CN105464780B - 发动机的水冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机的水冷装置，其能够提高发动机的暖机效率。该水冷装置具有容置调温器(1)的调温器壳(2)，该调温器壳(2)在缸盖(5)的宽度方向一侧部安装在汽缸盖缸盖(5)的前壁(5a)上，冷却水泵(3)在缸体(6)的宽度方向中央部安装在缸体(6)的前壁(6c)上，旁通通路(4)具有汽缸盖缸盖(5)内的盖内旁通通路(4a)，该盖内旁通通路(4a)具有从恒温器调温器壳(2)的后方至冷却水泵(3)的后上方为止的宽度方向通路部分(4c)。

Description

发动机的水冷装置
技术领域
本发明涉及发动机的水冷装置，详细地说，涉及能够提高发动机的暖机效率的发动机的水冷装置。
背景技术
以往，作为发动机的水冷装置，具有如下装置。
该发动机的水冷装置具有缸盖内的盖内冷却水水套、调温器(thermostat)、底部旁通通路、散热器、冷却水泵，
盖内冷却水水套的发动机冷却水经由绕过散热器的旁通通路回流至冷却水泵，在由调温器检测的发动机冷却水的水温超过规定值的情况下，通过调温器使盖内冷却水水套的发动机冷却水经由散热器回流至冷却水泵(例如，参照专利文献1)。
根据这种水冷装置，在寒冷时的暖机运转中，使盖内冷却水水套的发动机冷却水绕过散热器，具有能够促进发动机的暖机的优点。
但是，在专利文献1的装置中，由于旁通通路只由在发动机外露出的旁通管构成，所以存在问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-98944号公报(参照图1、2)
《问题点》发动机的暖机效率低。
在专利文献1的装置中，由于旁通通路只由在发动机外露出的旁通管构成，所以发动机冷却水在通过旁通通路时放热，从而水温降低，因此，导致发动机的暖机效率低。
发明内容
本发明的课题在于，提供一种能够提高发动机的暖机效率的发动机的水冷装置。
本发明的发明人发现，在旁通通路具有缸盖内的盖内旁通通路的情况下，发动机冷却水在通过盖内旁通通路时接收缸盖的热，从而抑制水温的降低，因此，能够提高发动机的暖机效率，基于该研究结果提出了本发明。
解决问题的手段
技术方案1的发明的特定技术特征如下。
如图1B所示，本发明的发动机的水冷装置具有缸盖5内的盖内冷却水水套12、调温器1、旁通通路4、散热器18、冷却水泵3，
盖内冷却水水套12的发动机冷却水15经由绕过散热器18的旁通通路4回流至冷却水泵3，在由调温器1检测的发动机冷却水15的水温超过规定值的情况下，通过调温器1使盖内冷却水水套12的发动机冷却水15经由散热器18回流至冷却水泵3，其特征在于，
如图2A、图2B所示，该水冷装置具有容置调温器1的调温器壳2，该调温器壳2在缸盖5的宽度方向一侧部安装在缸盖5的前壁5a上，冷却水泵3在缸体6的宽度方向中央部安装在缸体6的前壁6c上，
旁通通路4具有缸盖5内的盖内旁通通路4a，该盖内旁通通路4a具有从调温器壳2的后方至冷却水泵3的后上方为止的宽度方向通路部分4c。
发明效果
技术方案1的发明具有如下的效果。
《效果》能够提高发动机的暖机效率。
如图2A、图2B所示，由于旁通通路4具有缸盖5内的盖内旁通通路4a，并且该盖内旁通通路4a具有从调温器壳2的后方至冷却水泵3的后上方为止的宽度方向通路部分4c，所以通过比较长的宽度方向通路部分4c的发动机冷却水15接收缸盖5的热，从而抑制水温的降低，因此，能够提高发动机的暖机效率。
技术方案2的发明的发动机的水冷装置，调温器1为底部旁通式调温器，调温器壳2的内部由间隔壁7划分成上侧的调温器室8和下侧的底部旁通室9，在间隔壁7上设置有底部旁通阀口7a，在调温器室8的上侧，开口形成有向散热器18侧输出的出口8b，在调温器室8的后侧，开口形成有调温器室8的入口8a，在底部旁通室9的后侧，开口形成有底部旁通室9的出口9a，
