JP2844956B2 - Internal combustion engine cooling system - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の冷却装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】シリンダのまわりに冷却水を循環させる
ウォータジャケットを備える冷却装置として、従来例え
ば実開昭６０−１０２４２２号公報で開示されたものが
あった。2. Description of the Related Art As a cooling device provided with a water jacket for circulating cooling water around a cylinder, there has been a device disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-102422.

【０００３】これは、シリンダブロック側ウォータジャ
ケットと、シリンダヘッド側ウォータジャケットとに対
応してそれぞれ備えられる２つのサーモスタットバルブ
により冷却水の流れを調節するもので、シリンダブロッ
ク側ウォータジャケットの水温を、シリンダヘッド側ウ
ォータジャケットの水温よりも高く設定して、燃焼室ま
わりで十分な冷却性能を確保するとともに、シリンダま
わりの冷却が過剰となることを防止するようになってい
る。In this method, the flow of cooling water is adjusted by two thermostat valves provided for a water jacket on the cylinder block side and a water jacket on the cylinder head side. By setting the water temperature higher than the water temperature of the water jacket on the cylinder head side, sufficient cooling performance around the combustion chamber is ensured, and excessive cooling around the cylinder is prevented.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、シリンダまわりのウォータジ
ャケットに冷却水が常に充満しているため、機関の冷間
時にシリンダの温度が上昇するのに多くの時間がかか
り、冷間時に排出される未燃焼ＨＣ量が増大し、この点
で改善の余地があった。However, in such a conventional apparatus, since the water jacket around the cylinder is always filled with the cooling water, the temperature of the cylinder rises when the engine is cold. It takes a lot of time, and the amount of unburned HC discharged during the cold period increases, and there is room for improvement in this respect.

【０００５】本発明は上記の点に着目し、シリンダの冷
却性能を改善することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to improve the cooling performance of a cylinder.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダブロ
ックのシリンダの周囲に冷却水を循環させるウォータジ
ャケットを備える内燃機関の冷却装置において、前記ウ
ォータジャケットの底面を仕切る隔壁と、この隔壁をシ
リンダ軸方向に移動する駆動手段と、シリンダの上部の
壁温を検出する温度センサと、シリンダの下部の壁温を
検出する温度センサとを設け、設定温度の範囲において
各温度センサで検出した温度に基づいて温度差を縮小さ
せるように隔壁の位置を調節する制御手段を設けた。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a cylinder blower.
In a cooling device for an internal combustion engine having a water jacket for circulating cooling water around a cylinder of a cylinder, a partition partitioning a bottom surface of the water jacket, driving means for moving the partition in a cylinder axial direction, and an upper portion of the cylinder.
A temperature sensor that detects the wall temperature and a wall temperature at the bottom of the cylinder
Provide a temperature sensor to detect
The temperature difference is reduced based on the temperature detected by each temperature sensor.
A control means for adjusting the position of the partition wall so as to perform the adjustment is provided .

【０００７】[0007]

【作用】暖機後はウォータジャケットの隔壁の位置をシ
リンダの温度分布状態に応じて連続的に調節することに
より、シリンダの温度分布を適正にしてボア変形を抑制
し、オイル消費等を低減できる。また、冷間時は隔壁を
ウォータジャケットの最上部に移動して、シリンダの周
囲から完全に冷却水を排除させれば、シリンダの温度上
昇を促して未燃焼ＨＣの排出量を低減できる。 [Action] After warming up, check the position of the partition on the water jacket.
To continuously adjust according to the temperature distribution of the Linda
More appropriate cylinder temperature distribution to suppress bore deformation
Thus, oil consumption and the like can be reduced. In addition, when cold,
Move to the top of the water jacket and
If the cooling water is completely removed from the enclosure,
As a result, the amount of unburned HC discharged can be reduced.

【０００８】ウォータジャケットの隔壁が上昇した状態
では、シリンダの上部の狭い範囲でのみ冷却水が循環す
ることにより、シリンダから冷却水への放熱を抑制す
る。When the partition wall of the water jacket is raised, the cooling water circulates only in a narrow area above the cylinder, thereby suppressing heat radiation from the cylinder to the cooling water.

