JP2018105184A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

内燃機関の冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2018105184A
JP2018105184A JP2016250944A JP2016250944A JP2018105184A JP 2018105184 A JP2018105184 A JP 2018105184A JP 2016250944 A JP2016250944 A JP 2016250944A JP 2016250944 A JP2016250944 A JP 2016250944A JP 2018105184 A JP2018105184 A JP 2018105184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
radiator
cooling
internal combustion
water pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016250944A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6572879B2 (ja
Inventor
慶 遠藤
Kei Endo
慶 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2016250944A priority Critical patent/JP6572879B2/ja
Priority to US15/839,969 priority patent/US20180179944A1/en
Priority to CN201711403728.9A priority patent/CN108361100A/zh
Publication of JP2018105184A publication Critical patent/JP2018105184A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6572879B2 publication Critical patent/JP6572879B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2050/00Applications
    • F01P2050/22Motor-cars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12Pump-driving arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Abstract

【課題】早期暖機を図りながら、オーバヒートを抑制することが可能な内燃機関の冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置は、電動ウォータポンプによって循環されるエンジンの冷却水の流れを切り替えるサーモスタット装置4を備える。サーモスタット装置4は、ラジエータからの冷却水が流入するラジエータ側流入口41と、ラジエータをバイパスした冷却水が流入する暖機用流入口42と、ラジエータからの冷却水の流量を調整するバルブ44cと、冷却水の温度に応じてバルブ44cを開閉するためのサーモエレメント44aと、冷却水を流出する流出部45とを含む。冷却装置は、暖機用流入口42から流入する冷却水をサーモエレメント44aに向けてガイドするガイド部14dと、ガイド部14dとサーモエレメント44aとの間に配置され、流出部45に設けられたスリット62とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。
従来、例えば特許文献1に開示されているように、エンジン(内燃機関)の冷却装置は、ウォータポンプ、ラジエータ、サーモスタット装置等を有する冷却水循環回路を備えている。そして、エンジンの冷間始動時には、サーモスタット装置のバルブ(ラジエータからのリターン通路を開閉するバルブ)を閉鎖してラジエータでの冷却水の流通を停止する。つまり、ラジエータをバイパスして冷却水を循環させることによりエンジンの暖機を図る。エンジンの暖機完了後には、サーモスタット装置のバルブを開放し、エンジンのウォータジャケットから流出した冷却水をラジエータに流すことで、冷却水がエンジンから回収した熱を大気中に放出し、エンジンのオーバヒートを抑制する。
特開2009−52506号公報
ここで、燃料消費率の改善を図るために、エンジンの冷間始動後における早期暖機が望まれる一方、暖機完了後においてはオーバヒートを抑制する必要がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、早期暖機を図りながら、オーバヒートを抑制することが可能な内燃機関の冷却装置を提供することである。
本発明による内燃機関の冷却装置は、電動ウォータポンプによって循環される内燃機関の冷却水の流れを切り替えるサーモスタット装置を備える。サーモスタット装置は、ラジエータからの冷却水が流入する第1流入口と、ラジエータをバイパスした冷却水が流入する第2流入口と、ラジエータからの冷却水の流量を調整するバルブと、冷却水の温度に応じてバルブを開閉するためのサーモエレメントと、冷却水を流出する流出部とを含む。内燃機関の冷却装置は、第2流入口から流入する冷却水をサーモエレメントに向けてガイドするガイド部と、ガイド部とサーモエレメントとの間に配置され、流出部に設けられたスリットとを備える。
