JPH05256133A

JPH05256133A - エンジンの予熱装置

Info

Publication number: JPH05256133A
Application number: JP5811292A
Authority: JP
Inventors: Masashi Ishida; 昌司石田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1993-10-05

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジンの冷態始動時において、冷却装置の
冷却水を利用してシリンダヘッドの吸気ポートを暖める
エンジンの予熱装置を提供する。【構成】エンジンの予熱装置は、冷態始動時、吸気ポ
ート側ウォータジャケット２３、蓄熱装置３５及び電動
ポンプ３６を含む第１循環経路を形成し、この第１循環
経路に加熱されている冷却水を供給して、吸気ポートを
積極的に暖める。また、温態以上の高温時には、ウォー
タジャケット２３からの冷却水をラジエータ３０を介し
て循環させる第２循環経路を形成して、エンジンの構成
部品を所定温度に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの冷態始動時
において、冷却装置の冷却水を利用してシリンダヘッド
の吸気ポートを暖めるエンジンの予熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車のエンジンは、冷態時に燃
料の点火が悪くなって始動しにくくなるため、冷態時に
は、温態時より混合気の空燃比を濃くする制御機構が働
いて、エンジンの始動を良くしている。また、冷態時に
は、エンジン本体に設けられた冷却装置を働かせないよ
うにして、具体的には冷却装置のサーモスタットのバル
ブを閉じ、ラジエータを通じて冷却水が循環しないよう
にして、エンジン本体をできるだけ早く暖めるようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の自動
車のエンジンによると、冷態時には、燃料の気化が悪
く、吸気ポートの内壁面に付着する燃料の量も増加す
る。このため、吸気ポートの内壁面に付着した燃料の燃
焼に遅れが生じて不完全燃焼を起こし、温態時に比べて
排気ガス中にスモークやＨＣ（炭化水素）の発生量が多
くなるという問題がある。

【０００４】特に、希薄燃焼型エンジンでは、主とし
て、２つある吸気ポートの一方から点火プラグに向けて
燃料を噴射する構造であるから、冷態始動時、吸気ポー
トの内壁面に付着する燃料の量がさらに増加し、従来の
自動車のエンジンの場合に比べて排気ガス中に含まれる
スモークやＨＣの発生量が多くなるという問題がある。
本発明は、上述した事情を考慮してなされ、その目的
は、冷却装置の冷却水を利用して、冷態始動時に、エン
ジンの吸気ポートを積極的に暖めることができるエンジ
ンの予熱装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するため、エンジンの予熱装置は、シリンダヘ
ッドの一端部に設けられ、吸気ポート側ウォータジャケ
ットに連通したジャケット入口と、シリンダヘッドの他
方の端部に設けられ、同じく吸気ポート側ウォータジャ
ケットに連通したジャケット出口と、ジャケット入口と
ジャケット出口との間を接続し、吸気ポート側ウォータ
ジャケット内を通じて、冷却水の循環経路を構成する接
続管路と、ジャケット出口をラジエータの入口側に連通
させる一方、接続管路をラジエータをラジエータの出口
に連通させる開閉可能な連通手段と、接続管路に設けら
れ、ジャケット入口に向けて冷却水を圧送するポンプ
と、エンジンの冷態時には、連通手段を閉じて、吸気ポ
ート側ウォータジャケットと接続管路との間で冷却水の
第１循環経路を形成し、エンジンが温態以上の高温にな
った時には、連通手段を開き、吸気ポート側ウォータジ
ャケットからラジエータ及び接続管路を介して流れる冷
却水の第２循環経路を形成する制御手段と、接続管路の
ジャケット入口側に設けられ、冷却水が第１循環経路を
介して循環するとき、前記ジャケット入口側に向け、加
熱されている冷却水を供給する供給手段とから構成され
ている。

【０００６】

【作用】本発明による、エンジンの予熱装置によれば、
エンジンの冷態始動時には、連通手段が閉じ、吸気ポー
ト側ウォータジャケットと接続管路との間に冷却水の第
１循環経路が形成される。このとき、接続管路の供給手
段が働き、加熱されている冷却水がジャケット入口を通
じて吸気ポート側ウォータジャケットに送り込まれ、こ
の温かい冷却水が吸気ポート側ウォータジャケット内を
流れることで、吸気ポートの内壁が積極的に暖められ
る。

