CN102667092A - 发动机的冷却装置 - Google Patents
发动机的冷却装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102667092A CN102667092A CN2009801626823A CN200980162682A CN102667092A CN 102667092 A CN102667092 A CN 102667092A CN 2009801626823 A CN2009801626823 A CN 2009801626823A CN 200980162682 A CN200980162682 A CN 200980162682A CN 102667092 A CN102667092 A CN 102667092A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cooling
- cooling medium
- cylinder
- cooling water
- flow velocity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 178
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 152
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 73
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 17
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 13
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 10
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 102220247850 rs1421233354 Human genes 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 102220585558 T cell receptor gamma constant 1_S41A_mutation Human genes 0.000 description 3
- 102220522291 THAP domain-containing protein 1_S31A_mutation Human genes 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 235000019628 coolness Nutrition 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
- F01P7/164—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/40—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
- F01P2003/024—Cooling cylinder heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
- F01P2003/027—Cooling cylinders and cylinder heads in parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2025/00—Measuring
- F01P2025/60—Operating parameters
- F01P2025/62—Load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2025/00—Measuring
- F01P2025/60—Operating parameters
- F01P2025/66—Vehicle speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
冷却装置1A具备:发动机50A,其具备缸盖52A,该缸盖52A形成有缸盖侧W/J521A,且在缸盖侧W/J521A设置有第一凹凸部P1,该缸盖侧W/J521A具备分别单独组入四个不同的冷却系统中的部分W/J521aA至521dA,该第一凹凸部P1能在冷却介质的最大流速的范围内根据流速的变化而产生冷却介质流的剥离;和控制单元,其根据发动机运转状态,进行用于将在所述缸盖侧W/J521A中流通的冷却介质的流速改变的控制。
Description
技术领域
本发明涉及发动机的冷却装置。
背景技术
以往,在发动机中通常由冷却水进行冷却。关于这一点,作为涉及使冷却水流通的水套的技术,在例如专利文献1或2中公开了可认为是与本发明具有相关性的技术。在专利文献1中,关于在发动机内部形成的水套,公开了使其表面性状按每个部位不同的发动机的水套结构。在专利文献2中,公开了在形成水套的汽缸套的外周面设有环状的散热片的汽缸套的冷却结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2002-221080号公报;
专利文献2:特开2005-337035号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
但是,如图12所示,在发动机、特别是火花点火式内燃机中,排气损失和/或冷却损失等未用于有效功的热产生很多。而且,占能量损失整体的较大比例的冷却损失的降低对于热效率(燃料经济性)的提高而言是非常重要的因素。但是,降低冷却损失、有效利用热并不容易,这成为热效率提高的障碍。
作为冷却损失难以降低的理由,可举出,例如一般的发动机未成为使热传递的状态局部可变的结构。即,可举出,在一般的发动机中,在结构上,难以将需要冷却的部位以必要的程度冷却和难以抑制向冷却损失较多发生的部位的热传递。具体地,在使发动机的热传递的状态为可变时,一般通过由发动机的输出驱动的机械式水泵,根据发动机转速来改变冷却水的流量。然而,就整体地调节冷却水的流量的水泵而言,即使在使用流量可变的可变水泵的情况下,也不能根据发动机运转状态使热的传递状态局部可变。
在这一点上,在专利文献1的公开技术中,通过使水套的表面性状按每个部位不同,而与该冷却要求一致地对各部位进行冷却。另一方面,从实现热效率的提高的观点出发,可认为,即使是冷却要求高的部位,也优选,根据发动机运转状态抑制其冷却程度。但是,在专利文献1的公开技术中,从实现热效率的提高的观点出发,在被认为不一定能按各部位的每个进行适当的冷却这一点上存在问题。
此外,在降低冷却损失时,也可以考虑例如提高发动机的绝热性。而且,在该情况下,可如图13所示那样期待大幅降低冷却损失。然而,在该情况下,提高发动机的绝热性,而同时导致燃烧室的内壁温度上升。而且,在该情况下,出现由于混合气的温度随之上升,而引发爆震这一问题。
于是,本发明鉴于上述问题而研制,其目的是提供可通过以合理的方式使发动机的热传递的状态局部可变来降低冷却损失、进而可兼顾冷却损失的降低和爆震性能的发动机的冷却装置。
用于解决问题的技术方案
用于解决上述问题的本发明,一种发动机的冷却装置,其特征在于,具备:发动机,其具备缸盖,该缸盖形成有第一冷却介质通路,且在所述第一冷却介质通路设置有第一凹凸部,所述第一冷却介质通路具备分别单独地组入于多个不同的冷却系统的多个部分冷却介质通路,所述第一凹凸部能够在冷却介质的最大流速的范围内根据流速的变化产生冷却介质流的剥离;和控制单元,根据发动机运转状态进行改变流速的控制,所述改变流速是改变在所述第一冷却介质通路中流通的冷却介质的流速,包括分别在所述多个部分冷却介质通路中局部地改变流速的情况。
此外,本发明优选的是,所述控制单元为如下结构:在发动机运转状态是低转速高负荷的情况下,进行改变流速的控制,将在所述第一冷却介质通路中流通的冷却介质的流速改变为由所述第一凹凸部产生冷却介质流的剥离的流速。
此外,本发明优选的是,所述发动机为如下结构:还具备缸体,该缸体在汽缸的周边部形成有第二冷却介质通路,并且在所述第二冷却介质通路中的、位于所述汽缸侧的壁面设置有第二凹凸部,该第二凹凸部能够在冷却介质的最大流速的范围内根据流速的变化产生冷却介质流的剥离,
所述控制单元,在发动机运转状态是低转速高负荷的情况下,进行改变流速的控制,将在所述第二冷却介质通路中流通的冷却介质的流速改变为不会由所述第二凹凸部产生冷却介质流的剥离的流速。
另外,本发明是一种发动机的冷却装置,其具备发动机、冷却能力调整单元、流通方向改变单元和控制单元,该发动机具备缸体,该缸体在汽缸的周边部形成有冷却介质通路,并且在所述冷却介质通路设置有根据冷却水的流通方向的变化而而改变向冷却水的导热性的凹凸部;冷却能力调整单元,其能够调整所述缸盖的冷却能力;流通方向改变单元,其能够将所述冷却介质通路中的冷却水的流通方向在第一方向和与该第一方向相比通过所述凹凸部而使导热性增高的第二方向之间切换;和控制单元,其在发动机运转状态为低转速高负荷的情况下,通过控制所述冷却能力调整单元来进行用于抑制所述缸盖的冷却能力的控制,并且通过控制所述流通方向改变单元来进行将所述冷却介质通路中的冷却水的流通方向改变为所述第二方向的控制。
发明效果
