JPH0740654Y2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エンジンの冷却装置に関する。

（従来の技術およびその課題） 近年、エンジンの高出力化に伴い、エンジンの熱的負荷
は増大する傾向にあり、燃焼室まわりの高い冷却性能が
要求される。

そこで、例えば実開昭62-128142号公報では、シリンダ
ブロックとこれに嵌挿されるライナの間に形成された通
路に、シリンダヘッドまわりとは別の冷却液を循環さ
せ、シリンダの均一冷却をはかるものが提案されてい
る。

しかしながら、この場合ライナの外周にはほぼ全域に渡
って同一流量の冷却液が循環するため、燃焼室より下方
のライナ下部の冷却が過剰となって、エンジンの冷却損
失が増大するばかりか、暖機性能を悪化させるという問
題点があった。

また、実開昭60-190934号公報では、シリンダブロック
に設けたウォータギャラリからライナまわりを冷却して
シリンダヘッドに流入する冷却水の循環経路において、
冷却水温度に応じてライナまわりを循環する冷却水の流
れを調節するサーモスタットを備えるものが提案されて
いるが、この場合サーモスタットの開閉に伴って冷却が
不足する部分が生じたり、通水抵抗が大きくなってウォ
ータポンプの負荷が増大するという問題点があった。

本考案は、こうした従来の問題点に着目し、エンジンの
冷却性能を高めることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本考案では、シリンダブロック
およびシリンダヘッドに冷却水を循環させるウォータジ
ャケットをそれぞれ形成するとともに、前記シリンダブ
ロックまたはシリンダヘッドの少なくとも一方に前記ウ
ォータジャケットから分岐した循環通路を形成し、前記
ウォータジャケットに対してウォータポンプからの冷却
水を供給し、前記ウォータジャケットからの冷却水をラ
ジエタを経て前記ウォータポンプの吸込側に導く冷却通
路と、前記ウォータジャケットからの冷却水を前記ラジ
エタを迂回して前記ウォータポンプの吸込側に導く第一
バイパス通路と、この第一バイパス通路を冷却水温度に
応じて開閉するサーモスタットバルブと、前記循環通路
に前記ウォータジャケットからの冷却水を供給し、前記
循環通路からの冷却水を前記ラジエタを迂回して前記ウ
ォータポンプの吸込側に導く第二バイパス通路を設け、
かつ前記第一バイパス通路の通水抵抗を前記冷却通路の
通水抵抗に等しいかまたはそれより小さく形成した。

（作用） 上記構成に基づき、冷却水温度が設定値を越えて上昇す
る温間時に、サーモスタットバルブが第一バイパス通路
を閉塞すると、冷却水は冷却通路と第二バイパス通路に
分流してウォータポンプに吸込まれるが、冷却通路の通
水抵抗は第一バイパス通路の通水抵抗に等しいかまたは
それより大きく設定されているため、第二バイパス通路
を介して循環通路に導かれる冷却水の流量は第一バイパ
ス通路が開かれている冷却時に等しいかそれより増大す
る。このようにして、循環通路では十分な流量の冷却水
を強制的に循環させることにより、エンジンの過熱を防
止したり、ノッキングの誘発を抑制して、高出力化がは
かれる。

冷間時にサーモスタットバルブが冷却通路を閉塞する
と、冷却水は通水抵抗の小さい第一バイパス通路から導
かれることにより、第二バイパス通路を介して循環通路
に導かれる冷却水の流量が減少するので、暖機性能を維
持できる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、シリンダブロック１にはライナ２
を嵌挿してシリンダを形成し、各シリンダを囲むように
してウォータジャケット９が形成される。

ウォータジャケット９から分岐する循環通路として、シ
リンダブロック１の内壁（ボア部）11とライナ２の間に
は上方で冷却水を周方向に循環させる循環室６を形成
し、循環室６の下方には対流室７を形成する。

循環室６はウォータジャケット９からの冷却水が入口３
を介して供給され、この冷却水をライナ２のまわりを半
周させた後に出口４から排出して、強制的に循環する冷
却水によりライナ２の上部の熱を取り去るようになって
いる。

対流室７は循環室６の入口３および出口４より下方に位
置して画成し、循環室６との間で冷却水を自然対流させ
ることによりライナ２の下部の熱を取り去るようになっ
ている。

