JPH11132041A - Water cooling type cooling device for internal combustion engine - Google Patents

Water cooling type cooling device for internal combustion engine

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JPH11132041A
JPH11132041A JP27770697A JP27770697A JPH11132041A JP H11132041 A JPH11132041 A JP H11132041A JP 27770697 A JP27770697 A JP 27770697A JP 27770697 A JP27770697 A JP 27770697A JP H11132041 A JPH11132041 A JP H11132041A
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JP
Japan
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cooling water
pressure
reservoir tank
cooling
passage
Prior art date
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Application number
JP27770697A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Ito
伊藤  公一
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the pressure of a cooling system even in the case of using in such a condition that causes the pressure of the cooling system to be lower than a normal value. SOLUTION: This cooling device is provided with variable throttle valves 32, 33, which are capable of being changed according to a parameter indicating a running condition, at an upstream side cooling water passage 29 and a downstream side cooling water passage 31 for connecting a reservoir tank 27 and a water pump 14. The parameter indicating a running condition includes cooling water temperature and cooling water pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の水冷式
冷却装置に関する。
The present invention relates to a water-cooled cooling device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の冷却系として、系内を完全密
閉とし、かつ、圧力を加えた完全密閉式の冷却装置が知
られている。密閉式とすることで、冷却系を流れる冷却
水が大気と直接触れないようにし、冷却水の蒸発をしに
くくし、圧力を掛けることで冷却水を押え込み、これに
よって冷却水の沸点を高めて冷却水の蒸発を一層防止し
ている。
2. Description of the Related Art As a cooling system for an internal combustion engine, there is known a completely closed type cooling device in which the inside of the system is completely sealed and pressure is applied. By making it a closed type, the cooling water flowing through the cooling system does not come into direct contact with the atmosphere, making it difficult to evaporate the cooling water, applying pressure to hold down the cooling water, and thereby increasing the boiling point of the cooling water Evaporation of cooling water is further prevented.

【0003】このような、完全密閉加圧式冷却を採用し
た内燃機関の冷却系にあっては、冷却系に圧力を掛ける
ことで冷却水の沸点が上がるので、沸騰しにくくなり、
冷却水中に気泡がそれだけ発生しにくい。このため気泡
によって冷却水と冷却系との接触が妨げられることも少
ない。また、冷却水と大気との温度差を大きくとれる。
これらの理由から冷却効率もよい。
[0003] In such a cooling system of an internal combustion engine employing the completely closed pressure type cooling, the pressure of the cooling system raises the boiling point of the cooling water, so that it becomes difficult to boil.
Air bubbles are less likely to be generated in the cooling water. For this reason, contact between the cooling water and the cooling system is hardly hindered by the bubbles. Further, a large temperature difference between the cooling water and the atmosphere can be obtained.
For these reasons, the cooling efficiency is also good.

【0004】しかし、このような密閉加圧式冷却を採用
した内燃機関であっても、シリンダ等、エンジンの高温
部分では冷却水が膨張するので冷却系内は高圧となる。
よって、この高圧に耐え得るような構造上の強度を冷却
系に与える必要があるがこれには限度がある。
[0004] However, even in an internal combustion engine employing such closed pressurized cooling, the cooling water expands in a high temperature portion of the engine such as a cylinder, so that the pressure in the cooling system becomes high.
Therefore, it is necessary to provide the cooling system with structural strength capable of withstanding the high pressure, but this is limited.

【0005】そこで、冷却系内の圧力制御を行って、冷
却系内に高い圧力が生じないようにするための技術が、
例えば実公平7−16024号公報で示されている。こ
の技術は、冷却水の圧力が高くなりすぎた場合に、リザ
ーバタンクに設けたプレッシャキャップを機能させるこ
とによってリザーバタンク内の空気を外部へ逃がし、こ
れによって冷却系の圧力を低減しようというものであ
る。
Therefore, there is a technique for controlling the pressure in the cooling system to prevent a high pressure from being generated in the cooling system.
For example, it is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 7-16024. In this technology, when the pressure of the cooling water becomes too high, the pressure in the reservoir tank is released to the outside by operating the pressure cap provided in the reservoir tank, thereby reducing the pressure of the cooling system. is there.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術は、
オーバヒートなどで冷却水圧力が上昇した場合に、リザ
ーバタンク内の空気を外部へ逃がすことによってリザー
バタンク、ひいては冷却系全体の圧力を低減する。よっ
て、オーバヒート現象が解消することによって運転状態
が正常状態になり、冷却系全体の温度がオーバヒート現
象に伴う高温状態からそれよりも低い温度状態になって
も、高温状態のときにリザーバタンク内の空気を外部に
逃がしてしまっているので、冷却系全体の冷却水圧力
が、今度は本来必要とする所定の圧力よりも下がってし
まう。
SUMMARY OF THE INVENTION
When the cooling water pressure rises due to overheating or the like, the air in the reservoir tank is released to the outside, thereby reducing the pressure in the reservoir tank and, consequently, the entire cooling system. Therefore, when the overheating phenomenon is eliminated, the operating state becomes a normal state, and even when the temperature of the entire cooling system changes from a high temperature state due to the overheating phenomenon to a lower temperature state, even if the temperature in the reservoir tank is high, Since the air has escaped to the outside, the pressure of the cooling water of the entire cooling system is reduced below the originally required predetermined pressure.

【0007】一方、冷却水循環装置のウォータポンプ
は、通常内燃機関で駆動され、そのポンプ回転数は機関
の回転数が変わらない限り通常は一定であるが、前記の
結果、冷却系内における圧力が下がると、流動する冷却
水がインペラの回転について行けなくなることもあり得
る。このように液体(冷却水)と物体(壁面やインペ
ラ)との相対速度が大きくなり、液体(冷却水)中の局
部の静圧が低下すると、その領域にいわゆるキャビテー
ションが生じる。ここでは、インペラの周りに空洞が生
じ、そこでの圧力が低下するため泡を出す。
On the other hand, the water pump of the cooling water circulating device is usually driven by an internal combustion engine, and the pump rotation speed is usually constant as long as the rotation speed of the engine does not change. When lowered, the flowing cooling water may not be able to keep up with the rotation of the impeller. As described above, when the relative velocity between the liquid (cooling water) and the object (wall surface or impeller) increases and the local static pressure in the liquid (cooling water) decreases, so-called cavitation occurs in the region. Here, a cavity is created around the impeller, where pressure is reduced and bubbles are produced.

【0008】この場合、泡によって冷却水が冷却系に直
接触れないようになるので、冷却水による冷却効率が低
下する。また、時には振動や騒音を伴い、また、インペ
ラの羽根表面、壁面などを損傷して寿命を短縮させる虞
れがある。
In this case, the cooling water does not come into direct contact with the cooling system due to the bubbles, so that the cooling efficiency of the cooling water is reduced. In addition, vibration and noise sometimes occur, and the impeller blade surfaces and wall surfaces may be damaged to shorten the service life.

【0009】また、従来の装置で、オーバヒート等に起
因して冷却系の圧力が正常な値よりも高くなってしまっ
た場合には、既述したように、リザーバタンク内の空気
を外部へ逃がすことで圧力の高まりを制御できるが、当
初より冷却系の圧力が正常な値よりも低い場合には、圧
力を上昇させるという手段はとれず、これを制御する術
はない。
In the conventional apparatus, when the pressure of the cooling system becomes higher than a normal value due to overheating or the like, as described above, the air in the reservoir tank is released to the outside. Thus, the increase in pressure can be controlled, but if the pressure of the cooling system is lower than the normal value from the beginning, there is no means for increasing the pressure, and there is no way to control this.

【0010】さらに、完全密閉加圧式冷却を採用した内
燃機関は、加圧に耐えられるよう、各構成部品を耐圧仕
様にしてあるが、その耐圧性能は、冷却系の内圧と外気
圧との差圧を鑑みて設定してある。従って、その内燃機
関を航空機用エンジンとして使用する場合において、フ
ライト中は、外気圧が地上におけるそれよりも低いの
で、冷却系の内圧と外気圧との差圧が大きくなり、地上
での使用を前提とした耐圧性能では、不十分となる。こ
の問題に対処するためには、冷却系の各部品の耐圧性能
を向上させることが必要であるが、経済的な面から実現
は事実上不可能である。
Further, in an internal combustion engine employing completely closed pressurized cooling, each component is designed to withstand pressure so as to withstand pressurization. The withstand pressure performance is based on the difference between the internal pressure of the cooling system and the external pressure. It is set in consideration of pressure. Therefore, when the internal combustion engine is used as an aircraft engine, during a flight, since the external pressure is lower than that on the ground, the differential pressure between the internal pressure and the external pressure of the cooling system becomes large, and the use on the ground is difficult. The pressure resistance performance assumed is insufficient. To cope with this problem, it is necessary to improve the pressure resistance of each component of the cooling system, but it is practically impossible from the economical point of view.

【0011】そこで、航空機用として使用する場合、高
い高度における外気圧との差圧が大きくならないように
当初より冷却系に加える圧力を低く設定しておくことと
なるが、これでは、キャビテーションが一層生じ易くな
る。
Therefore, when used for aircraft, the pressure applied to the cooling system must be set low from the beginning so that the pressure difference from the outside air pressure at high altitude does not become large. It is easy to occur.

【0012】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、冷却系の圧力が正常な値よりも低くな
ってしまう状況下においても冷却系全体の圧力の高低制
御ができ、したがって冷却水の沸点の制御ができさらに
は、キャビテーションの発生を抑制できる内燃機関の水
冷式冷却装置を提供することを技術的課題とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and can control the level of the pressure of the entire cooling system even under a situation where the pressure of the cooling system becomes lower than a normal value. Therefore, it is an object of the present invention to provide a water-cooled cooling device for an internal combustion engine that can control the boiling point of cooling water and can further suppress the occurrence of cavitation.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の内燃機関の水冷式冷却装置は、内燃機関本
体のウォータジャケットとラジエータとを結ぶ冷却水通
路を介して、前記ウォータジャケットとラジエータとの
間を冷却水が完全な密閉状態でかつ圧力を掛けられた状
態で循環する完全密閉加圧式冷却を採用した内燃機関の
水冷式冷却装置において、以下の構成とした。
In order to solve the above-mentioned problems, a water-cooling type cooling apparatus for an internal combustion engine according to the present invention comprises a cooling water passage connecting a water jacket of an internal combustion engine body and a radiator. A water-cooled cooling system for an internal combustion engine employing a completely closed pressurized cooling system in which cooling water circulates between the radiator and the radiator in a completely sealed state and under pressure is configured as follows.

