JPH0444816Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動車等の車輌に用いられる内燃機
関の冷却装置に係り、特に火花点火式内燃機関に
用いられるヘツド先行冷却式冷却装置に係る。

従来の技術 火花点火式内燃機関のメカニカルオクタン価の
向上のためにシリンダヘツドをシリンダブロツク
に比して強力に冷却する冷却装置の一つとして、
冷却水がシリンダブロツクの冷却水通路に比して
シリンダヘツドの冷却水通路を先行して流れるよ
う構成された、所謂ヘツド先行冷却式冷却装置が
既に提案されており、このヘツド先行冷却式冷却
装置は特開昭54−120337号公報に示されている。

またヘツド先行冷却式冷却装置の改良として、
シリンダヘツドはメカニカルオクタン価の向上の
ために強力に冷却し、シリンダブロツクは潤滑油
による摩擦損失の増大を回避すべく適度に保温す
るために、シリンダヘツドの冷却水通路を流れる
冷却水の定常温度とシリンダブロツクの冷却水通
路を流れる冷却水の定常温度とを各々個別に適切
に設定することが出来る冷却装置が本願出願人と
同一の出願人による実願昭59−181198号及び実願
昭60−170542号に於て既に提案されている。

考案が解決しようとする問題点 上述の如き改良されたヘツド先行冷却式冷却装
置は、潤滑油温度の低下による摩擦損失の増大を
招くことなく内燃機関のメカニカルオクタン価を
向上できる優れた効果を発揮するが、しかし複数
個の冷却水バイパス通路を含む比較的多くの冷却
水通路を必要とし、冷却水配管が複雑なものとな
つてこのことから実現性に乏しいと云う問題点を
有しているか、或いは冷却水の温度制御がシリン
ダヘツド或いはシリンダブロツクの冷却水通路を
通過した冷却水の温度に基づいて行われているた
め、これら冷却水通路に流入する冷却水の温度に
ばらつきが生じることがあり、この温度を的確に
制御することがむずかしいと云う問題点を有して
いる。

本考案は、複数個の冷却水バイパス通路を必要
とせず、構造簡単にしてメカニカルオクタン価の
向上のためにシリンダヘツドは強力に冷却し、シ
リンダブロツクは摩擦損失の増大を回避するため
に適度に保温することができ、しかもシリンダヘ
ツド或いはシリンダブロツクの冷却水通路に流入
する冷却水の温度を的確に制御することができる
改良されたヘツド先行冷却式冷却装置を提供する
ことを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本考案によれば、シリンダ
ヘツドに設けられたヘツド内冷却水通路と、シリ
ンダブロツクに設けられたブロツク内冷却水通路
と、前記ヘツド内冷却水通路及び前記ブロツク内
冷却水通路へ冷却水を循環式に供給する一つの冷
却水ポンプと、ラジエータと、前記ヘツド内冷却
水通路を流れた冷却水を前記ラジエータへ導くヘ
ツド側冷却水出口通路と、前記ラジエータを流れ
た冷却水を前記ヘツド内冷却水通路へ導くヘツド
側冷却水入口通路と、前記ヘツド側冷却水出口通
路と前記ヘツド側冷却水入口通路とを接続する冷
却水バイパス通路と、前記ヘツド内冷却水通路を
流れた冷却水の一部を前記ブロツク内冷却水通路
へ導くブロツク側冷却水入口通路と、前記ブロツ
ク内冷却水通路を流れた冷却水を前記ヘツド側冷
却水出口通路の途中に導くブロツク側冷却水出口
通路と、前記ヘツド側冷却水入口通路を流れる冷
却水の温度に感応し前記冷却水温度が第一の所定
値以上である時には前記ヘツド側冷却水入口通路
と前記ラジエータとの連通接続を確立し前記冷却
水温度が前記第一の所定値以上でない時には前記
ヘツド側冷却水入口通路と前記ラジエータとの連
通を遮断する冷却水流路制御弁と、前記ブロツク
内冷却水通路を流れる冷却水の温度に感応し前記
冷却水温度が前記第一の所定値より高い第二の所
定値以上である時には前記ブロツク内冷却水通路
を流れる冷却水の流量を増大せしめ前記冷却水温
度が前記第二の所定値以上でない時には前記ブロ
ツク内冷却水通路を流れる冷却水の流量を減少せ
しめる冷却水流量制御弁とを有している内燃機関
の冷却装置によつて達成される。

