JPH0660731U - エンジン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ高負荷状態時におけるキャビテーショ
ン現象の発生防止と、ポンプ低負荷状態時における冷却
性能を向上させる。 【構成】 ラジエータ３と、ラジエータ３通過後のエン
ジン冷却水をエンジン５に導く第１冷却水路１１と、エ
ンジン５内を通過したエンジン冷却水をラジエータ３に
導く第２冷却水路１２と、第１冷却水路１１の途中に介
在され、エンジン冷却水をエンジン５に向けて圧送する
ウォータポンプ１０と、第２冷却水路１２と第１冷却水
路１１の上流側水路１１ａとを接続し、エンジン５を冷
却して高温高圧となったエンジン冷却水の一部を上流側
水路１１ａに導くバイパス水路１４とを備えると共に、
このバイパス水路１４の途中に介在され、ウォータポン
プ１０の低負荷状態時にはこのバイパス水路１４を閉塞
する圧力弁１８を具備するエンジン冷却装置１である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両に搭載されるエンジン冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、車両に搭載されるエンジン冷却装置として、ラジエータ通過後のエンジ ン冷却水をエンジンに導く第１冷却水路と、エンジン内を循環したエンジン冷却 水をラジエータに導く第２冷却水路と、第１冷却水路の途中に介在され、ラジエ ータ通過後のエンジン冷却水をエンジンに向けて圧送するウォータポンプと、第 ２冷却水路内のエンジン冷却水を第１冷却水路のウォータポンプ上流側に導くバ イパス水路とを備えたものがある。

【０００３】 一般に、エンジンの高速運転時には、エンジンから奪う熱量が増加してエンジ ン冷却水は高温になり、また、ウォータポンプの吐水量が増加してエンジン冷却 水の流速は増加する。従って、この場合、エンジン内を循環したエンジン冷却水 は、高圧になる。一方、エンジンが高速運転されてウォータポンプが高負荷状態 になると、そのポンプ吸込部が負圧となり、キャビテーション現象発生のおそれ がある。

【０００４】 このエンジン冷却装置では、エンジン通過後のエンジン冷却水の一部（例えば 、約５％）が、常時、バイパス水路を介して第１冷却水路のポンプ上流側に直接 流れ込む。従って、第２冷却水路内の水圧の一部を第１冷却水路内のポンプ上流 側に供給することができ、ウォータポンプが高負荷状態になった場合においても 、そのポンプ吸込部が負圧になることを防止でき、キャビテーション現象の発生 に起因するウォータポンプ吐水性能の悪化を防止できる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、エンジンが低速運転され、ウォータポンプが低負荷状態にある場合 には、ウォータポンプの吐水量は比較的少なく、ポンプ吸込部の圧力減少量も比 較的小さい。このため、ウォータポンプが低負荷状態にある場合には、キャビテ ーション現象の発生を考慮する必要はなく、冷却性能向上の見地より、冷却水の 低温化を図ることが好ましい。

【０００６】 しかしながら、上記従来のエンジン冷却装置においては、ウォータポンプの負 荷状態とは無関係に、エンジン内を循環して高温高圧となったエンジン冷却水の 一部を、常時、バイパス水路を介して第１冷却水路のポンプ上流側に導いている 。このため、エンジンを冷却するエンジン冷却水の高温化を招き、特に、ウォー タポンプの低負荷状態時においては、却って冷却性能が悪化するとの問題があっ た。

【０００７】 本考案は、上述の問題点を解決するためになされたもので、ポンプ高負荷状態 時におけるキャビテーション現象の発生防止と、ポンプ低負荷状態時における冷 却性能の向上を図ることができるエンジン冷却装置を提供することを目的とする 。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案によれば、ラジエータと、ラジエータ通過後 のエンジン冷却液をエンジンに導く第１冷却液路と、エンジン内を通過したエン ジン冷却液をラジエータに導く第２冷却液路と、第１冷却液路の途中に介在され 、エンジン冷却液をエンジンに向けて圧送するポンプと、第２冷却液路と第１冷 却液路のポンプ上流側とを接続し、エンジンを冷却して高温高圧となったエンジ ン冷却液の一部を第１冷却液路のポンプ上流側に導くバイパス液路とを備えるエ ンジン冷却装置において、バイパス液路の途中に介在され、ポンプの低負荷状態 時にはこのバイパス液路を閉塞する開閉弁を具備して構成したものである。