【０００９】ウォータジャケットの隔壁が降下した状態
では、シリンダまわりの広い範囲で冷却水が循環し、シ
リンダから冷却水への放熱が促される。 [0009] The state where the partition of the water jacket is lowered
Circulates cooling water over a wide area around the cylinder,
Heat release from the cylinder to the cooling water is promoted.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００１１】図１，図２，図３に示すように、４気筒機
関に備えられるシリンダブロック１はシリンダ１１と外
壁１２の間にウォータジャケット２が形成される。ウォ
ータジャケット２は各シリンダ１１の側方に沿って形成
され、シリンダブロック１は各シリンダ１１間が互いに
接合するサイアミーズタイプとなっている。なお、図中
３７はピストン、３８は吸気ポート、３９は排気ポート
である。As shown in FIGS. 1, 2 , and 3, a water jacket 2 is formed between a cylinder 11 and an outer wall 12 of a cylinder block 1 provided in a four-cylinder engine. The water jacket 2 is formed along the side of each cylinder 11, and the cylinder block 1 is of the Siamese type in which the cylinders 11 are joined to each other. In the figure, reference numeral 37 denotes a piston, 38 denotes an intake port, and 39 denotes an exhaust port.

【００１２】ウォータポンプ３１はラジエータ３３で冷
却された冷却水と、バイパス通路３６を介してラジエー
タ３３をう回した冷却水をサーモスタットバルブ３４を
介して吸入し、シリンダブロック１のウォータジャケッ
ト２の前端から送り込み、ウォータジャケット２を循環
してシリンダ１１の熱を奪った冷却水が連通穴３５を通
ってシリンダヘッド３０のウォータジャケット３２に流
入した後、ウォータジャケット３２を循環して燃焼室ま
わりの熱を奪った冷却水がウォータジャケット３２の後
端から流出し、ラジエータ３３とバイパス通路３６とに
分流して再びウォータポンプ３１に吸入されるようにな
っている。The water pump 31 sucks in the cooling water cooled by the radiator 33 and the cooling water circulating through the radiator 33 through the bypass passage 36 through the thermostat valve 34, and the front end of the water jacket 2 of the cylinder block 1. After cooling water that has taken heat from the cylinder 11 by circulating through the water jacket 2 flows into the water jacket 32 of the cylinder head 30 through the communication hole 35, the cooling water circulates through the water jacket 32 and heats around the combustion chamber. The cooling water that has taken the water flows out from the rear end of the water jacket 32, branches into the radiator 33 and the bypass passage 36, and is sucked into the water pump 31 again.

【００１３】ウォータジャケット２の底部位置を可変と
するために、ウォータジャケット２には底面を仕切る隔
壁３がシリンダ軸方向に摺動自在に設けられる。隔壁３
はコの字形断面に形成され、その上側にウォータジャケ
ット２を画成する一方、その下側に伸縮可能なベローズ
４を介して空気室５が画成される。空気圧通路６は空気
室５に対して電磁弁７と８を介して大気圧と空気圧タン
ク９から加圧空気とを選択的に導入し、空気室５の圧力
を調節することにより、ベローズ４を伸縮させて隔壁３
を上下に移動するようになっている。これらにより、隔
壁３をシリンダ軸方向に移動する駆動手段が構成され
る。In order to make the bottom position of the water jacket 2 variable, the water jacket 2 is provided with a partition 3 for partitioning the bottom surface so as to be slidable in the cylinder axis direction. Partition wall 3
Is formed in a U-shaped cross section and defines a water jacket 2 on an upper side thereof, and an air chamber 5 is defined on a lower side thereof via an extendable bellows 4. The pneumatic passage 6 selectively introduces the atmospheric pressure and pressurized air from the pneumatic tank 9 to the air chamber 5 through solenoid valves 7 and 8, and adjusts the pressure of the air chamber 5 so that the bellows 4 is moved. Expand and contract, partition 3
To move up and down. With these, a driving means for moving the partition wall 3 in the cylinder axis direction is configured.

