JP2014009621A - Liquid-cooled internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid-cooled internal combustion engine which can control a cooled state of a cylinder block by vertically moving a spacer with a simple structure.SOLUTION: A spacer 9 is fitted into a water jacket 6 vertically movably. A first water supply port 10 and a second water supply port 11 for supplying water to the water jacket 6 are formed on a cylinder block 1 while differentiating height from each other. When a temperature of cooling liquid is lower than a predetermined value (for example 50 to 60°C), cooling water is ejected from the first water supply port 10 to elevate the spacer 9. Thereby, supercooling in a low-temperature environment can be prevented. When the temperature of the cooling liquid comes into a higher-temperature region than the predetermined value, the cooling water is ejected from the second water supply port 11 to lower the spacer 9. Thereby, an upper part of the cylinder block 1 can be cooled exactly. The spacer 9 is vertically moved by utilizing a dynamic pressure of the cooling water and, therefore, the structure is extremely simple.

Description

本願発明は、液冷式（典型的には水冷式）の内燃機関に関するものである。   The present invention relates to a liquid-cooled (typically water-cooled) internal combustion engine.

水冷式の内燃機関では、シリンダブロックにシリンダボアを囲うウォータジャケットが形成されており、ウォータジャケットに冷却水を通すことでシリンダボアの周囲を冷却している。シリンダブロックは上部が最も高温になるため、通常は、シリンダボアの周囲のうち上部を集中的に冷却する必要があるが、低温下での暖機運転のように機関温度が低い状態では、冷却水をジャケットに接触させ過ぎると過冷却になる。そこで、冷却液ジャケットに嵌め入れたスペーサを可動式とすることで、機関温度に応じた冷却態様を採ることが提案されている。   In a water-cooled internal combustion engine, a water jacket surrounding the cylinder bore is formed in the cylinder block, and the periphery of the cylinder bore is cooled by passing cooling water through the water jacket. Since the upper part of the cylinder block is the hottest part, it is usually necessary to intensively cool the upper part of the periphery of the cylinder bore. However, when the engine temperature is low, such as when warming up at low temperatures, Too much contact with the jacket causes overcooling. Thus, it has been proposed to adopt a cooling mode according to the engine temperature by making the spacer fitted in the coolant jacket movable.

その例として特許文献１には、スペーサをウォータジャケットの内面に近接したり遠ざかったりする可動式として、モータ等のアクチェータでスペーサを押し引きすることで、ウォータジャケットの内面に触れる冷却水の量を調節することが記載されている。   As an example, Patent Document 1 discloses that the amount of cooling water that touches the inner surface of the water jacket by moving the spacer closer to or away from the inner surface of the water jacket and pushing the spacer with an actuator such as a motor. It is described to adjust.

他方、特許文献２には、ウォータジャケットに潜熱方式の蓄熱材と樹脂等の断熱材とを配置し、機関温度が低い状態では蓄熱材でシリンダブロックを加温すると共に、断熱材をウォータジャケットの内面に当てて冷却水への熱交換を阻止し、機関の温度がある程度以上に上がったら、加温を停止すると共に、断熱材をウォータジャケットの外面側に移動させて冷却水による冷却を行うことが記載されている。この特許文献２では、断熱材がスペーサとして機能している。   On the other hand, in Patent Document 2, a latent heat type heat storage material and a heat insulating material such as resin are arranged in a water jacket, and when the engine temperature is low, the cylinder block is heated with the heat storage material, and the heat insulating material is used for the water jacket. Heat exchange with cooling water is prevented by hitting the inner surface, and when the engine temperature rises above a certain level, heating is stopped and the insulation is moved to the outer surface side of the water jacket to cool with cooling water. Is described. In Patent Document 2, the heat insulating material functions as a spacer.

特開２００６−１４４６７５号公報JP 2006-144675 A 特開２００７−２４７４５９号公報JP 2007-247459 A

特許文献１，２は、シリンダブロックから冷却水への熱交換を制御できると言えるが、構造が著しく複雑であるためコストが嵩むのみならず、アクチェータは過酷な熱環境に晒されるため作動の確実性と耐久性とに問題がある。従って、現実性に乏しいと言わざるを得ない。   In Patent Documents 1 and 2, it can be said that the heat exchange from the cylinder block to the cooling water can be controlled. However, the structure is remarkably complicated, which not only increases the cost, but also the actuator is exposed to a harsh thermal environment. There is a problem with durability and durability. Therefore, it must be said that the reality is poor.

本願発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、シンプルな構造でスペーサの動きの制御を行える内燃機関を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of controlling the movement of the spacer with a simple structure.

本願発明の内燃機関は、ピストンが摺動するシリンダボアを設けたシリンダブロックと、前記シリンダボアを覆うようにして前記シリンダブロックの上面に固定されたシリンダヘッドとを有しており、前記シリンダブロックには前記シリンダボアを囲う上向き開口の冷却液ジャケットが形成されており、前記冷却液ジャケットに、冷却液の流れを制御するためのスペーサが上下動可能に嵌め入れられている、という基本構成になっている。   The internal combustion engine of the present invention has a cylinder block provided with a cylinder bore in which a piston slides, and a cylinder head fixed to the upper surface of the cylinder block so as to cover the cylinder bore. A cooling liquid jacket having an upward opening surrounding the cylinder bore is formed, and a spacer for controlling the flow of the cooling liquid is fitted into the cooling liquid jacket so as to be movable up and down. .

