JPS6043119A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

内燃機関の冷却装置

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JPS6043119A
JPS6043119A JP15196283A JP15196283A JPS6043119A JP S6043119 A JPS6043119 A JP S6043119A JP 15196283 A JP15196283 A JP 15196283A JP 15196283 A JP15196283 A JP 15196283A JP S6043119 A JPS6043119 A JP S6043119A
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JP
Japan
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oil
temperature
lubricating oil
circulation circuit
cooling
Prior art date
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JP15196283A
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English (en)
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Kunimasa Yoshimura
吉村 国政
Hideo Kobayashi
日出夫 小林
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P9/00Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P2003/006Liquid cooling the liquid being oil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輌に用いられる内燃機関の冷却
装置に係り、特に火花点火式内燃機関に用いられる冷却
装置に係る。
自動車等の車輌に用いられる火花点火式内燃機関の冷却
装置として、シリンダヘッドを冷ム0する冷m液循環回
路とシリンダブロックを冷却する冷却液循環回路とを互
いに独立した循環回路として個別に有し、シリンダヘッ
ドをシリンダブロックに比して強力に冷却するよう構成
された、所謂二系統式冷却装置が既に提案されており、
この二系統式冷却装置を備えた火花点火式内燃機関【よ
、摩擦損失を増大することなくメカニカルオクタン1曲
を向上し、優れた出力性能と燃料I¥済性を示す。
上)ホの如ぎ二系統式冷却装置に於て、シ1ンタ゛ヘッ
ドを冷却する冷却液循環回路にlよ水を(jt給し、シ
リンダブロック冷IIIする冷却液循環回路に(ま1幾
関潤滑油の如き油を供給することが本願出願人と同一の
出願人による特願昭56−79 ’089号(特開昭5
7−193712号)に於て1定業されている。これに
あっては、油(よ水よりイ氏1ヒ熱であって暖まり易い
ことによりシリンダブロックの暖機性が改善され、また
柚は水より低1ヒ重であって軽いことにより内燃機関の
総重量牽く氏減することができ、しかも前記油午して機
関潤滑油を用しすることにより既存のオイルポンプを)
l用してシ1ノングブロック用冷ム0液循環回路に油を
イ1(給することができ、ポンプの個数を追加すること
なく二系統冷却を行うことができると0う)11点h〜
ある。
本発明は特願昭56−79 ’089号に於て1v案さ
れいる如き冷却装置の改良に係り、特にシリンダブロッ
ク用冷却液循環回路の途中にオイルクーラの如ぎラジェ
ータを必要とせず、構造簡単にして二系統冷却を行うこ
とができる冷却装置を提供とすることを目的としている
かかる目的は、本発明によれば、途中にラジェータを含
みシリンダヘッドを冷却する水循環回路と、シリンダブ
ロックを冷却する油循環回路と、選択的に作動されて前
記水循環回路を循環する水ど前記油循環回路を循環する
油との間に熱の授受を行う熱交換器と、前記油循環回路
の油の温度が所定値以上の時に前記熱交換器を作動させ
る制御手段とを有している如き内燃機関の冷却装置によ
つ達成される。
かかる構成によれば、油循環回路を流れる油の冷却が熱
