JPH08177491A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒータ流量を確保してヒータ熱効率を向上さ
せる。 【構成】 ラジエータ５を通る主冷却路Ｍと、ラジエー
タ５を通らないバイパス路Ｂと、エンジン本体１内及び
バイパス路Ｂ内にのみ冷却水を循環させる状態と、主冷
却路Ｍに冷却水を循環させるとともにバイパス路Ｂに冷
却水を循環させ得る状態とに切り換えることができるサ
ーモスタット６とを備えている。バイパス路Ｂにヒータ
１０が介在され、ヒータ１０よりも上流側の流入通路１
１と下流側の流出通路１２とに区分されている。ヒータ
１０を通らずに流入通路１１と流出通路１２とを接続す
る迂回通路１３が設けられているとともに、迂回通路１
３及びヒータ１０を通る冷却水流量を流入通路１１内の
冷却水圧力に応じて変更するように迂回通路１３を開閉
できる開閉弁１４が設けられている。ヒータ１０のオフ
時にヒータ１０からの熱風を車室内へ導入するのを阻止
する切換弁１６が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は水冷式内燃機関の冷却
装置において冷却系回路の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水冷式内燃機関の冷却装置におい
ては、図２に示すように、主冷却路Ｍがラジエータ５
と、その出口５ｂからサーモスタット６とウォータポン
プ７とを経てエンジン本体１内のウォータジャケット４
の入口４ａに至る流入通路８と、このウォータジャケッ
ト４と、ウォータジャケット４の出口４ｂからラジエー
タ５の入口５ａに至る流出通路９とからなる。この冷却
装置には、前記主冷却路Ｍの流出通路９とサーモスタッ
ト６との間にバイパス路Ｂが接続され、このバイパス路
Ｂの他にヒータ路Ｈが設けられている。このヒータ路Ｈ
は、入口４ａから出口４ｂに至るウォータジャケット４
の途中部分からウォータバルブ１７を経てヒータ１０に
至る流入通路１１と、ヒータ１０からサーモスタット６
とウォータポンプ７との間の前記流入通路８に至る流出
通路１２とを有している。そして、暖機運転時において
は、冷却水がラジエータ５へ流れず、バイパス路Ｂを経
て循環するとともに、ウォータバルブ１７の開閉に伴い
ヒータ路Ｈにも流れる。暖機運転完了後においては、冷
却水が主冷却路Ｍで循環するとともに、バイパス路Ｂ及
びヒータ路Ｈにも流れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、暖機運転時
においては、冷却水温度が比較的低いため、比較的多量
の冷却水をヒータ１０に供給する必要がある。

【０００４】そこで、ヒータ路Ｈへの流量を確保するた
め、バイパス路Ｂの管径を小さくする場合がある。その
場合には、ヒータ路Ｈの流れを停止させた状態でエンジ
ン回転数が高くなると、冷却水流量の少ないバイパス路
Ｂにおいてウォータポンプ７の吸込口７ａと吐出口７ｂ
との間の差圧が大きくなり、ウォータポンプ７にキャビ
テーションが発生し易くなる。

【０００５】又、ヒータ路Ｈにおいてヒータ１０よりも
上流側の流入通路１１と下流側の流出通路１２との間の
差圧を大きくしてヒータ路Ｈへの流量を確保するため
に、流入通路１１をウォータジャケット４の途中部分か
ら取り出すとともに、流出路１２をサーモスタット６と
ウォータポンプ７との間の流入通路８に接続する場合が
ある。その場合には、ウォータジャケット４内で充分に
温度上昇していない冷却水がヒータ路Ｈの流入通路１１
から取り出され、ヒータ１０の熱効率が悪くなる。

【０００６】実開昭５６−１１１２１７号公報に示す従
来の内燃機関の冷却装置においても、主冷却路及びバイ
パス路の他に、ヒータ路が設けられ、前述した場合と同
様な問題を生じる。

