JP2009275511A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型車両においてもインレットサーモスタット方式を採用可能にするエンジンの冷却装置を提供する。
【解決手段】エンジン２からラジエータ３へ冷却水が流れる第１の通路４Ａと、第１のサーモスタット５Ａが設けられ、ラジエータ３からエンジンへ２冷却水ｗが流れる第２の通路４Ｂと、第２のサーモスタット５Ｂが設けられ、第１の通路４Ａと第１のサーモスタット５Ａを連通すると共に、ラジエータ３への冷却水ｗの流れをバイパスする第１のバイパス通路ｂＡと、第３のサーモスタット５Ｃが設けられ、第２の通路４Ｂの一端部と他端部とを連通すると共に、第１のサーモスタット５Ａをバイパスする第２のバイパス通路ｂＢと、第２のサーモスタット５Ｂと第３のサーモスタット５Ｃを連通すると共に、第１のサーモスタット５Ａをバイパスする第３のバイパス通路ｂＣとを有し、第１〜第３のサーモスタット５Ａ〜５Ｃの設定温度がＴｃ＜Ｔａ＜Ｔｂである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のエンジンとラジエータ間で冷却水を循環させてエンジンを冷却するエンジンの冷却装置に関する。

エンジンの冷却装置には、エンジンとラジエータ（ラジエタ）間で循環させる冷却水が流れる通路が備えられ、その通路に所定の温度以上になると開弁し始め、その温度未満の温度では閉弁するサーモスタットが設けられる。

このようなエンジン冷却系のサーモスタット方式（サーモスタットシステム）には、冷却水エンジン出口温度を一定に制御するアウトレットサーモスタット方式と、エンジン入口温度を一定に制御するインレットサーモスタット方式とがある。

ガソリン乗用車においては、ここ１０年間で、ほぼ１００％アウトレットサーモスタット方式からインレットサーモスタット方式に切り替わっているが、ディーゼルエンジン、特に商業車用ディーゼルエンジンにおいては、ほとんどアウトレットサーモスタット方式が依然として主流の状況にある。

インレットサーモスタット方式は、冷却水温の上昇が早くエンジン暖機性に優れ、水温のハンチングが少ないという利点のために、燃費性能を重視している（燃費規制が施行されている）乗用車に普及した。

例えば、従来のエンジン出口側制御方式（アウトレットサーモ方式）としては図６（ａ）に示すエンジンの冷却装置６１ａがあり、従来のエンジン入口側制御方式（インレットサーモ方式）としては図６（ｂ）に示す従来のエンジンの冷却装置６１ｂがある。

図６（ａ）のエンジンの冷却装置６１ａは、エンジン６２とラジエータ６３間を、冷却水が流れるアッパホース６４とロアーホース（ボトムホース）６５とでそれぞれ接続し、これらアッパホース６４とロアーホース６５間をさらにバイパスホース６６で接続し、そのバイパスホース６６とアッパホース６４の接続部にサーモスタット６７を設けている。ロアーホース６５の下流端（エンジン６２の冷却水入口部）には、ラジエータ６３からの冷却水をエンジン６２内に圧送するウォータポンプ６８が設けられる。

このエンジンの冷却装置６１ａでは、
長所：エンジン出口水温が負荷に係わらず一定
短所：暖機時間が長い、水温ハンチングがある
という特徴がある。

また、図６（ｂ）のエンジンの冷却装置６１ｂでは、図６（ａ）で説明したエンジンの冷却装置６１ａとは異なり、バイパスホース６６とロアーホース６５の接続部にサーモスタット６７を設けているため、
長所：暖機時間が短い、水温ハンチングがない
短所：高負荷時エンジン出口水温が上昇する
という特徴がある。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

特開平５−３３６４８号公報 特開平６−３３７６２号公報

インレットサーモスタット方式は、冷却水エンジン入口温度を一定に制御するため、冷却水がエンジンに入ってから出るまでの冷却水損失に相当する冷却水の温度上昇幅を、設計的に設定し、エンジン内部のオーバーヒートや、シリンダヘッドの熱負荷による耐久信頼性に問題が起きないように、入口側サーモスタットの開弁温度を設定している。

乗用車においては、一般走行時のエンジン負荷（ロードファクタ）が小さいために、冷却水の温度上昇幅は設計的に設定した範囲内に収まっており、ヒータ性能などに問題は発生しない。

