JPH0364620A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の冷却装置に関し、特に、ヒータ性
能、機関冷却性能及びラジェータ性能を最適に保つため
の各部への冷却水流量の分配技術に関する。

〈従来の技術〉 従来の内燃機関の冷却装置として、例えば第４図に示す
ようなものがある（時開５Ｂ−１８５１３号公報等参照
）。

このものは、ウォータポンプ２１の人口部２１ａと出口
部２１ｂとの間に該ウォータポンプ２１から吐出した冷
却水の一部を戻すように構成したバイパス通路２２を設
け、このバイパス通路２２に機関の負荷に応じて動作す
るバイパス弁２３を介装して、低・中負荷時にはバイパ
ス弁２３を開いて冷却水温を高め、高負荷時にはバイパ
ス弁２３を閉じて冷却性能を向上するようにしたもので
ある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述のような従来の冷却装置にあっては
、低・中負荷時にはバイパス弁２３を開いて冷却水の一
部をバイパスさせることにより、冷却水循環量を少なく
して、燃焼ガスからの熱量がシリンダ壁２４や燃焼室壁
を介して冷却水に奪われるのを抑制する構成であるため
、ヒータが必要な低水温時に冷却水循環量が少なくなり
、機関での回収熱量が確保できず、又、ヒータへの循環
流量も少なくなってヒータ性能が悪化するという問題点
がある。

又、耐熱条件下でのアイドル時には、低負荷であっても
ラジェータ性能が要求されるため、ラジェータ循環量は
むしろ多くする必要があり、これが実行されない従来例
のものは、ラジェータ性能に問題を生じる。

更に、従来例のものでは、高負荷時に機関とラジェータ
とに冷却水の大流量が流れるため、ウォータポンプ２１
の駆動損失が大きいという問題点もある。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、ヒ
ータ、機関及びラジェータの各部への冷却水の分配構造
の改良を図らで、ヒータ性能、機関冷却性能及びラジェ
ータ性能を最適に保つようにした内燃機関の冷却装置を
提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明の内燃機関の冷却装置は、燃焼室周囲
にウォータジャケットを配設し、ウォータポンプにより
該ウォータジャケット内及びラジェータ間に冷却水の循
環を行わせるように構成された内燃機関の冷却装置にお
いて、前記ウォータポンプ出口部と前記ラジェータ入口
部とを繋ぐエンジンバイパス通路と、該通路に介装され
る開閉手段とを設けると共に、外気温検出手段と、エン
ジン冷却水温検出手段と、該外気温検出手段並びにエン
ジン冷却水温検出手段から出力される検出信号に基づい
て前記開閉手段を開閉制御する制御手段とを設けた構成
とする。

〈作用〉 かかる構成においては、エンジンバイパス通路を外気温
並びに冷却水温に基づいて制御される開閉手段で開閉切
換することにより、始動直後はエンジン循環量を小とし
て、壁温の立ち上がりを速くし、ある程度温度上昇した
らヒータが必要となるＷＩＭｉでエンジン循環量を大と
して、エンジンからの回収熱量及びヒータ循環量を大と
することにより、ヒータ性能を確保でき、ヒータを使用
しない領域では、冷却水をエンジンをバイパスさせて流
すことにより、ラジェータ循環量を確保しつつ、ポンプ
駆動損失を低下することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、エンジン１の燃焼室２周囲に設けられ
たうオークジャケット３内に冷却水を満たし、該冷却水
をウォータポンプ４によってエンジン１及びラジェータ
５間に循環させる構成は従来と同様である。

前記ラジェータ５の出口部５ａとエンジン１の入口部６
間には、サーモスタット７が介装されており、かつエン
ジン出口部（図示せず）から該サーモスタット７に至る
ラジェータバイパス通路８が設けられ、エンジン冷却水
の低温時には該冷却水がラジェータ５をバイパスしてエ
ンジン入口部６へと至るように構成されている。又、図
示しないヒータコアへは、ウォータポンプ４の出口部近
辺のヒータ取出口９からエンジン入口部６へと至る配管
１５を使用して冷却水を循環供給するように構成されて
いる。

ここで、本発明の特徴的構成は次のようである。

即ち、前記ウォータポンプ４の出口部と前記ラジェータ
５の入口部５ｂとを繋ぐエンジンバイパス通路１１が設
けられている。このエンジンバイパス通路１１には、該
通路１１を開閉する開閉手段としての電磁開閉弁等から
なるバイパス弁１゜が介装されている。このバイパス弁
１０は、外気温検出手段としての外気温センサ１２並び
にエンジン冷却水温検出手段としての冷却水温センサ１
３から出力される検出信号に基づいて制御手段としての
コントロールユニット１４により開閉制御される。

次に、以上の構成の作用について説明する。

ラジェータ５及びエンジン１への冷却水の循環流量の制
御は、下記の表に示すようになされることが理想である
。

上記の表から明らかなように、エンジン冷却水温が高い
場合には、ラジェータ５へ冷却水を大流量循環させてラ
ジェータ５の放熱性能を確保し、それ以外では冷却水を
循環させず、燃費の向上を図るようにする（これは、従
来よりサーモスタット７の機能により実行されている）
。

