JP4716049B2 - 内燃機関の冷却回路 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前段に記載の自動車の内燃機関用の冷却回路に関する。

内燃機関用の冷却回路はこの分野における各種の実施形態において既に知られている。自動車の内燃機関を冷却するための前記タイプの冷却回路及び更なる構成要素の実際の動作、及び適切な場合、自動車の空調装置の加熱装置用の熱源として加熱されたエンジン冷却液の使用を確実にすることに加えて、必要ならば冷却回路が様々な個所もしくは構成要素において通気され得ることもまた重要である。

とりわけラジエータの通気ダクトに接続され、一方で冷却回路内の一定のエンジン冷却液量を確保し、他方でまた通気機能を備える、例えば調整タンクが一般に備えられる。前記タイプの構成は、例えば冷却回路内に内燃機関の下流側へターボチャージャが追加的に配置された特許文献１に説明されている。

更に、例えば特許文献２に、内燃機関の下流に配置され充填ライン及び通気ラインを有するコレクティングタンクを備えることが開示されている。

特許文献３は熱交換器及び作動液用のコレクティングタンクを有し、コンパクトな方法で一体化されている流体式リターダを開示している。該コレクティングタンクはリターダの通気ラインと合流する通気ラインを備える。

更に、特許文献４、５及び６は、サーモスタットバルブが内燃機関とラジエータの間に配置され、内燃機関の中のエンジン冷却液の温度が所定の温度を超えたときに開く冷却回路をそれぞれ開示している。サーモスタットバルブと平行に備えられているのは、いずれの場合にも一つの通気ラインである。特許文献４の場合、前記通気ラインは内燃機関からラジエータへの望ましくない流出を防ぐため、内燃機関の充填プロセスの間に閉じるバルブ配置を備える。

序文に述べられている内燃機関用の冷却回路の場合、ラジエータとポンプ装置の入口もしくは吸込み側との間のエンジン冷却液ラインを通気できることがまた追加的に望ましい。従来の冷却回路において、これは外部通気ライン及びバルブを用いる複雑な方法でのみ可能である。

独国特許発明第３９ ２８ ４７７ Ｃ２号明細書 独国特許出願公開第４３ ４２ ２９２ Ａ１号明細書 独国特許発明第３９ ４０ ８２５ Ｃ２号明細書 米国特許第４，２７３，０８１号明細書 米国特許第４，３００，７１８号明細書 米国特許第４，６４３，１３４号明細書

本発明は従って、序文に述べられているタイプの内燃機関用の冷却回路における（冷却液の）充填プロセスの間に、ラジエータとポンプ装置の入口側との間の冷却ラインを確実に通気することを保証する、簡単で費用効率の高い可能性を提供する目的に基づいている。

前記目的は請求項１の特徴を有する内燃機関用の冷却回路によって達成される。本発明の有利な実施形態及び改良形態は従属項の主題である。

本発明の自動車の内燃機関用冷却回路は、内燃機関、該内燃機関にエンジン冷却液を送り込むための、該内燃機関の上流に配置されているポンプ装置、冷却液を冷やすために、その入口側が第一の冷却液ラインによって内燃機関の出口側に接続され、その出口側が第二の冷却液ラインによってポンプ装置の入口側に接続されているラジエータ、該ラジエータをバイパスしながら内燃機関の出口側をポンプ装置の入口側に直接接続するラジエータバイパスライン、及び該第二の冷却液ライン及び該ラジエータバイパスラインを選択的に開閉するために、ラジエータとポンプ装置の間の第二の冷却液ライン内に配置された切換え弁（サーモスタットバルブ）を有する。切換え弁バイパスダクトもまた備えられ、該切換え弁バイパスダクトは切換え弁をバイパス即ち迂回しながら第二の冷却液ラインをポンプ装置の入口側へ直接接続する。ラジエータとポンプ装置の入口もしくは吸込み側との間の第二の冷却液ラインは、前記追加の切換え弁バイパスダクトによって複雑な構造的手段なしに、そして問題なく通気されることが可能である。