しかしながら、商業車においては、フル積載、登坂走行条件では、ほぼアクセル全開の高負荷条件で走行するため、エンジン出口水温は上昇傾向にあり、空積載平坦路走行ではアクセル低弁開条件で走行するため、インレットサーモスタット方式の場合、アクセル全開条件でエンジン出口水温が設計的に設定した温度になることから、サーモスタットの開弁温度を低めに設定する必要がある。

逆に、一般走行時は、サーモスタットの開弁温度が低めの設定では、冷却水温度が上昇せず、ヒータ性能悪化、極端な場合は、燃費性能悪化にもつながる不具合となる可能性がある。

この乗用車と商業車の使われ方の相違が、長所の多いインレットサーモスタット方式を商業車に普及させられない大きな要因となっている。

そこで、本発明の目的は、商業車などの大型車両においても、インレットサーモスタット方式を採用可能にするエンジンの冷却装置を提供することにある。

前記目的を達成するために創案された本発明は、エンジンからラジエータへ冷却水が流れる第１の通路と、第１のサーモスタットが設けられ、前記ラジエータから前記エンジンへ冷却水が流れる第２の通路と、第２のサーモスタットが設けられ、前記第１の通路と前記第１のサーモスタットを連通すると共に、前記ラジエータへの冷却水の流れをバイパスする第１のバイパス通路と、第３のサーモスタットが設けられ、前記第２の通路の一端部と他端部とを連通すると共に、前記第１のサーモスタットをバイパスする第２のバイパス通路と、前記第２のサーモスタットと前記第３のサーモスタットを連通すると共に、前記第１のサーモスタットをバイパスする第３のバイパス通路とを有し、前記第１のサーモスタットの設定温度に対し前記第２のサーモスタットの設定温度が高い一方、前記第１のサーモスタットの設定温度に対し前記第３のサーモスタットの設定温度が低いエンジンの冷却装置である。

また、前記第２の通路の下流端に、前記ラジエータからの冷却水を前記エンジンに圧送するウォータポンプを設け、そのウォータポンプと前記第１〜第３のサーモスタットとにより、エンジン出口温度が設計値以内にある場合、前記エンジン、前記第１の通路、前記ラジエータ、前記第２の通路を経由して冷却水を循環させると共に、前記第１のバイパス通路に冷却水を流し、エンジン出口温度が設計値より高くなった場合、さらに前記第２のバイパス通路と前記第３のバイパス通路とに冷却水を流すとよい。

前記第１〜第３のサーモスタットは、ボトムバイパス型のサーモスタットであるとよい。

本発明によれば、商業車などの大型車両においても、インレットサーモスタット方式を採用することが可能になる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態を示すエンジンの冷却装置の概略図である。

図１に示すように、本実施形態に係るエンジンの冷却装置１は、トラックをはじめとする商業車、鉄道車両などの大型車両のエンジン２と、そのエンジン２に流入させる冷却水ｗをはじめとするクーラントの水温を所定の温度に保つためのラジエータ３との間に設けられる。このエンジンの冷却装置１の基本的な構成は、図６（ｂ）の従来のエンジン冷却装置６１ｂと同じである。

すなわち、エンジンの冷却装置１は、エンジン２とラジエータ３の上部との間を接続してエンジン２からラジエータ３へ冷却水ｗが流れる第１の通路（流路）４Ａと、エンジン２とラジエータ３の下部との間を接続し、ラジエータ３からエンジン２へ冷却水ｗが流れる第２の通路４Ｂと、これら第１の通路４Ａと第２の通路４Ｂ間を接続し、ラジエータ３に流入する冷却水ｗの一部を第２の通路４Ｂに流してラジエータ３への冷却水ｗの流れをバイパスする第１のバイパス通路ｂＡ（バイパスＡ）とを有する。

第１のバイパス通路ｂＡと第２の通路４Ｂの接続部には、所定の温度（設定温度、あるいは開弁温度）Ｔａ以上になると開弁し始め、その温度Ｔａ未満の温度では閉弁する第１のサーモスタット５Ａ（ThermoＡ）が設けられる。第２の通路４Ｂの下流端には、ラジエータ３からの冷却水ｗをエンジン２内に圧送するウォータポンプ（冷却水ポンプ）６が設けられる。

