CN104641092B

CN104641092B - 多汽缸发动机的冷却装置

Info

Publication number: CN104641092B
Application number: CN201480002477.1A
Authority: CN
Inventors: 松本大典; 田畑大介; 内藤雅博
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: CN104641092A; US9777615B2; US20150377114A1; DE112014000931T5; JP2014163223A; DE112014000931B4; WO2014129145A1; JP5880471B2

Abstract

本发明的特征在于汽缸体（30）具有：设置于汽缸列的一端侧，将冷却液（W）导入至水套（33）的导入部（36）；设置于导入部（36）的附近，限制从导入部（36）导入的冷却液（W）流入水套（33）的进气侧部分的节流部（42）；和设置于进气侧的汽缸列的中央部，从水套（33）排出冷却液（W）的排出部（37）；水套（33）的排气侧部分形成为汽缸轴方向的上侧与下侧相比流路截面积大。

Description

多汽缸发动机的冷却装置

技术领域

本发明涉及汽车等的多汽缸发动机的冷却装置，尤其属于通过冷却液冷却汽缸盖以及汽缸体的发动机的技术领域。

背景技术

以往，在汽车等中，为了改善燃料消耗性能和排气净化性能等，而采用在发动机的冷态时尽早对发动机进行暖机的技术。

例如，在专利文献1中公开了在发动机冷态时，切断向汽缸体的冷却液的流动，另一方面使少量的冷却液从汽缸列的一端侧向另一端侧流入汽缸盖，随着冷却液的温度上升而使冷却液从汽缸列的一端侧向另一端侧流入汽缸体，从而增加向汽缸盖循环的冷却液的流量，以此谋求暖机的尽早完成的技术。

然而，在发动机的实际工作时，因排气而汽缸体的汽缸盖侧相对于其相反侧、或者汽缸体的排气侧相对于进气侧温度上升，在各汽缸的上下方向上以及进气侧与排气侧上容易产生温度差。又，在使冷却液从汽缸体的汽缸列的一端侧流向另一端侧的情况下，随着从流路的上游侧向下游侧流动而冷却液的温度上升，因此相对于一端侧的汽缸另一端侧的汽缸变成高温，在各汽缸之间容易产生温度差。

在这里，因各汽缸的上下方向以及进气侧与排气侧上的温度差而在各汽缸内温度分布不均匀时，因热变形而汽缸孔的真圆度变差，因此在汽缸孔中的活塞环的滑动时的滑动阻力增大，从而发动机的燃料消耗性能变差。此外，还存在导致从变宽的活塞与汽缸之间的间隙向曲轴箱等泄漏大量混合气而促使发动机油的劣化和金属的腐蚀等、或者润滑油流入燃烧室内而使油耗增加等的不理想状况的担忧。

又，因各汽缸之间的温度差而发动机整体上发生热变形，从而如前所述存在由于各汽缸孔的真圆度变差、或者由进气系统实现的进气填充的均匀性降低，因此使燃料消耗性能恶化的担忧。

在这些温度差进一步增大时，在铝合金制造的汽缸体的情况下，对于超过200℃的部分存在材料强度劣化的担忧。又，还存在汽缸的高温区域上发生爆震的担忧。因此，优选的是使各汽缸内以及各汽缸之间的温度差尽可能小。

然而，在该现有技术中，关于汽缸体的冷却，只是公开了使冷却液从水套的汽缸列的一端侧流向另一端侧，而存在无法将各汽缸的上下方向上以及排气侧与进气侧之间的温度差、和各汽缸之间的温度差充分抑制的问题。

又，在专利文献2中公开了在汽缸体的水套内配置隔离件，使冷却液分别流入上部流路与下部流路，并且使水套的上部流路中的冷却液的流量以及流速增加，而以从汽缸列的一端侧流至另一端侧后返回至一端侧的形式U形转弯地流动，以此抑制汽缸的上下方向的温度差的技术。

然而，在该现有技术中，无法充分抑制各汽缸的排气侧与进气侧的温度差以及各汽缸之间的温度差，因此存在汽缸整体上的温度分布不均匀的问题。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2010-163920号公报；

专利文献2：日本特许第4845620号。

发明内容

发明要解决的问题：

因此，本发明的课题是抑制构成多汽缸发动机的汽缸体中的各汽缸的上下方向的温度差、各汽缸排气侧与进气侧之间的温度差以及各汽缸之间的温度差，从而使汽缸整体实现均匀的温度分布。

