JP2011202634A - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関本体を介して冷却水が循環させるための循環回路を含む内燃機関の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine including a circulation circuit for circulating cooling water through an engine body.
上記冷却装置として、特許文献1には、機関暖機時に機関本体内を循環する冷却水の流通を停止するものが記載されている。これにより、内燃機関の暖機促進を図っている。 As the above cooling device, Patent Document 1 describes a device that stops the circulation of cooling water circulating in the engine body when the engine is warmed up. As a result, the warm-up of the internal combustion engine is promoted.
ところで、機関暖機時に機関本体内の冷却水の循環を停止した場合には、シリンダボアの温度の上昇に起因してシリンダボア壁の熱変形をまねくおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機関暖機時に機関本体の本体通路を流れる冷却水の流量が低減されたことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することのできる内燃機関の冷却装置を提供することにある。
By the way, when the circulation of the cooling water in the engine body is stopped when the engine is warmed up, the cylinder bore wall may be thermally deformed due to an increase in the temperature of the cylinder bore.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a large cylinder bore wall due to the reduced flow rate of the cooling water flowing through the main body passage of the engine main body when the engine is warmed up. An object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine that can suppress deformation.
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、機関本体を介して冷却水を循環させるための循環回路を含む内燃機関の冷却装置において、前記循環回路は、前記機関本体に設けられた本体通路を介して冷却水を循環させるための第1循環回路と、前記機関本体のシリンダボア間に設けられたボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための第2循環回路とを含み、当該冷却装置は、機関暖機時の前記第1循環回路の冷却水の流量を流量X1とし、機関暖機後の前記第1循環回路の冷却水の流量を流量X2として、前記流量X1を前記流量X2よりも小さくするとともに、機関暖機時において前記流量X1を前記流量X2よりも小さくしているときに前記第2循環回路内に冷却水を循環させることを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
(1) The invention according to claim 1 is a cooling apparatus for an internal combustion engine including a circulation circuit for circulating cooling water through the engine body, wherein the circulation circuit includes a body passage provided in the engine body. A first circulation circuit for circulating the cooling water through the second circulation circuit for circulating the cooling water through the passage between the bores provided between the cylinder bores of the engine body and without passing through the body passage. The cooling device includes the flow rate of the cooling water in the first circulation circuit when the engine is warmed up as a flow rate X1, and the flow rate of the cooling water in the first circulation circuit after the engine is warmed up as the flow rate X2. The gist is to circulate cooling water in the second circulation circuit when X1 is made smaller than the flow rate X2 and the flow rate X1 is made smaller than the flow rate X2 during engine warm-up.
この発明によれば、流量X1を流量X2よりも小さくするため、内燃機関の暖機が促進される。また、流量X1を流量X2よりも小さくしているときに第2循環回路の冷却水を循環させるため、シリンダボア間が冷却水により冷却される。すなわち、機関暖機時に機関本体の本体通路を流れる冷却水の流量が低減されたことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することができる。 According to this invention, since the flow rate X1 is made smaller than the flow rate X2, warming up of the internal combustion engine is promoted. Further, since the cooling water in the second circulation circuit is circulated when the flow rate X1 is smaller than the flow rate X2, the space between the cylinder bores is cooled by the cooling water. That is, it is possible to suppress the cylinder bore wall from being largely deformed due to the reduced flow rate of the cooling water flowing through the main body passage of the engine main body when the engine is warmed up.
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第2循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Aと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Bとを含み、当該冷却装置は、前記流量X1を前記流量X2よりも小さくしているときに前記循環回路Aの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Bの冷却水の循環は停止させることを要旨とする。 (2) The invention according to claim 2 is the cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second circulation circuit is arranged not to pass through the radiator and the passage between the bores, but through the main body passage. A circulation circuit A for circulating the coolant and a circulation circuit B for circulating cooling water through the passage between the bores and without passing through the main body passage and the radiator, and the cooling device uses the flow rate X1 as the flow rate X2. In this case, the cooling water in the circulation circuit A is circulated and the circulation of the cooling water in the circulation circuit B is stopped.
この発明によれば、流量X1を流量X2よりも小さくしているときに循環回路Aの冷却水を循環させるとともに循環回路Bの冷却水の循環を停止するため、ラジエータによって冷やされた冷却水がボア間通路に供給される。 According to this invention, when the flow rate X1 is smaller than the flow rate X2, the cooling water in the circulation circuit A is circulated and the circulation of the cooling water in the circulation circuit B is stopped. Therefore, the cooling water cooled by the radiator is Supplied to the passage between bores.
(3)請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の冷却装置において、当該冷却装置は、暖機完了状態に対する暖機度合が互いに異なる2つの暖機状態である第1暖機状態および第2暖機状態について、冷却水の温度範囲が相対的に低い方を第1暖機状態とし、冷却水の温度範囲が相対的に高い方を第2暖機状態として、前記第1暖機状態において前記流量X1を前記流量X2よりも小さくし、かつ前記第2循環回路の冷却水を循環させるものであり、前記第2暖機状態において前記流量X1を前記第1暖機状態の前記流量X1よりも大きくするものであることを要旨とする。
(3) The invention according to
この発明によれば、第1暖機状態において流量X1を流量X2よりも小さくし、かつ第2循環回路の冷却水を循環させるため、内燃機関の暖機が促進されるとともに本体通路を流れる冷却水の流量が低減されたことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することができる。また第2暖機状態での流量X1を第1暖機状態での流量X1よりも大きくすることにより、本体通路を流れる冷却水が増大する。 According to the present invention, in the first warm-up state, the flow rate X1 is made smaller than the flow rate X2, and the cooling water in the second circulation circuit is circulated, so that the warm-up of the internal combustion engine is promoted and cooling that flows through the main body passage It can suppress that a big deformation | transformation arises in a cylinder bore wall resulting from the flow volume of water being reduced. Moreover, the cooling water which flows through a main body channel | path increases by making the flow volume X1 in a 2nd warm-up state larger than the flow volume X1 in a 1st warm-up state.