【０００７】エンジンが温態以上の高温になると、連通
手段が開かれて、吸気ポート側ウォータジャケットから
ラジエータ及び接続管路を介して流れる冷却水の第２循
環経路が形成される。従って、この場合、吸気ポート側
ウォータジャケット内には、ラジエータで冷却された後
の冷却水が循環して流れるから、シリンダヘッドの吸気
ポート側は通常通りに冷却される。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の第１実施例を図１乃至図６
に基づいて詳細に説明する。自動車のエンジン本体は、
図１に示すように、主として、シリンダブロック１０と
シリンダヘッド１１とから構成されている。シリンダブ
ロック１０には、複数のシリンダボア１２が形成されて
いて、これらシリンダボア１２内にライナ１３を介し
て、ピストン１４が図中上下に摺動自在に嵌合されてい
る。

【０００９】また、シリンダブロック１０の内部には、
シリンダボア１２を囲むようにして冷却水の通路である
ウォータジャケット１５が形成されている。このシリン
ダヘッド１１は、シリンダブロック１０の上部に、ガス
ケット１６を挟んで固定されていて、このシリンダヘッ
ド１１の下面には、シリンダボア１２のそれぞれに連な
るペントルーフ形の燃焼室２７が形成されている。

【００１０】図２に示した気筒の概略斜視図から明らか
なように、シリンダヘッド１１には、一対の吸気ポート
１７ａ，１７ｂと、一個の排気ポート１８とが設けられ
ている。吸気ポート１７ａ，１７ｂ及び排気ポート１８
は、吸気弁１９及び排気弁２０によりそれぞれ開閉さ
れ、更に、この吸気ポート１７ａ，１７ｂの入口には吸
気管２１が、排気ポート１８の出口には排気管２２が、
それぞれ取り付けられている。

【００１１】シリンダヘッド１１の内部にも、吸気ポー
ト１７ａ，１７ｂを囲むようにしてウォータジャケット
２３が形成されていて、排気ポート１８側も同様にして
ウォータジャケット２４が形成されている。ウォータジ
ャケット２４は、シリンダブロック１０側のウォータジ
ャケット１５に連通されているが、ウォータジャケット
２３は、ウォータジャケット１５に対して独立の通路と
なっている。

【００１２】シリンダヘッド１１の燃焼室２７の内面上
部には、その点火部２５ａを燃焼室２７に突き出させて
点火プラグ２５が設けられており、一方の吸気ポート１
７ａの入口付近には、点火プラグ２５に向けて燃料を噴
射するインジェクタ２６が設けられている。従って、イ
ンジェクタ２６から一方の吸気ポート１７ａを通じ燃焼
室２７に向けて燃料が直接噴射されると、図２に示すよ
うに、燃焼室２７すなわちシリンダボア１２内には、吸
気ポート１７ａから流入する混合気２８と、他方の吸気
ポート１７ｂから流入する空気２９とにより、２層の縦
渦が生成され、そして、混合気２８に点火することで燃
料の燃焼が行われることになる。

【００１３】このようなエンジンは、混合気２８の縦渦
を点火プラグ２６に向けて導入するようにしたから、混
合気２８が希薄であっても、燃料の燃焼が可能な希薄燃
焼型エンジン（リーンバーンエンジン）と称されてお
り、このリーンバーンエンジンは燃費がよくて、更に、
排気対策上にも優れたものである。一方、自動車のエン
ジンには、エンジン構成部品の温度を適正に保つため
に、図３に示すような、水冷式の冷却装置が設けられて
おり、この冷却装置には、第１実施例に係るエンジンの
予熱装置が組み込まれている。

【００１４】この冷却装置は、エンジンの前方に設けら
れ、冷却水を冷却するラジエータ３０と、冷却水の流れ
を制御するサーモスタット３１と、エンジン本体に設け
られ、クランクシャフト（図示せず）の回転と連動して
駆動するウォータポンプ３２とを備えている。なお、図
３において、シリンダブロック１０側のウォータジャケ
ット１５は図示されていない。