在缸盖5的前壁5a，开口形成有盖内冷却水水套12的出口12a和旁通通路4的入口4b，
在调温器室8内容置有调温器1，底部旁通阀口7a由调温器1的底部旁通阀1a进行开闭，盖内冷却水水套12的出口12a和调温器室8的入口8a重合并连通，底部旁通室9的出口9a和旁通通路4的入口4b重合并连通。
技术方案2的发明不仅具有技术方案1的发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》调温器壳的制作变得容易。
如图2A、图2B所示，调温器1为底部旁通底部旁通式调温器，调温器壳2的内部由间隔壁7划分形上侧的调温器室8和下侧的底部旁通室9，在间隔壁7上设置有底部旁通阀口7a，在调温器室8的上侧，开口形成有向散热器18侧输出的出口8b，在调温器室8的后侧，开口形成有调温器室8的入口8a，在底部旁通室9的后侧，开口形成有底部旁通室9的出口9a，因此，调温器壳2的内部能够仅采用具有底部旁通阀口7a的间隔壁7这样简单的结构，从而铸造时的起模变得容易，因此，调温器壳2的制作变得容易。
《效果》只在缸盖的前壁安装调温器壳，就能够完成缸盖和调温器壳之间的连通作业。
如图2A、图2B所示，在缸盖5的前壁5a，开口形成有盖内冷却水水套12的出口12a和旁通通路4的入口4b，在调温器室8内容置有调温器1，底部旁通阀口7a由调温器1的底部旁通阀1a进行开闭，盖内冷却水水套12的出口12a和调温器室8的入口8a重合并连通，底部旁通室9的出口9a和旁通通路4的入口4b重合并连通，因此，只在缸盖5的前壁5a安装调温器壳2，就能够完成缸盖5和调温器壳2之间的连通作业。
《效果》能够使发动机的马力损失变小。
如图2A、图2B所示，调温器壳2的内部由间隔壁7划分成上侧的调温器室8和下侧的底部旁通室9，在间隔壁7上设置有底部旁通阀口7a，在调温器室8的上侧，开口形成有向散热器18侧输出的出口8b，在调温器室8的后侧，开口形成有调温器室8的入口8a，在底部旁通室9的后侧，开口形成有底部旁通室9的出口9a，因此，向前导入调温器室8的发动机冷却水15向下通过下侧的底部旁通阀口7a，然后在底部旁通室9内向后侧反转，从而不沿着复杂的蛇形路径，也能够顺利地通过调温器壳2内。因此，在调温器壳2内的发动机冷却水15的通过阻力小，从而能够使发动机的马力损失变小。
技术方案3的发明的发动机的水冷装置，在调温器壳2的前侧配置有发动机冷却风扇13，从发动机冷却风扇13向后送出发动机冷却风13a，
在调温器壳2的前侧的周壁2a形成有隔热层14。
技术方案3的发明不仅具有技术方案1或2的发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高发动机的暖机效率。
如图3A、图3B所示，由于在调温器壳2的前侧的周壁2a形成有隔热层14，所以通过调温器壳2内的发动机冷却水15难以被吹至调温器壳2的前侧的周壁2a的发动机冷却风13a冷却，从而能够提高发动机的暖机效率。
技术方案4的发明的发动机的水冷装置，隔热层14由调温器壳2的前侧的周壁2a的中空的空气层形成。
技术方案4的发明不仅具有技术方案3的发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够长时间地维持隔热层的高的隔热性。
如图3A、图3B所示，由于隔热层14由在调温器壳2的前侧的周壁2a内形成的中空的空气层形成，所以不会产生隔热层14的热老化，因此，能够长时间地维持隔热层14的高的隔热性。
技术方案5的发明的发动机的水冷装置，宽度方向通路部分4c的顶面4d朝向调温器壳2的后方向上倾斜。
