[go: up one dir, main page]

WO2003038250A1 - Moteur a combustion interne - Google Patents

Moteur a combustion interne Download PDF

Info

Publication number
WO2003038250A1
WO2003038250A1 PCT/JP2002/011012 JP0211012W WO03038250A1 WO 2003038250 A1 WO2003038250 A1 WO 2003038250A1 JP 0211012 W JP0211012 W JP 0211012W WO 03038250 A1 WO03038250 A1 WO 03038250A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling water
combustion chamber
cylinder head
cooling
internal combustion
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/011012
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Atsushi Baba
Tsuneo Endoh
Masashi Shinohara
Original Assignee
Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha filed Critical Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority to EP02777933A priority Critical patent/EP1447539A1/en
Priority to US10/494,054 priority patent/US7191740B2/en
Publication of WO2003038250A1 publication Critical patent/WO2003038250A1/ja

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/024—Cooling cylinder heads
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine having a cooling water passage for cooling combustion heat transmitted from a combustion chamber to a cylinder head, above a combustion chamber in a cylinder head.
  • a cooling water passage is formed in the cylinder head of the internal combustion engine so as to cover the upper part of the combustion chamber, and a large amount of cooling water flows through the cooling water passage where the heat load is large, and the cooling water where the heat load is small.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to recover heat transferred from a combustion chamber of an internal combustion engine to a cylinder head to a maximum.
  • a cooling water passage for cooling combustion heat transmitted from a combustion chamber to a cylinder head is provided above a combustion chamber in a cylinder head.
  • the cooling water passage is formed in multiple layers so as to cover the combustion chamber, and the cooling water in the cooling water passage is distant from the combustion chamber so as to face the direction of radiation of combustion heat from the combustion chamber.
  • An internal combustion engine is proposed, characterized in that it flows from a side layer to a layer closer to it.
  • the cooling water passage is formed in multiple layers so as to cover the combustion chamber.
  • the entire length of the cooling water passage can be secured long enough to effectively cool the area around the combustion chamber of the cylinder head.
  • the cooling water flows from the layer farther from the combustion chamber to the layer closer to it, the cooling water flows in the opposite direction to the direction of the combustion heat radiation from the combustion chamber.
  • a sufficient temperature difference from the water can be ensured over the entire area of the cooling water passage, and the effect of cooling the cylinder head by the cooling water can be further enhanced.
  • the temperature of the cooling water can be raised and the waste heat recovery efficiency can be increased.
  • the cooling water which has passed through the cooling water passage and whose temperature has risen is used as a heat source of another auxiliary machine.
  • a fuel engine is proposed.
  • the cooling water that has passed through the cooling water passage and has increased in temperature is used as a heat source for other auxiliary equipment, so that the waste heat of the internal combustion engine can be effectively used without being wasted.
  • the temperature of the cooling water can be reduced or eliminated in Laje night.
  • the expander 12 of the embodiment corresponds to the auxiliary machine of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the overall configuration of a Rankine cycle device
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view around a cylinder head of an internal combustion engine
  • FIG. Fig. 4 is a sectional view taken along the line 4-14 in Fig. 3
  • Fig. 5 is a sectional view taken along the line 5-5 in Fig. 4
  • Fig. 6 is cooling water in the cooling block.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow direction of the slab.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a Rankine cycle device to which the present invention is applied.
  • the Rankine cycle device which recovers the thermal energy of the exhaust gas of the internal combustion engine E and converts it into mechanical energy, uses the exhaust gas exhausted by the internal combustion engine E to heat water to generate high-temperature, high-pressure steam.
  • An expander 12 that generates mechanical energy by operating with the high-temperature and high-pressure steam generated by the first evaporator 11 1, and a cooled and reduced-pressure steam that has been completed by the expander 12.
  • Condenser 13 cooled and returned to water, exited condenser 13
  • a reservoir tank 14 for storing water, a low-pressure pump 15 for pressurizing the water stored in the reserve tank 14, and a high-pressure pump 16 for further pressurizing the water pressurized by the low-pressure pump 15 are provided.
  • Most of the water that has exited the high-pressure pump 16 is supplied to a first evaporator 11 provided downstream of the exhaust port 17 of the internal combustion engine E, where it becomes high-temperature high-pressure steam and is supplied to an expander 12.
  • a portion of the water supplied and flowing out of the high-pressure pump 16 passes through a second evaporator provided on the outer periphery of the exhaust port 17 and is heated. Merges at a predetermined position inside.
  • the water that has exited the low-pressure pump 15 is supplied to the cylinder head 18 of the internal combustion engine E, where it is heated by exchanging heat with the heat transmitted from the combustion chamber 19 to the cylinder head 18.
  • the heated water becomes steam when the temperature and pressure are appropriately adjusted and combined with the high-temperature and high-pressure steam supplied from the first evaporator 11 in the expander 12 to improve the output of the expander 12. To contribute.
  • a cylinder head 18 and a head cover 22 are connected to the cylinder block 21 of the internal combustion engine E, and slide on the cylinder sleeve 23 stored in the cylinder block 21.
