JP2004257351A - エンジン及び小型滑走艇 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダ壁温又は油温により冷媒の流量を調節し、ダイリューションを抑制することができるエンジン、及び該エンジンを備える小型滑走艇の提供。
【解決手段】エンジンＥは、バルブ５４とシリンダ３１のウォータージャケット３７とを経由して循環する第１冷却水ライン５１、前記バルブ５４にて前記第１冷却水ライン５１から分岐して排気管３６のウォータージャケット３８を経由して循環する第２冷却水ライン５２、シリンダ３１に設けられた壁温センサ５５、及びＥＣＵ２５を備える。壁温センサ５５の検出データによりシリンダ３１が過冷却であるとＥＣＵ２５が判断した場合、バルブ５４を駆動させ、第１冷却水ライン５１を流れる冷却水の一部を第２冷却水ライン５２へ分配し、排気管３６のウォータージャケット３８を経由させる。これにより、暖められた冷却水をシリンダ３１のウォータージャケット３７へ供給し、ダイリューションを抑制する。
【選択図】 図３
【解決手段】エンジンＥは、バルブ５４とシリンダ３１のウォータージャケット３７とを経由して循環する第１冷却水ライン５１、前記バルブ５４にて前記第１冷却水ライン５１から分岐して排気管３６のウォータージャケット３８を経由して循環する第２冷却水ライン５２、シリンダ３１に設けられた壁温センサ５５、及びＥＣＵ２５を備える。壁温センサ５５の検出データによりシリンダ３１が過冷却であるとＥＣＵ２５が判断した場合、バルブ５４を駆動させ、第１冷却水ライン５１を流れる冷却水の一部を第２冷却水ライン５２へ分配し、排気管３６のウォータージャケット３８を経由させる。これにより、暖められた冷却水をシリンダ３１のウォータージャケット３７へ供給し、ダイリューションを抑制する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダの温度又はオイルの温度を検出してダイリューションの発生を抑制できるエンジン、及び該エンジンを適用した小型滑走艇に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン（本願では、エンジン本体と補機類とを合わせたものをいう）は様々の分野において利用されており、船舶及びモーターサイクルにおいても、推進力を発生させるためにエンジンが搭載されている。該エンジンは、ガソリン等の燃料が気化して燃焼したときに生じる膨張力を、ピストンに連結されたクランクシャフトの回転駆動力として出力する。また、該エンジンには、各部の潤滑及び冷却等のためにオイルが供給され、例えばピストンとシリンダとの間の摺動面にも該オイルが供給されている。
【０００３】
ところで、前記エンジンのうち特に４サイクルエンジンでは、ガソリンによってオイルが希釈される現象（所謂、ダイリューション）の発生を抑制することが課題となっている。該ダイリューションは、燃焼室へ入ったガソリンの一部が気化せずに液状ガソリンのままシリンダ内壁面に付着し、該シリンダ内壁面を覆うオイルに混合することによって生じる。
【０００４】
気化が不十分で液状ガソリンが生じるのは、エンジン（特にシリンダ）の過冷却が主要因であると考えられている。従って、寒冷時にダイリューションは生じやすい。また、近年ではエンジン本体を軽量化する目的でアルミニウム製のシリンダを採用するエンジンがある。アルミニウムは熱伝導率が比較的高く放熱しやすいため、シリンダが過冷却となってダイリューションが生じる場合がある。更に、海水又は淡水を冷却水（冷却媒体）として取り込んでエンジンを冷却する、所謂オープンクーリング式のエンジンを搭載する船舶の場合、前記冷却水が比較的低温であるためにシリンダが過冷却となってダイリューションが生じる場合がある。
【０００５】
また、他の要因として、空気と燃料との混合比（空燃比）を理論空燃比近傍に維持するための電子制御式燃料噴射装置によるガソリンの過剰供給がある。即ち、エンジンの暖機が不十分なときはガソリンが気化しにくく、空燃比は小さくなりがちである。この場合、電子制御式燃料噴射装置は理論空燃比を達成すべくガソリンを補充しようとするため、液状ガソリンも増加してダイリューションが生じる場合がある。
【０００６】
なお、冷却水の温度に基づき、サーモスタット等によって該冷却水の流量を調節し、シリンダの過冷却を防止する方策がとられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭６４−５７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却水の温度を検出して得られるデータは、シリンダの温度についての２次的なデータであるため、シリンダの過冷却防止によるダイリューションの抑制が必ずしも適切に達成されていない場合がある。
【０００９】
また、ガソリンが混入してオイルが希釈された場合であっても、オイルの温度（油温）が十分に暖まっていれば混入したガソリンは蒸発するため、ダイリューションの発生は抑制される。しかしながら従来は、ダイリューションの抑制を目的として油温に基づき冷却媒体（以下、単に「冷媒」という）の流量を調節することは行われていなかったため、ダイリューションが必ずしも適切に抑制できていない場合がある。
【００１０】
そこで本発明は、シリンダ壁温又は油温に基づいて冷媒の流量を調節する冷却システムを備えることにより、ダイリューションの発生をより適切に抑制することができるエンジン、及び該エンジンを備える小型滑走艇を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るエンジンは、シリンダの壁温を検出する壁温センサ、又はオイルの温度を検出する油温センサを備え、検出したシリンダ壁温又は油温に基づいてダイリューションを抑制する。
【００１２】
図６は、シリンダ壁温と油温とをパラメータとしたときのオイルの増減量をグラフで示している。即ち、図６において横軸はシリンダ壁温を示し、縦軸はオイル量を示している。また、曲線１０１は油温がＴ１，曲線１０２は油温がＴ２，曲線１０３は油温がＴ３の場合を夫々示している。なお各油温の大小関係は、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３となっている。
【００１３】
図６からは、油温が一定の場合（例えば、油温Ｔ１の場合）は、シリンダ壁温が低いほど（図６において横軸の左側へ向かうほど）、オイル量が増加し、オイルが希釈されていることが分かる。更に、シリンダ壁温が一定の場合（例えば、シリンダ壁温ＴＣの場合）は、油温が低いほどオイル量が増加し、オイルが希釈されていることが分かる。
【００１４】
このように、シリンダ壁温又は油温を検出することにより、オイルの希釈を適切に把握することができるため、ダイリューションの抑制に効果的である。
【００１５】
より詳しくは、冷媒が循環する冷却経路であってエンジン本体を経由する第１冷却経路、及び該第１冷却経路から分岐された第２冷却経路と、前記冷媒の流量を調節する流量調節手段とを備える。本エンジンの冷却システムは、前記壁温センサ又は油温センサの出力に基づき、前記流量調節手段が前記冷却経路を循環する前記冷媒の流量を調節する。
【００１６】
シリンダの壁温を検出することにより、ダイリューションの主要因たるシリンダの過冷却を把握することができると共に、オイルの温度も概ね把握することができる。また、オイルの温度を検出することにより、オイルに混入したガソリンが気化してダイリューションを抑制できるか否かを判断することができると共に、シリンダの過冷却についても概ね把握することができる。
【００１７】
従って、シリンダの壁温又はオイルの温度に基づき、エンジン本体を経由する第１冷却経路と、該第１冷却経路から分岐した第２冷却経路とを流れる冷媒の流量を調節することにより、ダイリューションを適切に抑制することができる。
【００１８】