このように構成することによって、暖機時に電動ウォータポンプの吐出流量を低くして冷却水の勢いを弱くすることにより、第2流入口から流入する冷却水がサーモエレメントに到達する前に、その冷却水をスリットから流出させることができる。これにより、暖機時に、温められた冷却水がサーモエレメントに当たってバルブが開くのを抑制することができるので、早期暖機を図ることができる。また、暖機完了後に電動ウォータポンプの吐出流量を高くして冷却水の勢いを強くすることにより、第2流入口から流入する冷却水をガイド部によってサーモエレメントに到達させることができるので、温められた冷却水をサーモエレメントに当てることができる。これにより、暖機完了後に、応答性よくバルブを開くことができるので、オーバヒートを抑制することができる。
上記内燃機関の冷却装置において、電動ウォータポンプには、サーモスタット装置の流出部から冷却水が流入するように構成されていてもよい。
このように構成すれば、電動ウォータポンプの負圧により、スリットからの冷却水の流出が促されるので、暖機時に温められた冷却水がサーモエレメントにより当たりにくくすることができる。
本発明の内燃機関の冷却装置によれば、早期暖機を図りながら、オーバヒートを抑制することができる。
実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図である。 サーモスタット装置の内部構造を示す断面図である。 サーモスタット装置の下面図である。 サーモスタット装置の暖機用流入口から流入する冷却水の高流量時および低流量時の流れを説明するための図である。
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、自動車用エンジンの冷却装置として本発明を適用した場合について説明する。
−冷却装置の概略構成−
図1は、本実施形態に係る冷却装置1の概略構成を示す図である。この図1に示すように、冷却装置1は冷却水循環回路10を備えている。この冷却水循環回路10は、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ2と、循環する冷却水を冷却するラジエータ3と、前記電動ウォータポンプ2の上部に直接的に取り付けられたサーモスタット装置4とを備えている。そして、電動ウォータポンプ2の作動によって冷却水循環回路10で冷却水を循環させ、この冷却水によってエンジン(内燃機関)5を冷却するよう構成されている。
エンジン5は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等であり、シリンダヘッド51およびシリンダブロック52を備えている。シリンダヘッド51の内部にはヘッド側ウォータジャケット51aが形成され、シリンダブロック52の内部にはブロック側ウォータジャケット52aが形成されている。本実施形態におけるエンジン5は、ヘッド側ウォータジャケット51aとブロック側ウォータジャケット52aとが連通されている。
冷却水循環回路10に備えられた各機器を接続する冷却水通路としては、ポンプ吐出通路11、エンジン流出通路12、ラジエータリターン通路13、および、暖機用リターン通路14を備えている。
前記ポンプ吐出通路11は、電動ウォータポンプ2の吐出口21とエンジン5のブロック側ウォータジャケット52aとを接続している。エンジン流出通路12は、エンジン5のヘッド側ウォータジャケット51aとラジエータ3のアッパタンク31とを接続している。ラジエータリターン通路13は、ラジエータ3のロアタンク32とサーモスタット装置4のラジエータ側流入口41とを接続している。暖機用リターン通路14は、前記エンジン流出通路12とサーモスタット装置4の暖機用流入口42とを接続している。前記ラジエータ側流入口41が本発明でいう第1流入口(ラジエータからの冷却水が流入する第1流入口)に相当する。また、前記暖機用流入口42が本発明でいう第2流入口(ラジエータをバイパスした冷却水が流入する第2流入口)に相当する。
電動ウォータポンプ2は、冷却水循環回路10において冷却水を循環させるための水流を発生させる。この電動ウォータポンプ2は、バッテリ(図示省略)からの電力によって作動するモータ(図示省略)を有しており、そのモータの回転速度を制御することにより冷却水の吐出流量(単位時間当たりの吐出流量)が可変となっている。つまり、この電動ウォータポンプ2は、ECU100からのポンプ回転速度指令信号に応じて回転速度が制御され、これにより吐出流量が調整される。ECU100は、冷却水循環回路10を循環する冷却水の温度に応じたポンプ回転速度指令信号を出力することにより電動ウォータポンプ2の回転速度を制御する。この電動ウォータポンプ2の回転速度の制御については後述する。
ラジエータ3は、例えばダウンフロータイプのものであり、前記アッパタンク31とロアタンク32との間にラジエータコア33が配設されている。このラジエータ3は、アッパタンク31に回収された冷却水がロアタンク32に向けてラジエータコア33の内部を流下する際に、冷却水と外気との間で熱交換を行うことにより、冷却水の熱を大気中に放出するよう構成されている。
