JPH0738621U - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 気筒間の温度差をなくすことにより、耐ノッ
ク性及びエミッション特性を改善する。 【構成】 ウォータジャケット13の冷却水入り口14ａ〜
14ｄにフラップ弁20，21を設け、壁温センサ27Ａ，27Ｂ
により検出したシリンダ壁の温度差に基づいて、壁温の
高い気筒側に向かう冷却水量を増大させ壁温の低い気筒
側に向かう冷却水量を減少させるように、フラップ弁2
0，21を回動制御して、各気筒間の温度を均一化する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数の気筒を有する内燃機関の冷却装置に関し、特に、各気筒の温 度を均一化する冷却技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の内燃機関の冷却装置としては、例えば図４に示すようなものがあり、こ れについて説明する。 機関冷機状態では、ウォータポンプ１から吐出された冷却水は、図中白矢印で 示すように、シリンダブロック２の一端側に設けた冷却水入り口３からシリンダ ブロック２内に流入し、＃１気筒〜＃４気筒４ａ〜４ｄのシリンダ壁周囲のウォ ータジャケット内を通ってシリンダブロック２の他側に設けた冷却水出口５より から流出し、シリンダヘッド６等を通った後、ラジエータ７をバイパスしてウォ ータポンプ１に戻るという経路で循環する。また、冷却水温度が所定温度以上に なってサーモスタット（図示せず）が開弁する機関暖機状態では、ウォータポン プ１から吐出された冷却水は、冷機状態の時と同様に機関内を循環するが、機関 冷却後のウォータポンプ１に戻る冷却水の大部分が、図中黒矢印で示すように、 サーモスタットを介してラジエータ７側に流れ、ラジエータ７で冷却されてから ウォータポンプ１に戻るという経路で循環するように構成される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の内燃機関の冷却装置では、ウォータジャケット内での冷 却水流れ方向が、シリンダブロックにおける冷却水入り口の取付け構造によって 決定される。このため、冷却水入り口に近い気筒は、遠い気筒に比べて冷却水に よる冷却効果が大きく、壁温が低くなり易い。また、各気筒毎に燃焼状態も異な る。従って、従来の冷却装置では、各気筒間で大きな温度差が発生し易い。そし て、気筒間の温度差が大きくなった場合、温度の最も高い気筒でノッキングが発 生するとこの影響が他の気筒にも及び他の気筒でのノッキングを誘発し易くなり 耐ノック性が悪化する。また、温度の最も低い気筒等でエミッションが悪化する と同じようにこの影響により他の気筒のエミッションの悪化を誘発して機関のエ ミッション特性が悪化する等の問題を有している。

【０００４】 尚、内燃機関の冷却装置として、実開昭５９−２４９２９号公報及び実開昭５ ９−３５６２２号公報に開示されたものがある。 本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、気筒間の温度差を抑制し気筒温度 を均一化することにより、耐ノック性及びエミッション特性を改善できる内燃機 関の冷却装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このため本考案は、複数の気筒を有する内燃機関の冷却装置において、シリン ダブロックのウォータジャケットへの冷却水流入方向を変える冷却水流れ方向制 御部材を設ける一方、前記制御部材を駆動する駆動手段と、少なくとも２つ以上 の気筒の壁温を検出する壁温検出手段と、該壁温検出手段で検出された壁温に基 づいて壁温差を小さくするよう前記駆動手段を制御する制御手段とを備えて構成 した。

【０００６】

【作用】

かかる構成において、壁温検出手段は、少なくとも２つ以上の気筒の壁温を検 出し制御手段に入力する。制御手段は、入力された壁温の差を演算しその演算結 果に基づいて駆動手段の駆動を制御し、制御部材により、ウォータジャケットへ の冷却水流入方向を温度の高い気筒側に向けるようにして、温度の高い気筒の冷 却効果を高めて温度差を小さくするようにする。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案を４気筒内燃機関に適用した一実施例を図１〜図３に基づいて説 明する。 図において、シリンダブロック11内に列設された各＃１気筒〜＃４気筒のシリ ンダ壁12ａ〜12ｄ周囲に、ウォータジャケット13が形成されている。該ウォータ ジャケット13の外壁13ａには、気筒の列設方向に沿って４つの冷却水入り口14ａ 〜14ｄが形成されている。これら冷却水入り口14ａ〜14ｄは、＃１気筒と＃２気 筒及び＃３気筒と＃４気筒の間にそれぞれ形成されるヘッドボルト孔15ａ，15ｂ の周壁を挟んで形成されており、冷却水入り口14ａは＃１気筒に、冷却水入り口 14ｂは＃２気筒に、冷却水入り口14ｃは＃３気筒に、冷却水入り口14ｄは＃４気 筒に、向かってそれぞれ冷却水が流れ込むように方向付けられて形成されている 。そして、互いに隣接する冷却水入り口14ａと14ｂ及び冷却水入り口14ｃと14ｄ の上流端は、それぞれ合流しており、両合流部に、ウォータポンプ16吐出側に接 続し複数のボルト17によりガスケット18ａ，18ｂを介してシリンダブロック11側 壁に固定された冷却水供給管19の各ブランチ部19ａ，19ｂが連通接続されている 。また、前記各ブランチ部19ａ，19ｂ内部には、冷却水流れ方向制御部材として のフラップ弁20，21が設けられている。