  • a combustion chamber 19 is formed between the upper surface of the piston 24 movably fitted and the lower surface of the cylinder head 18.
  • the cylinder head 18 has two intake ports 25 and one exhaust port 17 connected to the combustion chamber 19, and an intake valve hole 27 at the downstream end of the intake port 25 is formed. It is opened and closed by an intake valve 28, and an exhaust valve hole 29 at the upstream end of the exhaust boat 17 is opened and closed by an exhaust valve 30.
  • the intake port 25 is formed directly on the cylinder head 18, while the exhaust port 17 is made up of a separate member from the cylinder head 18 and is fitted into the cylinder head 18
  • Cylinder head 1 8 supports a single camshaft 31, an intake rocker arm shaft 32, and an exhaust rocker arm shaft 33.
  • the intake rocker arm 34 supported swingably on the intake rocker arm shaft 32 has one end in contact with the intake cam 35 provided on the camshaft 31 and the other end connected to the cylinder head 1.
  • the valve spring 37 is slidably supported by a valve guide 36 provided on the valve 8 and comes into contact with the stem end of the intake valve 28 urged upward by a valve spring 37.
  • One end of an exhaust rocker arm 38 pivotally supported by the exhaust port armer arm shaft 33 is in contact with an exhaust cam 39 provided on the camshaft 31 and the other end is a cylinder head.
  • the valve spring 41 is slidably supported by a valve guide 40 provided on 18 and contacts the stem end of the exhaust valve 30 urged upward by a valve spring 41.
  • a spark plug 43 whose lower end faces the combustion chamber 19 is provided inside the two guide cylinders 42 provided in the cylinder head 18. Further, the outside of the exhaust port 17 of the cylinder head 18 is expanded in a trumpet shape, and a part of the first evaporator 11 is fitted and fixed there.
  • the cooling block 51 which constitutes the ceiling wall of the combustion chamber 19, has a substantially similar laminate on the wall of the combustion chamber 19 as a whole, and is fixed so as to fit to the lower surface of the cylinder head 18 Is done.
  • the cooling block 51 is formed by vertically stacking four members, the outermost casing 52, the upper block 53 below it, and the middle block 54 below it.
  • the lower block 55 is provided with a lower wall, and a ceiling wall of the combustion chamber 19, an intake valve hole 27, and an intake valve hole 29 are formed on the lower surface of the lower block 55.
  • the cooling water passage 53 of the upper block 53 of the cooling block 51, the cooling water passage 54 of the middle block 54, and the cooling water passage of the lower block 55 5 5a is connected in series as a whole, and the low temperature Water is supplied to the upstream end of the cooling water passage 53 a of the upper block 53 via the cooling water supply passage 56, and the high-temperature water flows from the downstream end of the cooling water passage 55 a of the lower block 55. Water is supplied to the expander 12 via the cooling water discharge passage 57. That is, the low-temperature water from the low-pressure pump 15 passes through the cooling water passage 53 a of the upper block 53, which has a relatively low temperature because it is farthest from the combustion chamber 19, and then flows out of the combustion chamber 19.
  • the upper block 53, the middle block 54, and the lower block 55 are stacked in three layers to form the labyrinth-like cooling water passages 53a, 54a, 55a having a long overall length.
  • Heat exchange can be sufficiently performed between the cylinder head 18 around the combustion chamber 19 and the cooling effect can be enhanced.
  • the cooling water moves from a position far from the combustion chamber 19 to a position closer to the combustion chamber 19. Flow, the temperature difference between the cylinder head 18 and the cooling water is sufficiently secured in the entire cooling water passages 53a, 54a, 55a to maximize the heat exchange efficiency.
  • the cooling water can be effectively heated while effectively cooling the cylinder head 18, thereby maximally contributing to an increase in the output of the expander 12.
  • the cylinder head 18 can be sufficiently cooled by the cooling water flowing in the cooling block 51, the load on the cooling system that circulates the cooling water in the ordinary water jacket and the lager can be reduced.
  • the size of Laje can be reduced.
  • the cylinder head 18 and the separate exhaust port 17 are composed of an inner exhaust port body 58 made of a thick member, and a thin wall covering the outside.
  • the cooling water passage 58 a is formed between the cover 59 and the maze-shaped groove formed on the surface of the exhaust port main body 58.
  • the cooling water passage 58a has a cooling water inlet 60 and a cooling water outlet 61, and a part of the water that has exited the high-pressure pump 16 passes from the cooling water inlet 60 to the cooling water passage 5 of the exhaust port 17. After flowing into 8 a and cooling the exhaust port 17 having the largest heat load, the cooling water is supplied from the cooling water outlet 61 to the intermediate portion of the first evaporator 11.
  • the performance of the first evaporator 11 is improved by supplying the cooling water, which effectively collects the waste heat of the exhaust gas passing through the exhaust port 17, to the intermediate portion of the first evaporator 11.
  • the output of the expander 12 can be maximized by further increasing the output.
  • the cooling block 51 is constituted by three layers of the upper layer block 53, the middle layer block 54, and the lower layer block 55, but may be constituted by two layers or four or more layers.
  • the heated cooling water is supplied to the expander 12 of the Rankine cycle device, but it can be used as a heat source of another auxiliary device such as a thermoelectric element.
  • the present invention can be suitably applied to an internal combustion engine equipped with a Rankine cycle device, but the present invention can be applied to an internal combustion engine for any use that recovers and uses waste heat.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

