JP2005133691A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱容器の冷媒をウォータジャケットに流入させるとき、所定の気筒で暖機性が悪化して気筒間での暖機性にばらつきが生じるのを抑制し、そのばらつきに伴うエミッション、及び燃費等の改善効果の低下を抑制する。
【解決手段】各気筒に対応する供給通路１５のうち、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さが短い一番気筒＃１及び三番気筒＃３の供給通路１５では通路面積が小さくされ、上記流路長さが長い五番気筒＃５及び七番気筒＃７の供給通路１５では通路面積が大きくされる。こうした各供給通路１５の通路面積の設定によって、上記流路長さの違いに起因したウォータジャケット５に流入する冷却水の流通抵抗の違いが補償され、その冷却水の流入量が各気筒で等しくなる。このため、所定の気筒でウォータジャケット５への冷却水の流入量が少なくなって暖機性が悪化し、気筒間での暖機性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの冷却装置に関するものである。

車両等に搭載されるエンジンの冷却装置においては、冷媒を循環させてエンジン本体のウォータジャケットを通過させる冷却回路が設けられ、ウォータジャケット内の冷媒とエンジン本体との熱交換によりエンジン本体の温度上昇を抑制するようにしている。また、冷却回路を循環する冷媒はエンジン本体等からの熱を受けて温度上昇するが、このように暖められた冷媒をエンジンの暖機に利用することも提案されている。

例えば、特許文献１では、エンジン本体等との熱交換によって温度上昇した冷媒を蓄熱容器に保温して蓄え、冷えた状態でのエンジン始動時等にウォータジャケットに流入させるようにしている。具体的には、蓄熱容器内の冷媒は、分配通路に流された後、各気筒毎に設けられて当該通路に各々接続される供給通路に分配され、更にそれら各供給通路からウォータジャケットに流入するようになる。

そして、各供給通路からウォータジャケット内に流入した冷媒によって、エンジン本体が暖められると、エンジンにおいて噴射燃料の気化が促進される。その結果、噴射燃料が液状のままの状態で燃焼が行われることは抑制され、エンジンにおけるエミッション、及び燃費等の改善が図られるようになる。
特開２００３−３８４３公報

しかしながら、蓄熱容器から各気筒の供給通路までの流路長さは、各供給通路の分配通路に対する接続位置に応じて気筒毎に異なるため、このことに起因して気筒間の暖機性にばらつきが生じる。

即ち、各供給通路の分配通路への接続位置により、ある気筒で蓄熱容器から供給通路までの流路長さが他の気筒よりも長くなると、その気筒ではウォータジャケットに流入する冷媒の流通抵抗が大きくなる。また、供給通路が接続される分配通路は、その通路面積を極力小さくして同通路内に溜まる冷たい冷媒を少なくし、蓄熱容器の温かい冷媒をウォータジャケットに流入させる際、その冷媒が分配通路内に溜まっている冷たい冷媒と混じって冷えないようにするのが好ましい。このように分配通路の通路面積が極力小さくされると、上記気筒では冷媒の流通抵抗が一層大きくなる。その結果、上記気筒ではウォータジャケットへの冷媒の流入量が少なくなり、暖機性が悪化することとなる。

以上のように、ある気筒での暖機性が悪化して気筒間での暖機性にばらつきが生じるとき、暖機性の悪い気筒ではエンジン本体の温度上昇が進みにくいことから、その分だけ蓄熱容器の冷媒をウォータジャケットに流入させることによるエンジンのエミッション、及び燃費等の改善効果が低下する。また、このような状況下で、暖機性の悪い気筒でのエンジン本体の温度上昇を十分なものにするには、例えば蓄熱容器の冷媒をより多くウォータジャケットに流入させることが考えられる。しかし、この場合は暖機性の悪い気筒以外の気筒では、エンジン本体を温度上昇させるのに必要とされる量よりも多くの冷媒の流入を受けるため、その分の冷媒の流入が無駄になってしまう。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、蓄熱容器の冷媒をウォータジャケットに流入させるとき、所定の気筒で暖機性が悪化して気筒間での暖機性にばらつきが生じるのを抑制し、そのばらつきに伴うエミッション、及び燃費等の改善効果の低下を抑制することのできるエンジンの冷却装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、エンジン本体を冷却する冷媒を保温して蓄える蓄熱容器を有し、この蓄熱容器に蓄えられた冷媒を各気筒毎に設けられるとともに分配通路に各々接続される供給通路を介して前記エンジン本体のウォータジャケットに流入させるエンジンの冷却装置において、前記各気筒毎に設けられる供給通路のうち、前記蓄熱容器から供給通路までの流路長さの短い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が大きくされ、前記流路長さの長い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が小さくされるものとした。

