JPH11336546A - Engine cooling device - Google Patents

Engine cooling device

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Publication number
JPH11336546A
JPH11336546A JP14546098A JP14546098A JPH11336546A JP H11336546 A JPH11336546 A JP H11336546A JP 14546098 A JP14546098 A JP 14546098A JP 14546098 A JP14546098 A JP 14546098A JP H11336546 A JPH11336546 A JP H11336546A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vane
water
pump
engine
water jacket
Prior art date
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Pending
Application number
JP14546098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoyuki Sato
直行 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP14546098A priority Critical patent/JPH11336546A/en
Publication of JPH11336546A publication Critical patent/JPH11336546A/en
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the structure of a water pump in a cooling device of an engine in which the discharge amount of the pump can be regulated. SOLUTION: An engine cooling device 1 is structured so that a water pump 10 is equipped with vanes 46 housed in a pump chamber 44 rotatably and a cooling water (coolant) discharged from the pump chamber 44 with rotation of the vanes 46 is circulated to water jackets 4 and 5, wherein the wall 52 mating with the vanes to bound the pump chamber 44 is provided displaceably in the direction of the rotary shaft of the vanes 46, and a driving means displaces the wall 52 in accordance with the operating conditions.

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、ウォータポンプの
吐出量を調節できるエンジンの冷却装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine cooling device capable of adjusting a discharge amount of a water pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用エンジン等に備えられるウォー
タポンプは、ベルト等を介してエンジンによって駆動さ
れるため、ウォータポンプの吐出量が必要以上に大きく
なる運転領域が発生し、エンジンが過剰に冷却された
り、ウォータポンプの駆動損失が大きくなる。
2. Description of the Related Art Since a water pump provided in an automobile engine or the like is driven by an engine via a belt or the like, an operation region in which a discharge amount of the water pump is unnecessarily large occurs, and the engine is excessively cooled. Or the drive loss of the water pump increases.

【0003】これに対処して、例えば特開平7−332
086号公報に開示された吐出量可変ウォータポンプ
は、低吐出用のベーンと高吐出用のベーンを備え、冷却
水温度が低い運転条件ではクラッチを介して高吐出用の
ベーンの回転を停止するようになっている。これによ
り、冷却水温度が低い運転条件ではウォータポンプの吐
出量が低下し、エンジンが過剰に冷却されることを防止
するとともに、ウォータポンプの駆動損失の低減がはか
られる。
In response to this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-332
The variable-discharge-amount water pump disclosed in Japanese Patent No. 086 includes a low-discharge vane and a high-discharge vane, and stops the rotation of the high-discharge vane via a clutch when the cooling water temperature is low. It has become. As a result, the discharge amount of the water pump is reduced under the operating condition in which the temperature of the cooling water is low, so that the engine is prevented from being excessively cooled and the drive loss of the water pump is reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の吐出量可変ウォータポンプにあっては、ウォー
タポンプの回転部の構造が複雑化し、ウォータポンプの
大型化を招く等の問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional variable displacement water pump, the structure of the rotating part of the water pump becomes complicated, and the water pump becomes large. .

【0005】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、ウォータポンプの吐出量を運転条件に応じて
調節できるエンジンの冷却装置において、構造の簡素化
をはかることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to simplify the structure of an engine cooling device capable of adjusting the discharge amount of a water pump according to operating conditions.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】図1を参照して説明する
と、請求項1に記載の発明は、ポンプ室44に回転可能
に収装されるベーン46を備え、ベーン46の回転に伴
ってポンプ室44から吐出された冷却水(冷却液)をウ
ォータジャケット4,5に循環させるエンジン1の冷却
装置に適用する。
Referring to FIG. 1, the invention according to claim 1 includes a vane 46 rotatably housed in a pump chamber 44, and the vane 46 rotates as the vane 46 rotates. The present invention is applied to a cooling device of the engine 1 in which cooling water (cooling liquid) discharged from the pump chamber 44 is circulated through the water jackets 4 and 5.

【0007】そして、ベーン46に対峙してポンプ室4
4を画成するベーン対向壁部52をベーン46の回転軸
方向に変位可能に設け、運転条件に応じてベーン対向壁
部52を変位させる駆動手段を備えるものとした。
The pump chamber 4 faces the vane 46.
The vane-facing wall portion 52 that defines 4 is provided so as to be displaceable in the direction of the rotation axis of the vane 46, and includes a driving unit that displaces the vane-facing wall portion 52 in accordance with the operating conditions.

【0008】請求項2に記載のエンジンの冷却装置は、
請求項1に記載の駆動手段として、冷却水温度に応じて
冷却水の流れを調節するサーモスタットバルブ30を用
い、サーモスタットバルブ30の開閉作動に伴ってベー
ン対向壁部52が変位する構成とした。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling system for an engine.
As the driving means according to the first aspect, a thermostat valve 30 that adjusts the flow of the cooling water according to the temperature of the cooling water is used, and the vane-facing wall portion 52 is displaced as the thermostat valve 30 opens and closes.