根据本发明,可通过以合理的方式使发动机的热传递的状态局部可变来降低冷却损失,还可兼顾冷却损失的降低和爆震性能。
附图说明
图1是示意地表示发动机的冷却装置(以下简称为冷却装置)1A的图。
图2是关于一个汽缸以剖面示意地表示发动机50A的图。
图3是表示第一及第二凹凸部P1、P2的具体形状的一例的图。具体为,分别地,图3(a)表示不均匀的多孔形状来作为一例,图3(b)表示均匀的多孔形状来作为一例。
图4是示意地表示ECU70A的图。
图5是示意地表示发动机运转状态的分类的图。
图6是用流程图来表示ECU70A的工作的图。
图7是表示与曲轴角度相对应的燃烧室55的导热率及表面积比例的图。
图8是示意地表示冷却装置1B的图。
图9是关于一个汽缸以剖面示意地表示发动机50B的图。
图10是表示第三凹凸部P3的具体形状的一例的图。具体为,分别地,图10(a)表示成为突部的部分由弯曲为四边形形状形成的情况下的第三凹凸部P3来作为一例,图10(b)表示成为突部的部分由弯曲为三角形形状形成的情况下的第三凹凸部P3来作为一例。
图11是用流程图来表示ECU70B的工作的图。
图12是将火花点火式内燃机的一般热平衡的明细关于全负荷的情况和部分负荷的情况分别表示的图。
图13是将汽缸的内壁温度及热透过率关于通常结构的情况和提高了绝热性的情况分别表示的图。再有,在图13中,作为提高了绝热性的情况,对进行了汽缸的壁厚增加及材质改变的情况和进行了绝热性更高的空气绝热的情况分别表示。此外,表示作为通常的结构,设置有使冷却水从缸体下部向缸盖克服重力地流通的单系统的冷却水循环路径的一般的发动机的情况。
具体实施方式
下面与附图一并详细说明用于实施本发明的方式。如以下说明地那样,根据本发明的一个侧面,基于在冷却损失的降低方面缸盖的绝热是有效的、在爆震的改善方面缸体的冷却是有效的这一知识,包括实现在以往所没有的缸盖绝热、缸体冷却这一新概念的手段。
实施例1
图1所示的冷却装置1A在未图示的车辆上搭载,且具备:水泵(以下称为W/P)11;散热器12;恒温器13;流量调节阀14;发动机50A;和第一到第四的部分流量调节阀61至64。W/P11是冷却介质压送单元,成为压送作为冷却介质的冷却水并且能够改变压送的冷却水的流量的可变W/P。此外,W/P11成为可将发动机50A中的冷却水的流通状态改变的第一流通改变单元,具体地,成为通过整体地调整在发动机50A中流通的冷却水的流量而可整体地调整在发动机50A中流通的冷却水的流速的流通改变单元。W/P11压送的冷却水被向发动机50A供给。
发动机50A具备缸体51A及缸盖52A。在缸体51A,形成有缸体侧水套(以下称为缸体侧W/J)511A来作为冷却介质通路。缸体侧W/J511A在缸体51A中形成有单系统的冷却系统。另一方面,在缸盖52A,形成有缸盖侧水套(以下称为缸盖侧W/J)521A来作为冷却介质通路。缸盖侧W/J521A在缸盖52A形成有多个(这里为四个)不同的冷却系统。分别地,缸盖侧W/J521A相当于第一冷却介质通路,缸体侧W/J511A相当于第二冷却介质通路。具体的,将W/P11压送的冷却水向缸体侧W/J511A及缸盖侧W/J521A供给。
在这一点,在冷却装置1A中形成有多个冷却水循环路径。
作为冷却水循环路径,有例如组入有缸体侧W/J511A的循环路径即缸体侧循环路径C1。在该缸体侧循环路径C1中流通的冷却水,在从W/P11被喷出后,在缸体侧W/J511A中流通,再经恒温器13、或经散热器12及恒温器13回到W/P11。散热器12是换热器,通过在流通的冷却水与空气之间进行换热来冷却冷却水。恒温器13切换从入口侧与W/P11连通的流通路径。具体地,恒温器13在冷却水温度不满预定值的情况下使旁通散热器12的流通路径成为连通状态,在冷却水温度为预定值以上的情况下使在散热器12中流通的流通路径成为连通状态。
此外,作为冷却水循环路径,有例如组入有缸盖侧W/J521A的循环路径即缸盖侧循环路径C2。在该缸盖侧循环路径C2中流通的冷却水,在从W/P11被喷出后,在流量调节阀14、第一到第四的部分流量调节阀61至64中的至少任一个以及缸盖侧W/J521A形成的四系统的冷却系统中的至少任一个流通,再经恒温器13、或经散热器12及恒温器13而回到W/P11。流量调节阀14在缸盖侧循环路径C2中的、循环路径C1、C2分叉后的部分且比缸盖52A靠上游侧的部分设置,更具体地,在比第一到第四的部分流量调节阀61至64靠上游侧的部分设置。
流量调节阀14成为可改变缸盖52A中的冷却水的流通状态的第二流通改变单元。这点上,具体地,流量调节阀14成为可通过整体调节在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流量而整体地调节在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流速的流通改变单元。
此外,流量调节阀14成为可通过调整在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流速来同时调整在缸体侧W/J511A流通的冷却水的流速的流通改变单元。具体地,流量调节阀14成为可在进行调整以使在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流速下降的情况下、进行调整以使在缸体侧W/J511A中流通的冷却水的流速提高的流通改变单元。
第一到第四的部分流量调节阀61至64,在缸盖侧循环路径C2中的、流量调节阀14及缸盖52A之间的部分,与缸盖侧W/J521A形成的四系统的冷却系统对应地设置。这些部分流量调节阀61至64成为可改变缸盖52A中的冷却水的流通状态的第三流通改变单元,更具体地,成为可通过局部地调节在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流量而局部地调节在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流速的流通改变单元。
在冷却装置1A中,在缸体侧循环路径C1中流通的冷却水在由W/P11压送后,在直到循环一次为止的期间内不会在缸盖侧W/J521A中流通。此外,在冷却装置1A中,在缸盖侧循环路径C2中流通的冷却水在由W/P11压送后,在直到循环一次为止的期间内不会在缸体侧W/J511A中流通。即,在冷却装置1A中,缸体侧W/J511A和缸盖侧W/J521A被组入于互不相同的冷却介质循环路径中。
其次,对发动机50A更具体地说明。如图2所示,在缸体51A形成有汽缸51a。在汽缸51a设有活塞53。在缸体51A,夹着绝热性高的衬垫54而固定有缸盖52A。衬垫54通过其高绝热性来抑制从缸体51A向缸盖52A的热传递。汽缸51a、缸盖52A及活塞53形成有燃烧室55。在缸盖52A,形成有向燃烧室55导引进气的进气口52a和从燃烧室55排出燃烧气体的排气口52b。在缸盖52A,面对燃烧室55的上部大体中央地设有火花塞56。
具体地,缸体侧W/J511A具备作为部分冷却介质通路的部分W/J511aA。具体地,部分W/J511aA成为在汽缸51a的周边部设置的冷却介质通路。部分W/J511aA的上游部,从适当地冷却进气的观点来看,例如,可与汽缸51a的壁面中的流入缸内的进气吹到的部分相对应地设置。在这一点上,发动机50A在本实施例中成为在缸内生成正向滚流的发动机,流入缸内的进气吹到的部分成为汽缸51a的壁面上部且排气侧的部分。
具体地,缸盖侧W/J521A具备作为部分冷却介质通路的多个部分W/J521aA、部分W/J521bA、部分W/J521cA及部分W/J521dA。分别地,部分W/J521aA成为在进气口52a的周边部设置的冷却介质通路,部分W/J521bA成为在排气口52b的周边部设置的冷却介质通路,部分W/J521cA成为在火花塞56的周边部设置的冷却介质通路。此外,部分W/J521dA成为用于冷却吸排气口52a、52b之间和/或其他部分而设置的冷却介质通路。从部分W/J521aA到部分W/J521dA分别单独地组入于缸盖侧W/J521A形成的四系统的不同的冷却系统。而且,分别地,第一部分流量调节阀61与部分W/J521aA相对应地设置,第二部分流量调节阀62与部分W/J521bA相对应地设置,第三部分流量调节阀63与部分W/J521cA相对应地设置,第四部分流量调节阀64与部分W/J521dA相对应地设置。
在部分W/J521aA到部分W/J521dA,分别设有可根据流速的变化产生冷却水水流的剥离的第一凹凸部P1。在这一点上,第一凹凸部P1具体地从部分W/J521aA到部分W/J521dA分别设置于整个内壁面。此外,在部分W/J511aA,设有可根据流速的变化产生冷却水水流的剥离的第二凹凸部P2。在这一点上,第二凹凸部P2具体地在部分W/J511aA中的位于汽缸51a侧的整个内侧壁面W设置。
这些第一及第二凹凸部P1、P2具体地由多孔质状的形状(多孔形状)形成。在这一点上,只要第一及第二凹凸部P1、P2的具体形状,只要是具有如下的凹凸或表面粗糙度的形状,则没有特别限定:在可适用于发动机运转时的冷却水的最大流速的范围内,可根据流速的变化产生冷却水水流的剥离(即,可适用于发动机运转时的冷却水的最大流速的范围内,在预定的流速下不产生冷却水水流的剥离,另一方面,在流速比预定的流速高的情况下产生冷却水水流的剥离)。例如,第一及第二凹凸部P1、P2的具体形状可以是图3(a)所示那样的不均匀的多孔形状,也可以是图3(b)所示那样的均匀的多孔形状。此外,多孔形状的具体形状也可以是例如通过多个微细的柱状孔形成的多孔形状等。
