JP2007291928A - Engine cooling system - Google Patents

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Eisaku Ebisu
英策 胡子
Eiji Nishimura
栄持 西村
Shigeki Hiramatsu
繁喜 平松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine cooling system capable of quickly raising temperature of lubrication oil in an engine cold state with a simple construction, without deteriorating engine cooling performance. <P>SOLUTION: The engine cooling system comprises a relief valve 5 for opening and closing a bypass passage 4 according to pressure of cooling water in the bypass passage 4 and a circulation chamber for the cooling water, which is formed in an engine 100, communicates with an outlet of a heat exchanger passage 6 and with a water pump 1 and has a reception portion of a thermostat 3, wherein a temperature sensing part 3 of the thermostat 3 is situated between the outlet of the heat exchanger passage 6 and the water pump 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はエンジンの冷却系統に関し、特に、潤滑油の油温調整に関するものである。   The present invention relates to a cooling system for an engine, and more particularly to adjustment of oil temperature of lubricating oil.

水冷式エンジンではエンジンを流通した冷却水の水温が所定温度に達すると冷却水をラジエータに導く一方、所定温度に達しない場合はラジエータを介さずにバイパス通路を通してウォータポンプへ戻すことにより冷却水の水温管理がなされている。ウォータポンプへの冷却水の還流経路は一般にワックス型のサーモスタットにより切り換えられる。このサーモスタットは温度変化により膨張・収縮するワックスを内蔵し、このワックスの膨張・収縮により弁を開閉する。そして、エンジンを流通した冷却水をワックスを内蔵する感温部へ流すことにより、冷却水の水温に応じてサーモスタットの開閉を行い、感温部には一般にバイパス通路を通過した冷却水が流される。   In a water-cooled engine, when the temperature of the cooling water flowing through the engine reaches a predetermined temperature, the cooling water is guided to the radiator. When the temperature does not reach the predetermined temperature, the cooling water is returned to the water pump through the bypass passage without passing through the radiator. Water temperature is managed. The return path of the cooling water to the water pump is generally switched by a wax type thermostat. This thermostat incorporates a wax that expands and contracts due to temperature changes, and opens and closes the valve by the expansion and contraction of the wax. The thermostat is opened and closed according to the temperature of the cooling water by flowing the cooling water that has circulated through the engine to the temperature sensing part that contains the wax, and the cooling water that has generally passed through the bypass passage is flowed to the temperature sensing part. .

一方、一般にエンジンの冷却水と潤滑油とは熱交換器（オイルクーラ又はオイルウォーマ）を介して互いに温度調整がなされており、暖機運転時等、エンジンの冷間時には冷却水は潤滑油を早期に昇温させる媒体として機能する。潤滑油は油温の上昇に伴いその粘度が低下するため、潤滑油の早期昇温は潤滑対象である摺動部品の摩擦抵抗を早期に低減し、自動車の燃費向上に貢献する。つまり、エンジンの冷間時に冷却水の早期昇温を図ることにより、潤滑油の早期昇温が図られ、自動車の燃費向上が図られることになる。   On the other hand, the temperature of the engine cooling water and the lubricating oil are generally adjusted to each other via a heat exchanger (oil cooler or oil warmer), and the cooling water does not contain the lubricating oil when the engine is cold, such as during warm-up operation. It functions as a medium for raising the temperature early. Since the viscosity of the lubricating oil decreases as the oil temperature rises, the early temperature rise of the lubricating oil reduces the frictional resistance of the sliding parts to be lubricated at an early stage and contributes to improving the fuel efficiency of the automobile. In other words, by raising the temperature of the coolant early when the engine is cold, the temperature of the lubricating oil is raised quickly, and the fuel efficiency of the vehicle is improved.

特許文献１にはオイルクーラへの冷却水の通路を切り換え、暖機運転時にはエンジンを流通して加温されて冷却水をオイルクーラへ供給して潤滑油の昇温を促進し、暖機完了後にはエンジンを流通する前の冷却水をオイルクーラへ供給して潤滑油の昇温を抑制する装置が開示されている。   In Patent Document 1, the cooling water passage to the oil cooler is switched, and during warm-up operation, the engine is circulated and heated, and the cooling water is supplied to the oil cooler to promote the temperature rise of the lubricating oil. Later, an apparatus is disclosed in which cooling water before flowing through the engine is supplied to an oil cooler to suppress the temperature rise of the lubricating oil.

特開２００１−２７１６４４号公報JP 2001-271644 A

しかし、特許文献１の装置では３方向弁を複数必要とすると共にその電子制御も必要となる。従って、エンジンの冷却系統が複雑化し、コストがかかる。   However, the apparatus of Patent Document 1 requires a plurality of three-way valves and electronic control thereof. Therefore, the engine cooling system is complicated and expensive.

本発明の目的は、エンジンの冷却性能を損なうことなく、より簡易な構成でエンジン冷間時における潤滑油の早期昇温を図り得るエンジンの冷却装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an engine cooling device that can increase the temperature of lubricating oil early when the engine is cold, with a simpler configuration, without impairing the cooling performance of the engine.