交換器にて水循環回路を流れる水により行われ、油循環
回路を流れる油の冷却にオイルクーラの如き専用のラジ
ェータを必要とすることがない。
油は水にり低比熱であるから、受熱量が同一である場合
には油は水より早期に暖まるが、一般に、内燃(段間に
於て(ま、シリンダブロックを冷IJ′lする冷7.I
l液循環回路を流れる冷却液の受熱mは、シリンダヘッ
ドを冷7J′lづる冷部液循環回路を流れるンや川波よ
り少なく、冷却液の総受熱mの1 / 34¥度であり
、このため暖機過程時に於ては、シリンダヘッド用冷却
液循環回路を流れる冷11′m、の方がシリンダブロッ
ク用冷却液循環回路を流れる冷却液より高温になる。
本発明は、上述の如き事象に鑑み、暖機過程時にシリン
ダヘッド用冷却液循環回路を流れる水を利用してシリン
ダブロック用冷却液循環回路を流れる油の昇温を促進し
、これによって特にシリンダブロックの暖機時間をより
一層短縮することができ、内燃機関の摩擦損失の低減を
図ることができる改良された内燃機関用内燃機関用用系
統を提供することを他の一つの目的としている。
かかる目的は、本発明によれば、途中にラジェータを含
みシリンダヘッドを冷却する水循環回路と、シリンダブ
[1ツクを冷却する油循環回路と、゛選択的に作動され
て前記水循環回路を循環する水ど前記油循環回路を循環
する油との間に熱の授受を行う熱交換器と、前記油循環
回路の油の温度が第一の所定値以下にの時にと前記第一
の所定値より大きい第二の所定値以」二の時前記熱交換
器を作動させる制御手段、とを有している如き内燃機関
の冷)i11装置によって達成される。
hXかる構成によれば、油の温度が第一の所定値以下の
暖機過程時には熱交換器が作動されて該熱交換器により
水循環回路を循環する水より油循環回路を循環する油へ
熱の授受が行われ、これにより油循環回路を循環する油
の昇温が促進される。
油循環回路に用いられる油は内燃機関の動弁装置、ピス
トン及びクランク軸の運動部の潤滑と冷却を行う機関潤
滑油であってよく、この場合には既存のオイルポンプを
利用して油循環回路に油を循環供給することができ、ポ
ンプを追加J−ることな(二系統冷却を行うことができ
る。
以下に誰何の図を参照して本発明を実施例につ例を示し
ている。図に於て、1は火花点火式内燃41関を示して
おり、該内燃機関は図には示されていない燃焼室の頭部
を郭定するシリンダヘッド2と、前記燃焼室の側周壁部
を郭定づるシリンダブロック3と、シリンダブロック3
の下部に取付<fられ潤滑油を貯容するオイルパン4と
を有している。
シリンダヘッド2とシリンダブロック3には各々冷却液
通路5と6とが互いに個別に設けられており、この二つ
の冷却液通路5と6とを冷却液が互いに独立した流れを
もって個別に貫流するようになっている。
冷却水通路5はその人1]をウォータポンプ7の吐出ポ
ートに接続され、出口を導管8、熱交換器9の冷加水通
路9a、導管10を経てラジエータ11の入口に接続さ
れている。ラジェータ11&ま出口を導管12を経て感
温弁13のボートbに接続されている。
感温弁13は、前記ボー1〜b以外に、導管14によっ
てつA−タボンプ7に接続されたボートaと、バイパス
導管15を経て導管10の途中に接続されたボートCと
を有し、該感湿弁を流れる冷却液の温度が所定値、例え
ば50℃以下の時にはボートbを全開にしてボー1〜a
をボートCにのみ接続し、これに対し前記冷却液の温度
が前記所定値以上の時にはボートCの開度を減少しつつ
ボートbを開き、ボートaをボートbとCの両方に接続
し、前記冷却液の温石の上臂に伴ないボー1− cの開
度を減少しつつボートbの開度を増大するようになって
いる。感湿弁13は例えば実願昭56−26615号に
於て提案されている如きサーモワックス型の感温弁であ
ってにい。
冷却液通路5、導管8、熱交換器9の冷ム0水通路9 
” Xtu管10、ラジェータ11、導管12、バイパ
ス導管15、感温弁13、導管14及びウォータポンプ
7よりなる循環回路には水(不凍液を含む)が充填され
ている。
オイルパン4内にはオイルポンプ16が設けられており
、該オイルポンプはオイルポンプ4内の潤滑油をストレ
ーナ17より汲上げ、該潤滑油を導管18を経てシリン
ダブロック3に設けられた潤滑油人口19に供給づ−る
ようになっている、。
内燃機関1には動弁装置の潤滑と冷却を行うための潤滑
油通路20とピストン及びクランク軸の潤滑と冷却を行
うための潤滑油通路21とが設けられており、これら潤
