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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für einen Mehrzylindermotor eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen und gehört insbesondere zu einem technischen Gebiet der Motoren, in denen ein Zylinderkopf und ein Zylinderblock durch eine Kühlflüssigkeit heruntergekühlt werden.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Zur Verbesserung eines Kraftstoffwirkungsgrades und einer Leistung bei der Reduzierung der Schadstoffemissionen wird bei Kraftfahrzeugen und dergleichen herkömmlich eine Technologie zum schnellen Warmlaufen eines Motors angewandt, wenn der Motor kalt ist.
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Zum Beispiel offenbart PTL 1 eine Technologie zum schnellen Abschluss des Warmlaufens, derart dass: wenn der Motor kalt ist, die Strömung einer Kühlflüssigkeit zu einem Zylinderblock gesperrt wird, aber eine geringe Menge an Kühlflüssigkeit an einen Zylinderkopf von einem der Enden einer Zylinderreihe in Richtung des anderen Endes der Zylinderreihe geliefert wird; wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit ansteigt, die Kühlflüssigkeit von einem der Enden der Zylinderreihe zu dem anderen Ende der Zylinderreihe an den Zylinderblock geliefert wird; und die Strömungsmenge der Kühlflüssigkeit, die in die Richtung des Zylinderkopfes umläuft, erhöht wird.
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Wenn der Motor tatsächlich läuft, wird die Temperatur einer Zylinderkopfseite des Zylinderblocks durch ein Abgas höher als die Temperatur einer entgegengesetzten Seite des Zylinderblocks und die Temperatur einer Auslassseite des Zylinderblocks wird durch das Abgas höher als die Temperatur einer Einlassseite des Zylinderblocks. So besteht die Tendenz, dass ein Temperaturunterschied zwischen einer oberen Seite und einer unteren Seite von jedem Zylinder erzeugt wird, und es besteht auch eine Tendenz, dass ein Temperaturunterschied zwischen der Einlassseite und der Auslassseite von jedem Zylinder erzeugt wird. Wenn die Kühlflüssigkeit von einem der Enden der Zylinderreihe des Zylinderblocks zum anderen Ende der Zylinderreihe geliefert wird und während die Kühlflüssigkeit von einer stromaufwärtigen Seite eines Durchgangs in Richtung einer stromabwärtigen Seite des Durchgangs strömt, nimmt die Temperatur der Kühlflüssigkeit zu. Aus diesem Grund wird die Temperatur des Zylinders an dem einen Ende höher als die Temperatur des Zylinders an dem anderen Ende. So besteht die Tendenz, dass ein Temperaturunterschied unter den Zylindern entsteht.
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Wenn die Temperaturverteilung in jedem Zylinder durch den Temperaturunterschied zwischen der oberen Seite und der unteren Seite von jedem Zylinder und den Temperaturunterschied zwischen der Einlassseite und der Auslassseite von jedem Zylinder ungleichförmig wird, verschlechtert sich der Zustand der Rundheit jeder Zylinderbohrung durch Wärmeverformung. Aus diesem Grund nimmt der Gleitwiderstand an der Zylinderbohrung durch das Gleiten eines Kolbenrings zu und dies verschlechtert den Kraftstoffwirkungsgrad des Motors. Überdies können die folgenden Probleme auftreten. Insbesondere kann eine große Menge an Kraftstoff/Luft-Gemisch durch eine ausgedehnte Lücke zwischen dem Kolben und dem Zylinder in ein Kurbelgehäuse und dergleichen entweichen und dies kann die Verschlechterung des Zustands des Motoröls und die Korrosion von Metall beschleunigen. Überdies kann Schmieröl in einen Verbrennungsraum fließen und dies kann eine Erhöhung des Ölverbrauchs zur Folge haben.
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Durch den Temperaturunterschied unter den Zylindern tritt ein Wärmeverzug des gesamten Motors auf. Damit verschlechtert sich der Zustand der Rundheit jeder Zylinderbohrung, wie vorhergehend beschrieben, oder die Gleichförmigkeit einer Ansaugluftfüllung durch ein Einlasssystem verschlechtert sich. So kann sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtern.
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Wenn sich diese Temperaturunterschiede im Fall eines aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Zylinderblocks noch weiter erhöhen, besteht die Sorge, dass sich eine Werkstofffestigkeit eines Abschnitts verschlechtert, dessen Temperatur 200°C überschreitet. Überdies kann in einem Hochtemperaturbereich des Zylinders Klopfen auftreten. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass der Temperaturunterschied in jedem Zylinder und der Temperaturunterschied unter den Zylindern so klein wie möglich sind.
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Diese herkömmliche Technik offenbart in Bezug auf die Kühlung des Zylinderblocks indes lediglich, dass die Kühlflüssigkeit von einem der Enden der Zylinderreihe eines Wassermantels zum anderen Ende der Zylinderreihe geliefert wird. Aus diesem Grund besteht das Problem, dass der Temperaturunterschied zwischen der oberen Seite und der unteren Seite jedes Zylinders, der Temperaturunterschied zwischen der Auslassseite und der Einlassseite jedes Zylinders und der Temperaturunterschied unter den Zylindern nicht auf zweckmäßige Weise unterdrückt werden können.
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PTL 2 offenbart eine Technologie zum Unterdrücken des Temperaturunterschieds zwischen der oberen Seite und der unteren Seite des Zylinders, derart, dass: ein Abstandshalter in dem Wassermantel des Zylinderblocks angeordnet wird; die Kühlflüssigkeit an einen oberen Durchgang und einen unteren Durchgang geliefert wird; die Strömungsmenge und die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit in dem oberen Durchgang des Wassermantels erhöht werden; und die Kühlflüssigkeit von einem der Enden der Zylinderreihe zum anderen Ende der Zylinderreihe strömt und dann eine Wende zu der einen Seite vollführt.
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Da indes gemäß dieser herkömmlichen Technik der Temperaturunterschied zwischen der Auslassseite und der Einlassseite von jedem Zylinder und der Temperaturunterschied unter den Zylindern nicht auf zweckmäßige Weise unterdrückt werden können, besteht ein Problem darin, dass die Temperaturverteilung von allen Zylindern ungleichförmig wird.
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Entgegenhaltungsliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2010-163920
- PTL 2: Japanisches Patent Nr. 4845620
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vereinheitlichen der Temperaturverteilung aller Zylinder eines Zylinderblocks eines Mehrzylindermotors durch Unterdrücken eines Temperaturunterschieds zwischen einer oberen Seite und einer unteren Seite von jedem Zylinder, eines Temperaturunterschieds zwischen einer Auslassseite und einer Einlassseite von jedem Zylinder und eines Temperaturunterschieds unter den Zylindern.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der vorhergehenden Aufgabe ist eine Kühlvorrichtung für einen Mehrzylindermotor gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet, wie in der Folge beschrieben.
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Erstens besteht eine Erfindung gemäß der vorliegenden Patentanmeldung in einer Kühlvorrichtung für einen Mehrzylindermotor, wobei die Kühlvorrichtung Folgendes umfasst: einen Wassermantel, der an einem Zylinderblock bereitgestellt ist, um Zylinderbohrungen einer Vielzahl von Zylindern zu umgeben, die in Reihe angeordnet sind; einen Wassermantel, der an einem Zylinderkopf bereitgestellt ist; und einen Kühlflüssigkeitsdurchgang, in dem eine Kühlflüssigkeit durch eine Wasserpumpe umläuft, wobei der Kühlflüssigkeitsdurchgang sich durch diese Wassermäntel und einen Kühler erstreckt, wobei: der Zylinderblock einen Einführungsabschnitt, der an einer ersten Seite einer Zylinderreihe bereitgestellt ist, wobei die Kühlflüssigkeit durch den Einführungsabschnitt in den Wassermantel des Zylinderblocks eingeführt wird, einen Drosselabschnitt, der in einer Nähe des Einführungsabschnitts bereitgestellt ist und ausgestaltet ist, die Kühlflüssigkeit, die durch den Einführungsabschnitt eingeführt wird und zu einem Einlassseitenabschnitt des Wassermantels des Zylinderblocks strömt, zu drosseln, und einen Ablassabschnitt umfasst, der an einem mittleren Abschnitt der Zylinderreihe an einer Einlassseite bereitgestellt ist, wobei die Kühlflüssigkeit aus dem Wassermantel des Zylinderblocks durch den Ablassabschnitt abgelassen wird; und ein Auslassseitenabschnitt des Wassermantels des Zylinderblocks derart gebildet ist, dass eine Durchgangsquerschnittsfläche einer Oberseite in Zylinderachsenrichtung des Auslassseitenabschnitts größer ist als die Durchgangsquerschnittsfläche einer Unterseite in Zylinderachsenrichtung des Auslassseitenabschnitts.