一方、エンジンｌの循環量は、ヒータを使用しない場合
、ラジェータ循環量程は流量を必要とせず低流量でよい
。これは、第２図のグラフから明らかなように、エンジ
ンｌの循環量を半分まで絞ってもシリンダライナ壁温上
昇は少なく、よって、ウォータポンプ４の駆動損失を少
なくするため低流量に抑えるのが好ましいからである。

しかし、ヒータを使用する場合（外気温が低い場合）は
、エンジン１からの回収熱量及びヒータ循環量を確保す
るための大流量が必要となる。

本発明においては、上述したエンジンバイパス通路１１
をこの通路１１に介装されたバイパス弁１０で開閉制御
することにより、上記のエンジンｌの循環量に係わる課
題を達成するようにしている。

即ち、エンジン冷却水温が高い場合は、サーモスタット
７によりラジェータ５へ循環させ（Ｂ経路）、低〜中温
では、ラジェータ５をバイパスさせる（Ａ経路）一方、
外気温を外気温センサ１２で、エンジン冷却水温を水温
センサ１３で、夫々検知し、外気が低温でかつエンジン
冷却水温が低い条件では、バイパス弁１０を開いてエン
ジン循環量を減少させ、燃焼室壁温を上昇させる（第１
図（ａ））。暖機が進んで燃焼室壁温がある程度まで上
昇したならば、冷却水温センサ１３でこれを検出して（
例えば５０°Ｃ）、バイパス弁１０を閉しく第１図中）
）、エンジン循環量を増大させ、燃焼室２から冷却水に
回収される熱量を多くすると共に、ヒータコアにおける
冷却水循環量を確保し、ヒータ性能を向上させる。

ここで、上記バイパス弁１０の開閉切換を行う必要性に
ついて説明する。

第３図に示すように、ウォータジャケット循環量が小さ
いと、燃焼室２壁から冷却水へ逃げる熱量が少ないため
壁温の立ち上がりが速い。しかし、壁温がある程度上昇
してしまうと、壁温と水温の差は伝熱量に略比例したも
のとなるため、壁温の時間に対する変化は水温のそれに
相似となる。

一方、ウォータジャケット３における循環量が小さいた
め、冷却水へ回収される熱量は少なく、水温の立ち上が
りは遅い。即ち、循環量の大小で比較すると、冷却水温
は循環量大の方が常に高く、壁温は始動直後には循環置
市の方が高いが、水温差が拡がるに従って逆転し、循環
量大の方が高くなる（サーモスタット７が開いて、同一
水温となれば再び逆転して、循環置市の方が壁温高くな
る。）よって、始動直後の低冷却水温時にはエンジン１
への循環量を少なくし、温度が上昇してきたら大循環量
としてヒータ性能を確保する必要があることが判る。

以上の構成によると、ウォータポンプ４の出口部からラ
ジェータ５の入口部５ｂに至るエンジンバイパス通路１
１を設け、この通路１１を外気温並びに冷却水温に基づ
いて制御されるバイパス弁１０で開閉切換するようにし
たから、始動直後はエンジン循環量を小として、壁温の
立ち上がりを速くし、ある程度温度上昇したらヒータが
必要となる領域でエンジン循環量を大として、エンジン
１からの回収熱量及びヒータ循環量を大とすることによ
り、ヒータ性能を確保でき、ヒータを使用しない領域で
は、冷却水をエンジンをバイパスさせて流すことにより
、ラジェータ循環量を確保しつつ、ポンプ駆動損失を低
下することができるという利点を有する。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係る内燃機関の冷却装置
によると、ウォータポンプの出口部からラジェータ入口
部に至るエンジンバイパス通路ト、この通路を外気温並
びに冷却水温に基づいて開閉制御するバイパス弁とを備
えるようにして、ヒータ、機関及びラジェータへの冷却
水分配構造の改良を図ることにより、ヒータ性能、機関
冷却性能及びラジェータ性能等を最適に保つことができ
る有用性大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の冷却装置の一実施例を
示す断面図で、（ａ）はバイパス弁開状態を、（ｂ）は
閉状態を夫々示す図、第２図はエンジン循環ｉｔとシリ
ンダライナ壁温との関係を示すグラフ、第３図はウォー
タジャケット循環量の大小に関連した時間に対する水温
と燃焼室壁温の変化状態を表すグラフ、第４図は従来の
冷却装置を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃焼室周囲にウォータジャケットを配設し、ウォータ
   ポンプにより該ウォータジャケット内及びラジエータ間
   に冷却水の循環を行わせるように構成された内燃機関の
   冷却装置において、前記ウォータポンプ出口部と前記ラ
   ジエータ入口部とを繋ぐエンジンバイパス通路と、該通
   路に介装される開閉手段とを設けると共に、外気温検出
   手段と、エンジン冷却水温検出手段と、該外気温検出手
   段並びにエンジン冷却水温検出手段から出力される検出
   信号に基づいて前記開閉手段を開閉制御する制御手段と
   を設けたことを特徴とする内燃機関の冷却装置。