蓄熱容器から供給通路までの流路長さの短い気筒では同流路での冷媒の流通抵抗が小さくなり、上記流路長さの長い気筒では同流路での冷媒の流通抵抗が大きくなる。上記構成によれば、上記流路長さの短い気筒に対応する供給通路での冷媒の流通抵抗が大きくされ、上記流路長さの長い気筒に対応する供給通路での冷媒の流通抵抗が小さくされるため、上記流路長さの違いに起因する気筒間でのウォータジャケットに流入する冷媒の流通抵抗の違いを補償することができる。その結果、蓄熱容器から各気筒の供給通路を介してウォータジャケットに流入する冷媒の流入量が各気筒で等しいものとなる。このときの状態は、上記のように各供給通路での冷媒の流通抵抗が設定されることで、上記流路長さの短い気筒でウォータジャケットに流入していた冷媒の一部が同流路長さの長い気筒でウォータジャケットに流入するようになった状態である。言い換えれば、上記流路長さの長い気筒で生じるウォータジャケットへの冷媒の流入量の不足が、上記流路長さの短い気筒で生じるウォータジャケットへの冷媒の流入量の過剰分によって埋められた状態である。従って、所定の気筒で上記冷媒の流入量が少なくなって暖機性が悪化し、気筒間での暖機性にばらつきが生じるのを抑制することができ、所定の気筒で暖機性が悪化する分だけ蓄熱容器の冷媒をウォータジャケットに流入させることによるエンジンのエミッション、及び燃費等の改善効果が低下するのを抑制することができる。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記各供給通路のうち、前記流路長さが各気筒における当該流路長さの平均値よりも短い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が大きくされ、前記流路長さが前記平均値よりも長い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が小さくされるものとした。

上記構成によれば、蓄熱容器から供給通路までの流路長さに対応した各供給通路における冷媒の流通抵抗の大小を、上記流路長さの違いに起因した気筒間でのウォータジャケットに流入する冷媒の流通抵抗の違いを補償する上で、一層的確なものとすることができる。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、冷媒の流通抵抗が大きくされる供給通路での当該流通抵抗の増加量は、前記蓄熱容器から当該供給通路までの流路長さが前記平均値よりも短くなるほど大とされ、冷媒の流通抵抗が小さくされる供給通路での当該流通抵抗の減少量は、前記蓄熱容器から当該供給通路までの流路長さが前記平均値よりも長くなるほど大とされるものとした。

蓄熱容器から供給通路までの流路長さが平均値よりも短い気筒では、当該流路長さが平均値よりも短くなるほど同流路での冷媒の流通抵抗が小さくなるが、それに対応して供給通路での冷媒の流通抵抗の増加量が大とされる。このため、上記供給通路からウォータジャケットに流入する冷媒の流通抵抗は、上記流路長さを平均値としたときの流通抵抗と等しくなる。また、蓄熱容器から供給通路までの流路長さが平均値よりも長い気筒では、当該流路長さが平均値よりも長くなるほど同流路での冷媒の流通抵抗が大きくなるが、それに対応して供給通路での冷媒の流通抵抗の減少量が大とされる。このため、上記供給通路からウォータジャケットに流入する冷媒の流通抵抗は上記流路長さを平均値としたときの流通抵抗と等しくなる。以上のように、各供給通路での冷媒の流通抵抗の増加量、及び減少量を上記流路長さの平均値との違いに対応して設定することで、上記流路長さの違いに起因する気筒間でのウォータジャケットに流入する冷媒の流通抵抗の違いを的確に補償することができる。

請求項４記載の発明では、エンジン本体を冷却する冷媒を保温して蓄える蓄熱容器を有し、この蓄熱容器に蓄えられた冷媒を各気筒毎に設けられるとともに分配通路に各々接続される供給通路を介して前記エンジン本体のウォータジャケットに流入させるエンジンの冷却装置において、前記各気筒毎に設けられる供給通路は、前記蓄熱容器から供給通路までの流路長さが各気筒で等しくなるよう前記分配通路に各々接続されるとともに、前記各供給通路における冷媒の流通抵抗が各気筒で等しくされていることを要旨とした。

上記構成によれば、蓄熱容器から供給通路までの流路長さが各気筒で等しくされるため、その流路長さが各気筒毎に異なることによる冷媒の流通抵抗の違いを抑制することができる。また、供給通路における冷媒の流通抵抗も各気筒で等しくされ、各気筒に対応する供給通路の冷媒の流通抵抗の違いも抑制される。従って、蓄熱容器からウォータジャケットに至るまでの冷媒の流通抵抗が各気筒で等しくされ、ウォータジャケットへの冷媒の流入量が各気筒で等しくされるようになる。このため、所定の気筒で上記冷媒の流入量が少なくなって暖機性が悪化し、気筒間での暖機性にばらつきが生じるのを抑制することができ、所定の気筒で暖機性が悪化する分だけ蓄熱容器の冷媒をウォータジャケットに流入させることによるエンジンのエミッション、及び燃費等の改善効果が低下するのを抑制することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明をＶ型八気筒の自動車用エンジンの冷却装置に具体化した第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図１に示されるエンジン１においては、一方のバンク１ａに一番気筒＃１、三番気筒＃３、五番気筒＃５、及び七番気筒＃７が一列となるように設けられ、他方のバンク１ｂに二番気筒＃２、四番気筒＃４、六番気筒＃６、及び八番気筒＃８が一列となるように設けられている。これらバンク１ａ，１ｂは、エンジン１の冷却装置の冷却回路Ｒを循環する冷却水によって冷却されるようになっている。なお、バンク１ａとバンク１ｂとは同一の構成となっているため、以下ではバンク１ａについて詳しく説明する。

