JPWO2012081081A1 - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

冷却装置１ＡはＷ／Ｊ５０１、５０２が設けられているエンジン５０のシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２を備える。第１のＷ／Ｊ５０１は、シリンダブロック５１のうち、排気側の部分に冷却水を流通させる。また、シリンダヘッド５２のうち、点火プラグ５４周辺の所定の領域を含め、排気側の部分に冷却水を流通させる。第２のＷ／Ｊ５０２は、第１のＷ／Ｊ５０１が組み込まれる第１の循環経路Ｃ１とは異なる第２の循環経路Ｃ２に組み込まれている。第２のＷ／Ｊ５０２は、シリンダブロック５１のうち、吸気側の部分に冷却水を流通させる。また、シリンダヘッド５２のうち、吸気側の部分に冷却水を流通させる。

Description

本発明はエンジンの冷却装置に関する。

エンジンでは一般に冷却水による冷却が行われている。また、エンジンではシリンダヘッドの熱負荷が高くなることも知られている。特許文献１では、シリンダヘッドの冷却性を高める一方で、シリンダブロックの過剰冷却を防止する多気筒エンジンの冷却装置が開示されている。特許文献２では、燃焼室の排気ポート側の壁面を積極的に冷却させ、内燃機関の冷却効率を向上させる内燃機関の冷却装置が開示されている。

特開平０８−１７７４８３号公報 特開２００９−２１６０２９号公報

図１０はエンジンのヒートバランスの内訳を示す図である。図１０では、火花点火式内燃機関の一般的なヒートバランスの内訳を全負荷の場合と部分負荷の場合とについてそれぞれ示している。火花点火式内燃機関では、排気損失や冷却損失など正味仕事に使われない熱が多く発生する。そしてエネルギ損失全体の大きな割合を占める冷却損失の低減は、熱効率（燃費）の向上にとって非常に重要な要素である。ところが、冷却損失を低減し、熱を有効に利用することは必ずしも容易ではなく、このことが熱効率向上の妨げとなっている。

冷却損失の低減が困難である理由としては、例えば一般的なエンジンは、局部的に熱伝達の状態を可変にする構成にはなっていないことが挙げられる。すなわち、一般的なエンジンでは構成上、冷却が必要な部位を必要な度合いだけ冷却することが困難なことが挙げられる。具体的にはエンジンの熱伝達の状態を可変にするにあたっては、一般にはエンジンの出力で駆動する機械式ウォータポンプにより、エンジン回転数に応じて冷却水の流量を変更することが行われている。ところが、冷却水の流量を全体的に調節するウォータポンプでは、仮に流量を可変にする可変ウォータポンプを用いた場合であっても、機関運転状態に応じて局部的に熱の伝達状態を可変にすることはできない。

図１１はシリンダの内壁温度および熱透過率を示す図である。図１１では、これらを通常の構成の場合と断熱性を高めた場合とについてそれぞれ示している。通常の構成の場合としては、シリンダブロック下部からシリンダヘッドへ向かって重力に逆らうようにして冷却水を流通させる１系統の冷却水循環経路が設けられた一般的なエンジンの場合を示している。また、断熱性を高めた場合としては、シリンダの壁厚増加とともに材質変更を行った場合と、より断熱性の高い空気断熱を行った場合とについてそれぞれ示している。

ここで、冷却損失を低減するにあたっては、例えばエンジンの断熱性を高めることも考えられる。そしてこの場合には、図１１に示すように大幅な冷却損失の低減を期待できる。ところがこの場合には、エンジンの断熱性を高めることで、同時に燃焼室の内壁温度の上昇する。そしてこの場合には、これに伴い混合気の温度が上昇することで、ノッキングが誘発されることになる。

本発明は上記課題に鑑み、冷却損失の低減とノック性能とを両立できるエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。

