JPS6183409A - Multicylinder internal-combustion engine equipped with evaporative cooling apparatus - Google Patents

Multicylinder internal-combustion engine equipped with evaporative cooling apparatus

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JPS6183409A
JPS6183409A JP20293184A JP20293184A JPS6183409A JP S6183409 A JPS6183409 A JP S6183409A JP 20293184 A JP20293184 A JP 20293184A JP 20293184 A JP20293184 A JP 20293184A JP S6183409 A JPS6183409 A JP S6183409A
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JP
Japan
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refrigerant
cooling jacket
cylinder
cooling
liquid level
Prior art date
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Application number
JP20293184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Kubotsuka
窪塚 孝夫
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6183409A publication Critical patent/JPS6183409A/en
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    • 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
    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the detection precision of a liquid-level sensor, temperature sensor, etc. by independently partitioning a cooling jacket except the upper space and preventing the large tilt of the coolant liquid level for the engine tilt. CONSTITUTION:The cooling jacket 2A of a cylinder head 6 is divided into plural parts in the direction of cylinder lines, allowing the upper spaces to communicate, by installing partitioning walls, and also the cooling jacket 2B of a cylinder block 5 is divided into plural parts by the partitioning walls 42 in the direction of cylinder lines. Even if an engine is tilted, the level of coolant liquid does not tilt largely, and erroneous detection on a liquid-level sensor 32, temperature sensor 3, etc. can be prevented. When the partitioning wall of the cylinder block 5 is formed by installing a separate partitioning wall after block casting, the casting of the block 5 is facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、冷却ジャケット、コンデンサ等からなる冷
媒循環系内に所定量の冷媒を封入し、冷却ジャケット内
で、貯留した液相冷媒を沸騰気化させて内燃機関の冷却
を行う沸騰冷却装置を備えた多気筒内燃機関に関し、詳
しくは内燃機関の冷却ジャケット構造に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> This invention involves sealing a predetermined amount of refrigerant in a refrigerant circulation system consisting of a cooling jacket, a condenser, etc., and boiling the stored liquid phase refrigerant within the cooling jacket. The present invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine equipped with an evaporative cooling device that cools the internal combustion engine through vaporization, and specifically relates to a cooling jacket structure for the internal combustion engine.

(従来の技術〉 自動車用内燃機関に用いられている周知の水冷式冷却装
置にあっては、冷却ジャケットの水入口部と水出口部と
の間などで相当な温度差を生じ、均一な冷却を実現する
ことが難しいとともに、ラジェータにおける熱交換率に
自ずから限界があることからラジェータや冷却ファンが
大型にならざるを得ない。
(Prior art) In the well-known water cooling system used in internal combustion engines for automobiles, a considerable temperature difference occurs between the water inlet and water outlet of the cooling jacket, making it difficult to achieve uniform cooling. It is difficult to achieve this, and there is a natural limit to the heat exchange rate in the radiator, so the radiator and cooling fan have to be large.

このような点から、近年、冷却水の沸騰気化潜熱を利用
した冷却装置が注目されている(例えば特公昭57−5
7608号公報、特開昭57−62912号公報等参照
)。これは基本的には、冷却ジャケット内で液相冷媒(
冷却水)を沸騰気化させ、その発生蒸気を外部のコンデ
ンサ(ラジェータ)に導いて放熱凝縮させた後に、再度
冷却ジャケット内に循環供給する構成である。この冷媒
の相変化を利用した冷却装置によれば、冷却水の単純な
顕熱を利用した水冷式のものに比べて気化潜熱を利用で
きるため、極めて少量の冷却水の循環で要求放熱量を満
足でき、かつコンデンサを従来のラジェータよりも大巾
に小型化でき、しかも機関各部の温度分布の均一化が図
れる等の利点が指摘されている。
From this point of view, cooling devices that utilize the latent heat of boiling and vaporization of cooling water have been attracting attention in recent years (for example, the
7608, JP-A-57-62912, etc.). This basically means that the liquid phase refrigerant (
The cooling water is boiled and vaporized, the generated steam is led to an external condenser (radiator), where it is heat-radiated and condensed, and then circulated and supplied into the cooling jacket again. Compared to water-cooled systems that use the simple sensible heat of cooling water, cooling devices that utilize this phase change of refrigerant can utilize latent heat of vaporization, so they can achieve the required amount of heat dissipation by circulating an extremely small amount of cooling water. It has been pointed out that it is satisfactory, and that the capacitor can be made much smaller than a conventional radiator, and that it also has the advantage of making the temperature distribution uniform in each part of the engine.

しかしながら、このように種々の利点を有すると考えら
れている沸騰冷却式の冷却装置も実際には実用化される
に至っていない。即ち上記特公昭57−57608号公
報や特開昭57−62912号公報等に記載のものは、
冷媒循環系が一部で大気に開放された非密閉構造となっ
ており、蒸気化した冷媒の損失が実用上無視できない程
度に大きく、しかも系内から不凝縮気体である空気を完
全に除去することが困難であるため、残留空気によって
冷却性能が著しく低下する等の問題を有していた。
However, the boiling cooling type cooling device, which is thought to have various advantages as described above, has not actually been put into practical use. That is, those described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 57-57608, Japanese Patent Application Laid-open No. 57-62912, etc.
The refrigerant circulation system has a non-sealed structure with some parts open to the atmosphere, and the loss of vaporized refrigerant is so large that it cannot be ignored in practical terms.Moreover, air, which is a non-condensable gas, is completely removed from the system. Since it is difficult to do so, there have been problems such as a significant decrease in cooling performance due to residual air.

本出願人は上記のような実情に鑑み、密閉した冷媒循環
系内に所定量の冷媒を封入して沸騰・凝縮のサイクルを
行わせるようにした沸騰冷却装置を先に提案している(
特願昭58−145470号等)。これは、例えば始動
時に系内を一旦液相冷媒で満たした後に空気の侵入を防
止しつつ余剰冷媒をリザーバタンクに排出することによ
って密閉系内に所定量の冷媒封入するようにしたもので
あり、機関運転中は、冷媒供給ポンプにより冷却ジャケ
ットに発生蒸気相当分の液相冷媒を循環供給し、常に所
定レベル以上に液相冷媒の液面を保って燃焼室壁等の確
実な冷却を図っている。
In view of the above-mentioned circumstances, the present applicant has previously proposed a boiling cooling device in which a predetermined amount of refrigerant is sealed in a closed refrigerant circulation system to perform a boiling and condensing cycle (
(Japanese Patent Application No. 145470/1982, etc.) This is a system in which, for example, at startup, the system is first filled with liquid-phase refrigerant, and then the excess refrigerant is discharged into a reservoir tank while preventing air from entering, thereby sealing a predetermined amount of refrigerant in the closed system. During engine operation, the refrigerant supply pump circulates and supplies liquid phase refrigerant equivalent to the generated steam to the cooling jacket, and the liquid level of the liquid phase refrigerant is always kept above a predetermined level to ensure reliable cooling of the combustion chamber walls, etc. ing.