明 細 書 内燃機関
発明の分野
本発明は、 シリンダヘッド内の燃焼室の上部に、 燃焼室からシリンダヘッドに 伝達される燃焼熱を冷却する冷却水通路を備えた内燃機関に関する。
背景技術
内燃機関のシリンダへッドに燃焼室の上部を覆うように冷却水通路を形成し、 熱負荷が大きい部分の冷却水通路に大量の冷却水を流通させるとともに、 熱負荷 が小さい部分の冷却水通路に少量の冷却水を流通させてシリンダへッドを必要最 小限に冷却することで、 排気ガスの温度をできるだけ高温に維持して内燃機関の 暧機促進や排気ガス浄化触媒の早期活性化を図るものが、 日本特開 2 0 0 1 - 2 0 7 9 0 8号公報により公知である。
ところで、 内燃機関の廃熱を高温の蒸気として最大限に回収するには、 排気ガ スの温度を高温に維持して排気通路に設けた蒸発器の性能を充分に発揮させるだ けでは不充分であり、 燃焼室からシリンダへッドに伝達されて空気中に放散する 熱を回収する必要がある。 そのためには、 燃焼室からシリンダへッドに伝達され る熱を、 シリンダへッドの燃焼室まわりに形成した冷却水通路を流れる水に効果 的に回収させ、 冷却水の温度をできるだけ高める必要がある。
発明の開示
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、 内燃機関の燃焼室からシリンダ へッドに伝達される熱を最大限に回収することを目的とする。
上記目的を達成するために、 本発明の第 1の特徴によれば、 シリンダヘッド内 の燃焼室の上部に、 燃焼室からシリンダへッドに伝達される燃焼熱を冷却する冷 却水通路を備えた内燃機関において、 冷却水通路は燃焼室を覆うように多層に形 成され、 冷却水通路内の冷却水は、 燃焼室からの燃焼熱の放射方向に対向するよ うに、 燃焼室に遠い側の層から近い側の層に向けて流れることを特徴とする内燃 機関が提案される。
上記構成によれば、 冷却水通路が燃焼室を覆うように多層に形成されているの で、 冷却水通路の全長を充分に長く確保してシリンダへッドの燃焼室まわりを効 果的に冷却することができる。 しかも冷却水は燃焼室に遠い側の層から近い側の 層に向けて流れるので、 つまり冷却水は燃焼室からの燃焼熱の放射方向に対して 逆方向に流れるので、 シリンダへッドと冷却水との温度差を冷却水通路の全域に 亘つて充分に確保し、 冷却水によるシリンダヘッドの冷却効果を一層高めること ができる。 このように、 内燃機関の最も高温になる燃焼室の周辺を効果的に冷却 することで冷却水の温度を高めて廃熱回収効率を高めることができる。
また本発明の第 2の特徴によれば、 上記第 1の特徴に加えて、 冷却水通路を通 過して温度上昇した冷却水を他の補機の熱源として使用することを特徴とする内 燃機関が提案される。
上記構成によれば、 冷却水通路を通過して温度上昇した冷却水を他の補機の熱 源として使用するので、 内燃機関の廃熱を無駄に捨てることなく有効に利用する ことができ、 また冷却水の温度降下によりラジェ一夕の小型化または廃止も可能 になる。
尚、 実施例の膨張機 1 2は本発明の補機に対応する。
図面の簡単な説明
図 1〜図 6は本発明の一実施例を示すもので、 図 1はランキンサイクル装置の 全体構成を示す図、 図 2は内燃機関のシリンダヘッドまわりの縦断面図、 図 3は 図 2の 3部拡大図 （図 4の 3— 3線断面図）、 図 4は図 3の 4一 4線断面図、 図 5は図 4の 5— 5線断面図、 図 6は冷却ブロックにおける冷却水の流れ方向を示 す模式図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施例を態を図 1〜図 6に基づいて説明する。
図 1には本発明が適用されるランキンサイクル装置の全体構成が示される。 内燃機関 Eの排気ガスの熱エネルギーを回収して機械エネルギーに変換するラ ンキンサイクル装置は、 内燃機関 Eが排出する排気ガスで水を加熱して高温 ·高 圧蒸気を発生させる第 1の蒸発器 1 1と、 第 1の蒸発器 1 1で発生した高温 ·高 圧蒸気により作動して機械エネルギーを発生する膨張機 1 2と、 膨張機 1 2で仕 事を終えた降温 ·降圧蒸気を冷却して水に戻す凝縮器 1 3と、 凝縮器 1 3を出た 水を貯留するリザーブタンク 1 4と、 リザーブタンク 1 4に貯留した水を加圧す る低圧ポンプ 1 5と、 低圧ポンプ 1 5で加圧した水を更に加圧する高圧ポンプ 1 6とを備える。 