JPS6034744Y2 - 内燃機関の冷却制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の冷却系統の冷却系統に関し、特に始
動時の緩機運転性能を改善した冷却制御装置に関する。

従来の水冷式機関における一般的な冷却水循環経路を第
１図によって説明する。

図において、冷却水は機関１内ウオータジヤケツトと機
関外部の冷却水通路との間をウォータポンプ２によって
強制的に循環せしめられる。

機関１外部の冷却水通路は、ラジエタ３を経由する主冷
却水通路４と該主冷却水通路４に介装されたサーモスタ
ット５下流でラジエタ３に並列して配管されたバイパス
冷却水通路６とで構成される。

そして冷却水温度が所定温度より低い時にはサーモスタ
ット５が閉弁して冷却水のラジエタ３への流通を遮断し
、バイパス冷却水通路６を経由させて冷却水を循環させ
、冷却水が所定温度に達するとサーモスタットが開弁し
、冷却水はラジエタ３を経由して循環するようになって
いる。

かかる冷却水循環経路を有した機関の始動時（コールド
スタート時）における機関温度の立ち上り特性は第２図
Ａ曲線に示すようになる。

即ち、始動後機関温度上昇に伴なって冷却水温度が所定
温度に達した時、該温度を検出してサーモスタット５が
開弁するとラジエタ３を経由して放熱された低温の冷却
水が機関１内に循環して冷却するため板温温度は急激に
低下する（Ａ曲線ａ部分）。

これに伴なって低下する機関１流出後の冷却水温度を検
出してサーモスタット５が閉弁されると、冷却水はバイ
パス冷却水通路６を経由して再度温度上昇する（Ａ曲線
す部分）。

以下、この状態が繰り返されるうちに冷却水全体の温度
が上昇するので鋸歯状の温度が減衰しサーモスタット５
が常閉となった後は、該サーモスタット５を開弁する所
定温度より若干高い温度に平衡した冷却水がラジエタ３
を経由して機関１内に適温に冷却するようになっている
。

しかしながら、このようにサーモスタット５が機関１流
出後の冷却水温度を検出して開閉する構戒では、上記始
動運転時冷却水温度の低下を感知してサーモスタット５
が閉弁する場合、サーモスタット５が感応して閉弁する
までに相当の時間を要し、この間にラジエタ３を経由し
た低温の冷却水が機関１内を流れ続ける。

このため、夏期はともかく、冬期等の寒冷時には機関１
が過度に冷却されて、暖機完了を長引かせるのみならず
機関温度変化が大きいためアイドル回転を不安定にし白
煙、悪臭、騒音等を発生させる等始動性能に悪影響を及
ぼしていた。

かかる問題を解決するため実公昭４７−１６４１９号に
開示されるようにサーモスタット入口とウォータポンプ
吐出側との間に第２のバイパス冷却水通路を設ける構成
として、サーモスタット開弁時うジエタを経由した低温
の冷却水の一部を機関を通すことなくサーモスタットに
導くことによりサーモスタットの閉弁を早めて暖機時間
を短縮するようにしたものである。

しかし、このものでは前記バイパス冷却水通路に常時冷
却水が流通する構成となっているため、このバイパス冷
却水流量を大きく設定するとその分機関内への冷却水流
量が減少するためサーモスタット開弁後の最大冷却能力
が減少して夏期等の冷却能力不足につながり、一方、バ
イパス冷却水流量を小さく設定すると暖時における機関
内への冷却水循環量がその分減って機関の温度上昇率が
減少すると共に、サーモスタットが再度閉弁するまでの
時間が長引くため暖機時間短縮効果を充分に発揮するこ
とができなかった。

本考案はかかる従来の欠点に鑑み為されたもので、ラジ
エタを経由した冷却水の一部を機関とバイパスしてサー
モスタットに導く第２のバイパス冷却水通路を設けると
共に、該第２バイパス冷却水通路にこれを流れる冷却水
の所定温度以上で閉弁する第２のサーモスタットを介装
した構成とし、以って始動運転時ラジエタにより適温以
下に冷却された冷却水が機関内に循環する量を減少させ
て暖機時間を短縮させると共に始動直後の運転性能を改
善し、しかも、最大冷却能力は充分に確保でき夏期等高
温時の冷却性能を高性能に維持できるようにした内燃機
関の冷却制御装置を提供するものである。