本発明によれば、エンジン内へ冷却水を圧送するウォータポンプと、前記エンジン内を流通した冷却水をラジエータを介して前記ウォータポンプへ導くラジエータ用通路と、前記エンジン内を流通した冷却水を前記ウォータポンプへ導くバイパス通路と、前記エンジン内を流通した冷却水を前記エンジンに供給される潤滑油と前記冷却水との熱交換を行なう熱交換器を介して前記ウォータポンプへ導く熱交換器用通路と、前記ラジエータ用通路を開閉するワックス型のサーモスタットと、を備えたエンジンの冷却装置において、前記バイパス通路内の冷却水の圧力に応じて前記バイパス通路を開閉するリリーフ弁と、前記エンジン内に形成され、前記熱交換器用通路の出口と前記ウォータポンプとに連通し、かつ、前記サーモスタットの収容部を有する、冷却水の還流室と、を備え、前記熱交換器用通路の出口と前記ウォータポンプとの間に、前記サーモスタットの感温部が位置していることを特徴とするエンジンの冷却装置が提供される。   According to the present invention, the water pump that pumps the cooling water into the engine, the radiator passage that guides the cooling water that has circulated through the engine to the water pump via the radiator, and the cooling water that has circulated through the engine A bypass passage that leads to the water pump, and a heat exchanger that leads the cooling water flowing through the engine to the water pump via a heat exchanger that performs heat exchange between the lubricating oil supplied to the engine and the cooling water. An engine cooling device comprising: a passage; and a wax-type thermostat that opens and closes the radiator passage. A relief valve that opens and closes the bypass passage according to the pressure of cooling water in the bypass passage; Is formed, and communicates with an outlet of the heat exchanger passage and the water pump, and accommodates the thermostat. A cooling water recirculation chamber, and a temperature sensing part of the thermostat is located between the outlet of the heat exchanger passage and the water pump. Provided.

本発明のエンジンの冷却装置では、前記サーモスタットの働きによりエンジンの冷間時のように冷却水の水温が低い場合には冷却水が前記ラジエータに流れず、その昇温が図られる。また、前記リリーフ弁の働きにより、エンジンの冷間時のように冷却水の圧力が低い場合には前記バイパス通路が閉鎖され、前記熱交換器に流れる冷却水の流量が増量する。これにより、潤滑油の早期昇温を図ることができる。   In the engine cooling device of the present invention, when the temperature of the cooling water is low, such as when the engine is cold, the cooling water does not flow to the radiator, and the temperature is increased. Further, the relief valve works to close the bypass passage when the pressure of the cooling water is low, such as when the engine is cold, and increase the flow rate of the cooling water flowing to the heat exchanger. Thereby, early temperature rise of lubricating oil can be aimed at.

また、前記サーモスタットが閉鎖している際に冷却水の圧力が上昇した場合には前記リリール弁の働きにより前記バイパス通路が開放され、冷却水の水流抵抗が増大することが防止される。そして、前記熱交換器用通路の出口と前記ウォータポンプとの間に、前記サーモスタットの前記感温部が位置していることにより、前記熱交換器用通路を通る冷却水が前記サーモスタットの前記感温部を通過し、冷却水が所定の温度に達すると前記サーモスタットが開放して冷却水が前記ラジエータに流れ、冷却水及び潤滑油の温度上昇が抑制される。従って、エンジンの冷却性能が維持される。更に、従来の冷却装置と比較すると前記リリーフ弁及び前記熱交換器用通路の出口の配置変更という簡単な構成で上記効果が得られる。   Further, when the pressure of the cooling water rises while the thermostat is closed, the bypass passage is opened by the action of the reel valve, thereby preventing the water flow resistance of the cooling water from increasing. And since the said thermosensitive part of the said thermostat is located between the exit of the said heat exchanger channel | path, and the said water pump, the cooling water which passes along the said channel | path for heat exchangers becomes the said thermosensitive part of the said thermostat. When the cooling water reaches a predetermined temperature, the thermostat is opened and the cooling water flows to the radiator, and the temperature rises of the cooling water and the lubricating oil are suppressed. Therefore, the cooling performance of the engine is maintained. Furthermore, compared with the conventional cooling device, the above effect can be obtained with a simple configuration in which the arrangement of the relief valve and the outlet of the heat exchanger passage is changed.

従って、エンジンの冷却性能を損なうことなく、より簡易な構成でエンジン冷間時における潤滑油の早期昇温を図ることができる。   Therefore, it is possible to quickly raise the temperature of the lubricating oil when the engine is cold with a simpler configuration without impairing the cooling performance of the engine.

本発明においては、前記バイパス通路の出口が前記還流室に連通し、かつ、前記サーモスタットのワックスの膨張・収縮により可動する、前記サーモスタットの可動軸の先端部へ向けて開口しており、前記リリーフ弁が、前記可動軸の前記先端部に配設されている構成を採用することができる。この構成によれば、前記サーモスタットと前記リリーフ弁とがユニット化され、組付け性を向上することができる。   In the present invention, the outlet of the bypass passage communicates with the reflux chamber and is open toward the tip of the movable shaft of the thermostat that is movable by expansion and contraction of the wax of the thermostat, and the relief The structure by which the valve is arrange | positioned at the said front-end | tip part of the said movable shaft is employable. According to this structure, the said thermostat and the said relief valve are unitized, and assembly | attachment property can be improved.

また、本発明においては、前記エンジン内を流通した冷却水をヒータを介して前記ウォータポンプへ導くヒータ用通路を備え、前記ヒータ用通路の出口は、前記還流室に連通し、かつ、前記サーモスタットの前記感温部よりも前記ウォータポンプ側に配設されている構成を採用することができる。この構成によれば、エンジンの冷間時のように冷却水の圧力が低い場合には前記バイパス通路が閉鎖され、前記熱交換器と共に前記ヒータに流れる冷却水の流量が増量し、客室内の早期温暖化が図れる。また、前記ヒータにて熱交換されて温度が低下した冷却水が前記サーモスタットの前記感温部に流れ込むことを防止できる。   In the present invention, there is provided a heater passage for guiding the cooling water flowing through the engine to the water pump via a heater, and an outlet of the heater passage communicates with the reflux chamber, and the thermostat The structure arrange | positioned rather than the said temperature sensitive part to the said water pump side is employable. According to this configuration, when the pressure of the cooling water is low, such as when the engine is cold, the bypass passage is closed, and the flow rate of the cooling water flowing to the heater together with the heat exchanger is increased. Early warming can be achieved. Moreover, it is possible to prevent the cooling water whose temperature has been lowered by the heat exchange by the heater from flowing into the temperature sensing portion of the thermostat.

