JP2011179475A - Throttle body heating device for internal combustion engine - Google Patents

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Tatsuya Tsuzuki
達哉 都築
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a throttle body heating device for an internal combustion engine capable of appropriately maintaining a state of heating a throttle body, while securing warming-up performance of the engine at a low air temperature well, by using only one valve mechanism. <P>SOLUTION: An upstream end of a throttle heating pipe H6, which leads cooling water for heating to the throttle body 5, is connected to an outlet of a thermostat 2 or a discharge opening of a water pump 3. When the temperature of air is high and a valve 21 of the thermostat 2 is opened. the cooling water collected from an engine body E and the cooling water cooled by a radiator 1 are mixed, and thereafter, the mixed cooling water is led into the throttle body 5 through the throttle heating pipe H6. With this structure, knocking is prevented without heating beyond necessity the intake air flowing in an intake passage formed inside of the throttle body 5, and high intake charging efficiency can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の冷却水を利用してスロットルボディを加熱するスロットルボディ加熱装置に係る。特に、本発明は、スロットルボディの加熱状態の適正化を図るための対策に関する。   The present invention relates to a throttle body heating device that heats a throttle body using cooling water of an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a measure for optimizing the heating state of the throttle body.

従来より、一般的な自動車用エンジン(例えばガソリンエンジン)では、吸気管の途中にスロットルボディが配設され、このスロットルボディの内部に配設されたスロットルバルブ(吸気量調整弁)の開度制御によって吸気量を調整している。   Conventionally, in a general automobile engine (for example, a gasoline engine), a throttle body is disposed in the middle of an intake pipe, and an opening degree control of a throttle valve (intake air amount adjusting valve) disposed inside the throttle body. The intake air amount is adjusted by.

ところで、冬期等のように外気温度が低い場合には、吸気中に含まれる水分がスロットルバルブの周辺で凍結(アイシング)し、このスロットルバルブが吸気管内面(スロットルボディの吸気通路内面)に凍結固着してしまう可能性がある。このような状況ではスロットルバルブが正常に作動しなくなり、エンジンの駆動に支障を来してしまう。   By the way, when the outside air temperature is low, such as in winter, moisture contained in the intake air freezes (icing) around the throttle valve, and this throttle valve freezes on the inner surface of the intake pipe (inner surface of the intake passage of the throttle body). There is a possibility of sticking. In such a situation, the throttle valve does not operate normally, which hinders driving of the engine.

上記スロットルバルブの凍結固着を防止または解消するために、例えば下記の特許文献1に開示されているように、スロットルボディ内に水流通を形成し、エンジン冷却水をこの水流通に流すことによってスロットルボディを加熱することが行われている。   In order to prevent or eliminate freezing and sticking of the throttle valve, as disclosed in, for example, Patent Document 1 below, a water flow is formed in the throttle body, and the engine cooling water is allowed to flow through this water flow. Heating the body is done.

また、特許文献2に開示されているように、サーモバルブ等を用い、スロットルボディを流通する温水が所定温度以上になった際にはスロットルボディへの冷却水の供給を停止することが提案されている。これにより、アイシングが発生しない通常使用域や高外気温時に、吸気を加熱してしまってノッキングが発生しやすい状態となったり吸気の充填効率の低下に伴ってエンジン出力が低下してしまったりすることを防止している。   Further, as disclosed in Patent Document 2, it has been proposed to use a thermo valve or the like to stop the supply of cooling water to the throttle body when the hot water flowing through the throttle body exceeds a predetermined temperature. ing. As a result, in normal use areas where icing does not occur or in high outdoor temperatures, the intake air is heated and knocking is likely to occur, or the engine output decreases as intake charging efficiency decreases. To prevent that.

しかし、この特許文献2の構成では、特別なサーモバルブ等の弁機構が必要になってシステムが複雑になり、またコストの上昇を招いてしまう。   However, the configuration of Patent Document 2 requires a special valve mechanism such as a thermo valve, which complicates the system and increases the cost.

そこで、特許文献3に開示されているように、エンジン本体から流出する冷却水を、スロットルボディ、ラジエータ、ヒータコアそれぞれに個別に分流する配管を設け、この配管を1個のサーモスタットに接続することで新たな弁機構を不要にするものが提案されている。つまり、上記サーモスタットの切り換え動作によって、エンジン本体から流出する冷却水を、低外気温時には上記各配管に流し、高外気温時にはラジエータに繋がる配管のみに流すようにしている。   Therefore, as disclosed in Patent Document 3, a pipe for separately dividing the cooling water flowing out from the engine main body is provided to each of the throttle body, the radiator, and the heater core, and this pipe is connected to one thermostat. A new valve mechanism has been proposed. That is, by the switching operation of the thermostat, the cooling water flowing out from the engine body is caused to flow through the pipes at a low outside temperature, and only to the pipes connected to the radiator at a high outside temperature.

特開2003−120296号公報JP 2003-120296 A 特開2005−120882号公報JP 2005-120882 A 特開平7−119499号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-119499

しかしながら、上記特許文献3の構成にあっては、低外気温時(例えば暖機運転中)にラジエータに繋がる配管に冷却水を流すことになるため、エンジンの暖機性能に悪影響を及ぼし、暖機完了までに要する時間が長くなってしまう可能性がある。   However, in the configuration of Patent Document 3 described above, the cooling water flows through the piping connected to the radiator at a low outside air temperature (for example, during warm-up operation), which adversely affects the warm-up performance of the engine and It may take longer to complete the machine.

