JPH0733765B2 - 内燃機関用冷却装置 - Google Patents

内燃機関用冷却装置

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JPH0733765B2
JPH0733765B2 JP59191852A JP19185284A JPH0733765B2 JP H0733765 B2 JPH0733765 B2 JP H0733765B2 JP 59191852 A JP59191852 A JP 59191852A JP 19185284 A JP19185284 A JP 19185284A JP H0733765 B2 JPH0733765 B2 JP H0733765B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は内燃機関用の冷却装置に係り、特に、オイルク
ーラを備えたディーゼルエンジン用の冷却装置に関す
る。本発明は、また、互いに並列接続されたラジエータ
とバイパス管とを備えた内燃機関用冷却装置の性能を改
良するための論理制御装置に関する。
〔背景技術〕
内燃機関（ディーゼルエンジンを含む）の冷却装置はよ
く知られている。典型的には、内燃機関用冷却装置は冷
却装置内の冷却液流を熱交換器（ラジエータ）に通した
り熱交換器を迂回するバイパス管に通したりするための
感温バルブ（サーモスタット）を備えている。この様な
冷却装置は自動車用エンジン等に使用されて成功を博し
ている。
しかしながら、近年ではエンジンの技術、特にディーゼ
ルエンジンの技術が進歩したので、内燃機関の冷却装置
に課される要求も増大している。例えば、今日の多くの
ディーゼルエンジンはターボチャージャーを備えてい
る。エンジンシリンダに充填される空気を圧縮するの
で、ターボチャージャーは空気の温度を上昇させる。し
たがって、空気がシリンダに充填される前に熱交換機に
よって圧縮空気を冷却して燃焼効率を改良することが望
ましいのであり、この様な熱交換機は一般にアフターク
ーラと呼ばれている。アフタークーラの効率は、部分的
に、冷却液と圧縮空気との間の温度差に依存している。
即ち、温度ポテンシャルが大きければそれだけアフター
クーラの圧縮空気冷却能力が大きくなる。
冷却装置はまた部分負荷条件に於けるエンジンの冷却要
求（冷却負荷）にも応答するものでなければならない。
部分負荷時には、エンジンブロックとシリンダヘッドの
冷却要求値は全負荷時の冷却要求値よりも小さい。しか
しながら、部分負荷時に於てもなお、アフタークーラや
他のエンジン構成要素の冷却効率を最大限に維持するこ
とが望ましいのである。したがって、エンジン負荷に関
係なくエンジンを比較的一定した温度に維持しながら
も、なおエンジンの他の構成要素の要求を満足させるた
めには、ラジエータを通る冷却液の流れとラジエータを
迂回するバイパス管を通る冷却液の流れとを互いに独立
に制御することによりエンジンに流れる冷却液の量を制
御することの可能な冷却装置をエンジンに設けることが
望ましいのである。
エンジン冷却装置設計上の他の重要な検討事項はラジエ
ータの寸法に関する。典型的には、ラジエータは銅やア
ルミニウムの様な高価な材料で形成されている。したが
って、エンジンの最大限の熱負荷を処理するというラジ
エータの能力を確保しながら、ラジエータのサイズを最
小限にすることが極めて望ましいのである。アフターク
ーラの場合と同様に、熱交換器としてのラジエータの効
率は、部分的に、ラジエータに入る冷却液の温度と外気
温度との間の温度差、即ち温度ポテンシャルに依存して
いる。この温度ポテンシャルを最大にすることによりエ
ンジンの設計者はより小型でより安価な熱交換ユニット
を採用することができる。
従来技術に於てはアフタークーラを備えたディーゼルエ
ンジンの種々の要求冷却値を効果的に満足させるために
は固有の問題があることが知られている。この様な問題
を解決するための提案の一つは米国特許第3,863,612号
に記載されている。しかしながら、この特許は冷却装置
に余計な要求を課しかつ余計な問題を生じさせるディー
ゼルエンジンの他の特徴ならびに構成要素を無視してい
る。例えば、今日のディーゼルエンジン用冷却装置はエ
ンジンのオイルクーラの要求に応答し得るものでなけれ