例えば前記冷却経路に流す冷媒として冷却水を用いた場合、壁温センサの検出データからシリンダの壁温が低いと判断されたときには、流量調節手段によりエンジン本体（具体的にはシリンダに形成されたウォータージャケット等）を経由する第１冷却経路での冷却水の流量を削減することによって、シリンダの過冷却を適切に防止することができる。また、油温センサの検出データから油温が低いと判断されたときにも流量調節手段により同様の措置を施すことによって、オイルの過剰な温度低下を防止し、オイルに混入したガソリンを蒸発させることができる。
【００１９】
また、第１冷却経路から分岐した第２冷却経路がエンジンの排気装置（排気マニホールド，排気管等）に設けられたウォータージャケットを経由するようにしてもよい。排気が流れることによって排気装置は比較的高温になっているため、冷却水が該排気装置に設けられたウォータージャケットを経由することにより該冷却水は加熱される。従って、流量調節手段での調節によって第２冷却経路へ多くの冷却水を配送すれば、暖められた冷却水をエンジン本体へ送ることができ、より早くシリンダ及びオイルを適正温度へ上げることができてダイリューションの抑制効果が高くなる。
【００２０】
また、例えば予め冷却水の流量を制限し、又は熱伝導率の低い材質によりシリンダを形成するなどして、運転中にシリンダ及びオイルが過熱気味になるように（過冷却が生じ難いように）エンジンを構成した場合には、ダイリューションは生じ難くなる。加えて、第２冷却経路がラジエータを経由するようにした場合は、シリンダ及びオイルが過熱気味のときに冷却水を多くラジエータへ配送して該冷却水を冷やすことができるため、シリンダ及びオイルの過熱しすぎを抑制し、適正温度に下げることができる。
【００２１】
他方、オイルもエンジン各所を冷却する役割を有するため、前記冷却経路に流す冷媒として前記冷却水に代えてオイルを用いてもよい。この場合も同様にして、壁温センサ又は油温センサの検出データから油温が低いと判断されたときに、流量調節手段によりエンジン本体（具体的にはエンジン本体に形成されたオイルのメイン通路）を経由する第１冷却経路でのオイルの流量を削減することによって、シリンダの過冷却を防止することができる。
【００２２】
また、ピストンの温度上昇を防ぐために該ピストンの裏側にオイルを吹きつけるためのオイルジェット部を有するエンジンでは、第２冷却経路が該オイルジェット部を経由するようにしてもよい。この場合はオイルを加熱することができるため、より早くシリンダ及びオイルを適正温度へ上げることができ、ダイリューションの抑制効果が高くなる。
【００２３】
また、第２冷却経路がオイルクーラを経由するようにしてもよい。例えば上述したように、運転中にシリンダ及びオイルが過熱気味になるようなエンジンを構成してダイリューションを防止する場合、シリンダ及びオイルが過熱気味のときに多くのオイルをオイルクーラへ配送して該オイルを冷却することができ、シリンダ及びオイルの過熱を抑制し、適正温度に下げることができる。
【００２４】
なお、冷却経路の流量調節を行う際には、第１冷却経路と第２冷却経路とに流れる冷媒の分配比率を変えるようにすればよく、何れか一方のみの流量を変えるようにしてもよい。
【００２５】
また、上述した構成を組み合わせてエンジンを構成してもよい。例えば、冷媒として冷却水を用い、第１冷却経路から分岐させてウォータージャケット及びラジエータを夫々経由する別個の２経路を設けても良い。冷媒としてオイルを用いた場合には、第１冷却経路から分岐させてオイルジェット部及びオイルクーラを夫々経由する別個の２経路を設けても良い。これらの場合には、シリンダ又はオイルの温度が過冷却となったとき及び過熱気味になったときの双方に対応可能であり、シリンダ及びオイルをより適正温度に維持することができるため、ダイリューションの発生も抑制することができる。
【００２６】
組み合わせの他の例として、冷却水を循環させる冷却経路とオイルを循環させる冷却経路とを共に用い、流量調節手段にて双方の流量を夫々調節するようにしてもよい。この場合には、シリンダ及びオイルの温度変化に対してより迅速且つ柔軟な対応をとることが可能となる。
【００２７】
流量調節手段としては、サーモスタット，ソレノイドバルブ，又はロータリーバルブなどを用いることができる。サーモスタットは、熱膨張率の異なる２種類の金属を有する比較的簡単な構成を成して、それ自身が温度センサとしての機能とバルブとしての機能とを合せもち、特に油温を検出してオイルの流量を調節するのに適している。
【００２８】
また、ソレノイドバルブ及びロータリーバルブは、入力された電気信号に基づいてバルブを駆動するものであり、上述した全ての構成において用いることができる。前記ソレノイドバルブ又はロータリーバルブを用いる場合は、壁温センサ又は油温センサの検出信号に基づき、演算装置を用いてバルブ開度に関する制御量を算出する。ソレノイドバルブ又はロータリーバルブは、前記演算装置から出力された制御量に係る電気信号に基づいてバルブの開／閉を行い、冷媒の流量調節を行う。
【００２９】
海水又は淡水を冷却水として取り込むオープンクーリング式の冷却システムを採用した船舶では、常に比較的温度の低い冷却水を常時供給できるため、シリンダが過冷却になり易く、上述したエンジンを適用することによってダイリューションを適切に抑制することができる。ウォータージェットポンプを艇の推進機構とする小型滑走艇は、前記オープンクーリング式の冷却システムを採用しており、上述したエンジンを搭載することによってダイリューションを適切に抑制することができる。
【００３０】
なお、本発明に係るエンジンを用いる場合、ダイリューションの抑制を目的とする冷却水の温度検出は必ずしも必要でなくなる。また、冷媒として冷却水又はオイルの流量を調節する他、空冷エンジンの場合には電動ファンの回転速度を制御し、冷却のためにエンジンへ送られる空気流量を調節するようにしてもよい。
【００３１】
また、本発明に係るエンジンは、４サイクルエンジンの他、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジンなどにも適応することができ、その用途として船舶及び車両の他、発電機などにも用いることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかるエンジンを搭載する小型滑走艇について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１に示す滑走艇はオペレータがシート上に跨って乗る騎乗型の滑走艇であり、その船体１は、ハル２と該ハル２の上部を覆うデッキ３とから構成されている。船体１の全周に渡る前記ハル２とデッキ３との接続ラインはガンネルライン４と称される。なお、図１中の符号５は、小型滑走艇がある状態にあるときの喫水線を示している。
【００３３】
図２に示すように、船体１の上部におけるデッキ３の略中央位置には、平面視にて略長方形状の開口部６が、船体１の前後方向に沿うようにして設けられている。該開口部６の上方には、シート７が着脱可能にして取り付けられている。
【００３４】
前記開口部６の下方にて前記ハル２及びデッキ３により囲まれた空間にはエンジンルーム８が形成されており、該エンジンルーム８内には、滑走艇を推進させるエンジンＥが搭載されている。また、前記エンジンルーム８は、横断面が凸状を成しており、下部に比して上部が狭くなるような形状を成している。本実施の形態において、該エンジンＥは直列４気筒の４サイクルエンジンである。
【００３５】
図１に示すように、該エンジンＥは、クランクシャフト９が船体１の前後方向に沿うようにして配置されている。該クランクシャフト９の出力端部は、プロペラ軸１０を介し、船体１の後部に配置されたウォータージェットポンプＰのポンプ軸１１に接続されている。従って、クランクシャフト９の回転に連動してポンプ軸１１は回転する。該ウォータージェットポンプＰのポンプ軸１１にはインペラ１２が取り付けられており、該インペラ１２の後方には静翼１３が配置されている。前記インペラ１２の周囲外側には、該インペラ１２を覆うようにポンプケーシング１４が設けられている。
【００３６】
船体１の底部には吸水口１５が設けられている。該吸水口１５と前記ポンプケーシング１４との間は吸水通路１６により接続され、該ポンプケーシング１４は更に、船体１の後部に設けられたポンプノズル１７に接続されている。該ポンプノズル１７は、後方へいくに従ってノズル径が小さくなるように構成されており、後端には噴射口１８が配置されている。