技术方案5的发明不仅具有技术方案1～4任一项发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够维持高的发动机的暖机效率。
如图2A所示，由于宽度方向通路部分4c的顶面4d朝向调温器壳2的后侧向上倾斜，所以接收缸盖5的热而在宽度方向通路部分4c产生的水蒸气的气泡能够沿着宽度方向通路部分4c的顶面4d向调温器壳2侧释放，从而水蒸气难以在宽度方向通路部分4c滞留。因此，从缸盖5向通过宽度方向通路部分4c的发动机冷却水15的热量输入不会因水蒸气滞留而受到妨碍，进而能够抑制发动机冷却水15的水温的降低，从而能够维持高的发动机的暖机效率。
技术方案6的发明的发动机的水冷装置，旁通通路4具有缸体6内的缸体内旁通通路4e，该缸体内旁通通路4e与盖内旁通通路4a连通。
技术方案6的发明不仅具有技术方案1～5任一项发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高发动机的暖机效率。
如图2A、图2B所示，由于旁通通路4具有缸体6内的缸体内旁通通路4e，并且该缸体内旁通通路4e与盖内旁通通路4a连通，所以通过缸体内旁通通路4e的发动机冷却水15接收缸体6的热，从而抑制发动机冷却水15的水温的降低，因此，能够提高发动机的暖机效率。
技术方案7的发明的发动机的水冷装置，旁通通路4具有发动机外旁通通路4f，该发动机外旁通通路4f与盖内旁通通路4a连通，
发动机外旁通通路4f是在缸盖5和冷却水泵3之间设置的金属管，发动机外旁通通路4f的一端部内嵌于缸盖5的前壁5a。
技术方案7的发明不仅具有技术方案1～5任一项发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高发动机的暖机效率。
如图4A、图4B所示，旁通通路4在盖内旁通通路4a的下游具有发动机外旁通通路4f，该发动机外旁通通路4f是在缸盖5和冷却水泵3之间的金属管，发动机外旁通通路4f的一端部内嵌于缸盖5的前壁5a，因此，缸盖5的热被传递至发动机外旁通通路4f，进而通过发动机外旁通通路4f的发动机冷却水15接收缸盖5的热，从而抑制发动机冷却水15的水温的降低，因此，能够提高发动机的暖机效率。
技术方案8的发明的发动机的水冷装置，在发动机外旁通通路4f的前侧配置有发动机冷却风扇13，从发动机冷却风扇13向后送出发动机冷却风13a，
在发动机外旁通通路4f的前侧设置有发动机冷却风13a的遮风壁4g。
技术方案8的发明不仅具有技术方案7的发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高发动机的暖机效率。
如图4B所示，由于在发动机外旁通通路4f的前侧设置有发动机冷却风13a的遮风壁4g，所以通过发动机外旁通通路4f内的发动机冷却水15难以由发动机冷却风13a冷却，从而抑制发动机冷却水15的水温的降低，因此，能够提高发动机的暖机效率。
附图说明
图1A、图1B是用于说明本发明的实施方式的发动机的水冷装置的示意图，图1A是发动机的主视图，图1B是发动机的侧视图。
图2A、图2B是本发明的实施方式的发动机的水冷装置的主要部分的放大图，图2A是主视图，图2B是沿着图2A的B-B线的剖视图。
图3A、图3B是用于说明在本发明的实施方式中所使用的调温器壳的变形例的图，图3A是纵剖侧视图，图3B是沿着图3A的B-B线的剖视图。
图4A、图4B是用于说明在本发明的实施方式中所使用的底部旁通通路的变形例的主要部分的放大图，图4A是主视图，图4B是沿着图4A的B-B线的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
1 调温器
1a 底部旁通阀
2 调温器壳
2a 前侧的周壁