考案の作用及び効果 上述の如き構成によれば、冷却水は先ずヘツド
内冷却水通路を流れてからブロツク内冷却水通路
を流れ、しかも冷却水がラジエータを流れること
が冷却水流路制御弁により制御されることにより
シリンダヘツドの冷却が過冷却を生じることなく
強力に行われ、また冷却水流量制御弁の作用によ
りブロツク内冷却水通路を流れる冷却水の温度が
低い時にはブロツク内冷却水通路を流れる冷却水
の流量が制限され、ブロツク内冷却水通路を流れ
る冷却水の温度が高い時にはブロツク内冷却水通
路を流れる冷却水の流量が増大することによりシ
リンダブロツクの保温が適度に行われるようにな
り、内燃機関のメカニカルオクタン価の向上と潤
滑油温度の低下による摩擦損失の増大の回避が両
立する。

前記冷却水流量制御弁はブロツク側冷却水出口
通路或いはブロツク側冷却水入口通路を流れる冷
却水の流量を制御することによりブロツク内冷却
水通路を流れる冷却水の流量を制御するから、ブ
ロツク内冷却水通路を流れる冷却水の流量を制御
するために特別な冷却水バイパス通路を必要とす
ることがなく、ブロツク内冷却水通路を流れる冷
却水の流量が制御されることによつてブロツク内
冷却水通路を流れる冷却水の温度がヘツド内冷却
水通路を流れる冷却水の温度とは別に制御される
ようになる。

前記冷却水流路制御弁は前記ヘツド側冷却水入
口通路を流れる冷却水の温度に感応して作動する
ことにより前記ヘツド内冷却水通路に流入する冷
却水の温度がばらつきを生じることなく所定の温
度に的確に制御されるようになる。また前記冷却
水流量制御弁がブロツク側冷却水入口通路を流れ
る冷却水の温度に感応して作動するようになつて
いれば、前記ブロツク内冷却水通路に流入する冷
却水の温度も的確に制御されるようになる。

実施例 以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は本考案による内燃機関の冷却装置の一
つの実施例を示している。図に於て、１は内燃機
関を示しており、該内燃機関は、各気筒の燃焼室
の頭部を郭定するシリンダヘツド２と、燃焼室の
側周部を郭定するシリンダブロツク３とを有して
いる。シリンダヘツド２にはヘツド内冷却水通路
４が、シリンダブロツク３にはブロツク内冷却水
通路５が各々個別に設けられており、この二つの
冷却水通路を冷却水が互いに独立した流れをもつ
て個別に流れるようになつている。

ヘツド内冷却水通路４の冷却水入口６には冷却
水ポンプ８が接続されており、冷却水ポンプ８は
冷却水をヘツド内冷却水通路４へ向けて送り込む
ようになつている。ヘツド内冷却水通路４の冷却
水出口７はヘツド側冷却水出口通路９及び１０を
経てラジエータ１１の冷却水入口１２に連通接続
されている。

ラジエータ１１は、一般的構造のラジエータで
あつて良く、その冷却水出口１３をヘツド側冷却
水入口通路１４、冷却水流路制御弁１５、ヘツド
側冷却水入口１６を経て冷却水ポンプ８に連通接
続されている。

ヘツド側冷却水出口通路１０はその途中にて冷
却水流量制御弁１７及び冷却水バイパス通路１８
を経てラジエータをバイパスして冷却水流路制御
弁１５に接続されている。ヘツド側冷却水出口通
路１０の途中には絞り要素１９が設けられてい
る。