【００１５】シリンダブロック１０側のウォータジャケ
ット１５と排気ポート１８側のウォータジャケット２４
の出口２４ａは、管路Ｐ１を介して、ラジエータ３０の
入口３０ａと接続されているとともに、管路Ｐ１から分
岐した管路Ｐ２を介して、サーモスタット３１の一方の
入口３１ａとも接続されている。ラジエータ３０の出口
３０ｂは、管路Ｐ３を介して、サーモスタット３１の他
方の入口３１ｂと接続されている。また、サーモスタッ
ト３１の出口３１ｃは、管路Ｐ４を介して、ウォータポ
ンプ３２の吸入口３２ａと接続されている。

【００１６】そして、ウォータポンプ３２の排出口３２
ｂは、シリンダブロック１０側のウォータジャケット１
５の入口２４ｂと直に接続されている。この実施例の場
合、シリンダヘッド１１の吸気ポート側のウォータジャ
ケット２３と排気ポート側のウォータジャケット２４と
は、図３に示すように、分離壁３３によって互いに分離
されているが、しかしながら、分離壁３３には、ウォー
タジャケット２４の出口２４ａ側に位置して、ウォータ
ジャケット２３，２４間を相互に連通させる通路２３ｃ
が形成されている。

【００１７】吸気ポート側のウォータジャケット２３に
は、ウォータジャケット２４の出口２４ａとは反対側に
位置し、シリンダヘッド１１の外部から冷却水を導き入
れる導入口２３ａと、上記出口２４ａ側に位置し、シリ
ンダヘッド１１の外部に冷却水を送り出す導出口２３ｂ
とが設けられている。一方、サーモスタットの出口３１
ｃとウォータポンプの吸入口３２ａとを結ぶ管路Ｐ４の
途中には、新たに冷却水の出口Ｐ４ａが設けられてい
る。

【００１８】この出口Ｐ４ａは、管路Ｐ６を介して電磁
弁３４の第１ポート３４ａに接続されており、この電磁
弁３４の第２ポート３４ｂは、管路Ｐ７を介して吸気ポ
ート側ウォータジャケット２３の導出口２３ｂに接続さ
れている。更に、電磁弁３４の第３ポート３４ｃは管路
Ｐ５を介して、ウォータジャケット２３の導入口２３ａ
に接続されている。

【００１９】電磁バルブ３４は、３ポートの２位置の方
向切換弁からなり、通電されてオンとなると、その弁体
３４ｄが図中下方に移動して、第２ポート３４ｂと第３
ポート３４ｃとを接続し、第１ポート３４ａと第３ポー
ト３４ｃとの間は遮断される。一方、電磁バルブ３４の
通電が解除されてオフとなると、弁体３４ｄが図中上方
に移動して、第２ポート３４ｂと第３ポート３４ｃとの
間が遮断され、第１ポート３４ａと第３ポート３４ｃと
の間が接続される。

【００２０】電磁バルブ３４の第３ポート３４ｃとウォ
ータジャケット２３の導入口２３ａとを結ぶ管路Ｐ５に
は、導入口２３ａに近い側から順に、冷却水の蓄熱装置
３５及び電動ポンプ３６が介挿されている。この電動ポ
ンプ３６は、エンジン運動中、常に駆動されるものとな
っている。冷却水の蓄熱装置３５は、図４に示すよう
に、蓄熱材４３を封入した多数のフィン４２と、内部容
器４１と、外部容器４０とで構成されている。

【００２１】蓄熱材４３としては、主に水酸化バリウ
ム、酢酸ナトリウム、ナフタリン等の化合物がある。フ
ィン４２は、蓄熱量を大きくするため、表面積を大きく
し、所定の間隔を存して並べてあり、内部容器４１の中
に置かれている。また、内部容器４１は外部容器４０の
中に置かれていて、内部容器４１と外部容器４０とで挟
まれた空間４４は、外部に熱を逃がさないように断熱構
造としてある。フィン４２の内部には温度センサ５２が
設けられていて、この温度センサ５２は、後述するコン
トローラ５０に、内部容器４１及び外部容器４０を連通
して外部に導かれている信号ケーブル５２ａを介して接
続されている。

【００２２】前記断熱構造は、その空間４４に断熱材と
してのアルミナ繊維を詰めたり、また、その空間４４を
真空にすることで構成されている。更に、内部容器４１
からは、外部容器４０を貫通して外部に導かれた導入管
４３ａ及び導出管４３ｂが設けられており、これら導入
管４３ａ、導出管４３ｂは管路Ｐ５の導入口２３ａ側及
び電磁バルブ３４の第３ポート３４ｃ側にそれぞれ接続
されている。

