JPH0320492Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は水冷式エンジンにおけるキヤビテーシ
ヨンエロージヨンを防止する装置に関する。

〈背景技術〉 第１図に水冷式エンジンの冷却系統を示し、簡
単に説明すると、始動時などの冷却水温が低いと
き、サーモスタツト５が閉じることにより冷却水
はエンジン本体３からラジエータ４に流れずにバ
イパス通路６を介しウオータポンプ２から再びエ
ンジン本体３のシリンダライナ周囲に供給され、
暖機を促進する。

一方、暖機後は冷却水温が高くなりサーモスタ
ツト５が開弁するので、エンジン本体３からの暖
かい冷却水は、一旦ラジエータ４で冷却された後
再びエンジン本体３を循環するのである。エンジ
ン運転中は、サーモスタツト５の上流側およびラ
ジエータ４からエアパイプ７，８を通り絶えず冷
却水がウオータタンク１へ流れ込み気水分離を行
うようになつている。

ところが、このような水冷式エンジンでは、運
転時、シリンダライナやシリンダブロツクの振動
によりシリンダ周囲の冷却水中にキヤビテーシヨ
ン現象を生じる傾向にある。

このキヤビテーシヨンは、シリンダライナの外
周に接触する冷却水中に発生する気泡であつて、
エンジン振動に伴う急激な水圧の低下に起因して
発生する。この気泡は、ライナ表面の微小凹部を
核として低圧部に発生し、次の高圧に移行したと
き瞬時のうちに崩壊し、このとき、冷却水路の内
部に高周波の水圧変動を生じてライナ表面の凹部
にキヤビテーシヨンエロージヨンを発生し、これ
によりエンジンの耐久性を低下させるという問題
を有している。

そこで、このキヤビテーシヨンエロージヨンを
防止するために冷却水中に気泡を混入させ、この
気泡を利用して水圧の変動を緩和させるようにし
たものが実開昭57−93619号公報及び実開昭58−
33729号公報等で提案されている。

ところが、前者のものはエンジン本体に取り付
けた圧電素子でキヤビテーシヨン発生を検出させ
る構成であるため、この圧電素子がキヤビテーシ
ヨン発生を伴なう圧力変動だけでなくエンジン本
体自体の振動をも感和してしまい、正確なキヤビ
テーシヨン検出ができず信頼性が極めて低く、し
かも部品点数が多くコストが高い。

また、後者のものは、空気通路が常時冷却水通
路と連通状態にあるため、キヤビテーシヨンのほ
とんど発生しない冷却水高温時にも空気が混入す
る恐れがあり、冷却効率を損なう心配があつた。

〈考案の目的〉 本考案は上記の実情に鑑みてなされたものであ
り、冷却系統のウオータタンク内空気室とウオー
タポンプ吸込側とを連通する空気通路のウオータ
タンク側開口部位置を特定することにより、簡単
な構成で冷却水高温時における空気混入を確実に
防止できるキヤビテーシヨンエロージヨン防止装
置を提供することを目的とする。

〈考案の概要〉 本考案は、ウオータタンク内の空気室とウオー
タポンプ吸込側とを連通する空気混入用空気通路
のウオータタンク側開口部を、冷却水高温時にウ
オータタンク内の冷却水面より下方となる位置に
設ける構成とした。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

本考案の１実施例を示す第２図において、本実
施例の冷却水循環経路は従来と同様に構成されて
いる。即ち、始動時等冷却水温度が低いときに
は、サーモスタツト１２が閉であり冷却水は、エ
ンジン本体１１からバイパス通路１４を通りウオ
ータポンプ１５によりエンジン本体１１に圧送さ
れる。一方、冷却水温度が所定温度を越えサーモ
スタツト１２が開成すると、冷却水はエンジン本
体１１からラジエータ１３に流入し冷却された
後、ウオータポンプ１５、エンジン本体１１へと
順次流れるようになつている。１６，１７はウオ
ータタンク１８の上部に形成される空気室１８Ａ
とサーモスタツト１２上流側及びラジエータ１３
上部とにそれぞれ接続されるエアパイプ、１９は
冷却系統の空気圧が異常に高くなつたときのみ空
気を外部に逃すためのプレツシヤバルブで、ウオ
ータタンク１８の注水口２０に取り付けられてい
る。