【0009】請求項3に記載のエンジンの冷却装置は、
ウォータポンプ10から吐出された冷却水がシリンダブ
ロックのウォータジャケット4とシリンダヘッドのウォ
ータジャケット5に個々に導入される、いわゆる二系統
冷却システムに適用する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a cooling device for an engine.
The present invention is applied to a so-called two-system cooling system in which cooling water discharged from the water pump 10 is individually introduced into the water jacket 4 of the cylinder block and the water jacket 5 of the cylinder head.

【0010】そして、サーモスタットバルブ30は冷却
水温度が上昇するのに伴ってシリンダブロックのウォー
タジャケット4を循環する冷却水量を増やす二系統冷却
制御バルブとして作動するとともに、この作動に伴って
ベーン対向壁部52をベーン46に近づける構成とし
た。
The thermostat valve 30 operates as a two-system cooling control valve for increasing the amount of cooling water circulating through the water jacket 4 of the cylinder block as the temperature of the cooling water increases, and the vane-facing wall is caused by this operation. The portion 52 is configured to be close to the vane 46.

【0011】請求項4に記載のエンジンの冷却装置は、
各ウォータジャケット4,5における冷却水の主流をU
ターンフローとして、冷却水がウォータジャケット4,
5の前部で出入りする構成とし、ウォータポンプ10を
サーモスタットバルブ30の前方または後方に配置し、
サーモスタットバルブ30の弁体37とベーン対向壁部
52を同軸上で連結するものとした。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cooling device for an engine.
The main flow of the cooling water in each water jacket 4, 5 is U
As a turn flow, the cooling water is
5, the water pump 10 is disposed in front of or behind the thermostat valve 30,
The valve body 37 of the thermostat valve 30 and the vane facing wall 52 are coaxially connected.

【0012】請求項5に記載のエンジンの冷却装置は、
各ウォータジャケット4,5における冷却水の主流をU
ターンフローとして、冷却水がウォータジャケット4,
5の前部で出入りする構成とし、エンジン1をその前部
が後部より高くなるように傾斜させて設置するものとし
た。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cooling system for an engine.
The main flow of the cooling water in each water jacket 4, 5 is U
As a turn flow, the cooling water is
5, the engine 1 is installed so as to be inclined so that the front part is higher than the rear part.

【0013】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to this.

【0014】[0014]

【発明の作用および効果】請求項1に記載のエンジンの
冷却装置においては、ベーン対向壁部52とべーン46
の先端部の間のチップクリアランスCを小さくすること
により、ポンプ効率が高くなり、ポンプ吐出量が増大
し、逆にチップクリアランスCを大きくすることによ
り、ポンプ効率が低くなり、ポンプ吐出量が減少する。
In the engine cooling device according to the first aspect, the vane facing wall portion 52 and the vane 46 are provided.
By reducing the tip clearance C between the tips of the pumps, the pump efficiency is increased and the pump discharge rate is increased. Conversely, by increasing the tip clearance C, the pump efficiency is reduced and the pump discharge rate is reduced. I do.

【0015】運転条件に応じてベーン対向壁部52を変
位させることにより、要求されるポンプ吐出量が得ら
れ、冷却水の流速が必要以上に高められることがないの
で、ウォータポンプ10の駆動損失を小さくしてエンジ
ン1の燃料消費を抑えられる。
By displacing the vane-facing wall 52 in accordance with the operating conditions, the required pump discharge rate is obtained, and the flow rate of the cooling water is not increased more than necessary. And the fuel consumption of the engine 1 can be suppressed.

【0016】そして、ベーン46等で構成される回転部
の構造を従来装置と同様に構成でき、ウォータポンプ1
0が大型化することを避けられる。
The structure of the rotating section composed of the vanes 46 and the like can be constructed in the same manner as in the conventional apparatus.
0 can be prevented from becoming large.

【0017】請求項2に記載のエンジンの冷却装置にお
いては、駆動手段として、冷却水温度に応じて冷却水の
流れを調節するサーモスタットバルブ30を用いること
により、専用の電磁アクチュエータ等を設ける必要がな
く、構造の簡素化がはかれ、製品のコストダウンがはか
れる。
In the engine cooling device according to the second aspect, it is necessary to provide a dedicated electromagnetic actuator or the like by using the thermostat valve 30 for adjusting the flow of the cooling water according to the temperature of the cooling water as the driving means. Instead, the structure is simplified and the cost of the product is reduced.

【0018】請求項3に記載のエンジンの冷却装置にお
いては、冷却水低温時にサーモスタットバルブ30の開
度が小さくなってシリンダブロックのウォータジャケッ
ト4を循環する冷却水量が減少するのに伴って、チップ
クリアランスCが大きくなってポンプ吐出量が減少す
る。これにより、冷却水の流量が必要以上に高められる
ことがなく、ウォータポンプ10の駆動損失を小さく保
つことができ、エンジン1の燃料消費を抑えられる。
In the engine cooling device according to the third aspect, when the cooling water temperature is low, the opening of the thermostat valve 30 becomes small, and the amount of cooling water circulating through the water jacket 4 of the cylinder block decreases. The clearance C increases and the pump discharge amount decreases. As a result, the flow rate of the cooling water is not increased more than necessary, the driving loss of the water pump 10 can be kept small, and the fuel consumption of the engine 1 can be suppressed.