【０００７】本発明は、ヒータの設置位置を改良し、ヒ
ータへ流れる冷却水流量を制御してヒータ熱効率を向上
させることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
の冷却装置においては、ラジエータからエンジン本体内
を通ってラジエータに戻る主冷却路と、ラジエータを通
らずにエンジン本体内を通って循環するバイパス路と、
前記エンジン本体内及びバイパス路内にのみ冷却水を循
環させる状態と、主冷却路に冷却水を循環させるととも
にバイパス路に冷却水を循環させ得る状態とに切り換え
ることができる切換手段とを備えている。前記バイパス
路にヒータが介在され、このヒータよりも上流側の流入
通路と下流側の流出通路とに区分されている。このヒー
タを通らずに前記流入通路と流出通路とを接続する迂回
通路が設けられているとともに、この迂回通路及びヒー
タを通る冷却水流量を流入通路内の冷却水圧力又は冷却
水流量に応じて変更することができる切換手段が設けら
れている。さらに、ヒータのオフ時にヒータからの熱風
を車室内へ導入するのを阻止する切換手段が設けられて
いる。

【０００９】

【作用】暖機運転時にはエンジン本体内の冷却水の温度
分布が均一になるようにエンジン本体内の冷却水がバイ
パス路を経て循環する。例えば、バイパス路の迂回通路
が閉じている場合、バイパス路に流れるすべての冷却水
がヒータを通る。従って、冷却水温度が比較的低い暖機
運転時に比較的多量の冷却水をヒータに供給できる。一
方、暖機運転完了後においては、バイパス路を流れる冷
却水流量が抑えられ、比較的多量の冷却水が主冷却路に
流れる。例えば、バイパス路においてヒータに至る前の
流入通路内の冷却水圧力または冷却水流量が所定値以上
になった場合、流入通路内の冷却水がヒータと迂回通路
とに分流され、ヒータに流れる冷却水が少なくなる。ヒ
ータのオフ時には熱風が車室内に供給されない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例にかかる水冷式内燃
機関の冷却装置を図１を参照して説明する。

【００１１】エンジン本体１のシリンダブロック２及び
シリンダヘッド３の内部には矢印で概略的に示すウォー
タジャケット４が設けられている。このウォータジャケ
ット４はシリンダボア壁面及び燃焼室の冷却を行う冷却
水通路である。このウォータジャケット４の入口４ａは
シリンダブロック２の前側に設けられ、同じく出口４ｂ
はシリンダヘッド３の前側に設けられている。エンジン
本体１の前方にはラジエータ５が設けられている。

【００１２】主冷却路Ｍは、ラジエータ５と、その出口
５ｂからサーモスタット６（切換手段）とウォータポン
プ７とを経てウォータジャケット４の入口４ａに至る流
入通路８と、このウォータジャケット４と、ウォータジ
ャケット４の出口４ｂからラジエータ５の入口５ａに至
る流出通路９とからなる。

【００１３】バイパス路Ｂは前記流出通路９とサーモス
タット６との間でヒータ１０を介して接続され、この流
出通路９とヒータ１０との間の流入通路１１と、このヒ
ータ１０とサーモスタット６との間の流出通路１２とを
有している。このヒータ１０の付近で流入通路１１と流
出通路１２との間に迂回通路１３が開閉弁１４（切換手
段）を介して接続されている。

【００１４】前記サーモスタット６においては、切換温
度が設定され、その切換温度に応じて弁が開閉するよう
になっている。その切換温度よりも冷却水温が低い場合
には第二入口６ｂと出口６ｃとが連通し、冷却水がウォ
ータポンプ７の吸引力によりバイパス路Ｂの流出通路１
２からこの第二入口６ｂ及び出口６ｃを通ってウォータ
ポンプ７の吸込口７ａに至る。又、冷却水温が切換温度
よりも高い場合には、このサーモスタット６の第一入口
６ａと出口６ｃとの間も連通し、冷却水がウォータポン
プ７の吸引力によりラジエータ５の出口５ｂからこの第
一入口６ａ及び出口６ｃを通ってウォータポンプ７の吸
込口７ａに至るとともに、冷却水がバイパス路Ｂにも流
れる。

