20和油环21位于比隔套主体部14a的下缘靠下方的位置,因此,能使活塞18的热量不受隔套14阻碍地逸散到缸膛12a,从而能够确保活塞18的冷却性能。
此外,在将隔套14组装到水套13的内部时,隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α被设定得比隔套主体部14a的外周面与水套13的外侧壁面13b之间的间隙β小。因而,即使隔套14因组装误差、变形在径向上偏移,且隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a接触,隔套主体部14a的外周面也不会与水套13的外侧壁面13b接触。
这样,通过总是在隔套主体部14a的外周面与水套13的外侧壁面13b之间确保间隙,能够发挥以下的作用效果。即,在假设与本实施例相反、隔套主体部14a的外周面与水套13的外侧壁面13b接触的情况下,由于隔套14的下部支撑脚14f、14h与水套13的底部接触,因此,活塞18的敲击声沿缸膛12a→水套13的底部→隔套14的下部支撑脚14f、14h→隔套主体部14a→水套13的外侧壁面13b的路径传播,成为产生噪音的原因。另一方面,根据本实施例,虽然活塞18的敲击声从缸膛12a传播到隔套主体部14a,然而,由于隔套主体部14a未与水套13的外侧壁面13b抵接,因此在该处隔断了敲击声而降低噪音。
当隔套14因与冷却水接触所引起的膨润或热膨胀而变形时,存在其内周面与水套13的内侧壁面13a过盈配合的可能性,然而,由于使设于隔套主体部14a的内周面的凸部14i…以能够抵接的方式与水套13的内侧壁面13a对置,因此,能够防止隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a在整个表面范围紧密贴合。另外,当凸部14i…抵接于水套13的内侧壁面13a时,存在敲击声经由该凸部14i…传播的可能性,然而,由于敲击声本来就是在远离气缸排列线L1的、活塞18的进气侧和排气侧的外周面较大地产生,而在设有所述凸部14i…的离气缸排列线L1近的部分几乎不会发生,因此,敲击声经由凸部14i…传播实质上不会成为问题。
此外,如图2所示,设于隔套14的气缸排列线L1方向两端部的固定部件22、22与水套13的内侧壁面13a弹性接触,因此,由其反作用力F1、F1将隔套14沿气缸排列线L1方向拉伸。其结果是,隔套主体部14a的进气侧和排气侧的侧面受到相互接近的方向的载荷F2、F2而变形,由此,隔套主体部14a的内周面接近水套13的内侧壁面13a,隔套主体部14a的内周面与水套13的内侧壁面13a之间的间隙α减小。由此,使介于隔套主体部14a与水套13的内侧壁面13a之间的冷却水的量进一步减少,从而,能够更加有效地对缸膛12a的上下方向中间部进行保温并使缸膛12a扩径。
此时,由于两个固定部件22、22均配置于气缸排列线L1上,且隔套14的进气侧部分与排气侧部分呈关于气缸排列线L1基本对称的形状,因此,能够使用于使隔套主体部14a的进气侧和排气侧的侧面相互接近的所述载荷F2、F2相等,能够使隔套14的进气侧部分和排气侧部分的变形量均匀化。
而且,由于固定部件22、22以不达到上部冷却水通道13c和下部冷却水通道13d的方式安装于隔套主体部14a,因此,不会妨碍冷却水的流动,而且,由于固定部件22、22以不达到隔套14的上部支撑脚14e、14g和下部支撑脚14f、14h的方式安装于隔套主体部14a,因此,能够通过固定部件22、22的反弹力有效地使隔套主体部14a变形。
接下来,基于图13~图28对本发明的第二实施例进行说明。另外,在第一实施例中使用的符号与在第二实施例中使用的符号彼此独立,两实施例中相同的符号未必指的是相同部件。
图13是组装有本实施例涉及的隔套的内燃机的概要立体图,图14是构成所述内燃机的气缸体和隔套的分解立体图,图15中(A)是图13所示的隔套的立体图,图15中(B)的从图15中(A)的箭头Z侧观察的立体图,图16是图13所示的气缸体的俯视图。
如图13所示,组装有本实施例涉及的隔套10的内燃机12由沿气缸排列线方向(参照图13中的单点划线T1)直线状地配置有4个气缸(缸膛)的直列四缸内燃机构成,并且设置于未图示的车辆的发动机室内。该内燃机12由例如铝合金制的气缸体14、组装于所述气缸体14的上侧的例如铝合金制的气缸盖16、以及安装于所述气缸盖16的上侧的未图示的气缸盖罩构成。
另外,在本实施例中,作为组装隔套10的内燃机,以下以直列四缸内燃机为例进行说明,但并不限于此,例如也可以应用于例如沿V形(V-bank)配置有多个气缸的V型多气缸内燃机、水平对置内燃机等,并且与单气缸、多气缸等气缸个数也无关。在为单气缸内燃机的情况下,图13中的单点划线T1示出的是与曲轴平行的方向。
在以下的说明中,所谓上下方向是指气缸轴线方向(参照图13中的单点划线T2),并以气缸盖16侧为上侧进行说明。此外,内侧方向是指与示出气缸轴线方向的单点划线T2靠近的方向,外侧方向是指从所述单点划线T2离开的方向。进而,所谓周向是指包围所述单点划线T2或者缸膛的方向。此外,将与气缸排列线方向(T1)和气缸轴线方向(T2)双方正交的方向称作缸膛正交方向(参照图13中的单点划线T3)。
在气缸体14和气缸盖16的内部,分别设有供冷却水流通的水套18(省略了气缸盖16侧的水套的图示)。此外,在沿气缸体14的气缸排列线方向的一端侧设有冷却水入口20a和多个冷却水出口20b,该冷却水入口20a经由未图示的水泵将从未图示的热交换器送来的冷却水向水套18内供给;该多个冷却水出口20b在从所述冷却水入口20a导入的冷却水沿水套18环绕多个气缸后,将冷却水导向气缸盖16侧的未图示的水套。另外,所述多个冷却水出口20b由形成于后述的密封垫70的孔部构成(参照图14)。
如图16所示(一并参照图14),从俯视图来看,气缸体14的水套18以围绕沿气缸排列线方向的四个缸膛的大致外周的方式连续且环绕地形成。在所述气缸体14的上下方向,所述水套18的上端部开口式地形成,并且所述水套18的下端部(底壁)以在气缸体14的内部闭塞的方式形成。
图17是沿图16的A-A线的纵剖视图。在该情况下,如图17所示,水套18在气缸体14的上端面具有开口部18a,并由空间部构成,该空间部由在气缸体14的内部隔开预定间隔并相互对置形成的内侧壁面(位于缸膛侧的内壁)18b和外侧壁面(位于气缸体的外壁侧的外壁)18c、以及对所述内侧壁面18b和所述外侧壁面18c于下部侧进行连接的底壁18d形成。
