JP3175506B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

内燃機関の冷却装置

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JP3175506B2 JP28662094A JP28662094A JP3175506B2 JP 3175506 B2 JP3175506 B2 JP 3175506B2 JP 28662094 A JP28662094 A JP 28662094A JP 28662094 A JP28662094 A JP 28662094A JP 3175506 B2 JP3175506 B2 JP 3175506B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却装置に関
し、詳しくは、暖機運転時等においてシリンダブロック
のボア内壁温を高く設定できる水冷式の冷却装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の冷却装置としては、従来、図
に示すような構成のものがあった。図において、シ
リンダヘッド1において冷却水を循環させるウォーター
ジャケット2と、シリンダブロック3において冷却水を
循環させるウォータージャケット4とが、相互に連通さ
れてそれぞれ形成されている。
【0003】ウォーターポンプ5の吐出側はブロック側
のウォータージャケット4に接続され、ウォータージャ
ケット4に入った冷却水は、ウォータージャケット4を
通過した後ヘッド側のウォータージャケット2に入る。
【0004】ウォータージャケット2の出口には、サー
モスタットバルブ9が介装されており、該サーモスタッ
トバルブ9によって、ラジエータ6を介して冷却水を前
記ウォーターポンプ5に循環させる通路7と、前記ラジ
エータ6を迂回して冷却水を前記ウォーターポンプ5に
循環させる通路8との切り換えが行われる。
【0005】前記サーモスタットバルブ9は、冷却水温
度に感応して開閉動作するバルブであって、暖機時(冷
機時)には、図に示すように、通路7を閉じる一方通
路8を開くことにより冷却水のラジエータ6への循環を
断って、ラジエータ6を迂回して冷却水が循環するよう
にし、暖機を早めるようにする。
【0006】一方、暖機後は、図に示すように、通路
8を閉じる一方通路7を開くことにより、ウォータージ
ャケット4,2を通過した冷却水をラジエータ6に循環
させて、ラジエータ6による放熱を行わせる。
【0007】また、図に示す冷却装置では、シリンダ
ヘッド1側のウォータージャケット2と、シリンダブロ
ック3側のウォータージャケット4とが相互に独立に形
成され、ウォーターポンプ5の吐出側に対して両ウォー
タージャケット2,4が並列に接続される。
【0008】各ウォータージャケット2,4をそれぞれ
に通過した冷却水は合流し、ラジエータ6を介して、又
は、ラジエータ6を迂回してウォーターポンプ5に循環
される。前記ラジエータ6に対する循環・迂回は、ラジ
エータ6の出口とウォーターポンプ5との間に介装され
たサーモスタットバルブ9によって選択される。
【0009】また、シリンダブロック3側のウォーター
ジャケット4を通過した冷却水が、シリンダヘッド1側
のウォータージャケット2を通過した冷却水に合流する
合流部よりも上流側に、バルブ10が設けられている。
【0010】かかる構成により、暖機後においては、図
に示すように、各ウォータージャケット2,4それぞ
れに冷却水を通過させ、通過後の冷却水を合流させてラ
ジエータ6に循環して冷却水の放熱を図る。
【0011】一方、暖機時(冷機時)においては、サー
モスタットバルブ8によってラジエータ6の出口通路を
閉じる一方バイパス通路8を開くことで、各ウォーター
ジャケット2,4をそれぞれを通過して合流した冷却水
を、前記ラジエータ6を迂回してウォーターポンプ5に
循環させることができるようにしてある。
【0012】また、前記バルブ10を閉じると、図に示
すように、ウォータージャケット4における冷却水の通
過が堰き止められ、結果的に、シリンダヘッド1側のウ
ォータージャケット2のみで冷却水の循環が行われ、ブ
ロック側のウォータージャケット4においては冷却水が
滞留することになる。従って、前記バルブ10を機関負荷
や冷却水温度等に応じて選択的に閉じれば、ボア内壁温
をより高く設定できることになる。
【0013】更に、図に示す例では、相互に独立して
設けられたシリンダヘッド1側のウォータージャケット
2と、シリンダブロック3側のウォータージャケット4