本発明は第１の冷却媒体通路と第２の冷却媒体通路とが設けられているエンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドを備え、前記第１の冷却媒体通路が、前記シリンダブロックのうち、排気側の部分に冷却媒体を流通させるとともに、前記シリンダヘッドのうち、前記シリンダヘッドに設けられた点火プラグ周辺の所定の領域を含め、排気側の部分に冷却媒体を流通させ、前記第２の冷却媒体通路が、前記第１の冷却媒体通路が組み込まれる冷却媒体循環経路とは異なる冷却媒体循環経路に組み込まれ、前記シリンダブロックのうち、吸気側の部分に冷却媒体を流通させるとともに、前記シリンダヘッドのうち、吸気側の部分に冷却媒体を流通させるエンジンの冷却装置である。

また本発明は前記エンジンに冷却媒体を流通させる場合に、前記第１の冷却媒体通路に冷却媒体を流通させるとともに、前記第２の冷却媒体通路に冷却媒体を流通させるにあたり、前記エンジンの負荷が低中負荷である場合に、高負荷である場合よりも前記第２の冷却媒体通路に流通させる冷却媒体の流量を減少させる冷却媒体制御手段をさらに備える構成であることが好ましい。

また本発明は前記エンジンが、排気還流が行われるエンジンであり、流通する冷却媒体との間の熱交換によって前記エンジンに還流させる排気を冷却可能な冷却器と、前記第１の冷却媒体通路を流通する冷却媒体を分流し、前記冷却器に流通させる第１の分岐部と、をさらに備える構成であることが好ましい。

また本発明は流通する冷却媒体との間の熱交換によって空気を加熱可能な加熱器と、前記第１の冷却媒体通路を流通する冷却媒体を分流し、前記加熱器に流通させる第２の分岐部と、をさらに備える構成であることが好ましい。

本発明によれば、冷却損失の低減とノック性能とを両立できる。

実施例１のエンジンの冷却装置の概略構成図である。 ウォータジャケットを示す図である。 ウォータジャケットの冷却領域を示す図である。 ウォータジャケットの冷却領域の拡大図である。 ＥＣＵの概略構成図である。 ＥＣＵの動作をフローチャートで示す図である。 クランク角度に応じた燃焼室の熱伝達率および表面積割合を示す図である。 実施例２のエンジンの冷却装置の概略構成図である。 実施例３のエンジンの冷却装置の概略構成図である。 エンジンのヒートバランスの内訳を示す図である。 シリンダの内壁温度および熱透過率を示す図である。

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

図１はエンジンの冷却装置（以下、冷却装置と称す）１Ａの概略構成図である。冷却装置１Ａは図示しない車両に搭載されている。冷却装置１Ａはウォータポンプ（以下、Ｗ／Ｐと称す）１１と、ラジエータ１２と、サーモスタット１３と、流量調節弁１４と、エンジン５０とを備えている。

Ｗ／Ｐ１１は冷却媒体圧送手段であり、冷却媒体である冷却水を圧送する。Ｗ／Ｐ１１は具体的には圧送する冷却水の流量を可変にする可変Ｗ／Ｐである。Ｗ／Ｐ１１はエンジン５０の出力で駆動する機械式のＷ／Ｐであってもよい。Ｗ／Ｐ１１が圧送する冷却水はエンジン５０に供給される。エンジン５０には、第１のウォータジャケット（以下、Ｗ／Ｊと称す）５０１と第２のＷ／Ｊ５０２とが設けられている。Ｗ／Ｐ１１が圧送する冷却水は具体的にはＷ／Ｊ５０１、５０２に供給される。