さて、さらにエンジンの冷却装置１は、第２の通路４Ｂの一端部（ラジエータ側の端部）と他端部（エンジン側の端部）とを連通すると共に、ラジエータ３側から第１のサーモスタット５Ａに流入する冷却水ｗの一部が流れて第１のサーモスタット５Ａをバイパスする第２のバイパス通路ｂＢ（バイパスＢ）と、第１のバイパスｂＡと第２のバイパス通路ｂＢ間を接続し、第１のバイパス通路ｂＡ側から第１のサーモスタット５Ａに流入する冷却水ｗの一部が流れて第１のサーモスタット５Ａをバイパスする第３のバイパス通路ｂＣ（バイパスＣ）とを有する。

第１のバイパス通路ｂＡと第３のバイパス通路ｂＣの接続部には、所定の温度Ｔｂ以上になると開弁し始め、その温度Ｔｂ未満の温度では閉弁する第２のサーモスタット５Ｂ（ThermoＢ）が設けられる。第２のバイパス通路ｂＢと第３のバイパス通路ｂＣの接続部には、所定の温度Ｔｃ以上になると開弁し始め、その温度Ｔｃ未満の温度では閉弁する第３のサーモスタット５Ｃ（ThermoＣ）が設けられる。

本実施形態では、第１の通路４Ａとしてエンジン２で熱せられた冷却水ｗが流れるアッパホースを用い、第２の通路４Ｂとしてラジエータ３で冷やされた冷却水ｗが流れるロアーホースを用い、各バイパス通路としてバイパスホースを用いた。

各第１〜第３のサーモスタット５Ａ〜５Ｃには、ボトムバイパス型のサーモスタットを用いる。ボトムバイパス型のサーモスタットは、弁ハウジング７内に収容される。この弁ハウジング７には、前述したいずれかの通路の入口端あるいは出口端が接続される３つのポートが形成される。３つのポートは、アップポートｕｐと、アップポートｕｐに対向して形成されるボトムポートｂｐと、そのボトムポートｂｐの側方に形成されるサイドポートｓｐとからなる。

サーモスタットには、中心にニードルが設けられ、その上下にアップポートｕｐを開閉するアップ弁とボトムポートｂｐを開閉するボトム弁が設けられ、これら弁の間にサーモスタット感温部（ワックスペレット）を収容したケースが設けられ、そのケースの周りにボトム弁を閉弁方向に付勢するコイルバネが設けられる。

ボトムバイパス型のサーモスタットでは、所定の温度未満では、サイドポートｓｐとボトムポートｂｐが常時開き、アップポートｕｐが閉じており、サイドポートｓｐからボトムポートｂｐへ冷却水ｗが流れる（状態Ｘ）。また、ボトムバイパス型のサーモスタットでは、所定の温度になると、その温度が融点であるワックスペレットが溶けて熱膨張し、ニードルを押し下げることで、アップ弁が開弁し始めると共に、ボトム弁が閉弁し始め、サイドポートｓｐからボトムポートｂｐへ冷却水ｗを流すと共に、サイドポートｓｐからボトムポートｂｐへ冷却水ｗを流す（状態Ｙ）。さらに、ボトムバイパス型のサーモスタットでは、全開温度になると、アップ弁が全開すると共に、ボトム弁が全閉し、サイドポートｓｐからアップポートｕｐへ冷却水ｗが流れる（状態Ｚ）。

以下の説明では、状態Ｘをサーモスタットの全閉状態（Close）、状態Ｙをサーモスタットの開弁状態（Open）、状態Ｚをサーモスタットの全開状態とする。このボトムバイパス型のサーモスタットのサーモ特性は、図３にその一例を示すように一般的なものである。

図１に戻り、より詳細に言えば、第１のサーモスタット５Ａは、アップポートｕｐに第２の通路４Ｂの上流側の出口端が接続され、ボトムポートｂｐに第２の通路４Ｂの下流側の入口端が接続され、サイドポートｓｐに第１のバイパス通路ｂＡの下流側の出口端が接続される。

第２のサーモスタット５Ｂは、サイドポートｓｐに第１のバイパス通路ｂＡの上流側の出口端が接続され、ボトムポートｂｐに第１のバイパス通路ｂＡの下流側の入口端が接続され、アップポートｕｐに第３のバイパス通路ｂＣの入口端が接続される。