(4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第1循環回路は、前記本体通路を介するとともにラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Cと、前記本体通路およびラジエータを介して冷却水を循環させる循環回路Dとを含み、当該冷却装置は、前記第2暖機状態において前記循環回路Cの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Dの冷却水の循環を停止させることを要旨とする。
(4) The invention according to
この発明では、第2暖機状態において循環回路Cの冷却水を循環させるとともに循環回路Dの冷却水の循環を停止させるため、本体通路に供給される冷却水はラジエータを迂回したものとなる。したがって、循環回路Dの冷却水を本体通路に供給した場合と比較して、内燃機関1の暖機を促進することができる。 In the present invention, in order to circulate the cooling water in the circulation circuit C and stop the circulation of the cooling water in the circulation circuit D in the second warm-up state, the cooling water supplied to the main body passage bypasses the radiator. Therefore, warming up of the internal combustion engine 1 can be promoted as compared with the case where the cooling water of the circulation circuit D is supplied to the main body passage.
(5)請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第2循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Aと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Bを含むものであり、当該冷却装置は、前記第2暖機状態において前記循環回路Bの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Aの冷却水の循環を停止させることを要旨とする。
(5) The invention according to claim 5 is the cooling apparatus for an internal combustion engine according to
この発明では、第2暖機状態において循環回路Bの冷却水を循環させるとともに循環回路Aの冷却水の循環を停止するため、シリンダボア間に供給される冷却水はラジエータを迂回したものとなる。 In the present invention, since the cooling water in the circulation circuit B is circulated and the circulation of the cooling water in the circulation circuit A is stopped in the second warm-up state, the cooling water supplied between the cylinder bores bypasses the radiator.
(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第2循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Aと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Bとを含むものであり、当該冷却装置は、暖機完了後に前記循環回路Aの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Bの冷却水の循環を停止させることを要旨とする。 (6) The invention according to claim 6 is the cooling apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the second circulation circuit is interposed between the radiator and the passage between the bores and the main body. A circulation circuit A for circulating the cooling water without passing through the passage, and a circulation circuit B for circulating the cooling water through the passage between the bores and without passing through the main body passage and the radiator. The gist of the apparatus is to circulate the cooling water in the circulation circuit A and stop the circulation of the cooling water in the circulation circuit B after the warm-up is completed.
この発明では、暖機完了後に循環回路Aの冷却水を循環させるとともに循環回路Bの冷却水の循環を停止することにより、シリンダボア間に供給される冷却水はラジエータを介して冷却されたものとなる。 In this invention, after the warm-up is completed, the cooling water in the circulation circuit A is circulated and the circulation of the cooling water in the circulation circuit B is stopped, so that the cooling water supplied between the cylinder bores is cooled via the radiator. Become.
(7)請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記機関本体の外壁に前記第2循環回路の一部が設けられることを要旨とする。 (7) The invention according to claim 7 is the cooling apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein a part of the second circulation circuit is provided on an outer wall of the engine body. Is the gist.
この発明によれば、第2循環回路の一部が機関本体の外壁に設けられることにより、車両走行時において走行風により第2循環回路の一部が冷却される。これにより、シリンダボアの温度上昇を一層抑制することができる。 According to this invention, a part of the second circulation circuit is provided on the outer wall of the engine body, whereby a part of the second circulation circuit is cooled by the traveling wind when the vehicle is traveling. Thereby, the temperature rise of a cylinder bore can be suppressed further.
(8)請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記シリンダボア間の壁部のうちの上端側に前記ボア間通路が設けられることを要旨とする。 (8) The invention according to claim 8 is the cooling apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the inter-bore passage is provided on an upper end side of the wall portion between the cylinder bores. The main point is that
シリンダボアは、その上端部において最も温度が高くなる。したがって、シリンダボアの上端部が最も熱変形しやすくなる。その点、本発明では、シリンダボア間の壁部の上端側にボア間通路が設けられることにより、シリンダボアの温度上昇を効果的に抑制することができる。 The cylinder bore has the highest temperature at its upper end. Therefore, the upper end portion of the cylinder bore is most easily thermally deformed. In that respect, in the present invention, the passage between the bores is provided on the upper end side of the wall portion between the cylinder bores, so that the temperature rise of the cylinder bores can be effectively suppressed.
(9)請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記機関本体は、一列に配列された第1気筒および第2気筒および第3気筒を含むものであり、前記第2循環回路は、前記第1気筒と前記第2気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第1ボア間通路と、前記第2気筒と前記第3気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第2ボア間通路と、気筒配列方向に延びて前記第1ボア間通路の一方の端部と前記第2ボア間通路の一方の端部とを互いに接続する第1接続通路と、気筒配列方向に延びて前記第1ボア間通路の他方の端部と前記第2ボア間通路の他方の端部とを互いに接続する第2接続通路を含むものであることを要旨とする。 (9) The invention according to claim 9 is the cooling apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the engine body includes a first cylinder and a second cylinder arranged in a row, and The second circulation circuit includes a first inter-bore passage as the inter-bore passage provided between the first cylinder and the second cylinder, the second cylinder, and the second cylinder. A second inter-bore passage as the inter-bore passage provided between the third cylinder, one end of the first inter-bore passage extending in the cylinder arrangement direction, and one end of the second inter-bore passage; And a second connection passage extending in the cylinder arrangement direction and connecting the other end of the first bore passage and the other end of the second bore passage to each other. It is summarized as including.