滑油通路の入口は冷却液通路6の入口と共に潤滑油人口
19に接続されている。冷入り液通路6、潤滑油通路2
0及び21の各々の出口はシリンダブロック3に設けら
れた潤滑油出口22に接続されており、該潤滑油出口は
導管23を経て感温弁24のボートaに接続されている
感温弁24.は、ボートa以外に、導管25を経て感温
弁2Gのボー1〜aに接続されたボートbと、導管27
、熱交換器9の潤滑油通路9b、s管28を経てオイル
パン4に設けられた′/A消油戻しボー 1−29に接
続されたボートCどを有し、該感温弁を通過する潤滑油
の温度が所定値、例えば50℃以下の時にはボー1〜i
を閉じてボートaをボートCにのみ接続し、これに対も
前記潤滑油の温度が前記所定値以上の時にはボートCを
閉じてボートaをボート1)にのみ接続するようになっ
ている。
感温弁26は、ボートa以外に導管31を経て導管27
の途中に接続されたボートbと導管3゜によって導管2
8の途中に接続されたボートCどを有し、該感温弁を通
過する潤滑油の温度が所定値、例えば100℃以下であ
る時にはボー1− bを閉じてボートaをボー1− c
にのみ接続し、これに対し前記潤滑油の温度が前記所定
値以上である時にはボー1〜Cの開度を減少しつつボー
トbを聞いてボー1− aをボートbとボート0の両方
に接続し、前記潤滑油の温度の上昇に伴ないボートCの
開度を減少しつつボートbの聞磨を増大するようになっ
ている。尚、感温弁24は感温弁13と同様の1ノーモ
ワツクス型のものであってよい。
熱交換器9は一般的構造の熱交換器であってよく、冷却
水通路9aを流れる冷却水と潤滑油通路9bを流れる潤
滑油どの間に熱の授受を行うようになっている。
次に上述の如き構成か1うなる内燃(幾1に却具冒の作
用について説明する。
内燃機関の冷間始動時に(ま、冷却水と潤滑油とが共に
50℃以下の低温であるので、感温弁13.24及び2
6は各々ボー1− aをボートCにのみ接続している。
従ってこの時には、つA−一タ/lCンプ7が吐出した
冷7J水は、冷五〇液通路5内に流入し、該冷去0水通
路を貫流して導管8、熱交換器9の冷)、0水通路9a
、L9慎10、バイパス導管15、感温弁13及び2#
色・14を経てラジェータ11を通過することなくつ4
−タボンブ7に戻る。
またこの時にはオイルポンプ16により汲上げられたオ
イルパン4内の潤滑油は、導管18経て潤滑油入口19
に至り、該潤滑油入口より冷却液通路6とU1潤滑油路
20及び21とを互いに並列に流れ、イの後に潤滑油出
口22より導管28、感温弁24、導管27、熱交換器
9の潤滑油通路9b、1!包°28を経て潤滑油戻し目
;−ト29Gこ至り、オイルパン4内に戻る。
上述の如く流れる冷LO水の内燃1a閏よりの受熱量は
上述の如< ’7Aすれる潤滑油の内燃1関よりの受熱
量より蔦しく多いことにより、前記冷却水は前記潤滑油
に比して高温になり、このため熱交換器9に於ては、冷
却水通、路9aを流れる鈴却水より潤滑油通路9bを流
れる潤滑油へ熱の授受が行われ、これにより前記潤滑油
の貸渇が促進される。
前記潤滑油のが渇が促進されることによりシリンダブロ
ック3の暖機が促進され、内燃(段間の厚縁損失が低減
り−る。
感温弁13を通過する冷却水の温石が5Q’Cに達する
と、ボー1− cの開度が減少し月ポー1− bが開く
ことにより冷却水の一部がラジェータ11を通過して流
れるようになり、該冷却水がラジェータ11を通過する
際に冷却されることによりシリンダヘッド2の冷却液通
路5に(まほぼ50℃の冷却水が流入するようになる。
感温弁24を通過する潤滑油の温度が50℃に達すると
、感温弁24のボートaがボートCに代えてボートbに
接続されるようになり、これにより潤滑油は感温弁24
より熱交換器9の潤滑油通路9bを通過することなく、
導管25、感温弁26及び導管30を経て潤滑油戻しボ
ート29に至り、オイルパン4内に戻るようになる、。
冷却液通路5に流入する冷却水の温度は上)ホの如(は
ぼ50℃に保たれ、これによりシリンダヘッド2が強力
に冷却されるが、冷却液通路6に流入寸−る潤滑油は引
続き昇温する。感温弁26を通過する潤滑油の温度が1
00℃以上になると、感温弁26のボートCの開tuが
減少し且ボートbが聞くことにより潤滑油の一部が導管
31及び27を峰て熱交換器9の潤滑油通路91)へ流
れるようになり、これにより潤滑油通路91)を流れる
潤滑油より冷ムロ水通路9aを流れる冷却水へ熱の授受