第３のサーモスタット５Ｃは、アップポートｕｐに第２のバイパス通路ｂＢの上流側の出口端が接続され、ボトムポートｂｐに第２のバイパス通路ｂＢの下流側の入口端が接続され、サイドポートｓｐに第３のバイパス通路ｂＣの出口端が接続される。

従って、エンジンの冷却装置１では、第２のサーモスタット５Ｂと第１のバイパス通路ｂＡにより、第１の通路４Ａと第１のサーモスタット５Ａが連通し、第３のサーモスタット５Ｂと第２のバイパス通路ｂＢにより、第２の通路４Ｂの一端部と他端部が連通し、第３のバイパス通路ｂＣにより、第２のサーモスタット５Ｂと第３のサーモスタット５Ｃが連通するようにできる。

また、第１のサーモスタット５Ａと第２のサーモスタット５Ｂとしては、冷却水ｗの流入時に混入するエアーを抜くためのジグル弁、あるいはリーク穴を有する一般的なボトムバイパス型のサーモスタットを用いる。第２のサーモスタット５Ｂとしては、開弁温度がＴｂに達するまでは完全な閉弁状態を維持するために、一般的なボトムバイパス型のサーモスタットからジグル弁、あるいはリーク穴がないものを使用する。

エンジンの冷却装置１では、第１のサーモスタット５Ａの設定温度Ｔａに対し第２のサーモスタット５Ｂの設定温度Ｔｂが高い一方、第１のサーモスタット５Ａの設定温度Ｔａに対し第３のサーモスタット５Ｃの設定温度Ｔｃが低く、エンジン要求水温特性で変化するがエンジン２の排気量によらず、Ｔｃ＜Ｔａ＜Ｔｂである。

本実施形態では、通常後述するように、一般走行時はエンジン出口温度とエンジン入口温度の差（エンジンの熱負荷）ΔＴが約１０℃であり、高負荷条件ではエンジンの熱負荷ΔＴが約２０℃であって、高負荷条件下でエンジン２をさらに冷却する必要があるため、予めＴｃを６０℃、Ｔａを８０℃、Ｔｂを１００℃に設定した。また、ラジエータ３の冷却能力は、少なくともラジエータ３に流入した１００℃の冷却水ｗを６０℃以下にしてラジエータ３から流出するようにした。

次に、図２（ａ）および図２（ｂ）を用いて、本実施形態の作用をエンジンの冷却装置１の動作と共に説明する。ただし、図２（ａ）および図２（ｂ）では、冷却水ｗが流れる経路をよりわかりやすくするため、第２の通路４Ｂ、各バイパス通路Ａ〜Ｃを簡略化した例で示した。

各サーモスタット５Ａ〜５Ｃの設定温度は、Ｔｃ＜Ｔａ＜Ｔｂの関係が必要であり、機能説明を容易にするために、エンジンの熱負荷ΔＴ、各サーモスタット５Ａ〜５Ｃの設定温度、一定走行時のエンジン入口水温およびエンジン出口設計水温を下記の条件
一般走行時：ΔＴ＝１０℃、高負荷走行時：ΔＴ＝２０℃
各サーモスタット設定温度：Ｔａ＝８０℃、Ｔｂ＝１００℃、Ｔｃ＝６０℃
一般走行時のエンジン入口水温＝８０℃
エンジン出口設計水温＝９０℃
に仮定する。

（１）エンジン出口設計水温が設計値内にある場合（一般走行時）…（図２（ａ））
この場合、エンジンの冷却装置１の動作は、基本的には、図６（ｂ）で説明した従来のエンジンの冷却装置６１ｂの動作と同じである。

すなわち、エンジン出口温度が８０℃未満の場合、エンジン２を運転すると、その動力でウォータポンプ６が駆動される。８０℃の冷却水ｗは、ThermoＢがＴｂ＝１００℃であるため全閉で作動せず、しかもThermoＡが全閉なので、エンジン２、第１の通路４Ａ、バイパスＡを通ってThermoＡに流入する。これにより、冷却水ｗがエンジン２、第１の通路４Ａ、バイパスＡ、ThermoＡを通って再びエンジン２に流入する。

