JPH0544466A - エンジンの強制循環式水冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高トルク低回転時のオーバーヒートを防止す
る事と、高出力高回転時の過冷却を防止する事とを、両
立させる。 【構成】 エンジン１のクランク軸２に、ウォータポン
プ３のポンプ駆動軸４を変速装置５を介して連動連結
し、この変速装置５を回転検出変速操作装置６で変速操
作可能に構成する。 この回転検出変速操作装置６は、
エンジン１の回転速度Ｎを検出する事に基づき、上記変
速装置５を変速操作するものであって、その回転速度Ｎ
が高出力用高回転領域Ｈにある場合よりも、高トルク用
低回転領域Ｌにある方が、その変速装置５を高速側に変
速操作するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの強制循環式
水冷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの強制循環式水冷装置は、従来
技術では、例えば図４に示すように、次のような構造を
有するものがある。すなわち、エンジン１のクランク軸
２に、ウォータポンプ３のポンプ駆動軸４を、ベルト伝
動装置２０を介して一定の伝動比で連動連結したもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
高トルク運転時にオーバーヒートを起こすか、高出力運
転時に冷却過剰になるかする、と言う問題がある。 （イ）高出力運転状態で適正な冷却が得られるように、
ウォータポンプ３の吐出能力を設定した場合、高トルク
運転状態でエンジン１がオーバーヒートする事がある。
図３（Ａ）に示すように、高出力運転状態Ｐでは高速運
転領域Ｈにあり、図３（Ｂ）に示すように、高トルク運
転状態Ｍの高トルク値Ｔｈよりも、かなり低めの低トル
ク値Ｔｌになっている。エンジン１の１爆発当りの単位
期間において、その低トルク値Ｔｌの単位発熱量と、ウ
ォータポンプ３の単位冷却水量とが釣り合って、エンジ
ン１が適正に冷却されている。この高出力運転状態Ｐか
ら高トルク運転状態Ｍに移行した場合、図３（Ｂ）に示
すように、前記の低トルク値Ｔｌから高トルク値Ｔｈに
上昇する。このトルク上昇分Ｔｕだけ、単位発熱量が過
剰になって、エンジン１がオーバーヒートする。 （ロ）高トルク運転状態Ｍで適正な冷却が得られるよう
に、ウォータポンプ３の吐出能力を大きめに設定した場
合、高出力運転状態Ｐで冷却過剰になり、燃焼性能が低
下する。高トルク運転状態Ｍでは、上記高トルク値Ｔｈ
の単位発熱量と、ウォータポンプ３の単位冷却水量とが
釣り合って、エンジン１が適正に冷却されている。この
高トルク運転状態Ｍから高出力運転状態Ｐに移行した場
合、上記高トルク値Ｔｈから低トルク値Ｔｌに低下す
る。このトルク低下分Ｔｕだけ単位発熱量が減少して、
エンジン１が過剰に冷却され、燃焼性能が低下する。本
発明は、クランク軸に対するウォータポンプの回転伝動
比率を、高出力用高回転時よりも、高トルク用低回転時
の方が大きくなるようにして、高トルク用低回転時のオ
ーバーヒートを防止する事と、高出力用高回転時の過冷
却を防止する事とを、両立させることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、例えば図１及び図２に示すように、次の
特徴構造を追加したものである。エンジン１のクランク
軸２に、ウォータポンプ３のポンプ駆動軸４を変速装置
５を介して連動連結し、この変速装置５を回転検出変速
操作装置６で変速操作可能に構成する。この回転検出変
速操作装置６は、エンジン１の回転速度Ｎを検出する事
に基づき、上記変速装置５を変速操作するものであっ
て、その回転速度Ｎが高出力用高回転領域Ｈにある場合
よりも、高トルク用低回転領域Ｌにある場合の方が、そ
の変速装置５を高速側に変速操作するように構成する。

【０００５】

【作用】本発明は次のように作用する。 （イ）高出力運転状態 高出力運転状態Ｐでは、図３（Ｂ）に示すように、エン
ジン１の回転速度Ｎは高出力用高回転領域Ｈにあるか
ら、高トルク運転状態Ｍの高トルク値Ｔｈよりかなり低
めの低トルク値Ｔｌになり、エンジン１の１爆発当りの
単位発熱量が少なめになっている。この時、回転検出変
速操作装置６が、エンジン１の回転速度Ｎが高出力用高
回転領域Ｈにある事を検出して、変速装置５を低速伝動
状態に操作する。すると、エンジン１の１爆発当りの単
位期間の、ウォータポンプ３の単位冷却水量が少なめに
なる。この少なめの単位冷却水量が、上記少なめの単位
発熱量と釣り合って、エンジン１を適正に冷却し、過冷
却による燃焼性能の低下を防いでいる。 （ロ）高トルク運転状態 高トルク運転状態Ｍでは、エンジン１の回転速度Ｎは高
トルク用低回転領域Ｌにあって、高トルク値Ｔｈにな
り、単位発熱量が多めになっている。この時、回転検出
変速操作装置６が、エンジン１の回転速度Ｎが高トルク
用低回転領域Ｌにある事を検出して、変速装置５を高速
伝動状態に操作する。すると、エンジン１の１爆発当り
の単位期間の、ウォータポンプ３の単位冷却水量が多め
になる。この多めに増えた単位冷却水量が、上記多めの
単位発熱量と釣り合って、エンジン１を適正に冷却し、
オーバーヒートを防いでいる。