解决问题的手段：

为了解决所述问题，根据本发明的多汽缸发动机的冷却装置的特征在于如下结构。

首先，根据本申请的发明是具有以包围直列配置的多个汽缸的汽缸孔的形式设置于汽缸体的水套、和设置于汽缸盖的水套，并且具备通过水泵使冷却液经由这些水套和散热器并循环的冷却液路径的多汽缸发动机的冷却装置，所述汽缸体具有：设置于汽缸列的一端侧，将冷却液导入至所述汽缸体的水套的导入部；设置于所述导入部的附近，限制从所述导入部导入的冷却液流入所述汽缸体的水套的进气侧部分的节流部；和设置于进气侧的汽缸列的中央部，从所述汽缸体的水套排出冷却液的排出部；所述汽缸体的水套的排气侧部分形成为汽缸轴方向的上侧与下侧相比流路截面积大。

又，也可以是在上述冷却装置中，在所述汽缸体的水套内以与其内壁部之间以及与外壁部之间设置间隔的形式配设隔离件；所述节流部形成于所述隔离件的外周；所述隔离件的排气侧部分形成为使所述隔离件与所述外壁部之间的间隔在汽缸轴方向的上侧的部分比下侧的部分宽。

另外，一般而言，汽缸体的水套形成为在汽缸体上表面以环状形成的凹槽的结构，而在形成该凹槽的壁面中，将位于外侧的侧壁作为外壁部，位于内侧的侧壁作为内壁部。

又，也可以是在上述冷却装置中，所述汽缸盖具有设置于汽缸列的另一端侧，且从所述汽缸盖的水套排出冷却液的排出部；所述汽缸体的水套与所述汽缸盖的水套通过连通路相互连接；所述冷却液路径具有：绕过所述散热器，连接设置于所述汽缸盖的排出部与所述导入部的第一路径；绕过所述散热器，通过控制冷却液的流量的第一控制阀连接设置于所述汽缸盖的排出部与所述导入部的第二路径；绕过所述散热器，通过控制冷却液的流量的第二控制阀连接设置于所述汽缸体的排出部和所述导入部的第三路径；和通过控制冷却液的流量的第三控制阀和所述散热器连接设置于所述汽缸盖的排出部与所述导入部的第四路径；具备在暖机运行时使所述第一控制阀至第三控制阀闭阀，随着发动机温度的上升而使所述第一控制阀至第三控制阀依次开阀的冷却回路控制部。

此外，也可以是在上述冷却装置中，所述第二路径经由空调用加热器芯或EGR冷却器中的至少一个。

此外，也可以是在上述冷却装置中，所述第三路径经由发动机油冷却器或自动变速器的油热交换器中的至少一个。

发明效果：

根据以上结构，根据本申请的发明，得到如下效果。

根据上述冷却装置，由于形成为在汽缸体的水套的排气侧部分中汽缸轴方向的上侧（汽缸盖侧）与下侧相比流路截面积大，因此对于在发动机实际工作时因排气而温度尤其容易上升的汽缸体的排气侧上部，可以与排气侧下部相比更进一步进行冷却。因此可以抑制各汽缸的上下方向的温度差。

又，通过设置于导入部的附近的节流部限制从导入部导入的冷却液流入汽缸体的水套的进气侧部分，因此通过使冷却水更多地流入排气侧部分，以此能够更好地冷却与进气侧相比温度更容易上升的排气侧的汽缸体，可以抑制各汽缸的进气侧与排气侧的温度差。

此外，向汽缸体的水套导入冷却液的导入部设置于汽缸列的一端侧，限制从导入部导入的冷却液流入汽缸体的水套的进气侧部分的节流部设置于导入部的附近，并且从汽缸体的水套排出冷却液的排出部设置于进气侧的汽缸列的中央部，因此从汽缸列的一端侧导入的冷却液从排气侧通过汽缸列的另一端侧流至进气侧，并且从进气侧的汽缸列的中央排出。

在这里，冷却液在吸收汽缸的热的同时其温度渐渐地上升，因此对于汽缸列的一端侧的汽缸，因相对低温的冷却液而排气侧被冷却，而对于进气侧因节流部而冷却液基本上不流入且不被冷却，然而，对于汽缸列的另一端侧的汽缸，排气侧以及进气侧被相对高温的冷却液冷却。因此，在将各汽缸的排气侧与进气侧的冷却进行平均并比较时，汽缸列的一端侧的汽缸和另一端侧的汽缸大致同等地被冷却，因此可以抑制各汽缸之间的温度差。

