JPS6060005B2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents
エンジンの冷却装置Info
- Publication number
- JPS6060005B2 JPS6060005B2 JP9102880A JP9102880A JPS6060005B2 JP S6060005 B2 JPS6060005 B2 JP S6060005B2 JP 9102880 A JP9102880 A JP 9102880A JP 9102880 A JP9102880 A JP 9102880A JP S6060005 B2 JPS6060005 B2 JP S6060005B2
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- JP
- Japan
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- cooling
- engine
- concentration
- water
- pressure
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- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2025/00—Measuring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2031/00—Fail safe
- F01P2031/24—Fail safe for freezing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
- F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は冷却水の気化潜熱を利用してエンジンを冷却す
る装置に関する。
る装置に関する。
一般にエンジンの冷却装置としては、シリンダ及び燃焼
室の周囲に形成した冷却ジャケットに冷却水を循環させ
、シリンダ外壁を冷却するものが主流であるが、この冷
却効率を上げるために、冷却水をシリンダ外壁面に供給
して蒸発させ、このときの気化潜熱によりエンジンを冷
却するようにした蒸発冷却システムが考えられた（特公
昭４７一５ｏｍ号公報参照）。
室の周囲に形成した冷却ジャケットに冷却水を循環させ
、シリンダ外壁を冷却するものが主流であるが、この冷
却効率を上げるために、冷却水をシリンダ外壁面に供給
して蒸発させ、このときの気化潜熱によりエンジンを冷
却するようにした蒸発冷却システムが考えられた（特公
昭４７一５ｏｍ号公報参照）。
この方式によれば、水のもつ大きな気化潜熱を利用して
冷却を行うので、冷却水の量を少なくすることができ、
エンジンの軽量化とともに低温始動時のウオーミングア
ツプが促進されるし、さらにはシリンダ壁温を自由にか
つ応答性よく制御することが可能なことから、エンジン
燃焼効率の改善もはかれるという特徴をもつている。
冷却を行うので、冷却水の量を少なくすることができ、
エンジンの軽量化とともに低温始動時のウオーミングア
ツプが促進されるし、さらにはシリンダ壁温を自由にか
つ応答性よく制御することが可能なことから、エンジン
燃焼効率の改善もはかれるという特徴をもつている。
ところで、通常はエンジン冷却水中にアルコールなどの
不凍液を混入し、冬期、寒冷地における冷却水の凍結を
防ぐようにしている。
不凍液を混入し、冬期、寒冷地における冷却水の凍結を
防ぐようにしている。
しかし、このアルコールは水に比べて沸点が低いため、
水だけを用いて蒸発冷却するのと比べるとエンジン冷却
効果が変化することにより、しかもアルコールの濃度に
よつて冷却性能（こバラツキが出るという問題があつた
。
水だけを用いて蒸発冷却するのと比べるとエンジン冷却
効果が変化することにより、しかもアルコールの濃度に
よつて冷却性能（こバラツキが出るという問題があつた
。
本発明はこのような問題を解決するために、冷却水の沸
点が冷却系の内部圧力に応じて変化することに着目し、
冷却水に含まれる混合物（アルコール）の濃度を検出し
ながら設定蒸気圧を制御することにより、常に所定の冷
却性能が得られるようにしたエンジンの冷却装置を提供
するものであ一る。
点が冷却系の内部圧力に応じて変化することに着目し、
冷却水に含まれる混合物（アルコール）の濃度を検出し
ながら設定蒸気圧を制御することにより、常に所定の冷
却性能が得られるようにしたエンジンの冷却装置を提供
するものであ一る。
以下、本発明の実施例を図面にもとついて説明する。
第１図において、ウォータポンプ１で加圧された冷却水
は、吐出通路２を経てノズルから、シリンダヘッド４を
シリンダブ頭ノク５に形成した冷却ジャケット６に噴霧
される。これによりシリンダ外壁面から気化潜熱を奪つ
て蒸発した冷却水の蒸気は、蒸気通路７を通つてラジエ
ータ８に流入し、車両の走行風や電動ファン９からの送
風により冷却を受けて、凝縮液化する。
は、吐出通路２を経てノズルから、シリンダヘッド４を
シリンダブ頭ノク５に形成した冷却ジャケット６に噴霧
される。これによりシリンダ外壁面から気化潜熱を奪つ
て蒸発した冷却水の蒸気は、蒸気通路７を通つてラジエ
ータ８に流入し、車両の走行風や電動ファン９からの送
風により冷却を受けて、凝縮液化する。
この凝縮液はポンプ１の吸込通路１０へと流れ、再びエ
ンジンに送られて蒸発する。
ンジンに送られて蒸発する。
シリンダブロック５の下部からは、蒸発せずに冷却ジャ
ケット６に溜つた冷却水を、循環通路１１を介してポン
プ１の吸込通路１０へ戻す。
ケット６に溜つた冷却水を、循環通路１１を介してポン
プ１の吸込通路１０へ戻す。
この冷却水としては、水とアルコールなどの不凍液の混
合状態のものが使用されるが、このアルコール濃度を検
出するために、吸入通路１０の途中に濃度検出器１３が
設けられる。この濃度検出器１３の出力にもとづいてコ