【００３７】
滑走艇は、前記吸水口１５から吸入した水をウォータージェットポンプＰにて加圧及び加速し、また、静翼１３にて整流して、前記ポンプノズル１７を通じて前記噴射口１８から後方へ吐出する。滑走艇は、噴射口１８から吐き出された水の反動により、推進力を得る。
【００３８】
デッキ３の前部には操舵ハンドル２０が設けられ、該操舵ハンドル２０は、ポンプノズル１７の後方に配置されたステアリングノズル２１との間にて図２に示すケーブル２２を介して接続されている。前記操舵ハンドル２０を左右に操作することにより、ステアリングノズル２１を左右に揺動することができ、ポンプノズル１７を通じて外部へ吐き出される水の方向を変えて滑走艇の向きを変えることができる。
【００３９】
図１に示すように、船体１後部で前記ステアリングノズル２１の上部には、ボウル状のデフレクタ２３が配置されている。該デフレクタ２３は、軸が滑走艇の左右方向に向けられた揺動軸２４によって支持され、該揺動軸２４を中心として上下方向へ揺動可能となっている。該デフレクタ２３を揺動軸２４を中心に下方へ揺動させてステアリングノズル２１の後方に位置させた場合、ステアリングノズル２１から後方へ吐き出される水の吐出方向は、略前方へ変更されるようになっている。従ってこのとき、滑走艇を後進させることができる。
【００４０】
図１に示すように、船体１の内部にはＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２５が搭載されている。該ＥＣＵ２５は、滑走艇の各所に設けられたセンサからの出力を取得し、エンジンＥの動作を制御し、また、後述するように冷却系に設けられたバルブの駆動等を制御する。
【００４１】
また、本実施の形態に係るエンジンＥは、オープンクーリング式である。即ち、図１に示すようにポンプケーシング１４の上部所定位置には取水口２６が形成されており、ウォータージェットポンプＰにて加圧された水が該取水口２６から取水通路２７を通じて艇内へ取り込まれ、前記エンジンＥ等を冷却すべく設けられた冷却システムへ冷却水として供給される。
【００４２】
本実施の形態に係るエンジンＥの冷却システムについて、図３に示す模式図と、図４に示す原理図とを参照して説明する。図３に示すエンジンＥは、下から順にクランクケース３０、シリンダ３１、シリンダヘッド３２、及びヘッドカバー３３等を有するエンジン本体３４と、吸気管３５及び排気管３６等の補機類とから構成されている。
【００４３】
前記シリンダ３１及びシリンダヘッド３２は共に二重壁構造を成して内部に冷却水が流れるウォータージャケット３７が形成されている。前記シリンダヘッド３２の壁部には、前記ウォータージャケット３７へ冷却水を導入する冷却水入口３７ａが設けられ、前記シリンダ３１の壁部には、前記ウォータージャケット３７内の冷却水が排出される冷却水出口３７ｂが設けられている。
【００４４】
前記排気管３６にも、二重壁構造を成して内部に冷却水が流れるウォータージャケット３８が形成されている。該排気管３６の下部には、前記ウォータージャケット３８へ冷却水を導入する冷却水入口３８ａが設けられ、上部には冷却水を排出する冷却水出口３８ｂが設けられている。
【００４５】
クランクケース３０の壁部には、エンジン本体３４内へオイルを輸送するメイン通路３９が形成されている。クランクケース３０内には、シリンダ３１内を往復動するピストン４０へオイルを噴射し、該ピストン４０を冷却するためのオイルジェット部４１が設けられている。また、クランクケース３０内底部には、前記オイルジェット部４１から噴射されるなどして溜まったオイルを排出するためのスカベンジングポンプ４２が配置されている。
【００４６】
なお、該スカベンジングポンプ４２は、公知のものを用いればよいが、ピストン４０のポンピングによってクランクケース３０内に生じる正圧、及び／又は、クランクケース３０内へ導入されるブローバイガスによる正圧を利用したオイルポンプを用いてもよい。
【００４７】
ところで、図３及び図４（ａ）に示すように該エンジンＥは、前記ウォータージャケット３７，３８へ冷却水（冷媒）を配送する冷却システム５０として、第１冷却水ライン（第１冷却経路）５１及び第２冷却水ライン（第２冷却経路）５２を備えている。
【００４８】
該第１冷却水ライン５１は、冷却水を圧送するポンプ（Ｗ／Ｐ）５３からシリンダ３１のウォータージャケット３７を経由し、各経路へ冷却水を分配するバルブ（ソレノイドバルブ，ロータリーバルブ等）５４を通って再びポンプ５３へ戻る経路を有している。
【００４９】
第２冷却水ライン５２は、ポンプ５３からウォータージャケット３７を経由してバルブ５４へ至るまでは前記第１冷却水ライン５１と同じ経路を共有する。但し、前記バルブ５４にて前記第１冷却水ライン５１から分岐しており、排気管３６のウォータージャケット３８を経由してポンプ５３へ戻る経路を有している。
【００５０】
また、図３に示すようにシリンダ３１の壁部には壁温センサ５５が取り付けられており、該壁温センサ５５と前記バルブ５４とは、船内に搭載されたＥＣＵ２５との間で電気的に接続されている（図４（ａ）も参照）。該バルブ５４がソレノイドバルブである場合は、前記ＥＣＵ２５から与えられた電気信号によってソレノイドが駆動し、図示しない弁が開／閉される。前記バルブ５４がロータリーバルブである場合は、前記ＥＣＵ２５から与えられた電気信号によって図示しないモータが駆動し、弁が開／閉される。
【００５１】
本冷却システム５０では、壁温センサ５５にて検出されたシリンダ３１の壁温に関するデータをＥＣＵ２５が取得する。ＥＣＵ２５は取得した前記データに基づいてシリンダ３１が過冷却状態であるか否かを判断する。その結果、シリンダ３１が過冷却状態であると判断した場合には、バルブ５４へ電気信号を出力して第１冷却水ライン５１及び第２冷却水ライン５２への冷却水の分配量を調節する。具体的には、第１冷却水ライン５１へ流していた冷却水の一部又は全部を第２冷却水ライン５２へ流すようにし、排気管３６のウォータージャケット３８へ流れる冷却水を増加させる。
【００５２】
これにより、シリンダ３１へ低温の冷却水が送られるのを抑制し、ウォータージャケット３８を経由して温められた冷却水をシリンダ３１へ供給することができる。従って、シリンダ３１の過冷却を防止し、ダイリューションの発生を抑制することができる。
【００５３】
なお、前述したように、冷却システム５０へ導入される冷却水は、ウォータージェットポンプＰ（図１参照）に設けられた取水口２６から取り込まれ、冷却ライン上の適宜箇所から供給される。また、該冷却システム５０にて用いられた冷却水は、冷却ライン上の適宜箇所から取り出されて船外へ排出される。
【００５４】
他方、図３及び図４（ｂ）に示すようにエンジンＥは、メイン通路３９及びオイルジェット部４１へオイル（冷媒）を配送する冷却システム６０として、第１オイルライン（第１冷却経路）６１及び第２オイルライン（第２冷却経路）６２を備えている。
【００５５】
該第１オイルライン６１は、オイルを蓄えるオイルタンク６３からオイルを圧送するポンプ（Ｏ／Ｐ）６４を経てサーモスタット６５へ至り、更にメイン通路３９を通ってエンジン本体３４を経由した後に再びオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００５６】
第２オイルライン６２は、オイルタンク６３からポンプ６４を経てサーモスタット６５へ至るまでは前記第１オイルライン６１と同じ経路を共有する。但し、前記サーモスタット６５にて前記第１オイルライン６１から分岐しており、クランクケース３０内のオイルジェット部４１及びスカベンジングポンプ４２を経由してオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００５７】