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Die vorhergehende Kühlvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass: ein Abstandshalter innerhalb des Wassermantels des Zylinderblocks bereitgestellt ist, um von einem Innenwandabschnitt und einem Außenwandabschnitt des Wassermantels des Zylinderblocks beabstandet zu sein; der Drosselabschnitt an einem Außenrand des Abstandshalters gebildet ist; und ein Auslassseitenabschnitt des Abstandshalters derart gebildet ist, dass ein Raum zwischen dem Abstandshalter und dem Außenwandabschnitt an einer Oberseite in Zylinderachsenrichtung des Auslassseitenabschnitts größer ist als der Raum zwischen dem Abstandshalter und dem Außenwandabschnitt an einer Unterseite in Zylinderachsenrichtung des Auslassseitenabschnitts.
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Typischerweise ist ein Wassermantel eines Zylinderblocks als eine konkave Nut ausgestaltet, die ringförmig auf einer oberen Fläche des Zylinderblocks gebildet ist. Unter den Wandflächen, die diese konkave Nut bilden, wird eine Seitenwand an einer Außenseite als ein Außenwandabschnitt bezeichnet und eine Seitenwand an einer Innenseite wird als ein Innenwandabschnitt bezeichnet.
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Die vorhergehende Kühlvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass: der Zylinderkopf einen Ablassabschnitt umfasst, der an einer zweiten Seite der Zylinderreihe bereitgestellt ist, wobei die Kühlflüssigkeit von dem Wassermantel des Zylinderkopfs durch den Ablassabschnitt abgelassen wird; der Wassermantel des Zylinderblocks und der Wassermantel des Zylinderkopfs durch einen Verbindungsdurchgang miteinander verbunden sind; und der Kühlmitteldurchgang einen ersten Durchgang, der den Kühler umgeht und den Ablassabschnitt des Zylinderkopfs an den Einführungsabschnitt koppelt, einen zweiten Durchgang, der den Kühler umgeht und den Ablassabschnitt des Zylinderkopfs an den Einführungsabschnitt durch ein erstes Regelventil koppelt, das ausgestaltet ist, eine Strömungsmenge der Kühlflüssigkeit zu regeln, einen dritten Durchgang, der den Kühler umgeht und den Ablassabschnitt des Zylinderblocks an den Einführungsabschnitt durch ein zweites Regelventil koppelt, das ausgestaltet ist, die Strömungsmenge der Kühlflüssigkeit zu regeln, und einen vierten Durchgang umfasst, der den Ablassabschnitt des Zylinderkopfs an den Einführungsabschnitt durch den Kühler und ein drittes Regelventil koppelt, das ausgestaltet ist, die Strömungsmenge der Kühlflüssigkeit zu regeln, wobei die Kühlvorrichtung überdies einen Kühlkreislauf-Regelabschnitt umfasst, der ausgestaltet ist, das erste bis dritte Regelventil während des Warmlaufens zu schließen und anschließend das erste bis dritte Regelventil zu öffnen, wenn eine Temperatur des Motors ansteigt.
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Die vorhergehende Kühlvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass ein zweiter Durchgang sich durch mindestens eines von einem Heizungswärmetauscher einer Klimaanlage und einem AGR-Kühler erstreckt.
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Die vorhergehende Kühlvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass der dritte Durchgang sich durch mindestens eines von einem Motorölkühler und einem Ölwärmetauscher eines Automatikgetriebes erstreckt.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die Erfindung gemäß der vorliegenden Patentanmeldung kann durch die vorhergehende Ausgestaltung die folgenden Effekte erhalten.
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Gemäß der vorhergehenden Kühlvorrichtung ist die Durchgangsquerschnittsfläche der Oberseite in Zylinderachsenrichtung (Zylinderkopfseite) des Auslassseitenabschnitts des Wassermantels des Zylinderblocks größer als die Durchgangsquerschnittsfläche der Unterseite in Zylinderachsenrichtung des Auslassseitenabschnitts des Wassermantels des Zylinderblocks. Aus diesem Grund kann ein oberer Abschnitt der Auslassseite des Zylinderblocks mehr heruntergekühlt werden als ein unterer Abschnitt der Auslassseite des Zylinderblocks, wobei der obere Abschnitt der Auslassseite ein Abschnitt ist, der aufgrund des Abgases während des tatsächlichen Betriebs des Motors besonders zu einem Temperaturanstieg neigt. Deswegen kann der Temperaturunterschied zwischen der Oberseite und der Unterseite von jedem Zylinder unterdrückt werden.
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Durch den Drosselabschnitt, der in der Nähe des Einführungsabschnitts bereitgestellt ist, wird die von dem Einführungsabschnitt eingeführte Kühlflüssigkeit, die in den Einlassseitenabschnitt des Wassermantels des Zylinderblocks strömt, gedrosselt. Aus diesem Grund kann durch das Liefern einer größeren Menge an Kühlwasser an den Auslassseitenabschnitt der Zylinderblock an der Auslassseite, deren Temperatur dazu neigt, höher zu sein als die Einlassseite, heruntergekühlt werden. So kann der Temperaturunterschied zwischen der Einlassseite und der Auslassseite von jedem Zylinder unterdrückt werden.
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Überdies ist der Einführungsabschnitt, durch den die Kühlflüssigkeit in den Wassermantel des Zylinderblocks eingeführt wird, an der ersten Seite der Zylinderreihe bereitgestellt. Der Drosselabschnitt, der das Strömen der Kühlflüssigkeit, die durch den Einführungsabschnitt eingeführt wird, in den Einlassseitenabschnitt des Wassermantels des Zylinderblocks drosselt, ist in der Nähe des Einführungsabschnitts bereitgestellt. Der Ablassabschnitt, durch den die Kühlflüssigkeit aus dem Wassermantel des Zylinderblocks abgelassen wird, ist am mittleren Abschnitt der Zylinderreihe an der Einlassseite bereitgestellt. Aus diesem Grund strömt die Kühlflüssigkeit, die durch die erste Seite der Zylinderreihe eingeführt wird, von der Auslassseite durch die zweite Seite der Zylinderreihe zur Einlassseite und wird dann durch den mittleren Abschnitt der Zylinderreihe an der Einlassseite abgelassen.
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Wenn die Kühlflüssigkeit die Hitze der Zylinder absorbiert, nimmt die Temperatur der Kühlflüssigkeit allmählich zu. Aus diesem Grund wird die Auslassseite des Zylinders an der ersten Seite der Zylinderreihe durch die Kühlflüssigkeit heruntergekühlt, deren Temperatur relativ niedrig ist, und die Einlassseite des Zylinders an der ersten Seite der Zylinderreihe wird nicht heruntergekühlt, da die Kühlflüssigkeit kaum durch den Drosselabschnitt zur Einlassseite strömt. Die Auslassseite und die Einlassseite des Zylinders an der zweiten Seite der Zylinderreihe werden indes durch die Kühlflüssigkeit heruntergekühlt, deren Temperatur relativ hoch ist. Aus diesem Grund werden bei einem Vergleich eines Durchschnitts des Grades der Kühlung der Auslassseite eines Zylinders und des Grades der Kühlung der Einlassseite des einen Zylinders mit einem Durchschnitt des Grades der Kühlung der Auslassseite des unterschiedlichen Zylinders und des Grades der Kühlung der Einlassseite des unterschiedlichen Zylinders der Zylinder an der ersten Seite der Zylinderreihe und der Zylinder an der zweiten Seite der Zylinderreihe im Wesentlichen gleich heruntergekühlt. Deshalb wird der Temperaturunterschied unter den Zylindern unterdrückt.