【００２３】ここで、内部容器４１内の冷却水容量は、
吸気ポート側のウォータジャケツト２３及び管路Ｐ５，
Ｐ７内の冷却水容量に比べ十分に大きく設定されてい
る。前述した、電磁バルブは３４は、コントローラ５０
に電気的に接続されており、このコントローラ５０は、
吸気ポート側のウォータジャケット２３内の冷却水温度
Ｔ及び蓄熱装置３５内のフィン４２の内部の温度Ｔ’に
基づき、電磁バルブ３４の切換えを制御する。

【００２４】このため、コントローラ５０には、前述し
た温度センサ５２に加えて、冷却水温度Ｔを検出する温
度センサ５１もまた接続されており、この温度センサ５
１は、ウォータジャケット２３の導出口２３ｂ近傍の管
路Ｐ７に取り付けられている。次に、上述した冷却装置
の動作を、図３に加え、図５のフローチャートを参照し
て詳細に説明する。ただし、初期設定において、フラグ
Ｆｔ及び、タイマ変数ＴＭは、それぞれゼロとなってい
る（Ｆｔ＝０，ＴＭ＝０）。

【００２５】まず、コントローラ５０はステップＳ１に
て、エンジンが始動されたか否か、具体的にはイグニッ
ションキーがオンであるか否かを判断し、エンジンが始
動されていればステップＳ２を実行し、エンジンが停止
されていればステップＳ１２を実行する。ステップＳ１
からステップＳ２が実行される場合、前述したウォータ
ポンプ３２及び電動ポンプ３６は駆動された状態にあ
る。

【００２６】ステップＳ２では、フラグＦｔが１か否か
を判断し、この判別結果が正（Ｙｅｓ）の場合には、ス
テップＳ３に進む。逆に否（Ｎｏ）すなわちＦｔ＝０で
あればステップＳ６に進む。ステップＳ３では、タイマ
ー変数ＴＭが０か否かを判断し、この判別結果が正の場
合には、すなわちＴＭ＝０の場合はステップＳ５に進
む。逆に否すなわちＴＭ≠０であれば、ステップＳ４を
実行してステップＳ１１へと進む。

【００２７】ステップＳ４では、ＴＭ＝ＴＭ−１の演算
式を実行して、ＴＭ−１の計算結果を再びＴＭに代入す
るという演算を行っている。ステップＳ３からステップ
Ｓ４へと進むときは、以降のステップＳ１０が実行され
てタイマ変数ＴＭに１以上の数値が代入された場合であ
り、また、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１１を
経て実行される過程は、ステップＳ３でＴＭが０と判断
されるまですなわちＴＭ回繰り返される。そして、ステ
ップＳ５へと進む。この繰り返し過程は、このルーチン
において、タイマの役目を果てしている。

【００２８】ステップＳ５では、フラグＦｔに０が設定
される。ステップＳ６では、前述した温度センサ５１，
５２からのセンサ信号に基づき吸気ポート側のウォータ
ジャケット２３内の冷却水温度Ｔ及び蓄熱装置３５内の
フィン内部の温度Ｔ’がここで読み込まれる。ステップ
Ｓ７では、冷却水温度Ｔが所定の温度Ｔ₀（Ｔ₀は例え
ば４０°Ｃから５０°Ｃの値に設定される。）よりも低
いか否か判別される。この判別結果が正であると、エン
ジンが十分暖まっていないと判断して、ステップＳ８に
進む。逆にステップＳ７の判別結果が否の場合には、ス
テップＳ１２へと進む。

【００２９】ステップＳ８では、蓄熱装置３５内のフィ
ン内部の温度Ｔ’が所定の温度Ｔ₁よりも高いか否か判
別され、この判別結果が正の場合、フィン内部の温度
Ｔ’が十分に高いと判断して、ステップＳ９に進む。ま
た、ステップＳ８の判断結果が否の場合は、ステップＳ
１２へと進む。ここで、Ｔ₁は、Ｔ₀よりも高い値に設
定されているが、好ましくは、Ｔ₁≧Ｔ₀＋２０の値に
設定される。