また、エンジン出口温度が８０℃からエンジン出口設計水温の９０℃までの場合、ThermoＡはＴａ＝８０℃なので９０℃の冷却水ｗにより開弁する。ThermoＡが開弁すると、ラジエータ３からの低温の冷却水ｗがThermoＡに流れ込み、バイパスＡからの９０℃の冷却水ｗと混合されることで、ThermoＡのサーモスタット感温部の温度は９０℃より低くなる。ThermoＢが全閉なのでThermoＣは全閉を維持し、ThermoＣにはThermoＢからの冷却水ｗは流入しない。

このときThermoＡは、混合された冷却水ｗの温度がThermoＡの開弁温度よりも高い場合、弁リフト量を維持して冷却水温度をさらに低下させ、ウォータポンプ６に流入する冷却水ｗの水温をThermoＡの開弁温度である８０℃にサチュレートさせる。

これにより、冷却水ｗが主にエンジン２、第１の通路４Ａ、ラジエータ３、第２の通路４Ｂ、ThermoＡを通って再びエンジン２に流入して循環すると共に、エンジン２、第１の通路４Ａ、バイパスＡ、ThermoＡを通って再びエンジン２に流入する。従って、バイパスＢ，Ｃに冷却水ｗは流れない。

（２）エンジン出口水温が設計値より高くなった場合（高負荷条件）…（図２（ｂ）） 図２（ｂ）に示すように、エンジンの冷却装置１が（１）の状態にあり、エンジン２を高負荷条件で、特に連続運転すると、エンジン２内での冷却水温度上昇ΔＴが図２（ａ）の１０℃から２０℃に増加し、エンジン出口水温が設計値の９０℃から一例として１００℃に上昇する。

このとき、バイパスＡに設置されているThermoＢが開弁して１００℃の冷却水ｗがバイパスＡからバイパスＣに流れ、ThermoＣに１００℃の冷却水ｗが供給される。さらにThermoＣはＴｃ＝６０℃なので１００℃の冷却水ｗにより開弁する。ThermoＣが開弁すると、ラジエータ３からの低温の冷却水ｗがThermoＣに流れ込む。

ThermoＣはＴｃ＝６０℃に設定されているため、ThermoＣの出口温度は６０℃に制御される。また、エンジン入口温度（ウォータポンプ入口温度）は、ThermoＡも開弁状態であるため、ThermoＡからの８０℃の冷却水ｗとThermoＣからの６０℃の冷却水ｗが第２の通路４ＢとバイパスＣの接続部で合流して混合され、７０℃に低下する。

これにより、エンジンの冷却装置１でΔＴ＝２０℃が吸収され、エンジン出口温度は設計値の９０℃を上回ることはない。

このように、エンジンの冷却装置１では、一般走行時のエンジン入口水温は８０℃（熱負荷ΔＴ＝１０℃）に、高負荷条件では７０℃（熱負荷ΔＴ＝２０℃）に制御され、エンジン出口水温は、一般走行時も高負荷条件でも設計値の９０℃を上回る状態が発生したとしても持続しない。

エンジンの冷却装置１は、図６（ｂ）で説明したエンジンの冷却装置６１ｂの構成に加え、第１のバイパス通路ｂＡに第２のサーモスタット５Ｂを接続して第３のバイパス通路ｂＣを形成し、第２の通路４Ｂに第１のサーモスタット５Ａをバイパスする第２のバイパス通路ｂＢを形成すると共に、その第２のバイパス通路ｂＢに第３のサーモスタットを接続している。

さらにエンジンの冷却装置１では、各サーモスタット５Ａ〜５Ｃの設定温度をＴｃ＜Ｔａ＜Ｔｂにしているため、車両の一般走行時には図２（ａ）の大きい矢印で示した経路（第１のサーモスタット５Ａと第１のバイパス通路ｂＡを通る経路）で動作させ、車両のフル積載、登坂走行などの高負荷条件では図２（ｂ）の大きい矢印で示した経路（すべてのサーモスタットを通る経路）で動作させる。

つまりエンジンの冷却装置１は、車両の一般走行時に機能する経路と、前述した高負荷条件でウォータポンプ入口水温を第１のサーモスタット５Ａの設定温度Ｔａよりもさらに低い温度に制御するための経路とを有し、エンジン２の熱負荷条件によって、ウォータポンプ入口水温を２段階に設定でき、いわばエンジン冷却水温度２段階設定式サーモスタット装置（インレットサーモスタット装置）である。