由上所述，根据上述冷却装置，抑制各汽缸的上下方向的温度差、各汽缸的排气侧与进气侧的温度差以及各汽缸之间的温度差，可以使汽缸整体的温度分布均匀。

又，根据上述冷却装置，在汽缸体的水套内以与其内壁部之间以及与外壁部之间设置间隔的形式配设隔离件，因此可以抑制因从导入部导入的冷却液而汽缸直接被冷却并局部变成低温的情况。

又，隔离件的排气侧部分形成为对于隔离件与外壁部之间的间隔来说汽缸轴方向的上侧比下侧宽，因此通过该结构，也可以实现如上述那样的减少各汽缸的上下方向的温度差的效果。

此外，节流部设置于隔离件的外周，因此可以使节流部与隔离件一起容易地一体形成。

又，根据上述冷却装置，汽缸盖具有设置于汽缸列的另一端侧且从汽缸盖的水套排出冷却液的排出部，汽缸体与汽缸盖的水套通过连通路相互连接，因此在暖机运行时通过冷却回路控制部使第一控制阀至第三控制阀闭阀时，冷却液仅循环至连接汽缸盖侧排出部和导入部的第一路径中，而此时冷却液基本上不流入至汽缸体的水套，因此汽缸体的温度渐渐地上升。因此，可以促进发动机的暖机。

又，通过冷却回路控制部使第一控制阀至第三控制阀随着发动机温度的上升而依次开阀。此时，在第一控制阀开阀时，冷却液也循环至第二路径中，但是该第二路径不经由散热器以及汽缸体，因此继续促进发动机的暖机。接着，在使第二控制阀开阀时冷却液也循环至第三路径，该第三路径与汽缸体连接，因此汽缸体也某种程度被冷却，但是由于绕过散热器，因此发动机的暖机继续进行。此外，在使第三控制阀开阀时，冷却液也循环至第四路径，该第四路径与散热器连接，因此由于该散热器而冷却液的温度下降，从而可以使暖机后的发动机保持规定温度。因此，可以根据发动机的温度适当地冷却各汽缸以及汽缸盖。

又，根据上述冷却装置，在暖机中途，使第一控制阀开阀而使冷却液也循环至经由空调用加热器芯或EGR冷却器的第二路径，因此可以从暖机中途确保制热性能，又，可以适当地冷却EGR冷却器。

又，根据上述冷却装置，在暖机中途使第三控制阀开阀而使冷却液也循环至经由发动机油冷却器或自动变速器的油热交换器的第三路径中，因此可以冷却发动机油，并且适当地加热变速器油，从而可以通过粘度的尽早降低使滑动阻力尽早减少而改善燃料消耗量。

附图说明

图1是示出本发明的一种实施形态的冷却装置的概略结构的框图；

图2是上述冷却装置的汽缸体的分解立体图；

图3是上述汽缸体的俯视图；

图4是上述汽缸体的第二汽缸的垂直剖视图；

图5是上述汽缸体的第四汽缸的垂直剖视图；

图6是上述汽缸体的立体图；

图7是隔离件的进气侧的立体图；

图8是上述隔离件的排气侧的立体图；

图9是上述隔离件的俯视图；

图10是上述隔离件的进气侧的主视图；

图11是上述隔离件的排气侧的后视图；

图12是上述隔离件的倾斜部侧的侧视图；

图13是上述隔离件的引导部侧的侧视图；

图14是示出通过上述冷却装置的冷却回路控制部进行的控制方法的流程图；

图15是示出通过上述冷却装置进行的根据发动机温度的冷却方法的框图。

具体实施方式

以下，参照图1至图15说明根据本发明的多汽缸发动机的冷却装置的实施形态。

图1示出根据本发明的实施形态的多汽缸发动机的冷却装置1的概略结构。多汽缸发动机2（以下简称为“发动机”）是在曲轴方向上直列配设有四个汽缸，且进气系统和排气系统相互配置在气缸盖4的相反侧的所谓横流型的直列四汽缸柴油发动机。该发动机2以汽缸列朝向车宽方向，其排气系统位于车辆前后方向上的后方侧且各汽缸的汽缸轴朝向上下方向的形式搭载在设置于车辆前部的发动机室（未图示）内。

发动机2主要由汽缸体3、和设置于该汽缸体3的上侧的汽缸盖4构成。

另外，在图1中，汽缸体3是记载从上方观察到的情况，汽缸盖4是记载从下方观察到的情况，因此汽缸体3与汽缸盖4的进气侧（图示为“IN”）以及排气侧（图示为“EX”）的位置关系相反。