図２はＷ／Ｊ５０１、５０２を示す図である。図３はＷ／Ｊ５０１、５０２の冷却領域Ｒ１、Ｒ２を示す図である。図４は冷却領域Ｒ１、Ｒ２の拡大図である。図２はエンジン５０の斜視図でＷ／Ｊ５０１、５０２の概略構造を示す。図３はエンジン５０の上面図で冷却領域Ｒ１、Ｒ２を示す。図４は図３に示す冷却領域Ｒ１、Ｒ２のうち、エンジン５０の一気筒当たりの冷却領域Ｒ１、Ｒ２を拡大して示す。冷却領域Ｒ１はシリンダヘッド５２における第１のＷ／Ｊ５０１の冷却領域、冷却領域Ｒ２はシリンダヘッド５２における第２のＷ／Ｊ５０２の冷却領域を示す。

エンジン５０はシリンダブロック５１と、シリンダヘッド５２と、ガスケット５３と、点火プラグ５４とを備えている。シリンダブロック５１にはシリンダ５１ａが形成されている。シリンダブロック５１には、ガスケット５３を介してシリンダヘッド５２が設けられている。ガスケット５３は高い断熱性を有している。シリンダヘッド５２には、シリンダ５１ａ毎に点火プラグ５４が設けられている。シリンダブロック５１とシリンダヘッド５２とは図示しないピストンとともに燃焼室を形成している。

第１のＷ／Ｊ５０１は、シリンダブロック５１のうち、排気側の部分に冷却水を流通させるとともに、シリンダヘッド５２のうち、点火プラグ５４周辺の所定の領域を含め、排気側の部分に冷却媒体を流通させる。所定の領域は、シリンダヘッド５２のうち、点火プラグ５４周辺の部分を冷却可能な領域である。このため、シリンダヘッド５２のうち、点火プラグ５４周辺の部分は冷却領域Ｒ１に含まれている。

第２のＷ／Ｊ５０２は、シリンダブロック５１のうち、吸気側の部分に冷却水を流通させるとともに、シリンダヘッド５２のうち、吸気側の部分に冷却水を流通させる。

Ｗ／Ｊ５０１、５０２それぞれは、シリンダブロック５１から冷却水を流入させるとともに、シリンダヘッド５２から冷却水を流出させる縦流しの構造を有している。また、エンジン５０の出力を取り出す側をリア側として、エンジン５０のフロント側から冷却水を流入させるとともに、リア側から冷却水を流出させるようになっている。

図１に示すように、冷却装置１Ａでは複数の冷却水循環経路が形成されている。冷却水循環経路としては、例えば第１のＷ／Ｊ５０１が組み込まれた循環経路である第１の循環経路Ｃ１がある。第１の循環経路Ｃ１を流通する冷却水は、Ｗ／Ｐ１１から吐出された後、第１のＷ／Ｊ５０１を流通し、さらにサーモスタット１３を介するか、或いはラジエータ１２およびサーモスタット１３を介してＷ／Ｐ１１に戻るようになっている。

ラジエータ１２は熱交換器であり、流通する冷却水と空気との間で熱交換を行うことで冷却水を冷却する。サーモスタット１３はＷ／Ｐ１１に入口側から連通する流通経路を切り替える。具体的にはサーモスタット１３は、冷却水温が所定値未満の場合にラジエータ１２をバイパスする流通経路を連通状態にし、所定値以上の場合にラジエータ１２を流通する流通する流通経路を連通状態にする。

また冷却水循環経路としては、例えば第２のＷ／Ｊ５０２が組み込まれた循環経路である第２の循環経路Ｃ２がある。第２の循環経路Ｃ２を流通する冷却水は、Ｗ／Ｐ１１から吐出された後、流量調節弁１４を流通し、さらにサーモスタット１３を介するか、或いはラジエータ１２およびサーモスタット１３を介してＷ／Ｐ１１に戻るようになっている。

流量調節弁１４は、第２の循環経路Ｃ２のうち、循環経路Ｃ１、Ｃ２が分岐した後の部分、且つエンジン５０よりも上流側の部分に設けられている。流量調節弁１４は、第２のＷ／Ｊ５０２を流通する冷却水の流量を調節することで、第２のＷ／Ｊ５０２の冷却能力を調整可能な冷却能力調整手段となっている。