また、本発明においては、前記サーモスタットを覆うカバー部材を備え、前記ラジエータ用通路が前記カバー部材に接続されている構成を採用することができる。この構成によれば、前記サーモスタット周辺の通路の取り回しを簡略化することができる。   Moreover, in this invention, the cover member which covers the said thermostat is provided, and the structure by which the said channel | path for radiators is connected to the said cover member is employable. According to this configuration, the routing of the passage around the thermostat can be simplified.

また、本発明においては、前記エンジン内を流通した冷却水をヒータを介して前記ウォータポンプへ導くヒータ用通路と、前記ヒータ用通路内の冷却水の流通を規制する規制手段と、を備え、前記規制手段は、冷却水が、前記サーモスタットの開弁開始温度よりも低い、予め定めた温度に達するまで前記ヒータ用通路内の冷却水の流通を規制する構成を採用することができる。この構成によれば、前記ヒータの効きが悪い、冷却水が低温時の場合には前記ヒータ用通路内の冷却水の流通を規制して、冷却水の早期昇温を図り、もって潤滑油の早期昇温を図ることができる。   The present invention further includes a heater passage that guides the cooling water flowing through the engine to the water pump via a heater, and a regulation unit that restricts the flow of the cooling water in the heater passage. The restriction means may employ a configuration in which the flow of the cooling water in the heater passage is restricted until the cooling water reaches a predetermined temperature lower than the valve opening start temperature of the thermostat. According to this configuration, when the effectiveness of the heater is poor and the cooling water is at a low temperature, the circulation of the cooling water in the heater passage is regulated to increase the temperature of the cooling water at an early stage. Early temperature increase can be achieved.

以上述べた通り、本発明によれば、エンジンの冷却性能を損なうことなく、より簡易な構成でエンジン冷間時における潤滑油の早期昇温を図り得るエンジンの冷却装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an engine cooling device that can increase the temperature of the lubricating oil early when the engine is cold, with a simpler configuration, without impairing the cooling performance of the engine.

図１は本発明の一実施形態に係るエンジンの冷却装置Ａのブロック図である。冷却装置Ａはエンジン１００内へ冷却水を循環的に圧送するウォータポンプ１を備える。ウォータポンプ１はエンジン１００のクランク軸に動力伝達機構を介して接続され、クランク軸の回転により作動する。従って、エンジン１００が高温となるその高回転時にはウォータポンプ１により圧送される冷却水の流量が増大してエンジン１００の冷却性能が向上される。   FIG. 1 is a block diagram of an engine cooling apparatus A according to an embodiment of the present invention. The cooling device A includes a water pump 1 that cyclically pumps cooling water into the engine 100. The water pump 1 is connected to the crankshaft of the engine 100 via a power transmission mechanism, and operates by rotation of the crankshaft. Therefore, the flow rate of the cooling water pumped by the water pump 1 at the time of high rotation when the engine 100 becomes high temperature increases the cooling performance of the engine 100.

ウォータポンプ１により圧送される冷却水はシリンダブロック内のウォータジャケット１００ａやシリンダヘッド内の冷却水路１００ｂ等、エンジン１００内を通過し、エンジン１００内の冷却対象部位を冷却する。冷却装置Ａはエンジン１００内を流通した冷却水をラジエータ１０を介してウォータポンプ１へ導くラジエータ用通路２を備える。ラジエータ１０は自動車の走行風と冷却水との熱交換を行い、冷却水を冷却するための装置である。   Cooling water pumped by the water pump 1 passes through the engine 100, such as a water jacket 100a in the cylinder block and a cooling water channel 100b in the cylinder head, and cools a portion to be cooled in the engine 100. The cooling device A includes a radiator passage 2 that guides cooling water flowing through the engine 100 to the water pump 1 via the radiator 10. The radiator 10 is a device for exchanging heat between the traveling wind of the automobile and the cooling water to cool the cooling water.

ラジエータ用通路２の出口にはラジエータ用通路２を開閉するワックス型のサーモスタット３が配設されている。サーモスタット３が開弁すると、ラジエータ用通路２内の冷却水がエンジン１００内に形成された還流室２０を介してウォータポンプ１へ流れ込むことになる。サーモスタット３が閉弁している場合にはラジエータ用通路２内の冷却水はサーモスタット３によりせき止められ、ウォータポンプ１へは流れ込まない。   A wax-type thermostat 3 for opening and closing the radiator passage 2 is disposed at the outlet of the radiator passage 2. When the thermostat 3 is opened, the cooling water in the radiator passage 2 flows into the water pump 1 through the reflux chamber 20 formed in the engine 100. When the thermostat 3 is closed, the cooling water in the radiator passage 2 is blocked by the thermostat 3 and does not flow into the water pump 1.

冷却装置Ａはエンジン１００内を流通した冷却水をウォータポンプ１へ導くバイパス通路４を備える。本実施形態の場合、バイパス通路４はエンジン１００の内部に形成されるが、その一部はエンジン１００の外部の配管により形成してもよい。バイパス通路４の出口にはリリーフ弁５が配設されている。リリーフ弁５はバイパス通路４内の冷却水の圧力に応じてバイパス通路４を開閉する。より詳細にはバイパス通路４内の冷却水の圧力と還流室２０内の冷却水の圧力との差圧により開閉する。   The cooling device A includes a bypass passage 4 that guides cooling water flowing through the engine 100 to the water pump 1. In the case of this embodiment, the bypass passage 4 is formed inside the engine 100, but a part thereof may be formed by piping outside the engine 100. A relief valve 5 is disposed at the outlet of the bypass passage 4. The relief valve 5 opens and closes the bypass passage 4 according to the pressure of the cooling water in the bypass passage 4. More specifically, the opening and closing is performed by a differential pressure between the pressure of the cooling water in the bypass passage 4 and the pressure of the cooling water in the reflux chamber 20.