【０００６】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成され作用す
ることから、次の効果を奏する。 （イ）高出力運転状態での過冷却の防止 回転速度検出値が高い場合には、回転検出変速操作装置
が変速装置を低速伝動状態に操作して、ウォータポンプ
の単位冷却水量を少なめにする。これにより、高出力運
転状態においては、低トルク値のため１爆発当りの単位
発熱量が少なめになるのに対し、上記のように単位冷却
水量を少なめにして釣り合わせるので、エンジンを適正
に冷却でき、過冷却による燃焼性能の低下を防ぐ事がで
きる。 （ロ）高トルク運転状態でのオーバーヒートの防止 回転速度検出値が低い場合には、回転検出変速操作装置
が変速装置を高速伝動状態に操作して、ウォータポンプ
の単位冷却水量を多めに増やす。これにより、高トルク
運転状態においては、高トルク値のため１爆発当りの単
位発熱量が多めになるのに対し、上記のように単位冷却
水量を多めに増やして釣り合わせるので、エンジンを適
正に冷却でき、オーバーヒートを防ぐ事ができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面で説明する。図
１（Ａ）は水冷エンジンの概略側面図、図１（Ｂ）はウ
ォータポンプ駆動軸の変速装置の作動説明図、図１
（Ｃ）は同変速装置の他の実施例の作動説明図、図２は
水冷エンジンの正面図である。図において、水冷エンジ
ン１の前方にラジエータ１１を配置し、ラジエータ１１
の後方に冷却ファン１０を臨ませ、エンジン１の前部に
ウォータポンプ３を設けてある。そして、上記ウォータ
ポンプ３の吐出口３ａを、エンジン１のウォータジャケ
ット１２の入口１３に連通し、又、ウォータポンプ３の
入口３ｂを、上記ラジエータ１１のロアータンク１１ｂ
に連通し、さらに、ウォータジャケット１２の出口１４
を、サーモスタット室１５を介して上記ラジエータ１１
のアッパタンク１１ａに連通してある。又、上記サーモ
スタット室１５にサーモスタット１６を付設し、このサ
ーモスタット室１５を、バイパス路１７を介してウォー
タポンプ３のポンプ室３ｃに連通してある。これによ
り、エンジン１が冷たい始動時には、サーモスタット１
６をバイパス路１７の側に開弁して、エンジン冷却水を
ラジエータ１１に流さずにエンジン１のウオータジャケ
ット１２内で閉ループ状に循環させて、暖機運転を促進
するようにしてある。又、エンジン１の前壁にファンプ
ーリ１８を軸受けを介して取り付け、このファンプーリ
１８の前方に前記冷却ファン１０を固定してある。