第２図に示すように、ウォータジャケット９およびウォ
ータジャケット14に対してウォータポンプ８からの冷却
水を供給し、前記ウォータジャケット14からの冷却水を
ラジエタ16を経てウォータポンプ８の吸込側に導く冷却
通路15と、ウォータジャケット14からの冷却水をラジエ
タ16を迂回してウォータポンプ８の吸込側に導く第一バ
イパス通路18と、この第一バイパス通路18を冷却水温度
に応じて開閉するサーモスタットバルブ17を設ける。

サーモスタットバルブ17はウォータジャケット14からの
冷却水をラジエタ16に導く冷却通路15の入口側に介装
し、冷却水温度が設定値以下の冷間時にラジエタ16を閉
塞するとともに、第一バイパス通路18を開通させる一
方、冷却水温度が設定値を越えて上昇した温間時に第３
図に示すように第一バイパス通路18を閉塞するととも
に、ラジエタ16を開通させる。

本考案は、各循環室６の出口４を集合し、ラジエタ16を
迂回してウォータポンプ８の吸込側に連通する第二バイ
パス通路10を設けるとともに、第一バイパス通路18の通
水抵抗を冷却通路15の通水抵抗より所定の比率で小さく
形成する。

このように構成してあり、ウォータポンプ８からウォー
タジャケット９に送り込まれた冷却水は、その大部分が
通孔（図示せず）を介してシリンダヘッド13のウォータ
ジャケット14に流入し、ウォータジャケット14に送られ
た冷却水は第二バイパス通路10または冷却通路15を通っ
てウォータポンプ８に吸引される一方、残りの一部が図
中矢印で示すように各循環室６に流入した後にラジエタ
16を迂回する第二のバイパス通路18を通ってウォータポ
ンプ８に吸引される。

冷却水温度が設定値以下の冷間時に、サーモスタットバ
ルブ17が開弁すると、冷却水は第一バイパス通路18と第
二バイパス通路10に分流してウォータポンプ８に吸込ま
れるが、第一バイパス通路18の通水抵抗は冷却通路15の
通水抵抗に比べて小さく設定されているため、第二バイ
パス通路10を介して循環室６に導かれる冷却水の流量を
減少させ、例えばそれぞれの流量比が1:9となるように
設定される。これにより、循環室６を強制的に循環する
冷却水によって持ち去られる熱量を抑えて、ライナ２の
温度上昇を早め、暖機性能を確保する。

冷却水温度が設定値を越えて上昇した温間時に、サーモ
スタットバルブ17が第一バイパス通路18を閉塞すると、
冷却水は冷却通路15と第二バイパス通路10に分流してウ
ォータポンプ８に吸込まれるが、冷却通路15の通水抵抗
は第一バイパス通路18の通水抵抗に比べて任意の比率で
大きく設定されているため、第二バイパス通路10を介し
て循環室６に導かれる冷却水の流量は第一バイパス通路
18が開かれている冷間時に比べて増大させられ、例えば
それぞれの流量比を1:4とすることができる。このよう
にして、循環室６では十分な流量の冷却水を強制的に循
環させることにより、燃焼熱を直接受けるライナ２が過
熱されることを防止し、ピストン19の焼き付きやガス洩
れを防止するとともに、ノッキングの誘発を抑制して、
高出力化がはかれる。

従来のように、第一バイパス通路18の通水抵抗が冷却通
路15の通水抵抗より小さく設定された場合は、第二バイ
パス通路10を介して循環室６に導かれる冷却水量は冷間
時より温間時の方が減少し、ライナ２の冷却不足を招い
たり、あるいは暖機性能の悪化を来すという不具合が生
じるのである。

また、本考案は、第一バイパス通路18の通水抵抗を冷却
通路15の通水抵抗とが互いに等しくなるように形成して
も良く、この場合サーモスタットバルブ17の切換え作動
に関係なく、第二バイパス通路10を介して循環室６に導
かれる冷却水の流量比は一定となる。

次に、第４図A,B,Cにそれぞれ示す他の実施例は、サイ
アミーズ型のシリンダブロック１を備えるエンジン20に
おいて、シリンダブロック１に各シリンダを囲むように
してウォータジャケット９を形成するとともに、吸気ポ
ート21の下方に位置して各シリンダ上部を連通する循環
通路22をシリンダ列方向に形成するものである。