冷却回路Ｒには、エンジン１により駆動されるウォータポンプ６と、ウォータポンプ６から吐出された冷却水をバンク１ａのウォータジャケット５における気筒配列方向一方側（図中右側）から流入させる流入通路７と、ウォータジャケット５内の冷却水を気筒配列方向他方側（図中左側）から流出させる流出通路８とが設けられている。更に、冷却回路Ｒには、循環する冷却水を外気との熱交換により温度低下させるラジエータ１２と、ラジエータ１２を迂回するバイパス通路９と、冷却水の温度に応じてラジエータ１２への冷却水の流入を禁止・許可するサーモスタット１０とが設けられている。

そして、冷却回路Ｒを循環する冷却水は、矢印Ａで示されるように流入通路７を介してウォータジャケット５に流入し、ウォータジャケット５内を気筒配列方向（図中右から左）に流れて各気筒から熱を奪った後、流出通路８からウォータジャケット５外に流出するようになる。

エンジン１の冷却装置には、冷却回路Ｒ内の高温の冷却水を次回のエンジン始動の際のエンジン１の暖機等に利用するための蓄熱回路Ｈが設けられている。この蓄熱回路Ｈには、同回路Ｈ内の冷却水の圧送を行う電動ポンプ１３と、冷却水を保温して蓄える蓄熱容器１４と、蓄熱容器１４内の冷却水をウォータジャケット５に向けて送り出す分配通路１６とが設けられている。分配通路１６には各気筒毎に設けられた供給通路１５が接続されており、それら供給通路１５により分配通路１６とウォータジャケット５の各気筒に対応する部分とが連通している。

そして、冷却回路Ｒ内の冷却水の温度が高いときには、その冷却水が電動ポンプ１３の駆動により蓄熱回路Ｈに引き込まれて蓄熱容器１４内に保温した状態で蓄えられる。蓄熱容器１４に蓄えられた冷却水は、例えばエンジン始動に際して電動ポンプ１３の駆動により分配通路１６に流されて各供給通路１５に分配され、それら供給通路１５を介してウォータジャケット５に流入させられる。そして、ウォータジャケット５に流入した温かい冷却水は、バンク１ａの各気筒に対応する部分との間の熱交換によって当該部分を暖めることとなる。

ここで、供給通路１５からウォータジャケット５内への冷却水の流出位置について図２を参照して説明する。
図２は、バンク１ａにおけるシリンダヘッド２の拡大断面図である。シリンダヘッド２においては、エンジン１の燃焼室２１に繋がる吸気通路２２及び排気通路２３が設けられるとともに、燃焼室２１、吸気通路２２、及び排気通路２３の周りにウォータジャケット５が入り組むように形成されている。また、吸気通路２２には燃焼室２１の吸気ポート２２ａに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２４が設けられている。

供給通路１５のウォータジャケット５内への冷却水の流出位置は、吸気ポート２２ａの近傍に設定されている。このような設定を行うことで、蓄熱容器１４内の温かい冷却水を各供給通路１５を介してウォータジャケット５の各気筒に対応した部分に流入させるとき、流入した冷却水が最初にシリンダヘッド２における吸気ポート２２ａ付近に接触することから、吸気ポート２２ａの壁面を効果的に暖めることができるようになる。従って、燃料噴射弁２４からの噴射燃料が吸気ポート２２ａの壁面に付着したとしても、その燃料が気化し易くなり、当該壁面への液状燃料の付着に起因するエミッション、燃費、及び始動性への悪影響を抑制することができる。

ところで、エンジン１の冷却装置において、図１に示される蓄熱回路Ｈの蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さは、分配通路１６の蓄熱容器１４に対する連通位置、及び各供給通路１５の分配通路１６に対する接続位置に応じて、各気筒毎に異なるものとなる。同図においては、分配通路１６がバンク１ａの気筒配列方向に延びており、分配通路１６が蓄熱容器１４に対し一番気筒＃１側の端部にて連通するとともに、各供給通路１５が分配通路１６に対し各気筒から最も近い位置に等間隔をおいて各々接続されている。このため、上記流路長さが図３（ａ）に示されるように一番気筒＃１、三番気筒＃３、五番気筒＃５、七番気筒＃７の順で長くなる。なお、同図からわかるように、本実施形態においては、一番気筒＃１及び三番気筒＃３での上記流路長さが各気筒の当該流路長さの平均値（二点鎖線）よりも短くなり、五番気筒＃５及び七番気筒＃７での上記流路長さが上記平均値よりも長くなる。

このように上記流路長さが各気筒毎に異なる場合、各気筒の供給通路１５が同一という条件のもとでは、それら供給通路１５の通路面積及び通路長さが例えばウォータジャケット５への冷却水の流入量を必要量とするための一定の値に設定されたとしても、冷却水の流入量が気筒毎に変わってくる。即ち、上記流路長さが長い気筒ほど、冷却水の流通抵抗が大きくなってウォータジャケット５への冷却水の流入量が少なくなる。更に、上記流路長さが長い気筒ほど、蓄熱容器１４から流出した冷却水がウォータジャケット５に流入するのに時間がかかるようになる。従って、各気筒の暖機性については、上記流路長さの最も長い七番気筒＃７で最も悪くなり、その七番気筒＃７に近い気筒ほど悪化する傾向がある。このように気筒間で暖機性にばらつきが生じるとき、暖機性の悪い気筒では吸気ポート２２ａの壁面の温度も上昇しにくくなる。