(10)請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記循環回路には、冷却水を循環させるためのポンプが設けられ、前記第1循環回路において前記ポンプと前記機関本体との間には、当該循環回路を開放または閉鎖する電磁弁が設けられることを要旨とする。
(10) The invention according to
図1〜5を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1に示すように、内燃機関1は、シリンダブロック11およびシリンダヘッド12を含む機関本体10と、冷却水を循環することにより機関本体10を冷却する冷却装置20と、冷却装置20の冷却水の流れを制御する制御装置30とを備えている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 1 includes an
シリンダブロック11には、複数のシリンダボア13A〜13D(図3(a)参照)と、これらボア13A〜13Dの一部を外側から囲うウォータージャケット14とが設けられている。シリンダボア13A〜13D内には、ピストン15(図3(b)参照)がそれぞれ設けられている。シリンダボア13A,13Bの間、シリンダボア13B,13Cの間およびシリンダボア13C,13Dの間の部位であるシリンダボア壁(壁部)には、冷却水が流れるボア間通路16A〜16C(図3(a)参照)がそれぞれ設けられている。
The
冷却装置20は、機関本体10との間で冷却水を循環する冷却水通路40と、外気と冷却水との間で熱交換を行うラジエータ21と、ラジエータ21内に流入する冷却水の流量を制御する電動サーモスタット22と、機関本体10に向けて冷却水を吐出するウォーターポンプ23とを備えている。なお、「流量」とは、単位時間当たりに所定の通路断面を通過する冷却水の体積(l/min)または質量(g/min)である。
The
冷却水通路40は、以下の第1水路41〜第6水路46により構成されている。
第1水路41は、ウォータージャケット14およびシリンダヘッド12のそれぞれの入口とウォーターポンプ23の出口とを互いに接続している。第2水路42は、ウォータージャケット14およびシリンダヘッド12のそれぞれの出口と電動サーモスタット22の入口とを互いに接続している。第3水路43は、ボア間通路16A〜16Cを介して第1水路41の中間部分と電動サーモスタット22の入口とを互いに接続している。第4水路44は、電動サーモスタット22の出口とラジエータ21の入口とを互いに接続している。第5水路45は、ラジエータ21の出口とウォーターポンプ23の入口とを互いに接続している。第6水路46は、電動サーモスタット22の出口とウォーターポンプ23の入口とを互いに接続している。
The cooling
The
第1水路41において、同水路41と第3水路43との分岐部分よりも下流側には、同水路41を開放または閉鎖する第1電磁弁51が設けられている。第2水路42には、同水路42を開放または閉鎖する第2電磁弁52が設けられている。
In the
冷却水通路40においては、ウォータージャケット14を介するとともにボア間通路16A〜16Cを介することなく冷却水を循環させる循環回路として、第1水路41と第2水路42と第4水路44と第5水路45と第6水路46とにより第1循環回路61が形成されている。また、ボア間通路16A〜16Cを介するとともにウォータージャケット14を介することなく冷却水を循環させる循環回路として、第1水路41の第1電磁弁51よりも上流側の部分と第3水路43と第4水路44と第5水路45と第6水路46とにより第2循環回路62が形成されている。
In the
ウォーターポンプ23は、機関本体10のクランクシャフトに連結された羽根車の回転により冷却水を吸引および吐出する。すなわち、機関回転速度が増大するにつれてウォーターポンプ23の羽根車の回転速度が増大するため、ウォーターポンプ23の冷却水の吐出量は、機関回転速度が増大するにつれて増量する。
The
電動サーモスタット22は、第2水路42および第3水路43と第4水路44および第6水路46のそれぞれとの連通状態を変更する。すなわち、電動サーモスタット22の動作状態が第1切替状態のとき、第2水路42および第3水路43と第4水路44とが連通されるとともに、第2水路42および第3水路43と第6水路46との間が遮断される。また、電動サーモスタット22の動作状態が第2切替状態のとき、第2水路42および第3水路43と第6水路46とが連通されるとともに、第2水路42および第3水路43と第4水路44との間が遮断される。
The
制御装置30は、機関本体10の各装置、電動サーモスタット22、第1電磁弁51および第2電磁弁52の制御をはじめとして各種の制御を行う電子制御装置31と、冷却水温度センサ32をはじめとする各種のセンサとを含む。冷却水温度センサ32は、ウォーターポンプ23の出口付近の第1水路41を流れる冷却水の温度に応じた信号を電子制御装置31に出力する。
The
ところで、機関暖機を早期に完了させるという観点からすると機関暖機完了前には冷却水による機関本体10の冷却の度合が小さいこと、すなわち機関本体10のウォータージャケット14およびシリンダヘッド12をそれぞれ通過する冷却水の流量が少ないことが望ましい。
By the way, from the viewpoint of completing the engine warm-up at an early stage, the degree of cooling of the
一方、シリンダボア間においては、シリンダブロック11の他の部位と比較して燃焼により生じた熱がこもりやすいため、熱変形が生じやすい。したがって、ウォータージャケット14およびシリンダヘッド12を通過する冷却水の流量を小さくしているときにも、シリンダボア間(ボア間通路16A〜16C)を通過する冷却水の流量は多いことが望ましい。
On the other hand, between the cylinder bores, heat generated by combustion is likely to be trapped as compared with other portions of the
電子制御装置31は、上記の要求を満たすための制御として、冷却水通路40内に流通する冷却水の流れを制御する流通制御を行う。流通制御では、冷却水通路40内の冷却水の温度(以下、「冷却水温度THW」)に基づいて、第1電磁弁51および第2電磁弁52をそれぞれの開度を変更するとともに電動サーモスタット22の動作状態を変更することにより、冷却水通路40の冷却水の循環モードを以下の第1循環モード〜第3循環モードのいずれかに切り替える。
The