在汽缸体3上设置有后述的汽缸体侧水套33、导入孔36以及汽缸体侧排出孔37，在汽缸盖4上设置有后述的汽缸盖侧水套61以及汽缸盖侧排出孔62。而且，从导入孔36导入至汽缸体侧水套33内的冷却水W从汽缸体侧排出孔37排出，从导入孔36导入至汽缸盖侧水套61内的冷却水W从汽缸盖侧排出孔62排出。

又，在该导入孔36处设置有用于向这些水套33、61内供给冷却水W的水泵5。另外，该水泵5是通过发动机2的旋转被动地驱动的泵。

该冷却装置1具备用于使冷却水W适当地经由散热器7等向这些水套33、61内循环的冷却液路径，该冷却液路径由第一路径11～第四路径14构成，对于为了使冷却水W向这些第1路径11～第四路径14中的任意一个循环而进行的路径的切换，通过冷却回路控制部101控制由恒温阀6a以及第一控制阀6b～第三控制阀6d构成的冷却回路切换部6以此进行。接着，详细说明这些第一路径11～第四路径14。

如图1所示，第一路径11连接汽缸盖侧排出孔62和导入孔36。该第一路径11绕过散热器7，另一方面依次经过测定冷却水W的温度的水温传感器102和恒温阀6a。另外，恒温阀6a是在控制阀6b～6d出故障而冷却水W的水温达到规定值以上时打开的阀，根据该恒温阀6a，在正常时冷却水仅在第一路径11中循环，在异常时成为冷却水W还在后述的第二路径12中循环的状态，从而可以保护发动机2。又，水温传感器102设置于汽缸盖侧排出孔62的附近。

第二路径12连接汽缸盖侧排出孔62与导入孔36。该第二路径12绕过散热器7，另一方面依次经由怠速停止用水泵21、空调用加热器芯（heater core）22、EGR冷却器23以及EGR阀24、第一控制阀6b。另外，怠速停止用水泵21是用于在怠速时暂时停止发动机2时使冷却水W流入空调用加热器芯22的泵。又，EGR冷却器23和EGR阀24以相互并列的形式经由第二路径12。

第三路径13连接排出孔37与导入孔36。该第三路径13绕过散热器7，另一方面依次经由发动机油冷却器25、自动变速器的油热交换器26、第二控制阀6c。另外，发动机油冷却器25设置于汽缸体侧排出孔37。

第四路径14连接汽缸盖侧排出孔62与导入孔36。该第四路径14依次经由水温传感器102、散热器7、第三控制阀6d。

冷却回路控制部101是设置于ECU100内的控制部中的一个。该冷却回路控制部101基于检测冷却水W的温度的水温传感器102、发动机转速传感器103以及燃料喷射量传感器104、由发动机转速和燃料喷射量判定出的发动机2的负荷状态预测发动机2的汽缸盖燃烧室壁面温度T，根据所预测的汽缸盖燃烧室壁面温度T控制第一控制阀6b～第三控制阀6d。

图2和图3分别是汽缸体3的分解立体图和俯视图。汽缸体3主要由汽缸体主体30和隔离件40构成。另外，垫片50并不属于汽缸体3的结构，但是为了方便说明，而记载于图2中。

对于汽缸体主体30，直列配置的第一汽缸～第四汽缸#1～#4的汽缸孔32以其汽缸轴朝向上下方向的形式设置。如图2以及图3所示，在汽缸体主体30的上表面31上设置有作为包围这些四个汽缸孔32的环状的凹槽的汽缸体侧水套33。该汽缸体侧水套33由通过汽缸体3的排气侧的排气侧流路34和通过汽缸体3的进气侧的进气侧流路35构成。

另外，在本实施形态的说明中，在从进气侧观察汽缸体3时从左到右依次排列有第一汽缸#1至第四气缸#4，在排列有这些汽缸#1～#4的汽缸列中，第一汽缸#1所在的一侧称为“一端侧”，第四气缸所在的一侧称为“另一端侧”。

又，在形成作为凹槽的汽缸体侧水套33的排气侧流路34和进气侧流路35的壁面中，将位于内侧的侧壁分别作为内壁部34a、35a，将位于外侧的侧壁分别作为外壁部34b、35b。

又，汽缸体主体30上设置有设于汽缸列的一端侧且向汽缸体侧水套33导入冷却水W的导入孔36、和设于进气侧的汽缸列的中央部且从汽缸体侧水套33排出冷却水W的排出孔37。