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Wie vorhergehend beschrieben, kann die Kühlvorrichtung die Temperaturverteilung aller Zylinder durch Unterdrücken des Temperaturunterschieds zwischen der oberen Seite und der unteren Seite jedes Zylinders, des Temperaturunterschieds zwischen der Auslassseite und der Einlassseite jedes Zylinders und des Temperaturunterschieds unter den Zylindern vereinheitlichen.
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Gemäß der vorhergehend beschriebenen Kühlvorrichtung ist der Abstandshalter innerhalb des Wassermantels des Zylinderblocks bereitgestellt, um von einem Innenwandabschnitt und einem Außenwandabschnitt des Wassermantels des Zylinderblocks beabstandet zu sein. Aus diesem Grund ist es möglich, einen Fall zu verhindern, in dem der Zylinder direkt durch die Kühlflüssigkeit heruntergekühlt wird, die durch den Einführungsabschnitt eingeführt wird und deren Temperatur lokal niedrig wird.
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Der Auslassseitenabschnitt des Abstandshalters ist derart gebildet, dass der Raum zwischen dem Abstandshalter und dem Außenwandabschnitt an der Oberseite in Zylinderachsenrichtung des Auslassseitenabschnitts größer ist als der Raum zwischen dem Abstandshalter und dem Außenwandabschnitt an der Unterseite in Zylinderachsenrichtung des Auslassseitenabschnitts. Aus diesem Grund kann der vorhergehend beschriebene Effekt der Verringerung der Temperaturdifferenz zwischen der oberen Seite und der unteren Seite von jedem Zylinder durch die vorhergehende Ausgestaltung ausgeführt werden.
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Überdies kann der Drosselabschnitt einfach mit dem Abstandshalter integriert werden, da der Drosselabschnitt an dem Außenrand des Abstandshalters bereitgestellt ist.
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Gemäß der vorhergehenden Kühlvorrichtung umfasst der Zylinderkopf den Ablassabschnitt, der an der zweiten Seite der Zylinderreihe bereitgestellt ist, wobei die Kühlflüssigkeit von dem Wassermantel des Zylinderkopfs durch den Ablassabschnitt abgelassen wird, und der Wassermantel des Zylinderblocks und der Wassermantel des Zylinderkopfs sind durch den Verbindungsdurchgang miteinander verbunden. Aus diesem Grund läuft, wenn der Kühlkreislauf-Regelabschnitt das erste bis dritte Regelventil während des Warmlaufens schließt, die Kühlflüssigkeit lediglich in dem ersten Durchgang um, der den Ablassabschnitt an der Kopfseite und den Einführungsabschnitt aneinander koppelt. Zu diesem Zeitpunkt strömt kaum Kühlflüssigkeit zum Wassermantel des Zylinderblocks. Aus diesem Grund nimmt die Temperatur des Zylinderblocks allmählich zu. Deshalb kann das Warmlaufen des Motors beschleunigt werden.
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Der Kühlkreislauf-Regelabschnitt öffnet das erste bis dritte Regelventil der Reihe nach, wenn die Temperatur des Motors steigt. Wenn zu diesem Zeitpunkt das erste Regelventil geöffnet wird, läuft die Kühlflüssigkeit auch in dem zweiten Durchgang um. Da der zweite Durchgang sich indes nicht durch den Kühler oder den Zylinderblock erstreckt, wird das Warmlaufen des Motors kontinuierlich beschleunigt. Als Nächstes läuft, wenn das zweite Regelventil geöffnet wird, die Kühlflüssigkeit auch in dem dritten Durchgang um. Da der dritte Durchgang mit dem Zylinderblock verbunden ist, wird auch der Zylinderblock bis zu einem gewissen Grad heruntergekühlt. Da indes der dritte Durchgang den Kühler umgeht, schreitet das Warmlaufen des Motors fort. Überdies läuft, wenn das dritte Regelventil geöffnet wird, die Kühlflüssigkeit auch in dem vierten Durchgang um. Da der vierte Durchgang mit dem Kühler verbunden ist, nimmt die Temperatur der Kühlflüssigkeit durch den Kühler ab. So kann der Motor nach dem Warmlaufen bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden. Aus diesem Grund können die Zylinder und der Zylinderkopf richtig in Übereinstimmung mit der Temperatur des Motors heruntergekühlt werden.
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Gemäß der vorhergehenden Kühlvorrichtung wird das erste Regelventil mitten im Warmlaufen geöffnet und die Kühlflüssigkeit läuft auch in dem zweiten Durchgang um, der sich durch den Heizungswärmetauscher der Klimaanlage oder den AGR-Kühler erstreckt. Aus diesem Grund kann eine Heizleistung ab der Mitte des Warmlaufens gesichert werden und der AGR-Kühler kann richtig heruntergekühlt werden.
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Gemäß der vorhergehenden Kühlvorrichtung wird das dritte Regelventil mitten im Warmlaufen geöffnet und die Kühlflüssigkeit läuft auch in dem dritten Durchgang um, der sich durch den Motorölkühler oder den Ölwärmetauscher des Automatikgetriebes erstreckt. Aus diesem Grund kann Motoröl heruntergekühlt werden. Zusätzlich wird Getriebeöl richtig erhitzt, derart, dass der Gleitwiderstand schnell durch schnelles Verringern der Viskosität des Getriebeöls verringert wird. So kann der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Ausgestaltung einer Kühlvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Zylinderblocks der Kühlvorrichtung.
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3 ist eine Draufsicht des Zylinderblocks.
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4 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines zweiten Zylinders des Zylinderblocks.
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5 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines vierten Zylinders des Zylinderblocks.
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6 ist eine perspektivische Ansicht des Zylinderblocks.
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7 ist eine perspektivische Ansicht einer Einlassseite eines Abstandshalters.
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8 ist eine perspektivische Ansicht einer Auslassseite des Abstandshalters.
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9 ist eine Draufsicht des Abstandshalters.
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10 ist eine Vorderansicht der Auslassseite des Abstandshalters.
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11 ist eine Hinteransicht der Einlassseite des Abstandshalters.
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12 ist eine Seitenansicht einer Seite des geneigten Abschnitts des Abstandshalters.
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13 ist eine Seitenansicht einer Seite des Führungsabschnitts des Abstandshalters.
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14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Regelverfahren zeigt, das durch einen Kühlkreislauf-Regelabschnitt der Kühlvorrichtung ausgeführt wird.
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15 ist ein Blockdiagramm, das ein Kühlverfahren zeigt, das durch die Kühlvorrichtung gemäß einer Temperatur eines Motors ausgeführt wird.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In der Folge wird eine Ausführungsform einer Kühlvorrichtung für einen Mehrzylindermotor gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 15 erklärt.
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1 zeigt eine schematische Ausgestaltung einer Kühlvorrichtung 1 für den Mehrzylindermotor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Mehrzylindermotor 2 (in der Folge einfach als ein ”Motor” bezeichnet), ist ein sogenannter Reihen-4-Zylinder-Dieselmotor des Querstromtyps, in dem: vier Zylinder in Reihe in einer Kurbelwellenrichtung angeordnet sind; und ein Einlasssystem und ein Auslasssystem an entsprechenden entgegengesetzten Seiten eines Zylinderkopfs 4 angeordnet sind. Der Motor 2 ist in einem Motorraum (nicht gezeigt) angebracht, der an einem Vorderabschnitt eines Fahrzeugs bereitgestellt ist, derart, dass: eine Zylinderreihe sich in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt; das Auslasssystem sich an einer hinteren Seite in einer Vorwärts/Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs befindet; und eine Zylinderachse von jedem Zylinder sich in eine obere/untere Richtung erstreckt.