【0014】すなわち、本発明の内燃機関の水冷式冷却
装置は、前記冷却水を循環させる起点となるウォータポ
ンプと、前記冷却水通路における圧力の上昇に伴って前
記冷却水通路からの冷却水を回収するとともに前記圧力
の下降に伴って前記回収された冷却水を前記冷却水通路
に戻すリザーバタンクと、このリザーバタンクと前記ウ
ォータポンプとをつなぐ冷却水通路であって前記リザー
バタンクを境にその上流側に位置する上流側リザーバタ
ンク通路と、前記リザーバタンクを境にその下流側に位
置する下流側リザーバタンク通路と、これら上流側リザ
ーバタンク通路および下流側リザーバタンク通路のうち
の少なくとも一方のリザーバタンク通路に設けられ、冷
却装置の運転状態を示すパラメータに応じて前記一方の
リザーバタンク通路における流路抵抗を変える流路抵抗
可変手段と、を備えたことを特徴とする。
That is, a water-cooled cooling device for an internal combustion engine according to the present invention comprises a water pump serving as a starting point for circulating the cooling water, and cooling water from the cooling water passage accompanying an increase in pressure in the cooling water passage. A reservoir tank for collecting and returning the collected cooling water to the cooling water passage with a decrease in the pressure, and a cooling water passage connecting the reservoir tank and the water pump. An upstream reservoir tank passage located upstream, a downstream reservoir tank passage located downstream of the reservoir tank, and at least one of the upstream reservoir tank passage and the downstream reservoir tank passage The one reservoir tank passage is provided in a tank passage, and is provided in accordance with a parameter indicating an operation state of the cooling device. Characterized by comprising a flow path resistance varying means for varying the flow resistance, the in.

【0015】完全密閉加圧式冷却では、温度等、各種運
転条件が一定であれば、冷却系の各部の平均圧力は、常
に一定である。従って、例えばリザーバタンク内の圧力
が高くなれば、内燃機関本体のウォータジャケット内の
圧力は低くなり、これに対し、リザーバタンク内の圧力
が低くなれば、内燃機関本体のウォータジャケット内の
圧力は高くなる、といったように、完全密閉式であるが
故、各部の圧力は相対的にみると、互いにいわばシーソ
ーの関係にある。
In the completely closed pressure cooling, the average pressure of each part of the cooling system is always constant if various operating conditions such as temperature are constant. Therefore, for example, if the pressure in the reservoir tank increases, the pressure in the water jacket of the internal combustion engine body decreases, whereas if the pressure in the reservoir tank decreases, the pressure in the water jacket of the internal combustion engine body increases. The pressure of each part is in a seesaw relationship with each other, if viewed relatively, because it is a completely hermetic type, as in the case of becoming high.

【0016】よって、本発明に係る流路抵抗可変手段に
よって、上流側リザーバタンク通路および下流側リザー
バタンク通路の少なくとも一方の流路抵抗を変えること
ができる。例えば、上流側リザーバタンク通路に流路抵
抗可変手段を設けた場合においては、流路抵抗を減らす
と、リザーバタンク内の圧力が大きくなって、その反
面、冷却水通路、ウォータジャケット、ウォータポンプ
周り等、他の部位の圧力が小さくなる。上流側リザーバ
タンク通路の流路抵抗を増加させると、リザーバタンク
内の圧力が小さくなり、その反面、冷却水通路、ウォー
タジャケット、ウォータポンプ周り等、他の部位の圧力
が大きくなる。
Accordingly, the flow path resistance of at least one of the upstream reservoir tank path and the downstream reservoir tank path can be changed by the flow path resistance varying means according to the present invention. For example, in the case where the flow path resistance variable means is provided in the upstream reservoir tank passage, if the flow path resistance is reduced, the pressure in the reservoir tank increases, while the cooling water passage, the water jacket, and the water pump Etc., the pressure of other parts becomes small. When the flow path resistance of the upstream reservoir tank passage is increased, the pressure in the reservoir tank is reduced, while the pressure in other parts such as the cooling water passage, the water jacket, and the vicinity of the water pump is increased.

【0017】これに対し、下流側リザーバタンク通路に
流路抵抗可変手段を設けた場合においては、流路抵抗を
減らすと、リザーバタンク内の圧力が小さくなり、その
反面、冷却水通路、ウォータジャケット、ウォータポン
プ周り等、他の部位の圧力が大きくなる。さらに、下流
側リザーバタンク通路の流路抵抗を増加させると、リザ
ーバタンク内の圧力が大きく、その反面、冷却水通路、
ウォータジャケット、ウォータポンプ周り等、他の部位
の圧力が小さくなる。
On the other hand, when the flow path resistance variable means is provided in the downstream reservoir tank passage, if the flow path resistance is reduced, the pressure in the reservoir tank is reduced, while the cooling water passage, the water jacket, The pressure in other parts, such as around the water pump, increases. Further, when the flow path resistance of the downstream reservoir tank passage is increased, the pressure in the reservoir tank is increased, while the cooling water passage,
The pressure in other parts such as around the water jacket and the water pump is reduced.

【0018】また、上流側リザーバタンク通路および下
流側リザーバタンク通路の両方に流路抵抗可変手段を設
けた状態において、上流側リザーバタンク通路の流路抵
抗を減らした場合は、下流側リザーバタンク通路の流路
抵抗を大きくし、反対に上流側リザーバタンク通路の流
路抵抗を大きくした場合は、下流側リザーバタンク通路
の流路抵抗を減らすようにする。このようにすること
で、一方のリザーバタンク通路に流路抵抗可変手段を設
ける場合に比して、流路抵抗の可変幅が2倍になる分、
系内の圧力制御幅を大きくすることができる。
If the flow path resistance of the upstream reservoir tank path is reduced in a state where the flow path resistance variable means is provided in both the upstream reservoir tank path and the downstream reservoir tank path, the downstream reservoir tank path may be reduced. When the flow path resistance of the upstream reservoir tank passage is increased, and conversely, the flow path resistance of the downstream reservoir tank passage is reduced. By doing so, the variable width of the flow path resistance is doubled as compared with the case where the flow path resistance variable means is provided in one of the reservoir tank passages.
The pressure control width in the system can be increased.

【0019】このようにリザーバタンクを境にした上流
側リザーバタンク通路および下流側リザーバタンク通路
のうちの少なくとも一方のリザーバタンク通路に設けた
流路抵抗を必要に応じて変化させることで、冷却系の圧
力の高低を調整できるので、これまでのようにリザーバ
タンクのプレッシャキャップを開かずとも冷却系の圧力
を低減できる。したがって、冷却水の沸点制御も容易に
なる。
As described above, by changing the flow path resistance provided in at least one of the upstream reservoir tank passage and the downstream reservoir tank passage bordering on the reservoir tank as required, the cooling system Can be adjusted, so that the pressure of the cooling system can be reduced without opening the pressure cap of the reservoir tank as before. Therefore, control of the boiling point of the cooling water is also facilitated.

【0020】また、例えばオーバヒート現象が解消する
ことによって運転状態が正常状態になり、冷却系全体の
温度がオーバヒート現象に伴う高温状態からそれよりも
低い温度状態になっても、冷却系全体の冷却水圧力を冷
却系が本来必要とする所定の圧力よりも下げてしまうこ
とがない。
Further, even if the overheating phenomenon is eliminated, for example, the operating state becomes a normal state, and even if the temperature of the entire cooling system changes from a high temperature state caused by the overheating phenomenon to a lower temperature state, the cooling of the entire cooling system is performed. The water pressure does not drop below a predetermined pressure originally required by the cooling system.

【0021】さらに、リザーバタンク内の空気を外部へ
逃がさなくとも冷却系全体の圧力の高低制御ができるの
で、内燃機関を航空機用エンジンとしても十分使用でき
る。一方、流路抵抗可変手段は、運転状態を示すパラメ
ータ、例えば冷却水の温度または/および圧力に応じて
変えられるようにすることが望ましい。
Further, since the pressure of the entire cooling system can be controlled without releasing the air in the reservoir tank to the outside, the internal combustion engine can be sufficiently used as an aircraft engine. On the other hand, it is desirable that the channel resistance variable means can be changed in accordance with a parameter indicating the operating state, for example, the temperature and / or pressure of the cooling water.

【0022】そして、内燃機関本体の外部へ向けて前記
冷却水を出す冷却水出口のうち最もウォータポンプに近
い位置にある冷却水出口に前記上流側リザーバタンク通
路のウォータポンプ側端を接続するとともに、前記内燃
機関本体の外部から内部へ前記冷却水を入れる冷却水入
口のうち最もウォータポンプに近い位置にある冷却水取
入口に前記下流側リザーバタンク通路に係るウォータポ
ンプ側端を接続するようにしてもよい。このようにする
ことで、リザーバタンクへ取り込む圧力の最大値を高く
することができ、かつリザーバタンクから排出する冷却
水の圧力を最も低くすることができる。したがって、冷
却系内における圧力制御の幅を大きくできるので、制御
性を向上することができる。
A water pump side end of the upstream reservoir tank passage is connected to a cooling water outlet closest to the water pump among cooling water outlets for discharging the cooling water to the outside of the internal combustion engine body. A water pump side end of the downstream reservoir tank passage is connected to a cooling water inlet located closest to the water pump among cooling water inlets for introducing the cooling water from outside to inside of the internal combustion engine body. You may. By doing so, the maximum value of the pressure taken into the reservoir tank can be increased, and the pressure of the cooling water discharged from the reservoir tank can be minimized. Therefore, the width of pressure control in the cooling system can be increased, and controllability can be improved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
した図面に基いて説明する。〈第1の実施形態〉図を参
照して本発明に係る内燃機関の水冷式冷却装置の第1の
実施形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. <First Embodiment> A first embodiment of a water-cooled cooling device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0024】図1に示すように、内燃機関の水冷式冷却
装置1は、完全密閉加圧式冷却を採用している。すなわ
ち、エンジン本体3のシリンダブロック5に設けたウォ
ータジャケット5aとラジエータ7とを冷却水通路9で
結んでおり、この冷却水通路9を介してウォータジャケ
ット5aとラジエータ7との間を冷却水が完全密閉状態
でかつ圧力を掛けられた状態で循環している。
As shown in FIG. 1, a water-cooled cooling device 1 for an internal combustion engine employs completely closed pressurized cooling. That is, the water jacket 5 a provided on the cylinder block 5 of the engine body 3 and the radiator 7 are connected by the cooling water passage 9, and the cooling water flows between the water jacket 5 a and the radiator 7 via the cooling water passage 9. Circulates completely sealed and under pressure.

【0025】冷却水通路9は、エンジン本体3の冷却水
出口3aからラジエータ7の上部入口7aに至るラジエ
ータ入口通路11と、ラジエータ7の下部出口7bから
エンジン本体3の冷却水入口3bに至るラジエータ出口
通路13とを備えている。
The cooling water passage 9 has a radiator inlet passage 11 extending from the cooling water outlet 3a of the engine body 3 to the upper inlet 7a of the radiator 7, and a radiator extending from the lower outlet 7b of the radiator 7 to the cooling water inlet 3b of the engine body 3. An outlet passage 13 is provided.