3 冷却水泵
4 旁通通路
4a 盖内旁通通路
4c 宽度方向通路部分
4d 顶面
4e 缸体内旁通通路
4f 发动机外旁通通路
4g 遮风壁
5 缸盖
5a 前壁
6 缸体
6c 前壁
7 间隔壁
7a 底部旁通阀口
8 调温器室
8a 入口
8b 出口
9 底部旁通室
9a 出口
12 盖内冷却水水套
12a 出口
13 发动机冷却风扇
13a 发动机冷却风
14 隔热层
15 发动机冷却水
18 散热器
具体实施方式
图1A～图4B是用于说明本发明的实施方式的发动机的水冷装置的图，在该实施方式中，对立式多气缸柴油发动机的水冷装置进行说明。
发动机的概要如下。
如图1A、图1B所示，在缸体(cylinder block)6的上部安装有缸盖(cylinderhead)5，在缸盖5的上部安装有缸盖罩(cylinder head cover)19，在缸体6的前部安装有定时传动箱20，在定时传动箱的20的前方配置有发动机冷却风扇13，在缸体6的后部配置有飞轮21，在缸体6的下部安装有油盘22。
缸体6是上部的缸部6a和下部的曲轴箱6b一体化而成的铸造物。
在该实施方式中，将曲轴10的架设方向作为前后方向，将其中一侧作为前，另一侧作为后。
该发动机的水冷装置的概要如下。
如图1B所示，水冷装置具有缸盖5内的盖内冷却水水套12、调温器1、旁通通路4、散热器18、冷却水泵3。
在该水冷装置中，盖内冷却水水套12的发动机冷却水15经由绕过散热器18的旁通通路4回流至冷却水泵3，在由调温器1检测的发动机冷却水15的温度超过规定值的情况下，通过调温器1使盖内冷却水水套12的发动机冷却水15经由散热器18回流至冷却水泵3。
水冷装置的详细的结构如下。
如图2B所示，在该水冷装置中，在缸体6内的缸16的周围形成有缸体内冷却水水套17，缸体内冷却水水套17和盖内冷却水水套12相互连通。冷却水泵3安装在缸体6的前端壁6c上。如图1B所示，散热器18配置在缸体6的前方。
如图2A、图2B所示，该水冷装置具有容置调温器1的调温器壳2，该调温器壳2在缸盖5的宽度方向一侧部安装在缸盖5的前壁5a上，冷却水泵3在缸体6的宽度方向的中央部安装在缸体6的前壁6c上。
旁通通路4具有缸盖5内的盖内旁通通路4a，该盖内旁通通路4a具有从调温器壳2的后方至冷却水泵3的后上方为止的宽度方向通路部分4c。
如图2A、图2B所示，在该水冷装置中，调温器1为底部旁通式调温器，调温器壳2的内部由间隔壁7划分成上侧的调温器室8和下侧的底部旁通室9，在间隔壁7上设置有底部旁通阀口7a，在调温器室8的上侧，开口形成有向散热器18侧输出的出口8b，在调温器室8的后侧开口形成有调温器室8的入口8a，在底部旁通室9的后侧，开口形成有底部旁通室9的出口9a。
如图2A、图2B所示，在该水冷装置中，在缸盖5的前壁5a，开口形成有盖内冷却水水套12的出口12a和旁通通路4的入口4b。
在调温器室8内容置有调温器1，底部旁通阀口7a由调温器1的底部旁通阀1a进行开闭，盖内冷却水水套12的出口12a和调温器室8的入口8a重合而连通，底部旁通室9的出口9a和旁通通路4的入口4b重合而连通。
调温器1是底部旁通式的调温器。
如图2A、图2B所示，调温器1是蜡式的纵置型的调温器，在安装凸缘23上经由支柱24支撑立式的针(needle)25，滑块(slider)26外套于针25，在滑块26内容置有蜡(未图示)，在滑块26的上部安装有主阀1b，在滑块26的下部安装有底部旁通阀1a，在安装凸缘23上设置有主阀口(未图示)，安装凸缘23安装在调温器壳2的向散热器18侧输出的出口8b上。安装凸缘23被夹持在调温器壳2和向散热器18侧输出的出口管27之间，且安装在向散热器18侧输出的出口8b上。