とをそれぞれに通過した冷却水が合流して直接的にラジ
エータ6に循環される構成となっていると共に、前記合
流部の上流側でウォータージャケット2を通過した冷却
水をサーモスタットバルブ9に導く通路を備えている。
【0014】かかる構成により、暖機後は、サーモスタ
ットバルブ9の作用によって、ウォーターポンプ5から
吐き出された冷却水が2つのウォータージャケット2,
4をそれぞれに通過した後に合流してラジエータ6に導
かれて、再度ウォーターポンプ5によって循環される。
【0015】一方、暖機時(冷機時)には、ラジエータ
6に対する循環が停止され、ウォータージャケット4を
通過した冷却水の行き場がなくなり、ウォータージャケ
ット2を通過した冷却水のみがバイパス通路8を介して
ウォーターポンプ5に循環されるようになる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図に示す
構成の冷却装置では、ラジエータを迂回して冷却水を循
環させることによって暖機を早めることができるが、シ
リンダブロックのボア内壁温をより高く設定することが
できず、暖機時のフリクション低減が充分に得られない
という問題がある。
【0017】これに対し、図に示す構成の冷却装置で
は、図に示すように、暖機時にシリンダブロックに設
けられたウォータージャケットにおける冷却水の循環を
停止し、シリンダヘッド側のウォータージャケットにお
いてのみ冷却水を循環させることができるので、シリン
ダブロックのボア内壁温をより高く設定することがで
き、もって、暖機時のフリクション低減を図れるという
効果がある。
【0018】但し、図に示す構成では、前記シリンダ
ブロックに設けられたウォータージャケットにおける冷
却水の循環を停止させるためにサーモスタットバルブの
他にバルブを必要とするため、構造が複雑になり、ま
た、冷却装置のコストが高くなるという問題があった。
【0019】これに対し、図に示す構成では、別途バ
ルブを設けることなく、前記シリンダブロックに設けら
れたウォータージャケットにおける冷却水の循環を停止
させることができる。
【0020】しかしながら、図に示す構成では、ブロ
ック側のウォータージャケット4を通過した冷却水がバ
イパス通路8を介して循環される可能性があり、シリン
ダブロックに設けられたウォータージャケットにおける
冷却水の通過を完全に停止させることが難しく、高いブ
ロックボア内壁温を安定的に維持することが困難である
という問題があった。
【0021】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、暖機時に高いブロックボア内壁温を簡便な構成に
よって確実に維持できる冷却装置を提供することを目的
とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】そのため請求項1の発明
にかかる内燃機関の冷却装置は、内燃機関のシリンダヘ
ッド及びシリンダブロックに冷却水を循環させるウォー
タージャケットを相互に連通させてそれぞれ形成すると
共に、各ウォータージャケットにそれぞれ冷却水の出口
を形成する一方、ウォーターポンプの吐出側に対してシ
リンダヘッド側のウォータージャケットのみを接続し、
シリンダヘッド側のウォータージャケットの出口をラジ
エータを迂回して前記ウォーターポンプに接続させる第
1冷却水通路を形成する一方、シリンダブロック側のウ
ォータージャケットの出口を前記ラジエータを介して前
記ウォーターポンプに接続させる第2冷却水通路を形成
し、かつ、シリンダブロック側のウォータージャケット
の出口とラジエータの入口との間の前記第2冷却水通路
に介装され、前記第2冷却水通路を冷却水温度に応じて
開閉するバルブを備える構成とした。
【0023】請求項2の発明にかかる内燃機関の冷却装
置では、冷却水温度に感応して開閉するサーモスタット
バルブを前記バルブとして用いる構成とした。
【0024】請求項3の発明にかかる内燃機関の冷却装
置では、冷却水温度センサで検出される冷却水温度に基
づいて開閉制御される電磁バルブを前記バルブとして用
いる構成とした。
【0025】
【作用】請求項1の発明にかかる内燃機関の冷却装置に
よると、第2冷却水通路がバルブによって閉じられる
と、シリンダブロック側のウォータージャケットを通過
した冷却水が、ラジエータに入る前に堰き止められるか
ら、冷却水は、シリンダ側からブロック側に入り込むこ
となく、シリンダヘッド側のウォータージャケットの出
口からラジエータを迂回して循環される。一方、前記第
2冷却水通路が前記バルブによって開かれると、シリン
ダヘッド側のウォータージャケットを通過した後シリ