【0026】また、ウォータジャケット5a内にはウォ
ータポンプ14が配置されている。このウォータポンプ
14を起点として、冷却水はエンジン本体3の冷却水出
口3a・ラジエータ入口通路11・ラジエータ上部入口
7a・ラジエータ7・ラジエータ下部出口7b・ラジエ
ータ出口通路13・エンジン本体3の冷却水入口3bを
経由して、ウォータジャケット5aに至り、その後、再
びウォータポンプ14によって、ウォータジャケット5
aとラジエータ7との間で循環を繰り返す。このような
冷却水の循環によって、ウォータジャケット5aを備え
るシリンダブロック5が効率的に冷却される。なお、便
宜上、ウォータポンプ14を最上流とし、以後、上流側
と云えばウォータポンプ14から流れて来る側をいうも
のとする。
A water pump 14 is disposed in the water jacket 5a. Starting from the water pump 14, the cooling water is supplied to the cooling water outlet 3a of the engine body 3, the radiator inlet passage 11, the radiator upper inlet 7a, the radiator 7, the radiator lower outlet 7b, the radiator outlet passage 13, and the cooling water inlet of the engine body 3. 3b, and reaches the water jacket 5a. Thereafter, the water pump 14 is again operated by the water pump 14.
The circulation between “a” and the radiator 7 is repeated. By the circulation of the cooling water, the cylinder block 5 including the water jacket 5a is efficiently cooled. For convenience, the water pump 14 is set to the most upstream side, and hereinafter, the upstream side means the side flowing from the water pump 14.

【0027】図示しないが、ウォータジャケット5aか
ら外部へ向かう出口は複数あり、これらの出口のうちラ
ジエータ7へ向かう冷却水出口3aは、最もウォータポ
ンプ14に近い位置にある。同様に外部からウォータジ
ャケット5aへ向かう入口も複数あり、これらの入口の
うちラジエータ7からウォータジャケット5aへ向かう
冷却水入口3bは最もウォータポンプ14に近い位置に
ある。
Although not shown, there are a plurality of outlets from the water jacket 5a to the outside. Of these outlets, the cooling water outlet 3a toward the radiator 7 is located closest to the water pump 14. Similarly, there are a plurality of inlets from the outside to the water jacket 5a. Of these inlets, the cooling water inlet 3b from the radiator 7 to the water jacket 5a is located closest to the water pump 14.

【0028】また、ラジエータ出口通路13にはサーモ
スタット17が配置されている。このサーモスタット1
7は、冷却水がラジエータ7によって冷却されていない
状態で低温であるときには冷却水をラジエータ7によっ
て冷却することが不要であるので、ラジエータ出口通路
13を遮断して冷却水がラジエータ7には向かわないよ
うにその流れを一時的に停止するためのものである。し
たがって、サーモスタット17が機能している間は、冷
却水は、ラジエータ7を経由せずにウォータジャケット
5a内を循環する。
A thermostat 17 is arranged in the radiator outlet passage 13. This thermostat 1
The cooling water 7 is not required to be cooled by the radiator 7 when the cooling water is not cooled by the radiator 7 and the temperature is low, so the radiator outlet passage 13 is shut off and the cooling water flows to the radiator 7. This is to temporarily stop the flow so that it does not occur. Therefore, while the thermostat 17 is functioning, the cooling water circulates in the water jacket 5a without passing through the radiator 7.

【0029】また、車内暖房用ヒータ19とエンジン本
体3とが、ヒータ用冷却水導入通路23とヒータ用冷却
水排出通路25とを介して接続されている。さらに、エ
ンジン本体3の冷却水出口3aとエンジン本体3の冷却
水入口3bとの間には、リザーバタンク27が配置さ
れ、このリザーバタンク27は、冷却水出口3aに接続
された上流側リザーバタンク通路29と、冷却水入口3
bに接続された下流側リザーバタンク通路31とに接続
されている。
Further, the in-vehicle heating heater 19 and the engine body 3 are connected via a heater cooling water introduction passage 23 and a heater cooling water discharge passage 25. Further, a reservoir tank 27 is disposed between the cooling water outlet 3a of the engine body 3 and the cooling water inlet 3b of the engine body 3, and the reservoir tank 27 is connected to the upstream reservoir tank connected to the cooling water outlet 3a. Passage 29 and cooling water inlet 3
b and is connected to the downstream reservoir tank passage 31 connected to b.

【0030】リザーバタンク27は、冷却水通路9にお
ける圧力の上昇に伴って冷却水通路9からの冷却水を回
収するとともに、前記圧力の下降に伴って既に回収され
ている冷却水を冷却水通路9に戻す。なお、リザーバタ
ンク27は冷却水補給口を有し、この冷却水補給口はプ
レッシャキャップ27aで塞がれている。
The reservoir tank 27 collects the cooling water from the cooling water passage 9 as the pressure in the cooling water passage 9 rises, and removes the cooling water already collected as the pressure decreases. Return to 9. The reservoir tank 27 has a cooling water supply port, and the cooling water supply port is closed by a pressure cap 27a.

【0031】また、上流側リザーバタンク通路29と下
流側リザーバタンク通路31とを介在させることによっ
て、リザーバタンク27とウォータポンプ14との間で
冷却水の循環がなされる。
By interposing the upstream reservoir tank passage 29 and the downstream reservoir tank passage 31, cooling water is circulated between the reservoir tank 27 and the water pump 14.

【0032】これら上流側リザーバタンク通路29と下
流側リザーバタンク通路31とには、その略中央に流路
抵抗可変手段としての可変しぼり弁32、33がそれぞ
れ備えられている。
The upstream reservoir tank passage 29 and the downstream reservoir tank passage 31 are respectively provided with variable throttle valves 32 and 33 as passage resistance variable means at substantially the centers thereof.

【0033】可変しぼり弁32および可変しぼり弁33
は、それぞれ上流側リザーバタンク通路29および下流
側リザーバタンク通路31における流路抵抗を変更する
ものであり、内燃機関の水冷式冷却装置1の運転状態を
示すパラメータに応じてアクチュエータ34を電子制御
することで開度制御される。
Variable throttle valve 32 and variable throttle valve 33
Is used to change the flow path resistance in the upstream reservoir tank passage 29 and the downstream reservoir tank passage 31, respectively, and electronically controls the actuator 34 in accordance with a parameter indicating the operating state of the water-cooled cooling device 1 for the internal combustion engine. Thus, the opening degree is controlled.

【0034】これらの弁32,33の開度が大きくなる
と流路抵抗は小さくなり、開度が小さくなると流路抵抗
は大きくなる。冷却装置の運転状態を示すパラメータと
しては、キャビテーションが発生する虞れのある冷却水
入口3bでの冷却水圧力および冷却水温度が挙げられ
る。もっとも、圧力が低いためにキャビテーションが発
生する。
When the opening of these valves 32 and 33 increases, the flow resistance decreases, and when the opening decreases, the flow resistance increases. The parameters indicating the operation state of the cooling device include the cooling water pressure and the cooling water temperature at the cooling water inlet 3b where cavitation may occur. However, cavitation occurs due to low pressure.

【0035】冷却水入口3bでの冷却水温度
(TW/P-IN)および冷却水圧力(PW/P-IN)は、それぞ
れ冷却水入口3bに設けた温度センサ35および圧力セ
ンサ36によって検出される。
The cooling water temperature (T W / P-IN ) and the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3 b are respectively measured by a temperature sensor 35 and a pressure sensor 36 provided at the cooling water inlet 3 b. Is detected.

【0036】温度センサ35および圧力センサ36によ
って検出されたパラメータは、CPU37に入力され
る。また、CPU37は、アクチュエータ34と電気的
に接続されており、CPU37に入力されたパラメータ
に応じてアクチュエータ34が制御された状態で作動
し、これによって可変しぼり弁32、33が必要量、開
いたり閉じたりしてその開度を調節する。
The parameters detected by the temperature sensor 35 and the pressure sensor 36 are input to the CPU 37. Further, the CPU 37 is electrically connected to the actuator 34 and operates in a state where the actuator 34 is controlled in accordance with the parameters input to the CPU 37, whereby the required amount of the variable throttle valves 32, 33 is opened or closed. Close or adjust the opening.

【0037】図2は、可変しぼり弁32、33の開度制
御のための機能ブロック図であり、CPU37には、図
3に示すような、冷却水入口3bでの(ポンプ入口)圧
力と冷却水温度との関数マップMを予め記憶した読み出
し専用メモリRが接続されいる。また、CPU37には
温度センサ35および圧力センサ36から検出されたパ
ラメータである冷却水入口3bでの冷却水圧力(P
W/P-IN)と冷却水温度(T W/P-IN)を前記マップと照合
判定しキャビテーションの発生限界を判定するための判
定手段Iと、判定手段Iの判定結果に基づいてアクチュ
エータ34を駆動制御する制御手段Cとが機能的に実現
されている。これら機能実現手段は、あらかじめ読み出
し専用メモリRに格納されたプログラムをCPU上で走
らせることで実現される。
FIG. 2 shows the opening control of the variable throttle valves 32 and 33.
FIG. 3 is a functional block diagram for controlling
(Pump inlet) pressure at the cooling water inlet 3b as shown in FIG.
Read-out pre-stored function map M of force and cooling water temperature
Dedicated memory R is connected. Also, the CPU 37
The parameters detected from the temperature sensor 35 and the pressure sensor 36
The cooling water pressure at the cooling water inlet 3b (P
W / P-IN) And cooling water temperature (T W / P-IN) Against the above map
To determine the limit of cavitation
Actuating means based on the determination result of
The control means C for driving and controlling the eta 34 is functionally realized.
Have been. These function realizing means
Run the program stored in the dedicated memory R on the CPU.
It is realized by having

【0038】図3において実線で示す線図は、冷却水入
口3bにおける冷却水圧力の制御目標値を示すものであ
り、符号P(T)W/P-INで示す。また、破線で示す線図
は、冷却水入口3bにおける冷却水圧力(PW/P-IN
が、前記制御目標値P(T)W/P-INよりも高くなってもよ
い、許容範囲における圧力の最大値を連続して結んだ線
図である。そして、冷却水入口3bでの冷却水圧力(P
W/P-IN)が冷却水圧力の制御目標値(P(T)W/P-IN)よ
り高くなってもよい圧力差の絶対値を符号P(A)で示
す。
A solid line diagram in FIG. 3 shows a control target value of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b, which is indicated by a reference symbol P (T) W / P-IN . The diagram shown by the broken line is the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b.
FIG. 5 is a diagram in which the maximum values of the pressures within the allowable range, which may be higher than the control target value P (T) W / P-IN , are continuously connected. Then, the cooling water pressure (P
W / P-IN) is indicated by the control target value of the cooling water pressure (P (T) W / P -IN) codes the absolute value of the good pressure difference even higher than P (A).

【0039】そして、一点鎖線で示す線図は、冷却水入
口3bにおける冷却水圧力(PW/P- IN)が、冷却水入口
3bにおける冷却水圧力の制御目標値P(T)W/P-INより
も低くなっても構わない範囲における圧力の最小値を連
続して結んだ線図である。そして、冷却水入口3bでの
冷却水圧力(PW/P-IN)が冷却水圧力の制御目標値(P
(T)W/P-IN)より低くなってもよい圧力差の絶対値を符
号P(B)で示す。
The dashed-dotted line diagram shows that the cooling water pressure (P W / P- IN ) at the cooling water inlet 3b is equal to the control target value P (T) W / P of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b. FIG. 9 is a diagram in which minimum values of pressure in a range in which the pressure may be lower than -IN are continuously connected. The cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b is equal to the cooling water pressure control target value (P
The absolute value of the pressure difference that may be lower than (T) W / P-IN ) is indicated by a symbol P (B) .

