JPH0635826B2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水冷式エンジンの冷却装置に関する。

［従来の技術］ 従来、自動車の水冷式エンジンの冷却装置においては、
ウォータポンプからエンジン本体に送られた冷却水をエ
ンジン本体から導出するための放出路を、ラジエータに
連通するラジエータ通路と、ラジエータをバイパスする
ボトムバイパス通路に分岐させ、この分岐部に水温を感
知して自動的に通路を開閉するサーモスタットバルブを
設けて、冷却水温度に応じてラジエータ通路とボトムバ
イパス通路とを選択し、これによって、暖機運転時また
は低負荷低回転走行時のように冷却水温度が設定温度
（約82℃）より低い場合（冷間時）には冷却水をラジエ
ータを通さずにボトムバイパス通路に流し、高負荷高回
転時のように冷却水の温度が設定温度を超えた場合には
冷却水をラジエータに流して冷却している。

この場合、自動車室内を暖房するためにヒータの放熱器
に連通する放熱通路を設けるが、この放熱通路は、ポン
プの下流側であってかつサーモスタットバルブの上流側
のエンジン本体もしくは放出路の途中から分岐させてい
る。そしてヒータ放熱器の下流側の放熱通路を、例えば
特公昭55−29248 号公報に示されているように、ウォー
タポンプの吸込側に接続することにより、このヒータ放
熱器を通る温水をラジエータ通路あるいはボトムバイパ
ス通路を通さずに独立した通路を介してウォータポンプ
に還流し、これにより冷間時の暖房性能を向上させてい
る。

ところで、自動車の車室容積は増大する傾向にあるた
め、ヒータ放熱器に流す温水の水量を増加させてこのヒ
ータ放熱器の放熱量を増大させる必要がある。特にエン
ジンの暖機運転時およびエンジンがリーン燃焼状態にあ
る低負荷低回転走行時には、冷却水の温度が低いため車
内を一定の温度に暖房するためにより多くの温水を必要
とするものである。

第３図はエンジンの回転数と冷却水流量との関係を示す
グラフで、実線で示す直線Ａは全水量（ウォータポンプ
の吐出量）、破線で示す直線Ｂはヒータ放熱器に流れる
水量をあらわしており、この結果エンジンの高負荷高回
転時にラジエータを通ってエンジンに流れる水量は一点
鎖線で示す直線Ｃのようにヒータ放熱器に流れる流量分
減少したものとなる。

一方、近来自動車のエンジンは高出力化の傾向にあり、
このため、高出力エンジンの高負荷高回転走行時にはエ
ンジンを充分に冷却する必要が生じてきた。しかしなが
ら、上記のように冷却水の一部がヒータ放熱器のために
用いられてラジエータの流量が減少し、かつ、ヒータを
作動させない時はヒータ放熱器による冷却水の冷却も行
なわれないことから、それだけ冷却性能が損われ、エン
ジンの高出力化に対応できなくなってきた。ましてター
ボチャージャを備えたエンジンにおいては、オイルを冷
却にも冷却水が使用されることになり、ますます冷却条
件は厳しいものとなってきた。

一般に水冷式エンジンにおいて、冷却装置の冷却性能を
向上させるためには、ラジエータの容量を増大させるこ
とと、ウォータポンプの送水能力を向上させることの二
方法が考えられる。しかしながら、ラジエータの容量を
増大させて走行風取入量を増大させることは、ラジエー
タ取付スペースの点と走行抵抗低減の観点とからみて困
難であり、またウォータポンプの送水能力を増大させる
ためにはそれだけエンジンの出力が割かれることになる
からこの方法も採用できない。

さらに、エンジンを流れる冷却水の水量が少ない場合、
上記のように高負荷高回転時の冷却が不充分になるばか
りでなく、次のような不都合を生じる。すなわち、冷却
水が設定温度に達せずにボトムバイパス通路を流れる冷
間時において急激な全開運転を行なった場合、燃焼室近
傍の温度が局部的に急激に上昇するが、この場合エンジ
ンを流れる冷却水の流量が充分でないと、エンジンの局
部的温度上昇が助長され、そのエンジン部分の温度と冷
却水との温度差が瞬間的に大きいものとなるから、シリ
ンダヘッドにクラックを生じるという問題があり、この
ような事態を発生させないためにもエンジンに十分な量
の冷却水を流すことが必要である。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑み、エンジンの高負荷高回転時に
おいても、冷間時においても充分な冷却水をエンジン本
体に流すようにして、上述の問題を一挙に解決すること
を図ったエンジンの冷却装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ 本発明はヒータ放熱器の下流側の放熱通路をエンジンか
ら放出された冷却水の放出路にサーモスタットバルブの
上流側において合流させることにより、サーモスタット
バルブに冷却水の全量が流れるようにしたことを特徴と
するものである。

［発明の効果］ 本発明によれば、エンジンの高負荷高回転時には、冷却
水の全量がラジエータを経てエンジン本体に流れるか
ら、エンジン本体に対する必要十分な冷却を行なうこと
ができる効果があり、また冷間時にも冷却水の全量がボ
トムバイパス通路を経てエンジン本体に流れるから、た
とえ冷間時にエンジンを全開運転してもエンジン本体の
局部的な急激な温度上昇を防止してシリンダヘッドにク
ラックを生じるというような事態が発生するおそれがな
くなる効果があり、しかもこの効果は室内暖房機能を犠
牲にすることなく得られるものである。