此外,水套18在沿气缸体14的上下方向的纵剖面中被形成为:气缸体14的内侧壁面18b与外侧壁面18c之间的离开间隔D(参照图17)从气缸体14的上端面朝向下端面(底面)宽度逐渐变窄而越来越细的锥形形状。换言之,水套18以从气缸体14的开口部18a至朝深度方向到底壁18d逐渐变细的方式形成。
在缸膛安装有由薄壁的圆筒体构成的缸套(cylinder liner)22而构成缸膛壁。此外,在气缸体14和气缸盖16之间夹装有密封垫70(参照图14),由所述密封垫70密封气缸体14的上端面。
在气缸体14的水套18内插入有树脂制的隔套10,在所述隔套10和水套18的各壁面与密封垫70之间,形成用于使冷却水流通的流路。该流路在水套18中由上部侧流路24a和下部侧流路24b、以及中间流路24c构成(参照后述的图17、图22、图24和图25),该上部侧流路24a和下部侧流路24b作为用于使大量、或者大部分的冷却水流通的主流路发挥作用,该中间流路24c形成于所述上部侧流路24a和下部侧流路24b之间,作为副流路发挥作用。另外,在本实施例中,例示了用后述的成形模具通过注射成形而制造出的树脂制的隔套10,然而,也可以采用通过例如铸造成形、吹塑成形等形成的金属制的隔套。
如图15中(A)~图15中(B)或者图16所示,从俯视图来看,所述隔套10由四个带状圆环连续、一体结合的筒状体构成,该隔套10具有:隔套主体部10a,所述隔套主体部10a具有以向内侧相互接近的方式收窄的收窄形状部25;以及一对弹性体28,所述一对弹性体28安装于所述隔套主体部10a的沿气缸排列线方向的两端部的长槽26(参照图14)。另外,隔套主体部10a的厚度尺寸被设定为:例如比水套18的宽度尺寸(内侧壁面18b和外侧壁面18c沿水平方向的离开间隔D)稍小的大致相同的尺寸,但只要具有至少与缸膛侧的内侧壁面18b靠近配置的厚度尺寸即可。
在隔套主体部10a的上表面11,在沿气缸排列线方向的一端部,设有朝向上方延伸的延伸部30,在沿气缸排列线方向的另一端部,朝向上方延伸设置有与所述延伸部30对置的第一挂接部32。在靠近所述延伸部30的隔套主体部10a的上表面11,设有朝向上方延伸的第二挂接部34。另外,所述延伸部30、第一挂接部32和第二挂接部34分别被设定为相同的高度尺寸(参照图18)。
在隔套主体部10a的下表面部设有一对脚部36a、36b和另一脚部36c,该一对脚部36a、36b分别朝向所述延伸部30和第一挂接部32的下方侧延伸,且在气缸排列线方向对置,该另一脚部36c设于第二挂接部34的沿上下方向的下方侧,且朝向下方侧延伸。一对脚部36a、36b均在周向上分支式地设置,在分支出的一侧脚部与另一侧脚部之间,形成沿上下方向呈矩形形状地延伸的狭缝38。在所述狭缝38的上部贯通形成有横向较长的矩形形状的窗部40,后述弹性体28的卡止部28d卡止于所述窗部40。
在与收窄形状部25对应的隔套主体部10a的内周且上表面11的附近,以在相邻的缸膛之间的连结部位的气缸间部位相互对置的方式设有多个突起42,所述多个突起42朝向水套18的内侧壁面18b突出,如图18所示,所述多个突起42从侧面透视观察呈大致矩形形状。
各突起42均形成为相同形状,并且如图19中(A)、图23中(A)和图23中(B)所示,由以下部分构成:门(gate)残留部(材料导入部)42a,该门残留部42a作为后述的门痕迹而形成于突起42的大致中央部;伸出部42b、42b,该伸出部42b、42b以使所述门残留部42a位于其间的方式设于沿气缸排列线方向的突起42的两侧角部,并且与水套18的内侧壁面18b接触;以及对置面42c,其形成于沿气缸排列线方向的一方侧的伸出部42b与另一方侧的伸出部42b之间。
另外,所述多个突起42作为“从隔套主体朝向水套的壁面突出的突出部”发挥作用,并且作为“与相邻的缸膛之间的连结部位对置地设置的一方侧的抵接单元”发挥作用。
如图23中(B)所示,所述伸出部42b、42b设于沿气缸排列线方向(T1)的突起42的两侧角部,并且以沿气缸轴线方向(T2)于上下方向延伸的方式进行设置。在如图19中(A)所示的俯视观察的情况下,该伸出部42b、42b与水套18的内侧壁面18b点接触,并且在图24所示的E-E剖面中,在伸出部42b、42b接近并接触水套18的内侧壁面18b侧的情况下,该伸出部42b、42b与水套18的内侧壁面18b线接触,由此进行设置。
这样,通过伸出部42b、42b与水套18的内侧壁面18b接触,不仅抑制了隔套10在缸膛正交方向(T3)的晃动,而且能够抑制隔套10在气缸排列线方向(T1)的晃动。图19中(B)示出了比较例涉及的隔套200,该隔套200使残留于门残留部42a的凸部与水套18的内侧壁面18b抵接。
虽然门残留部42a如后所述地在成形后通过研磨、磨削加工等被除去,然而,在量产化时体现出向内侧壁面18b突出的尺寸精度(使突出尺寸一定)是繁杂乃至困难的。因此,与使门残留部42a中的凸部与水套18的内侧壁面18b抵接的比较例相比,在本实施例中,不使门残留部42a抵接,而使设于门残留部42a的两侧角部的伸出部42b、42b与水套18的内侧壁面18b抵接,由此能够高精度地支撑隔套10。另外,如后所述,伸出部42b、42b也可以是并不一定要与内侧壁面18b接触,可以仅使伸出部42b、42b以伸出部42b、42b与内侧壁面18b的离开间隔(空隙C)变窄的方式朝向内侧壁面18b靠近这样进行移位。
此外,由于设定成伸出部42b、42b比门残留部42a先与水套18的内侧壁面18b抵接,因此,即使假设门残留部42a稍有突出也能够将其影响降低乃至无视。
进而,在使门残留部42a位于其间的突起42的两侧角部,沿气缸排列线方向设有多个(2个)伸出部42b、42b,并且将多个突起42(在本实施方式中,例示了6个突起)对置配置于相邻的缸膛之间的连结部位的两侧。
在该情况下,多个突起42(伸出部42b、42b)并不一定总是与内侧壁面18b接触,通过以突起42使隔套10与水套18的内侧壁面18b之间的空隙(间隙、离开间隔)C变窄,从而限制隔套10的转动范围,防止活塞敲击声的传递。即,假设隔套10能够在水套18内自由地移动的话,则会因冷却水的流动使得隔套10与水套18的内侧壁面18b和外侧壁面18c双方接触而传递活塞敲击声(包括内燃机的振动)。由此,在本实施例中,通过以设于隔套主体部10a的内侧的突起42使水套18的内侧壁面18b与隔套10之间的空隙C变窄,尽可能地减小空隙C,限制隔套10的移动范围,从而避免了隔套10与外侧壁面18c接触,防止了活塞敲击声的传递。
