JPH0526925B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は水冷式の排気ターボ過給機に関し、さ
らに詳しくはそのような排気ターボ過給機におけ
る冷却系の構造に関するものである。

（従来技術） 水冷式排気ターボ過給機の公知例としては例え
ば特開昭58−178828号公報に開示されるものがあ
る。

ところで、このような水冷式の排気ターボ過給
機においては、通常、該過給機のウオータジヤケ
ツトにエンジン冷却系からエンジン冷却水を導い
て該エンジン冷却水を過給機冷却水として利用す
るようにしている。

このように過給機のウオータジヤケツトにエン
ジン冷却系からエンジン冷却水の一部を導くため
の通路構成としては、ウオータジヤケツトへ冷却
水を導く冷却水導入通路を、エンジンからラジエ
ータへ向かう冷却水戻り管のしかもサーモスタツ
ト取付位置より冷却水上流位置から分岐する通路
で構成し、又ウオータジヤケツトから冷却水を排
出する冷却水排出通路をラジエータからエンジン
側へ向かう冷却水供給管のしかもウオータポンプ
のサクシヨン側に連通させるのが通例であつた。
このように、過給機用冷却水の導入通路と排出通
路とを上記のように構成した場合には、過給機側
への冷却水循環がエンジン冷却系のウオータポン
プによつて行なわれるためそれ専用のウオータポ
ンプの設置が不要になるという利点と、サーモス
タツトが作動してラジエータ側への冷却水循環が
阻止されるエンジン冷機時においても過給機側へ
の冷却水導入が連続的に行なわれ該過給機に対す
る冷却効果が良好に維持されるという利点とがあ
る。

ところが、上述の如く過給機への冷却水導入通
路をサーモスタツトの上流位置から分岐する通路
で構成した場合には、後述する如くエンジンが運
転状態から停止された場合、エンジン冷却水中に
多量に気泡が混入してエンジン温度が過度に上昇
したり、あるいはエンジンの再運転時における冷
却性能が低下する等の不具合が発生する。即ち、
エンジンが運転状態から停止されると冷却水の循
環作用が停止されるため過給機の熱によつて冷却
水が過熱され、該冷却水中に蒸発泡が発生する。
この蒸発泡は、冷却水の対流現象によつて過給機
のウオータジヤケツト側から冷却水戻り管のしか
もサーモスタツトの上流側に移動せしめられる
が、この場合、例えばサーモスタツトが開いてい
ても（即ち、エンジンが暖機状態において運転停
止された場合）該サーモスタツトには若干の通路
抵抗があるため、全発生蒸発泡のうち、該サーモ
スタツトを通つてラジエータ側に移動して該ラジ
エータ内において凝縮消滅せしめられる蒸発泡の
量は少なく、その大部分は通路抵抗の少ないエン
ジン側に向かつて移動し、該エンジンの温度上昇
を招いたり、冷却水中に残留してエンジン及び過
給機の冷却効果の低下を招くことになる。尚、上
記不具合は、エンジンが冷機状態において運転停
止された場合即ち、サーモスタツトが閉じている
場合には、蒸発泡の全量がエンジン側に移動する
ことからより顕著となる。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を
解決しようとするもので、エンジン冷機時におい
ても過給機に対する冷却作用が持続されるととも
に、エンジン停止直後等に生じ易いエンジン冷却
水中への気泡混入を可及的に抑制してより効率的
にエンジン及び過給機を冷却し得るようにしたエ
ンジンの排気ターボ過給機を提供することを目的
とするものである。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成する手段として、排
気ターボ過給機のハウジングに形成したウオータ
ジヤケツトにエンジンの冷却水を導くようにした
エンジンにおいて、エンジンからラジエータに冷
却水を戻す冷却水戻り通路と、該ラジエータから
エンジンに冷却水を供給する冷却水供給通路と、
上記冷却水戻り通路と冷却水供給通路との間に接
続されて上記ラジエータをバイパスするバイパス
通路と、上記冷却水戻り通路とバイパス通路との
接続部に配設されたサーモスタツトと、上記冷却
水供給通路の上記バイパス通路との接続部下流側
に配設されたウオータポンプと、上記冷却水供給
通路のサーモスタツト上流側から分岐して上記ウ
オータジヤケツトに連通する第１の導入通路とサ
ーモスタツト下流側から分岐して上記ウオータジ
ヤケツトに連通する第２の導入通路とを該ウオー
タジヤケツトの上流側において合流させてなる冷
却水導入通路と、上記ウオータジヤケツトとウオ
ータポンプのサクシヨン側とを接続する冷却水排
出通路と、上記冷却水導入通路の上記第１の導入
通路と第２の導入通路の合流部に配置され、エン
ジン作動時には上記第１の導入通路を開口すると
ともに第２の導入通路を閉塞し、エンジン停止時
には上記第１の導入通路を閉塞するとともに第２
の導入通路を開口する弁とを備えたことを特徴と
している。