高圧ポンプ 1 6を出た水の大部分は内燃機関 Eの排気ポート 1 7 の下流に設けた第 1の蒸発器 1 1に供給され、 そこで高温 ·高圧蒸気になって膨 張機 1 2に供給され、 また前記高圧ポンプ 1 6を出た水の一部は排気ポート 1 7 の外周部に設けた第 2の蒸発器を通過して加熱された後、 第 1の蒸発器 1 1·の内 部の所定位置に合流する。 また低圧ポンプ 1 5を出た水は内燃機関 Eのシリンダ へッド 1 8に供給され、 そこで燃焼室 1 9からシリンダへッド 1 8に伝達される 熱と熱交換して加熱される。 この加熱された水は膨張機 1 2において第 1の蒸発 器 1 1から供給される高温 ·高圧蒸気に温度や圧力を適宜適合させて合流するこ とで蒸気となり、 膨張機 1 2の出力向上に寄与する。
次に、 低圧ポンプ 1 5から供給された水によるシリンダへッド 1 8の冷却につ いて説明する。
図 2〜図 5に示すように、 内燃機関 Eのシリンダブロック 2 1にはシリンダへ ッド 1 8およびヘッドカバー 2 2が結合されており、 シリンダプロック 2 1に収 納したシリンダスリーブ 2 3に摺動自在に嵌合するピストン 2 4の上面とシリン ダへッド 1 8の下面との間に燃焼室 1 9が形成される。 シリンダへッド 1 8には 燃焼室 1 9に連なる 2個の吸気ポート 2 5および 1個の排気ポート 1 7が形成さ れており、 吸気ポート 2 5の下流端の吸気バルブ孔 2 7は吸気バルブ 2 8で開閉 され、 排気ボート 1 7の上流端の排気バルブ孔 2 9は排気バルブ 3 0で開閉され る。 吸気ポ一ト 2 5はシリンダへッド 1 8に直接形成されるが、 排気ポート 1 7 はシリンダへッド 1 8と別部材で構成されてシリンダへッド 1 8に嵌め込まれる シリンダヘッド 1 8には、 単一のカムシャフト 3 1と、 吸気ロッカーアームシ ャフ卜 3 2と、 排気ロッカーアームシャフト 3 3とが支持される。 吸気ロッカー アームシャフト 3 2に揺動自在に支持された吸気ロッカーアーム 3 4は、 その一 端がカムシャフト 3 1に設けた吸気カム 3 5に当接するとともに、 その他端がシ リンダへッド 1 8に設けたバルブガイド 3 6に摺動自在に支持されてバルブスプ リング 3 7で上方に付勢された吸気バルブ 2 8のステムエンドに当接する。 また 排気口ッカ一アームシャフト 3 3に揺動自在に支持された排気ロッカーアーム 3 8は、 その一端がカムシャフト 3 1に設けた排気カム 3 9に当接するとともに、 その他端がシリンダへッド 1 8に設けたバルブガイド 4 0に摺動自在に支持され てバルブスプリング 4 1で上方に付勢された排気バルブ 3 0のステムエンドに当 接する。
シリンダへッド 1 8に設けた 2個のガイド筒 4 2の内部に、 下端が燃焼室 1 9 に臨むスパークプラグ 4 3が設けられる。 またシリンダへッド 1 8の排気ポート 1 7の外側はラッパ状に拡径しており、 そこに第 1の蒸発器 1 1の一部が嵌合し て固定される。
燃焼室 1 9の天井壁を構成する冷却プロック 5 1は、 全体として燃焼室 1 9の 壁面に略相似の積層体をなしており、 シリンダへッド 1 8の下面に嵌合するよう に固定される。 冷却ブロック 5 1は 4個の部材を上下方向に積層してなり、 最も 外側のケ一シング 5 2と、 その下側の上層ブロック 5 3と、 その下側の中層ブロ ック 5 4と、 その下側の下層ブロック 5 5とから構成されるもので、 下層ブロッ ク 5 5の下面に燃焼室 1 9の天井壁と吸気バルブ孔 2 7と吸気バルブ孔 2 9とが 形成される。
上層ブロック 5 3、 中層ブロック 5 4および下層ブロック 5 5の上面および側 面には迷路状の溝が形成されており、 上層ブロック 5 3の溝はケーシング 5 2の 内面との間に迷路状の冷却水通路 5 3 aを構成し、 中層ブロック 5 4の溝は上層 ブロック 5 3の下面およびケーシング 5 2の内面との間に冷却水通路 5 4 aを構 成し、 下層ブロック 5 5の溝は中層ブロック 5 4の下面およびケーシング 5 2の 内面との間に冷却水通路 5 5 aを構成する。 シリンダへッド 1 8には冷却水供給 通路 5 6および冷却水排出通路 5 7が形成されており、 冷却水供給通路 5 6は高 温になるスパークプラグ 4 3のガイド筒 4 2の周囲を通って上層ブロック 5 3の 冷却水通路 5 3 aに連通し、 冷却水排出通路 5 7は下層プロック 5 5の冷却水通 路 5 5 aに連通する。