また、流量調節弁１４は、第１のＷ／Ｊ５０１の冷却能力を抑制することなく、第２のＷ／Ｊ５０２の冷却能力を抑制可能な冷却能力調整手段となっている。具体的には例えばＷ／Ｊ５０１、５０２にともに冷却水を流通させる高回転高負荷時の第１のＷ／Ｊ５０１の冷却能力および第２のＷ／Ｊ５０２の冷却能力がある場合に、これらの冷却能力に対して第１のＷ／Ｊ５０１の冷却能力を抑制することなく、第２のＷ／Ｊ５０２の冷却能力を抑制可能な冷却能力調整手段となっている。

さらに、流量調節弁１４は、第２のＷ／Ｊ５０２の冷却能力を抑制するように、第２のＷ／Ｊ５０２を流通する冷却水の流量を調節した場合に、第１のＷ／Ｊ５０１の冷却能力を高めるように、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水の流量を調節可能な冷却能力調整手段となっている。

冷却装置１Ａでは、第１の循環経路Ｃ１を流通する冷却水が、Ｗ／Ｐ１１によって圧送された後、一巡するまでの間に第２のＷ／Ｊ５０２を流通することがないようになっている。また、第２の循環経路Ｃ２を流通する冷却水が、Ｗ／Ｐ１１によって圧送された後、一巡するまでの間に第１のＷ／Ｊ５０１を流通することがないようになっている。すなわち、冷却装置１Ａでは第１のＷ／Ｊ５０１と第２のＷ／Ｊ５０２とが互いに異なる冷却媒体循環経路に組み込まれている。第１のＷ／Ｊ５０１は第１の冷却媒体通路に相当し、第２のＷ／Ｊ５０２は第２の冷却媒体通路に相当する。

図５はＥＣＵ７０の概略構成図である。冷却装置１Ａは電子制御装置であるＥＣＵ７０をさらに備えている。ＥＣＵ７０はＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等からなるマイクロコンピュータと入出力回路７５、７６とを備えている。これらの構成は互いにバス７４を介して接続されている。

ＥＣＵ７０には、エンジン５０の回転数を検出するためのクランク角センサ８１や、吸入空気量を計測するためのエアフロメータ８２や、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ８３や、冷却水の温度を検知する水温センサ８４などの各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。この点、エンジン５０の負荷はエアフロメータ８２やアクセル開度センサ８３の出力に基づきＥＣＵ７０で検出される。ＥＣＵ７０には、Ｗ／Ｐ１１や流量調節弁１４などの各種の制御対象が電気的に接続されている。

ＲＯＭ７２はＣＰＵ７１が実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵ７１がＲＯＭ７２に格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭ７３の一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ７０では各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが機能的に実現される。

例えばＥＣＵ７０では、Ｗ／Ｐ１１と流量調節弁１４とを制御する制御手段が機能的に実現される。制御手段は、エンジン５０に冷却水を流通させる場合に、Ｗ／Ｐ１１を駆動する制御を行う。そしてこれにより、エンジン５０に冷却水を流通させる場合に、Ｗ／Ｊ５０１に冷却水を流通させる。エンジン５０に冷却水を流通させる場合は、例えば機関運転中である。エンジン５０に冷却水を流通させる場合は、例えば機関冷間始動後、所定時間が経過した場合であってもよい。

また、制御手段は、エンジン５０に冷却水を流通させる場合に、第２のＷ／Ｊ５０２に冷却水を流通させるにあたり、エンジン５０の負荷が低中負荷である場合に、高負荷である場合よりも流量調節弁１４の開度を小さくする制御を行う。そしてこれにより、エンジン５０の負荷が低中負荷である場合に、高負荷である場合よりも第２のＷ／Ｊ５０２に流通させる冷却水の流量を減少させる。