ヘツド側冷却水出口通路９はその途中より分岐
して設けられたブロツク側冷却水入口通路２０に
よつてブロツク内冷却水通路５の冷却水入口２１
に連通接続されている。ブロツク内冷却水通路５
の冷却水出口２２はブロツク側冷却水出口通路２
３によつて冷却水バイパス通路１８の途中に連通
接続されている。

冷却水流路制御弁１５は、実開昭57−139768号
公報に示されている如き三ポート型の感温弁であ
つて良く、ヘツド側冷却水入口通路１６を流れる
冷却水の温度に感応し、これが第一の所定値、例
えば55℃以上である時には冷却水バイパス通路１
８のヘツド側冷却水入口通路１６に対する連通を
制限或いは遮断してヘツド側冷却水入口通路１４
とヘツド側冷却水入口通路１６との連通を確立
し、これに対し前記冷却水温度が前記第一の所定
値以上でない時にはヘツド側冷却水入口通路１４
とヘツド側冷却水入口通路１６との連通を遮断し
て冷却水バイパス通路１８とヘツド側冷却水入口
通路１６との連通を確立するようになつている。

冷却水流量制御弁１７は、一般的構造の開閉型
の感温弁２４と絞り要素２５とを冷却水の流れで
見て互いに並列に有している。感温弁２４は、ブ
ロツク側冷却水出口通路２３を流れる冷却水の温
度に感応し、これが前記第一の所定値より高い第
二の所定値、例えば80℃以上である時には開弁
し、これに対し前記冷却水の温度が前記第二の所
定値以上でない時には閉弁するようになつてい
る。

冷間始動時にはヘツド内冷却水通路４の冷却水
温度もブロツク内冷却水通路５の冷却水温度も前
記第一の所定値以下の低い温度であるから、この
時には、冷却水流路制御弁１５は冷却水がラジエ
ータ１１へ流れることを禁止すべくヘツド側冷却
水入口通路１４とヘツド側冷却水入口通路１６と
の連通を遮断して冷却水バイパス通路１８の連通
を確立しており、また冷却水流量制御弁１７の感
温弁２４は閉弁している。従つてこの時には、第
２図に示されている如く、冷却水ポンプ８によつ
てヘツド内冷却水通路４に送り込まれた冷却水は
ヘツド内冷却水通路４を通過した後にヘツド側冷
却水出口通路９，１０、冷却水流量制御弁１７の
絞り要素２５、冷却水バイパス通路１８、冷却水
流路制御弁１５及びヘツド側冷却水入口通路１６
を経てラジエータ１３を通過することなく冷却水
ポンプ８に戻る。これによりシリンダブロツク２
の過冷却は防止される。

またこの時には、ヘツド内冷却水通路４よりヘ
ツド側冷却水出口通路９へ流出した冷却水の一部
がブロツク側冷却水入口通路２０よりブロツク内
冷却水通路５に流入し、ブロツク内冷却水通路５
を通過して流れてブロツク側冷却水出口通路２３
及び冷却水バイパス通路１８を経てヘツド側冷却
水出口通路１０よりの冷却水と共に冷却水流量制
御弁１５へ向けて流れるようになる。この時のブ
ロツク内冷却水通路５の冷却水流量は概ね冷却水
流量制御弁２０の絞り要素２５及びもう一つの絞
り要素１９の絞り度により決まる。

上述の如く機関冷間時にはヘツド内冷却水通路
４を通過した冷却水の一部がブロツク内冷却水通
路５を通過して流れることによりブロツク内冷却
水通路５の冷却水の温度上昇が促進され、シリン
ダブロツク３の暖機及びシリンダブロツク温度に
存在する潤滑油の温度上昇が促進される。