【0019】冷却水の温度上昇に伴いサーモスタットバ
ルブ30の開度が大きくなってシリンダブロックのウォ
ータジャケット4を循環する冷却水量が増大すると、こ
れに伴ってチップクリアランスCが小さくなってポンプ
吐出量が増大する。これにより、エンジン1に送り込ま
れる冷却水の流量が高められ、エンジン1の冷却性能を
確保できる。
As the temperature of the cooling water rises, the opening of the thermostat valve 30 increases and the amount of cooling water circulating in the water jacket 4 of the cylinder block increases. Accordingly, the tip clearance C decreases and the pump discharge rate decreases. Increase. Thereby, the flow rate of the cooling water sent to the engine 1 is increased, and the cooling performance of the engine 1 can be secured.

【0020】請求項4に記載のエンジンの冷却装置にお
いては、各ウォータジャケット4,5における冷却水の
主流をUターンフローとすることにより、各ウォータジ
ャケット4,5の入口と出口およびサーモスタットバル
ブ30をウォータポンプ10と共にエンジン1の前部に
設け、サーモスタットバルブ30の弁体37をウォータ
ポンプ10の回転軸上に配置して、ベーン対向壁部52
をロッド54を介してサーモスタットバルブ30により
駆動することが可能となり、ベーン対向壁部52を駆動
する機構の簡素化がはかれる。
In the engine cooling device according to the present invention, the main flow of the cooling water in each of the water jackets is formed as a U-turn flow, so that the inlet and the outlet of each of the water jackets and the thermostat valve are provided. Is provided in front of the engine 1 together with the water pump 10, and the valve body 37 of the thermostat valve 30 is disposed on the rotation axis of the water pump 10, and the vane facing wall 52
Can be driven by the thermostat valve 30 via the rod 54, and the mechanism for driving the vane facing wall 52 can be simplified.

【0021】請求項5に記載のエンジンの冷却装置にお
いては、エンジン1をその前部が後部より高くなるよう
に傾斜させて設置したことにより、注水時に各ウォータ
ジャケット4,5内の空気をエンジン1の前部に集めて
エア抜き弁から速やかに逃がすことができる。
In the engine cooling device according to the fifth aspect, the engine 1 is installed so as to be inclined so that the front part thereof is higher than the rear part thereof, so that the air in each of the water jackets 4, 5 is injected when the water is injected. 1 and can be quickly released from the air release valve.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0023】図5に示すように、エンジン1はシリンダ
ブロック6に形成されたウォータジャケット4と、シリ
ンダヘッド7に形成されたウォータジャケット5とを備
え、各ウォータジャケット4,5はシリンダブロック6
とシリンダヘッド7の間で互いに仕切られる、いわゆる
二系統冷却システムを備えている。シリンダブロック6
のウォータジャケット4は直列に並ぶ4つのシリンダ壁
(図示せず)の周囲に冷却水(冷却液)を循環させる一
方、シリンダヘッド7のウォータジャケット5は燃焼室
壁(図示せず)の周囲に冷却水を循環させる。
As shown in FIG. 5, the engine 1 includes a water jacket 4 formed on a cylinder block 6 and a water jacket 5 formed on a cylinder head 7.
A so-called two-system cooling system, which is partitioned between the cylinder head 7 and the cylinder head 7. Cylinder block 6
The water jacket 4 circulates cooling water (coolant) around four cylinder walls (not shown) arranged in series, while the water jacket 5 of the cylinder head 7 moves around the combustion chamber wall (not shown). Circulate cooling water.

【0024】各ウォータジャケット4,5は冷却水を導
入する入口と、冷却水を排出する出口とを各ウォータジ
ャケット4,5の前部にそれぞれ備えて、各ウォータジ
ャケット4,5における冷却水の主流は図中矢印で示す
ように各ウォータジャケット4,5の左側を通って前方
から後方へと流れた後に各ウォータジャケット4,5の
右側を通って後方から前方へと流れる、いわゆるUター
ンフローとなっている。
Each of the water jackets 4 and 5 has an inlet for introducing cooling water and an outlet for discharging cooling water at the front of each of the water jackets 4 and 5, respectively. The main flow flows from the front to the rear through the left sides of the water jackets 4 and 5 as shown by arrows in the figure, and then flows from the rear to the front through the right sides of the water jackets 4 and 5, so-called U-turn flow. It has become.