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところでこのような本出願人の提案した或いはこれより
も先行する前記従来の沸騰冷却装置にあっては、内燃機
関が多気筒であって車両前後に長い場合には、登板時等
に内燃機関の冷却ジャケット内における冷媒液面の片寄
りが生じる。このため冷却ジャケット特にシリンダヘッ
ドの冷却ジャケット部に設けられる機関水平時測定用の
冷媒液面センサが冷媒液面を誤って検出してしまう不都
合を生じる。冷媒液面センサの検出信号は冷却ジャケッ
ト内の液相冷媒レベルを所定値に保つための重要な情報
であり、また冷媒温度センサの検出信号は液相冷媒温度
を目標値に保つための重要な情報である。従って上記の
ような誤検出は系全体の制御の精度を欠き、要求される
制御を全うすることができなくなるおそれが生じる。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the conventional evaporative cooling device proposed by the present applicant or prior to this, when the internal combustion engine has multiple cylinders and is long in the front and rear of the vehicle, In this case, the liquid level of the refrigerant in the cooling jacket of the internal combustion engine shifts to one side when the engine is mounted. For this reason, a refrigerant liquid level sensor for measuring when the engine is horizontal, which is provided in the cooling jacket, particularly in the cooling jacket portion of the cylinder head, may erroneously detect the refrigerant liquid level. The detection signal of the refrigerant liquid level sensor is important information for maintaining the liquid phase refrigerant level in the cooling jacket at a predetermined value, and the detection signal of the refrigerant temperature sensor is important information for maintaining the liquid phase refrigerant temperature at the target value. It is information. Therefore, the above-mentioned erroneous detection results in a lack of accuracy in controlling the entire system, and there is a possibility that the required control cannot be achieved.

また仮に上記液面センサ及び温度センサが付設されてい
ない沸騰冷却システムであったとしても、上記の如く冷
媒液面が片寄った場合、冷媒液面が相対的に低下した側
の気筒にあっては液相冷媒に燃焼室壁が覆われなくなっ
て所望の沸騰冷却を得られなく、燃焼室壁の温度制御が
不可能になるばかりか、過熱のため焼付を生じてしまう
危険な結果をもたらし易い。
Furthermore, even if the boiling cooling system is not equipped with the above-mentioned liquid level sensor and temperature sensor, if the refrigerant liquid level is uneven as described above, the cylinder on the side where the refrigerant liquid level has relatively decreased will Since the combustion chamber wall is no longer covered by the liquid phase refrigerant, the desired boiling cooling cannot be obtained, and not only is it impossible to control the temperature of the combustion chamber wall, but also dangerous consequences such as seizure due to overheating are likely to occur.

更に相対的に液面レベルが上昇した側に蒸気出口が設け
である場合には、蒸気と共に液相冷媒が蒸気出口から流
出してコンデンサに流れ込む機会を多くつくり出してし
まう。かかる状態になればコンデンサにおいて凝縮潜熱
を利用した放熱を利用できずに単に外気との顕然交換を
行うことになり、放熱効果が悪化してひいては冷媒温度
制御が困難となり易い。
Furthermore, if the steam outlet is provided on the side where the liquid level has risen relatively, there will be many opportunities for the liquid phase refrigerant to flow out of the steam outlet together with the steam and flow into the condenser. In such a state, heat radiation using condensed latent heat cannot be used in the condenser, and the condenser simply exchanges heat with the outside air, which deteriorates the heat radiation effect and makes it difficult to control the refrigerant temperature.

本発明は上記の不都合を排除すべくなされたもので、大
型多気筒内燃機関が登板走行等により傾斜しても冷媒液
面の大きな片寄りを防止できるようにした冷媒ジャケッ
ト構造を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned disadvantages, and it is an object of the present invention to provide a refrigerant jacket structure that can prevent the refrigerant liquid level from shifting significantly even if a large multi-cylinder internal combustion engine is tilted due to climbing or the like. purpose.

(問題点を解決するための手段〉 そのために本発明では冷却ジャケットで吸熱し蒸発した
気相冷媒の潜熱をコンデンサにおいて放熱する沸騰冷却
装置を備えた多気筒内燃機関において、シリンダヘッド
内の冷却ジャケット部内に、該冷却ジャケット部の蒸気
出口が臨む上部空間を連通しかつ下部空間をシリンダ列
方向に複数に分離画成する仕切壁を設ける一方、シリン
ダブロック内の冷却ジャケット部内に、該冷却ジャケッ
ト部をシリンダ列方向に複数に分離画成する仕切壁を設
け、これらシリンダヘッドとシリンダブロックとの対応
する仕切られた冷却ジャケット部相互を上下連通して前
記冷却ジャケットを構成し、かつ前記シリンダブロック
の仕切壁を、シリンダブロック鋳造体に別体の仕切板を
装着して形成する。
(Means for solving the problem) To solve this problem, the present invention provides a cooling jacket in the cylinder head in a multi-cylinder internal combustion engine equipped with a boiling cooling device that absorbs heat in a cooling jacket and radiates latent heat of the evaporated vapor phase refrigerant in a condenser. A partition wall is provided inside the cooling jacket section to communicate the upper space facing the steam outlet of the cooling jacket section and to separate and define the lower space into a plurality of sections in the direction of the cylinder row. A partition wall is provided to separate and define a plurality of parts in the cylinder row direction, and the corresponding partitioned cooling jacket parts of the cylinder head and cylinder block are vertically communicated with each other to constitute the cooling jacket, and The partition wall is formed by attaching a separate partition plate to the cast cylinder block.

く作用) これにより内燃機関が大きく傾斜して運転されても、シ
リンダヘッド側冷却ジャケットの仕切壁とシリンダブロ
ック側冷却ジャケットの仕切壁とにより、冷却ジャケッ
ト全体が上部空間を除いて相互に独立した複数の空間に
分離されるから、これら複数の空間内でのみ冷媒の小さ
な片寄りが生じるだけである。従って冷媒液面レベルの
大きな検出誤差を招くこともなく、特定の気筒の燃焼室
壁が冷媒に覆われなくなって過熱されることもなく、更
には液相冷媒のコンデンサへの持ち出しも行われにくく
なる。
As a result, even if the internal combustion engine is operated at a large incline, the partition wall of the cylinder head side cooling jacket and the partition wall of the cylinder block side cooling jacket keep the entire cooling jacket independent from each other except for the upper space. Since the refrigerant is separated into a plurality of spaces, only a small deviation of the refrigerant occurs within these spaces. Therefore, there will be no large detection errors in the refrigerant liquid level, the walls of the combustion chamber of a particular cylinder will not be covered with refrigerant and will not be overheated, and furthermore, the liquid phase refrigerant will be less likely to be carried out to the condenser. Become.

