JP2006250037A

JP2006250037A - Cooling system for engine

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Publication number: JP2006250037A
Application number: JP2005067624A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kobayashi; 日出夫小林; Katsuhiko Arisawa; 克彦蟻沢; Yoshio Yamashita; 芳雄山下; Kunihiko Hayashi; 邦彦林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable effective control of each of a cylinder head and a cylinder block in a cooling system to a desired temperature at both times, before the end of warmup including start time and warmup time, and after warmup of an engine. <P>SOLUTION: The cooling system is quipped with a cylinder head cooling passage 21 provided to the cylinder head 20 of the engine 10, a cylinder block cooling passage 31 provided to the cylinder block 30 of the engine 10 which is provided independently of the cylinder head cooling passage 21, and a switching means 103 for switching the flow of a cooling medium. The switching means 103 performs switching so that before warmup of the engine is completed to a predetermined state, the cooling medium heated by a heat accumulator 70 or by recovery of exhausted heat is supplied to the cylinder block cooling passage 21 and not to the cylinder head cooling passage 31, and after engine warmup is completed to the predetermined state, the cooling medium is supplied to the cylinder head cooling passage 21 and then to the cylinder block cooling passage 31. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンの冷却装置に関し、特に、エンジンの始動時や暖機時を含む暖機終了前及び暖機終了後のいずれにおいても、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御可能なエンジンの冷却装置に関する。 The present invention relates to an engine cooling device, and more particularly, to a temperature required in a cooling system for a cylinder head and a cylinder block, both before and after the end of warm-up including when the engine is started and when the engine is warmed up. The present invention relates to an engine cooling device that can be effectively controlled.

従来、図１１に示すようなエンジンの冷却装置が知られている。エンジン１の暖機後において、ラジエータ２で冷却された冷却水は、サーモスタット３及びウォーターポンプ４を介してシリンダブロック５の冷却系５ａに送られ、その後、シリンダヘッド６の冷却系６ａを通った後にラジエータ２に戻される。この冷却回路では、シリンダヘッド６の冷却水の水温が最も高くなっている。 Conventionally, an engine cooling apparatus as shown in FIG. 11 is known. After the engine 1 is warmed up, the cooling water cooled by the radiator 2 is sent to the cooling system 5a of the cylinder block 5 through the thermostat 3 and the water pump 4, and then passes through the cooling system 6a of the cylinder head 6. It is returned to the radiator 2 later. In this cooling circuit, the coolant temperature of the cylinder head 6 is the highest.

しかしながら、信頼性の面からシリンダヘッド６の温度は、あまり高温にすることはできず、また、シリンダヘッド６のカムシャフトの摺動部は、もともと潤滑が良くないため、高温の状態では、油膜切れが起き易く燃費の悪化につながり易い。一方、シリンダブロック５のピストンやクランクシャフトの摺動部に関しては、冷却水の温度が高い方が燃費が向上する。 However, from the viewpoint of reliability, the temperature of the cylinder head 6 cannot be made very high, and the sliding portion of the cam shaft of the cylinder head 6 is originally not lubricated. It is easy to cut and easily lead to deterioration of fuel consumption. On the other hand, regarding the sliding part of the piston of the cylinder block 5 and the crankshaft, the higher the cooling water temperature, the better the fuel efficiency.

上記図１１の冷却回路では、摺動部の適正温度の観点（シリンダヘッド６のカム部は温度が低い方がフリクションが小さく、シリンダブロック５等では温度が高い方がフリクションが小さい）や、信頼性の観点（シリンダヘッド６は高温にできない）に対して、冷却水の流れが逆になっていた。 In the cooling circuit of FIG. 11 described above, the viewpoint of the appropriate temperature of the sliding portion (the cam portion of the cylinder head 6 has a lower friction when the temperature is lower, and the higher the temperature is lower in the cylinder block 5 or the like), the reliability The flow of cooling water was reversed with respect to the point of view (the cylinder head 6 cannot be heated to a high temperature).

また、図１２に示すエンジンの冷却装置では、エンジン１’の暖機後において、ラジエータ２’で冷却された冷却水は、まずシリンダヘッド６’の冷却系６ａ’に送られ、その後、シリンダブロック５’の冷却系５ａ’を通った後にラジエータ２’に戻される。この冷却回路では、シリンダヘッド６’の水温が最も低く、シリンダブロック５’の水温は比較的高温になるように構成され、上記図１１の問題は、一応解決されている。 In the engine cooling apparatus shown in FIG. 12, after the engine 1 ′ is warmed up, the cooling water cooled by the radiator 2 ′ is first sent to the cooling system 6a ′ of the cylinder head 6 ′, and then the cylinder block After passing through the 5 'cooling system 5a', it is returned to the radiator 2 '. In this cooling circuit, the water temperature of the cylinder head 6 ′ is the lowest and the water temperature of the cylinder block 5 ′ is relatively high, so that the problem of FIG. 11 is solved.

特開２００２−２９５２５３号公報JP 2002-295253 A 特開平６−１９６４４３号公報JP-A-6-196443 特開平６−１８５３５９号公報JP-A-6-185359 特開平９−１００７０９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-100709

一般に、エンジンの始動時や暖機時に冷却水の温度の上昇速度を早くするために、蓄熱器内の高温の冷却水や、排気熱回収により高温となった冷却水を冷却回路に供給することが行なわれる。しかしながら、上記図１２で示す装置では、高温の冷却水が冷却回路に供給されると、上記のように低温の方が好ましいシリンダヘッドも一緒に温度が上昇してしまい、シリンダブロックのみを昇温させることができない。また、この場合、高温の冷却水の熱がシリンダヘッドで奪われた後に、シリンダブロックに送られることから、上記のように高温の方が好ましいシリンダブロックを効果的に昇温させることができない。 In general, in order to increase the rate of temperature rise of the cooling water when starting or warming up the engine, high-temperature cooling water in the regenerator or cooling water that has become hot due to exhaust heat recovery is supplied to the cooling circuit. Is done. However, in the apparatus shown in FIG. 12, when high-temperature cooling water is supplied to the cooling circuit, the temperature of the cylinder head, which is preferable to be low as described above, also rises, and only the cylinder block is heated. I can't let you. In this case, since the heat of the high-temperature cooling water is taken by the cylinder head and then sent to the cylinder block, it is impossible to effectively raise the temperature of the cylinder block where the higher temperature is preferable as described above.

エンジンの始動時や暖機時に、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できることが望まれている。 It is desired to be able to effectively control the temperatures required for the cooling system of the cylinder head and the cylinder block, respectively, when the engine is started or warmed up.