本発明の更なる実施形態において、バルブ装置が切換え弁バイパスダクト内に追加的に配置され、該バルブ装置は常にポンプ装置の入口側から第二の冷却液ラインへのエンジン冷却液の還流を防止するように設計され、もしくはそのように作動することができる。

本発明の更なる実施形態において、切換え弁バイパスダクト内の前記バルブ装置は、内燃機関が停止しているときに第二の冷却液ラインからポンプ装置の入口側への直接の接続を開き、そして該バルブ装置の両側の差圧が所定のしきい値を超えたときに前記の直接接続を閉じるように設計され、もしくはそのように作動することができる。前記所定のしきい値は例えば約０．１バールと約０．３バールの間の範囲内にあるように選択される。

本発明の上記の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明の好適な、これに限定しない例示的実施形態の以下の説明から、より良く理解されることができる。図面において、単一の図は本発明の好適な例示的実施形態による、自動車の内燃機関用冷却回路の構造の概略図である。

図において説明される冷却回路は、自動車の内燃機関１０及び更なる自動車構成要素の冷却に役立つ。

該冷却回路は、そこに内燃機関１０と、該内燃機関１０を通して冷却液、特に冷却水を送り込むために該内燃機関の上流に配設されるポンプ装置１２と、ファン１６を用いて冷却されるラジエータ１４とが配置される主回路を含む。該冷却液、例えば冷却水は第一の冷却液ライン１８を通って内燃機関１０からラジエータ１４へ循環し、第二の冷却液ライン２０を通ってラジエータ１４からポンプ装置１２へ循環する。

例えば内燃機関１０の低温始動の際に、内燃機関をその最適動作温度へと出来るだけ早く熱するために、ラジエータ１４をバイパスしながら内燃機関１０の出口側をポンプ装置１２の入口側に直接接続する、ラジエータバイパスライン２２もまた備えられる。例えば該ラジエータバイパスライン２２と第二の冷却液ライン２０の接続点に配置されるのは、例えば内燃機関１０の出口側において測定される冷却液の温度（温度センサｃ）に応じて開閉する、サーモスタットバルブの形態の切換え弁２４である。サーモスタットバルブ２４が閉じたとき、ラジエータバイパスライン２２はブロックされ、すなわち全てのエンジン冷却液はラジエータ１４を通って流れ、そして内燃機関に供給される前に後者（ラジエータ）の中で冷却される。サーモスタットバルブ２４が開いたとき、反対にラジエータバイパスライン２２は開き、すなわちサーモスタットバルブ２４の開き度合いにより、その温度がラジエータ１４によって冷却された冷却液と該ラジエータ１４の脇を通り過ぎて（迂回して）流れた冷却液の混合の結果から生じる、内燃機関１０に供給される冷却液の温度が、サーモスタットバルブ２４の開き度合いに対応して設定出来るように、少なくとも一部の冷却液はラジエータ１４を迂回して流れる。

更に、該冷却回路は既知の方法で内燃機関１０の下流にコレクティングタンク２６を含み、該コレクティングタンク２６はラジエータ１４と同様に、調整タンク２８に追加的に接続される。コレクティングタンク２６及び調整タンク２８は従来の機能を果たし、従ってここでは詳細をこれ以上説明されない。

更に、オイルクーラーが例えばポンプ装置１２と内燃機関１０の間に備えられ、そして図に例示されるように冷却液供給ラインは内燃機関１０の上流で、排気ガス再循環クーラー３２及びその出口側が同様にコレクティングタンク２６内へ通じる排気ガス再循環弁３４の方へ分岐している。

図に示されるように、内燃機関１０の中で加熱された冷却液は、一部の該加熱された冷却液がコレクティングタンク２６からヒーター３６に供給されるために、自動車の空調装置（詳細にはこれ以上説明されない）のヒーター３６の熱源としても利用可能である。

冷却液供給ラインはまた内燃機関１０の上流で、それらの出口側がポンプ装置１２の入口もしくは吸込み側に再度ガイドされて戻る、空気圧縮機３８、燃料クーラー４０、浄水器４２などの方へ分岐している。