制御手段はエンジン５０の負荷が高負荷である場合、流量調節弁１４を例えば全開にすることができる。また、エンジン５０の負荷が低中負荷である場合、流量調節弁１４を例えば全閉、或いは冷却水の沸騰を抑制可能な態様で開弁することができる。Ｗ／Ｐ１１を駆動する制御を行うにあたり、制御手段は、例えばエンジン５０の回転数が高くなるほど吐出量が多くなるように制御を行うことができる。冷却装置１Ａでは、Ｗ／Ｐ１１と流量調節弁１４とＥＣＵ７０とが冷却媒体制御手段に相当している。

次にＥＣＵ７０の動作を図６に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０は機関運転中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。否定判定であれば。Ｗ／Ｐ１１を停止する（ステップＳ７）。そして、本フローチャートを一旦終了する。一方、肯定判定であれば、ＥＣＵ７０はＷ／Ｐ１１を駆動する（ステップＳ２）。これにより、エンジン５０に冷却水を流通させる場合に、第１のＷ／Ｊ５０１に冷却水が常時流通する。

続いてＥＣＵ７０はエンジン５０の負荷を検出する（ステップＳ３）。そして、検出した負荷が高負荷であるか否かを判定する（ステップＳ４）。肯定判定であれば、ＥＣＵ７０は流量調節弁１４を開弁する（ステップＳ５）。否定判定であれば、ＥＣＵ７０は閉弁することを含め、流量調節弁１４を高負荷である場合よりも小さい開度で開弁する（ステップＳ６）。これにより、エンジン５０の負荷が低中負荷である場合に、高負荷である場合よりも第２のＷ／Ｊ５０２に流通させる冷却水の流量が減少する。

次に冷却装置１Ａの作用効果について説明する。図７はクランク角度に応じた燃焼室の熱伝達率および表面積割合を示す図である。図７に示すように、熱伝達率は圧縮行程上死点付近で高まることがわかる。そして表面積割合については、圧縮行程上死点付近でシリンダヘッド５２とピストンの表面積割合が大きくなることがわかる。したがって冷却損失については、シリンダヘッド５２の温度の影響力が大きいことがわかる。

一方、ノッキングについては圧縮端温度に依存するところ、圧縮端温度に影響する吸気圧縮行程ではシリンダ５１ａの表面積割合が大きいことがわかる。したがってノッキングについてはシリンダ５１ａの温度の影響力が大きいことがわかる。また、ノッキングについては、燃焼室に流入する吸気が当たる関係上、シリンダ５１ａのうち、排気側の部分のほうが吸気側の部分よりも温度の影響力が大きくなる。

これに対し、冷却装置１Ａは第１のＷ／Ｊ５０１に冷却水を流通させることで、エンジン５０の排気側の部分を冷却することができる。そしてこれにより、シリンダ５１ａの排気側の部分を冷却することができる。また、エンジン５０の排気側の部分は排気の都合上、高温になり易い部分となっている。このため、冷却装置１Ａは第１のＷ／Ｊ５０１に冷却水を流通させることで、ノッキングの発生を好適に抑制できる。また、同時に点火プラグ５４周辺の部分を冷却することで、エンジン５０の信頼性も確保できる。

また、冷却装置１Ａは第２のＷ／Ｊ５０２を流通する冷却水の流量を制限することで、エンジン５０の吸気側の部分で冷却損失を低減できる。そしてこれにより、シリンダヘッド５２の吸気側の部分で冷却損失を低減できる。さらに、冷却装置１Ａはエンジン５０の排気側に第１のＷ／Ｊ５０１を設けるとともに、エンジン５０の吸気側に第２のＷ／Ｊ５０２を設けることで、比較的製造し易い簡便な縦流しの構造を有することができる。

このため、冷却装置１Ａは上述した知見に基づき、簡便な縦流しの構造で熱伝達の状態を局部的に可変することができる。そしてこれにより、冷却損失の低減とノック性能とを両立させることで、熱効率を向上させることができる。