また、上記図１２で示す装置では、クランクの摺動部の周りに冷却系がないため、フリクションが高いという問題点がある。クランク周り（クランクシャフトの軸周り）は、高温になった方がフリクションが下がる。 Further, the apparatus shown in FIG. 12 has a problem that the friction is high because there is no cooling system around the sliding portion of the crank. The friction around the crank (around the axis of the crankshaft) decreases as the temperature rises.

本発明の目的は、エンジンの始動時や暖機時に、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できるエンジンの冷却装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an engine cooling device that can be effectively controlled to temperatures required in a cooling system for a cylinder head and a cylinder block, respectively, when the engine is started or warmed up.

本発明の他の目的は、エンジンの始動時や暖機時を含む暖機終了前及び暖機終了後のいずれにおいても、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できるエンジンの冷却装置を提供することである。 Another object of the present invention is to effectively control the temperatures required for the cooling system of the cylinder head and the cylinder block, both before and after the warm-up, including when the engine is started and warm-up. It is to provide an engine cooling device that can.

本発明の更に他の目的は、エンジンの始動時や暖機時に、シリンダヘッド、シリンダブロック及びクランク周りの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できるエンジンの冷却装置を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide an engine cooling device capable of effectively controlling the temperatures required in the cooling system around the cylinder head, cylinder block and crank when the engine is started or warmed up. .

本発明のエンジンの冷却装置は、エンジンのシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッド冷却通路と、前記エンジンのシリンダブロックに設けられ前記シリンダヘッド冷却通路とは独立して設けられたシリンダブロック冷却通路と、冷媒の流れを切替える切替手段とを備え、前記切替手段は、前記エンジンの暖機が所定状態まで終了する前は、蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給されることなく前記シリンダブロック冷却通路に供給され、前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了した後には、冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給された後に前記シリンダブロック冷却通路に供給されるように切替えることを特徴としている。 The engine cooling device of the present invention includes a cylinder head cooling passage provided in a cylinder head of the engine, a cylinder block cooling passage provided in the cylinder block of the engine and provided independently of the cylinder head cooling passage, Switching means for switching the flow of the refrigerant, the switching means before the warm-up of the engine is finished to a predetermined state, the refrigerant heated by the heat accumulator or exhaust heat recovery to the cylinder head cooling passage The refrigerant is supplied to the cylinder block cooling passage without being supplied, and after the warm-up of the engine is finished to the predetermined state, the refrigerant is supplied to the cylinder head cooling passage and then supplied to the cylinder block cooling passage. It is characterized by switching as follows.

本発明のエンジンの冷却装置において、更に、前記エンジンのクランク周りを冷却するためのクランク冷却通路を備え、冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給された後に前記クランク冷却通路に供給されるように構成されていることを特徴としている。 The engine cooling device according to the present invention further includes a crank cooling passage for cooling around the crank of the engine, and the refrigerant is supplied to the crank cooling passage after being supplied to the cylinder block cooling passage. It is characterized by being.

本発明のエンジンの冷却装置において、前記切替手段は、サーモスタットであることを特徴としている。 In the engine cooling device of the present invention, the switching means is a thermostat.

本発明のエンジンの冷却装置において、前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了する前は、前記蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒以外の冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給されること無く前記シリンダヘッド冷却通路に供給されることを特徴としている。 In the engine cooling apparatus of the present invention, before the engine warm-up is completed to the predetermined state, the refrigerant other than the refrigerant heated by the heat accumulator or by exhaust heat recovery is supplied to the cylinder block cooling passage. It supplies to the said cylinder head cooling passage without being characterized by the above-mentioned.

本発明のエンジンの冷却装置によれば、エンジンの始動時や暖機時を含む暖機終了前及び暖機終了後のいずれにおいても、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御可能である。 According to the engine cooling device of the present invention, it is effective for the temperature required for the cooling system of the cylinder head and the cylinder block, both before the start of the engine and before the end of the warming including the warming up and after the end of the warming up. Can be controlled.

以下、本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of an engine cooling device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１及び図２において、エンジン１０のシリンダヘッド２０の内部には、シリンダヘッド冷却通路２１が設けられている。シリンダヘッド２０において、シリンダヘッド冷却通路２１は、カムケース２２の下部に設けられている。エンジン１０のシリンダブロック３０の内部には、シリンダブロック冷却通路３１が設けられている。 1 and 2, a cylinder head cooling passage 21 is provided inside the cylinder head 20 of the engine 10. In the cylinder head 20, the cylinder head cooling passage 21 is provided below the cam case 22. A cylinder block cooling passage 31 is provided inside the cylinder block 30 of the engine 10.

エンジン１０には、シリンダヘッド２０の冷却系と、シリンダブロック３０の冷却系とを分離するヘッドガスケット４０が設けられている。エンジン１０のクランクケース５０には、クランク周りを冷却するためのクランク冷却通路５１が設けられている。図２において、符号５２は、クランク軸キャップを示している。 The engine 10 is provided with a head gasket 40 that separates the cooling system of the cylinder head 20 and the cooling system of the cylinder block 30. The crankcase 50 of the engine 10 is provided with a crank cooling passage 51 for cooling around the crank. In FIG. 2, the code | symbol 52 has shown the crankshaft cap.

図１に示すように、クランク冷却通路５１の出口５１ｂは、ラジエータ通路１０１によって、ラジエータ６０の入口６０ａに接続されている。ラジエータ６０の出口６０ｂは、ラジエータ帰還通路１０２によって、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａに接続されている。ラジエータ帰還通路１０２には、サーモスタット１０３が接続されている。ラジエータ帰還通路１０２において、サーモスタット１０３が設けられた位置とシリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａとの間には、第１ウォーターポンプ１０４が設けられている。第１ウォーターポンプ１０４は、エンジン１０の駆動力によってインペラ（図示せず）が回転することによって冷媒をシリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａに向けて吐出する。 As shown in FIG. 1, the outlet 51 b of the crank cooling passage 51 is connected to the inlet 60 a of the radiator 60 by the radiator passage 101. The outlet 60 b of the radiator 60 is connected to the inlet 21 a of the cylinder head cooling passage 21 by the radiator return passage 102. A thermostat 103 is connected to the radiator return passage 102. In the radiator return passage 102, a first water pump 104 is provided between the position where the thermostat 103 is provided and the inlet 21 a of the cylinder head cooling passage 21. The first water pump 104 discharges the refrigerant toward the inlet 21 a of the cylinder head cooling passage 21 as an impeller (not shown) rotates by the driving force of the engine 10.

シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５によって、サーモスタット１０３に接続されている。第１連絡通路１０５において、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの近傍は、第２連絡通路１０６によって、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａに接続されている。シリンダブロック冷却通路３１の出口３１ｂは、第３連絡通路１０７によって、クランク冷却通路５１の入口５１ａに接続されている。第３連絡通路１０７には、第２ウォーターポンプ１０８が設けられている。第２ウォーターポンプ１０８は、エンジン１０の駆動力によってインペラ（図示せず）が回転することによって冷媒をクランク冷却通路５１の入口５１ａに向けて吐出する。 The outlet 21 b of the cylinder head cooling passage 21 is connected to the thermostat 103 by the first communication passage 105. In the first communication passage 105, the vicinity of the outlet 21 b of the cylinder head cooling passage 21 is connected to the inlet 31 a of the cylinder block cooling passage 31 by the second communication passage 106. The outlet 31 b of the cylinder block cooling passage 31 is connected to the inlet 51 a of the crank cooling passage 51 by the third communication passage 107. A second water pump 108 is provided in the third communication passage 107. The second water pump 108 discharges refrigerant toward the inlet 51 a of the crank cooling passage 51 by rotating an impeller (not shown) by the driving force of the engine 10.

ラジエータ通路１０１において、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの近傍は、第４連絡通路１０９によって、蓄熱タンク７０の入口７０ａに接続されている。第４連絡通路１０９には、第３ウォーターポンプ１１０が設けられている。第３ウォーターポンプ１１０は、例えばモータ等のエンジン１０が駆動状態か否かに関わらず作動可能な駆動源によって駆動され、冷媒を蓄熱タンク７０の入口７０ａに向けて吐出する。 In the radiator passage 101, the vicinity of the outlet 51 b of the crank cooling passage 51 is connected to the inlet 70 a of the heat storage tank 70 by the fourth communication passage 109. A third water pump 110 is provided in the fourth communication passage 109. The third water pump 110 is driven by a drive source that can operate regardless of whether the engine 10 such as a motor is in a driving state, and discharges the refrigerant toward the inlet 70 a of the heat storage tank 70.

蓄熱タンク７０の出口７０ｂは、第５連絡通路１１１によって、上記第２連絡通路１０６におけるシリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａの近傍に接続されている。第５連絡通路１１１には、三方弁１１２が設けられている。 The outlet 70 b of the heat storage tank 70 is connected to the vicinity of the inlet 31 a of the cylinder block cooling passage 31 in the second communication passage 106 by the fifth communication passage 111. A three-way valve 112 is provided in the fifth communication passage 111.

エンジン１０の主排気管８０には、主排気管８０をバイパスするバイパス排気通路８１が設けられている。バイパス排気通路８１には、排気切替弁８２が設けられている。バイパス排気通路８１において、排気切替弁８２が設けられた位置よりも下流側には、排気熱を回収するための熱交換器８３が設けられている。 The main exhaust pipe 80 of the engine 10 is provided with a bypass exhaust passage 81 that bypasses the main exhaust pipe 80. An exhaust switching valve 82 is provided in the bypass exhaust passage 81. In the bypass exhaust passage 81, a heat exchanger 83 for recovering exhaust heat is provided downstream of the position where the exhaust switching valve 82 is provided.

熱交換器８３の入口８３ａは、第６連絡通路１１３によって、上記第４連絡通路１０９において第３ウォーターポンプ１１０が設けられた位置よりも上流側に接続されている。熱交換器８３の出口８３ｂは、第７連絡通路１１４によって、三方弁１１２に接続されている。 The inlet 83 a of the heat exchanger 83 is connected to the upstream side of the fourth communication passage 109 from the position where the third water pump 110 is provided by the sixth communication passage 113. The outlet 83 b of the heat exchanger 83 is connected to the three-way valve 112 by a seventh communication passage 114.

三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａを上記第５連絡通路１１１を介して蓄熱タンク７０の出口７０ｂと連通させるか、上記第７連絡通路１１４を介して熱交換器８３の出口８３ｂと連通させるか、それらのいずれにも連通させないかを切替える。 The three-way valve 112 communicates the inlet 31a of the cylinder block cooling passage 31 with the outlet 70b of the heat storage tank 70 via the fifth communication passage 111 or the outlet 83b of the heat exchanger 83 via the seventh communication passage 114. Or whether to communicate with any of them.

サーモスタット１０３は、冷媒の温度に応じて開閉する。冷媒の温度が予め設定された設定温度よりも低い場合には、サーモスタット１０３が閉じることにより、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通する。冷媒の温度が設定温度よりも高い場合には、サーモスタット１０３が開弁することによって、ラジエータ６０の出口６０ｂは、ラジエータ帰還通路１０２、サーモスタット１０３及び第１ウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通する。 The thermostat 103 opens and closes according to the temperature of the refrigerant. When the temperature of the refrigerant is lower than a preset temperature, the thermostat 103 is closed, so that the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 is cooled by the cylinder head via the first communication passage 105 and the water pump 104. It communicates with the inlet 21a of the passage 21. When the temperature of the refrigerant is higher than the set temperature, the thermostat 103 opens, so that the outlet 60b of the radiator 60 passes through the radiator return passage 102, the thermostat 103, and the first water pump 104, and the cylinder head cooling passage. 21 communicates with the inlet 21a.

なお、サーモスタット１０３の上記設定温度は、シリンダヘッド２０の信頼性の観点から従来と同程度に低温に設定されている（図３の水温Ｔｐ参照）。これにより、従来（図３の符号２０３）に比べて、本実施形態のシリンダヘッド２０の水温２０２が高くなることが防止されている。 In addition, the said preset temperature of the thermostat 103 is set as low as the conventional temperature from the viewpoint of the reliability of the cylinder head 20 (refer water temperature Tp of FIG. 3). This prevents the water temperature 202 of the cylinder head 20 of the present embodiment from becoming higher than in the prior art (reference numeral 203 in FIG. 3).

図５から図１０を参照して、本実施形態の動作について説明する。
図５から図１０において、破線は冷却水が流れないことを意味し、太い実線は冷却水が流れることを意味している。 The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
5 to 10, the broken line means that cooling water does not flow, and the thick solid line means that cooling water flows.

図５は、エンジン１０の始動時であって、エンジン１０の始動前に蓄熱温水を流すケースの冷却回路の構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a cooling circuit in a case where the stored hot water flows when the engine 10 is started and before the engine 10 is started.

図５において、エンジン１０は始動していないので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動していない。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動する。 In FIG. 5, since the engine 10 is not started, the first water pump 104 and the second water pump 108 are not operated. Further, the third water pump 110 operates.

サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。 The thermostat 103 is closed. Thereby, the outlet 21 b of the cylinder head cooling passage 21 communicates with the inlet 21 a of the cylinder head cooling passage 21 via the first communication passage 105 and the water pump 104.

三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａを上記第５連絡通路１１１を介して蓄熱タンク７０の出口７０ｂと連通させる第１切替位置に切替えられている。なお、排気切替弁８２は開弁している。 The three-way valve 112 is switched to a first switching position where the inlet 31a of the cylinder block cooling passage 31 communicates with the outlet 70b of the heat storage tank 70 via the fifth communication passage 111. Note that the exhaust gas switching valve 82 is open.

以上のことから、第３ウォーターポンプ１１０、第４連絡通路１０９、蓄熱タンク７０、第５連絡通路１１１、三方弁１１２、シリンダブロック冷却通路３１、第２ウォーターポンプ１０８、第３連絡通路１０７、クランク冷却通路５１へと至る第１冷却回路３０１が構成される。 From the above, the third water pump 110, the fourth communication passage 109, the heat storage tank 70, the fifth communication passage 111, the three-way valve 112, the cylinder block cooling passage 31, the second water pump 108, the third communication passage 107, the crank A first cooling circuit 301 reaching the cooling passage 51 is configured.

第３ウォーターポンプ１１０が駆動されると、蓄熱タンク７０に保存された温度の高い冷媒は、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１に供給される。これにより、蓄熱タンク７０に貯蔵されている冷媒は、第１冷却回路３０１内を循環し、蓄熱タンク７０に貯蔵されていた冷媒の熱は、シリンダブロック３０の冷却系及びクランク周りの冷却系を温める。 When the third water pump 110 is driven, the high-temperature refrigerant stored in the heat storage tank 70 is supplied to the cylinder block cooling passage 31 and the crank cooling passage 51. Thereby, the refrigerant stored in the heat storage tank 70 circulates in the first cooling circuit 301, and the heat of the refrigerant stored in the heat storage tank 70 passes through the cooling system of the cylinder block 30 and the cooling system around the crank. warm.

ここで、シリンダブロック３０の冷却系と、シリンダヘッド２０の冷却系とは、ヘッドガスケット４０によって分離されているため、蓄熱タンク７０に貯蔵されていた冷媒の熱を、集中的にシリンダブロック３０とクランク周りに伝達させることができ、シリンダブロック３０とクランク周りの暖機が効率的に行なわれる。これにより、図３に示すように、エンジン１０の始動前に蓄熱温水の供給が行なわれた時間ｔ１にて、クランク冷却通路５１の出口５１ｂにおける水温２０１は、急激に上昇する。 Here, since the cooling system of the cylinder block 30 and the cooling system of the cylinder head 20 are separated by the head gasket 40, the heat of the refrigerant stored in the heat storage tank 70 is concentrated on the cylinder block 30. It can be transmitted around the crank, so that the cylinder block 30 and the crank are warmed up efficiently. As a result, as shown in FIG. 3, the water temperature 201 at the outlet 51 b of the crank cooling passage 51 rises rapidly at the time t <b> 1 when the stored hot water is supplied before the engine 10 is started.

図６は、エンジン１０の始動時であって、エンジン１０の始動直後に蓄熱温水を流すケースの冷却回路の構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a cooling circuit in a case where the stored hot water flows when the engine 10 is started and immediately after the engine 10 is started.

図６において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動する。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動している。 In FIG. 6, since the engine 10 is started, the first water pump 104 and the second water pump 108 operate. The third water pump 110 is operating.

サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、上記図５のケースと同様に、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。三方弁１１２は、上記図５のケースと同様に、第１切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は開弁している。これにより、バイパス排気通路８１を通る排気ガスによって熱交換器８３が温められる。 The thermostat 103 is closed. Accordingly, as in the case of FIG. 5, the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 communicates with the inlet 21a of the cylinder head cooling passage 21 via the first communication passage 105 and the water pump 104. The three-way valve 112 is switched to the first switching position as in the case of FIG. The exhaust gas switching valve 82 is open. Thereby, the heat exchanger 83 is warmed by the exhaust gas passing through the bypass exhaust passage 81.

以上のことから、上記図５のケースと同様に上記第１冷却回路３０１が構成されるとともに、第１ウォーターポンプ１０４、シリンダヘッド冷却通路２１、第１連絡通路１０５、サーモスタット１０３へと至る第２冷却回路３０２が構成される。 From the above, the first cooling circuit 301 is configured as in the case of FIG. 5, and the second water pump 104, the cylinder head cooling passage 21, the first communication passage 105, and the second thermostat 103 are reached. A cooling circuit 302 is configured.

上記図５のケースと同様に、第３ウォーターポンプ１１０が駆動されているので、蓄熱タンク７０に保存された温度の高い冷媒は、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１に供給される。これにより、蓄熱タンク７０に貯蔵されている冷媒は、第１冷却回路３０１内を循環し、蓄熱タンク７０に貯蔵されていた冷媒の熱は、シリンダブロック３０の冷却系及びクランク周りの冷却系を温める。 As in the case of FIG. 5 described above, since the third water pump 110 is driven, the high-temperature refrigerant stored in the heat storage tank 70 is supplied to the cylinder block cooling passage 31 and the crank cooling passage 51. Thereby, the refrigerant stored in the heat storage tank 70 circulates in the first cooling circuit 301, and the heat of the refrigerant stored in the heat storage tank 70 passes through the cooling system of the cylinder block 30 and the cooling system around the crank. warm.

第１ウォーターポンプ１０４が駆動されると、冷媒がシリンダヘッド冷却通路２１に向けて吐出され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂを出た冷媒は、第１連絡通路１０５を介して、再度、第１ウォーターポンプ１０４によってシリンダヘッド冷却通路２１に供給される。エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、シリンダヘッド冷却通路２１及び第１連絡通路１０５に滞留する冷却水を昇温させるのに消費される。 When the first water pump 104 is driven, the refrigerant is discharged toward the cylinder head cooling passage 21, and the refrigerant that has exited the outlet 21 b of the cylinder head cooling passage 21 passes through the first communication passage 105 and is again supplied to the first water pump 104. 1 is supplied to the cylinder head cooling passage 21 by the water pump 104. The heat generated with the operation of the engine 10 is consumed to raise the temperature of the cooling water staying in the cylinder head cooling passage 21 and the first communication passage 105.

