JPH0141869Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は水冷式内燃機関に係り、特にウオータ
ジヤケツト等の内燃機関の温度分布に対応させて
機関の各部分に供給される冷却水全体の流量分布
をコントロールし、機関の冷却を適切になし得る
水冷式内燃機関に関する。

一般に水冷式内燃機関にあつては、シリンダブ
ロツク側のウオータジヤケツトとシリンダヘツド
側のウオータジヤケツトとを有し、これらは冷却
水通路を形成する連通孔により結ばれており、一
方のジヤケツトから他のジヤケツトにウオータポ
ンプからの冷却水が流れて内燃機関を冷却するよ
うに構成されている。またシリンダブロツク側の
ウオータジヤケツトとシリンダヘツド側のウオー
タジヤケツトとを結ぶ連通孔は複数個設けられて
おり、内燃機関を構成するシリンダブロツク及び
シリンダヘツド自体を冷却する連通孔が含まれて
いると共に、シリンダヘツドにはバルブシート部
分あるいは副室燃焼室を冷却するために上記ウオ
ータジヤケツトを連通して冷却水流路を形成する
連通孔がある。これら連通孔は成型加工上略等し
い内径に形成されており、内燃機関のあらゆる部
分に均一な量の冷却水が流れるようになつてい
る。

ところで、内燃機関が高負荷運転されて極熱間
時に至つたときに熱負荷の酷しいバルブシートを
形成するブロツクや副室燃焼室を区画するブロツ
クに充分冷却水を流すことができず熱的破壊を招
く傾向があつた。また、寒冷時においては均一に
冷却水が循環されることになり、機関の暖機性が
極めて悪いという問題があつた。

一方、シリンダブロツク側のウオータジヤケツ
トとシリンダヘツド側のウオータジヤケツトとを
結ぶ連通孔に、冷却を要する部分に冷却水量を多
く流すために絞り穴を設けた内燃機関の冷却装置
が実開昭57−69942号公報に開示されている。

この冷却装置は予め均一な連通孔を形成し、冷
却を要しない部分の連通孔には内径を縮径すべく
一定に絞るように構成したものであり、冷却を要
する部分と要しない部分に分けて冷却水を流すこ
とができる。

しかしながら、ウオータポンプから移送されて
来る冷却水は予め設定された一定の割合で各ウオ
ータジヤケツトに循環させることができるに過ぎ
ず、冷間時あるいは極熱間時における内燃機関の
運転状況に応じて冷却水の流れ分布を適切に制御
することができない問題があり、前述した従来問
題を充分解決するに至つていない。

［考案の目的］ 本考案は以上の如き問題点に鑑みて、これを有
効に解決すべく創案されたものである。

本考案の目的は、内燃機関の各部を冷却する冷
却水の流量分布を、その機関の温度分布に対応さ
せるべく冷却水温の変化に追従させて制御するこ
とにより極熱間時に熱負荷の酷しい機関部分の冷
却性を向上させることができると共に冷間時での
暖機性を向上させることができる水冷式内燃機関
を提供することにある。

［考案の概要］ 本考案は内燃機関の温度分布の異なる部分に配
置されている冷却水通路に、その冷却水温度に応
じて通路断面積を可変させて流量を増減すべく形
状記憶された流量制御弁を設けたものであり、内
燃機関の各部分に供給される冷却水全体の流量分
布を機関の温度分布に対応させてコントロールす
るようにしたものである。

［考案の実施例］ 以下に、本考案の好適一実施例を添付図面に基
づき詳述する。

第１図に示す如く水冷式内燃機関には、これを
冷却するために冷却水を通過させるウオータジヤ
ケツト１ａ，１ｂが、シリンダブロツク２とシリ
ンダヘツド３とにそれぞれ設けられている。これ
らシリンダブロツク２側のウオータジヤケツト１
ａとシリンダヘツド３側のウオータジヤケツト１
ｂとは、連通孔４によつて結ばれておりウオータ
ポンプから循環移送される冷却水が下部のシリン
ダブロツク２側から上部のシリンダヘツド３側へ
と流れるように構成されている。

また、第２図に示すようにシリンダヘツド３に
はバルブシート５を形成するブロツク６内にこれ
を冷却するための冷却水通路を形成する連通孔４
が設けられている。また図示するようにシリンダ
ヘツド３には副室燃焼室７を冷却するためにウオ
ータジヤケツト１ａからウオータジヤケツト１ｂ
に冷却水を移送させる連通孔４が設けられてい
る。

特に本考案は、ウオータジヤケツト間を結び冷
却水通路を形成する連通孔４に、これを通過する
冷却水の温度に応じてその開口断面積を変化させ
て冷却水の流量を制御する流量制御弁８を設けた
ことにある。