此外，如图1B所示，冷却水导出管28设置在向散热器18侧输出的出口管27和散热器入口管18a之间设置，如图1A、图1B所示，冷却水导入管29设置在散热器出口管18b和冷却水泵3的吸入室3a的吸入室入口管3c之间设置。
如图2B所示，在该调温器1中，在与滑块26接触的发动机冷却水15的温度小于规定值的情况下，由于滑块26内的蜡固化而体积缩小，所以滑块26被保持为靠近向散热器18侧输出的出口8b，从而主阀1b关闭，底部旁通阀1a打开，盖内冷却水水套12的发动机冷却水15经由绕过散热器18的旁通通路4流动至冷却水泵3后，流入缸体内冷却水水套17内，从而能够避免发动机冷却水15被散热器18放热，因此，促进发动机的暖机。
在与滑块26接触的发动机冷却水15的温度上升时，由于滑块26内的蜡液化而体积膨胀，所以滑块26滑动靠近旁通阀口7a，从而主阀1b打开，底部旁通阀1a的开度变小，图1B所示的盖内冷却水水套12的发动机冷却水15按照散热器18、冷却水泵3、缸体内冷却水水套17的顺序进行循环，因此，发动机冷却水15被散热器18放热。
如图2A、图2B所示，盖内旁通通路4a从处于缸盖5的宽度方向一侧部的入口4b向后导出，然后从导出端向发动机宽度方向中央部横向导出，进而从导出端向下导出。缸体内旁通通路4e从盖内旁通通路4a的向下的终端进一步向下导出，然后从导出端向前导出，位于导出端的旁通通路4的出口4h和安装在缸体6的前壁6c上的冷却水泵3的吸入室3a的入口3b连通。
旁通通路4的出口4h和冷却水泵3的吸入室3a的入口3b相互重合而连通。
接着，对图3A、图3B所示的调温器壳2的变形例进行说明。
如图3A所示，在该变形例中，发动机冷却风扇13配置在调温器壳2的前侧，从发动机冷却风扇13向后送出发动机冷却风13a，在调温器壳2的前侧的周壁2a形成有隔热层14。
该隔热层14由调温器壳2的前侧的周壁2a内的中空的空气层形成。
如图3B所示，该隔热层14也连续地形成于调温器壳2的前侧的周壁2a和左右两侧的周壁2b、2b。
该隔热层14的上表面开口，该开口由主出口管27的凸缘堵塞。
如图2A所示，宽度方向通路部分4c的顶面4d朝向调温器壳2的后方向上倾斜。
即，宽度方向通路部分4c的顶面4d朝向从盖内旁通通路4a的入口4b向后导出的部分的导出端向上倾斜。
如图2A、图2B所示，旁通通路4具有缸体6内的缸体内旁通通路4e，缸体内旁通通路4e与盖内旁通通路4a连通。
旁通通路4由盖内旁通通路4a和缸体内旁通通路4e连续地形成，并且不在发动机外露出。
接着，对图4A、图4B所示的旁通通路4的变形例进行说明。
图4A、图4B所示的旁通通路4具有发动机外旁通通路4f，发动机外旁通通路4f与盖内旁通通路4a连通。
发动机外旁通通路4f是在缸盖5和冷却水泵3之间设置的金属管，发动机外旁通通路4f的一端部内嵌(压入)于缸盖5的前壁5a。
如图4B所示，在该变形例中，在发动机外旁通通路4f的前侧配置有发动机冷却风扇13，从发动机冷却风扇13向后送出发动机冷却风13a，在发动机外旁通通路4f的前侧设置有发动机冷却风13a的遮风壁4g。
在缸盖5的前壁5a形成有向前方膨出的膨出部5b，发动机外旁通通路4f的上端部被压入该膨出部5b内。遮风壁4g从冷却水泵3向上导出。

Claims (9)

1.一种发动机的水冷装置，具有缸盖(5)内的盖内冷却水水套(12)、调温器(1)、旁通通路(4)、散热器(18)、冷却水泵(3)，
盖内冷却水水套(12)的发动机冷却水(15)经由绕过散热器(18)的旁通通路(4)回流至冷却水泵(3)，在由调温器(1)检测的发动机冷却水(15)的水温超过规定值的情况下，通过调温器(1)使盖内冷却水水套(12)的发动机冷却水(15)经由散热器(18)回流至冷却水泵(3)，其特征在于，