（作用） 本発明では上記の手段により次のような作用が
得られる。

(1) エンジンの運転時には第１の導入通路が開口
し第２の導入通路が閉塞されているため、例え
サーモスタツトが閉じられているエンジン冷機
時であつても、該サーモスタツトより上流側の
冷却水通路から該第１の導入通路を介してエン
ジン冷却水の一部が過給機のウオータジヤケツ
ト内に導入され、該過給機に対する冷却作用が
持続されることになる。

(2) エンジンが運転状態から停止された場合に
は、第１の導入通路が閉塞され第２の導入通路
が開口しているので、過給機の熱によつて冷却
水中に発生した蒸発泡が対流現象によりサーモ
スタツトより下流側の冷却水通路側に移動せし
められる場合、該蒸発泡は、サーモスタツトが
閉じている時にはその全量が、また該サーモス
タツトが開いている場合には該サーモスタツト
の流通抵抗によつてその大部分が、それぞれラ
ジエータ側に移動し該ラジエータ内において凝
縮消滅せしめられ、蒸発泡の冷却水中への混入
が可及的に抑制されることとなる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

図面には本発明実施例に係る排気ターボ過給機
４を備えた自動車用エンジン１のシステムが示さ
れている。

この排気ターボ過給機（以下の説明においては
単に過給機という）４は、そのブロア側をエンジ
ン１の吸気通路２に、またタービン側をエンジン
１の排気通路３にそれぞれ接続せしめており、エ
ンジン１から排出される排気ガスＧの排気エネル
ギーによつて回転せしめられるタービンの回転力
をブロアに伝達し、該ブロアによつて吸気過給を
行うようになつている。又、この過給機４は、タ
ービンとブロアとを連結する軸の支承部をエンジ
ン冷却水によつて冷却するようにした水冷式過給
機であつて、そのハウジング内にウオータジヤケ
ツト１９を形成している。

一方、吸気通路２の前記過給機４取付位置より
吸気上流側にはエアクリーナ５とエアフローメー
タ６が、また過給機４取付位置より吸気下流側に
はスロツトルバルブ７とフユーエルインジエクタ
ー８とが吸気上流側から吸気下流側に向かつて順
次取付けられている。

又、エンジン１のシリンダヘツド及びシリンダ
ブロツク内に設けたウオータジヤケツト（図示省
略）は、冷却水戻り通路１５とウオータポンプ１
１を備えた冷却水供給通路１６（この冷却水戻り
通路１５と冷却水供給通路１６で特許請求の範囲
でいうところの冷却水通路が構成されている）と
でラジエータ１０に連通せしめられている。さら
に、この冷却水戻り通路１５の最下流端部と冷却
水供給通路１６の最上流端部の間には、ラジエー
タ１０をバイパスするバイパス通路２０が設けら
れている。また、この冷却水戻り通路１５とバイ
パス通路２０の接続部には、エンジン温度即ち、
冷却水温度が所定温度以上である場合には該冷却
水戻り通路１５をラジエータ１０側に連通させて
冷却水を矢印W₁で示す如く該ラジエータ１０を
通して循環させ、これに対して冷却水温度が所定
温度以下である場合には冷却水戻り通路１５をバ
イパス通路２０側に連通させて冷却水の全部又は
一部を矢印W₂で示す如くラジエータ１０を通さ
ずに循環させる如く作用するサーモスタツト１２
が取付けられている。