【００１４】空気圧タンク９はコンプレッサ２１からの
加圧空気が一方向弁２２を介して供給され、圧力調整弁
２３を介してその内圧が所定値以下に規制される。The pneumatic tank 9 is supplied with pressurized air from a compressor 21 via a one-way valve 22, and its internal pressure is regulated to a predetermined value or less via a pressure regulating valve 23.

【００１５】空気圧通路６はベローズ４に接続してシリ
ンダブロック１の外壁１２を貫通する筒状コネクタ２４
と、このコネクタ２４に嵌合する配管２５等から構成さ
れる。シリンダブロック１とこれにコネクタ２４を締結
するナット２６の間にはシールワッシャ２７が介装され
ている。The pneumatic passage 6 is connected to the bellows 4 and has a cylindrical connector 24 penetrating the outer wall 12 of the cylinder block 1.
And a pipe 25 fitted to the connector 24. A seal washer 27 is interposed between the cylinder block 1 and a nut 26 for fastening the connector 24 thereto.

【００１６】機関の温度状態を検出する手段として、シ
リンダ１１の上下壁温を検出する２つの壁温センサ６
１，６２が設けられる。また、ウォータジャケット２の
隔壁３の位置を調節する制御手段として、空気圧通路６
の各電磁弁７，８を開閉制御するコントロールユニット
６０が設けられる。このコントロールユニット６０は各
壁温センサ６１、６２の検出信号Ｔａ、Ｔｂと、機関の
ＳＴＡＲＴ信号ＳＴＡＲＴ．ＳＷと、機関の回転数信号
Ｎｅ、さらに機関負荷として吸気負圧信号をそれぞれ入
力し、これらに基づいて、隔壁３の位置を適正に制御す
るように、各電磁弁７，８に出力する。 As means for detecting the temperature state of the engine, a system
Two wall temperature sensors 6 for detecting the upper and lower wall temperatures of the Linda 11
1, 62 are provided. In addition, of water jacket 2
As a control means for adjusting the position of the partition 3, the air pressure passage 6
Control unit that controls the opening and closing of each solenoid valve 7, 8
60 are provided. This control unit 60
The detection signals Ta and Tb of the wall temperature sensors 61 and 62 and the engine
START signal START. SW and engine speed signal
Ne and an intake negative pressure signal as engine load
And properly control the position of the partition 3 based on these.
Output to each of the solenoid valves 7 and 8 as described above.

【００１７】ここで、コントールユニット６０における
制御動作を図４のフローチャートを参照しながら説明す
る。 Here, in the control unit 60,
The control operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
You.

【００１８】まずステップ７１でＳＴＡＲＴ．ＳＷがＯ
Ｎとなったクランキング時を判定し、ステップ７２，７
３でシリンダ１１の上部壁温Ｔａが設定温度（例えば７
０゜Ｃ）以下と判定された場合、ステップ７４に進んで
電磁弁８を所定時間通電して空気室５に加圧空気を導入
し、図５に示すように隔壁３をウォータジャケット２の
最上部まで上昇させる。 First, at step 71, START. SW is O
Steps 72 and 7 are determined when the cranking time becomes N.
3, the upper wall temperature Ta of the cylinder 11 is set to a set temperature (for example, 7
0 ゜ C), the process proceeds to step 74 if
The solenoid valve 8 is energized for a predetermined time to introduce pressurized air into the air chamber 5
Then, as shown in FIG.
Raise to the top.

【００１９】これにより、ウォータジャケット２からほ
とんどの冷却水が排出され、シリンダ１１から冷却水へ
の放熱がなくなるので、シリンダ１１を速やかに昇温さ
せられる。この結果、冷間時における燃焼性を改善して
未燃焼ＨＣの排出量を低減できる。 As a result, the water jacket 2
Most of the cooling water is discharged from the cylinder 11 to the cooling water.
The cylinder 11 is quickly heated
Can be done. As a result, the flammability during cold
The emission of unburned HC can be reduced.