ンダブロック側のウォータージャケットに入った冷却水
が、ラジエータを介してウォーターポンプに循環される
ことになる。
【0026】請求項2の発明にかかる内燃機関の冷却装
置によると、サーモスタットバルブによって前記第2冷
却水通路が開閉される構成であるから、シリンダヘッド
側のウォータージャケットのみを通過させかつラジエー
タを迂回した冷却水の循環と、両ウォータージャケット
を通過させかつラジエータを介した冷却水の循環とが、
サーモスタットバルブが感知するブロック部における
却水温度に応じて切り換えられることになる。
【0027】請求項3の発明にかかる内燃機関の冷却装
置によると、冷却水通路の開閉が電気制御され、ブロッ
ク温度を高く設定するための冷却水流量の調整を高精度
に行える。
【0028】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1は、
本発明にかかる内燃機関の冷却装置の実施例を示すシス
テム構成図である。
【0029】この図1において、シリンダヘッド1にお
いて冷却水を循環させるウォータージャケット2と、シ
リンダブロック3において冷却水を循環させるウォータ
ージャケット4とがそれぞれ形成されており、前記ウォ
ータージャケット2,4は、連通孔3aによって相互に
連通される。
【0030】ヘッド側のウォータージャケット2に形成
された出口2aは、ラジエータ6を迂回してウォーター
ポンプ5の吸込側に冷却水通路11(第1冷却水通路)に
よって接続され、ウォーターポンプ5の吐出側はヘッド
側のウォータージャケット2にのみ接続される。
【0031】また、ブロック側のウォータージャケット
4に形成された出口4aは、ラジエータ6の入口側6a
に冷却水通路12を介して接続される。
【0032】ラジエータ6の出口側6bに接続される冷
却水通路13は、前記冷却水通路11と合流して前記ウォー
ターポンプ5の吸込側に接続される。尚、前記冷却水通
路12,13によって本実施例の第2冷却水通路が構成され
る。
【0033】また、ブロック側のウォータージャケット
4の出口4aと、ラジエータ6の入口6aとの間の冷却
水通路12に、サーモスタットバルブ14を介装してある。
前記サーモスタットバルブ14は、冷却水温度に感応し
て、冷却水通路12を低温時には閉じ、高温時には開くよ
うな開閉動作を行うものである。
【0034】図に示す構成では、暖機時で冷却水通路
12がサーモスタットバルブ14によって閉じられると、ブ
ロック側のウォータージャケット4に入り込んだ冷却水
の出口が堰き止められるため、冷却水はウォータージャ
ケット4を通過することができないと共に、ラジエータ
6における冷却水の循環も停止される。
【0035】そして、ヘッド側のウォータージャケット
2を通過した冷却水は、ウォータージャケット4に入り
込むことなく、冷却水通路11を介しラジエータ6を迂回
してウォーターポンプ5に循環される。
【0036】このとき、ブロック側のウォータージャケ
ット4内では、冷却水が循環されることなく滞留するこ
とになるから、ブロックのボア内壁温の昇温が早まり、
もって、暖機時のフリクションを低減できる。
【0037】一方、図に示す構成において、暖機後
は、冷却水通路12がサーモスタットバルブ14によって開
かれ、ヘッド側のウォータージャケット2からブロック
側のウォータージャケット4に入り込んだ冷却水が、ラ
ジエータ6を介してウォーターポンプ5に循環されるよ
うになる。
【0038】上記実施例では、サーモスタットバルブ14
が感知する水温がブロック側のウォータージャケット4
内の水温に近くなるので、ブロックのボア内壁温を適
に制御することが可能となる。
【0039】尚、図において、サーモスタットバルブ
14が閉状態でも微小流量を許容する***を設けておき、
閉状態においても僅かな冷却水の循環が行われる構成と
すれば、ブロック温度の検知をより正しく行わせること
が可能である。
【0040】また、図1に示す構成におけるサーモスタ
ットバルブ14を、水温の検出結果に基づいて制御され
る電磁バルブに置き換えても良く、水温の検出結果と目
標温度との比較に基づいて前記電磁バルブの開閉を制御
することで、ブロック側のウォータージャケット4を通
過する冷却水流量を細かく制御して、ブロックのボア内
壁温を高精度に調整することが可能である。
【0041】即ち、冷却水温度センサによる水温の検出
値が目標よりも高いときには(暖機後)、前記電磁バル
を開くことで、ブロック側のウォータージャケット4
を通過しラジエータ6を介してウォーターポンプ5に戻
る冷却水の循環を可能とし、冷却水がシリンダヘッド1