【0025】エンジン1の前部にはウォータポンプ10
を備える。ウォータポンプ10は、吸込通路11を介し
て導かれる冷却水を吸い込み、吐出通路12を介して冷
却水を吐出させて、各ウォータジャケット4,5に冷却
水を送り込む。
A water pump 10 is provided in front of the engine 1.
Is provided. The water pump 10 sucks in the cooling water guided through the suction passage 11, discharges the cooling water through the discharge passage 12, and sends the cooling water to each of the water jackets 4 and 5.

【0026】図4に示すように、各ウォータジャケット
4,5の各出口から流出する冷却水は1本の出口通路1
3に集められる。各ウォータジャケット4,5の出口通
路13とウォータポンプ10の吸込通路11の間には、
ヒーター通路18、冷却通路19、放熱通路20、バイ
パス通路21が並列に配設される。出口通路13から流
出する冷却水は、各通路18〜21のいずれかを通過し
た後に吸込通路11からウォータポンプ10に吸い込ま
れる。ヒーター通路18の途中には車室内の暖房用ヒー
ターコア17が介装される。冷却通路19の途中にはス
ロットルチャンバ25、EGRバルブハウジング26が
直列に介装される。放熱通路20の途中にはラジエータ
27が介装され、ラジエータ27は冷却水から外気への
放熱を促す熱交換器の働きをする。
As shown in FIG. 4, the cooling water flowing out of each outlet of each of the water jackets 4 and 5 is supplied to one outlet passage 1.
Collected in 3. Between the outlet passage 13 of each water jacket 4, 5 and the suction passage 11 of the water pump 10,
The heater passage 18, the cooling passage 19, the heat radiation passage 20, and the bypass passage 21 are arranged in parallel. The cooling water flowing out of the outlet passage 13 is sucked into the water pump 10 from the suction passage 11 after passing through any of the passages 18 to 21. A heater core 17 for heating in the vehicle compartment is interposed in the middle of the heater passage 18. A throttle chamber 25 and an EGR valve housing 26 are interposed in series in the cooling passage 19. A radiator 27 is interposed in the middle of the heat radiation passage 20, and the radiator 27 functions as a heat exchanger for promoting heat radiation from the cooling water to the outside air.

【0027】放熱通路20を流れる冷却水量を冷却水温
度に応じて調節する流量制御弁として、放熱通路20を
開閉するサーモスタットバルブ14が設けられる。サー
モスタットバルブ14は放熱通路20とバイパス通路2
1の合流点に介装され、バイパス通路21を流れる冷却
水の温度が所定値を超えて上昇するのに伴って放熱通路
20を開通させ、ラジエータ27を介して冷却水の放熱
を促すことにより、冷却水の温度を所定値以下に抑える
ようになっている。
A thermostat valve 14 for opening and closing the heat radiation passage 20 is provided as a flow control valve for adjusting the amount of cooling water flowing through the heat radiation passage 20 in accordance with the temperature of the cooling water. The thermostat valve 14 includes a heat radiation passage 20 and a bypass passage 2.
The heat radiation passage 20 is opened as the temperature of the cooling water flowing through the bypass passage 21 rises above a predetermined value, and is radiated through the radiator 27 to promote heat radiation of the cooling water. The temperature of the cooling water is kept below a predetermined value.

【0028】シリンダブロック6のウォータジャケット
4を流れる冷却水量を冷却水温度に応じて調節する流量
制御弁として、ウォータジャケット4の出口を開閉する
サーモスタットバルブ30が設けられる。サーモスタッ
トバルブ30はウォータジャケット5の出口通路13を
流れる冷却水の温度が所定値を超えて上昇するのに伴っ
て開弁し、シリンダブロック6のウォータジャケット4
に冷却水を循環させて、各シリンダ壁から冷却水への放
熱を促すことにより、各シリンダ壁の過熱を防止するよ
うになっている。
As a flow control valve for adjusting the amount of cooling water flowing through the water jacket 4 of the cylinder block 6 in accordance with the temperature of the cooling water, a thermostat valve 30 for opening and closing the outlet of the water jacket 4 is provided. The thermostat valve 30 opens as the temperature of the cooling water flowing through the outlet passage 13 of the water jacket 5 rises above a predetermined value, and the thermostat valve 30 opens the water jacket 4 of the cylinder block 6.
By circulating the cooling water to promote heat radiation from each cylinder wall to the cooling water, overheating of each cylinder wall is prevented.