サーモスタット装置4は、図2(サーモスタット装置4の内部構造を示す断面図)に示すように、合成樹脂により成形されたハウジング43の内部の中央にサーモエレメントユニット44が組み込まれた構成となっている。
前記ハウジング43の上端部近傍の側面(図2における奥側の側面)には前記ラジエータ側流入口41が形成されており、このラジエータ側流入口41に、前記ラジエータリターン通路13を形成するラジエータリターンパイプ13Aが接続されている。
図3(サーモスタット装置4の下面図)に示すように、前記ハウジング43の下端部には、サーモスタット装置4の内部を流れた冷却水を電動ウォータポンプ2に向けて流出するための流出部45が設けられている。この流出部45の中央には冷却水を流出する開口45aが形成されている。この開口45aの外周側には電動ウォータポンプ2の上端部に連結されるフランジ45b,45bが形成されている。このフランジ45b,45bにはボルト挿入孔45c,45cが設けられている。つまり、このフランジ45b,45bの下側に電動ウォータポンプ2の上端部が重ね合わされ、これら両者がボルト締結によって一体的に組み付けられることで、サーモスタット装置4の流出部45の開口45aと電動ウォータポンプ2の吸入口とが連通されており、サーモスタット装置4の内部を流れた冷却水が開口45aを経て電動ウォータポンプ2に流れ込むようになっている。
このため、前記ラジエータリターン通路13を経てラジエータ側流入口41からサーモスタット装置4の内部に冷却水が流入する場合には、この冷却水は、サーモスタット装置4の内部を上側から下側に向かって流れ、流出部45の開口45aから電動ウォータポンプ2に向けて流出されることになる。
また、前記ハウジング43の下端部近傍の側面(図2における左側の側面)には前記暖機用流入口42が形成されており、この暖機用流入口42に、前記暖機用リターン通路14を形成する暖機用リターンパイプ14Aが接続されている。
このため、前記暖機用リターン通路14を経て暖機用流入口42からサーモスタット装置4の内部に流入した冷却水は、サーモスタット装置4の内部の下側部分を流れ、流出部45の開口45aから電動ウォータポンプ2に流出されることになる。
前記サーモエレメントユニット44には、冷却水の温度に反応して膨張・収縮する熱膨張体(サーモワックス)を内蔵するサーモエレメント44aが備えられており、前記熱膨張体の膨張によりピストン44bが前進移動(サーモエレメント44aに対して相対的に上側に移動)するよう構成されている。前記ピストン44bの上端部は、ハウジング43の上部内面が突出されて成るピストン支持部43aに固定されている。このため、ピストン44bの前進移動に伴いサーモエレメント44aが下方に移動することになる。
また、前記サーモエレメント44aには円板状のバルブ44cが取り付けられている。このバルブ44cは、ハウジング43の内面が小径とされることで形成された弁座43bに当接することで閉弁状態にされる。バルブ44cは、ラジエータ3からの冷却水の流量を調整するために設けられている。
また、サーモエレメントユニット44には、前記バルブ44cを閉弁方向に付勢するコイルスプリング44dが備えられている。このコイルスプリング44dの上端部はバルブ44cの下面に当接している。また、このコイルスプリング44dの下端部は、前記流出部45に設けられたスプリング受けフレーム6によって支持されている。コイルスプリング44dは、バルブ44cとスプリング受けフレーム6との間で圧縮された状態で配設されており、これにより、バルブ44cに対して閉弁方向(上向き方向)の付勢力を与えている。
前記スプリング受けフレーム6は、図3に示すように、その外周部分であって、周方向に180°の位相差を存した2箇所に係止片61,61が設けられている。これら係止片61,61は、外周側に向けて突出された形状となっており、前記ハウジング43の内周面に形成された支持突起43c,43cに回り止めされた状態で支持されている。一方の係止片61は暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側(図3における左側)に配置され、他方の係止片61は暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側とは反対側(図3における右側)に配置されている。
前記サーモエレメント44aの下端部は、スプリング受けフレーム6の中央に形成された開口63に挿入されている。このため、前記サーモエレメントユニット44は、前記ピストン44bの上端部がピストン支持部43aに固定され、且つコイルスプリング44dおよびサーモエレメント44aの下端部がスプリング受けフレーム6に支持されていることで、ハウジング43の内部に組み込まれている。
このスプリング受けフレーム6において、係止片61,61が形成されている部分以外の外径寸法は前記開口45aの内径寸法よりも小さく設定されている。このため、この開口45aの内縁とスプリング受けフレーム6の外縁との間に周方向に延びる隙間S,Sが形成されている。また、前記スプリング受けフレーム6の係止片61,61には、その板厚方向に沿って貫通するスリット62,62が形成されている。このスリット62,62は、周方向に延びるように長孔状に形成されている。このため、流出部45において、前記隙間S,Sおよび前記スリット62,62が、サーモスタット装置4の内部と電動ウォータポンプ2との間を連通させる冷却水の流路として形成されている。