本冷却システム６０では、サーモスタット６５が冷却システム６０を流れるオイルの温度に応じて自ら弁の開閉機能を働かせ、第１オイルライン６１及び第２オイルライン６２へのオイルの分配量を調節する。例えば、オイルの温度が所定値より低くなった場合、第１オイルライン６１へ流れるオイルの一部を第２オイルライン６２へ分配し、オイルジェット部４１からピストン４０へ吹き付けられるオイルの量を増加させる。なお、前記所定値としては、混入したガソリンを蒸発させることができないオイルの温度、又は、間接的にシリンダ３１の過冷却を示すオイルの温度などとする。
【００５８】
これにより、エンジン本体３４へ低温のオイルが送られるのを抑制し、高温のピストン４０に吹き付けられて暖められたオイルをエンジン本体３４へ供給することができる。従って、シリンダ３１の過冷却を防止すると共に、例えオイルにガソリンが混入した場合であってもこのガソリンを蒸発させることができ、ダイリューションの発生を抑制することができる。
【００５９】
図５は、本発明に係るエンジンに対して適用することのできる冷却システムの他の例を示す原理図である。なお、既に説明したものと同様の構成を成す部分については同じ参照符号を付している。図５（ａ）に示す冷却システム７０は冷却水を冷媒とし、第１冷却水ライン７１、第２冷却水ライン７２、ＥＣＵ２５、及び壁温センサ５５等を有する。前記第１冷却水ライン７１は、図４（ａ）に示した冷却システム５０の第１冷却水ライン５１と同様の構成であるが、第２冷却水ライン７２は冷却システム５０の第２冷却水ライン５２とは異なった構成になっている。即ち、該第２冷却水ライン７２は、バルブ５４にて前記第１冷却水ライン７１から分岐した後、ラジエータ７３を経由してポンプ５３へ戻る経路を有している。
【００６０】
本冷却システム７０は、運転中にシリンダを過熱気味にすることによってダイリューションを抑制するエンジンに対して適用することができる。そしてＥＣＵ２５が、壁温センサ５５の検出データに基づいてシリンダ３１が過熱気味であると判断した場合、バルブ５４を駆動し、第１冷却水ライン７１を流れる冷却水の一部を第２冷却水ライン７２へ分配する。その結果、ラジエータ７３にて該冷却水を冷却でき、低温の冷却水を第１冷却水ライン７１を介してシリンダへ供給して該シリンダの過熱を抑制することができる。
【００６１】
図５（ｂ）に示す冷却システム８０はオイルを冷媒とし、第１オイルライン８１及び第２オイルライン８２を有している。前記第１オイルライン８１は、図４（ｂ）に示した冷却システム６０の第１オイルライン６１と同様の構成であるが、第２オイルライン８２は冷却システム６０の第２オイルライン６２とは異なった構成になっている。即ち、該第２オイルライン８２は、サーモスタット６５にて前記第１オイルライン８１から分岐した後、オイルクーラ８３を経由してオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００６２】
本冷却システム８０は、上述した冷却システム７０と同様に、運転中にシリンダを過熱気味にすることによってダイリューションを抑制するエンジンに対して適用することができる。そして、オイルの温度が所定値より高くなった場合、サーモスタット６５が駆動し、第１オイルライン８１へ流れるオイルの一部を第２オイルライン８２へ分配する。その結果、オイルクーラー８３にてオイルを冷却でき、シリンダの過熱を抑制することができる。
【００６３】
図５（ｃ）に示す冷却システム９０は、図４（ｂ）に示す冷却システム６０の構成を変形したものである。即ち、本冷却システム９０では、前記冷却システム６０においてポンプ６４とサーモスタット６５とを接続していた経路を無くし、前記ポンプ６４とメイン通路３９とを接続する経路が形成されている。
【００６４】
従って、本冷却システム９０が備える第１オイルライン９１は、オイルタンク６３、ポンプ６３、メイン通路３９、及びエンジン本体３４をこの順に通って再びオイルタンク６３へ戻る経路を有する。また、第２オイルライン９２は、オイルタンク６３からポンプ６４を経てメイン通路３９へ至るまでは前記第１オイルライン９１と同じ経路を共有するが、前記メイン通路３９にて前記第１オイルライン９１から分岐し、サーモスタット６５及びオイルジェット部４１をこの順に通って再びオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００６５】
本冷却システム９０は図４（ｂ）に示した冷却システム６０と同様に、オイルの温度に応じてサーモスタット６５が駆動し、第１オイルライン９１と第２オイルライン９２へのオイルの流量配分を調節する。その結果、オイルジェット部４１から高温のピストンへ吹き付けられて暖められたオイルをエンジン本体へ供給することができ、エンジンの過冷却を防止してダイリューションの発生を抑制することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダ壁温又は油温に基づいて冷媒の流量を調節する冷却システムを備えることにより、ダイリューションの発生をより適切に抑制することができるエンジン、及び該エンジンを備える小型滑走艇を提供することができる。
【００６７】
【付記】
１．シリンダの壁温を検出する壁温センサ、又はオイルの温度を検出する油温センサと、冷却媒体が循環する冷却経路であってエンジン本体を経由する第１冷却経路と、該第１冷却経路から分岐された第２冷却経路と、前記壁温センサ又は油温センサの出力に基づいて前記冷却経路を通流する前記冷却媒体の流量を調節する流量調節手段とを備えることを特徴とするエンジン。
２．前記冷却経路には、冷却水が循環することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
３．前記第２冷却経路は、ラジエータ、又は排気装置に設けられたウォータージャケットを経由することを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
４．前記冷却経路には、オイルが循環することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
５．前記第２冷却経路は、オイルクーラ、又はピストンへオイルを噴射するオイルジェット部を経由することを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
６．前記流量調節手段は、前記第２冷却経路を通流する冷却媒体の流量を調節することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエンジン。
７．前記流量調節手段は、サーモスタットであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエンジン。
８．前記流量調節手段は、ソレノイドバルブ又はロータリーバルブであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエンジン。
９．船舶の推進機構の駆動用であり、オープンクーリング式の冷却システムを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のエンジン。
１０．艇の推進機構を成すウォータージェットポンプを備え、該ウォータージェットポンプを駆動すべく、請求項１乃至９の何れかに記載のエンジンを搭載することを特徴とする小型滑走艇。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る小型滑走艇の側面図である。
【図２】図１に示す小型滑走艇の平面図である。
【図３】本実施の形態に係るエンジンの冷却システムを示す模式図である。
【図４】図３に示す冷却システムの原理図である。
【図５】本発明に係るエンジンに対して適用することのできる冷却システムの他の例を示す原理図である。
【図６】シリンダ壁温と油温とをパラメータとしたときのオイルの増減量を示すグラフである。
【符号の説明】
２５ ＥＣＵ
３１ シリンダ
３４ エンジン本体
３８ ウォータージャケット
４０ ピストン
４１ オイルジェット部
５４ バルブ（流量調節手段）
５５ 壁温センサ
５０，６０，７０，８０，９０ 冷却システム
５１，７１ 第１冷却水ライン（第１冷却経路）
５２，７２ 第２冷却水ライン（第２冷却経路）
６１，８１，９１ 第１オイルライン（第１冷却経路）