【0029】図1に示すように、サーモスタットバルブ
30は容器32に感温材として固形ワックス33が封入
され、容器35にワックス33の体積変化によりその軸
方向に変位するプランジャ34が組込まれ、これらによ
って感温部31を構成している。プランジャ34の一端
は外部のフランジ36に支持され、弁体37は容器35
の外側に固定されている。冷却水温度が所定値より低い
場合、スプリング38の付勢力により図1のように弁体
37がシート部39に着座してウォータジャケット4の
出口を閉塞する。この閉弁状態では、感温部31がシリ
ンダヘッド7のウォータジャケット5から流出して図中
矢印で示すように出口通路13を流れる冷却水にさらさ
れている。この冷却水の温度が所定値を越えて上昇する
とワックス33が膨張して図2に示すように容器35か
らプランジャ34を押し出し、スプリング38に抗して
弁体37をシート部39から離してウォータジャケット
4の出口を開通させる。
As shown in FIG. 1, the thermostat valve 30 includes a container 32 in which a solid wax 33 is sealed as a temperature-sensitive material, and a container 35 in which a plunger 34 displaced in the axial direction due to a change in the volume of the wax 33 is incorporated. This constitutes the temperature sensing section 31. One end of the plunger 34 is supported by an external flange 36, and the valve body 37 is
It is fixed outside. When the temperature of the cooling water is lower than the predetermined value, the valve body 37 is seated on the seat 39 as shown in FIG. 1 by the urging force of the spring 38 to close the outlet of the water jacket 4. In this valve closed state, the temperature sensing portion 31 flows out of the water jacket 5 of the cylinder head 7 and is exposed to cooling water flowing through the outlet passage 13 as indicated by an arrow in the figure. When the temperature of the cooling water rises above a predetermined value, the wax 33 expands and pushes the plunger 34 out of the container 35 as shown in FIG. The outlet of the jacket 4 is opened.

【0030】エンジン1は、そのクランクシャフトが車
両の前後方向に延び、エンジン1の前部が後部より高く
なるように傾斜して車両に搭載され、冷却水中に混入し
た気泡が各ウォータジャケット4,5の上方前部に集ま
る。これに対応して、サーモスタットバルブ30にはシ
リンダブロック6のウォータジャケット4に入った空気
を出口通路13に逃がすジグルバルブ(図示せず)が設
けられるとともに、出口通路13に入った空気を外部に
逃がすエア抜き弁(図示せず)が設けられ、注水時に各
ウォータジャケット4,5内から空気を速やかに逃がす
ようになっている。
The engine 1 is mounted on the vehicle so that its crankshaft extends in the front-rear direction of the vehicle, and the front of the engine 1 is inclined so that the front is higher than the rear. Gather in the upper front of 5. Correspondingly, the thermostat valve 30 is provided with a jiggle valve (not shown) for releasing the air entering the water jacket 4 of the cylinder block 6 to the outlet passage 13 and for releasing the air entering the outlet passage 13 to the outside. An air bleed valve (not shown) is provided so that air can quickly escape from the inside of each of the water jackets 4 and 5 when water is injected.

【0031】ウォータポンプ10は、エンジン1の前壁
部に固定されるポンプボディ40と、ポンプボディ40
に回転可能に支持されるポンプ軸42と、ポンプ軸42
の基端部に結合されるロータ43と、ロータ43を収装
して冷却水を導くポンプ室44等を備える。ポンプ軸4
2はその先端部にプーリ45が結合され、図示しないベ
ルトを介してクランクシャフトの回転が伝えられる。
The water pump 10 includes a pump body 40 fixed to the front wall of the engine 1 and a pump body 40.
A pump shaft 42 rotatably supported on the pump shaft 42
And a pump chamber 44 for accommodating the rotor 43 and guiding the cooling water. Pump shaft 4
2, a pulley 45 is coupled to a tip end thereof, and rotation of the crankshaft is transmitted through a belt (not shown).

【0032】円盤状をしたロータ43は、その前端面
(背面)の中心部からポンプ軸42が突出し、その後端
面から複数のベーン46が周方向に一定の間隔を持って
突出している。各ベーン46は螺旋状に湾曲して突出
し、その回転に伴って冷却水が各ベーン46の間を通っ
て外径方向に送られるようになっている。ポンプ室44
に対して入口通路11は各ベーン46の内側に接続し、
吐出通路12は各ベーン46の外側に位置する下流端に
接続している。ポンプ室44は、その側壁部51が渦巻
き状に湾曲して形成され、各ベーン46によって速度を
与えられた水流を効率良く減速させて圧力を高め、圧力
の高められた水流が吐出通路12へと吐出されるように
なっている。
The disk-shaped rotor 43 has a pump shaft 42 projecting from the center of the front end face (rear face), and a plurality of vanes 46 projecting from the rear end face at a constant interval in the circumferential direction. Each of the vanes 46 projects in a helically curved manner, and the cooling water is sent between the vanes 46 in an outer radial direction as the vanes 46 rotate. Pump room 44
The inlet passage 11 is connected to the inside of each vane 46,
The discharge passage 12 is connected to a downstream end located outside each vane 46. The side wall 51 of the pump chamber 44 is formed in a spiral shape, and the pressure is increased by efficiently decelerating the water flow given by the vanes 46 to increase the pressure. Is discharged.

【0033】そして本発明の要旨とするところである
が、各ベーン46の先端に対峙してポンプ室44を画成
するベーン対向壁部52をポンプ軸42の軸方向に変位
可能に設け、ポンプ吐出量を調節できるようにする。
As a gist of the present invention, a vane facing wall portion 52 that defines a pump chamber 44 facing the tip of each vane 46 is provided so as to be displaceable in the axial direction of the pump shaft 42 and discharges the pump. Be able to adjust the amount.