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Der Motor 2 besteht hauptsächlich aus einem Zylinderblock 3 und dem Zylinderkopf 4, der an einer Oberseite des Zylinderblocks 3 bereitgestellt ist
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1 zeigt den Zylinderblock 3 von oben betrachtet und zeigt den Zylinderkopf 4 von unten betrachtet. Aus diesem Grund sind eine Beziehung zwischen den Positionen der Einlassseite (mit ”IN” gezeigt) und der Auslassseite (mit ”EX” gezeigt) des Zylinderblocks 3 und eine Beziehung zwischen den Positionen der Einlassseite (mit ”IN” gezeigt) und der Auslassseite (mit ”EX” gezeigt) des Zylinderkopfs 4 einander entgegengesetzt.
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Der Zylinderblock 3 ist mit einem Wassermantel 33 auf der Blockseite, einem Einführungsloch 36 und einem Ablassloch 37 auf der Blockseite versehen, die in der Folge beschrieben sind. Der Zylinderkopf 4 ist mit einem Wassermantel 61 auf der Kopfseite und einem Ablassloch 62 auf der Kopfseite versehen, die in der Folge beschrieben sind. Kühlwasser W, das durch das Einführungsloch 36 in den Wassermantel 33 auf der Blockseite eingeführt wird, wird durch das Ablassloch 37 auf der Blockseite abgelassen und das Kühlwasser W, das durch das Einführungsloch 36 in den Wassermantel 61 auf der Kopfseite eingeführt wird, wird durch das Ablassloch 62 auf der Kopfseite abgelassen.
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Eine Wasserpumpe 5 ist am Einführungsloch 36 bereitgestellt. Die Wasserpumpe 5 liefert das Kühlwasser W in die Wassermäntel 33 und 61. Die Wasserpumpe 5 ist eine Pumpe, die passiv durch die Drehung des Motors 2 angetrieben wird.
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Die Kühlvorrichtung 1 umfasst einen Kühlflüssigkeitsdurchgang, durch den das Kühlwasser W in den Wassermänteln 33 und 61 auf zweckmäßige Weise durch einen Kühler 7 und/oder dergleichen umläuft. Der Kühlflüssigkeitsdurchgang besteht aus dem ersten bis vierten Durchgang 11 bis 14. Das Schalten des ersten bis vierten Durchgangs 11 bis 14 für den Umlauf des Kühlwassers W in irgendeinem von dem ersten bis vierten Durchgang 11 bis 14 wird derart durchgeführt, dass ein Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 einen Kühlkreislauf-Schaltabschnitt 6 steuert, der durch ein Thermostatventil 6a und ein erstes bis drittes Regelventil 6b bis 6d gebildet ist. Als Nächstes werden die ersten bis vierten Durchgänge 11 bis 14 im Detail erklärt.
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Wie in 1 gezeigt, koppelt der erste Durchgang 11 das Ablassloch 62 auf der Kopfseite und das Einführungsloch 36 aneinander. Der erste Durchgang 11 umgeht den Kühler 7 und erstreckt sich in dieser Reihenfolge durch einen Wassertemperatursensor 102 und das Thermostatventil 6a. Der Wassertemperatursensor 102 misst die Temperatur des Kühlwassers W. Das Thermostatventil 6a ist ein Ventil, das sich öffnet, wenn die Regelventile 6b bis 6d ausfallen, und die Temperatur des Kühlwassers W nicht niedriger als ein vorbestimmter Wert wird. Gemäß dem Thermostatventil 6a läuft das Kühlwasser W in einem normalen Zustand lediglich in dem ersten Durchgang 11 um. In einem abnormalen Zustand läuft das Kühlwasser W auch in dem zweiten Durchgang 12 um, der in der Folge beschrieben ist. So kann der Motor 2 geschützt werden. Der Wassertemperatursensor 102 ist in der Nähe des Ablasslochs 62 auf der Kopfseite bereitgestellt.
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Der zweite Durchgang 12 koppelt das Ablassloch 62 auf der Kopfseite und das Einführungsloch 36 aneinander. Der zweite Durchgang 12 umgeht den Kühler 7 und erstreckt sich in dieser Reihenfolge durch eine Leerlaufstopp-Wasserpumpe 21, einen Heizungswärmetauscher 22 einer Klimaanlage, einen AGR-Kühler 23 (oder ein AGR-Ventil 24) und ein erstes Regelventil 6b. Die Leerlaufstopp-Wasserpumpe 21 ist eine Pumpe, die das Kühlwasser W an den Heizungswärmetauscher 22 der Klimaanlage liefert, wenn der Motor 2 während des Leerlaufs zeitweise angehalten wird. Der zweite Durchgang 12 erstreckt sich parallel durch den AGR-Kühler 23 und das AGR-Ventil 24.
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Der dritte Durchgang 13 koppelt das Ablassloch 37 und das Einführungsloch 36 aneinander. Der dritte Durchgang 13 umgeht den Kühler 7 und erstreckt sich in dieser Reihenfolge durch einen Motorölkühler 25, einen Ölwärmetauscher 26 eines Automatikgetriebes und ein zweites Regelventil 6c. Der Motorölkühler 25 ist an dem Ablassloch 37 auf der Blockseite bereitgestellt.
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Der vierte Durchgang 14 koppelt das Ablassloch 62 auf der Kopfseite und das Einführungsloch 36 aneinander. Der vierte Durchgang 14 erstreckt sich in dieser Reihenfolge durch den Wassertemperatursensor 102, den Kühler 7 und das dritte Regelventil 6d.
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Der Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 ist einer von den Regelabschnitten, die in einem elektronischen Steuergerät 100 bereitgestellt sind. Der Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 schätzt eine Kopfverbrennungsraum-Wandflächentemperatur T des Motors 2 auf der Grundlage von Folgendem: dem Wassertemperatursensor 102, der die Temperatur des Kühlwassers W ermittelt; einem Motorumdrehungssensor 103; einem Kraftstoffeinspritzmengensensor 104; und einem Lastzustand des Motors 2, der anhand einer Motorumdrehung und einer Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird. Der Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 steuert das erste bis dritte Regelventil 6b bis 6d gemäß der geschätzten Kopfverbrennungsraum-Wandflächentemperatur T.
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2 und 3 sind eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Zylinderblocks 3 beziehungsweise eine Draufsicht des Zylinderblocks 3. Der Zylinderblock 3 besteht hauptsächlich aus einem Zylinderblock-Hauptkörper 30 und einem Abstandshalter 40. Obgleich eine Dichtung 50 kein Bauteil des Zylinderblocks 3 ist, ist in 2 die Dichtung 50 der Einfachheit der Erklärung halber gezeigt.
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Der Zylinderblock-Hauptkörper 30 ist derart bereitgestellt, dass Zylinderachsen der Zylinderbohrungen 32 des ersten bis vierten Zylinders #1 bis #4, die in Reihe angeordnet sind, sich in die obere/untere Richtung erstrecken. Wie in 2 und 3 gezeigt, ist der Wassermantel 33 auf der Blockseite auf einer oberen Fläche 31 des Zylinderblock-Hauptkörpers 30 gebildet. Der Wassermantel 33 auf der Blockseite ist eine ringförmige konkave Nut, die diese vier Zylinderbohrungen 32 umgibt. Der Wassermantel 33 auf der Blockseite besteht aus einem Durchgang 34 auf der Auslassseite und einem Durchgang 35 auf der Einlassseite. Der Durchgang 34 auf der Auslassseite erstreckt sich durch die Auslassseite des Zylinderblocks 3. Der Durchgang 35 auf der Einlassseite erstreckt sich durch die Einlassseite des Zylinderblocks 3.
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In der Erklärung der vorliegenden Ausführungsform sind der erste bis vierte Zylinder #1 bis #4 in dieser Reihenfolge von links nach rechts von der Einlassseite des Zylinderblocks 3 aus betrachtet in einer Reihe angeordnet. Was die Zylinderreihe betrifft, in der die Zylinder #1 bis #4 in einer Reihe angeordnet sind, wird eine Seite, an der der erste Zylinder #1 bereitgestellt ist, als eine ”erste Seite” bezeichnet, und eine Seite, an der der vierte Zylinder bereitgestellt ist, wird als eine ”zweite Seite” bezeichnet.