６２，８２，９２ 第２オイルライン（第２冷却経路）
６５ サーモスタット（流量調節手段，油温センサ）
７３ ラジエータ
８３ オイルクーラ
Ｅ エンジン
Ｐ ウォータージェットポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダの温度又はオイルの温度を検出してダイリューションの発生を抑制できるエンジン、及び該エンジンを適用した小型滑走艇に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン（本願では、エンジン本体と補機類とを合わせたものをいう）は様々の分野において利用されており、船舶及びモーターサイクルにおいても、推進力を発生させるためにエンジンが搭載されている。該エンジンは、ガソリン等の燃料が気化して燃焼したときに生じる膨張力を、ピストンに連結されたクランクシャフトの回転駆動力として出力する。また、該エンジンには、各部の潤滑及び冷却等のためにオイルが供給され、例えばピストンとシリンダとの間の摺動面にも該オイルが供給されている。
【０００３】
ところで、前記エンジンのうち特に４サイクルエンジンでは、ガソリンによってオイルが希釈される現象（所謂、ダイリューション）の発生を抑制することが課題となっている。該ダイリューションは、燃焼室へ入ったガソリンの一部が気化せずに液状ガソリンのままシリンダ内壁面に付着し、該シリンダ内壁面を覆うオイルに混合することによって生じる。
【０００４】
気化が不十分で液状ガソリンが生じるのは、エンジン（特にシリンダ）の過冷却が主要因であると考えられている。従って、寒冷時にダイリューションは生じやすい。また、近年ではエンジン本体を軽量化する目的でアルミニウム製のシリンダを採用するエンジンがある。アルミニウムは熱伝導率が比較的高く放熱しやすいため、シリンダが過冷却となってダイリューションが生じる場合がある。更に、海水又は淡水を冷却水（冷却媒体）として取り込んでエンジンを冷却する、所謂オープンクーリング式のエンジンを搭載する船舶の場合、前記冷却水が比較的低温であるためにシリンダが過冷却となってダイリューションが生じる場合がある。
【０００５】
また、他の要因として、空気と燃料との混合比（空燃比）を理論空燃比近傍に維持するための電子制御式燃料噴射装置によるガソリンの過剰供給がある。即ち、エンジンの暖機が不十分なときはガソリンが気化しにくく、空燃比は小さくなりがちである。この場合、電子制御式燃料噴射装置は理論空燃比を達成すべくガソリンを補充しようとするため、液状ガソリンも増加してダイリューションが生じる場合がある。
【０００６】
なお、冷却水の温度に基づき、サーモスタット等によって該冷却水の流量を調節し、シリンダの過冷却を防止する方策がとられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭６４−５７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却水の温度を検出して得られるデータは、シリンダの温度についての２次的なデータであるため、シリンダの過冷却防止によるダイリューションの抑制が必ずしも適切に達成されていない場合がある。
【０００９】
また、ガソリンが混入してオイルが希釈された場合であっても、オイルの温度（油温）が十分に暖まっていれば混入したガソリンは蒸発するため、ダイリューションの発生は抑制される。しかしながら従来は、ダイリューションの抑制を目的として油温に基づき冷却媒体（以下、単に「冷媒」という）の流量を調節することは行われていなかったため、ダイリューションが必ずしも適切に抑制できていない場合がある。
【００１０】
そこで本発明は、シリンダ壁温又は油温に基づいて冷媒の流量を調節する冷却システムを備えることにより、ダイリューションの発生をより適切に抑制することができるエンジン、及び該エンジンを備える小型滑走艇を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るエンジンは、シリンダの壁温を検出する壁温センサ、又はオイルの温度を検出する油温センサを備え、検出したシリンダ壁温又は油温に基づいてダイリューションを抑制する。
【００１２】
図６は、シリンダ壁温と油温とをパラメータとしたときのオイルの増減量をグラフで示している。即ち、図６において横軸はシリンダ壁温を示し、縦軸はオイル量を示している。また、曲線１０１は油温がＴ１，曲線１０２は油温がＴ２，曲線１０３は油温がＴ３の場合を夫々示している。なお各油温の大小関係は、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３となっている。
【００１３】
図６からは、油温が一定の場合（例えば、油温Ｔ１の場合）は、シリンダ壁温が低いほど（図６において横軸の左側へ向かうほど）、オイル量が増加し、オイルが希釈されていることが分かる。更に、シリンダ壁温が一定の場合（例えば、シリンダ壁温ＴＣの場合）は、油温が低いほどオイル量が増加し、オイルが希釈されていることが分かる。
【００１４】
このように、シリンダ壁温又は油温を検出することにより、オイルの希釈を適切に把握することができるため、ダイリューションの抑制に効果的である。
【００１５】
より詳しくは、冷媒が循環する冷却経路であってエンジン本体を経由する第１冷却経路、及び該第１冷却経路から分岐された第２冷却経路と、前記冷媒の流量を調節する流量調節手段とを備える。本エンジンの冷却システムは、前記壁温センサ又は油温センサの出力に基づき、前記流量調節手段が前記冷却経路を循環する前記冷媒の流量を調節する。
【００１６】
シリンダの壁温を検出することにより、ダイリューションの主要因たるシリンダの過冷却を把握することができると共に、オイルの温度も概ね把握することができる。また、オイルの温度を検出することにより、オイルに混入したガソリンが気化してダイリューションを抑制できるか否かを判断することができると共に、シリンダの過冷却についても概ね把握することができる。
【００１７】
従って、シリンダの壁温又はオイルの温度に基づき、エンジン本体を経由する第１冷却経路と、該第１冷却経路から分岐した第２冷却経路とを流れる冷媒の流量を調節することにより、ダイリューションを適切に抑制することができる。
【００１８】
例えば前記冷却経路に流す冷媒として冷却水を用いた場合、壁温センサの検出データからシリンダの壁温が低いと判断されたときには、流量調節手段によりエンジン本体（具体的にはシリンダに形成されたウォータージャケット等）を経由する第１冷却経路での冷却水の流量を削減することによって、シリンダの過冷却を適切に防止することができる。また、油温センサの検出データから油温が低いと判断されたときにも流量調節手段により同様の措置を施すことによって、オイルの過剰な温度低下を防止し、オイルに混入したガソリンを蒸発させることができる。
【００１９】
また、第１冷却経路から分岐した第２冷却経路がエンジンの排気装置（排気マニホールド，排気管等）に設けられたウォータージャケットを経由するようにしてもよい。排気が流れることによって排気装置は比較的高温になっているため、冷却水が該排気装置に設けられたウォータージャケットを経由することにより該冷却水は加熱される。従って、流量調節手段での調節によって第２冷却経路へ多くの冷却水を配送すれば、暖められた冷却水をエンジン本体へ送ることができ、より早くシリンダ及びオイルを適正温度へ上げることができてダイリューションの抑制効果が高くなる。
【００２０】
また、例えば予め冷却水の流量を制限し、又は熱伝導率の低い材質によりシリンダを形成するなどして、運転中にシリンダ及びオイルが過熱気味になるように（過冷却が生じ難いように）エンジンを構成した場合には、ダイリューションは生じ難くなる。加えて、第２冷却経路がラジエータを経由するようにした場合は、シリンダ及びオイルが過熱気味のときに冷却水を多くラジエータへ配送して該冷却水を冷やすことができるため、シリンダ及びオイルの過熱しすぎを抑制し、適正温度に下げることができる。
【００２１】
