JP2998014B2 - 水冷式エンジンの冷却装置 - Google Patents
水冷式エンジンの冷却装置Info
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
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- F01P11/20—Indicating devices; Other safety devices concerning atmospheric freezing conditions, e.g. automatically draining or heating during frosty weather
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車エンジンの冷
間始動時に暖房性向上とスロットルボディー(Thro
ttle body)の氷結現象(Icing)を防止
する機能を兼備した水冷式エンジンの冷却装置に関す
る。
間始動時に暖房性向上とスロットルボディー(Thro
ttle body)の氷結現象(Icing)を防止
する機能を兼備した水冷式エンジンの冷却装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的に自動車の水冷式エンジンの冷却
装置は、図3に示したようにエンジン(100)を構成
するシリンダーブロック(101)とシリンダーヘッド
(102)に形成されたウオータージャケット(10
3)の入口側に装着されたウォーターポンプ(104)
のポンピング作動で冷却水が循環しながらエンジン(1
00)を冷却させるように構成されており、エンジンの
始動初期にはウオータージャケット(103)を循環す
る冷却水が適正温度(80℃内外)で可動されない状態
であるから水温調節装置(105)のサーモスタット
(Thermostat)(106)が冷却水をスロッ
トルボディー(107)側とヒーターコーア(108)
側に流れを誘導して前記スロットルボディーとヒーター
コーアを予熱するように構成されていて始動後一定時間
が経過して冷却水が適定温度に加熱された状態では前記
サーモスタット(106)が冷却水をラジエーター(1
09)側に流れるようにして加熱された冷却水が熱交換
作用で冷却されながらエンジンを循環するように構成さ
れていた。
装置は、図3に示したようにエンジン(100)を構成
するシリンダーブロック(101)とシリンダーヘッド
(102)に形成されたウオータージャケット(10
3)の入口側に装着されたウォーターポンプ(104)
のポンピング作動で冷却水が循環しながらエンジン(1
00)を冷却させるように構成されており、エンジンの
始動初期にはウオータージャケット(103)を循環す
る冷却水が適正温度(80℃内外)で可動されない状態
であるから水温調節装置(105)のサーモスタット
(Thermostat)(106)が冷却水をスロッ
トルボディー(107)側とヒーターコーア(108)
側に流れを誘導して前記スロットルボディーとヒーター
コーアを予熱するように構成されていて始動後一定時間
が経過して冷却水が適定温度に加熱された状態では前記
サーモスタット(106)が冷却水をラジエーター(1
09)側に流れるようにして加熱された冷却水が熱交換
作用で冷却されながらエンジンを循環するように構成さ
れていた。
【0003】然るに従来技術においてはスロットルボデ
ィーとヒーターコーアの予熱手段が冷却水の熱源だけに
依存しているのでエンジンの冷却水が加熱されていない
状態での冷間始動時には予熱效果を期待する事ができな
い問題点があり,又冷間始動時スロットルボディーが予
熱されていない状態であるからエンジンに冷たい空気を
供給するようになり燃焼效率の低下現象をもたらす問題
点と暖房性が低下する問題点がありこのような問題点等
は酷寒期には特に顕著である。
ィーとヒーターコーアの予熱手段が冷却水の熱源だけに
依存しているのでエンジンの冷却水が加熱されていない
状態での冷間始動時には予熱效果を期待する事ができな
い問題点があり,又冷間始動時スロットルボディーが予