このように、従来の構成では、1つのバルブ機構で、低外気温時等におけるエンジンの暖機性能を良好に確保しながらもスロットルボディの加熱状態を適正に維持するといった構成は実現されていなかった。   As described above, in the conventional configuration, a configuration in which the heating state of the throttle body is properly maintained while ensuring good engine warm-up performance at a low outside air temperature or the like with a single valve mechanism has not been realized. It was.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、1つのバルブ機構を用いるのみで、低外気温時等におけるエンジンの暖機性能を良好に確保しながらも、スロットルボディの加熱状態を適正に維持することが可能な内燃機関のスロットルボディ加熱装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to use only one valve mechanism, while ensuring a good warm-up performance of the engine at a low outside temperature, etc. An object of the present invention is to provide a throttle body heating device for an internal combustion engine capable of appropriately maintaining the heating state of the throttle body.

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、サーモスタットの切り換え動作に伴って、低外気温時にはラジエータに冷却水を流すことなく比較的高温度の冷却水をサーモスタットからスロットルボディの冷却水通路に導入するようにし、高外気温時にはラジエータで冷却された冷却水が混入されることで比較的低温度となった冷却水をサーモスタットからスロットルボディの冷却水通路に導入するようにしている。
-Principle of solving the problem-
The solution principle of the present invention devised in order to achieve the above object is that a relatively high temperature cooling water is allowed to flow from the thermostat to the throttle body without flowing the cooling water to the radiator at a low outside air temperature in accordance with the switching operation of the thermostat. In the high outside air temperature, the cooling water cooled by the radiator is mixed and the cooling water that has become relatively low temperature is introduced from the thermostat to the cooling water passage of the throttle body. ing.

−解決手段−
具体的に、本発明は、サーモスタットの切り換え動作により、内燃機関本体から流出した冷却水を、ラジエータをバイパスしてサーモスタットに流す第1の冷却水循環動作と、内燃機関本体から流出した冷却水の少なくとも一部を、ラジエータによって冷却した後にサーモスタットに流す第2の冷却水循環動作との間で冷却水の循環が切り換え可能であり、この循環する冷却水をスロットルボディに形成された冷却水通路に流すことによってスロットルボディを加熱する構成とされた内燃機関のスロットルボディ加熱装置を前提とする。このスロットルボディ加熱装置に対し、上記サーモスタットを、上記ラジエータから流出した冷却水を内燃機関本体に向けて導入する冷却水流路の途中に配設し、上記スロットルボディを加熱するための冷却水が流れるスロットル加熱用通路を、上記サーモスタットの下流側から分岐した構成としている。
-Solution-
Specifically, the present invention provides a first cooling water circulation operation for flowing cooling water flowing out from the internal combustion engine body to the thermostat by bypassing the radiator, and at least cooling water flowing out from the internal combustion engine body. The cooling water circulation can be switched between the second cooling water circulation operation in which a part is cooled by the radiator and then flowed to the thermostat, and the circulating cooling water is caused to flow in the cooling water passage formed in the throttle body. It is assumed that the throttle body heating device for an internal combustion engine is configured to heat the throttle body. For the throttle body heating device, the thermostat is arranged in the middle of a cooling water flow path for introducing the cooling water flowing out from the radiator toward the internal combustion engine body, and the cooling water for heating the throttle body flows. The throttle heating passage is branched from the downstream side of the thermostat.

この特定事項により、例えば外気温度が低く上記アイシングの発生が懸念される状況では、上記第1の冷却水循環動作となり、内燃機関本体から流出した比較的高温度の冷却水がラジエータをバイパスしてサーモスタットに流される。そして、このサーモスタットからスロットル加熱用通路を経てスロットルボディの冷却水通路に導入される。これにより、スロットルボディの全体が比較的高温度の冷却水によって加熱され、上記アイシングの防止または解消が確実に行われる。   Due to this specific matter, for example, in a situation where the outside air temperature is low and the occurrence of the icing is concerned, the first cooling water circulation operation is performed, and the relatively high temperature cooling water flowing out from the internal combustion engine main body bypasses the radiator, and the thermostat. Washed away. Then, the thermostat is introduced into the cooling water passage of the throttle body through the throttle heating passage. As a result, the entire throttle body is heated by the relatively high-temperature cooling water, and the icing is reliably prevented or eliminated.