ここで、このような状況下でウォータジャケット５内に蓄熱容器１４の冷却水の流入させた場合、各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度がどのように上昇するかを図４に示す。

同図から分かるように、各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度は、蓄熱容器１４からウォータジャケット５への冷却水の流入に伴い、一番気筒＃１、三番気筒＃３、五番気筒＃５、七番気筒＃７の順に上昇開始される。これは、蓄熱容器１４から各気筒の供給通路１５までの冷却水の流路長さが上記気筒の順に長くなっているためである。そして、各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度は、蓄熱容器１４内の温かい冷却水がなくなって上記冷却水の流入停止に至るまで上昇してゆくこととなる。この過程での各気筒における吸気ポート２２ａの壁面の温度のピーク値は、上記気筒の順で小さい値をとるようになる。これは、図３（ｂ），（ｃ）に実線で示されるように、蓄熱容器１４から各気筒の供給通路１５までの冷却水の流路長さの長い七番気筒＃７ほど、上記流路長さが長くなって冷却水の流通抵抗が大きくなり、供給通路１５からウォータジャケット５に流入する冷却水の流量が少なくなるためである。

上述したように気筒間で暖機性にばらつきが生じると、七番気筒＃７など暖機性の悪い気筒では、吸気ポート２２ａの壁面の昇温が進みにくくなる。言い換えれば、七番気筒＃７に近い気筒ほど、蓄熱容器１４の冷却水をウォータジャケット５に流入させることによるエミッション、燃費、及び始動性等の改善効果の低下が大きくなる。その結果、七番気筒＃７から遠い気筒では、吸気ポート２２ａの壁面の温度が、当該壁面に燃料噴射弁２４からの噴射燃料が付着したときに同燃料を気化可能な最低限の温度である目標値に達するのに対し、七番気筒＃７に近い気筒のいくつかは吸気ポート２２ａの壁面の温度が目標値に達しなくなる。

なお、この場合は一番気筒＃１、三番気筒＃３，五番気筒＃５で吸気ポート２２ａの壁面の温度が目標値を上回り、七番気筒＃７では吸気ポート２２ａの壁面の温度が目標値を下回るようになる。このような状況下で、七番気筒＃７の吸気ポート２２ａの壁面の温度を目標値に到達させるためには、蓄熱容器１４を大きなものとしてウォータジャケット５に温かい冷却水をより多く流入させることが考えられる。しかし、この場合は七番気筒＃７の吸気ポート２２ａの壁面の温度を目標値に到達させることはできても、他の気筒では吸気ポート２２ａの壁面の温度を目標値に到達させるのに必要とされる量よりも多くの冷却水の流入を受けるため、その分の冷却水の流入が無駄になってしまう。

そこで本実施形態では、各気筒毎に設けられる供給通路１５のうち、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さが各気筒における当該流路長さの平均値よりも短い気筒の供給通路１５では、各気筒に対応する供給通路１５を上述したように同一のものとしたときに比べ、冷却水の流通抵抗を大きくする。また、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さが各気筒における当該流路長さの平均値よりも長い気筒の供給通路１５では、各気筒に対応する供給通路１５を上述したように同一のものとしたときに比べ、冷却水の流通抵抗を小さくする。

具体的には、各供給通路１５の通路長さを同じ長さにするとともに、上記流路長さが平均値よりも短い一番気筒＃１及び三番気筒＃１では、それら気筒に対応する供給通路１５の通路面積が、図３（ｄ）に示されるように各気筒の供給通路１５を同一のものとしたとき（同図の二点鎖線）に比べて小さくされる。更に、一番気筒＃１及び三番気筒＃１に対応する供給通路１５における通路面積の減少量ａ１，ａ３は、蓄熱容器１４から当該供給通路１５までの流路長さが上記平均値（図３（ａ）の二点鎖線）よりも短くなるほど大とされる。従って、上記流路長さが平均値に対してより短くなる一番気筒＃１に対応する供給通路１５の通路面積の減少量ａ１は、三番気筒＃３に対応する供給通路１５の通路面積の減少量ａ３よりも大きくなる。

こうして、上記流路長さが各気筒の当該流路長さの平均値よりも短くなる一番気筒＃１及び三番気筒＃３では、それら気筒に対応する供給通路１５の通路面積の上述した設定により、供給通路１５からウォータジャケット５に流入する冷却水の流通抵抗が図３（ｂ）に破線で示されるように大きくされる。なお、このときの流通抵抗の増大については、当該流通抵抗が各気筒の上記流路長さを平均値としたときの流通抵抗に等しくなるように行われる。