再有,冷却装置1A具备图4所示的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)70A。ECU70A具备由CPU71、RPM72、RAM73等构成的微型计算机和输入输出电路75、76。这些结构互相之间经总线74而连接。在ECU70A电连接有:用于检测发动机50A的转速的曲轴角传感器81、用于检测进入空气量的气流表82、用于检测踏板开度的踏板开度传感器83、或检测冷却水的温度的水温传感器84等各种传感器、开关类。在这一点上,发动机50A的负荷根据气流表82和/或踏板开度传感器83的输出由ECU70A检测。此外,在ECU70A电连接有W/P11、流量调节阀14和部分流量调节阀61至64等各种控制对象。
ROM72是用于存储记述CPU71执行的各种处理的程序和/或映射数据等的结构。CPU71基于在ROM72存储的程序,根据需要边利用RAM73的暂时存储区域边执行处理,从而通过ECU70A在功能上实现各种控制单元、判定单元、检测单元和/或算出单元等。
例如,通过ECU70实现控制单元,该控制单元进行用于调整缸盖52A的冷却能力的控制。
作为用于调整缸盖52A的冷却能力的控制,具体地,控制单元实现为,在发动机运转状态为高负荷(更具体为,低转速高负荷)的情况下进行用于抑制缸盖52A的冷却能力的控制。
另外,此时,更具体地,控制单元实现为,不抑制缸体51A的冷却能力地进行用于抑制缸盖52A的冷却能力的控制。
在这一点上,在进行用于调整缸盖52A的冷却能力的控制时,控制单元具体地实现为进行用于改变从缸盖52A向冷却水的热传递的状态的控制。更具体地,控制单元实现为,根据发动机运转状态进行改变流速的控制,该改变流速是改变在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流速,包括分别从部分W/J521aA到521dA局部地改变流速的情况。此外,控制单元实现为,通过作为控制对象具体地控制从W/P11、流量调节阀14和/或部分流量调节阀61至64,来进行用于改变从缸盖52A向冷却水的热传递的状态的控制。
再有,在进行用于抑制缸盖52A的冷却能力的控制时,控制单元实现为,进行用于改变从缸盖52A向冷却水的热传递的状态的控制。具体地,控制单元实现为,在发动机运转状态为高负荷(更具体为,低转速高负荷)的情况下,进行用于改变从缸盖52A向冷却水的热传递的状态的控制。更具体地,控制单元实现为,进行用于将在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流速改变为由第一凹凸部P1产生冷却水水流的剥离的流速的控制。
此外,此时,在不抑制缸体51A的冷却能力地进行用于抑制缸盖52A的冷却能力的控制时,控制单元实现为,不抑制从缸体51A向冷却水的热传递地进行用于抑制从缸盖52A向冷却水的热传递的控制。具体地,控制单元实现为,进行改变流速的控制,将在缸盖侧W/J521A中流通的冷却水的流速改变为由第一凹凸部P1产生冷却水水流的剥离,并且将在缸体侧W/J511A中流通的冷却水的流速改变为不会由第二凹凸部P2产生冷却水水流的剥离的流速。
另一方面,控制单元实现为,除了发动机运转状态为高负荷的情况之外,在其他运转状态下也进行用于使发动机50A的运转成立的控制。
在这点,具体地,发动机运转状态,除了发动机50A的转速和负荷之外,还根据是否是冷车运转时或者是否是发动机启动时,而分类为图5所示的六个分区D1至D6。而且,控制单元在进行控制时,具体地如以下所示那样设定从分区D1至D6每个所应满足的要求,并且确定用于满足设定的要求的控制方针。
首先,在发动机运转状态是与分区D1相对应的怠速状态的情况下,设定进气升温所导致的燃烧速度增加以及用于催化剂活性的排气升温这两个要求。此外,确定与此相对应的进气口52a和汽缸51a上部的升温以及排气口52b的升温这两个控制方针。
在这点,在实现进气口52a的升温时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14和/或部分流量调节阀61,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在部分W/J521aA中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
此外,在实现汽缸51a上部的升温时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸体侧W/J511A中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
另外,在实现排气口52b的升温时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14和/或部分流量调节阀62,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在部分W/J521bA中使冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
再有,在发动机运转状态是与分区D2相对应的轻负荷的情况下,设定有热效率提高(冷却损失降低)及进气升温所导致的燃烧速度增加这两个要求。此外,确定与此对应的缸盖52A的绝热及进气口52a和汽缸51a上部的升温这两个控制方针。
在这点,在实现缸盖52A的绝热时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸体侧W/J521A中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
在实现进气口52a的升温时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14和/或部分流量调节阀61,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在W/J521aA中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
此外,在实现汽缸51a上部的升温时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸体侧W/J511A中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
再有,在发动机运转状态是与分区D3相对应的低转速高负荷的情况下,设定有爆震的降低及热效率提高(冷却损失降低)这两个要求。此外,确定与此对应的进气口52a和汽缸51a上部的冷却及缸盖52A的绝热这两个控制方针。
在这点,在实现进气口52a的冷却时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14和/或部分流量调节阀61,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在部分W/J521aA中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
此外,在实现汽缸51a上部的冷却时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸体侧W/J511A中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
在实现缸盖52A的绝热时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸盖侧W/J521A中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
再有,在发动机运转状态是与分区D4相对应的高转速高负荷的情况下,设定有确保可靠性及降低爆震这两个要求。此外,确定与此对应的火花塞56周围和进排气口52a、52b间与排气口52b的冷却以及进气口52a的冷却这两个控制方针。
在这一点上,在实现火花塞56周围和进排气口52a、52b间与排气口52b的冷却时,例如可控制W/P11、流量调节阀14和/或部分流量调节阀62、63及64,使得在整个缸盖侧W/J521A、或者在部分W/J521bA、521cA及521dA中,冷却水的流速成为不会产生水流的剥离的流速。
在实现进气口52a的冷却时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14和/或部分流量调节阀61,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在部分W/J521aA中,冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
另一方面,对于降低爆震这一要求,除了进气口52a的冷却之外,也可实现例如汽缸51a上部的冷却。相对于此,在实现汽缸51a上部的冷却时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸体侧W/J511A中冷却水的流速成为不会产生水流的剥离的流速。
此外,在与分区D5相对应的发动机冷车时,设定有发动机预热促进及进气升温所导致的燃烧速度提高这两个要求。此外,确定与此相对应的缸盖52A的热传递促进、及进气口52a和汽缸51a上部的升温这两个控制方针。