【0040】図3に示す前記マップは、冷却水入口3b
における冷却水圧力が、一点鎖線よりも低いときにはキ
ャビテーションが発生することを示している。なお、こ
のマップを見るにあたって、エンジン回転数が一定であ
ることを条件とする。
The map shown in FIG. 3 shows the cooling water inlet 3b.
Indicates that cavitation occurs when the cooling water pressure is lower than the alternate long and short dash line. In addition, when viewing this map, it is assumed that the engine speed is constant.

【0041】次に、図4のフローチャートを参照しなが
ら、可変しぼり弁32、33を駆動制御するための制御
ルーチンを説明する。まず、ステップ1でエンジン本体
3を始動させる。なお、ステップのことを以下、単に
「S」で示す。次いで、判定手段Iは、S2にて、冷却
水入口3bにおける冷却水温度(TW/P-IN)から、冷却
水入口3bにおける冷却水圧力の制御目標値P
(T)W/P-IN、圧力差の絶対値P(A)およびP(B)を図3の
マップから求める。
Next, a control routine for driving and controlling the variable throttle valves 32 and 33 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step 1, the engine body 3 is started. Note that steps will be simply indicated by “S” below. Next, in S2, the determination means I determines the control target value P of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b from the cooling water temperature (T W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b.
(T) W / P-IN and absolute values P (A) and P (B) of the pressure difference are obtained from the map of FIG.

【0042】さらに、判定手段Iは、S3で、冷却水入
口3bにおける冷却水圧力(PW/P- IN)から冷却水入口
3bにおける冷却水圧力の制御目標値(P(T)W/P-IN
を引いた差圧値(P(d))を計算する。
Further, in S3, the judgment means I determines the control target value (P (T) W / P) of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b from the cooling water pressure (P W / P- IN ) at the cooling water inlet 3b. -IN )
Calculate the differential pressure value (P (d) ) by subtracting.

【0043】判定手段Iは、S4で、前記差圧値(P
(d))が、圧力差の絶対値(P(A))と同じかそれよりも
小さいかを判定する。否定判定のときはS5へ進み、肯
定判定の場合はS6へ進む。
In S4, the judgment means I determines the differential pressure value (P
(d) ) is determined to be equal to or smaller than the absolute value of the pressure difference (P (A) ). When the determination is negative, the process proceeds to S5, and when the determination is affirmative, the process proceeds to S6.

【0044】S5では、制御手段Cからの制御信号によ
り、可変しぼり弁32の開方向制御、および、可変しぼ
り弁33の閉方向制御の少なくともいずれかを行い、そ
の後S2へ戻る。可変しぼり弁32の開方向制御と、可
変しぼり弁33の閉方向制御の少なくなくともいずれか
一方を行うことによって可変しぼり弁32の開度が可変
しぼり弁33よりも相対的に高まる。このため、 リザ
ーバタンク27の圧力が高まり、反面、冷却水通路9、
ウォータジャケット5a、ウォータポンプ14周り等、
他の部位の圧力が小さくなる。
In S5, at least one of the opening direction control of the variable throttle valve 32 and the closing direction control of the variable throttle valve 33 is performed by the control signal from the control means C, and thereafter, the process returns to S2. By performing at least one of the opening direction control of the variable throttle valve 32 and the closing direction control of the variable throttle valve 33, the opening degree of the variable throttle valve 32 is relatively higher than that of the variable throttle valve 33. For this reason, the pressure of the reservoir tank 27 increases, and on the other hand, the cooling water passage 9,
Water jacket 5a, around water pump 14, etc.
The pressure in other parts is reduced.

【0045】S6で、判定手段Iは、前記差圧値(P
(d))が、圧力差の絶対値(P(B))と同じかそれよりも
大きいかを判定する。否定判定の場合、S7へ進み、肯
定判定の場合、S2へ進む。
In S6, the judgment means I determines the differential pressure value (P
(d) ) is determined to be equal to or greater than the absolute value of the pressure difference (P (B) ). In the case of a negative determination, the process proceeds to S7, and in the case of an affirmative determination, the process proceeds to S2.

【0046】S7では、制御手段Cからの制御信号によ
り、可変しぼり弁32の閉方向制御および可変しぼり弁
33の開方向制御の少なくともいずれか一方を行い、そ
の後S2へ戻る。可変しぼり弁32の閉方向制御および
可変しぼり弁33の開方向制御の少なくともいずれか一
方を行うことによって可変しぼり弁32の開度が可変し
ぼり弁33よりも相対的に下がる。このため、リザーバ
タンク27の圧力が下がり、反面、冷却水通路9、ウォ
ータジャケット5a、ウォータポンプ14周り等、他の
部位の圧力が上がる。
In S7, at least one of the closing direction control of the variable throttle valve 32 and the opening direction control of the variable throttle valve 33 is performed by the control signal from the control means C, and thereafter, the process returns to S2. By performing at least one of the closing direction control of the variable throttle valve 32 and the opening direction control of the variable throttle valve 33, the opening degree of the variable throttle valve 32 is relatively lower than that of the variable throttle valve 33. For this reason, the pressure in the reservoir tank 27 decreases, while the pressure in other parts such as the cooling water passage 9, the water jacket 5a, the water pump 14 and the like increases.

【0047】なお、可変しぼり弁32および可変しぼり
弁33の開閉制御にあたっては、次のようにすることが
考えられる。 (1)1回あたり最小単位の開(または閉)度の制御を
行い、適正な制御圧力値になるまでフィードバックを繰
り返す。 (2)冷却水入口3bにおける冷却水温度
(TW/P-IN)、および冷却水入口3bにおける冷却水圧
力(PW/P-IN)と冷却水入口3bにおける冷却水圧力の
制御目標値(P(T)W/P-IN)との差圧値(P(d))から、
可変しぼり弁32および可変しぼり弁33の開閉量を定
めた図示しない関数マップを用意し、これを予めCPU
37の読み出し専用メモリRに記憶させておく。そし
て、そのマップ値に従って弁の開閉を行う。 〈第1の実施の形態の作用効果〉次に、このような構成
の内燃機関の水冷式冷却装置1についての作用効果を説
明する。
In controlling the opening and closing of the variable throttle valve 32 and the variable throttle valve 33, the following may be considered. (1) The opening (or closing) degree is controlled in the minimum unit at a time, and feedback is repeated until an appropriate control pressure value is obtained. (2) The cooling water temperature (T W / P-IN ) at the cooling water inlet 3 b, the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3 b, and the control target value of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3 b From the differential pressure value (P (d) ) with (P (T) W / P-IN ),
A function map (not shown) in which the opening and closing amounts of the variable throttle valve 32 and the variable throttle valve 33 are determined is prepared, and the
37, and are stored in the read-only memory R. Then, the valve is opened and closed according to the map value. <Operation and Effect of First Embodiment> Next, the operation and effect of the water-cooled cooling device 1 for an internal combustion engine having such a configuration will be described.

【0048】内燃機関の水冷式冷却装置1では、リザー
バタンク27を境にした上流側リザーバタンク通路29
および下流側リザーバタンク通路31に可変しぼり弁3
2、33を設けてある。そして、これらの可変しぼり弁
32、33は、冷却装置の運転状態を示すパラメータと
しての、冷却水入口3bにおける圧力および冷却水温度
によってその開閉が制御される。したがって、可変しぼ
り弁32、33の開閉具合いに応じて上流側リザーバタ
ンク通路29および下流側リザーバタンク通路31にお
ける流路抵抗が変わる。この結果、冷却水入口3bにお
ける冷却水圧力(PW/P-IN)および冷却水温度(T
W/P-IN)に応じて、リザーバタンク27の圧力が高くな
る反面、冷却水通路9、冷却水入口3b、冷却水出口3
a、ウォータジャケット5a、ウォータポンプ14周り
等、他の部位の圧力が低くなったり、反対にリザーバタ
ンク27の圧力が低くなる反面、冷却水通路9、ウォー
タジャケット5a、冷却水入口3b、冷却水出口3a、
ウォータポンプ14周り等、他の部位の圧力が高くなっ
たりする。
In the water-cooled cooling system 1 for an internal combustion engine, the upstream reservoir tank passage 29 bordering on the reservoir tank 27
Throttle valve 3 and the downstream reservoir tank passage 31
2, 33 are provided. The opening and closing of these variable throttle valves 32 and 33 are controlled by the pressure at the cooling water inlet 3b and the cooling water temperature as parameters indicating the operating state of the cooling device. Therefore, the flow path resistance in the upstream reservoir tank passage 29 and the downstream reservoir tank passage 31 changes according to the opening / closing state of the variable throttle valves 32 and 33. As a result, the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b and the cooling water temperature (T
W / P-IN ), the pressure in the reservoir tank 27 increases, but the cooling water passage 9, the cooling water inlet 3b, and the cooling water outlet 3
a, water jacket 5a, around water pump 14, etc., while the pressure in other parts decreases, and conversely, the pressure in reservoir tank 27 decreases, but cooling water passage 9, water jacket 5a, cooling water inlet 3b, cooling water Exit 3a,
The pressure of other parts, such as around the water pump 14, may increase.

【0049】詳しくは、CPU37が、これが冷却水入
口3bにおける冷却水圧力(PW/P- IN)から冷却水入口
3bにおける冷却水圧力の制御目標値(P(T)W/P-IN
を引いた差圧値(P(d))が、圧力差の絶対値(P(A)
よりも大きいと判断した場合は、CPU37は、上流側
リザーバタンク通路29の可変しぼり弁32を開いて上
流側リザーバタンク通路29の流路抵抗を減らすように
制御する。また、下流側リザーバタンク通路31の可変
しぼり弁33を絞って下流側リザーバタンク通路31の
流路抵抗を増すように制御する。
More specifically, the CPU 37 calculates the control target value (P (T) W / P-IN ) of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b from the cooling water pressure (P W / P- IN ) at the cooling water inlet 3b.
The differential pressure value (P (d) ) obtained by subtracting is the absolute value of the pressure difference (P (A) )
If it is determined that the flow rate is larger than the predetermined value, the CPU 37 controls the variable throttle valve 32 of the upstream reservoir tank passage 29 to open so as to reduce the flow path resistance of the upstream reservoir tank passage 29. Further, control is performed such that the variable throttle valve 33 of the downstream reservoir tank passage 31 is throttled to increase the flow path resistance of the downstream reservoir tank passage 31.

【0050】このようにすることで、リザーバタンク2
7の内圧は上昇する。これに対して、リザーバタンク2
7以外の冷却系、例えばウォータジャケット5aやラジ
エータ7、冷却水通路9、冷却水入口3b、冷却水出口
3a等の内圧は相対的に下降する。
By doing so, the reservoir tank 2
The internal pressure of 7 rises. On the other hand, reservoir tank 2
7, the internal pressures of the water jacket 5a, the radiator 7, the cooling water passage 9, the cooling water inlet 3b, the cooling water outlet 3a, and the like relatively decrease.