このようにしてサーモスタット装置4が構成されているため、サーモスタット装置4内部に流入する冷却水の温度が低い場合には、サーモエレメント44aに内蔵された熱膨張体が収縮して、前記ピストン44bが後退移動(サーモエレメント44aに対して相対的に下側に移動)する。これによりサーモエレメント44aに取り付けられたバルブ44cが相対的に上側に移動して弁座43bに当接し、コイルスプリング44dの付勢力を受けて閉弁するように作動する。この閉弁状態にあっては、ラジエータリターン通路13からの冷却水の流入が遮断される。一方、サーモスタット装置4内部に流入する冷却水の温度が上昇すると、サーモエレメント44aに内蔵された熱膨張体が膨張して、前記ピストン44bが前進移動(サーモエレメント44aに対して相対的に上側に移動)する。これによりサーモエレメント44aに取り付けられたバルブ44cがコイルスプリング44dの付勢力に抗して相対的に下側に移動して弁座43bから離れ、開弁するように作動する。この開弁状態になると、ラジエータリターン通路13からの冷却水の流入が許容される。
前記ECU100は、前述したように、冷却水の温度に応じたポンプ回転速度指令信号を出力して電動ウォータポンプ2の回転速度を制御する。
このECU100には、冷却水の温度を検出する水温センサ101および電動ウォータポンプ2の回転速度を検出するポンプ回転速度センサ102等が接続されており、各センサ101,102からの出力信号が入力されている。水温センサ101は、例えばサーモスタット装置4の出口側に配設されている。水温センサ101の配設位置としてはこれに限定されるものではない。また、ポンプ回転速度センサ102は電動ウォータポンプ2に配設されている。
例えば、電動ウォータポンプ2の回転速度制御としては、エンジン5の暖機運転中には電動ウォータポンプ2の回転速度を低く設定して吐出流量を低くする。一方、エンジン5の暖機完了後には電動ウォータポンプ2の回転速度を高く設定して吐出流量を高くする。すなわち、暖機時には、暖機完了後に比べて電動ウォータポンプ2の吐出流量を低くし、暖機完了後には、暖機時に比べて電動ウォータポンプ2の吐出流量を高くする。
以下、本実施形態の特徴とする構成について説明する。
図2に示すように、暖機用流入口42は、水平方向(図2における左方向)に開放された開口で成っている。また、前記暖機用リターンパイプ14Aは、サーモスタット装置4の側方において上下方向に沿って延びており、その下端位置がサーモスタット装置4の側面の下端位置近傍に設定されている。そして、この暖機用リターンパイプ14Aの側面が接するハウジング43に前記暖機用流入口42が形成されている。このため、暖機用リターンパイプ14Aの内部である暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水の流線の方向は、この暖機用リターン通路14の下流端部分において図中の下向き方向から右側方向(サーモスタット装置4の内部に向かう方向)に変化するようになっている。
そして、前記暖機用リターンパイプ14Aには、暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水をサーモエレメント44aに向けて案内するためのガイド機能が備えられている。
具体的には、暖機用リターンパイプ14Aの内壁面のうち、その下端部においてサーモスタット装置4から遠い側の内壁面(図2において左側に位置する内壁面)は、下側に向かってサーモスタット装置4に向かう方向に傾斜する傾斜面14aで形成されている。これにより、流速の低下を抑制しながらも、前述した冷却水の流線の方向を変化(下向き方向からサーモスタット装置4の内部に向かう方向へ変化)させることができるようにしている。
また、もう一つのガイド機能として、前記傾斜面14aの下端縁に連続して水平方向に延びる水平面14bを有している暖機用リターンパイプ14Aの底板14cは、サーモスタット装置4の内部に向かって延びるガイド部14dを備えている。このガイド部14dの水平方向の寸法(サーモスタット装置4の内部に向けて突出する寸法)は、前記電動ウォータポンプ2の吐出流量を高くした場合に、暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水をサーモエレメント44aに到達させることができるものとして実験またはシミュレーションによって設定されている。
また、一方の係止片61は暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側に配置されているため、この係止片61に形成されているスリット62も暖機用リターンパイプ14Aの配設位置側に配置されている。すなわち、このスリット62は、ガイド部14dとサーモエレメント44aとの間に配置されるとともに、前記暖機用流入口42の下側に配置されている。つまり、このスリット62の寸法および配置位置は、前記電動ウォータポンプ2の吐出流量を低くした場合に、暖機用リターン通路14を流れてきた冷却水がサーモエレメント44aに到達する前に、その冷却水をスリット62から排出させることができるものとして実験またはシミュレーションによって設定されている。
−冷却水の循環動作−
次に、冷却水循環回路10における冷却水の循環動作について説明する。
<暖機運転>
先ず、エンジン5の冷間始動時には、冷却水の温度が低いことにより、サーモエレメント44aの熱膨張体が収縮しており、サーモスタット装置4のバルブ44cは閉弁している。