此外，在汽缸体主体30上设置有可以与用于将汽缸体3与汽缸盖4通过垫片相互结合的多个汽缸盖螺栓螺纹结合的螺纹孔38…38。

垫片50是将多个金属板重叠并将多处通过铆接而形成为一体的金属薄板型垫片（sheet gasket），其整体的形状形成为与汽缸体主体30的上表面31对应的形状。

在该垫片50上，如图2所示在与汽缸体主体30的汽缸孔32对应的位置上设置有圆孔51…51，在与螺纹孔38…38对应的位置上设置有上述的汽缸盖螺栓的插通孔54…54。

又，在垫片50上设置有将汽缸体侧水套33与汽缸盖侧水套61相互连通的多个第一连通孔52…52和第二连通孔53…53。该第一连通孔52…52设置于垫片50的汽缸列的一端侧，第二连通孔53…53分别设置于排气侧和进气侧。

在将汽缸体3和汽缸盖4进行结合时，通过该垫片50所具有的弹性反力对圆孔51…51的周围和插通孔54…54的周围进行密封，防止来自于各汽缸#1～#4的燃烧室的燃烧气体的漏出和来自于水套33、61的冷却水W的漏出等。

另外，汽缸盖4在其汽缸列的另一端侧上设置有从汽缸盖侧水套61排出冷却水W的汽缸盖侧排出孔62。

图4和图5分别是汽缸体3的第二汽缸#2和第四汽缸#4的垂直剖视图。

如图4、图5所示，配设在汽缸体侧水套33的内部的隔离件40以其底部与汽缸体侧水套33的底面接触的形式载置，并且以在与汽缸体侧水套33的内壁部34a、35a之间以及与外壁部34b、35b之间设置间隔的形式进行配设。

在这里，隔离件40的内周面与汽缸体侧水套33的内壁部34a、35a之间的间隙比较狭窄，隔离件40的外周面与外壁部34b、35b之间的间隙比较宽，该隔离件40的外侧的间隙成为冷却水W流动的主要流路。另外，在简称为“排气侧流路34”或“进气侧流路35”的情况下是指该隔离件40的外侧的间隙。

又，如图4、图5的左侧所示，对于与外壁部34b之间的间隙，与设置于隔离件40的后述的阶梯部44相比靠近上侧的部分比靠近下侧的部分宽，因此排气侧流路34的流路截面积在汽缸轴方向上上侧比下侧大。

参照图7至图13说明隔离件40的结构。另外，图7、图8是从进气侧和排气侧观察隔离件40单体的立体图，图9是从上方观察的俯视图，图10、图11是从进气侧和排气侧观察的主视图和后视图，图12、图13是从导入部侧和其相反侧观察的侧视图。另外，在这些附图中标记了示出隔离件40配设于汽缸体侧水套33的内部时的方向的记号IN（进气侧）和EX（排气侧）。

隔离件40具有能够以在汽缸体侧水套33的内部设置间隔的形式收纳于其中的板厚、和不从汽缸体3的上表面31突出的高度，主要由与汽缸轴方向大致平行地延伸且在俯视时环状的纵壁部41构成。

例如如图7、图9、图12所示，在一端侧且进气侧的纵壁部41上设置有从其外周向外侧突出的肋状的节流部42。该节流部42由上侧节流部42a和下侧节流部42b构成，上侧节流部42a形成为与下侧节流部42b相比突出量大。

又，例如如图7、图12所示，在一端侧的纵壁部41上设置有以从纵壁部41的下端上升至汽缸轴方向的中央的形式从进气侧向排气侧平滑地倾斜的肋状的倾斜部43。

例如如图8、图11～图13所示，在排气侧的纵壁部41的汽缸轴方向的中央形成有与上述的倾斜部43的上端部连接的阶梯部44。根据该阶梯部44，在隔离件40配设在汽缸体侧水套33的内部时，对于隔离件40与外壁部34b之间的间隔来说阶梯部44的上侧比下侧宽。

另外，例如如图7、图10、图13所示，也可以在纵壁部41的另一端侧上设置以从排气侧转入至进气侧的形式设置并与上述阶梯部44连接、且以进一步向汽缸盖侧上升的形式从排气侧向进气侧平滑地倾斜的肋状的引导部45。