またシリンダブロック側冷却ジャケットの仕切壁は、シ
リンダブロック鋳造時に一体鋳造することは極めて困難
で生産性をすこぶる低下させる。
Furthermore, it is extremely difficult to integrally cast the partition wall of the cooling jacket on the cylinder block side when casting the cylinder block, which greatly reduces productivity.

そこでシリンダブロック側の仕切壁を板金基又は合成樹
脂製の別体の仕切壁により形成し、シリンダブロックの
機械加工終了後これをシリンダブロックに装着して実用
化に成功した。
Therefore, the partition wall on the cylinder block side was formed as a separate partition wall made of sheet metal or synthetic resin, and after the machining of the cylinder block was completed, this was attached to the cylinder block, and we succeeded in putting it into practical use.

従来の水冷式のものに比較し均一冷却が可能であること
は既述した。このような特徴は例えば気筒毎に独立した
冷却ジャケットにしても同様に現れるものであるため、
常に適当な速度で燃焼室壁を流通しなければならない水
冷式のものにはできない独特の構成である。
It has already been mentioned that uniform cooling is possible compared to conventional water-cooled systems. These characteristics also appear even when each cylinder has an independent cooling jacket, so
It has a unique configuration that cannot be achieved with a water-cooled type as it must always flow through the walls of the combustion chamber at an appropriate speed.

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の1実施例の構成を示し、内燃機関1は
運転中所定量の液相冷媒で満たされる・冷却ジャケット
2を備えて、該冷却ジャケット2と気相冷媒を凝縮する
ためのコンデンサ3と、電動式の冷媒供給ポンプ4とを
接続して冷媒循環閉回路を構成している。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention, in which an internal combustion engine 1 is filled with a predetermined amount of liquid-phase refrigerant during operation, and is equipped with a cooling jacket 2 for condensing the gas-phase refrigerant with the cooling jacket 2. The condenser 3 and the electric refrigerant supply pump 4 are connected to form a refrigerant circulation closed circuit.

冷却ジャケット2は、内燃機関1のシリンダ及び燃焼室
の外周部を包囲するようにシリンダブロック5及びシリ
ンダヘッド6の両者にわたって形成されたもので、通常
気相空間となる上部が各気筒を通じて連通していると共
に、その上部の適宜な位置に蒸気比ロアが設けられてい
る。蒸気比ロアは接続管8及び蒸気通路9を介してコン
デ・ンサ3の上部人口3aに連通している。接続管8に
は冷媒循環系の最上部となる排出管取付部8aが上方に
立ち上がった形で形成されており、その上端開口をキャ
ップ10が密閉している。
The cooling jacket 2 is formed over both the cylinder block 5 and the cylinder head 6 so as to surround the outer periphery of the cylinder and combustion chamber of the internal combustion engine 1, and the upper part, which is normally a gas phase space, communicates through each cylinder. At the same time, a steam ratio lower is provided at an appropriate position above it. The steam ratio lower communicates with the upper part 3a of the condenser 3 via a connecting pipe 8 and a steam passage 9. The connecting pipe 8 is formed with an upwardly extending discharge pipe mounting part 8a, which is the uppermost part of the refrigerant circulation system, and a cap 10 seals the upper end opening.

コンデンサ3は前記人口3aを有するアッパタンク11
と上下方向の微細なチューブを主体としたコア部12と
、このコア部12で凝縮された液化冷媒を一時貯留する
ロアタンク13とから構成されたもので、例えば車両前
部等の車両走行風を受は得る位置に設置され、更にその
前面或いは背面に強制冷却用の電動式冷却ファン14を
備えている。
The capacitor 3 is an upper tank 11 having the population 3a.
It consists of a core part 12 mainly consisting of fine vertical tubes, and a lower tank 13 that temporarily stores the liquefied refrigerant condensed in this core part 12. The receiver is installed at a position where it can be used, and is further provided with an electric cooling fan 14 for forced cooling on the front or back side thereof.

また、前記ロアタンク13はその比較的下部に冷媒循環
通路15の一端が接続されていると共に、これより上部
に第1補助冷媒通路16の一端が接続されている。前記
冷媒循環通路15はその他端が冷却ジャケット2のシリ
ンダヘッド6側に設けた冷媒人口2aに接続されたもの
で、中間部に三方型の第2電磁弁17を備え、かつ該第
2電磁弁17とロアタンク13との間に冷媒供給ポンプ
4が介装されている。以上の冷却ジャケット2.コンデ
ンサ3゜冷媒供給ポンプ4.冷却ジャケット2の経路に
よって構成された冷媒循環閉回路により通常運転時には
、例えば水に若干の添加物を加えた冷媒が沸騰・凝縮を
繰り返しながら循環することになる。
Further, the lower tank 13 is connected to one end of a refrigerant circulation passage 15 at a relatively lower portion thereof, and one end of a first auxiliary refrigerant passage 16 is connected to an upper portion thereof. The other end of the refrigerant circulation passage 15 is connected to the refrigerant port 2a provided on the cylinder head 6 side of the cooling jacket 2, and includes a three-way type second solenoid valve 17 in the middle part. A refrigerant supply pump 4 is interposed between the refrigerant supply pump 17 and the lower tank 13. Above cooling jacket 2. Condenser 3° Refrigerant supply pump 4. During normal operation, the refrigerant circulation circuit formed by the path of the cooling jacket 2 causes a refrigerant, for example, water with some additives added, to circulate while repeatedly boiling and condensing.

この循環閉回路の系外に設けられて、予備液相冷媒を貯
留する外部容器としてのリザーバタンク21は吸気機能
を有するキャップ22を介して大気に開放されていると
共に、前記冷却ジャケット2と略等しい高さ位置に設置
され、かつその底部に上記の第1補助冷媒通路16と、
第2補助冷媒通路23とが接続されている。そして第1
補助冷媒通路16の通路中には、常開型の第3電磁弁2
4が介装されている。また、前記第2補助冷媒通路23
は第2電磁弁17を介して冷媒循環通路15に接続され
ている。
A reservoir tank 21, which is provided outside the closed circulation circuit and serves as an external container for storing a preliminary liquid phase refrigerant, is open to the atmosphere via a cap 22 having an air intake function, and is generally referred to as the cooling jacket 2. installed at the same height position, and the above-mentioned first auxiliary refrigerant passage 16 at the bottom thereof;
A second auxiliary refrigerant passage 23 is connected thereto. and the first
A normally open third solenoid valve 2 is provided in the auxiliary refrigerant passage 16.
4 is interposed. Further, the second auxiliary refrigerant passage 23
is connected to the refrigerant circulation passage 15 via a second solenoid valve 17.