また、上記流路長さが平均値よりも長い五番気筒＃５及び七番気筒＃７では、それら気筒に対応する供給通路１５の通路面積が各気筒の供給通路１５を同一のものとしたとき（図３（ｄ）の二点鎖線）に比べて大きくされる。更に、五番気筒＃５及び七番気筒＃７に対応する供給通路１５における通路面積の増加量ａ５，ａ７は、蓄熱容器１４から当該供給通路１５までの流路長さが各気筒の当該流路長さの平均値（図３（ａ）の二点鎖線）よりも長くなるほど大とされる。従って、上記流路長さが平均値に対してより長くなる七番気筒＃７に対応する供給通路１５の通路面積の増加量ａ７は、五番気筒＃５に対応する供給通路１５の通路面積の増加量ａ５よりも大きくなる。

こうして、上記流路長さが各気筒の当該流路長さの平均値よりも長くなる五番気筒＃５及び七番気筒＃７では、それら気筒に対応する供給通路１５の通路面積の上述した設定により、供給通路１５からウォータジャケット５に流入する冷却水の流通抵抗が図３（ｂ）に破線で示されるように小さくされる。なお、このときの流通抵抗の減少については、当該流通抵抗が各気筒の上記流路長さを平均値としたときの流通抵抗に等しくなるように行われる。

以上のように、各気筒に対応する供給通路１５毎に通路面積を設定することで、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さの違いに起因する気筒間でのウォータジャケット５に流入する冷却水の流通抵抗の違いを補償することができる。その結果、蓄熱容器１４から各気筒の供給通路１５を介してウォータジャケット５に流入する冷却水の流入量が、図３（ｃ）に破線で示されるように各気筒で等しいものとなる。このときの状態は、上記のように各供給通路１５の通路面積が設定されることで、上記流路長さが平均値よりも短い一番気筒＃１及び三番気筒＃３でウォータジャケット５に流入していた冷却水の一部が同流路長さが平均値よりも長い五番気筒＃５及び七番気筒＃７でウォータジャケット５に流入するようになった状態である。言い換えれば、五番気筒＃５及び七番気筒＃７でのウォータジャケットへの冷却水の流入量の不足（図３（ｃ）の斜線部分Ｘ）が、一番気筒＃１及び三番気筒＃３でのウォータジャケットへの冷却水の流入量の過剰分（図３（ｃ）の斜線部分Ｙ）によって補償された状態である。

従って、上記流路長さが平均値よりも長い五番気筒＃５及び七番気筒＃７では、各供給通路１５を同一のものとしたときに比べ、ウォータジャケット５への冷却水の流入量が多くなって暖機性が向上する。また、上記流路長さが平均値よりも短い一番気筒＃１及び三番気筒＃３では、各供給通路１５を同一のものとしたときに比べ、ウォータジャケット５への冷却水の流入量が少なくはなるが、暖機性が不十分になることはない。このため、各供給通路１５を同一のものとした場合のように、七番気筒＃７に近い気筒ほど暖機性が低下することは抑制され、気筒間での暖機性のばらつきを抑制することができる。

ここで、上記のように各供給通路１５の通路面積を設定した状態で、ウォータジャケット５内に蓄熱容器１４の冷却水を流入させた場合、各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度がどのように上昇するかを図５に示す。

同図から分かるように、各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度は、蓄熱容器１４からウォータジャケット５への冷却水の流入に伴い上昇してゆく。そして、上記流路長さが平均値よりも長い五番気筒＃５及び七番気筒＃７においては、供給通路１５からウォータジャケット５に流入する冷却水の流入量が上述したように多くなるため、その冷却水によって暖められる吸気ポート２２ａの壁面の温度を目標値に到達させることができる。また、上記流路長さが平均値よりも短い一番気筒＃１及び三番気筒＃３においては、供給通路１５からウォータジャケット５に流入する冷却水の流入量が上述したように少なくなるものの、それによって暖機性が不十分になることはなく、冷却水によって暖められる吸気ポート２２ａの壁面の温度が目標値に達しなくなることはない。こうして全ての気筒で吸気ポート２２ａの壁面の温度が目標値に達するようになる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）各気筒に対応する供給通路１５のうち、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さが当該流路長さの平均値よりも短い一番気筒＃１及び三番気筒＃３の供給通路１５では、その通路面積が各供給通路１５を同一のものとしたときに比べて小さくされる。更に、このときの一番気筒＃１及び三番気筒＃３の供給通路１５の通路面積の減少量については、対応する気筒での上記流路長さが平均値よりも短くなるほど大とされる。一方、上記流路長さが平均値よりも長い五番気筒＃５及び七番気筒＃７の供給通路１５では、その通路面積が各供給通路１５を同一のものとしたときに比べて大きくされる。更に、このときの五番気筒＃５及び七番気筒＃７の供給通路１５の通路面積の増加量については、対応する気筒の上記流路長さが平均値よりも長くなるほど大とされる。こうした各供給通路１５の通路面積の設定によって、各気筒毎にウォータジャケット５に流入する冷却水の流通抵抗が各気筒の上記流路長さを平均値としたときの流通抵抗に等しくなり、上記流路長さの違いに起因する気筒間での上記冷却水の流通抵抗の違いを補償することができる。このため、蓄熱容器１４から各供給通路１５を介してウォータジャケット５に流入する冷却水の流入量が各気筒で等しくなる。従って、五番気筒＃５及び七番気筒＃７でウォータジャケット５への冷却水の流入量が少なくなって暖機性が悪化し、気筒間で暖機性にばらつきが生じるのを抑制することができる。また、それらの気筒で暖機性が悪化する分だけ、蓄熱容器１４の冷却水をウォータジャケット５に流入させることによるエンジン１のエミッション、燃費、及び始動性等の改善効果が低下するのを抑制することもできる。