ヘツド側冷却水入口通路１６を流れる冷却水の
温度、換言すればヘツド内冷却水通路４に流入し
ようとする冷却水温度が前記第一の所定値、例え
ば55℃に達すると、冷却水バイパス通路１８の連
通が制限或いは遮断されてヘツド側冷却水出口通
路１４とヘツド側冷却水出口通路１６とが連通接
続され、これにより、第３図に示されている如
く、ヘツド内冷却水通路４より流出してヘツド側
冷却水出口通路９及び１０を流れる冷却水はラジ
エータ１３を通過して流れるようになる。これに
より冷却水がラジエータ１３によつて冷却され、
この冷却水がヘツド側冷却水入口通路１４，１６
を経て冷却水ポンプ８へ流れてヘツド内冷却水通
路４に供給されるようになる。これによりヘツド
内冷却水通路４には過冷却を生じることがない適
当に低温の冷却水、即ちほぼ前記第一の所定値に
等しい温度の冷却水が供給され、この冷却水によ
つてシリンダヘツド２が比較的強力に冷却され、
この結果ノツキングの発生が抑えられて内燃機関
のメカニカルオクタン価が向上する。

上述の如き状態下に於てもブロツク内冷却水通
路５にはヘツド内冷却水通路４を通過した冷却水
の一部が供給され、この冷却水はブロツク内冷却
水通路５を通過したのちブロツク側冷却水出口通
路２３及び冷却水流量制御弁１７の絞り要素２５
を経てヘツド側冷却水出口通路１０へ流れ、ラジ
エータ１１へ向かう。ブロツク内冷却水通路５を
流れた冷却水の温度が前記第二の所定値、例えば
80℃に達するまでは冷却水流量制御弁１７の感温
弁２４が閉弁していてブロツク内冷却水通路５を
流れる冷却水の流量は冷却水流量制御弁１７の絞
り要素２５により制限されて比較的低い値となつ
ていることにより、ブロツク内冷却水通路５に於
ける冷却水の温度はヘツド内冷却水通路４の冷却
水の温度の影響を受けつつもヘツド内冷却水通路
４の冷却水温度よりも徐々に高温となる。

ブロツク内冷却水通路５を流れた冷却水の温度
が前記第二の所定値に達すると、冷却水流量制御
弁１７の感温弁２４が開弁し、これによりブロツ
ク内冷却水通路５が比較的大きい開口度をもつて
ヘツド側冷却水出口通路１０と接続されることに
なり、第３図に示されている如く、ヘツド内冷却
水通路４よりブロツク側冷却水入口通路２０を経
てブロツク内冷却水通路５に流入する冷却水の流
量が増大する。これによりブロツク内冷却水通路
５の冷却水温度はそれ以上上昇することを回避さ
れ、ブロツク内冷却水通路５を流れる冷却水の温
度がほぼ第二の所定値に保たれる。この結果、シ
リンダブロツク３が加熱状態となることなく適当
に保温され、潤滑油温度の低下による摩擦損失の
増大を招くことが回避される。

第５図及び第６図は各々本考案による内燃機関
の冷却装置の他の一つの実施例を示している。
尚、第５図及び第６図に於て第１図に対応する部
分は第１図に付した符号と同一の符号により示さ
れている。

第５図に示された実施例に於ては、冷却水流量
制御弁１７がブロツク側冷却水入口通路２０の途
中に設けられ、その感温弁２４はブロツク内冷却
水通路５に流入する冷却水の温度に感応して作動
するようになつている。この冷却水流量制御弁１
７の配設位置の変更に伴い冷却水バイパス通路１
８はヘツド側冷却水出口通路１０の途中に直接接
続され、またブロツク側冷却水出口通路２３もヘ
ツド側冷却水出口通路１０の途中に直接接続され
ている。

この実施例に於ては、感温弁２４がブロツク内
冷却水通路５に流入する冷却水の温度に感応して
作動することによりブロツク内冷却水通路５に流
入する冷却水の温度もその感温弁２４の作動特性
に応じて的確に制御されるようになる。