図 6に模式的に示すように、 冷却プロック 5 1の上層プロック 5 3の冷却水通 路 5 3 aと、 中層ブロック 5 4の冷却水通路 5 4 aと、 下層ブロック 5 5の冷却 水通路 5 5 aとは全体として直列に接続されており、 低圧ポンプ 1 5からの低温 の水が冷却水供給通路 5 6を介して上層プロック 5 3の冷却水通路 5 3 aの上流 端に供給されるとともに、 下層ブロック 5 5の冷却水通路 5 5 aの下流端からの 高温の水が冷却水排出通路 5 7を介して膨張機 1 2に供給される。 即ち、 低圧ポ ンプ 1 5からの低温の水は、 燃焼室 1 9から最も遠いために比較的に温度が低い 上層ブロック 5 3の冷却水通路 5 3 aを通過した後に、 燃焼室 1 9からの距離が 中程度であるために温度が中程度の中層ブロック 5 4の冷却水通路 5 4 aを通過 し、 最後に燃焼室 1 9に最も近いために比較的に温度が高い下層ブロック 5 5の 冷却水通路 5 5 aを通過することになる。
このように、 上層ブロック 5 3、 中層ブロック 5 4および下層ブロック 5 5を 3層に重ねて全長の長い迷路状の冷却水通路 5 3 a , 5 4 a , 5 5 aを構成した ので、 高温になる燃焼室 1 9まわりのシリンダヘッド 1 8との間で充分に熱交換 を行って冷却効果を高めることができる。 しかも燃焼室 1 9から遠くなるほど温 度が低下するシリンダへッド 1 8の温度勾配と逆方向に冷却水を流すことで、 つ まり燃焼室 1 9に遠い位置から近い位置に向けて冷却水を流すことで、 シリンダ ヘッド 1 8と冷却水との間の温度差を冷却水通路 5 3 a , 5 4 a , 5 5 aの全域 で充分に確保して熱交換効率を最大限に高め、 シリンダへッド 1 8を効果的に冷 却しながら冷却水を効果的に加熱することができ、 これにより膨張機 1 2の出力 向上に最大限に寄与することができる。 また冷却ブロック 5 1内を流れる冷却水 でシリンダへッド 1 8を充分に冷却することができるので、 通常のウォー夕ジャ ケットおよびラジェ一夕に冷却水を循環させる冷却系の負荷を軽減し、 ラジェ一 夕を小型化することができる。
図 2および図 5から明らかなように、 シリンダへッド 1 8と別体の排気ポート 1 7は、 肉厚の部材で構成した内側の排気ポート本体 5 8と、 その外側を覆う薄 肉のカバ一 5 9とから構成されており、 排気ポート本体 5 8の表面に形成した迷 路状の溝とカバー 5 9との間に冷却水通路 5 8 aが形成される。 冷却水通路 5 8 aは冷却水入口 6 0および冷却水出口 6 1を備えており、 高圧ポンプ 1 6を出た 水の一部は冷却水入口 6 0から排気ポート 1 7の冷却水通路 5 8 aに流入し、 最 も熱負荷が大きい排気ポート 1 7を冷却した後に、 冷却水出口 6 1から第 1の蒸 発器 1 1の中間部に供給される。 このように、 排気ポート 1 7を通過する排気ガスの廃熱を有効に回収した冷却 水を第 1の蒸発器 1 1の中間部に供給することにより、 第 1の蒸発器 1 1の性能 を一層高めて膨張機 1 2の出力を最大限に発揮させることができる。
以上、 本発明の実施例を詳述したが、 本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種 々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、 実施例では冷却ブロック 5 1を上層ブロック 5 3、 中層ブロック 5 4 および下層ブロック 5 5の 3層に構成しているが、 2層あるいは 4層以上に構成 することができる。
また実施例では加熱した冷却水をランキンサイクル装置の膨張機 1 2に供給し ているが、 熱電素子等の他の補機の熱源として利用することができる。
産業上の利用可能性
本発明はランキンサイクル装置を備えた内燃機関に好適に適用することができ るが、 本発明は廃熱を回収して利用する任意の用途の内燃機関に対して適用する ことができる。