熱されていない状態であるからエンジンに冷たい空気を
供給するようになり燃焼效率の低下現象をもたらす問題
点と暖房性が低下する問題点がありこのような問題点等
は酷寒期には特に顕著である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術での問題点に鑑み、スロットルボディーとヒーターコ
ーアの予熱手段を冷却水の熱源だけに依存しないでエン
ジンから排出される高温の排気ガスの熱源を利用する手
段として酷寒期の冷間始動時に暖房性能の向上と共にス
ロットルボディーの氷結現象(Icing)を防止して
燃焼效率の向上をもたらすエンジンの冷却装置を提供す
ることにある。
術での問題点に鑑み、スロットルボディーとヒーターコ
ーアの予熱手段を冷却水の熱源だけに依存しないでエン
ジンから排出される高温の排気ガスの熱源を利用する手
段として酷寒期の冷間始動時に暖房性能の向上と共にス
ロットルボディーの氷結現象(Icing)を防止して
燃焼效率の向上をもたらすエンジンの冷却装置を提供す
ることにある。
【0005】
【発明を解決するための手段】本発明は前記の目的を逹
成するため、シリンダーヘッドのウォータージャケット
の入口側にはウォーターポンプを出口側にはサーモスタ
ットが装着された水温調節装置を装設し、前記水温調節
装置にはスロットルボディーとヒーターコーアーで冷却
水を供給する。第1冷却水供給ラインとラジエーターと
連結される第2冷却水供給ランイを設け、ウォーターポ
ンプの第1冷却水回収ラインと第2冷却水回収ラインは
スロットルボディーとヒーターコーアに連結され第3冷
却水回収ラインはラジエーターに連結され前記シリンダ
ーヘッドの吸気マニホルド反対側に装着された排気マニ
ホルドの排気ラインに触媒装置と消音器を装設するにお
いて前記水温調節装置に流入される冷却水の水温を感知
して制御ユニット(Electric control
unit)に信号を発する水温感知センサーと;前記
第1冷却水供給ライン上に連結されスロットルボディー
とヒーターコーアーに冷却水を供給する第1排出ライン
と第2排出ラインが設けられる第1ハウジングと;前記
排気ラインに装着され排気ガスの流れを切換する切換弁
が装設された排気ガス流れ調節装置と;前記排気ガス流
れ調節装置に連結されたバイパスラインに装設されEC
Uに開閉作動が制御されるゾレノイド弁と;前記バイパ
スラインが連結される流入口と排気ラインに排気ガスを
排出させる排出ラインが連結される排出口が形成され前
記第1ハウジングとの間に排気通路が形成するように第
1 ハウジングを覆いかぶせた第2ハウジングと;及び
前記第1ハウジングを通過する冷却水を第2ハウジング
を通過する排気カスで加熱するようにした加熱装置と;
で構成され冷間始動時に冷却水を排気ガスの熱源で加熱
する手段を提供するに特徴がある。
成するため、シリンダーヘッドのウォータージャケット
の入口側にはウォーターポンプを出口側にはサーモスタ
ットが装着された水温調節装置を装設し、前記水温調節
装置にはスロットルボディーとヒーターコーアーで冷却
水を供給する。第1冷却水供給ラインとラジエーターと
連結される第2冷却水供給ランイを設け、ウォーターポ
ンプの第1冷却水回収ラインと第2冷却水回収ラインは
スロットルボディーとヒーターコーアに連結され第3冷
却水回収ラインはラジエーターに連結され前記シリンダ
ーヘッドの吸気マニホルド反対側に装着された排気マニ
ホルドの排気ラインに触媒装置と消音器を装設するにお
いて前記水温調節装置に流入される冷却水の水温を感知
して制御ユニット(Electric control
unit)に信号を発する水温感知センサーと;前記
第1冷却水供給ライン上に連結されスロットルボディー
とヒーターコーアーに冷却水を供給する第1排出ライン
と第2排出ラインが設けられる第1ハウジングと;前記
排気ラインに装着され排気ガスの流れを切換する切換弁
が装設された排気ガス流れ調節装置と;前記排気ガス流
れ調節装置に連結されたバイパスラインに装設されEC
Uに開閉作動が制御されるゾレノイド弁と;前記バイパ
スラインが連結される流入口と排気ラインに排気ガスを
排出させる排出ラインが連結される排出口が形成され前
