JP4214890B2 - Engine cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの冷却装置に関するものである。 The present invention relates to an engine cooling apparatus.
エンジンの冷却装置は、エンジン本体を冷却する冷媒を循環させる冷却回路を備えている。そして、冷却回路にはエンジン本体のウォータジャケットに冷媒を流入させる流入通路、及びウォータジャケット内の冷媒を流出させる流出通路が設けられ、冷却回路を循環する冷媒が上記ウォータジャケットを通過するようにされる。このため、エンジン本体が高温状態にあるときには、エンジン本体の熱がウォータジャケットを通過する冷媒によって奪われ、エンジン本体の温度上昇が抑制される。 The engine cooling device includes a cooling circuit that circulates a coolant that cools the engine body. The cooling circuit is provided with an inflow passage through which the refrigerant flows into the water jacket of the engine body and an outflow passage through which the refrigerant in the water jacket flows out, so that the refrigerant circulating in the cooling circuit passes through the water jacket. The For this reason, when the engine body is in a high temperature state, the heat of the engine body is taken away by the refrigerant passing through the water jacket, and the temperature rise of the engine body is suppressed.
冷却回路の流入通路及び流出通路は、例えばウォータジャケットの気筒配列方向一方側及び他方側に設けられる。このように流入通路及び流出通路を設けることで、流入通路からウォータジャケット内に流入した冷媒が気筒配列方向に流れ、各気筒から最大限に熱を奪った後に流出通路からウォータジャケット外に流出するようになるため、冷却回路を循環する冷媒によってエンジン本体を効率よく冷却することが可能になる。 The inflow passage and the outflow passage of the cooling circuit are provided, for example, on one side and the other side of the water jacket in the cylinder arrangement direction. By providing the inflow passage and the outflow passage in this way, the refrigerant that has flowed into the water jacket from the inflow passage flows in the cylinder arrangement direction, and after maximally depriving each cylinder, it flows out of the water jacket from the outflow passage. As a result, the engine body can be efficiently cooled by the refrigerant circulating in the cooling circuit.
ところで、冷却回路を循環する冷媒はエンジン本体等からの熱を受けて温度上昇するが、このように暖められた冷媒をエンジンの暖機に利用することが提案されている。例えば、特許文献1では、エンジン本体等との熱交換によって温度上昇した冷媒を蓄熱容器に保温して蓄え、例えば冷えた状態でのエンジン始動に際し蓄熱容器内の冷媒をエンジンの各気筒毎に設けられた供給通路を介してウォータジャケットに流入させるようにしている。そして、ウォータジャケット内に流入した冷媒は、エンジン本体を暖めた後、冷却回路の流入通路及び流出通路からウォータジャケット外に流出するようになる。
しかしながら、冷却回路の流入通路及び流出通路がウォータジャケットの気筒配列方向一方側及び他方側に設けられていると、蓄熱容器内の温かい冷媒を各気筒に対応した供給通路からウォータジャケットに流入させても、その温かい冷媒がウォータジャケット内に留まり難くなる。 However, if the inflow passage and the outflow passage of the cooling circuit are provided on one side and the other side of the water jacket in the cylinder arrangement direction, the warm refrigerant in the heat storage container is caused to flow into the water jacket from the supply passage corresponding to each cylinder. However, it becomes difficult for the warm refrigerant to stay in the water jacket.
即ち、各気筒のうち、流入通路や流出通路に近い気筒については、その気筒に対応した供給通路からウォータジャケット内への温かい冷媒の流入を受けても、当該冷媒がすぐに流入通路や流出通路から外部に流れ出してしまう。流入通路及び流出通路をウォータジャケットの気筒配列方向一方側及び他方側に設けると、上述したような温かい冷媒がすぐにウォータジャケット外に流れ出てしまう気筒が気筒配列方向の一方側と他方側との双方に存在するようになる。これがウォータジャケット内に蓄熱容器から流入した温かい冷媒が留まり難くなる原因となる。 That is, among the cylinders, for cylinders close to the inflow passage and the outflow passage, even if warm refrigerant flows into the water jacket from the supply passage corresponding to the cylinder, the refrigerant immediately flows into the inflow passage and outflow passage. Will flow out to the outside. If the inflow passage and the outflow passage are provided on one side and the other side of the water jacket in the cylinder arrangement direction, the above-described cylinder in which the warm refrigerant immediately flows out of the water jacket is connected between the one side and the other side in the cylinder arrangement direction. It will exist in both sides. This causes the warm refrigerant flowing from the heat storage container to hardly stay in the water jacket.