そして、請求項１の発明は、上記基本構成において、前記冷却液の温度又は機関の温度が所定値（例えば５０〜６０℃）よりも低い状態では前記冷却液をその動圧で前記スペーサが押し上げられるように流し、前記冷却液の温度又は機関の温度が所定値よりも高い状態では冷却液をその動圧で前記スペーサが押し下げられるように流す送液制御手段を設けている。   According to the first aspect of the present invention, in the basic configuration described above, when the temperature of the coolant or the temperature of the engine is lower than a predetermined value (for example, 50 to 60 ° C.), the spacer pushes up the coolant with its dynamic pressure. In the state where the temperature of the cooling liquid or the temperature of the engine is higher than a predetermined value, liquid feeding control means is provided to flow the cooling liquid so that the spacer is pushed down by its dynamic pressure.

請求項２の発明は請求項１の発明を具体化したものである。すなわち、請求項１において、まず、前記シリンダブロックの冷却液ジャケットは前記シリンダヘッドの冷却液通路に接続されており、冷却液がシリンダブロックの冷却液ジャケットとシリンダヘッドの冷却液通路とラジェータとを循環する基本構成であると共に、前記シリンダヘッドの冷却液通路から出た冷却液をラジェータに送らずにシリンダブロックの冷却液ジャケットに戻すバイパス通路を備えており、冷却液又は機関の温度に応じて前記バイパス通路に流れる量が制御されている。   The invention of claim 2 embodies the invention of claim 1. That is, in claim 1, first, the coolant jacket of the cylinder block is connected to the coolant passage of the cylinder head, and the coolant passes through the coolant jacket of the cylinder block, the coolant passage of the cylinder head, and the radiator. In addition to the basic structure that circulates, it has a bypass passage that returns the coolant discharged from the coolant passage of the cylinder head to the coolant jacket of the cylinder block without sending it to the radiator, depending on the coolant or the temperature of the engine The amount flowing through the bypass passage is controlled.

更に、前記シリンダブロックには、前記スペーサを押し上げるように冷却液を流すための第１送液口と、前記スペーサを押し下げるように冷却液を流すための第２送液口とが高さを変えて設けられており、前記第１送液口には前記バイパス通路から送液され、前記第２送液口には前記ラジェータを循環した冷却液が送液されるように設定されている。   Further, the cylinder block has a first liquid feed port for flowing the coolant so as to push up the spacer and a second liquid feed port for flowing the coolant so as to push down the spacer. The first liquid supply port is supplied from the bypass passage, and the second liquid supply port is set to be supplied with the coolant circulating through the radiator.

請求項３の発明は請求項１とは異なる視点に立つもので、この発明は、上記基本構成において、前記冷却液とスペーサとのうちいずれか一方は温度によって比重が変化するものが使用されており、前記シリンダブロックの上部を冷却する必要が生じる程度に冷却液が昇温した所定温度を基準にして、前記スペーサの比重と前記所定温度における冷却液の比重とを略同じに設定している。   The invention of claim 3 is based on a viewpoint different from that of claim 1, and in the basic configuration, the invention uses any one of the cooling liquid and the spacer whose specific gravity varies with temperature. The specific gravity of the spacer and the specific gravity of the cooling liquid at the predetermined temperature are set to be substantially the same based on a predetermined temperature at which the cooling liquid is heated to such an extent that the upper part of the cylinder block needs to be cooled. .

請求項４の発明は請求項３を具体化したもので、前記シリンダブロックに、冷却液を前記冷却液ジャケットに送る送液口が、下降し切った状態でのスペーサの上端部近傍に位置するように設けられている一方、前記スペーサの上端部のうち前記送液口と対向した部位に、下降し切った状態では前記送液口から吐出された冷却液を上向きに案内して、上昇し切った状態では冷却液の上昇動に対して抵抗として作用する略横向き山形のガイド部を設けている。   The invention of claim 4 embodies claim 3 and the liquid feed port for sending coolant to the coolant jacket in the cylinder block is located near the upper end of the spacer in the fully lowered state. On the other hand, in the upper end portion of the spacer, the cooling liquid discharged from the liquid supply port is guided upward in a state where it is fully lowered to the portion facing the liquid supply port, and is raised. In the cut state, a substantially laterally angled guide portion is provided that acts as a resistance against the rising of the coolant.

請求項１の発明では、冷却液の動圧を利用してスペーサを上下動させるものであるため、電動アクチェータのような駆動手段は不要であり、このため構造は著しく簡単である。従って、コストを抑制しつつシリンダブロックから冷却液への熱交換の制御を行えると共に、確実性・耐久性にも優れている。   In the first aspect of the present invention, since the spacer is moved up and down using the dynamic pressure of the coolant, no driving means such as an electric actuator is required, and therefore the structure is remarkably simple. Therefore, it is possible to control the heat exchange from the cylinder block to the coolant while suppressing the cost, and it is excellent in reliability and durability.

冷却液の温度や機関の温度に関連して送液制御手段を作動させる手段としては、専用の冷却液温度センサや機関温度センサを設けて、このセンサの温度に関連して冷却液の流れを電磁弁等の切り替え手段で制御することも可能であるが、請求項２の構成を採用すると既存の要素を流用できるため、コスト面で有利である。   As a means for operating the liquid supply control means in relation to the temperature of the coolant or the engine, a dedicated coolant temperature sensor or engine temperature sensor is provided, and the flow of the coolant is related to the temperature of this sensor. Although it is possible to control by switching means such as a solenoid valve, the adoption of the configuration of claim 2 is advantageous in terms of cost since existing elements can be used.

つまり、例えば車両用内燃機関では、従来から、機関温度が低い状態では冷却液がラジェータに戻らないようにバイパス通路を設けているのが普通であり、サーモスタット弁により、ラジェータへの冷却水の戻りを自動制御しているが、請求項２の発明は、サーモスタット弁による既存の流れ制御装置を利用して冷却液ジャケットへの冷却液の流れを制御できる（切り替えできる）ため、コストを抑制しつつ作動も確実化できるのである。   That is, for example, in an internal combustion engine for a vehicle, conventionally, a bypass passage is usually provided so that the coolant does not return to the radiator when the engine temperature is low, and the cooling water is returned to the radiator by a thermostat valve. However, the invention of claim 2 can control (switch) the flow of the coolant to the coolant jacket using the existing flow control device using the thermostat valve. Operation can also be ensured.