ントローラ１４（マイコンなどで構成される）が、ラジ
エータ８の冷却度合を制御するように電動ファン９を駆
動する。
合状態のものが使用されるが、このアルコール濃度を検
出するために、吸入通路１０の途中に濃度検出器１３が
設けられる。この濃度検出器１３の出力にもとづいてコ
ントローラ１４（マイコンなどで構成される）が、ラジ
エータ８の冷却度合を制御するように電動ファン９を駆
動する。
アルコールと水とでは沸点や気化潜熱に差異がある。
沸点は圧力により変化するので、冷却系の圧力を増減す
れば沸点が変わり、これにもとづいてシリンダ外壁温を
コントロールできる。そこで、冷却系の圧力（蒸気圧力
）を、ラジエータ８における液化度合に応じて制御する
ための手段として、電動ファン９の駆動力を変え、ラジ
エータ８の冷却量を調整するようにした。
れば沸点が変わり、これにもとづいてシリンダ外壁温を
コントロールできる。そこで、冷却系の圧力（蒸気圧力
）を、ラジエータ８における液化度合に応じて制御する
ための手段として、電動ファン９の駆動力を変え、ラジ
エータ８の冷却量を調整するようにした。
前記濃度検出器１３としては、具体的には吸込通路１０
（吐出通路２でもよい）に一対の電極板２０と２１を対
向配置し、これに交流電源２２とコイル２３を接続する
。
（吐出通路２でもよい）に一対の電極板２０と２１を対
向配置し、これに交流電源２２とコイル２３を接続する
。
電極板２０と２１は一種のコンデンサとして働き、静電
容量が大きくなるほど発振周波数が減るので、これをＦ
−■コンバータ２５で電圧値に変換し、アルコールの濃
度を判別する。
容量が大きくなるほど発振周波数が減るので、これをＦ
−■コンバータ２５で電圧値に変換し、アルコールの濃
度を判別する。
なお、静電容量は誘電率に比例するので、アルコール濃
度が増すほど静電容量が大きくなり、発振周波数は減少
する。
度が増すほど静電容量が大きくなり、発振周波数は減少
する。
第２図は、濃度検出器１３の他の実施例であり、電極板
２０と２１に対して定電圧回路２６からの一定電圧を印
加し、この電極板２０，２１間の導電率がアルコール濃
度に応じて変化することを利用し、増幅器２７でこれを
増幅してコントローラ１４へ出力する。
２０と２１に対して定電圧回路２６からの一定電圧を印
加し、この電極板２０，２１間の導電率がアルコール濃
度に応じて変化することを利用し、増幅器２７でこれを
増幅してコントローラ１４へ出力する。
なお、増幅器２７には温度補償用抵抗２８を並列に接続
し、冷却水温度によつて導伝率が変化するのを補正する
。
し、冷却水温度によつて導伝率が変化するのを補正する
。
次に作用について説明すると、第３図のも示すように、
アルコール濃度が変化すると、沸点並びに気化潜熱が変
わるため同一の蒸気圧力においてのシリンダ外壁温が異
なつてくる。
アルコール濃度が変化すると、沸点並びに気化潜熱が変
わるため同一の蒸気圧力においてのシリンダ外壁温が異
なつてくる。
つまりアルコール濃度が高いほどトータルの気化潜熱が
低下するので、同一の設定温度に保つためには、冷却ジ
ャケット６の冷却量を高くする必要がある。
低下するので、同一の設定温度に保つためには、冷却ジ
ャケット６の冷却量を高くする必要がある。
したがつて、圧力制御手段としてのコントロー”ラ１４
は検出したアルコール濃度が増加するに従い、予めプロ
グラムされた内容にもとづいき電動ファン９の駆動力を
制御して、ラジエータ８ての冷却量を調整し圧力コント
ロールを行う。
は検出したアルコール濃度が増加するに従い、予めプロ
グラムされた内容にもとづいき電動ファン９の駆動力を
制御して、ラジエータ８ての冷却量を調整し圧力コント
ロールを行う。
なお、アルコールの気化潜熱は水の約１１２であるため
、同一熱量を奪うのにアルコール濃度が増すほど蒸発量
が多くなるのであり、これに対応してラジエータ８の熱
交換量を比例的に増大させて圧力を下げる。実際の圧力
は、冷却ジャケット６に設けた圧力センサ１５により検
出され、コントローラ１４にフィードバックされるので
、コントローラ１４は制御目標値と実測値とを比較しな
がら、電動ファン９の風量を修正制御する。
、同一熱量を奪うのにアルコール濃度が増すほど蒸発量
が多くなるのであり、これに対応してラジエータ８の熱
交換量を比例的に増大させて圧力を下げる。実際の圧力
は、冷却ジャケット６に設けた圧力センサ１５により検
出され、コントローラ１４にフィードバックされるので
、コントローラ１４は制御目標値と実測値とを比較しな
がら、電動ファン９の風量を修正制御する。
このようにして、アルコール濃度に応じて蒸気圧力コン
トロールするので、冷却ジャケット６の内部に撒布され
た冷却水は、含有アルコール濃度にバラツキがあつたと
しても、その沸点がほぼ設定温度値といつも一致し、し
たがつて、シリンダ外壁温を所定値に精度よく制御する
ことがてきる。なお、シリンダ外壁温はエンジン低中負
荷域のノッキングの心配がないところでは、比較的高め
に保ち（ラジエータ８の冷却量を減らすことにより蒸気
圧を高めて実現）燃焼改善をはかり、ノッキングの発生
しやすい高負荷域では冷却量を増して蒸気圧力を下げる
ことにより、シリンダ外壁温を下げるようにする。
トロールするので、冷却ジャケット６の内部に撒布され
た冷却水は、含有アルコール濃度にバラツキがあつたと
しても、その沸点がほぼ設定温度値といつも一致し、し
たがつて、シリンダ外壁温を所定値に精度よく制御する
ことがてきる。なお、シリンダ外壁温はエンジン低中負
荷域のノッキングの心配がないところでは、比較的高め
に保ち（ラジエータ８の冷却量を減らすことにより蒸気
圧を高めて実現）燃焼改善をはかり、ノッキングの発生
しやすい高負荷域では冷却量を増して蒸気圧力を下げる
ことにより、シリンダ外壁温を下げるようにする。
この実施例では圧力センサを用いたが、圧力は温度に応
じて変化するので、温度センサによつて制御することは
勿論可能てある。
じて変化するので、温度センサによつて制御することは
勿論可能てある。
