JP2009215903A - Circulation device for cooling water in internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,内燃機関における冷却水を,当該内燃機関と,ラジエータ等の内燃機関冷却用熱交換器及び車室内用ヒータ等の容積部との間を循環するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for circulating cooling water in an internal combustion engine between the internal combustion engine and a volume portion such as a heat exchanger for cooling an internal combustion engine such as a radiator and a vehicle interior heater.
従来,この種の冷却水循環装置は,例えば特許文献1に記載されているように構成している。 Conventionally, this type of cooling water circulation device is configured as described in Patent Document 1, for example.
すなわち,内燃機関のシリンダブロックにおける冷却水ジャケットへの冷却水入口に接続した冷却水ポンプの吸い込み側に,サーモスタット弁を設けて,このサーモスタット弁に,前記内燃機関のシリンダヘッドにおける冷却水ジャケットからラジエータ等の内燃機関冷却用熱交換器を経て至るメイン循環経路と,前記シリンダヘッドにおける冷却水ジャケットから前記ラジエータ等の内燃機関冷却用熱交換器を経ることなく少なくとも車室内用ヒータ等の容積部を経て至るバイパス循環経路との両方を接続することにより,内燃機関の始動初期において,冷却水の温度が所定値よりも低い状態では,冷却水を,前記メイン循環経路を通しての循環を停止し,バイパス循環経路を通して循環しているが,冷却水の温度が所定値にまで上昇すると,前記バイパス循環経路を通しての循環から当該バイパス循環経路及び前記メイン循環経路の両方を通しての循環に切り換えるという構成にしている。 That is, a thermostat valve is provided on the suction side of the cooling water pump connected to the cooling water inlet to the cooling water jacket in the cylinder block of the internal combustion engine, and the thermostat valve is connected to the radiator from the cooling water jacket in the cylinder head of the internal combustion engine. A main circulation path that passes through the heat exchanger for cooling the internal combustion engine, such as a heater, and at least a volume part such as a heater for the passenger compartment from the cooling water jacket in the cylinder head without passing through the heat exchanger for cooling the internal combustion engine such as the radiator. By connecting both to the bypass circulation path, the cooling water is stopped from circulating through the main circulation path in the initial stage of the internal combustion engine when the temperature of the cooling water is lower than a predetermined value. Circulating through the circulation path, but the temperature of the cooling water rises to the specified value , And a configuration that switching from the circulation through the bypass circulation path circulating through both the bypass circulation path and the main circulation path.
そして,前記サーモスタット弁は,従来から良く知られているように,弁ケース内に,感温部及び弁体を備え,前記感温部は,前記弁ケース内に前記バイパス循環経路から流入する冷却水の温度に感応し,その温度が低いときには,前記弁体にて前記メイン循環経路を閉塞しているが,前記温度が上昇すると熱膨張することにより,前記メイン循環経路を開くという構成である。
しかし,前記二つの冷却水循環経路のうちバイパス循環経路は,前記メイン循環経路に比べて細くて,その途中の部分に空気が溜まり易いことに加えて,その途中に設けられる車室内用ヒータ等の容積部にも,特に,空気が溜まり易く,これらの空気溜まりが発生すると,前記バイパス循環経路から流入する冷却水の水量が大幅に減少する状況を招来する場合がある。 However, of the two cooling water circulation paths, the bypass circulation path is narrower than the main circulation path, and in addition to the fact that air tends to accumulate in the middle part of the cooling water circulation path, Particularly in the volume portion, air easily collects, and when these air reservoirs are generated, there is a case where the amount of cooling water flowing from the bypass circulation path is significantly reduced.
特に,冷却水の交換に際し,冷却水の全てを一旦排出し再度注入する場合,バイパス循環経路の途中における車室内用ヒータ等の容積部に多くの空気が溜まり,換言すると,前記車室内用ヒータ等の容積部内の冷却水は殆ど空になっているから,内燃機関から前記バイパス循環経路に冷却水を送出しても,前記車室内用ヒータ等の容積部から戻って来る冷却水の量が大幅に減少する状況が多く発生するのであった。 In particular, when all the cooling water is once discharged and reinjected when the cooling water is replaced, a large amount of air accumulates in the volume portion of the vehicle interior heater or the like in the middle of the bypass circulation path, in other words, the vehicle interior heater. Since the cooling water in the volume part such as the inside is almost empty, even if the cooling water is sent from the internal combustion engine to the bypass circulation path, the amount of the cooling water returning from the volume part such as the heater for the passenger compartment is not enough. There were many situations where there was a significant decrease.