在这一点上,在实现缸盖52A的热传递促进时,考虑到缸盖52A处对冷却水的受热的贡献大这一点,例如可控制W/P11、流量调节阀14和/或部分流量调节阀62、63,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在热负荷大的部分W/J521bA、521cA中,冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
此外,在实现进气口52a的升温时,例如可控制W/P11、流量调节阀14和/或部分流量调节阀61,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在部分W/J521aA中,冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
此外,在实现汽缸51a上部的升温时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸体侧W/J511A中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
另外,在与分区D6相对应的发动机启动时,设定点火性提高及燃料气化促进这两个要求。此外,确定与此对应的进气口52a的升温及火花塞56周围和汽缸51a上部的升温这两个控制方针。
在这点,在实现进气口52a的升温时,例如可控制W/P11、流量调节阀14和/或部分流量调节阀61,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在部分W/J521aA中,冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
此外,在实现火花塞56周围的升温时,例如可控制W/P11、流量调节阀14和/或部分W/J521cA,使得在整个缸盖侧W/J521A或者在部分W/J521cA中,冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
此外,在实现汽缸51a上部的升温时,例如可控制W/P11和/或流量调节阀14,使得在缸体侧W/J511A中冷却水的流速成为产生水流的剥离的流速。
相对于此,在冷却装置1A中,考虑到整体控制的相容性和/或简化等,控制单元实现为,关于从各部分流量调整阀61至64进行用于使其基本上全开的控制,并且实现为关于W/P11、流量调节阀14还进行具体以下所示的控制。
即,控制单元实现为,在发动机运转状态是与分区D1相对应的怠速状态的情况、发动机运转状态是与分区D2相对应的轻负荷的情况、在为与分区D5相对应的发动机冷车时和为与分区D6相对应的发动机启动时,进行控制,使流量调整阀14为半开,并且以在该状态下可在缸体侧W/J511A及缸盖侧W/J521A中产生冷却水的水流的剥离的喷出量即第一喷出量来驱动W/P11。
此外,控制单元实现为,在发动机运转状态是与分区D3相对应的低转速高负荷的情况下,进行控制,以比半开大的开度将流量调整阀14开阀,并且以在该状态下在缸体侧W/J511A中不会产生冷却水的水流的剥离且在缸盖侧W/J521A中可产生冷却水的水流的剥离的喷出量即第二喷出量来驱动W/P11。
另外,控制单元实现为,在发动机运转状态是与分区D4相对应的高转速高负荷的情况下,进行控制,使流量调整阀14半开,并且以在该状态下可在缸体侧W/J511A及缸盖侧W/J521A中不产生冷却水的水流的剥离的喷出量即第三喷出量来驱动W/P11。
而且,在冷却装置1A中,基于控制单元的控制,在分区D3中W/P11及流量调节阀14如上述那样产生在缸盖52A中流通的冷却水水流的剥离,从而可抑制从缸盖52A向冷却水的热传递,且可抑制缸盖52A的冷却能力。此外,同时地,在此时,基于控制单元的控制,W/P11及流量调节阀14如上述那样不产生在缸体51A中流通的冷却水水流的剥离,从而可不抑制从缸体51A向冷却水的热传递地抑制从缸盖52A向冷却水的热传递。即,可不抑制缸体51A的冷却能力地抑制缸盖52A的冷却能力。
在这一点上,在冷却装置1A中,W/P11、流量调节阀14及第一凹凸部P1成为可调整缸盖52A的冷却能力的冷却能力调整单元,具体地,成为在整个缸盖侧W/J521A中产生冷却水水流的剥离,从而可整体地抑制缸盖52A的冷却能力的冷却能力调整单元。
此外,在冷却装置1A中,W/P11、流量调节阀14、第一凹凸部P1及第二凹凸部P2成为如下的冷却能力调整单元:通过在缸体侧W/J511A中不会产生冷却水水流的剥离,而在整个缸盖侧W/J521A中产生冷却水的水流的剥离,从而可不抑制缸体51A的冷却能力地、整体抑制缸盖52A的冷却能力。
再有,通过代替流量调节阀14而使用部分流量调节阀61至64,也可使W/P11、部分流量调节阀61至64及第一凹凸部P1作为能整体地调整缸盖52A的冷却能力的冷却能力调整单元发挥功能。
此外,在冷却装置1A中,W/P11、流量调节阀14或部分流量调节阀61至64中的至少部分流量调节阀61至64及第一凹凸部P1,成为可局部地调整缸盖52A的冷却能力的冷却能力调整单元,具体地,成为在从部分W/J521aA到521dA中局部地产生冷却水水流的剥离,从而可局部地抑制缸盖52A的冷却能力的冷却能力调整单元。
再有,控制单元也可实现为,根据上述控制方针来适当控制W/P11、流量调节阀14和/或部分流量调节阀61至64,从而在各分区D1至D6中,进行与考虑到了整体控制的相容性和/或简化等的上述控制不同的控制。由此,在各分区D1至D6中,还可进一步使发动机50A的运转适当地成立。
其次,使用图6所示的流程图来说明由ECU70A进行的处理。ECU70A判定是否是发动机启动时(步骤S1)。如果是肯定判定,ECU70A开始W/P11的驱动(步骤S3)。接着,ECU70A使流量调节阀14为半开且以第一喷出量来驱动W/P11(步骤S21A)。另一方面,如果在步骤S1中是否定判定,则ECU70A判定是否是发动机冷车时(步骤S5)。是否是发动机冷车时可通过例如冷却水温是否是预定值(例如75℃)以下来判定。如果在步骤S5中是肯定判定,则前进到步骤S21A。另一方面,如果在步骤S5中是否定判定,则ECU70A检测发动机50A的转速和负荷(步骤S11)。
接着,ECU70A判定与检测的转速和负荷相对应的分区(从步骤S12到S14)。具体地,如果相对应的分区是分区D1,则从步骤S12的肯定判定向步骤S21A前进,如果相对应的分区是分区D2,则从步骤S13的肯定判定向步骤S21A前进。另一方面,如果相对应的分区是分区D3,则从步骤S14的肯定判定向步骤S31A前进。此时,ECU70A以比半开大的开度使流量调节阀14开阀,并且以第二喷出量驱动W/P11(步骤S31A)。此外,如果相对应的分区是分区D4,则从步骤S14的否定判定向步骤S41A前进。此时,ECU70A使流量调节阀14为半开,并且以第三喷出量驱动W/P11(步骤S41A)。
接着,关于冷却装置1A的作用效果说明。这里,与发动机50A的曲轴角度相对应的燃烧室55的导热率和表面积比例为图7所示那样。如图7所示,可知,导热率在压缩行程上止点附近高。而且,关于表面积比例,可知,在压缩行程止点附近缸盖52A和活塞53的表面积比例增大。因此,关于冷却损失,可知,缸盖52A的温度对其的影响力大。另一方面,关于爆震,可知,其依存于压缩端温度,而在对压缩端温度产生影响的进气压缩行程中汽缸51a的表面积比例大。因此,关于爆震,可知,汽缸51a的温度对其的影响力大。
相对于此,在冷却装置1A中,根据该知识,在发动机运转状态是低转速高负荷的情况下,在缸盖侧W/J521A中产生冷却水水流的剥离。而且,在该情况下,位于第一凹凸部1的微细结构内的冷却水的更换停滞,进而发生泡核沸腾(核沸騰),从而抑制从缸盖52A向冷却水的热传递。而且,因而可降低冷却损失。
另一方面,在该情况下,担心爆震的产生。相对于此,在冷却装置1A中,在缸体侧W/J511A不会产生冷却水水流的剥离,在缸盖侧W/J521A会产生冷却水水流的剥离。而且,在该情况下,在缸体侧W/J511A中第二凹凸部P2的微细结构有助于与冷却水接触的表面积的增大,因此促进从缸盖51A向冷却水的热传递。因此,在冷却装置1A中,由此可维持汽缸51a的冷却,从而也可抑制爆震的产生。
即,在冷却装置1A中,可通过以基于上述知识的合理的方式使热传递的状态局部可变而实现缸盖52A的绝热(冷却损失的降低),同时也可通过实现缸体51A的冷却,抑制爆震的产生。而且,通过如上述那样兼顾冷却损失的降低和爆震性能,可提高热效率。
此外,冷却装置1A主要可在低转速高负荷时实现热效率的提高,另一方面,在其他运转状态下也可使发动机50A的运转适当地成立。在这一点上,在高转速高负荷时除了可靠性确保和爆震的降低之外,还可实现例如排气温度的下降所导致的催化剂的热负荷降低。因此,在冷却装置1A,不仅在特定的运转状态下,即使是从作为通常进行的发动机50A的所有运转来看均可实现热效率的提高。
实施例2
如图8所示,本实施例所涉及的冷却装置1B,除了具备发动机50B以代替发动机50A这方面、还具备入口侧切换阀21及出口侧切换阀22这方面和如后述那样具备ECU70B以代替ECU70A这方面以外,与冷却装置1A实质相同。
发动机50B除了具备缸体51B以代替缸体51A这方面和具备缸盖52B以代替缸盖52A这方面以外,与发动机50A实质相同。