该水冷装置具有容置调温器(1)的调温器壳(2)，该调温器壳(2)在缸盖(5)的宽度方向一侧部安装在缸盖(5)的前壁(5a)上，冷却水泵(3)在缸体6的宽度方向中央部安装在缸体(6)的前壁(6c)上，
旁通通路(4)具有缸盖(5)内的盖内旁通通路(4a)，该盖内旁通通路(4a)具有从调温器壳(2)的后方至冷却水泵(3)的后上方为止的宽度方向通路部分(4c)，
宽度方向通路部分(4c)的顶面(4d)朝向调温器壳(2)的后方向上倾斜。
2.如权利要求1所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
调温器(1)为底部旁通式调温器，调温器壳(2)的内部由间隔壁(7)划分成上侧的调温器室(8)和下侧的底部旁通室(9)，在间隔壁(7)上设置有底部旁通阀口(7a)，在调温器室(8)的上侧，开口形成有向散热器(18)侧输出的出口(8b)，在调温器室(8)的后侧，开口形成有调温器室(8)的入口(8a)，在底部旁通室(9)的后侧，开口形成有底部旁通室(9)的出口(9a)，
在缸盖(5)的前壁(5a)，开口形成有盖内冷却水水套(12)的出口(12a)和旁通通路(4)的入口(4b)，
在调温器室(8)内容置有调温器(1)，底部旁通阀口(7a)由调温器(1)的底部旁通阀(1a)进行开闭，盖内冷却水水套(12)的出口(12a)和调温器室(8)的入口(8a)重合并连通，底部旁通室(9)的出口(9a)和旁通通路(4)的入口(4b)重合并连通。
3.如权利要求1所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
在调温器壳(2)的前侧配置有发动机冷却风扇(13)，从发动机冷却风扇(13)向后送出发动机冷却风(13a)，
在调温器壳(2)的前侧的周壁(2a)形成有隔热层(14)。
4.如权利要求2所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
在调温器壳(2)的前侧配置有发动机冷却风扇(13)，从发动机冷却风扇(13)向后送出发动机冷却风(13a)，
在调温器壳(2)的前侧的周壁(2a)形成有隔热层(14)。
5.如权利要求3所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
隔热层(14)由调温器壳(2)的前侧的周壁(2a)的中空的空气层形成。
6.如权利要求4所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
隔热层(14)由调温器壳(2)的前侧的周壁(2a)的中空的空气层形成。
7.如权利要求1～6中任一项所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
旁通通路(4)具有缸体(6)内的缸体内旁通通路(4e)，该缸体内旁通通路(4e)与盖内旁通通路(4a)连通。
8.如权利要求1～6中任一项所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
旁通通路(4)具有发动机外旁通通路(4f)，该发动机外旁通通路(4f)与盖内旁通通路(4a)连通，
发动机外旁通通路(4f)是在缸盖(5)和冷却水泵(3)之间设置的金属管，发动机外旁通通路(4f)的一端部内嵌于缸盖(5)的前壁(5a)。
9.如权利要求8所述的发动机的水冷装置，其特征在于，
在发动机外旁通通路(4f)的前侧配置有发动机冷却风扇(13)，从该发动机冷却风扇(13)向后送出发动机冷却风(13a)，
在发动机外旁通通路(4f)的前侧设置有发动机冷却风(13a)的遮风壁(4g)。
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