Claims

請求の範囲
1. シリンダヘッド （18) 内の燃焼室 （19) の上部に、 燃焼室 （19) から シリンダヘッド （18) に伝達される燃焼熱を冷却する冷却水通路 （53 a， 5 4 a, 55 a) を備えた内燃機関において、
冷却水通路 （53 a， 54 a, 55 a) は燃焼室 （ 1 9) を覆うように多層に 形成され、 冷却水通路 （53 a， 54 a, 55 a) 内の冷却水は、 燃焼室 （1 9 ) からの燃焼熱の放射方向に対向するように、 燃焼室 （19) に遠い側の層から 近い側の層に向けて流れることを特徴とする内燃機関。
2. 冷却水通路 （53 a, 54 a, 55 a) を通過して温度上昇した冷却水を他 の補機 （12) の熱源として使用することを特徴とする、 請求項 1に記載の内燃 機関。
PCT/JP2002/011012 2001-11-02 2002-10-23 Moteur a combustion interne WO2003038250A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02777933A EP1447539A1 (en) 2001-11-02 2002-10-23 Internal combustion engine
US10/494,054 US7191740B2 (en) 2001-11-02 2002-10-23 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-337534 2001-11-02
JP2001337534A JP3730900B2 (ja) 2001-11-02 2001-11-02 内燃機関

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003038250A1 true WO2003038250A1 (fr) 2003-05-08

Family

ID=19152154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2002/011012 WO2003038250A1 (fr) 2001-11-02 2002-10-23 Moteur a combustion interne