これに対し,従来のサーモスタット弁においては,その弁ケース内に前記バイパス循環経路から流入した冷水は,直ちに,この弁ケース内より流出するという構成であることにより,前記バイパス循環経路から流入する冷水が少なくった状況では,内燃機関の冷却水ジャケットにおける冷却水は,所定の温度にまで上昇しているにもかかわらず,前記感温部による前記メイン循環経路の開き作動は直ちに行われずに,前記メイン循環経路の開き作動が相当に遅れることになるから,その間において,内燃機関における冷却水の温度が所定値よりも異常に高くなるという問題があった。 On the other hand, in the conventional thermostat valve, the cold water flowing from the bypass circulation path into the valve case immediately flows out from the valve case, so that the cold water flowing from the bypass circulation path is However, in the situation where the cooling water in the cooling water jacket of the internal combustion engine has risen to a predetermined temperature, the opening of the main circulation path by the temperature sensing portion is not immediately performed, Since the opening operation of the main circulation path is considerably delayed, the temperature of the cooling water in the internal combustion engine becomes abnormally higher than a predetermined value during that time.
本発明は,この問題を解消した冷却水の循環装置を提供することを技術的課題とするものである。 It is a technical object of the present invention to provide a cooling water circulation device that solves this problem.
この技術的課題を達成するため本発明の請求項1は,
「内燃機関における冷却水ジャケットへの冷却水ポンプの吸い込み側に,サーモスタット弁を設けて,このサーモスタット弁に,前記冷却水ジャケットから内燃機関冷却用熱交換器を経て至るメイン循環経路と,前記冷却水ジャケットから前記内燃機関冷却用熱交換器を経ることなく少なくとも容積部を経て至るバイパス循環経路との両方を接続し,冷却水を,その温度が低いとき,前記バイパス循環経路を通して循環し,その温度が上昇したとき前記バイパス循環経路及び前記メイン循環経路の両方を通して循環するように構成にして成る冷却水の循環装置であって,
前記サーモスタット弁における感温部は,前記サーモスタット弁における弁ケース内のうち前記バイパス循環経路からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられている。」
ことを特徴としている。
In order to achieve this technical problem, claim 1 of the present invention provides:
“A thermostat valve is provided on the suction side of the cooling water pump to the cooling water jacket in the internal combustion engine. The main circulation path extending from the cooling water jacket through the heat exchanger for cooling the internal combustion engine to the thermostat valve, and the cooling Connect both the water jacket and the bypass circulation path that goes through at least the volume without passing through the heat exchanger for cooling the internal combustion engine, and circulate the cooling water through the bypass circulation path when the temperature is low. A cooling water circulation device configured to circulate through both the bypass circulation path and the main circulation path when the temperature rises;
The temperature sensing part in the thermostat valve is provided in a reservoir part configured to temporarily accumulate cooling water from the bypass circulation path in the valve case of the thermostat valve. "
It is characterized by that.
本発明の請求項2は,
「前記請求項1の記載において,前記容積部は,車室内用ヒータである。」
ことを特徴としている。
Claim 2 of the present invention includes:
“In the first aspect of the present invention, the volume portion is a vehicle interior heater.”
It is characterized by that.
本発明の請求項3は,
「前記請求項1又は2の記載において,前記溜まり部は,前記弁ケースの内底面に堰板を設けることで構成されている。」
ことを特徴としている。
Claim 3 of the present invention provides:
“In the first or second aspect of the invention, the pool portion is configured by providing a weir plate on the inner bottom surface of the valve case.”
It is characterized by that.
本発明の請求項4は,
「前記請求項1又は2の記載において,前記溜まり部は,前記冷却水ポンプへの出口を前記感温部より高い部位に設けることで構成されている。」
ことを特徴としている。
“In the first or second aspect of the invention, the pool portion is configured by providing an outlet to the cooling water pump at a position higher than the temperature sensing portion.”
It is characterized by that.
前記請求項1に記載した構成によると,サーモスタット弁における弁ケース内に,バイパス循環経路から流入した冷却水は,この弁ケース内から直ちに流出することなく,当該弁ケース内のうち溜まり部に溜まり,この溜まり部に溜まった冷却水に感温部が浸った状態になるから,前記バイパス循環経路からの冷却水が少なくなったとしても,前記感温部は,冷却水の温度変化に敏感に対応することになる。 According to the configuration of the first aspect, the cooling water flowing from the bypass circulation path into the valve case of the thermostat valve does not immediately flow out of the valve case, but accumulates in the reservoir portion of the valve case. Since the temperature sensing part is immersed in the cooling water accumulated in the reservoir, even if the cooling water from the bypass circulation path is reduced, the temperature sensing part is sensitive to the temperature change of the cooling water. Will respond.
