JP2008057546A - Cooling mechanism for cylinder jacket of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のシリンダーのための冷却機構、特に大型ディーゼルエンジンのシリンダースリーブのための液冷機構に関する。 The present invention relates to a cooling mechanism for a cylinder of an internal combustion engine, and more particularly to a liquid cooling mechanism for a cylinder sleeve of a large diesel engine.
大型のディーゼルエンジンは一般に、例えば複数の直立シリンダーを備えている。大型ディーゼルエンジンにおける周知の冷却機構では、特に冷却液は下方から上方へ流動するように設計されている。流動開始直後の比較的低温の冷却液は、最初にシリンダー壁を冷却する。次に、冷却液はシリンダースリーブまたはライニングの上端の方向に流動し、その後シリンダーカバーに到達する。従って、冷却液が下方を指向して流動する短い経路を除き、冷却液は基本的に下方から上方へと流動する。 Large diesel engines typically include multiple upright cylinders, for example. In known cooling mechanisms in large diesel engines, the coolant is designed specifically to flow from below to above. The relatively cool coolant immediately after the start of flow cools the cylinder wall first. The coolant then flows in the direction of the upper end of the cylinder sleeve or lining and then reaches the cylinder cover. Therefore, the coolant basically flows from the bottom to the top, except for a short path through which the coolant flows downward.
この設計は、冷却液は冷却機構にて加熱され、加熱された冷却液は自然に上方に流動するという作用を特に考慮してなされたものである。温度差及び濃度差により生じる自然対流は冷却液の循環を補助する。 This design has been made with particular consideration of the effect that the cooling liquid is heated by the cooling mechanism and the heated cooling liquid naturally flows upward. Natural convection caused by temperature and concentration differences assists the circulation of the coolant.
しかしながら、特にシリンダースリーブの内壁における冷却は、制御を全く行うことなくなされているわけではない。例えば、他の燃焼物質に加えて実質的な量の硫黄を含有する燃料の燃焼においては、亜硫酸(H2SO3)が生成する。
亜硫酸の露点は130〜140℃であり、係る温度で亜硫酸は液化する。シリンダースリーブが過度に冷却された場合、亜硫酸はシリンダースリーブ下部にて凝縮する。この状態で、比較的低温の冷却液がシリンダージャケット下部に導入された場合、既に過度に低温であるシリンダースリーブ内壁温度は更に低下する傾向を示す。
However, the cooling of the inner wall of the cylinder sleeve, in particular, is not done without any control. For example, in the combustion of fuels that contain a substantial amount of sulfur in addition to other combustion materials, sulfurous acid (H 2 SO 3 ) is produced.
Sulfurous acid has a dew point of 130 to 140 ° C., and at such a temperature, sulfurous acid liquefies. If the cylinder sleeve is overcooled, sulfurous acid will condense at the bottom of the cylinder sleeve. In this state, when a relatively low temperature coolant is introduced into the lower portion of the cylinder jacket, the temperature of the inner wall of the cylinder sleeve, which is already too low, tends to further decrease.
上方に流動する冷却液は更に加熱される一方、冷却液はシリンダースリーブの上部を通過して、更に上方に位置するシリンダーカバーに到達する。シリンダーカバー近傍におけるシリンダースリーブの内壁は実質的に高温であり、腐食性燃焼生成物が液化する危険は実質的に存在しない。従って、特に集中的な冷却、即ち強力な冷却作用が必要とされるのは、正確にはシリンダースリーブの上部である。反対に、シリンダースリーブの中間部及び下部においては冷却を制限することが望ましく、冷却作用が過剰に強くなり、その結果、例えば腐食性燃焼生成物がシリンダーの表面にて凝縮するような温度低下を回避すべきである。 The coolant flowing upward is further heated, while the coolant passes through the upper part of the cylinder sleeve and reaches the cylinder cover located further upward. The inner wall of the cylinder sleeve in the vicinity of the cylinder cover is substantially hot and there is virtually no risk of liquefying the corrosive combustion products. Therefore, it is precisely the upper part of the cylinder sleeve that requires particularly intensive cooling, i.e. strong cooling action. Conversely, it is desirable to limit the cooling at the middle and lower part of the cylinder sleeve, resulting in excessive cooling, resulting in a temperature drop that causes, for example, corrosive combustion products to condense on the cylinder surface. Should be avoided.