が行われ、潤滑油が冷却水により冷去りされ、冷却液通
路6に流入する潤滑油はほぼ806C〜110℃程度に
保たれる。
上述の如くシリンダヘッド2がシリンダブ[1ツク3に
比して強力に冷去0されることにより摩11!損失を増
大することなく内燃機関1のメカニカルオクタン価が向
上する。
尚、−1−)ボした実施例に於ては感温弁24は該感温
弁を通過する潤滑油の温度に感応して切換作動するJ:
う構成されているが、本発明はこれに限定されるもので
はな(、感温弁24は冷却水温度に感応して作動しても
よく、また該感温弁は潤滑油温度が冷却水温度より′低
い時のみボーl−aをボー1〜Cに接続するよう構成さ
れていてもよい。また感温弁24及びその他の感温弁は
温度センサにより検出される冷却水温度、潤滑油温度に
応じて電気的に開閉制御されるよう構成されていてもよ
い。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は上述の実施例に限られるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】 添ト1の図は本発明による内燃m、−一ム0装置の一つ
の実施例を示す概略構成図である。 1・・・内燃機関、2・・・シリンダヘッド、3・・・
シリンダブロック、4・・・Aイルパン、5.6・・・
冷7.118u通路、7・・・つl−タボンプ、8・・
・導管、9・・・熱交換器、9a・・・冷却水通路、9
b・・・潤滑油通路、10・・・導管、11・・・ラジ
ェータ、12・・・導管、13・・・感温弁、14・・
・導管、15・・・バイパス導管、16・・・オイルポ
ンプ、17・・・ストレーナ、18・・・導管、19・
・・潤滑油入0.20.21・・・潤滑油通路。 22・・・潤滑油出0.23・・・導管、24・・・感
温弁。 25・・・導管、26・・・感温弁、27.28・・・
導管。 29・・・潤滑油戻しボート、30.31・・・導管時
 許 出 願 人 トヨタ自動車株式会社代 理 人 
弁理士 明石 昌毅

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)途中にラジェータを含みシリンダヘッドを冷却す
    る水循環回路と、シリンダブロックを冷却づる油循環回
    路と、選択的に作動されて前記水循環回路を循環する水
    と前記油循環回路を循環する油との間に熱の授受を行う
    熱交換器と、前記油循環回路の油の温度が所定値以上の
    時に前記熱交換器を作動させる制御手段とを有している
    内燃機関の冷却装置。 (2、特許請求の範囲第1項に記載された内燃機関の冷
    却装置に於て、前記油循環回路には機関潤滑油が供給さ
    れるよう構成されていることを特徴とする内燃機関の冷
    却装置。 (3)途中にラジェータを含みシリンダヘッドを冷IJ
    1する水循環回路と、シリンダブロックを冷却する油循
    環回路と、選択的に作動されて前記水循環回路を循環す
    る水と前記油循環回路を循環する油との間に熱の授受を
    行う熱交換器と、前記油循環回路の油の温度が第一の所
    定値以下の時と前記第一の所定値より大きい第二の所定
    値以上の時に前記熱交換器を作動させる制御手段とを有
    している内燃機関の冷却装置。 (4)特許請求の範囲第3項に記載された内燃機関の冷
    却装置に於て、前記油循環回路には機関潤滑油が供給さ
    れるよう構成されていることを特徴どする内燃機関の冷
    却装置。
JP15196283A 1983-08-19 1983-08-19 内燃機関の冷却装置 Pending JPS6043119A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010059849A (ko) * 1999-12-30 2001-07-06 이계안 실린더블럭의 냉각장치
JP2008057546A (ja) * 1996-06-20 2008-03-13 Waertsilae Schweiz Ag 内燃機関のシリンダージャケットのための冷却機構
JP2015010528A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 日産自動車株式会社 内燃機関の冷却装置及び内燃機関の冷却方法

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