他方、オイルもエンジン各所を冷却する役割を有するため、前記冷却経路に流す冷媒として前記冷却水に代えてオイルを用いてもよい。この場合も同様にして、壁温センサ又は油温センサの検出データから油温が低いと判断されたときに、流量調節手段によりエンジン本体（具体的にはエンジン本体に形成されたオイルのメイン通路）を経由する第１冷却経路でのオイルの流量を削減することによって、シリンダの過冷却を防止することができる。
【００２２】
また、ピストンの温度上昇を防ぐために該ピストンの裏側にオイルを吹きつけるためのオイルジェット部を有するエンジンでは、第２冷却経路が該オイルジェット部を経由するようにしてもよい。この場合はオイルを加熱することができるため、より早くシリンダ及びオイルを適正温度へ上げることができ、ダイリューションの抑制効果が高くなる。
【００２３】
また、第２冷却経路がオイルクーラを経由するようにしてもよい。例えば上述したように、運転中にシリンダ及びオイルが過熱気味になるようなエンジンを構成してダイリューションを防止する場合、シリンダ及びオイルが過熱気味のときに多くのオイルをオイルクーラへ配送して該オイルを冷却することができ、シリンダ及びオイルの過熱を抑制し、適正温度に下げることができる。
【００２４】
なお、冷却経路の流量調節を行う際には、第１冷却経路と第２冷却経路とに流れる冷媒の分配比率を変えるようにすればよく、何れか一方のみの流量を変えるようにしてもよい。
【００２５】
また、上述した構成を組み合わせてエンジンを構成してもよい。例えば、冷媒として冷却水を用い、第１冷却経路から分岐させてウォータージャケット及びラジエータを夫々経由する別個の２経路を設けても良い。冷媒としてオイルを用いた場合には、第１冷却経路から分岐させてオイルジェット部及びオイルクーラを夫々経由する別個の２経路を設けても良い。これらの場合には、シリンダ又はオイルの温度が過冷却となったとき及び過熱気味になったときの双方に対応可能であり、シリンダ及びオイルをより適正温度に維持することができるため、ダイリューションの発生も抑制することができる。
【００２６】
組み合わせの他の例として、冷却水を循環させる冷却経路とオイルを循環させる冷却経路とを共に用い、流量調節手段にて双方の流量を夫々調節するようにしてもよい。この場合には、シリンダ及びオイルの温度変化に対してより迅速且つ柔軟な対応をとることが可能となる。
【００２７】
流量調節手段としては、サーモスタット，ソレノイドバルブ，又はロータリーバルブなどを用いることができる。サーモスタットは、熱膨張率の異なる２種類の金属を有する比較的簡単な構成を成して、それ自身が温度センサとしての機能とバルブとしての機能とを合せもち、特に油温を検出してオイルの流量を調節するのに適している。
【００２８】
また、ソレノイドバルブ及びロータリーバルブは、入力された電気信号に基づいてバルブを駆動するものであり、上述した全ての構成において用いることができる。前記ソレノイドバルブ又はロータリーバルブを用いる場合は、壁温センサ又は油温センサの検出信号に基づき、演算装置を用いてバルブ開度に関する制御量を算出する。ソレノイドバルブ又はロータリーバルブは、前記演算装置から出力された制御量に係る電気信号に基づいてバルブの開／閉を行い、冷媒の流量調節を行う。
【００２９】
海水又は淡水を冷却水として取り込むオープンクーリング式の冷却システムを採用した船舶では、常に比較的温度の低い冷却水を常時供給できるため、シリンダが過冷却になり易く、上述したエンジンを適用することによってダイリューションを適切に抑制することができる。ウォータージェットポンプを艇の推進機構とする小型滑走艇は、前記オープンクーリング式の冷却システムを採用しており、上述したエンジンを搭載することによってダイリューションを適切に抑制することができる。
【００３０】
なお、本発明に係るエンジンを用いる場合、ダイリューションの抑制を目的とする冷却水の温度検出は必ずしも必要でなくなる。また、冷媒として冷却水又はオイルの流量を調節する他、空冷エンジンの場合には電動ファンの回転速度を制御し、冷却のためにエンジンへ送られる空気流量を調節するようにしてもよい。
【００３１】
また、本発明に係るエンジンは、４サイクルエンジンの他、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジンなどにも適応することができ、その用途として船舶及び車両の他、発電機などにも用いることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかるエンジンを搭載する小型滑走艇について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１に示す滑走艇はオペレータがシート上に跨って乗る騎乗型の滑走艇であり、その船体１は、ハル２と該ハル２の上部を覆うデッキ３とから構成されている。船体１の全周に渡る前記ハル２とデッキ３との接続ラインはガンネルライン４と称される。なお、図１中の符号５は、小型滑走艇がある状態にあるときの喫水線を示している。
【００３３】
図２に示すように、船体１の上部におけるデッキ３の略中央位置には、平面視にて略長方形状の開口部６が、船体１の前後方向に沿うようにして設けられている。該開口部６の上方には、シート７が着脱可能にして取り付けられている。
【００３４】
前記開口部６の下方にて前記ハル２及びデッキ３により囲まれた空間にはエンジンルーム８が形成されており、該エンジンルーム８内には、滑走艇を推進させるエンジンＥが搭載されている。また、前記エンジンルーム８は、横断面が凸状を成しており、下部に比して上部が狭くなるような形状を成している。本実施の形態において、該エンジンＥは直列４気筒の４サイクルエンジンである。
【００３５】
図１に示すように、該エンジンＥは、クランクシャフト９が船体１の前後方向に沿うようにして配置されている。該クランクシャフト９の出力端部は、プロペラ軸１０を介し、船体１の後部に配置されたウォータージェットポンプＰのポンプ軸１１に接続されている。従って、クランクシャフト９の回転に連動してポンプ軸１１は回転する。該ウォータージェットポンプＰのポンプ軸１１にはインペラ１２が取り付けられており、該インペラ１２の後方には静翼１３が配置されている。前記インペラ１２の周囲外側には、該インペラ１２を覆うようにポンプケーシング１４が設けられている。
【００３６】
船体１の底部には吸水口１５が設けられている。該吸水口１５と前記ポンプケーシング１４との間は吸水通路１６により接続され、該ポンプケーシング１４は更に、船体１の後部に設けられたポンプノズル１７に接続されている。該ポンプノズル１７は、後方へいくに従ってノズル径が小さくなるように構成されており、後端には噴射口１８が配置されている。
【００３７】
滑走艇は、前記吸水口１５から吸入した水をウォータージェットポンプＰにて加圧及び加速し、また、静翼１３にて整流して、前記ポンプノズル１７を通じて前記噴射口１８から後方へ吐出する。滑走艇は、噴射口１８から吐き出された水の反動により、推進力を得る。
【００３８】
デッキ３の前部には操舵ハンドル２０が設けられ、該操舵ハンドル２０は、ポンプノズル１７の後方に配置されたステアリングノズル２１との間にて図２に示すケーブル２２を介して接続されている。前記操舵ハンドル２０を左右に操作することにより、ステアリングノズル２１を左右に揺動することができ、ポンプノズル１７を通じて外部へ吐き出される水の方向を変えて滑走艇の向きを変えることができる。
【００３９】
図１に示すように、船体１後部で前記ステアリングノズル２１の上部には、ボウル状のデフレクタ２３が配置されている。該デフレクタ２３は、軸が滑走艇の左右方向に向けられた揺動軸２４によって支持され、該揺動軸２４を中心として上下方向へ揺動可能となっている。該デフレクタ２３を揺動軸２４を中心に下方へ揺動させてステアリングノズル２１の後方に位置させた場合、ステアリングノズル２１から後方へ吐き出される水の吐出方向は、略前方へ変更されるようになっている。従ってこのとき、滑走艇を後進させることができる。
【００４０】