【0051】また、前記差圧値(P(d))が、圧力差の
絶対値(P(B))よりも小さい場合は、上流側リザーバ
タンク通路29の可変しぼり弁32を絞って上流側リザ
ーバタンク通路29での流路抵抗を増加する。また、下
流側リザーバタンク通路31の可変しぼり弁33を開い
て下流側リザーバタンク通路31での流路抵抗を減少す
る。
When the differential pressure value (P (d) ) is smaller than the absolute value (P (B) ) of the pressure difference, the variable throttle valve 32 of the upstream reservoir tank passage 29 is throttled to reduce the upstream pressure. The flow path resistance in the reservoir tank passage 29 is increased. Also, the variable throttle valve 33 of the downstream reservoir tank passage 31 is opened to reduce the flow path resistance in the downstream reservoir tank passage 31.

【0052】このようにすることで、リザーバタンク2
7の内圧は下降する。これに対して、リザーバタンク2
7以外の冷却系、例えばウォータジャケット5aやラジ
エータ7、冷却水通路9、冷却水入口3b、冷却水出口
3a等の内圧は相対的に上昇する。
By doing so, the reservoir tank 2
The internal pressure of 7 falls. On the other hand, reservoir tank 2
7, the internal pressures of the water jacket 5a, the radiator 7, the cooling water passage 9, the cooling water inlet 3b, the cooling water outlet 3a, etc. rise relatively.

【0053】このように、可変しぼり弁32、33を必
要に応じて開いたり絞ったりすることで、冷却系の圧力
の高低を調整できるので、従来のようにリザーバタンク
のプレッシャキャップを開かずとも、リザーバタンク2
7や上流側リザーバタンク通路29、下流側リザーバタ
ンク通路31以外の冷却系の圧力を低減制御することも
できる。
As described above, the level of the pressure of the cooling system can be adjusted by opening and closing the variable throttle valves 32 and 33 as necessary, so that the pressure cap of the reservoir tank does not need to be opened as in the related art. , Reservoir tank 2
7, the pressure of the cooling system other than the upstream reservoir tank passage 29 and the downstream reservoir tank passage 31 can be controlled to be reduced.

【0054】これらの関係を図5にグラフ化して具体的
に示す。図5において実線は、可変しぼり弁32を可変
しぼり弁33に比べて閉じた場合であり、破線は可変し
ぼり弁33を可変しぼり弁32に比べて閉じた場合であ
る。また、比較例として可変しぼり弁32と可変しぼり
弁33の弁開度が同じ場合を一点鎖線で示す。
FIG. 5 graphically shows these relationships. In FIG. 5, a solid line indicates a case where the variable throttle valve 32 is closed as compared with the variable throttle valve 33, and a broken line indicates a case where the variable throttle valve 33 is closed as compared with the variable throttle valve 32. As a comparative example, a case where the valve openings of the variable throttle valve 32 and the variable throttle valve 33 are the same is indicated by a chain line.

【0055】図5から、可変しぼり弁32を可変しぼり
弁33に比べて閉じると、リザーバタンク27の圧力が
低くなる反面、冷却水通路9、冷却水入口3b、冷却水
出口3a、ウォータジャケット5a、ウォータポンプ1
4周り等、リザーバタンク27以外の他の部位の圧力が
高くなることがわかる。反対に可変しぼり弁33を可変
しぼり弁32に比べて閉じると、リザーバタンク27の
圧力が高くなる反面、冷却水通路9、冷却水入口3b、
冷却水出口3a、ウォータジャケット5a、ウォータポ
ンプ14周り等、リザーバタンク27以外の他の部位の
圧力が低くなることがわかる。また、可変しぼり弁32
と可変しぼり弁33の弁開度が同じ場合、すなわち、一
点鎖線にあっては、実線と破線との間に常に位置してい
ることがわかる。
As shown in FIG. 5, when the variable throttle valve 32 is closed as compared with the variable throttle valve 33, the pressure of the reservoir tank 27 decreases, but the cooling water passage 9, the cooling water inlet 3b, the cooling water outlet 3a, and the water jacket 5a. , Water pump 1
It can be seen that the pressure in other parts other than the reservoir tank 27, such as around four, becomes high. Conversely, when the variable throttle valve 33 is closed compared to the variable throttle valve 32, the pressure of the reservoir tank 27 increases, but the cooling water passage 9, the cooling water inlet 3b,
It can be seen that the pressure of other parts other than the reservoir tank 27, such as the cooling water outlet 3a, the water jacket 5a, the water pump 14, and the like, becomes low. In addition, the variable throttle valve 32
It can be seen that when the valve opening of the variable throttle valve 33 is the same, that is, in the case of the alternate long and short dash line, it is always located between the solid line and the broken line.

【0056】したがって、 これまでの技術であればオ
ーバヒートを生じてしまう程にかなり冷却系の圧力が高
まってしまった場合でも、上流側リザーバタンク通路の
可変しぼり弁32を開きかつ下流側リザーバタンク通路
31の可変しぼり弁33を閉じることでリザーバタンク
27の内圧を高めれば、リザーバタンク27や上流側リ
ザーバタンク通路29、下流側リザーバタンク通路31
以外の冷却系の圧力を低減制御できる。したがって、高
圧状態が解消して運転状態が正常状態になり、冷却系全
体の温度がオーバヒート現象に伴う 前記のような高温
状態からそれよりも低い温度状態になっても、冷却系が
本来必要とする所定の圧力を維持できる。その結果、冷
却水の沸点を下げることもなく、またキャビテーション
の発生も抑制できる。
Accordingly, even if the pressure of the cooling system is considerably increased to the extent that overheating occurs with the conventional techniques, the variable throttle valve 32 of the upstream reservoir tank passage is opened and the downstream reservoir tank passage is opened. If the internal pressure of the reservoir tank 27 is increased by closing the variable throttle valve 33 of the reservoir 31, the reservoir tank 27, the upstream reservoir tank passage 29, and the downstream reservoir tank passage 31
The pressure of the cooling system other than the above can be reduced and controlled. Therefore, even if the high-pressure state is eliminated and the operating state becomes a normal state, and the temperature of the entire cooling system changes from the above-described high-temperature state due to the overheating phenomenon to a lower temperature state, the cooling system is originally required. Predetermined pressure can be maintained. As a result, the cavitation can be suppressed without lowering the boiling point of the cooling water.

【0057】なお、冷却水温度が一定であることを前提
とすれば、図6からわかるように、エンジン回転数(N
e)が低い程、冷却水入口3bでの冷却水圧力(P
W/P-IN)は高くなり、冷却水出口3aの冷却水圧力(P
E-OUT)は低くなるので、エンジンの最大回転数で適合
するようにすれば、それよりも低いエンジン回転数(N
e)ではキャビテーションは発生しないことになる。
Assuming that the cooling water temperature is constant, as can be seen from FIG. 6, the engine speed (N
e), the lower the cooling water pressure (P
W / P-IN ) increases, and the cooling water pressure (P
E-OUT ) is lower, so if the engine is adapted at the maximum engine speed, a lower engine speed (N
In e), no cavitation occurs.

【0058】また、冷却系全体の圧力の高低制御ができ
るので、冷却系各部の圧力が正常な値よりも低くなって
しまう気圧の低い場所で内燃機関を使用する場合でも、
例えば内燃機関を航空機用エンジンとして使用する場合
でも内燃機関の構造上の強度を高める必要なくして十分
対応できる。
Also, since the level of the pressure of the entire cooling system can be controlled, even when the internal combustion engine is used in a place where the pressure of each part of the cooling system becomes lower than a normal value and the pressure is low,
For example, even when the internal combustion engine is used as an aircraft engine, it can sufficiently cope without having to increase the structural strength of the internal combustion engine.

【0059】なお、図7は、温度と圧力との関係におい
てキャビテーションが発生するメカニズムを示すもので
あり、エンジン本体3の冷却水出口3aと、エンジン本
体3の冷却水入口3bにおける圧力変化を示すグラフで
ある。
FIG. 7 shows the mechanism by which cavitation occurs in the relationship between temperature and pressure, and shows pressure changes at the cooling water outlet 3a of the engine body 3 and at the cooling water inlet 3b of the engine body 3. It is a graph.

【0060】図7に示す符号、用語の定義および条件
は、次の通りである。 a1:冷却水温度が正常温度(例えば100゜C)であ
るときの冷却水出口3aにおける冷却水圧力 a2:冷却水温度が正常温度(例えば100゜C)であ
るときの冷却水入口3bにおける冷却水圧力 b1:冷却水出口3aにおける圧力がこれ以上高くなる
と構造的に耐えられなくなる、耐圧の限界値に達した場
合においてリザーバタンク27のプレッシャキャップ2
7aを開いたときの冷却水出口3aにおける圧力。図6
では、例えば絶対値で2.8kg/cm2である。
The symbols, definitions of terms and conditions shown in FIG. 7 are as follows. a1: Cooling water pressure at cooling water outlet 3a when cooling water temperature is normal temperature (for example, 100 ° C.) a2: Cooling at cooling water inlet 3b when cooling water temperature is normal temperature (for example, 100 ° C.) Water pressure b1: If the pressure at the cooling water outlet 3a becomes higher than this, it becomes structurally unbearable. When the pressure limit is reached, the pressure cap 2 of the reservoir tank 27
Pressure at cooling water outlet 3a when opening 7a. FIG.
For example, the absolute value is 2.8 kg / cm 2 .

【0061】b2:冷却水出口3aにおける圧力が前記
限界値に達した場合においてリザーバタンク27のプレ
ッシャキャップ27aを開いたときの冷却水入口部3b
における圧力。
B2: The cooling water inlet 3b when the pressure cap 27a of the reservoir tank 27 is opened when the pressure at the cooling water outlet 3a reaches the limit value.
Pressure.

【0062】c1:オーバヒート現象を回避するために
プレッシャキャップ27aを開いて空気を大気中に逃が
した場合において、その後、前記正常温度よりも幾分高
め(例えば110゜C)の温度になったときの冷却水出
口3aにおける圧力。
C1: When the air is released into the atmosphere by opening the pressure cap 27a in order to avoid the overheating phenomenon, and thereafter, when the temperature becomes slightly higher than the normal temperature (for example, 110 ° C.). At the cooling water outlet 3a.

【0063】c2:オーバヒート現象を回避するために
プレッシャキャップ27aを開いて空気を大気中に逃が
した場合において、その後、前記正常温度よりも幾分高
め(例えば110゜C)の温度になったときの冷却水入
口3bにおける圧力。
C2: When the air is released into the atmosphere by opening the pressure cap 27a in order to avoid the overheating phenomenon, and thereafter, when the temperature becomes slightly higher than the normal temperature (for example, 110 ° C.). At the cooling water inlet 3b.