第６図に示された実施例に於ては、冷却水流量
制御弁１７が冷却水バイパス通路１８より切り離
して設けられ、ブロツク内冷却水通路５の冷却水
出口２２がブロツク側冷却水出口通路２３と冷却
水流量制御弁１７を経てヘツド側冷却水出口通路
１０に接続されている。

この実施例に於ては、冷却水流量制御弁１７の
感温弁２４が閉弁している時のブロツク内冷却水
通路５の冷却水流量が絞り要素１９と２５の絞り
度の比により決まるようになる。

上述の実施例に於ては、冷却水ポンプ８はヘツ
ド内冷却水通路４の冷却水入口部分に設けられて
いるが、これは第７図に示されている如くヘツド
内冷却水通路４の冷却水出口部分に設けられても
良い。

以上に於ては、本考案を特定の実施例について
詳細に説明したが、本考案は、これらに限定され
るものではなく、本考案の範囲内にて種々の実施
例が可能であることは当業者にとつて明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による内燃機関の冷却装置の一
つの実施例を示す概略構成図、第２図乃至第４図
は各々第１図に示された本考案による冷却装置の
各温度状態下に於ける冷却水の流れを示す説明
図、第５図乃至第７図は本考案による内燃機関の
冷却水通路の他の一つの実施例を示す概略構成図
である。 １……内燃機関、２……シリンダヘツド、３…
…シリンダブロツク、４……ヘツド内冷却水通
路、５……ブロツク内冷却水通路、６……冷却水
入口、７……冷却水出口、８……冷却水ポンプ、
９……ヘツド側冷却水出口通路、１０……ヘツド
側冷却水出口通路、１１……ラジエータ、１２…
…冷却水入口、１３……冷却水出口、１４……ヘ
ツド側冷却水入口通路、１５……冷却水流路制御
弁、１６……ヘツド側冷却水入口通路、１７……
冷却水流量制御弁、１８……冷却水バイパス通
路、１９……絞り要素、２０……ブロツク側冷却
水入口通路、２１……冷却水入口、２２……冷却
水出口、２３……ブロツク側冷却水出口通路、２
４……感温弁、２５……絞り要素。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダヘツドに設けられたヘツド内冷却水通
   路と、シリンダブロツクに設けられたブロツク内
   冷却水通路と、前記ヘツド内冷却水通路及び前記
   ブロツク内冷却水通路へ冷却水を循環式に供給す
   る一つの冷却水ポンプと、ラジエータと、前記ヘ
   ツド内冷却水通路を流れた冷却水を前記ラジエー
   タへ導くヘツド側冷却水出口通路と、前記ラジエ
   ータを流れた冷却水を前記ヘツド内冷却水通路へ
   導くヘツド側冷却水入口通路と、前記ヘツド側冷
   却水出口通路と前記ヘツド側冷却水入口通路とを
   接続する冷却水バイパス通路と、前記ヘツド内冷
   却水通路を流れた冷却水の一部を前記ブロツク内
   冷却水通路へ導くブロツク側冷却水入口通路と、
   前記ブロツク内冷却水通路を流れた冷却水を前記
   ヘツド側冷却水出口通路の途中に導くブロツク側
   冷却水出口通路と、前記ヘツド側冷却水入口通路
   を流れる冷却水の温度に感応し前記冷却水温度が
   第一の所定値以上である時には前記ヘツド側冷却
   水入口通路と前記ラジエータとの連通接続を確立
   し前記冷却水温度が前記第一の所定値以上でない
   時には前記ヘツド側冷却水入口通路と前記ラジエ
   ータとの連通を遮断する冷却水流路制御弁と、前
   記ブロツク内冷却水通路を流れる冷却水の温度に
   感応し前記冷却水温度が前記第一の所定値より高
   い第二の所定値以上である時には前記ブロツク内
   冷却水通路を流れる冷却水の流量を増大せしめ前
   記冷却水温度が前記第二の所定値以上でない時に
   は前記ブロツク内冷却水通路を流れる冷却水の流
   量を減少せしめる冷却水流量制御弁とを有してい
   る内燃機関の冷却装置。