リリーフ弁５が開弁するとバイパス通路４内の冷却水が還流室２０を介してウォータポンプ１へ流れ込むことになる。リリーフ弁５が閉弁している場合にはバイパス通路４内の冷却水はウォータポンプ１へは流れ込まない。リリーフ弁５はサーモスタット３の閉弁時にエンジン１００が高回転となって冷却水の水圧が高くなった場合に開弁するように設定される。従って、暖機運転時のようにエンジン１００の回転数が低く、かつ、冷却水の水温が低い場合はリリーフ弁５は閉弁状態となる。   When the relief valve 5 is opened, the cooling water in the bypass passage 4 flows into the water pump 1 through the reflux chamber 20. When the relief valve 5 is closed, the cooling water in the bypass passage 4 does not flow into the water pump 1. The relief valve 5 is set to open when the engine 100 is at a high speed and the coolant pressure becomes high when the thermostat 3 is closed. Accordingly, the relief valve 5 is in a closed state when the rotational speed of the engine 100 is low and the coolant temperature is low, such as during warm-up operation.

冷却装置Ａはエンジン１００内を流通した冷却水をエンジン１００に供給される潤滑油と冷却水との熱交換を行なう熱交換器１１を介してウォータポンプ１へ導く熱交換器用通路６を備える。なお、本実施形態では熱交換器用通路６の途中にスロットル１２も配設されている。熱交換器１１はオイルギャラリー１００ｃ等を通過してエンジン１００に循環される潤滑油と、熱交換器用通路６を流れる冷却水との熱交換を行なう。スロットル１２はエンジン１００の吸気量を調整するためのものであり、熱交換器用通路６を流れる、温まった冷却水はその凍結防止や、アイドリング時の自動開度調整のために用いられる。   The cooling device A includes a heat exchanger passage 6 that guides the cooling water flowing through the engine 100 to the water pump 1 through a heat exchanger 11 that performs heat exchange between the lubricating oil supplied to the engine 100 and the cooling water. In the present embodiment, a throttle 12 is also disposed in the middle of the heat exchanger passage 6. The heat exchanger 11 exchanges heat between the lubricating oil that passes through the oil gallery 100 c and the like and is circulated to the engine 100 and the cooling water that flows through the heat exchanger passage 6. The throttle 12 is for adjusting the intake air amount of the engine 100, and the warmed cooling water flowing through the heat exchanger passage 6 is used for preventing freezing and for adjusting the automatic opening when idling.

熱交換器用通路６は、その出口とウォータポンプ１との間に、サーモスタット３の感温部が位置するよう配設されている。本実施形態ではバイパス通路４がリリーフ弁５により閉鎖されるため、冷却水の水温にてサーモスタット３を開閉させるべく、その感温部へエンジン１００内を流通した冷却水を供給する必要がある。そこで、本実施形態では熱交換用通路６の出口とウォータポンプ１との間にサーモスタット３の感温部を位置させることにより、エンジン１００内を流通した、熱交換器用通路６の冷却水をサーモスタット３へ導くようにしている。   The heat exchanger passage 6 is arranged between the outlet and the water pump 1 so that the temperature sensing part of the thermostat 3 is located. In the present embodiment, since the bypass passage 4 is closed by the relief valve 5, it is necessary to supply the cooling water circulated through the engine 100 to the temperature sensing portion in order to open and close the thermostat 3 at the cooling water temperature. Therefore, in this embodiment, the temperature sensing portion of the thermostat 3 is positioned between the outlet of the heat exchange passage 6 and the water pump 1, so that the cooling water of the heat exchanger passage 6 circulated through the engine 100 is thermostatted. I try to lead to 3.

冷却装置Ａはエンジン１００内を流通した冷却水をヒータ１３を介してウォータポンプ１へ導くヒータ用通路７を備える。ヒータ１３はヒータ用通路７を流れる、温まった冷却水と空気との熱交換を行い、自動車の客室内に温風を供給してその空調を行なうものである。ヒータ用通路７には破線で示すように制御弁１４を設けることもできる。制御弁１４はヒータ用通路７内の冷却水の流通を規制する規制手段として機能する。その作用は後述する。   The cooling device A includes a heater passage 7 that guides cooling water flowing through the engine 100 to the water pump 1 through the heater 13. The heater 13 performs heat exchange between warm cooling water flowing through the heater passage 7 and air, and supplies warm air to the passenger compartment of the automobile to perform air conditioning. A control valve 14 may be provided in the heater passage 7 as indicated by a broken line. The control valve 14 functions as a regulating means that regulates the flow of the cooling water in the heater passage 7. Its operation will be described later.

次に、冷却装置Ａの動作について図２乃至４を参照して説明する。図２は暖機運転時（エンジン１００始動時、かつ、低回転時）の冷却装置Ａの動作説明図である。暖機運転時においては、冷却水の水温が低く、サーモスタット３は閉弁状態にある。従って、ラジエータ用通路２には冷却水が流れない。また、エンジン１００が低回転時の場合、リリーフ弁５も閉弁状態にある。従って、エンジン１００内を流通した冷却水はバイパス通路４には流れない。従って、エンジン１００内を流通した冷却水は熱交換器用通路６及びヒータ用通路７を流れてウォータポンプ１へ還流する。   Next, the operation of the cooling device A will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the cooling device A during the warm-up operation (when the engine 100 is started and at a low rotation). During the warm-up operation, the temperature of the cooling water is low, and the thermostat 3 is in a closed state. Accordingly, the cooling water does not flow through the radiator passage 2. Further, when the engine 100 is running at a low speed, the relief valve 5 is also closed. Therefore, the cooling water flowing through the engine 100 does not flow into the bypass passage 4. Accordingly, the cooling water flowing through the engine 100 flows through the heat exchanger passage 6 and the heater passage 7 and returns to the water pump 1.