进而,如后所述,以将作为注入熔融树脂的入口而发挥作用的门夹持于其间的方式,将一对伸出部42b、42b形成为彼此由平坦面直线状地相连(参照图19中(A)、图23中(B))。其结果是,在本实施例中,与将所述一对伸出部42b、42b之间的面形成为例如具有凹陷的复杂的形状的情况相比,能够使熔融树脂很好地从门向两侧的伸出部42b、42b流动,因此,能够高尺寸精度地形成伸出部42b、42b,能够提高对水套18内的隔套10的限制精度。
此外,形成于一方侧的伸出部42b和另一方侧的伸出部42b之间的对置面42c,由与气缸排列线方向大致平行的平坦面形成,在制造隔套时作为材料导入部而发挥作用的门残留部42a从所述对置面42c突出设置。另外,如图20的变形例涉及的隔套10所示,也可以是,对隔套主体部10a的外周面的收窄形状部25贴合或者粘合例如橡胶等弹性部件44而形成多个突起,使所述弹性部件44与水套18的外侧壁面18c抵接。在该情况下,弹性部件44由阻碍活塞敲击声的传递的部件构成即可。此外,在图20中,将设于沿气缸排列线方向的两端部的一对弹性体28、28描绘成与内侧壁面18b抵接,然而也可以使所述一对弹性体28、28突出的朝向相反,设置成与外侧壁面18c抵接。
在隔套主体部10a的沿气缸排列线方向的两端部,形成有朝向水套18的内侧壁面18b鼓出的鼓出部45。下面,由于沿气缸排列线方向的一侧与另一侧形成为相同形状,因此仅将一侧的形状在图21中(B)和图21中(C)中图示并省略了对另一侧的形状的说明。如图21中(B)所示,在所述鼓出部45形成有沿水平方向的横截面呈大致T字形状并沿上下方向延伸的长槽26。在图21中(C)所示的横截面中,该长槽26由朝向水套18的内侧壁面18b开口的纵长开口部26a和使所述纵长开口部26a位于其间且连续的一对侧方槽部26b构成。
长槽26的下端部与设于分支为两股的脚部36b、36b之间的狭缝38连通,长槽26的上端部在与隔套主体部10a的上表面11大致一致的部位被闭塞。在该情况下,如图21中(B)所示,由于狭缝38的宽度方向的尺寸(S1)形成得比后述的弹性体28的宽度尺寸(S2)稍大(S1>S2),因此,通过使弹性体28从狭缝38的下方侧朝向上方侧卡合,能够将所述弹性体28顺畅地插入与狭缝38连通的长槽26。其结果是,能够提高组装性。
弹性体28由例如以橡胶制材料形成的矩形体构成,并且如图21中(A)所示,具有:在中心轴线H的两侧沿所述中心轴线H延伸的薄壁状的薄壁侧部28a、28a;设于所述薄壁侧部28a、28a之间并沿中心轴线H延伸的厚壁状的厚壁矩形部28b;突出设置于所述厚壁矩形部28b的下部侧的突起部(抵接单元)28c;以及设于与设有所述突起部28c的那一侧相反的一侧(背面侧)、并沿与中心轴线H正交的方向延伸的卡止部28d。如图21中(C)所示,所述弹性体28的横截面形状形成为与长槽26匹配(与长槽26的形状对应)的大致T字状。
另外,所述弹性体28的突起部28c作为“从隔套主体朝向水套的壁面突出的突出部”发挥作用,并且作为“与气缸排列线方向的两端部对置地设置的另一方侧的抵接单元”发挥作用。
弹性体28的突起部28c具有从厚壁矩形部28b朝向外侧突出的顶部,并且设有相对于水套18的内侧壁面18b接触的直线状的棱线部28e。另外,对于突起部28c的棱线部28e与水套18的内侧壁面18b的接触情况(接触状态)在后面叙述。该突起部28c形成为三棱柱状(参照图21中(C)),并作为紧密贴合部发挥作用。沿所述突起部28c的棱线部28e的倾斜角度被设定为:与水套18的内侧壁面18b的纵剖面(穿过缸膛的中心的纵剖面)的倾斜角度不同。换言之,突起部28c的棱线部28e被设定为与水套18的内侧壁面18b的纵剖面(穿过缸膛的中心的纵剖面)不平行而呈交叉状。
在该情况下,弹性体28的突起部28c被设置成:在安装到了隔套主体部10a的长槽26内时,该突起部28c通过纵长开口部26a露出于内周侧,并相对于构成水套18的内侧壁面18b接触。
此外,通过将突起部28c的棱线部28e的棱线设定为与水套18的内侧壁面18b的纵剖面不平行而呈交叉状,使得所述突起部28c相对于水套18的内侧壁面18b的紧密贴合度和载荷根据隔套10的插入情况逐渐增加,由此能够使插入性很好,并且能够极力阻止具有突起部28c的弹性体28的变形,抑制对弹性体28的影响。
例如,在将安装有弹性体28的隔套10向水套18内插入时,在水套18的上部侧的开口部18a的部位,内侧壁面18b与弹性体28的突起部28c开始抵接时呈点接触状态,与此相对,随着将隔套10朝向水套18的下部侧逐渐插入,弹性体28的突起部28c相对于内侧壁面18b由点接触状态变化为线接触状态,最终,弹性体28的突起部28c弹性变形而相对于内侧壁面18b呈面接触状态。这样,将隔套10向水套18内插入的插入载荷设置成不是一开始就变大,而是对应于隔套10朝向水套18的里部插入的插入情况使接触载荷逐渐增大,由此,能够降低隔套10插入时的载荷(滑动阻力)而获得很好的插入性,能够提高组装性。
进而,弹性体28中,与水套18的内侧壁面18b接触的接触部位被限定为由厚壁矩形部28b支撑的突起部28c,并且设置成仅形成于所述突起部28c的顶部的棱线部28e及其附近与水套18的内侧壁面18b接触(点接触→线接触→面接触),因此,能够将弹性体28自身的变形量抑制得较小而提高耐久性。
此外,隔套10由分别设于隔套主体部10a的沿气缸排列线方向的两端部的一对弹性体28、28保持固定在水套18内的预定位置。即使是在隔套10因例如冷却水的水压、内燃机的振动等而从预先设置的预定位置偏移,而假设后述的延伸部30、第一挂接部32和第二挂接部34中的任意一者与密封垫70的下表面抵接的情况下,也能够利用在水套18的内侧壁面18b与弹性体28、28之间产生的摩擦阻力适当地缓和对密封垫70施加的抵接载荷。
设于突起部28c的背面侧的卡止部28d在弹性体28组装于隔套主体部10a的长槽26内时弹性变形,并与形成于隔套主体部10a的窗部40(参照图14)卡止。这样,通过使弹性体28的卡止部28d相对于隔套主体部10a的窗部40卡止,由此能够将组装时插入到长槽26内的弹性体28定位于隔套主体部10a的预定位置。