一方、外気温度が高く上記アイシングが発生しない状況では、上記第2の冷却水循環動作となり、内燃機関本体から流出した比較的高温度の冷却水の少なくとも一部がラジエータによって冷却された後にサーモスタットに流される。このため、このサーモスタット内部では、上記ラジエータによって冷却された冷却水と内燃機関本体から流出してラジエータに導入されることなくサーモスタットに戻された冷却水とが混合された状態となり、比較的低温度の冷却水となっている。そして、この冷却水が、サーモスタットからスロットル加熱用通路を経てスロットルボディの冷却水通路に導入される。これにより、スロットルボディの全体は加熱されることになるが、上述した如く、冷却水の温度としては、上記ラジエータによって冷却された冷却水が混合されていることにより比較的低く設定されているため、スロットルボディの温度としても過剰には高くならない。このため、吸気の加熱によってノッキングが発生しやすい状態となったり吸気の充填効率の低下に伴ってエンジン出力が低下してしまったりするといったことは防止される。   On the other hand, in a situation where the outside air temperature is high and the icing does not occur, the second cooling water circulation operation is performed, and at least a part of the relatively high temperature cooling water flowing out from the internal combustion engine body is cooled by the radiator and then flows to the thermostat. It is. For this reason, in this thermostat, the cooling water cooled by the radiator and the cooling water flowing out of the internal combustion engine body and returning to the thermostat without being introduced into the radiator are mixed, and the temperature is relatively low. It becomes the cooling water. Then, this cooling water is introduced from the thermostat into the cooling water passage of the throttle body through the throttle heating passage. Thereby, the entire throttle body is heated, but as described above, the temperature of the cooling water is set to be relatively low by mixing the cooling water cooled by the radiator. The throttle body temperature does not increase excessively. For this reason, it is possible to prevent a situation in which knocking is likely to occur due to heating of the intake air or a decrease in engine output due to a decrease in intake charging efficiency.

より具体的な構成として、上記スロットル加熱用通路の上流端を、サーモスタット、または、このサーモスタットと内燃機関本体との間に配設されたウォータポンプの吐出側に接続することが挙げられる。   More specifically, the upstream end of the throttle heating passage may be connected to the discharge side of a thermostat or a water pump disposed between the thermostat and the internal combustion engine body.

本発明では、スロットルボディを加熱するための冷却水が流れるスロットル加熱用通路をサーモスタットの下流側から分岐したことにより、1つのバルブ機構を用いるのみで、低外気温時等におけるエンジンの暖機性能を良好に確保しながらも、スロットルボディの加熱状態を適正に維持することが可能となる。   In the present invention, since the throttle heating passage through which the cooling water for heating the throttle body flows is branched from the downstream side of the thermostat, only one valve mechanism is used, and the warming-up performance of the engine at a low outside temperature or the like It is possible to maintain the heating state of the throttle body properly while ensuring the above.

実施形態に係るエンジンの冷却水循環回路を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cooling water circulation circuit of the engine which concerns on embodiment. 低外気温時における冷却水循環動作を説明するための図1相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 for explaining a cooling water circulation operation at a low outside air temperature. 高外気温時における冷却水循環動作を説明するための図1相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 for explaining a cooling water circulation operation at a high outside air temperature. 変形例に係る冷却水循環回路を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cooling water circulation circuit which concerns on a modification.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明を自動車用エンジンの冷却水循環回路に適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment demonstrates the case where this invention is applied to the cooling water circulation circuit of the engine for motor vehicles.

−冷却水循環回路−
図1は、本実施形態に係るエンジンの冷却水循環回路を模式的に示す図である。この図1に示すように、冷却水循環回路には、ラジエータ1、サーモスタット2、ウォータポンプ3、ヒータコア4、スロットルボディ5、これら各機器1,2,3,4,5を接続する配管及びホースH1〜H7が備えられている。
-Cooling water circulation circuit-
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cooling water circulation circuit of an engine according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the cooling water circulation circuit includes a radiator 1, a thermostat 2, a water pump 3, a heater core 4, a throttle body 5, piping for connecting these devices 1, 2, 3, 4 and 5 and a hose H 1. -H7 are provided.

具体的には、ラジエータ1の図示しないアウトレットタンクとサーモスタット2とはアウトレットホースH1によって接続されている。このサーモスタット2におけるアウトレットホースH1の接続部分は、このサーモスタット2内に収容されたバルブ21によって開閉可能となっている。つまり、このバルブ21の開放状態では、ラジエータ1とサーモスタット2とがアウトレットホースH1によって連通される。一方、このバルブ21の閉鎖状態では、ラジエータ1とサーモスタット2とが非連通とされる。つまり、ラジエータ1には冷却水が流通しない状態となる。   Specifically, the outlet tank (not shown) of the radiator 1 and the thermostat 2 are connected by an outlet hose H1. A connection portion of the outlet hose H <b> 1 in the thermostat 2 can be opened and closed by a valve 21 accommodated in the thermostat 2. That is, when the valve 21 is opened, the radiator 1 and the thermostat 2 are communicated with each other through the outlet hose H1. On the other hand, when the valve 21 is closed, the radiator 1 and the thermostat 2 are not in communication. That is, the cooling water does not flow through the radiator 1.

また、上記サーモスタット2の一つの冷却水出口は、ウォータポンプ3の吸入口に接続されている。また、このウォータポンプ3の吐出口は、エンジン本体Eに形成されたウォータジャケットに連通している。このウォータジャケットでは、ウォータポンプ3から吐出された冷却水(熱回収媒体)がシリンダブロックCB側のウォータジャケットを経た後、シリンダヘッドCH側のウォータジャケットに導入され、その後、第1〜第3の3本の取り出し管H2,H3,H4によってエンジン本体Eから取り出し可能となっている。   One cooling water outlet of the thermostat 2 is connected to the suction port of the water pump 3. The discharge port of the water pump 3 communicates with a water jacket formed in the engine body E. In this water jacket, the cooling water (heat recovery medium) discharged from the water pump 3 passes through the water jacket on the cylinder block CB side, and is then introduced into the water jacket on the cylinder head CH side. It can be taken out from the engine body E by three take-out tubes H2, H3, H4.