エンジンの冷却装置１では、大型車両の通常走行時に冷却水ｗの設計設定温度を維持しておいて、エンジン高負荷時に冷却水温度が上昇した場合に、第２のサーモスタット５Ｂを開弁してこれを第３のサーモスタット５Ｃのスイッチとして利用することで、冷却水ｗの温度をさらに低下させるように、前述した２つの経路を適宜切り替えている。

このため、エンジンの冷却装置１によれば、商業車などの大型車両においても、エンジン冷却系のサーモスタット方式としてインレットサーモスタット方式を採用することが可能になり、エンジン暖機性能を向上でき、実用燃費の向上も図れる。

ここで、エンジン入口方式でエンジン暖機時間の短い理由を簡単に説明する。

エンジン出口方式では、冷却水注入時に混入するエアーを抜くために、サーモスタットにジグル弁またはリーク穴が設けてあり、エンジン始動と共にサーモスタットが開いていなくても、エアーをこのジグル弁またはリーク穴の通路からラジエータにエアーを逃がす構成になっている。エンジン冷却水は、エンジン始動と共に水温が上昇してゆき、圧力が上昇していくが、エンジン出口方式では、このジグル弁から冷却水がラジエータ側に流出してしまい、その分だけ冷たい冷却水がエンジンに流入してしまう。

これに対し、エンジン入口方式では、同じくウォータポンプ前にジグル弁付サーモスタットが装着されており、ウォータポンプの吸い込み負圧のために、ジグル弁が閉じ方向に働き、ジグル弁から冷たい冷却水が流入することはない。これにより、エンジン入口方式ではエンジン暖機時間が短い。

また、エンジンの冷却装置１では、大型車両においてもインレットサーモスタット方式を採用可能であるため、走行時のエンジン冷却水の水温ハンチングを防止でき、エンジン制御（燃料噴射量、ＥＧＲ（排気ガス再循環）制御など）の変動も防止でき、この点からも実用燃費の向上が図れる。

ここで、エンジン入口方式で水温ハンチングのない理由を簡単に説明する。

エンジン暖機が終了してサーモスタットが開いた場合、エンジン出口方式では、ラジエータからの冷たい冷却水がそのままエンジンに流入し、エンジン内部を一巡してサーモスタットのところに到達する。このときサーモスタットが、初めて閉弁を開始するため、応答遅れにより、水温の低下が発生し、この繰り返しが数サイクル続く。

一方、エンジン入口方式では、ラジエータからの冷たい水が入口サーモスタットに到達しても、バイパス通路からの温かい水と合流し、サーモスタット設定温度の冷却水がエンジンに流入するために、水温ハンチングは発生しない。

さらに、エンジンの冷却装置１では、既存のサーモスタットとホースのみを用いて、冷却水ｗが流れる経路をメカニカル的に制御しており、システムを簡素化できるという利点もある。

エンジンの冷却装置１を作動させるには、第３のサーモスタット５Ｃに流入させる冷却水ｗの水温を、第３のサーモスタット５Ｃの開弁温度（前述した例では６０℃）以下にする必要がある。

また、第３のサーモスタット５Ｃに流入する冷却水温が、第３のサーモスタット５Ｃの開弁温度に近くなるクーリングシステム（冷却能力に余裕がない）ほど、冷却水ｗが流れる各通路径（ホースの外径）比率を変える必要が生じる。エンジンクーリングシステムは、エンジン発熱とラジエータ放熱のバランスで成立するものなので、その能力の余裕度により実際の設定仕様は変化する。

さらに、ホースの外径については、エンジンクーリングシステムが成立している（オーバーヒートのしない冷却システム）であることが前提だが、冷却水ｗが流れる通路径に特に条件の制約はない。一般的にラジエータのアッパホース径ならびにボトムホース径は、最大でもバイパスホース径の２．５倍程度なので、そのようなホース外径比率の範囲内であれば成立する。

以上の点を考慮し、エンジンの冷却装置１のより詳細な一例を実施例として説明する。

（１）前提条件
ラジエータシステムの最大冷却能力：ラジエータシステム（ラジエータ＋クーリングファンまたは電動ファン）の最大冷却能力は、図６（ｂ）で説明した従来のシステムにおいて、エンジン冷却限界性能を満足し、オーバーヒート（エンジン入口水温９５℃以上）はしないことが前提である。従ってエンジンの冷却装置１は、図６（ｂ）の従来のシステムにウォータポンプ入口温度を２段階に設定できる装置を付加したものであるから、エンジンの冷却装置１においても、エンジン冷却限界性能は確保される。