以下に本考案を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第３図は本考案の一実施例を示し、第１図に示した従来
の構成にウォータポンプ下流の冷却水の一部をサーモス
タット入口に導く第２バイパス冷却水通路７と、該第２
バイパス冷却水通路７に介装され冷却水の所定温度以上
で閉弁する第２サーモスタツト８とを設けて構成される
。

尚、他の構成要素については第１図と同一符号を付すが
バイパス冷却水通路６を第１バイパス冷却水通路６と称
し、サーモスタット５を第１サーモスタツト５と称する
こととする。

該第２サーモスタツト８は第５図又は第６図に示される
構造を有しており、第２バイパス冷却水通路７を流れる
又は機関へ流入する冷却水の所定温度以上で閉弁する常
開の開閉弁に構成されるが、閉弁時にもリーク孔８ａを
介して微量の冷却水が流通し得るようにしである。

又は第６図ではリーク孔を必要としない。

かかる構成において、第２サーモスタツト８の閉弁温度
を第１サーモスタツト５の開弁温度より若干低い温度に
設定しておく。

かかる構成における機関の冷寒始動時の機関温度の立ち
上り特性は第２図Ｂ曲線のようになる。

即ち、始動前は、冷却水温度が低いため第１サーモスタ
ツト５は閉、第２サーモスタツト８は開となっている。

この状態で始動を開始すると、ウォータポンプ２から吐
出された冷却水の多くは機関１内に流入するが、一部は
第２バイパス冷却水通路７を経由して第１サーモスタツ
ト５に導かれ、始動直後は第１サーモスタツト５が閉弁
されたままであるため第１バイパス冷却水通路６を介し
てウォータポンプ２に戻される循環回路を形成する。

ここで、第１バイパス冷却水通路６を流れる全冷却水流
量を従来のＡ曲線のものと等しく設定すると始動直後は
機関１内の冷却水流量が第２バイパス冷却水通路７を流
れる冷却水循量分少ないだけＡ曲線のものより急な温度
上昇立ち上り特性を示すが、第２バイパス冷却水通路７
の冷却水温度が機関１経由後の冷却水温度に近づくにし
たがって温度上昇カーブは緩やかとなり、第１サーモス
タツト５に流入する冷却水温度が所定温度に達した時に
該サーモスタット５がこれに感心して開弁する。

ここで、第２バイパス冷却水通路７の冷却水温度は第１
バイパス冷却水通路の冷却水温度より低いから（ラジエ
タ３を冷却水が経由しない場合でもいえる）第２サーモ
スタツト５は未だ開かれたままである。

尚、第４図に示すように冷却水をサーモスタット５の感
温部に吹きつけるようにしてもよい。

第１サーモスタツト５の開弁により冷却水がラジエタ３
を軽油すると該ラジエタ３によって放熱された低温の冷
却水がウォータポンプ２下流において一部が第２バイパ
ス冷却水通路７を経由してすばやく第１サーモスタット
５人口に流れ込むから該第１サーモスタツト５はこの低
温な冷却水によって迅速に感応して閉弁し、冷却水のラ
ジエタ３への流路を遮断する。

このため、該ラジエタ３を経由した低温の冷却水が機関
１内を循環する時間、従って循環量が少なくなり機関温
度低下をＡ曲線に比べ著しく抑制することができるので
ある。

そして、サーモスタット５の２回目以後の開閉時にもよ
り小さな温度低下幅をもつ鋸歯状の温度変化を繰り返す
ためＡ曲線に比べて極めて短かい時間でサーモスタット
５が常開となる最適な冷却水温度に安定し暖機が短時間
に完了する。

このように、かかる構成においては、暖機完了時間が短
縮されるのみならず、暖機経過中にラジエタによって過
度に冷却された冷却水の機関内循環量を減少して機関の
適冷を防止し、かつ機関の温度変化率を小さくするから
、排機中の白煙、悪臭の発生及び機関騒音を抑制すると
共にアイドル回転を安定させる。