另外,也可以是,使弹性体28相对于上述情况表里翻转而使突起部28c露出于外周侧,并使所述突起部28c相对于构成水套18的外侧壁面18c点接触或者线接触。在该情况下,供卡止部28d卡止的窗部40设于隔套主体部10a的内侧。
回到图15中(A)~图15中(B),第一挂接部32从隔套主体部10a的上表面11突出,并在沿气缸排列线方向的另一端侧设于弹性体28的上方。该第一挂接部32由以下部分构成:从所述上表面11延伸且随着向上宽度尺寸逐渐减小的锥形部32a;从所述锥形部32a延伸且随着向上宽度尺寸扩大的头部32b;以及设于所述锥形部32a和所述头部32b之间且宽度形成得较窄的收窄部32c。在该情况下,第一挂接部32被设定为与作为固定部而发挥作用的弹性体28沿气缸轴线方向(上下方向)延伸。
如图27中(A)~图27中(B)所示,例如通过使工具(例如具有由金属丝等构成的圆环部的部件)卡合于收窄部32c并将所述圆环部挂接于头部32b,能够容易地将隔套10从水套18内拔出(拉出)。
在该情况下,在用工具等卡止第一挂接部32而将隔套10向水套18的上方拉出时,由于所述第一挂接部32设于弹性体28(固定部件)沿的气缸轴线方向的位置,由此使得弹性体28位于对所述第一挂接部32进行拉拔的拉拔力的延长线上,从而能够避免隔套10的变形并容易地拉出(参照图27中(A)和图27中(B))。
如图18所示,隔套10的上表面11由倾斜面形成,该倾斜面为从与气缸体14的冷却水入口20a对置的部位开始至与冷却水出口20b对置的部位,换言之,从沿水套18流动的冷却水的上游侧朝向下游侧,以逐渐接近气缸体14的水套18的开口部18a的方式、朝向上方以一定的斜度倾斜的倾斜面。通过使隔套10的上表面11形成为这样的朝向上方且以一定的斜度倾斜的倾斜面,从而,利用冷却水的从水套18的上游朝向下游的流动对隔套10作用朝向下方侧按压的力,能够使所述隔套10稳定。与此相对,隔套10的下表面13由沿水套18流动的冷却水从上游侧到下游侧斜度为零的水平面形成。另外,在图18中,对于隔套10的上表面11,为了方便,将从与气缸体14的冷却水入口20a对置的部位到第一挂接部32作为“隔套10的上表面11a”示出,将从第一挂接部32到与冷却水出口20b对置的部位作为“隔套10的上表面11b”示出。
设于隔套10的第一挂接部32沿缸膛的周向形成,从而构成为沿与冷却水的流通方向相同或大致相同的方向延伸而不阻碍冷却水的流动。即,若使第一挂接部32例如与第二挂接部34一样朝向径向(隔套10的厚度方向)突出而形成了挂接部分,则该向径向突出的突出部分会起到妨碍冷却水的流动的作用。因此,将第一挂接部32设置成第一挂接部32的一侧的头部32b朝向水套18的上游侧延伸,第一挂接部32的另一侧的头部32b朝向水套18的下游侧延伸,将第一挂接部32形成为尽量不妨碍冷却水的流动的、沿着缸膛的周向的形状。
另外,由于第一挂接部32设于在沿气缸排列线方向的端部冷却水的流速比较慢的、沿气缸排列线方向的端部(后述的冷却水的U形转弯部位)(参照图13),因此,能够将第一挂接部32设于尽量不阻碍冷却水的流动的部位。
进而,由于将第一挂接部32设于延伸到水套18的开口部18a附近的部位(参照图18),因此,不将例如工具等插入到水套18的里部,就能够容易地相对于收窄部32c(头部32b)挂接工具。
此外,通过将第一挂接部32设于比隔套主体部10a靠近水套18的开口部18a侧的位置(参照图13和图18),从而,能够在隔套主体部10a不成为阻挡部件的情况下容易地卡止收窄部32c(头部32b)。
从隔套主体部10a的上表面11朝向上方突出且形成于沿气缸排列线方向的一端侧的延伸部30形成为大致矩形形状,且角部被倒角而形成。通过设置该延伸部30,即使在假设隔套10因冷却水的水压、内燃机的振动等而从水套18内的预定位置偏移的情况下,也能够通过所述延伸部30与密封垫70抵接而限制其位置偏移。
第二挂接部34从隔套主体部10a的上表面11突出且靠近沿气缸排列线方向的一端部,第二挂接部34设于为了分隔水套18的冷却水入口20a和冷却水出口20b而与隔套主体部10一体且厚壁地形成的分隔部46的上方(参照图13~图15中(A)~图15中(B))。该第二挂接部34纵截面呈大致L字状,设有从隔套主体部10a的上端面突出的主干部34a和从所述主干部34a的上端面朝向大致水平方向突出预定长度的钩部34b。该第二挂接部34设于分隔部46的上方,该分隔部46与隔套主体部10a中在围绕缸膛的周围的部位壁厚形成得较薄的一般部位相比、壁厚形成得厚而具有刚性。
由于第二挂接部34设于比一般部位壁厚形成得厚而具有刚性的分隔部46的沿气缸轴线方向的部位,因此在利用工具等将隔套10拉出时,能够抑制隔套10的变形而容易地将其拉出。
在该情况下,通过使手、工具(例如,具有由金属丝等构成的圆环部的部件)卡合于所述钩部34b,并将所述圆环部挂接于钩部34b,由此能够容易地将隔套10从水套18内拉出(参照图27中(A))。在第二挂接部34的钩部34b附近开口形成有与水套18的冷却水入口20a连通的连通孔48(参照图13),从而设置了能够用手指将所述钩部34b拉出的空间。
另外,虽然将隔套10从水套18内拉出可以是单独以第一挂接部32或第二挂接部34中的任意一者将隔套10拉出,但优选将第一挂接部32和第二挂接部34大致同时地拉出。即,设于隔套主体部10a的上方的第一挂接部32和第二挂接部34分别设于气缸排列线方向的一端侧和另一端侧,通过大致同时地拉出,能够使其拉出载荷大致均等地分散施加到气缸排列线方向的一端侧和另一端侧,因此能够进一步抑制隔套10沿长边方向变形。
组装有本实施例涉及的隔套10的内燃机12基本如上所述地构成,接下来对其作用效果进行说明。
首先,对隔套10的制造工序进行说明。图26是示出使注入到成形模具的型腔内的熔融树脂材料固化而制造隔套的工序的说明图。另外,在图26中,为了方便将隔套10以实线示出,而将用于向成形模具50的型腔内注入熔融树脂材料的门和流道以双点划线示出。
如图26所示,将熔融树脂材料从多个门注入成形模具50的型腔内,并使填充到所述型腔内的熔融树脂材料固化,从而制造隔套10。在成形模具50中根据需要采用适当型芯(core)。另外,在树脂成形后的隔套主体部10a的突起42,设有含有毛刺等且以突出的状态残留的门残留部42a,该门残留部42a作为供熔融树脂注入的门痕迹,不过所述门残留部42a例如在精加工工序中用未图示的研磨机构、切削机构而适当除去。