これにより,前記メイン循環経路を,前記冷却水の温度上昇に応じて遅れなく直ちに開き作動することができるから,内燃機関における冷却水の温度が,前記メイン循環経路が開き作動するまでの間において異常に高くなることを確実に防止できる。 As a result, the main circulation path can be opened and operated immediately without delay according to the temperature rise of the cooling water, so that the temperature of the cooling water in the internal combustion engine is in the interval until the main circulation path is opened and operated. It can be reliably prevented from becoming abnormally high.
特に,請求項3又は4に記載した構成によると,前記サーモスタット弁における弁ケース内に冷却水の溜まり部を形成することが,きわめて簡単な構成によって確実に実現できるほか,前記サーモスタット弁を,前記冷却水ポンプよりも高い部位に設けた場合に確実に対応できる利点がある。
In particular, according to the configuration described in
以下,本発明の実施の形態を図面について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1において,符号1は,従来から周知のように,シリンダブロックにシリンダヘッドを締結して成る内燃機関を,符号2は,前記内燃機関の冷却水に対する空冷式のラジエータを,符号3は,容積部の一つの例である車室内用ヒータを各々示す。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine in which a cylinder head is fastened to a cylinder block as conventionally known, reference numeral 2 denotes an air-cooled radiator for cooling water of the internal combustion engine, and reference numeral 3 denotes Each of the heaters for the vehicle interior, which is an example of the volume portion, is shown.
前記内燃機関1のシリンダブロックにおける冷却水ジャケットに前記内燃機関1にて駆動される冷却水ポンプ4にて送り込まれた冷却水は,前記シリンダブロックにおける冷却水ジャケットから前記シリンダヘッドにおける冷却水ジャケットに流入する。
The cooling water sent to the cooling water jacket in the cylinder block of the internal combustion engine 1 by the
そして,前記シリンダヘッドにおける冷却水出口5と,前記冷却水ポンプ4の吸い込み側との間は,前記ラジエータ2を途中に備えたメイン循環経路6と,前記車室内用ヒータ3を途中に備えたバイパス循環経路7との両方を介して接続されている。
And between the cooling water outlet 5 in the cylinder head and the suction side of the
前記冷却水ポンプ4の吸い込み側には,前記メイン循環経路6及び前記バイパス循環経路7の両方への接続口9,10を有するサーモスタット弁8が設けられている。
On the suction side of the
前記サーモスタット弁8は,図2に示すように,前記接続口9,10を備えた弁ケース11に,感温部12,弁体13及びばね14を内蔵する構成である。
As shown in FIG. 2, the thermostat valve 8 has a structure in which a
前記冷却水の温度が低い状態では,前記接続口9,10のうち前記メイン循環経路6に対する接続口9の弁ケース11内への連通を前記弁体13にて閉塞しているが,冷却水の温度が上昇すると,前記弁体13が前記感温部12の熱膨張にて前記ばね14に抗して開き作動して,前記メイン循環経路6に対する接続口9を前記弁ケース11内に連通するという構成である。
In the state where the temperature of the cooling water is low, the connection of the
なお,前記シリンダヘッドにおける冷却水出口5と,前記サーモスタット弁8におけるバイパス循環経路7に対する接続口10との間は,前記バイパス循環経路7を介して接続されていることに加えて,第2のバイパス循環経路15を介して接続されており,この第2のバイパス循環経路15の途中に,その他の容積部であるところのEGR制御弁における冷却水ジャケット16,スロットル弁における冷却水ジャケット17及びEGRクーラ18等のうち少なくとも一つ以上が設けられている。
In addition to the fact that the coolant outlet 5 in the cylinder head and the
そして,第1の実施の形態においては,前記サーモスタット弁8の弁ケース11における内底面11aのうち前記冷却水ポンプ4への出口19と前記感温部12との間の部位には,上向きに突出する堰板20を設けることにより,前記弁ケース11の内部のうち前記感温部12の部分11bに,前記バイパス循環経路7及び第2のバイパス循環経路15に対する接続口10から流入する冷却水を一時的に溜めて,この溜めた冷却水に前記感温部12の一部又は全部を浸漬するという構成である。
In the first embodiment, the portion of the
つまり,前記サーモスタット弁8における感温部12は,前記サーモスタット弁8における弁ケース11内のうち前記接続口10からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられるという構成になっている。
That is, the temperature sensing
この構成において,前記サーモスタット弁8における弁ケース11内に,前記バイパス循環経路7及び前記第2のバイパス循環経路15の両方に対する接続口10から流入する冷却水は,堰板20の存在により,当該弁ケース11内のうち感温部12の部分11bに一時的に溜まったのち,前記冷却水ポンプ4に吸い込まれることになり,前記感温部12における一部又は全部を,常に,冷却水に浸漬する状態に維持できる。
In this configuration, the cooling water flowing into the
これにより,前記サーモスタット弁8における感温部12は,前記バイパス循環経路7及び前記第2のバイパス循環経路15の両方に対する接続口10から流入する冷却水の温度に迅速に確実に感応するから,前記接続口10から流入する冷却水が少なくなった場合に,前記弁体13による前記メイン循環経路6の接続口9の開き作動に遅れができることを確実に低減できる。
Thereby, the temperature sensing
図3は,第2の実施の形態によるサーモスタット弁8′を示す。 FIG. 3 shows a thermostat valve 8 'according to the second embodiment.