ばならず、オイルクーラはエンジンの寿命と耐久性を増
加させるために重要な要素である。冷却装置は、また、
運転室やディーゼル燃料を加熱するための補助ヒーター
の様な他の構成要素にも適合しなければならない。
更に、外気温度が近い時のエンジンの作動効率を向上さ
せるとともに暖機運転時のエンジンの作動を円滑にしか
つ効率的にするためには、冷却装置は、理想的には、エ
ンジンを冷却するだけでなくエンジンの充填空気をも加
熱し得るものでなければならない。また、暖気運転時に
は外気温度が変化するとともに冷却装置に対する要求も
変化するので、冷却装置は理想的にはエンジンの加熱要
求値と冷却要求値とを独立に検知しかつ予測することの
できる制御ロジックを備えていなければならない。
〔発明の概要〕
本発明の目的は従来技術の前述の問題点を解消すること
の可能な内燃機関用冷却装置を提供することである。
本発明の他の目的はエンジンやアフタークーラやオイル
クーラの冷却要求や加熱要求に応答するディーゼルエン
ジン用冷却装置を提供することである。
本発明の更に他の目的はラジエータの冷却効率を改良し
てラジエータのサイズを減少させることが可能でまたラ
ジエータの他の性能変数（パラメータ）を改善すること
の可能な内燃機関用の低流量型冷却装置を提供すること
である。
本発明の他の目的はエンジンの冷却要求と加熱要求とに
独立に応答することの可能な内燃機関冷却装置用の論理
制御装置を提供することである。
本発明のこれ等の目的ならびに他の目的は本発明によっ
て達成されるもので、、本発明は熱交換媒体の流れが二
つのループ（即ち、エンジンループと冷却用ループ）に
よって形成される様な内燃機関用冷却装置を提供するも
のである。エンジンループに於ては、熱交換媒体（冷却
液）はポンプによってエンジンブロックとシリンダヘッ
ドとを循環せられてウォーターポンプ入口に戻る。この
ポンプはまた冷却液を冷却用ループへ循環させるもので
ある。冷却用ループには、少なくともオイルクーラが設
けてあるとともに、互いに並列接続されたラジエータと
バイパス通路との組合せが設けてある。オイルクーラか
ら吐出された冷却液はラジエータとバイパス通路との組
合せに送られ、従来より大きな温度ポテンシャルをラジ
エータに提供する。ラジエータとバイパス通路との組合
せの下流にはアフタークーラを設けることもできる。
本発明の他の態様に於ては、本発明はバイパス通路に並
列接続されたラジエータを備えた内燃機関冷却装置の効
率を改良することの可能な論理制御装置を提供する。こ
の論理制御装置はバイパス通路を流れる冷却液とラジエ
ータを流れる冷却液とを独立に制御するもので、冷却装
置内の一以上の場所に於ける冷却液の温度を検知するた
めの温度検知手段を備えている。バイパス制御用の検知
温度が第１設定温度より低い場合には、この論理制御装
置は最大流量の冷却液がバイパス通路を流れるのを可能
にする。この論理制御装置は検知した温度が第１設定温
度より高いが第２設定温度（これは第１設定温度より高
い）より小さい時にはバイパス通路を流れる冷却液を選
択的に制御する。検知した温度が第２設定温度より高い
時には、この論理制御装置は冷却液がバイパス通路を流
れるのを阻止する。冷却制御は同様にしてこの論理制御
装置によって行なわれる。即ち、冷却制御用の検知温度
が第３設定温度より低い場合には、この論理制御装置は
冷却液がラジエータに流れるのを阻止する。この論理制
御装置は検知温度が第３設定温度より高いが第４設定温
度（これは第３設定温度より高い）より低い場合にはラ
ジエータを流れる冷却液を選択的に制御する。検知温度
が第４設定温度より高い時には、この論理制御装置は最
大流量の冷却液がラジエータを通って流れるのを可能に
する。
この論理制御装置は本発明の二弁式サーモスタットを用
いてディーゼルエンジンに実施することができる。この
サーモスタットは上下バイパス制御室と上下冷却制御室
との四つの室を画定するハウジングを備えている。この
二弁式サーモスタットは一つの室から他の室へと流れる
冷却液を選択的に制御するための冷却制御バルブとバイ
パス制御バルブとを備えている。これらの制御バルブは
前述した論理制御装置のパラメータに応じて開閉するの
であるが、たヾし、冷却制御用温度およびバイパス制御
用温度は同じ場所で検知される。
〔実施例〕
以下の詳細な説明は本発明を実施するための最良の形態