在该情况下,由于设于隔套主体部10a的突起42的一组伸出部42b、42b以与水套18的内侧壁面18b接触的方式设置,因此,含有毛刺等的门残留部42a只要是不与水套18的内侧壁面18b接触这样的预定的突出量以下即可,可以粗略地设定门残留部42a的尺寸精度。
此外,由于用于将熔融树脂注入到成形模具50的型腔内的多个门设于成形后的隔套主体部10a的内周侧上缘附近,因此,能够使注入的熔融树脂遍布至型腔的最下部侧的脚部36a~36c等角落地进行填充。即,能够使熔融树脂也顺畅地流入到分支为两股地形成的脚部36a、36b的长槽26附近和最下端部位,能够提高在隔套主体部10a的下部侧延伸的脚部36a~36c的尺寸精度(形状精度)。
进而,设于隔套主体部10a的内周侧上缘附近的多个突起42,被设在作为制造隔套10时用于将熔融树脂材料注入成形模具50的型腔内的入口的门的位置。在本实施例中,通过将设于门的位置的多个突起42用作与水套18的内侧壁面18b抵接的抵接单元(其中,与内侧壁面18b抵接的是设于突起42的两侧的伸出部42b、42b,而突起42的中央部的门残留部42a不抵接),因而不设置不必要的突起就能够顺畅地控制水套18内的冷却水的流动。
含有毛刺等的所述门残留部42a在作为后继工序的精加工工序中被除去,然而并不一定要限于将门残留部42a整体除去并形成平坦面。因此,在本实施例中,不是以除去门残留部42a后的除去面作为基准面来体现尺寸精度,而是使设于门残留部42a的两侧角部的伸出部42b、42b与水套18的内侧壁面18b抵接,由此能够将隔套10保持在高精度地定位于预定位置的状态(参照图19中(A)和图19中(B))。
接下来,对将如此制造的隔套10作为内燃机的冷却结构进行组装的组装工序进行说明。另外,弹性体28由例如合成橡胶或天然橡胶等橡胶制材料预先制造成图21中(A)所示的预定形状。
在由成形模具50树脂成形的隔套10的沿气缸排列线方向的两端部,分别形成有沿上下方向的长槽26。因此,如图21中(B)所示,使弹性体28在突起部28c在下方侧且朝向隔套主体部10a的内周侧的状态下沿狭缝38滑动,将弹性体28插入与所述狭缝38连通的长槽26内。在该情况下,弹性体28的厚壁矩形部28b相对于长槽26的纵长开口部26a卡合,弹性体28的薄壁侧部28a相对于长槽26的侧方槽部26b卡合。
这样,使弹性体28沿长槽26向上方滑动,通过形成于弹性体28的背面的卡止部28d卡止于在隔套主体部10a形成的窗部40内,由此,将弹性体28以被定位于预定位置的状态安装到隔套主体部10a。
在将弹性体28安装于隔套主体部10a而完成隔套10后,将该完成了的隔套10插入到气缸体14的水套18内。对于隔套10向水套18内的插入,例如可以是用能够沿包括正交的XYZ轴等的多个轴移位的未图示的机械手向水套18内按压,或者,例如也可以是在以手工作业将隔套10插入水套18的上表面开口部18a后、用未图示的夹具将隔套10按压到水套18的里部。
隔套10向水套18内的插入通过例如设于隔套10下部的脚部36b、36b和其它脚部36c与水套18的底壁18d抵接而受到限制。此时,隔套主体部10a不与水套18的底壁18d抵接,而是通过设于隔套10的内周侧的多个突起42与水套18的内侧壁面18b抵接,并且设于沿气缸排列线方向的两端部的弹性体28的突起部28c(棱线部28e)与水套18的内侧壁面18b抵接,由此将隔套主体部10a固定于水套18的深度方向中间位置。
另外,沿气缸轴线方向设于隔套10的下部的脚部36a、36a的上下方向的长度被设定得比沿气缸排列线方向对置的脚部36b、36b和其它脚部36c稍短,因此所述脚部36a、36a不与水套18的底壁18d抵接,而是以悬浮的状态插入水套18内(参照图18)。在该情况下,隔套10以设于下部的脚部36b、36b和其它脚部36c所形成的三点进行支撑(三点支撑结构),由此,即使假设存在制造误差(尺寸误差)等也能够稳定地进行支撑,有利于隔套10的动作稳定性。
在将隔套10插入水套18内时,在隔套10的沿气缸排列线方向的两端部分别配置弹性体28,所述弹性体28的突起部28c与水套18的内侧壁面18b紧密接触并对隔套10作用有朝向气缸排列线方向的外径侧而按压的力。由此,作用有欲使隔套10的除气缸排列线方向的端部以外的中间部分向内侧变形的力,设于隔套主体部10a的内侧的多个突起42向水套18的内侧壁面18b接近,水套18的内侧壁面18b与突起42的离开间隔(空隙C)变窄。
在所述离开间隔成为零而突起42与内侧壁面18b抵接(接触)的情况下,调整配设于隔套10的气缸排列线方向上的两端部的弹性体28相对于水套18的内侧壁面18b的变形值(变形量),由此,能够使设于隔套主体部10a的内侧的多个突起42与水套18的内侧壁面18b抵接的力增大,能够在水套18的整周范围内均匀地保持隔套10。
此外,由于水套18的沿上下方向的纵剖面形成为从上表面11的开口部18a侧朝向底壁18d宽度逐渐变窄的越来越细的形状,因此,水套18的上部侧流路24a中的离开间隔D比水套18的下部侧流路24b中的离开间隔D大,能够容易地进行所述上部侧流路24a中的离开间隔D的设定。
在该情况下,设于沿气缸轴线方向的上侧、且在相邻的缸膛之间的连结部位(气缸间部位)对置配置的多个突起42与水套18的内侧壁面18b抵接,并且,设于沿气缸轴线方向的下侧、且在气缸排列线方向的两端部对置配置的一对弹性体28的突起部28c与水套18的内侧壁面18b抵接,由此,能够适当地避免因在流路24中流通的冷却水、内燃机12的振动等引起隔套10转动(摆动)的情况。
因此,通过使沿气缸轴线方向配置于上部侧的突起42和沿气缸轴线方向配置于下部侧的突起部28c与水套18的内侧壁面18b或者外侧壁面18c抵接而保持隔套10,由此能够使隔套10的动作稳定。
其结果是,能够抑制由隔套10自身与内侧壁面18b或者外侧壁面18c抵接而产生敲击声,并提高内燃机12搭载于车辆中时车厢内的安静性。另外,在本实施例中,使从隔套主体部10a朝向水套18的壁面突出的突起42和突起部28c作为突出部发挥作用,由此,即使是在例如水套18的壁面以复杂的形状形成的情况下,也能够使所述突出部抵接而适当地对隔套10进行保持固定。
接着,对隔套10插入到气缸体14的水套18内的状态下的、冷却水的流通路径(冷却通道结构)进行说明。