請求項３の発明は、スペーサと冷却液との比重の違いを利用してスペーサを冷却液の温度変化に応じて自動的に上下動（浮沈）させるものであり、切り替え手段はまったく不要であるため、構造はより一層簡単である。また、コスト抑制にも貢献し得る。請求項４の構成を採用すると、スペーサが上昇しようとしたり下降しようとしたりする傾向を呈すると、ガイド部のガイド作用によってスペーサの動きが助長されるため、冷却水とスペーサとの比重の差が小さい状態であっても、スペーサの位置保持機能に優れている利点がある。   The invention according to claim 3 uses the difference in specific gravity between the spacer and the cooling liquid to automatically move the spacer up and down (floating / sinking) according to the temperature change of the cooling liquid, and does not require any switching means. Therefore, the structure is much simpler. It can also contribute to cost reduction. When the structure of claim 4 is adopted, if the spacer tends to move up or down, the movement of the spacer is promoted by the guide action of the guide portion, so the difference in specific gravity between the cooling water and the spacer is Even in a small state, there is an advantage that the position holding function of the spacer is excellent.

第１実施形態を適用したシリンダブロックの平面図である。It is a top view of a cylinder block to which a first embodiment is applied. 循環経路の全体を概略表示した状態での図１のII-II 視断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 in a state in which the entire circulation path is schematically displayed. （Ａ）は暖機運転状態での断面図、（Ｂ）はスペーサの部分正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図である。(A) is sectional drawing in a warming-up operation state, (B) is a partial front view of a spacer, (C) is CC sectional view taken on the line of (B). 制御の別例である第２実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment which is another example of control. 第３実施形態を示す図で、（Ａ）は暖機運転状態での断面図、（Ｂ）は高温下運転状態での断面図、（Ｃ）はスペーサと冷却液との比重の関係を示すグラフである。It is a figure which shows 3rd Embodiment, (A) is sectional drawing in a warm-up driving | running state, (B) is sectional drawing in the driving | running state under high temperature, (C) shows the relationship of specific gravity of a spacer and a cooling fluid. It is a graph. 図５の変形例である第４実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment which is a modification of FIG.

(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図３に示す第１実施形態を説明する。本実施形態は３気筒水冷式内燃機関に適用しており、従って、図１に示すように、シリンダブロック１には、３つのシリンダボア２がクランク軸（図示せず）の軸線方向に沿って直列に並んだ状態に形成されており、各シリンダボア２によって気筒３が構成されている。 (1). First Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 will be described. The present embodiment is applied to a three-cylinder water-cooled internal combustion engine. Therefore, as shown in FIG. 1, three cylinder bores 2 are arranged in series along the axial direction of a crankshaft (not shown) in the cylinder block 1. The cylinders 3 are formed by the cylinder bores 2.

シリンダブロック１の上面にはシリンダヘッド３がガスケット４を介して重なっている。敢えて述べるまでもないが、シリンダヘッド３はボルト（図示せず）でシリンダブロック１に固定されている。各シリンダボア２にはピストン５が摺動自在に嵌まっている。図２では、左端のピストン５は下死点付近に位置し、右端のピストン５は上死点付近に位置している。   A cylinder head 3 overlaps the upper surface of the cylinder block 1 via a gasket 4. Needless to say, the cylinder head 3 is fixed to the cylinder block 1 with bolts (not shown). A piston 5 is slidably fitted in each cylinder bore 2. In FIG. 2, the leftmost piston 5 is located near the bottom dead center, and the rightmost piston 5 is located near the top dead center.

シリンダブロック１には、冷却液ジャケットの一例として、シリンダボア２の群を囲うウォータジャケット６が上面に開口した状態に形成されている。ウォータジャケット６はループ形態になっており、基本的にはシリンダボア２の軸心から均等に延びるように形成されているが、シリンダボア２の全周を囲うことはできないため、隣り合ったシリンダボア２の間の部位では気筒列中心線に近づいた追い込み部になっている。   In the cylinder block 1, as an example of a coolant jacket, a water jacket 6 surrounding the group of cylinder bores 2 is formed in an open state on the upper surface. The water jacket 6 has a loop shape, and is basically formed so as to extend evenly from the axis of the cylinder bore 2, but cannot surround the entire circumference of the cylinder bore 2. In the part in the middle, it is a driving-in part approaching the center line of the cylinder row.

図２に模式的に示すように、シリンダブロック１にも冷却液通路７が形成されている。シリンダブロック１のウォータジャケット６とシリンダヘッド４の冷却液通路７とは枝管８を介して互いに連通しており、冷却水はシリンダブロック１からシリンダヘッド４に流れる（シリンダヘッド３からシリンダブロック１に流してもよい。）。本実施形態では、シリンダブロック１においては、冷却水は、図１に白抜き矢印Ａに示すように、気筒３の並び方向に向かって一端部から左右に分かれて他端部で集合するように流れており、かつ、その過程で多数の枝管８を介してシリンダヘッド４の冷却液通路７に流入する。   As schematically shown in FIG. 2, a coolant passage 7 is also formed in the cylinder block 1. The water jacket 6 of the cylinder block 1 and the coolant passage 7 of the cylinder head 4 communicate with each other via a branch pipe 8, and cooling water flows from the cylinder block 1 to the cylinder head 4 (from the cylinder head 3 to the cylinder block 1). You may flush it.) In the present embodiment, in the cylinder block 1, as shown by the white arrow A in FIG. 1, the cooling water is divided from one end to the left and right in the arrangement direction of the cylinders 3 and gathers at the other end. In the process, the refrigerant flows into the coolant passage 7 of the cylinder head 4 through the multiple branch pipes 8.