【００２０】ステップ７５で回転数Ｎｅが１０００ｒｐ
ｍを越えた場合か、あるいはステッ プ７１，７６でＳＴ
ＡＲＴ．ＳＷがＯＦＦとなった後に、回転数Ｎｅが設定
値（例えば５００ｒｐｍ）を越えたことが確認された場
合は、ステップ７７でフラッグＦを０に戻し、ステップ
７８でシリンダ１１の上部壁温Ｔａが設定温度８０゜Ｃ
から１２０゜Ｃの範囲にあるか否かを判定し、１２０゜
Ｃ以上の場合はステップ８１に進んで電磁弁７を所定時
間通電して圧力室５に大気圧を導入し、図３に示すよう
に隔壁３をウォータジャケット２の最下部まで下降させ
る。これにより、冷却水がシリンダ１１まわりの広い範
囲で循環し、シリンダ１１から冷却水への放熱が促進さ
れる。 In step 75, the rotation speed Ne is 1000 rpm
whether the case was beyond the m, or ST in Step 71, 76
ART. Rotation speed Ne is set after SW is turned off
Value (e.g., 500 rpm)
The flag F is reset to 0 in step 77,
At 78, the upper wall temperature Ta of the cylinder 11 is set to 80 ° C.
Is determined to be in the range of 120 ° C. to 120 ° C.
If not less than C, proceed to step 81 and set the solenoid valve 7
And the atmospheric pressure is introduced into the pressure chamber 5 as shown in FIG.
Then lower the partition wall 3 to the bottom of the water jacket 2
You. This allows the cooling water to flow over a wide area around the cylinder 11.
Circulates in the surroundings to promote heat radiation from the cylinder 11 to the cooling water.
It is.

【００２１】ステップ７８でシリンダ１１の上部壁温Ｔ
ａが設定温度８０゜Ｃから１２０゜Ｃの範囲にあると判
定された場合は、ステップ７９に進んでシリンダ１１の
上下壁温の温度差ΔＴが設定温度（例えば３０゜Ｃ）以
下か否かを判定し、設定温度より温度差ΔＴが大きい場
合、ステップ８０で負荷が高いか否かを判定し、負荷が
低い場合はステップ８１に進んで電磁弁７を所定時間通
電して圧力室５に大気圧を導入し、隔壁３を下降させる
一方、負荷が高い場合はステップ８２に進んで電磁弁８
に所定時間通電して隔壁３を上昇させる。 In step 78, the upper wall temperature T of the cylinder 11
a is within the set temperature range of 80 ° C to 120 ° C.
If it has been determined, the routine proceeds to step 79, where the cylinder 11
The temperature difference ΔT between the upper and lower wall temperatures is equal to or less than a set temperature (for example, 30 ° C.)
It is determined whether the temperature difference is lower than the set temperature.
If the load is high, it is determined in step 80 whether the load is high.
If it is low, the routine proceeds to step 81, where the solenoid valve 7 is turned on for a predetermined time.
To introduce atmospheric pressure into the pressure chamber 5 and lower the partition 3
On the other hand, if the load is high, the routine proceeds to step 82, where the solenoid valve 8
Is supplied with electricity for a predetermined time to raise the partition wall 3.

【００２２】また、ステップ７６で回転数Ｎｅが設定値
（例えば５００ｒｐｍ）を越えない場合は機関の停止ま
たは完爆しないものと見なしてスタートへ戻る。 In step 76, the rotational speed Ne is set to a set value.
(For example, 500 rpm) until the engine stops.
Or return to the start, assuming that there will be no complete explosion.

【００２３】なお、コンプレッサー２１は機関運転中に
所定時間作動させてタンク９に蓄圧する。 The compressor 21 is operated during engine operation.
It is operated for a predetermined time to accumulate pressure in the tank 9.