なお、ここまではバンク１ａを対象として詳しく説明したが、バンク１ａと同一の構成となっているバンク１ｂについても、バンク１ａで奏する効果と同様の効果が得られるようになる。

以下、上記実施形態の変形例について記載する。
・供給通路１５における冷却水の流通抵抗は、同通路１５の通路長さを調節することによって変更することもできる。従って、供給通路１５における冷却水の流通抵抗の設定を、同通路１５の通路面積の調節によって行う代わりに、同通路１５の通路長さの調節によって行ってもよい。

この場合、各供給通路１５の通路面積を同じ面積にするとともに、図３（ｅ）に示されるように一番気筒＃１及び三番気筒＃３では、その供給通路１５の通路長さが、各気筒の供給通路１５を同一のものとしたとき（同図の二点鎖線）に比べて長くされる。更に、一番気筒＃１及び三番気筒＃１に対応する供給通路１５における通路長さの増加量ｂ１，ｂ３は、蓄熱容器１４から当該供給通路１５までの流路長さが各気筒の当該流路長さの平均値（図３（ａ）の二点鎖線）よりも短くなるほど大とされる。従って、上記流路長さが平均値に対してより短くなる一番気筒＃１に対応する供給通路１５の通路長さの増加量ｂ１は、三番気筒＃３に対応する供給通路１５の通路長さの増加量ｂ３よりも大きくなる。

また、上記流路長さが平均値よりも長い五番気筒＃５及び七番気筒＃７では、それら気筒に対応する供給通路１５の通路長さが各気筒の供給通路１５を同一のものとしたとき（図３（ｅ）の二点鎖線）に比べて短くされる。更に、五番気筒＃５及び七番気筒＃７に対応する供給通路１５における通路面積の減少量ｂ５，ｂ７は、蓄熱容器１４から当該供給通路１５までの流路長さが各気筒の当該流路長さの平均値（図３（ａ）の二点鎖線）よりも長くなるほど大とされる。従って、上記流路長さが平均値に対してより長くなる七番気筒＃７に対応する供給通路１５の通路長さの減少量ｂ７は、五番気筒＃５に対応する供給通路１５の通路長さの減少量ｂ５よりも大きくなる。

供給通路１５における冷却水の流通抵抗は、同通路１５の通路長さを長くするほど大きくなる。従って、上述した供給通路１５における冷却水の流通抵抗の設定を同通路１５の通路長さの調節によって的確に行うことができ、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。

・上記実施形態においては、分配通路１６が一番気筒＃１側の端部にて蓄熱容器１４と連通するようにしたが、その連通位置を適宜変更してもよい。
例えば、図６に示されるように、分配通路１６がその長手方向中央にて蓄熱容器１４と連通するようにしてもよい。この場合、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さは、図７（ａ）に示されるように、一番気筒＃１と七番気筒＃７とで等しくなるとともに、三番気筒＃３と五番気筒＃５とで等しくなる。更に、一番気筒＃１及び七番気筒＃７での上記流路長さは、三番気筒＃３及び五番気筒＃５での上記流路長さよりも長くなる。従って、仮に各供給通路１５を同一のものとした場合には、蓄熱容器１４の冷却水をウォータジャケット５に流入させたとき、上記流路長さの違いに起因して一番気筒＃１及び七番気筒＃７の暖機性が三番気筒＃３及び五番気筒＃５よりも悪くなる。そして、そのときの吸気ポート２２ａの壁面の温度については、例えば図８に示されるように、上記流路長さの長い一番気筒＃１及び七番気筒＃７で、上記流路長さの短い三番気筒＃３及び五番気筒＃５よりもピーク値が低くなり、目標値に達しなくなる。

このことを考慮し、各供給通路１５における通路面積又は通路長さの調整が行われる。例えば、各供給通路１５の通路面積を調整する場合には、図７（ｂ）に示されるように、一番気筒＃１及び七番気筒＃７の供給通路１５では通路面積が増加量ｃ１，ｃ７分だけ大きくされ、三番気筒＃３及び五番気筒＃５の供給通路１５では通路面積が減少量ｃ３，ｃ５分だけ小さくされる。また、各供給通路１５の通路長さを調整する場合には、図７（ｃ）に示されるように、一番気筒＃１及び七番気筒＃７の供給通路１５では通路長さが減少量ｄ１，ｄ７分だけ短くされ、三番気筒＃３及び五番気筒＃５の供給通路１５では通路長さが増加量ｄ３，ｄ５分だけ長くされる。なお、ここでの増加量及び減少量については第１実施形態と同様に図７（ａ）に示される上記流路長さの平均値に対する短さ又は長さに応じて求められる。