ウォータジャケット６には、ループ形態のスペーサ９が嵌め込み装着されている。スペーサ９の素材に限定はないが、例えば樹脂の成形品を採用できる。図２，３（Ａ）に示すように、ウォータジャケット６は、基本的にはピストン６の下死点付近まで入り込む深さになっているが、スペーサ９の上下高さ（或いは上下幅）は、ウォータジャケット６の深さ寸法の半分程度になっている。   A loop-shaped spacer 9 is fitted and attached to the water jacket 6. The material of the spacer 9 is not limited, but a resin molded product can be employed, for example. As shown in FIGS. 2 and 3 (A), the water jacket 6 is basically deep enough to enter the vicinity of the bottom dead center of the piston 6, but the vertical height (or vertical width) of the spacer 9 is as follows. The depth of the water jacket 6 is about half of the depth.

図２，３に示すように、シリンダブロック１の一端寄り部位には、送液口の一例としての第１送水口１０と第２送水口１１とが形成されており、両者はウォータジャケット６に連通している。第１送水口１０は下に位置して、第２送水口１１は上に位置している。スペーサ９は、その全体が第１送水口１０の上方と下方とに選択的に位置するように設定されており、第２送水口１１を閉じて第１送水口１０から送水すると、スペーサ９は冷却水の動圧によって上昇位置に保持され、第１送水口１０を閉じて第２送水口１１から送水すると、スペーサ９は冷却水の動圧によって下降位置に保持される。   As shown in FIGS. 2 and 3, a first water supply port 10 and a second water supply port 11, which are examples of a liquid supply port, are formed near one end of the cylinder block 1. Communicate. The 1st water supply port 10 is located below, and the 2nd water supply port 11 is located above. The spacer 9 is set so that the entirety thereof is selectively positioned above and below the first water supply port 10. When the second water supply port 11 is closed and water is supplied from the first water supply port 10, the spacer 9 is When the first water supply port 10 is closed and water is supplied from the second water supply port 11 by the cooling water dynamic pressure, the spacer 9 is held at the lowered position by the cooling water dynamic pressure.

そして、シリンダブロック１はシリンダボア２の周囲の箇所でかつ上部が最も高温になるが、図３（Ａ）のようにスペーサ９が上昇した状態では冷却水はウォータジャケット６の下半部を流れるためシリンダブロック１はさほど冷却されない。従って、暖機運転時にはこの態様が好適である。他方、図２のようにスペーサ９が下降した状態では、冷却水はウォータジャケット６の上半部を流れるためシリンダブロック１の冷却が的確に行われる。従って、機関が高温になった状態ではこの態様が好適である。   The cylinder block 1 has a highest temperature at the periphery of the cylinder bore 2 and at the top, but the cooling water flows through the lower half of the water jacket 6 when the spacer 9 is raised as shown in FIG. The cylinder block 1 is not cooled so much. Therefore, this mode is suitable during warm-up operation. On the other hand, when the spacer 9 is lowered as shown in FIG. 2, the cooling water flows through the upper half of the water jacket 6, so that the cylinder block 1 is accurately cooled. Therefore, this mode is suitable when the engine is at a high temperature.

図２，３に概略を示すように、内燃機関は、ラジェータ１３とウォータポンプ１４を有しており、機関温度がある程度以上に高くなっている状態では、シリンダヘッド３の冷却液通路７から排出された冷却水はサーモスタット弁１５からラジェータ戻り管路１６を経由してラジェータ１３に戻り、ラジェータ１３で放熱してからラジェータ送り管路１７にて第２送水口１１に送られる。   As schematically shown in FIGS. 2 and 3, the internal combustion engine has a radiator 13 and a water pump 14, and is discharged from the coolant passage 7 of the cylinder head 3 when the engine temperature is higher than a certain level. The cooled water is returned from the thermostat valve 15 to the radiator 13 via the radiator return pipe 16, radiated by the radiator 13, and then sent to the second water inlet 11 through the radiator feed pipe 17.

なお、図２，３ではウォータポンプ１４はシリンダヘッド２３の内部に配置されているように描いているが、これは便宜的な表示であり、実際にはウォータポンプ１４はシリンダヘッド２の外側に位置している。   In FIGS. 2 and 3, the water pump 14 is illustrated as being disposed inside the cylinder head 23, but this is a convenient display, and the water pump 14 is actually located outside the cylinder head 2. positioned.

他方、機関温度が低くて冷却水をラジェータ１３に循環させると過冷却になる場合は、シリンダヘッド３の冷却液通路７から排出された冷却水は、サーモスタット弁１５からバイパス通路１８を介してシリンダブロック１の第２送水口１１にリターンする。このように、サーモスタット弁１６の動きにより、冷却水がその温度に応じて第１送水口１０と第２送液口とに選択的に（又は温度に応じて比例的に）送られる。従って、本実施形態では、第１送液口１０と第２送液口１１とサーモスタット弁１６とが請求項に記載した送液制御手段に該当する。   On the other hand, if the engine temperature is low and the cooling water is circulated to the radiator 13 to cause overcooling, the cooling water discharged from the cooling fluid passage 7 of the cylinder head 3 is transferred from the thermostat valve 15 through the bypass passage 18 to the cylinder. Return to the second water supply port 11 of the block 1. As described above, the movement of the thermostat valve 16 selectively sends the cooling water to the first water supply port 10 and the second liquid supply port according to the temperature (or proportionally according to the temperature). Therefore, in this embodiment, the 1st liquid feeding port 10, the 2nd liquid feeding port 11, and the thermostat valve 16 correspond to the liquid feeding control means described in the claim.