次に、図３は暖機運転完了後の冷却装置Ａの動作説明図である。冷却水の水温がサーモスタット３の開弁開始温度（８０度程度）に達すると、熱交換器用通路１１からサーモスタット３の感温部へ流れる冷却水の水温が感温部に作用してサーモスタット３が開弁状態となる。従って、エンジン１００内を流通した冷却水はラジエータ用通路２、熱交換器用通路６及びヒータ用通路７を流れてウォータポンプ１へ還流する。ラジエータ１０を冷却水が通過することにより、冷却水の水温上昇が抑制される。なお、サーモスタット３が開弁状態になると、還流室２０とバイパス通路４との間で冷却水の水圧の差が小さくなるので、エンジン１００の回転数に関わらず、リリーフ弁５は開弁しない。よって、バイパス通路４には冷却水が流れないことになる。   Next, FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the cooling device A after completion of the warm-up operation. When the temperature of the cooling water reaches the valve opening start temperature (about 80 degrees) of the thermostat 3, the temperature of the cooling water flowing from the heat exchanger passage 11 to the temperature sensing portion of the thermostat 3 acts on the temperature sensing portion, and the thermostat 3 The valve opens. Accordingly, the cooling water flowing through the engine 100 flows through the radiator passage 2, the heat exchanger passage 6, and the heater passage 7 and returns to the water pump 1. When the cooling water passes through the radiator 10, an increase in the cooling water temperature is suppressed. When the thermostat 3 is opened, the difference in the coolant pressure between the recirculation chamber 20 and the bypass passage 4 is reduced, so that the relief valve 5 does not open regardless of the rotational speed of the engine 100. Therefore, the cooling water does not flow through the bypass passage 4.

次に、図４は暖機運転時において、エンジン１００が高回転になった場合の冷却装置Ａの動作説明図である。この場合、冷却水が低温なのでサーモスタット３は閉弁状態にあり、ラジエータ用通路２には冷却水が流れない。エンジン１００が高回転の場合、ウォータポンプ１から吐出される冷却水の流量が増加するので、還流室２０とバイパス通路４との間で冷却水の水圧の差が大きくなる。これによりリリーフ弁５が開弁し、エンジン１００内を流通した冷却水はバイパス通路４、熱交換器用通路６及びヒータ用通路７を流れてウォータポンプ１へ還流することになる。   Next, FIG. 4 is an explanatory view of the operation of the cooling device A when the engine 100 is at a high speed during the warm-up operation. In this case, since the cooling water is low in temperature, the thermostat 3 is in a closed state, and the cooling water does not flow into the radiator passage 2. When the engine 100 rotates at a high speed, the flow rate of the cooling water discharged from the water pump 1 increases, so that the difference in the cooling water pressure between the reflux chamber 20 and the bypass passage 4 increases. As a result, the relief valve 5 is opened, and the cooling water flowing through the engine 100 flows through the bypass passage 4, the heat exchanger passage 6, and the heater passage 7 and returns to the water pump 1.

このように冷却装置Ａでは、サーモスタット３の働きによりエンジン１００の冷間時のように冷却水の水温が低い場合には冷却水がラジエータ１０に流れず、その昇温が図られる。また、リリーフ弁５の働きにより、エンジン１００の冷間時のように冷却水の圧力が低い場合にはバイパス通路４が閉鎖され、熱交換器１１に流れる冷却水の流量が増量する（図２）。これにより、潤滑油の早期昇温を図ることができる。   Thus, in the cooling device A, when the temperature of the cooling water is low, such as when the engine 100 is cold, by the action of the thermostat 3, the cooling water does not flow to the radiator 10 and the temperature is increased. Further, due to the action of the relief valve 5, when the pressure of the cooling water is low, such as when the engine 100 is cold, the bypass passage 4 is closed, and the flow rate of the cooling water flowing to the heat exchanger 11 is increased (FIG. 2). ). Thereby, early temperature rise of lubricating oil can be aimed at.

図８は暖機運転時における冷却水と潤滑油との温度の変化を示す図である。同図に示すように、冷却水と潤滑油とでは冷却水の温度の方が先に上昇する。冷却水がサーモスタット３の開弁開始温度に達すると、ラジエータ１０の働きにより冷却水が冷却され、その温度上昇が抑制され、潤滑油の温度の方が高くなる。両者の温度が逆転するまでの間、熱交換器１１はオイルウォーマとして機能し、逆転した後はオイルクーラとして機能する。そして、本実施形態では、サーモスタット３の開弁開始温度に達するまで、熱交換器１１に流れる冷却水の流量が増量するので（図２）、その間における潤滑油の早期昇温が図れる。   FIG. 8 is a diagram showing changes in the temperature of the cooling water and the lubricating oil during the warm-up operation. As shown in the figure, the temperature of the cooling water rises first in the cooling water and the lubricating oil. When the cooling water reaches the valve opening start temperature of the thermostat 3, the cooling water is cooled by the action of the radiator 10, the temperature rise is suppressed, and the temperature of the lubricating oil becomes higher. The heat exchanger 11 functions as an oil warmer until both temperatures are reversed, and functions as an oil cooler after the reverse. And in this embodiment, since the flow volume of the cooling water which flows into the heat exchanger 11 increases until it reaches the valve opening start temperature of the thermostat 3 (FIG. 2), the temperature rise of the lubricating oil in the meantime can be aimed at.