【０００８】 図３に前記フラップ弁の構造を示す。尚、両フラップ弁20，21の構造は同一で あるので、図３にはフラップ弁20の構造のみを示し説明する。 フラップ弁20（21）は、ヘッドボルト孔15ａ，15ｂを挟むようにして設けられ る断面略Ｖ字形のフラップ20ａ（21ａ）が連結棒20ｂ（21ｂ）の一端側に設けら れ、該連結棒20ｂ（21ｂ）の他端側は、ブランチ部19ａ（19ｂ）の底壁を貫通し て機関外部に突出してアーム20ｃ（21ｃ）に固定される。前記連結棒20ｂ（21ｂ ）は、中間部に取り付けた外部とのシールを兼ねるブッシュ20ｄ（21ｄ）により ブランチ部19ａ（19ｂ）底壁に回動可能に支持されて構成されている。

【０００９】 そして、前記アーム20ｃ（21ｃ）は、ワイヤ22に連結されており、該ワイヤ22 は、図２に示すように、一端がスプリング23を介してシリンダブロック11外壁に 固定され、他端がダイヤフラム式のアクチュエータ24に連結されている。 前記アクチュエータ24は、負圧室24ａが負圧導管25を介して図示しないエアク リーナ下流に接続され、前記負圧導管25には、通路を開閉制御する電磁弁26が介 装されている。

【００１０】 一方、＃１気筒と＃４気筒のシリンダ壁12ａ，12ｄの上部には、壁温を検出す る壁温検出手段としての壁温センサ27Ａ，27Ｂが挿入されてウォータジャケット 外壁13ａに固定されている。これら壁温センサ27Ａ，27Ｂの出力は、マイクロコ ンピュータ内蔵のコントロールユニット28に入力する。そして、コントロールユ ニット28は、入力した壁温情報に基づいて、前記電磁弁26をデューティ制御して アクチュエータ24の負圧室24ａ内の圧力を制御し、ワイヤ22を介してフラップ弁 20，21を回動駆動して冷却水の流入方向を、気筒間の温度差がなくなるように制 御する。ここで、コントロールユニット28と電磁弁26とで制御手段が構成され、 アクチュエータ24，ワイヤ22及びスプリング23により駆動手段が構成される。

【００１１】 次にかかる冷却装置の動作を説明する。 機関が停止している時には、フラップ弁20，21は、スプリング23の弾性力によ り図１の実線で示す状態、即ち、冷却水入り口14ａ，14ｃが全開、冷却水入り口 14ｂ，14ｄが全閉の状態となる位置にある。 機関が始動すると、壁温センサ27Ａ，27Ｂから＃１気筒と＃４気筒のシリンダ 壁12ａ，12ｄの壁温情報がコントロールユニット28に入力する。コントロールユ ニット28は、入力する壁温情報から両シリンダ壁12ａ，12ｂの温度差を演算し、 その演算結果に基づいて電磁弁26の駆動デューティを演算して出力し電磁弁26を 駆動する。これにより、アクチュエータ24の負圧室24ａ内に負圧導管25からデュ ーティ比に応じた所定の負圧が導入され、ワイヤ22がスプリング23の弾性力に抗 してアクチュエータ24側に引っ張られ、それぞれのフラップ弁20，21が回動して 各冷却水入り口14ａ〜14ｄの開口面積が変化する。

【００１２】 具体的には、図１の状態から機関が始動すると、＃１気筒側の方が＃４気筒側 に比べて冷却効果が大きく、＃４気筒側が＃１気筒側に比べて高温となる。コン トロールユニット28は、壁温センサ27Ａ，27Ｂからの検出信号によりその温度差 を演算し、温度差に応じたデューティ比の信号を電磁弁26に出力する。そして、 アクチュエータ24及びワイヤ22を介してヘラップ弁20，21を図１中反時計方向に 回動して、冷却水入り口14ａの開口面積を小さく、冷却水入り口14ｄの開口面積 を温度差に応じて大きくする。これにより、＃１気筒側に直接向かう冷却水量が 減少して冷却効果が低下し、＃４気筒に直接向かう冷却水量が増大して冷却効果 が増大し、両気筒の温度差が縮まる。

【００１３】 このようにすれば、各気筒間の温度差を従来装置に比べて小さくでき所定温度 範囲内に抑えることができるので、ある気筒の温度が低くなり過ぎたり、また、 高くなり過ぎたりすることがなく、ノッキングが発生し難くなると共に、エミッ ション特性も良好となり、耐ノック性及びエミッション特性を改善できる。 尚、本実施例では、壁温センサを部分的に設けたが、全気筒に装着するように すれば、より一層気筒間の温度制御精度を高めることができる。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、少なくとも２つ以上の気筒の壁温差を検 出し、検出した壁温差情報に基づいてウォータジャケットへの冷却水流入方向を 可変できる構成としたので、気筒間の温度差を所定範囲内に抑え均一化すること ができ、ノッキング及びエミッションの悪化を防止でき耐ノック性及びエミッシ ョン特性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す要部断面図

【図２】本考案の一実施例の全体システム構成図

【図３】同上実施例のフラップ弁の構成図

【図４】従来の冷却装置を示す全体構成図

【符号の説明】 11 シリンダブロック 13 ウォー
タジャケット 14ａ 冷却水入り口 14ｂ 冷却水
入り口 14ｃ 冷却水入り口 14ｄ 冷却水
入り口 20 フラップ弁 21 フラッ
プ弁 22 ワイヤ 23 スプリ
ング 24 アクチュエータ 26 電磁弁 27Ａ 壁温センサ 27Ｂ 壁温セ
ンサ 28 コントロールユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の気筒を有する内燃機関において、シ
   リンダブロックのウォータジャケットへの冷却水流入方
   向を変える冷却水流れ方向制御部材を設ける一方、前記
   制御部材を駆動する駆動手段と、少なくとも２つ以上の
   気筒の壁温を検出する壁温検出手段と、該壁温検出手段
   で検出された壁温に基づいて壁温差を小さくするよう前
   記駆動手段を制御する制御手段とを備えて構成したこと
   を特徴とする内燃機関の冷却装置。