【0064】d1:プレッシャキャップ27aを開いて
リザーバタンク27内の空気を大気中に逃がした場合に
おいて、その後、前記c1の状態から急激に圧力と温度
が下がり、前記正常温度になったときの冷却水出口3a
における圧力。
D1: When the pressure in the reservoir tank 27 is released to the atmosphere by opening the pressure cap 27a, then the pressure and the temperature are rapidly reduced from the state of c1 and the cooling is performed when the temperature reaches the normal temperature. Water outlet 3a
Pressure.

【0065】d2:プレッシャキャップ27aを開いて
リザーバタンク27内の空気を大気中に逃がした場合に
おいて、その後、前記c2の状態から急激に圧力と温度
が下がり、前記正常温度になったときの冷却水入口3b
における冷却水圧力。
D2: When the pressure in the reservoir tank 27 is released to the atmosphere by opening the pressure cap 27a, then the pressure and temperature are rapidly reduced from the state of c2, and the cooling is performed when the temperature reaches the normal temperature. Water inlet 3b
Cooling water pressure at

【0066】c1’:プレッシャキャップ27aを閉じ
たまま空気を大気中に逃がさない場合において、冷却水
出口3aにおける冷却水圧力が前記限界値を越えて前記
正常温度よりも高め(例えば110゜C)の温度でオー
バヒート現象を生じたときの冷却水出口3aにおける圧
力。
C1 ': When air is not released into the atmosphere with the pressure cap 27a closed, the cooling water pressure at the cooling water outlet 3a exceeds the limit value and becomes higher than the normal temperature (for example, 110 ° C.). At the cooling water outlet 3a when the overheating phenomenon occurs at the temperature of

【0067】c2’:プレッシャキャップ27aを閉じ
たまま空気を大気中に逃がさない場合において、冷却水
出口3aにおける冷却水圧力が前記限界値を越えて前記
正常温度よりも高め(例えば110゜C)の温度でオー
バヒート現象を生じたときの冷却水入口3bにおける圧
力。
C2 ': When air is not released into the atmosphere while the pressure cap 27a is closed, the cooling water pressure at the cooling water outlet 3a exceeds the limit value and becomes higher than the normal temperature (for example, 110 ° C.). At the cooling water inlet 3b when the overheating phenomenon occurs at the temperature of

【0068】PE-OUT:冷却水出口3aにおける冷却水
圧力。 PW/P-IN:冷却水入口3bにおける冷却水圧力。 キャビテーション限界:図7における曲線Lよりも下の
圧力の場合にキャビテーションが発生することを示す。
P E-OUT : cooling water pressure at the cooling water outlet 3a. P W / P-IN : cooling water pressure at cooling water inlet 3b. Cavitation limit: Indicates that cavitation occurs when the pressure is below the curve L in FIG.

【0069】PE-OUT限界:冷却水出口3aにおける圧
力がこれ以上高くなると構造的に耐えられなくなる、耐
圧の限界値。 条件:エンジン回転数一定。
P E-OUT limit: A limit value of the pressure resistance at which the structure cannot withstand the pressure at the cooling water outlet 3a when the pressure becomes higher. Condition: Constant engine speed.

【0070】図7において、冷却水出口3aにおける冷
却水圧力(PE-OUT)が、正常温度である100゜Cの
冷却水出口3aの冷却水圧力a1(2.55kg/c
2)の状態から限界値であるb1の状態(2.8kg/
cm2)に達すると、冷却水入口3bにおける冷却水圧
力(PW/P-IN)もa2(1.3kg/cm2)からb2
(1.55kg/cm2)の状態になることがわかる。
In FIG. 7, the cooling water pressure (P E-OUT ) at the cooling water outlet 3a is changed to the cooling water pressure a1 (2.55 kg / c) at the cooling water outlet 3a at a normal temperature of 100 ° C.
m 2 ) from the state of the limit value b 1 (2.8 kg /
cm 2 ), the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b is changed from a 2 (1.3 kg / cm 2 ) to b 2
(1.55 kg / cm 2 ).

【0071】また、リザーバタンクキャップ27aを開
いても、しばらくは、冷却水出口3a、冷却水入口部3
bのいずれにあっても、b1またはb2での冷却水圧力を
維持する(b1→c1およびb2→c2参照)。そして、こ
の状態のまま冷却水温度が110゜Cに上がり、冷却水
出口部3aおよび冷却水入口3bの冷却水圧力が、それ
ぞれb1からc1に、またはb2からc2に移行すると、そ
の後は冷却水出口3aにおいてもまた冷却水入口3bに
おいても急激に温度および冷却水圧力が低下し、それぞ
れc1からd1にまたはc2からd2に移行する。
Even if the reservoir tank cap 27a is opened, the cooling water outlet 3a, the cooling water inlet 3
In any case b, the cooling water pressure at b1 or b2 is maintained (see b1 → c1 and b2 → c2). Then, in this state, the cooling water temperature rises to 110 ° C., and the cooling water pressure at the cooling water outlet 3a and the cooling water inlet 3b shifts from b1 to c1 or from b2 to c2, respectively. Both at the outlet 3a and at the cooling water inlet 3b, the temperature and cooling water pressure drop sharply, shifting from c1 to d1 and from c2 to d2, respectively.

【0072】このとき、冷却水入口3bにあっては、d
2が曲線Lよりも下に移行し、冷却水入口3bにおける
冷却水圧力がキャビテーション限界を越えるので、冷却
水入口3bにあってはキャビテーションが発生する。
At this time, at the cooling water inlet 3b, d
2 moves below the curve L and the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b exceeds the cavitation limit, so that cavitation occurs at the cooling water inlet 3b.

【0073】一方、オーバヒート現象等、リザーバタン
クキャップ27aを開かなければならないような事態が
生じた場合でも、リザーバタンクキャップ27aを開か
ずにいると、冷却水出口3aの圧力(PE-OUT)はP
E-OUT限界を超えるので構造的に耐えられなくなる。
On the other hand, even in the case where the reservoir tank cap 27a needs to be opened due to an overheating phenomenon or the like, if the reservoir tank cap 27a is not opened, the pressure (P E-OUT ) of the cooling water outlet 3a will be maintained. Is P
Since it exceeds the E-OUT limit, it becomes structurally intolerable.

【0074】内燃機関の水冷式冷却装置1では、オーバ
ヒート現象等、リザーバタンクキャップ27aを開かな
ければならない程、冷却系の圧力が高圧になった場合で
も、リザーバタンクキャップ27aを開かずにリザーバ
タンク27の圧力を高めることで、リザーバタンク27
以外の冷却系であるウォータジャケット5aやラジエー
タ7、冷却水通路9の内圧を下降させる。
In the water-cooled cooling system 1 for an internal combustion engine, even if the pressure of the cooling system becomes so high that the reservoir tank cap 27a must be opened due to an overheating phenomenon or the like, the reservoir tank cap 27a is not opened without opening the reservoir tank cap 27a. By increasing the pressure of the reservoir tank 27,
The internal pressures of the cooling system other than the water jacket 5a, the radiator 7, and the cooling water passage 9 are reduced.

【0075】このため、冷却系全体の温度が高温状態か
らそれよりも低い温度状態になっても、冷却系全体の冷
却水圧力が、冷却系が本来必要とする所定の圧力よりも
下がってしまうということがない。すなわち、冷却水入
口3bにおける冷却水圧力がキャビテーション限界を越
えることがない。
For this reason, even if the temperature of the entire cooling system changes from a high temperature state to a lower temperature state, the cooling water pressure of the entire cooling system falls below a predetermined pressure originally required by the cooling system. There is no such thing. That is, the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b does not exceed the cavitation limit.

【0076】一方、エンジン本体3の外部へ向けて冷却
水を出す冷却水出口3aは、冷却水出口の中で最もウォ
ータポンプ14に近い位置にある。そして、この冷却水
出口3aに上流側リザーバタンク通路29のウォータポ
ンプ側端が接続されている。
On the other hand, the cooling water outlet 3 a for discharging the cooling water to the outside of the engine body 3 is located closest to the water pump 14 among the cooling water outlets. The upstream end of the reservoir tank passage 29 on the water pump side is connected to the cooling water outlet 3a.

【0077】また、エンジン本体3の外部から内部へ冷
却水を入れる冷却水入口3bは、冷却水入口の中で最も
ウォータポンプ14に近い位置にある。そして、この冷
却水取入口3bに下流側リザーバタンク通路31に係る
ウォータポンプ側端を接続してある。
The cooling water inlet 3b for introducing cooling water from the outside to the inside of the engine body 3 is located closest to the water pump 14 among the cooling water inlets. The water pump side end of the downstream reservoir tank passage 31 is connected to the cooling water intake 3b.

【0078】このため、リザーバタンク27へ取り込む
圧力の最大値を高くすることができ、かつリザーバタン
ク27から排出する冷却水の圧力を最も低くすることが
できる。したがって、冷却系内における圧力制御の幅を
大きくできるので、制御性を向上できる。
For this reason, the maximum value of the pressure taken into the reservoir tank 27 can be increased, and the pressure of the cooling water discharged from the reservoir tank 27 can be minimized. Therefore, the width of the pressure control in the cooling system can be increased, and the controllability can be improved.

【0079】さらに、この実施の形態では、上流側リザ
ーバタンク通路29と下流側リザーバタンク通路31と
にそれぞれ可変しぼり弁32および可変しぼり弁33を
備えたものとして示した。しかし、相互に他方の通路に
対して流路抵抗を変えることによって冷却水の流量を違
えているだけであるので、一方にのみ可変しぼり弁を設
け、他方の通路には設けないようにしても実質上同じと
いえる。また、可変しぼり弁を設けない方の通路の径を
太めにするようにして両通路における流量が相対的に異
なるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the upstream reservoir tank passage 29 and the downstream reservoir tank passage 31 are provided with the variable throttle valve 32 and the variable throttle valve 33, respectively. However, since only the flow rate of the cooling water is changed by changing the flow path resistance with respect to the other path, the variable throttle valve is provided only on one side and not provided on the other path. It can be said that they are substantially the same. Further, the flow rate in the two passages may be relatively different by increasing the diameter of the passage in which the variable throttle valve is not provided.

【0080】そして、上流側リザーバタンク通路29と
下流側リザーバタンク通路31以外にも冷却水通路を設
けるようにしてもよい。例えば、リザーバタンク27と
エンジン本体3の他の部位との間やリザーバタンク27
とラジエータ7との間に冷却水通路を設け、この冷却水
通路にも可変しぼり弁を設ける。このようにすること
で、リザーバタンク27に対する冷却水流れのルートに
変化が出るため、冷却水圧力分布を大幅に変えられ、圧
力制御が一層容易になる。
A cooling water passage may be provided in addition to the upstream reservoir tank passage 29 and the downstream reservoir tank passage 31. For example, between the reservoir tank 27 and other parts of the engine body 3 or the reservoir tank 27
A cooling water passage is provided between the cooling water passage and the radiator 7, and a variable throttle valve is also provided in the cooling water passage. By doing so, the route of the flow of the cooling water to the reservoir tank 27 changes, so that the distribution of the cooling water pressure can be greatly changed, and the pressure control becomes easier.