【００３０】ステップＳ９では、フラグＦｔに１が設定
される。ステップＳ１０では、ステップＳ３の判別結果
を繰り返すべき時間に相当する初期値がタイマ変数ＴＭ
に代入される。ここで、タイマ変数ＴＭの初期値は、ル
ーチンの１サイクル時間を考慮して決定されている。ス
テップＳ１１に至るエンジンの運転状況とは、ステップ
Ｓ７，Ｓ８の判別結果が正となる場合であって、このこ
とはエンジンの冷態始動時であり、かつ、蓄熱装置３５
内の冷却水温度が使用するのに十分であることを示して
いる。

【００３１】それ故、ステップＳ１１では電磁バルブ３
４のソレノイドに通電して、この電磁バルブ３４をオン
に切換える。電磁バルブ３４の弁体３４ｄがオン位置つ
まり図３でみて下方に位置付けられると、蓄熱装置３５
内で保温されていた温かい冷却水が、電動ポンプ３６に
より管路Ｐ５を通って圧送され、管路Ｐ５からシリンダ
ヘッド１１の導入口２３ａを介してウォータジャケット
２３に流入する。そして、温かい冷却水はウォータジャ
ケット２３内の冷たい冷却水を押し出すように流れ、冷
たい冷却水はその導出口２３ｂより、管路Ｐ７を通って
電磁バルブ３４に至り、この電磁バルブ３４から蓄熱装
置３５に戻される。ここで、前述したように蓄熱装置３
５の内部容器４１の容量は十分に大きいから、蓄熱装置
３５内のフィン内部の温度Ｔ’は余り低下することはな
い。

【００３２】従って、蓄熱装置３５からは、温かい冷却
水が、吸気ポート１７ａ，１７ｂ側のウォータジャケッ
ト２３内に向けて供給され、積極的に吸気ポート１７
ａ，１７ｂの内壁が温められることになる。ここで、電
磁バルブ３４のオン状態は、前述したように、ステップ
Ｓ３の判別結果か正となるまで維持される。一方、エン
ジンの始動とともに、ウォータポンプ３２が駆動されて
いるから、このウォータポンプ３２より圧送される冷却
水は、シリンダブロック１０側のウォータジャケット１
５に流入して、このウォータジャケット１５及び排気ポ
ート側のウォータジャケット２４内を流れ、そして、ウ
ォータジャケット２４の出口２４ａから排出される。こ
の時、エンジンの冷態時には、サーモスタット３１の弁
体３１ｄが、図３に示してあるように右方に移動してい
るから、ウォータジャケット２４の出口２４ａから排出
された冷却水は、ラジエータ３０に流入することなく、
管路Ｐ２，サーモスタット３１及び管路Ｐ４を通じて、
ウォータポンプ３２の吸入口３２ａ側に戻される。ここ
で、前述したように電磁バルブ３４の第１ポート３４ａ
は閉じられているから、管路Ｐ４内の冷たい冷却水が蓄
熱装置３５内に流入するようなことはない。

【００３３】なお、分離壁３３には通路２３ｃが設けら
れているが、このとき、吸気ポート側のウォータジャケ
ット２３は、冷却水の流れで見て、閉回路の一部となっ
ているから、ウォータジャケット２３内の温かい冷却水
が、排気ポート側のウォータジャケット２４内とを流れ
る冷却水と、通路２３ｃを通じて混合することは殆どな
いが、しかしながら、冷却水の対流または乱流により多
少の混合が生じても、この程度の混合は、ウォータジャ
ケット２３側の冷却水の温度低下に余り悪影響を与える
ものではない。

【００３４】電磁バルブ３４のオン状態が、タイマ変数
ＴＭの初期値に相当する時間だけ維持された後には、ウ
ォータジャケット２３内の冷却水温度ＴがＴ₀以上とな
っており、それ故、ステップＳ３からステップＳ５，Ｓ
６を経て、ステップＳ７が実行されると、その判別結果
が否となって、ステップＳ１２に進み、この時点で、電
磁バルブ３４はオフに切換えられ、そして、ステップＳ
１に戻る。

【００３５】なお、電磁バルブ３４が所定時間オンに維
持された後にあっても、ステップＳ７の判別結果が正と
なる状況では、ステップＳ８の判別結果が正となること
を条件として、電磁バルブ３４は再び所定時間だけオン
に維持されることになる。ステップＳ７からステップＳ
１２に至るエンジンの運転状況とは、既にエンジンが温
態となっており、またステップＳ８からステップＳ１２
に至る場合には、蓄熱装置３５内の冷却水を使用しても
予熱効果がないことを示しており、それ故、ステップＳ
１２では電磁バルブ３４のソレノイドに通電しないで、
電磁バルブ３４をオフに切り換える。