また、サーモスタット３が閉鎖している際に冷却水の圧力が上昇した場合にはリリーフ弁５の働きによりバイパス通路４が開放され（図４）、冷却水の水流抵抗が増大することが防止される。そして、熱交換器用通路６の出口とウォータポンプ１との間に、サーモスタット３の感温部が位置していることにより、熱交換器用通路６を通る冷却水がサーモスタット３の感温部を通過し、冷却水が所定の温度（開弁開始温度）に達するとサーモスタット３が開放して冷却水がラジエータ１０に流れ、冷却水及び潤滑油の温度上昇が抑制される。従って、エンジン１００の冷却性能が維持される。更に、従来の冷却装置と比較するとリリーフ弁５及び熱交換器用通路６の出口の配置変更という簡単な構成で上記効果が得られる。従って、エンジン１００の冷却性能を損なうことなく、より簡易な構成でエンジン１００の冷間時における潤滑油の早期昇温を図ることができる。   Further, when the pressure of the cooling water rises while the thermostat 3 is closed, the bypass passage 4 is opened by the action of the relief valve 5 (FIG. 4), and the water flow resistance of the cooling water is prevented from increasing. The And since the temperature sensing part of the thermostat 3 is located between the outlet of the heat exchanger passage 6 and the water pump 1, the cooling water passing through the heat exchanger passage 6 passes through the temperature sensing part of the thermostat 3. Then, when the cooling water reaches a predetermined temperature (valve opening start temperature), the thermostat 3 is opened and the cooling water flows to the radiator 10 to suppress the temperature rise of the cooling water and the lubricating oil. Therefore, the cooling performance of engine 100 is maintained. Furthermore, compared with the conventional cooling device, the above effect can be obtained with a simple configuration in which the arrangement of the outlets of the relief valve 5 and the heat exchanger passage 6 is changed. Therefore, it is possible to quickly raise the temperature of the lubricating oil when the engine 100 is cold without impairing the cooling performance of the engine 100 with a simpler configuration.

また、冷却装置Ａではヒータ用通路７を備えたことにより、エンジン１００の暖機運転時（図２）のような冷間時の場合には、熱交換器１１と共にヒータ１３に流れる冷却水の流量が増量し、客室内の早期温暖化が図れる。なお、ヒータ用通路７の出口はサーモスタット３よりもウォータポンプ１側において還流室２０に配設されている（図１）。このため、ヒータ１３にて熱交換されて温度が低下した冷却水がサーモスタット３の感温部に流れ込むことを防止できる。つまり、冷却水が開弁開始温度に達しているにも関わらず、サーモスタット３の開弁開始が遅延することを防止でき、エンジン１００の冷却性能を維持できる。   Further, since the cooling device A includes the heater passage 7, the cooling water flowing through the heater 13 together with the heat exchanger 11 in the cold time such as during the warm-up operation of the engine 100 (FIG. 2). The flow rate is increased and the room can be warmed early. The outlet of the heater passage 7 is disposed in the reflux chamber 20 on the water pump 1 side of the thermostat 3 (FIG. 1). For this reason, it is possible to prevent the cooling water whose temperature has been lowered by the heat exchange by the heater 13 from flowing into the temperature sensing part of the thermostat 3. That is, although the cooling water has reached the valve opening start temperature, the start of opening the thermostat 3 can be prevented from being delayed, and the cooling performance of the engine 100 can be maintained.

なお、図１乃至図４にて示すように制御弁１４を設けた場合、制御弁１４は、冷却水が、サーモスタット３の開弁開始温度よりも低い、予め定めた温度（例えば４０度程度）に達するまでヒータ用通路７内の冷却水の流通を規制（流量減少又は閉弁）するようにすることが望ましい。この構成によれば、ヒータ１３の効きが悪い、冷却水が低温時の場合にはヒータ用通路７内の冷却水の流通を規制して、冷却水の早期昇温を図り、もって潤滑油の早期昇温を図ることができる。同時にヒータ１３から加温されていない空気が客室内に送出されることを防止することにもなる。   When the control valve 14 is provided as shown in FIGS. 1 to 4, the control valve 14 has a predetermined temperature (for example, about 40 degrees) at which the cooling water is lower than the valve opening start temperature of the thermostat 3. It is desirable to regulate the flow of the cooling water in the heater passage 7 (reducing the flow rate or closing the valve) until it reaches According to this configuration, when the effectiveness of the heater 13 is poor and the cooling water is at a low temperature, the circulation of the cooling water in the heater passage 7 is regulated to increase the temperature of the cooling water at an early stage. Early temperature increase can be achieved. At the same time, unheated air from the heater 13 is prevented from being sent into the cabin.

次に、冷却装置Ａの具体的な適用例について説明する。図５は冷却装置Ａを適用したエンジン１００の要部を示すシリンダブロックの部分側面図、図６は図５の線Ｉ−Ｉに沿う要部断面図、図７は図５の線ＩＩ−ＩＩに沿う一部断面図（シリンダブロックの後端面図）である。本例ではシリンダブロック１１０の後端面にウォータポンプ１が取り付けられ、また、サーモスタット３がシリンダブロック１１０の側部に取り付けられている。   Next, a specific application example of the cooling device A will be described. 5 is a partial side view of a cylinder block showing the main part of the engine 100 to which the cooling device A is applied, FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part along the line II in FIG. 5, and FIG. 7 is the line II-II in FIG. FIG. In this example, the water pump 1 is attached to the rear end surface of the cylinder block 110, and the thermostat 3 is attached to the side portion of the cylinder block 110.