经由未图示的水泵供给到气缸体14的冷却水入口20a的冷却水沿一侧的气缸排列线方向(图13中的近前侧)在水套18内流通,在离冷却水入口20a远的、气缸排列线方向的端部进行U形转弯后,沿另一侧的气缸排列线方向(图13中的进深侧)在水套18内流通,并从冷却水出口20b向气缸盖16侧的未图示的水套导出。这样,通过冷却水沿水套18流通,从而能够使缸膛周围的缸膛壁冷却,能够从外部适当地冷却未图示的燃烧室。
另外,冷却水的流通路径并不限于上述方式,例如也可以是:从沿气缸排列线方向的气缸体14的一端部导入,并使多个缸膛位于其间而在沿气缸排列线方向的水套18的两侧(两旁)并行地流通,然后,从沿气缸排列线方向的气缸体14的另一端部导出。
接着,对插入有隔套10的水套18内的预定部位的冷却水的流通状态进行以下说明。
图22是沿图16的B-B线的、相邻的气缸间(缸膛间)部位的纵剖视图。另外,图17是除所述气缸间部位以外的一般部位,是沿图16的A-A线的气缸体的缸膛的纵剖视图。
如图17所示,在一般部位,隔套10(隔套主体部10a)配置于沿气缸轴线方向的上止点附近部位(活塞60的上止点位置以实线图示)和下止点附近部位(活塞60的下止点位置以双点划线图示)之间的中间部位,所述上止点附近部位和下止点附近部位成为完全未设有隔套10(隔套主体部10a)的空间部。因此,在水套18中,在由所述空间部形成的隔套主体部10a的上部侧和下部侧分别形成冷却水流通的主流路(上部侧流路24a和下部侧流路24b)。换言之,与在缸膛内滑动移位的活塞60的上止点位置和下止点位置对应地分别形成上部侧流路24a和下部侧流路24b。同样,在图22所示的气缸间部位,也与活塞60的上止点位置和下止点位置对应地分别形成上部侧流路24a和下部侧流路24b。
在该情况下,在隔套主体部10a的上部侧流路24a和下部侧流路24b,冷却水的流通量设定得较大,在配置有隔套主体部10a的、上止点附近部位和下止点附近部位之间的中间部位(中央部位)所设的中间流路24c,冷却水的流通量设定得较小。
其结果是,在冷却水的流通量设定得较小的中间部位(中央部位),与上止点和下止点相比活塞滑动速度高的范围中的缸膛壁被隔套10(隔套主体部10a)围绕并暖着(保温),由此,扩大了在缸膛内滑动移位的活塞60与缸膛壁之间的空隙,能够使在活塞60和缸膛壁之间产生的摩擦(摩擦阻力)减小。此外,在中间部位(中央部位),与上止点和下止点相比活塞滑动速度高的范围中的缸膛壁被隔套10暖着(保温),由此,能够使活塞60与缸膛壁之间的润滑油的粘性(粘度)降低而减小滑动阻力。另外,如本实施例所示,在将隔套10插入到了水套18内的情况下,与未插入隔套10的情况相比,能够减小冷却水整体的容量,能够执行内燃机12启动时的早期的预热。
如图22所示,在气缸间部位,在水套18的内侧壁面18b的上部附近部位,形成有由倾斜成纵截面大致呈日语“ハ”字状的一对倾斜面构成的锥形面62。该锥形面62被设定在所述锥形面62的下部与隔套10的上表面11在水平方向大致一致或者接近的位置,在冷却水沿水套18的上部侧流路24a流通时,使冷却水以沿锥形面62(倾斜面)绕过上部侧流路24a的内侧且大大地弯曲(curve)的方式流通,由此,能够使冷却水的流通量(流路面积)增大(参照图28),并能够适当地冷却相邻的缸膛之间尤其是高温的部位(上止点附近部位)。
根据本实施例,在隔套10中的门残留部42a(材料导入部)的气缸排列线方向的两侧,设有朝向水套18的内侧壁面18b(缸膛侧的内壁)突出的伸出部42b、42b,该伸出部42b、42b与内侧壁面18b抵接而以两点支撑隔套10,由此,能够抑制隔套10的晃动。其结果是,在本实施例中,能够使插入到水套18内的隔套10的动作稳定。此外,使作为材料导入部发挥作用的门残留部42a朝向内侧壁面18b的突出尺寸一定是困难的,与使门残留部42a与水套18的内侧壁面18b抵接的情况相比,通过使伸出部42b、42b相对于缸膛侧的内侧壁面18b抵接,能够将隔套10精度很好地支撑于预定位置。
此外,根据本实施方式,通过将伸出部42b、42b设置成比门残留部42a(材料导入部)靠近水套18的缸膛侧的内侧壁面18b,能够使伸出部42b、42b先于门残留部42a(材料导入部)与缸膛侧的内侧壁面18b抵接,由此,即使门残留部42a(材料导入部)一定程度地突出也能够减小其影响。
此外,设于沿气缸轴线方向的一方侧(上侧)且在相邻的缸膛之间的连结部位(气缸间部位)对置配置的多个突起42与水套18的内侧壁面18b抵接,并且,设于沿气缸轴线方向的另一方侧(下侧)且在气缸排列线方向的两端部对置配置的一对弹性体28的突起部28c与水套18的内侧壁面18b抵接,由此,能够适当地避免由在流路24流通的冷却水、内燃机12的振动等引起隔套10转动(摆动)的情况。
因此,在本实施例中,使沿气缸轴线方向配置于上部侧的突起42和沿气缸轴线方向配置于下部侧的突起部28c与水套18的内侧壁面18b或者外侧壁面18c抵接而保持隔套10,由此,能够使隔套10的动作稳定。
其结果是,在本实施例中,能够抑制由隔套10自身与内侧壁面18b或者外侧壁面18c抵接而产生敲击声,能够提高将内燃机12搭载于车辆中时车厢内的安静性。另外,在本实施例中,使从隔套主体部10a朝向水套18的壁面突出的突起42和突起部28c作为突出部发挥作用,由此,即使是在例如水套18的壁面以复杂的形状形成的情况下,也能够使所述突出部抵接而适当地对隔套10进行保持固定。
此外,在伸出部42b、42b之间形成与气缸排列线方向大致平行地延伸且在气缸间部位(连结部位)对置的对置面42c,并使门残留部42a(材料导入部)突出设置于所述对置面42c,由此,能够使配置于气缸排列线方向两侧的伸出部42b、42b均等地与缸膛侧的内侧壁面18b抵接,能够适当地抑制隔套10的倾斜、晃动。
此外,在本实施例中,以将作为注入熔融树脂的入口而发挥作用的门夹持于其间的方式,将一对伸出部42b、42b形成为彼此由平坦面直线状地相连(参照图19中(A)、图23中(B))。因此,在本实施例中,在通过利用成形模具50的注射成形制造隔套10时,与将所述一对伸出部42b、42b之间的面形成为例如具有凹陷的复杂的形状的情况相比,能够使熔融树脂很好地从门流向两侧的伸出部42b、42b,因此,能够尺寸精度很好地形成伸出部42b、42b,能够提高对水套18内的隔套10的限制精度。其结果是,在本实施例中,能够精度很好地形成伸出部42b、42b的形状而更稳定支撑隔套10。