記第1ハウジングとの間に排気通路が形成するように第
1 ハウジングを覆いかぶせた第2ハウジングと;及び
前記第1ハウジングを通過する冷却水を第2ハウジング
を通過する排気カスで加熱するようにした加熱装置と;
で構成され冷間始動時に冷却水を排気ガスの熱源で加熱
する手段を提供するに特徴がある。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
参照し詳述する。図1は本発明の冷却装置の系統図であ
る。図2は本発明の一要部である加熱装置の詳細断面図
であって、図面において、(1)はシリンダーブロック
と組立てられると同時にウォータージャケットが形成さ
れたシリンターヘッドであり該シリンダーヘッド(1)
の入口側にはウォーターポンプ(2)が出口側にはサー
モスタット(3)が装着された水温調節装置(4)が装
着されている。
参照し詳述する。図1は本発明の冷却装置の系統図であ
る。図2は本発明の一要部である加熱装置の詳細断面図
であって、図面において、(1)はシリンダーブロック
と組立てられると同時にウォータージャケットが形成さ
れたシリンターヘッドであり該シリンダーヘッド(1)
の入口側にはウォーターポンプ(2)が出口側にはサー
モスタット(3)が装着された水温調節装置(4)が装
着されている。
【0007】前記水温調節装置(4)にはスロットルボ
ディー(5)とヒーターコーア(6)で冷却水を供給す
る第1冷却水供給ライン(7)と、ラジエーター(8)
へ冷却水を循環させる第2冷却水供給ライン(9)が連
結されており、又、前記スロットルボディー(5)とヒ
ーターコーア(6)各各には第1及び第2冷却水回収ラ
イン(10)(11)がウォーターポンプ(2)と連結
されている。又前記ラジエーター(8)側の第3冷却水
回収ライン(12)もウォーターポンプ(2)に連結さ
れている。前記第1冷却水供給ライン(7)には第1ハ
ウジング(131)と第2ハウジング(132)が一つ
の装置で構成された加熱装置(13)を装設し、前記加
熱装置(13)の第2ハウジングは第1ハウジングを覆
いかぶせるし、排気通路(133)が形成されるように
組立てている。
ディー(5)とヒーターコーア(6)で冷却水を供給す
る第1冷却水供給ライン(7)と、ラジエーター(8)
へ冷却水を循環させる第2冷却水供給ライン(9)が連
結されており、又、前記スロットルボディー(5)とヒ
ーターコーア(6)各各には第1及び第2冷却水回収ラ
イン(10)(11)がウォーターポンプ(2)と連結
されている。又前記ラジエーター(8)側の第3冷却水
回収ライン(12)もウォーターポンプ(2)に連結さ
れている。前記第1冷却水供給ライン(7)には第1ハ
ウジング(131)と第2ハウジング(132)が一つ
の装置で構成された加熱装置(13)を装設し、前記加
熱装置(13)の第2ハウジングは第1ハウジングを覆
いかぶせるし、排気通路(133)が形成されるように
組立てている。
【0008】前記第1ハウジング(131)には第1冷
却水供給ライン(7)と連結される流入口(134)
と、スロットルボディー(5)及びヒーターコーア
(6)に連結される流出口(135)(136)が設け
られ第2ハウジング(132)にも排気ガスの流出入の
為の流入口(137)と排出口(138)が設けられて
いる。
却水供給ライン(7)と連結される流入口(134)
と、スロットルボディー(5)及びヒーターコーア
(6)に連結される流出口(135)(136)が設け
られ第2ハウジング(132)にも排気ガスの流出入の
為の流入口(137)と排出口(138)が設けられて
いる。
【0009】又、シリンダーヘッド(1)に空気を供給
する吸気マニホルド(14)と排気ガスを排出させる排
気マニホルド(15)が装着され、前記マニホルド(1
5)の排気ライン(16)には触媒装置(17)と消音
器(18)が装設され前記排気マニホルド(15)と触
媒装置(17)間には切換弁(19)が装設された排気
ガス流れ調節装置(20)を設けて排気ガスをバイパス
ライン(21)を介して加熱装置(13)の第2 ハウ
ジング(132)に供給することが出来るようにした。
する吸気マニホルド(14)と排気ガスを排出させる排