【００３６】電磁バルブ３４の弁体３４ｄがオフ位置つ
まり図３でみて上方に位置付けられると、管路Ｐ４を流
れてきた冷却水の一部は、出口Ｐ４ａから管路Ｐ６及び
電磁バルブ３４を介して管路Ｐ５に流入し、そして、電
動ポンプ３６により蓄熱装置３５内を通ってシリンダヘ
ッド１１の導入口２３ａに向けて送給され、ウォータジ
ャケット２３に流入する。そして、ウォータジャケット
２３内を流れる冷却水は、電磁バルブ３４の第２ポート
３４ｂが閉じているから、通路２３ｃを通じてウォータ
ジャケット２４に流出し、ウォータジャケット２４内の
冷却水と共に出口２４ａからラジエータ３０側に排出さ
れる。

【００３７】この時、エンジンの温態時には、出口２４
ａから排出された冷却水の温度上昇に伴い、サーモスタ
ット３１の弁体３１ｄが、左方にゆっくりと移動してい
くから、サーモスタット３１の入口３１ａの開度が徐々
に絞られる一方、入口３１ｂの開度は徐々に広くなる。
従って、ウォータジャケット２４の出口２４ａから排出
された冷却水のうち、管路Ｐ１を介してラジエータ３０
に流入する量が増加していくことになる。そして、ラジ
エータ３０にて冷却され、管路Ｐ３を通じてサーモスタ
ット３１に至る冷却水は、管路Ｐ２からの冷却水と合流
して管路Ｐ６を通じ、ウォータポンプ３２の吸入口３２
ａ側に戻されて循環する。

【００３８】更に、エンジンが高温になると、サーモス
タット３１の弁体３１ｄが、左方に完全に移動して、サ
ーモスタットの入口３１ａを塞ぐため、冷却水は管路Ｐ
２を流れず、出口２４ａからの冷却水は全てラジェータ
３０のみを流れるようになる。このとき、エンジン内を
通って高温に加熱された冷却水は、ラジェータ３０で積
極的に冷却されて、再びエンジンに送られているので、
エンジン構成部品の過熱を防止することができる。

【００３９】一方、エンジンが高温状態になると、例え
エンジンからの冷却水がラジエータ３０内に冷却される
としても、ラジエータ３０から排出される冷却水の温度
は比較的高温である。従って、ラジエータ３０から管路
Ｐ４を介してウォータポンプ３２に向かう冷却水の一部
が、前述したように蓄熱装置３５を通じて流れると、こ
の冷却水の熱は、その内部のフィン４２の蓄熱材４３に
蓄熱されることになる。

【００４０】図６は、エンジンの冷態始動時における吸
気ポート付近の温度上昇特性Ｃ１及び吸気ポート側ウォ
ータジャケット２３の導入口２３ａの冷却水の温度上昇
特性Ｃ２及び従来のエンジンの場合での吸気ポート付近
の温度上昇特性Ｃ３を表している。このグラフからみ
て、吸気ポートの温度が例えば８０°Ｃに到達するまで
の時間を、蓄熱装置付きのエンジンと従来のエンジンと
で比較してみた場合、蓄熱装置付きのエンジンの方が従
来のエンジンよりもｔ時間（約９０秒）早く到達してお
り、蓄熱装置付きエンジンの方が早く吸気ポート側が暖
められていることが分かる。

【００４１】冷態始動時に吸気ポート１７が早く温めら
ると、燃料が一方の吸気ポート１７ａを通じて燃焼室に
噴射されても、吸気ポート１７ａの内壁面に付着する燃
料の量を減少させることができる。従って、液状のまま
燃焼室に流入する燃料がわずかになるから、燃焼の応答
遅れを改善でき、冷態始動時でも、排気ガス中のスモー
クやＨＣの発生量を少なくすることができる。