ここで、シリンダヘッド２０の冷却系とシリンダブロック３０の冷却系とは、ヘッドガスケット４０によって分離され、かつ、上記図５及び図３を参照して説明したように、シリンダブロック３０の冷却系（図３の符号２０１）は、蓄熱タンク７０の蓄熱温水によって昇温されている。 Here, the cooling system of the cylinder head 20 and the cooling system of the cylinder block 30 are separated by the head gasket 40, and as described with reference to FIGS. The reference numeral 201) in FIG. 3 is heated by the heat storage hot water in the heat storage tank 70.

これらのことから、エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、従来に比べて容量の小さいシリンダヘッド２０の冷却系のみを昇温させるために消費される。このことから、図３に示すように、エンジン１０の始動直後の時刻ｔ２以降において、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂにおける水温２０２は、従来の場合のシリンダヘッド冷却通路の出口における水温２０３に比べて、上昇速度が速くなっている。 From these things, the heat | fever generate | occur | produced with the driving | operation of the engine 10 is consumed in order to raise only the cooling system of the cylinder head 20 with a small capacity | capacitance compared with the past. Therefore, as shown in FIG. 3, the water temperature 202 at the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 after the time t2 immediately after the start of the engine 10 is compared with the water temperature 203 at the outlet of the cylinder head cooling passage in the conventional case. Ascending speed is faster.

図７は、エンジン１０の暖機時の冷却回路の構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a cooling circuit when the engine 10 is warmed up.

図７において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は停止する。 In FIG. 7, since the engine 10 is started, the first water pump 104 and the second water pump 108 are operating. Moreover, the 3rd water pump 110 stops.

サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、上記図５及び図６のケースと同様に、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。 The thermostat 103 is closed. As a result, as in the case of FIGS. 5 and 6, the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 communicates with the inlet 21a of the cylinder head cooling passage 21 via the first communication passage 105 and the water pump 104. Yes.

三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａを上記第７連絡通路１１４を介して熱交換器８３の出口８３ｂと連通させる第２切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は、上記図６のケースと同様に、開弁している。 The three-way valve 112 is switched to the second switching position where the inlet 31a of the cylinder block cooling passage 31 communicates with the outlet 83b of the heat exchanger 83 via the seventh communication passage 114. The exhaust gas switching valve 82 is opened as in the case of FIG.

以上のことから、上記図６のケースと同様に上記第２冷却回路３０２が構成されるとともに、第３連絡通路１０７、クランク冷却通路５１、第６連絡通路１１３、熱交換器８３、第７連絡通路１１４、三方弁１１２、シリンダブロック冷却通路３１へと至る第３冷却回路３０３が構成される。 From the above, the second cooling circuit 302 is configured in the same manner as the case of FIG. 6, and the third communication passage 107, the crank cooling passage 51, the sixth communication passage 113, the heat exchanger 83, and the seventh communication are provided. A third cooling circuit 303 extending to the passage 114, the three-way valve 112, and the cylinder block cooling passage 31 is configured.

クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒は、第６連絡通路１１３を介して、熱交換器８３に導入されて、バイパス排気通路８１を通る排気ガスと熱交換した後、第７連絡通路１１４及び三方弁１１２を介して、シリンダブロック冷却通路３１に供給される。ここで、クランク冷却通路５１の出口５１ｂは、蓄熱タンク７０と連通しているが、三方弁１１２により、第５連絡通路１１１における冷媒の流動が無いため、冷媒が、クランク冷却通路５１の出口５１ｂから蓄熱タンク７０及び第５連絡通路１１１に流れることはない。 The refrigerant that has exited the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is introduced into the heat exchanger 83 through the sixth communication passage 113 and exchanges heat with the exhaust gas that passes through the bypass exhaust passage 81, and then the seventh communication passage 114. And is supplied to the cylinder block cooling passage 31 via the three-way valve 112. Here, the outlet 51b of the crank cooling passage 51 communicates with the heat storage tank 70. However, since the refrigerant does not flow in the fifth communication passage 111 due to the three-way valve 112, the refrigerant flows into the outlet 51b of the crank cooling passage 51. To the heat storage tank 70 and the fifth communication passage 111.

このことから、図３に示すように、図７の冷却回路にて暖機が開始された時刻ｔ３では、上記図６のケース（蓄熱タンク７０に保存された蓄熱温水がシリンダブロック冷却通路３１に供給されていた場合）に比べて、クランク冷却通路５１の出口５１ｂにおける水温２０１は、一時低下し、その後、ｔ３以前に比べて緩やかな上昇速度で昇温されていく。 Therefore, as shown in FIG. 3, at the time t3 when warming-up is started in the cooling circuit of FIG. 7, the case of FIG. 6 (the heat storage hot water stored in the heat storage tank 70 is transferred to the cylinder block cooling passage 31). Water temperature 201 at the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is temporarily reduced, and thereafter, the temperature is increased at a slower rate than before t3.

一方、上記図６のケースと同様に、ウォーターポンプ１０４が駆動されているので、冷媒がシリンダヘッド冷却通路２１に供給され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂから第１連絡通路１０５を介して、再度、第１ウォーターポンプ１０４によってシリンダヘッド冷却通路２１に供給される。これにより、上記図６のケースと同様に、エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、シリンダヘッド冷却通路２１及び第１連絡通路１０５に滞留する冷却水を昇温させるのに消費され、図３に示すように、時刻ｔ３以降も引き続き、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂにおける水温２０２は上昇する。 On the other hand, as in the case of FIG. 6 described above, since the water pump 104 is driven, the refrigerant is supplied to the cylinder head cooling passage 21 and from the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 through the first communication passage 105, Again, it is supplied to the cylinder head cooling passage 21 by the first water pump 104. Thus, as in the case of FIG. 6 above, the heat generated with the operation of the engine 10 is consumed to raise the temperature of the cooling water staying in the cylinder head cooling passage 21 and the first communication passage 105. As shown in FIG. 3, the water temperature 202 at the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 continues to rise after time t3.

図８は、エンジン１０の暖機時であって、蓄熱タンクへの温水回収時の冷却回路の構成を示す図である。図８は、シリンダヘッド２０は暖機中であり、シリンダブロック３０（及びクランク周り）は暖機が終了した状態を示している。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a cooling circuit when the engine 10 is warmed up and when hot water is recovered into the heat storage tank. FIG. 8 shows a state in which the cylinder head 20 is warming up and the cylinder block 30 (and around the crank) has been warmed up.

図８において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動する。 In FIG. 8, since the engine 10 is started, the first water pump 104 and the second water pump 108 are operating. Further, the third water pump 110 operates.

サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、上記図５〜図７のケースと同様に、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。 The thermostat 103 is closed. Accordingly, the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 communicates with the inlet 21a of the cylinder head cooling passage 21 via the first communication passage 105 and the water pump 104, as in the case of FIGS. Yes.

三方弁１１２は、上記図５及び図６のケースと同様に上記第１切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は、閉弁している。これにより、バイパス排気通路８１が遮断され、排気ガスがバイパス排気通路８１及び熱交換器８３を通ることは無い。 The three-way valve 112 is switched to the first switching position as in the case of FIGS. The exhaust gas switching valve 82 is closed. Thereby, the bypass exhaust passage 81 is shut off, and the exhaust gas does not pass through the bypass exhaust passage 81 and the heat exchanger 83.

以上のことから、上記図５のケースと同様に上記第１冷却回路３０１が構成されるとともに、上記図６及び図７のケースと同様に上記第２冷却回路３０２が構成される。 From the above, the first cooling circuit 301 is configured as in the case of FIG. 5 and the second cooling circuit 302 is configured as in the cases of FIGS. 6 and 7.

図３の時刻ｔ４に示すように、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１が所定の温度まで昇温した後には、シリンダブロック３０（及びクランク周り）の暖機が終了し、上記第１冷却回路３０１の蓄熱タンク７０において蓄熱回収が開始される。ここで、所定の温度とは、蓄熱タンク７０において回収できる最大の熱量に対応する温度である。 As shown at time t4 in FIG. 3, after the water temperature 201 at the outlet 51b of the crank cooling passage 51 rises to a predetermined temperature, the warm-up of the cylinder block 30 (and around the crank) is finished, and the first cooling is performed. The heat storage recovery is started in the heat storage tank 70 of the circuit 301. Here, the predetermined temperature is a temperature corresponding to the maximum amount of heat that can be recovered in the heat storage tank 70.

図７において、第３冷却回路３０３の冷却水が上記所定の温度を超えるまで熱交換器８３で熱回収すると、図９を参照して後述するように、冷却水がラジエータ６０で放熱されるときの放熱負荷が上がることから、図８に示すように、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１が上記所定の温度まで昇温したときには、排気切替弁８２を閉弁して熱交換器８３での熱回収を行なわないようにするとともに、それ以降は、蓄熱タンク７０において蓄熱回収を行なうこととしている。 In FIG. 7, when heat is recovered by the heat exchanger 83 until the cooling water in the third cooling circuit 303 exceeds the predetermined temperature, the cooling water is radiated by the radiator 60 as will be described later with reference to FIG. As shown in FIG. 8, when the water temperature 201 at the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is raised to the predetermined temperature, the exhaust switching valve 82 is closed and the heat exchanger 83 is used. The heat storage is not performed, and after that, the heat storage tank 70 performs heat storage recovery.

即ち、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒は、第３ウォーターポンプ１１０により、蓄熱タンク７０に送り込まれ、蓄熱タンク７０において蓄熱された後、第５連絡通路１１１を介して、シリンダブロック冷却通路３１に戻される。これにより、図３に示すように、時刻ｔ４以降は、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１の上昇は抑えられている。 That is, the refrigerant that has exited the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is sent to the heat storage tank 70 by the third water pump 110, and is stored in the heat storage tank 70, and then cooled by the cylinder block via the fifth communication passage 111. Returned to the passage 31. Thereby, as shown in FIG. 3, the rise of the water temperature 201 at the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is suppressed after time t4.

一方、上記図６及び図７のケースと同様に、ウォーターポンプ１０４が駆動されているので、冷媒がシリンダヘッド冷却通路２１に供給され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂから第１連絡通路１０５を介して、再度、第１ウォーターポンプ１０４によってシリンダヘッド冷却通路２１に供給される。これにより、上記図６及び図７のケースと同様に、エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、シリンダヘッド冷却通路２１及び第１連絡通路１０５に滞留する冷却水を昇温させるのに消費され、図３に示すように、時刻ｔ４以降も引き続き、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂにおける水温２０２は上昇する。 On the other hand, as in the case of FIGS. 6 and 7, the water pump 104 is driven, so that the refrigerant is supplied to the cylinder head cooling passage 21 and passes through the first communication passage 105 from the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21. Then, it is supplied again to the cylinder head cooling passage 21 by the first water pump 104. Thus, as in the case of FIGS. 6 and 7, the heat generated by the operation of the engine 10 is consumed to raise the temperature of the cooling water staying in the cylinder head cooling passage 21 and the first communication passage 105. As shown in FIG. 3, the water temperature 202 at the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 continues to rise after time t4.

図９は、エンジン１０の暖機後の冷却回路の構成を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a cooling circuit after the engine 10 is warmed up.

図９において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は停止する。 In FIG. 9, since the engine 10 has been started, the first water pump 104 and the second water pump 108 are operating. Moreover, the 3rd water pump 110 stops.

図３の時刻ｔ５に示すように、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温２０２が予め設定された設定温度Ｔｐまで昇温すると、換言すれば、シリンダヘッド２０の暖機が終了すると、サーモスタット１０３は開弁する。これにより、ラジエータ６０の出口６０ｂは、ラジエータ帰還通路１０２を介してシリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａに連通する。 As shown at time t5 in FIG. 3, when the water temperature 202 at the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 rises to a preset temperature Tp, in other words, when the warming up of the cylinder head 20 is finished, the thermostat 103 is reached. Will open. As a result, the outlet 60 b of the radiator 60 communicates with the inlet 21 a of the cylinder head cooling passage 21 via the radiator return passage 102.

三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａが、第７連絡通路１１４を介して熱交換器８３の出口８３ｂにも、第５連絡通路１１１を介して蓄熱タンク７０の出口７０ｂにも連通しない第３切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は、上記図８のケースと同様に、閉弁している。 In the three-way valve 112, the inlet 31 a of the cylinder block cooling passage 31 communicates with the outlet 83 b of the heat exchanger 83 through the seventh communication passage 114 and also with the outlet 70 b of the heat storage tank 70 through the fifth communication passage 111. The third switching position is not switched. The exhaust gas switching valve 82 is closed as in the case of FIG.