又，例如如图7、图12所示，也可以在进气侧的纵壁部41的下端形成从其外周向外侧突出的凸缘部46。

此外，例如如图7、图13所示，也可以在另一端侧的纵壁部41的下端设置作为用于插入寒冷地区用加热器的缺口部的寒冷地区用加热器插入部47。

隔离件40配设在汽缸体侧水套33的内部，因此由具备能够承受汽缸体3内的高温的耐热性、和不会因冷却水W的水压而发生变形或破损等的程度的刚性的树脂形成。作为该树脂，例如可以选择聚酰胺系热可塑性树脂（PA66、PPA等）、烯烃系热可塑性树脂（PP）、聚苯硫醚系热可塑性树脂（PPS）等的树脂中的一个或多个的组合，也可以根据需要将玻璃纤维等与前述的树脂进行搭配。该树脂制隔离件40通过注射成型机一体成型。

接着，参照图6至图13说明隔离件40的作用。另外，在这些附图中标有示出隔离件40配设在汽缸体侧水套33的内部时的冷却水W的流动的箭头。

（1）首先，通过水泵5使冷却水W从汽缸体3的导入孔36导入至汽缸体侧水套33内。

此时，如图3～图5所示，隔离件40在汽缸体侧水套33内以与内壁部34a、35a之间以及与外壁部34b、35b之间设置间隔的形式配设，因此可以抑制从导入孔36导入的冷却水W直接接触汽缸体侧水套33的内壁部35a而在该部分上汽缸局部变成低温的情况。

又，如图7所示，从导入孔36导入的冷却水W被设置于导入孔36的附近的进气侧的节流部42限制向进气侧流路35的流动，因此大部分流向排气侧流路34。另一方面，下侧节流部42b与上侧节流部42a相比突出量小，因此通过了更宽的下侧节流部42b与外壁部35b之间的间隙的比较少量的冷却水W流入进气侧流路35中。

因此，与进气侧流路35相比更多的冷却水W流入排气侧流路34中，因此能够更好地冷却与进气侧相比温度更容易上升的排气侧的汽缸体3，可以抑制各汽缸的进气侧与排气侧的温度差。

（2）接着，流入排气侧流路34的冷却水W如图6、图7、图12所示，通过设置于导入孔36的附近的排气侧的倾斜部43被导向汽缸体4侧而流动。

在这里，汽缸体侧水套33与汽缸盖侧水套61通过位于垫片50的一端侧的第一连通孔52相互连接，因此通过后述的冷却回路控制部101以在发动机冷态时使冷却水W仅循环至第一路径11的形式进行控制时，被导向汽缸盖4侧的冷却水W不流入汽缸体侧水套33的排气侧流路34，而是通过第一连通孔52流入汽缸盖侧水套61内。

因此，汽缸体3不会被冷却而是温度慢慢上升，从而促进发动机2的暖机。

（3）接着，从倾斜部43流入排气侧流路34的冷却水W，如图8、图11所示，借助于与倾斜部43的上端部连接的阶梯部44而流向隔离件40与外壁部34b之间的间隔较宽、并流路截面积更大的阶梯部44的上侧且比下侧流入更多。

因此，对于在发动机实际工作时因排气而温度尤其容易上升的汽缸体3的排气侧上部，可以与排气侧下部相比更进一步进行冷却，因此可以抑制各汽缸的上下方向的温度差。

（4）接着，在排气侧流路34中流动的冷却水W借助于与阶梯部44连接且设置于纵壁部41的另一端侧的引导部45随着从排气侧流路34向进气侧流路35流动而被导向汽缸盖侧流动。

因此，被导向汽缸盖侧的冷却水W通过设置于垫片50的进气侧的第二连通孔53容易流入汽缸盖侧水套61内，因此可以更积极地冷却汽缸盖4。

（5）接着，不通过第二连通孔53流入汽缸盖侧水套61内的冷却水W通过进气侧流路35从设置于汽缸体3的进气侧的汽缸列的中央的汽缸体侧排出孔37排出。

在从导入孔36至汽缸体侧排出孔37如上所述那样流动的期间，冷却水W吸收各汽缸的热的同时水温渐渐地上升，因此第一汽缸＃1的排气侧被相对低温的冷却水W冷却，而对于进气侧因节流部42而冷却水W基本上不流入且不被冷却，然而，对于第四汽缸＃4，排气侧以及进气侧被相对高温的冷却水W冷却。

因此，在将各汽缸的排气侧与进气侧的冷却进行平均并比较时，即使是位于汽缸列的两端的第一汽缸＃1和第四汽缸＃4，也可以认为大致同等地冷却，因此可以抑制各汽缸之间的温度差。