具体的には、冷却装置１Ａはエンジン５０に冷却水を流通させる場合に、第１のＷ／Ｊ５０１に冷却水を常時流通させることで、ノッキングの発生を好適に抑制できる。そして、同時にエンジン５０の信頼性も好適に確保できる。また、第２のＷ／Ｊ５０２に冷却水を流通させるにあたり、エンジン５０の負荷が低中負荷である場合に、高負荷である場合よりも第２のＷ／Ｊ５０２に流通させる冷却水の流量を減少させることで、低中負荷時に冷却損失を低減できる。そしてこれにより、冷却損失の低減とノック性能とを好適に両立させることができる。

また冷却装置１Ａでは、流量調節弁１４が、第２のＷ／Ｊ５０２の冷却能力を抑制するように、第２のＷ／Ｊ５０２を流通する冷却水の流量を調節した場合に、第１のＷ／Ｊ５０１の冷却能力を高めるように、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水の流量を調節する。このため、冷却装置１Ａはこれによって吸気をより一層冷却できる。結果、ノッキングの発生をさらに好適に抑制できる。

図８は冷却装置１Ｂの概略構成図である。冷却装置１Ｂは冷却装置１Ａと比較して、ＥＧＲ装置２１と第１の分岐部２２とをさらに備えている。ＥＧＲ装置２１はエンジン５０に対して排気還流を行う。換言すれば、エンジン５０は排気還流が行われるエンジンとなっている。

ＥＧＲ装置２１は、ＥＧＲ配管２１１とＥＧＲ流量調節弁２１２とＥＧＲクーラ２１３とを備えている。ＥＧＲ配管２１１はエンジン５０に排気を還流させる。ＥＧＲ流量調節弁２１２はエンジン５０に還流させる排気の流量を調節する。ＥＧＲクーラ２１３は、冷却水との熱交換によってエンジン５０に還流させる排気を冷却する。ＥＧＲクーラ２１３は冷却器に相当する。

第１の分岐部２２は第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を分流し、ＥＧＲクーラ２１３に流通させる。第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水とは、第１の循環経路Ｃ１を流通する冷却水のことである。したがって、第１の循環経路Ｃ１のうち、循環経路Ｃ１、Ｃ２が分岐してから合流するまでの間の部分を流通する冷却水を分流することで、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を分流することができる。

この点、第１の分岐部２２は具体的には、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を第１のＷ／Ｊ５０１よりも下流側で分流し、ＥＧＲクーラ２１３に流通させる。ＥＧＲクーラ２１３に流通させた冷却水は、第１の循環経路Ｃ１のうち、第１の分岐部２２よりも下流側、且つ循環経路Ｃ１、Ｃ２の合流地点よりも上流側の部分で合流させることができる。

次に冷却装置１Ｂの作用効果について説明する。ここで、ＥＧＲクーラ２１３はエンジン５０に高温の排気を還流させるにあたり、ノッキングの発生を抑制するために設けられている。ところが、仮にエンジン５０の冷却損失を低減するのに合わせて、ＥＧＲクーラ２１３に流通させる冷却水の流量を低下させたり、ＥＧＲクーラ２１３への冷却水の流通を停止したりすると、還流させる排気の温度上昇や冷却水の沸騰が発生することが懸念される。

これに対し、冷却装置１Ｂは第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を分流し、ＥＧＲクーラ２１３に流通させる。このため、冷却装置１ＢはＥＧＲ装置２１の使用を好適に可能にすることができる。そしてこれにより、さらに排気還流による燃費向上を図ることができる。また、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を第１のＷ／Ｊ５０１よりも下流側で分流させることで、第１のＷ／Ｊ５０１の冷却性能に影響が及ぶことも防止できる。