そして、ウォータジャケット内に蓄熱容器から流入した温かい冷媒が留まり難くなると、当該冷媒とエンジン本体との間での熱交換が十分に行われず、エンジン本体の暖機が進み難くなる。特に、各気筒のうち供給通路からウォータジャケット内に流入する冷却水の流入量が少ない気筒では、上記熱交換が十分に行えない上に更に冷却水の流入量も少なくなることから、暖機性の悪化が顕著なものとなる。 And when the warm refrigerant | coolant which flowed in from the heat storage container in the water jacket becomes difficult to stay, heat exchange between the said refrigerant | coolant and an engine main body will not fully be performed, but it becomes difficult to warm up an engine main body. In particular, in a cylinder in which the amount of cooling water flowing into the water jacket from the supply passage is small among the cylinders, the heat exchange cannot be sufficiently performed, and the cooling water inflow amount is further reduced. Deterioration becomes remarkable.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジン本体の暖機を好適に行うことのできるエンジンの冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine cooling device that can suitably warm up an engine body.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、エンジン本体を冷却する冷媒が循環する冷却回路に、前記エンジン本体のウォータジャケットに対し気筒配列方向一方側から冷媒を流入させる流入通路、及び前記ウォータジャケット内の冷媒を気筒配列方向他方側から流出させる流出通路が設けられ、前記冷却回路内の冷媒を蓄熱容器に保温して蓄え、この蓄熱容器内の冷媒を各気筒毎に設けられた供給通路を介して前記ウォータジャケットに流入させるエンジンの冷却装置において、前記流入通路と前記流出通路とのいずれか一方に、前記蓄熱容器内の冷媒の前記ウォータジャケットへの流入時、当該通路を閉じる開閉弁を設けた。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an inflow passage through which refrigerant flows from one side in the cylinder arrangement direction with respect to the water jacket of the engine body to a cooling circuit in which the refrigerant for cooling the engine body circulates, and An outflow passage for allowing the refrigerant in the water jacket to flow out from the other side in the cylinder arrangement direction is provided, the refrigerant in the cooling circuit is stored in a heat storage container, and the refrigerant in the heat storage container is provided for each cylinder. In the engine cooling apparatus for flowing into the water jacket through the supply passage, the passage is closed in one of the inflow passage and the outflow passage when the refrigerant in the heat storage container flows into the water jacket. An open / close valve was provided.
エンジン本体の暖機のために蓄熱通路内の冷媒を各供給通路からウォータジャケット内に流入させるとき、開閉弁が閉じられて当該開閉弁が設けられた通路が遮断状態とされる。このため、上記冷媒がウォータジャケット外に流出するのは流入通路と流出通路とのうち開閉弁が設けられていない通路からのみということになる。従って、上記冷媒がウォータジャケット内に長い時間留まり、当該冷媒とエンジン本体との間で十分な熱交換が行われるため、エンジン本体の暖機が促進される。また、各気筒に対応した供給通路からウォータジャケットに流入した冷媒のうち、開閉弁が設けられた通路に近い気筒に対応する供給通路からウォータジャケット内に流入した冷媒については、ウォータジャケット内を気筒配列方向全体に亘って流れた後に外部に流出する。このため、上記冷媒がエンジン本体の各気筒の暖機に関しより貢献するようになり、エンジンの全気筒の暖機を一層好適に行うことができるようになる。 When the refrigerant in the heat storage passage flows into the water jacket from each supply passage for warming up the engine body, the on-off valve is closed and the passage provided with the on-off valve is shut off. For this reason, the refrigerant flows out of the water jacket only from the passage where the on-off valve is not provided in the inflow passage and the outflow passage. Therefore, the refrigerant stays in the water jacket for a long time, and sufficient heat exchange is performed between the refrigerant and the engine body, so that warming up of the engine body is promoted. Of the refrigerant flowing into the water jacket from the supply passage corresponding to each cylinder, the refrigerant flowing into the water jacket from the supply passage corresponding to the cylinder close to the passage provided with the opening / closing valve After flowing in the entire arrangement direction, it flows out to the outside. For this reason, the said refrigerant | coolant comes to contribute more about the warming-up of each cylinder of an engine main body, and can warm-up all the cylinders of an engine more suitably.
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記ウォータジャケットは、エンジンのシリンダヘッドに設けられるものとした。
シリンダヘッドの吸気ポートに向けて燃料噴射が行われるエンジンにおいては、シリンダヘッドの吸気ポート壁面が冷えた状態にあると、噴射燃料が気化せずに吸気ポート壁面に液状のまま付着し易くなり、エミッション、燃費、及び始動性等に影響を及ぼす。このため、エンジンの暖機を行う際にはシリンダヘッドの吸気ポート壁面を昇温することが重要であるが、上記構成によればシリンダヘッドの吸気ポート壁面を好適に暖めることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the water jacket is provided on a cylinder head of an engine.
In an engine in which fuel injection is performed toward the intake port of the cylinder head, when the intake port wall surface of the cylinder head is in a cold state, the injected fuel is liable to adhere to the intake port wall surface without being vaporized, Affects emissions, fuel consumption, and startability. For this reason, when warming up the engine, it is important to raise the temperature of the intake port wall surface of the cylinder head. However, according to the above configuration, the intake port wall surface of the cylinder head can be suitably heated.