図１に示すように、船体１の内部にはＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２５が搭載されている。該ＥＣＵ２５は、滑走艇の各所に設けられたセンサからの出力を取得し、エンジンＥの動作を制御し、また、後述するように冷却系に設けられたバルブの駆動等を制御する。
【００４１】
また、本実施の形態に係るエンジンＥは、オープンクーリング式である。即ち、図１に示すようにポンプケーシング１４の上部所定位置には取水口２６が形成されており、ウォータージェットポンプＰにて加圧された水が該取水口２６から取水通路２７を通じて艇内へ取り込まれ、前記エンジンＥ等を冷却すべく設けられた冷却システムへ冷却水として供給される。
【００４２】
本実施の形態に係るエンジンＥの冷却システムについて、図３に示す模式図と、図４に示す原理図とを参照して説明する。図３に示すエンジンＥは、下から順にクランクケース３０、シリンダ３１、シリンダヘッド３２、及びヘッドカバー３３等を有するエンジン本体３４と、吸気管３５及び排気管３６等の補機類とから構成されている。
【００４３】
前記シリンダ３１及びシリンダヘッド３２は共に二重壁構造を成して内部に冷却水が流れるウォータージャケット３７が形成されている。前記シリンダヘッド３２の壁部には、前記ウォータージャケット３７へ冷却水を導入する冷却水入口３７ａが設けられ、前記シリンダ３１の壁部には、前記ウォータージャケット３７内の冷却水が排出される冷却水出口３７ｂが設けられている。
【００４４】
前記排気管３６にも、二重壁構造を成して内部に冷却水が流れるウォータージャケット３８が形成されている。該排気管３６の下部には、前記ウォータージャケット３８へ冷却水を導入する冷却水入口３８ａが設けられ、上部には冷却水を排出する冷却水出口３８ｂが設けられている。
【００４５】
クランクケース３０の壁部には、エンジン本体３４内へオイルを輸送するメイン通路３９が形成されている。クランクケース３０内には、シリンダ３１内を往復動するピストン４０へオイルを噴射し、該ピストン４０を冷却するためのオイルジェット部４１が設けられている。また、クランクケース３０内底部には、前記オイルジェット部４１から噴射されるなどして溜まったオイルを排出するためのスカベンジングポンプ４２が配置されている。
【００４６】
なお、該スカベンジングポンプ４２は、公知のものを用いればよいが、ピストン４０のポンピングによってクランクケース３０内に生じる正圧、及び／又は、クランクケース３０内へ導入されるブローバイガスによる正圧を利用したオイルポンプを用いてもよい。
【００４７】
ところで、図３及び図４（ａ）に示すように該エンジンＥは、前記ウォータージャケット３７，３８へ冷却水（冷媒）を配送する冷却システム５０として、第１冷却水ライン（第１冷却経路）５１及び第２冷却水ライン（第２冷却経路）５２を備えている。
【００４８】
該第１冷却水ライン５１は、冷却水を圧送するポンプ（Ｗ／Ｐ）５３からシリンダ３１のウォータージャケット３７を経由し、各経路へ冷却水を分配するバルブ（ソレノイドバルブ，ロータリーバルブ等）５４を通って再びポンプ５３へ戻る経路を有している。
【００４９】
第２冷却水ライン５２は、ポンプ５３からウォータージャケット３７を経由してバルブ５４へ至るまでは前記第１冷却水ライン５１と同じ経路を共有する。但し、前記バルブ５４にて前記第１冷却水ライン５１から分岐しており、排気管３６のウォータージャケット３８を経由してポンプ５３へ戻る経路を有している。
【００５０】
また、図３に示すようにシリンダ３１の壁部には壁温センサ５５が取り付けられており、該壁温センサ５５と前記バルブ５４とは、船内に搭載されたＥＣＵ２５との間で電気的に接続されている（図４（ａ）も参照）。該バルブ５４がソレノイドバルブである場合は、前記ＥＣＵ２５から与えられた電気信号によってソレノイドが駆動し、図示しない弁が開／閉される。前記バルブ５４がロータリーバルブである場合は、前記ＥＣＵ２５から与えられた電気信号によって図示しないモータが駆動し、弁が開／閉される。
【００５１】
本冷却システム５０では、壁温センサ５５にて検出されたシリンダ３１の壁温に関するデータをＥＣＵ２５が取得する。ＥＣＵ２５は取得した前記データに基づいてシリンダ３１が過冷却状態であるか否かを判断する。その結果、シリンダ３１が過冷却状態であると判断した場合には、バルブ５４へ電気信号を出力して第１冷却水ライン５１及び第２冷却水ライン５２への冷却水の分配量を調節する。具体的には、第１冷却水ライン５１へ流していた冷却水の一部又は全部を第２冷却水ライン５２へ流すようにし、排気管３６のウォータージャケット３８へ流れる冷却水を増加させる。
【００５２】
これにより、シリンダ３１へ低温の冷却水が送られるのを抑制し、ウォータージャケット３８を経由して温められた冷却水をシリンダ３１へ供給することができる。従って、シリンダ３１の過冷却を防止し、ダイリューションの発生を抑制することができる。
【００５３】
なお、前述したように、冷却システム５０へ導入される冷却水は、ウォータージェットポンプＰ（図１参照）に設けられた取水口２６から取り込まれ、冷却ライン上の適宜箇所から供給される。また、該冷却システム５０にて用いられた冷却水は、冷却ライン上の適宜箇所から取り出されて船外へ排出される。
【００５４】
他方、図３及び図４（ｂ）に示すようにエンジンＥは、メイン通路３９及びオイルジェット部４１へオイル（冷媒）を配送する冷却システム６０として、第１オイルライン（第１冷却経路）６１及び第２オイルライン（第２冷却経路）６２を備えている。
【００５５】
該第１オイルライン６１は、オイルを蓄えるオイルタンク６３からオイルを圧送するポンプ（Ｏ／Ｐ）６４を経てサーモスタット６５へ至り、更にメイン通路３９を通ってエンジン本体３４を経由した後に再びオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００５６】
第２オイルライン６２は、オイルタンク６３からポンプ６４を経てサーモスタット６５へ至るまでは前記第１オイルライン６１と同じ経路を共有する。但し、前記サーモスタット６５にて前記第１オイルライン６１から分岐しており、クランクケース３０内のオイルジェット部４１及びスカベンジングポンプ４２を経由してオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００５７】
本冷却システム６０では、サーモスタット６５が冷却システム６０を流れるオイルの温度に応じて自ら弁の開閉機能を働かせ、第１オイルライン６１及び第２オイルライン６２へのオイルの分配量を調節する。例えば、オイルの温度が所定値より低くなった場合、第１オイルライン６１へ流れるオイルの一部を第２オイルライン６２へ分配し、オイルジェット部４１からピストン４０へ吹き付けられるオイルの量を増加させる。なお、前記所定値としては、混入したガソリンを蒸発させることができないオイルの温度、又は、間接的にシリンダ３１の過冷却を示すオイルの温度などとする。
【００５８】
これにより、エンジン本体３４へ低温のオイルが送られるのを抑制し、高温のピストン４０に吹き付けられて暖められたオイルをエンジン本体３４へ供給することができる。従って、シリンダ３１の過冷却を防止すると共に、例えオイルにガソリンが混入した場合であってもこのガソリンを蒸発させることができ、ダイリューションの発生を抑制することができる。
【００５９】
図５は、本発明に係るエンジンに対して適用することのできる冷却システムの他の例を示す原理図である。なお、既に説明したものと同様の構成を成す部分については同じ参照符号を付している。図５（ａ）に示す冷却システム７０は冷却水を冷媒とし、第１冷却水ライン７１、第２冷却水ライン７２、ＥＣＵ２５、及び壁温センサ５５等を有する。前記第１冷却水ライン７１は、図４（ａ）に示した冷却システム５０の第１冷却水ライン５１と同様の構成であるが、第２冷却水ライン７２は冷却システム５０の第２冷却水ライン５２とは異なった構成になっている。即ち、該第２冷却水ライン７２は、バルブ５４にて前記第１冷却水ライン７１から分岐した後、ラジエータ７３を経由してポンプ５３へ戻る経路を有している。
【００６０】