図９は冷却装置１Ｃの概略構成図である。冷却装置１Ｃは冷却装置１Ａと比較して、ヒータコア３１と第２の分岐部３２とをさらに備えている。なお、同様の変更を例えば冷却装置１Ｂに対して行うこともできる。ヒータコア３１は車両の暖房に用いられ、流通する冷却水との熱交換によって空気を加熱する。ヒータコア３１は加熱器に相当する。

第２の分岐部３２は第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を分流し、ヒータコア３１に流通させる。具体的には、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を第１のＷ／Ｊ５０１よりも下流側で分流し、ヒータコア３１に流通させる。ヒータコア３１に流通させた冷却水は、第１の循環経路Ｃ１のうち、第２の分岐部３２よりも下流側、且つ循環経路Ｃ１、Ｃ２の合流地点よりも上流側の部分で合流させることができる。

次に冷却装置１Ｃの作用効果について説明する。冷却装置１Ｃは、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を分流し、ヒータコア３１に流通させる。このため、冷却装置１Ｃはエンジン５０の冷却損失を低減するのに合わせて、車両の暖房性能が低下することを抑制できる。すなわち、暖房の使用を好適に可能にすることができる。また、第１のＷ／Ｊ５０１を流通する冷却水を第１のＷ／Ｊ５０１よりも下流側で分流させることで、受熱量が多い冷却水を暖房に利用できる。結果、暖房性能を好適に高めることもできる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

冷却装置 １Ａ、１Ｂ、１Ｃ
Ｗ／Ｐ １１
ラジエータ １２
サーモスタット １３
流量調節弁 １４
ＥＧＲ装置 ２１
ＥＧＲクーラ ２１３
第１の分岐部 ２２
ヒータコア ３１
第２の分岐部 ３２
エンジン ５０
第１のＷ／Ｊ ５０１
第２のＷ／Ｊ ５０２
シリンダブロック ５１
シリンダヘッド ５２
ガスケット ５３
点火プラグ ５４
ＥＣＵ ７０

【０００２】
。すなわち、一般的なエンジンでは構成上、冷却が必要な部位を必要な度合いだけ冷却することが困難なことが挙げられる。具体的にはエンジンの熱伝達の状態を可変にするにあたっては、一般にはエンジンの出力で駆動する機械式ウォータポンプにより、エンジン回転数に応じて冷却水の流量を変更することが行われている。ところが、冷却水の流量を全体的に調節するウォータポンプでは、仮に流量を可変にする可変ウォータポンプを用いた場合であっても、機関運転状態に応じて局部的に熱の伝達状態を可変にすることはできない。
［０００６］
図１１はシリンダの内壁温度および熱透過率を示す図である。図１１では、これらを通常の構成の場合と断熱性を高めた場合とについてそれぞれ示している。通常の構成の場合としては、シリンダブロック下部からシリンダヘッドへ向かって重力に逆らうようにして冷却水を流通させる１系統の冷却水循環経路が設けられた一般的なエンジンの場合を示している。また、断熱性を高めた場合としては、シリンダの壁厚増加とともに材質変更を行った場合と、より断熱性の高い空気断熱を行った場合とについてそれぞれ示している。
［０００７］
ここで、冷却損失を低減するにあたっては、例えばエンジンの断熱性を高めることも考えられる。そしてこの場合には、図１１に示すように大幅な冷却損失の低減を期待できる。ところがこの場合には、エンジンの断熱性を高めることで、同時に燃焼室の内壁温度の上昇する。そしてこの場合には、これに伴い混合気の温度が上昇することで、ノッキングが誘発されることになる。
［０００８］
本発明は上記課題に鑑み、冷却損失の低減とノック性能とを両立できるエンジン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
［０００９］
本発明は冷却媒体を流通させる第１の冷却媒体通路と第２の冷却媒体通路とが設けられているエンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドを備え、前記第１の冷却媒体通路が、前記冷却媒体を前記シリンダブロックのう