第１送水口１０からの送水と第２送水口１１からの送水とを電磁弁等の専用の切り替え手段で行うことも可能であるが、内燃機関に元々設けられているサーモスタット弁１６を利用すると、制御のために部材を設ける必要がないため、コスト面において有利である。また、サーモスタット弁１６は信頼性が高いため、制御も確実である。なお、サーモスタット弁１６を使用した制御では、第１送水口１０と第２送水口１１とに同時に送水されることが有り得るが、スペーサ９は圧力差に応じて上昇位置と下降位置とのいずれかに保持されるため、特段の問題はない。   Although it is possible to perform the water supply from the first water supply port 10 and the water supply from the second water supply port 11 by a dedicated switching means such as an electromagnetic valve, the thermostat valve 16 originally provided in the internal combustion engine is used. Since it is not necessary to provide a member for control, this is advantageous in terms of cost. Moreover, since the thermostat valve 16 has high reliability, control is also reliable. In the control using the thermostat valve 16, water may be supplied to the first water supply port 10 and the second water supply port 11 at the same time, but the spacer 9 is in either the raised position or the lowered position depending on the pressure difference. Therefore, there is no particular problem.

スペーサ９は上昇位置と下降位置とのいずれかに確実に保持されているのが好ましい。そこで、冷却水の動圧でスペーサ９を上昇位置又は下降位置に選択的に保持する維持手段を設けるのが好ましい。その例として、図３（Ｂ）（Ｃ）に示すように、スペーサ９の外周面に、シリンダボア２の軸線に対して傾斜したリブ９ａを周方向に適当な間隔で多数形成している。   It is preferable that the spacer 9 is securely held at either the raised position or the lowered position. Therefore, it is preferable to provide a maintaining means for selectively holding the spacer 9 at the raised position or the lowered position with the dynamic pressure of the cooling water. As an example, as shown in FIGS. 3B and 3C, a large number of ribs 9a inclined with respect to the axis of the cylinder bore 2 are formed on the outer peripheral surface of the spacer 9 at appropriate intervals in the circumferential direction.

この構成によると、第１送水口１０から冷却水が送水されると、冷却水の動圧がリブ９ａに上向きの分力として作用し、これにより、スペーサ９は上昇位置に押され勝手となる。逆に、第２送水口１１から冷却水が送水されると、冷却水の動圧がリブ９ａに下向きの分力として作用し、これにより、スペーサ９は下降位置に押され勝手となる。第１送水口１０と第２送水口１１との両方から冷却水が送水されている状態がある場合は、いずれか強い方の動圧（水圧）よってスペーサ９は上昇位置から下降位置かのいずれかに保持される。   According to this configuration, when cooling water is supplied from the first water supply port 10, the dynamic pressure of the cooling water acts as an upward component force on the rib 9a, whereby the spacer 9 is pushed to the raised position and becomes selfish. . Conversely, when cooling water is supplied from the second water supply port 11, the dynamic pressure of the cooling water acts as a downward component force on the rib 9a, whereby the spacer 9 is pushed to the lowered position and becomes free. When there is a state in which cooling water is supplied from both the first water supply port 10 and the second water supply port 11, the spacer 9 is in either the raised position or the lowered position depending on which dynamic pressure (water pressure) is stronger. Held in the crab.

(2).第２実施形態
自動車では、車内の暖房は冷却水によって行われる。従って、冷却水の一部は常にヒータに流れるようになっている。図４では、第１実施形態の変形例として、ヒータも含めたより現実的な実施形態を示している。この点を次に説明する。 (2). Second Embodiment In an automobile, the inside of the vehicle is heated by cooling water. Therefore, a part of the cooling water always flows to the heater. FIG. 4 shows a more realistic embodiment including a heater as a modification of the first embodiment. This point will be described next.

シリンダヘッド３の冷却水通路７から排出された冷却水は、ラジェータ１３のアッパタンクに接続されたラジェータ戻り管路１６と、ヒータ２０の入口ポートに接続されたヒータ戻り管路２１とに分岐しており、ヒータ２０の出口ポートに接続されたヒータ送り管路２２は第１送水口１０に接続されている。従って、機関が十分温まっていない状態では、シリンダブロック１のウォータジャケット６には、ヒータ２０を経由した冷却水が送水される。この実施形態のヒータ送り管路２２は、スペーサ９に対する作用としては、第１実施形態のパイパス管路１８に相当する。   The cooling water discharged from the cooling water passage 7 of the cylinder head 3 branches into a radiator return pipe 16 connected to the upper tank of the radiator 13 and a heater return pipe 21 connected to the inlet port of the heater 20. The heater feed line 22 connected to the outlet port of the heater 20 is connected to the first water supply port 10. Therefore, in a state where the engine is not sufficiently warmed, the cooling water is supplied to the water jacket 6 of the cylinder block 1 via the heater 20. The heater feed line 22 of this embodiment corresponds to the bypass line 18 of the first embodiment as an action on the spacer 9.

そして、ラジェータ１３の出口（ロアタンク）に接続されたラジェータ送り管路１７は、サーモスタット弁１５を介して第２送水口１１に接続されている。冷却水の温度が設定下限値より低い場合は、サーモスタット弁１５は閉じたままであるため、ラジェータ１３から第２送水口１１に冷却水が流れることはなく、結果として、ラジェータ１３への冷却水の循環は行われない。すなわち、冷却水は機関本体とヒータ２０とを循環するだけであり、この状態では、冷却水は第１送水口１０かのみからシリンダブロック１のウォータジャケット６に流入し、スペーサ９は上昇状態に保持されている。   A radiator feed pipe 17 connected to the outlet (lower tank) of the radiator 13 is connected to the second water supply port 11 via a thermostat valve 15. When the temperature of the cooling water is lower than the set lower limit value, the thermostat valve 15 remains closed, so that the cooling water does not flow from the radiator 13 to the second water supply port 11, and as a result, the cooling water to the radiator 13 is There is no circulation. That is, the cooling water only circulates between the engine body and the heater 20. In this state, the cooling water flows into the water jacket 6 of the cylinder block 1 only from the first water supply port 10, and the spacer 9 is raised. Is retained.