また、冷却ジャケット６に供給する冷却水により、濃度
冷却させて気化潜熱をうばうように、冷却ジャケット６
の上部に所定空間を残して冷却水を供給する構成として
もよい。
冷却させて気化潜熱をうばうように、冷却ジャケット６
の上部に所定空間を残して冷却水を供給する構成として
もよい。
以上のように本発明によれば、冷却水にアルコールなど
の不凍液が混入していても、この濃度に応じて冷却系の
蒸気圧力を変化させ、沸点を目標値と一致させることが
でき、したがつて冷却性能のバラツキを防止して、常に
所定の状態にエンジンを冷却することが可能となる。
の不凍液が混入していても、この濃度に応じて冷却系の
蒸気圧力を変化させ、沸点を目標値と一致させることが
でき、したがつて冷却性能のバラツキを防止して、常に
所定の状態にエンジンを冷却することが可能となる。
第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は濃度検
出器の他の実施例の回路図、第３図はアルコール濃度に
よる圧力と温度との関係をあられす説明図である。 １・・・・・・ウォータポンプ、６・・・・・冷却ジャ
ケット、７・・・・・・蒸気通路、８・・・・・ラジエ
ータ、９・・・電動ファン、１３・・・・濃度検出器、
１４・・・・コントローラ。
出器の他の実施例の回路図、第３図はアルコール濃度に
よる圧力と温度との関係をあられす説明図である。 １・・・・・・ウォータポンプ、６・・・・・冷却ジャ
ケット、７・・・・・・蒸気通路、８・・・・・ラジエ
ータ、９・・・電動ファン、１３・・・・濃度検出器、
１４・・・・コントローラ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エンジンの冷却ジャケットに冷却水を供給し、蒸発
にもとづく気化潜熱によりエンジンを冷却するとともに
、蒸気をラジエータで凝縮液化して循環させるようにし
たエンジンの冷却装置において、冷却水に含有されるア
ルコールなどの不凍液濃度を検出する濃度検出器を設け
、この検出濃度にもとづいて冷却系の蒸気圧力を制御す
る圧力制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの冷
却装置。 ２ 圧力制御手段が、濃度検出器の出力に応じてコント
ローラを介して風量が制御されるラジエータの電動ファ
ンであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
エンジンの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102880A JPS6060005B2 (ja) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | エンジンの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102880A JPS6060005B2 (ja) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | エンジンの冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5716217A JPS5716217A (en) | 1982-01-27 |
| JPS6060005B2 true JPS6060005B2 (ja) | 1985-12-27 |
Family
ID=14015060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9102880A Expired JPS6060005B2 (ja) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | エンジンの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060005B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150369116A1 (en) * | 2012-12-17 | 2015-12-24 | Continental Automotive Gmbh | Coolant circuit |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010033628A (ko) * | 1997-12-30 | 2001-04-25 | 아뜰리에 부쉬 에스.에이. | 냉각 장치 |
| FI108068B (fi) * | 2000-05-15 | 2001-11-15 | Waertsilae Tech Oy Ab | Menetelmä polttomoottorilaitteiston yhteydessä ja laitteisto palon torjumiseksi polttomoottorilaitteiston yhteydessä |
-
1980
- 1980-07-03 JP JP9102880A patent/JPS6060005B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150369116A1 (en) * | 2012-12-17 | 2015-12-24 | Continental Automotive Gmbh | Coolant circuit |
| US9850804B2 (en) * | 2012-12-17 | 2017-12-26 | Continental Automotive Gmbh | Coolant circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5716217A (en) | 1982-01-27 |
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