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記エンジンは前記シリンダヘッドのウォータジャケットを介してエンジンのシリンダブロックに設けられたウォータジャケットに対し冷媒を流入及び流出させるものであり、前記開閉弁は前記流出通路に設けられるものとした。
In the invention of
上記のようなエンジンにおいては、シリンダヘッドのウォータジャケットとシリンダブロックのウォータジャケットとを連通する連通路が気筒配列方向に複数設けられ、これら各連通路のうち流入通路寄りの連通路の流路面積が他の連通路よりも大きくされる。このように各連通路の流路面積を設定するのは、暖機完了後のエンジン運転時、冷却回路を循環する冷媒によってエンジン本体を冷却するとき、流入通路からシリンダヘッドのウォータジャケットに流入した冷媒のうち、シリンダブロックの冷却に必要な量の冷媒が各連通路を介してシリンダブロックのウォータジャケットに流れるようにするためである。即ち、流入通路寄りの連通路の流路面積を大とすることで、シリンダヘッドのウォータジャケットからシリンダブロックのウォータジャケットへの冷媒の流入量を多くすることができ、その冷媒の流入量がシリンダブロックの冷却に必要な値とされる。 In the engine as described above, a plurality of communication passages that connect the water jacket of the cylinder head and the water jacket of the cylinder block are provided in the cylinder arrangement direction, and the flow passage area of the communication passage closer to the inflow passage among these communication passages. Is made larger than other communication paths. In this way, the flow passage area of each communication path is set when the engine body is cooled by the refrigerant circulating in the cooling circuit during the engine operation after the completion of warm-up, and flows into the water jacket of the cylinder head from the inflow path. This is because an amount of the refrigerant necessary for cooling the cylinder block flows to the water jacket of the cylinder block via each communication path. That is, by increasing the flow path area of the communication passage near the inflow passage, the amount of refrigerant flowing from the water jacket of the cylinder head to the water jacket of the cylinder block can be increased, and the amount of refrigerant flowing into the cylinder jacket can be increased. The value is necessary for cooling the block.
しかしながら、蓄熱通路の冷媒を各供給通路を介してシリンダヘッドのウォータジャケットに流入させるときには、上記冷媒がウォータジャケットから各連通路を介してシリンダブロックのウォータジャケットに流れてしまい、シリンダヘッドのウォータジャケット内に留まり難くなる。このため、シリンダヘッドの吸気ポート壁面を好適に暖めるという効果が低減してしまう。なお、各連通路のうち、流入通路側のものは上述したように流路面積が他の連通路よりも大きいため、シリンダヘッド側からシリンダブロック側に流れる冷媒の量が他の連通路より多くなる。 However, when the refrigerant in the heat storage passage flows into the water jacket of the cylinder head through the supply passages, the refrigerant flows from the water jacket to the water jacket of the cylinder block through the communication passages, and the water jacket of the cylinder head. It becomes difficult to stay inside. For this reason, the effect of suitably warming the intake port wall surface of the cylinder head is reduced. Of the communication passages, those on the inflow passage side have a larger flow area than the other communication passages as described above, so that the amount of refrigerant flowing from the cylinder head side to the cylinder block side is larger than the other communication passages. Become.
上記構成によれば、シリンダヘッドの吸気ポート壁面を好適に暖めるという効果の低減を極力抑制するため、開閉弁を流出通路に設けている。
仮に、開閉弁を流入通路に設けたとすると、蓄熱容器からシリンダヘッドのウォータジャケットへの冷媒の流入時、流入通路に近い気筒に対応した供給通路から上記ウォータジャケットに流入した冷媒が上記ウォータジャケット内を流出通路に向けて流れようとする。この方向に冷媒が流れようとする場合、当該冷媒は流路面積の大きな流入通路寄りの連通路の近傍を最初に通過しようとすることから、その連通路を介してシリンダブロックのウォータジャケットに流れる冷媒の流量が多くなる。その結果、シリンダヘッドのウォータジャケットからシリンダブロックのウォータジャケットへの冷媒の流入量が多くなり、シリンダヘッドのウォータジャケット内に留まる冷媒が少なくなるため、シリンダヘッドの吸気ポート壁面を好適に暖めるという効果が大幅に低減してしまう。
According to the above configuration, the on-off valve is provided in the outflow passage in order to suppress the reduction of the effect of suitably warming the intake port wall surface of the cylinder head as much as possible.
Assuming that an on-off valve is provided in the inflow passage, when the refrigerant flows from the heat storage container into the water jacket of the cylinder head, the refrigerant flowing into the water jacket from the supply passage corresponding to the cylinder close to the inflow passage To flow toward the outflow passage. When the refrigerant tries to flow in this direction, the refrigerant first tries to pass through the vicinity of the communication path near the inflow path having a large flow path area, and therefore flows through the communication path to the water jacket of the cylinder block. The flow rate of the refrigerant increases. As a result, the amount of refrigerant flowing from the water jacket of the cylinder head into the water jacket of the cylinder block is increased, and the amount of refrigerant remaining in the water jacket of the cylinder head is reduced, which effectively warms the intake port wall surface of the cylinder head. Will be greatly reduced.