缸盖52B除了设有缸盖侧W/J521B来代替缸盖侧W/J521A这方面之外,与缸盖52A实质相同。缸盖侧W/J521B除了具备部分W/J521aB至521dB以代替部分W/J521aA至521dA这方面以外,与缸盖侧W/J521A实质相同(参照图9)。在这一方面,W/J521aB至521dB除了没有设置第一凹凸部P1这方面以外,与W/J521aA至521dA实质相同。
另一方面,与此相关,在本实施例中流量调节阀14成为可调整缸盖52B的冷却能力的冷却能力调整单元。具体地,流量调节阀14,成为可通过整体地调节在缸盖侧W/J521B中流通的冷却水的流量而整体地调整缸盖52B的冷却能力的冷却能力调整单元。再有,也可将部分流量调节阀61至64作为可整体地调整缸盖52B的冷却能力的冷却能力调整单元发挥功能以代替流量调节阀14。
此外,如上述那样设置的流量调节阀14成为可不抑制缸体51B的冷却能力地抑制缸盖52B的冷却能力的冷却能力调整单元。具体地,例如,流量调节阀14成为如下的冷却能力调整单元:在具有使冷却水在缸体51B及缸盖52B中均流通的高转速高负荷时的缸体51B的冷却能力及缸盖52B的冷却能力的情况下,对于这些冷却能力,可不抑制缸体51B的冷却能力地抑制缸盖52B的冷却能力。
此外,在本实施例中,部分流量调节阀61至64成为可调整缸盖52B的冷却能力的冷却能力调整单元,更具体地,成为可通过局部地调节在缸盖侧W/J521B中流通的冷却水的流量而局部地调整缸盖52B的冷却能力的冷却能力调整单元。
缸体51B除了设有缸体侧W/J511B以代替缸体侧W/J511A这方面之外,与缸体51A实质相同。缸体侧W/J511B除了具备后述的部分W/J511aB以代替部分W/J511aA这方面和具备第一导入部511b及第一流出部511c和第二导入部511d及第二流出部511e来作为冷却水对于部分W/J511aB导入流出的导入部和流出部这方面以外,与缸体侧W/J511A实质相同。第一导入部511b及流出部511c设置成对于部分W/J511aB使冷却水沿汽缸51a的轴线方向流通。第二导入部511d及流出部511e设置成对于部分W/J511aB使冷却水沿汽缸51a的周向流通。因此,缸体侧W/J511B成为可在汽缸51a的轴线方向和周向之间切换部分W/J511aB处的冷却水的流通方向的结构。
入口侧切换阀21在缸体51B的上游侧且第一及第二冷却水循环路径C1、C2的分叉后的部分设置,出口侧切换阀22在缸体51B的下游侧且第一及第二冷却水循环路径C1、C2的合流前的部分设置。分别设置成,入口侧切换阀21在第一导入部511b和第二导入部511d之间切换使冷却水流通的路径,而出口侧切换阀22可在第一流出部511c和第二流出部511e之间切换使冷却水流通的路径。
接着,关于发动机50B更具体地进行说明。如图9所示,在缸体51B设有部分W/J511aB以代替部分W/J511aA。部分W/J511aB除了设有第三凹凸部P3来代替第二凹凸部P2这方面和将冷却水的流通方向在汽缸51a的轴线方向和周向之间切换这方面以外,与部分W/J511aA实质相同。第三凹凸部P3形成为根据冷却水的流通方向的变化而使从缸体51B向冷却水的导热性为可变的形状。具体地,第三凹凸部P3由如下板状部件形成:沿汽缸51a的轴线方向弯曲成波状且将成为突部的部分沿汽缸51a的周向以每个预定间隔切除。
在这一发明,该第三凹凸部P3的具体形状如例如图10(a)所示那样成为突部的部分可由弯曲为四边形的形状形成。此外,第三凹凸部P3如例如10(b)所示那样成为突部的部分可由弯曲为三角形的形状形成。而且,该第三凹凸部P3如该图10(a)、图10(b)所示那样,成为在沿波状弯曲的第一方向T1观察的情况下表面显现,而另一方面在沿与第一方向正交的第二方向T2观察的情况下表面不显现的形状,其结果,沿第一方向T1观察的情况与沿第二方向T2观察的情况相比,投影面积变大。
因此,在冷却水沿第一方向T1流通的情况下,在弯曲的部分发生水流的剥离,或者弯曲的部分成为阻力而发生流量的下降。另一方面,在冷却水沿第二方向T2流通的情况下,与沿第一方向T1流通的情况相比,可相对地增大冷却水的流量。此外,在冷却水沿第二方向T2流通的情况下,与沿第一方向T1流通的情况相比,也可相对地增大接触的表面积。因此,在冷却水沿第二方向T2流通的情况下,与沿第一方向T1流通的情况相比,可相对地提高从缸体51B向冷却水的导热性。
相对于此,具体地,第三凹凸部P3在部分W/J511aB中的整个内侧壁面W设置以使第一方向T1为汽缸51a的轴线方向,第二方向T2为汽缸51a的周向。而且,第三凹凸部P3因而根据正交的两个流通方向(具体地,汽缸51a的轴线方向及周向)之间的冷却水的流通方向的变化来设置为使从缸体51B到冷却水的导热性为可变的凹凸部。此外,由此,第三凹凸部P3设置成:在冷却水的流通方向为汽缸51a的周向的情况下,与为汽缸51a的轴线方向的情况相比可相对地提高导热性的凹凸部。此外,通过如上述那样设置第三凹凸部P3,切换阀21、22成为如下的流通方向改变单元:可在第一方向T1和与第一方向T1相比通过第三凹凸部P3而增高了导热性高的第二方向T2之间切换部分W/J511aB中的冷却水的流通方向。
ECU70B除了还电连接切换阀21、22作为控制对象这方面和在功能上实现以下所示的控制单元这方面之外,与ECU70A实质相同。因此,关于ECU70B,省略图示。
还由ECU70B在功能上实现控制单元,该控制单元进行用于调整缸盖52B的冷却能力的控制。而且,该控制单元实现为,在进行用于抑制缸盖52B的冷却能力的控制时,具体地在发动机运转状态为高负荷(更具体地,为低转速高负荷)的情况下进行用于抑制缸盖52B的冷却能力的控制。在这一点上,更具体地,该控制单元实现为,在发动机运转状态为低转速高负荷的情况下,通过控制流量调节阀14,进行用于抑制基于缸盖侧W/J521B而发挥的冷却能力的控制。
再有,通过ECU70B控制单元实现为,在发动机运转状态为低转速高负荷的情况下,进行用于提高从缸体51B向冷却水的导热性的控制。在进行用于提高导热性的控制时,具体地,控制单元实现为,控制切换阀21、22以使部分W/J511aB的冷却水的流通方向变为汽缸51a的周向。
此外,控制单元实现为,除了发动机运转状态为高负荷的状态之外,在其他运转状态中也进行用于使发动机50B的运转成立的控制。
在这一点上,在控制单元进行控制时,具体地,可进行遵循上述控制方针的控制。
首先,在发动机运转状态是与分区D1相对应的怠速状态的情况下,如上述那样,确定进气口52a和汽缸51a上部的升温以及排气口52b的升温这两个控制方针。
在这一点上,在实现进气口52a的升温时,例如,可将流量调节阀14或部分流量调节阀61关闭。
此外,在实现汽缸51a上部的升温时,例如,可控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的轴线方向。
另外,在实现排气口52b的升温时,例如,可将流量调节阀14或部分流量调节阀52关闭。
再有,在发动机运转状态是与分区D2相对应的轻负荷的情况下,如上述那样,确定缸盖52B的绝热及进气口52a和汽缸51a上部的升温这两个控制方针。
在这点,在实现缸盖52B的绝热时,例如,可将流量调节阀14或各部分流量调节阀61至64关闭。此外,在实现进气口52a的升温时,例如,可将流量调节阀14或部分流量调节阀61关闭。此外,在实现汽缸51a上部的升温时,例如,可控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的轴线方向。
此外,在发动机运转状态是与分区D3相对应的低转速高负荷的情况下,如上述那样,确定进气口52a和汽缸51a上部的冷却以及缸盖52B的绝热这两个控制方针。
在这一点上,在实现进气口52a的冷却时,例如,可使流量调节阀14或部分流量调节阀61为全开。此外,在实现汽缸51a上部的冷却时,例如,可控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的周向。另外,在实现缸盖52B的绝热时,例如,可将流量调节阀14或各部分流量调节阀61至64关闭。
此外,在发动机运转状态是与分区D4相对应的高转速高负荷的情况下,如上述那样,确定火花塞56周围和进排气口52a、52b间与排气口52b的冷却以及进气口52a的冷却这两个控制方针。
在这一点上,在实现火花塞56周围和进排气口52a、52b间与排气口52b的冷却时,例如,可使流量调节阀14或部分流量调节阀63、部分流量调节阀64及部分流量调节阀62为全开。
此外,在实现进气口52a的冷却时,例如,可使流量调节阀14或部分流量调节阀61为全开。
另一方面,对于爆震的降低这一要求,除了进气口52a的冷却之外,例如,还可实现汽缸51a上部的冷却。相对于此,在实现汽缸51a上部的冷却时,例如,可控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的周向。
另外,在与分区相D5对应的发动机冷车时,如上述那样,确定缸盖52B的热传递促进及进气口52a和汽缸51a上部的升温这两个控制方针。
而且,在实现缸盖52B的热传递促进时,考虑到缸盖52B对冷却水的受热的贡献大,例如,可按以大的开度将与热负荷大的部分相对应的部分流量调节阀62、63打开。
此外,在实现进气口52a的升温时,例如,可将流量调节阀14或部分流量调节阀61关闭。
另外,在实现汽缸51a的上部的升温时,例如,可控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的轴线方向。
再有,在与分区D6相对应的发动机启动时,如上述那样,确定进气口52a的升温及火花塞56周围和汽缸51a上部的升温这两个控制方针。