を例示したものであるから、本発明の開示を限定するも
のと解してはならない。
第１図は本発明の装置をディーゼルエンジン１に装着し
たところを示す。矢印は、この冷却装置がフル冷却モー
ドで作動している時の冷却液即ち熱交換媒体（典型的に
は水と不凍液との混合物）の流路を示す。このフル冷却
モードについては詳細に後述する。エンジンはエンジン
ブロックおよびシリンダライナー２とシリンダヘッド４
とを備えている。このエンジンは又はエンジンシリンダ
に充填される空気を圧縮するためのターボチャージャ６
を備えている。典型的なオイルクーラ10が図示してあ
り、このオイルクーラ10は入口12と出口14とを有する。
また多通路式のラジエータ30が示してあり、このラジエ
ータ30は入口32（これはエンジンの出口でもある）と出
口34（これはエンジンの入口でもある）とを備えてい
る。冷却液のポンプ40には本発明の論理制御装置の一実
施例（即ち、二弁式サーモスタット50）が組み付けられ
ている。
第２図に示す様に、ディーゼルエンジン１にはアフター
クーラ20が取り付けてあり、このアフタークーラ20は供
給される冷却液を受け取るための入口22と冷却液をウォ
ーターポンプ40に戻すための出口24とを備えている。
第３図には本発明の冷却装置の一実施例に於ける冷却液
の二つの流路（即ち、エンジンループ60と冷却用ループ
70）が模式的に示してある。エンジンループ60にはウォ
ーターポンプ40が設けてあり、このポンプ40は冷却液の
一部をエンジンブロック２およびシリンダヘッド４に供
給する。冷却液はシリンダライナー２およびシリンダヘ
ッド４を循環して熱を除去し、次いでウォーターポンプ
40の入口42に戻る。
図示の実施例に於ては、クーリングループ70には互いに
直列に接続された次の構成要素が設けてある。即ち、
（ａ）ウォーターポンプの吐出側44に接続された入口側
12を有する従来構成のオイルクーラ10と、（ｂ）従来型
熱交換器（ラジエータ）30とバイパス管部分35（これ等
はオイルクーラの下流に於て互いに並列に接続されてい
る）との組合せと、（ｃ）前記組合せの入口側に配置さ
れた論理制御装置アッセンブリ50と、（ｄ）前記組合せ
Ｃの下流に配置された従来型アフタークーラ20、とであ
る。好ましくは、冷却用ループ70にはアフタークーラス
クリーン26とを設けることができる。
第３図には冷却装置がフル冷却モード即ち第１モードで
作動している時の冷却用ループ70が示してある。このフ
ル冷却モードに於ては、オイルクーラ10と熱交換器（ラ
ジエータ）30とアフタークーラ20とは互いに流体的に連
結されている。論理制御装置50はオイルクーラ10から吐
出された冷却液を組合せＣのラジエータ30のみを通る様
に指向させるとともにラジエータ30からアフタークーラ
20へと送る。この実施例では、フル冷却モードはオイル
クーラ10の出口14のところの冷却液温度によって決定さ
れ、この温度は論理制御装置50の温度検知手段によって
検知される。この実施例では、この温度検知手段は二弁
式サーモスタット50内に設けてある。検知された温度が
第１設定温度（典型的には、190゜F（87.8℃）から195
゜F（90.5℃）の範囲にある）を超えている時にはサー
モスタット50のバイパスバルブ部分52は閉鎖位置即ち着
座位置にあり、冷却液はサーモスタット50の冷却用バル
ブ部分54（これは開放位置にある）によってラジエータ
の入口32へと送られる（第６図参照）。ラジエータ30を
循環した冷却液の温度はかなり低下しており、この冷却
液はアフタークーラの入口22に送られる。このフル冷却
モードに於ては、アフタークーラ20に対する冷却液の温
度ポテンシャルは最大となり、ディーゼルエンジン１を
効率良く作動させることができる。
第３図に示した冷却装置の重要な利点は、オイルクーラ
10は冷却用ループ70内に於てラジエータ30の直ぐ上流に
設けてあるということである。一般には、オイルクーラ
10はエンジンブロック２またはシリンダヘッド４が許容
することができる温度よりもかなり高い温度で作動させ
ることができる。したがって、オイルクーラは冷却液に
追加的な熱を与えるのに寄与するのであり、この熱によ
り冷却液の温度は、この追加的熱を与えない場合にラジ
エータ30に入る時の温度以上に上昇する。この温度上昇
