JP2016008567A - Internal combustion engine for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、水冷式(液冷式)の車両用内燃機関に関するものである。 The present invention relates to a water-cooled (liquid-cooled) vehicle internal combustion engine.
車両用内燃機関は一般に水冷式になっており、機関温度によって冷却水の流れを制御している(例えば特許文献1)。すなわち、冷却通路の途中に、冷却水の温度で開閉してラジェータへの通水を制御するサーモ弁を配置しており、機関温度が低い暖機運転状態ではサーモ弁は閉じていて、冷却水は、ラジェータに流れることなくシリンダヘッドとシリンダブロックとヒータとを循環し、機関が暖機されて冷却水の温度がある程度まで上昇すると、サーモ弁が開いて冷却水がラジェータを循環するようになっている。暖機運転時にシリンダブロックを冷却せず、シリンダヘッドのみを冷却する構成も提案されている。 An internal combustion engine for a vehicle is generally water-cooled, and the flow of cooling water is controlled by the engine temperature (for example, Patent Document 1). In other words, a thermo valve that opens and closes at the temperature of the cooling water to control the water flow to the radiator is arranged in the middle of the cooling passage. In a warm-up operation state where the engine temperature is low, the thermo valve is closed and the cooling water is Circulates through the cylinder head, cylinder block and heater without flowing to the radiator, and when the engine is warmed up and the temperature of the cooling water rises to a certain level, the thermo valve opens and the cooling water circulates through the radiator. ing. There has also been proposed a configuration in which only the cylinder head is cooled without cooling the cylinder block during the warm-up operation.
冷却水は、シリンダヘッド及びシリンダブロックに設けたジャケットとラジェータ、及び配管の内部に溜まっているが、機関が運転を停止すると機関本体や配管等は温度が低下していき、それに連れて冷却水の温度も低下していく。このため、機関の温度がある程度まで低下すると、次の始動はコールドスタートになって機関が温まるまで暖機運転が成される。 Cooling water accumulates in the jacket and radiator provided in the cylinder head and cylinder block, and in the piping, but when the engine stops operating, the temperature of the engine body and piping etc. decreases, and the cooling water is accordingly reduced. The temperature will also decrease. For this reason, when the temperature of the engine decreases to a certain extent, the next start is a cold start, and the warm-up operation is performed until the engine warms up.
そして、暖機運転状態では、オイルの粘度が高くてメカロスが大きいことや燃焼が不安定になりやすいことから、燃料噴射量を高めに設定しており、このため、暖機運転状態では燃料を多く使用している。従って、燃費の点からは、暖機運転時間はできるだけ短いのが好ましい。 In the warm-up operation state, the oil viscosity is high, the mechanical loss is large, and the combustion tends to become unstable.Therefore, the fuel injection amount is set high. We use a lot. Therefore, it is preferable that the warm-up operation time is as short as possible from the viewpoint of fuel consumption.
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、例えば、スーパーマッケットでの買い物や医療機関での受診などで1〜2時間程度駐車してから再始動する場合のように、機関や車両が冷えきる前に再始動するに際しての暖機運転時間の短縮を図るものである。 The present invention has been made in view of such a current situation. For example, the engine is parked for about 1 to 2 hours after shopping at a supermarket or at a medical institution, and then restarted. It is intended to shorten the warm-up operation time when the vehicle is restarted before the vehicle has cooled down.
本願発明は請求項1,2の構成を含んでおり、このうち請求項1の発明は、車両前部のエンジンルームに搭載される水冷式内燃機関において、冷却水通路の途中に、始動時に機関本体に流入する冷却水を貯留するタンクが、前記エンジンルームに露出するように設けられている。
The invention of the present application includes the constructions of
請求項2の発明は、請求項1において、前記タンクは、エンジンルームの前部の日光が入り込む部位に配置している。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the tank is disposed at a site where sunlight enters the front of the engine room.
機関本体のうちシリンダブロックは下部に行くほど温度が低くなっており、シリンダヘッドが最も温度が高いが、シリンダブロック及びシリンダヘッドを構成する金属は伝熱性が高くかつ冷却水の単位量に対する表面積の割合も大きいため、運転後の温度低下速度が早いと云える。これに対してタンクはエンジンルームに露出しているが、空気は熱の不良導体で放熱性は低く、かつタンクは単位容量に対する表面積が小さいため、熱の放散は緩慢である。このため、例えば、機関の運転を呈してしてから1〜2時間が経過しても、相当の温度を維持できる(湯たんぽと同様である。)。 The lower the temperature of the cylinder block in the engine body is, the lower the temperature is, and the highest temperature is in the cylinder head. However, the metal constituting the cylinder block and the cylinder head has high heat conductivity and has a surface area with respect to a unit amount of cooling water. Since the ratio is large, it can be said that the rate of temperature decrease after operation is fast. In contrast, the tank is exposed to the engine room, but air is a poor conductor of heat and has low heat dissipation, and since the tank has a small surface area per unit capacity, heat dissipation is slow. For this reason, for example, even if 1-2 hours have passed since the operation of the engine was exhibited, a considerable temperature can be maintained (similar to a hot water bottle).