【００２４】このようにして隔壁３の位置を可変制御す
ることにより、図６に示すように、シリンダ１１の上下
壁温差が小さくなる。この結果、シリンダ１１の変形を
少なくして、オイル消費や燃焼ガスの吹き抜けを防止で
きる。 In this way, the position of the partition 3 is variably controlled.
As a result, as shown in FIG.
The wall temperature difference becomes smaller. As a result, the deformation of the cylinder 11
Reduce oil consumption and prevent combustion gas blow-through
Wear.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、シリンダ
ブロックのシリンダの周囲に冷却水を循環させるウォー
タジャケットを備える内燃機関の冷却装置において、前
記ウォータジャケットの底面を仕切る隔壁と、この隔壁
をシリンダ軸方向に移動する駆動手段と、シリンダの上
部の壁温を検出する温度センサと、シリンダの下部の壁
温を検出する温度センサとを設け、設定温度の範囲にお
いて各温度センサで検出した温度に基づいて温度差を縮
小させるように隔壁の位置を調節する制御手段を設けた
ため、暖機後の設定温度の範囲では冷却度合に応じて微
細に隔壁を上下させて冷却水温度を制御して、シリンダ
のボア変形を抑制し、オイル消費や燃費を改善すること
ができる。また、設定温度以下である冷間時では隔壁を
最上部まで動かしてシリンダの温度上昇を促して未燃焼
ＨＣの排出量を低減させ、設定温度以上である高温時で
は隔壁を最下部まで動かして冷却を促進させることがで
きる。 As described above, the present invention provides a cylinder
In the cooling system for an internal combustion engine having a water jacket for circulating cooling water around the block of cylinders, the partition wall for partitioning the bottom of the water jacket, and driving means for moving the partition walls to the cylinder axis direction, on the cylinder
Temperature sensor that detects the wall temperature of the section, and the lower wall of the cylinder
Provide a temperature sensor to detect temperature, and
The temperature difference based on the temperature detected by each temperature sensor.
A control means for adjusting the position of the partition wall so as to make it smaller is provided.
Therefore, in the range of the set temperature after warm-up,
The cooling water temperature is controlled by moving the partition up and down
To reduce oil bore and fuel consumption
Can be. When the temperature is lower than the set temperature, the partition
Move to the top to promote cylinder temperature rise and not burn
Reduces the amount of HC emission, and at high temperatures above the set temperature
Can move the bulkhead to the bottom to promote cooling.
Wear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】同じくシリンダブロックの斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of the cylinder block.

【図３】同じく機関の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the engine.

【図４】同じく制御内容を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing control contents.

【図５】同じく機関の縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the engine.

【図６】シリンダの温度分布を示す線図である。 FIG. 6 is a diagram showing a temperature distribution of a cylinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ シリンダブロック ２ ウォータジャケット ３ 隔壁 ５ 空気室 ６ 空気圧通路 ７ 電磁弁 ８ 電磁弁 ９ 空気圧タンク １１ シリンダ６０ コントロールユニット ６１ 壁温センサ ６２ 壁温センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 2 Water jacket 3 Partition wall 5 Air chamber 6 Air pressure passage 7 Solenoid valve 8 Solenoid valve 9 Pneumatic tank 11 Cylinder 60 Control unit 61 Wall temperature sensor 62 Wall temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭64−51723（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−120031（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−118328（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01P 3/02 F01P 7/16 505 F02F 1/10──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References Japanese Utility Model Showa 64-51723 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 61-120031 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 63-118328 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. ⁶ , DB name) F01P 3/02 F01P 7/16 505 F02F 1/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】シリンダブロックのシリンダの周囲に冷却
水を循環させるウォータジャケットを備える内燃機関の
冷却装置において、前記ウォータジャケットの底面を仕
切る隔壁と、この隔壁をシリンダ軸方向に移動する駆動
手段と、シリンダの上部の壁温を検出する温度センサ
と、シリンダの下部の壁温を検出する温度センサとを設
け、設定温度の範囲において各温度センサで検出した温
度に基づいて温度差を縮小させるように隔壁の位置を調
節する制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の冷
却装置。1. A cooling system for an internal combustion engine having a water jacket for circulating cooling water around a cylinder of a cylinder block , comprising: a partition partitioning a bottom surface of the water jacket; and drive means for moving the partition in a cylinder axial direction. , Temperature sensor to detect the wall temperature at the top of the cylinder
And a temperature sensor that detects the wall temperature at the bottom of the cylinder
The temperature detected by each temperature sensor within the set temperature range
Adjust the position of the bulkhead to reduce the temperature difference based on the temperature.
A cooling device for an internal combustion engine, comprising a control means for reducing the temperature.