このサーモスタット弁8′は,前記図2に示す場合と同様に,前記接続口9′,10′を備えた弁ケース11′に,感温部12′,弁体13′及びばね14′を内蔵し,前記冷却水の温度が低い状態では,前記接続口9′,10′のうち前記メイン循環経路6に対する接続口9′の弁ケース11′内への連通を前記弁体13′にて閉塞しているが,冷却水の温度が上昇すると,前記弁体13′が前記感温部12′の熱膨張にて前記ばね14′に抗して開き作動して,前記メイン循環経路6に対する接続口9′を前記弁ケース11′内に連通するという構成である。
As in the case shown in FIG. 2, the thermostat valve 8 'includes a temperature sensing portion 12', a valve body 13 'and a spring 14' in a valve case 11 'having the connection ports 9' and 10 '. When the temperature of the cooling water is low, the connection of the connection port 9 'to the
これに加えて,このサーモスタット弁8′は,その弁ケース11′から前記冷却水ポンプ4への出口19′を,前記弁ケース11′の内底面11a′よりも高い部位に位置することにより,前記弁ケース11′の内部のうち前記感温部12′の部分11b′に,前記バイパス循環経路7及び第2のバイパス循環経路15に対する接続口10′から流入する冷却水を一時的に溜めて,この溜めた冷却水に前記感温部12′の一部又は全部が浸漬するという構成である。
In addition to this, the thermostat valve 8 'has an outlet 19' from the valve case 11 'to the cooling
つまり,前記サーモスタット弁8′における感温部12′は,前記サーモスタット弁8′における弁ケース11′内のうち前記接続口10′からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられるという構成になっている。 That is, the temperature sensing part 12 'in the thermostat valve 8' is a reservoir part configured to temporarily accumulate cooling water from the connection port 10 'in the valve case 11' in the thermostat valve 8 '. It is configured to be provided.
この構成においても,前記サーモスタット弁8′における弁ケース11′内に,前記バイパス循環経路7及び前記第2のバイパス循環経路15の両方に対する接続口10′から流入する冷却水は,当該弁ケース11′内のうち感温部12′の部分11b′に一時的に溜まったのち,前記冷却水ポンプ4に吸い込まれることになって,前記感温部12′における一部又は全部を,常に,冷却水に浸漬する状態に維持できるから,前記弁体13′による前記メイン循環経路6の接続口9′の開き作動に遅れができることを確実に低減できる。
Also in this configuration, the cooling water flowing from the
1 内燃機関
2 ラジエータ(内燃機関冷却用熱交換器)
3 車室内用ヒータ
4 冷却水ポンプ
6 メイン循環経路
7 バイパス循環経路
8,8′ サーモスタット弁 9,9′ メイン循環経路の接続口
10,10′ バイパス循環経路の接続口
11,11′ 弁ケース
12,12′ 感温部
13,13′ 弁体
19,19′ 冷却水の出口
20 堰板
1 Internal combustion engine 2 Radiator (Heat exchanger for cooling internal combustion engine)
3 Heater for
Claims (4)
前記サーモスタット弁における感温部は,前記サーモスタット弁における弁ケース内のうち前記バイパス循環経路からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられていることを特徴とする内燃機関における冷却水の循環装置。 A thermostat valve is provided on the suction side of the cooling water pump to the cooling water jacket in the internal combustion engine. A main circulation path extending from the cooling water jacket through the heat exchanger for cooling the internal combustion engine to the thermostat valve, and the cooling water Connect both the bypass circulation path from the jacket through the internal combustion engine cooling heat exchanger and at least through the volume, and circulate the cooling water through the bypass circulation path when the temperature is low. A cooling water circulator configured to circulate through both the bypass circulation path and the main circulation path when rising
The internal combustion engine characterized in that the temperature sensing part in the thermostat valve is provided in a reservoir part configured to temporarily accumulate cooling water from the bypass circulation path in a valve case of the thermostat valve. Circulating device for cooling water in
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