第３図及び第４図に示す如く、本考案に用いら
れる流量制御弁８は上記連通孔４に取り付けられ
るべく構成され、形状記憶合金板を略円形あるい
は楕円形状に打ち抜き上記連通孔４の周方向に沿
つて半円状にスリツト９を形成しその中央部を弁
体１０として形成すると共に外周部を弁支持体１
１として形成したものである。弁支持体１１の外
周部にはこれに沿つてリング状のゴムシール１２
が加硫接着されている。

弁体１０は第４図に示す如く、冷却水が所定の
高温域を超えたとき及び所定の低温域以下になつ
たときに開口部１３を閉じるべく実線で示す位置
に屈曲してスリツト９のみを開放して開口面積を
最小に絞ると共に上記高温域を超えないとき及び
所定の低温域に至らないときに仮線で示すように
冷却水の流れ方向に沿つて屈曲し、開口面積を最
大にするように形状が記憶された形状記憶合金に
よつて形成されている。

また、第５図乃至第８図は流量制御弁８の変形
例を示すものであり、略円形状に形成された形状
記憶合金板にその中央部に最小限に絞られた状態
の開口部１３を形成し、この開口部１３より径方
向外方に且つ放射状にスリツト９を形成し、これ
らスリツト９間に複数に分割された弁体１０を形
成したものであり、弁体１０は前記実施例同様に
冷却水が所定の高温域を超えたときあるいは所定
の低温域以下になつたときに、開口部１３を第５
図及び第６図に示すように閉じるべく屈曲して開
口面積を最小に絞ると共に上記高温域を超えない
ときあるいは所定の低温域に至らないときに第７
図，第８図に示すように屈曲し開口面積を最大に
拡径されるように形状が記憶された形状記憶合金
によつて形成されている。又１２は外周部に沿つ
て設けられたゴムシールである。

以上の如く構成された流量制御弁８は第９図に
示す如くシリンダヘツド３と接合するシリンダブ
ロツク２の連通孔４の開口端部いわゆる水穴に形
成された弁取付座１４上に取り付けられる。弁取
付座１４は連通孔４の開口端部に形成された水穴
より大きな内径を有する溝１５を形成して連通孔
４の外周に沿つた環状の段部によつて形成され
る。この弁取付座１４は第１０図及び第１１図に
示す如く連通孔４の開口端部に対して扁心されて
拡大された円形状に形成される。

この弁取付座１４上に流量制御弁８を着座させ
た後、ガスケツト１６を介設してシリンダブロツ
ク２とシリンダヘツド３とを接合させることによ
り流量制御弁８は連通孔４に取り付けられること
になる。流量制御弁８の外周部に形成された環状
のゴムシール１２は弁取付座１４に流量制御弁８
を係合させて着座させると共に上記ガスケツト１
６とあわせてシリンダヘツド２とシリンダヘツド
３とのシール性を向上させるように構成されてい
る。

特に流量制御弁８は予め所定以上の冷却を要し
ないシリンダブロツク２とシリンダヘツド３自体
を冷却すべくそれぞれのウオータジヤケツト１
ａ，１ｂ間を連通させる連通孔４のみに設けられ
る。すなわち、本実施例においては内燃機関には
温度分布が形成され、その各部分に配置される冷
却水路のうちのウオータジヤケツト１ａ，１ｂ間
を結ぶ連通孔４の通路断面積を可変させて機関全
体に供給される冷却水の流量分布を機関の温度分
布に対応させてコントロールすることになる。

従つて、第１１図に示すようにシリンダヘツド
３に対して接合面となるシリンダブロツク２の上
面に形成される連通孔４の開口端部となる水穴の
うち、シリンダブロツク２とシリンダヘツド３の
みを冷却する部分に弁取付座１４を形成し、これ
らの弁取付座１４に流量制御弁８を設けることに
なる。

次に本考案の作用について述べる。

まず、内燃機関が高負荷を受けて運転されるこ
とにより予め設定された以上に冷却水が昇温され
ると、上記流量制御弁８がこれを検知して連通孔
４の開度を必要最小限に絞り、冷却水流量を小さ
くして、流量制御弁８を有しないバルブシートブ
ロツクあるいはバルブシートインサート、副室燃
焼室７を冷却するための連通孔４に冷却水流量が
大きくなりこれらを最適に冷却することになる。
即ち、内燃機関が高負荷運転されて極熱間時に至
つたとき、熱負荷が酷しくより冷却を要する内燃
機関部分への冷却水の流量を自動的に増加させて
比較的冷却を要しない部分冷却水の流量を最小許
容範囲内に流量制御することになる。従つて、熱
負荷が酷しいバルブシートブロツク（バルブシー
トインサート）あるいは副室燃焼室の熱破壊を未
然に防止することができる。また、冷寒時に内燃
機関を始動させるときには冷却水が設定温度以下
になつており、これを流量制御弁８が検知し連通
孔４の開口面積を最小に絞り、この連通孔４内を
通過する冷却水流量を最小許容範囲に規制するこ
とにより必要以上の冷却をすることがないので暖
機性能が向上され暖機運転時間を可及的に短縮さ
せることができる。