更に、冷却液の温度を測定して相応に冷却回路の個々の構成要素を制御するために、温度センサａ、ｂ、ｃが該冷却回路の様々なポイントに備えられている。

図に例示され、上記に述べられている構成要素に加えて、冷却回路は慣例的に冷却液の流れを調整するための様々なバルブ装置も含む。リターダ及び／又は排気ガスターボチャージャを例示された冷却回路内へ組み込むことが追加的に可能である。

冷却回路の上記設計は当業者には既知であり、そのため動作モードのより正確な説明はここでは省略する。更に、該冷却回路は従来の冷却回路において当業者に知られている従来の手段で修正されることが可能である。

本発明により設計された冷却回路は又、切換え弁２４をバイパスしながら第二の冷却液ライン２０をポンプ装置１２の入口側に直接接続する、切換え弁バイパスダクト４４を含む。前記切換え弁バイパスダクト４４内に配置されているのは、（ａ）常にポンプ装置１２の入口側もしくは吸込み側から第二の冷却液ライン２０への冷却液の還流を防止し、（ｂ）内燃機関１０が停止しているときに第二の冷却液ライン２０からポンプ装置１２の入口側への直接の接続を開き、（ｃ）バルブ装置の両側の差圧が所定のしきい値を超えたときに前記直接接続を閉じるように設計され、もしくはそのように作動することができるバルブ装置４６である。前記所定のしきい値は例えば約０．１バールと約０．３バールの間の範囲内にあるように選択される。

切換え弁バイパスダクト４４を用いて、ラジエータとサーモスタットバルブ２４もしくはポンプ装置１２との間の第二の冷却液ライン２０を、充填プロセスの間に簡単な方法で確実に通気することができる。圧力で閉じるバルブ装置４６はエンジンが始動した後に、そのとき０．１〜０．３バールの差圧において前記切換え弁バイパスダクト４４を閉じる。冷却回路の製造コストが低く保てるように、該通気プロセスには外部の通気ライン及びバルブは必要でない。

本発明の好適な例示的実施形態による自動車の内燃機関用冷却回路の構造の概略図である。

Claims (3)

1. 自動車の内燃機関用の冷却回路であって、
   内燃機関（１０）と、
   前記内燃機関（１０）の上流に配置され、前記内燃機関を通じて冷却液を送り込むためのポンプ装置（１２）と、
   前記冷却液を冷やすために、その入口側が第一の冷却液ライン（１８）によって内燃機関（１０）の出口側に接続され、その出口側が第二の冷却液ライン（２０）によって前記ポンプ装置（１２）の入口側に接続されているラジエータ（１４）と、
   前記ラジエータ（１４）をバイパスしながら内燃機関（１０）の出口側をポンプ装置（１２）の入口側に直接接続するラジエータバイパスライン（２２）と、
   前記第二の冷却液ライン（２０）及び前記ラジエータバイパスライン（２２）を選択的に開閉するために、前記ラジエータ（１４）と前記ポンプ装置（１２）の間の前記第二の冷却液ライン（２０）に配置された切換え弁（２４）とを有し、切換え弁バイパスダクト（４４）が備えられ、該切換え弁バイパスダクト（４４）が前記切換え弁（２４）をバイパスしながら前記第二の冷却液ライン（２０）を前記ポンプ装置（１２）の入口側へ直接接続し、バルブ装置（４６）が前記切換え弁バイパスダクト（４４）に追加的に配置され、該バルブ装置（４６）が常に前記ポンプ装置（１２）の入口側から前記第二の冷却液ライン（２０）への冷却液の還流を防止し、
   前記切換え弁バイパスダクト（４４）の前記バルブ装置（４６）が、前記内燃機関（１０）が停止しているときに前記第二の冷却液ライン（２０）から前記ポンプ装置（１２）の入口側への直接接続を開き、そして前記バルブ装置の両側の差圧が所定のしきい値を超えたときに前記直接接続を閉じることを特徴とする冷却回路。
2. 前記所定のしきい値が約０．１バールと約０．３バールの間の範囲内で選択されることを特徴とする請求項１に記載の冷却回路。
3. 前記切換え弁（２４）がサーモスタットバルブであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の冷却回路。

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