第2電磁弁17は励磁されると、冷媒循環通路15を遮
断してリザーバタンク21とロアタンク13との間を連
通状態としく流路A)、非励磁状態では第2補助冷媒通
路23を遮断して冷媒循環通路15を連通状態(流路B
)とするものである。
When the second electromagnetic valve 17 is energized, it blocks the refrigerant circulation passage 15 to establish communication between the reservoir tank 21 and the lower tank 13 (flow path A), and when it is not energized, it blocks the second auxiliary refrigerant passage 23. to bring the refrigerant circulation passage 15 into communication (flow passage B).
).

前記冷媒供給ポンプ4としては、正逆両方向に液相冷媒
を圧送できるものが用いられており、上記の流路Aの状
態で冷媒供給ポンプ4を正方向に駆動すれば、ロアタン
ク13からリザーバタンク21へ液相冷媒を強制排出で
き、また逆方向に駆動すればリザーバタンク21からロ
アタンク13へ液相冷媒を強制導入できる。また、流路
Bの状態では冷媒供給ポンプ4を正方向に駆動すれば、
ロアタンク13から冷却ジャケット2へ液相冷媒を循環
供給することができる。
The refrigerant supply pump 4 is one that can pump the liquid phase refrigerant in both forward and reverse directions.If the refrigerant supply pump 4 is driven in the forward direction in the state of the flow path A described above, the refrigerant is pumped from the lower tank 13 to the reservoir tank. The liquid phase refrigerant can be forcibly discharged to the reservoir tank 21, and the liquid phase refrigerant can be forcibly introduced from the reservoir tank 21 to the lower tank 13 by driving in the opposite direction. Furthermore, in the state of flow path B, if the refrigerant supply pump 4 is driven in the forward direction,
Liquid phase refrigerant can be circulated and supplied from the lower tank 13 to the cooling jacket 2.

一方、上記した冷媒循環閉回路の最上部となる排出管取
付部8aには系内の空気を排出するための空気排出通路
25が接続されており、空気排出時に該空気排出通路2
5から同時に溢れ出た液相冷媒を回収するために、該空
気排出通路25の先端部をリザーバタンク21内に開口
している。この空気排出通路25には、常閉型の第1t
ift弁26が介装される。
On the other hand, an air discharge passage 25 for discharging air in the system is connected to the discharge pipe attachment part 8a which is the top of the refrigerant circulation closed circuit described above, and when air is discharged, the air discharge passage 25
In order to recover the liquid phase refrigerant simultaneously overflowing from the air discharge passage 25, the tip of the air discharge passage 25 is opened into the reservoir tank 21. This air discharge passage 25 has a normally closed first t
Ift valve 26 is interposed.

前記各電磁弁26.17.24と冷媒供給ポンプ4及び
冷却ファン14は、いわゆるマイクロコンピュータシス
テムを用いた制?II装置31によって駆動制御される
もので、具体的には冷却ジャケット2に設けた第1液面
センサ32.温度センサ33、ロアタンク13に設けた
第2液面センサ34及び循環回路最上部に設けた負圧ス
イッチ35の各検出信号に基づいて後述する制御が行わ
れる。
The electromagnetic valves 26, 17, 24, the refrigerant supply pump 4, and the cooling fan 14 are controlled using a so-called microcomputer system. II device 31, specifically, the first liquid level sensor 32 provided in the cooling jacket 2. Control described later is performed based on detection signals from the temperature sensor 33, the second liquid level sensor 34 provided in the lower tank 13, and the negative pressure switch 35 provided at the top of the circulation circuit.

ここで、前記第1.第2液面センサ32.34は例えば
リードスイッチを利用したフロート式センサ等が用いら
れ、冷媒液面が設定レベルに達しているか否かをオンオ
フ的に検出するものであって、第1液面センサ32はそ
の検出レベルがシリンダヘッド6の略中間程度の高さ位
置に設定され、かつ第2液面センサ34はその検出レベ
ルが第1補助冷媒通路16の開口よりもわずかに上方の
高さ位置に設定されている。また、温度センサ33は、
例えばサーミスタからなり、前記第1液面センサ32の
若干下方位置、つまり通常液相冷媒内に没入する位置に
設けられて、冷却ジャケットz内の冷媒温度を検出しぞ
いる。また負圧スイッチ35は、大気系と系内圧力との
差圧に応動するダイヤフラムを用いたもので、高地、低
地等に係わらず、使用環境下における゛大気圧に対し、
系内が負圧であるか否かを検出しており、具体的には一
30++nHg〜−50tm Hg程度に作動圧を設定
しである。尚その他の機関運転状態を検出するための各
種センサ、例えば機関回転センサ、機関吸入負圧センサ
等については図示していない。
Here, the above-mentioned 1. The second liquid level sensor 32,34 is a float type sensor using a reed switch, for example, and detects whether or not the refrigerant liquid level has reached a set level in an on/off manner. The detection level of the sensor 32 is set at a height approximately in the middle of the cylinder head 6, and the detection level of the second liquid level sensor 34 is set at a height slightly above the opening of the first auxiliary refrigerant passage 16. set in position. Moreover, the temperature sensor 33 is
For example, it is composed of a thermistor, and is provided at a position slightly below the first liquid level sensor 32, that is, at a position normally immersed in the liquid phase refrigerant, to detect the temperature of the refrigerant within the cooling jacket z. In addition, the negative pressure switch 35 uses a diaphragm that responds to the differential pressure between the atmospheric system and the system internal pressure, and regardless of whether it is at high altitude or low altitude, the negative pressure switch 35 responds to the atmospheric pressure under the operating environment.
It detects whether or not there is a negative pressure in the system, and specifically, the operating pressure is set to about -30++ nHg to -50 tm Hg. Note that various sensors for detecting other engine operating conditions, such as an engine rotation sensor and an engine suction negative pressure sensor, are not shown.