によりラジエータ30の前後に於ける温度ポテンシャルが
向上し、これによりより小型で経済的なラジエータ30お
よび関連するファン装置を使用することが可能となる。
例えば、第３図の冷却装置について計算したところによ
れば、冷却回路にオイルクーラ10を設けない場合には、
ラジエータ30に入る冷却液の温度はエンジンの熱拒絶負
荷が所定の場合には約204゜F（95.5℃）である。しかし
ながら、第３図に示す様に回路内にオイルクーラ10を設
置した場合には、熱拒絶負荷が同じである時には、ラジ
エータ30に入る冷却液の温度は約214゜F（101.1℃）ま
で上昇する。この温度上昇はエンジン設計者に、ラジエ
ータの前部面積を25％減少させるか、ラジエータコアの
エア側の１インチ当りのフィンの数を25％減少させる
か、或いは空気馬力（ラジエータのファンが消費する動
力）を47％減少させるか、の選択の自由を与えるもので
ある。
第３図の冷却装置は、オイルクーラ10の出口14から吐出
され二弁式サーモスタット50で検知された冷却液の温度
が第２設定温度（典型的には、140゜F（60℃）から145
゜F（62.8℃）の範囲にある）以下となった時には、フ
ルバイパスモード（フル加熱モード）即ち第２モードで
作動する。これは典型的にはエンジン暖機時に行われる
もので、この場合には冷却制御バルブ部分54は着座し即
ち閉鎖されてラジエータ30へ流れる冷却液の流れを完全
に阻止し、同時にバイパス制御バルブ部分52が開放状態
となって冷却液を直接にアフタークーラ20の入口22へ導
く。したがって、この第２モード即ちフルバイパスモー
ド（フル加熱モード）に於ては、オイルクーラ10はバイ
パス管部分35およびアフタークーラ20と流体的に直列に
なっており、ラジエータ30は完全にバイパスされる。こ
のためエンジン暖機中にはエンジン充填用の空気を加熱
することが可能となり、暖機期間中の燃焼効率を大幅に
向上させるとともに有害エミッションを減少させること
ができる。
勿論、本発明の冷却装置はまたフル冷却モードとフルバ
イパスモードとの間のモードでも作動するものである。
後述する様に本発明の他の態様に従えば、バイパス通路
35を通る冷却液の量とラジエータ30を通る冷却液の量は
バイパス制御バルブ部分52と冷却制御バルブ部分54の作
動特性を制御することにより独立に制御することができ
る。
第４図には本発明の冷却装置がより詳細に模式的に示し
てあるとともに、最新式ディーゼルエンジンの他の種々
の構成要素との関係が示してある。図示した様に、ウォ
ーターポンプ40の出口44からの冷却液は所定の割合で分
割されて、その一部はオイルクーラ10の入口12に流れ、
その残部はポンプ吐出ブロックマニホールド46に送られ
る。冷却液はポンプ吐出ブロックマニホールド46から複
数の通路を通って夫々のシリンダライナー２に送られ、
それからシリンダヘッド４を通ってシリンダヘッド・リ
ターンマニホールド48に吐出される。また、ポンプ吐出
ブロックマニホールド46とシリンダヘッド・リターンマ
ニホールド48との間の回路には、車室（運転室）ヒータ
アッセンブリ80や、燃料を加熱したり他の補助的な機能
のための熱を提供したりするための補助ヒータ82や、ト
ランスミッション等の様なディーゼル車輛の補助装置を
冷却するための補助クーラ84、を設けることができる。
また、回路内にはエアコンプレッサ86を連結することも
できるが、エアコンプレッサの供給管87は直接にウォー
タポンプ40に接続するのが便利である。
冷却液のうちオイルクーラ10の入口12に送られた部分は
そのオイルクーラ10を通ってオイルクーラの出口14から
本発明の二弁式サーモスタット50へと戻る。図示した様
に、この二弁式サーモスタット50はバイパスバルブ部分
52と冷却用バルブ部分54とを備えている。典型的には、
ディーゼルエンジン１にはチェックバルブ90を備えた防
食装置88を設けることができ、一方のチェックバルブ90
はサーモスタット50と防食装置88との間に設けてあり、
他方のチェックバルブ90は防食装置88とウォーターポン
プの入口42との間に配置してある。バイパスバルブ52を
通った冷却液はアフタークーラ20の入口22に進み、それ
から出口24を通ってウォーターポンプ40の入口42に戻
る。
また、第４図に示した様に、オイルクーラ10からの冷却