一方、前記過給機４のウオータジヤケツト１９
の導入口１９ａは、前記冷却水戻り通路１５のし
かもサーモスタツト１２より冷却水上流側から分
岐する第１の導入通路１７Ａと該冷却水戻り通路
１５のしかもサーモスタツト１２とラジエータ１
０の中間位置から分岐する第２の導入通路１７Ｂ
とから構成される冷却水導入通路１７を介して冷
却水戻り通路１５に接続されている。この冷却水
導入通路１７の第１の導入通路１７Ａと第２の導
入通路１７Ｂとの合流部には、後述するコンピユ
ータ９から制御信号（通路設定信号Ｓ４）が出力
された時にこれを受けて過給機４のウオータジヤ
ケツト１９を第１の導入通路１７Ａを介して冷却
水戻り通路１５に連通させ（この時の切換弁１３
の弁位置を第１弁位置という）、該通路設定信号
Ｓ４が出力されていない場合には該ウオータジヤ
ケツト１９を第２の導入通路１７Ｂを介して冷却
水戻り通路１５に連通させる（この時の切換弁１
３の弁位置を第２弁位置という）作用をする切換
弁１３が取付けけられている。

又、過給機４のウオータジヤケツト１９の排出
口１９ｂは、冷却水排出通路１８を介して前記冷
却水供給通路１６のしかも前記ウオータポンプ１
１のサクシヨン側に接続されている。

コンピユータ９は、エンジン１の運転状態に応
じて燃料制御と切換弁１３の切換制御とを含む
種々の制御を行うものであつて、前記エアフロー
メータ６から出力される負荷信号（吸気量信号）
Ｓ１を受けて前記フユーエルインジエクター８に
燃料制御信号Ｓ３を出力するとともに、キースイ
ツチ１４からエンジン作動信号（キースイツチ
ON信号）Ｓ２が出力されたときこれを受けて前
記切換弁１３に通路設定信号Ｓ４を出力して該切
換弁１３を第１弁位置に設定するものである。

続いて、このエンジン１と過給機４の作動を説
明する。

エンジン１が運転されると、排気ガスＧの排気
エネルギーによつて過給機４が駆動され吸気過給
が行なわれるとともに、ウオータポンプ１１が駆
動され、エンジン冷機時にはラジエータ１０を通
さずにバイパス通路２０を通つて循環する冷却水
により、エンジン暖機時にはラジエータ１０を通
つて循環する冷却水によつてエンジン１が冷却さ
れる。さらに、コンピユータ９からの通路設定信
号Ｓ４によつて切換弁１３が前記第１位置にセツ
トされるため、ウオータポンプ１１によつて強制
循環される冷却水の一部が矢印W₃で示す如く第
１の導入通路１７Ａを通つて過給機４のウオータ
ジヤケツト１９内に導入され、該過給機４の軸受
部が効率的に冷却される。

即ち、エンジン１が運転されている場合（換言
すれば、キースイツチ１４からエンジン作動信号
Ｓ２が出力されている場合）には、冷却水温度の
如何にかかわりなく（換言すれば、サーモスタツ
ト１２の開閉如何にかかわりなく）連続的に過給
機４のウオータジヤケツト１９内に第１の導入通
路１７Ａから冷却水が導入され該過給機４に対す
る冷却作用が接続される。

一方、キースイツチ１４がON位置からOFF位
置に切換えられると（即ち、エンジン１の運転停
止操作が行なわれると）、エンジン１の運転が停
止され、それと同時にウオータポンプ１１による
冷却水の循環作用が停止される。従つて、エンジ
ン１の停止直後においては、過給機４の熱によつ
てウオータジヤケツト１９内の冷却水が過熱さ
れ、冷却水中に蒸発泡が発生するとともに、高温
のウオータジヤケツト１９側から低温の冷却水戻
り通路１５側に向けて冷却水の対流現象が発生す
る。

この時、キースイツチ１４のOFF動作と同時
に切換弁１３が第１弁位置から第２弁位置に切換
わつているため、そのときのエンジンが冷機状態
にある場合には矢印Ｐで示す如くウオータジヤケ
ツト１９から第２の導入通路１７Ｂ、ラジエータ
１０、冷却水供給通路１６及び冷却水排出通路１
８を経て該ウオータジヤケツト１９に戻る第１の
循環経路を通つて冷却水の対応が行なわれ、また
そのときのエンジンが暖機状態にある場合には上
記冷機時と同じ第１の循環経路の外に、ウオータ
ジヤケツト１９から第２の導入通路１７Ｂを経て
冷却水戻り通路１５内に入つたあと矢印P′で示す
如くエンジン１、冷却水供給通路１６及び冷却水
排出通路１８を逆行してウオータジヤケツト１９
に戻る第２の循環経路の両方で冷却水の対流が行
なわれる。