以上,对本发明的实施例进行了说明,然而本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。
例如,兼具第一实施例的特征和第二实施例的特征的结构也为本发明的实施例。
此外,在实施例中以直列四缸内燃机为例示出,然而本发明能够应用于任意气缸数的任意形式的内燃机。
此外,本发明也能够应用于使从气缸排列线L1方向的一端侧供给的冷却水在进气侧侧面和排气侧侧面分支为两股、并在气缸排列线L1方向的另一端侧汇集并排出的内燃机。
此外,在隔套14因与内燃机的通常的运转相伴的膨润、热膨胀而变形的情况下,需要使在发生该变形的状态下所述间隙α、β的大小关系成为预定的状态。

Claims (12)

1.一种内燃机,其具有如下冷却结构:水套以将气缸体的多个缸膛的周围包围的方式形成,在该水套的内部安装有隔套,以所述隔套调整所述水套内的冷却水的流动来控制所述缸膛的冷却状态,所述内燃机的特征在于,
形成于所述隔套的内周面与所述水套的内侧壁面之间的间隙(α)比形成于所述隔套的外周面与所述水套的外侧壁面之间的间隙(β)小,
在所述隔套的内周面的上端、两个缸膛相接近的部分附近,设有朝向水套的内侧壁面突出的凸部(14i),
所述凸部(14i)的末端部分与所述水套的内侧壁面之间的间隙(α″)被设定得比形成于所述隔套的内周面与所述水套的内侧壁面之间的所述间隙(α)小。
2.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
在所述隔套,在沿气缸轴线方向的一方侧和另一方侧的各个位置,设有与所述内侧壁面和所述外侧壁面中的至少任意一方抵接的抵接单元。
3.根据权利要求2所述的内燃机,其中,
所述抵接单元为从隔套主体部朝向所述水套的壁面突出的突出部。
4.根据权利要求2所述的内燃机,其中,
所述隔套具有仅覆盖所述水套的深度方向的中间位置的隔套主体部,所述抵接单元设于所述隔套主体部。
5.根据权利要求3所述的内燃机,其中,
所述隔套具有仅覆盖所述水套的深度方向的中间位置的隔套主体部,所述抵接单元设于所述隔套主体部。
6.根据权利要求2所述的内燃机,其中,
所述水套形成于直列相连的多个缸膛的周围,沿着气缸轴线方向,一方侧的抵接单元与相邻的缸膛之间的连结部位对置地设置,另一方侧的抵接单元与气缸排列线方向的两端部对置地设置。
7.根据权利要求3所述的内燃机,其中,
所述水套形成于直列相连的多个缸膛的周围,沿着气缸轴线方向,一方侧的抵接单元与相邻的缸膛之间的连结部位对置地设置,另一方侧的抵接单元与气缸排列线方向的两端部对置地设置。
8.根据权利要求4所述的内燃机,其中,
所述水套形成于直列相连的多个缸膛的周围,沿着气缸轴线方向,一方侧的抵接单元与相邻的缸膛之间的连结部位对置地设置,另一方侧的抵接单元与气缸排列线方向的两端部对置地设置。
9.根据权利要求5所述的内燃机,其中,
所述水套形成于直列相连的多个缸膛的周围,沿着气缸轴线方向,一方侧的抵接单元与相邻的缸膛之间的连结部位对置地设置,另一方侧的抵接单元与气缸排列线方向的两端部对置地设置。
10.根据权利要求1~9中的任意一项所述的内燃机,其中,
在所述隔套,以与相邻的缸膛之间的连结部位对置的方式设有通过注射成形制造所述隔套时的材料导入部,在所述材料导入部的气缸排列线方向上的两侧,设有朝向所述水套的内侧壁面突出的伸出部。
11.根据权利要求10所述的内燃机,其中,
所述伸出部被设置得比所述材料导入部靠近所述水套的内侧壁面。
12.根据权利要求10所述的内燃机,其中,
在所述伸出部之间形成有对置面,该对置面与气缸排列线方向大致平行地延伸且与所述连结部位对置,所述材料导入部突出设置于所述对置面。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012007479A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Nichias Corp シリンダボア壁の保温部材、内燃機関及び自動車
JP5948268B2 (ja) * 2013-03-15 2016-07-06 ニチアス株式会社 シリンダボア壁の保温部材
JP6184004B2 (ja) * 2013-09-11 2017-08-23 内山工業株式会社 スペーサ
US8869758B1 (en) * 2013-10-09 2014-10-28 Ford Global Technologies, Llc Exhaust valve bridge and cylinder cooling
CN103590885B (zh) * 2013-11-27 2016-09-28 安徽江淮汽车股份有限公司 一种新结构的冷却循环系统
JP6268010B2 (ja) * 2014-03-19 2018-01-24 株式会社クボタ エンジンの冷却装置
JP6199911B2 (ja) * 2014-03-31 2017-09-20 トヨタ自動車株式会社 ウォータージャケットスペーサ
JP6362548B2 (ja) * 2014-04-30 2018-07-25 ニチアス株式会社 ウォータジャケット用スペーサの製造方法
CN104358608B (zh) * 2014-11-28 2017-04-05 长城汽车股份有限公司 发动机冷却系统及车辆
JP6395697B2 (ja) 2015-01-16 2018-09-26 ニチアス株式会社 ウォータージャケットスペーサの製造方法
US9797293B2 (en) * 2015-07-30 2017-10-24 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with a fluid jacket
JP6297531B2 (ja) * 2015-11-05 2018-03-20 ニチアス株式会社 シリンダボア壁の保温具、内燃機関及び自動車
JP2018184939A (ja) * 2017-04-27 2018-11-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却構造
US10190529B1 (en) * 2017-10-06 2019-01-29 Brunswick Corporation Marine engines having cylinder block cooling jacket with spacer