本発明の目的は、例えば大型ディーゼルエンジンのシリンダースリーブにおける改良された冷却機構を提供することにある。本発明によれば、シリンダースリーブ冷却液はシリンダースリーブ上部において部分的に温度調整される一方、この種の冷却機構における所定範囲内の温度にて供給される。好適な実施形態である冷却機構の更なる有利な効果は、従属クレームに記載されている。 It is an object of the present invention to provide an improved cooling mechanism, for example, in a cylinder sleeve of a large diesel engine. According to the present invention, the temperature of the cylinder sleeve coolant is partially adjusted at the upper part of the cylinder sleeve, while being supplied at a temperature within a predetermined range in this type of cooling mechanism. Further advantageous effects of the cooling mechanism which is a preferred embodiment are described in the dependent claims.
上記の課題を解決するため、本発明の冷却機構では、冷却液は最初にシリンダーカバー及び/またはシリンダースリーブ上部を通過してこれらを冷却し、これにより冷却液自体は加熱される。このとき既に、特に強く冷却すべき領域であるシリンダーカバー及びシリンダースリーブ上部は、低温の冷却液と同領域との温度差が大きいことから、既により集中的に冷却されることになる。次に、前述のように予熱された冷却液は、例えば高腐食性
燃焼生成物の凝縮を防止するため、冷却よりむしろ加熱が必要なシリンダースリーブ中間部及び下部に供給される。予熱された冷却液によって熱交換は既に生じているが、更に冷却液の流動条件即ち流速及び流量をそれぞれ変化させることによって熱交換が行われる。
In order to solve the above problems, in the cooling mechanism of the present invention, the cooling liquid first passes through the cylinder cover and / or the upper part of the cylinder sleeve to cool them, whereby the cooling liquid itself is heated. At this time, the cylinder cover and the upper part of the cylinder sleeve, which are areas to be particularly strongly cooled, are already more intensively cooled because of the large temperature difference between the low-temperature coolant and the area. Next, the preheated coolant as described above is supplied to the middle and lower portions of the cylinder sleeve that need to be heated rather than cooled, for example, to prevent condensation of highly corrosive combustion products. Although heat exchange has already occurred by the preheated coolant, heat exchange is further performed by changing the flow conditions of the coolant, that is, the flow rate and the flow rate.
本発明の実施形態であるシリンダースリーブ冷却系、特にその機能について、以下に図を参照して説明する。
図1を参照して、2行程大型ディーゼルエンジンにおけるシリンダースリーブ1のための冷却回路を以下に説明する。冷却液は循環ポンプ2により一定の流速即ち、流量にて送り出され、インレット流路3及びディストリビューターリング4を通過してシリンダーカバー即ちヘッド5に至る。冷却液はシリンダーカバー5においてその内部に設けられた複数の冷却液流路(図示せず)を通過する。冷却液の入り口は、シリンダーカバー5の下縁部に位置するディストリビューターリング4に配置されている。冷却液出口6はシリンダーカバー5から突出して設けられたバルブバスケット即ちハウジング7の最上端に配置されている。
A cylinder sleeve cooling system according to an embodiment of the present invention, particularly its function, will be described below with reference to the drawings.