液の一部は冷却用バルブ54をも通ることが可能であり、
そこからラジエータ30の入口32に送られる。典型的に
は、ラジエータ30にはまたファン36、ラジエータ逃がし
管98、逃がし管チェックバルブ100、膨脹タンク94、ラ
ジエータキャップ38が設けてある。ラジエータ膨脹タン
ク94にはエンジン逃がし管92および冷却装置用注入管96
が接続してある。
ラジエータの出口34について説明するに、オイルクーラ
10を出てバイパスバルブ52を通った冷却液にラジエータ
30からの冷却液が合流する様に冷却装置を作動させるこ
とができる。この合流した流れは次にアフタークーラ20
の入口22に送られる。本発明の他の態様に関連して前述
した様に、ラジエータ30からの冷却液がバイパス通路35
からの冷却液と混合するのを防止するか或いは最小限に
して、斯くして暖機後のアフタークーラ20の前後の温度
ポテンシャルを最大限にすると同時に、暖機期間中には
充填空気の加熱を最大限に行ない得る様に、この冷却装
置の作動を制御することが可能である。以上の説明から
わかる様に、フルバイパスモード（フル加熱モード）に
於ては、オイルクーラ10からの冷却液の全ては直接にア
フタークーラ20の入口22に送られる。同様に、フル冷却
モードに於ては、バイパスバルブ52が閉じ冷却用バルブ
54が開くので、冷却後の全量はオイルクーラ10からラジ
エータ30を経てアフタークーラ20に送られる。
第５図から第７図には、本発明の論理制御装置を実現す
るための二弁式サーモスタット50が種種の作動モードに
あるところが示してある。このサーモスタット50を通る
冷却液の流れは矢印で示してある。この二弁式サーモス
タット50はハウジング51を備えており、このハウジング
51は基本的に次の四つの室を画定している。即ち、下部
バイパス制御室55及び上部バイパス制御室56並びに下部
冷却制御室57及び上部冷却制御室58である。上下バイパ
ス制御室55と56との間にはバイパス制御バルブ52が設け
てある。同様に、上下冷却制御室57と58との間には冷却
制御バルブ54が設けてある。また、ハウジング51にはこ
の二弁式サーモスタット50をディーゼルエンジンの他の
構成要素に流体接続するための種々のポートが設けてあ
る。即ち、ポート62はオイルクーラ10からの冷却液を下
部バイパス制御室55に受け入れるための流体接続を行な
うものである。ポート64はラジエータ30の出口34からの
冷却液を上部バイパス制御室56に受け入れるための流体
接続を可能にするものである。ポート66は上部バイパス
制御室56をアフタークーラ20の入口22に流体接続するこ
とを可能にする。ポート68は上部バイパス制御室58をラ
ジエータ30の入口32に流体接続することを可能にする。
この実施例に於ては、ハウジング51には下部バイパス制
御室55を下部冷却制御室57に流体接続する通路59が設け
てある。
第５図には二弁式サーモスタット50がフルバイパスモー
ド（フル加熱モード）にあるところが示してある。この
フルバイパスモードはサーモスタットで検知されるオイ
ルクーラ10からの冷却液の温度が第１設定温度より低い
時に起こるものである。このフルバイパスモードに於て
は、オイルクーラ10からの冷却液は下部バイパス制御室
55に入り、バイパス制御バルブ52は冷却液が下部バイパ
ス制御室55から上部バイパス制御室56へと流れるととも
に次いでポート66を経てアフタークーラ20へ流れるのを
許容する。冷却制御バルブ54は閉鎖状態にあるので冷却
液が上部冷却制御室58へ流れるのを阻止する。したがっ
て冷却液はラジエータ30へと流れることができない。本
発明の論理制御装置に従えば、サーモスタット50が検知
する温度が所定の設定温度（以下第３設定温度という）
を超えるまでは冷却制御バルブ54は閉じられたままゝで
ある。この状態では、冷却制御バルブ54が閉じているの
で冷却液はラジエータ30からのポート64を通って流れる
ことは全くできない。
第６図は二弁式サーモスタット50がフルバイパスモード
とフル冷却モードとの間の中間モードにあるところを示
す。即ち、オイルクーラ10からの冷却液はポート62を経
て流入して二つの流れに分かれる。一方の流れは下部冷
却制御室57に入り、部分的に開いた冷却制御バルブ54を
通って上部冷却制御室58内に流れる。冷却液の他方の流