由上所述，通过抑制各汽缸的上下方向的温度差、各汽缸的排气侧与进气侧的温度差以及各汽缸之间的温度差，以此可以使汽缸整体的温度分布均匀。

（6）另一方面，对于通过下侧节流部42b和外壁部35b之间的间隙流入进气侧流路35中的冷却水W，由于从隔离件40的外周向外侧突出的凸缘部46设置于纵壁部41的进气侧部分的下端，因此通过该凸缘部46抑制从隔离件40的下端转入至隔离件40的内侧，可以防止汽缸的上下方向的温度差扩大。

（7）此外，在隔离件40上设置有寒冷地区用加热器插入部47的情况下，通过将寒冷地区用加热器插入至纵壁部41的寒冷地区用加热器插入部47中，以此可以防止汽缸体侧水套33内的冷却水W的冻结。

（8）最后，节流部42、倾斜部43、阶梯部44、引导部45以及凸缘部46设置于隔离件40的纵壁部41的外周，因此可以容易与隔离件40一起一体地形成。

图14是示出冷却回路控制部101的控制方法的流程图，图15是示出根据发动机温度的冷却方法的框图。以下根据图14的流程图，参照图15说明通过冷却回路控制部101进行的冷却装置1的控制方法。

首先，在发动机冷态时，所有的控制阀6b～6d闭阀（步骤S1）。此时，如图15（a）所示，冷却水W循环至第一路径11。另外，在此时的汽缸盖4中，为了防止局部的加热且使发动机2进行暖机，而比较少量的冷却水W流入。

接着，判定汽缸盖燃烧室壁面温度T是否为规定温度T1（例如150℃）以上（步骤S2）。

在步骤S2中，在判定为汽缸盖燃烧室壁面温度T为规定的温度T1以上时，使第一控制阀6b开阀（步骤S3）。此时，如图15（b）所示，使冷却水W循环至第一路径11和第二路径12。

接着，判定汽缸盖燃烧室壁面温度T是否为规定温度T2（T2＞T1）以上（步骤S4）。

在步骤S4中，判定为汽缸盖燃烧室壁面温度T为规定温度T2以上时，使第二控制阀6c开阀（步骤S5）。此时，如图15（c）所示，冷却水W循环至第一路径～第三路径11～13。

接着，判定发动机2的暖机是否结束（步骤S6）。另外，对于该判定，也可以通过汽缸盖燃烧室壁面温度T是否为规定的温度T3（T3＞T2）以上来进行判定。

最后，在步骤S6中，当判定为发动机2的暖机结束时，使第三控制阀6d开阀（步骤S7）。此时，如图15（d）所示，冷却水W循环至第一路径～第四路径11～14的全部中。

由上所述，在暖机运行时通过冷却回路控制部101使第一控制阀至第三控制阀6b～6d闭阀时，冷却水W仅循环至连接汽缸盖侧排出孔62和导入孔36的第一路径11中，而此时冷却水W基本上不流入至汽缸体侧水套33，因此汽缸体3的温度渐渐地上升。因此，可以促进发动机2的暖机。

又，通过冷却回路控制部101使第一控制阀至第三控制阀6b～6d随着发动机温度的上升而依次开阀。此时，在第一控制阀6b开阀时，冷却水W也循环至第二路径12中，但是该第二路径12不经由散热器7，并且冷却水W基本上不流入汽缸体侧水套33内，因此继续促进发动机2的暖机。

接着，在使第二控制阀6c开阀时冷却水W也循环至第三路径13，该第三路径13与汽缸体3连接，因此汽缸体3也某种程度被冷却，但是由于绕过散热器7，因此发动机2的暖机继续进行。

进一步地，在使第三控制阀6d开阀时，冷却水W也循环至第四路径14，该第四路径14与散热器7连接，因此通过该散热器7降低冷却水W的温度，从而可以使暖机后的发动机2保持规定温度。

因此，根据冷却回路控制部101，在暖机运行时使第一控制阀至第三控制阀6b～6d闭阀，并且随着发动机温度的上升而使第一控制阀至第三控制阀6b～6d依次开阀，以此可以根据发动机2的温度适当地冷却各汽缸以及汽缸盖4。

又，在暖机中途，使第一控制阀6b开阀而使冷却水W也循环至经由空调用加热器芯22或EGR冷却器23的第二路径12，因此可以从暖机中途确保制热性能，又，可以适当地冷却EGR冷却器23。

此外，在暖机中途使第三控制阀6d开阀而使冷却水W也循环至经由发动机油冷却器25或自动变速器的油热交换器26的第三路径13中，因此可以冷却发动机油，并且适当地加热变速器油，从而可以通过粘度的尽早降低使滑动阻力尽早减少而改善燃料消耗量。