第1循環モードでは、第1電磁弁51および第2電磁弁52をともに閉弁状態に維持するとともに電動サーモスタット22を第1切替状態に維持する。これにより、第1循環回路61が閉鎖されるとともに第2循環回路62がラジエータ21を流通経路に含む形態で開放される。
In the first circulation mode, both the first
第2循環モードでは、第1電磁弁51および第2電磁弁52をともに開弁状態に維持するとともに電動サーモスタット22を第2切替状態に維持する。これにより、第1循環回路61および第2循環回路62がともにラジエータ21を流通経路に含まない形態で開放される。
In the second circulation mode, both the first
第3循環モードでは、第1電磁弁51および第2電磁弁52をともに開弁状態に維持するとともに電動サーモスタット22を第1切替状態に維持する。これにより、第1循環回路61および第2循環回路62がともにラジエータ21を流通経路に含む形態で開放される。
In the third circulation mode, both the
図2を参照して、各循環モードの冷却水の流れについて説明する。
図2(a)に示すように、第1循環モードでは、第1循環回路61および第2循環回路62内の冷却水は次のように流通する。すなわち第1循環回路61においては、冷却水が循環しない。第2循環回路62においては、ウォーターポンプ23から吐出された冷却水が第3水路43および第4水路44を介して電動サーモスタット22に流入する。そして、電動サーモスタット22から流出した冷却水が第5水路45およびラジエータ21および第6水路46を介してウォーターポンプ23に再び流入する。
With reference to FIG. 2, the flow of the cooling water in each circulation mode will be described.
As shown in FIG. 2A, in the first circulation mode, the cooling water in the
図2(b)に示すように、第2循環モードでは、第1循環回路61および第2循環回路62内の冷却水は次のように流通する。すなわち第1循環回路61においては、ウォーターポンプ23から吐出された冷却水が第1水路41および第2水路42を介して電動サーモスタット22に流入する。そして、電動サーモスタット22から流出した冷却水が第6水路46を通過して、すなわちラジエータ21を迂回して再びウォーターポンプ23に流入する。一方、第2循環回路62においては、ウォーターポンプ23から吐出された冷却水が第3水路43を介して電動サーモスタット22に流入する。そして、電動サーモスタット22から流出した冷却水がラジエータ21を迂回して再びウォーターポンプ23に流入する。
As shown in FIG. 2B, in the second circulation mode, the cooling water in the
図2(c)に示すように、第3循環モードでは、第1循環回路61および第2循環回路62内の冷却水は次のように流通する。すなわち第1循環回路61においては、ウォーターポンプ23から吐出された冷却水が第1水路41および第2水路42を介して電動サーモスタット22に流入する。そして、電動サーモスタット22から流出した冷却水がラジエータ21を介して再びウォーターポンプ23に流入する。ここで、第1水路41および第2水路42内の冷却水の流通態様は、第2循環モードと同様である。すなわち、第1電磁弁51および第2電磁弁52の開度が第2循環モードでの同開度とそれぞれ同じである。一方、第2循環回路62においては、ウォーターポンプ23から吐出された冷却水が第3水路43および第4水路44を介して電動サーモスタット22に流入する。そして、電動サーモスタット22から流出した冷却水がラジエータ21を介して再びウォーターポンプ23に流入する。
As shown in FIG.2 (c), in the 3rd circulation mode, the cooling water in the
図3を参照して、機関本体10の構成および第3水路43の構成の詳細について説明する。なお、図3では、ラジエータ21および電動サーモスタット22をそれぞれ省略している。
With reference to FIG. 3, details of the configuration of the
図3(a)に示すように、シリンダブロック11には、前後方向に4つのシリンダボア13A〜13Dが前方から順に配列されている。各シリンダボア13A,13B間、シリンダボア13B,13C間およびシリンダボア13C,13D間には、気筒配列方向に直交する方向である左右方向において各シリンダボア間を貫通するボア間通路16A〜16Cがそれぞれ設けられている。各ボア間通路16A〜16Cのそれぞれには、内部に水路としての空間を有する分岐管43C〜43Eが挿入されている。
As shown in FIG. 3A, the
シリンダブロック11の外壁には、各分岐管43C〜43Eの一方(右方)の端部を互いに接続する上流側主管43Aと、各分岐管43C〜43Eの他方(左方)の端部を互いに接続する下流側主管43Bとが設けられている。上流側主管43A内の空間、各分岐管43C〜43E内の空間、および下流側主管43B内の空間により第3水路43が形成されている。
On the outer wall of the
上流側主管43Aの上流側端部は、第1水路41(図1参照)を介してウォーターポンプ23の出口に接続されている。下流側主管43Bの下流側端部は、第5水路45または第6水路46(図1参照)を介してウォーターポンプ23の入口に接続されている。
The upstream end of the upstream
図3(b)に示すように、ボア間通路16B(分岐管43D)は、シリンダブロック11の上端部、すなわちシリンダボア13B,13Cの上端部に対応するシリンダボア間に設けられている。他のボア間通路16A(分岐管43C)、ボア間通路16C(分岐管43E)も同様にシリンダボア13A,13Bおよびシリンダボア13C,13Dの上端部に対応するシリンダボア間にそれぞれ設けられている。各ボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)とウォータージャケット14とは互いに独立して、すなわちこれらボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)とウォータージャケット14との間で直接的に冷却水が流通しないように設けられている。
As shown in FIG. 3B, the
冷却水は次のように第3水路43を流通する。
ウォーターポンプ23から吐出された冷却水は、上流側主管43Aから各分岐管43C〜43Eにそれぞれ流入する。各分岐管43C〜43E内の冷却水は、各シリンダボア間を流通することにより各シリンダボア間を冷却する。各分岐管43C〜43Eから流出した冷却水は、下流側主管43Bにそれぞれ流入した後、再びウォーターポンプ23に吸引される。