【００１５】前記バイパス路Ｂ内にある開閉弁１４にお
いては、切換圧力が設定され、バイパス路Ｂの流入通路
１１内の冷却水圧力がこの切換圧力よりも低い場合には
閉じ、エンジン本体１により温められた冷却水が流入通
路１１からヒータ１０を通って流出通路１２に至る。
又、このバイパス路Ｂの流入通路１１内の冷却水圧力が
切換圧力よりも高い場合には開閉弁１４が開き、ヒータ
１０ばかりではなく迂回通路１３にも冷却水が流れる。

【００１６】前記ヒータ１０には通風路１５が接続さ
れ、この通風路１５はヒータ１０付近で車室内導入路１
５ａと車室外導入路１５ｂとに分岐されている。この分
岐部分付近で通風路１５に切換弁１６（切換手段）が設
けられている。この切換弁１６は、ヒータ１０からのエ
アを車室内導入路１５ａにのみ送るように車室外導入路
１５ｂを閉じる状態と、同エアを車室外導入路１５ｂに
のみ送るように車室内導入路１５ａを閉じる状態とに切
り換え得るようになっている。この切換弁１６において
は、ヒータ１０を使用しないためにヒータ１０のスイッ
チがオフになっている時、車室内導入路１５ａが閉じら
れるように制御されている。

【００１７】暖機運転時においては、前記サーモスタッ
ト６が切り換えられ、冷却水が前記主冷却路Ｍのラジエ
ータ５へ流れず、ウォータジャケット４の出口４ｂから
バイパス路Ｂの流入通路１１とヒータ１０と流出通路１
２とサーモスタット６とを経てウォータポンプ７へ至
り、入口４ａからウォータジャケット４に戻る。ヒータ
１０付近でバイパス路Ｂの流入通路１１の冷却水圧力が
所定値以上になると、開閉弁１４が開き、冷却水がヒー
タ１０と迂回通路１３とに分流される。

【００１８】暖機運転完了後においては、サーモスタッ
ト６が切り換えられ、冷却水が前記主冷却路Ｍを流れる
とともに、バイパス路Ｂにも流れる。ヒータ１０の不使
用時にそのスイッチをオフにした場合、切換弁１６が車
室内導入路１５ａを閉じ、ヒータ１０の熱風が車室外導
入路１５ｂを通って車室外へ逃げる。ヒータ１０の使用
時にそのスイッチをオンにした場合、切換弁１６が車室
外導入路１５ｂを閉じ、ヒータ１０からの熱風が車室内
導入路１５ａを通って車室内に送られる。

【００１９】本実施例は下記（イ）〜（ニ）の特徴を有
する。 （イ） 暖機運転時にはウォータジャケット４内の冷却
水の温度分布が均一になるようにウォータジャケット４
内の冷却水をバイパス路Ｂを経て循環させている。この
点は従来のものと同様であるが、本実施例はこのバイパ
ス路Ｂにヒータ１０を直列的に設けている点で従来のも
のと異なる。すなわち、バイパス路Ｂの迂回通路１３で
開閉弁１４が閉じている場合、バイパス路Ｂに流れるす
べての冷却水がヒータ１０を通る。従って、冷却水温度
が比較的低い暖機運転時に比較的多量の冷却水をヒータ
１０に供給でき、ヒータ熱効率を向上させることができ
る。一方、暖機運転完了後においては、主冷却路Ｍとバ
イパス路Ｂの管径差により、バイパス路Ｂを流れる冷却
水量が抑えられ、比較的多量の冷却水が主冷却路Ｍに流
れるため、オーバヒートを防止することができる。いず
れの場合にしても、ウォータポンプ７を流れる冷却水量
を維持してその吸込口７ａと吐出口７ｂとの差圧を小さ
くでき、特に高速回転時にウォータポンプ７に生じ易い
キャビテーションを防止することができる。

【００２０】（ロ） バイパス路Ｂにおいてヒータ１０
に至る前の流入通路１１内の冷却水圧力が所定値以上に
なった場合、開閉弁１４が開いて流入通路１１内の冷却
水がヒータ１０と迂回通路１３とに分流されるので、ヒ
ータ１０に流れる冷却水が少なくなり、ヒータ１０の損
傷を防止することができる。また、ヒータ１０にはある
程度の冷却水が常に流れるため、ヒータ熱効率を向上さ
せることができる。