れは下部バイパス制御室55から上方に分かれて、部分的
に開いたバイパス制御バルブ52を通って上部バイパス制
御室56内に入る。同様に、第７図はフル冷却モードにあ
る二弁式サーモスタット50を通る冷却液の流路を示す。
オイルクーラ10からの冷却液の流れの全量はポート62を
通って下部バイパス制御室55内に流入し、通路59を経て
下部冷却制御室57に入る。この冷却液は開放した冷却制
御バルブ54を経て上方に流れて上部冷却制御室58内に流
入し、それからポート68を経てラジエータ30の入口32に
流れる。ラジエータ30の出口34からの冷却液はポート64
を経て上部バイパス制御室56内に流入し、それから直接
にポート66を経てアフタークーラ20に流れる。この作動
モードに於ては、バイパス制御バルブ52は閉鎖状態にあ
り、したがってオイルクーラ10からの熱い冷却液がラジ
エータ30からアフタークーラ20へと流れる温度のより低
い冷却液と混合されるのが完全に防止される。
以上の説明からわかる様に、バイパス通路35を通る流れ
の形態（フロープロフィル）とラジエータ30を通る流れ
のフロープロフィルとは、バイパス制御バルブ部分52お
よび冷却制御バルブ部分54の作動特性を調節することに
より、互いに独立に制御し得るものである。特に、バイ
パス制御バルブ52が完全に開く温度（第１設定温度）と
バイパス制御バルブ52が完全に閉じる温度（第２設定温
度）と冷却制御バルブ54が完全に閉じる温度（第３設定
温度）と冷却制御バルブ54が完全に開く温度（第４設定
温度）とを定めることにより、ラジエータ30からの冷却
液がバイパス通路35からのより高温の冷却液と混合する
のを防止し或いは最小限にして、二つの極端的作動条
件、即ちフル冷却モードとフルバイパスモードに於て冷
却装置を効率よく作動させることができる。
第８図は本発明の論理制御装置によって達成することが
できるフロープロフィルを示すグラフである。このグラ
フは冷却ループ流（アフタークーラの入口22のところで
測定したもので、ガロン／分（GPM）で表わしたもの）
と二弁式サーモスタット50で検知した温度（華氏）とを
対比したものである。この実施例の場合には、冷却ルー
プ70内の流れは、約140゜F（60℃）から145゜F（62.8
℃）までの第１設定温度に於てバイパス制御バルブ52が
閉鎖し始めるまでは比較的一定していることがわかる。
約175゜F（79.5℃）（第３設定温度）に於て冷却制御バ
ルブ54は開き始め、175゜F（79.5℃）と185゜F（85℃）
との間の温度ではアフタークーラを通る流れは冷却制御
バルブ54を通れる流れとバイパス制御バルブ52を通る流
れとの組合せとなる。185゜F（第２設定温度）に於て
は、バイパス制御バルブ52は完全に閉鎖して冷却液がバ
イパス通路35を流れるのを阻止する。190゜F（87.8℃）
から195゜F（90.5℃）までの温度（第４設定温度）に於
ては冷却制御バルブ54は全開状態となり、この温度では
冷却ループを通る一定の流量が達成される。一般に、以
上に述べた形式の冷却装置を備えたディーゼルエンジン
の場合には、第４設定温度と第１設定温度との差に対す
る第２設定温度と第１設定温度との差の比が約0.1から
約0.5の範囲になる様なフロープロフィルを採用するこ
とが好ましい。
第９図から第11図は本発明により得られる利点の少なく
とも一つを示したものである。種々の外気温度とエンジ
ン負荷について冷却液の流れを調節しながら、本発明の
論理制御装置を備えたディーゼルエンジンの吸気マニホ
ールド温度と、かなりの量のバイパス流が連続的に流れ
る従来の流量制御装置を備えたディーゼルエンジンの吸
気マニホールド温度とを比較試験した。これらのグラフ
からわかる様に、本発明の装置を用いた場合にはエンジ
ンシリンダに充填される空気をより大幅に冷却すること
ができる。即ち、第９図に示す様に、例えば、負荷が50
％で外気温度が35゜F（1.7℃）の場合には、従来の流量
制御装置を備えたディーゼルエンジンの吸気マニホール
ド温度は約155゜F（68.3℃）であるが、本発明の装置を
用いたディーゼルエンジンに於てはインテークマニホー
ルド温度は約80゜F（26.7℃）である。当業者が容易に
評価し得る様に、これはエンジン性能（燃料削減および
排気エミッションの低減を含む）が大幅に改善されるこ