［実施例］ 以下本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明によるエンジンの冷却装置の冷却系統図
であり、エンジン本体１の回転に同期して駆動されるウ
ォータポンプ２によって強制的に循環させられる冷却水
は、エンジン本体１から熱を受けて温水となり、放出路
６を構成する通路６ａからインレットマニホールド４内
の通路６ｂに入り（プリヒートのため）、通路６ｃへを
流れる。放出路６はその下流端において２つの通路に分
岐し、ラジエータ７を経由してウォータポンプ２に還流
するラジエータ通路８と、ラジエータ７をバイパスして
直接ウォータポンプ２に還流するボトムバイパス通路９
とに分れる。

放出路６の下流端がラジエータ通路８とボトムバイパス
通路９とに分岐する分岐点には、サーモスタットバルブ
10が設けられており、水温に応じて冷却水の通路を選択
するようになされている。また、通路６ｃの途中から、
ヒータ放熱器11のための放熱通路12が分岐しており、こ
の放熱通路12のヒータ放熱器11の下流側の通路12ａはサ
ーモスタットバルブ10の上流側において通路６ｄに合流
している。またヒータ放熱器11に温水を流す放熱通路12
には、さらにヒータ放熱器11をバイパスするバイパス通
路13と、ヒータ不使用時にはこのバイパス通路13に温水
を流すための三方バルブ14とが設けられている。以上の
構成によって、放出路６のサーモスタットバルブ10には
冷却水の全量が流れるようになされている。

サーモスタットバルブ10は、第２図に示すように、水温
に応じて上下に摺動するワックスペレット15を有し、こ
のワックスペレット15の上部本体15ａに弁16が同軸的に
固定されている。この弁16は、外周が管壁に固定支持さ
れた弁座17にスプリング18によって圧着されており、冷
却水の温度が設定温度よりも低い場合にはラジエータ通
路８を閉じ、放出路６からの冷却水をボトムバイパス通
路９に流す。冷却水の温度が設定温度以上に達すると、
ワックスペレット15はスプリング18の付勢力に抗して下
方に移動し、これに伴って弁16が下方へ偏位して放出路
６をラジエータ通路８に連通する。また、ワックスペレ
ット15の下部本体15ｂの下端には弁19が取りつけられて
おり、ワックスペレット15の下方への移動に伴ってこの
弁19がボトムバイパス通路９を閉じ、放出路６からの冷
却水をラジエータ通路８に流すように構成されている。

このように、本発明においてはサーモスタットバルブ10
の直上流の通路部分６ｄからサーモスタットバルブ10に
向って冷却水の全量が流れるため、エンジンの高負荷高
回転時には、ヒータの放熱器11を流れる水をも含む冷却
水の全量がラジエータ７を通り、かつこのラジエータ７
によって冷却された水の全量が第３図の直線Ａに示すよ
うにエンジン１を通ることになるから、ラジエータ７の
容量を増大させたりあるいはウォータポンプ２の送水能
力を増大させなくても、エンジン１に対する必要十分な
冷却を行なうことができ、エンジンの高出力化に対処す
ることができる。

また、冷間時においても、ヒータ放熱器11を流れる水を
も含む冷却水の全量がボトムバイパス通路９を経てエン
ジン１に流れるから、たとえ冷間時にエンジン１の全開
運転を行なっても、シリンダヘッド等の温度が局部的に
急激に上昇して冷却水の水温との温度差が著しく大きく
なることによるクラックの発生を防止することができ
る。そして何れの場合にも、上記効果は暖房機能を犠牲
にすることなく、得られるものである。

なお、本実施例では、ヒータ放熱器のみを冷却水経路に
備えた場合を示したが、ヒータ放熱器のみならず、オイ
ルクーラや燃料ヒータ等の放熱器もヒータ放熱器と同様
に配置すればよいことは詳しく述べるまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による冷却装置の一実施例を示す冷却系
統図、第２図は本発明に用いられるサーモスタットバル
ブの断面図、第３図はエンジン回転数を横軸に、冷却水
流量を縦軸にとり、ヒータの放熱器に流れる流量を直線
Ｂとしたときの本発明におけるエンジンに流れる流量Ａ
および従来の冷却装置におけるエンジンに流れる流量Ｃ
を示すグラフである。 １……エンジン、２……ウォータポンプ ６……放出路、７……ラジエータ ８……ラジエータ通路、９……ボトムバイパス通路 10……サーモスタットバルブ 11……放熱器、15……ワックスペレット 16，19……弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 一正 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−120038（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−86365（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウォータポンプからエンジン本体に送られ
   た冷却水を前記エンジン本体から導出するための放出路
   を、ラジエータに連通するラジエータ通路と、ラジエー
   タをバイパスするボトムバイパス通路とに分岐させ、こ
   の分岐部にサーモスタットバルブを設けて、冷却水温度
   が設定温度よりも低い場合は前記ボトムバイパス通路を
   選択し、かつ、冷却水温度が前記設定温度以上に達する
   と前記ラジエータ通路を選択するように構成するととも
   に、ヒータ放熱器を有する放熱通路を設けたエンジンの
   冷却装置において、 前記ヒータ放熱器の下流側の放熱通路を前記サーモスタ
   ットバルブの上流側において前記放出路に合流させ、こ
   れにより前記サーモスタットバルブに前記冷却水の全量
   を流すようにしたことを特徴とするエンジンの冷却装
   置。