気マニホルド(15)が装着され、前記マニホルド(1
5)の排気ライン(16)には触媒装置(17)と消音
器(18)が装設され前記排気マニホルド(15)と触
媒装置(17)間には切換弁(19)が装設された排気
ガス流れ調節装置(20)を設けて排気ガスをバイパス
ライン(21)を介して加熱装置(13)の第2 ハウ
ジング(132)に供給することが出来るようにした。
【0010】一方、エンジンの冷間始動時に冷却水の温
度を感知してECUに発する水温感知センサー(22)
が水温調節装置(14)に装設されていて、又、水温信
号を受けたECUは排気ライン(16)とバイパスライ
ン(21)上に装設されている排気ガス流れ調節装置
(20)とゾレノイド弁(23)を制御する事が出来る
ように構成されている。この様な構成原理で成る本発明
の作用を説明する。
度を感知してECUに発する水温感知センサー(22)
が水温調節装置(14)に装設されていて、又、水温信
号を受けたECUは排気ライン(16)とバイパスライ
ン(21)上に装設されている排気ガス流れ調節装置
(20)とゾレノイド弁(23)を制御する事が出来る
ように構成されている。この様な構成原理で成る本発明
の作用を説明する。
【0011】エンジンの始動初期即ち冷却始動時には冷
却水が加熱されていない状態であるからウォーターポン
プ(2)ポンピングの作動でシリンダーヘッド(1)の
出口側に循環される冷却水の水温を感知してサーモスタ
ット(3)の弁が第1冷却水供給ライン(7)へ開くよ
うになり冷却水は第1冷却水供給ライン(7)へ循環し
ながら加熱装置(13)の第1ハウジング(131)を
循環するようになり、この時と同時に第1冷却水供給ラ
イン(7)側に循環される冷却水の温度を水温感知セン
サー(22)が感知してECUに信号を発すればECU
では排気ガス流れ調節装置ウォーターポンプ(2)とゾ
レノイド弁(23)に出力信号を送り切換弁(19)を
作動させ排気ガスをバイパスライン(21)へ流れるよ
うにすると同時にゾレノイド弁に(23)を開放作動さ
せるようになって(図1参照)排気マニホルド(15)
より排出される高温の排気ガスはバイパスライン(2
1)を介して加熱装置(13)の第2ハウジング(13
2)に流入され排気通路(133)を通じて排出口(1
38)に排出される過程で第1ハウジング(131)を
加熱するようになる。
却水が加熱されていない状態であるからウォーターポン
プ(2)ポンピングの作動でシリンダーヘッド(1)の
出口側に循環される冷却水の水温を感知してサーモスタ
ット(3)の弁が第1冷却水供給ライン(7)へ開くよ
うになり冷却水は第1冷却水供給ライン(7)へ循環し
ながら加熱装置(13)の第1ハウジング(131)を
循環するようになり、この時と同時に第1冷却水供給ラ
イン(7)側に循環される冷却水の温度を水温感知セン
サー(22)が感知してECUに信号を発すればECU
では排気ガス流れ調節装置ウォーターポンプ(2)とゾ
レノイド弁(23)に出力信号を送り切換弁(19)を
作動させ排気ガスをバイパスライン(21)へ流れるよ
うにすると同時にゾレノイド弁に(23)を開放作動さ
せるようになって(図1参照)排気マニホルド(15)
より排出される高温の排気ガスはバイパスライン(2
1)を介して加熱装置(13)の第2ハウジング(13
2)に流入され排気通路(133)を通じて排出口(1
38)に排出される過程で第1ハウジング(131)を
加熱するようになる。
【0012】前記の如く加熱装置(13)の排気通路
(133)を通過する排気ガスが第1ハウジング(13
1)の加熱効果を高める為に第1ハウジング(131)
を螺旋状に構成させて排気ガスの流れを遅延させると共
に第1ハウジングの内・外部を通過する冷却水と排気ガ
スとの接触面積を広めて排気ガスの熱源が冷却水を速や
かに加熱させるようになる。
(133)を通過する排気ガスが第1ハウジング(13
1)の加熱効果を高める為に第1ハウジング(131)
を螺旋状に構成させて排気ガスの流れを遅延させると共
に第1ハウジングの内・外部を通過する冷却水と排気ガ
スとの接触面積を広めて排気ガスの熱源が冷却水を速や
かに加熱させるようになる。
