JPH0330587Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水冷式エンジンの冷却系統に空気を混
入してキヤビテーシヨンエロージヨンを防止する
装置について、殊に混入する空気量を制御するも
のに関する。

ウエツトライナ型のシリンダを有するエンジン
では、特に冷却水低温時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、エンジン振動に伴なう水圧の低
下に起因して発生する。この気泡は、ライナ表面
の微小凹部円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。

このキヤビテーシヨンエロージヨンの防止方法
の１つとして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というもの
があり、この方法を利用したキヤビテーシヨンエ
ロージヨン防止装置が従来提案されている（特開
昭57−93619号公報）。

このものは、ラジエータの空気室と、ラジエー
タ出口側冷却水通路とを連通する空気通路を設
け、この空気通路に流量制御弁を設けると共に、
エンジン本体に圧電素子を取り付け、この圧電素
子によりキヤビテーシヨンの発生を検出し、この
検出信号によつて制御弁を制御し冷却水中へ混入
させる空気量を制御するようになつている。

しかしながら、この従来装置では冷却水量に関
係なくキヤビテーシヨン検出信号が発せられると
空気が冷却水中に混入してしまう。このため、冷
却水の蒸発、ラジエータの加圧キヤツプ誤動作、
冷却水の洩れ等により冷却水が減少した場合に、
必要以上の空気量が混入してしまうことがあり、
この場合、冷却水高温時での冷却効率が低下し、
冷却不足を生じるという問題がある。

ところで、この種キヤビテーシヨンエロージヨ
ン防止装置は本出願人からも先に実公平２−
36899号公報によつて提案されている。

本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、
冷却水通路に冷却水流通方向に対して略直角に対
向配置した超音波発振器と受信器とで構成され冷
却水中の空気混入率を検出する検出手段を設け、
この検出手段からの出力に応じて空気通路に介装
した通路開閉弁を開閉制御することにより、従来
の問題点を解決することを目的とする。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図において、始動時等冷却水温度が低い時
には、エンジン本体１で暖められた冷却水はサー
モスタツト２が閉じているため、ラジエータ３へ
流れ込まずにバイパス通路４を介してウオータポ
ンプ５に供給され再びエンジン本体１へ圧送さ
れ、これらの冷却系統を循環して暖機を促進す
る。

一方、冷却水温度が所定温度と越えるとサーモ
スタツト２が開き、エンジン本体１の冷却水はラ
ジエータ３に流入し、ここで冷やされた後ウオー
タポンプ５を介してエンジン本体１に圧送され、
これらの冷却系統を循環して冷却水温度を一定値
以上にならないようにしてエンジン本体１を冷却
するようにしている。

また、運転中はサーモスタツト２上流側及びラ
ジエータ３上部からエアパイプ６，７を介してウ
オータタンク８に冷却水が流れ込み、ここで気水
分離を行ない再びウオータタンク８底部に接続し
た冷却水通路９を介してウオータポンプ５上流側
循環路に戻すようになつている。１０はウオータ
タンク８上部の空気室８Ａ内の空気圧が異常に高
くなつたときに空気を外部へ逃すためのプレツシ
ヤバルブである。

そして、本実施例ではこの従来と同様に構成さ
れた冷却系統に加えて、ウオータタンク８の空気
室８Ａと、ウオータポンプ５の吸込側とを連通す
る空気通路１１を設けると共に、この空気通路１
１に、エンジン本体１内の冷却水温度を検出する
水温センサ１２の出力又はエンジン本体１出口側
の冷却水通路に取り付けられ冷却水中の空気混入
率を検出する空気混入率検出器１３からの信号に
基づくコントロールユニツト１４の出力に応じて
当該空気通路１１を開閉する通路開閉弁１５を設
けてある。

前記空気混入率検出器１３は第２図に示す如く
冷却水通路壁に超音波発振器１３Ａと受信器１３
Ｂとを冷却水の流通方向に対して直角に対向させ
て配置して構成されており、冷却水中の空気混入
率の増大と共に第３図に示す如く受信器１３Ｂに
おける超音波受信レベルが低下する。１６はリー
ド線、１７は冷却水中の気泡である。

次に作用を説明する。

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２が閉じており、冷却水はバイパス通
路４を通つてウオータポンプ５に供給されてい
る。この場合、ウオータタンク８の空気室８Ａの
圧力とウオータポンプ５の吸入側圧力との差圧は
大きくなつているため、冷却水中の空気混入率が
規定値以下であれば通路開閉弁１５は開いている
ので、前記差圧に基づいて空気室８Ａ内の空気が
空気通路１１を介して循環冷却水中に混入気泡を
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を有効
に抑制する。

また、この空気混入時に蒸発或いは洩れ等によ
る冷却水の減少等によつて冷却水量に対する混入
空気量の割合即ち空気混入率が増大してくると、
空気混入率検出器１３の受信器１３Ｂにおける超
音波受信レベルが急激に減少し空気混入率が規定
値を超えると、これに対応する受信器１３Ｂから
の信号に基づいてコントロールユニツト１４から
閉弁信号が出力され通路開閉弁１５を閉成し、空
気の混入を停止する。従つて、空気混入率を規定
値以下に常時抑えることができるため、キヤビテ
ーシヨンが発生せず空気混入の必要のない冷却水
高温時におけるエンジン本体１に対する冷却能力
が低下する恐れはなく、熱負荷によるエンジン損
傷を防止することができる。

冷却水中の空気混入率が規定値以下に保された
まま冷却水温度が上昇した場合には、冷却水温度
が所定温度を越えると水温センサ１２がこれを感
知し、水温センサ１２からの信号により通路開閉
弁１５は閉成する。従つて、冷却水高温時におい
ては空気は混入せず冷却水による冷却効率を従来
と同様に確保することができる。

尚、空気混入形態としてはウオータタンクの空
気室に限るものではなく、エアタンクを別に設け
てもよく、また外気を導入する構成としてもよ
い。

以上述べたように本考案によれば、冷却系統内
に空気を混入してキヤビテーシヨンを防止するも
のにおいて、冷却水中における空気混入率を検出
しこれが規定値を越えたときには空気混入を停止
するようにしたので、循環冷却水の量が減少した
場合でも空気量が過剰になることがなく常時規定
量以下に抑えることができるため、エンジン本体
に対する冷却不足を防止することができ、キヤビ
テーシヨンエロージヨンの抑制効果と合わせてエ
ンジンの耐久性及び信頼性を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す簡略構成図、
第２図は同上実施例の要部拡大図、第３図は受信
器の超音波受信レベルと冷却水中の空気混入率と
の関係を示す図である。 １……エンジン本体、２……サーモスタツト、
３……ラジエータ、５……ウオータポンプ、８…
…ウオータタンク、８Ａ……空気室、１１……空
気通路、１３……空気混入率検出器、１３Ａ……
超音波発振器、１３Ｂ……超音波受信器、１４…
…コントロールユニツト、１５……通路開閉弁。

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内に空気を混入する
   ことによりキヤビテーシヨンを防止するキヤビテ
   ーシヨンエロージヨン防止装置において、冷却系
   統のウオータポンプ吸込側に接続した空気混入用
   の空気通路に通路開閉弁を介装する一方、冷却系
   統内の冷却水通路に冷却水の流通方向に対して略
   直角に対向配置した超音波発振器と受信器とから
   なり前記受信器の受信レベルに基づいて冷却水中
   の空気混入率の検出出力を発生する検出手段を設
   け、該検出手段からの出力に応じて前記通路開閉
   弁を開閉制御する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。