第1の取り出し管H2は、ラジエータ1の図示しないインレットタンクに接続されている。第2の取り出し管H3は、ヒータコア4に接続されている。第3の取り出し管H4は、サーモスタット2の一つの冷却水入口に接続されている。このサーモスタット2において第3の取り出し管H4が接続されている冷却水入口は、上記バルブ21による開閉は行われず、上記シリンダヘッドCH側のウォータジャケットとサーモスタット2とは第3の取り出し管H4によって常時連通している。また、必要に応じて第3の取り出し管H4には開閉弁が備えられる場合もある。   The first take-out pipe H2 is connected to an inlet tank (not shown) of the radiator 1. The second take-out pipe H3 is connected to the heater core 4. The third take-out pipe H4 is connected to one cooling water inlet of the thermostat 2. In the thermostat 2, the cooling water inlet to which the third take-out pipe H4 is connected is not opened and closed by the valve 21, and the water jacket on the cylinder head CH side and the thermostat 2 are always connected by the third take-out pipe H4. Communicate. Further, the third take-out pipe H4 may be provided with an open / close valve as necessary.

一方、上記ヒータコア4とサーモスタット2の他の一つの冷却水入口とは第1回収配管H5によって接続されている。このサーモスタット2において第1回収配管H5が接続されている冷却水入口は、上記バルブ21による開閉は行われず、上記ヒータコア4とサーモスタット2とは第1回収配管H5によって常時連通している。また、必要に応じて第1回収配管H5には開閉弁が備えられる場合もある。   On the other hand, the heater core 4 and the other cooling water inlet of the thermostat 2 are connected by a first recovery pipe H5. The cooling water inlet to which the first recovery pipe H5 is connected in the thermostat 2 is not opened and closed by the valve 21, and the heater core 4 and the thermostat 2 are always in communication with each other by the first recovery pipe H5. In addition, an opening / closing valve may be provided in the first recovery pipe H5 as necessary.

そして、本実施形態の特徴として、上記サーモスタット2の他の一つの冷却水出口とスロットルボディ5とはスロットル加熱用通路を構成するスロットル加熱用配管H6によって接続されている。また、スロットルボディ5と上記第1回収配管H5とは第2回収配管H7によって接続されている。上記サーモスタット2においてスロットル加熱用配管H6が接続されている冷却水出口は、上記バルブ21による開閉は行われず、上記スロットルボディ5とサーモスタット2とはスロットル加熱用配管H6によって常時連通している。また、必要に応じてスロットル加熱用配管H6には開閉弁やウォータポンプが備えられる場合もある。   As another feature of this embodiment, another cooling water outlet of the thermostat 2 and the throttle body 5 are connected by a throttle heating pipe H6 that constitutes a throttle heating passage. The throttle body 5 and the first recovery pipe H5 are connected by a second recovery pipe H7. The cooling water outlet to which the throttle heating pipe H6 is connected in the thermostat 2 is not opened and closed by the valve 21, and the throttle body 5 and the thermostat 2 are always in communication with each other through the throttle heating pipe H6. Further, the throttle heating pipe H6 may be provided with an on-off valve or a water pump as necessary.

以下、この冷却水循環回路を構成している各機器の構成及び機能について簡単に説明する。   Hereinafter, the configuration and function of each device constituting the cooling water circulation circuit will be briefly described.

本実施形態におけるラジエータ1は、クロスフロータイプのものであり、上記インレットタンクとアウトレットタンクとの間にラジエータコア11が備えられている。これにより、エンジン本体Eから第1の取り出し管H2を経てインレットタンクに回収された冷却水がアウトレットタンクに向けてラジエータコア11の内部を流れる際に外気(走行風や冷却ファンの駆動による送風)との間で熱交換を行い、外気に放熱することで冷却水が冷却されるようになっている。また、図1における12はリザーバタンクである。尚、ラジエータ1としては、クロスフロータイプのものに限らずダウンフロータイプのものを採用することも可能である。   The radiator 1 in this embodiment is of a cross flow type, and a radiator core 11 is provided between the inlet tank and the outlet tank. As a result, when the cooling water collected in the inlet tank from the engine body E through the first take-out pipe H2 flows inside the radiator core 11 toward the outlet tank, the outside air (air blown by driving air or driving the cooling fan) The cooling water is cooled by exchanging heat with each other and radiating heat to the outside air. In FIG. 1, 12 is a reservoir tank. The radiator 1 is not limited to the cross flow type but may be a down flow type.

サーモスタット2は、上記冷却水循環回路の水路を切り換えることによって冷却水の温度を調整するものであって、例えば内部に封入されたワックスの熱膨張を利用し、内装された上記バルブ21が開閉される機構を備えている。このバルブ21の開閉により、上述した如く、ラジエータ1とサーモスタット2との連通状態と非連通状態とが切り換えられるようになっている。   The thermostat 2 adjusts the temperature of the cooling water by switching the water path of the cooling water circulation circuit. For example, the internal valve 21 is opened and closed by utilizing the thermal expansion of wax sealed inside. It has a mechanism. By opening and closing the valve 21, as described above, the communication state and the non-communication state of the radiator 1 and the thermostat 2 are switched.