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7191740B2 (ja)
EP (1) EP1447539A1 (ja)
JP (1) JP3730900B2 (ja)
WO (1) WO2003038250A1 (ja)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006052666A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式内燃機関
JP4182437B2 (ja) * 2004-10-04 2008-11-19 ソニー株式会社 オーディオビデオ同期システム及びモニター装置
US8380553B2 (en) * 2005-12-30 2013-02-19 Sap Ag Architectural design for plan-driven procurement application software
US20070156500A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Wilfried Merkel Architectural design for sell from stock application software
US8396731B2 (en) * 2005-12-30 2013-03-12 Sap Ag Architectural design for service procurement application software
US8676617B2 (en) * 2005-12-30 2014-03-18 Sap Ag Architectural design for self-service procurement application software
US8660904B2 (en) * 2005-12-30 2014-02-25 Sap Ag Architectural design for service request and order management application software
WO2007126877A2 (en) * 2006-03-29 2007-11-08 Samuel Draper Improved film-cooled internal combustion engine
US8326702B2 (en) * 2006-03-30 2012-12-04 Sap Ag Providing supplier relationship management software application as enterprise services
US8396749B2 (en) * 2006-03-30 2013-03-12 Sap Ag Providing customer relationship management application as enterprise services
US20070233575A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Arthur Berger Architectural design for strategic sourcing application software
US8396761B2 (en) * 2006-03-30 2013-03-12 Sap Ag Providing product catalog software application as enterprise services
US20070233539A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Philipp Suenderhauf Providing human capital management software application as enterprise services
US7360512B1 (en) * 2006-12-22 2008-04-22 Chrysler Llc Low-thermal-inertia intake ports for port-injected, spark ignition engines and an associated manufacturing method
DE102007030482B4 (de) * 2007-06-30 2018-12-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kühlkanäle im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
US8447657B2 (en) * 2007-12-31 2013-05-21 Sap Ag Architectural design for service procurement application software
US8510143B2 (en) * 2007-12-31 2013-08-13 Sap Ag Architectural design for ad-hoc goods movement software
US20090171811A1 (en) * 2007-12-31 2009-07-02 Peter Markus A Architectural Design For Product Catalog Management Application Software
US8315900B2 (en) * 2007-12-31 2012-11-20 Sap Ag Architectural design for self-service procurement application software
US8401936B2 (en) * 2007-12-31 2013-03-19 Sap Ag Architectural design for expense reimbursement application software
US8671034B2 (en) * 2007-12-31 2014-03-11 Sap Ag Providing human capital management software application as enterprise services
US7866157B2 (en) 2008-05-12 2011-01-11 Cummins Inc. Waste heat recovery system with constant power output
US8595077B2 (en) * 2008-09-18 2013-11-26 Sap Ag Architectural design for service request and order management application software
US8326706B2 (en) * 2008-09-18 2012-12-04 Sap Ag Providing logistics execution application as enterprise services
US20100082497A1 (en) * 2008-09-18 2010-04-01 Sap Ag Providing Foundation Application as Enterprise Services
US8380549B2 (en) * 2008-09-18 2013-02-19 Sap Ag Architectural design for embedded support application software
US8359218B2 (en) * 2008-09-18 2013-01-22 Sap Ag Computer readable medium for implementing supply chain control using service-oriented methodology
US20100070395A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-18 Andreas Elkeles Architectural design for payroll processing application software
US8818884B2 (en) * 2008-09-18 2014-08-26 Sap Ag Architectural design for customer returns handling application software
US8401928B2 (en) 2008-09-18 2013-03-19 Sap Ag Providing supplier relationship management software application as enterprise services
US8386325B2 (en) * 2008-09-18 2013-02-26 Sap Ag Architectural design for plan-driven procurement application software
US8352338B2 (en) * 2008-09-18 2013-01-08 Sap Ag Architectural design for time recording application software
US8315926B2 (en) * 2008-09-18 2012-11-20 Sap Ag Architectural design for tax declaration application software
US20100070556A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-18 Sap Ag Architectural Design for Data Migration Application Software
US8321250B2 (en) * 2008-09-18 2012-11-27 Sap Ag Architectural design for sell from stock application software
US8401908B2 (en) * 2008-12-03 2013-03-19 Sap Ag Architectural design for make-to-specification application software
US8738476B2 (en) * 2008-12-03 2014-05-27 Sap Ag Architectural design for selling standardized services application software
US8321308B2 (en) * 2008-12-03 2012-11-27 Sap Ag Architectural design for manual invoicing application software
US20100153239A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Sap Ag Providing accounting software application as enterprise services
US20100153158A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Sap Ag Providing project management software application as enterprise services
US8544274B2 (en) * 2009-07-23 2013-10-01 Cummins Intellectual Properties, Inc. Energy recovery system using an organic rankine cycle
US8627663B2 (en) * 2009-09-02 2014-01-14 Cummins Intellectual Properties, Inc. Energy recovery system and method using an organic rankine cycle with condenser pressure regulation
US8539929B2 (en) 2009-11-18 2013-09-24 Harley-Davidson Motor Company Cylinder head cooling system
CN103237961B (zh) 2010-08-05 2015-11-25 康明斯知识产权公司 采用有机朗肯循环的排放临界增压冷却
US8752378B2 (en) 2010-08-09 2014-06-17 Cummins Intellectual Properties, Inc. Waste heat recovery system for recapturing energy after engine aftertreatment systems
DE112011102675B4 (de) 2010-08-11 2021-07-15 Cummins Intellectual Property, Inc. Geteilter Radiatoraufbau zur Wärmeabfuhroptimierung für ein Abwärmeverwertungssystem
US8683801B2 (en) 2010-08-13 2014-04-01 Cummins Intellectual Properties, Inc. Rankine cycle condenser pressure control using an energy conversion device bypass valve
WO2012088532A1 (en) 2010-12-23 2012-06-28 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method for regulating egr cooling using a rankine cycle
US8826662B2 (en) 2010-12-23 2014-09-09 Cummins Intellectual Property, Inc. Rankine cycle system and method
DE102012000100A1 (de) 2011-01-06 2012-07-12 Cummins Intellectual Property, Inc. Rankine-kreisprozess-abwärmenutzungssystem
WO2012096958A1 (en) 2011-01-10 2012-07-19 Cummins Intellectual Property, Inc. Rankine cycle waste heat recovery system
WO2012100212A1 (en) 2011-01-20 2012-07-26 Cummins Intellectual Property, Inc. Rankine cycle waste heat recovery system and method with improved egr temperature control
US8707914B2 (en) 2011-02-28 2014-04-29 Cummins Intellectual Property, Inc. Engine having integrated waste heat recovery
US8893495B2 (en) 2012-07-16 2014-11-25 Cummins Intellectual Property, Inc. Reversible waste heat recovery system and method
JP2014095345A (ja) * 2012-11-09 2014-05-22 Isuzu Motors Ltd 内燃機関
US9140209B2 (en) 2012-11-16 2015-09-22 Cummins Inc. Rankine cycle waste heat recovery system
US9845711B2 (en) 2013-05-24 2017-12-19 Cummins Inc. Waste heat recovery system
US9422886B2 (en) 2013-07-03 2016-08-23 Electro-Motive Diesel, Inc. Cylinder head assembly having cooled valve insert
JP7208053B2 (ja) * 2019-02-19 2023-01-18 株式会社Subaru 冷却装置
CN114991983A (zh) 2021-03-01 2022-09-02 比亚迪股份有限公司 发动机和车辆