【００４２】図７に示す第２実施例では、第１実施例の
電動ポンプ３６の代わりとして、ウォータポンプ３２と
共通の回転軸に、クランクシャフトの回転に連動して駆
動されるウォータポンプ３６’が設けられている。この
ウォータポンプ３６’は蓄熱装置３５よりも導入口２３
ａ側に位置付けられている。一方、ウォータジャケット
２３とウォータジャケット２４とを連通させる通路２３
ｃに代わって、ウォータジャケット２４の出口２４ａ側
に位置して、ウォータジャケット２３に設けられた出口
２３ｄと、この出口２３ｄと管路Ｐ１の途中の入口Ｐ１
ａとを結ぶ管路Ｐ８が新たに設けられ、ウオータジャケ
ット２３とウオータジャケット２４とは、分離壁３３で
完全に区画されている。

【００４３】従って、ウォータポンプ３６’は、ウォー
タポーンプ３６と一体的に配設することができ、また、
電動ポンプ３６のようにエンジン以外の駆動源を必要と
せず、比較的簡単な構造にできる。また、第１実施例
で、ウォータジャケット２３とウォータジャケット２４
との間の通路２３ｃにおいて、冷却水の対流または乱流
による多少の混合が生じるおそれも、ウォータジャケッ
ト２３，２４間が分離壁３３により完全に区画されてい
れば、これらジャケット間で冷却水が混合したりするこ
とはない。

【００４４】図８に示される第３実施例では、第２実施
例の管路Ｐ６を設けず、第１実施例の電磁バルブ３４の
第１ポート３４ａが管路Ｐ２に接続されており、一方、
電磁バルブ３４の第３ポート３４ｃと蓄熱装置３５との
間の管路Ｐ５の部位と管路Ｐ４の出口Ｐ４ａとの間は管
路Ｐ１０を介して接続されている。第３実施例の電磁バ
ルブ３４は、通電されてオンとなると、その弁体３４ｄ
が図中上方に移動して、第２ポート３４ｂと第１ポート
３４ａとの間を遮断し、第２ポート３４ｂと第３ポート
３４ｃとの間を接続する。

【００４５】従って、第３実施例の場合にあっても、エ
ンジンの冷態始動時、電磁バルブ３４がオンになると、
蓄熱装置３５内で保温されていた温かい冷却水が、ウォ
ータポンプ３６’により管路Ｐ５を通って圧送され、管
路Ｐ５からシリンダヘッド１１の導入口２３ａを介して
ウォータジャケット２３に流入する。そして、温かい冷
却水はウォータジャケット２３内の冷たい冷却水を押し
出すように流れ、冷たい冷却水はその導出口２３ｂよ
り、管路Ｐ７を通って電磁バルブ３４に至り、この電磁
バルブ３４から管路Ｐ５を通って蓄熱装置３５に戻され
る。

【００４６】ここで、管路Ｐ５は、管路Ｐ１０を介して
管路Ｐ４に接続されているが、吸気ポート側ウォータジ
ャケット２３の冷却水の通路は閉じた系となっているの
で、管路Ｐ１０に冷却水の流れは生じない。一方、電磁
バルブ３４の通電が解除されてオフとなると、弁体３４
ｄが図中下方に移動して、第２ポート３４ｂと第３ポー
ト３４ｃとの間を遮断し、第２ポート３４ｂと第１ポー
ト３４ａとの間を接続する。

【００４７】従って、電磁バルブ３４の通電が解除され
てオフとなると、管路Ｐ４を流れてきた冷却水の一部は
管路Ｐ１０を通って、管路Ｐ５に入る。そして、管路Ｐ
５に流れた冷却水は、電磁バルブ３４の第３ポート３４
ｃが閉じられているので、蓄熱装置３５方向に流れ、ウ
ォータポンプ３６’により管路Ｐ５を通って圧送され
て、管路Ｐ５からシリンダヘッド１１の導入口２３ａを
介してウォータジャケット２３に流入する。そして、冷
却水はウォータジャケット２３内を流れて、ウォータジ
ャケット２３の導出口２３ｂから排出され、電磁バルブ
３４を通り管路Ｐ２に戻される。

【００４８】この第３実施例は、管路の位置を変更した
だけのもので、第１実施例及び第２実施例と同様の効果
が得られる。図９に示されるヒータ装置５３は、第１，
第２及び第３実施例の蓄熱装置３５と置き換えて使用さ
れ、蓄熱装置３５の位置の管路Ｐ５の回りに巻付けられ
たヒータ線を備えている。ヒータ装置５３は、電磁弁３
４がオン状態にあるとき、管路Ｐ５を介してウォータジ
ャケット２３に向かう冷却水を瞬間に暖める。