そして、電動ウォータポンプ2が作動されることにより、図1に実線の矢印で示すように、電動ウォータポンプ2、ポンプ吐出通路11、ブロック側ウォータジャケット52a、ヘッド側ウォータジャケット51a、エンジン流出通路12、暖機用リターン通路14、サーモスタット装置4および電動ウォータポンプ2の順で冷却水が循環される。
これにより、循環する冷却水がラジエータ3をバイパス(迂回)することから、冷却水がラジエータ3において冷却されないため、エンジン5の暖機が行われる。
このとき、電動ウォータポンプ2の制御としては、前述したように、電動ウォータポンプ2の回転速度を低く設定して吐出流量を低くする。このような低流量時には、冷却水の勢いが弱くなることにより、図4の白抜き矢印LFに示すように、サーモスタット装置4の暖機用流入口42から流入する冷却水は、サーモエレメント44aに到達する前にスリット62から流出される。すなわち、低流量時には、暖機用流入口42からの冷却水は、ガイド部14dの先端から流下してスリット62に向かうようになっている。さらに、サーモスタット装置4の流出部45と電動ウォータポンプ2の吸入口とが接続されているため、電動ウォータポンプ2の負圧により、スリット62からの冷却水の流出が促される。したがって、エンジン5によって温められた冷却水がサーモエレメント44aに当たるのが抑制され、バルブ44cが不必要に開くのを抑制することが可能である。
<暖機完了後>
そして、前記水温センサ101からの出力信号に基づいて検出される冷却水温度が高くなり、その冷却水温度が暖機完了温度に達すると、暖機完了後の電動ウォータポンプ2の制御としては、前述したように、電動ウォータポンプ2の回転速度を高く設定して吐出流量を高くする。このような高流量時には、冷却水の勢いが強くなることにより、図4の白抜き矢印HFに示すように、サーモスタット装置4の暖機用流入口42から流入する冷却水は、ガイド部14dによってガイドされてサーモエレメント44aに到達される。すなわち、エンジン5によって温められた冷却水をサーモエレメント44aに当てることができるので、応答性よくバルブ44cを開くことが可能である。
この場合、図1に実線の矢印で示した冷却水の循環に加えて、図1に一点鎖線の矢印で示した冷却水の循環も行われることになる。つまり、電動ウォータポンプ2、ポンプ吐出通路11、ブロック側ウォータジャケット52a、ヘッド側ウォータジャケット51a、エンジン流出通路12、ラジエータ3、ラジエータリターン通路13、サーモスタット装置4および電動ウォータポンプ2の順に流れる冷却水の循環も行われることになる。このため、暖機用リターン通路14を流れた冷却水およびラジエータリターン通路13を流れた冷却水が共にサーモスタット装置4に流入することになる。そして、冷却水の一部がラジエータ3を流れるようになり、冷却水の熱が大気中に放出される。
−効果−
本実施形態では、上記のように、暖機用流入口42から流入する冷却水をサーモエレメント44aに向けてガイドするガイド部14dと、ガイド部14dとサーモエレメント44aとの間に配置され、流出部45に設けられたスリット62とを備えている。このように構成することによって、暖機時に電動ウォータポンプ2の吐出流量を低くして冷却水の勢いを弱くすることにより、暖機用流入口42から流入する冷却水がサーモエレメント44aに到達する前に、その冷却水をスリット62から流出させることができる。これにより、暖機時に、温められた冷却水がサーモエレメント44aに当たってバルブ44cが開くのを抑制することができるので、早期暖機を図ることができる。したがって、燃料消費率の改善を図ることができる。また、暖機完了後に電動ウォータポンプ2の吐出流量を高くして冷却水の勢いを強くすることにより、暖機用流入口42から流入する冷却水をガイド部14dによってサーモエレメント44aに到達させることができるので、温められた冷却水をサーモエレメント44aに当てることができる。これにより、暖機完了後に、応答性よくバルブ44cを開くことができるので、オーバヒートを抑制することができる。その結果、早期暖機を図りながら、オーバヒートを抑制することができる。
また、本実施形態では、電動ウォータポンプ2にサーモスタット装置4の流出部45から冷却水が流入することによって、電動ウォータポンプ2の負圧により、スリット62からの冷却水の流出が促されるので、暖機時に温められた冷却水がサーモエレメント44aにより当たりにくくすることができる。
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、本実施形態では、自動車用エンジンの冷却装置として本発明を適用した場合について説明したが、自動車用エンジン以外の冷却装置としても本発明は適用可能である。
また、本実施形態において、ヒータコアなどのその他の機器が冷却水循環回路10に設けられていてもよい。
本発明は、電動ウォータポンプによって循環される内燃機関の冷却水の流れを切り替えるサーモスタット装置を備える内燃機関の冷却装置に利用可能である。
1 冷却装置(内燃機関の冷却装置)
2 電動ウォータポンプ
3 ラジエータ
4 サーモスタット装置
5 エンジン(内燃機関)
14d ガイド部
41 ラジエータ側流入口(第1流入口)
42 暖機用流入口(第2流入口)
44a サーモエレメント
44c バルブ
45 流出部
62 スリット