そして、本実施例では、これら従来同様に構成
された冷却系統に加えて、ウオータタンク１８上
部の空気室１８Ａとウオータポンプ１５の吸込側
とを連通する空気通路２１を設け、かつ第３図に
示す如くこの空気通路２１のウオータタンク１８
側開口部２１ａを、冷却水高温時、更に詳しくは
冷却水がキヤビテーシヨンの発生のない温度に達
したときに、温度上昇に伴なう冷却水の膨張によ
つて上昇したウオータタンク１８内の水面（第３
図中破線で示す）より下方となる位置に設けるよ
うに構成してある。更に、本実施例におけるウオ
ータタンク１８は、注水口２０の開口端を空気通
路開口部２１ａより下方まで延設し、かつ前記開
口端位置と開口部２１ａ位置との間のタンク内容
積がキヤビテーシヨン防止に必要な混入空気量
（冷却水量に対する循環空気量の体積パーセント
で１％以上）を確保できる容積となるように構成
してある。

次に作用を説明する。

エンジン運転時、シリンダライナやシリンダブ
ロツクの振動によりシリンダライナ周囲の冷却水
通路は水圧変動をきたし、キヤビテーシヨンを発
生する。このキヤビテーシヨンは冷却水通路が低
温の時に激しく発生する。

この冷却水温度が低い時には、前述したように
サーモスタツト１２が閉じており、冷却水はバイ
パス通路１４を通つてウオータポンプ１５に供給
されている。この場合、ウオータタンク１８の空
気室１８Ａの圧力とウオータポンプ１５の吸込側
圧力との差圧は大きくなつており、この差圧に基
づいて空気室１８Ａ内の空気が空気通路２１を介
して循環冷却水中に混入し気泡を生じる。この気
泡がシリンダライナ周囲の冷却水通路内において
気泡容積の弾性変形に基づいて水圧の変動を緩和
するため、圧力変動が低減し、この圧力変動の際
発生するキヤビテーシヨンエロージヨンを有効に
抑制する。

その後、冷却水の温度が上昇すると、これに伴
なつて冷却水が膨張する。そして、冷却水温度が
キヤビテーシヨンのほとんど発生しない温度に達
したときには、冷却水の膨張によつてウオータタ
ンク１８内の水面が、第３図中破線で示すように
空気通路２１の開口部２１ａより上方に位置する
ため、これ以後は、空気通路２１にはタンク１８
内の冷却水が流入し、冷却水中への空気混入は停
止される。従つて、エンジン本体１１に対する冷
却効率を従来同様確保することができる。

また、ウオータタンク１８内への注水量は、注
水口２０の開口端位置によつて規定されタンク１
８の水面は注水口２０開口端位置と略合致する。
そして、混入空気量はエンジン運転開始前のウオ
ータタンク１８内水面から空気通路開口部２１ａ
までの間のタンク容積と略等しいので、キヤビテ
ーシヨンの防止に必要な混入空気量を確保するこ
とができると共に、過剰の空気混入を未然に防止
することができる。

尚、上記実施例では、ウオータタンク１８の水
面の規定を注水口開口端をタンク１８内に延設す
ることによつて行なう構成としたが、第４図に示
すようにウオータタンク１８内に、各エアパイプ
１６，１７及び空気通路２１の接続部と注水口取
付部とを画成するように仕切板２２を設け、この
仕切板２２の上部からの長さを適切に設定する構
成でもよく、また第５図に示すようにウオータタ
ンク１８の上部を段付状に形成するようにしても
よい。

〈考案の効果〉 以上述べたように本考案によれば、ウオータタ
ンク内空気室とウオータポンプ吸込側とを連通す
る空気通路のウオータタンク側開口部位置を特定
するだけの極めて簡単な構成により、冷却水低温
時には空気混入によりキヤビテーシヨンエロージ
ヨンを効果的に抑制できると共に、キヤビテーシ
ヨンの発生しない冷却水高温時には空気混入を停
止でき冷却効率を損なわず熱負荷によるエンジン
本体の損傷を防止でき、もつてエンジンの耐久性
及び信頼性を向上できる。また、装置のコストを
大幅に低減できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエンジン冷却系統を示す簡略構
成図、第２図は本考案の１実施例を示す簡略構成
図、第３図は同上実施例のウオータタンクの構成
図、第４図及び第５図は本考案のそれぞれ別の実
施例を示す構成図である。 １１……エンジン本体、１２……サーモスタツ
ト、１５……ウオータポンプ、１８……ウオータ
タンク、１８Ａ……空気室、２１……空気通路、
２１ａ……開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水冷式エンジンの冷却系統に設けたウオータタ
   ンク内の空気室とウオータポンプ吸込側とを連通
   する空気通路を設け、該空気通路を介して冷却水
   中に空気の気泡を混入させる構成のキヤビテーシ
   ヨンエロージヨン防止装置において、前記空気通
   路のウオータタンク側開口部を、温度上昇に伴な
   つて膨張する冷却水の高温時にウオータタンク内
   の冷却水面より下方となる位置に設ける構成とし
   たことを特徴とするキヤビテーシヨンエロージヨ
   ン防止装置。