在这一点上,在实现进气口52a的升温时,例如,可将流量调节阀14或部分流量调节阀61关闭。
另外,在实现火花塞56周围的升温时,例如,可将流量调节阀14或部分流量调节阀63关闭。
此外,在实现汽缸51a上部的升温时,例如,可控制切换阀21、22,使得部分W/J511aB的冷却水的流通方向变为汽缸51a的轴线方向;和/或使W/P11停止或以低喷出量驱动W/P11。
相对于此,在冷却装置1B中,考虑到整体控制的相容性和/或简化等,控制单元实现为,关于W/P11,基本上根据发动机50B的转速来进行用于驱动W/P11的控制,使得转速越高则喷出量越多,并且关于各部分流量调节阀61至64进行用于使其基本上为全开的控制。另一方面,实现为,关于流量调节阀14及切换阀21、22,还进行具体如以下所示的控制。
即,控制单元实现为,在发动机运转状态为与分区D1相对应的怠速状态的情况、发动机运转状态为与分区D2相对应的轻负荷的情况、与分区D5相对应的发动机冷车时和与分区D6相对应的发动机启动时,进行用于将流量调节阀14关闭的控制,并且控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的轴线方向。
此外,控制单元实现为,在发动机运转状态是与分区D3相对应的低转速高负荷的情况下,进行用于将流量调节阀14关闭的控制,并且控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的周向。
另外,控制单元实现为,在发动机运转状态是与分区D4相对应的高转速高负荷的情况下,进行用于使流量调节阀14全开的控制,并且控制切换阀21、22使得部分W/J511aB中的冷却水的流通方向变为汽缸51a的周向。
而且,在冷却装置1B中,基于控制单元的控制,在分区D3中流量调节阀14如上述那样使在缸盖52B流通的冷却水的流量下降,从而使在发动机50B流通的冷却水的流量局部地下降。
而且,在冷却装置1B中,在流量调节阀14不是全开的情况下,通过抑制冷却水向缸盖52B的流通,来抑制缸盖52B的冷却能力。在这一点上,在冷却装置1B中,更具体地,在流量调节阀14关闭的情况下抑制缸盖52B的冷却能力。
再有,控制单元实现为,例如,根据上述控制方针来适当控制W/P11、流量调节阀14、切换阀21、22及部分流量调节阀61至64,而在各分区D1至D6中进行考虑到了整体控制的相容性和/或简化等的、与上述控制不同的控制。由此,在各分区D1至D6中,还可更加适当地使发动机50B的运转成立。
接着,使用图11所示的流程图来说明由ECU70B进行的处理。再有,该流程图除了设置步骤S21B以代替步骤S21A、设置步骤S31B以代替步骤S31A、设置步骤S41B以代替步骤S41A这方面之外,与图6所示的流程图相同。因此,这里,特别说明这些步骤。接续于步骤S3,或在步骤S5、S12、S13中为肯定判定的情况下,ECU70B将流量调节阀14关闭,并且将切换阀21、22控制为汽缸51a的轴线方向侧(步骤S21B)。此外,在步骤S14中为肯定判定的情况下,ECU70B将流量调节阀14关闭,并且将切换阀21、22控制为汽缸51a的周向侧(步骤S31B)。此外,在步骤S14中为否定判定的情况下,ECU70B使流量调节阀14全开,并且将切换阀21、22控制为汽缸51a的周向侧(步骤S41B)。
接着,说明冷却装置1B的作用效果。在冷却装置1B中,在发动机运转状态是低转速高负荷的情况下,将流量调节阀14关闭。而且,由此通过限制在缸盖侧W/J521B流通的冷却水的流量,可抑制缸盖52B的冷却能力,从而可降低冷却损失。
另一方面,在该情况下,担心爆震的产生。相对于此,在冷却装置1B中,通过控制可不抑制缸体51B的冷却能力地抑制缸盖52B的冷却能力的流量调节阀14,来限制在缸盖侧W/J521B流通的冷却水的流量。因此,在冷却装置1B中,由此可维持汽缸51a的冷却,从而也可抑制爆震的产生。
此外,在冷却装置1B中,在流量调节阀14调节在缸盖侧W/J521B流通的冷却水的流量以抑制缸盖52B的冷却能力的情况下,可调节在缸体侧W/J511B流通的冷却水的流量以提高缸体51B的冷却能力。因此,在冷却装置1B中,由此可进一步冷却进气,可适当地抑制爆震的产生。
再有,在冷却装置1B中,在发动机运转状态是低转速高负荷的情况下,通过将切换阀21、22控制为汽缸51a的周向侧,可提高从缸体51B向冷却水的导热性。因此,在冷却装置1B中,由此可进一步冷却进气,可进一步适当地抑制爆震的产生。
此外,在冷却装置1B中,主要可在低转速高负荷时实现热效率的提高,另一方面,在其他运转状态下也可适当地使发动机50B的运转成立。因此,冷却装置1B,不仅是在特定的运转状态下,即使作为通常进行的发动机50B的整体运转来看也可实现热效率的提高。
上述实施例是本发明的优选实施例。但是,并不限于此,在不脱离本发明的主旨的范围内可进行各种变形实施。
例如,在上述实施例中,在使各发动机50A、50B的运转成立时是适当的,等等,因此关于W/P11是冷却介质压送单元的情况进行了说明。但是,在本发明中,并不限于此,冷却介质压送单元也可以是例如用发动机的输出驱动的机械式W/P。
此外,在发动机运转状态是怠速状态的情况或发动机冷车时或发动机启动时,控制单元进行的控制在本发明中不限于上述实施例,冷却装置也可以,还具备例如可向第一及第二冷却介质通路供给蓄热冷却介质的蓄热冷却介质供给单元,并且在发动机运转状态是怠速状态或发动机冷车时或者发动机启动时、且蓄热冷却介质的温度比冷却介质的温度高的情况下,控制单元进行用于从该蓄热冷却介质供给单元供给蓄热冷却介质的控制。作为与该蓄热冷却介质供给单元相当的结构,具体有例如在特开2009-208569号公报中记载的换热部。
再有,在该情况下,控制单元也可以,例如通过控制局部地调整缸盖的冷却能力的冷却能力调整单元,进行用于优先向与火花塞和/或排气口和/或进气口对应地设置的冷却介质通路供给蓄热冷却介质的控制。
由此,可更加适当地实现发动机预热促进、未燃HC的降低和/或发动机点火性的提高,其结果,可更加适当地使发动机的运转成立。
此外,在上述的实施例2中,关于将第三凹凸部P3与作为冷却能力调整单元的流量调节阀14组合应用的情况进行了说明。但是,在本发明中,并不限于此,根据冷却水的流通方向的变化而使从缸体向冷却水的导热性为可变的凹凸部,也可以与能调整缸盖的冷却能力的其他冷却能力调整单元(例如,在实施例1中说明的W/P11、流量调整阀14及第一凹凸部P1)组合应用。
此外,控制单元主要通过控制各发动机50A、50B的各ECU70来实现,这是合理的,但是,也可以通过例如其他电子控制装置和/或专用的电子电路等硬件或其组合来实现。此外,控制单元可以通过例如多个电子控制装置或多个电子电路等硬件、或电子控制装置与电子电路等硬件的组合来分散控制地实现。
附图标记的说明:
1冷却装置
11W/P
12散热器
13恒温器
14流量控制阀
21入口侧切换阀
22出口侧切换阀
50A、50B发动机
51A缸体
51a汽缸
511缸体侧W/J
52A、52B缸盖
52a进气口
52b排气口
521缸盖侧W/J
61、62、63、64部分流量调节阀
70 ECU
Claims (4)
1.一种发动机的冷却装置,其特征在于,具备:
发动机,其具备缸盖,该缸盖形成有第一冷却介质通路,且在所述第一冷却介质通路设置有第一凹凸部,所述第一冷却介质通路具备分别单独地组入于多个不同的冷却系统的多个部分冷却介质通路,所述第一凹凸部能够在冷却介质的最大流速的范围内根据流速的变化产生冷却介质流的剥离;和
控制单元,根据发动机运转状态进行改变流速的控制,所述改变流速是改变在所述第一冷却介质通路中流通的冷却介质的流速,包括分别在所述多个部分冷却介质通路中局部地改变流速的情况。
2.根据权利要求1所述的发动机的冷却装置,其特征在于,
所述控制单元,在发动机运转状态是低转速高负荷的情况下,进行改变流速的控制,将在所述第一冷却介质通路中流通的冷却介质的流速改变为由所述第一凹凸部产生冷却介质流的剥离的流速。
3.根据权利要求2所述的发动机的冷却装置,其特征在于,
所述发动机还具备缸体,该缸体在汽缸的周边部形成有第二冷却介质通路,并且在所述第二冷却介质通路中的、位于所述汽缸侧的壁面设置有第二凹凸部,该第二凹凸部能够在冷却介质的最大流速的范围内根据流速的变化产生冷却介质流的剥离,
所述控制单元,在发动机运转状态是低转速高负荷的情况下,进行改变流速的控制,将在所述第二冷却介质通路中流通的冷却介质的流速改变为不会由所述第二凹凸部产生冷却介质流的剥离的流速。
4.一种发动机的冷却装置,其特征在于,具备:
发动机,其具备缸体,该缸体在汽缸的周边部形成有冷却介质通路,并且在所述冷却介质通路设置有能够根据冷却水的流通方向的变化而改变向冷却水的导热性的凹凸部;
冷却能力调整单元,其能够调整所述缸盖的冷却能力;
流通方向改变单元,其能够将所述冷却介质通路中的冷却水的流通方向在第一方向和与该第一方向相比通过所述凹凸部而使导热性增高的第二方向之间切换;和
控制单元,其在发动机运转状态为低转速高负荷的情况下,通过控制所述冷却能力调整单元来进行用于抑制所述缸盖的冷却能力的控制,并且通过控制所述流通方向改变单元来进行将所述冷却介质通路中的冷却水的流通方向改变为所述第二方向的控制。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2009/070189 WO2011067829A1 (ja) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | エンジンの冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102667092A true CN102667092A (zh) | 2012-09-12 |