【0034】ベーン対向壁部52は円盤状したプレート
53の前端面に環状に形成される。ベーン対向壁部52
は各べーン46の先端部と平行に対峙するようにポンプ
回転軸に対して傾斜する円錐面状に形成され、ベーン対
向壁部52と各べーン46の先端部の間のチップクリア
ランスCが径方向について一定となっている。
The vane facing wall portion 52 is formed in an annular shape on the front end surface of the disk-shaped plate 53. Vane facing wall 52
Is formed in a conical shape inclined with respect to the pump rotation axis so as to face the tip of each vane 46 in parallel, and a chip clearance between the vane facing wall 52 and the tip of each vane 46 is formed. C is constant in the radial direction.

【0035】ベーン対向壁部52をポンプ回転軸方向に
変位させる駆動手段として、プレート53がロッド54
を介してサーモスタットバルブ30の容器33に連結さ
れる。サーモスタットバルブ30はウォータポンプ10
と同軸上に配置され、サーモスタットバルブ30の弁体
37とウォータポンプ10のロータ43は互いに同軸上
に配置される。ロッド54は、その前端がプレート53
の後端面の中心部に結合し、その後端が容器33の前端
面の中心部に結合される。これにより、ベーン対向壁部
52はサーモスタットバルブ30の弁体37と連動し、
弁体37がシリンダブロック6のウォータジャケット4
の出口を開くのに伴って各ベーン46に近づいてチップ
クリアランスCを小さくし、ウォータポンプ10の吐出
量を大きくする。
As a driving means for displacing the vane facing wall 52 in the direction of the pump rotation axis, the plate 53 is a rod 54.
Is connected to the container 33 of the thermostat valve 30. The thermostat valve 30 is connected to the water pump 10
And the valve body 37 of the thermostat valve 30 and the rotor 43 of the water pump 10 are coaxially arranged with each other. The rod 54 has a plate 53 at its front end.
The rear end is connected to the center of the front end face of the container 33. Thereby, the vane facing wall portion 52 is interlocked with the valve body 37 of the thermostat valve 30, and
The valve body 37 is the water jacket 4 of the cylinder block 6
With the opening of the outlet, each tip approaches the vane 46 to reduce the tip clearance C and increase the discharge amount of the water pump 10.

【0036】図3に示すように、プレート53の中心部
は十字形をした梁部55を介してベーン対向壁部52に
結合される。各梁部55の間に画成される4つの開口部
56は吸込通路11とポンプ室44を連通している。
As shown in FIG. 3, the center of the plate 53 is connected to the vane facing wall 52 through a cross-shaped beam 55. Four openings 56 defined between the beams 55 communicate the suction passage 11 and the pump chamber 44.

【0037】以上のように構成される本発明の実施の形
態につき、次に作用を説明する。
The operation of the embodiment of the present invention configured as described above will now be described.

【0038】ベーン対向壁部52と各べーン46の先端
部の間のチップクリアランスCを小さくすることによ
り、ポンプ効率が高くなり、ポンプ吐出量が増大し、逆
にチップクリアランスCを大きくすることにより、ポン
プ効率が低くなり、ポンプ吐出量が減少する。
By reducing the tip clearance C between the vane facing wall 52 and the tip of each vane 46, the pump efficiency is increased, the pump discharge rate is increased, and conversely, the tip clearance C is increased. As a result, the pump efficiency decreases, and the pump discharge rate decreases.

【0039】出口通路13を流れる冷却水の温度が低下
すると、サーモスタットバルブ30は弁体37を介して
ウォータジャケット4の出口の開口面積を縮小するとと
もに、ウォータポンプ10のチップクリアランスCを大
きくしてポンプ吐出量を減少させる。出口通路13を流
れる冷却水の温度が所定値を超えて低下すると、図1に
示すように、サーモスタットバルブ30はスプリング3
8の付勢力により容器32,35が図1において左方向
に移動した状態に保持され、ベーン対向壁部52が各ベ
ーン46の先端部から離れてチップクリアランスCを最
大にするとともに、弁体37がシート部39に着座して
ウォータジャケット4の出口を閉塞する。このようにし
て、冷却水低温時にシリンダヘッド7のウォータジャケ
ット5を流れる冷却水の流量が必要以上に高められるこ
とがなく、ウォータポンプ10の駆動損失を小さくし
て、エンジン1の燃料消費を抑えられる。
When the temperature of the cooling water flowing through the outlet passage 13 decreases, the thermostat valve 30 reduces the opening area of the outlet of the water jacket 4 via the valve body 37 and increases the tip clearance C of the water pump 10. Reduce pump output. When the temperature of the cooling water flowing through the outlet passage 13 falls below a predetermined value, as shown in FIG.
The containers 32, 35 are held in the state of being moved leftward in FIG. 1 by the urging force of 8, and the vane facing wall 52 is separated from the tip of each vane 46 to maximize the tip clearance C, and the valve body 37 Is seated on the seat portion 39 and closes the outlet of the water jacket 4. In this manner, the flow rate of the cooling water flowing through the water jacket 5 of the cylinder head 7 at the time of the low temperature of the cooling water is not increased more than necessary, the driving loss of the water pump 10 is reduced, and the fuel consumption of the engine 1 is suppressed. Can be