とを示すものである。
当業者は以上の開示に基づいて本発明に種々の修正や変
更を加えることができよう。例えば、本発明の論理制御
装置では二弁式サーモスタットに代えてマイクロプロセ
ッサに接続された遠隔温度センサを用い、このマイクロ
プロセッサでソレノイドバルブを制御することができ
る。この様に、本発明は前述した実施例に限定されるも
のではなく本発明の範囲内で種々の変更を加えることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の改良された冷却装置の実施例をディー
ゼルエンジンに装着したところを示す側面図、 第２図は第１図のディーゼルエンジンの正面図、 第３図は本発明の冷却装置がフル冷却モードにあるとこ
ろを示す模式的フローダイヤグラム、 第４図は本発明の冷却装置を備えたディーゼルエンジン
の詳細を模式的に示したもので、冷却装置の構成要素と
ディーゼルエンジンの構成要素との関係を示し、 第５図は本発明の冷却装置の構成要素である二弁式サー
モスタットの拡大断面図であって、フルバイパスモード
（フル加熱モード）に於ける冷却液の流路を示し、 第６図は第５図同様の断面図であるが、フル冷却モード
とフルバイパスモードとの間のモードで冷却装置が作動
している時のサーモスタットを通る冷却液の流路を示
し、 第７図は第５図同様の断面図であるが、冷却装置がフル
冷却モードにある時のサーモスタットを通る冷却液の流
路を示し、 第８図は本発明の論理制御装置によって達成し得る一つ
のフロープロフィルを示すもので、アフタークーラを通
る冷却液の流量をオイルクーラからの冷却液の温度（本
発明の二弁式サーモスタットで検知される温度）との関
係で示したもの、 第９図から第11図は、従来の制御装置を備えたエンジン
と本発明の論理制御装置を備えたエンジンとの夫々につ
いて、外気温度が35゜F（1.7℃）、60゜F（15.5℃）、
および85゜F（29.4℃）の場合について、ディーゼルエ
ンジンの吸気マニホールド温度をエンジン負荷との関係
で示したグラフである。 １……ディーゼルエンジン、２……エンジンブロックお
よびシリンダライナー、４……シリンダヘッド、10……
オイルクーラ、20……アフタークーラ、30……ラジエー
タ、35……バイパス管部分（バイパス通路）、36……フ
ァン、40……ウォーターポンプ、46……ポンプ吐出ブロ
ックマニホールド、48……シリンダヘッド・リターンマ
ニホールド、50……二弁式サーモスタット（論理制御装
置）、52……バイパス制御バルブ部分、54……冷却制御
バルブ部分、55……下部バイパス制御室、56……上部バ
イパス制御室、57……下部冷却制御室、58……上部冷却
制御室、60……エンジンループ、62,64,66,68……ポー
ト、70……冷却用ループ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベス エイ．ウエバー アメリカ合衆国，インデイアナ 47201, コロンブス，ランプライト ドライブ 2773 (56)参考文献 実開 昭55−28707（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−101325（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−30322（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−171014（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−27077（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭32−9316（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】並列接続された熱交換器とバイパス通路と
    の組合わせ体と、該組合わせ体に直列接続され且つその
    直下流側に配置されるアフタークーラと、該組合わせ体
    の上流側に直列接続されたオイルクーラと、冷却装置に
    熱交換媒体を循環させるためのポンプ手段、とを備えた
    冷却装置を有する内燃機関の論理制御装置であって、前