A cooling circuit for a
シリンダーカバー5及びバルブバスケット7にて加熱された冷却液は流路8,9、次にディストリビューターリング10を通過した後、シリンダースリーブ1の上部に位置する複数の冷却液流路11を通過する。この間、冷却液は更に加熱される。冷却液はスリーブ1に設けられた複数の冷却孔即ち複数の冷却液流路11をそれぞれ通過し、更に下方に位置するギャップ室12に至る。
The coolant heated by the
スリーブ1とこれを包囲する支持リング17との間に環状に形成されるギャップ室12の大きさは、例えば冷却液流速が、考えられる最小の流量が確保される所定値を下回らないように設定される。周知の二行程大型ディーゼルエンジンにおいて現在までに特定された流量を考慮すると、本発明の冷却系には、例えば、スリーブ1と支持リング17との間に3mmまでの範囲の距離を有するギャップ室12が必要である。
The size of the
図1に示す実施形態では、冷却液は支持リング17の下端にて放射状出口を介してギャップ室12から流出し、その後、回収リング18を介して戻り流路19に導入される。
インレット流路9とアウトレット流路19との間に、シリンダースリーブ1の冷却液のための制御スロットルバルブ13が配置される。スロットルバルブ13は、シリンダースリーブ1の内壁25の温度基準値に基づき制御即ち規制される。スロットルバルブ13が閉じられているとき、全部の冷却液がシリンダースリーブ1における複数の冷却孔11及びギャップ室12内を流動する。従って、シリンダースリーブ1の上部とその下方に位置するギャップ室12との間における熱交換は、最も集中的に行われる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the cooling liquid flows out of the
A
スロットルバルブ13が開いているとき、冷却液の一部のみがシリンダースリーブ1の冷却孔11及びその下方に位置するギャップ室12内を流動している。従ってスリーブ1における熱交換の度合いは低下する。スロットルバルブ13が完全に開いているとき、シリンダースリーブ1を流動する冷却液の最小量はスロットルバルブ13の後方に配置された開口部14の大きさによって決定する。冷却液の一部は制御スロットルバルブ13、開口部14及び温度制御バルブ15を通過して冷却器16に流入し、補正量(bypass
amount )の冷却液と混和されて循環ポンプ2に回収される。
When the
Amount) is mixed with the coolant and collected in the
バルブバスケット7の出口6における冷却液温度が一定に維持されるように、冷却液は制御される。インレット流路3とアウトレット流路8との温度差は、シリンダーカバー5、バルブバスケット7及びシリンダースリーブ1から取り除かれるべき総熱量によって変化する。シリンダーカバー5における冷却液の流入温度はエンジンの定格負荷において最低となり、エンジン出力が減少するにつれて上昇する。
The coolant is controlled so that the coolant temperature at the outlet 6 of the
シリンダースリーブ1への入り口、流路9及びディストリビューターリング4における冷却液温度は、バルブバスケット7(流路8)の出口6における冷却液温度と同じである。従って、これらの領域における温度はほぼ一定である。
The coolant temperature at the inlet to the
シリンダースリーブ1における熱交換の度合いは、上部カラー部分に設けられた孔11の幾何学的特性とギャップ室12内の冷却液流速によって決定される。シリンダースリーブ1の内壁25の温度と、スロットルバルブ13の開閉即ち冷却液流量の制御を行うための温度基準値とは、それぞれ前述の設計、即ち複数の冷却孔11の寸法設定と配置方法、及び冷却液を流通させるためのギャップ室12の寸法設定によって変化する。
The degree of heat exchange in the
シリンダースリーブ1の内壁25の温度制御システム(フィードバック制御システム)は、エンジンに配置された全シリンダーまたは組毎に共通のものを設けるか、あるいは各シリンダーに個々のシステムを設けてもよい。エンジンの各シリンダーにおける各内壁25の温度制御には、それぞれ単一のスロットルバルブ13(図1及び図2に示す)のみを設置すればよい。個々のシリンダー内壁25における温度制御には原則として、各シリンダーに1つのスロットルバルブ13が必要とされる。組毎に行われるシリンダー内壁25の温度制御においては、各組に1つのスロットルバルブ13を設けることが有利である。
The temperature control system (feedback control system) for the inner wall 25 of the
しかしながら、各シリンダースリーブ1を流動する冷却液の流量を制御する上でスロットルバルブ13を全く用いず、開口部14の大きさ設定のみにより各シリンダースリーブ13を流動する冷却液の量を設定する方法も考えられる。このような方法は、実際に使用可能な温度範囲全体においてシリンダースリーブ1の内壁25の温度差が非常に小さく、制御が不必要である場合に採用することができる。また、冷却液ポンプ2の吐出量を規制することによって、冷却液の流量及び冷却力を各要件に適合させることも考えられる。
However, a method of setting the amount of the coolant flowing through each
周知の大型ディーゼルエンジンのための本発明による冷却系において、シリンダーカバー5の構造設計は実質的には従来技術と同様である。異なる点は、シリンダーカバー5の入り口にディストリビューターリング4を設けたことと、シリンダースリーブ1の上端にディストリビューターリング10を設けたこととである。
In the cooling system according to the invention for a known large diesel engine, the structural design of the
ギャップ室12の構造設計即ち寸法設定は、支持リング17の内径をシリンダースリーブ1の内壁25の厚さに適合させることに基づく。支持リング17の外径は、従来技術の寸法から変更する必要はない。
The structural design or sizing of the
非常に長い行程を有するエンジンでは、図2に示すように、冷却液は支持リング17の下部に導入され、下方に位置する延長ギャップ室12aに設けられた排気スリット20の上部に至る。
In an engine having a very long stroke, as shown in FIG. 2, the coolant is introduced into the lower portion of the
一般に大型ディーゼルエンジンにおいて、ピストン行程対シリンダーボアの長さの比率が1:2以上である場合(行程/ボア≧2)に長い行程を有すると言われる。
冷却液が流動する全空間において冷却液の最小流速が確実に維持されている場合は、封入されている気体、空気、特に気泡に対する冷却系の感受性は低い。また、冷却孔及びギャップ室の大きさは、生成し得る空気、蒸気及び気泡が冷却液と共に移動し得るように設定され得る。
In general, large diesel engines are said to have a long stroke when the ratio of piston stroke to cylinder bore length is greater than or equal to 1: 2 (stroke / bore ≧ 2).