【0040】二系統冷却システムにおいて、サーモスタ
ットバルブ30は冷却水低温時にシリンダブロック6の
ウォータジャケット4を循環する冷却水量を減少させる
ことにより、シリンダ壁を潤滑する油温を高く保ってピ
ストンのフリクションを低減し、エンジン1の燃料消費
を抑える。一方、シリンダヘッド7のウォータジャケッ
ト5における冷却水が常時循環することにより、シリン
ダヘッド7の燃焼室壁の温度上昇を抑えてノッキング等
の発生を防止できる。
In the two-system cooling system, the thermostat valve 30 reduces the amount of cooling water circulating in the water jacket 4 of the cylinder block 6 when the temperature of the cooling water is low, thereby keeping the oil temperature for lubricating the cylinder wall high and reducing the friction of the piston. Reduce the fuel consumption of the engine 1. On the other hand, since the cooling water in the water jacket 5 of the cylinder head 7 constantly circulates, a rise in the temperature of the combustion chamber wall of the cylinder head 7 can be suppressed and knocking or the like can be prevented.

【0041】エンジン1の発熱量が大きい運転状態が続
いて出口通路13を流れる冷却水の温度が上昇すると、
サーモスタットバルブ30は弁体37を介してウォータ
ジャケット4の出口の開口面積を拡大するとともに、ウ
ォータポンプ10のチップクリアランスCを小さくして
ポンプ吐出量を増大させる。これにより、冷却水の流量
が十分に高められ、エンジン1の冷却性能を確保でき
る。
When the temperature of the cooling water flowing through the outlet passage 13 rises after the operation state in which the calorific value of the engine 1 is large,
The thermostat valve 30 increases the opening area of the outlet of the water jacket 4 via the valve element 37 and reduces the tip clearance C of the water pump 10 to increase the pump discharge amount. Thereby, the flow rate of the cooling water is sufficiently increased, and the cooling performance of the engine 1 can be secured.

【0042】各ウォータジャケット4,5における冷却
水の主流を図5に矢印で示すようにUターンフローとし
たことにより、各ウォータジャケット4,5の入口と出
口およびサーモスタットバルブ30をウォータポンプ1
0と共にエンジン1の前部に設けられる。これにより、
サーモスタットバルブ30の弁体37とウォータポンプ
10のロータ43を互いに同軸上に配置して、プレート
53をロッド54を介してサーモスタットバルブ30の
容器33に連結することが可能となる。こうしてベーン
対向壁部52を近接するサーモスタットバルブ30によ
り駆動することにより、専用の電磁アクチュエータ等を
設ける必要がなく、また、ベーン対向壁部52を駆動す
る機構の簡素化がはかれ、製品のコストダウンがはかれ
る。
The main flow of the cooling water in each of the water jackets 4 and 5 is set to a U-turn flow as indicated by an arrow in FIG. 5, so that the inlet and outlet of each of the water jackets 4 and 5 and the thermostat valve 30 are connected to the water pump 1.
0 is provided at the front of the engine 1. This allows
By disposing the valve body 37 of the thermostat valve 30 and the rotor 43 of the water pump 10 coaxially with each other, the plate 53 can be connected to the container 33 of the thermostat valve 30 via the rod 54. By driving the vane-facing wall 52 by the thermostat valve 30 adjacent thereto, it is not necessary to provide a dedicated electromagnetic actuator or the like, and the mechanism for driving the vane-facing wall 52 is simplified, and the cost of the product is reduced. Down is measured.

【0043】各ウォータジャケット4,5における冷却
水の主流をUターンフローとして、ウォータジャケット
4,5の出口およびサーモスタットバルブ30等をエン
ジン1の前部に設け、エンジン1をその前部が後部より
高くなるように傾斜させて配置したことにより、注水時
に各ウォータジャケット4,5内の空気をエンジン1の
前部に集めてエア抜き弁から速やかに逃がすことができ
る。
The main flow of the cooling water in each of the water jackets 4 and 5 is defined as a U-turn flow, and the outlets of the water jackets 4 and 5 and the thermostat valve 30 are provided at the front of the engine 1. By arranging the water jackets 4 so as to be higher, the air in each of the water jackets 4 and 5 can be collected at the front of the engine 1 at the time of pouring water and can be quickly released from the air release valve.

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

【図1】本発明の実施の形態においてサーモスタットバ
ルブの閉弁状態を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a closed state of a thermostat valve according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じくサーモスタットバルブの開弁状態を示す
断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an open state of the thermostat valve.