冷却水の温度が設定下限値よりも高くなるとサーモスタット弁１５が開き初め、冷却水の温度がある程度の温度（設定上限値）に至ると、サーモスタット弁１５は開き切った状態になる。従って、冷却水の温度が設定下限値から設定上限値までの間の範囲では、冷却水はその温度に比例した量がラジェータ１３に循環し、冷却水の温度が設定上限値を超えると、冷却水の殆ど全量がラジェータ１３に循環する。   When the temperature of the cooling water becomes higher than the set lower limit value, the thermostat valve 15 starts to open, and when the temperature of the cooling water reaches a certain temperature (set upper limit value), the thermostat valve 15 is fully opened. Therefore, in the range where the temperature of the cooling water is between the set lower limit value and the set upper limit value, an amount proportional to the temperature of the cooling water circulates to the radiator 13, and if the temperature of the cooling water exceeds the set upper limit value, the cooling water Almost all of the water is circulated to the radiator 13.

従って、冷却水の温度が設定下限値と設定上限値との間にある状態では、冷却水は第１送水口１０と第２送水口１１との両方から吐出しており、両送水口１０，１１からの吐出両はサーモスタット弁１５の開度（冷却水の温度）に依存している。すなわち、冷却水の温度上昇が十分でなくて第１送水口１０からの吐出量が多い場合は、スペーサ９は上昇位置に保持され、冷却水の温度が相当に高くなって第２送水口１１からの吐出量が第１送水口１０からの吐出量よりも多くなると、第２送水口１１から吐出される冷却水の動圧が強くなるため、スペーサ９は下降位置に保持される。   Therefore, in a state where the temperature of the cooling water is between the set lower limit value and the set upper limit value, the cooling water is discharged from both the first water supply port 10 and the second water supply port 11, and both the water supply ports 10, Both discharges from 11 depend on the opening of the thermostat valve 15 (cooling water temperature). That is, when the temperature rise of the cooling water is not sufficient and the discharge amount from the first water supply port 10 is large, the spacer 9 is held at the raised position, and the temperature of the cooling water becomes considerably high and the second water supply port 11. When the discharge amount from the first water supply port 10 is larger than the discharge amount from the first water supply port 10, the dynamic pressure of the cooling water discharged from the second water supply port 11 increases, and the spacer 9 is held in the lowered position.

サーモスタット弁１５が開き切った状態でも第１送水口１０には僅かながら冷却水が流入するが、第２送水口１１に流入する冷却水の量に比べて僅かであるため、実質的には、第１送水口１０は閉じているのと同じ状態になっており、スペーサは下降位置に保持されている。なお、図４では、ウォータポンプ１４はシリンダブロック１の冷却水通路６はシリンダヘッド２の冷却水通路７との接続部に設けているが、冷却水通路６，７の始端部に設けたたり終端部に設けたりしてもよい。   Even when the thermostat valve 15 is fully opened, the cooling water slightly flows into the first water supply port 10, but is substantially smaller than the amount of cooling water flowing into the second water supply port 11. The first water supply port 10 is in the same state as being closed, and the spacer is held in the lowered position. In FIG. 4, the water pump 14 is provided with the cooling water passage 6 of the cylinder block 1 at the connection portion with the cooling water passage 7 of the cylinder head 2, but may be provided at the start end of the cooling water passages 6, 7. It may be provided at the end portion.

(3).第３〜４実施形態
次に、図５〜６に示す第３〜４実施形態を説明する。この実施形態では、スペーサ９は冷却液ジャケット２８に上下動自在に配置されている。そして、冷却液として、温度が高くなると比重が大きくなるものを使用している。例えば、６０℃を基準温度（Ｋ０）として、この基準温度Ｋ０のときに１．０３程度の比重があるものを使用する。他方、スペーサ９の比重は一定であり、基準温度Ｋ０における冷却液の比重（１．０３）と同じ比重に設定する。スペーサ９の比重は、例えば比重が相違する樹脂シートを積層し、材料シートの使用量を調節することで正確に設定できる。 (3). Third to Fourth Embodiments Next, third to fourth embodiments shown in FIGS. In this embodiment, the spacer 9 is disposed on the coolant jacket 28 so as to be movable up and down. As the cooling liquid, a liquid whose specific gravity increases as the temperature increases is used. For example, a reference temperature (K0) of 60 ° C. is used, and one having a specific gravity of about 1.03 at the reference temperature K0 is used. On the other hand, the specific gravity of the spacer 9 is constant and is set to the same specific gravity as the specific gravity (1.03) of the coolant at the reference temperature K0. The specific gravity of the spacer 9 can be accurately set, for example, by laminating resin sheets having different specific gravities and adjusting the amount of material sheet used.