一方、冷却ジャケット2は、シリンダヘッド6側の冷却
ジャケット部2Aとシリンダブロック5側の冷却ジャケ
ット部2Bとからなる。シリンダヘッド6側においては
第2図に示すように、各燃焼室41間のロワーデツキか
ら直上に起立した所定高さの複数の仕切壁42により冷
却ジャケット部2Aの下部空間がシリンダ列方向に複数
に分割されて仕切空間が形成されており、上部空間は連
通開放されている。本実施例における内燃機関は直列6
気筒式機関であって、第1液面センサ32は#1と#6
の両端の気筒上方位置で略前記仕切壁42の上端の高さ
位置に1つづつ設けられている。
On the other hand, the cooling jacket 2 includes a cooling jacket section 2A on the cylinder head 6 side and a cooling jacket section 2B on the cylinder block 5 side. On the cylinder head 6 side, as shown in FIG. 2, a plurality of partition walls 42 of a predetermined height stand up directly above the lower deck between each combustion chamber 41, so that the lower space of the cooling jacket part 2A is divided into plural spaces in the cylinder row direction. It is divided to form a partitioned space, and the upper space is open for communication. The internal combustion engine in this example is a series six
It is a cylinder type engine, and the first liquid level sensor 32 is #1 and #6.
One each is provided at a position above the cylinder at both ends of the partition wall 42 and approximately at the height of the upper end of the partition wall 42 .

またシリンダブロック5側においては前記仕切壁42と
略同−面内に第4図及び第5図に示す仕切壁43が設け
てあり、シリンダブロック側の冷却ジャケット部2Bを
各気筒毎に独立した空間に仕切っている。そしてこれら
独立した空間は対応するシリンダヘッド6例の仕切空間
に第3図に示すように連通路44を介して連通している
In addition, on the cylinder block 5 side, a partition wall 43 shown in FIGS. 4 and 5 is provided in substantially the same plane as the partition wall 42, and the cooling jacket section 2B on the cylinder block side is separated for each cylinder. It is divided into spaces. These independent spaces communicate with the partitioned spaces of the six corresponding cylinder heads via communication passages 44, as shown in FIG. 3.

従ってシリンダヘッド6及びシリンダブロック5の冷却
ジャケット部2A、2Bは各気筒毎に独立して(シリン
ダヘッド上部空間を除いて)相互に連通ずる。これら独
立した気筒毎のジャケット部には前記冷媒循環通路15
の冷媒人口2a部が分岐して独立に液相冷媒が導かれる
Therefore, the cooling jacket portions 2A and 2B of the cylinder head 6 and the cylinder block 5 communicate with each other independently for each cylinder (excluding the space above the cylinder head). The refrigerant circulation passage 15 is provided in the jacket portion of each independent cylinder.
The refrigerant population 2a is branched and the liquid phase refrigerant is introduced independently.

前記仕切壁42.43の製作にあたり、シリンダヘッド
6側の仕切壁42はシリンダへ7ド6と同時に鋳造可能
であるが、シリンダブロック5側の仕切壁43は鋳物の
型の分割という面からこの同時鋳造が困難であり、生産
性に劣る。このため、第4図に示すように、シリンダブ
ロック5のアッパーデツキ5aであってシリンダボア壁
5bの連接部5cからシリンダ列方向と直交する方向に
延びる切欠き5dを一対開設し、該切欠き5dを通して
2、別体形成した板金基又は合成樹脂製の例えば断面略
し字状の仕切板を嵌合することにより前記仕切壁43を
構成する。
In manufacturing the partition walls 42 and 43, the partition wall 42 on the cylinder head 6 side can be cast into the cylinder at the same time as the cylinder 7, but the partition wall 43 on the cylinder block 5 side can be cast in this way from the viewpoint of dividing the casting mold. Simultaneous casting is difficult and productivity is poor. Therefore, as shown in FIG. 4, a pair of notches 5d are provided in the upper deck 5a of the cylinder block 5 and extend from the connecting portion 5c of the cylinder bore wall 5b in a direction perpendicular to the cylinder row direction. The partition wall 43 is constructed by fitting a partition plate made of a separately formed sheet metal base or synthetic resin, for example, with an oval-shaped cross section, through the holes 2 .

尚仕切壁42.43は上記実施例にかかわらずシリンダ
列方向の数を問うものではなく、またシリンダヘッド側
とシリンダブロック側とが必ずしも同一面内にある必要
はない。しかし対応する仕切壁42、43間において隣
接するジャケット空間部相互の連通がないようにする工
夫を要する。
Regardless of the above embodiments, the number of partition walls 42, 43 in the cylinder row direction does not matter, and the cylinder head side and the cylinder block side do not necessarily need to be in the same plane. However, it is necessary to take measures to prevent the adjacent jacket spaces from communicating with each other between the corresponding partition walls 42 and 43.

第6図は上記制御装置31において実行される制御の内
容を示すフローチャートであって、以下機関の始動から
停止までの流れに沿ってこれを説明する。尚図中第1〜
第3電磁弁26.17.24を夫々「電磁弁■」、「電
磁弁■」・・・のように略記してあり、また冷却ジャケ
ット2内液面をrC/H内液面」と略記しである。
FIG. 6 is a flowchart showing the details of the control executed by the control device 31, which will be explained below along the flow from starting to stopping the engine. In addition, 1st ~
The third solenoid valves 26, 17, and 24 are abbreviated as "Solenoid valve ■", "Solenoid valve ■", etc., and the liquid level inside the cooling jacket 2 is abbreviated as "rC/H internal liquid level". It is.

即ち機関の始動(イグニッションキーオン)により制御
が開始すると、Slのイニシャライズ処理を行った後に
、まずその始動が初期始動であるか再始動であるかを判
断する。具体的にはS2において温度センサ33による
検出温度が所定温度(例えば45℃)より高いか否かを
判断する。ここで所定温度以下、つまり冷機状態の初期
始動であればS3の空気排出制御を経てからS4の暖機
制御へ進み、暖機が完了した段階で85の温度制御に入
る。この場合S6において冷却ジャケット2内で冷媒液
面レベルが設定値以上にあるか否かを判断し、S7で第
2.第3電磁弁17.24の切換制御を行って38の冷
却ジャケット2内冷媒液面レベル制御を行う。S9にお
いては冷媒温度を判断し、S5で行う冷却ファン制御に
よる温度制御と共にSIO,S11.  S12におい
てコンデンサ内の液面レベルを増減制御する。
That is, when the control is started by starting the engine (ignition key-on), after initializing Sl, it is first determined whether the start is an initial start or a restart. Specifically, in S2, it is determined whether the temperature detected by the temperature sensor 33 is higher than a predetermined temperature (for example, 45° C.). Here, if the temperature is below a predetermined temperature, that is, an initial start in a cold state, the process goes through air exhaust control in S3 and then proceeds to warm-up control in S4, and when warm-up is completed, temperature control in step 85 is entered. In this case, in S6, it is determined whether the refrigerant liquid level in the cooling jacket 2 is higher than a set value, and in S7, the second. The third electromagnetic valve 17.24 is switched to control the refrigerant liquid level in the cooling jacket 2 (38). In S9, the refrigerant temperature is determined, and along with the temperature control by cooling fan control performed in S5, SIO, S11. In S12, the liquid level in the capacitor is controlled to increase or decrease.