そして、外気温度が低いとき(例えば氷点下のとき)やエンジン本体Eの暖機運転中には、サーモスタット2のバルブ21が閉鎖して、サーモスタット2とラジエータ1との連通が遮断され、ラジエータ1に冷却水を流さないことで冷却水の温度を早期に高めて、例えばエンジン本体Eの暖機運転の早期完了を図るようになっている。一方、外気温度が高いとき(例えば20℃以上のとき)やエンジン本体Eの暖機運転完了後には、サーモスタット2のバルブ21が開放して、サーモスタット2とラジエータ1とを連通し、ラジエータ1に冷却水の一部を流すことでその冷却水が回収した熱をラジエータ1によって大気に放出するようにしている。   When the outside air temperature is low (for example, below freezing) or during the warm-up operation of the engine body E, the valve 21 of the thermostat 2 is closed, and the communication between the thermostat 2 and the radiator 1 is cut off. By not flowing the cooling water, the temperature of the cooling water is raised at an early stage, and for example, the warm-up operation of the engine body E is completed early. On the other hand, when the outside air temperature is high (for example, at 20 ° C. or higher) or after the warm-up operation of the engine body E is completed, the valve 21 of the thermostat 2 is opened to connect the thermostat 2 and the radiator 1 to the radiator 1. By flowing a part of the cooling water, the heat recovered by the cooling water is released to the atmosphere by the radiator 1.

ウォータポンプ3は、冷却水循環回路内に水流を発生させるためのものであって、その駆動軸に備えられたウォータポンププーリとクランクシャフトプーリとの間に伝動ベルトが掛け渡されていることにより、クランクシャフトの回転力を受けて駆動するようになっている。   The water pump 3 is for generating a water flow in the cooling water circulation circuit, and a transmission belt is stretched between a water pump pulley and a crankshaft pulley provided on the drive shaft. It is driven by the rotational force of the crankshaft.

ヒータコア4は、冷却水の熱を利用して車室内を暖房するためのものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んでいる。つまり、車室内の暖房時には送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア4に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外(例えば冷房時)では空調風がヒータコア4をバイパスするようになっている。   The heater core 4 is for heating the passenger compartment by using the heat of the cooling water, and faces the air duct of the air conditioner. In other words, the air-conditioned air flowing in the air duct is passed through the heater core 4 to be supplied to the vehicle interior as warm air during heating of the vehicle interior, while the air-conditioned air bypasses the heater core 4 in other cases (for example, during cooling). ing.

スロットルボディ5は、内部にスロットルバルブが配設され、このスロットルバルブの開度制御(例えばスロットルモータの制御)によりエンジン本体Eの各シリンダ内への吸入空気量を調整するようになっている。また、このスロットルボディ5の内部には、図示しない冷却水流通が形成されており、この冷却水通路の上流端が上記スロットル加熱用配管H6に、下流端が上記第2回収配管H7にそれぞれ接続されている。このため、比較的高温度の冷却水がサーモスタット2からスロットル加熱用配管H6に導入されると、この冷却水はスロットルボディ5内部の冷却水流通を流れることで、このスロットルボディ5の全体を加熱し、吸気中に含まれる水分に起因するアイシングの防止または解消が図れるようになっている。また、このスロットルボディ5を加熱した冷却水は、第2回収配管H7に導出され、第1回収配管H5によってサーモスタット2に向けて回収されている上記ヒータコア4からの冷却水と合流されることになる。   The throttle body 5 is provided with a throttle valve, and the amount of intake air into each cylinder of the engine body E is adjusted by controlling the opening of the throttle valve (for example, control of the throttle motor). Further, a cooling water flow (not shown) is formed inside the throttle body 5, and the upstream end of the cooling water passage is connected to the throttle heating pipe H6 and the downstream end is connected to the second recovery pipe H7. Has been. Therefore, when relatively high temperature cooling water is introduced from the thermostat 2 into the throttle heating pipe H6, the cooling water flows through the cooling water flow inside the throttle body 5, thereby heating the entire throttle body 5. In addition, icing caused by moisture contained in the intake air can be prevented or eliminated. Further, the cooling water that has heated the throttle body 5 is led to the second recovery pipe H7 and merged with the cooling water from the heater core 4 that is recovered toward the thermostat 2 by the first recovery pipe H5. Become.

−冷却水循環動作−
次に、上述の如く構成された冷却水循環回路における冷却水の循環動作について説明する。
−Cooling water circulation operation−
Next, the cooling water circulation operation in the cooling water circulation circuit configured as described above will be described.