The cooling water flows through the
The cooling water discharged from the
図4を参照して、流通制御の具体的な処理手順を定めた「冷却水流通処理」の内容について説明する。なお、この処理は電子制御装置31が動作しているときに、所定演算周期毎に繰り返し行われる。
With reference to FIG. 4, the content of the “cooling water distribution process” that defines a specific process procedure for distribution control will be described. This process is repeatedly performed at predetermined calculation cycles when the
ステップS10において、冷却水温度THWが第1基準温度TX以上か否かを判定する。第1基準温度TXは、そのときどきの冷却水温度THWが機関暖機完了に相当する冷却水温度THWより低く、かつ第1循環回路61の冷却水の循環の停止が許容される冷却水温度THWか否かを判定するための値として、試験等を通じて予め設定されている。
In step S10, it is determined whether or not the coolant temperature THW is equal to or higher than the first reference temperature TX. The first reference temperature TX is the coolant temperature THW at which the coolant temperature THW at that time is lower than the coolant temperature THW corresponding to the completion of engine warm-up and the circulation of the coolant in the
ステップS10において冷却水温度THWが第1基準温度TXを下回る旨判定したとき、ステップS20において第1電磁弁51および第2電磁弁52をそれぞれ閉弁とともに電動サーモスタット22を第1切替状態に切り替える。これにより、第1水路41および第2水路42内の冷却水の流通が遮断される。これにより、冷却水通路40内の冷却水の流通態様は、図2(a)に示す第1循環モードとなる。
When it is determined in step S10 that the coolant temperature THW is lower than the first reference temperature TX, in step S20, the first
ステップS10において冷却水温度THWが第1基準温度TX以上の旨判定したとき、ステップS30において、冷却水温度THWが第2基準温度TY以上か否かを判定する。第2基準温度TYは、機関暖機完了か否かを判定するための値として、すなわち第1基準温度TXよりも高い温度であるとともに、機関本体10の機関暖機完了時の冷却水温度に相当する値として、試験等を通じて予め設定されている。
When it is determined in step S10 that the coolant temperature THW is equal to or higher than the first reference temperature TX, it is determined in step S30 whether the coolant temperature THW is equal to or higher than the second reference temperature TY. The second reference temperature TY is a value for determining whether or not the engine warm-up has been completed, that is, a temperature higher than the first reference temperature TX, and the coolant temperature at the completion of the engine warm-up of the
ステップS30において冷却水温度THWが第2基準温度TYを下回る旨判定したとき、すなわち機関暖機中である旨判定したとき、ステップS40において電動サーモスタット22を第2切替状態に切り替える。これにより、冷却水通路40内の冷却水の流通態様は、図2(b)に示す第2循環モードとなる。
When it is determined in step S30 that the coolant temperature THW is lower than the second reference temperature TY, that is, when it is determined that the engine is warming up, the
ステップS30において冷却水温度THWが第2基準温度TY以上の旨判定したとき、すなわち機関暖機が完了した旨判定したとき、ステップS50において電動サーモスタット22を第1切替状態に切り替える。これにより、冷却水通路40内の冷却水の流通態様は、図2(c)に示す第3循環モードとなる。
When it is determined in step S30 that the coolant temperature THW is equal to or higher than the second reference temperature TY, that is, when it is determined that the engine warm-up is completed, the
図5を参照して、冷却水流通処理の実行態様の一例について説明する。
時刻t0、すなわち内燃機関1の運転が開始されたとき、第1電磁弁51および第2電磁弁52はともに閉弁状態に維持されるとともに電動サーモスタット22は第1切替状態に維持される。これにより、冷却水通路40内の冷却水の流通態様は第1循環モードに維持される。
With reference to FIG. 5, an example of the execution aspect of a cooling water distribution process is demonstrated.