Claims (2)

  1. 電動ウォータポンプによって循環される内燃機関の冷却水の流れを切り替えるサーモスタット装置を備える内燃機関の冷却装置において、
    前記サーモスタット装置は、ラジエータからの冷却水が流入する第1流入口と、前記ラジエータをバイパスした冷却水が流入する第2流入口と、前記ラジエータからの冷却水の流量を調整するバルブと、冷却水の温度に応じて前記バルブを開閉するためのサーモエレメントと、冷却水を流出する流出部とを含み、
    前記第2流入口から流入する冷却水を前記サーモエレメントに向けてガイドするガイド部と、
    前記ガイド部と前記サーモエレメントとの間に配置され、前記流出部に設けられたスリットとを備えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
  2. 請求項1に記載の内燃機関の冷却装置において、
    前記電動ウォータポンプには、前記サーモスタット装置の流出部から冷却水が流入するように構成されていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
JP2016250944A 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の冷却装置 Expired - Fee Related JP6572879B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016250944A JP6572879B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の冷却装置
US15/839,969 US20180179944A1 (en) 2016-12-26 2017-12-13 Cooling system for internal combustion engine and thermostat device
CN201711403728.9A CN108361100A (zh) 2016-12-26 2017-12-22 用于内燃机的冷却系统和恒温器装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016250944A JP6572879B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018105184A true JP2018105184A (ja) 2018-07-05
JP6572879B2 JP6572879B2 (ja) 2019-09-11