When the minimum flow rate of the cooling liquid is reliably maintained in the entire space in which the cooling liquid flows, the sensitivity of the cooling system to the enclosed gas, air, and particularly bubbles is low. Also, the size of the cooling holes and gap chambers can be set so that the air, steam and bubbles that can be generated can move with the coolant.
冷却液における効果的な換気及び気体除去のために、サイクロンセパレータを設けてもよい。しかしながら、自動的に作動する換気装置21を介して気体を冷却系から排出することも可能である。冷却系にて消費された冷却液は、供給ポンプ23により冷却液タンク22から補充することができる。本発明の冷却系は、高架タンクを用いての操作と閉与圧
室24を用いての操作との両方に等しく適している。冷却液の沸点が圧力下にてより高くなる閉与圧室に対して、大気に開放された高架タンクでは、冷却液の温度は冷却液の沸点に規制される。
A cyclone separator may be provided for effective ventilation and gas removal in the coolant. However, it is also possible to exhaust the gas from the cooling system via a
周知の冷却系では、バルブバスケット7の出口6における冷却液の温度は、80〜90℃である。例えば周知の大型ディーゼルエンジンでは、シリンダー冷却液の流入温度及び流出温度における10〜30℃の差は標準的である。従ってこの実施形態では、冷却液の温度はシリンダージャケットの入り口では約70℃であり、シリンダースリーブ1の中間部には比較的低温にて流入する。これにより、シリンダースリーブ1の内壁25の温度が過度に低くなり、このためシリンダースリーブ1の内壁25にて燃焼物質が凝縮し、エンジンの損傷を招き得る前述のような腐食条件が生じる。
In the known cooling system, the temperature of the coolant at the outlet 6 of the
前述のような冷却系において、冷却液は最初にシリンダーカバー5とバルブバスケット7とを流動し、このとき外見上予熱即ち温度調整されることから、シリンダースリーブ1への流入時における冷却液の温度はより高くなる。従って、冷却液がバルブバスケット7から排出されるとき、冷却液の温度は例えば85℃である。シリンダースリーブ1の上部カラーに設けられた複数の冷却孔11を流動するとき、冷却液は更に加熱され、その温度は例えば更に3〜7℃上昇する。従ってシリンダースリーブ1の中間部は、例えば88〜92℃の温度を有する冷却液によって冷却される。この温度は周知の冷却系の場合と比較して約20℃高い。より高温の冷却液による冷却を通して、シリンダースリーブ1の内壁25の温度を十分に高くして、損傷を及ぼす腐食性燃焼生成物が生じる露点より高温に維持することが可能である。
In the cooling system as described above, the coolant first flows through the
前述の実施形態においては特に、冷却液は水である。また、腐食から保護するための添加剤を水に混和することもある。しかしながら、例えばエンジン潤滑油または潤滑油とは別個の循環回路にて用いられる別個の冷却オイル等のオイルを、冷却液として用いることも可能である。冷却液の種類によって比熱が異なることから、冷却液流路及び/または冷却液流速の適合を行う必要が生じ得る。また、シリンダースリーブ1内におけるピストン1’の潤滑を容易にするため、シリンダースリーブ1の内壁25の温度を比較的高く維持することが適切である。この場合、200℃前後及びそれ以上の温度が考えられる。
In particular, the coolant is water in the aforementioned embodiment. In addition, additives for protecting against corrosion may be mixed in water. However, it is also possible to use an oil such as an engine lubricating oil or a separate cooling oil used in a circulation circuit separate from the lubricating oil as the cooling liquid. Since the specific heat varies depending on the type of coolant, it may be necessary to adapt the coolant flow path and / or the coolant flow rate. In order to facilitate the lubrication of the
しかしながら、例えばシリンダーカバー5等のある領域を水等の第1の冷却液によって冷却し、シリンダースリーブ1,11,12等の別の領域を例えばオイル等の第2の冷却液によって冷却するように構成された冷却系も考えられる。熱を伝導して所望の温度に冷却するために、前述の2つの副冷却系の間に熱交換器を配置することも可能である。
However, for example, an area such as the