（２）サーモスタット設定温度と冷却水流路面積の設定
ウォータポンプ入口温度の２段階設定を成立させるためには、i）サーモスタット開弁温度の設定順位、ii）各冷却水流路の面積が重要になる。i）については前述したので、ii）について説明する。

図４と表１に、エンジン２の排気量が３〜１０Ｌクラスの大型車両において、各通路の流路面積例を各通路に用いるホースの外径φ相当で示した。排気量の異なるエンジン２に、エンジンの冷却装置１を適合させるため、エンジン２の排気量とホースのφ相当流路面積との規定値を、図４に示した排気量３Ｌと１０Ｌのφ相当のＸ，Ｙを直線で結び、面積相当で±３０％となるように規定した。

図５には、エンジンの排気量が３Ｌクラスの大型車両に、i）、ii）を考慮したエンジンの冷却装置５１を示した。このエンジンの冷却装置５１により、前述した作用効果が得られることが確認できた。

本発明の好適な実施形態を示すエンジンの冷却装置の概略図である。 図２（ａ）は、図１に示したエンジンの冷却装置において、エンジン出口温度が設計値内にある場合の動作を説明する概略図、図２（ｂ）は、エンジン出口温度が設計値より高くなった場合の動作を説明する概略図である。 図１に示したエンジンの冷却装置で用いる各サーモスタットのサーモ特性を示す図である。 図１に示したエンジンの冷却装置の冷却水流路面積の設定に用いる各通路、バイパス通路の流路面積とエンジンの排気量との関係を示す図である。 図４に基づいて設定したエンジンの冷却装置の一例を示す概略図である。 図６（ａ）はアウトレットサーモスタット方式による従来のエンジンの冷却装置の概略図、図６（ｂ）はインレットサーモスタット方式による従来のエンジンの冷却装置の概略図である。

符号の説明

１ エンジンの冷却装置
２ エンジン
３ ラジエータ
４Ａ 第１の通路
４Ｂ 第２の通路
４Ｃ 第３の通路
５Ａ 第１のサーモスタット
５Ｂ 第２のサーモスタット
５Ｃ 第３のサーモスタット
Ｔａ 第１のサーモスタットの設定温度
Ｔｂ 第２のサーモスタットの設定温度
Ｔｃ 第３のサーモスタットの設定温度

Claims (3)

1. エンジンからラジエータへ冷却水が流れる第１の通路と、
   第１のサーモスタットが設けられ、前記ラジエータから前記エンジンへ冷却水が流れる第２の通路と、
   第２のサーモスタットが設けられ、前記第１の通路と前記第１のサーモスタットを連通すると共に、前記ラジエータへの冷却水の流れをバイパスする第１のバイパス通路と、
   第３のサーモスタットが設けられ、前記第２の通路の一端部と他端部とを連通すると共に、前記第１のサーモスタットをバイパスする第２のバイパス通路と、
   前記第２のサーモスタットと前記第３のサーモスタットを連通すると共に、前記第１のサーモスタットをバイパスする第３のバイパス通路と
   を有し、
   前記第１のサーモスタットの設定温度に対し前記第２のサーモスタットの設定温度が高い一方、前記第１のサーモスタットの設定温度に対し前記第３のサーモスタットの設定温度が低いことを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 前記第２の通路の下流端に、前記ラジエータからの冷却水を前記エンジンに圧送するウォータポンプを設け、そのウォータポンプと前記第１〜第３のサーモスタットとにより、 エンジン出口温度が設計値以内にある場合、前記エンジン、前記第１の通路、前記ラジエータ、前記第２の通路を経由して冷却水を循環させると共に、前記第１のバイパス通路に冷却水を流し、
   エンジン出口温度が設計値より高くなった場合、さらに前記第２のバイパス通路と前記第３のバイパス通路とに冷却水を流す請求項１記載のエンジンの冷却装置。
3. 前記第１〜第３のサーモスタットは、ボトムバイパス型のサーモスタットである請求項１または２記載のエンジンの冷却装置。

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