JP2017078346A - ディーゼルエンジン - Google Patents
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- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
Abstract
【課題】従来よりも暖機を促進することができるディーゼルエンジンを提供する。【解決手段】副冷却回路9におけるリターダー8とラジエータ4との間に、主冷却回路7におけるウォータポンプ5の吸入口側へ分岐する三方弁14を介設して、ECU17は、エンジン本体1の始動要求があったときは、エンジン本体1を始動するとともにリターダー8を起動する一方で、エンジン本体1の出口における冷却水2の温度が開弁温度S未満のときは、三方弁14の流路をウォータポンプ5の吸入口側へ向けて切り換える制御を行う。【選択図】図2
Description
本発明はディーゼルエンジンに関し、更に詳しくは、従来よりも暖機を促進することができるディーゼルエンジンに関する。
車両に搭載されているディーゼルエンジンの冷間始動時においては、エンジン本体の暖機を促進するために、アイドル回転数を上げたり、吸気スロットルや排気絞りの開度を調整したりするなどの手段が以前から行われている(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、それらの手段のように、エンジン出力を増加させずに燃料消費量の増加を図ることには上限が存在するため、エンジン本体を適正な温度に昇温する時間をより短縮することは困難であるという問題があった。
そのため、ディーゼルエンジンの暖機を従来よりも促進することができる新たな手段が求められている。
本発明の目的は、従来よりも暖機を促進することができるディーゼルエンジンを提供することにある。
上記の目的を達成する本発明のディーゼルエンジンは、エンジン本体に環状に接続されたサーモスタット、ラジエータ及びウォータポンプと、前記サーモスタットから分岐して前記ラジエータをバイパスするバイパス流路とからなる主冷却回路と、前記エンジン本体に環状に接続された水冷式のリターダー、前記ラジエータ及び前記ウォータポンプからなる副冷却回路とを、冷却水がそれぞれ循環するとともに、前記サーモスタットは、前記冷却水の温度が予め設定されたしきい値以上のときは前記ラジエータに開通する一方で、該冷却水の温度が前記しきい値未満のときは前記バイパス流路に開通するディーゼルエンジンにおいて、前記副冷却回路における前記リターダーと前記ラジエータとの間に、前記主冷却回路における前記ウォータポンプの吸入口側へ分岐する流路切替手段を介設するとともに、前記エンジン本体及び前記リターダーを制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記エンジン本体の始動要求があったときは、前記エンジン本体を始動するとともに前記リターダーを起動し、前記流路切替手段は、予め設定された箇所における前記冷却水の温度が前記しきい値未満のときは、前記ウォータポンプの吸入側へ向けて流路を切り換えることを特徴とするものである。
本発明のディーゼルエンジンによれば、エンジン本体の始動時にリターダーを起動して、その熱エネルギーを利用してエンジン本体の暖機を行うようにしたので、ディーゼルエンジンの暖機を従来よりも促進することができる。
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態からなるディーゼルエンジンを示す。
このディーゼルエンジンD1は、トラックやバスなどの大型車両に搭載されており、エンジン本体1を冷却する冷却水2が順に循環するサーモスタット3、ラジエータ4及びウォータポンプ5と、そのサーモスタット3からラジエータ4をバイパスしてウォータポンプ5の吸入口側へ分岐するバイパス流路6とからなる、いわゆる出口制御方式の主冷却回路7を備えている。
サーモスタット3は、冷却水2の温度が予め設定されたしきい値(以下、「開弁温度」という。)S未満のときには閉弁して、バイパス流路6へ開通してエンジン本体1の暖機を促進する一方で、開弁温度S以上のときには開弁して、ラジエータ4へ開通するのでエンジン本体1が冷却される。