【０００９】

【作用】

ポンプが低負荷状態にある場合、その吐出量は比較的少なく、ポンプ吸込部の 圧力減少量は比較的小さい。この場合には、開閉弁がバイパス液路を閉塞し、第 ２冷却液路内の高温高圧の冷却液が、ラジエータを迂回して第１冷却液路内のポ ンプ上流側に流入するのを防止する。

【００１０】 一方、ポンプが高負荷状態にある場合、その吐出量は増大し、ポンプ吸込部の 圧力が大きく減少する。この場合、エンジン内を循環して高温高圧となったエン ジン冷却液の一部が、バイパス液路を介して第１冷却液路のポンプ上流側に直接 導かれ、ポンプ吸込部が負圧になるのを防止する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。 図１は、本考案を適用したエンジン冷却装置の一実施例を示す概略構成図であ る。エンジン冷却装置１は、ラジエータ３、冷却水路１１，１２、バイパス水路 １３〜１５、ウォータポンプ１０及び圧力弁１８等より構成されている。

【００１２】 ラジエータ３の冷却水流出口３ａから延びる第１冷却水路１１は、エンジン５ の冷却水流入口５ａに接続されており、ラジエータ３通過後のエンジン冷却水を エンジン５に導く。この第１冷却水路１１の途中には、ラジエータ３からエンジ ン５に向けてエンジン冷却水を圧送するウォータポンプ１０が介在されており、 当該ウォータポンプ１０の吸入口１０ａは第１冷却水路１１の上流側水路１１ａ に、吐出口１０ｂは下流側水路１１ｂにそれぞれ接続されている。

【００１３】 このウォータポンプ１０は、例えば、インペラを有する遠心ポンプで、エンジ ン５により駆動される。従って、エンジン５が低速運転されている場合、ウォー タポンプ１０は低速回転されて低負荷状態となる。この状態では、ウォータポン プ１０の吐水量は小であり、吸入口１０ａ付近での圧力減少量は比較的少なく、 エンジン冷却水の循環速度は比較的遅い。また、この状態では、エンジン冷却水 がエンジン５から奪う熱量は比較的少なく、エンジン冷却水はそれほど高温にな らない。従って、ウォータポンプ１０が低負荷状態にある場合には、エンジン５ を通過したエンジン冷却水は、比較的低圧である。

【００１４】 一方、エンジン５が高速運転されている場合、ウォータポンプ１０は高速で回 転されて高負荷状態となる。この状態では、ウォータポンプ１０の吐水量は増大 し、吸入口１０ａ付近の圧力は大きく減少し、エンジン冷却水の循環速度は比較 的速い。また、この状態では、エンジン冷却水がエンジン５から奪う熱量が増加 し、エンジン冷却水は高温になる。従って、ウォータポンプ１０が高負荷状態に ある場合には、エンジン５を通過したエンジン冷却水は高圧である。

【００１５】 つまり、エンジン５通過後のエンジン冷却水の圧力が比較的小さい場合、及び 、ウォータポンプ１０の吸入口１０ａ付近の圧力が比較的高い場合には、ウォー タポンプ１０は低負荷状態にあり、逆に、エンジン５通過後のエンジン冷却水の 圧力が比較的大きい場合、及び、ウォータポンプ１０の吸入口１０ａ付近の圧力 が低い場合には、ウォータポンプ１０は高負荷状態にあると考えられる。

【００１６】 なお、第１冷却水路１１の上流側水路１１ａには、バイパス水路１５の下流端 が接続されている。 エンジン５の冷却水流出口５ｂから延びる第２冷却水路１２は、ラジエータ３ の冷却水流入口３ｂに接続されており、エンジン５内を循環したエンジン冷却水 をラジエータ３に導く。この第２冷却水路１２の途中には、サーモスタット２０ が介在されている。

【００１７】 サーモスタット２０は、３箇所にポート２０ａ〜２０ｃを有しており、流入ポ ート２０ａには第２冷却水路１２の上流側水路１２ａが、第１流出ポート２０ｂ には第２冷却水路１２の下流側水路１２ｂが、第２流出ポート２０ｃにはバイパ ス水路１３がそれぞれ接続されている。このバイパス水路１３は、詳しくは後述 するバイパス水路１４と合流しながらバイパス水路１５の上流端に接続されてい る。

【００１８】 このサーモスタット２０は、エンジン５内を通過したエンジン冷却水の温度が 比較的低い場合には第１流出ポート２０ｂを閉じる一方、第２流出ポート２０ｃ を開けている。従って、この場合には、エンジン冷却水をバイパス水路１３に流 入させ、ラジエータ３を迂回させる。そして、エンジン冷却水の温度が上昇し所 定温度に達すると、サーモスタット２０は第１流出ポート２０ｂを開き始める一 方、第２流出ポート２０ｃを閉じ始める。従って、エンジン冷却水の一部が下流 側水路１２ｂに流入し始め、ラジエータ３を通過し始める。