先ず、外気温度が低く(例えば氷点下であり)上記アイシングの発生が懸念される状況では、図2に示すように、サーモスタット2のバルブ21が閉鎖され、図2中に矢印で示すように、ウォータポンプ3から吐出された冷却水は、シリンダブロックCB及びシリンダヘッドCHのウォータジャケットを流れる間にエンジン本体Eを冷却し、冷却水自身は高温度(例えば90℃)になる。ウォータジャケットを経た冷却水は、第2の取り出し管H3及び第3の取り出し管H4によりエンジン本体Eから流出し、第2の取り出し管H3に流出した冷却水はヒータコア4及び第1回収配管H5を経てサーモスタット2に戻る。一方、第3の取り出し管H4に流出した冷却水もサーモスタット2に戻る。このようにして、サーモスタット2に戻った冷却水の一部は、ウォータポンプ3を経て再びシリンダブロックCB及びシリンダヘッドCHのウォータジャケットに向けて流される。一方、他の冷却水は、サーモスタット2からスロットル加熱用配管H6を経てスロットルボディ5内部の冷却水流通に導入される。これにより、スロットルボディ5の全体が比較的高温度の冷却水によって加熱され、上記アイシングの防止または解消が確実に行われる。このスロットルボディ5を加熱した後の冷却水は、第2回収配管H7に導出され、第1回収配管H5によってサーモスタット2に向けて回収されている上記ヒータコア4からの冷却水に合流されてサーモスタット2に戻されることになる。以上のような冷却水循環動作が、外気温度が低い状況では繰り返される。   First, in a situation where the outside air temperature is low (for example, below freezing) and the occurrence of icing is concerned, the valve 21 of the thermostat 2 is closed as shown in FIG. The cooling water discharged from the pump 3 cools the engine body E while flowing through the water jacket of the cylinder block CB and the cylinder head CH, and the cooling water itself becomes a high temperature (for example, 90 ° C.). The cooling water that has passed through the water jacket flows out of the engine body E through the second extraction pipe H3 and the third extraction pipe H4, and the cooling water that has flowed out into the second extraction pipe H3 passes through the heater core 4 and the first recovery pipe H5. Then return to thermostat 2. On the other hand, the cooling water flowing out to the third take-out pipe H4 also returns to the thermostat 2. In this way, a part of the cooling water that has returned to the thermostat 2 passes again through the water pump 3 toward the water jacket of the cylinder block CB and the cylinder head CH. On the other hand, the other cooling water is introduced from the thermostat 2 through the throttle heating pipe H6 into the cooling water circulation inside the throttle body 5. As a result, the entire throttle body 5 is heated by the relatively high temperature cooling water, and the prevention or elimination of the icing is reliably performed. The cooling water after heating the throttle body 5 is led to the second recovery pipe H7, and merged with the cooling water from the heater core 4 recovered toward the thermostat 2 by the first recovery pipe H5, and the thermostat 2 Will be returned to. The above cooling water circulation operation is repeated in a situation where the outside air temperature is low.

一方、外気温度が高く(例えば20℃以上であり)上記アイシングが発生しないような状況では、図3に示すように、サーモスタット2のバルブ21が開放され、図3中に矢印で示すように、ウォータポンプ3から吐出された冷却水は、シリンダブロックCB及びシリンダヘッドCHのウォータジャケットを流れる間にエンジン本体Eを冷却し、冷却水自身は高温度になる。ウォータジャケットを経た冷却水は、第1の取り出し管H2、第2の取り出し管H3及び第3の取り出し管H4によりエンジン本体Eから流出する。第1の取り出し管H2に流出した冷却水はラジエータ1に導入され、ラジエータコア11の内部を流れる際に外気との間で熱交換を行い、外気に放熱することで冷却される。この冷却された後の冷却水はアウトレットホースH1を経てサーモスタット2に戻る。また、第2の取り出し管H3に流出した冷却水はヒータコア4及び第1回収配管H5を経てサーモスタット2に戻る。更に、第3の取り出し管H4に流出した冷却水もサーモスタット2に戻る。このようにして、サーモスタット2に戻った冷却水は、互いに混合される。この混合された冷却水の一部は上記ラジエータ1によって冷却されたものであるため、この混合により冷却水全体の温度が低下する。例えば、第1回収配管H5や第3の取り出し管H4からサーモスタット2に戻る冷却水の温度が90℃である場合に、アウトレットホースH1からサーモスタット2に戻る冷却水が混合されることで、80℃程度まで低下する。   On the other hand, in a situation where the outside air temperature is high (for example, 20 ° C. or higher) and icing does not occur, as shown in FIG. 3, the valve 21 of the thermostat 2 is opened, and as shown by the arrow in FIG. The cooling water discharged from the water pump 3 cools the engine body E while flowing through the water jacket of the cylinder block CB and the cylinder head CH, and the cooling water itself becomes a high temperature. The cooling water that has passed through the water jacket flows out of the engine body E through the first extraction pipe H2, the second extraction pipe H3, and the third extraction pipe H4. The cooling water that has flowed out into the first take-out pipe H2 is introduced into the radiator 1 and is cooled by exchanging heat with the outside air when flowing through the radiator core 11 and radiating heat to the outside air. The cooled cooling water returns to the thermostat 2 through the outlet hose H1. Further, the cooling water flowing out to the second take-out pipe H3 returns to the thermostat 2 through the heater core 4 and the first recovery pipe H5. Further, the cooling water flowing out to the third take-out pipe H4 also returns to the thermostat 2. In this way, the cooling waters returned to the thermostat 2 are mixed with each other. Since a part of the mixed cooling water is cooled by the radiator 1, the temperature of the whole cooling water is lowered by this mixing. For example, when the temperature of the cooling water returning from the first recovery pipe H5 or the third take-out pipe H4 to the thermostat 2 is 90 ° C., the cooling water returning from the outlet hose H1 to the thermostat 2 is mixed, so that 80 ° C. Decrease to a degree.