更に、補助ブレーキである水冷式のリターダー8を冷却するために、主冷却回路7の冷却水2の一部が順に循環するラジエータ4、ウォータポンプ5、エンジン本体1及びリターダー8からなる副冷却回路9を備えている。リターダー8は起動されると、エンジン本体1のクランク軸10にトランスミッション11を介して連結するプロペラシャフト12の運動エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換することで制動力を加えるものである。なお、リターダー8には、エンジン本体1の運転状態に応じた制動力を加えることができるように、少なくとも2段階以上で吸収動力を可変可能な可変容量型を用いることが好ましい。
上記の主冷却回路7及び副冷却回路9において、ラジエータ4に流入した冷却水2は、車両の走行により生じる車速風と、冷却ファン13による冷却風とを利用して空冷される。
このようなディーゼルエンジンD1において、副冷却回路9におけるリターダー8とラジエータ4との間の流路f1には、流路切替手段である三方弁14が介設されている。この三方弁14は、主冷却回路7におけるウォータポンプ5の吸入口側であるバイパス流路6の接続部15とウォータポンプ5との間の流路f2に接続するようになっている。また、主冷却回路7におけるエンジン本体1の出口側の流路f3には、冷却水2の温度を測定する水温センサ16が設置されている。それらの三方弁14及び水温センサ16は、制御手段であるECU17に信号線(一点鎖線で示す)を通じて接続している。
ディーゼルエンジンD1の動作を図2、3を用いて以下に説明する。なお、図中における矢印は冷却水2の流れ方向を、実線は冷却水2の流れがあることを、点線は冷却水2の流れがないことを、それぞれ示している。また、弁記号における白抜きは開放状態を、黒塗りは閉止状態をそれぞれ示している。
エンジン本体1の始動要求、特に冷間時の始動要求があった場合には、ECU17はスタータ(図示せず)によりクランキングを行うと同時に、インジェクタ18から気筒16内への燃料噴射を開始することでエンジン本体1を始動するとともに、リターダー8を起動する。
そしてECU17は、水温センサ16の測定値が開弁温度S未満である場合には、図2に示すように、三方弁14を制御して流路f2に連通するように流路を切り換える。このとき、主冷却回路7のサーモスタット3は閉弁してバイパス流路6へ開通するようになっている。そのため、エンジン本体1で加熱された冷却水2に加えて、リターダー8で加熱された冷却水2もウォータポンプ5を通じてエンジン本体1へ流入するため、エンジン本体1の暖機がより促進される。
その後、エンジン本体1が暖機によって適正な温度に昇温して、水温センサ16の測定値が開弁温度S以上になったときには、図3に示すように、ECU17は、三方弁14を制御してラジエータ4に連通するように流路を切り換える。このとき、主冷却回路7のサーモスタット3は開弁しているため、エンジン本体1で加熱された冷却水2と、リターダー8で加熱された冷却水2とは、ラジエータ4へ流入して空冷される。
このように、エンジン本体1の始動時にリターダー8を起動して、そのリターダー8の熱エネルギーを利用してエンジン本体1の暖機を行うようにしたので、ディーゼルエンジンの暖機を従来よりも促進することができるのである。
図4に、本発明の第2の実施形態からなるディーゼルエンジンを示す。
このディーゼルエンジンD2は、流路切替手段として新たなサーモスタット20を用いるものである。サーモスタット20は、ラジエータ4の出口につながる流路f2における冷却水2の温度が開弁温度S未満のときにはウォータポンプ5の吸入口側に連通する一方で、その冷却水2の温度が開弁温度S以上のときにはラジエータ4に連通するように構成されている。また、流路f2からウォータポンプ5の吸入口側に常に冷却水2が流れるように、サーモスタット20をバイパスする第2バイパス流路21が設けられている。
ディーゼルエンジンD2の動作を図5、6を用いて以下に説明する。なお、図中における矢印等の意味は、図2、3の場合と同様である。