【0081】また、前記可変しぼり弁32、33は、電
子制御によるものであるが、その代わりのものとして所
定温度以上で作動するサーモ弁を設置し、冷却水が所定
の温度以上になったら作動させることで、冷却水圧力の
上昇を防止するようにしてもよい。
The variable throttle valves 32 and 33 are electronically controlled. Instead, a thermo valve which operates at a predetermined temperature or higher is installed, and when the cooling water reaches a predetermined temperature or higher, the variable throttle valves 32 and 33 operate. By doing so, an increase in the cooling water pressure may be prevented.

【0082】なお、可変しぼり弁32、33の作動順序
は、エンジン本体3自身の特性やラジエータ7等の配置
によっては制約を受ける場合もある。例えば、リザーバ
タンク27に流れる冷却水量が増加する場合は、ラジエ
ータ7に流れる量に変化を与える必要がある。また、冷
却能力に影響を与える場合は、できるだけ流量を変えな
いように弁を作動させる必要がある。 〈第2の実施形態〉次に図8〜図10を参照して本発明
に係る内燃機関の水冷式冷却装置の第2の実施形態を説
明する。
The operating order of the variable throttle valves 32 and 33 may be restricted depending on the characteristics of the engine body 3 and the arrangement of the radiator 7 and the like. For example, when the amount of cooling water flowing to the reservoir tank 27 increases, it is necessary to change the amount flowing to the radiator 7. When the cooling capacity is affected, it is necessary to operate the valve so as not to change the flow rate as much as possible. <Second Embodiment> Next, a second embodiment of a water-cooled cooling system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0083】この第2の実施形態に係る内燃機関の水冷
式冷却装置1Aが、第1の実施形態に係る内燃機関の水
冷式冷却装置1と異なる点は、圧力センサと水温センサ
の取付け箇所の違いと、可変しぼり弁の開閉に当り、エ
ンジン回転数Neに換算できるクランク角を考慮にいれ
ている点およびそれらに関連する部分だけであるので、
他の同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
The water-cooled cooling device 1A for an internal combustion engine according to the second embodiment is different from the water-cooled cooling device 1 for an internal combustion engine according to the first embodiment in that the pressure sensor and the water temperature sensor are mounted at different locations. Only the difference and the point related to the opening and closing of the variable throttle valve taking into account the crank angle that can be converted to the engine speed Ne and the parts related thereto are taken into account.
The same reference numerals are given to the other same parts, and the description is omitted.

【0084】図8に示すように、内燃機関の水冷式冷却
装置1Aでは、温度センサ135および圧力センサ13
6が、ラジエータ7のラジエータ上部入口7a近傍に配
置され、それぞれラジエータ上部入口7a近傍での冷却
水温度(T0)および冷却水圧力(P0)を検出する。ま
た、クランク角度を検出するとともにECU138と電
気的に接続されているクランク角センサ139が図示し
ないクランクシャフト近傍に配置されている。
As shown in FIG. 8, in the water-cooled cooling device 1A for the internal combustion engine, the temperature sensor 135 and the pressure sensor 13
Numerals 6 are arranged in the vicinity of the radiator upper inlet 7a of the radiator 7, and detect the cooling water temperature (T 0 ) and the cooling water pressure (P 0 ) in the vicinity of the radiator upper inlet 7a, respectively. A crank angle sensor 139 that detects a crank angle and is electrically connected to the ECU 138 is disposed near a crankshaft (not shown).

【0085】ECU138は内燃機関の全般的な制御を
行うコンピュータ制御装置であり、びCPU37は、先
に述べたとおり、図2で示した機能を実現して、可変し
ぼり弁32、33の開度制御を行うコンピュータ制御装
置であり、両者は電気的に接続されている。
The ECU 138 is a computer control device for performing overall control of the internal combustion engine, and the CPU 37 realizes the functions shown in FIG. 2 and performs the opening of the variable throttle valves 32 and 33 as described above. It is a computer control device that performs control, and both are electrically connected.

【0086】温度センサ135および圧力センサ136
によって検出されたパラメータである冷却水温度
(T0)および冷却水圧力(P0)は、CPU37に入力
される。CPU37は、アクチュエータ34と電気的に
接続されており、CPU37に入力されたパラメータと
しての冷却水温度や冷却水圧力、およびクランク角セン
サ139によって検出され、ECU138に入力される
クランク角度から換算したパラメータとしてのエンジン
回転数に応じて、アクチュエータ34は作動する。そし
て、これに応じて可変しぼり弁32、33が必要量、開
いたり閉じたりする。
Temperature sensor 135 and pressure sensor 136
The cooling water temperature (T 0 ) and the cooling water pressure (P 0 ), which are the parameters detected by the above, are input to the CPU 37. The CPU 37 is electrically connected to the actuator 34, and detects a cooling water temperature and a cooling water pressure as parameters input to the CPU 37, and a parameter detected by the crank angle sensor 139 and converted from a crank angle input to the ECU 138. Actuator 34 operates in accordance with the engine speed. Then, correspondingly, the variable throttle valves 32 and 33 are opened or closed by a required amount.

【0087】図9は、可変しぼり弁32、33の開度制
御のための機能ブロック図であり、CPU37には、図
3に示すような、冷却水入口3bでの(ポンプ入口)圧
力と冷却水温度との関数マップMを予め記憶した読み出
し専用メモリRが接続されている。また、CPU37に
は温度センサ135、圧力センサ136およびクランク
角センサ139によって検出または換算されるラジエー
タ上部入口7a近傍における冷却水温度(T0)、冷却
水圧力(P0)およびエンジン回転数(Ne)を前記マ
ップと照合判定しキャビテーションの発生限界を判定す
るための判定手段Iと、判定手段Iの判定結果に基づい
てアクチュエータ34を駆動制御する制御手段Cとがプ
ログラムにより実現されている。
FIG. 9 is a functional block diagram for controlling the degree of opening of the variable throttle valves 32 and 33. The CPU 37 controls the pressure (cooling pump inlet) and cooling at the cooling water inlet 3b as shown in FIG. A read-only memory R in which a function map M with the water temperature is stored in advance is connected. Further, the CPU 37 supplies the coolant temperature (T 0 ), coolant pressure (P 0 ) and engine speed (Ne) near the radiator upper inlet 7 a detected or converted by the temperature sensor 135, the pressure sensor 136, and the crank angle sensor 139. ) Is compared with the above-described map to determine a cavitation occurrence limit, and a control unit C that controls the drive of the actuator 34 based on the determination result of the determination unit I is realized by a program.

【0088】以下、可変しぼり弁32、33を駆動制御
するための制御ルーチンを図9のフローチャートに基づ
いて説明する。まず、S201でエンジン本体3を始動
させた後、S202にて、温度センサ35により既に検
出され、CPU37に入力済みのラジエータ上部入口7
a近傍における冷却水温度(T0)とエンジン回転数
(Ne)とから、冷却水入口3bにおける冷却水温度
(TW/P-IN)を算出する。この算出には、ECU138
の図示しない読み出し専用メモリに記憶させた冷却水温
度(TW/P-IN)を得るための図示しないマップを利用す
る。
Hereinafter, a control routine for controlling the drive of the variable throttle valves 32 and 33 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, after the engine body 3 is started in S201, in S202, the radiator upper entrance 7 already detected by the temperature sensor 35 and inputted to the CPU 37 is inputted.
The cooling water temperature (T W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b is calculated from the cooling water temperature (T 0 ) in the vicinity of a and the engine speed (Ne). For this calculation, the ECU 138
A map (not shown) for obtaining the cooling water temperature (T W / P-IN ) stored in a read-only memory (not shown) is used.

【0089】次にS203で圧力センサ136により既
に検出され、CPU37に入力済みのラジエータ上部入
口7a近傍における冷却水圧力(P0)と、前記冷却水
温度(T0)およびエンジン回転数(Ne)とから冷却
水入口3bにおける冷却水圧力(PW/P-IN)を算出す
る。この冷却水圧力(PW/P-IN)の算出に当たってもE
CU138の図示しない読み出し専用メモリに記憶した
冷却水圧力(PW/P-IN)を得るための図示しないマップ
を利用する。
Next, in step S203, the cooling water pressure (P 0 ) near the radiator upper inlet 7a, which has already been detected by the pressure sensor 136 and has been input to the CPU 37, the cooling water temperature (T 0 ) and the engine speed (Ne). From this, the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b is calculated. Even when calculating this cooling water pressure (P W / P-IN ), E
A map (not shown) for obtaining the cooling water pressure (P W / P-IN ) stored in a read-only memory (not shown) of the CU 138 is used.

【0090】S204でS202で求めた冷却水温度
(TW/P-IN)とエンジン回転数(Ne)とから、冷却水
入口3bにおける冷却水圧力の制御目標値
(T)W/P-IN、圧力差の絶対値P(A)およびP(B)を図示
しないマップから求める。
From the cooling water temperature (T W / P-IN ) and the engine speed (Ne) obtained in S 202 in S 204, the control target value P (T) W / P− of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3 b is obtained. IN and absolute values P (A) and P (B) of the pressure difference are obtained from a map ( not shown ) .

【0091】S205からS209は、各々第1の実施
形態で述べたS3からS7に対応しているので説明を省
略する。 〈第2の実施形態の作用効果〉この第2の実施形態にあ
っても第1の実施形態と同様の効果を奏するが、その他
に冷却水圧力および冷却水温度の計測位置は、冷却水入
口3b以外でも可能であることがわかる。
Steps S205 to S209 correspond to steps S3 to S7 described in the first embodiment, respectively, and a description thereof will be omitted. <Effects of the Second Embodiment> The second embodiment has the same effects as the first embodiment, but also measures the cooling water pressure and the cooling water temperature at the cooling water inlet. It can be seen that other than 3b is also possible.

【0092】また、エンジン回転数(Ne)を、冷却水
圧力(PW/P-IN)や、冷却水入口3bにおける冷却水圧
力の制御目標値(P(T)W/P-IN)、冷却水入口3bにお
ける冷却水圧力(PW/P-IN)が前記P(T)W/P-INよりも
高くなっても構わない圧力差の絶対値(P(A))、冷却
水入口3bにおける冷却水圧力(PW/P-IN)が冷却水入
口3bにおける冷却水圧力の制御目標値P(T)W/P-IN
りも低くなっても構わない圧力差の絶対値(P(B))を
求めるにあたって考慮しているので、事実上、キャビテ
ーションの心配がない低いエンジン回転数(Ne)の領
域においては、前記P(A)およびP(B)を大きくする必要
がないので、無駄な制御を行わないで済む。
Further, the engine speed (Ne) is changed to the cooling water pressure (P W / P-IN ), the control target value of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3 b (P (T) W / P-IN ), The absolute value of the pressure difference (P (A) ) at which the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b can be higher than the above-mentioned P (T) W / P-IN; The absolute value (P P) of the pressure difference (P W / P-IN ) at which the cooling water pressure (P W / P-IN ) at the cooling water inlet 3b may be lower than the control target value P (T) W / P-IN of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3 b. Since (B) ) is taken into account, it is not necessary to increase P (A) and P (B) in a low engine speed (Ne) region where there is virtually no cavitation concern. It is not necessary to perform useless control.