本冷却システム７０は、運転中にシリンダを過熱気味にすることによってダイリューションを抑制するエンジンに対して適用することができる。そしてＥＣＵ２５が、壁温センサ５５の検出データに基づいてシリンダ３１が過熱気味であると判断した場合、バルブ５４を駆動し、第１冷却水ライン７１を流れる冷却水の一部を第２冷却水ライン７２へ分配する。その結果、ラジエータ７３にて該冷却水を冷却でき、低温の冷却水を第１冷却水ライン７１を介してシリンダへ供給して該シリンダの過熱を抑制することができる。
【００６１】
図５（ｂ）に示す冷却システム８０はオイルを冷媒とし、第１オイルライン８１及び第２オイルライン８２を有している。前記第１オイルライン８１は、図４（ｂ）に示した冷却システム６０の第１オイルライン６１と同様の構成であるが、第２オイルライン８２は冷却システム６０の第２オイルライン６２とは異なった構成になっている。即ち、該第２オイルライン８２は、サーモスタット６５にて前記第１オイルライン８１から分岐した後、オイルクーラ８３を経由してオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００６２】
本冷却システム８０は、上述した冷却システム７０と同様に、運転中にシリンダを過熱気味にすることによってダイリューションを抑制するエンジンに対して適用することができる。そして、オイルの温度が所定値より高くなった場合、サーモスタット６５が駆動し、第１オイルライン８１へ流れるオイルの一部を第２オイルライン８２へ分配する。その結果、オイルクーラー８３にてオイルを冷却でき、シリンダの過熱を抑制することができる。
【００６３】
図５（ｃ）に示す冷却システム９０は、図４（ｂ）に示す冷却システム６０の構成を変形したものである。即ち、本冷却システム９０では、前記冷却システム６０においてポンプ６４とサーモスタット６５とを接続していた経路を無くし、前記ポンプ６４とメイン通路３９とを接続する経路が形成されている。
【００６４】
従って、本冷却システム９０が備える第１オイルライン９１は、オイルタンク６３、ポンプ６３、メイン通路３９、及びエンジン本体３４をこの順に通って再びオイルタンク６３へ戻る経路を有する。また、第２オイルライン９２は、オイルタンク６３からポンプ６４を経てメイン通路３９へ至るまでは前記第１オイルライン９１と同じ経路を共有するが、前記メイン通路３９にて前記第１オイルライン９１から分岐し、サーモスタット６５及びオイルジェット部４１をこの順に通って再びオイルタンク６３へ戻る経路を有している。
【００６５】
本冷却システム９０は図４（ｂ）に示した冷却システム６０と同様に、オイルの温度に応じてサーモスタット６５が駆動し、第１オイルライン９１と第２オイルライン９２へのオイルの流量配分を調節する。その結果、オイルジェット部４１から高温のピストンへ吹き付けられて暖められたオイルをエンジン本体へ供給することができ、エンジンの過冷却を防止してダイリューションの発生を抑制することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダ壁温又は油温に基づいて冷媒の流量を調節する冷却システムを備えることにより、ダイリューションの発生をより適切に抑制することができるエンジン、及び該エンジンを備える小型滑走艇を提供することができる。
【００６７】
【付記】
１．シリンダの壁温を検出する壁温センサ、又はオイルの温度を検出する油温センサと、冷却媒体が循環する冷却経路であってエンジン本体を経由する第１冷却経路と、該第１冷却経路から分岐された第２冷却経路と、前記壁温センサ又は油温センサの出力に基づいて前記冷却経路を通流する前記冷却媒体の流量を調節する流量調節手段とを備えることを特徴とするエンジン。
２．前記冷却経路には、冷却水が循環することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
３．前記第２冷却経路は、ラジエータ、又は排気装置に設けられたウォータージャケットを経由することを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
４．前記冷却経路には、オイルが循環することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
５．前記第２冷却経路は、オイルクーラ、又はピストンへオイルを噴射するオイルジェット部を経由することを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
６．前記流量調節手段は、前記第２冷却経路を通流する冷却媒体の流量を調節することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエンジン。
７．前記流量調節手段は、サーモスタットであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエンジン。
８．前記流量調節手段は、ソレノイドバルブ又はロータリーバルブであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエンジン。
９．船舶の推進機構の駆動用であり、オープンクーリング式の冷却システムを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のエンジン。
１０．艇の推進機構を成すウォータージェットポンプを備え、該ウォータージェットポンプを駆動すべく、請求項１乃至９の何れかに記載のエンジンを搭載することを特徴とする小型滑走艇。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る小型滑走艇の側面図である。
【図２】図１に示す小型滑走艇の平面図である。
【図３】本実施の形態に係るエンジンの冷却システムを示す模式図である。
【図４】図３に示す冷却システムの原理図である。
【図５】本発明に係るエンジンに対して適用することのできる冷却システムの他の例を示す原理図である。
【図６】シリンダ壁温と油温とをパラメータとしたときのオイルの増減量を示すグラフである。
【符号の説明】
２５ ＥＣＵ
３１ シリンダ
３４ エンジン本体
３８ ウォータージャケット
４０ ピストン
４１ オイルジェット部
５４ バルブ（流量調節手段）
５５ 壁温センサ
５０，６０，７０，８０，９０ 冷却システム
５１，７１ 第１冷却水ライン（第１冷却経路）
５２，７２ 第２冷却水ライン（第２冷却経路）
６１，８１，９１ 第１オイルライン（第１冷却経路）
６２，８２，９２ 第２オイルライン（第２冷却経路）
６５ サーモスタット（流量調節手段，油温センサ）
７３ ラジエータ
８３ オイルクーラ
Ｅ エンジン
Ｐ ウォータージェットポンプ
Claims (5)
- シリンダの壁温を検出する壁温センサ、又はオイルの温度を検出する油温センサと、冷却媒体が循環する冷却経路であってエンジン本体を経由する第１冷却経路と、該第１冷却経路から分岐された第２冷却経路と、前記壁温センサ又は油温センサの出力に基づき、前記冷却経路を通流する前記冷却媒体の流量を調節する流量調節手段とを備えることを特徴とするエンジン。
- 前記冷却経路には冷却水が循環し、前記第２冷却経路は、ラジエータ、又は排気装置に設けられたウォータージャケットを経由すべく成してあることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
- 前記冷却経路にはオイルが循環し、前記第２冷却経路は、オイルクーラ、又はピストンへオイルを噴射するオイルジェット部を経由すべく成してあることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
- 前記流量調節手段は、サーモスタット、ソレノイドバルブ、又はロータリーバルブであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジン。
- 艇の推進機構を成すウォータージェットポンプを備え、該ウォータージェットポンプを駆動すべく、請求項１乃至４の何れかに記載のエンジンを搭載することを特徴とする小型滑走艇。
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