以上のことから、第４冷却回路３０４が構成される。即ち、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒は、ラジエータ通路１０１を介して、ラジエータ６０の入口６０ａに供給され、ラジエータ６０にて冷却（放熱）された後、ラジエータ６０の出口６０ｂからラジエータ帰還通路１０２、サーモスタット１０３、第１ウォーターポンプ１０４を介してシリンダヘッド冷却通路２１に供給され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂを出た後は、第２連絡通路１０６を介してシリンダブロック冷却通路３１に供給され、シリンダブロック冷却通路３１の出口３１ｂを出た後は、第２ウォーターポンプ１０８及び第３連絡通路１０７を介して、クランク冷却通路５１に供給される。 From the above, the fourth cooling circuit 304 is configured. That is, the refrigerant that has exited the outlet 51 b of the crank cooling passage 51 is supplied to the inlet 60 a of the radiator 60 through the radiator passage 101, cooled (heat radiation) by the radiator 60, and then from the outlet 60 b of the radiator 60. After being supplied to the cylinder head cooling passage 21 via the return passage 102, the thermostat 103, and the first water pump 104 and exiting the outlet 21 b of the cylinder head cooling passage 21, the cylinder block cooling passage via the second communication passage 106. After being supplied to 31 and exiting the outlet 31 b of the cylinder block cooling passage 31, it is supplied to the crank cooling passage 51 through the second water pump 108 and the third communication passage 107.

このように、シリンダヘッド冷却通路２１と、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１とが１系統の冷却経路にて接続される。図４に示すように、ラジエータ６０にて冷却された冷媒は、最初にシリンダヘッド冷却通路２１を通って受熱して昇温し、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温が上記設定温度Ｔｐの状態で、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１をそれぞれ通りながら受熱し、クランク冷却通路５１の出口５１ｂにて水温が最高温度になった後に、ラジエータ６０に戻されて、冷却される。図４及び図３の時刻ｔ５以降に示すように、冷却経路が１系統になった後であっても、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温２０２よりも、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１は、高くなっている。 In this way, the cylinder head cooling passage 21, the cylinder block cooling passage 31, and the crank cooling passage 51 are connected by a single cooling passage. As shown in FIG. 4, the refrigerant cooled by the radiator 60 first receives heat through the cylinder head cooling passage 21 and rises in temperature, and the water temperature at the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 is equal to the set temperature Tp. In this state, heat is received while passing through the cylinder block cooling passage 31 and the crank cooling passage 51 respectively, and after the water temperature reaches the maximum temperature at the outlet 51b of the crank cooling passage 51, it is returned to the radiator 60 and cooled. As shown after time t5 in FIG. 4 and FIG. 3, even after the cooling path has become one system, the temperature of the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is higher than the water temperature 202 of the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21. The water temperature 201 is high.

図１０は、エンジン１０の暖機後であって、蓄熱タンクへの温水回収時の冷却回路の構成を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the cooling circuit after warming up the engine 10 and when collecting hot water to the heat storage tank.

図１０において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動している。 In FIG. 10, since the engine 10 is started, the first water pump 104 and the second water pump 108 are operating. The third water pump 110 is operating.

図３において、ｔ５の時点にシリンダヘッド２０の暖機が終了して図９の冷却回路が構成された時点では、シリンダブロック３０（及びクランク周り）の暖機も終了しているから、そのｔ５の時点後の例えばｔ６の時点にて、図１０の冷却回路が構成されて、冷却水の熱が蓄熱タンク７０にて蓄熱回収される。 In FIG. 3, since the warm-up of the cylinder head 20 is completed at the time t5 and the cooling circuit of FIG. 9 is configured, the warm-up of the cylinder block 30 (and around the crank) is also completed. For example, at the time t6 after the time point, the cooling circuit of FIG. 10 is configured, and the heat of the cooling water is stored and recovered in the heat storage tank 70.

即ち、図９の状態と異なり、三方弁１１２は、上記第１切替位置に切替えられ、また、第３ウォーターポンプ１１０が作動している。これにより、上記第４冷却回路３０４に加えて、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒が、第３ウォーターポンプ１１０により駆動されて、蓄熱タンク７０、第５連絡通路１１１、三方弁１１２を介して、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａに流れる流れが形成される。 That is, unlike the state of FIG. 9, the three-way valve 112 is switched to the first switching position, and the third water pump 110 is operating. Thus, in addition to the fourth cooling circuit 304, the refrigerant that has exited the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is driven by the third water pump 110, and the heat storage tank 70, the fifth communication passage 111, and the three-way valve 112 are driven. Thus, a flow that flows to the inlet 31a of the cylinder block cooling passage 31 is formed.

これにより、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒の一部は、第３ウォーターポンプ１１０により、蓄熱タンク７０に送り込まれ、蓄熱タンク７０において蓄熱された後、第５連絡通路１１１を介して、シリンダブロック冷却通路３１に戻される。これにより、上記１系統冷却路が形成された後も、蓄熱タンク７０にて温水が回収され、エンジン１０の運転に伴って更に高い熱が発生しても、図３に示すように、時刻ｔ６以降においても、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温２０２、及びクランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１の上昇は抑えられている。 As a result, a part of the refrigerant that has exited the outlet 51b of the crank cooling passage 51 is sent to the heat storage tank 70 by the third water pump 110, and is stored in the heat storage tank 70, and then passes through the fifth communication passage 111. Returned to the cylinder block cooling passage 31. Thus, even after the one-system cooling path is formed, even if hot water is recovered in the heat storage tank 70 and higher heat is generated as the engine 10 is operated, as shown in FIG. Thereafter, the rise in the water temperature 202 at the outlet 21b of the cylinder head cooling passage 21 and the water temperature 201 at the outlet 51b of the crank cooling passage 51 are suppressed.

従来は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランク系の冷却系を分離して冷却する構造となっていないため、エンジンの始動時や暖機時において、最も有効的かつ集中的に摺動部別の最適な水温制御ができなかった。また、摺動部が最も流体潤滑状態が多く、温度を上げると最も燃費が良くなるクランク周りに冷却系がないため、クランク周りの温度を上げようとしてシリンダブロックの水温を上げると、ボア周りの潤滑が境界潤滑状態が多くなっていまい、ボアとピストン間のフリクションが悪化してしまうことから、クランク周りのフリクション低下を十分に行なうことができなかった。本実施形態では、上記構成としたので、上記従来の問題点を解決することができる。 Conventionally, the cooling system of the cylinder head, cylinder block, and crank system is not separated and cooled, so the most effective and intensive optimum for each sliding part when starting or warming up the engine. Water temperature control was not possible. In addition, since the sliding part has the most fluid lubrication state and there is no cooling system around the crank where the fuel efficiency is improved when the temperature is raised, if the temperature of the cylinder block is raised to increase the temperature around the crank, Since the boundary lubrication increases in the lubrication, and the friction between the bore and the piston deteriorates, the friction around the crank cannot be sufficiently reduced. In the present embodiment, since the above-described configuration is adopted, the above-described conventional problems can be solved.