【００１９】 さらに、エンジン冷却水の温度上昇に伴い、第１流出ポート２０ｂの開口面積 は増加し、第２流出ポート２０ｃの開口面積は減少する。このため、ラジエータ ３を循環するエンジン冷却水の量は、徐々に増加する。そして、エンジン冷却水 の温度が十分に高温になると、サーモスタット２０は第１流出ポート２０ｂを完 全に開く一方、第２流出ポート２０ｃを完全に閉じる。

【００２０】 また、第２冷却水路１２の上流側水路１２ａの途中からは、バイパス水路１４ が分岐し延出している。このバイパス水路１４の下流端は、バイパス水路１５の 上流端に接続されている。 バイパス水路１４の途中には、圧力弁１８が介在されており、圧力弁１８の流 入ポート１８ａにはバイパス水路１４の上流側水路１４ａが、流出ポート１８ｂ にはバイパス水路１４の下流側水路１４ｂがそれぞれ接続されている。

【００２１】 この圧力弁１８は、バイパス水路１４を閉塞可能な弁体１８ｃと、この弁体１ ８ｃを押圧してバイパス水路１４を閉塞させるリターンスプリング１８ｄ等を備 えている。従って、上流側水路１４ａ内の圧力が低い場合には、弁体１８ｃは、 リターンスプリング１８ｄに押圧されてバイパス水路１４を閉塞する。また、上 流側水路１４ａ内の圧力が上昇してその圧力値が所定値Ｐに達すると、このエン ジン冷却水は、リターンスプリング１８ｄのばね力に抗して弁体１８ｃを押し開 き、バイパス水路１５に流入する。ここで、ウォータポンプ１０が高負荷状態と なり、キャビテーション現象発生のおそれが生じる程までにポンプ吐水量が増加 すると、上流側水路１４ａ内の圧力は、前記所定値Ｐに達する。

【００２２】 なお、バイパス水路１４の通路面積は、第２冷却水路１２の上流側水路１２ａ の通路面積に比べて狭く設定されている。このため、圧力弁１８が開弁した場合 、エンジン冷却装置１内を循環するエンジン冷却水の一部（例えば、約５％）が 、バイパス水路１４を流れてラジエータ３を迂回する。 次に、エンジン冷却装置１の作動について説明する。

【００２３】 エンジン５が始動され、ウォータポンプ１０が駆動されると、エンジン冷却水 が各冷却水路１１，１２内を循環し始め、エンジン５の冷却を開始する。 いま、エンジン５が低速運転状態にあり、ウォータポンプ１０が低負荷状態に ある場合には、エンジン５を通過したエンジン冷却水の圧力は比較的小さく、第 ２冷却水路１２の上流側水路１２ａからバイパス水路１４の上流側水路１４ａに 流入したエンジン冷却水は、圧力弁１８の弁体１８ｃを押し開くことができない 。従って、上流側水路１２ａ内のエンジン冷却水は、サーモスタット２０を介し てバイパス水路１３或いは下流側水路１２ｂへと循環する。

【００２４】 この場合、上流側水路１２ａ内のエンジン冷却水が低温であれば、この冷却水 は、サーモスタット２０からバイパス水路１３に流出し、バイパス水路１５へと 循環する。従って、エンジン冷却水はラジエータ３を迂回し、エンジン冷却水の 循環抵抗が減少して、エンジン冷却装置１の冷却性能が向上する。また、エンジ ン冷却水が高温であれば、この冷却水は、サーモスタット２０から下流側水路１ ２ｂに流出し、ラジエータ３で冷やされて十分低温となり、エンジン冷却装置１ の冷却性能が向上する。

【００２５】 一方、エンジン５が高速運転され、ウォータポンプ１０が高負荷状態になった 場合には、エンジン５を通過したエンジン冷却水は高圧となる。このため、第２ 冷却水路１２の上流側水路１２ａからバイパス水路１４の上流側水路１４ａに流 入したエンジン冷却水は、圧力弁１８の弁体１８ｃを押し開き、下流側水路１４ ｂに流出する。従って、高圧のエンジン冷却水の一部が、バイパス水路１５を介 して第１冷却水路１１の上流側水路１１ａに直接流れ込む。これにより、第２冷 却水路１２の上流側水路１２ａ内の圧力が、第１冷却水路１１の上流側水路１１ ａ内に供給され、ウォータポンプ１０の吸入口１０ａ付近が負圧になることを防 止し、ウォータポンプ１０の吐水量が増加する。