及びシリンダブロック3を冷却した後にラジエータ6で
放熱して再度ウォーターポンプ5によって循環されるよ
うにする。
【0042】一方、水温の検出値が目標よりも低いとき
には(暖機時)、前記電磁バルブを閉じることで、ブロ
ック側のウォータージャケット4からラジエータ6を介
してウォーターポンプ5に戻る冷却水経路を断ち、ブロ
ック側のウォータージャケット4において冷却水を滞留
させる一方、ヘッド側のウォータージャケット2につい
ては通過した冷却水を冷却水通路11を介しラジエータ6
を迂回してウォーターポンプ5に循環させる。
【0043】尚、前記電磁バルブは、リニアソレノイド
をデューティ制御することで開度調整されるバルブであ
っても良いし、また、単純なON・OFF制御バルブで
あっても良い。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明にか
かる内燃機関の冷却装置によると、暖機時にブロック側
のウォータージャケットにおける冷却水の通過を停止さ
せ、ブロックのボア内壁の昇温を早める制御が、簡便な
構成によって確実に行えると共に、ブロック側のウォー
タージャケットを通過した冷却水をラジエータに入る前
に堰き止める構成であるから、バルブとして構造の単純
なものを用いることができるという効果がある。
【0045】請求項2の発明にかかる内燃機関の冷却装
置によると、サーモスタットバルブにおける冷却水温度
の感知に基づいて冷却水の循環経路の切り換えを簡便に
行わせることができるという効果がある。
【0046】請求項3の発明にかかる内燃機関の冷却装
置によると、電磁バルブによる開閉制御によって、ブロ
ック温度を高く設定するための冷却水流量の調整を高精
度に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のシステム構成図。
【図2】従来の冷却装置を示すシステム構成図。
【図3】図2のシステムにおける暖機時の冷却水の流れ
を示す状態図。
【図4】図2のシステムにおける暖機後の冷却水の流れ
を示す状態図。
【図5】従来の冷却装置の他の例を示すシステム構成
図。
【図6】第5のシステムにおける暖機後の冷却水の流れ
を示す状態図。
【図7】図5のシステムにおける暖機時の冷却水の流れ
を示す状態図。
【図8】従来の冷却装置の他の例を示すシステム構成
図。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2 ウォータージャケット 3 シリンダブロック 4 ウォータージャケット 5 ウォーターポンプ 6 ラジエータ14 サーモスタットバルブ 11,12,13 冷却水通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01P 7/16 502 F01P 3/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関のシリンダヘッド及びシリンダブ
    ロックに冷却水を循環させるウォータージャケットを相
    互に連通させてそれぞれ形成すると共に、各ウォーター
    ジャケットにそれぞれ冷却水の出口を形成する一方、ウ
    ォーターポンプの吐出側に対してシリンダヘッド側のウ
    ォータージャケットのみを接続し、シリンダヘッド側の
    ウォータージャケットの出口をラジエータを迂回して前
    記ウォーターポンプに接続させる第1冷却水通路を形成
    する一方、シリンダブロック側のウォータージャケット
    の出口を前記ラジエータを介して前記ウォーターポンプ
    に接続させる第2冷却水通路を形成し、かつ、シリンダ
    ブロック側のウォータージャケットの出口とラジエータ
    の入口との間の前記第2冷却水通路に介装され、前記第
    2冷却水通路を冷却水温度に応じて開閉するバルブを備
    えたことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
  2. 【請求項2】前記バルブが、冷却水温度に感応して開閉
    するサーモスタットバルブであることを特徴とする請求
    項1記載の内燃機関の冷却装置。
  3. 【請求項3】前記バルブが、冷却水温度センサで検出さ
    れる冷却水温度に基づいて開閉制御される電磁バルブで
    あることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の冷却装
    置。
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