本実施形態では、冷却系をヘッドガスケットを境にして２系統に分離可能とし、更に、クランク周りに冷却系を設定している。暖機時には、蓄熱タンク内の温水と排気ガスから熱交換した温水を、摺動部が集中するシリンダブロックとクランクの冷却系に送り、暖機を促進し、フリクションを低減し、燃費向上を行なう。ヘッド冷却系が暖機した後は、サーモスタットが開弁し、１系統となる。耐久性上、ヘッド水温は、従来と同様としても、下流のブロック、クランクの順に水温が高くなるため、暖機後の各摺動部の温度を最適化でき、フリクションが下がり燃費が向上する。なお、暖機が終了した後は、冷却水熱、排気熱は、蓄熱タンク内に極力蓄熱する。 In this embodiment, the cooling system can be separated into two systems with the head gasket as a boundary, and a cooling system is set around the crank. During warm-up, the hot water in the heat storage tank and hot water exchanged from the exhaust gas are sent to the cylinder block and crank cooling system where the sliding parts are concentrated to promote warm-up, reduce friction, and improve fuel efficiency. . After the head cooling system is warmed up, the thermostat is opened to form one system. In terms of durability, the head water temperature increases in the order of the downstream block and crank in the same manner as in the past, so the temperature of each sliding part after warm-up can be optimized, friction is reduced, and fuel efficiency is improved. Note that after the warm-up is completed, the cooling water heat and the exhaust heat are stored in the heat storage tank as much as possible.

本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 図１のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態の効果を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the effect of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態の１系統時の各部位の水温を示すグラフである。It is a graph which shows the water temperature of each site | part at the time of 1 system | strain of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジン始動前に蓄熱温水を流す状態を示した図である。It is the figure which showed the state which flows in heat storage warm water before the engine start of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジン始動直後に蓄熱温水を流す状態を示した図である。It is the figure which showed the state which flows in heat storage warm water immediately after engine starting of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンの暖機時を示した図である。It is the figure which showed the time of engine warm-up of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンのシリンダブロックの暖機後を示した図である。It is the figure which showed after the engine warm-up of the cylinder block of the engine of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンの暖機後を示した図である。It is the figure which showed after engine warm-up of one Embodiment of the cooling device of the engine of this invention. 本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンの暖機後であって蓄熱タンクに温水を回収する状態を示した図である。It is the figure which showed the state which is after the engine warm-up of one Embodiment of the engine cooling device of this invention, and collect | recovers warm water to a thermal storage tank. 従来のエンジンの冷却装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cooling device of the conventional engine. 従来の他のエンジンの冷却装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cooling device of the other conventional engine.

符号の説明Explanation of symbols

１０エンジン
２０シリンダヘッド
２１シリンダヘッド冷却通路
２２カムケース
３０シリンダブロック
３１シリンダブロック冷却通路
４０ヘッドガスケット
５０クランクケース
５１クランク冷却通路
６０ラジエータ
７０蓄熱タンク
８０主排気管
８１バイパス排気通路
８２排気切替弁
８３熱交換器
１０１ラジエータ通路
１０２ラジエータ帰還通路
１０３サーモスタット
１０４第１ウォーターポンプ
１０５第１連絡通路
１０６第２連絡通路
１０７第３連絡通路
１０８第２ウォーターポンプ
１０９第４連絡通路
１１０第３ウォーターポンプ
１１１第５連絡通路
１１２三方弁
１１３第６連絡通路
１１４第７連絡通路
２０１クランク冷却通路の出口における水温
２０２シリンダヘッド冷却通路の出口における水温
２０３従来のシリンダヘッド冷却通路の出口における水温
Ｔｐサーモスタットの設定温度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 20 Cylinder head 21 Cylinder head cooling passage 22 Cam case 30 Cylinder block 31 Cylinder block cooling passage 40 Head gasket 50 Crank case 51 Crank cooling passage 60 Radiator 70 Heat storage tank 80 Main exhaust pipe 81 Bypass exhaust passage 82 Exhaust changeover valve 83 Heat exchange Unit 101 Radiator passage 102 Radiator return passage 103 Thermostat 104 First water pump 105 First communication passage 106 Second communication passage 107 Third communication passage 108 Second water pump 109 Fourth communication passage 110 Third water pump 111 Fifth communication passage 112 Three-way valve 113 Sixth communication passage 114 Seventh communication passage 201 Water temperature at the outlet of the crank cooling passage 202 Water at the outlet of the cylinder head cooling passage Temperature 203 Water temperature at the exit of the conventional cylinder head cooling passage Tp Set temperature of the thermostat

Claims

エンジンのシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッド冷却通路と、
前記エンジンのシリンダブロックに設けられ前記シリンダヘッド冷却通路とは独立して設けられたシリンダブロック冷却通路と、
冷媒の流れを切替える切替手段とを備え、
前記切替手段は、前記エンジンの暖機が所定状態まで終了する前は、蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給されることなく前記シリンダブロック冷却通路に供給され、前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了した後には、冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給された後に前記シリンダブロック冷却通路に供給されるように切替える
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 A cylinder head cooling passage provided in the cylinder head of the engine;
A cylinder block cooling passage provided in a cylinder block of the engine and provided independently of the cylinder head cooling passage;
Switching means for switching the flow of the refrigerant,
Before the engine warm-up is completed to a predetermined state, the switching means is provided in the cylinder block cooling passage without the refrigerant heated by the heat accumulator or exhaust heat recovery being supplied to the cylinder head cooling passage. After the engine has been warmed up to the predetermined state, the coolant is switched to be supplied to the cylinder block cooling passage after being supplied to the cylinder head cooling passage. apparatus.

請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
更に、前記エンジンのクランク周りを冷却するためのクランク冷却通路を備え、
冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給された後に前記クランク冷却通路に供給されるように構成されている
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1,
Furthermore, a crank cooling passage for cooling around the crank of the engine is provided,
An engine cooling apparatus, wherein the refrigerant is supplied to the crank cooling passage after being supplied to the cylinder block cooling passage.

請求項１または２に記載のエンジンの冷却装置において、
前記切替手段は、サーモスタットである
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1 or 2,
The engine cooling device, wherein the switching means is a thermostat.

請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの冷却装置において、
前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了する前は、前記蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒以外の冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給されること無く前記シリンダヘッド冷却通路に供給される
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to any one of claims 1 to 3,
Before the engine warm-up is completed to the predetermined state, refrigerant other than the refrigerant whose temperature has been raised by the heat accumulator or exhaust heat recovery is not supplied to the cylinder block cooling passage and enters the cylinder head cooling passage. An engine cooling system characterized by being supplied.