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5825551A (ja) * 1981-08-10 1983-02-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd デイ−ゼル機関のシリンダカバ−等の冷却構造
JPS6332116A (ja) * 1986-07-25 1988-02-10 Takuma Co Ltd 内燃機関の冷却装置
JP2001183076A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd 熱交換器の構造

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1033939A (en) * 1910-04-30 1912-07-30 Banner Motors Ltd Internal-combustion engine.
US1159832A (en) * 1914-07-03 1915-11-09 Ernst Daiber Working cylinder for internal-combustion engines.
JPS61237867A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd 内燃機関のシリンダヘツド
DE299679T1 (de) * 1987-07-11 1989-05-11 Isuzu Motors Ltd., Tokio/Tokyo Kuehlungsanlage fuer eine waermeisolierte brennkraftmaschine.
JPH0196420A (ja) * 1987-10-09 1989-04-14 Isuzu Motors Ltd 断熱エンジンの冷却装置
JP2709815B2 (ja) * 1988-01-11 1998-02-04 ヤマハ発動機株式会社 過給機付エンジンのシリンダヘッド構造
JPH0333421A (ja) * 1989-06-29 1991-02-13 Mazda Motor Corp エンジンの冷却装置
JP4191353B2 (ja) 2000-01-26 2008-12-03 本田技研工業株式会社 内燃機関
US6279516B1 (en) * 2000-02-16 2001-08-28 Deere & Company Cylinder head with two-plane water jacket
AT5301U1 (de) * 2001-01-29 2002-05-27 Avl List Gmbh Zylinderkopf für mehrere zylinder
JP3881872B2 (ja) * 2001-11-15 2007-02-14 本田技研工業株式会社 内燃機関

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5825551A (ja) * 1981-08-10 1983-02-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd デイ−ゼル機関のシリンダカバ−等の冷却構造
JPS6332116A (ja) * 1986-07-25 1988-02-10 Takuma Co Ltd 内燃機関の冷却装置
JP2001183076A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd 熱交換器の構造

Also Published As

Publication number Publication date
US7191740B2 (en) 2007-03-20
JP2003138938A (ja) 2003-05-14
JP3730900B2 (ja) 2006-01-05
EP1447539A1 (en) 2004-08-18
US20050051114A1 (en) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003038250A1 (fr) Moteur a combustion interne
US7069884B2 (en) Internal combustion engine
US20120216763A1 (en) Engine having integrated waste heat recovery
JP2008185001A (ja) 廃熱回収装置
US7021059B2 (en) Heat exchange system
US6907734B2 (en) Heat exchanger
US7281380B2 (en) Heat exchange device
JP2008286022A (ja) エンジン冷却装置
WO2002025069A1 (fr) Moteur thermique
JP2008223622A (ja) 熱機関
JP2009281206A (ja) 作動ガス循環型エンジン
JP5916366B2 (ja) 排気再循環装置
JP7063078B2 (ja) エンジン
JP2002115540A (ja) 内燃機関の廃熱回収装置
JP2002115601A (ja) 内燃機関の排気ポート構造
KR20060071827A (ko) 엔진실린더, 재생기와 냉각기가 일체형으로 결합된외연열기관
KR200435918Y1 (ko) 엔진실린더, 재생기와 냉각기가 일체형으로 결합된외연열기관
JP2006083770A (ja) 内燃機関のシリンダヘッド
JP2011191033A (ja) 熱回収装置
JPS6065224A (ja) 沸騰冷却式多気筒内燃機関の蒸気マニホルド
JP2010203732A (ja) 排気熱回収装置
KR20070034655A (ko) 열병합 발전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002777933

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002777933

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10494054

Country of ref document: US