At time t0, that is, when the operation of the internal combustion engine 1 is started, both the first
時刻t1、すなわち冷却水温度THWが第1基準温度TXに到達したとき、第1電磁弁51および第2電磁弁52はともに開弁されるとともに電動サーモスタット22の動作状態が第1切替状態から第2切替状態に変更される。これにより、冷却水通路40内の冷却水の流通態様は第1循環モードから第2循環モードに切り替わる。
At time t1, that is, when the coolant temperature THW reaches the first reference temperature TX, both the
時刻t2、すなわち冷却水温度THWが第2基準温度TYに到達した後、冷却水温度THWの上昇度合は小さくなる。時刻t2以降では、第1電磁弁51および第2電磁弁52がともに開弁状態に維持されるとともに電動サーモスタット22が第1切替状態に維持される。これにより冷却水通路40内の冷却水の流通態様は第3循環モードに維持される。
After the time t2, that is, after the coolant temperature THW reaches the second reference temperature TY, the degree of increase in the coolant temperature THW decreases. After time t2, both the
本実施形態によれば、以下に示す効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、流通制御により冷却水通路40内の冷却水が第1基準温度TXを下回るときに第1水路41および第2水路42に冷却水が循環しないように制御される。したがって温度の低い冷却水によって機関本体10が冷却されることを抑制することができる。これにより、内燃機関1の暖機が促進される。また、冷却水通路40内の冷却水が第1基準温度TXを下回るときに第3水路43に冷却水が循環するため、シリンダボア間が冷却水により冷却される。すなわち、機関暖機時に第1水路41および第2水路42の冷却水が循環しないことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することができる。
According to the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) In the present embodiment, control is performed so that the cooling water does not circulate in the
(2)本実施形態では、冷却水温度THWが第1基準温度TXを下回るときに冷却水通路40内の冷却水の流通態様が第1循環モードとなることにより、シリンダボア間には、ラジエータ21によって冷やされた冷却水が供給されるようになる。これにより、シリンダボア間の温度上昇をより一層抑制することができる。
(2) In the present embodiment, when the cooling water temperature THW is lower than the first reference temperature TX, the cooling water flow mode in the cooling
(3)本実施形態では、冷却水温度THWが第2基準温度TYを下回るときに冷却水通路40内の冷却水の流通態様が第2循環モードとなることにより、ラジエータ21を迂回した冷却水をウォータージャケット14およびシリンダヘッド12にそれぞれ供給することを抑制することができる。その結果、内燃機関1の暖機促進を効果的に図ることができる。
(3) In this embodiment, when the cooling water temperature THW is lower than the second reference temperature TY, the cooling water circulation mode in the cooling
(4)本実施形態では、第3水路43が機関本体10の外壁に設けられるため、車両走行時において、機関本体10の外表面は矢印Y1(図3(a)参照)のように、ラジエータ21を通過した走行風により冷却される。これにより、上流側主管43A、分岐管43C〜43Eのうちのボア間通路16A〜16Cに挿通された部位以外の部位及び下流側主管43Bは、機関本体10の外表面に設けられるため、走行風により冷却される。その結果、シリンダボア13A〜13Dの温度上昇をそれぞれ抑制することができる。
(4) In the present embodiment, since the
(5)シリンダボア13A〜13Dは、その上端部において最も温度が高くなる。したがって、シリンダボア13A〜13Dの上端部が最も熱変形しやすくなる。その点、本実施形態では、シリンダボア壁の上端側にボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)が設けられることにより、シリンダボア13A〜13Dの温度上昇を効果的に抑制することができる。
(5) The cylinder bores 13A to 13D have the highest temperature at their upper ends. Therefore, the upper end portions of the cylinder bores 13A to 13D are most easily thermally deformed. In this respect, in the present embodiment, by providing the
(6)機関本体10が高温状態において、各シリンダボア13A〜13Dにはそれぞれの内径が拡径するように熱変形が生じる。ここで、シリンダボア13B,13Cでは、シリンダボア13A,13Dの熱変形によって、前後方向の内径が縮径するようになる。一方で、シリンダボア13B,13Cは、左右方向に熱変形するようになる。これにより、ピストン15の外周面とシリンダボア13B,13Cの前後方向における内周面とがそれぞれ近接するため、ピストン15とシリンダボア13B,13Cとの衝突してしまう。その結果、ピストン打音が生じる。
(6) When the
その点、本実施形態では、ボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)に冷却水が循環するため、シリンダボア13A,13Dの熱変形によるシリンダボア13B,13Cの内径の縮径を抑制することができる。その結果、シリンダボア13B,13Cとこれらボア13B,13Cにそれぞれ収容されるピストン15との衝突を抑制することができるため、ピストン打音の発生を抑制することができる。
In this respect, in the present embodiment, since the cooling water circulates in the
(7)本実施形態によれば、機関始動後から機関運転期間に亘り第3水路43内の冷却水が循環されることにより、専用の電磁弁やポンプの制御を省略することができる。したがって、簡単な構成によって内燃機関1の暖気促進とシリンダボア13A〜13Dの熱変形のそれぞれ抑制とを図ることができる。
(7) According to the present embodiment, the cooling water in the
(8)本実施形態では、第1電磁弁51がウォーターポンプ23よりも下流側且つシリンダブロック11またはシリンダヘッド12よりも上流側に設けられる。したがって、シリンダブロック11またはシリンダヘッド12からウォーターポンプ23へ高温の冷却水が逆流することを抑制することができる。
(8) In the present embodiment, the first
(9)本実施形態によれば、第1電磁弁51が第1水路41におけるウォータージャケット14に供給する水路とシリンダヘッド12に供給する水路との分岐部分より上流側に設けられるため(図1参照)、1つの第1電磁弁51にてウォータージャケット14およびシリンダヘッド12へ冷却水を供給する流量の制御を行うことができる。
(9) According to the present embodiment, the first
(その他の実施形態)
本発明の内燃機関の冷却装置の具体的な構成は、上記実施形態に例示した構成に限定されることなく、例えば以下のように変更することもできる。また以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
(Other embodiments)
The specific configuration of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment, and can be changed as follows, for example. The following modifications are not applied only to the above-described embodiment, and different modifications can be combined with each other.