次に313において冷媒温度が異常高温にあり、かつ冷
却系内が正圧であることを判断した場合に、S14にお
いて高温回避制御を行う、これら85〜514の制御ル
ープをイグニッションキーオフ時まで繰り返し行う。
Next, when it is determined in 313 that the refrigerant temperature is abnormally high and that the cooling system is under positive pressure, high temperature avoidance control is performed in S14. These control loops of 85 to 514 are repeated until the ignition key is turned off. .

一方、S2で冷媒温度が所定温度以上の場合には再始動
時であると判断し、この場合には冷却系内に経時的な空
気の侵入が考えられないので、S3の空気排出制御は省
略する。
On the other hand, if the refrigerant temperature is higher than the predetermined temperature in S2, it is determined that it is time to restart, and in this case, it is unlikely that air will enter the cooling system over time, so the air exhaust control in S3 will be omitted. do.

またこの制御中にキーオフの信号が入力されると、キー
オフ時の割り込み制御ルーチンが実行される。該割り込
み制御ルーチンについては後述する。
If a key-off signal is input during this control, an interrupt control routine at key-off is executed. The interrupt control routine will be described later.

上記制御ルーチンの概略を次に説明する。An outline of the above control routine will be explained below.

!久U旦皿■ 機関始動の際に、通常系内は液相冷媒(例えば水と不凍
液の混合液)でほとんど満たされた状態にあり、またリ
ザーバタンク21には系内を完全に満たし得る以上の液
相冷媒が貯留されている。空気排出制御はこの状態から
更に系内を完全に満水状態とすることによって空気を排
出するものであり、第1電磁弁26を開9第2電磁弁1
7を流路A。
! ■ When the engine is started, the system is normally almost filled with liquid phase refrigerant (for example, a mixture of water and antifreeze), and the reservoir tank 21 is filled with more than enough liquid to completely fill the system. of liquid phase refrigerant is stored. Air discharge control is to discharge air by further filling the system completely with water from this state, and by opening the first solenoid valve 26 and opening the second solenoid valve 1.
7 as flow path A.

第3電磁弁24を閉と夫々制御し、冷媒供給ポンプ4を
逆方向へ駆動開始する。
The third solenoid valves 24 are controlled to close, and the refrigerant supply pump 4 starts to be driven in the opposite direction.

これによりリザーバタンク21内の液相冷媒が第2補助
冷媒通路23を介して系内に導入される。これは系内を
満水にするに十分な時間だけ継続される。従って、系内
に残存していた空気は系上部に集められた後、空気排出
通路25を介して系外のりザーバタンク21に強制的に
排出される。
Thereby, the liquid phase refrigerant in the reservoir tank 21 is introduced into the system via the second auxiliary refrigerant passage 23. This continues for a sufficient period of time to fill the system with water. Therefore, the air remaining in the system is collected in the upper part of the system, and then is forcibly discharged to the reservoir tank 21 outside the system via the air discharge passage 25.

暖機制御 コンデンサ3内は当然液相冷媒で満たされた状態にある
から、コンデンサ3の放熱能力は極めて低く抑制され、
その結果冷却ジャケット2内の冷媒温度が速やかに上昇
してやがて沸騰が始まる。
Since the warm-up control capacitor 3 is naturally filled with liquid phase refrigerant, the heat dissipation capacity of the capacitor 3 is suppressed to an extremely low level.
As a result, the temperature of the refrigerant within the cooling jacket 2 rises rapidly, and boiling soon begins.

暖機制御は基本的には冷却ジャケット2内の冷媒温度が
目標温度に上昇するまでロアタンク13とリザーバタン
ク21とを連通状態に保ったま薫待機するものであり、
従って第1電磁弁26を閉とし、第2電磁弁17をB流
路とし、第3電磁弁24を開とした状態で待機するもの
である。そして温度センサ33で検出した実際の検出温
度が設定温度範囲に到達したときに第3電磁弁24を閉
じて系内を密閉状態とし、その制御を終了する。
Warm-up control basically involves waiting while keeping the lower tank 13 and reservoir tank 21 in communication until the refrigerant temperature in the cooling jacket 2 rises to the target temperature.
Therefore, the first solenoid valve 26 is closed, the second solenoid valve 17 is set as the B flow path, and the third solenoid valve 24 is left open. When the actual temperature detected by the temperature sensor 33 reaches the set temperature range, the third solenoid valve 24 is closed to seal the system, and the control is ended.

暖機制御の間、系内は大気圧下に開放されているため、
設定温度が略100℃を越える場合等では、発生蒸気圧
によって系内の液相冷媒がリザーバタンク21に押し出
される結果、冷媒温度が設定温度に達する前に冷却ジャ
ケット2内の液面やロアタンク13内の液面が過度に低
下する。
During warm-up control, the system is open to atmospheric pressure, so
When the set temperature exceeds approximately 100°C, the liquid phase refrigerant in the system is pushed out to the reservoir tank 21 by the generated vapor pressure, and as a result, the liquid level in the cooling jacket 2 or the lower tank 13 increases before the refrigerant temperature reaches the set temperature. The liquid level in the tank drops excessively.

これに対処するため、いずれか一方の液面が第1液面セ
ンサ32或いは第2液面センサ34の設定レベルを下回
ったときには直ちに系内を密閉してこの制御を終了する
To deal with this, when the liquid level of either one falls below the set level of the first liquid level sensor 32 or the second liquid level sensor 34, the system is immediately sealed and this control is terminated.

ム皮■囮 暖機制御の終了後は、冷媒温度の制御を行うが、この温
度制御は冷却ファン14のオンオフにより微細な温度制
御を行うファン制御と、液相冷媒の循環供給により冷却
ジャケット2内の液面を設定レベル以上に保つ液面制御
と、検出温度が目標とする設定温度から比較的大きく離
れた場合に実質的、放熱面積の拡大、或いは縮小を行う
コンデンサ内液位制御とに大別される。
After the decoy warm-up control is completed, the refrigerant temperature is controlled. Liquid level control to maintain the liquid level within the capacitor above a set level, and liquid level control within the capacitor to substantially expand or reduce the heat dissipation area when the detected temperature deviates relatively significantly from the target set temperature. Broadly classified.