これに対し、開閉弁を流出通路に設ける上記構成によれば、蓄熱容器からシリンダヘッドのウォータジャケットへの冷媒の流入時、流出通路に近い気筒に対応した供給通路からシリンダヘッドのウォータジャケットに流入した冷媒が上記ウォータジャケット内を流入通路に向けて流れようとする。この方向に冷媒が流れようとする場合、当該冷媒は流路面積の小さな流出通路寄りの連通路の近傍を最初に通過しようとし、最後に流路面積の大きな流入通路寄りの連通路の近傍を通過しようとすることから、同連通路を介してシリンダブロックのウォータジャケットに流れる冷媒の流量は、開閉弁を流入通路に設けた場合に比べて少なく抑えられる。その結果、シリンダヘッドのウォータジャケットからシリンダブロックのウォータジャケットへの冷媒の流入量が少なくなり、シリンダヘッドのウォータジャケット内に留まる冷媒が少なくなるのを抑制できるため、シリンダヘッドの吸気ポート壁面をより効果的に暖めることができる。 In contrast, according to the above configuration in which the on-off valve is provided in the outflow passage, when the refrigerant flows from the heat storage container into the water jacket of the cylinder head, it flows into the water jacket of the cylinder head from the supply passage corresponding to the cylinder close to the outflow passage. The refrigerated refrigerant tends to flow in the water jacket toward the inflow passage. When the refrigerant is about to flow in this direction, the refrigerant first tries to pass through the vicinity of the communication path near the outflow passage with a small flow path area, and finally passes through the vicinity of the communication path near the inflow passage with a large flow area. Since it is going to pass through, the flow rate of the refrigerant flowing through the water jacket of the cylinder block via the communication path can be suppressed as compared with the case where the on-off valve is provided in the inflow path. As a result, the amount of refrigerant flowing from the water jacket of the cylinder head into the water jacket of the cylinder block is reduced, and the amount of refrigerant remaining in the water jacket of the cylinder head can be suppressed. It can warm up effectively.
以下、本発明をV型八気筒の自動車用エンジンの冷却装置に具体化した一実施形態を図1〜図7に従って説明する。
図1に示されるエンジン1においては、一方のバンク1aに一番気筒#1、三番気筒#3、五番気筒#5、及び七番気筒#7が一列となるように設けられ、他方のバンク1bに二番気筒#2、四番気筒#4、六番気筒#6、及び八番気筒#8が一列となるように設けられている。これらバンク1a,1bのシリンダヘッド2及びシリンダブロック3は、エンジン1の冷却装置の冷却回路Rを循環する冷却水によって冷却されるようになっている。なお、バンク1aとバンク1bとは同一の構成となっているため、以下ではバンク1aについて詳しく説明する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a V-type eight-cylinder automobile engine cooling apparatus will be described with reference to FIGS.
In the
冷却回路Rには、エンジン1により駆動されるウォータポンプ6と、ウォータポンプ6から吐出された冷却水をシリンダヘッド2のウォータジャケット4における気筒配列方向一方側(図中右側)から流入させる流入通路7と、ウォータジャケット4内の冷却水を気筒配列方向他方側(図中左側)から流出させる流出通路8とが設けられている。更に、冷却回路Rには、循環する冷却水を外気との熱交換により温度低下させるラジエータ12と、ラジエータ12を迂回するバイパス通路9と、冷却水の温度に応じてラジエータ12への冷却水の流入を禁止・許可するサーモスタット10とが設けられている。
In the cooling circuit R, a
そして、冷却回路Rを循環する冷却水は、矢印Aで示されるように流入通路7を介してシリンダヘッド2のウォータジャケット4に流入し、ウォータジャケット4内を図2に示されるように気筒配列方向(図中右から左)に流れて各気筒から熱を奪った後、流出通路8からウォータジャケット4外に流出するようになる。また、流入通路7からシリンダヘッド2のウォータジャケット4に流入した冷却水は、気筒配列方向に複数設けられた連通路11を介してシリンダブロック3のウォータジャケット5に流れる。これら連通路11のうち、流入通路7寄りの連通路11、例えば七番気筒#7に対応する連通路11の流路面積は、他の連通路11よりも大きくされる。
Then, the cooling water circulating in the cooling circuit R flows into the