上述した各供給通路１５の通路面積又は通路長さの調整により、上記流路長さの違いに起因する気筒間での上記冷却水の流通抵抗の違いを補償することができ、蓄熱容器１４から各供給通路１５を介してウォータジャケット５に流入する冷却水の流入量が各気筒で等しくなる。従って、一番気筒＃１及び七番気筒＃７でウォータジャケット５への冷却水の流入量が少なくなって暖機性が悪化し、気筒間で暖機性にばらつきが生じるのを抑制することができる。更に、吸気ポート２２ａの壁面の温度については、図９に示されるように上記流路長さの長い一番気筒＃１及び七番気筒＃７でも目標値に達するようになり、全ての気筒において目標値に達することとなる。また、上記のように分配通路１６を蓄熱容器１４に対して連通させれば、各気筒での上記流路長さのばらつきが第１実施形態のばらつき範囲（図３（ａ）の範囲Ｚ１）に比べて小さい範囲（図７（ａ）の範囲Ｚ２）に収まるようになる。このため、上記流路長さの違いに起因する冷却水の流通抵抗の違いを補償するための上記各供給通路１５の通路面積又は通路長さの調整を、第１実施形態などに比べて小さい範囲内での調整とすることができる。

・各供給通路１５における分配通路１６の長手方向についての間隔は等しくなくてもよい。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１０及び図１１に従って説明する。この実施形態では、蓄熱回路Ｈにおいて、バンク１ａ，１ｂの分配通路１６よりも下流側の部分のみが第１実施形態と異なっており、バンク１ａとバンク１ｂとの上記部分については互いに同一の構成となっている。従って、以下ではバンク１ａの上記部分について詳しく説明する。

図１０は、蓄熱回路Ｈにおいて、バンク１ａの分配通路１６よりも下流側の部分を模式的に示したものである。同図に示されるように、分配通路１６は気筒配列方向に延びるように設けられ、同通路１６の一カ所、例えば分配通路１６の長手方向中央に各供給通路１５が接続されている。このように各供給通路１５を分配通路１６に接続することで、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さが各気筒で等しくされている。

また、各供給通路１５については、その通路面積及び通路長さが各供給通路１５で等しくされている。そして、各供給通路１５の通路長さを等しくするため、分配通路１６における各供給通路１５の接続位置（長手方向中央）から近い三番気筒＃３及び五番気筒＃５に対応する供給通路１５では、分配通路１６からウォータジャケット５に至るまでの間で大きな湾曲部分が形成されている。この湾曲部分の形成により、上記三番気筒＃３及び五番気筒＃５に対応する供給通路１５の通路長さが、上記接続位置から遠い一番気筒＃１及び七番気筒＃７に対応する供給通路１５の通路長さと等しくされ、各供給通路１５の冷却水の流通抵抗が等しくされる。

以上のように、蓄熱容器１４から供給通路１５までの流路長さが各気筒で等しくされ、各気筒に対応する供給通路１５の冷却水の流通抵抗も等しくされるため、蓄熱容器１４からウォータジャケット５に至るまでの冷却水の流通抵抗が各気筒で等しくなる。従って、蓄熱容器１４の冷却水をウォータジャケット５に流入させたとき、その冷却水の流入量が各気筒で等しくなる。このため、所定の気筒で暖機性が悪化し、気筒間で暖機性にばらつきが生じることはなくなる。

ここで、上記のように分配通路１６に対する各供給通路１５の接続位置、及び各供給通路１５の通路面積及び通路長さを設定した状態で、ウォータジャケット５内に蓄熱容器１４の冷却水を流入させた場合、各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度がどのように上昇するかを図１１に示す。

同図から分かるように、各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度は、蓄熱容器１４からウォータジャケット５への冷却水の流入に伴い同じような傾向をもって上昇する。これは、蓄熱容器１４からウォータジャケット５に至るまでの冷却水の流通抵抗が各気筒で等しくされており、ウォータジャケット５に流入する冷却水の流入量が各気筒で等しくなるためである。そして、ウォータジャケット５に流入する冷却水によって暖められる各気筒の吸気ポート２２ａの壁面の温度は、いずれも目標値に達するようになる。

本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（２）所定の気筒で暖機性が悪化し、気筒間で暖機性にばらつきが生じるのを抑制することができる。また、所定の気筒で暖機性が悪化する分、蓄熱容器１４の冷却水をウォータジャケット５に流入させることによるエンジン１のエミッション、燃費、及び始動性等の改善効果が低下するのを抑制することもできる。

なお、ここまではバンク１ａを対象として説明したが、バンク１ａと同一の構成となっているバンク１ｂについても、バンク１ａで奏する効果と同様の効果が得られるようになる。

以下、上記実施形態の変形例について記載する。
・各供給通路１５における冷却水の流通抵抗を等しくするのに、各供給通路１５の通路面積及び通路長さを等しくしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各供給通路１５の通路長さを異なるものとした場合には、各供給通路１５の通路面積を上記流通抵抗が各供給通路１５で等しくなるよう上記通路長さに合わせて設定してもよい。この場合、各供給通路１５の通路長さを等しくする必要はないため、上記実施形態のように三番気筒＃３及び五番気筒＃５に対応する供給通路１５に湾曲部分を設ける必要はなくなる。