【0013】従って冷却始動時に加熱装置(13)のサ
ーモスタット(3)の作動により第1ハウジング(13
1)を通過する冷却水は第1及び第2ハウジング(13
1)(132)間に螺旋状の流れ空間が確保された排気
通路(133)へ流入される高温の排気ガスと熱交換作
用で加熱されスロットルボディー(5)とヒーターコー
ア(6)を通過した後第1 及び第2冷却水回収ライン
(10)(11)を経てウォーターポンプ(2)で循環
するものであり、このように加熱装置(13)により加
熱された冷却水はスロットルボディー(5)とヒーター
コーア(6)を連結させる作用をすることにより冷間始
動時にもスロットルボディー(5)は充分に予熱された
空気を燃焼室に供給することにより燃焼效率が増加する
のでありヒーターコーア(6)も暖房效果が向上される
のである。
ーモスタット(3)の作動により第1ハウジング(13
1)を通過する冷却水は第1及び第2ハウジング(13
1)(132)間に螺旋状の流れ空間が確保された排気
通路(133)へ流入される高温の排気ガスと熱交換作
用で加熱されスロットルボディー(5)とヒーターコー
ア(6)を通過した後第1 及び第2冷却水回収ライン
(10)(11)を経てウォーターポンプ(2)で循環
するものであり、このように加熱装置(13)により加
熱された冷却水はスロットルボディー(5)とヒーター
コーア(6)を連結させる作用をすることにより冷間始
動時にもスロットルボディー(5)は充分に予熱された
空気を燃焼室に供給することにより燃焼效率が増加する
のでありヒーターコーア(6)も暖房效果が向上される
のである。
【0014】一方シリンダーヘッド(1)を循環する冷
却水が適正温度に至ればサーモスタット(3)が作動し
て出口に流出される冷却水を第2冷却水供給ライン
(9)に循環させるようになり、此の時に冷却水温度を
感知した水温感知センサー(22)の信号を接したEC
Uは排気ガス流れ調節装置(20)の切換弁(19)が
バイパスライン(21)を閉鎖するように作動させると
共にゾレノイド弁(23)を閉鎖作動させ排気マニホル
ド(15)で排出される排気ガスは排気ライン(16)
を介して触媒装置(17)へ流れるようになるのであ
り、エンジンの冷間始動後には加熱装置(13)には冷
却水と排気ガスが流れるようになる。
却水が適正温度に至ればサーモスタット(3)が作動し
て出口に流出される冷却水を第2冷却水供給ライン
(9)に循環させるようになり、此の時に冷却水温度を
感知した水温感知センサー(22)の信号を接したEC
Uは排気ガス流れ調節装置(20)の切換弁(19)が
バイパスライン(21)を閉鎖するように作動させると
共にゾレノイド弁(23)を閉鎖作動させ排気マニホル
ド(15)で排出される排気ガスは排気ライン(16)
を介して触媒装置(17)へ流れるようになるのであ
り、エンジンの冷間始動後には加熱装置(13)には冷
却水と排気ガスが流れるようになる。
【0015】
【発明の効果】前記の如く本発明によれば、エンジンの
始動初期で冷間始動時の場合には冷却水を加熱装置に循
環させると同時に、排気マニホルドで排出される高温の
排気ガスが加熱装置を加熱しながら排出するようにする
手段でシリンダーブロックとシリンダーヘッドを循環す
る冷却水がより速い時間内に適正温度に上昇するように
してエンジンのウォーミングアップ(Warming
up)時間を短縮させる效果があり、又、加熱装置によ
って加熱された冷却水がスロットルボディーとヒーター
コーアを予熱するようにして燃焼効率と暖房性を向上さ
せる效果を奏して、エンジンの全般的な性能向上と共に
燃比向上及び始動初期直後のエンジントラブル発生を最
小化させる特徴があるものである。
始動初期で冷間始動時の場合には冷却水を加熱装置に循
環させると同時に、排気マニホルドで排出される高温の
排気ガスが加熱装置を加熱しながら排出するようにする
手段でシリンダーブロックとシリンダーヘッドを循環す
る冷却水がより速い時間内に適正温度に上昇するように
してエンジンのウォーミングアップ(Warming
up)時間を短縮させる效果があり、又、加熱装置によ
って加熱された冷却水がスロットルボディーとヒーター