このように各連通路11の流路面積を設定するのは、流入通路7からシリンダヘッド2のウォータジャケット5に流入した冷却水のうち、シリンダブロック3の冷却に必要な量の冷却水が各連通路11を介してシリンダブロック3のウォータジャケット5に流れるようにするためである。即ち、流入通路7寄りの連通路11の流路面積を大とすることで、流入通路7からウォータジャケット4に流入した直後の冷却水のうち、シリンダブロック3のウォータジャケット5へと流れる冷却水の割合が多くなる。こうしてシリンダヘッド2のウォータジャケット5からシリンダブロック3へのウォータジャケット5への冷却水の流入量がシリンダブロック3冷却に必要な値まで多くされる。各連通路11からシリンダブロック3のウォータジャケット5に流入した冷却水は、気筒配列方向に流れて各気筒から熱を奪った後、流出通路寄りの連通路11を介してシリンダヘッド2のウォータジャケット4に流出し、更に流出通路8へと流れるようになる。
In this way, the flow passage area of each
エンジン1の冷却装置には、冷却回路R内の高温の冷却水を次回のエンジン始動の際のエンジン1の暖機に利用するための蓄熱回路Hが設けられている。この蓄熱回路Hには、同回路H内の冷却水の圧送を行う電動ポンプ13と、冷却水を保温して蓄える蓄熱容器14と、蓄熱容器14内の冷却水をシリンダヘッド2のウォータジャケット4に向けて送り出す分配通路16とが設けられている。分配通路16には各気筒毎に設けられた供給通路15が接続されており、それら供給通路15により分配通路16とウォータジャケット4の各気筒に対応する部分とが連通している。
The cooling device for the
そして、冷却回路R内の冷却水の温度が高いときには、その冷却水が電動ポンプ13の駆動により蓄熱回路Hに引き込まれて蓄熱容器14内に保温した状態で蓄えられる。蓄熱容器14に蓄えられた冷却水は、例えばエンジン始動に際して電動ポンプ13の駆動により分配通路16に流されて各供給通路15に分配され、それら供給通路15を介してシリンダヘッド2のウォータジャケット4に流入させられる。ウォータジャケット4に流入した温かい冷却水については、シリンダヘッド2の各気筒に対応する部分を暖めるとともに、その一部が連通路11を介してシリンダブロック3のウォータジャケット5に流入してシリンダブロック3を暖めるようになる。
When the temperature of the cooling water in the cooling circuit R is high, the cooling water is drawn into the heat storage circuit H by driving the electric pump 13 and is stored in a state of being kept warm in the heat storage container 14. For example, when the engine is started, the cooling water stored in the heat storage container 14 is flowed to the
ここで、供給通路15からウォータジャケット4内への冷却水の流出位置について図3を参照して説明する。
図3は、シリンダヘッド2の拡大断面図である。シリンダヘッド2においては、エンジン1の燃焼室21に繋がる吸気通路22及び排気通路23が設けられるとともに、燃焼室21、吸気通路22、及び排気通路23の周りにウォータジャケット4が入り組むように形成されている。また、吸気通路22には燃焼室21の吸気ポート22aに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁24が設けられている。
Here, the outflow position of the cooling water from the
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the
供給通路15のウォータジャケット4内への冷却水の流出位置は、吸気ポート22aの近傍に設定されている。このような設定を行うことで、蓄熱容器14内の温かい冷却水を各供給通路15を介してウォータジャケット4の各気筒に対応した部分に流入させるとき、流入した冷却水が最初にシリンダヘッド2における吸気ポート22a付近に接触することから、吸気ポート22aの壁面を効果的に暖めることができるようになる。従って、燃料噴射弁24からの噴射燃料が吸気ポート22aの壁面に付着したとしても、その燃料が気化し易くなり、当該壁面への液状燃料の付着に起因するエミッション、燃費、及び始動性への悪影響を抑制することができる。
The outflow position of the cooling water into the
ところで、エンジン1の冷却装置において、図1に示される冷却回路Rの流出通路8には、蓄熱容器14内の冷却水をウォータジャケット4に流入させるとき、ウォータジャケット4から流出通路8への冷却水の流出を禁止すべく当該通路8を閉じる開閉弁17が設けられている。こうした開閉弁17を設けることでエンジン1の暖機を好適に行うことができる。以下、開閉弁17を設けた場合と設けない場合とのエンジン1の暖機性の違いについて説明する。
By the way, in the cooling device of the
仮に、開閉弁17を設けないとすると、蓄熱容器14内の冷却水を各供給通路15からウォータジャケット4に流入させるとき、図4に示されるようにウォータジャケット4内に流入した冷却水は流入通路7と流出通路8との双方から外部に流出することが可能となる。そして、流入通路7及び流出通路8は、ウォータジャケット4における気筒配列方向一方側(図中右側)及び他方側(図中左側)にそれぞれ設けられている。このため、流入通路7寄りに位置する一番気筒#1及び三番気筒#3については、それらの気筒に対応した供給通路15からウォータジャケット4内に流入した冷却水が流出通路8に向けて流れる。また、流出通路8寄りに位置する五番気筒#5及び七番気筒#7については、それらの気筒に対応した供給通路15からウォータジャケット4内に流入した冷却水が流入通路7に向けて流れる。
If the on-off valve 17 is not provided, when the cooling water in the heat storage container 14 flows into the