エンジン本体1の始動要求があった場合には、ECU17はスタータ(図示せず)によりクランキングを行うと同時に、インジェクタ18から気筒19内への燃料噴射を開始することでエンジン本体1を始動するとともに、リターダー8を起動する。
そしてサーモスタット20は、流路f2における冷却水2の温度が開弁温度S未満である場合には、図5に示すように、ウォータポンプ5の吸入口側に連通する。このとき、主冷却回路7のサーモスタット3は閉弁してバイパス流路6へ開通するようになっている。そのため、エンジン本体1で加熱された冷却水2に加えて、リターダー8で加熱された冷却水2もウォータポンプ5を通じてエンジン本体1へ流入するため、エンジン本体1の暖機がより促進される。
その後、エンジン本体1が暖機によって適正な温度に昇温して、流路f2における冷却水2の温度が開弁温度S以上になったときには、図6に示すように、サーモスタット20はラジエータ4に連通する。このとき、主冷却回路7のサーモスタット3は開弁しているため、エンジン本体1で加熱された冷却水2と、リターダー8で加熱された冷却水2とは、ラジエータ4へ流入して空冷される。
このようにして、第1の実施形態の場合と同様に、ディーゼルエンジンの暖機を従来よりも促進することができるのである。
なお、上記の第1及び第2の実施形態においては、出口制御方式の主冷却回路7の代わりに、例えば図7に示すように、エンジン本体1を冷却する冷却水2が順に循環するラジエータ4、サーモスタット3及びウォータポンプ5と、そのエンジン本体1とラジエータ4との間の流路f4から分岐してサーモスタット3に接続するバイパス通路6とからなる、いわゆる入口制御方式の主冷却回路7を用いることもできる。この場合には、流路切替手段である三方弁14は、主冷却回路7におけるサーモスタット3とウォータポンプ5との間の流路f5に接続することになる。
D1、D2 ディーゼルエンジン
1 エンジン本体
2 冷却水
3、20 サーモスタット
4 ラジエータ
5 ウォータポンプ
6 バイパス流路
7 主冷却回路
8 リターダー
9 副冷却回路
14 三方弁
16 水温センサ
17 ECU
1 エンジン本体
2 冷却水
3、20 サーモスタット
4 ラジエータ
5 ウォータポンプ
6 バイパス流路
7 主冷却回路
8 リターダー
9 副冷却回路
14 三方弁
16 水温センサ
17 ECU
Claims (3)
- エンジン本体に環状に接続されたサーモスタット、ラジエータ及びウォータポンプと、前記サーモスタットから分岐して前記ラジエータをバイパスするバイパス流路とからなる主冷却回路と、
前記エンジン本体に環状に接続された水冷式のリターダー、前記ラジエータ及び前記ウォータポンプからなる副冷却回路とを、冷却水がそれぞれ循環するとともに、
前記サーモスタットは、前記冷却水の温度が予め設定されたしきい値以上のときは前記ラジエータに開通する一方で、該冷却水の温度が前記しきい値未満のときは前記バイパス流路に開通するディーゼルエンジンにおいて、
前記副冷却回路における前記リターダーと前記ラジエータとの間に、前記主冷却回路における前記ウォータポンプの吸入口側へ分岐する流路切替手段を介設するとともに、前記エンジン本体及び前記リターダーを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記エンジン本体の始動要求があったときは、前記エンジン本体を始動するとともに前記リターダーを起動し、
前記流路切替手段は、予め設定された箇所における前記冷却水の温度が前記しきい値未満のときは、前記ウォータポンプの吸入口側へ向けて流路を切り換えることを特徴とするディーゼルエンジン。 - 前記流路切替手段が、前記制御手段により制御可能な三方弁であって、
前記三方弁は、前記エンジン本体の出口における前記冷却水の温度が前記しきい値未満のときは、前記ウォータポンプの吸入口側へ向けて流路を切り換えるように制御される請求項1に記載のディーゼルエンジン。 - 前記流路切替手段が、前記ラジエータの出口における前記冷却水の温度が前記しきい値未満のときは、前記ウォータポンプの吸入口側へ向けて流路が切り換わるように構成されたサーモスタットである請求項1に記載のディーゼルエンジン。
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