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Was die Wandflächen betrifft, die den Durchgang 34 auf der Auslassseite und den Durchgang 35 auf der Einlassseite des Wassermantels 33 auf der Blockseite bilden, der die konkave Nut ist, werden eine Wand auf der Innenseite des Durchgangs 34 auf der Auslassseite und eine Wand auf der Innenseite des Durchgangs 35 auf der Einlassseite als Innenwandabschnitte 34a beziehungsweise 35a bezeichnet, und eine Wand auf der Außenseite des Durchgangs 34 auf der Auslassseite und eine Wand auf der Außenseite des Durchgangs 35 auf der Einlassseite werden als Außenwandabschnitte 34b beziehungsweise 35b bezeichnet.
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Der Zylinderblock-Hauptkörper 30 ist mit dem Einführungsloch 36 und dem Ablassloch 37 versehen. Das Einführungsloch 36 ist an der ersten Seite der Zylinderreihe bereitgestellt und führt das Kühlwasser W in den Wassermantel 33 auf der Blockseite ein. Das Ablassloch 37 ist an der Einlassseite und an einem mittleren Abschnitt der Zylinderreihe bereitgestellt und lässt das Kühlwasser W aus dem Wassermantel 33 auf der Blockseite ab.
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Überdies ist der Zylinderblock-Hauptkörper 30 mit Schraubenlöchern 38 versehen. Eine Vielzahl von Kopfbolzen können mit Gewinden mit den Schraubenlöchern 38 in Eingriff sein, derart, dass der Zylinderblock 3 und der Zylinderkopf 4 über die Dichtung 50 aneinander gekoppelt sind.
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Die Dichtung 50 ist eine Blechdichtung, die derart gebildet ist, dass: eine Vielzahl von Metallplatten aufeinander gestapelt sind; und die Metallplatten durch Verstemmen der Metallplatten an mehreren Positionen miteinander integriert sind. Die Gesamtform der Dichtung 50 entspricht der Form der oberen Fläche 31 des Zylinderkopf-Hauptkörpers 30.
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Wie in 2 gezeigt, ist die Dichtung 50 mit kreisförmigen Löchern 51 und Durchgangslöchern 54 versehen. Die kreisförmigen Löcher 51 sind an jeweiligen Positionen gebildet, die den Zylinderbohrungen 32 des Zylinderblock-Hauptkörpers 30 entsprechen. Die Durchgangslöcher 54 sind an jeweiligen Positionen gebildet, die den Schraubenlöchern 38 entsprechen und die vorhergehend beschriebenen Kopfbolzen dringen durch die Durchgangslöcher 54 ein.
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Überdies ist die Dichtung 50 mit einer Vielzahl von ersten Verbindungslöchern 52 und einer Vielzahl von zweiten Verbindungslöchern 53 versehen. Der Wassermantel 33 auf der Blockseite und der Wassermantel 61 auf der Kopfseite sind durch die ersten Verbindungslöcher 52 und die zweiten Verbindungslöcher 53 miteinander verbunden. Die ersten Verbindungslöcher 52 sind an der ersten Seite der Zylinderreihe bereitgestellt und die zweiten Verbindungslöcher 53 sind an der Auslassseite und der Einlassseite bereitgestellt.
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Wenn der Zylinderblock 3 und der Zylinderkopf 4 aneinander gekoppelt sind, sind die Ränder der kreisförmigen Löcher 51 und die Ränder der Durchgangslöcher 54 durch die elastische Abstoßungskraft der Dichtung 50 abgedichtet. So können das Austreten eines Verbrennungsgases von den Verbrennungskammern der Zylinder #1 bis #4, das Austreten des Kühlwassers W von den Wassermänteln 33 und 61 und dergleichen verhindert werden.
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Der Zylinderkopf 4 ist mit dem Ablassloch 62 auf der Kopfseite versehen. Das Ablassloch auf der Kopfseite 62 ist an der zweiten Seite der Zylinderreihe bereitgestellt und lässt das Kühlwasser W von dem Wassermantel 61 auf der Kopfseite ab.
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4 und 5 sind eine vertikale Querschnittsansicht des zweiten Zylinders #2 des Zylinderblocks 3 beziehungsweise eine vertikale Querschnittsansicht des vierten Zylinders #4 des Zylinderblocks 3.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, ist der Abstandshalter 40 derart innerhalb des Wassermantels 33 auf der Blockseite angeordnet, dass ein unterer Abschnitt des Abstandshalters 40 eine untere Fläche des Wassermantels 33 auf der Blockseite berührt. Überdies ist der Abstandshalter 40 derart bereitgestellt, dass er von den Innenwandabschnitten 34a und 35a und den Außenwandabschnitten 34b und 35b des Wassermantels 33 auf der Blockseite beabstandet ist.
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Ein Raum zwischen einer inneren Umfangsfläche des Abstandshalters 40 und dem Innenwandabschnitt 34a des Wassermantels 33 auf der Blockseite und ein Raum zwischen der inneren Umfangsfläche des Abstandshalters 40 und dem Innenwandabschnitt 35a des Wassermantels 33 auf der Blockseite sind relativ klein und ein Raum zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Abstandshalters 40 und dem Außenwandabschnitt 34b des Wassermantels 33 auf der Blockseite und ein Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Abstandshalters 40 und dem Außenwandabschnitt 35b des Wassermantels 33 auf der Blockseite sind relativ groß. Der Raum außerhalb des Abstandshalters 40 ist ein Durchgang, durch den das Kühlwasser W hauptsächlich strömt. Es sei erwähnt, dass jedes von „dem Auslassseiten-Durchgang 34” und „dem Einlassseiten-Durchgang 35” den Raum außerhalb des Abstandshalters 40 bezeichnet.
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Wie in einer linken Seite von 4 und einer linken Seite von 5 gezeigt, ist der Raum zwischen dem Abstandshalter 40 und dem Außenwandabschnitt 34b an einer oberen Seite eines in der Folge beschriebenen Stufenabschnitts 44 des Abstandshalters 40 größer als der Raum zwischen dem Abstandshalter 40 und dem Außenwandabschnitt 34b an einer unteren Seite des Stufenabschnitts 44 des Abstandshalters 40. Aus diesem Grund ist eine Durchgangsquerschnittsfläche einer Oberseite in Zylinderachsenrichtung des Durchgangs 34 auf der Auslassseite größer als die Durchgangsquerschnittsfläche einer Unterseite in Zylinderachsenrichtung des Durchgangs 34 auf der Auslassseite.
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Die Struktur des Abstandshalters 40 wird unter Bezugnahme auf 7 bis 13 erklärt. 7 und 8 sind eine perspektivische Ansicht des Abstandshalters 40 von der Einlassseite betrachtet beziehungsweise eine perspektivische Ansicht des Abstandshalters 40 von der Auslassseite betrachtet. 9 ist eine Draufsicht des Abstandshalters 40 von oben betrachtet. 10 und 11 sind eine Vorderansicht des Abstandshalters 40 von der Auslassseite betrachtet beziehungsweise eine Hinteransicht des Abstandshalters 40 von der Einlassseite betrachtet. 12 und 13 sind eine Seitenansicht des Abstandshalters 40 von einer Einführungsabschnittsseite betrachtet und eine Seitenansicht des Abstandshalters 40 von einer der Einführungsabschnittsseite entgegengesetzten Seite betrachtet. Jede dieser Zeichnungen zeigt die Zeichen IN (Einlassseite) und EX (Auslassseite), die Richtungen zeigen, wenn der Abstandshalter 40 innerhalb des Wassermantels 33 auf der Blockseite bereitgestellt ist.
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Der Abstandshalter 40 besteht hauptsächlich aus einem vertikalen Wandabschnitt 41. Der vertikale Wandabschnitt 41 weist eine Dicke auf, die derart ist, dass der vertikale Wandabschnitt 41 innerhalb des Wassermantels 33 auf der Blockseite untergebracht ist, derart, dass er von dem Wassermantel 33 auf der Blockseite beabstandet ist und eine Höhe aufweist, die derart ist, dass der vertikale Wandabschnitt 41 nicht von der oberen Fläche 31 des Zylinderblocks 3 hervorsteht. Überdies erstreckt sich der vertikale Wandabschnitt 41 im Wesentlichen parallel zur Zylinderachsenrichtung und weist in einer Draufsicht eine Ringform auf.