    記論理制御装置は、 冷却装置内の一以上の位置に於ける熱交換媒体の温度を
    検知するための、前記オイルクーラ及び前記アフターク
    ーラの間に配置される温度検知手段と、 冷却装置内の所定の第１位置に於いて前記温度検知手段
    が検知した温度が第１設定温度以下である時に前記バイ
    パス通路を介して最大量の熱交換媒体が流れる様に、か
    つ、前記第１位置に於いて前記温度検知手段が検知した
    温度が前記第１設定温度より高い第２設定温度以上であ
    る時に前記バイパス通路を介して熱交換媒体が流れない
    様に、前記バイパス通路を通る熱交換媒体の流れを制御
    するためのバイパス論理制御手段と、 所定の第２位置に於いて前記温度検知手段が検知した温
    度が第３設定温度以下である時には熱交換器を通って熱
    交換媒体が流れない様に、かつ、前記第２位置に於いて
    前記温度検知手段が検知した温度が前記第３設定温度よ
    り高い第４設定温度以上である時には熱交換器を通って
    最大量の熱交換媒体が流れる様に、前記熱交換器を通る
    熱交換媒体の流れを制御するための冷却論理制御手段、 とを備えて成り、 前記第３設定温度は、第１設定温度から独立であり、前
    記第４設定温度は、第２設定温度から独立であることを
    特徴とする論理制御装置。
  2. 【請求項２】前記第１位置と第２位置とは同じである請
    求項１に記載の論理制御装置。
  3. 【請求項３】前記第４設定温度と第１設定温度との間の
    差に対する第２設定温度と第１設定温度との間の差の比
    は約0.1から約0.5の範囲にある請求項２に記載の論理制
    御装置。
  4. 【請求項４】前記第３設定温度は第１設定温度より高
    く、第４設定温度は第２設定温度より高いことを特徴と
    する請求項２または３に記載の論理制御装置。
  5. 【請求項５】前記温度検知手段とバイパス論理制御手段
    と冷却論理制御手段とは二弁式サーモスタットを構成し
    ている請求項２に記載の論理制御装置。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の論理制御装置であって、
    前記二弁式サーモスタットは、上下のバイパス制御室と
    上下の冷却制御室とを画成するハウジングと、 前記上部バイパス制御室と下部バイパス制御室とに係合
    するバイパス制御バルブであって、下部バイパス制御室
    内の熱交換媒体の温度が前記第２設定温度より低い時に
    のみ前記上下のバイパス制御室を互いに連通させるのを
    選択的に可能にするものと、 前記上部冷却制御室と下部冷却制御室とに係合する冷却
    制御バルブであって、下部冷却制御室内の熱交換媒体の
    温度が前記第３設定温度より高い時にのみ上下冷却制御
    室を互いに連通するのを選択的に可能にするもの、 とを備えて成る請求項５に記載の論理制御装置。
  7. 【請求項７】前記バイパス制御バルブは、下部バイパス
    制御室内の熱交換媒体の温度が前記第１設定温度より低
    い時に前記上部バイパス制御室と下部バイパス制御室と
    の間の連通を最大限に行い、前記冷却制御バルブは、下
    部冷却制御室内の熱交換媒体の温度が前記第４設定温度
    より高い時に前記上部冷却制御室と下部冷却制御室との
    間の連通を最大限に行うことを特徴とする請求項６に記
    載の論理制御装置。
  8. 【請求項８】前記下部バイパス制御室は、オイルクーラ
    から吐出された熱交換媒体を受け取るべくオイルクーラ
    に接続され、前記上部バイパス制御室は、前記熱交換器
    から熱交換媒体を受け取るべく熱交換器に接続され、前
    記上部バイパス制御室は、アフタークーラに熱交換媒体
    を供給するべくアフタークーラに接続され、前記上部冷
    却制御室は、熱交換器に熱交換媒体を供給するべく熱交
    換器に接続されている請求項７に記載の論理制御装置。
  9. 【請求項９】前記下部バイパス制御室と前記下部冷却制
    御室とは互いに連通している請求項８に記載の論理制御
    装置。
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