【0093】なお、この第2の実施の形態では、温度セ
ンサ135および圧力センサ136が、ラジエータ7の
ラジエータ上部入口7a近傍に配置されたものとして示
したが、リザーバタンク27、上流側リザーバタンク通
路29および下流側リザーバタンク通路31で閉じられ
ている箇所以外の部位であれば、どこでもよい。
In the second embodiment, the temperature sensor 135 and the pressure sensor 136 are shown as being disposed near the radiator upper inlet 7a of the radiator 7. However, the reservoir tank 27 and the upstream reservoir tank passage Any location other than the location closed by the 29 and the downstream reservoir tank passage 31 may be used.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明の内燃機関の水冷式冷却装置によ
れば、リザーバタンクと前記ウォータポンプとをつなぐ
上流側リザーバタンク通路および下流側リザーバタンク
通路に機関運転状態に応じて変更される流路抵抗可変手
段を設けたことにより、密閉された冷却系全体の圧力の
高低制御を行うことができる。この結果、外気圧が低い
場合でもキャビテーションの発生や冷却水の沸点低下を
有効に制御することができる。このことは、内燃機関を
航空機用エンジンとして使用する場合等、冷却系の圧力
が正常な値よりも低くなってしまうような状況下で使用
する場合に、キャビテーションを防ぐ上でとりわけ有効
である。
According to the water-cooled cooling system for an internal combustion engine of the present invention, the flow which is changed according to the engine operating state is changed to the upstream reservoir tank passage and the downstream reservoir tank passage connecting the reservoir tank and the water pump. By providing the road resistance variable means, it is possible to control the level of the pressure of the entire closed cooling system. As a result, even when the external pressure is low, it is possible to effectively control the occurrence of cavitation and the decrease in the boiling point of the cooling water. This is particularly effective in preventing cavitation when the internal combustion engine is used in a situation where the pressure of the cooling system becomes lower than a normal value, such as when the internal combustion engine is used as an aircraft engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】・・・第1の実施形態を示す概略全体構成図FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing a first embodiment.

【図2】・・・可変しぼり弁を開、閉するためのブロッ
ク図
FIG. 2 is a block diagram for opening and closing a variable throttle valve.

【図3】・・・冷却水入口での冷却水圧力と冷却水温度
との関数マップ
FIG. 3 is a function map of cooling water pressure and cooling water temperature at a cooling water inlet.

【図4】・・・第1の実施形態において可変しぼり弁を
駆動制御するための制御ルーチンを説明するためのフロ
ーチャート
FIG. 4 is a flowchart for explaining a control routine for controlling the drive of the variable throttle valve in the first embodiment.

【図5】・・・可変しぼり弁の絞りの違いによる各部位
の圧力分布を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a pressure distribution at each part due to a difference in throttle of the variable throttle valve.

【図6】・・・冷却水圧力とエンジン回転数との関係か
らキャビテーション限界について示す図
FIG. 6 is a diagram showing a cavitation limit based on a relationship between a cooling water pressure and an engine speed.

【図7】・・・キャビテーションの発生メカニズムを示
す図
FIG. 7 is a diagram showing a cavitation generation mechanism.

【図8】・・・第2の実施形態を示す概略全体構成図FIG. 8 is a schematic overall configuration diagram showing a second embodiment.

【図9】・・・可変しぼり弁を開、閉するためのブロッ
ク図
FIG. 9 is a block diagram for opening and closing the variable throttle valve.

【図10】・・・第2の実施形態において、可変しぼり
弁を駆動制御するための制御ルーチンを説明するための
フローチャート図
FIG. 10 is a flowchart for explaining a control routine for driving and controlling the variable throttle valve in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関の水冷式冷却装置 3…エンジン本体(内燃機関本体) 3a…エンジン本体の冷却水出口 3b…エンジン本体の冷却水入口 5…シリンダブロック 5a…ウォータジャケット 7…ラジエータ 7a…ラジエータの上部入口 7b…ラジエータの下部出口 9…冷却水通路 11…ラジエータ入口通路 13…ラジエータ出口通路 14…ウォータポンプ 17…サーモスタット 19…車内暖房用ヒータ 19a…車内暖房用ヒータ入口側 19b…車内暖房用ヒータ出口側 21…エンジン本体の冷却水取出口 23…ヒータ用冷却水導入通路 25…ヒータ用冷却水排出通路 27…リザーバタンク 27a…プレッシャキャップ 29…上流側リザーバタンク通路 31…下流側リザーバタンク通路 32、33…可変しぼり弁(流路抵抗可変手段) 34…アクチュエータ 35…温度センサ 36…圧力センサ 37…CPU PW/P-IN…冷却水入口3bでの冷却水圧力 P(T)W/P-IN…冷却水入口3bにおける冷却水圧力の制
御目標値 P(A),P(B)…冷却水入口3bでの冷却水圧力(P
W/P-IN)と冷却水圧力の制御目標値(P(T)W/P-IN)と
の圧力差の絶対値 P(d)…冷却水入口3bにおける冷却水圧力
(PW/P-IN)から冷却水入口3bにおける冷却水圧力の
制御目標値(P(T)W/P-IN)を引いた差圧値 Ne…エンジン回転数 PE-OUT…冷却水出口3aの冷却水圧力 TW/P-IN…冷却水入口3bにおける冷却水温度 1A…内燃機関の水冷式冷却装置 135…温度センサ 136…圧力センサ 138…ECU 139…クランクセンサ T0…ラジエータ上部入口7a近傍における冷却水温度 P0…ラジエータ上部入口7a近傍における冷却水圧力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water-cooling type cooling device of an internal combustion engine 3 ... Engine main body (internal combustion engine main body) 3a ... Cooling water outlet of an engine main body 3b ... Cooling water inlet of an engine main body 5 ... Cylinder block 5a ... Water jacket 7 ... Radiator 7a ... Upper part of a radiator Inlet 7b: Lower outlet of radiator 9: Cooling water passage 11: Radiator inlet passage 13: Radiator outlet passage 14: Water pump 17: Thermostat 19: Heater for vehicle heating 19a: Heater inlet side for vehicle heating 19b: Heater outlet for vehicle heating Side 21: Cooling water outlet of engine body 23 ... Cooling water introduction passage for heater 25 ... Cooling water discharge passage for heater 27 ... Reservoir tank 27a ... Pressure cap 29 ... Upstream reservoir tank passage 31 ... Downstream reservoir tank passage 32 33 ... Variable throttle valve (flow path resistance variable means) 34 ... actuator 35 ... Temperature sensor 36 ... a pressure sensor 37 ... CPU P W / P- IN ... control of the cooling water pressure in the cooling water pressure P (T) W / P- IN ... cooling water inlet 3b of the cooling water inlet 3b Target value P (A) , P (B) ... cooling water pressure (P
W / P-IN ) and the absolute value of the pressure difference between the control target value of the cooling water pressure (P (T) W / P-IN ) P (d) ... the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b (P W / P -IN ) minus the differential pressure value obtained by subtracting the control target value (P (T) W / P-IN ) of the cooling water pressure at the cooling water inlet 3b. Ne: engine speed P E-OUT : cooling water at the cooling water outlet 3a. Pressure T W / P-IN … Cooling water temperature at cooling water inlet 3b 1A… Water-cooled cooling device of internal combustion engine 135… Temperature sensor 136… Pressure sensor 138… ECU 139… Crank sensor T 0 … Cooling near radiator upper inlet 7a Water temperature P 0 ... cooling water pressure near the radiator upper inlet 7a

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F01P 7/16 501 F01P 7/16 501 11/16 11/16 Z 11/18 11/18 A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F01P 7/16 501 F01P 7/16 501 11/16 11/16 Z 11/18 11/18 A

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関本体のウォータジャケットとラ
ジエータとを結ぶ冷却水通路を介して、前記ウォータジ
ャケットとラジエータとの間を冷却水が完全な密閉状態
でかつ圧力を掛けられた状態で循環する完全密閉加圧式
冷却を採用した内燃機関の水冷式冷却装置において、 前記冷却水を循環させる起点となるウォータポンプと、 前記冷却水通路における圧力の上昇に伴って前記冷却水
通路からの冷却水を回収するとともに前記圧力の下降に
伴って前記回収された冷却水を前記冷却水通路に戻すリ
ザーバタンクと、 このリザーバタンクと前記ウォータポンプとをつなぐ冷
却水通路であって前記リザーバタンクを境にその上流側
に位置する上流側リザーバタンク通路と、 前記リザーバタンクを境にその下流側に位置する下流側
リザーバタンク通路と、 これら上流側リザーバタンク通路および下流側リザーバ
タンク通路のうちの少なくとも一方のリザーバタンク通
路に設けられ、冷却装置の運転状態を示すパラメータに
応じて前記一方のリザーバタンク通路における流路抵抗
を変える流路抵抗可変手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の水冷式冷却装置。
1. A cooling water circulates between the water jacket and the radiator in a completely sealed state and under a pressure through a cooling water passage connecting the water jacket and the radiator of the internal combustion engine body. In a water-cooled cooling device for an internal combustion engine employing completely closed pressurized cooling, a water pump serving as a starting point for circulating the cooling water, and cooling water from the cooling water passage with an increase in pressure in the cooling water passage. A reservoir tank for collecting and returning the collected cooling water to the cooling water passage with the decrease in the pressure, a cooling water passage connecting the reservoir tank and the water pump, and An upstream reservoir tank passage located upstream, and a downstream reservoir tank located downstream from the reservoir tank A passage, provided in at least one of the upstream reservoir tank passage and the downstream reservoir tank passage, the passage resistance in the one reservoir tank passage according to a parameter indicating an operation state of the cooling device. A water-cooled cooling device for an internal combustion engine, comprising: a variable flow path resistance changing means.
【請求項2】 前記運転状態を示すパラメータは、冷却
水の温度または圧力のうち少なくとも一方であることを
特徴とする請求項1に記載の内燃機関の水冷式冷却装
置。
2. The water-cooled cooling system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter indicating the operation state is at least one of a temperature and a pressure of cooling water.
【請求項3】 前記内燃機関本体の外部へ向けて前記冷
却水を出す冷却水出口のうち最もウォータポンプに近い
位置にある冷却水出口に前記上流側リザーバタンク通路
のウォータポンプ側端を接続するとともに、前記内燃機
関本体の外部から内部へ前記冷却水を入れる冷却水入口
のうち最もウォータポンプに近い位置にある冷却水取入
口に前記下流側リザーバタンク通路に係るウォータポン
プ側端を接続することを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の内燃機関の水冷式冷却装置。
3. A water pump side end of the upstream reservoir tank passage is connected to a cooling water outlet located closest to a water pump among cooling water outlets for discharging the cooling water toward the outside of the internal combustion engine body. A water pump side end of the downstream reservoir tank passage is connected to a cooling water inlet located closest to the water pump among cooling water inlets for introducing the cooling water from outside to inside of the internal combustion engine body. The water-cooled cooling device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein:
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