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Zum Beispiel ist, wie in 7, 9 und 12 gezeigt, ein Drosselabschnitt 42 an dem vertikalen Wandabschnitt 41 bereitgestellt, um sich an der ersten Seite und der Einlassseite zu befinden. Der Drosselabschnitt 42 steht von einem Außenrand des vertikalen Wandabschnitts 41 hervor und weist eine Rippenform auf. Der Drosselabschnitt 42 ist durch einen oberen Drosselabschnitt 42a und einen unteren Drosselabschnitt 42b gebildet. Ein Vorsprungsbetrag des oberen Drosselabschnitts 42a ist größer als der Vorsprungsbetrag des unteren Drosselabschnitts 42b.
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Zum Beispiel ist, wie in 7 und 12 gezeigt, ein geneigter Abschnitt 43 an dem vertikalen Wandabschnitt 41 bereitgestellt, um sich an der ersten Seite zu befinden. Der geneigte Abschnitt 43 ist sanft geneigt, um von der Einlassseite in Richtung der Auslassseite nach oben und von einem unteren Ende des vertikalen Wandabschnitts 41 zu einem mittleren Abschnitt des vertikalen Wandabschnitts 41 in Zylinderachsenrichtung zu verlaufen. Der geneigte Abschnitt 43 weist eine Rippenform auf.
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Zum Beispiel ist, wie in 8 und 11 bis 13 gezeigt, ein Stufenabschnitt 44 an dem mittleren Abschnitt des vertikalen Wandabschnitts 41 in Zylinderachsenrichtung an der Auslassseite gebildet. Der Stufenabschnitt 44 ist zusammenhängend mit einem oberen Endabschnitt des geneigten Abschnitts 43. Somit wird, wenn der Abstandshalter 40 innerhalb des Wassermantels 33 auf der Blockseite bereitgestellt ist, der Raum zwischen dem Abstandshalter 40 und dem Außenwandabschnitt 34b an einer oberen Seite des Stufenbschnitts 44 größer als der Raum zwischen dem Abstandshalter 40 und dem Außenwandabschnitt 34b an einer unteren Seite des Stufenabschnitts 44.
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Zum Beispiel kann ein Führungsabschnitt 45 bereitgestellt sein, wie in 7, 10 und 13 gezeigt. Der Führungsabschnitt 45 ist an dem vertikalen Wandabschnitt 41 auf der zweiten Seite bereitgestellt, um sich von der Auslassseite zur Einlassseite zu erstrecken. Der Führungsabschnitt 45 ist zusammenhängend mit dem Stufenabschnitt 44. Der Führungsabschnitt 45 ist von der Auslassseite zur Einlassseite sanft geneigt, um weiter hinauf zur Zylinderkopfseite zu verlaufen. Der Führungsabschnitt 45 weist eine Rippenform auf.
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Überdies kann zum Beispiel ein Flanschabschnitt 46 gebildet sein, wie in 7 und 12 gezeigt. Der Flanschabschnitt 46 ist an einem unteren Ende des vertikalen Wandabschnitts 41 an der Einlassseite gebildet, um sich von einem Außenrand des unteren Endes des vertikalen Wandabschnitts 41 nach außen zu erstrecken.
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Überdies kann zum Beispiel ein Einführungsabschnitt 47 einer Heizung für eine kalte Region bereitgestellt sein, wie in 7 und 13 gezeigt. Der Einführungsabschnitt 47 für die Heizung für eine kalte Region ist am unteren Ende des vertikalen Wandabschnitts 41 an der zweiten Seite bereitgestellt. Der Einführungsabschnitt 47 für die Heizung für eine kalte Region ist ein Ausschnitt, in den eine Heizung für eine kalte Region eingeführt wird.
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Da der Abstandshalter 40 innerhalb des Wassermantels 33 auf der Blockseite bereitgestellt ist, ist der Abstandshalter 40 aus Harz hergestellt, das eine Hitzebeständigkeit, durch die der Abstandshalter 40 der hohen Temperatur im Zylinderblock 3 standhalten kann, und eine Steifigkeit aufweist, durch die der Abstandshalter 40 sich nicht durch den Druck des Kühlwassers W verformt oder beschädigt wird. Dieses Harz kann eines von einem Thermoplast auf Polyamidbasis (PA66, PPA usw.), einem Thermoplast auf Olefinbasis (PP) und einem Thermoplast auf Polyphenylensulfidbasis (PPS) oder eine Kombination dieser Harze sein. Das Harz kann je nach Bedarf mit Glasfasern oder dergleichen gemischt werden. Der Abstandshalter 40, der aus Harz hergestellt ist, ist einteilig durch eine Spritzgussmaschine gebildet.
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Als Nächstes werden die Handlungen des Abstandshalters 40 unter Bezugnahme auf 6 bis 13 erklärt. Diese Zeichnungen zeigen Pfeile, die die Strömung des Kühlwassers W zeigen, wenn der Abstandshalter 40 innerhalb des Wassermantels 33 auf der Blockseite bereitgestellt ist.
- (1) Zuerst wird das Kühlwasser W durch die Wasserpumpe 5 durch das Einführungsloch 36 des Zylinderblocks 3 in den Wassermantel 33 auf der Blockseite eingeführt.
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Zu diesem Zeitpunkt ist es, wie in 3 bis 5 gezeigt, da der Abstandshalter 40 im Wassermantel 33 auf der Blockseite bereitgestellt ist, um von den Innenwandabschnitten 34a und 35a und den Außenwandabschnitten 34b und 35b beabstandet zu sein, möglich, einen Fall zu verhindern, in dem das Kühlwasser W, das durch das Einführungsloch 36 eingeführt wird, direkt den Innenwandabschnitt 35a des Wassermantels 33 auf der Blockseite berührt, und die Temperatur des Zylinders an diesem Abschnitt lokal niedrig wird.
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Wie in 7 gezeigt, wird, obgleich das Kühlwasser W durch das Einführungsloch 36 eingeführt wird, die Strömung des Kühlwassers W zum Durchgang 35 auf der Einlassseite durch den Drosselabschnitt 42 gedrosselt, der an der Einlassseite in der Nähe des Einführungslochs 36 bereitgestellt ist. Aus diesem Grund strömt das meiste Kühlwasser W zum Durchgang 34 auf der Auslassseite. Da der Vorsprungsbetrag des unteren Drosselabschnitts 42b indes kleiner ist als der Vorsprungsbetrag des oberen Drosselabschnitts 42a, strömt eine relativ kleine Menge an Kühlwasser W durch den größeren Raum zwischen dem unteren Drosselabschnitt 42b und dem Außenwandabschnitt 35b zum Durchgang 35 auf der Einlassseite.
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Aus diesem Grund kann, da die Menge an Kühlwasser W, die zum Durchgang 34 auf der Auslassseite strömt, größer ist als die Menge an Kühlwasser W, die zum Durchgang 35 auf der Einlassseite strömt, der Zylinderblock 3 an der Auslassseite, dessen Temperatur dazu neigt, höher zu werden als an der Einlassseite, heruntergekühlt werden. So kann ein Temperaturunterschied zwischen der Einlassseite und der Auslassseite von jedem Zylinder unterdrückt werden.
- (2) Als Nächstes wird, wie in 6, 7 und 12 gezeigt, das Kühlwasser W, das zum Durchgang 34 an der Auslassseite strömt, durch den geneigten Abschnitt 43, der an der Auslassseite in der Nähe des Einführungslochs 36 bereitgestellt ist, zur Zylinderkopfseite 4 geleitet und strömt dorthin.
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Der Wassermantel 33 auf der Blockseite und der Wassermantel 61 auf der Kopfseite sind durch die ersten Verbindungslöcher 52 miteinander verbunden, die an der ersten Seite der Dichtung 50 bereitgestellt sind. Aus diesem Grund strömt das Kühlwasser W, das zur Zylinderkopfseite 4 geleitet wird, in einem Fall, in dem der in der Folge beschriebene Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 derart betrieben wird, dass das Kühlwasser W lediglich in dem ersten Durchgang 11 umläuft, wenn der Motor kalt ist, nicht zum Durchgang 34 auf der Auslassseite des Wassermantels 33 auf der Blockseite, sondern strömt durch die ersten Verbindungslöcher 52 in den Wassermantel 61 auf der Kopfseite.