このようにして混合された冷却水の一部は、ウォータポンプ3を経て再びシリンダブロックCB及びシリンダヘッドCHのウォータジャケットに向けて流される。一方、他の冷却水は、サーモスタット2からスロットル加熱用配管H6を経てスロットルボディ5内部の冷却水流通に導入される。これにより、スロットルボディ5の全体は加熱されることになるが、上述した如く、冷却水の温度としては、上記ラジエータ1によって冷却された冷却水が混合されていることにより比較的低く(80℃程度に)設定されている。このため、スロットルボディ5の温度としても過剰には高くならない。このため、吸気の加熱によってノッキングが発生しやすい状態となったり吸気の充填効率の低下に伴ってエンジン出力が低下してしまったりするといったことは防止される。   A part of the cooling water mixed in this way flows again through the water pump 3 toward the cylinder block CB and the water jacket of the cylinder head CH. On the other hand, the other cooling water is introduced from the thermostat 2 through the throttle heating pipe H6 into the cooling water circulation inside the throttle body 5. Thereby, the entire throttle body 5 is heated, but as described above, the temperature of the cooling water is relatively low (80 ° C.) due to the mixing of the cooling water cooled by the radiator 1. Is set). For this reason, the temperature of the throttle body 5 does not become excessively high. For this reason, it is possible to prevent a situation in which knocking is likely to occur due to heating of the intake air or a decrease in engine output due to a decrease in intake charging efficiency.

その後、このスロットルボディ5を加熱した後の冷却水は、第2回収配管H7に導出され、第1回収配管H5によってサーモスタット2に向けて回収されている上記ヒータコア4からの冷却水と合流されてサーモスタット2に戻されることになる。以上のような冷却水循環動作が、外気温度が高い状況では繰り返される。   Thereafter, the cooling water after heating the throttle body 5 is led to the second recovery pipe H7 and merged with the cooling water from the heater core 4 recovered toward the thermostat 2 by the first recovery pipe H5. It will be returned to thermostat 2. The above cooling water circulation operation is repeated in a situation where the outside air temperature is high.

このように、本実施形態では、外気温度が高い状況では、エンジン本体Eから回収された冷却水とラジエータ1によって冷却された冷却水とを混合し、この冷却水の温度を比較的低くした後にスロットルボディ5内部に導入するようにしている。このため、スロットルボディ5の内部に形成された吸気通路を流れている吸気を必要以上に加熱してしまってノッキングが発生しやすい状態となったり吸気の充填効率の低下に伴ってエンジン出力が低下してしまったりするといったことを防止でき、ノッキングの発生防止によるドライバビリティの改善や吸気の充填効率を高めることによるエンジン性能の確保を図ることができる。   Thus, in this embodiment, in a situation where the outside air temperature is high, the cooling water recovered from the engine body E and the cooling water cooled by the radiator 1 are mixed and the temperature of the cooling water is relatively lowered. It is introduced into the throttle body 5. For this reason, the intake air flowing through the intake passage formed inside the throttle body 5 is heated more than necessary, so that knocking is likely to occur, or the engine output decreases as the intake charging efficiency decreases. It is possible to prevent the occurrence of knocking, improve drivability by preventing the occurrence of knocking, and ensure engine performance by increasing the charging efficiency of intake air.

(変形例)
次に、変形例について説明する。本変形例は、上記スロットル加熱用配管H6の上流端の接続箇所が上記実施形態のものと異なっている。その他の構成及び冷却水循環動作は上記実施形態と同様である。従って、ここでは上記実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Modification)
Next, a modified example will be described. This modification is different from that of the above-described embodiment in the connection location of the upstream end of the throttle heating pipe H6. Other configurations and the cooling water circulation operation are the same as those in the above embodiment. Therefore, only differences from the above embodiment will be described here.

図4は、本変形例に係るエンジンの冷却水循環回路を模式的に示す図である。この図4に示すように、本変形例におけるスロットル加熱用配管H6の上流端の接続箇所は、上記ウォータポンプ3の吐出口近傍となっている。つまり、ウォータポンプ3によって圧送される冷却水の一部がスロットル加熱用配管H6を経てスロットルボディ5内部の冷却水流通に導入されることになる。この場合、冷却水の吐出圧が上述した実施形態の場合よりも高くなるため、スロットルボディ5内部の冷却水流量が増え、スロットルボディ5の加熱を迅速に行うことができる。   FIG. 4 is a diagram schematically showing an engine coolant circulation circuit according to this modification. As shown in FIG. 4, the connection location of the upstream end of the throttle heating pipe H <b> 6 in this modification is in the vicinity of the discharge port of the water pump 3. That is, a part of the cooling water pumped by the water pump 3 is introduced into the cooling water circulation inside the throttle body 5 through the throttle heating pipe H6. In this case, since the discharge pressure of the cooling water is higher than in the above-described embodiment, the flow rate of the cooling water inside the throttle body 5 is increased, and the throttle body 5 can be heated quickly.