循環通路22の一端はウォータジャケット９と並んでウォ
ータポンプ８の吐出側に開口し、他端は第５図にも示す
ように第二バイパス通路25を介してウォータポンプ８の
吸込側に連通する。循環通路22の通路断面積を上流側か
ら下流側に絞って、各シリンダの冷却性能を均等にす
る。

第６図にも示すように、ラジエタ16に冷却水を循環させ
る冷却通路15と、このサーモスタットバルブ17を介して
冷却水温度が設定値以下でラジエタ16を迂回して冷却水
を循環させる第一バイパス通路18を配設し、第一バイパ
ス通路18の通水抵抗は冷却通路15の通水抵抗に比べて小
さく設定される。

この場合、冷間時は循環通路22に導かれる冷却水流量が
減少するが、吸気ポート21を加熱してこれ通過する燃料
の霧化を促進してHCの排出を低減するとともに、暖機性
能を確保する。一方、温間時は循環通路22に導かれる冷
却水流量が増加し、シリンダから吸気ポート21へ伝熱す
る熱量を十分に持ち去ることにより、吸気ポート21を通
過する吸気温度の上昇を抑制し、ノッキングの誘発を防
止できる。

次に、第７図A,Bにそれぞれ示す他の実施例は、サイア
ミーズ型のシリンダブロック１を備えるエンジン29にお
いて、温間時に冷却水流量が増加する循環通路として、
各シリンダ間に設けられるサイアミーズ部30にシリンダ
方向に延びる２本の通孔31を形成するものである。

通孔31の下端をウォータジャケット９に開口させる一
方、第８図にも示すようにシリンダヘッド13には各通孔
31の上端を集合してウォータポンプ８の吸込側に連通す
る第二バイパス通路32を形成する。

第９図に示すように、ラジエタ16に冷却水を循環させる
冷却通路15と、このサーモスタットバルブ17を介して冷
却水温度が設定値以下でラジエタ16を迂回して冷却水を
循環させる第一バイパス通路18を配設し、第一バイパス
通路18の通水抵抗は冷却通路15の通水抵抗に比べて小さ
く設定される。

この場合、冷間時は第二バイパス通路32を介してサイア
ミーズ部30の各通孔31に導かれる冷却水の流量が減少し
て暖機性能を確保する。一方、温間時は第二バイパス通
路32を介してサイアミーズ部30の各通孔31に導かれる冷
却水の流量が増加して、過熱されやすいサイアミーズ部
30の熱を十分に持ち去り、ピストンの焼き付きやガス洩
れを防止するとともに、ノッキングの誘発を抑制して、
高出力化がはかれる。

次に、第10図に示す他の実施例は、サイアミーズ部30に
シリンダ方向に延びる２本の通孔31を形成するととも
に、各通孔31の間で傾斜して延びる通孔35と36をそれぞ
れ形成するもので、この通孔35,36を介して過熱されや
すいシリンダ上部を循環する冷却水量を増やすようにな
っている。

さらにこの実施例では、第11図に示すように、各サイア
ミーズ部30の各通孔31,35,36を集合してウォータポンプ
８の吸込側に連通する第二バイパス通路32の途中に、リ
リーフ弁37を介装する。

第12図にも示すように、リリーフ弁37はその前後差圧が
設定値以上に増大すると、弁体39がスプリング38に抗し
て開弁し、第二バイパス通路32を開通するようになって
いる。

この場合、冷却水温度が設定値を越えて上昇した温間時
でも、リリーフ弁37の前後差圧が設定値以下のエンジン
低回転時は第二バイパス通路32を遮断して、リリーフ弁
37が開弁するエンジン高回転時のみサイアミーズ部30を
冷却して、高回転時の焼き付き等を防止できる。

次に、第13図A,Bにそれぞれ示す他の実施例は、１シリ
ンダ当たり３本の排気ポート41を備えるエンジン40にお
いて、温間時に冷却水流量が増加する循環通路42とし
て、隣合う排気ポート41の間にドリル孔44と、これに接
続するドリル孔45をそれぞれ形成するものである。ドリ
ル孔44は排気ポート41のバルブシート近傍を通り、その
一端がシリンダヘッド13に設けられるウォータジャケッ
ト14に開口する。46はドリル孔45の上端を閉塞する盲栓
である。また、47は吸気ポート、48は点火栓である。