液相冷媒の設定温度は機関回転とトルクとの関係におい
て、部分負荷領域においては100〜110℃、低速高
負荷領域においては80〜90℃程度、高速回転領域に
おいては95〜100℃程度に制御されるのが適当とさ
れる。
The set temperature of the liquid phase refrigerant is controlled at 100-110℃ in the partial load region, 80-90℃ in the low-speed high-load region, and 95-100℃ in the high-speed rotation region, depending on the relationship between engine rotation and torque. It is considered appropriate to do so.

これは部分負荷領域においては熱効率の観点から燃焼室
壁が高い程燃費が良好になるからであり、低速高負荷領
域においては燃焼室内を低温制御して吸気充填効率を増
大し、出力の向上を計ると共に、ノッキングを抑制する
ことができるからであり、高速領域においては低速高負
荷領域と同様に低温制御して出力の向上を図ることも考
えられるが、冷却ジャケット2内における沸騰が激しく
なって蒸気通路9内を流れる気相冷媒流速が極めて大き
くなり、その結果シリンダヘッド6内の冷却ジャケット
2で沸騰した蒸気が液相冷媒を伴ってコンデンサ3に導
く傾向が発注し、このためコンデンサ3においては液相
冷媒が凝縮潜熱を利用した放熱を行うことができなくな
って、放熱効果に劣るようになり、コンデンサの小型化
に制限が加えられるから、低速高負荷領域よりも沸点を
高温に設定しておいて、激しい沸騰を防止する。
This is because in the partial load region, from the standpoint of thermal efficiency, the higher the combustion chamber wall, the better the fuel efficiency.In the low speed and high load region, the temperature inside the combustion chamber is controlled to increase the intake air filling efficiency, which improves the output. This is because it is possible to suppress knocking at the same time as controlling the temperature in the cooling jacket 2. In the high-speed region, it is possible to improve the output by controlling the low temperature in the same way as in the low-speed and high-load region, but the boiling inside the cooling jacket 2 becomes intense. The flow rate of the gas phase refrigerant flowing in the steam passage 9 becomes extremely high, and as a result, the steam boiled in the cooling jacket 2 in the cylinder head 6 tends to be guided to the condenser 3 together with the liquid phase refrigerant. In this case, the liquid phase refrigerant is no longer able to dissipate heat using the latent heat of condensation, and the heat dissipation effect becomes inferior, which limits the miniaturization of condensers. to prevent violent boiling.

(コンデンサ内液位低下制a> コンデンサ3内の液相冷媒を冷媒供給ポンプ4によりリ
ザーバタンク21へ強制的に排出し、コンデンサ3内の
液面を低下させてコンデンサ3の放熱面積を拡大し、放
熱能力を高める。その排出は検出温度が設定温度に低下
するまで継続される。
(Liquid level reduction control a in the condenser) The liquid phase refrigerant in the condenser 3 is forcibly discharged to the reservoir tank 21 by the refrigerant supply pump 4, the liquid level in the condenser 3 is lowered, and the heat dissipation area of the condenser 3 is expanded. , increasing the heat dissipation ability.The discharge continues until the detected temperature drops to the set temperature.

最後に系内を密閉して終了する。Finally, seal the inside of the system.

一方、上記コンデンサ3内の冷媒をリザーバタンク21
内へ排出する間にも冷却ジャケット2内では冷媒が沸騰
し続けるので、徐々にその液面が低下していく。この冷
却ジャケット2側液面が設定レベル以下となった場合に
は、冷却ジャケット2内冷媒液面低下異常チェック制御
を行い、冷媒液面低下が所定時間以内ならば冷媒供給ポ
ンプ4を正転させて、第2電磁弁17を流路B、第3電
磁弁24を閉として、一時コンデンサ3から冷却ジャケ
ット2へ液相冷媒の補給を行って、第1液面センサ32
の設定レベルに維持する。
On the other hand, the refrigerant in the condenser 3 is transferred to the reservoir tank 21.
Since the refrigerant continues to boil within the cooling jacket 2 even while being discharged into the cooling jacket 2, its liquid level gradually decreases. If the liquid level on the side of the cooling jacket 2 falls below the set level, control is performed to check for an abnormality in the drop in the refrigerant liquid level in the cooling jacket 2, and if the refrigerant liquid level drops within a predetermined time, the refrigerant supply pump 4 is rotated in the normal direction. Then, the second solenoid valve 17 is set to flow path B and the third solenoid valve 24 is closed to temporarily replenish the liquid phase refrigerant from the condenser 3 to the cooling jacket 2, and the first liquid level sensor 32
maintain at the set level.

また冷媒液面低下が所定時間を超したならば、前記冷媒
供給ポンプ4による冷却ジャケット2への液相冷媒補給
の分、コンデンサ下部の冷媒レベルが異常に低下するの
を防止するために、系内圧力が正圧ならば所定時間第2
電磁弁17をA流路、第3電磁弁24を閉として冷媒供
給ポンプ4を逆転し、リザーバタンク21内の冷媒をコ
ンデンサ下部に補給し、その後再び前記冷媒供給ポンプ
4の正転による冷却ジャケット2への冷媒補給を行うと
いうようにコンデンサ下部への冷媒補給と冷却ジャケッ
ト内への冷媒補給とを交互に行う、系内圧が負圧ならば
、第3電磁弁24を開とするだけで差圧によりリザーバ
タンク21内の冷媒をコンデンサ下部へ補給しつつ、第
2電磁弁17をB流路に切り換えて冷媒供給ポンプ4を
正転し冷却ジャケット2へ連続的に冷媒供給することに
より冷却ジャケット2の冷媒レベル異常低下を防止する
In addition, if the refrigerant level decrease exceeds a predetermined time, the refrigerant supply pump 4 replenishes the cooling jacket 2 with liquid phase refrigerant, and in order to prevent the refrigerant level below the condenser from abnormally decreasing, If the internal pressure is positive, the second
The solenoid valve 17 is set to the A flow path, the third solenoid valve 24 is closed, the refrigerant supply pump 4 is reversed, the refrigerant in the reservoir tank 21 is supplied to the lower part of the condenser, and then the refrigerant supply pump 4 is rotated normally again to close the cooling jacket. If the system internal pressure is negative, the difference can be made by simply opening the third solenoid valve 24. While replenishing the refrigerant in the reservoir tank 21 to the lower part of the condenser by pressure, the second solenoid valve 17 is switched to the B flow path, the refrigerant supply pump 4 is rotated forward, and the refrigerant is continuously supplied to the cooling jacket 2. 2. Preventing abnormal refrigerant level drop.