従つて、ウオータジヤケツト１９内で発生した
蒸発泡は冷却水の対流作用によつて、エンジン冷
機状態時にはその全量がラジエータ１０内におい
て凝縮消滅せしめられ、またエンジン暖機状態時
には、蒸発泡の一部はラジエータ１０内において
凝縮消滅せしめられ、他の一部は凝縮消滅せしめ
られずに冷却水中に残留することになる。しかし
ながら、実際にはサーモスタツト１２の流通抵抗
があるため、エンジン暖機状態時においても該サ
ーモスタツト１２を通る第２の循環経路側への対
流はほとんど起こらず、蒸発泡の大部分はラジエ
ータ１０において凝縮消滅せしめられ、冷却水中
には気泡はほとんど残留しない。

このため、エンジン停止後、高温の冷却水が対
流作用によつてエンジン１内に流入してエンジン
温度が上昇せしめられるような不具合の発生が未
然に防止されるとともに、冷却水中への気泡の混
入が可及的に抑制され、エンジン１の再運転時に
おけるエンジン１及び過給機４に対する冷却性能
が高水準に保持されることになる。

（発明の効果） 本発明のエンジンの排気ターボ過給機は上記の
説明からも明らかなように、 (1) エンジンの運転時には第１の導入通路を介し
てサーモスタツトより冷却水上流側から過給機
のウオータジヤケツトに冷却水が導入されるた
め、エンジン運転中は冷却水温の高低即ち、エ
ンジンの暖機状態・冷機状態の如何にかかわら
ず過給機のウオータジヤケツトに冷却水が連続
的に導入され、過給機の冷却が効率的に行なわ
れる、 (2) エンジンが運転停止された場合、ウオータポ
ンプによる冷却水の強制循環作用は消滅する
が、過給機のウオータジヤケツトが第２の導入
通路を介してサーモスタツトより冷却水下流側
において冷却水通路に連通せしめられるため、
過給機のウオータジヤケツトからラジエータに
向かう冷却水の対流が生じ、高温冷却水の対流
によつてエンジン温度が上昇するのが未然に防
止されるとともに、エンジン停止後、過給機の
熱によつて冷却水中に発生した蒸発泡の大部分
がラジエータにおいて凝縮消滅せしめられるこ
とから冷却水への気泡混入が可及的に抑制さ
れ、それだけエンジン及び過給機に対する冷却
性能が向上する、 等の効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

図面には本発明実施例に係る排気ターボ過給機
を備えたエンジンの全体システム図である。 １……エンジン、２……吸気通路、３……排気
通路、４……排気ターボ過給機、１０……ラジエ
ータ、１１……ウオータポンプ、１２……サーモ
スタツト、１３……弁、１５，１６……冷却水通
路、１７……冷却水導入通路、１７Ａ……第１の
導入通路、１７Ｂ……第２の導入通路、１８……
冷却水排出通路、１９……ウオータジヤケツト、
２０……バイパス通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気ターボ過給機のハウジングに形成したウ
   オータジヤケツトにエンジンの冷却水を導くよう
   にしたエンジンにおいて、 エンジンからラジエータに冷却水を戻す冷却水
   戻り通路と、 該ラジエータからエンジンに冷却水を供給する
   冷却水供給通路と、 上記冷却水戻り通路と冷却水供給通路との間に
   接続されて上記ラジエータをバイパスするバイパ
   ス通路と、 上記冷却水戻り通路とバイパス通路との接続部
   に配設されたサーモスタツトと、 上記冷却水供給通路の上記バイパス通路との接
   続部下流側に配設されたウオータポンプと、 上記冷却水供給通路のサーモスタツト上流側か
   ら分岐して上記ウオータジヤケツトに連通する第
   １の導入通路とサーモスタツト下流側から分岐し
   て上記ウオータジヤケツトに連通する第２の導入
   通路とを該ウオータジヤケツトの上流側において
   合流させてなる冷却水導入通路と、 上記ウオータジヤケツトとウオータポンプのサ
   クシヨン側とを接続する冷却水排出通路と、 上記冷却水導入通路の上記第１の導入通路と第
   ２の導入通路の合流部に配置され、エンジン作動
   時には上記第１の導入通路を開口するとともに第
   ２の導入通路を閉塞し、エンジン停止時には上記
   第１の導入通路を閉塞するとともに第２の導入通
   路を開口する弁と、 を備えたことを特徴とするエンジンの排気ターボ
   過給機。