これにより、高外気温時においてもスロットルボディ5の全体は加熱されることになるが、上述した実施形態の場合と同様に、冷却水の温度としては、上記ラジエータ1によって冷却された冷却水が混合されていることにより比較的低く(80℃程度に)設定されている。このため、スロットルボディ5の温度としても過剰には高くならない。このため、吸気を加熱してしまってノッキングが発生しやすい状態となったり吸気の充填効率の低下に伴ってエンジン出力が低下してしまったりするといったことは防止され、ノッキングの発生防止によるドライバビリティの改善や吸気の充填効率を高めることによるエンジン性能の確保を図ることができる。   As a result, the entire throttle body 5 is heated even at a high outside air temperature. As in the case of the above-described embodiment, the temperature of the cooling water is the cooling water cooled by the radiator 1. By being mixed, it is set to be relatively low (about 80 ° C.). For this reason, the temperature of the throttle body 5 does not become excessively high. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of knocking due to heating of the intake air or the engine output from decreasing due to a decrease in intake charging efficiency. The engine performance can be ensured by improving the air intake and increasing the charging efficiency of the intake air.

(他の実施形態)
以上説明した実施形態及び変形例は、本発明を自動車用エンジンの冷却水循環回路に適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の用途に使用されるエンジンの冷却水循環回路に対しても適用可能である。
(Other embodiments)
The embodiment and the modification described above have described the case where the present invention is applied to a cooling water circulation circuit of an automobile engine. The present invention is not limited to this, and can also be applied to an engine coolant circulation circuit used for other purposes.

また、上記実施形態及び変形例におけるサーモスタット2は、内部に封入されたワックスの熱膨張を利用してバルブ21を開閉作動させるものであった。本発明は、それに代えて、電磁駆動式の開閉弁を備えたバルブ機構によって上記冷却水循環回路の水路を切り換える構成としてもよい。   Further, the thermostat 2 in the above-described embodiment and the modified example is for opening and closing the valve 21 by utilizing the thermal expansion of the wax sealed inside. Alternatively, the present invention may be configured such that the water path of the cooling water circulation circuit is switched by a valve mechanism including an electromagnetically driven on-off valve.

本発明は、エンジン冷却水によってスロットルボディを加熱する際の加熱状態の適正化を図るための冷却水循環回路に適用可能である。   The present invention is applicable to a cooling water circulation circuit for optimizing the heating state when the throttle body is heated by engine cooling water.

1 ラジエータ
2 サーモスタット
3 ウォータポンプ
5 スロットルボディ
E エンジン本体
H1 アウトレットホース(冷却水流路)
H6 スロットル加熱用配管(スロットル加熱用通路)
1 Radiator 2 Thermostat 3 Water pump 5 Throttle body E Engine body H1 Outlet hose (cooling water flow path)
H6 Throttle heating pipe (throttle heating passage)

Claims (2)

サーモスタットの切り換え動作により、内燃機関本体から流出した冷却水を、ラジエータをバイパスしてサーモスタットに流す第1の冷却水循環動作と、内燃機関本体から流出した冷却水の少なくとも一部を、ラジエータによって冷却した後にサーモスタットに流す第2の冷却水循環動作との間で冷却水の循環が切り換え可能であり、この循環する冷却水をスロットルボディに形成された冷却水通路に流すことによってスロットルボディを加熱する構成とされた内燃機関のスロットルボディ加熱装置において、
上記サーモスタットは、上記ラジエータから流出した冷却水を内燃機関本体に向けて導入する冷却水流路の途中に配設されており、上記スロットルボディを加熱するための冷却水が流れるスロットル加熱用通路が、上記サーモスタットの下流側から分岐された構成となっていることを特徴とする内燃機関のスロットルボディ加熱装置。
By the thermostat switching operation, at least a part of the cooling water flowing out from the internal combustion engine body bypasses the radiator and flows to the thermostat, and at least a part of the cooling water flowing out from the internal combustion engine body is cooled by the radiator. The cooling water circulation can be switched between the second cooling water circulation operation to be passed to the thermostat later, and the throttle body is heated by flowing the circulating cooling water through the cooling water passage formed in the throttle body. In the internal combustion engine throttle body heating device,
The thermostat is disposed in the middle of a cooling water flow path for introducing the cooling water flowing out from the radiator toward the internal combustion engine body, and a throttle heating passage through which the cooling water for heating the throttle body flows is provided. A throttle body heating device for an internal combustion engine, wherein the throttle body is branched from the downstream side of the thermostat.
請求項1記載の内燃機関のスロットルボディ加熱装置において、
上記スロットル加熱用通路の上流端は、サーモスタット、または、このサーモスタットと内燃機関本体との間に配設されたウォータポンプの吐出側に接続されていることを特徴とする内燃機関のスロットルボディ加熱装置。
The throttle body heating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The throttle body heating device for an internal combustion engine, wherein the upstream end of the throttle heating passage is connected to a discharge side of a thermostat or a water pump disposed between the thermostat and the internal combustion engine body .
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US10087819B2 (en) 2015-10-28 2018-10-02 Hyundai Motor Company Apparatus and method for supplying coolant in throttle body

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