第14図にも示すように、第二バイパス通路43は各循環通
路41に集合して図示しないウォータポンプの吸込側に連
通する。

第15図に示すように、ラジエタ16に冷却水を循環させる
冷却通路15と、サーモスタットバルブ17を介して冷却水
温度が設定値以下でラジエタ16を迂回して冷却水を循環
させる第一バイパス通路18を配設し、第一バイパス通路
18の通水抵抗は冷却通路15の通水抵抗に比べて小さく設
定される。

この場合、循環通路42を流れる冷却水により排気ポート
41のバルブシートの熱が持ち去られ、冷間時は循環通路
42に導かれる冷却水流量が減少して暖機性能を確保する
一方、温間時は循環通路42に導かれる冷却水流量が増加
するため、熱条件の厳しい中央の排気ポート41のバルブ
シートの過熱を防止できる。

また、前記実施例と同様に循環通路43の途中に所定の前
後差圧で開弁するリリーフ弁を設けて、エンジン高回転
時に循環通路43が開通するようにしても良い。

（考案の効果） 以上の通り本考案によれば、シリンダブロックにはウォ
ータジャケットから分岐する循環通路を形成し、この循
環通路からの冷却水をラジエタを迂回してウォータポン
プの吸込側に導く第二バイパス通路を設け、かつサーモ
スタットバルブを介してラジエタを迂回して導く第一バ
イパス通路の通水抵抗を、冷却水をラジエタに導く冷却
通路の通水抵抗に等しいかまたはそれより小さく形成し
たため、暖機性能を保ちつつ、温間時に熱条件の厳しい
部位の冷却を強化することができ、エンジンの耐久性お
よび出力の改善がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すエンジンの縦断面図、
第２図，第３図はそれぞれ冷却水の流れを示す回路図で
ある。第４図Ａは他の実施例を示すエンジンの縦断面
図、第４図Ｂはシリンダブロックの一部平面図、第４図
Ｃはエンジンの側面図、第５図はエンジンの概略図、第
６図は冷却水回路図である。第７図Ａはさらに他の実施
例を示すシリンダブロックの断面図、第７図Ｂはエンジ
ンの縦断面図、第８図はエンジンの概略図、第９図は冷
却水回路図である。第10図はさらに他の実施例を示すエ
ンジンの縦断面図、第11図はエンジンの概略図、第12図
は一部断面図である。第13図Ａはさらに他の実施例を示
すシリンダヘッドの縦断面図、第13図Ｂはシリンダヘッ
ドの平面図、第14図はエンジンの概略図、第15図は冷却
水回路図である。 １……シリンダブロック、２……ライナ、３……入口、
４……出口、６……循環室（循環通路）、８……ウォー
タポンプ、９……ウォータジャケット、10……第二バイ
パス通路、15……冷却通路、16……ラジエタ、17……サ
ーモスタットバルブ、18……第一バイパス通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロックおよびシリンダヘッドに
   冷却水を循環させるウォータジャケットをそれぞれ形成
   するとともに、前記シリンダブロックまたはシリンダヘ
   ッドの少なくとも一方に前記ウォータジャケットから分
   岐した循環通路を形成し、前記ウォータジャケットに対
   してウォータポンプからの冷却水を供給し、前記ウォー
   タジャケットからの冷却水をラジエタを経て前記ウォー
   タポンプの吸込側に導く冷却通路と、前記ウォータジャ
   ケットからの冷却水を前記ラジエタを迂回して前記ウォ
   ータポンプの吸込側に導く第一バイパス通路と、この第
   一バイパス通路を冷却水温度に応じて開閉するサーモス
   タットバルブと、前記循環通路に前記ウォータジャケッ
   トからの冷却水を供給し、前記循環通路からの冷却水を
   前記ラジエタを迂回して前記ウォータポンプの吸込側に
   導く第二バイパス通路を設け、かつ前記第一バイパス通
   路の通水抵抗を前記冷却通路の通水抵抗に等しいかまた
   はそれより小さく形成したことを特徴とするエンジンの
   冷却装置。