【０００８】さらに、上記ウォータポンプ３のポンプ駆
動軸４に変速装置５を取り付け、この変速装置５を回転
検出変速操作装置６で変速操作可能に構成してある。こ
の変速装置５は、例えば無段変速プーリ１９で構成し、
プーリの可動側１９ａをスラスト方向に移動させてベル
ト伝動装置２０の掛け幅を変化させ、プーリ有効径を変
化させて、エンジン１に対するウォータポンプ３の回転
比を無段階に変速できるようにする。そして、エンジン
１のクランク軸２に、上記変速装置５をベルト伝動装置
２０で、又、上記ファンプーリ１８を伝導ベルト２１
で、それぞれ連結してある。前記回転検出変速操作装置
６は、エンジン１の回転速度Ｎを検出する事に基づき、
上記変速装置５を変速操作するものであって、例えば図
１（Ｂ）又は図１（Ｃ）に示すように構成してある。図
１（Ｂ）に示す実施例では、この回転検出変速操作装置
６は、フライウェイト２２とウェイトホルダ２３とから
なり、このフライウェイト２２のプーリ押圧部２４を、
前記無段変速プーリ１９の可動側１９ａにカラー１９ｂ
を介して接当し、そのウェイトホルダ２３をポンプ駆動
軸４のウェイト支持部２５に固定して構成してある。
尚、符号符号２６はナット、符号２７はダイナモ等の駆
動プーリを兼ねたテンションプーリである。エンジン１
（この場合、ポンプ駆動軸４）の回転速度Ｎが低い間
は、無段変速プーリ１９の可動側１９ａが、内設したス
プリング１９ｄの力で固定側１９ｃから離されて、プー
リ有効径は小さくなっている。このため、変速装置５の
変速比は大きくなり、ポンプ駆動軸４はクランク軸２よ
りも高速で回転する。反対に、ポンプ駆動軸４の回転速
度Ｎが高くなると、フライウェイト２２が遠心力により
外側に開いて行く。そして、フライウェイト２２のプー
リ押圧部２４が、無段変速プーリ１９の可動側１９ａを
カラー１９ｂを介して押すので、可動側１９ａと固定側
１９ｃとは接近し、プーリ有効径は大きくなって行く。
このため、変速装置５の変速比は小さくなり、ポンプ駆
動軸４の回転速度上昇はクランク軸２の回転速度上昇よ
り高くはならない。このように、エンジン１の回転速度
Ｎが、高出力用高回転領域Ｈにある場合よりも、高トル
ク用低回転領域Ｌにある場合の方が、前記変速装置５を
高速側に変速操作するように構成してある。

【０００９】さらに、図１（Ｂ）に示す実施例では、回
転検出変速操作装置６は、フライウェイト２２とウェイ
トガイド２９ａ及び２９ｂとからなり、このフライウェ
イト２２のプーリ押圧部２４を、前記無段変速プーリ１
９の可動側１９ａに接当し、そのウェイトホルダ２９ａ
・２９ｂをポンプ駆動軸４に固定して構成してある。こ
の実施例でも、前記実施例と同様に、ポンプ駆動軸４の
回転速度Ｎが低い間は、無段変速プーリ１９の可動側１
９ａが、内設したスプリング１９ｄの力で固定側１９ｃ
から離されて、プーリ有効径は小さく変速装置５の変速
比は大きくなり、ポンプ駆動軸４はクランク軸２よりも
高速で回転する。反対に、ポンプ駆動軸４の回転速度Ｎ
が高くなると、フライウェイト２２が遠心力により外側
に開いて、ガイド摺動部２８がウェイトガイド２９ａの
湾曲した内側に沿って摺動し、それに伴ってプーリ押圧
部２４が無段変速プーリ１９の可動側１９ａを押すの
で、可動側１９ａと固定側１９ｃとが接近してプーリ有
効径は大きくなり、従って変速装置５の変速比は小さく
なり、ポンプ駆動軸４の回転速度上昇はクランク軸２の
回転速度上昇より高くはならない。上記の通り本実施例
でも、エンジン１の回転速度Ｎが、高出力用高回転領域
Ｈにある場合よりも、高トルク用低回転領域Ｌにある場
合の方が、前記変速装置５を高速側に変速操作するよう
になっている。

【００１０】前記変速装置５は、ウォータポンプ３のポ
ンプ駆動軸４に取り付けるのに代えて、エンジン１のク
ランク軸２に取り付け、ベルト伝動装置２０を介して冷
却ファン１０とウォータポンプ３とを駆動するようにし
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例を示し、図１（Ａ）は水冷エンジ
ンの概略側面図、図１（Ｂ）はウォータポンプ駆動軸の
変速装置の作動説明図、図１（Ｃ）は同変速装置の他の
実施例の作動説明図である。

【図２】本考案実施例を示し、水冷エンジンの正面図で
ある。

【図３】エンジンのトルク特性図である。

【図４】従来例を示し、図１（Ａ）に相当する図であ
る。

【符号の説明】

１…エンジン、２…クランク軸、３…ウォータポンプ、
４…ポンプ駆動軸、５…変速装置、６…回転検出変速操
作装置、Ｈ…高出力用高回転領域、Ｌ…高トルク用低回
転領域、Ｎ…回転速度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン(１)のクランク軸(２)に、ウォ
   ータポンプ(３)のポンプ駆動軸(４)を変速装置(５)を介
   して連動連結し、この変速装置(５)を回転検出変速操作
   装置(６)で変速操作可能に構成し、 この回転検出変速操作装置(６)は、 エンジン(１)の回転速度(Ｎ)を検出する事に基づき、上
   記変速装置(５)を変速操作するものであって、 エンジン(１)の回転速度(Ｎ)が高出力用高回転領域(Ｈ)
   にある場合よりも、高トルク用低回転領域(Ｌ)にある場
   合の方が、その変速装置(５)を高速側に変速操作するよ
   うに構成したことを特徴とするエンジンの強制循環式水
   冷装置。