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Aus diesem Grund wird der Zylinderblock 3 nicht heruntergekühlt und seine Temperatur steigt allmählich an. So wird das Warmlaufen des Motors 2 beschleunigt.
- (3) Als Nächstes strömt, wie in 8 und 11 gezeigt, das Kühlwasser W, das von dem geneigten Abschnitt 43 zum Durchgang 34 auf der Auslassseite strömt, durch den Stufenabschnitt 44, der zusammenhängend mit dem oberen Endabschnitt des geneigten Abschnitts 43 ist, zur oberen Seite des Stufenabschnitts 44, wobei der Raum zwischen dem Abstandshalter 40 und dem Außenwandabschnitt 34b an der oberen Seite größer ist, wobei die Durchgangsquerschnittsfläche der oberen Seite größer ist, wobei die Menge an Kühlwasser W, die durch die obere Seite strömt, größer ist als die Menge an Kühlwasser W, die durch die untere Seite strömt.
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Aus diesem Grund kann ein oberer Abschnitt der Auslassseite des Zylinderblocks 3 mehr heruntergekühlt werden als ein unterer Abschnitt der Auslassseite des Zylinderblocks 3, wobei der obere Abschnitt der Auslassseite ein Abschnitt ist, der aufgrund des Abgases während des tatsächlichen Betriebs des Motors besonders zu einem Temperaturanstieg neigt. Deswegen kann der Temperaturunterschied zwischen der Oberseite und der Unterseite von jedem Zylinder unterdrückt werden.
- (4) Als Nächstes wird das Kühlwasser W, da das Kühlwasser W, das durch den Durchgang 34 auf der Auslassseite strömt, von dem Durchgang 34 auf der Auslassseite in Richtung des Durchgangs 35 auf der Einlassseite strömt, durch den Führungsabschnitt 45, der mit dem Stufenabschnitt 44 zusammenhängend ist und an der zweiten Seite des vertikalen Wandabschnitts 41 bereitgestellt ist, zur Zylinderkopfseite geleitet.
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Aus diesem Grund neigt das Kühlwasser W, das zum Zylinderkopf geleitet wird, dazu, durch die zweiten Verbindungslöcher 53, die an der Einlassseite der Dichtung 50 bereitgestellt sind, zum Wassermantel 61 auf der Kopfseite zu strömen. Aus diesem Grund kann der Zylinderkopf 4 aktiver heruntergekühlt werden.
- (5) Als Nächstes strömt das Kühlwasser W, das nicht durch die zweiten Verbindungslöcher 53 zum Wassermantel 61 auf der Kopfseite geströmt ist, durch den Durchgang 35 auf der Einlassseite, um durch das Ablassloch 37 auf der Blockseite abgelassen zu werden, das an einem mittleren Abschnitt der Zylinderreihe auf der Einlassseite des Zylinderblocks 3 bereitgestellt ist.
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Während das Kühlwasser W wie vorhergehend von dem Einführungsloch 36 zum Ablassloch 37 auf der Blockseite strömt, absorbiert das Kühlwasser W die Hitze von den Zylindern und aus diesem Grund nimmt seine Temperatur zu. Deshalb wird die Auslassseite des ersten Zylinders #1 durch das Kühlwasser W heruntergekühlt, dessen Temperatur relativ niedrig ist. Da indes das Kühlwasser W kaum durch die Einlassseite durch den Drosselabschnitt 42 strömt, wird die Einlassseite des ersten Zylinders #1 nicht heruntergekühlt. Die Auslassseite und die Einlassseite des vierten Zylinders #4 werden durch das Kühlwasser W heruntergekühlt, dessen Temperatur relativ hoch ist.
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Aus diesem Grund kann man sagen, dass bei einem Vergleich eines Durchschnitts des Grades der Kühlung der Auslassseite eines Zylinders und des Grades der Kühlung der Einlassseite des einen Zylinders mit einem Durchschnitt des Grades der Kühlung der Auslassseite des unterschiedlichen Zylinders und des Grades der Kühlung der Einlassseite des unterschiedlichen Zylinders sogar der erste Zylinder #1 und der vierte Zylinder #4, die sich an beiden jeweiligen Enden der Zylinderreihe befinden, im Wesentlichen gleich heruntergekühlt werden. Deshalb wird der Temperaturunterschied unter den Zylindern unterdrückt.
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Wie vorhergehend, kann die Temperaturverteilung aller Zylinder durch Unterdrücken des Temperaturunterschieds zwischen der oberen Seite und der unteren Seite jedes Zylinders, des Temperaturunterschieds zwischen der Auslassseite und der Einlassseite jedes Zylinders und des Temperaturunterschieds unter den Zylindern vereinheitlicht werden.
- (6) Der Flanschabschnitt 46, der vom Außenrand des Abstandshalters 40 nach außen hervorsteht, ist an einem unteren Ende eines Einlassseitenabschnitts des vertikalen Wandabschnitts 41 bereitgestellt. Aus diesem Grund wird durch den Flanschabschnitt 46 verhindert, dass das Kühlwasser W, das zum Durchgang 35 auf der Einlassseite durch den Raum zwischen dem unteren Drosselabschnitt 42b und dem Außenwandabschnitt 35b strömt, vom unteren Ende des Abstandshalters 40 in den Abstandshalter 40 strömt. So kann verhindert werden, dass der Temperaturunterschied zwischen der oberen Seite und der unteren Seite des Zylinders zunimmt.
- (7) Überdies kann in einem Fall, in dem der Einführungsabschnitt 47 für die Heizung für eine kalte Region an dem Abstandshalter 40 bereitgestellt ist, verhindert werden, dass das Kühlwasser W in dem Wassermantel 33 auf der Blockseite gefriert, indem die Heizung für den kalte Region in den Einführungsabschnitt 47 für die Heizung für die kalte Region des vertikalen Wandabschnitts 41 eingeführt wird.
- (8) Zu guter Letzt können, da der Drosselabschnitt 42, der geneigte Abschnitt 43, der Stufenabschnitt 44, der Führungsabschnitt 45 und der Flanschabschnitt 46 am Außenrand des vertikalen Wandabschnitts 41 des Abstandshalters 40 bereitgestellt sind, der Drosselabschnitt 42, der geneigte Abschnitt 43, der Stufenabschnitt 44, der Führungsabschnitt 45 und der Flanschabschnitt 46 einfach mit dem Abstandshalter 40 integriert werden.
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14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Regelverfahren zeigt, das durch den Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 ausgeführt wird. 15 ist ein Blockdiagramm, das ein Kühlverfahren zeigt, das gemäß der Temperatur des Motors ausgeführt wird. Unter Bezugnahme auf 15 wird das Verfahren zum Regeln der Kühlvorrichtung 1 durch den Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 gemäß dem Ablaufdiagramm von 14 erklärt.
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Zuerst, wenn der Motor kalt ist, werden alle Regelventile 6b bis 6d geschlossen (Schritt S1). Zu diesem Zeitpunkt läuft das Kühlwasser W in dem ersten Durchgang 11 um, wie in 15A gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt strömt zum Warmlaufen des Motors 2 und gleichzeitigen Verhindern einer lokalen Erhitzung eine relativ kleine Menge an Kühlwasser W durch den Zylinderkopf 4.
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Als Nächstes wird bestimmt, ob die Temperatur T der Wandfläche der Kopfverbrennungskammer kleiner ist als eine vorbestimmte Temperatur T1 (zum Beispiel 150°C) oder nicht (Schritt S2).
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Wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass die Temperatur T der Wandfläche der Kopfverbrennungskammer nicht niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur T1, wird das Regelventil 6b geöffnet (Schritt S3). Zu diesem Zeitpunkt läuft das Kühlwasser W in dem ersten Durchgang 11 und dem zweiten Durchgang 12 um, wie in 15B gezeigt.