【０００３】
ち、排気側の部分に流通させた後に、前記シリンダヘッドのうち、前記シリンダヘッドに設けられた点火プラグ周辺の所定の領域を含め、排気側の部分に流通させ、前記第２の冷却媒体通路が、前記第１の冷却媒体通路が組み込まれる冷却媒体循環経路とは異なる冷却媒体循環経路に組み込まれ、前記冷却媒体を前記シリンダブロックのうち、吸気側の部分に流通させた後に、前記シリンダヘッドのうち、吸気側の部分に流通させるエンジンの冷却装置である。
［００１０］
また本発明は前記エンジンに前記冷却媒体を流通させる場合に、前記第１の冷却媒体通路に前記冷却媒体を流通させるとともに、前記第２の冷却媒体通路に前記冷却媒体を流通させるにあたり、前記エンジンの負荷が低中負荷である場合に、高負荷である場合よりも前記第２の冷却媒体通路に流通させる前記冷却媒体の流量を減少させる冷却媒体制御手段をさらに備える構成であることが好ましい。
［００１１］
また本発明は前記エンジンが、排気還流が行われるエンジンであり、流通する前記冷却媒体との間の熱交換によって前記エンジンに還流させる排気を冷却可能な冷却器と、前記第１の冷却媒体通路を流通する前記冷却媒体を分流し、前記冷却器に流通させる第１の分岐部と、をさらに備える構成であることが好ましい。
［００１２］
また本発明は流通する前記冷却媒体との間の熱交換によって空気を加熱可能な加熱器と、前記第１の冷却媒体通路を流通する前記冷却媒体を分流し、前記加熱器に流通させる第２の分岐部と、をさらに備える構成であることが好ましい。
発明の効果
［００１３］
本発明によれば、冷却損失の低減とノック性能とを両立できる。
図面の簡単な説明
［００１４］
［図１］実施例１のエンジンの冷却装置の概略構成図である。
［図２］ウォータジャケットを示す図である。
［図３］ウォータジャケットの冷却領域を示す図である。

Claims (4)

1. 第１の冷却媒体通路と第２の冷却媒体通路とが設けられているエンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドを備え、
   前記第１の冷却媒体通路が、前記シリンダブロックのうち、排気側の部分に冷却媒体を流通させるとともに、前記シリンダヘッドのうち、前記シリンダヘッドに設けられた点火プラグ周辺の所定の領域を含め、排気側の部分に冷却媒体を流通させ、
   前記第２の冷却媒体通路が、前記第１の冷却媒体通路が組み込まれる冷却媒体循環経路とは異なる冷却媒体循環経路に組み込まれ、前記シリンダブロックのうち、吸気側の部分に冷却媒体を流通させるとともに、前記シリンダヘッドのうち、吸気側の部分に冷却媒体を流通させるエンジンの冷却装置。
2. 前記エンジンに冷却媒体を流通させる場合に、前記第１の冷却媒体通路に冷却媒体を流通させるとともに、前記第２の冷却媒体通路に冷却媒体を流通させるにあたり、前記エンジンの負荷が低中負荷である場合に、高負荷である場合よりも前記第２の冷却媒体通路に流通させる冷却媒体の流量を減少させる冷却媒体制御手段をさらに備える請求項１記載のエンジンの冷却装置。
3. 前記エンジンが、排気還流が行われるエンジンであり、
   流通する冷却媒体との間の熱交換によって前記エンジンに還流させる排気を冷却可能な冷却器と、前記第１の冷却媒体通路を流通する冷却媒体を分流し、前記冷却器に流通させる第１の分岐部と、をさらに備える請求項２記載のエンジンの冷却装置。
4. 流通する冷却媒体との間の熱交換によって空気を加熱可能な加熱器と、前記第１の冷却媒体通路を流通する冷却媒体を分流し、前記加熱器に流通させる第２の分岐部と、をさらに備える請求項２または３記載のエンジンの冷却装置。

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