另外，本发明不限于例示的实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种改良以及设计上的变更是不言而喻的。

例如，在本实施形态中，使节流部42、倾斜部43以及阶梯部44与隔离件40一体形成，但是也可以不设置隔离件40而改良汽缸体侧水套33的内部形状以使其具备这些功能，以此使汽缸体3本身形成这些部件。

又，在本实施形态中，应用于直列四汽缸柴油发动机中，但是只要汽缸数为多个就可以是任何数量的汽缸，又，本发明不限于柴油发动机，因此也可以应用于汽油发动机中。

工业应用性：

由上所述，根据本发明，在汽车等的多汽缸发动机中，可以均匀地冷却汽缸整体，因此在该种类的发动机的制造工业领域可以较好地被利用。

符号说明：

1 冷却装置；

2 多汽缸发动机；

3 汽缸体；

4 汽缸盖；

5 水泵；

6b 第一控制阀；

6c 第二控制阀；

6d 第三控制阀；

7 散热器；

11 第一路径；

12 第二路径；

13 第三路径；

14 第四路径；

22 空调用加热器芯；

23 EGR冷却器；

25 发动机油冷却器；

26 自动变速器的油热交换器；

30 汽缸体主体（汽缸体）；

32 汽缸孔；

33 汽缸体侧水套（汽缸体的水套）；

34 排气侧流路（水套的排气侧部分）；

35 进气侧流路（水套的进气侧部分）；

34a、35a 内壁部；

34b、35b 外壁部；

36 导入孔（导入部）；

37 汽缸体侧排出孔（汽缸体的排出部）；

40 隔离件；

42 节流部；

42a 上侧节流部；

42b 下侧节流部；

52 第一连通孔（连通路）；

61 汽缸盖侧水套（汽缸盖的水套）；

62 汽缸盖侧排出孔（汽缸盖的排出部）；

101 冷却回路控制部；

W 冷却水（冷却液）；

＃1～＃4 汽缸。

Claims

1.一种多汽缸发动机的冷却装置，

是具有以包围直列配置的多个汽缸的汽缸孔的形式设置于汽缸体的水套、和设置于汽缸盖的水套，并且具备通过水泵使冷却液经由这些水套和散热器并循环的冷却液路径的多汽缸发动机的冷却装置，

所述汽缸体具有：

设置于汽缸列的一端侧，将冷却液导入至所述汽缸体的水套的导入部；

设置于所述导入部的附近，限制从所述导入部导入的冷却液流入所述汽缸体的水套的进气侧部分的节流部；和

设置于进气侧的汽缸列的中央部，从所述汽缸体的水套排出冷却液的排出部；

所述汽缸体的水套的排气侧部分形成为汽缸轴方向的上侧与下侧相比流路截面积大。

2.根据权利要求1所述的多汽缸发动机的冷却装置，其特征在于，

在所述汽缸体的水套内以与其内壁部之间以及与外壁部之间设置间隔的形式配设隔离件；

所述节流部形成于所述隔离件的外周；

所述隔离件的排气侧部分形成为使所述隔离件与所述外壁部之间的间隔在汽缸轴方向的上侧的部分比下侧的部分宽。

3.根据权利要求1或2所述的多汽缸发动机的冷却装置，其特征在于，

所述汽缸盖具有设置于汽缸列的另一端侧，且从所述汽缸盖的水套排出冷却液的排出部；

所述汽缸体的水套与所述汽缸盖的水套通过连通路相互连接；

所述冷却液路径具有：

绕过所述散热器，连接设置于所述汽缸盖的排出部与所述导入部的第一路径；

绕过所述散热器，通过控制冷却液的流量的第一控制阀连接设置于所述汽缸盖的排出部与所述导入部的第二路径；

绕过所述散热器，通过控制冷却液的流量的第二控制阀连接设置于所述汽缸体的排出部和所述导入部的第三路径；和

通过控制冷却液的流量的第三控制阀和所述散热器连接设置于所述汽缸盖的排出部与所述导入部的第四路径；

具备在暖机运行时使所述第一控制阀至第三控制阀闭阀，随着发动机温度的上升而使所述第一控制阀至第三控制阀依次开阀的冷却回路控制部。

4.根据权利要求3所述的多汽缸发动机的冷却装置，其特征在于，所述第二路径经由空调用加热器芯或EGR冷却器中的至少一个。

5.根据权利要求3所述的多汽缸发动机的冷却装置，其特征在于，所述第三路径经由发动机油冷却器或自动变速器的油热交换器中的至少一个。