この実施形態では、冷却液の温度が基準温度Ｋ０より低い低温域である場合は、スペーサ９の比重が冷却液の比重に対して小さいため、スペーサ９は図５（Ａ）のように上昇しており、このためシリンダブロック１の過冷却が防止される。他方、冷却液の温度が基準温度Ｋ０より高い高温域である場合は、スペーサ９の比重が冷却液の比重に対して大きくなるため、スペーサ９は図５（Ｂ）のように下降しており、このためシリンダブロック１はその上部が的確に冷却される。この実施形態では、冷却液の比重の変化を利用してスペーサ９を上下動させるものであるため、構造は極めてシンプルになる。   In this embodiment, when the temperature of the coolant is in a low temperature region lower than the reference temperature K0, the specific gravity of the spacer 9 is smaller than the specific gravity of the coolant, so that the spacer 9 rises as shown in FIG. Therefore, overcooling of the cylinder block 1 is prevented. On the other hand, when the temperature of the coolant is in a high temperature range higher than the reference temperature K0, the specific gravity of the spacer 9 is larger than the specific gravity of the coolant, and thus the spacer 9 is lowered as shown in FIG. Therefore, the upper portion of the cylinder block 1 is accurately cooled. In this embodiment, since the spacer 9 is moved up and down using a change in the specific gravity of the coolant, the structure becomes extremely simple.

スペーサ９を比重の違いだけで上下動させる構成では、例えば、スペーサ９が冷却液ジャケット２８の内面に当接することによる摩擦で上下動が不完全になることが懸念される。そこで、図６に示す第４実施形態では、冷却液の流入口２９を下降し切ったスペーサ９の上端部近傍に位置させると共に、スペーサ９の上部に、流入口２９に向いて突出した山形のガイド部３０を設けている。   In the configuration in which the spacer 9 is moved up and down only by the difference in specific gravity, for example, there is a concern that the vertical movement may be incomplete due to friction caused by the spacer 9 coming into contact with the inner surface of the coolant jacket 28. Therefore, in the fourth embodiment shown in FIG. 6, the coolant inlet 29 is positioned in the vicinity of the upper end of the spacer 9 that has been lowered, and the upper portion of the spacer 9 has a mountain shape protruding toward the inlet 29. A guide part 30 is provided.

ガイド部３０は冷却液の動圧でスペーサ９を上昇させたり下降させたりガイドするガイド手段の一例であり、上に行くほど流入口２９から遠ざかる上傾斜面３０ａと、上に行くほど流入口２９から遠ざかる下傾斜面３０ｂとを有している。ガイド部３０の頂点は流入口２９の下端近くに位置させるのが好ましい。   The guide part 30 is an example of a guide means for guiding the spacer 9 to be raised or lowered by the dynamic pressure of the coolant. The upper inclined surface 30a is further away from the inlet 29 as it goes up, and the inlet 29 as it goes up. And a lower inclined surface 30b moving away from the lower surface. The apex of the guide portion 30 is preferably located near the lower end of the inflow port 29.

この実施形態では、スペーサ９が下降し勝手（沈み勝手）になっていると、流入口２９から吐出された冷却液の動圧が上傾斜面３０ａに作用してスペーサ９は下向きに押され、その結果、スペーサ９は冷却液との比重差が僅かであっても下降位置に保持される。   In this embodiment, when the spacer 9 is lowered and is free (sinking), the dynamic pressure of the coolant discharged from the inflow port 29 acts on the upper inclined surface 30a and the spacer 9 is pushed downward. As a result, the spacer 9 is held at the lowered position even if the specific gravity difference with the coolant is slight.

逆に、スペーサ９の比重が冷却液より大きくなって上昇し勝手（浮き勝手）になっていると、流入口２９から吐出された冷却液の動圧が下傾斜面３０ｂに下方から作用してスペーサ９は上向きに押されるため、スペーサ９は冷却液との比重差が僅かであっても上昇位置に保持される。従って、冷却液の温度変化に対するスペーサ９の上下動の応答性を良くすることができる。   On the contrary, when the specific gravity of the spacer 9 is larger than that of the coolant and rises and becomes selfish (floating), the dynamic pressure of the coolant discharged from the inflow port 29 acts on the lower inclined surface 30b from below. Since the spacer 9 is pushed upward, the spacer 9 is held in the raised position even if the specific gravity difference with the coolant is slight. Therefore, the response of the vertical movement of the spacer 9 to the temperature change of the coolant can be improved.

本実施形態では冷却液に温度で比重が変化するものを使用したが、例えば冷却液として水を使用して、スペーサ９を温度によって比重が変化するものを使用することも可能である。具体的には、スペーサ９を、熱収縮性のある素材を採用し、他の素材と積層する等することで、６０℃程度で比重が１になるように設定しておくことで、約６０℃を境にして上昇したり下降したりさせることができる。   In this embodiment, a coolant whose specific gravity changes with temperature is used, but it is also possible to use, for example, water as the coolant and a spacer 9 whose specific gravity changes with temperature. Specifically, the spacer 9 is made of a heat-shrinkable material and laminated with other materials, so that the specific gravity becomes about 1 at about 60 ° C. It can be raised or lowered at the boundary of ℃.

本願発明は内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。   The present invention can be embodied in an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.

１ シリンダブロック
２ シリンダボア
３ シリンダヘッド
５ ピストン
６ 冷却液ジャケットの一例としてのウォータジャケット
７ シリンダヘッドの冷却液通路
９ スペーサ
１０ 送液制御手段の一部を構成する第１送水口（第１送液口）
１１ 送液制御手段の一部を構成する第２送水口（第２送液口）
１３ ラジェータ
１４ ウォータポンプ
１５ 送液制御手段の一部を構成するサーモスタット弁
１６ ラジェータ戻り管路
１７ ラジェータ送り管路
１８ バイパス通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 2 Cylinder bore 3 Cylinder head 5 Piston 6 Water jacket as an example of a coolant jacket 7 Cylinder head coolant passage 9 Spacer 10 1st water supply port (1st liquid supply port) which comprises a part of liquid supply control means )
11 Second water supply port (second liquid supply port) constituting a part of the liquid supply control means
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Radiator 14 Water pump 15 Thermostat valve which comprises a part of liquid feeding control means 16 Rajator return line 17 Rajta feed line 18 Bypass path