尚、前記実施例にあつては流量制御弁８は高温
域及び低温域をそれぞれ検知して開閉作動するよ
うに形状記憶されているが、それぞれ温域を単一
的に検知すべく開閉作動させて形成し、これらを
多段に重ね合わせて連通孔４に設けても良いこと
は勿論である。

第１２図及び第１３図は変形実施例を示すもの
であり、内燃機関を構成するシリンダブロツク２
を冷却するためのウオータジヤケツト１ａに設け
られるウオータダクト１７に流量制御弁８を設け
たものである。

ウオータダクト１７にはシリンダブロツク２に
形成されるシリンダ１８をそれぞれ冷却するため
に冷却水を循環させるための連通孔４が設けられ
ており、これら連通孔４に流量制御弁８を設ける
ことになる。

これら連通孔４に設けられる流量制御弁８は冷
却水が所定温以下のときには上記連通孔４を閉
じ、所定温以上に至つたときに開放するように前
記実施例同様に形状記憶合金により形成されてい
る。

従つて、冷間時には第１３図に示す如く上記流
量制御弁８は自動的に閉じシリンダ１８を冷却す
るためのウオータジヤケツト１ａへのウオータポ
ンプからの冷却水の循環流入を遮断し、必要以上
に冷却をせずに暖機運転することができる。

このように冷却水の流入を規制して暖機運転す
ることにより、暖機運転時間を短縮することがで
きると共に摺動部のフリクシヨンが低減されるこ
とになり、燃費の向上が達成できる。

次いで、暖機運転が終了して冷却水が設定温以
上に上昇すると、これを流量制御弁８が検知して
連通孔４を開放し、シリンダ１８を冷却すべく冷
却水を循環流入させることになる。

第１４図は流量制御弁８がシリンダ１８を囲繞
するウオータジヤケツト１ａ内側に設けられ、開
放時に冷却水の整流作用をするように構成された
ものである。

［考案の効果］ (1) 内燃機関の温度分布に応じて冷却水の流量分
布を制御することができ、機関が極熱間時にあ
るときには、バルブシートインサート間や副室
燃焼室等の熱的負荷の酷しい機関部分への冷却
水流量を増加させて機関の冷却を最適に成し
得、バルブシートインサートの温度が低下され
てその摩耗が防止され、またバルブシートブロ
ツクあるいはインサートの熱的亀裂も防止され
て内燃機関のより高出力化を図ることができ
る。

(2) 冷寒時における機関始動時には、比較的冷却
を必要としない機関部分への冷却水流量を減少
させることができ、暖機運転を良好になし得、
これに要する時間を短縮させることができる。

(3) 構造が簡単であり、汎用性に富む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案が採用される内燃機関を示す
断面図、第２図はその内燃機関を構成するシリン
ダヘツドを示す部分断面図、第３図は流量制御弁
を示す斜視図、第４図は第３図の−線断面
図、第５図は流量制御弁の変形例を示す斜視図、
第６図はその断面図、第７図はその変形実施例の
作用状態を示す斜視図、第８図はその断面図、第
９図は流量制御弁が取付けられた内燃機関の一部
断面図、第１０図は流量制御弁の弁取付座を示す
平面図、第１１図は弁取付座が形成されたシリン
ダブロツク、第１２図，第１３図は変形実施例を
示す概略平断面図、第１４図は別別の変形実施例
を示す概略平断面図である。である。 図中、１ａ，１ｂはウオータジヤケツト、４は
冷却水通路を形成する連通孔部、８は流量制御弁
である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関の温度分布の異なる部分に配置され
   ている冷却水通路に、その冷却水温度に応じて
   通路断面積を可変させて流量を増減すべく形状
   記憶された流量制御弁を設けたことを特徴とす
   る水冷式内燃機関。 (2) 上記流量制御弁が比較的に冷却を要しない内
   燃機関部分のウオータジヤケツトの連通孔に設
   けられ冷却水温度が設定値を超えたときに冷却
   水流量を減ずるように開度制御して比較的冷却
   を要する内燃機関部分に冷却水の流量を増加さ
   せるように形状記憶された上記実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の水冷式内燃機関。 (3) 上記流量制御弁が、上記冷却水温度が設定値
   以下のときに各ウオータジヤケツトの連通孔の
   流路断面積を小さくするように形状記憶された
   上記実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項
   記載の水冷式内燃機関。