コーアを予熱するようにして燃焼効率と暖房性を向上さ
せる效果を奏して、エンジンの全般的な性能向上と共に
燃比向上及び始動初期直後のエンジントラブル発生を最
小化させる特徴があるものである。
【図1】本発明の冷却装置の系統図である。
【図2】本発明の一要部である加熱装置の要部を示す断
面図である。
面図である。
【図3】従来技術の冷却装置の系統図である。
1 シリンダーヘッド 2 ウオーターポンプ 3 サーモスタット 4 水温調節装置 5 スロットルボディー 6 ヒーターコーア 7 第1冷却水供給ライン 8 ラジエーター 9 第2冷却水供給ライン 10 第1冷却水回収ライン 11 第2冷却水回収ライン 12 第3冷却水回収ライン 13 加熱装置 14 吸気マニホルド 15 排気マニホルド 16 排気ライン 17 触媒装置 18 消音器 19 切換弁 20 排気ガス流れ調節装置 21 バイパスライン 22 水温感知センサー 23 ゾレノイド弁 131 第1ハウジング 132 第2ハウジング 133 排気通路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01P 7/16 502 F01P 7/16 502M F02M 15/02 F02M 15/02 B E F02N 17/04 F02N 17/04 A
Claims (4)
- 【請求項1】 シリンダーヘッドのウォータージャケッ
トの入口側にはウォーターポンプが、出口側にはサーモ
スタットが装着された水温調節装置を装着し、前記水温
調節装置にはスロットルボディーとヒーターコーアで冷
却水を供給する第1冷却水供給ラインとラジーエーター
と連結される第2冷却水供給ラインを設置し、前記ウォ
ーターポンプの第1冷却水回収ラインと第2冷却水回収
ラインはスロットルボディーとヒーターコーアに連結
し、第3冷却水回収ラインはラジエータに連結され、 前記シリンダーヘッドの吸気マニホールド反対側に装着
された排気マニホールドの排気ラインに触媒装置と消音
機を装設する水冷式エンジンの冷却装置において、 前記水温調節装置に流入される冷却水の水温を感知して
制御ユニットに信号を送る水温感知センサーと;前記第
1冷却水供給ライン上に連結されスロットルボディーと
ヒーターコーアで冷却水を供給する第1排出ラインと第
2排出ラインが設けられる第1ハウジングと;前記排出
ラインに装着され排出ガスの流れを転換する転換弁が装
着された排気ガス流れ調節装置と;前記排気ガス流れ調
節装置に連結されたバイパスラインに装設されECUに
より開閉作動が制御されるゾレノイド弁と;前記バイパ
スラインが連結される流入口と排気ラインに排気ガスを
排出させる排出ラインが連結される排出口が形成され前
記第1ハウジングの間に排気通路が形成されるように第
1ハウジングを覆いがぶせている第2ハウジングと;及
び前記第1ハウジングを通過する冷却水を第2ハウジン
グを通過する排気ガスで加熱するようにする加熱装置
と;で構成された冷間時同時冷却水を排気ガスの熱源で
加熱する事を特徴とする水冷式エンジンの冷却装置。 - 【請求項2】 前記排気ラインとバイパスラインに装設
された排気ガス流れ調節装置の切換弁とゾレノイド弁は
水温感知センサーによりECUが制御することが出来る
ように構成した事を特徴とする請求項1記載の水冷式エ
ンジンの冷却装置。 - 【請求項3】 前記加熱装置の第1ハウジングを通過す
る冷却水はバイパスラインを介して第2ハウジングに流
入され排気通路を介し排出される排気ガスの熱源によっ
て加熱されスロットルボディとヒーターコーアを予熱す
るように構成したことを特徴とする請求項1記載の水冷
式エンジンの冷却装置。 - 【請求項4】 前記加熱装置の第1ハウジングは螺旋状
にて形成される事を特徴とする請求項1記載の水冷式エ
ンジンの冷却装置。
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- 1997-08-22 DE DE19736606A patent/DE19736606A1/de not_active Withdrawn
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