本発明の冷却液即ち冷却系では、冷却液はエンジンの一部、特にシリンダースリーブ1は冷却液によって加熱される一方、エンジン全体の観点からは当然ながら冷却を行っている。
In the cooling liquid, that is, the cooling system of the present invention, the cooling liquid is heated by a part of the engine, in particular, the
前述の実施形態においてシリンダー空間における「上端/上部」とは、上死点近傍でありクランク軸からは離間した領域を指す。同様に、シリンダーボアにおける「下端/下部」とは、下死点近傍でありクランク軸に近接する領域を指す。従って「上端」、「上部」、「下端」、「下部」という表現は、シリンダーの位置とは無関係である。また、「シリンダースリーブ」という表現は、実際にシリンダースリーブが設けられたシリンダーであるか、あるいは異なる構造を有するシリンダーであるかに関わらず、一般的なシリンダージャケットを指す。 In the above-described embodiment, the “upper end / upper portion” in the cylinder space refers to a region near the top dead center and separated from the crankshaft. Similarly, “lower end / lower portion” in the cylinder bore refers to a region near the bottom dead center and close to the crankshaft. Therefore, the expressions “top”, “top”, “bottom”, and “bottom” are independent of the cylinder position. In addition, the expression “cylinder sleeve” refers to a general cylinder jacket regardless of whether the cylinder is actually provided with a cylinder sleeve or a cylinder having a different structure.
特に大型ディーゼルエンジンにおけるシリンダースリーブ1の冷却において、冷却液は最初にシリンダーカバー5に導入されて予熱される。次に、予熱された冷却液は所定温度
にて、シリンダースリーブ1の冷却液流路11及びギャップ室12に導入される。シリンダースリーブ1における一定の部分(冷却液流路11)にて少なくとも部分的に発生した熱を介して、所定の温度範囲までの与熱が行われる。温度調整された冷却液を供給することによって、シリンダースリーブ1の内壁25の温度が、亜硫酸等の高い腐食性を有する燃焼生成物が凝縮する温度に至ることを防止することができる。
Particularly in the cooling of the
以上、詳述したように本発明によれば、例えば大型ディーゼルエンジンのシリンダースリーブにおける改良された冷却系を提供することができる。本発明によれば、シリンダースリーブ冷却液はシリンダースリーブ上部において部分的に温度調整される一方、この種の冷却系における所定温度範囲内の温度にて供給される。 As described above, according to the present invention, an improved cooling system in a cylinder sleeve of a large diesel engine, for example, can be provided. According to the present invention, the temperature of the cylinder sleeve coolant is partially adjusted at the top of the cylinder sleeve, while being supplied at a temperature within a predetermined temperature range in this type of cooling system.
1…シリンダースリーブ、1’…ピストン、5,7…シリンダーカバー、11…冷却液流路。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
第1の冷却液はシリンダーカバー(5)に供給されて所定温度まで予熱され、シリンダ
ーカバー(5)のバルブバスケット(7)から外側に導かれ、
第2の冷却液は副冷却系からシリンダースリーブ(1)に供給され、
前記副冷却系における第2の冷却液は、バルブバスケット(7)の出口(6)からの予熱された第1の冷却液により、熱交換器において所定温度範囲内の温度に加熱されることを特徴とする冷却機構。 In a cooling mechanism for a cylinder of an internal combustion engine, in particular a cooling mechanism using a coolant for a cylinder sleeve (1) of a large diesel engine,
The first coolant is supplied to the cylinder cover (5), preheated to a predetermined temperature, and guided to the outside from the valve basket (7) of the cylinder cover (5).