・各供給通路１５を分配通路１６の長手方向中央以外の箇所に接続してもよい。この場合、分配通路１６における各供給通路１５の接続位置から近い気筒では、同気筒に対応する供給通路に湾曲部分が設けられ、その供給通路の通路長さが上記接続位置から遠い気筒に対応する供給通路の通路長さと等しくされる。

［その他の実施形態］
上記第１実施形態、第２実施形態、及びそれらの変形例については、例えば以下のように変更することもできる。

・供給通路１５における冷却水の流通抵抗の設定を、同通路１５の通路面積と通路長さとの両方の調節によって行ってもよい。
・供給通路１５における冷却水の流通抵抗の設定を、同通路１５における内壁の面粗度の調節によって行ったり、同通路１５にオリフィスなど冷却水の流れに対し障害物となるもの設けて行ったりしてもよい。

・直列四気筒やＶ型六気筒などＶ型八気筒以外の形式のエンジンに適用してもよい。

第１実施形態におけるエンジンの冷却装置全体を示す略図。 上記エンジンにおけるシリンダヘッドの内部構造を示す拡大断面図。 （ａ）〜（ｅ）は、蓄熱回路における蓄熱容器から供給通路までの流路長さ、ウォータジャケットに流入する冷却水の流通抵抗、同冷却水の流入量、供給通路の通路面積、及び通路長さを各気筒毎に示すグラフ。 蓄熱容器からエンジンのウォータジャケットに冷却水を流したとき、各気筒の吸気ポート壁面の温度がどのように変化するかを示すグラフ。 蓄熱容器からエンジンのウォータジャケットに冷却水を流したとき、各気筒の吸気ポート壁面の温度がどのように変化するかを示すグラフ。 エンジン冷却装置における蓄熱回路の他の例を示す略図。 （ａ）〜（ｃ）は、蓄熱回路における蓄熱容器から供給通路までの流路長さ、供給通路の通路面積、及び通路長さを各気筒毎に示すグラフ。 蓄熱容器からエンジンのウォータジャケットに冷却水を流したとき、各気筒の吸気ポート壁面の温度がどのように変化するかを示すグラフ。 蓄熱容器からエンジンのウォータジャケットに冷却水を流したとき、各気筒の吸気ポート壁面の温度がどのように変化するかを示すグラフ。 第２実施形態におけるエンジンの冷却装置において、蓄熱回路の分配通路よりも下流側の部分を示す略図。 蓄熱容器からエンジンのウォータジャケットに冷却水を流したとき、各気筒の吸気ポート壁面の温度がどのように変化するかを示すグラフ。

符号の説明

１…エンジン、１ａ，１ｂ…バンク（エンジン本体）、２…シリンダヘッド、５…ウォータジャケット、６…ウォータポンプ、７…流入通路、８…流出通路、９…バイパス通路、１０…サーモスタット、１２…ラジエータ、１３…電動ポンプ、１４…蓄熱容器、１５…供給通路、１６…分配通路、２１…燃焼室、２２…吸気通路、２２ａ…吸気ポート、２３…排気通路、２４…燃料噴射弁、Ｒ…冷却回路、Ｈ…蓄熱回路。

Claims (4)

1. エンジン本体を冷却する冷媒を保温して蓄える蓄熱容器を有し、この蓄熱容器に蓄えられた冷媒を各気筒毎に設けられるとともに分配通路に各々接続される供給通路を介して前記エンジン本体のウォータジャケットに流入させるエンジンの冷却装置において、
   前記各気筒毎に設けられる供給通路のうち、前記蓄熱容器から供給通路までの流路長さの短い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が大きくされ、前記流路長さの長い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が小さくされる
   ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 前記各供給通路のうち、前記流路長さが各気筒における当該流路長さの平均値よりも短い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が大きくされ、前記流路長さが前記平均値よりも長い気筒の供給通路では冷媒の流通抵抗が小さくされる
   請求項１記載のエンジンの冷却装置。
3. 冷媒の流通抵抗が大きくされる供給通路での当該流通抵抗の増加量は、前記蓄熱容器から当該供給通路までの流路長さが前記平均値よりも短くなるほど大とされ、
   冷媒の流通抵抗が小さくされる供給通路での当該流通抵抗の減少量は、前記蓄熱容器から当該供給通路までの流路長さが前記平均値よりも長くなるほど大とされる
   請求項２記載のエンジンの冷却装置。
4. エンジン本体を冷却する冷媒を保温して蓄える蓄熱容器を有し、この蓄熱容器に蓄えられた冷媒を各気筒毎に設けられるとともに分配通路に各々接続される供給通路を介して前記エンジン本体のウォータジャケットに流入させるエンジンの冷却装置において、
   前記各気筒毎に設けられる供給通路は、前記蓄熱容器から供給通路までの流路長さが各気筒で等しくなるよう前記分配通路に各々接続されるとともに、前記各供給通路における冷媒の流通抵抗が各気筒で等しくされている
   ことを特徴とするエンジンの冷却装置。

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