Claims (4)

ピストンが摺動するシリンダボアを設けたシリンダブロックと、前記シリンダボアを覆うようにして前記シリンダブロックの上面に固定されたシリンダヘッドとを有しており、前記シリンダブロックには前記シリンダボアを囲う上向き開口の冷却液ジャケットが形成されており、前記冷却液ジャケットに、冷却液の流れを制御するためのスペーサが上下動可能に嵌め入れられている構成であって、
前記冷却液の温度又は機関の温度が所定値よりも低い状態では前記冷却液をその動圧で前記スペーサが押し上げられるように流し、前記冷却液の温度又は機関の温度が所定値よりも高い状態では冷却液をその動圧で前記スペーサが押し下げられるように流す送液制御手段を設けている、
液冷式内燃機関。 A cylinder block provided with a cylinder bore through which a piston slides; and a cylinder head fixed to an upper surface of the cylinder block so as to cover the cylinder bore. The cylinder block has an upward opening surrounding the cylinder bore. A cooling liquid jacket is formed, and a spacer for controlling the flow of the cooling liquid is fitted into the cooling liquid jacket so as to be movable up and down,
In a state where the temperature of the coolant or the engine is lower than a predetermined value, the coolant is caused to flow so that the spacer is pushed up by the dynamic pressure, and the temperature of the coolant or the engine is higher than a predetermined value. Then, a liquid feed control means for flowing the coolant so that the spacer is pushed down by the dynamic pressure is provided.
Liquid-cooled internal combustion engine. 前記シリンダブロックの冷却液ジャケットは前記シリンダヘッドの冷却液通路に接続されており、冷却液がシリンダブロックの冷却液ジャケットとシリンダヘッドの冷却液通路とラジェータとを循環する基本構成であると共に、前記シリンダヘッドの冷却液通路から出た冷却液をラジェータに送らずにシリンダブロックの冷却液ジャケットに戻すバイパス通路を備えており、冷却液又は機関の温度に応じて前記バイパス通路に流れる量が制御されている一方、
前記シリンダブロックには、前記スペーサを押し上げるように冷却液を流すための第１送液口と、前記スペーサを押し下げるように冷却液を流すための第２送液口とが高さを変えて設けられており、前記第１送液口には前記バイパス通路から送液され、前記第２送液口には前記ラジェータを循環した冷却液が送液されるように設定されている、
請求項１に記載した液冷式内燃機関。 The cooling fluid jacket of the cylinder block is connected to the cooling fluid passage of the cylinder head, and the cooling fluid circulates through the cooling fluid jacket of the cylinder block, the cooling fluid passage of the cylinder head, and the radiator. A bypass passage is provided for returning the coolant discharged from the coolant passage of the cylinder head to the coolant jacket of the cylinder block without sending it to the radiator, and the amount of the coolant flowing through the bypass passage is controlled in accordance with the temperature of the coolant or the engine. While
The cylinder block is provided with a first liquid feed port for flowing a coolant so as to push up the spacer and a second liquid feed port for flowing a coolant so as to push down the spacer at different heights. The first liquid feeding port is fed from the bypass passage, and the second liquid feeding port is set so that the coolant circulating through the radiator is fed.
The liquid-cooled internal combustion engine according to claim 1. ピストンが摺動するシリンダボアを設けたシリンダブロックと、前記シリンダボアを覆うようにして前記シリンダブロックの上面に固定されたシリンダヘッドとを有しており、前記シリンダブロックには前記シリンダボアを囲う上向き開口の冷却液ジャケットが形成されており、前記冷却液ジャケットに、冷却液の流れを制御するためのスペーサが上下動可能に嵌め入れられている構成であって、
前記冷却液とスペーサとのうちいずれか一方は温度によって比重が変化するものが使用されており、前記シリンダブロックの上部を冷却する必要が生じる程度に冷却液が昇温した所定温度を基準にして、前記スペーサの比重と前記所定温度における冷却液の比重とを略同じに設定している、
液冷式内燃機関。 A cylinder block provided with a cylinder bore through which a piston slides; and a cylinder head fixed to an upper surface of the cylinder block so as to cover the cylinder bore. The cylinder block has an upward opening surrounding the cylinder bore. A cooling liquid jacket is formed, and a spacer for controlling the flow of the cooling liquid is fitted into the cooling liquid jacket so as to be movable up and down,
Any one of the coolant and the spacer is used whose specific gravity changes depending on the temperature, and the coolant is heated up to the extent that it is necessary to cool the upper part of the cylinder block. The specific gravity of the spacer and the specific gravity of the coolant at the predetermined temperature are set to be substantially the same.
Liquid-cooled internal combustion engine. 前記シリンダブロックに、冷却液を前記冷却液ジャケットに送る送液口が、下降し切った状態でのスペーサの上端部近傍に位置するように設けられている一方、前記スペーサの上端部のうち前記送液口と対向した部位に、下降し切った状態では前記送液口から吐出された冷却液を上向きに案内して、上昇し切った状態では冷却液の上昇動に対して抵抗として作用する略横向き山形のガイド部を設けている、
請求項３に記載した液冷式内燃機関。 The cylinder block is provided with a liquid feeding port for sending the cooling liquid to the cooling liquid jacket so as to be positioned in the vicinity of the upper end of the spacer in the fully lowered state. In a state where the liquid supply port is opposed to the liquid supply port, the cooling liquid discharged from the liquid supply port is guided upward, and in a state where the liquid supply port is fully lifted, it acts as a resistance to the upward movement of the cooling liquid. Provided with a substantially horizontal angled guide part,
The liquid-cooled internal combustion engine according to claim 3.

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