各気筒のうち、流出通路8に最も近い一番気筒#1については、同気筒#1に対応する供給通路15からウォータジャケット4内への温かい冷却水の流入を受けても、当該冷却水がすぐに流出通路8から外部に流れ出してしまう。また、流入通路7に最も近い七番気筒#7については、同気筒#7に対応する供給通路15からウォータジャケット4内への温かい冷却水の流入を受けても、当該冷却水がすぐに流入通路7から外部に流れ出してしまう。このように、流入通路7及び流出通路8をウォータジャケット4の気筒配列方向一方側及び他方側に設けると、上述したような温かい冷媒がすぐにウォータジャケット4外に流れ出てしまう気筒が気筒配列方向の一方側と他方側との双方に存在するようになる。これが原因となって、ウォータジャケット4内に蓄熱容器14からの温かい冷却水が留まりにくくなる。
Among the cylinders, the
そして、ウォータジャケット4内に蓄熱容器14からの温かい冷却水が留まりにくくなると、当該冷却水とシリンダヘッド2との間での熱交換が十分に行われず、シリンダヘッド2の暖機が進みにくくなり、各気筒の吸気ポート22aの壁面の温度も上昇しにくくなる。特に、各気筒のうち、供給通路15からウォータジャケット4内に流入する冷却水の流量が少ない気筒では、上記熱交換が十分に行えないことから暖機性悪化が顕著なものとなる。
If the warm cooling water from the heat storage container 14 is less likely to stay in the
ここで、開閉弁17を設けない場合、蓄熱容器14の冷却水のウォータジャケット4への流入に伴い、各気筒の吸気ポート22aの壁面の温度がどのように変化するかを図6に示す。
Here, FIG. 6 shows how the temperature of the wall surface of the
同図から分かるように、各気筒の吸気ポート22aの壁面の温度は、蓄熱容器14からウォータジャケット4への冷却水の流入に伴い、一番気筒#1、三番気筒#3、五番気筒#5、七番気筒#7の順に上昇開始される。これは、蓄熱容器14から各気筒の供給通路15までの冷却水の流路長さが上記気筒の順に長くなっているためである(図1参照)。そして、各気筒の吸気ポート22aの壁面の温度は、蓄熱容器14内の温かい冷却水がなくなって上記冷却水の流入停止に至るまで上昇してゆくこととなる。この過程での各気筒における吸気ポート22aの壁面の温度のピーク値は、上記気筒の順で小さい値をとるようになる。これは、蓄熱容器14から各気筒の供給通路15までの冷却水の流路長さの長い七番気筒#7ほど、冷却水の流通抵抗が大きくなって供給通路15からウォータジャケット4に流入する冷却水の流量が少なくなるためである。
As can be seen from the figure, the temperature of the wall surface of the
従って、各気筒の吸気ポート22aのうち、七番気筒#7に近い気筒のいくつかは、吸気ポート22aの壁面の温度が、当該壁面に燃料噴射弁24からの噴射燃料が付着したときに同燃料を気化可能な最低限の温度である目標値に達しなくなる(この場合は七番気筒#7のみ)。そして、吸気ポート22aの壁面の温度が目標値に達しない気筒では、燃料噴射弁24からの噴射燃料が吸気ポート22aの壁面に液状のまま付着し、その液状の燃料がエンジン1のエミッション、燃費、及び始動性に悪影響を及ぼすこととなる。
Accordingly, among the
これに対し、流出通路8に上述した開閉弁17を設けると、蓄熱容器14内の冷却水を各供給通路15からウォータジャケット4に流入させるとき、開閉弁17が閉じられて流出通路8が遮断状態とされ、ウォータジャケット4内から流出通路8を介しての冷却水の流出は禁止される。このため、ウォータジャケット4外への冷却水の流出は、図1に示されるように、開閉弁17の設けられていない流入通路7のみから行われることとなる。従って、上記冷却水がウォータジャケット4内に長い時間留まり、当該冷却水とシリンダヘッド2との間で十分な熱交換が行われるため、シリンダヘッド2の暖機が促進されるようになる。
In contrast, when the on-off valve 17 described above is provided in the
また、各気筒に対応した供給通路15のうち、開閉弁17が設けられた流出通路8に最も近い一番気筒#1に対応する供給通路15からウォータジャケット4内に流入した冷却水については、ウォータジャケット4内を一番気筒#1から七番気筒#7へと気筒配列方向全体に亘って流れた後、流入通路7を介してウォータジャケット4外に流出する。このため、上記冷却水がシリンダヘッド2の各気筒に対応する部分の暖機に関しより貢献するようになり、シリンダヘッド2の暖機を一層好適に行うことができるようになる。そして、シリンダヘッド2の吸気ポート22aの壁面の昇温についても好適に行われ、燃料噴射弁24からの噴射燃料が吸気ポート22aの壁面に付着したときに気化し易くなる。
Of the
ここで、開閉弁17を設けた場合、蓄熱容器14のウォータジャケット4への流入に伴い、各気筒の吸気ポート22aの壁面がどのように変化するかを図7に示す。
同図から分かるように、各気筒の吸気ポート22aの壁面の温度は、いずれの気筒においても目標値を越えて高くなる。特に、七番気筒#1に近い気筒ほど、吸気ポート22aの壁面の温度のピーク値が、開閉弁17を設けていない場合(図6)に比べ、より高い値をとるようになる。これは、開閉弁17を設けていない場合には一番気筒#1に対応する供給通路15からウォータジャケット4内に流入した冷却水がすぐに流出通路8から流れ出ていたのに対し、開閉弁17を設けることで当該冷却水が二番気筒#2、五番気筒#1、七番気筒#7の吸気ポート22aの壁面の昇温を図る上で一層貢献するようになるためである。
Here, when the on-off valve 17 is provided, how the wall surface of the
As can be seen from the figure, the temperature of the wall surface of the
以上のように、吸気ポート22aの壁面の温度がいずれの気筒においても目標値に達するため、燃料噴射弁24からの燃料噴射時における吸気ポート22aの壁面への液状燃料の付着を抑制し、その液状燃料の付着に起因したエミッション、燃費、及び始動性への悪影響を抑制することができる。
As described above, since the temperature of the wall surface of the
なお、開閉弁17については、流出通路8に設ける代わりに流入通路7に設けることもできる。この場合は、蓄熱容器14内の冷却水を各供給通路15からウォータジャケット4に流入させるとき、開閉弁17が閉じられて流入通路7が遮断状態とされ、ウォータジャケット4内から流入通路7を介しての冷却水の流出は禁止される。このため、ウォータジャケット4外への冷却水の流出は、図5に示されるように、開閉弁17の設けられていない流入通路7のみから行われ、ウォータジャケット4内に冷却水が長い時間留まるようになるため、開閉弁17を流出通路8に設けたときとほぼ同様の効果が得られる。
The on-off valve 17 can be provided in the
ただし、蓄熱容器14の冷却水を各供給通路15からウォータジャケット4に流入させるときには、当該冷却水の一部がウォータジャケット4から各連通路11を介してシリンダブロック3のウォータジャケット4に流出するが、開閉弁17を流入通路7に設けると上記冷却水の流出量が多くなる。即ち、開閉弁17を流入通路7に設けると、各気筒に対応した供給通路15のうち、流入通路7に最も近い七番気筒#7に対応する供給通路15からウォータジャケット4内に流入した冷却水については、ウォータジャケット4内を七番気筒#7から一番気筒#1へと流れる。この方向に上記冷却水が流れようとする場合、当該冷却水は流路面積の大きな流入通路7寄りの連通路11の近傍を最初に通過しようとすることから、その連通路11を介してシリンダブロック3のウォータジャケット5に流れる冷却水の流量が多くなる。その結果、ウォータジャケット4から各連通路11を介してウォータジャケット5に流れる冷却水の総流量が多くなる。
However, when the cooling water of the heat storage container 14 is caused to flow into the
以上のように、シリンダヘッド2のウォータジャケット4からシリンダブロック3のウォータジャケット5に流れる冷却水の総流量が多くなると、ウォータジャケット4内に留まる冷却水が少なくなるため、吸気ポート22aの壁面を好適に暖めるという効果が低減してしまう。
As described above, when the total flow rate of the cooling water flowing from the
この効果の低減を極力抑制する上では、開閉弁17を流出通路8に設けることが好ましい。即ち、開閉弁17を流出通路8に設けると、蓄熱容器14からシリンダヘッド2のウォータジャケット4への冷却水の流入時、流出通路8に最も近い一番気筒#1に対応した供給通路15からウォータジャケット4に流入した冷却水が、ウォータジャケット4内を一番気筒#1から七番気筒#7へと流れる。この方向に上記冷却水が流れようとする場合、当該冷却水は流路面積の小さな流出通路8寄りの連通路11の近傍を最初に通過しようとし、最後に流路面積の大きな流入通路7寄りの連通路11の近傍を通過しようとする。このことから、流入通路7寄りの連通路11を介してシリンダブロック3のウォータジャケット5に流れる冷却水の流量は、開閉弁17を流入通路7に設けた場合よりも少なく抑えられる。その結果、ウォータジャケット4から各連通路11を介してウォータジャケット5に流れる冷却水の総流量が少なくなる。
In order to suppress the reduction of this effect as much as possible, it is preferable to provide the on-off valve 17 in the
従って、開閉弁17を流出通路8に設けることで、蓄熱容器14の冷却水をウォータジャケット4に流入させたとき、ウォータジャケット4内に留まる冷却水が少なくなるのを抑制できるため、シリンダヘッド2の吸気ポート22aの壁面を好適に暖めることができる。
Therefore, by providing the on-off valve 17 in the
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)流出通路8に開閉弁17を設け、蓄熱容器14の冷却水を各気筒に対応する供給通路15を介してシリンダヘッド2のウォータジャケット4に流入させるとき、上記開閉弁17を閉じてウォータジャケット4に流入した冷却水が流入通路7のみから流出するようにした。このため、ウォータジャケット4内に上記冷却水が長い時間留まり、当該冷却水とシリンダヘッド2との熱交換が十分に行われるため、シリンダヘッド2の暖機を促進させることができる。また、流出通路8に最も近い一番気筒#1に対応する供給通路15からウォータジャケット4に流入した冷却水については、ウォータジャケット4内を一番気筒#1から七番気筒#7へと気筒配列方向に流れた後、流入通路7を介してウォータジャケット4外へ流出する。このため、上記冷却水がシリンダヘッド2の各気筒に対応する部分の暖機に関しより貢献するようになり、シリンダヘッド2の暖機を一層好適に行うことができるようになる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) When the on-off valve 17 is provided in the
(2)燃料噴射弁24から吸気ポート22aに向けて燃料噴射を行うエンジン1においては、吸気ポート22aの壁面に液状燃料が付着するのを抑制する上で、当該壁面を昇温することが重要になる。蓄熱容器14からの冷却水は、各供給通路15を介して吸気ポート22aが設けられるシリンダヘッド2のウォータジャケット4に流入される。具体的には、供給通路15のウォータジャケット4への冷却水の流出位置が吸気ポート22aの近傍に設定され、当該冷却水がウォータジャケット4における吸気ポート22aの近傍に流入される。従って、吸気ポート22aの壁面が上記冷却水によって好適に暖められ、燃料噴射弁24からの噴射燃料が吸気ポート22aの壁面に付着したときに燃料が気化し易くなるため、当該壁面への液状燃料の付着に起因したエミッション、燃費、及び始動性への悪影響を抑制することができる。
(2) In the