JP6657341B2 (ja) * 2018-08-22 2020-03-04 Tpr株式会社 シリンダライナ、ブロックの製造方法及びシリンダライナの製造方法
KR20200067531A (ko) * 2018-12-04 2020-06-12 현대자동차주식회사 실린더블록용 워터재킷의 내장 구조물
KR20200068989A (ko) * 2018-12-06 2020-06-16 현대자동차주식회사 실린더블록용 워터재킷의 내장 구조물
KR20200098939A (ko) * 2019-02-13 2020-08-21 현대자동차주식회사 블록 인서트 및 이를 포함하는 차량 엔진의 실린더 구조
US10907530B2 (en) * 2019-05-10 2021-02-02 Ford Global Technologies, Llc Water jacket diverter and method for operation of an engine cooling system
CN112177792B (zh) * 2020-09-29 2021-08-31 奇瑞汽车股份有限公司 集成排气歧管缸盖和气缸

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648431A (zh) * 2003-09-29 2005-08-03 内山工业株式会社 水套用衬套的制造方法
JP4017584B2 (ja) * 2003-10-17 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックの冷却構造

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60164645U (ja) 1984-04-12 1985-11-01 本田技研工業株式会社 エンジンのシリンダブロツクにおけるウオ−タジヤケツト容量調整用スリ−ブ
US5794591A (en) * 1997-03-17 1998-08-18 Ford Motor Company Throttle valve for an internal combustion engine
US6581550B2 (en) * 2000-06-30 2003-06-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling structure of cylinder block
JP2002266695A (ja) * 2001-03-14 2002-09-18 Toyota Motor Corp シリンダブロックの冷却構造とその製造方法
JP2003262155A (ja) 2002-03-08 2003-09-19 Toyota Motor Corp シリンダブロック
JP4149322B2 (ja) * 2003-07-11 2008-09-10 愛三工業株式会社 ウォータジャケット用スペーサ及びそのスペーサを備えたシリンダブロック
JP4051019B2 (ja) 2003-10-17 2008-02-20 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックの冷却構造
JP4227914B2 (ja) * 2004-03-10 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックの冷却構造
US7032547B2 (en) * 2004-04-22 2006-04-25 Honda Motor Co., Ltd. Cylinder block cooling arrangement for multi-cylinder internal combustion engine
JP4462246B2 (ja) * 2006-07-21 2010-05-12 三菱自動車工業株式会社 多気筒内燃機関の冷却構造
JP4446989B2 (ja) 2006-09-08 2010-04-07 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックおよび内燃機関
JP5063449B2 (ja) 2008-03-31 2012-10-31 ダイハツ工業株式会社 ウォータージャケット用スペーサ
JP4547017B2 (ja) 2008-04-25 2010-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却構造

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648431A (zh) * 2003-09-29 2005-08-03 内山工业株式会社 水套用衬套的制造方法
JP4017584B2 (ja) * 2003-10-17 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロックの冷却構造

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2002-266695AA 2002.09.18
JP特开2005-30297A 2005.02.03
JP特开2008-25482A 2008.02.07
JP特许第4017584号B2 2007.12.05
US 7,438,026 B2,2008.10.21,

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Publication number Publication date
CN102072001A (zh) 2011-05-25
EP2325471B1 (en) 2012-12-19
US8763568B2 (en) 2014-07-01
EP2325471A1 (en) 2011-05-25
US20110114041A1 (en) 2011-05-19

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