【００２６】 図２は、本考案を適用したエンジン冷却装置の他の実施例を示している。なお 、図１のエンジン冷却装置１に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の符号 を付してある。 このエンジン冷却装置３０では、図１の圧力弁１８に代えて、電磁開閉弁３１ をバイパス水路１４の途中に設けている。電磁開閉弁３１の流入ポート３１ａに はバイパス水路１４の上流側水路１４ａが、流出ポート３１ｂにはバイパス水路 １４の下流側水路１４ｂがそれぞれ接続されている。

【００２７】 この電磁開閉弁３１は、ソレノイド３１ｅを有しており、このソレノイド３１ ｅは、負圧スイッチ３２を介してバッテリ（図示せず）に電気的に接続されてい る。負圧スイッチ３２がオン状態に切り換わった場合、ソレノイド３１ｅは励磁 される。従って、弁体３１ｃは、リターンスプリング３１ｄのばね力に抗してリ フトし、バイパス通路１４を通じさせる。

【００２８】 一方、負圧スイッチ３２がオフ状態に切り換わった場合には、ソレノイド３１ ｅの励磁は解かれる。従って、弁体３１ｃは、リターンスプリング３１ｄに押圧 されてバイパス水路１４を閉塞する。 負圧スイッチ３２は、第１冷却水路１１の上流側水路１１ａに配設されており 、例えば、上流側水路１１ａ内の圧力変動に応じて伸縮するベローズを有してい る。そして、この負圧スイッチ３２は、上流側水路１１ａ内の圧力が減少し、ベ ローズの縮退量が所定量に達した場合にオン状態に切り換わる。従って、ウォー タポンプ１０が高負荷状態になり、その吸入口１０ａ付近が負圧になった場合に 、この負圧スイッチ３２はオフ状態からオン状態に切り換わり、電磁開閉弁３１ のソレノイド３１ｅを励磁する。

【００２９】 従って、このエンジン冷却装置３０では、ウォータポンプ１０が低負荷状態に ある場合には、電磁開閉弁３１が閉弁してバイパス水路１４を閉塞し、図１のエ ンジン冷却装置１と同様に、冷却性能の向上が図られる。また、ウォータポンプ １０が高負荷状態になった場合には、電磁開閉弁３１が開弁し、第２冷却水路１ ２の上流側水路１２ａから高圧のエンジン冷却水が第１冷却水路１１の上流側冷 却水路１１ａに供給される。従って、図１のエンジン冷却装置１と同様に、ウォ ータポンプ１０の吐水量の増加が図られる。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、第２冷却液路と第１冷却液路のポンプ上 流側とを接続するバイパス液路の途中に、ポンプの低負荷状態時にはこのバイパ ス液路を閉塞する開閉弁を具備してエンジン冷却装置を構成したので、ポンプ高 負荷状態時においは、キャビテーション現象の発生を防止でき、また、ポンプ低 負荷状態時においては、冷却液の低温化を図ることができる。このため、エンジ ン冷却装置の冷却性能を向上させることができると共に、エンジン冷却装置の小 型化を図ることができる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用したエンジン冷却装置の一実施例
を示す概略構成図である。

【図２】本考案を適用したエンジン冷却装置の他の実施
例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１，３０ エンジン冷却装置 ３ ラジエータ ５ エンジン １０ ウォータポンプ １１，１２ 冷却水路 １４，１５ バイパス水路 １８ 圧力弁 ３１ 電磁開閉弁 ３２ 負圧スイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジエータと、ラジエータ通過後のエン
   ジン冷却液をエンジンに導く第１冷却液路と、エンジン
   内を通過したエンジン冷却液をラジエータに導く第２冷
   却液路と、第１冷却液路の途中に介在され、エンジン冷
   却液をエンジンに向けて圧送するポンプと、第２冷却液
   路と第１冷却液路のポンプ上流側とを接続し、エンジン
   を冷却して高温高圧となったエンジン冷却液の一部を第
   １冷却液路のポンプ上流側に導くバイパス液路とを備え
   るエンジン冷却装置において、 バイパス液路の途中に介在され、ポンプの低負荷状態時
   にはこのバイパス液路を閉塞する開閉弁を具備すること
   を特徴とするエンジン冷却装置。