【００４９】また、ヒータ装置５０は、ヒータ線部を直
接管路Ｐ５内に設け、直接冷却水を暖めることも可能で
ある。このヒータ装置５０を使用した場合、図５のフロ
ーチャートは、次のように変更される。ステップＳ７で
は、冷却水温度Ｔのみの読込みとなり、また、ステップ
Ｓ８が省略される。

【００５０】ステップＳ１１では、電磁バルブ３４のオ
ンと共にヒーター装置５０がオンとなり、ステップＳ１
２では、電磁バルブ３４のオフと共にヒーター装置５０
がオフとなる。このヒータ装置５０は、電熱線に電流を
流すだけで確実に冷却水を温めることができるため、蓄
熱装置３５の蓄熱温度に拘らずエンジンを予熱すること
ができる。

【００５１】また、上述した各実施例では、ウォータジ
ャケット２３内の冷却水温度Ｔから、吸気ポートの内壁
温度を推定しているが、シリンダヘッドの吸気ポート１
７の近傍に温度センサを埋設し、この温度センサからの
センサ信号に基づき、電磁バルブのオンオフ制御がされ
るようにしてもよい。更に、ウォータジャケット２３，
２４間の分離壁３３は、必ずしも必要となるものではな
く、例えばこの分離壁３３の代わりに導入口から流入し
た冷却水を、主として導出口に導く整流壁を設けてもよ
い。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエンジン
の予熱装置は、エンジンの冷態時、吸気ポート側ウォー
タジャケットに加熱されている冷却水を循環して流すよ
うにしたから、シリンダヘッドの吸気ポート側を積極的
に暖めることができる。従って、エンジンの冷態始動時
から吸気ポートの内壁が暖められるので、吸気ポートの
内壁に長い時間にわたって付着する燃料の量を低減し
て、燃焼効率を高めることができ、排気ガス中のスモー
クやＨＣを極めて少なく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リーンバーンエンジンのシリンダの縦断面図で
ある。

【図２】リーンバーンエンジンの概略斜視図である。

【図３】第１実施例の予熱装置を配設した冷却水の冷却
装置の概略図である。

【図４】蓄熱装置の一部を破断した斜視図を示す。

【図５】予熱装置の動作過程を示すフローチャートであ
る。

【図６】冷態始動時での冷却水温の温度上昇変化を示す
グラフである。

【図７】第２実施例の予熱装置を配設した冷却水の冷却
装置の概略図である。

【図８】第３実施例の予熱装置を配設した冷却水の冷却
装置の概略図である。

【図９】予熱装置に配設されたヒータ装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１０シリンダブロック１１シリンダヘッド１５，２３，２４ウォータジャケット１７ａ，１７ｂ吸気ポート１８排気ポート２５点火プラグ２６インジェクタ３０ラジエータ３１サーモスタット３２，３６’ ウォータポンプ３３分離壁３４電磁バルブ３５蓄熱装置３６電動ポンプ５０コントローラ５１，５２温度センサ５３ヒータ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダヘッドの一端部に設けられ、吸
気ポート側ウォータジャケットに連通したジャケット入
口と、シリンダヘッドの他方の端部に設けられ、同じく
吸気ポート側ウォータジャケットに連通したジャケット
出口と、ジャケット入口とジャケット出口との間を接続
し、吸気ポート側ウォータジャケット内を通じて、冷却
水の循環経路を構成する接続管路と、ジャケット出口を
ラジエータの入口側に連通させる一方、接続管路をラジ
エータの出口に連通させる開閉可能な連通手段と、接続
管路に設けられ、ジャケット入口に向けて冷却水を圧送
するポンプと、エンジンの冷態時には、連通手段を閉じ
て、吸気ポート側ウォータジャケットと接続管路との間
で冷却水の第１循環経路を形成し、エンジンが温態以上
の高温になった時には、連通手段を開き、吸気ポート側
ウォータジャケットからラジエータ及び接続管路を介し
て流れる冷却水の第２循環経路を形成する制御手段と、
接続管路のジャケット入口側に設けられ、冷却水が第１
循環経路を介して循環するとき、前記ジャケット入口側
に向け、加熱されている冷却水を供給する供給手段とを
具備したことを特徴とするエンジンの予熱装置。