【図3】同じく図1の矢印A方向から見たプレートの正
面図。
FIG. 3 is a front view of the plate similarly viewed from the direction of arrow A in FIG. 1;

【図4】同じくエンジンにおける冷却水の流れを示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a flow of cooling water in the engine.

【図5】同じくウォータジャケットにおける冷却水の流
れを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a flow of cooling water in the water jacket.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 4 ウォータジャケット 5 ウォータジャケット 6 シリンダブロック 7 シリンダヘッド 10 ウォータポンプ 11 吸込通路 12 吐出通路 13 出口通路 30 サーモスタットバルブ 37 弁体 42 ポンプ軸 44 ポンプ室 46 ベーン 52 ベーン対向壁部 54 ロッド Reference Signs List 1 engine 4 water jacket 5 water jacket 6 cylinder block 7 cylinder head 10 water pump 11 suction passage 12 discharge passage 13 outlet passage 30 thermostat valve 37 valve body 42 pump shaft 44 pump chamber 46 vane 52 vane facing wall 54 rod

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ウォータポンプのポンプ室に回転可能に収
装されるベーンを備え、 前記ベーンの回転に伴って前記ポンプ室から吐出された
冷却液をエンジンのウォータジャケットに循環させるエ
ンジンの冷却装置において、 前記ベーンに対峙して前記ポンプ室を画成するベーン対
向壁部を前記ベーンの回転軸方向に変位可能に設け、 運転条件に応じて前記ベーン対向壁部を変位させる駆動
手段を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
An engine cooling device, comprising: a vane rotatably housed in a pump chamber of a water pump; and circulating a coolant discharged from the pump chamber along with rotation of the vane to a water jacket of the engine. Wherein a vane-facing wall defining the pump chamber facing the vane is provided so as to be displaceable in a rotation axis direction of the vane, and driving means for displacing the vane-facing wall in accordance with an operating condition is provided. A cooling device for an engine, comprising:
【請求項2】前記駆動手段として、冷却液温度に応じて
冷却液の流れを調節するサーモスタットバルブを用い、 前記サーモスタットバルブの開閉作動に伴って前記ベー
ン対向壁部が変位する構成としたことを特徴とする請求
項1に記載のエンジンの冷却装置。
2. A structure in which a thermostat valve for adjusting a flow of a coolant according to a coolant temperature is used as the driving means, and the vane-facing wall is displaced in accordance with an opening / closing operation of the thermostat valve. The engine cooling device according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記ウォータポンプから吐出された冷却液
がシリンダブロックのウォータジャケットとシリンダヘ
ッドのウォータジャケットに個々に導入される二系統冷
却システムにおいて、 前記サーモスタットバルブは冷却液温度が上昇するのに
伴って前記シリンダブロックのウォータジャケットを循
環する冷却液量を増やすとともに前記ベーン対向壁部を
前記ベーンに近づける構成としたことを特徴とする請求
項2に記載のエンジンの冷却装置。
3. A two-system cooling system in which a coolant discharged from the water pump is individually introduced into a water jacket of a cylinder block and a water jacket of a cylinder head. 3. The engine cooling device according to claim 2, wherein the amount of the coolant circulating through the water jacket of the cylinder block is increased and the vane facing wall portion is made closer to the vane.
【請求項4】前記ウォータジャケットにおける冷却液の
主流をUターンフローとして冷却液が前記ウォータジャ
ケットの前部で出入りする構成とし、 前部ウォータポンプを前記サーモスタットバルブの前方
または後方に配置し、 前記サーモスタットバルブの弁体と前記ベーン対向壁部
を同軸上で連結したことを特徴とする請求項3に記載の
エンジンの冷却装置。
4. A configuration in which the main flow of the coolant in the water jacket is a U-turn flow so that the coolant flows in and out of a front portion of the water jacket, and a front water pump is disposed in front of or behind the thermostat valve. The engine cooling device according to claim 3, wherein the valve body of the thermostat valve and the vane facing wall are connected coaxially.
【請求項5】前記ウォータジャケットにおける冷却液の
主流をUターンフローとして冷却液が前記ウォータジャ
ケットの前部で出入りする構成とし、 前記エンジンをその前部が後部より高くなるように傾斜
させて設置したことを特徴とする請求項1から4のいず
れか一つに記載のエンジンの冷却装置。
5. A structure in which the main flow of the coolant in the water jacket is a U-turn flow so that the coolant enters and exits at the front of the water jacket, and the engine is installed at an angle so that the front is higher than the rear. The engine cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
JP14546098A 1998-05-27 1998-05-27 Engine cooling device Pending JPH11336546A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105508264A (en) * 2015-11-29 2016-04-20 河南省西峡汽车水泵股份有限公司 Steam failure resistant test device and method for engine cooling water pump bearing with shaft

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105508264A (en) * 2015-11-29 2016-04-20 河南省西峡汽车水泵股份有限公司 Steam failure resistant test device and method for engine cooling water pump bearing with shaft

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