・上記実施形態では、ボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)を3つのシリンダボア間にそれぞれ設けたが、ボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)は、シリンダボア間の少なくとも1つに設けることもできる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、第1水路41に第1電磁弁51が設けられ、第2水路42に第2電磁弁52が設けられたが、第1電磁弁51および第2電磁弁52の一方を省略することもできる。
In the above embodiment, the first
・上記実施形態では、冷却水流通処理において、冷却水温度THWが第1基準温度TXを下回るときに、電動サーモスタット22を第1切替状態としたが、電動サーモスタット22は第2切替状態としてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、ボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)がシリンダ壁の上端側に設けられたが、ボア間通路16A〜16C(分岐管43C〜43E)の上下方向の位置はこれに限定されることはない。例えば、シリンダボア壁の中央または下端側に設けることもできる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、シリンダボア13A〜13Dの配列方向が車両走行方向と同一方向となるように機関本体10が配置されたが、機関本体のシリンダボアの配列方向が車両走行方向に対して直交する方向となるように配置することもできる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、第3水路43が機関本体10の外側に取り付けられる構成であったが、第3水路43は機関本体10の内部に設けることもできる。
・上記実施形態では、ウォーターポンプ23として、クランクシャフトに連結する機械式のウォーターポンプを用いたが、ウォーターポンプ23として、クランクシャフトとは非連結の電動式のウォーターポンプを用いることもできる。この場合、内燃機関1のイグニッションスイッチをオフ状態からオン状態に切り替えたことを条件として、ウォーターポンプを駆動することもできる。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, a mechanical water pump connected to the crankshaft is used as the
電動式のウォーターポンプを用いる場合には、以下の制御も可能である。
・機関運転期間の一時期においてウォーターポンプの駆動を停止する。
・ウォーターポンプから吐出される冷却水の流量を制限する。
In the case of using an electric water pump, the following control is also possible.
・ Stop driving the water pump for a period of the engine operation period.
・ Limit the flow rate of cooling water discharged from the water pump.
・上記実施形態では、電動サーモスタット22の切替状態が第1切替状態および第2切替状態の2つであったが、電動サーモスタット22の切替状態はこれに限定されることはない。例えば、電動サーモスタット22は、第4水路44および第6水路46の両方に冷却水を流通することもできる。この場合、例えば、第1循環モードおよび第3循環モードであれば、第6水路46の冷却水の流量よりも第4水路44の冷却水の流量を増大させるように電動サーモスタット22の切替状態(開度)を変更することもできる。また例えば、第2循環モードであれば、第4水路44の冷却水の流量よりも第6水路46の冷却水の流量を増大させるように電動サーモスタット22の切替状態(開度)を変更することもできる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、第1循環モードのとき、第1電磁弁51および第2電磁弁52を閉弁状態としたが、第1電磁弁51および第2電磁弁52のそれぞれ開度はこれに限定されることはない。
In the above embodiment, in the first circulation mode, the
例えば、第1水路41および第2水路42に少量の冷却水を流通することもできる。これにより、第1循環モード時に第1電磁弁51および第2電磁弁52が全開状態を維持した場合と比較して、暖機促進を図ることができる。
For example, a small amount of cooling water can be circulated through the
また例えば、第1循環モードのとき、第1電磁弁51および第2電磁弁52は一定期間に亘り全開状態とすることもできる。この一定期間は、暖機促進が過度に妨げられない期間である。
Further, for example, in the first circulation mode, the first
・上記実施形態では、内燃機関の冷却装置をガソリンエンジンに適用したが、ディーゼルエンジンにも適用することもできる。 In the above embodiment, the cooling device for the internal combustion engine is applied to the gasoline engine, but it can also be applied to a diesel engine.
1…内燃機関、10…機関本体、11…シリンダブロック、12…シリンダヘッド、13,13A〜13D…シリンダボア、14…ウォータージャケット、15…ピストン、16A〜16C…ボア間通路、20…冷却装置、21…ラジエータ、22…電動サーモスタット、23…ウォーターポンプ(ポンプ)、30…制御装置、31…電子制御装置、32…冷却水温度センサ、40…冷却水通路(循環回路)、41…第1水路(本体通路)、42…第2水路(本体通路)、43…第3水路、43A…上流側主水路(第1接続通路)、43B…下流側主管(第2接続通路)、43C〜43E…分岐管、44…第4水路、45…第5水路、46…第6水路、51…第1電磁弁、52…第2電磁弁、61…第1循環通路、62…第2循環通路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 10 ... Engine main body, 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder head, 13, 13A-13D ... Cylinder bore, 14 ... Water jacket, 15 ... Piston, 16A-16C ... Passage between bores, 20 ... Cooling device, DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記循環回路は、前記機関本体に設けられた本体通路を介して冷却水を循環させるための第1循環回路と、前記機関本体のシリンダボア間に設けられたボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための第2循環回路とを含み、
当該冷却装置は、機関暖機時の前記第1循環回路の冷却水の流量を流量X1とし、機関暖機後の前記第1循環回路の冷却水の流量を流量X2として、前記流量X1を前記流量X2よりも小さくするとともに、機関暖機時において前記流量X1を前記流量X2よりも小さくしているときに前記第2循環回路内に冷却水を循環させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 In the cooling device for an internal combustion engine including a circulation circuit for circulating cooling water through the engine body,
The circulation circuit includes a first circulation circuit for circulating cooling water through a main body passage provided in the engine main body, an inter-bore passage provided between cylinder bores of the engine main body, and the main body passage. A second circulation circuit for circulating the cooling water without intervening,
The cooling device is configured such that the flow rate of the cooling water in the first circulation circuit when the engine is warmed is the flow rate X1, the flow rate of the cooling water in the first circulation circuit after the engine is warmed is the flow rate X2, and the flow rate X1 is A cooling device for an internal combustion engine, wherein the cooling water is circulated in the second circulation circuit when the flow rate X1 is smaller than the flow rate X2 while the engine is warmed up. .