CN102667092B CN102667092B (zh) | 2014-06-11 |
Family
ID=44114695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200980162682.3A Expired - Fee Related CN102667092B (zh) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | 发动机的冷却装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8746187B2 (zh) |
EP (1) | EP2508727B1 (zh) |
JP (1) | JP5494672B2 (zh) |
CN (1) | CN102667092B (zh) |
WO (1) | WO2011067829A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104018927A (zh) * | 2013-03-01 | 2014-09-03 | 福特环球技术公司 | 用于具有液体冷却型汽缸盖和液体冷却型汽缸体的内燃发动机的方法和系统 |
CN107620630A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-01-23 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 发动机冷却液温度控制方法和系统 |
CN108678852A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-19 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的冷却装置 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2644860A4 (en) * | 2010-11-26 | 2014-05-07 | Toyota Motor Co Ltd | COOLING DEVICE FOR MOTOR |
JP5541371B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2014-07-09 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの冷却装置 |
JP5979030B2 (ja) * | 2013-02-05 | 2016-08-24 | マツダ株式会社 | 可変気筒エンジン |
GB2525863B (en) * | 2014-05-06 | 2020-08-05 | Ford Global Tech Llc | An engine block |
KR101619278B1 (ko) * | 2014-10-29 | 2016-05-10 | 현대자동차 주식회사 | 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템 |
JP6303991B2 (ja) * | 2014-11-13 | 2018-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | シリンダヘッド |
JP6225931B2 (ja) * | 2015-02-20 | 2017-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
JP6222157B2 (ja) * | 2015-04-09 | 2017-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
JP6187538B2 (ja) * | 2015-05-15 | 2017-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | シリンダヘッド |
JP2017002781A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
GB2548835B (en) * | 2016-03-29 | 2018-04-18 | Ford Global Tech Llc | A cooling system |
JP6581548B2 (ja) * | 2016-08-01 | 2019-09-25 | 株式会社Soken | 冷却システム |
JP6581129B2 (ja) * | 2017-02-14 | 2019-09-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
JP6544376B2 (ja) * | 2017-03-28 | 2019-07-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の冷却装置 |
DE102018214152B3 (de) * | 2018-08-22 | 2019-11-07 | Ford Global Technologies, Llc | Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere Zylinderkopfkühlung mit Ladeluftkühler |
KR20210003434A (ko) | 2019-07-02 | 2021-01-12 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 워터자켓 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56148610A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-18 | Toyota Motor Corp | Cooling device for engine |
JPH07103828B2 (ja) * | 1987-11-17 | 1995-11-08 | 本田技研工業株式会社 | 水冷式多気筒エンジンのシリンダヘッド |
JPH0295717A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | 水冷式エンジンのシリンダ冷却装置 |
JP2712711B2 (ja) | 1990-02-16 | 1998-02-16 | 株式会社デンソー | 内燃機関の冷却方法及びその装置 |
JPH0530443U (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-23 | 帝国ピストンリング株式会社 | シリンダライナの冷却構造 |
JPH0674090A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-03-15 | Mazda Motor Corp | エンジンの冷却装置 |
JPH0680821U (ja) * | 1993-04-26 | 1994-11-15 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関のシリンダカバー、シリンダライナ冷却装置 |
JPH10122034A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のシリンダブロック及びその製造方法 |
JP3891660B2 (ja) * | 1997-09-12 | 2007-03-14 | 本田技研工業株式会社 | 水冷式エンジンの冷却装置 |
DE10032184A1 (de) | 2000-07-01 | 2002-01-10 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum Kühlen einer Brennkraftmaschine |
JP2002221080A (ja) | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Toyota Motor Corp | エンジンのウォータジャケット構造及びその製造方法 |
US6739290B2 (en) | 2001-03-06 | 2004-05-25 | Calsonic Kansei Corporation | Cooling system for water-cooled internal combustion engine and control method applicable to cooling system therefor |
JP2002364456A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 舶用ディーゼルのシリンダライナ冷却構造 |