Family

ID=62629557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016250944A Expired - Fee Related JP6572879B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の冷却装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180179944A1 (ja)
JP (1) JP6572879B2 (ja)
CN (1) CN108361100A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020203040A1 (ja) * 2019-04-04 2020-10-08 日本サーモスタット株式会社 サーモスタット装置
JP7448714B2 (ja) 2022-07-22 2024-03-12 トヨタ自動車株式会社 サーモスタット

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10808646B2 (en) * 2019-01-09 2020-10-20 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Cooled piston and cylinder for compressors and engines

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014080967A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Hyundai Motor Company Co Ltd 反応性が向上したサーモスタット
JP2015161273A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の冷却水制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4412368B2 (ja) * 2007-08-28 2010-02-10 トヨタ自動車株式会社 車両の冷却装置
WO2012059969A1 (ja) * 2010-11-01 2012-05-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却システム
JP5476357B2 (ja) * 2011-11-18 2014-04-23 本田技研工業株式会社 内燃機関の補機支持構造
US8820272B2 (en) * 2012-11-30 2014-09-02 Caterpillar Inc. Cooling system having shock reducing valve
JP6160646B2 (ja) * 2015-03-27 2017-07-12 トヨタ自動車株式会社 エンジンの冷却装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014080967A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Hyundai Motor Company Co Ltd 反応性が向上したサーモスタット
JP2015161273A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の冷却水制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020203040A1 (ja) * 2019-04-04 2020-10-08 日本サーモスタット株式会社 サーモスタット装置
JP2020169611A (ja) * 2019-04-04 2020-10-15 日本サーモスタット株式会社 サーモスタット装置
US11377999B2 (en) 2019-04-04 2022-07-05 Nippon Thermostat Co., Ltd. Thermostat device
EP3951146A4 (en) * 2019-04-04 2023-01-04 Nippon Thermostat Co., Ltd. THERMOSTAT
JP7211873B2 (ja) 2019-04-04 2023-01-24 日本サーモスタット株式会社 サーモスタット装置
TWI826674B (zh) * 2019-04-04 2023-12-21 日商日本恆溫器股份有限公司 恆溫器裝置
JP7448714B2 (ja) 2022-07-22 2024-03-12 トヨタ自動車株式会社 サーモスタット

Also Published As

Publication number Publication date
JP6572879B2 (ja) 2019-09-11
CN108361100A (zh) 2018-08-03
US20180179944A1 (en) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5164323B2 (ja) サーモスタット装置
KR101018538B1 (ko) 차량의 냉각 장치
JP6572879B2 (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2012184693A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2008138673A (ja) エンジン冷却システム用のサーモスタット組立体
US10876463B2 (en) Apparatus and method for controlling flow rate of engine coolant by use of a thermostat
JP2002327621A (ja) サーモスタット装置
JP2018105185A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP5958150B2 (ja) エンジン冷却装置
JP6838485B2 (ja) 冷却水制御弁装置
KR102041920B1 (ko) 터보차져 냉각 시스템 및 그 방법
JP2012197729A (ja) エンジン
CA3022774A1 (en) Thermostat device
JP2012117485A (ja) 内燃機関の冷却装置
JP2014145326A (ja) 内燃機関
JP4853450B2 (ja) エンジンの冷却装置
JP2012197730A (ja) エンジン
KR102540891B1 (ko) 엔진 분리 냉각이 가능한 전자식 서모스탯 및 이를 이용한 엔진 냉각 시스템
JP2017008753A (ja) 車両用内燃機関の冷却水制御装置及びこれに使用するサーモ弁装置
JP3711837B2 (ja) サーモスタット
JP3928936B2 (ja) サーモスタット装置
JP6996346B2 (ja) 内燃機関の冷却システム
JP2014114753A (ja) 内燃機関のegrクーラ
JP5724596B2 (ja) エンジンの冷却装置
JP6911363B2 (ja) 内燃機関の冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190528

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190703

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190729

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6572879

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees