JP4239623B2

JP4239623B2 - Engine cooling system

Info

Publication number: JP4239623B2
Application number: JP2003066054A
Authority: JP
Inventors: 明栗原; 哲也立石; 健梅原; 直之山形; 浩康内田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: JP2004270652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷却装置に関し、特にシリンダヘッド及びシリンダブロックを冷却水により冷却するものの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のエンジンの冷却装置はよく知られており、例えば特許文献１には、エンジンの冷間時（暖気時）には、シリンダヘッドウォータジャケットで熱を受けた冷却水を、シリンダブロック側と混合することなくヒータ用通路へと流し、その後にシリンダヘッドウォータジャケットへ戻すことで、早期にヒータの熱量を確保するとともに、暖気完了後（温間時）には、シリンダヘッドウォータジャケットからの冷却水を、シリンダブロックウォータジャケット及びラジエータを順次通して、その後にシリンダヘッドウォータジャケットへ戻すことで、ラジエータで放熱した冷却水を先にシリンダヘッド側へ流すことにより、シリンダヘッド側を重点的に冷却するようにすることが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、従来、暖気運転時や暖気運転完了後に関係なく常に、冷却水がシリンダヘッド排気側ウォータジャケット、シリンダヘッド吸気側ウォータジャケット、シリンダブロック排気側ウォータジャケット及びシリンダブロック吸気側ウォータジャケットを順次通るため、暖気運転時に十分なヒータ性能が得られるまでに時間がかかり、このヒータ性能を向上させるべく、シリンダヘッド排気側ウォータジャケットの下流側とシリンダヘッド吸気側ウォータジャケットの上流側との間の連通路に、所定温度以下でこの連通路を遮断する制御弁を設け、暖気運転時には、制御弁の遮断によりシリンダヘッド排気側ウォータジャケットとヒータとの間で冷却水を流すようにすることが示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−１０１４７４号公報
【特許文献２】
特開平８−２１８８７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、エンジンの燃焼性の向上化や排気浄化性能の向上化等が強く要求されており、この要求を満たすべく、エンジンの冷却装置においても研究が進められている。そして、エンジンの冷間時には、エンジン温度を出来る限り早く高めることが、燃焼性の向上化や排気浄化性能の向上化等に有利となる。このようにエンジン温度を早く高めるためには、上記特許文献１，２のように、エンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックのうちシリンダヘッドのみに冷却水を流す（ラジエータはバイパスさせる）ようにするのが一般的である。
【０００６】
ところが、本発明者らが研究を進めた結果、特許文献２の従来技術として記載されているように、冷間時には、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間で冷却水を流すようにすることが、シリンダヘッドのみに流すよりもエンジン温度を早く高め得ることが判明した。すなわち、最も熱エネルギーの高いシリンダヘッドで熱を受けた冷却水を、シリンダブロック内に導入して、該シリンダブロックで放熱させることで、シリンダブロックを早期に暖め、これにより、エンジン全体として暖気性が向上することが判明した。しかも、エンジン温度を早期に高めることで、潤滑油の粘度が早く低下するため、摺動抵抗が早期に低減して燃費向上にも優れるという利点がある。
【０００７】
そして、このような冷間時の対応を踏まえて、本発明者らが更なる研究を重ねた結果、エンジンの種々の運転状態に対して適切に対応可能な冷却装置の開発に至った。
【０００８】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの冷間時には暖気性を促進させ、温間時にはエンジンをその運転状態に応じて適切に冷却し得る冷却装置を提供しようとすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、エンジンの冷間時には、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間で冷却水を循環させ、エンジンの温間軽負荷時には、シリンダヘッド及びシリンダブロックのうちシリンダヘッドのみに冷却水を流すとともに、必要に応じてラジエータにも流し、エンジンの温間高負荷時には、シリンダヘッド、シリンダブロック及びラジエータ間で冷却水を循環させるとともに、ラジエータから流出した冷却水を先にシリンダヘッドに流し、その後にシリンダブロックに流すようにした。
【００１０】
具体的には、請求項１の発明では、エンジンの冷却装置として、一端が、エンジンのシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッドウォータジャケットの冷却水流出口に接続され、他端がラジエータの冷却水流入口に接続されているとともに、中間に第１制御弁が配設された第１冷却水通路と、一端が上記ラジエータの冷却水流出口に接続され、他端が上記シリンダヘッドウォータジャケットの冷却水流入口に接続されているとともに、中間に第２制御弁が配設された第２冷却水通路と、一端が上記第１制御弁に接続され、他端が、上記エンジンのシリンダブロックに設けられたシリンダブロックウォータジャケットの冷却水流入口に接続された第３冷却水通路と、一端が上記シリンダブロックウォータジャケットの冷却水流出口に接続され、他端が上記第１冷却水通路における上記第１制御弁に対してラジエータ側の部分に接続された第４冷却水通路と、一端が上記第１冷却水通路における上記第１制御弁に対してラジエータ側の部分又は上記第４冷却水通路の中間に接続され、他端が上記第２制御弁に接続されたラジエータバイパス通路とを備え、上記第１制御弁は、外部信号に応じて、上記第１冷却水通路における該第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分がラジエータ側の部分と連通する第１状態と、該第１冷却水通路における第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分が上記第３冷却水通路と連通する第２状態とに選択的に切換え可能なものであって、上記エンジンの冷間時及び温間高負荷時には、上記第２状態となる一方、エンジンの温間軽負荷時には、上記第１状態となるように構成され、上記第２制御弁は、該第２制御弁を流れる冷却水の温度が所定温度以上であるときには、上記第２冷却水通路における該第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分がラジエータ側の部分と連通する第１状態となる一方、上記冷却水の温度が上記所定温度よりも低いときには、該第２冷却水通路における第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分が上記ラジエータバイパス通路と連通する第２状態となるものであって、上記エンジンの冷間時には、上記第２状態となる一方、エンジンの温間高負荷時には、上記第１状態となるとともに、エンジンの温間軽負荷時には、第２制御弁を流れる冷却水の温度に応じて第１状態又は第２状態となるように構成されているものとする。
【００１１】
上記の構成により、エンジンの冷間時には、第１制御弁が第２状態となり、第２制御弁が第２状態となるので、冷却水は、ラジエータバイパス通路が第１冷却水通路に接続されている場合には、シリンダヘッドウォータジャケット、第１冷却水通路における第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分、第１制御弁、第３冷却水通路、シリンダブロックウォータジャケット、第４冷却水通路、第１冷却水通路における第４冷却水通路接続部とラジエータバイパス通路接続部との間の部分、ラジエータバイパス通路、第２制御弁、第２冷却水通路における第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分と順に流れ、ラジエータバイパス通路が第４冷却水通路に接続されている場合には、シリンダヘッドウォータジャケット、第１冷却水通路における第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分、第１制御弁、第３冷却水通路、シリンダブロックウォータジャケット、第４冷却水通路におけるラジエータバイパス通路接続部に対してシリンダブロックウォータジャケット側の部分、ラジエータバイパス通路、第２制御弁、第２冷却水通路における第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケットに戻る。したがって、冷却水はラジエータを通らないでシリンダヘッドウォータジャケットとシリンダブロックウォータジャケットとの間で循環することになる。この結果、シリンダブロックが早期に暖められ、エンジンの暖気性が促進されるとともに、潤滑油の粘度の早期低下により、摺動抵抗が早期に低減して燃費が向上する。
【００１２】
また、エンジンの温間軽負荷時には、第１制御弁が第１状態となり、第２制御弁が、該第２制御弁を流れる冷却水の温度に応じて第１状態又は第２状態となる。この冷却水の温度が所定温度よりも低いときには、第２制御弁が第２状態となるので、冷却水は、ラジエータバイパス通路が第１冷却水通路に接続されている場合には、シリンダヘッドウォータジャケット、第１冷却水通路における第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分、第１制御弁、第１冷却水通路における第１制御弁とラジエータバイパス通路接続部との間の部分、ラジエータバイパス通路、第２制御弁、第２冷却水通路における第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分と順に流れ、ラジエータバイパス通路が第４冷却水通路に接続されている場合には、シリンダヘッドウォータジャケット、第１冷却水通路における第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分、第１制御弁、第１冷却水通路における第１制御弁と第４冷却水通路接続部との間の部分、第４冷却水通路におけるラジエータバイパス通路接続部に対して第１冷却水通路側の部分、ラジエータバイパス通路、第２制御弁、第２冷却水通路における第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケットに戻る。したがって、冷却水はラジエータ及びシリンダブロックウォータジャケットを通らずシリンダヘッドウォータジャケットのみに流される。
【００１３】
一方、上記第２制御弁を流れる冷却水の温度が所定温度以上になると、第２制御弁が第１状態となるので、ラジエータバイパス通路が第１冷却水通路に接続されている場合であっても、第４冷却水通路に接続されている場合であっても、冷却水は、シリンダヘッドウォータジャケット、第１冷却水通路における第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分、第１制御弁、第１冷却水通路における第１制御弁に対してラジエータ側の部分、ラジエータ、第２冷却水通路における第２制御弁に対してラジエータ側の部分、第２制御弁、第２冷却水通路における第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケットに戻る。したがって、冷却水はシリンダヘッドウォータジャケットとラジエータとの間で循環することとなり、このときも、冷却水の温度が所定温度よりも低いときと同様に、シリンダブロックウォータジャケットには流されない。すなわち、温間軽負荷時には、シリンダヘッド及びシリンダブロックのうち熱的に厳しいシリンダヘッドのみに冷却水を流すとともに、シリンダヘッド温度が高くなりすぎないように、冷却水の温度が所定温度以上になると、冷却水の熱をラジエータにおいて放熱する。これにより、シリンダヘッド及びシリンダブロックの各温度をそれぞれ比較的高くかつ適切に維持し、よって、摺動抵抗を出来る限り低減して燃費を向上させることができる。
【００１４】
さらに、エンジンの温間高負荷時には、第１制御弁が第２状態となり、第２制御弁が第１状態となるので、ラジエータバイパス通路が第１冷却水通路に接続されている場合であっても、第４冷却水通路に接続されている場合であっても、冷却水は、シリンダヘッドウォータジャケット、第１冷却水通路における第１制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分、第１制御弁、第３冷却水通路、シリンダブロックウォータジャケット、第４冷却水通路、第１冷却水通路における第４冷却水通路接続部に対してラジエータ側の部分、ラジエータ、第２冷却水通路における第２制御弁に対してラジエータ側の部分、第２制御弁、第２冷却水通路における第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケットに戻る。したがって、ラジエータの冷却水流出口から流出した冷却水により、熱的に厳しいシリンダヘッドを先に冷却し、その後にシリンダブロックを冷却するようにする。これにより、温間高負荷時には、冷却水によりシリンダヘッド及びシリンダブロックをそれぞれ適切に冷却することができる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、第１制御弁は、通電加熱により弁体を駆動する駆動手段を有する電子式サーモスタット弁であり、第２制御弁は、サーモスタット弁であるものとする。このことにより、第１制御弁及び第２制御弁としての機能を容易に実現することができる。
【００１６】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、第１制御弁は、第２制御弁が第１状態にあるときに、シリンダヘッドウォータジャケットの冷却水流出口より流出した冷却水の一部を、駆動手段を収容する部分に導入して、第２冷却水通路における第２制御弁に対してラジエータ側の部分に排出する弁バイパス通路を有しているものとする。
【００１７】
このことにより、電子式サーモスタット弁に通常設けられている弁バイパス通路を有効に利用することで、電子式サーモスタット弁の消費電力を低減することができる。すなわち、冷却水の温度が比較的高いとき、つまり第２制御弁が第１状態にあるときには、シリンダヘッドウォータジャケットの冷却水流出口より流出した冷却水の一部が駆動手段を収容する部分に導入されることで、その高温の冷却水により駆動手段が暖められ、その分だけ駆動手段への通電量を少なくすることができる。一方、冷却水の温度が低いとき、つまり第２制御弁が第２状態にあるときには、第２冷却水通路における該第２制御弁に対してシリンダヘッドウォータジャケット側の部分がラジエータ側の部分と連通していないので、そのラジエータ側の部分に弁バイパス通路の冷却水を排出することはできず、このため、弁バイパス通路に冷却水は流れないことになる。したがって、低温の冷却水により駆動手段が冷却されることはなく、通電量が無駄に多くなるということはない。よって、電子式サーモスタット弁の消費電力を効果的に低減することができる。
【００１８】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、シリンダブロックは、サイアミーズタイプのものであり、シリンダブロックウォータジャケットは、シリンダブロックの上面に開口するように形成されたウォータジャケット用凹部と、該シリンダブロック及びシリンダヘッド間に配設されたシリンダヘッドガスケットとにより形成されてなるとともに、該シリンダブロックの排気側に配設されかつ一端が該シリンダブロックウォータジャケットの冷却水流入口と連通するシリンダブロック排気側通路部と、シリンダブロックの吸気側に配設され、一端が該シリンダブロック排気側通路部の他端と連通する一方、他端がシリンダブロックウォータジャケットの冷却水流出口と連通するシリンダブロック吸気側通路部とを有し、シリンダヘッドウォータジャケットは、シリンダヘッドの吸気側に配設されかつ一端が該シリンダヘッドウォータジャケットの冷却水流入口と連通するシリンダヘッド吸気側通路部と、シリンダヘッドの排気側に配設され、一端が該シリンダヘッド吸気側通路部の他端と連通する一方、他端がシリンダヘッドウォータジャケットの冷却水流出口と連通するシリンダヘッド排気側通路部とを有し、上記シリンダヘッドガスケットにおける上記シリンダブロック吸気側通路部のボア間部分に対応する位置に、上記シリンダヘッド吸気側通路部とシリンダブロック吸気側通路部との間で冷却水の一部を流通させるための吸気側開口部が形成され、上記シリンダヘッドガスケットにおける上記シリンダブロック排気側通路部のボア間部分に対応する位置に、上記シリンダヘッド排気側通路部とシリンダブロック排気側通路部との間で冷却水の一部を流通させるための排気側開口部が形成されているものとする。
【００１９】
すなわち、サイアミーズタイプのシリンダブロックでは、ボア間には、シリンダブロック吸気側通路部とシリンダブロック排気側通路部とを連通する連通部は形成されておらず、両通路部のボア間部分は、ボア形状に沿って凹んでいるため、その部分に冷却水が淀み易くなる。しかし、この発明では、シリンダヘッドガスケットの吸気側及び排気側開口部により、シリンダブロック吸気側通路部及び排気通路部の各ボア間部分にシリンダヘッド側から少量の冷却水が流入したり、該各ボア間部分からシリンダヘッド側へ少量の冷却水が流出したりするので、冷却水の淀みがなくなり、シリンダブロックを効率良く冷却することができる。また、エンジンの温間軽負荷時には、シリンダブロックウォータジャケットには基本的に冷却水が流されないので、シリンダブロックのボア部分が局部的に温度が上昇して変形する虞れがあるが、シリンダヘッドガスケットの吸気側及び排気側開口部を介したシリンダヘッドウォータジャケット及びシリンダブロックウォータジャケット間の少量の冷却水の流通により、シリンダブロックのボア部分の変形を抑制することができる。
【００２０】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、シリンダヘッド吸気側通路部の他端とシリンダヘッド排気側通路部の一端とを連通する連通部に、該シリンダヘッド吸気側通路部からシリンダヘッド排気側通路部へ冷却水を流すためのウォータポンプが設けられており、シリンダヘッドガスケットの吸気側開口部の開口径が排気側開口部よりも小さく設定されているものとする。
【００２１】
こうすることで、吸気側開口部では、ウォータポンプの吸込みにより、冷却水がシリンダブロック側からシリンダヘッド側へと流れる一方、排気側開口部では、ウォータポンプの吐出により、冷却水がシリンダヘッド側からシリンダブロック側へと流れることになる。このため、吸入空気密度を高める等の理由から冷却を必要とするシリンダヘッド吸気側通路部には、シリンダブロック吸気側通路部から温度が比較的高い冷却水が流入することになる。しかし、この発明では、吸気側開口部の開口径が排気側開口部よりも小さく設定されているので、シリンダヘッド吸気側通路部に流入する、温度が比較的高い冷却水の量を出来る限り少なくすることができる。また、ウォータポンプの吸込みにより吸気側開口部を介してシリンダブロック吸気側通路部の内圧が大きく減少するのを防止して、減圧沸騰が生じるの回避することができる。一方、排気側開口部の開口径を吸気側開口部と同程度にすると、シリンダヘッド側へと流れる冷却水量が減少して、シリンダブロックのボア部分の変形を抑制する効果が十分に得られなくなるが、この発明では、そのような問題はない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の概略構成を示し、１は、このエンジンのシリンダヘッドであり、２は、そのシリンダヘッド１の下側に、後述のシリンダヘッドガスケット３（図１４参照）を介して組み付けられるシリンダブロックである。尚、このエンジンは、４つのシリンダ５（シリンダブロック２に設けられている）が、クランク軸が延びる方向に直列に配設された直列４気筒ガソリンエンジンである。
【００２３】
この実施形態では、上記シリンダヘッド１及びシリンダブロック２の長手方向であるシリンダ列方向、つまりクランク軸が延びる方向をエンジンの前後方向とし、該クランク軸の出力端側（図１の右側になる）を後側と呼ぶ一方、その反対側（図１の左側になる）を前側と呼ぶ。また、エンジンの後側から前側を見たときの右側（エンジン右側）が排気側となっており、その反対側（エンジン左側）が吸気側となっている。さらに、シリンダ列方向と垂直な左右方向をエンジン幅方向という。尚、図１では、シリンダヘッド１を下側から見たものとして記載しているので、上側から見たものとして記載しているシリンダブロック２とは、吸気側及び排気側の位置関係が逆になっている。
【００２４】
上記シリンダヘッド１には、冷却水流入口７ａより流入した冷却水が流れて冷却水流出口７ｂより流出するシリンダヘッドウォータジャケット７が形成されている。このシリンダヘッドウォータジャケット７は、シリンダヘッド１の吸気側に配設されかつ一端が該シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流入口７ａと連通するシリンダヘッド吸気側通路部７ｃと、シリンダヘッド１の排気側に配設され、一端が該シリンダヘッド吸気側通路部７ｃの他端と連通部７ｅを介して連通する一方、他端がシリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂと連通するシリンダヘッド排気側通路部７ｄとを有している。上記連通部７ｅには、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃからシリンダヘッド排気側通路部７ｄへ冷却水を流すためのウォータポンプ１０が設けられている。すなわち、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃは、このウォータポンプ１０の吸込側に相当し、シリンダヘッド排気側通路部７ｄはウォータポンプ１０の吐出側に相当しており、冷却水流入口７ａから流入した冷却水が、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃを通ってウォータポンプ１０に吸い込まれ、その後、ウォータポンプ１０から吐出されて、シリンダヘッド排気側通路部７ｄを通って冷却水流出口７ｂから流出するようになっている。
【００２５】
上記シリンダブロック２には、上記シリンダヘッド１と同様に、冷却水流入口８ａより流入した冷却水が流れて冷却水流出口８ｂより流出するシリンダヘッドウォータジャケット８が形成されている。このシリンダヘッドウォータジャケット８は、シリンダブロック２の排気側に配設されかつ一端が該シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流入口８ａと連通するシリンダブロック排気側通路部８ｃと、シリンダブロック２の吸気側に配設され、一端が該シリンダブロック排気側通路部８ｃの他端と連通部８ｅを介して連通する一方、他端がシリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流出口８ｂと連通するシリンダブロック吸気側通路部８ｄとを有している。上記連通部８ｅは、４つのシリンダ５のうち最前部に位置するシリンダ５の前側に形成されており、相隣接する２つのシリンダ５間（ボア間）には、そのような連通部は形成されていない。つまり、このシリンダブロック２は、サイアミーズタイプのものである。そして、シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流入口８ａから流入した冷却水が、シリンダブロック排気側通路部８ｃ、連通部８ｅ及びシリンダブロック吸気側通路部８ｄを順に通って冷却水流出口８ｂから流出するようになっている。
【００２６】
上記シリンダヘッドウォータジャケット７は、第１及び第２冷却水通路１３，１４によりラジエータ２１と接続されている。すなわち、第１冷却水通路１３の一端がシリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂに接続されている一方、第１冷却水通路１３の他端がラジエータ２１の冷却水流入口２１ａに接続されているとともに、第２冷却水通路１４の一端がラジエータ２１の冷却水流出口２１ｂに接続されている一方、第２冷却水通路１４の他端がシリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流入口７ａに接続されている。
【００２７】
上記第１冷却水通路１３の中間には、第１制御弁２２が配設されている。この第１制御弁２２は、後に詳細に述べるように、第１及び第２弁体７４，７５と、これら第１及び第２弁体７４，７５を収容するケース７１（図８及び図１０参照）とを有し、このケース７１に３つの開口部（第１〜第３開口部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）が設けられており、このうち第１及び第２開口部２２ａ，２２ｂが第１冷却水通路１３と接続されている。すなわち、第１開口部２２ａが、第１冷却水通路１３における該第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と接続され、第２開口部２２ｂが、第１冷却水通路１３における該第１制御弁２２に対してラジエータ２１側の部分と接続されている。
【００２８】
上記第２冷却水通路１４の中間には、第２制御弁２３が配設されている。この第２制御弁２２も、上記第１制御弁２２と同様に、第１及び第２弁体８３，８４と、これら第１及び第２弁体８３，８４を収容するケース８１（図７参照）とを有し、このケース８１に３つの開口部（第１〜第３開口部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）が設けられており、このうち第１及び第２開口部２３ａ，２３ｂが第２冷却水通路１４と接続されている。すなわち、第１開口部２３ａが、第２冷却水通路１４における該第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と接続されている一方、第２開口部２３ｂが、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してラジエータ２１側の部分と接続されている。
【００２９】
上記第１制御弁２２の第３開口部２２ｃには、第３冷却水通路１５の一端が接続され、この第３冷却水通路１５の他端は、上記シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流入口８ａに接続されている。また、シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流出口８ｂには、第４冷却水通路１６の一端が接続され、この第４冷却水通路１６の他端は、上記第１冷却水通路１３における上記第１制御弁２２に対してラジエータ２１側の部分に接続されている。
【００３０】
上記第４冷却水通路１６の中間には、冷却水がラジエータ２１をバイパスして流れるようにするためのラジエータバイパス通路１７の一端が接続され、このラジエータバイパス通路１７の他端は、上記第２制御弁２３の第３開口部２３ｃに接続されている。
【００３１】
上記シリンダヘッド１の具体的な形状を、図２〜図６に示す。上記シリンダヘッドウォータジャケット７のシリンダヘッド排気側通路部７ｄは、シリンダヘッド１の上下方向略中央部において点火プラグ装着用孔３１や吸気バルブ挿通孔３２、排気バルブ挿通孔３３、吸気ポート３４、排気ポート３５等を避けながら４つのシリンダ５の略真上を連続して通るように形成されている。一方、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃは、シリンダヘッド１における下壁部の吸気側部分を通るように形成されている。このシリンダヘッド吸気側通路部７ｃの排気側側端部は、平面視で上記シリンダヘッド排気側通路部７ｄの吸気側側端部と重なっていて、該シリンダヘッド排気側通路部７ｄの吸気側側端部の下側を通るようになされている（尚、図１では、理解しやすいように、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃの排気側側端部をシリンダヘッド排気側通路部７ｄの吸気側側端部に重ねて記載してはいない）。
【００３２】
図３、図５及び図６に示すように、上記シリンダヘッド１の下壁部において上記シリンダヘッド排気側通路部７ｄの排気側側端部におけるボア間に相当する位置（３箇所）には、該シリンダヘッド排気側通路部７ｄに連通するシリンダヘッド排気側開口部３８がそれぞれ形成されている。また、上記下壁部において上記シリンダヘッド吸気側通路部７ｃの排気側側端部におけるボア間に相当する位置（３箇所）には、該シリンダヘッド吸気側通路部７ｃに連通するシリンダヘッド吸気側開口部３９がそれぞれ形成されている。
【００３３】
上記シリンダヘッド１の吸気側側壁部の前端部には、エンジン左側に大きく突出する突出部４１が形成されており、この突出部４１の先端前側部に、上記ウォータポンプ１０が配設されており、この突出部４１及びシリンダヘッド１の前端壁部内に、上記連通部７ｅがエンジン幅方向に延びるように形成されている。
【００３４】
上記シリンダヘッド１の上壁部におけるボア間に相当する部分（３箇所のボア間のうち中央のボア間は除く）には、図２及び図５に示すように、該上壁部を貫通して上記シリンダヘッド排気側通路部７ｄに連通する貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２は、シリンダヘッド１を鋳造する際においてシリンダヘッドウォータジャケット７を形成するための砂中子の排出用として形成したものであって、図５に二点鎖線で示すように、プラグ４３により閉止されるようになっている。このプラグ４３は、円盤状をなす基部４３ａと、この基部４３ａの一方の面から該面と垂直な方向に延びる本体部４３ｂとを有しており、この本体部４３ｂの先端部は円錐形状をなしている。そして、上記貫通孔４２は、上側の大径部４２ａと下側の小径部４２ｂとからなっており、この小径部４２ｂに上記本体部４３ｂが嵌められ、上記基部４３ａの本体部４３ｂ側の面が、貫通孔４２の大径部４２ａと小径部４２ｂとの境界の段差部に当接した状態となるとともに、本体部４３ｂの先端部が、シリンダヘッド排気側通路部７ｄ内に入り込んだ状態となる。このように、砂中子排出用の貫通孔４２を閉止するプラグ４３の先端部を、シリンダヘッド１のボア間に相当する部分において比較的断面積が大きくなるように形成されたシリンダヘッド排気側通路部７ｄ内に入れ込むようにすることで、該シリンダヘッド排気側通路部７ｄを流れる冷却水が出来る限り下側（つまり燃焼室側）を流れるようになり、冷却性を向上させることができる。
【００３５】
上記シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流入口７ａ及び冷却水流出口７ｂは、シリンダヘッド１の後端壁部における吸気側部分及び排気側部分にそれぞれ形成されており、図７に示すように、この冷却水流出口７ｂの後側近傍位置に、上記第１制御弁２２が配設され、冷却水流入口７ａの後側近傍位置に、上記第２制御弁２３が配設されている。
【００３６】
上記シリンダヘッド１においてシリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂ近傍部分の下側（シリンダブロック２側）には、図８に示すように、排気側通路部４６が形成されており、この排気側通路部４６の一端は、シリンダヘッド１の下壁部に形成された排気側下壁開口部４７に接続されている一方、他端は、シリンダヘッド１の後端壁部における上記シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂの下側（シリンダブロック２側）に形成された排気側後端壁開口部４８に接続されている。尚、上記排気側下壁開口部４７は、後述するように、シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流入口８ａ（シリンダヘッドガスケット３（図１４参照）に設けられている）と連通する。
【００３７】
また、シリンダヘッド１において上記排気側通路部４６の吸気側には、図７及び図９に示すように、吸気側通路部４９が形成されており、この吸気側通路部４９の一端は、シリンダヘッド１の下壁部における上記排気側下壁開口部４７の吸気側に形成された吸気側下壁開口部５０に接続されている一方、他端は、シリンダヘッド１の後端壁部における上記排気側後端壁開口部４８の吸気側に形成された吸気側後端壁開口部５１に接続されている。尚、上記吸気側下壁開口部５０は、後述するように、シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流出口８ｂ（上記冷却水流入口８ａと同様に、シリンダヘッドガスケット３に設けられている）と連通する。
【００３８】
上記第１制御弁２２は、図８及び図１０に示すように、上記第１及び第２弁体７４，７５を収容する略円筒状のケース７１を有しており、このケース７１の周側部に上記第１開口部２２ａが形成され、ケース７１の両端部に上記第２及び第３開口部２２ｂ，２２ｃがそれぞれ形成されている。尚、このケース７１の第２開口部２２ｂ側には、後述の第１及び第２弁体７４，７５を駆動する駆動手段７６を収容する駆動手段収容ケース７２が取り付けられている。
【００３９】
上記第２制御弁２３は、図７に示すように、第１制御弁２２と同様に、上記第１及び第２弁体８３，８４を収容する略円筒状のケース８１を有しており、このケース８１の周側部に上記第１開口部２３ａが形成され、ケース８１の両端部に上記第２及び第３開口部２３ｂ，２３ｃがそれぞれ形成されている。
【００４０】
上記第１制御弁２２の第１開口部２２ａには、図８に示すように、第１接続管５５の一端が接続され、この第１接続管５５の他端は、上記シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂと接続されている。この第１接続管５５は、上記第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分を構成する。
【００４１】
また、上記第１制御弁２２の第２開口部２２ｂには、第２接続管５６の一端が接続され、この第２接続管５６の他端は、第１ラジエータホース８８を介してラジエータ２１の冷却水流入口２１ａと接続されている。この第２接続管５６は、上記第１ラジエータホース８８と共に、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してラジエータ２１側の部分を構成する。
【００４２】
さらに、上記第１制御弁２２の第３開口部２２ｃには、第３接続管５７の一端が接続され、この第３接続管５７の他端は、上記シリンダヘッド１の排気側後端壁開口部４８と接続されている。この第３接続管５７は、シリンダヘッド１内に形成された上記排気側通路部４６と共に、第３冷却水通路１５を構成する。
【００４３】
上記シリンダヘッド１の吸気側後端壁開口部５１には、図９に示すように、第４接続管５８の一端が接続され、この第４接続管５８の他端は、図１０にも示すように、上記第２接続管５６の中間に接続されている。この第４接続管５８は、シリンダヘッド１内に形成された上記吸気側通路部４９と共に、上記第４冷却水通路１６を構成する。
【００４４】
図７に示すように、上記第２制御弁２３の第１開口部２３ａには、第５接続管５９の一端が接続され、この第５接続管５９の他端は、上記シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流入口７ａと接続されている。この第５接続管５９は、上記第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分を構成する。
【００４５】
また、上記第２制御弁２３の第２開口部２３ｂには、第６接続管６０の一端が接続され、この第６接続管６０の他端は、第２ラジエータホース８９を介してラジエータ２１の冷却水流出口２１ｂと接続されている。この第６接続管６０は、上記第２ラジエータホース８９と共に、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してラジエータ２１側の部分を構成する。
【００４６】
さらに、上記第２制御弁２３の第３開口部２３ｃには、第７接続管６１の一端が接続され、この第７接続管６１の他端は、図９にも示すように、上記第４接続管５８の吸気側後端壁開口部５１近傍に接続されている。この第７接続管６１は、上記ラジエータバイパス通路１７を構成する。つまり、このラジエータバイパス通路１７は、第４冷却水通路１６の中間に接続されていることになる。
【００４７】
尚、この実施形態では、上記第１接続管５５、第３接続管５７、第４接続管５８、第５接続管５９、第７接続管６１、第１制御弁２２のケース７１及び第２制御弁２３のケース８１は、一体形成されたものである。
【００４８】
図１０に示すように、上記第１制御弁２２の第１弁体７４は、連結軸７３の一端部に結合されていて、上記第３開口部２２ｃを開閉するように構成され、第２弁体７５は、上記連結軸７３の中間部に連結されていて、上記第２開口部２２ｂを開閉するように構成されており、上記連結軸７３の他端部には、該連結軸７３を介して第１及び第２弁体７４，７５を同時に駆動する駆動手段７６が結合されている。この駆動手段７６は、サーモワックスと呼ばれているもので、通電加熱により、連結軸７３をその軸方向に移動させて第１及び第２弁体７４，７５を駆動するようになっている。すなわち、第１制御弁２２は、通電加熱により第１及び第２弁体７４，７５を駆動する駆動手段７６を有する電子式サーモスタット弁とされている。
【００４９】
そして、上記駆動手段７６への非通電時には、駆動手段７６により連結軸７３が第１弁体７４側に移動し、このことで、第１弁体７４が第３開口部２２ｃを閉塞状態にするとともに、第２弁体７５が第２開口部２２ｂを開放状態にする。つまり、第１制御弁２２は、第１開口部２２ａが第２開口部２２ｂと連通する（第１冷却水通路１３における該第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分がラジエータ２１側の部分と連通する）第１状態とされる（図８及び図１０に示す状態）。
【００５０】
一方、上記駆動手段７６への通電時には、駆動手段７６により連結軸７３が駆動手段７６側に移動し、このことで、第１弁体７４が第３開口部２２ｃを閉塞状態にするとともに、第２弁体７５が第２開口部２２ｂを開放状態にする。つまり、第１制御弁２２は、第１開口部２２ａが第３開口部２２ｃと連通する（第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分が第３冷却水通路１５と連通する）第２状態とされる。
【００５１】
したがって、第１制御弁２２は、その駆動手段７６への通電及び非通電に応じて、上記第１状態と第２状態とに選択的に切換え可能なものとなる。この駆動手段７６への通電及び非通電の制御は、後述のコントローラ２６により行われる。つまり、第１制御弁２２は、コントローラ２６からの外部信号に応じて、第１状態と第２状態とに選択的に切り換えられることになる。そして、この切換えにより、シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂから流出した冷却水をシリンダブロックウォータジャケット８へ供給しない状態（第１状態）にしたり、供給する状態（第２状態）にしたりできることになる。
【００５２】
一方、上記第２制御弁２３は、サーモスタット弁であり、図７に示すように、この第２制御弁２３の第１弁体８３は、連結軸８２の一端部に結合されていて、上記第３開口部２３ｃを開閉するように構成され、第２弁体８４は、上記連結軸８２の他端部に結合されていて、上記第２開口部２３ｂを開閉するように構成されており、上記連結軸８２の中間部には、該連結軸８２を介して第１及び第２弁体８３，８４を同時に駆動する駆動手段８５が結合されている。この駆動手段８５は、上記第１制御弁２２とは異なり、通電加熱により第１及び第２弁体８３，８４を駆動するものではなく、第２制御弁２２のケース８１内を流れる冷却水の温度に応じて第１及び第２弁体８３，８４を連結軸８２の軸方向に駆動するものである。
【００５３】
すなわち、上記冷却水の温度が所定温度Ｔ以上であるときには、駆動手段８５により連結軸８２が第１弁体８３側に移動し、このことで、第１弁体８３が第３開口部２３ｃを閉塞状態にするとともに、第２弁体８４が第２開口部２３ｂを開放状態にする。つまり、第１制御弁２２は、第１開口部２３ａが第２開口部２３ｂと連通する（第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分がラジエータ２１側の部分と連通する）第１状態とされる。
【００５４】
一方、上記冷却水の温度が上記所定温度Ｔよりも低いときには、駆動手段８５により連結軸８２が第２弁体８４側に移動し、このことで、第１弁体８３が第３開口部２３ｃを開放状態にするとともに、第２弁体８４が第２開口部２３ｂを閉塞状態にする。つまり、第１開口部２３ａが第３開口部２３ｃと連通する（第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分がラジエータバイパス通路１７と連通する）第２状態とされる。
【００５５】
したがって、第２制御弁２３を流れる冷却水の温度が比較的低いときには、冷却水がラジエータバイパス通路１７に流れてラジエータ２１には流れず、冷却水の温度が高くなると、自動的にラジエータ２１に流れて、ラジエータ２１における熱交換により冷却されることになる。
【００５６】
また、上記第１制御弁２２は、図１及び図１０に示すように、弁バイパス通路７７を有している。この弁バイパス通路７７は、第１開口部２２ａからケース７１内に流入した冷却水（つまり、シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂより流出した冷却水）の一部を、駆動手段７６を収容する駆動手段収容ケース７２に導入する導入部７７ａ（第８接続管７８により構成されている）と、この冷却水を駆動手段収容ケース７２から排出する排出部７７ｂ（第９接続管７９により構成されている）とを有している。この排出部７７ｂの両端は、駆動手段収容ケース７２と上記第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してラジエータ２１側の部分とにそれぞれ接続されている。
【００５７】
この構成により、第２制御弁２３が第１状態にあるときに、シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂより流出した冷却水の一部が、駆動手段収容ケース７２に導入されて、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してラジエータ２１側の部分に排出されることになる。一方、第２制御弁２３が第２状態にあるときには、弁バイパス通路７７に冷却水は流れないことになる。したがって、冷却水の温度が比較的高いとき、つまり第２制御弁２３が第１状態にあるときには、シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂより流出した冷却水の一部を駆動手段収容ケース７２に導入することで、その高温の冷却水により駆動手段７６を暖め、その分だけ駆動手段７６への通電量を少なくする。一方、冷却水の温度が低いとき、つまり第２制御弁２３が第２状態にあるときには、その低温の冷却水により駆動手段７６が冷却されるのを防止し、これにより、通電量が無駄に多くなるのを防止する。尚、第１制御弁２２の状態が通電加熱により切り換わる温度は、冷却水の最高温度よりもかなり高く設定されており、冷却水が駆動手段収容ケース７２に導入されても、その冷却水によって切り換わることはない。
【００５８】
上記シリンダブロック２の具体的な形状を、図１１〜図１３に示す。このシリンダブロック２は、所謂オープンデッキ構造のものであり、該シリンダブロック２の上面に開口するように形成されたウォータジャケット用凹部６３を有している。この凹部６３の開口が、シリンダヘッド１及びシリンダブロック２間に配設されたシリンダヘッドガスケット３（図１４参照）により閉塞されることで、上記シリンダブロックウォータジャケット８が構成されることになる。
【００５９】
上記ウォータジャケット用凹部６３は、シリンダブロック２を鋳造するときには、４つのシリンダ５全体の周囲を囲むように環状に形成されるが、その鋳造後に、該凹部６３における最後部に位置するシリンダ５の後側部分に、仕切り部材６４が取り付けられることで、この部分で冷却水が流通しないようになされている。この仕切り部材６４により、シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流入口８ａから流入した冷却水が、シリンダブロック吸気側通路部８ｄに直接流れるようなことはなく、シリンダブロック排気側通路部８ｃ、連通部８ｅ及びシリンダブロック吸気側通路部８ｄを順に通って冷却水流出口８ｂから流出するようになる。
【００６０】
上記仕切り部材６４は、上下方向に延びる弾性部材からなる仕切り部６４ａと、この仕切り部６４ａの上端部に水平方向に延びるように固定された金属製の支持部６４ｂとで構成されており、上記仕切り部６４ａの下端部には、ウォータジャケット用凹部６３の底面に前後方向から見て略三角形状なすように突出形成された凸部６３ａの上端部に嵌合する嵌合凹部６４ｃが形成されている。そして、この嵌合凹部６４ｃが上記凸部６３の上端部に嵌合されるとともに、上記支持部６４ｂが凹部６３の内壁面（シリンダブロック２の後端壁部の内側面）にエンジン幅方向に延びるように貼り付けられて、仕切り部材６４が取り付けられる。尚、上記仕切り部６４ａの厚みは、当該凹部６３の幅（最後部に位置するシリンダ５の周壁部と後端壁部との間の間隔）よりも僅かに大きく設定されており、取付状態では、厚み方向に収縮した状態となり、この部分で冷却水が流通するのを確実に防止している。
【００６１】
上記ウォータジャケット用凹部６３の底面におけるボア間部分に対応する位置（６箇所）には、図１１及び図１３に示すように、該凹部６３の深さを他の部分よりも深くする凹陥部６３ｂが形成されている。尚、図１１及び図１３中、６５は、シリンダブロック２に設けられ、シリンダヘッド１をシリンダヘッドガスケット３を介してシリンダブロック２に締結するためのヘッドボルトがねじ込まれるヘッドボルト穴であり、上記シリンダヘッド１には、このヘッドボルト穴６５に対応位置して上記ヘッドボルトが挿通されるボルト挿通孔５２が形成されている（図２、図３及び図５参照）。
【００６２】
図１４に示すように、上記シリンダヘッドガスケット３における上記シリンダブロック吸気側通路部８ｄのボア間部分に対応する位置（３箇所）には、吸気側開口部９１がそれぞれ形成されている。そして、シリンダヘッド１がシリンダヘッドガスケット３を介してシリンダブロック２に取り付けられた状態では、上記各吸気側開口部９１のシリンダヘッド１側端は、上記シリンダヘッド吸気側開口部３９を介してリンダヘッド吸気側通路部７ｃと連通する一方、各吸気側開口部９１のシリンダブロック２側端は、シリンダブロック吸気側通路部８ｄと連通しており、このことで、各吸気側開口部９１は、上記シリンダヘッド吸気側開口部３９と共に、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃとシリンダブロック吸気側通路部８ｄとの間で冷却水の一部（第３冷却水通路１５を流れる冷却水よりもかなり少量の冷却水）をそれぞれ流通させる役目を有することになる。
【００６３】
また、同様に、上記シリンダヘッドガスケット３における上記シリンダブロック排気側通路部８ｃのボア間部分に対応する位置（３箇所）には、排気側開口部９２がそれぞれ形成されている。この各排気側開口部９２のシリンダヘッド１側端は、上記シリンダヘッド排気側開口部３８を介してシリンダヘッド排気側通路部７ｄと連通する一方、各排気側開口部９２のシリンダブロック２側端は、シリンダブロック排気側通路部８ｃと連通しており、このことで、各排気側開口部９２は、上記シリンダヘッド排気側開口部３８と共に、シリンダヘッド排気側通路部７ｄとシリンダブロック排気側通路部８ｃとの間で冷却水の一部（第３冷却水通路１５を流れる冷却水よりもかなり少量の冷却水）をそれぞれ流通させる役目を有することになる。
【００６４】
したがって、上記シリンダヘッドガスケット３の各吸気側開口部９１及び各排気側開口部９２により、シリンダブロック排気通路部８ｃ及び吸気側通路部８ｄにおいて冷却水の淀みが生じ易い各ボア間部分にシリンダヘッド１側から少量の冷却水が流入したり、該各ボア間部分からシリンダヘッド１側へ少量の冷却水が流出したりするので、冷却水の淀みがなくなり、シリンダブロック２を効率良く冷却することができる。また、上記第１制御弁２２が第１状態にあって、シリンダブロックウォータジャケット８に冷却水が流されないときでも、シリンダヘッドガスケット３の吸気側及び排気側開口部９１，９２を介してシリンダヘッドウォータジャケット７及びシリンダブロックウォータジャケット８間で少量の冷却水が流通するので、シリンダブロック２のボア部分が局部的に温度が上昇して変形するのを抑制することができる。
【００６５】
ところで、この実施形態では、上記したように、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃがウォータポンプ１０の吸込側に相当し、シリンダヘッド排気側通路部７ｄがウォータポンプ１０の吐出側に相当するので、上記各吸気側通路部９１では、ウォータポンプ１０の吸込みにより、冷却水がシリンダブロック２側からシリンダヘッド１側へと流れる一方、各排気側開口部９２では、ウォータポンプ１０の吐出により、冷却水がシリンダヘッド１側からシリンダブロック２側へと流れることになる。このため、吸入空気密度を高める等の理由から冷却を必要とするシリンダヘッド吸気側通路部７ｃに、シリンダブロック吸気側通路部８ｄから温度が比較的高い冷却水が流入することになるが、このような温度が比較的高い冷却水のシリンダヘッド吸気側通路部７ｃへの流入量を出来る限り少なくするために、各吸気側開口部９１の開口径を各排気側開口部９２よりも小さく設定している。また、このような開口径の設定により、各排気側開口部９２の開口径は比較的大きくなるので、シリンダヘッド１側へと流れる冷却水量はある程度確保することができ、シリンダブロック２のボア部分の変形を抑制する効果が十分に得られる。さらに、各吸気側開口部９１の開口径を小さくすることで、ウォータポンプ１０の吸込みにより各吸気側開口部９１を介してシリンダブロック吸気側通路７ｃの内圧が大きく減少するのを防止して、減圧沸騰が生じるの回避することができる。
【００６６】
上記シリンダヘッドガスケット３の後端部における排気側及び吸気側部分には、上記シリンダブロックウォータジャケット８の冷却水流入口８ａ及び冷却水流出口８ｂがそれぞれ形成されている。そして、シリンダヘッド１がシリンダヘッドガスケット３を介してシリンダブロック２に取り付けられた状態では、上記冷却水流入口８ａが、上記シリンダヘッド１の下壁部における排気側部分に形成された上記排気側下壁開口部４７と連通するとともに、冷却水流出口８ｂが、該下壁部における吸気側部分に形成された上記吸気側下壁開口部５０と連通する。
【００６７】
尚、図１４中、９３は、シリンダヘッドガスケット３に形成され、上記シリンダヘッド１のボルト挿通孔５２及びシリンダブロック２のヘッドボルト穴６５に対応位置して上記ヘッドボルトが該シリンダヘッド１のボルト挿通孔５２と共に挿通されるボルト挿通孔である。
【００６８】
図１に示すように、上記第４冷却水通路１６におけるラジエータバイパス通路１７接続部に対してシリンダブロックウォータジャケット８側の部分には、該部分を流れる冷却水の温度を検出する第１温度センサ２７が設けられている。また、上記第１冷却水通路１３における第１制御弁２２と第４冷却水通路１６接続部との間の部分には、該部分を流れる冷却水の温度を検出する第２温度センサ２８が設けられている。
【００６９】
上記第１及び第２温度センサ２７，２８の出力信号は、コントローラ２６に入力されるようになっており、このコントローラ２６は、これら信号に基づいて、上記第１制御弁２２の駆動手段７６への通電及び非通電を制御するようになっている。
【００７０】
上記コントローラ２６の具体的な処理を図１５のフローチャートにより説明する。尚、この処理は、エンジンの始動（イグニッションスイッチのＯＮ作動）により実行される。
【００７１】
先ず、最初のステップＳ１で、エンジンの暖気運転が完了したか否かを判定する。この判定は、上記第１温度センサ２７により検出された冷却水温度に基づいて行われ、その冷却水温度が設定温度Ｔ１以上であるときには、暖気運転が完了したと判定し、設定温度Ｔ１よりも低いときには、暖気運転が完了していないと判定する。この設定温度Ｔ１は、上記第２制御弁２３の状態切換えに関する所定温度Ｔよりも小さい温度に設定される。例えば、上記設定温度Ｔ１は６０℃に、上記所定温度Ｔは８５℃にそれぞれ設定される。
【００７２】
上記ステップＳ１の判定がＮＯであるとき（つまりエンジンの冷間時）には、ステップＳ２に進んで、第１制御弁２２の駆動手段７６に通電を行って第１制御弁２２を第２状態にし、しかる後に、ステップＳ１に戻る一方、判定がＹＥＳであるとき（つまりエンジンの温間時）には、ステップＳ３に進む。
【００７３】
上記ステップＳ３では、エンジンが高負荷状態にあるか否かを判定する。この判定は、上記第１温度センサ２７又は第２温度センサ２８により検出された冷却水温度に基づいて行われる。すなわち、当該判定時に第１制御弁２２が第２状態にあるときにおいては、第１温度センサ２７により検出された冷却水温度が基準温度Ｔ２以上であるときに、エンジンが高負荷状態にあると判定し、その冷却水温度が基準温度Ｔ２よりも低いときに、高負荷状態にはない（軽負荷状態にある）と判定する。また、当該判定時に第１制御弁２２が第１状態にあるときにおいては、第２温度センサ２８により検出された冷却水温度が基準温度Ｔ２以上であるときに、エンジンが高負荷状態にあると判定し、その冷却水温度が基準温度Ｔ２よりも低いときに、高負荷状態にはない（軽負荷状態にある）と判定する。上記基準温度Ｔ２は、上記設定温度Ｔ１よりも高く、かつ所定温度Ｔよりも高く設定される（例えば、９０℃）。
【００７４】
上記ステップＳ３の判定がＮＯであるとき（つまりエンジンの温間軽負荷時）には、ステップＳ４に進んで、第１制御弁２２の駆動手段７６への通電を停止して、第１制御弁２２を第１状態にし、しかる後に、ステップＳ３に戻る一方、判定がＹＥＳであるとき（つまりエンジンの温間高負荷時）には、ステップＳ５に進んで、第１制御弁２２を第２状態にし、しかる後に、ステップＳ６に進む。
【００７５】
上記ステップＳ６では、エンジンが停止されたか否かを判定し、この判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ３に戻る一方、判定がＹＥＳであるときには、そのまま終了する。
【００７６】
上記コントローラ２６の制御により、第１制御弁２２は、エンジンの冷間時及び温間高負荷時には第２状態とされる一方、エンジンの温間軽負荷時には第１状態とされる。また、第２制御弁２３は、上記所定温度Ｔが設定温度Ｔ１よりも高くかつ基準温度Ｔ２よりも低いことから、エンジンの冷間時には第２状態とされる一方、エンジンの温間高負荷時には第１状態とされるとともに、エンジンの温間軽負荷時には、第２制御弁２３を流れる冷却水の温度に応じて第１状態又は第２状態とされる。
【００７７】
ここで、上記エンジン状態毎に、冷却水の流れを詳細に説明する。尚、エンジン始動前は、第１制御弁２２は第１状態となっており、第２制御弁２３は第２状態となっている。
【００７８】
エンジンが始動されると、その直後に第１制御弁２２が第２状態に切り換えられ、第２制御弁２３はそのまま第２状態となっている。この状態は、エンジンの暖機運転が完了するまで（つまりエンジンの冷間時）、言い換えれば、第１温度センサ２７により検出された冷却水温度が設定温度Ｔ１以上になるまで継続される。
【００７９】
このエンジンの冷間時には、図１において矢印で示すように、冷却水は、シリンダヘッドウォータジャケット７、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分、第１制御弁２２、第３冷却水通路１５、シリンダブロックウォータジャケット８、第４冷却水通路１６におけるラジエータバイパス通路１７接続部に対してシリンダブロックウォータジャケット８側の部分、ラジエータバイパス通路１７、第２制御弁２３、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケット７に戻る。
【００８０】
したがって、このエンジンの冷間時には、冷却水はラジエータ２１を通らないでシリンダヘッドウォータジャケット７とシリンダブロックウォータジャケット８との間で循環することになる。この結果、シリンダブロック２が早期に暖められ、エンジンの暖気性が促進されるとともに、潤滑油の粘度の早期低下により、摺動抵抗が早期に低減して燃費が向上する。
【００８１】
また、エンジンの冷間時には、第２制御弁２２が第２状態にあるため、弁バイパス通路７７に冷却水は流れない。これにより、低温の冷却水によって第１制御弁２２の駆動手段７６が冷却されることはなく、該駆動手段７６への通電量が無駄に多くなるのを防止することができる。
【００８２】
上記エンジンの暖機運転が完了した温間時でかつ軽負荷時には、第１制御弁２２が第１状態となり、第２制御弁２３が、該第２制御弁２３を流れる冷却水の温度に応じて第１状態又は第２状態となる。この第２制御弁２３が第２状態にあるときには、図１６において矢印で示すように、シリンダヘッドウォータジャケット７、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分、第１制御弁２２、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２と第４冷却水通路１６接続部との間の部分、第４冷却水通路１６におけるラジエータバイパス通路１７接続部に対して第１冷却水通路１３側の部分、ラジエータバイパス通路１７、第２制御弁２３、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケット７に戻る。このときも、弁バイパス通路７７に冷却水は流れない。
【００８３】
したがって、エンジンの温間軽負荷時において第２制御弁２３が第２状態にあるには、冷却水はシリンダブロックウォータジャケット８及びラジエータ２１を通らずシリンダヘッドウォータジャケット７のみに流される。
【００８４】
一方、第２制御弁２３が第１状態にあるときには、図１７において矢印で示すように、冷却水は、シリンダヘッドウォータジャケット７、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分、第１制御弁２２、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してラジエータ２１側の部分、ラジエータ２１、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してラジエータ２１側の部分、第２制御弁２３、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケット７に戻る。
【００８５】
したがって、エンジンの温間軽負荷時において第２制御弁２３が第１状態にあるときには、冷却水はシリンダヘッドウォータジャケット７とラジエータ２１との間で循環することとなり、このときも、第２制御弁２３を流れる冷却水の温度が所定温度よりも低いときと同様に、シリンダブロックウォータジャケット８には流されない。すなわち、温間軽負荷時には、シリンダヘッド１及びシリンダブロック２のうち熱的に厳しいシリンダヘッド１のみに冷却水を流すとともに、シリンダヘッド１温度が高くなりすぎないように、冷却水の温度が所定温度Ｔ以上になると、冷却水の熱をラジエータ２１において放熱する。これにより、シリンダヘッド１及びシリンダブロック２の各温度をそれぞれ比較的高くかつ適切に維持し、よって、摺動抵抗を出来る限り低減して燃費を向上させることができる。
【００８６】
また、エンジンの温間軽負荷時において第２制御弁２３が第１状態にあるときには、弁バイパス通路７７に、シリンダヘッドウォータジャケット７の冷却水流出口７ｂから流出した比較的温度が高い冷却水の一部が流れ、この冷却水により第１制御弁２２の駆動手段７６が暖められ、これにより、この後にエンジンが高負荷状態になって第１制御弁２２を第２状態に切り換える際に、その駆動手段７６への通電量を少なくすることができる。
【００８７】
そして、冷却水の温度がさらに高くなった温間高負荷時には、第１制御弁２２が第２状態となり、第２制御弁２３が第１状態となる。このときには、図１８において矢印で示すように、冷却水は、シリンダヘッドウォータジャケット７、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分、第１制御弁２２、第３冷却水通路１５、シリンダブロックウォータジャケット８、第４冷却水通路１６、第１冷却水通路１３における第４冷却水通路１６接続部に対してラジエータ２１側の部分、ラジエータ２１、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してラジエータ２１側の部分、第２制御弁２３、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケット７に戻る。このときも、弁バイパス通路７７に冷却水が流れる。
【００８８】
したがって、エンジンの温間高負荷時には、シリンダヘッド１、シリンダブロック２及びラジエータ２１間で冷却水を循環させるとともに、ラジエータ２１の冷却水出口２１から流出した冷却水を、熱的に厳しいシリンダヘッド１に先に流し、その後にシリンダブロック２に流すようにする。この冷却の順序により、温間高負荷時には、冷却水によりシリンダヘッド１及びシリンダブロック２をそれぞれ適切に冷却することができる。
【００８９】
以上のように、上記実施形態では、エンジンの冷間時には暖気性を促進させることができ、これにより、エンジンの燃焼性の向上化や排気浄化性能の向上化、燃費の向上化を図ることができる。また、エンジンの温間軽負荷時には、シリンダヘッド１及びシリンダブロック２の各温度をそれぞれ比較的高くかつ適切に維持して燃費の向上化を図ることができる。さらに、エンジンの温間高負荷時には、シリンダヘッド１及びシリンダブロック２をそれぞれ適切に冷却することができる。
【００９０】
尚、上記実施形態では、ラジエータバイパス通路１７の一端を第４冷却水通路１６の中間に接続し、他端を第２制御弁２３の第３開口部２３ｃに接続したが、このラジエータバイパス通路１７の上記一端を、第４冷却水通路１６に接続する代わりに、第１冷却水通路１３における第４冷却水通路１６接続部に対してラジエータ２１側の部分に接続するようにしてもよく（図１９参照）、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２と第４冷却水通路１６接続部との間の部分に接続するようにしてもよい。要するに、ラジエータバイパス通路１７の一端は、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してラジエータ２１側の部分又は第４冷却水通路１６の中間に接続されていればよい（ラジエータバイパス通路１７の他端は、上記実施形態と同じく、第２制御弁２３の第３開口部２３ｃに接続する）。
【００９１】
図１９に示すように、上記ラジエータバイパス通路１７の一端を、第１冷却水通路１３における第４冷却水通路１６接続部に対してラジエータ２１側の部分に接続した場合には、エンジンの暖気運転が完了したか否かの判定及びエンジンが高負荷状態にあるか否かの判定を行うために、第１冷却水通路１３における第４冷却水通路１６接続部とラジエータバイパス通路１７接続部との間の部分に、該部分を流れる冷却水の温度を検出する温度センサ２９を１つ設けるだけでよく、この温度センサ２９により検出された冷却水温度が、設定温度Ｔ１以上であるときには、暖気運転が完了したと判定し、さらに基準温度Ｔ２以上であるときには、高負荷状態にあると判定すればよい。
【００９２】
上記のようにラジエータバイパス通路１７の一端を、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してラジエータ２１側の部分に接続した場合の冷却水の流れは以下のようになる（ラジエータバイパス通路１７の一端を、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２と第４冷却水通路１６接続部との間の部分に接続しても、冷却水の流れは同様である）。
【００９３】
すなわち、エンジンの冷間時には、図１９において矢印で示すように、冷却水は、シリンダヘッドウォータジャケット７、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分、第１制御弁２２、第３冷却水通路１５、シリンダブロックウォータジャケット８、第４冷却水通路１６、第１冷却水通路１３における第４冷却水通路１６接続部とラジエータバイパス通路１７接続部との間の部分、ラジエータバイパス通路１７、第２制御弁２３、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケット７に戻る。
【００９４】
また、エンジンの温間軽負荷時において第２制御弁２３が第２状態にあるときには、図２０において矢印で示すように、冷却水は、シリンダヘッドウォータジャケット７、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分、第１制御弁２２、第１冷却水通路１３における第１制御弁２２とラジエータバイパス通路１７接続部との間の部分、ラジエータバイパス通路１７、第２制御弁２３、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分と順に流れて、その後にシリンダヘッドウォータジャケット７に戻る。
【００９５】
さらに、エンジンの温間軽負荷時で第２制御弁２３が第２状態にあるとき、及び温間高負荷時には、上記実施形態とそれぞれ同様の流れとなるので、その説明は省略する。
【００９６】
また、上記実施形態では、エンジンが高負荷状態にあるか否かの判定を、第１又は第２温度センサ２７，２８により検出された冷却水温度に基づいて行うようにしたが、アクセル開度に基づいて行うようにしてもよい。すなわち、アクセル開度が所定開度以上であるときには、エンジンが高負荷状態にあると判定し、所定開度よりも小さいときには、軽負荷状態にあると判定すればよい。こうすれば、第２温度センサ２８は不要となる。また、第１又は第２温度センサ２７，２８（或いは、上記１つの温度センサ２９）により検出された冷却水温度、アクセル開度及びエンジン回転数からなるマップに基づいて判定するようにしてもよい。さらに、第２冷却水通路１４における第２制御弁２３に対してシリンダヘッドウォータジャケット７側の部分に第３温度センサを配設して、この第３温度センサにより検出された冷却水温度と、第１又は第２温度センサ２７，２８（或いは、上記１つの温度センサ２９）により検出された冷却水温度との差（つまりエンジン入口水温と出口水温との差）に基づいて判定するようにしてもよい。
【００９７】
さらにまた、上記実施形態では、シリンダヘッド１のシリンダヘッドウォータジャケット７では、冷却水が、シリンダヘッド吸気側通路部７ｃから先に流れてその後にシリンダヘッド排気側通路部７ｄを流れるようにしたが、この流れを逆にしてもよい。但し、吸入空気密度を高めたり、ノッキングを生じ難くする等の観点から、上記実施形態のように流す方が好ましい。
【００９８】
また、シリンダブロック２のシリンダブロックウォータジャケット８においても、上記実施形態とは逆方向に冷却水を流すようにしても、本発明を適用することができる。さらに、シリンダブロック３は、サイアミーズタイプのものに限らず、相隣接するシリンダ５間（３箇所）に、シリンダブロックウォータジャケット８のシリンダブロック排気側通路部８ｃとシリンダブロック吸気側通路部８ｄとを連通する連通部がそれぞれ形成されたものであってもよい。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のエンジンの冷却装置によると、エンジンの冷間時には、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間で冷却水を循環させ、エンジンの温間軽負荷時には、シリンダヘッド及びシリンダブロックのうちシリンダヘッドのみに冷却水を流すとともに、必要に応じてラジエータにも流し、エンジンの温間高負荷時には、シリンダヘッド、シリンダブロック及びラジエータ間で冷却水を循環させるとともに、ラジエータからの冷却水をシリンダヘッド及びシリンダブロックの順で流すようにしたことにより、エンジンの冷間時には暖気性を促進させつつ、温間時には軽負荷及び高負荷状態に応じてエンジンを適切に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置を示す概略構成図である。
【図２】エンジンのシリンダヘッドの平面図である。
【図３】シリンダヘッドの底面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図２のVI−VI線断面図である。
【図７】第１及び第２制御弁の配置を示すシリンダヘッド底面側から見た部分断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図７のIX−IX線断面図である。
【図１０】図７のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】エンジンのシリンダブロックの平面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線断面図である。
【図１３】図１１のXIII−XIII線断面図である。
【図１４】シリンダヘッドガスケットの平面図である。
【図１５】コントローラの処理動作を示すフローチャートである。
【図１６】エンジンの温間軽負荷時において第２制御弁が第２状態にあるときの冷却水の流れを示す図１相当図である。
【図１７】エンジンの温間軽負荷時において第２制御弁が第１状態にあるときの冷却水の流れを示す図１相当図である。
【図１８】エンジンの温間高負荷時の冷却水の流れを示す図１相当図である。
【図１９】ラジエータバイパス通路の一端を、第１冷却水通路における第４冷却水通路接続部に対してラジエータ側の部分に接続した場合を示す図１相当図である。
【図２０】エンジンの温間軽負荷時において第２制御弁が第２状態にあるときの冷却水の流れを示す図１９相当図である。
【符号の説明】
１シリンダヘッド
２シリンダブロック
３シリンダヘッドガスケット
７シリンダヘッドウォータジャケット
７ａ冷却水流入口
７ｂ冷却水流出口
７ｃシリンダヘッド吸気側通路部
７ｄシリンダヘッド排気側通路部
７ｅ連通部
８シリンダブロックウォータジャケット
８ａ冷却水流入口
８ｂ冷却水流出口
８ｃシリンダブロック排気側通路部
８ｄシリンダブロック吸気側通路部
８ｅ連通部
１０ウォータポンプ
１３第１冷却水通路
１４第２冷却水通路
１５第３冷却水通路
１６第４冷却水通路
１７ラジエータバイパス通路
２１ラジエータ
２２第１制御弁
２３第２制御弁
６３ウォータジャケット用凹部
７４第１弁体
７５第２弁体
７６駆動手段
７７弁バイパス通路
９１吸気側開口部
９２排気側開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine cooling device, and particularly to the technical field of cooling a cylinder head and a cylinder block with cooling water.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of engine cooling device is well known. For example, in Patent Document 1, when the engine is cold (at the time of warming up), the cooling water that receives heat from the cylinder head water jacket is used as a cylinder. By flowing to the heater passage without mixing with the block side, and then returning to the cylinder head water jacket, the heater heat is secured early, and after warming is complete (when warm), the cylinder head water jacket The cooling water from the engine is passed through the cylinder block water jacket and the radiator in turn, and then returned to the cylinder head water jacket, so that the cooling water radiated by the radiator is flowed to the cylinder head first, giving priority to the cylinder head side. It is disclosed that the cooling is performed automatically.
[0003]
Further, in Patent Document 2, conventionally, the cooling water is always supplied from the cylinder head exhaust side water jacket, the cylinder head intake side water jacket, the cylinder block exhaust side water jacket, and the cylinder block intake side regardless of whether the warm air operation or after the completion of the warm air operation. Since it sequentially passes through the water jacket, it takes time until sufficient heater performance is obtained during warm-up operation, and in order to improve this heater performance, the downstream side of the cylinder head exhaust side water jacket and the upstream side of the cylinder head intake side water jacket A control valve that shuts off this communication path at a predetermined temperature or less is provided in the communication path between the cylinder head and the coolant so that cooling water flows between the cylinder head exhaust side water jacket and the heater during the warm-up operation. Has been shown to do.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-101474
[Patent Document 2]
JP-A-8-218873
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, there has been a strong demand for improvements in engine combustibility, exhaust purification performance, and the like, and research is also being conducted on engine cooling devices in order to satisfy these demands. When the engine is cold, increasing the engine temperature as soon as possible is advantageous for improving combustibility and exhaust purification performance. In order to increase the engine temperature quickly as described above, as described in Patent Documents 1 and 2, cooling water is allowed to flow only to the cylinder head of the engine cylinder head and cylinder block (the radiator is bypassed). It is common.
[0006]
However, as a result of the researches conducted by the present inventors, as described as the prior art in Patent Document 2, it is possible to cause cooling water to flow between the cylinder head and the cylinder block when cold. It has been found that the engine temperature can be increased faster than flowing only through the cylinder head. In other words, the cooling water that has received heat from the cylinder head with the highest thermal energy is introduced into the cylinder block and radiated by the cylinder block, so that the cylinder block is warmed up quickly, and as a result, the engine as a whole is heated. Was found to improve. Moreover, since the viscosity of the lubricating oil is quickly reduced by increasing the engine temperature early, there is an advantage that sliding resistance is reduced early and fuel efficiency is improved.
[0007]
As a result of further studies by the present inventors based on such countermeasures during cold weather, the inventors have developed a cooling device that can appropriately cope with various operating states of the engine.
[0008]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to promote the warm-up property when the engine is cold, and to cool the engine appropriately according to the operation state when the engine is warm. It is to provide a device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, when the engine is cold, the cooling water is circulated between the cylinder head and the cylinder block. Flows cooling water only to the head and also flows to the radiator as necessary. When the engine is warm, the cooling water is circulated between the cylinder head, cylinder block, and radiator, and the cooling water that has flowed out of the radiator is It was made to flow to the cylinder head and then to the cylinder block.
[0010]
Specifically, in the invention of claim 1, as an engine cooling device, one end is connected to a cooling water outlet of a cylinder head water jacket provided in a cylinder head of the engine, and the other end is connected to a cooling water inlet of a radiator. A first cooling water passage having a first control valve disposed in the middle, one end connected to the cooling water outlet of the radiator, and the other end connected to the cooling water inlet of the cylinder head water jacket A second cooling water passage having a second control valve disposed in the middle thereof, one end connected to the first control valve, and the other end provided to a cylinder block water provided in the cylinder block of the engine A third cooling water passage connected to the cooling water inlet of the jacket and one end connected to the cooling water outlet of the cylinder block water jacket; A fourth cooling water passage having an end connected to a portion on the radiator side with respect to the first control valve in the first cooling water passage, and a radiator having one end connected to the first control valve in the first cooling water passage And a radiator bypass passage connected to the middle of the fourth cooling water passage and the other end to the second control valve, the first control valve responding to an external signal, A first state in which a portion on the cylinder head water jacket side communicates with a portion on the radiator side with respect to the first control valve in one cooling water passage; and a cylinder head water against the first control valve in the first cooling water passage. A portion on the jacket side can be selectively switched to a second state communicating with the third cooling water passage, and the second state is established when the engine is cold and during a warm high load. , The engine is configured to be in the first state when the engine is warm and lightly loaded, and the second control valve is configured such that when the temperature of the coolant flowing through the second control valve is equal to or higher than a predetermined temperature, the second coolant When the portion on the cylinder head water jacket side communicates with the portion on the radiator side with respect to the second control valve in the passage, the second cooling is performed when the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature. A portion on the cylinder head water jacket side with respect to the second control valve in the water passage is in a second state communicating with the radiator bypass passage, and when the engine is cold, the second state is established. When the engine is warm and highly loaded, the first state is set. When the engine is warm and lightly loaded, the first or second state is determined according to the temperature of the coolant flowing through the second control valve. It shall be comprised so that it may become.
[0011]
With the above configuration, when the engine is cold, the first control valve is in the second state and the second control valve is in the second state, so that the coolant bypass passage is connected to the first coolant passage. The cylinder head water jacket, the portion on the cylinder head water jacket side relative to the first control valve in the first cooling water passage, the first control valve, the third cooling water passage, the cylinder block water jacket, the fourth cooling. For the water passage, the portion between the fourth cooling water passage connecting portion and the radiator bypass passage connecting portion in the first cooling water passage, the radiator bypass passage, the second control valve, and the second control valve in the second cooling water passage. When the radiator head bypass passage is connected to the fourth coolant passage, the cylinder head water jacket flows in the order from the cylinder head water jacket side. The cylinder jacket, the portion on the cylinder head water jacket side with respect to the first control valve in the first coolant passage, the first control valve, the third coolant passage, the cylinder block water jacket, and the radiator bypass passage connection in the fourth coolant passage The cylinder block water jacket side portion, the radiator bypass passage, the second control valve, the second control valve in the second cooling water passage and the cylinder head water jacket side portion in this order, and then the cylinder head Return to the water jacket. Therefore, the cooling water circulates between the cylinder head water jacket and the cylinder block water jacket without passing through the radiator. As a result, the cylinder block is warmed up early and the warming-up of the engine is promoted, and the sliding resistance is reduced early and fuel efficiency is improved due to the early decrease in the viscosity of the lubricating oil.
[0012]
When the engine is warm and lightly loaded, the first control valve is in the first state, and the second control valve is in the first state or the second state depending on the temperature of the cooling water flowing through the second control valve. When the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature, the second control valve is in the second state. Therefore, when the radiator bypass passage is connected to the first cooling water passage, the cooling water is supplied to the cylinder head water. A jacket, a portion on the cylinder head water jacket side with respect to the first control valve in the first cooling water passage, a first control valve, a portion between the first control valve and the radiator bypass passage connection in the first cooling water passage; When the radiator bypass passage, the second control valve, and the second control valve in the second cooling water passage flow in order from the cylinder head water jacket side, the radiator bypass passage is connected to the fourth cooling water passage. A cylinder head water jacket, a portion on the cylinder head water jacket side with respect to the first control valve in the first cooling water passage, A control valve, a portion of the first cooling water passage between the first control valve and the fourth cooling water passage connection portion, a portion of the fourth cooling water passage on the first cooling water passage side with respect to the radiator bypass passage connection portion, It flows in order from the radiator head bypass passage, the second control valve, and the second control valve in the second coolant passage to the cylinder head water jacket side, and then returns to the cylinder head water jacket. Therefore, the cooling water flows only through the cylinder head water jacket without passing through the radiator and the cylinder block water jacket.
[0013]
On the other hand, when the temperature of the cooling water flowing through the second control valve becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the second control valve is in the first state, and therefore the radiator bypass passage is connected to the first cooling water passage. Even in the case of being connected to the fourth cooling water passage, the cooling water is supplied to the cylinder head water jacket, the portion on the cylinder head water jacket side with respect to the first control valve in the first cooling water passage, the first The control valve, the portion on the radiator side with respect to the first control valve in the first cooling water passage, the radiator, the portion on the radiator side with respect to the second control valve in the second cooling water passage, the second control valve, the second cooling water The second control valve in the passage sequentially flows with the portion on the cylinder head water jacket side, and then returns to the cylinder head water jacket. Therefore, the cooling water circulates between the cylinder head water jacket and the radiator, and at this time, as in the case where the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature, the cooling water is not passed through the cylinder block water jacket. That is, when the warm water is lightly loaded, when the cooling water flows only to the thermally severe cylinder head of the cylinder head and the cylinder block, and the temperature of the cooling water exceeds a predetermined temperature so that the cylinder head temperature does not become too high. The heat of the cooling water is dissipated in the radiator. Thereby, each temperature of a cylinder head and a cylinder block is each maintained comparatively high and appropriate, Therefore, sliding resistance can be reduced as much as possible and a fuel consumption can be improved.
[0014]
Furthermore, when the engine is warm and highly loaded, the first control valve is in the second state and the second control valve is in the first state, so that the radiator bypass passage is connected to the first cooling water passage. Even in the case of being connected to the fourth cooling water passage, the cooling water is supplied to the cylinder head water jacket, the portion on the cylinder head water jacket side with respect to the first control valve in the first cooling water passage, the first The control valve, the third cooling water passage, the cylinder block water jacket, the fourth cooling water passage, the portion on the radiator side with respect to the fourth cooling water passage connection in the first cooling water passage, the radiator, the second in the second cooling water passage The part on the radiator side with respect to the two control valves, the second control valve, and the part on the cylinder head water jacket side with respect to the second control valve in the second cooling water passage, Back to the cylinder head water jacket after. Accordingly, the cylinder head is cooled first by the cooling water flowing out from the cooling water outlet of the radiator, and then the cylinder block is cooled. Thereby, at the time of warm high load, a cylinder head and a cylinder block can each be cooled appropriately with cooling water.
[0015]
In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the first control valve is an electronic thermostat valve having a drive means for driving the valve body by energization heating, and the second control valve is a thermostat valve. And Thereby, the functions as the first control valve and the second control valve can be easily realized.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, when the second control valve is in the first state, the first control valve allows a part of the cooling water flowing out from the cooling water outlet of the cylinder head water jacket. It is assumed that a valve bypass passage is provided which is introduced into a portion accommodating the driving means and is discharged to a portion on the radiator side with respect to the second control valve in the second cooling water passage.
[0017]
Thus, the power consumption of the electronic thermostat valve can be reduced by effectively utilizing the valve bypass passage normally provided in the electronic thermostat valve. That is, when the temperature of the cooling water is relatively high, that is, when the second control valve is in the first state, a part of the cooling water flowing out from the cooling water outlet of the cylinder head water jacket is introduced into the portion that houses the drive means. As a result, the drive means is warmed by the high-temperature cooling water, and the energization amount to the drive means can be reduced accordingly. On the other hand, when the temperature of the cooling water is low, that is, when the second control valve is in the second state, a portion on the cylinder head water jacket side with respect to the second control valve in the second cooling water passage is a portion on the radiator side. Since it is not connected, the cooling water of the valve bypass passage cannot be discharged to the radiator side portion, and therefore the cooling water does not flow into the valve bypass passage. Therefore, the driving means is not cooled by the low-temperature cooling water, and the energization amount is not increased unnecessarily. Therefore, the power consumption of the electronic thermostat valve can be effectively reduced.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the cylinder block is of a siamese type, and the cylinder block water jacket is a water formed so as to open on the upper surface of the cylinder block. It is formed by a jacket recess and a cylinder head gasket disposed between the cylinder block and the cylinder head, and is disposed on the exhaust side of the cylinder block and one end of the cooling water inlet of the cylinder block water jacket. A cylinder block exhaust side passage portion that communicates with the cylinder block, an intake side of the cylinder block, one end communicates with the other end of the cylinder block exhaust side passage portion, and the other end is a cooling water outlet of the cylinder block water jacket A cylinder block intake side passage portion that communicates with The cylinder head water jacket is disposed on the intake side of the cylinder head and one end is disposed on the cylinder head intake side passage portion communicating with the cooling water inlet of the cylinder head water jacket and the exhaust side of the cylinder head, and one end is disposed on the cylinder head water jacket. A cylinder head exhaust side passage portion that communicates with the other end of the cylinder head intake side passage portion, and the other end communicates with a coolant outlet of the cylinder head water jacket, and the cylinder block intake side of the cylinder head gasket An intake side opening for allowing a part of cooling water to flow between the cylinder head intake side passage and the cylinder block intake side passage is formed at a position corresponding to a portion between the bores of the passage, and the cylinder Corresponds to the part between the bores of the cylinder block exhaust side passage in the head gasket The location, it is assumed that the exhaust side opening for flowing a part of the cooling water is formed between the cylinder head exhaust side passage portion and a cylinder block exhaust side passage portion.
[0019]
That is, in the Siamese-type cylinder block, there is no communication portion that communicates between the cylinder block intake side passage portion and the cylinder block exhaust side passage portion between the bores. Since it is recessed along the shape, it becomes easy for the cooling water to stagnate in that portion. However, in the present invention, a small amount of cooling water flows from the cylinder head side into the portions between the bores of the cylinder block intake side passage portion and the exhaust passage portion due to the intake side and exhaust side openings of the cylinder head gasket. Since a small amount of cooling water flows out from the portion between the bores to the cylinder head side, there is no stagnation of the cooling water, and the cylinder block can be cooled efficiently. When the engine is warm and lightly loaded, the cylinder block water jacket basically does not flow cooling water, so the bore of the cylinder block may locally rise in temperature and become deformed. Due to the flow of a small amount of cooling water between the cylinder head water jacket and the cylinder block water jacket via the intake side and exhaust side openings of the gasket, deformation of the bore portion of the cylinder block can be suppressed.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the cylinder head intake side passage portion is connected to the communication portion that communicates the other end of the cylinder head intake side passage portion and one end of the cylinder head exhaust side passage portion. It is assumed that a water pump for flowing cooling water to the exhaust side passage is provided, and the opening diameter of the intake side opening of the cylinder head gasket is set smaller than that of the exhaust side opening.
[0021]
In this way, the cooling water flows from the cylinder block side to the cylinder head side due to the suction of the water pump at the intake side opening portion, while the cooling water flows from the cylinder head side due to the discharge of the water pump at the exhaust side opening portion. Will flow to the cylinder block side. For this reason, cooling water having a relatively high temperature flows from the cylinder block intake side passage portion into the cylinder head intake side passage portion that requires cooling for reasons such as increasing the intake air density. However, in this invention, since the opening diameter of the intake side opening is set smaller than that of the exhaust side opening, the amount of cooling water having a relatively high temperature flowing into the cylinder head intake side passage is minimized. can do. Further, it is possible to prevent the internal pressure of the cylinder block intake side passage portion from greatly decreasing through the intake side opening due to the suction of the water pump, thereby avoiding the occurrence of reduced-pressure boiling. On the other hand, when the opening diameter of the exhaust side opening is made approximately the same as that of the intake side opening, the amount of cooling water flowing toward the cylinder head is reduced, and the effect of suppressing deformation of the bore portion of the cylinder block cannot be sufficiently obtained. However, this invention does not have such a problem.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a cooling device for an engine according to an embodiment of the present invention, wherein 1 is a cylinder head of the engine, 2 is a cylinder head gasket 3 which will be described later, below the cylinder head 1. It is a cylinder block assembled | attached via (refer FIG. 14). This engine is an in-line four-cylinder gasoline engine in which four cylinders 5 (provided in the cylinder block 2) are arranged in series in the direction in which the crankshaft extends.
[0023]
In this embodiment, the cylinder row direction that is the longitudinal direction of the cylinder head 1 and the cylinder block 2, that is, the direction in which the crankshaft extends is defined as the engine longitudinal direction, and the crankshaft output end side (on the right side in FIG. 1). Is called the rear side, and the opposite side (to the left in FIG. 1) is called the front side. Further, when the front side is viewed from the rear side of the engine, the right side (engine right side) is the exhaust side, and the opposite side (engine left side) is the intake side. Furthermore, the left-right direction perpendicular to the cylinder row direction is called the engine width direction. In FIG. 1, since the cylinder head 1 is described as viewed from the lower side, the cylinder block 2 described as viewed from the upper side is opposite in the positional relationship between the intake side and the exhaust side. It has become.
[0024]
The cylinder head 1 is formed with a cylinder head water jacket 7 through which the coolant flowing in from the coolant inlet 7a flows and flows out from the coolant outlet 7b. The cylinder head water jacket 7 is disposed on the intake side of the cylinder head 1 and has one end communicating with the cooling water inlet 7 a of the cylinder head water jacket 7 and an exhaust side of the cylinder head 1. A cylinder head exhaust side passage whose one end communicates with the other end of the cylinder head intake side passage portion 7c via the communication portion 7e, and the other end communicates with the coolant outlet 7b of the cylinder head water jacket 7. Part 7d. The communication portion 7e is provided with a water pump 10 for flowing cooling water from the cylinder head intake side passage portion 7c to the cylinder head exhaust side passage portion 7d. That is, the cylinder head intake side passage portion 7c corresponds to the suction side of the water pump 10, and the cylinder head exhaust side passage portion 7d corresponds to the discharge side of the water pump 10, and the cooling water flowing in from the cooling water inlet 7a. Water is sucked into the water pump 10 through the cylinder head intake side passage portion 7c, and then discharged from the water pump 10, and flows out from the cooling water outlet 7b through the cylinder head exhaust side passage portion 7d. ing.
[0025]
Similarly to the cylinder head 1, the cylinder block 2 is formed with a cylinder head water jacket 8 through which the cooling water flowing in from the cooling water inlet 8a flows and flows out from the cooling water outlet 8b. The cylinder head water jacket 8 is disposed on the exhaust side of the cylinder block 2 and has one end communicating with a cooling water inlet 8 a of the cylinder block water jacket 8 and an intake side of the cylinder block 2. A cylinder block intake side passage having one end communicating with the other end of the cylinder block exhaust side passage portion 8c via the communication portion 8e and the other end communicating with the coolant outlet 8b of the cylinder block water jacket 8. Part 8d. The communication part 8e is formed on the front side of the cylinder 5 located at the foremost part of the four cylinders 5, and such a communication part is formed between two adjacent cylinders 5 (between the bores). Not. That is, the cylinder block 2 is a siamese type. And the cooling water which flowed in from the cooling water inflow port 8a of the cylinder block water jacket 8 flows out from the cooling water outflow port 8b through the cylinder block exhaust side passage portion 8c, the communication portion 8e and the cylinder block intake side passage portion 8d in order. It has become.
[0026]
The cylinder head water jacket 7 is connected to the radiator 21 by first and second cooling water passages 13 and 14. That is, one end of the first cooling water passage 13 is connected to the cooling water outlet 7 b of the cylinder head water jacket 7, while the other end of the first cooling water passage 13 is connected to the cooling water inlet 21 a of the radiator 21. At the same time, one end of the second coolant passage 14 is connected to the coolant outlet 21b of the radiator 21, while the other end of the second coolant passage 14 is connected to the coolant inlet 7a of the cylinder head water jacket 7. .
[0027]
A first control valve 22 is disposed in the middle of the first cooling water passage 13. As will be described in detail later, the first control valve 22 includes first and second valve bodies 74 and 75 and a case 71 (see FIGS. 8 and 10) for housing the first and second valve bodies 74 and 75. ), And the case 71 is provided with three openings (first to third openings 22a, 22b, 22c). Of these, the first and second openings 22a, 22b are first cooled. A water passage 13 is connected. That is, the first opening 22 a is connected to a portion of the first cooling water passage 13 on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the first control valve 22, and the second opening 22 b is connected to the first cooling water passage 13. The first control valve 22 is connected to a portion on the radiator 21 side.
[0028]
A second control valve 23 is disposed in the middle of the second cooling water passage 14. Similarly to the first control valve 22, the second control valve 22 also includes first and second valve bodies 83 and 84 and a case 81 that houses the first and second valve bodies 83 and 84 (see FIG. 7). ), And the case 81 is provided with three openings (first to third openings 23a, 23b, 23c). Of these, the first and second openings 23a, 23b are the second cooling parts. It is connected to the water passage 14. That is, the first opening 23a is connected to the portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14, while the second opening 23b is connected to the second cooling valve 23. A portion of the water passage 14 on the radiator 21 side is connected to the second control valve 23.
[0029]
One end of the third cooling water passage 15 is connected to the third opening 22c of the first control valve 22, and the other end of the third cooling water passage 15 is connected to the cooling water inlet 8a of the cylinder block water jacket 8. It is connected to the. One end of a fourth cooling water passage 16 is connected to the cooling water outlet 8 b of the cylinder block water jacket 8, and the other end of the fourth cooling water passage 16 is connected to the first cooling water passage 13 in the first cooling water passage 13. The control valve 22 is connected to a portion on the radiator 21 side.
[0030]
One end of a radiator bypass passage 17 for allowing the coolant to flow bypassing the radiator 21 is connected to the middle of the fourth cooling water passage 16, and the other end of the radiator bypass passage 17 is connected to the second coolant passage. It is connected to the third opening 23 c of the control valve 23.
[0031]
Specific shapes of the cylinder head 1 are shown in FIGS. The cylinder head exhaust side passage portion 7d of the cylinder head water jacket 7 has a spark plug mounting hole 31, an intake valve insertion hole 32, an exhaust valve insertion hole 33, an intake port 34, an exhaust gas at a substantially vertical central portion of the cylinder head 1. It is formed so as to pass substantially directly above the four cylinders 5 while avoiding the port 35 and the like. On the other hand, the cylinder head intake side passage portion 7 c is formed so as to pass through the intake side portion of the lower wall portion of the cylinder head 1. The exhaust side end of the cylinder head intake side passage portion 7c overlaps the intake side end of the cylinder head exhaust side passage portion 7d in plan view, and the intake side side of the cylinder head exhaust side passage portion 7d (In FIG. 1, for easy understanding, the exhaust side end of the cylinder head intake side passage portion 7c is connected to the intake side of the cylinder head exhaust side passage portion 7d. Not shown over the edges).
[0032]
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, in the lower wall portion of the cylinder head 1, positions (three places) corresponding to the space between the bores at the exhaust side end of the cylinder head exhaust side passage portion 7 d are Cylinder head exhaust side openings 38 communicating with the cylinder head exhaust side passage portion 7d are formed. Further, in the lower wall portion, the cylinder head intake side communicating with the cylinder head intake side passage portion 7c is located at a position (three places) between the bores at the exhaust side end portion of the cylinder head intake side passage portion 7c. Openings 39 are respectively formed.
[0033]
A projecting portion 41 that projects greatly to the left side of the engine is formed at the front end of the intake side wall of the cylinder head 1. The water pump 10 is disposed at the front end of the projecting portion 41. The communicating portion 7e is formed in the protruding portion 41 and the front end wall portion of the cylinder head 1 so as to extend in the engine width direction.
[0034]
As shown in FIGS. 2 and 5, a portion corresponding to the space between the bores in the upper wall portion of the cylinder head 1 (excluding the center bore among the three bores) passes through the upper wall portion. A through hole 42 communicating with the cylinder head exhaust side passage portion 7d is formed. This through hole 42 is formed for discharging the sand core for forming the cylinder head water jacket 7 when the cylinder head 1 is cast. As shown by a two-dot chain line in FIG. 43 is closed. The plug 43 has a disc-shaped base portion 43a and a main body portion 43b extending from one surface of the base portion 43a in a direction perpendicular to the surface, and the front end portion of the main body portion 43b has a conical shape. There is no. The through hole 42 includes an upper large diameter portion 42a and a lower small diameter portion 42b. The main body portion 43b is fitted into the small diameter portion 42b, and the surface of the base portion 43a on the main body portion 43b side. Are in contact with the stepped portion at the boundary between the large-diameter portion 42a and the small-diameter portion 42b of the through hole 42, and the tip portion of the main body portion 43b is in the cylinder head exhaust side passage portion 7d. Become. In this way, the tip end portion of the plug 43 for closing the through hole 42 for discharging the sand core is formed so that the cross-sectional area is relatively large in the portion corresponding to the space between the bores of the cylinder head 1. By inserting into the passage portion 7d, the cooling water flowing through the cylinder head exhaust side passage portion 7d flows as much as possible (that is, the combustion chamber side), and the cooling performance can be improved. .
[0035]
The cooling water inlet 7a and the cooling water outlet 7b of the cylinder head water jacket 7 are formed in the intake side portion and the exhaust side portion of the rear end wall portion of the cylinder head 1, respectively. As shown in FIG. The first control valve 22 is disposed in the vicinity of the rear side of the water outlet 7b, and the second control valve 23 is disposed in the vicinity of the rear side of the cooling water inlet 7a.
[0036]
In the cylinder head 1, an exhaust side passage portion 46 is formed below the portion near the cooling water outlet 7 b of the cylinder head water jacket 7 (on the cylinder block 2 side), as shown in FIG. One end of the passage portion 46 is connected to an exhaust side lower wall opening 47 formed in the lower wall portion of the cylinder head 1, while the other end is connected to the cylinder head water jacket in the rear end wall portion of the cylinder head 1. 7 is connected to an exhaust side rear end wall opening 48 formed on the lower side (cylinder block 2 side) of the coolant outlet 7b. The exhaust side lower wall opening 47 communicates with a cooling water inlet 8a (provided in the cylinder head gasket 3 (see FIG. 14)) of the cylinder block water jacket 8, as will be described later.
[0037]
Further, as shown in FIGS. 7 and 9, an intake side passage portion 49 is formed on the intake side of the exhaust side passage portion 46 in the cylinder head 1, and one end of the intake side passage portion 49 is connected to the cylinder side. The lower end of the head 1 is connected to an intake side lower wall opening 50 formed on the intake side of the exhaust side lower wall opening 47, while the other end is connected to the rear end wall of the cylinder head 1. It is connected to an intake side rear end wall opening 51 formed on the intake side of the exhaust side rear end wall opening 48. The intake side lower wall opening 50 communicates with a cooling water outlet 8b of the cylinder block water jacket 8 (provided in the cylinder head gasket 3 similarly to the cooling water inlet 8a), as will be described later. .
[0038]
As shown in FIGS. 8 and 10, the first control valve 22 has a substantially cylindrical case 71 that accommodates the first and second valve bodies 74 and 75. The first opening 22a is formed in the part, and the second and third openings 22b and 22c are formed in both ends of the case 71, respectively. A drive means accommodation case 72 for accommodating drive means 76 for driving first and second valve bodies 74 and 75 described later is attached to the case 71 on the second opening 22b side.
[0039]
As shown in FIG. 7, the second control valve 23 has a substantially cylindrical case 81 that houses the first and second valve bodies 83, 84, similar to the first control valve 22. The first opening 23 a is formed on the peripheral side portion of the case 81, and the second and third openings 23 b and 23 c are formed on both ends of the case 81, respectively.
[0040]
As shown in FIG. 8, one end of the first connection pipe 55 is connected to the first opening 22 a of the first control valve 22, and the other end of the first connection pipe 55 is connected to the cylinder head water jacket 7. The cooling water outlet 7b is connected. The first connection pipe 55 constitutes a portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the first control valve 22 in the first cooling water passage 13.
[0041]
One end of the second connection pipe 56 is connected to the second opening 22 b of the first control valve 22, and the other end of the second connection pipe 56 is connected to the radiator 21 via the first radiator hose 88. It is connected to the cooling water inlet 21a. The second connection pipe 56 and the first radiator hose 88 constitute a portion on the radiator 21 side with respect to the first control valve 22 in the first cooling water passage 13.
[0042]
Further, one end of a third connection pipe 57 is connected to the third opening 22 c of the first control valve 22, and the other end of the third connection pipe 57 is open on the exhaust side rear end wall of the cylinder head 1. The unit 48 is connected. The third connection pipe 57 constitutes the third cooling water passage 15 together with the exhaust side passage portion 46 formed in the cylinder head 1.
[0043]
As shown in FIG. 9, one end of a fourth connection pipe 58 is connected to the intake-side rear end wall opening 51 of the cylinder head 1, and the other end of the fourth connection pipe 58 is also shown in FIG. Thus, it is connected to the middle of the second connection pipe 56. The fourth connection pipe 58 constitutes the fourth cooling water passage 16 together with the intake side passage portion 49 formed in the cylinder head 1.
[0044]
As shown in FIG. 7, one end of a fifth connection pipe 59 is connected to the first opening 23 a of the second control valve 23, and the other end of the fifth connection pipe 59 is connected to the cylinder head water jacket 7. The cooling water inlet 7a is connected. The fifth connection pipe 59 constitutes a portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14.
[0045]
One end of a sixth connection pipe 60 is connected to the second opening 23 b of the second control valve 23, and the other end of the sixth connection pipe 60 is connected to the radiator 21 via a second radiator hose 89. The coolant outlet 21b is connected. The sixth connection pipe 60 and the second radiator hose 89 constitute a portion on the radiator 21 side with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14.
[0046]
Furthermore, one end of a seventh connection pipe 61 is connected to the third opening 23c of the second control valve 23, and the other end of the seventh connection pipe 61 is connected to the fourth opening as shown in FIG. The connection pipe 58 is connected in the vicinity of the intake side rear end wall opening 51. The seventh connection pipe 61 constitutes the radiator bypass passage 17. That is, the radiator bypass passage 17 is connected to the middle of the fourth cooling water passage 16.
[0047]
In this embodiment, the first connecting pipe 55, the third connecting pipe 57, the fourth connecting pipe 58, the fifth connecting pipe 59, the seventh connecting pipe 61, the case 71 of the first control valve 22, and the second control. The case 81 of the valve 23 is integrally formed.
[0048]
As shown in FIG. 10, the first valve body 74 of the first control valve 22 is coupled to one end of the connecting shaft 73 and is configured to open and close the third opening 22c. The body 75 is connected to an intermediate portion of the connecting shaft 73 and is configured to open and close the second opening 22b. The other end of the connecting shaft 73 is connected to the connecting shaft 73 via the connecting shaft 73. The driving means 76 for simultaneously driving the first and second valve bodies 74 and 75 is coupled. The driving means 76 is called thermowax, and drives the first and second valve bodies 74 and 75 by moving the connecting shaft 73 in the axial direction by energization heating. That is, the first control valve 22 is an electronic thermostat valve having a driving means 76 that drives the first and second valve bodies 74 and 75 by energization heating.
[0049]
When the driving means 76 is de-energized, the connecting shaft 73 is moved toward the first valve body 74 by the driving means 76, whereby the first valve body 74 closes the third opening 22c. At the same time, the second valve body 75 opens the second opening 22b. That is, in the first control valve 22, the first opening 22a communicates with the second opening 22b (the portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the first control valve 22 in the first cooling water passage 13 is the radiator). The first state (communication with the portion on the 21 side) is made (the state shown in FIGS. 8 and 10).
[0050]
On the other hand, when the drive means 76 is energized, the connecting shaft 73 is moved to the drive means 76 side by the drive means 76, so that the first valve body 74 closes the third opening 22c, and the first The two-valve body 75 opens the second opening 22b. That is, as for the 1st control valve 22, the 1st opening part 22a is connected with the 3rd opening part 22c (the part by the side of the cylinder head water jacket 7 with respect to the 1st control valve 22 in the 1st coolant passage 13 is 3rd. The second state is established (in communication with the cooling water passage 15).
[0051]
Therefore, the first control valve 22 can be selectively switched between the first state and the second state in accordance with energization and non-energization of the driving means 76. Control of energization and de-energization of the drive means 76 is performed by the controller 26 described later. That is, the first control valve 22 is selectively switched between the first state and the second state in accordance with an external signal from the controller 26. By this switching, the cooling water flowing out from the cooling water outlet 7b of the cylinder head water jacket 7 can be not supplied to the cylinder block water jacket 8 (first state), or can be supplied (second state). become.
[0052]
On the other hand, the second control valve 23 is a thermostat valve. As shown in FIG. 7, the first valve body 83 of the second control valve 23 is coupled to one end of a connecting shaft 82, and 3 opening 23c is configured to open and close, the second valve body 84 is coupled to the other end of the connecting shaft 82, and is configured to open and close the second opening 23b, A driving means 85 for simultaneously driving the first and second valve bodies 83 and 84 is coupled to the intermediate portion of the connecting shaft 82 via the connecting shaft 82. Unlike the first control valve 22, the driving means 85 does not drive the first and second valve bodies 83, 84 by energization heating, but the cooling water flowing in the case 81 of the second control valve 22. The first and second valve bodies 83 and 84 are driven in the axial direction of the connecting shaft 82 in accordance with the temperature.
[0053]
That is, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the predetermined temperature T, the connecting shaft 82 is moved to the first valve body 83 side by the driving means 85, whereby the first valve body 83 opens the third opening 23c. While being in the closed state, the second valve body 84 opens the second opening 23b. That is, in the first control valve 22, the first opening 23a communicates with the second opening 23b (the portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14 is the radiator 21). The first state (which communicates with the portion on the side).
[0054]
On the other hand, when the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature T, the connecting shaft 82 is moved to the second valve body 84 side by the driving means 85, whereby the first valve body 83 is moved to the third opening 23c. Is opened, and the second valve body 84 closes the second opening 23b. That is, the first opening 23a communicates with the third opening 23c (the portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14 communicates with the radiator bypass passage 17). Two states are set.
[0055]
Therefore, when the temperature of the cooling water flowing through the second control valve 23 is relatively low, the cooling water flows into the radiator bypass passage 17 and does not flow into the radiator 21. When the temperature of the cooling water increases, the cooling water automatically enters the radiator 21. It flows and is cooled by heat exchange in the radiator 21.
[0056]
The first control valve 22 has a valve bypass passage 77 as shown in FIGS. This valve bypass passage 77 accommodates part of the cooling water that flows into the case 71 from the first opening 22a (that is, the cooling water that flows out of the cooling water outlet 7b of the cylinder head water jacket 7) and accommodates the driving means 76. An introduction portion 77a (configured by the eighth connection pipe 78) to be introduced into the drive means housing case 72 and a discharge section 77b (configured by the ninth connection pipe 79) for discharging the cooling water from the drive means housing case 72. Have). Both ends of the discharge portion 77b are connected to the drive means housing case 72 and the portion on the radiator 21 side with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14, respectively.
[0057]
With this configuration, when the second control valve 23 is in the first state, a part of the cooling water flowing out from the cooling water outlet 7b of the cylinder head water jacket 7 is introduced into the drive means housing case 72, and the second The second control valve 23 in the cooling water passage 14 is discharged to the portion on the radiator 21 side. On the other hand, when the second control valve 23 is in the second state, the cooling water does not flow into the valve bypass passage 77. Therefore, when the temperature of the cooling water is relatively high, that is, when the second control valve 23 is in the first state, a part of the cooling water flowing out from the cooling water outlet 7b of the cylinder head water jacket 7 is part of the driving means housing case 72. In this case, the driving means 76 is warmed by the high-temperature cooling water, and the energization amount to the driving means 76 is reduced accordingly. On the other hand, when the temperature of the cooling water is low, that is, when the second control valve 23 is in the second state, the driving means 76 is prevented from being cooled by the low-temperature cooling water, and the energization amount is wasted. Preventing the increase. Note that the temperature at which the state of the first control valve 22 is switched by energization heating is set to be considerably higher than the maximum temperature of the cooling water, and even if the cooling water is introduced into the drive means housing case 72, There is no switching.
[0058]
Specific shapes of the cylinder block 2 are shown in FIGS. The cylinder block 2 has a so-called open deck structure, and has a water jacket recess 63 formed so as to open on the upper surface of the cylinder block 2. The opening of the recess 63 is closed by a cylinder head gasket 3 (see FIG. 14) disposed between the cylinder head 1 and the cylinder block 2, so that the cylinder block water jacket 8 is configured.
[0059]
When the cylinder block 2 is cast, the water jacket recess 63 is formed in an annular shape so as to surround the entire periphery of the four cylinders 5. After the casting, the water jacket recess 63 is formed on the cylinder 5 positioned at the rearmost portion of the recess 63. By attaching the partition member 64 to the rear portion, the cooling water is prevented from flowing through this portion. Due to the partition member 64, the cooling water flowing from the cooling water inlet 8a of the cylinder block water jacket 8 does not flow directly to the cylinder block intake side passage portion 8d, but the cylinder block exhaust side passage portion 8c and the communication portion 8e. And it flows out from the cooling water outflow port 8b through the cylinder block intake side passage portion 8d in order.
[0060]
The partition member 64 includes a partition portion 64a made of an elastic member extending in the vertical direction, and a metal support portion 64b fixed to the upper end portion of the partition portion 64a so as to extend in the horizontal direction. A fitting concave portion 64c is formed at the lower end portion of the partition portion 64a so as to be fitted to the upper end portion of the convex portion 63a that is formed to project from the bottom surface of the water jacket concave portion 63 so as to form a substantially triangular shape when viewed from the front-rear direction. Yes. And this fitting recessed part 64c is fitted to the upper end part of the said convex part 63, and the said support part 64b is an engine width direction on the inner wall face (inner side surface of the rear end wall part of the cylinder block 2) of the recessed part 63 The partition member 64 is attached so as to extend. The thickness of the partition portion 64a is set slightly larger than the width of the recess 63 (the interval between the peripheral wall portion of the cylinder 5 located at the rearmost portion and the rear end wall portion). It is in a state of contracting in the thickness direction, and the cooling water is reliably prevented from flowing in this portion.
[0061]
As shown in FIGS. 11 and 13, there are recessed portions 63b that make the depth of the recessed portion 63 deeper than other portions at positions (six locations) corresponding to the portion between the bores on the bottom surface of the water jacket recessed portion 63. Is formed. 11 and 13, 65 is a head bolt hole provided in the cylinder block 2, into which a head bolt for fastening the cylinder head 1 to the cylinder block 2 via the cylinder head gasket 3 is screwed. The cylinder head 1 is formed with a bolt insertion hole 52 through which the head bolt is inserted at a position corresponding to the head bolt hole 65 (see FIGS. 2, 3 and 5).
[0062]
As shown in FIG. 14, intake side openings 91 are formed at positions (three places) corresponding to the portion between the bores of the cylinder block intake side passage portion 8 d in the cylinder head gasket 3. When the cylinder head 1 is attached to the cylinder block 2 via the cylinder head gasket 3, the cylinder head 1 side end of each intake side opening 91 is a cylinder through the cylinder head intake side opening 39. While communicating with the head intake side passage portion 7c, the cylinder block 2 side end of each intake side opening portion 91 is in communication with the cylinder block intake side passage portion 8d. Along with the cylinder head intake side opening 39, a part of the coolant (a much smaller amount than the coolant flowing through the third coolant passage 15) is provided between the cylinder head intake side passage 7c and the cylinder block intake side passage 8d. (Cooling water) is circulated.
[0063]
Similarly, exhaust side openings 92 are respectively formed at positions (three locations) corresponding to the portion between the bores of the cylinder block exhaust side passage portion 8c in the cylinder head gasket 3. The cylinder head 1 side end of each exhaust side opening 92 communicates with the cylinder head exhaust side passage portion 7d through the cylinder head exhaust side opening 38, while the cylinder block 2 side end of each exhaust side opening 92 is provided. Is communicated with the cylinder block exhaust side passage portion 8c, so that each exhaust side opening 92, together with the cylinder head exhaust side opening 38, is connected to the cylinder head exhaust side passage portion 7d and the cylinder block exhaust side passage. A part of the cooling water (a considerably smaller amount of cooling water than the cooling water flowing through the third cooling water passage 15) is circulated with the part 8c.
[0064]
Therefore, the cylinder head gasket 3 is provided with a cylinder head in the portion between the bores where the stagnation of the cooling water easily occurs in the cylinder block exhaust passage portion 8c and the intake side passage portion 8d by the intake side openings 91 and the exhaust side openings 92 of the cylinder head gasket 3. A small amount of cooling water flows in from the one side, or a small amount of cooling water flows out from the portion between the bores to the cylinder head 1 side, so there is no stagnation of the cooling water, and the cylinder block 2 is efficiently cooled. Can do. Further, even when the first control valve 22 is in the first state and cooling water is not supplied to the cylinder block water jacket 8, the cylinder head gasket 3 can be connected to the cylinder head gasket 3 via the intake side and exhaust side openings 91 and 92. Since a small amount of cooling water flows between the water jacket 7 and the cylinder block water jacket 8, it is possible to suppress the bore portion of the cylinder block 2 from being locally heated and deformed.
[0065]
In this embodiment, as described above, the cylinder head intake side passage portion 7c corresponds to the suction side of the water pump 10, and the cylinder head exhaust side passage portion 7d corresponds to the discharge side of the water pump 10. In each intake side passage portion 91, the cooling water flows from the cylinder block 2 side to the cylinder head 1 side by suction of the water pump 10, while in each exhaust side opening 92, the cooling water is discharged by the discharge of the water pump 10. It flows from the cylinder head 1 side to the cylinder block 2 side. For this reason, cooling water having a relatively high temperature flows from the cylinder block intake side passage portion 8d into the cylinder head intake side passage portion 7c that requires cooling for reasons such as increasing the intake air density. In order to reduce the amount of cooling water having a relatively high temperature flowing into the cylinder head intake side passage portion 7c as much as possible, the opening diameter of each intake side opening portion 91 is set smaller than each exhaust side opening portion 92. ing. Moreover, since the opening diameter of each exhaust side opening 92 becomes relatively large by setting such an opening diameter, a certain amount of cooling water flowing to the cylinder head 1 side can be secured, and the bore portion of the cylinder block 2 can be secured. The effect of suppressing the deformation is sufficiently obtained. Furthermore, by reducing the opening diameter of each intake side opening 91, it is possible to prevent the internal pressure of the cylinder block intake side passage 7c from greatly decreasing through the intake side opening 91 due to the suction of the water pump 10, The occurrence of vacuum boiling can be avoided.
[0066]
A cooling water inlet 8a and a cooling water outlet 8b of the cylinder block water jacket 8 are formed at the exhaust side and intake side portions at the rear end of the cylinder head gasket 3, respectively. In a state where the cylinder head 1 is attached to the cylinder block 2 via the cylinder head gasket 3, the cooling water inlet 8 a is formed on the exhaust side lower portion formed in the exhaust side portion of the lower wall portion of the cylinder head 1. While communicating with the wall opening 47, the cooling water outlet 8b communicates with the intake side lower wall opening 50 formed in the intake side portion of the lower wall.
[0067]
In FIG. 14, 93 is formed in the cylinder head gasket 3, and the head bolt is located at a position corresponding to the bolt insertion hole 52 of the cylinder head 1 and the head bolt hole 65 of the cylinder block 2. It is a bolt insertion hole that is inserted together with the insertion hole 52.
[0068]
As shown in FIG. 1, a portion of the fourth cooling water passage 16 on the cylinder block water jacket 8 side with respect to the connection portion of the radiator bypass passage 17 has a first temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water flowing through the portion. 27 is provided. Further, a second temperature sensor 28 for detecting the temperature of the cooling water flowing through the first control valve 22 and the fourth cooling water passage 16 connecting portion in the first cooling water passage 13 is provided. It has been.
[0069]
The output signals of the first and second temperature sensors 27 and 28 are inputted to the controller 26, and the controller 26 supplies the drive means 76 of the first control valve 22 based on these signals. Is controlled to be energized and de-energized.
[0070]
Specific processing of the controller 26 will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is executed by starting the engine (turning on the ignition switch).
[0071]
First, in the first step S1, it is determined whether or not the engine warm-up operation has been completed. This determination is performed based on the cooling water temperature detected by the first temperature sensor 27. When the cooling water temperature is equal to or higher than the set temperature T1, it is determined that the warm-up operation is completed, and the determination is made that the temperature is higher than the set temperature T1. When it is low, it is determined that the warm-up operation is not completed. The set temperature T1 is set to a temperature lower than a predetermined temperature T related to the state switching of the second control valve 23. For example, the set temperature T1 is set to 60 ° C., and the predetermined temperature T is set to 85 ° C.
[0072]
When the determination in step S1 is NO (that is, when the engine is cold), the process proceeds to step S2 to energize the drive means 76 of the first control valve 22 to place the first control valve 22 in the second state. After that, the process returns to step S1, while when the determination is YES (that is, when the engine is warm), the process proceeds to step S3.
[0073]
In step S3, it is determined whether or not the engine is in a high load state. This determination is made based on the coolant temperature detected by the first temperature sensor 27 or the second temperature sensor 28. That is, when the first control valve 22 is in the second state at the time of the determination, the engine is in a high load state when the coolant temperature detected by the first temperature sensor 27 is equal to or higher than the reference temperature T2. When the cooling water temperature is lower than the reference temperature T2, it is determined that the high load state is not present (the light load state is present). In addition, when the first control valve 22 is in the first state at the time of the determination, when the coolant temperature detected by the second temperature sensor 28 is equal to or higher than the reference temperature T2, the engine is in a high load state. When the cooling water temperature is lower than the reference temperature T2, it is determined that the high load state is not present (the light load state is present). The reference temperature T2 is set higher than the set temperature T1 and higher than the predetermined temperature T (for example, 90 ° C.).
[0074]
When the determination in step S3 is NO (that is, when the engine is warm and lightly loaded), the process proceeds to step S4 to stop energization of the drive means 76 of the first control valve 22, and the first control valve 22 is set to the first state, and then the process returns to step S3. On the other hand, when the determination is YES (that is, when the engine is warm and highly loaded), the process proceeds to step S5 and the first control valve 22 is set to the second state. Then, the process proceeds to step S6.
[0075]
In step S6, it is determined whether or not the engine has been stopped. If this determination is NO, the process returns to step S3. If the determination is YES, the process ends.
[0076]
Under the control of the controller 26, the first control valve 22 is in the second state when the engine is cold and during a warm high load, and is in the first state when the engine is under a light light load. The second control valve 23 is in the second state when the engine is cold because the predetermined temperature T is higher than the set temperature T1 and lower than the reference temperature T2. While being in the first state, the engine is in the first state or the second state according to the temperature of the coolant flowing through the second control valve 23 when the engine is warm and lightly loaded.
[0077]
Here, the flow of the cooling water will be described in detail for each engine state. Before the engine is started, the first control valve 22 is in the first state, and the second control valve 23 is in the second state.
[0078]
Immediately after the engine is started, the first control valve 22 is switched to the second state, and the second control valve 23 remains in the second state. This state continues until the engine warm-up operation is completed (that is, when the engine is cold), in other words, until the coolant temperature detected by the first temperature sensor 27 becomes equal to or higher than the set temperature T1.
[0079]
When the engine is cold, as shown by arrows in FIG. 1, the coolant is a cylinder head water jacket 7, a portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the first control valve 22 in the first cooling water passage 13, A portion on the side of the cylinder block water jacket 8 with respect to the radiator bypass passage 17 connecting portion in the first control valve 22, the third cooling water passage 15, the cylinder block water jacket 8, and the fourth cooling water passage 16, the radiator bypass passage 17, The second control valve 23 and the second control valve 23 in the second cooling water passage 14 sequentially flow with the portion on the cylinder head water jacket 7 side, and then return to the cylinder head water jacket 7.
[0080]
Therefore, when the engine is cold, the cooling water circulates between the cylinder head water jacket 7 and the cylinder block water jacket 8 without passing through the radiator 21. As a result, the cylinder block 2 is warmed up early, and the warming-up of the engine is promoted, and the sliding resistance is reduced early due to the early decrease in the viscosity of the lubricating oil, thereby improving fuel efficiency.
[0081]
Further, when the engine is cold, the second control valve 22 is in the second state, so that the cooling water does not flow into the valve bypass passage 77. Thereby, the drive means 76 of the first control valve 22 is not cooled by the low-temperature cooling water, and it is possible to prevent the energization amount to the drive means 76 from being increased unnecessarily.
[0082]
When the engine is warmed up and at a light load, the first control valve 22 is in the first state, and the second control valve 23 responds to the temperature of the cooling water flowing through the second control valve 23. To the first state or the second state. When the second control valve 23 is in the second state, as shown by arrows in FIG. 16, the cylinder head water jacket 7 side with respect to the cylinder head water jacket 7 and the first control valve 22 in the first cooling water passage 13 is shown. The first control valve 22, the portion of the first cooling water passage 13 between the first control valve 22 and the fourth cooling water passage 16 connection portion, the radiator bypass passage 17 connection portion of the fourth cooling water passage 16 On the other hand, the first coolant passage 13 side portion, the radiator bypass passage 17, the second control valve 23, and the second coolant valve 14 in the second coolant passage 14 sequentially flow in the order of the cylinder head water jacket 7 portion. Thereafter, the cylinder head water jacket 7 is returned to. Also at this time, the cooling water does not flow into the valve bypass passage 77.
[0083]
Therefore, in order for the second control valve 23 to be in the second state when the engine is warm and lightly loaded, the cooling water flows only through the cylinder head water jacket 7 without passing through the cylinder block water jacket 8 and the radiator 21.
[0084]
On the other hand, when the second control valve 23 is in the first state, as shown by an arrow in FIG. 17, the cooling water is cylinders relative to the first control valve 22 in the cylinder head water jacket 7 and the first cooling water passage 13. The portion on the head water jacket 7 side, the first control valve 22, the portion on the radiator 21 side relative to the first control valve 22 in the first cooling water passage 13, the second control valve 23 in the radiator 21 and the second cooling water passage 14. With respect to the radiator 21 side, the second control valve 23, and the second control valve 23 in the second cooling water passage 14, the cylinder head water jacket 7 side flows in this order, and then the cylinder head water jacket 7 Return to.
[0085]
Therefore, when the second control valve 23 is in the first state when the engine is warm and lightly loaded, the cooling water circulates between the cylinder head water jacket 7 and the radiator 21. Similarly to the case where the temperature of the cooling water flowing through the valve 23 is lower than the predetermined temperature, the coolant is not passed through the cylinder block water jacket 8. That is, at the time of a warm light load, the coolant temperature is set to a predetermined value so that the coolant flows only to the thermally severe cylinder head 1 of the cylinder head 1 and the cylinder block 2 and the cylinder head 1 temperature does not become too high. When the temperature is equal to or higher than T, the heat of the cooling water is radiated in the radiator 21. Thereby, each temperature of the cylinder head 1 and the cylinder block 2 can be maintained relatively high and appropriately, and thus the sliding resistance can be reduced as much as possible to improve fuel efficiency.
[0086]
Further, when the second control valve 23 is in the first state when the engine is warm and lightly loaded, the coolant having a relatively high temperature flowing out from the coolant outlet 7b of the cylinder head water jacket 7 into the valve bypass passage 77. A part flows, and the driving means 76 of the first control valve 22 is warmed by the cooling water, so that when the engine becomes a high load state and the first control valve 22 is switched to the second state after that, The energization amount to the drive means 76 can be reduced.
[0087]
And at the time of the warm high load when the temperature of the cooling water is further increased, the first control valve 22 is in the second state, and the second control valve 23 is in the first state. At this time, as indicated by an arrow in FIG. 18, the coolant is supplied to the cylinder head water jacket 7, the first control valve 22 in the first cooling water passage 13 on the cylinder head water jacket 7 side, the first control valve. 22, the third cooling water passage 15, the cylinder block water jacket 8, the fourth cooling water passage 16, a portion of the first cooling water passage 13 on the radiator 21 side with respect to the connection portion of the fourth cooling water passage 16, the radiator 21, the first A portion on the side of the radiator 21 with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14; a portion on the side of the cylinder head water jacket 7 with respect to the second control valve 23 in the second cooling water passage 14; It flows in order, and then returns to the cylinder head water jacket 7. Also at this time, the cooling water flows through the valve bypass passage 77.
[0088]
Therefore, when the engine is warm and highly loaded, the cooling water is circulated among the cylinder head 1, the cylinder block 2, and the radiator 21, and the cooling water flowing out from the cooling water outlet 21 of the radiator 21 is thermally harsh. First, and then flow to the cylinder block 2. By this cooling sequence, the cylinder head 1 and the cylinder block 2 can be appropriately cooled by the cooling water at the time of warm high load.
[0089]
As described above, in the above-described embodiment, it is possible to promote the warm-up property when the engine is cold, thereby improving the flammability of the engine, the exhaust purification performance, and the fuel efficiency. it can. In addition, when the engine is warm and lightly loaded, the temperatures of the cylinder head 1 and the cylinder block 2 can be maintained relatively high and appropriate to improve fuel consumption. Furthermore, the cylinder head 1 and the cylinder block 2 can be appropriately cooled when the engine is warm and highly loaded.
[0090]
In the above embodiment, one end of the radiator bypass passage 17 is connected to the middle of the fourth coolant passage 16 and the other end is connected to the third opening 23c of the second control valve 23. Instead of connecting the one end of the second cooling water passage 16 to the fourth cooling water passage 16, the first cooling water passage 13 may be connected to a portion on the radiator 21 side with respect to the fourth cooling water passage 16 connection portion (see FIG. 19), the first cooling water passage 13 may be connected to a portion between the first control valve 22 and the fourth cooling water passage 16 connection portion. In short, one end of the radiator bypass passage 17 may be connected to a portion on the radiator 21 side or the middle of the fourth cooling water passage 16 with respect to the first control valve 22 in the first cooling water passage 13 (radiator bypass passage). The other end of 17 is connected to the third opening 23c of the second control valve 23 as in the above embodiment).
[0091]
As shown in FIG. 19, when one end of the radiator bypass passage 17 is connected to a portion on the radiator 21 side with respect to the fourth cooling water passage 16 connection portion in the first cooling water passage 13, the engine warm-up operation is performed. In order to determine whether or not the engine has been completed and whether or not the engine is in a high load state, the connection between the fourth cooling water passage 16 connecting portion and the radiator bypass passage 17 connecting portion in the first cooling water passage 13 It is only necessary to provide one temperature sensor 29 for detecting the temperature of the cooling water flowing through the portion at the intermediate portion. When the cooling water temperature detected by the temperature sensor 29 is equal to or higher than the set temperature T1, When the temperature is equal to or higher than the reference temperature T2, it may be determined that the load is high.
[0092]
When one end of the radiator bypass passage 17 is connected to a portion on the radiator 21 side with respect to the first control valve 22 in the first cooling water passage 13 as described above, the flow of the cooling water is as follows (radiator bypass). Even if one end of the passage 17 is connected to a portion of the first cooling water passage 13 between the first control valve 22 and the fourth cooling water passage 16 connection portion, the flow of the cooling water is the same).
[0093]
That is, when the engine is cold, as indicated by arrows in FIG. 19, the coolant is a portion on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the cylinder head water jacket 7 and the first control valve 22 in the first coolant passage 13. , The first control valve 22, the third cooling water passage 15, the cylinder block water jacket 8, the fourth cooling water passage 16, the fourth cooling water passage 16 connection portion and the radiator bypass passage 17 connection portion in the first cooling water passage 13. , The radiator bypass passage 17, the second control valve 23, and the second control valve 23 in the second cooling water passage 14 sequentially flow in the portion on the cylinder head water jacket 7 side, and then the cylinder head water jacket. Return to 7.
[0094]
When the second control valve 23 is in the second state when the engine is warm and lightly loaded, as shown by the arrows in FIG. 20, the cooling water flows through the cylinder head water jacket 7 and the first cooling water passage 13. 1 part of the cylinder head water jacket 7 with respect to the control valve 22, the first control valve 22, the part of the first coolant passage 13 between the first control valve 22 and the radiator bypass passage 17 connection, the radiator bypass passage 17, the second control valve 23, the second control valve 23 in the second coolant passage 14 flows in sequence with the portion on the cylinder head water jacket 7 side, and then returns to the cylinder head water jacket 7.
[0095]
Furthermore, when the second control valve 23 is in the second state when the engine is warm and lightly loaded, and when the engine is warm and heavily loaded, the flow is the same as that in the above embodiment, and the description thereof will be omitted.
[0096]
In the above embodiment, the determination as to whether or not the engine is in a high load state is made based on the coolant temperature detected by the first or second temperature sensor 27, 28. You may make it perform based on. That is, when the accelerator opening is equal to or larger than the predetermined opening, it is determined that the engine is in a high load state, and when it is smaller than the predetermined opening, it is determined that the engine is in a light load state. In this way, the second temperature sensor 28 becomes unnecessary. Further, the determination may be made based on a map formed by the coolant temperature, the accelerator opening, and the engine speed detected by the first or second temperature sensor 27, 28 (or the one temperature sensor 29). . Further, a third temperature sensor is disposed on the cylinder head water jacket 7 side with respect to the second control valve 23 in the second coolant passage 14, and the coolant temperature detected by the third temperature sensor; The determination is made based on the difference from the coolant temperature detected by the first or second temperature sensor 27, 28 (or the one temperature sensor 29) (that is, the difference between the engine inlet water temperature and the outlet water temperature). Also good.
[0097]
Furthermore, in the above embodiment, in the cylinder head water jacket 7 of the cylinder head 1, the cooling water flows first from the cylinder head intake side passage portion 7c and then flows through the cylinder head exhaust side passage portion 7d. This flow may be reversed. However, from the viewpoint of increasing the intake air density or making it difficult to cause knocking, it is preferable to flow as in the above embodiment.
[0098]
Further, the present invention can also be applied to the cylinder block water jacket 8 of the cylinder block 2 even if the cooling water is caused to flow in the direction opposite to the above embodiment. Further, the cylinder block 3 is not limited to the Siamese type, and the cylinder block exhaust side passage portion 8c and the cylinder block intake side passage portion 8d of the cylinder block water jacket 8 are provided between the adjacent cylinders 5 (three places). Each communicating portion may be formed.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the engine cooling apparatus of the present invention, when the engine is cold, the cooling water is circulated between the cylinder head and the cylinder block, and when the engine is lightly warm, the cylinder head and the cylinder block are circulated. In addition to flowing the cooling water only to the cylinder head, the cooling water is also flowed to the radiator as needed. When the engine is warm and high, the cooling water is circulated between the cylinder head, the cylinder block and the radiator, and the cooling water from the radiator is also circulated. By flowing the engine in the order of the cylinder head and the cylinder block, it is possible to appropriately cool the engine according to the light load and the high load state while warming up while promoting warm-up characteristics when the engine is cold.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a cylinder head of an engine.
FIG. 3 is a bottom view of the cylinder head.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of the first and second control valves as viewed from the bottom side of the cylinder head. FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 11 is a plan view of a cylinder block of the engine.
12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
FIG. 14 is a plan view of a cylinder head gasket.
FIG. 15 is a flowchart showing a processing operation of a controller.
FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 1 showing the flow of cooling water when the second control valve is in the second state when the engine is warm and lightly loaded.
FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 1 and showing the flow of cooling water when the second control valve is in the first state when the engine is warm and lightly loaded.
FIG. 18 is a view corresponding to FIG. 1 and showing the flow of cooling water when the engine is warm and highly loaded.
FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 1 showing a case where one end of the radiator bypass passage is connected to a portion on the radiator side with respect to the fourth coolant passage connection portion in the first coolant passage.
FIG. 20 is a view corresponding to FIG. 19 showing the flow of cooling water when the second control valve is in the second state when the engine is warm and lightly loaded.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder head
2 Cylinder block
3 Cylinder head gasket
7 Cylinder head water jacket
7a Cooling water inlet
7b Cooling water outlet
7c Cylinder head intake side passage
7d Cylinder head exhaust side passage
7e Communication part
8 Cylinder block water jacket
8a Cooling water inlet
8b Cooling water outlet
8c Cylinder block exhaust side passage
8d Cylinder block intake side passage
8e communication part
10 Water pump
13 First cooling water passage
14 Second cooling water passage
15 Third cooling water passage
16 4th cooling water passage
17 Radiator bypass passage
21 Radiator
22 First control valve
23 Second control valve
63 Water jacket recess
74 1st valve body
75 Second valve body
76 Driving means
77 Valve bypass passage
91 Inlet side opening
92 Exhaust side opening

Claims

One end is connected to a cooling water outlet of a cylinder head water jacket provided in the cylinder head of the engine, the other end is connected to a cooling water inlet of the radiator, and a first control valve is provided in the middle. 1 cooling water passage,
A second cooling water passage having one end connected to the cooling water outlet of the radiator and the other end connected to the cooling water inlet of the cylinder head water jacket, and a second control valve disposed in the middle;
A third coolant passage having one end connected to the first control valve and the other end connected to a coolant inlet of a cylinder block water jacket provided in the cylinder block of the engine;
A fourth cooling water passage having one end connected to the cooling water outlet of the cylinder block water jacket and the other end connected to a radiator side portion of the first cooling water passage with respect to the first control valve;
A radiator bypass passage having one end connected to a portion on the radiator side relative to the first control valve in the first cooling water passage or the middle of the fourth cooling water passage, and the other end connected to the second control valve; With
The first control valve has a first state in which a portion on the cylinder head water jacket side communicates with a portion on the radiator side with respect to the first control valve in the first cooling water passage in response to an external signal; A portion on the cylinder head water jacket side with respect to the first control valve in the one coolant passage can be selectively switched to a second state communicating with the third coolant passage, When the engine is warm and the load is warm, the second state is established. On the other hand, the engine is configured to be the first state when the engine is warm and lightly loaded.
When the temperature of the cooling water flowing through the second control valve is equal to or higher than a predetermined temperature, the second control valve has a portion on the cylinder head water jacket side with respect to the second control valve in the second cooling water passage. When the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature, the portion on the cylinder head water jacket side of the second control valve in the second cooling water passage is in the first state communicating with the side portion. The second state communicates with the radiator bypass passage. When the engine is cold, the second state is established. When the engine is warm and the load is high, the first state is established. An engine cooling device configured to be in the first state or the second state according to the temperature of the cooling water flowing through the second control valve at the time of light load

The engine cooling device according to claim 1,
The first control valve is an electronic thermostat valve having a driving means for driving the valve body by energization heating,
The engine control apparatus is characterized in that the second control valve is a thermostat valve.

The engine cooling device according to claim 2,
When the second control valve is in the first state, the first control valve introduces a part of the cooling water that has flowed out from the cooling water outlet of the cylinder head water jacket into the portion that accommodates the driving means, An engine cooling apparatus having a valve bypass passage for discharging to a radiator side portion of the second control valve in the cooling water passage.

The engine cooling device according to any one of claims 1 to 3,
The cylinder block is of the Siamese type,
The cylinder block water jacket is formed by a water jacket recess formed to open to the upper surface of the cylinder block, and a cylinder head gasket disposed between the cylinder block and the cylinder head. Disposed on the exhaust side of the cylinder block and having one end communicating with the cooling water inlet of the cylinder block water jacket and the intake side of the cylinder block, and one end of the cylinder block exhaust side passage The other end has a cylinder block intake side passage portion that communicates with the coolant outlet of the cylinder block water jacket, while communicating with the other end.
The cylinder head water jacket is disposed on the intake side of the cylinder head and one end is disposed on the cylinder head intake side passage portion communicating with the cooling water inlet of the cylinder head water jacket and the exhaust side of the cylinder head, and one end is disposed on the cylinder head water jacket. A cylinder head exhaust side passage portion that communicates with the other end of the cylinder head intake side passage portion, and the other end communicates with a coolant outlet of the cylinder head water jacket.
A part of the coolant is circulated between the cylinder head intake side passage portion and the cylinder block intake side passage portion at a position corresponding to a portion between the bores of the cylinder block intake side passage portion in the cylinder head gasket. An intake side opening is formed,
A portion of the coolant is circulated between the cylinder head exhaust side passage portion and the cylinder block exhaust side passage portion at a position corresponding to a portion between the bores of the cylinder block exhaust side passage portion in the cylinder head gasket. An engine cooling apparatus, wherein an exhaust side opening is formed.

The engine cooling device according to claim 4.
A water pump for flowing cooling water from the cylinder head intake side passage portion to the cylinder head exhaust side passage portion is connected to the communication portion connecting the other end of the cylinder head intake side passage portion and one end of the cylinder head exhaust side passage portion. Provided,
An engine cooling apparatus, wherein an opening diameter of an intake side opening of a cylinder head gasket is set smaller than an exhaust side opening.