【００２１】（ハ） バイパス路Ｂは、ウォータジャケ
ット４の出口４ｂからラジエータ５の入口５ａに至る主
冷却路Ｍの流出通路９と、ラジエータ５の出口５ｂから
ウォータジャケット４の入口４ａに至る主冷却路Ｍの流
入通路８上のサーモスタット６との間に接続されている
ため、エンジン本体１内のウォータジャケット４で充分
に温められて出口４ｂから流出する冷却水がヒータ１０
に送られ、ヒータ熱効率を向上させることができる。

【００２２】（ニ） ヒータ１０に接続された通風路１
５に切換弁１６があるので、ヒータ１０のオフ時に熱風
が車室内に供給されず、ヒータ熱効率を向上させること
ができる。

【００２３】本実施例以外に下記（イ）〜（ニ）のよう
に構成してもよい。 （イ） 図２に示すように、通風路１５を車室内にのみ
連通する切換弁１６としては、ヒータ１０からの熱風を
通風路１５を通して車室内に供給できるように通風路１
５を開く状態と、その供給を遮断するように通風路１５
を閉じる状態とを取り得るものにする。

【００２４】（ロ） 前記実施例の開閉弁１４はバイパ
ス路Ｂの流入通路１１内の冷却水圧力により切り換わる
が、冷却水流量により切り換えるようにする。 （ハ） 前記実施例の開閉弁１４は単に開状態と閉状態
のみの二段階を取り得るものであるが、これ代わる切換
手段として流量制御弁を利用し、ヒータ１０に流れる冷
却水流量を多段階的に調節する。

【００２５】（ニ） 前記実施例のサーモスタット６に
代え、温度センサにより切り換わる切換弁を利用する。
各実施例から把握できる技術的思想（請求項以外）を効
果とともに記載する。

【００２６】（イ） 請求項１におけるバイパス路Ｂ
は、エンジン本体１内のウォータジャケット４の出口４
ｂからラジエータ５に至る主冷却路Ｍの流出通路９と、
ラジエータ５からウォータジャケット４の入口４ａに至
る主冷却路Ｍの流入通路８上の切換手段（サーモスタッ
ト６）との間に接続されている。そのため、エンジン本
体１内のウォータジャケット４で充分に温められて出口
４ｂから流出する冷却水がヒータ１０に送られ、ヒータ
熱効率を向上させることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明にかかる内燃機関の冷却装置によ
れば、ヒータ流量を確保でき、ヒータの損傷を防止で
き、ヒータのオフ時にヒータからの熱風を車室内へ導入
するのを阻止できるので、ヒータ熱効率を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本実施例にかかる水冷式内燃機関の
冷却装置を示す概略回路図であり、（ｂ）は他の実施例
を示す概略部分回路図である。

【図２】 従来の水冷式内燃機関の冷却装置を示す概略
回路図である。

【符号の説明】

１…エンジン本体、４…ウォータジャケット、５…ラジ
エータ、６…サーモスタット（切換手段）、７…ウォー
タポンプ、１０…ヒータ、１１…バイパス路流入通路、
１２…バイパス路流出通路、１３…迂回通路、１４…開
閉弁（切換手段）、１６…切換弁（切換手段）、Ｍ…主
冷却路、Ｂ…バイパス路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジエータからエンジン本体内を通って
   ラジエータに戻る主冷却路と、 ラジエータを通らずにエンジン本体内を通って循環する
   バイパス路と、 前記エンジン本体内及びバイパス路内にのみ冷却水を循
   環させる状態と、主冷却路に冷却水を循環させるととも
   にバイパス路に冷却水を循環させ得る状態とに切り換え
   ることができる切換手段とを備えた内燃機関の冷却装置
   において、 前記バイパス路にヒータを介在させてこのヒータよりも
   上流側の流入通路と下流側の流出通路とに区分し、 このヒータを通らずに前記流入通路と流出通路とを接続
   する迂回通路を設けるとともに、この迂回通路及びヒー
   タを通る冷却水流量を流入通路内の冷却水圧力又は冷却
   水流量に応じて変更することができる切換手段を設け、 さらに、ヒータのオフ時にヒータからの熱風を車室内へ
   導入するのを阻止する切換手段を設けたことを特徴とす
   る内燃機関の冷却装置。