FR2841596B1 (fr) * | 2002-06-27 | 2005-12-16 | Renault Sa | Dispositif de refroidissement pour moteur a combustion interne |
DE10244829A1 (de) * | 2002-09-25 | 2004-04-01 | Bayerische Motoren Werke Ag | Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine sowie Verfahren zur Durchführung eines Abwärmetransfers |
US6810838B1 (en) | 2003-06-12 | 2004-11-02 | Karl Harry Hellman | Individual cylinder coolant control system and method |
FR2860833B1 (fr) * | 2003-10-08 | 2007-06-01 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Circuit de refroidissement d'un moteur a combustion interne constitue d'au moins trois passages de refroidissement |
JP4052256B2 (ja) * | 2004-02-06 | 2008-02-27 | トヨタ自動車株式会社 | 温度調節装置 |
EP1600621B1 (en) * | 2004-05-24 | 2014-09-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder liner cooling structure |
JP4375731B2 (ja) | 2004-05-24 | 2009-12-02 | 本田技研工業株式会社 | シリンダライナの冷却構造 |
JP2007247523A (ja) | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
JP2007297923A (ja) | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Toyota Motor Corp | シリンダライナの構造 |
FR2905423B1 (fr) * | 2006-09-06 | 2008-10-10 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de distribution de liquide de refroidissement dans un moteur de vehicule automobile |
JP2009208569A (ja) | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Toyota Motor Corp | 空調装置およびエンジン暖機促進システム |
-
2009
- 2009-12-01 CN CN200980162682.3A patent/CN102667092B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-01 WO PCT/JP2009/070189 patent/WO2011067829A1/ja active Application Filing
- 2009-12-01 EP EP09851837.6A patent/EP2508727B1/en not_active Not-in-force
- 2009-12-01 JP JP2011544137A patent/JP5494672B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-01 US US13/513,064 patent/US8746187B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104018927A (zh) * | 2013-03-01 | 2014-09-03 | 福特环球技术公司 | 用于具有液体冷却型汽缸盖和液体冷却型汽缸体的内燃发动机的方法和系统 |
CN104018927B (zh) * | 2013-03-01 | 2018-06-05 | 福特环球技术公司 | 用于具有液体冷却型汽缸盖和液体冷却型汽缸体的内燃发动机的方法和系统 |
CN108678852A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-19 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的冷却装置 |
CN108678852B (zh) * | 2017-03-28 | 2020-08-18 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的冷却装置 |
CN107620630A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-01-23 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 发动机冷却液温度控制方法和系统 |
CN107620630B (zh) * | 2017-11-03 | 2019-12-03 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 发动机冷却液温度控制方法和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5494672B2 (ja) | 2014-05-21 |
US20120266827A1 (en) | 2012-10-25 |
EP2508727B1 (en) | 2016-03-09 |
EP2508727A1 (en) | 2012-10-10 |
CN102667092B (zh) | 2014-06-11 |
EP2508727A4 (en) | 2013-12-25 |
JPWO2011067829A1 (ja) | 2013-04-18 |
US8746187B2 (en) | 2014-06-10 |
WO2011067829A1 (ja) | 2011-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102667092A (zh) | 发动机的冷却装置 | |
CN108278172B (zh) | 一种汽车发动机冷却系统及冷却方法 | |
CN102575566A (zh) | 发动机的冷却装置 | |
KR101683530B1 (ko) | 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템 | |
CN108281735B (zh) | 一种电动汽车电池保温系统及其方法 | |
CN102639835A (zh) | 发动机的冷却装置 | |
CN103261616B (zh) | 发动机的冷却装置 | |
CN102297009A (zh) | 一种混合动力车冷却系统 | |
CN102639836A (zh) | 发动机的冷却装置 | |
CN211524942U (zh) | 一种温度调节装置及混合动力系统 | |
CN102791999A (zh) | 发动机的冷却装置 | |
US20040187505A1 (en) | Integrated cooling system | |
CN210686108U (zh) | 一种发动机辅助冷却系统 | |
CN215633288U (zh) | 摩托车发动机的冷却系统以及摩托车 | |
JP5760774B2 (ja) | 内燃機関の冷却装置 | |
KR101684553B1 (ko) | 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템 | |
CN109944675B (zh) | 一种发动机的冷却装置 | |
CN102639849A (zh) | 发动机的冷却装置 | |
KR101592434B1 (ko) | 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템 | |
JPH089894Y2 (ja) | 自動車用電源装置 | |
WO2023207306A1 (zh) | 热管理系统和具有其的车辆 | |
CN215949639U (zh) | 一种发动机的温度控制系统及发动机冷却系统 | |
CN213899100U (zh) | 一种可提高燃油利用率的内燃机冷却装置 | |
CN213167690U (zh) | 一种混合动力车辆的热管理系统及混合动力推土机 | |
KR102132030B1 (ko) | 차량용 냉각시스템 제어방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140611 Termination date: 20171201 |