(3)開閉弁17を流出通路8に設けた場合、蓄熱容器14からシリンダヘッド2のウォータジャケット4に冷却水を流入させたとき、同ウォータジャケット4から各連通路11を介してシリンダブロック3のウォータジャケット5に流出する冷却水の流量が、開閉弁17を流入通路7に設けた場合に比べて少なく抑えられる。従って、開閉弁17を流出通路8に設けることで、上記冷却水の流量が少なくなる分だけシリンダヘッド2のウォータジャケット4に留まる冷却水が多くなり、シリンダヘッド2における吸気ポート22aの壁面をより効果的に暖めることができるようになる。
(3) When the on-off valve 17 is provided in the
(4)開閉弁17を流出通路8に設けた場合、蓄熱容器14からシリンダヘッド2のウォータジャケット4に冷却水を流入させたとき、その冷却水が図1に矢印Bで示されるように流入通路7を通じてウォータジャケット4外に流出する。このため、後のエンジン運転によってウォータポンプ6が駆動開始されるときには、ウォータジャケット4から流出した比較的温かい冷却水が流入通路7内に留まっており、この冷却水が再び流入通路7からウォータジャケット4に戻されてエンジン1を暖めることとなる。従って、エンジン1を一層効果的に暖めることができるようになる。
(4) When the on-off valve 17 is provided in the
なお、ここまではバンク1aについて詳しく説明したが、バンク1aと同一の構成となっているバンク1bについても、バンク1aで奏する効果と同様の効果が得られるようになる。
Although the
[その他の実施形態]
上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記実施形態では、蓄熱容器14から各気筒の供給通路15までの流長さが一番気筒#1、三番気筒#3、五番気筒#5、七番気筒#7の順で長くなるよう蓄熱回路Hを構成したが、本発明はこれに限定されない。即ち、蓄熱容器14から各気筒の供給通路15までの流路長さが上記の順とは異なる順に長くなるよう蓄熱回路Hを構成してもよい。
[Other Embodiments]
The said embodiment can also be changed as follows, for example.
In the above embodiment, the flow length from the heat storage container 14 to the
・V型八気筒のエンジン1に本発明を適用したが、直列四気筒やV型六気筒など他の形式のエンジンに本発明を適用してもよい。
Although the present invention is applied to the V-type eight-
1…エンジン、1a…バンク、1b…バンク、2…シリンダヘッド(エンジン本体)、3…シリンダブロック(エンジン本体)、4…ウォータジャケット、5…ウォータジャケット、6…ウォータポンプ、7…流入通路、8…流出通路、9…バイパス通路、10…サーモスタット、11…連通路、12…ラジエータ、13…電動ポンプ、14…蓄熱容器、15…供給通路、16…分配通路、17…開閉弁、21…燃焼室、22…吸気通路、22a…吸気ポート、23…排気通路、24…燃料噴射弁。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記流入通路と前記流出通路とのいずれか一方に、前記蓄熱容器内の冷媒の前記ウォータジャケットへの流入時、当該通路を閉じる開閉弁を設けた
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。 An inflow passage through which refrigerant flows from one side in the cylinder arrangement direction to the water jacket of the engine body and a refrigerant in the water jacket flows out from the other side in the cylinder arrangement direction to a cooling circuit in which refrigerant for cooling the engine body circulates. An engine cooling device provided with an outflow passage, which retains and stores the refrigerant in the cooling circuit in a heat storage container, and causes the refrigerant in the heat storage container to flow into the water jacket through a supply passage provided for each cylinder. In
An engine cooling device, wherein either one of the inflow passage and the outflow passage is provided with an on-off valve that closes the passage when the refrigerant in the heat storage container flows into the water jacket.
請求項1記載のエンジンの冷却装置。 The engine cooling apparatus according to claim 1, wherein the water jacket is provided in a cylinder head of the engine.
請求項2記載のエンジンの冷却装置。 3. The engine according to claim 2, wherein the engine allows refrigerant to flow into and out of a water jacket provided in a cylinder block of the engine via a water jacket of the cylinder head, and the on-off valve is provided in the outflow passage. Cooling system.
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