還流室２０はウォータポンプ１に連通している。還流室２０内に流入した冷却水はウォータポンプ１により吸い込まれ、シリンダブロック１１０の後端面から形成された通路１１０ａ（図７）からシリンダブロック１１０内へ圧送されることになる。還流室２０はウォータポンプ１と反対側の端部にサーモスタット３の収容部を形成している。この収容部には、サーモスタット３を覆うカバー部材１２０が取り付けられており、密閉されている。   The reflux chamber 20 communicates with the water pump 1. The cooling water flowing into the reflux chamber 20 is sucked by the water pump 1 and is pumped into the cylinder block 110 from the passage 110a (FIG. 7) formed from the rear end surface of the cylinder block 110. The reflux chamber 20 forms a housing portion for the thermostat 3 at the end opposite to the water pump 1. A cover member 120 that covers the thermostat 3 is attached to the housing portion and is sealed.

図６に示すようにサーモスタット３はワックスを内蔵した感温部３ａが一体に形成された可動軸３ｂと、可動軸３ｂに固定された弁体３ｃと、可動軸３ｂの後端に挿通されたシャフト３ｄと、可動軸３ｂを閉弁方向に付勢するスプリング３ｅと、を備える。そして、感温部３ａの周囲温度の変化により感温部３ａに内蔵されたワックスが膨張、収縮する。   As shown in FIG. 6, the thermostat 3 is inserted through a movable shaft 3b integrally formed with a temperature sensing portion 3a containing wax, a valve body 3c fixed to the movable shaft 3b, and a rear end of the movable shaft 3b. A shaft 3d and a spring 3e that urges the movable shaft 3b in the valve closing direction are provided. And the wax incorporated in the temperature sensing part 3a expands and contracts due to the change in the ambient temperature of the temperature sensing part 3a.

図６に示すように、感温部３ａが開弁開始温度に達するまでは弁体３ｃが閉弁状態にあり、開弁開始温度に達すると、ワックスの膨張によりシャフト３ｄが押し上げられる。シャフト３ｄはサーモスタット３のケースに固定されているため、可動軸３ｂが図６の上方に移動し、弁体３ｃが開弁状態となる。再び感温部３ａが開弁開始温度より冷やされるとワックスが収縮し、スプリング３ｅの付勢力により図６の閉弁状態に戻ることになる。   As shown in FIG. 6, the valve body 3c is in a closed state until the temperature sensing part 3a reaches the valve opening start temperature, and when the valve opening start temperature is reached, the shaft 3d is pushed up by the expansion of the wax. Since the shaft 3d is fixed to the case of the thermostat 3, the movable shaft 3b moves upward in FIG. 6, and the valve body 3c is opened. When the temperature sensing portion 3a is cooled again from the valve opening start temperature, the wax contracts, and the valve closing state shown in FIG. 6 is restored by the urging force of the spring 3e.

リリーフ弁５は弁体５ａとスプリング５ｂとからなり、サーモスタット３の可動軸３ｂの先端部に配設されている。この構成によれば、サーモスタット３とリリーフ弁５とがユニット化され、組付け性を向上することができる。バイパス通路４の出口４ａは可動軸３ｂの先端部へ向けて開口しており、還流室２０に連通しているが、弁体５ａにより閉鎖されている。スプリング５ｂは弁体５ａを出口４ａが閉鎖される方向に常時付勢している。バイパス通路４の出口４ａは可動軸３ｂの軸線と略同軸線上に形成されており、カバー部材１２０に対峙する位置にある。   The relief valve 5 includes a valve body 5a and a spring 5b, and is disposed at the tip of the movable shaft 3b of the thermostat 3. According to this structure, the thermostat 3 and the relief valve 5 are unitized, and assembly | attachment property can be improved. The outlet 4a of the bypass passage 4 opens toward the tip of the movable shaft 3b and communicates with the reflux chamber 20, but is closed by the valve body 5a. The spring 5b constantly urges the valve body 5a in the direction in which the outlet 4a is closed. The outlet 4 a of the bypass passage 4 is formed on a substantially coaxial line with the axis of the movable shaft 3 b and is in a position facing the cover member 120.

熱交換器用通路６は、その出口６ａが還流室２０に連通しており、サーモスタット３から見てウォータポンプ１と反対側の位置に形成されている。従って、出口６ａとウォータポンプ１との間にサーモスタット３の感温部３ａが位置することになり、出口６ａから流れ出る冷却水は感温部３ａを通過することになる。   The outlet 6 a of the heat exchanger passage 6 communicates with the reflux chamber 20, and is formed at a position opposite to the water pump 1 when viewed from the thermostat 3. Therefore, the temperature sensing part 3a of the thermostat 3 is located between the outlet 6a and the water pump 1, and the cooling water flowing out from the outlet 6a passes through the temperature sensing part 3a.

また、ヒータ用通路７も還流室２０に連通し、その出口７ａはサーモスタット３の感温部３ａよりもウォータポンプ側１に配設されている。この構成によればヒータ１３にて熱交換されて温度が低下した冷却水がサーモスタット３の感温部３ａに流れ込むことを防止できる。ラジエータ用通路２は外部配管（ラジエータホース）の形式でカバー部材１２０に接続され、サーモスタット３を介して還流室２０に連通している。この構成によれば、ラジエータ用通路２の一部をシリンダブロック１１０の壁体に形成しないという点で、サーモスタット３周辺の通路の取り回しを簡略化することができる。   The heater passage 7 also communicates with the reflux chamber 20, and its outlet 7 a is disposed on the water pump side 1 relative to the temperature sensing portion 3 a of the thermostat 3. According to this configuration, it is possible to prevent the cooling water whose temperature has been lowered by the heat exchange by the heater 13 from flowing into the temperature sensing portion 3 a of the thermostat 3. The radiator passage 2 is connected to the cover member 120 in the form of an external pipe (radiator hose), and communicates with the reflux chamber 20 via the thermostat 3. According to this configuration, the routing of the passage around the thermostat 3 can be simplified in that a part of the radiator passage 2 is not formed in the wall of the cylinder block 110.