The second coolant is supplied from the sub-cooling system to the cylinder sleeve (1),
The second coolant in the sub-cooling system is heated to a temperature within a predetermined temperature range in the heat exchanger by the preheated first coolant from the outlet (6) of the valve basket (7). Features a cooling mechanism.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012021459A (en) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Ihi Corp | Cylinder bore corrosion prevention system of diesel engine |
JP5978407B1 (en) * | 2015-07-24 | 2016-08-24 | 日本郵船株式会社 | Apparatus, program, and recording medium for identifying the likelihood of low temperature corrosion in an engine cylinder |
CN114790951A (en) * | 2022-03-03 | 2022-07-26 | 深圳市燃气集团股份有限公司 | Method for controlling temperature of cylinder sleeve water of gas generator and related device |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE59610349D1 (en) * | 1996-06-20 | 2003-05-22 | Waertsilae Schweiz Ag Winterth | Cooling system for the cylinder jacket of an internal combustion engine |
US20060086327A1 (en) * | 2004-10-25 | 2006-04-27 | General Electric Company | Engine power assembly |
DE102005040637A1 (en) * | 2005-08-27 | 2007-03-01 | Deutz Ag | Internal combustion engine |
EP2604835B1 (en) * | 2011-12-16 | 2016-04-13 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Cylinder liner and cylinder head for internal combustion engine |
JP7241512B2 (en) | 2018-11-19 | 2023-03-17 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | cooling structure |
EP3693566A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-12 | Winterthur Gas & Diesel AG | Cylinder assembly for a large-size engine and cooling method |
US11028800B1 (en) * | 2019-11-19 | 2021-06-08 | Transportation Ip Holdings, Llc | Engine coolant system and method |
CN111456863B (en) * | 2020-05-18 | 2024-05-07 | 安徽华菱汽车有限公司 | Cylinder sleeve cooling device capable of accurately shunting |
DE102020120712B4 (en) | 2020-08-05 | 2024-08-08 | Audi Aktiengesellschaft | Drive device for a motor vehicle |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6043119A (en) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toyota Motor Corp | Cooling apparatus for internal-combustion engine |
JPS63108514U (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-13 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB131719A (en) * | 1918-08-24 | 1919-08-25 | Vickers Ltd | Improvements in or relating to the Water Cooling of Internal Combustion Engines. |
DE803449C (en) * | 1949-09-17 | 1951-04-02 | Buessing Nutzkraftwagen G M B | Circulation cooling for internal combustion engines |
FR2225041A5 (en) * | 1973-04-03 | 1974-10-31 | Amiot F | |
SE424348B (en) * | 1980-07-10 | 1982-07-12 | Nordstjernan Rederi Ab | PROCEDURE AND DEVICE FOR COOLING OF COMBUSTION ENGINE TO REDUCE CORROSIVE WEAR OF CYLINDER INLETS AND PISTON RINGS |
JPS59185818A (en) * | 1983-04-06 | 1984-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Cylinder liner cooling system of water-cooled engine |
JPS6170120A (en) * | 1984-09-13 | 1986-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Cooling system of internal-combustion engine |
FR2570439B1 (en) * | 1984-09-20 | 1989-03-31 | Semt | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF THE INTERNAL SURFACE OF THE CYLINDER LINERS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
JPH0713460B2 (en) * | 1986-04-25 | 1995-02-15 | 石川島播磨重工業株式会社 | Cylinder liner temperature control device for internal combustion engine |
DE59610349D1 (en) * | 1996-06-20 | 2003-05-22 | Waertsilae Schweiz Ag Winterth | Cooling system for the cylinder jacket of an internal combustion engine |
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1996
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-
2007
- 2007-11-14 JP JP2007295636A patent/JP2008057546A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6043119A (en) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toyota Motor Corp | Cooling apparatus for internal-combustion engine |
JPS63108514U (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-13 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012021459A (en) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Ihi Corp | Cylinder bore corrosion prevention system of diesel engine |
JP5978407B1 (en) * | 2015-07-24 | 2016-08-24 | 日本郵船株式会社 | Apparatus, program, and recording medium for identifying the likelihood of low temperature corrosion in an engine cylinder |
WO2017017717A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 日本郵船株式会社 | Device for specifying ease of occurrence of low-temperature corrosion in engine cylinder, program and recording medium |
CN114790951A (en) * | 2022-03-03 | 2022-07-26 | 深圳市燃气集团股份有限公司 | Method for controlling temperature of cylinder sleeve water of gas generator and related device |
CN114790951B (en) * | 2022-03-03 | 2024-02-13 | 深圳市燃气集团股份有限公司 | Method and related device for controlling cylinder liner water temperature of gas generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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