前記第2循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Aと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Bとを含み、
当該冷却装置は、前記流量X1を前記流量X2よりも小さくしているときに前記循環回路Aの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Bの冷却水の循環は停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The second circulation circuit includes a circulation circuit A for circulating cooling water through the radiator and the inter-bore passage and not through the main body passage, and the main passage and the radiator through the inter-bore passage. And a circulation circuit B for circulating the cooling water without any
The cooling device circulates the cooling water in the circulation circuit A and stops the circulation of the cooling water in the circulation circuit B when the flow rate X1 is smaller than the flow rate X2. Cooling system.
当該冷却装置は、暖機完了状態に対する暖機度合が互いに異なる2つの暖機状態である第1暖機状態および第2暖機状態について、冷却水の温度範囲が相対的に低い方を第1暖機状態とし、冷却水の温度範囲が相対的に高い方を第2暖機状態として、前記第1暖機状態において前記流量X1を前記流量X2よりも小さくし、かつ前記第2循環回路の冷却水を循環させるものであり、前記第2暖機状態において前記流量X1を前記第1暖機状態の前記流量X1よりも大きくするものである
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
In the cooling device, the first warm-up state and the second warm-up state, which are two warm-up states having different warm-up levels with respect to the warm-up completion state, are set to the first in which the temperature range of the coolant is relatively low. The warming-up state is set, the higher temperature range of the cooling water is set as the second warming-up state, the flow rate X1 is made smaller than the flow rate X2 in the first warming-up state, and the second circulation circuit Cooling water is circulated, and in the second warm-up state, the flow rate X1 is larger than the flow rate X1 in the first warm-up state.
前記第1循環回路は、前記本体通路を介するとともにラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Cと、前記本体通路およびラジエータを介して冷却水を循環させる循環回路Dとを含み、
当該冷却装置は、前記第2暖機状態において前記循環回路Cの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Dの冷却水の循環を停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The first circulation circuit includes a circulation circuit C that circulates cooling water through the main body passage and without a radiator, and a circulation circuit D that circulates cooling water through the main body passage and the radiator,
The cooling device for an internal combustion engine, which circulates the cooling water in the circulation circuit C and stops the circulation of the cooling water in the circulation circuit D in the second warm-up state.
前記第2循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Aと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Bを含むものであり、
当該冷却装置は、前記第2暖機状態において前記循環回路Bの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Aの冷却水の循環を停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 or 4,
The second circulation circuit includes a circulation circuit A for circulating cooling water through the radiator and the inter-bore passage and not through the main body passage, and the main passage and the radiator through the inter-bore passage. Including a circulation circuit B for circulating cooling water without
The cooling device for an internal combustion engine, wherein the cooling water in the circulation circuit B is circulated in the second warm-up state and the circulation of the cooling water in the circulation circuit A is stopped.
前記第2循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Aと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Bとを含むものであり、
当該冷却装置は、暖機完了後に前記循環回路Aの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Bの冷却水の循環を停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 In the cooling device of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The second circulation circuit includes a circulation circuit A for circulating cooling water through the radiator and the inter-bore passage and not through the main body passage, and the main passage and the radiator through the inter-bore passage. And a circulation circuit B for circulating cooling water without
The cooling device of the internal combustion engine, wherein the cooling water of the circulation circuit A is circulated after the warm-up is completed and the circulation of the cooling water of the circulation circuit B is stopped.
前記機関本体の外壁に前記第2循環回路の一部が設けられる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The internal combustion engine cooling device according to any one of claims 1 to 6,
A cooling device for an internal combustion engine, wherein a part of the second circulation circuit is provided on an outer wall of the engine body.
前記シリンダボア間の壁部のうちの上端側に前記ボア間通路が設けられる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The internal combustion engine cooling device according to any one of claims 1 to 7,
The cooling system for an internal combustion engine, wherein the inter-bore passage is provided on an upper end side of a wall portion between the cylinder bores.
前記機関本体は、一列に配列された第1気筒および第2気筒および第3気筒を含むものであり、
前記第2循環回路は、前記第1気筒と前記第2気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第1ボア間通路と、前記第2気筒と前記第3気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第2ボア間通路と、気筒配列方向に延びて前記第1ボア間通路の一方の端部と前記第2ボア間通路の一方の端部とを互いに接続する第1接続通路と、気筒配列方向に延びて前記第1ボア間通路の他方の端部と前記第2ボア間通路の他方の端部とを互いに接続する第2接続通路を含むものである
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The internal combustion engine cooling device according to any one of claims 1 to 8,
The engine body includes a first cylinder, a second cylinder, and a third cylinder arranged in a row,
The second circulation circuit is provided between a first inter-bore passage as a passage between the bores provided between the first cylinder and the second cylinder, and between the second cylinder and the third cylinder. A second inter-bore passage as the inter-bore passage, and a first connection that extends in the cylinder arrangement direction and connects one end of the first inter-bore passage and one end of the second inter-bore passage to each other An internal combustion engine comprising a passage and a second connection passage extending in a cylinder arrangement direction and connecting the other end of the first bore passage and the other end of the second bore passage to each other. Engine cooling system.
前記循環回路には、冷却水を循環させるためのポンプが設けられ、
前記第1循環回路において前記ポンプと前記機関本体との間には、当該循環回路を開放または閉鎖する電磁弁が設けられる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9,
The circulation circuit is provided with a pump for circulating the cooling water,
A cooling device for an internal combustion engine, wherein an electromagnetic valve for opening or closing the circulation circuit is provided between the pump and the engine body in the first circulation circuit.
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