又、第２バイパス冷却水通路だけを設ける従来例に比べ
ても、後述するように第２サーモスタツトの閉弁により
最大冷却能力を確保できるため第２バイパス冷却水通路
の冷却水流量を充分大きく設定することができ、これに
より、機関温度の上昇と第１サーモスタツトの感応時間
が大幅に速められるので前記効果において著しく勝るも
のである。

第１サーモスタツト５が常開となり、ラジエタ３経由後
の冷却水温度が所定温度に達すると第２サーモスタツト
８が閉弁し、冷却水の略全量（第２サーモスタツト８の
リーク孔８ａを通じて流れる分を除く）が機関１内を循
環するので冷却能力は最大となり機関１温度の上昇を抑
制できる。

一方、夏期等冷却水が機関運転前、既に相当高温に達し
ている場合においては、ラジエタ３経由後の冷却水温度
の上昇を検知して第２サーモスクツト８が閉弁するので
、冷却水の全量を機関に循環させて従来同様の最大冷却
能力を発揮できオーバヒートを抑制できるのである。

尚、第２サーモスタツトの開弁時においては第１サーモ
スタツトが検出する冷却水温度に比べて機関温度がかな
り高温であるため第１サーモスタツトの開弁する所定温
度を従来のものより低温に設定しておくのがよい。

本考案は以上説明したように、ラジエタとこれに並列す
るバイパス冷却水通路とを冷却水温度に応じて選択的に
開通させる第１のサーモスタットに機関をバイパスして
冷却水の一部を導く第２のバイパス冷却水通路と、該第
２バイパス冷却水通路にに介装され所定の冷却水温度以
上で閉弁する第２サーモスタツトとを設けたことにより
、始動時第１サーモスタツトの閉弁時は機関内を循環す
る冷却水を減少させて機関温度上昇率を高めると共に、
第１サーモスタツトの開弁時はラジエタによって適温以
下に冷却された低温冷却水が第１サーモスタツトに流入
し、該第１サーモスタツトを迅速に閉弁させて冷却水の
ラジエタへの流通を遮断するので、該低温冷却水の機関
循環量が大幅に減少し、特に寒冷時における暖機時間を
短縮し、かつ暖機中の白煙、悪臭の発生防止及びアイド
ル回転の安定化等運転性能を一段と向上させるものであ
る。

又、第１サーモスタツトの常開後は第２サーモスタツト
が閉弁することによりラジエタを経由する全冷却水を機
関に循環させることができ充分な最大冷却能力を確保で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関における冷却水循環経路を示す
構成国、第２図は従来及び本考案実施例における機関温
度の立ち上り特性を示すグラフ、第３図は本考案の一実
施例を示す構成国、第４図は第３図の一部変形態様を示
す図、第５図は第３図に示す実施例に使用される第２サ
ーモスタツトの拡大縦断面図、第６図は第５図と同様の
箇所を示す別の実施例の縦断面図である。 １・・・・・・機関、３・・・・・・ラジエタ、４・・
・・・・主冷却水通路、５・・・・・・（第１）サーモ
スタット、６・・・・・・（第１）バイパス冷却水通路
、７・・・・・・第２バイパス冷却水通路 訃・・・・
・第２サーモスタツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ウォータポンプで輸送される冷却水をラジエタを経由さ
   せて機関内に循環させる主冷却水通路と、該主冷却水通
   路に介装された第１サーモスタツトの閉弁時冷却水をラ
   ジエタをバイパスして機関に循環させる第１バイパス冷
   却水通路と、冷却水の一部を機関をバイパスさせて前記
   第１サーモスタツトに導く第２バイパス冷却水通路と、
   該第２バイパス通路に介装され該通路を流通する冷却水
   温度の所定値以上で閉弁する第２サーモスタツトとを備
   え、第１サーモスタツトが、機関を経由した冷却水と第
   ２バイパス冷却水通路を経由した冷却水との混合された
   冷却水温度を検出して開閉制御されるように構成したこ
   とを特徴とする内燃機関の冷却制御装置。