そして、機関を停止してから1〜2時間程度を経過して機関本体に多少の熱が残っているような状態では、再始動すると暖機運転モードになるが、タンクに保温・貯留されていて冷却水が機関本体を循環することで、機関本体を早期暖機できる。これにより、燃費の向上に貢献できる。 And in a state where some heat has remained in the engine body after about 1 to 2 hours have passed since the engine was stopped, when it restarts, it enters the warm-up operation mode, but is kept warm and stored in the tank. As the cooling water circulates through the engine body, the engine body can be warmed up early. Thereby, it can contribute to the improvement of a fuel consumption.
請求項2の構成を採用すると、タンクに日光が当たることで冷却水の保温性をより高めたり昇温させたりすることが可能になるため、早期暖機に一層貢献できる。
If the structure of
(1).実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、これは運転者の向きを基準にしている。
(1) Structure of Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, front / rear / left / right words are used to specify the direction, but this is based on the driver's direction.
図1では、内燃機関の配置を大まかに表示している。内燃機関は、シリンダブロック1とシリンダヘッド2と主要要素とする機関本体3を備えており、クランク軸線4を左右横向きにした状態で車両5のエンジンルーム6に搭載している。シリンダヘッド2の上面にはシリンダヘッドカバー7を固定して、シリンダブロック1の仮面にはオイルパン8を固定している。
In FIG. 1, the arrangement of the internal combustion engine is roughly displayed. The internal combustion engine includes a
本実施形態の内燃機関は前排気方式の3気筒であり、シリンダヘッド2の前面に排気マニホールド9を固定している。排気マニホールド9の集合部9aは水平方向に延びており、集合部9aを機関本体3の左外側において斜め下向きに曲げて、これに触媒ケース10を接続している。
The internal combustion engine of the present embodiment is a pre-exhaust type three cylinder, and an
機関本体3の手前側には、触媒ケース10の側に寄せた状態でラジェータ11を配置しており、ラジェータ11の上にはエアコンのコンデンサ(凝縮器)12を配置している。ラジェータ11及びコンデンサ12とも、車両の正面視では、部分的に機関本体3と重複しているが、その配置態様は任意に設定できる。
On the front side of the
シリンダブロック1のうち触媒ケース10と反対側の一側部にはウォータポンプ13を配置している一方、シリンダヘッド2のうちウォータポンプ13と反対側の他側部には、サーモ弁が内蔵された冷却水制御部14を設けており、冷却水制御部14とラジェータ11とは送り管15,16で接続されている。正確には、ラジェータ11のアッパータンクに送り管15が接続されて、ロアタンクに戻り管16が接続されている。
A
ラジェータ11の上面は排気マニホールド9よりも下に位置し、コンデンサ12は排気マニホールド9よりも上に位置している。そして、おおよそ排気マニホールド9における水平状集合部9aの手前側の部位に、冷却水を溜めるタンク17を配置している。タンク17は円筒形で軸線を左右横向きにして配置しており(縦置きでもよい)、入口ポート18は往路管19によって冷却水制御部14に接続されて、出口ポート20は復路管21によってウォータポンプ13に接続されている。なお、タンク17の容量は機関本体3の排気量に比例するが、例えば、排気量660ccの軽自動車であると1リットル程度で足りる。
The upper surface of the
また、タンク17は、車両のフロントグリ22に近付けて配置している。フロントグリ22には通風穴23が空いているが、通風穴23から日光24が入り込むことが可能であり、タンク17は、日光24が当たり得るように配置している。
Further, the
排気マニホールド9の水平状集合部9aは、遮蔽板(インシュレータ)25で手前から覆われている。また、タンク17の下方には、日光をタンク17に向けて反射させる反射板26を配置している。反射板26は遮蔽板25と連続しているが、互いに分離させてもよい。さらに、フロントグリルの通風穴23を透過性の板で塞ぐ構造とし、反射板の形状をタンク17の下方、後方、上方を覆う構造として、当該透過性の板と反射板26とでタンクを取り囲む構造にしてもよい。言い換えると、透過性の板と反射板26とで作る閉空間にタンクを配置する構造としてもよい。
The horizontal
(2).まとめ
以上の構成において、機関本体3を巡って受熱した冷却水はタンク17を経由してウォータポンプ13に戻るが、機関を停止すると、タンク17には高い温度の冷却水が溜まったままになる。そして、タンク17は容量に対して表面積が小さく、しかも、空気は熱の不良導体であるため、機関本体3の温度低下に比べてタンク17の内部の冷却水の温度低下は緩慢である。
(2) Summary In the above configuration, the cooling water received around the
このため、例えば機関を1〜2時間程度停止させてから再始動するに際しては、タンク17の内部の冷却水はまだ相当の温度に維持されている。その結果、再始動時には機関本体3を早期昇温させて暖機時間を短縮できる。
For this reason, for example, when the engine is stopped for about 1 to 2 hours and then restarted, the cooling water inside the
特に、実施形態のようにタンク17をフロントグリル22に近付けて配置すると、屋外に駐車した場合は、日光24でタンク17を暖めることができるため、冷却水の温度低下を抑制して(或いは逆に昇温させて)、早期暖機に一層貢献できる。実施形態のように反射板26を設けると、日光の照射面積を拡大できるため、特に好適である。
In particular, when the
更に、実施形態のようにタンク17を排気マニホールド9の手前に配置すると、タンク17は排気マニホールド9の余熱によっても加温されるため、冷却水の温度低下を抑制して早期暖機に一層貢献できる。加えて、実施形態のようにタンク17をコンデンサ12とラジェータ11とで上下から覆うと、タンク17の後ろで熱が籠もりがちになることから、排気マニホールド9の熱をタンク17に効率的に伝えることができる。これにより、冷却水を降温状態に維持して再始動時の早期暖機をより確実化できる。
Further, when the
上記の説明では、タンク17の出口ポート19とウォータポンプ13とを接続しているが、運転停止前に冷却水がラジェータ11を循環していると、ラジェータ11で温度低下した冷却水がタンク17に溜まることになる。これに対して、図1に一点鎖線で示すように、タンク17の出口ポート20と冷却水制御部14とを中間管路27で接続して、冷却水がタンク17を経由してラジェータ11に流入し、ラジェータ11で冷却された冷却水は冷却水制御部14から戻り管28でウォータポンプ13に戻るように設定すると、最も温度が高い冷却水をタンク17に貯留できる利点がある。
In the above description, the
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、タンクを排気ガスで積極的に加温することも可能である。また、暖機運転時のみ冷却水がタンクを循環して、通常運転時にはタンクを経由しない構成とすることも可能である(この場合は、切り換え弁を設ける必要がある。)。更に、タンクを断熱材で覆うことも可能である。 The present invention can be embodied in various ways other than the above-described embodiment. For example, it is possible to actively warm the tank with exhaust gas. It is also possible to adopt a configuration in which the cooling water circulates through the tank only during the warm-up operation and does not pass through the tank during the normal operation (in this case, it is necessary to provide a switching valve). Furthermore, it is possible to cover the tank with a heat insulating material.
本願発明は、実際に車両用内燃機関に適用できる。従って、産業上利用できる。 The present invention is actually applicable to an internal combustion engine for a vehicle. Therefore, it can be used industrially.
2 シリンダヘッド
3 機関本体
6 エンジンルーム
9 排気マニホールド
9a 排気マニホールドの集合部
11 ラジェータ
12 エアコンのコンデンサ
13 ウォータポンプ
14 冷却水制御部
17 タンク
2
Claims (2)
冷却水通路の途中に、始動時に機関本体に流入する冷却水を貯留するタンクが、前記エンジンルームに露出するように設けられている、
車両用内燃機関。 A water-cooled internal combustion engine mounted in an engine room in front of the vehicle,
In the middle of the cooling water passage, a tank for storing cooling water flowing into the engine main body at the time of starting is provided so as to be exposed to the engine room.
Internal combustion engine for vehicles.
請求項1に記載した車両用内燃機関。 The tank is arranged at a site where sunlight enters the front of the engine room.
The internal combustion engine for a vehicle according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014130293A JP2016008567A (en) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Internal combustion engine for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014130293A JP2016008567A (en) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Internal combustion engine for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016008567A true JP2016008567A (en) | 2016-01-18 |
Family
ID=55226298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014130293A Pending JP2016008567A (en) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Internal combustion engine for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016008567A (en) |
-
2014
- 2014-06-25 JP JP2014130293A patent/JP2016008567A/en active Pending
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