本発明の一実施形態に係るエンジンの冷却装置Ａのブロック図である。It is a block diagram of engine cooling device A concerning one embodiment of the present invention. 冷却装置Ａの動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the cooling device A. 冷却装置Ａの動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the cooling device A. 冷却装置Ａの動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the cooling device A. 冷却装置Ａを適用したエンジン１００の要部を示すシリンダブロックの部分側面図である。2 is a partial side view of a cylinder block showing a main part of an engine 100 to which a cooling device A is applied. FIG. 図５の線Ｉ−Ｉに沿う要部断面図である。It is principal part sectional drawing in alignment with line II of FIG. 図５の線ＩＩ−ＩＩに沿う一部断面図（シリンダブロックの後端面図）である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view (rear end view of a cylinder block) taken along line II-II in FIG. 5. 暖機運転時における冷却水と潤滑油との温度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the temperature of a cooling water and lubricating oil at the time of warming-up operation.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ 冷却装置
１ ウォータポンプ
２ ラジエータ用通路
３ サーモスタット
４ バイパス通路
５ リリーフ弁
６ 熱交換器用通路
７ ヒータ用通路
１０ ラジエータ
１１ 熱交換器
１３ ヒータ A Cooling device 1 Water pump 2 Radiator passage 3 Thermostat 4 Bypass passage 5 Relief valve 6 Heat exchanger passage 7 Heater passage 10 Radiator 11 Heat exchanger 13 Heater

Claims (5)

エンジン内へ冷却水を圧送するウォータポンプと、
前記エンジン内を流通した冷却水をラジエータを介して前記ウォータポンプへ導くラジエータ用通路と、
前記エンジン内を流通した冷却水を前記ウォータポンプへ導くバイパス通路と、
前記エンジン内を流通した冷却水を前記エンジンに供給される潤滑油と前記冷却水との熱交換を行なう熱交換器を介して前記ウォータポンプへ導く熱交換器用通路と、
前記ラジエータ用通路を開閉するワックス型のサーモスタットと、
を備えたエンジンの冷却装置において、
前記バイパス通路内の冷却水の圧力に応じて前記バイパス通路を開閉するリリーフ弁と、
前記エンジン内に形成され、前記熱交換器用通路の出口と前記ウォータポンプとに連通し、かつ、前記サーモスタットの収容部を有する、冷却水の還流室と、を備え、
前記熱交換器用通路の出口と前記ウォータポンプとの間に、前記サーモスタットの感温部が位置していることを特徴とするエンジンの冷却装置。 A water pump that pumps cooling water into the engine;
A radiator passage for guiding cooling water flowing through the engine to the water pump via a radiator;
A bypass passage for guiding cooling water flowing through the engine to the water pump;
A heat exchanger passage that guides the cooling water flowing through the engine to the water pump via a heat exchanger that performs heat exchange between the lubricating oil supplied to the engine and the cooling water;
A wax-type thermostat for opening and closing the radiator passage;
In the engine cooling device with
A relief valve that opens and closes the bypass passage according to the pressure of the cooling water in the bypass passage;
A cooling water recirculation chamber formed in the engine, communicating with an outlet of the heat exchanger passage and the water pump, and having a housing portion for the thermostat,
The engine cooling device, wherein a temperature sensing part of the thermostat is located between an outlet of the heat exchanger passage and the water pump. 前記バイパス通路の出口が前記還流室に連通し、かつ、前記サーモスタットのワックスの膨張・収縮により可動する、前記サーモスタットの可動軸の先端部へ向けて開口しており、
前記リリーフ弁が、前記可動軸の前記先端部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。 The outlet of the bypass passage communicates with the reflux chamber, and is movable toward the tip of the movable shaft of the thermostat, which is movable by expansion and contraction of the wax of the thermostat,
The engine cooling apparatus according to claim 1, wherein the relief valve is disposed at the tip of the movable shaft. 前記エンジン内を流通した冷却水をヒータを介して前記ウォータポンプへ導くヒータ用通路を備え、
前記ヒータ用通路の出口は、前記還流室に連通し、かつ、前記サーモスタットの前記感温部よりも前記ウォータポンプ側に配設されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの冷却装置。 A heater passage for guiding cooling water flowing through the engine to the water pump via a heater;
3. The engine cooling according to claim 2, wherein an outlet of the heater passage communicates with the reflux chamber and is disposed closer to the water pump than the temperature sensing portion of the thermostat. apparatus. 前記サーモスタットを覆うカバー部材を備え、
前記ラジエータ用通路が前記カバー部材に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。 A cover member covering the thermostat;
The engine cooling device according to claim 1, wherein the radiator passage is connected to the cover member. 前記エンジン内を流通した冷却水をヒータを介して前記ウォータポンプへ導くヒータ用通路と、
前記ヒータ用通路内の冷却水の流通を規制する規制手段と、を備え、
前記規制手段は、冷却水が、前記サーモスタットの開弁開始温度よりも低い、予め定めた温度に達するまで前記ヒータ用通路内の冷却水の流通を規制することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。 A heater passage for guiding cooling water flowing through the engine to the water pump through a heater;
Regulating means for regulating the flow of the cooling water in the heater passage,
The said restriction | limiting means regulates distribution | circulation of the cooling water in the said channel | path for a heater until cooling water reaches a predetermined temperature lower than the valve opening start temperature of the said thermostat. Engine cooling system.
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