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Als Nächstes wird bestimmt, ob die Temperatur T der Wandfläche der Kopfverbrennungskammer niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur T2 (T2 > T1) oder nicht (Schritt S4).
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Wenn im Schritt S4 bestimmt wird, dass die Temperatur T der Wandfläche der Kopfverbrennungskammer nicht niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur T2, wird das zweite Regelventil 6c geöffnet (Schritt S5). Zu diesem Zeitpunkt läuft das Kühlwasser W in dem ersten bis dritten Durchgang 11 bis 13 um, wie in 15C gezeigt.
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Als Nächstes wird bestimmt, ob das Warmlaufen des Motors 2 abgeschlossen ist (Schritt S6). Diese Bestimmung kann durch das Bestimmen erfolgen, ob die Temperatur T der Wandfläche der Kopfverbrennungskammer kleiner ist als eine vorbestimmte Temperatur T3 (T3 > T2) oder nicht.
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Zu guter Letzt wird, wenn im Schritt S6 bestimmt wird, dass das Warmlaufen des Motors 2 abgeschlossen ist, das dritte Regelventil 6d geöffnet (Schritt S7). Zu diesem Zeitpunkt läuft das Kühlwasser W in allen von dem ersten bis vierten Durchgang 11 bis 14 um, wie in 15D gezeigt.
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Wie vorhergehend, läuft das Kühlwasser W, wenn das erste bis dritte Regelventil 6b bis 6d durch den Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 während des Warmlaufens geschlossen sind, lediglich im ersten Durchgang 11 um, der das Ablassloch 62 auf der Kopfseite und das Einführungsloch 36 miteinander verbindet. Zu diesem Zeitpunkt strömt kaum Kühlwasser W zum Wassermantel 33 auf der Blockseite. Aus diesem Grund nimmt die Temperatur des Zylinderblocks 3 allmählich zu. Deshalb kann das Warmlaufen des Motors 2 beschleunigt werden.
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Das erste bis dritte Regelventil 6b bis 6d werden nacheinander durch den Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 in Übereinstimmung mit dem Anstieg der Temperatur des Motors geöffnet. Wenn zu diesem Zeitpunkt das erste Regelventil 6b geöffnet wird, läuft das Kühlwasser W auch in dem zweiten Durchgang 12 um. Der zweite Durchgang 12 erstreckt sich indes nicht durch den Kühler 7 und es strömt kaum Kühlwasser W zum Wassermantel 33 auf der Blockseite. So wird das Warmlaufen des Motors 2 kontinuierlich beschleunigt.
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Als Nächstes läuft, wenn das zweite Regelventil 6c geöffnet wird, das Kühlwasser W auch in dem dritten Durchgang 13 um. Da der dritte Durchgang 13 mit dem Zylinderblock 3 verbunden ist, wird auch der Zylinderblock 3 bis zu einem gewissen Grad heruntergekühlt. Da indes der dritte Durchgang 13 den Kühler 7 umgeht, schreitet das Warmlaufen des Motors 2 fort.
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Überdies läuft, wenn das dritte Regelventil 6d geöffnet wird, das Kühlwasser W auch in dem vierten Durchgang 14 um. Da der vierte Durchgang 14 mit dem Kühler 7 verbunden ist, wird die Temperatur des Kühlwassers W durch den Kühler 7 verringert. So kann der Motor 2 nach dem Warmlaufen bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden.
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Wie vorhergehend, schließt der Kühlkreislauf-Regelabschnitt 101 das erste bis dritte Regelventil 6b bis 6d während des Warmlaufens und öffnet der Reihe nach das erste bis dritte Regelventil 6b bis 6d in Übereinstimmung mit dem Temperaturanstieg des Motors. Dadurch können die Zylinder und der Zylinderkopf 4 richtig in Übereinstimmung mit der Temperatur des Motors 2 heruntergekühlt werden.
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Das erste Regelventil 6b wird mitten im Warmlaufen geöffnet und das Kühlwasser W läuft auch in dem zweiten Durchgang 12 um, der sich durch den Heizungswärmetauscher 22 der Klimaanlage oder den AGR-Kühler 23 erstreckt. Aus diesem Grund kann die Heizleistung ab der Mitte des Warmlaufens gesichert werden und der AGR-Kühler 23 kann richtig heruntergekühlt werden.
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Überdies wird das dritte Regelventil 6d mitten im Warmlaufen geöffnet und das Kühlwasser W läuft auch in dem dritten Durchgang 13 um, der sich durch den Motorölkühler 25 oder den Ölwärmetauscher 26 des Automatikgetriebes erstreckt. Aus diesem Grund kann Motoröl heruntergekühlt werden. Zusätzlich wird Getriebeöl richtig erhitzt, derart, dass der Gleitwiderstand schnell durch schnelles Verringern der Viskosität des Getriebeöls verringert wird. So kann der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Abwandlungen und Auslegungsänderungen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können.
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Zum Beispiel sind in der vorliegenden Ausführungsform der Drosselabschnitt 42, der geneigte Abschnitt 43 und der Stufenabschnitt 44 einteilig mit dem Abstandshalter 40 gebildet. Es kann indes sein, dass der Abstandshalter 40 nicht bereitgestellt wird und der Zylinderblock 3 selbst den Drosselabschnitt 42, den geneigten Abschnitt 43 und den Stufenabschnitt 44 aufweisen kann, indem eine innere Form des Wassermantels 33 auf der Blockseite derart ersonnen werden kann, dass der Wassermantel 33 auf der Blockseite die Funktionen des Drosselabschnitts 42, des geneigten Abschnitts 43 und des Stufenabschnitts 44 aufweist.
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Die vorliegende Ausführungsform wird auf den Reihen-4-Zylinder-Dieselmotor angewandt. Die Anzahl der Zylinder kann indes irgendeine Anzahl sein, solange es sich um eine Mehrzahl handelt. Überdies ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Dieselmotor beschränkt. Aus diesem Grund kann die vorliegende Erfindung auf einen Benzinmotor angewandt werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie vorhergehend, können gemäß der vorliegenden Erfindung alle Zylinder in einem Mehrzylindermotor eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen gleichmäßig heruntergekühlt werden. Aus diesem Grund wird die vorliegende Erfindung auf zweckmäßige Art und Weise in einem Gebiet der industriellen Herstellung dieses Motortyps verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlvorrichtung
- 2
- Mehrzylindermotor
- 3
- Zylinderblock
- 4
- Zylinderkopf
- 5
- Wasserpumpe
- 6b
- erstes Regelventil
- 6c
- zweites Regelventil
- 6d
- drittes Regelventil
- 7
- Kühler
- 11
- erster Durchgang
- 12
- zweiter Durchgang
- 13
- dritter Durchgang
- 14
- vierter Durchgang
- 22
- Heizungswärmetauscher Klimaanlage
- 23
- AGR-Kühler
- 25
- Motorölkühler
- 26
- Ölwärmetauscher des Automatikgetriebes
- 30
- Zylinderblock-Hauptkörper (Zylinderblock)
- 32
- Zylinderbohrung
- 33
- Wassermantel auf der Blockseite (Wassermantel des Zylinderblocks)
- 34
- Durchgang auf Auslassseite (Auslassseitenabschnitt des Wassermantels)
- 35
- Durchgang auf Einlassseite (Einlassseitenabschnitt des Wassermantels)
- 34a, 35a
- Innenwandabschnitt
- 34b, 35b
- Außenwandabschnitt
- 36
- Einführungsloch (Einführungsabschnitt)
- 37
- Ablassloch auf der Blockseite (Ablassabschnitt des Zylinderblocks)
- 40
- Abstandshalter
- 42
- Drosselabschnitt
- 42a
- oberer Drosselabschnitt
- 42b
- unterer Drosselabschnitt
- 52
- erstes Verbindungsloch (Verbindungsdurchgang)
- 61
- Wassermantel auf der Kopfseite (Wassermantel des Zylinderkopfs)
- 62
- Ablassloch auf der Kopfseite (Ablassabschnitt des Zylinderkopfs)
- 101
- Kühlkreislauf-Regelabschnitt
- W
- Kühlwasser (Kühlflüssigkeit)
- #1 bis #4
- Zylinder