向上記コンデンサ3内の液面低下制御において万一コン
デンサ3内の液面を最大限に低下させても、放熱能力不
足が回避できずに第2液面センサ34による設定レベル
にまで液面が下降してしまった場合には、系内の蒸気が
リザーバタンク21内へ流出するのを防止するため直ち
にこの制御を終了する。
Even if the liquid level in the capacitor 3 is lowered to the maximum level in the liquid level reduction control in the capacitor 3 described above, insufficient heat dissipation capacity cannot be avoided and the liquid level will reach the level set by the second liquid level sensor 34. If it has fallen, this control is immediately terminated to prevent the steam in the system from flowing into the reservoir tank 21.

また、同様の理由からコンデンサ3内の液面が第2液面
センサ34の設定レベル以下である場合にも上記コンデ
ンサ3内水位低下制御を行わない。
Further, for the same reason, even when the liquid level in the condenser 3 is below the set level of the second liquid level sensor 34, the water level reduction control in the condenser 3 is not performed.

一方、上記のようにコンデンサ3内の液面が適宜に制御
されて機関発熱量とコンデンサ3の放熱量とがその沸点
のもとで略平衡し、系内が密閉された後は、本制御によ
る冷媒温度制御と、冷媒供給ポンプ4による液面制御に
基づく冷媒温度制御とを繰り返し行う。
On the other hand, after the liquid level in the condenser 3 is appropriately controlled as described above, the amount of heat generated by the engine and the amount of heat dissipated from the condenser 3 are approximately balanced at their boiling points, and the system is sealed, the main control The refrigerant temperature control based on the refrigerant temperature control and the refrigerant temperature control based on the liquid level control using the refrigerant supply pump 4 are repeatedly performed.

(ファン制御) 系内温度を更に高精度に設定温度範囲に維持するように
冷却ファン14のみをオンオフ制御する。
(Fan Control) Only the cooling fan 14 is controlled on/off so as to maintain the system temperature within the set temperature range with higher precision.

また、液面制御においては冷却ジャケット2内の液面が
設定レベル以下となった場合に、コンデンサ3側から冷
却ジャケット2へと液相冷媒を供給し、その液面を設定
レベルに保持する。
Furthermore, in liquid level control, when the liquid level in the cooling jacket 2 falls below a set level, liquid phase refrigerant is supplied from the condenser 3 side to the cooling jacket 2 to maintain the liquid level at the set level.

(コンデンサ内液位上昇制’a> また、車両走行風の増大等の外乱や運転条件の変化に伴
う設定温度自体の変化によって系内温度が設定温度範囲
を下回った場合には、コンデンサ3内液位上昇制御を開
始する。これは、リザーバタンク21内の液相冷媒をコ
ンデンサ3側に導入して、コンデンサ3内の液面を上昇
させることにより放熱能力を抑制する制御である。尚こ
の実施例においては、液相冷媒の導入に際して冷媒供給
ポンプ4の逆方向駆動によ′る強制導入と、系内外の圧
力差を利用した冷媒導入とを併用している。即ち、負圧
スイッチ35の信号により系内が負圧状態にある場合に
は、第3電磁弁24を開とし、第2電磁弁17をB流路
にして第1補助冷媒通路16を介し、系内外の圧力差を
利用した冷媒導入を行う。
(Condenser liquid level increase control 'a> In addition, if the system temperature falls below the set temperature range due to disturbances such as an increase in vehicle running wind or changes in the set temperature itself due to changes in operating conditions, the inside of the condenser 3 The liquid level increase control is started. This is a control that suppresses the heat dissipation ability by introducing the liquid phase refrigerant in the reservoir tank 21 to the condenser 3 side and raising the liquid level in the condenser 3. In the embodiment, when introducing the liquid phase refrigerant, forced introduction by driving the refrigerant supply pump 4 in the reverse direction and refrigerant introduction using the pressure difference inside and outside the system are used together. When the inside of the system is in a negative pressure state due to the signal, the third solenoid valve 24 is opened, and the second solenoid valve 17 is set as the B flow path to reduce the pressure difference inside and outside the system through the first auxiliary refrigerant passage 16. Introduce the used refrigerant.

系内が正圧下にある場合、或いは上述の冷媒導入中に正
圧となった場合には、第3電磁弁24を正とし、冷媒供
給ポンプ4の逆方向駆動によりリザーバタンク21から
コンデンサ3内へ液相冷媒を強制導入する。
When the inside of the system is under positive pressure, or when the pressure becomes positive during the above-mentioned refrigerant introduction, the third solenoid valve 24 is set to positive, and the refrigerant supply pump 4 is driven in the reverse direction, causing the inside of the condenser 3 to flow from the reservoir tank 21. Liquid phase refrigerant is forcibly introduced into the tank.

また、この冷媒導入中に冷却ジャケット2内の液相冷媒
が不足する場合には、第2電磁弁17を流路Aに切換え
て冷媒供給ポンプ4を正方向に駆動し、冷媒の補給を行
う。
If the liquid phase refrigerant in the cooling jacket 2 is insufficient during this refrigerant introduction, the second solenoid valve 17 is switched to the flow path A and the refrigerant supply pump 4 is driven in the forward direction to replenish the refrigerant. .

このようにコンデンサ3内の液面制御は、例えば運転条
件の急変により設定温度が大きく変化した場合にも、コ
ンデンサ3の放熱能力を広範囲にかつ速やかに変化させ
得ると共に、これによる凝縮量変化が直ちに冷却ジャケ
ット2側冷媒の沸騰の抑制、促進として影響を及ぼすの
で、極めて良好に設定温度に追従させることができる。
In this way, the liquid level control inside the condenser 3 can quickly and widely change the heat dissipation capacity of the condenser 3 even when the set temperature changes greatly due to a sudden change in operating conditions, and the resulting change in the amount of condensation can be prevented. Since this has an immediate effect on suppressing and promoting boiling of the refrigerant on the side of the cooling jacket 2, it is possible to follow the set temperature extremely well.

そして冷却ファン14の制御は一層高精度でかつ応答性
の良い系内湯度制御を達成するものである。
The control of the cooling fan 14 achieves control of the hot water temperature in the system with even higher precision and better responsiveness.

土:」ゴリ性匪 これはまず設定温度を80℃に設定することにより前述
したコンデンサ3内液位低下制御を行わせ、コンデンサ
3の放熱能力を最大限に利用すると共に、所定時間冷却
ファン14を駆動して強制冷却し、系内が十分低い温度
になるか、或いは一定時間経過したことを条件として電
、源をオフとする。この電源オフにより常閉型電磁弁で
ある第1電磁弁26は閉に、常開型電磁弁である第3電
磁弁24は開となるため、系内の温度低下、つまり圧力
低下に伴ってリザーバタンク21から第1補助冷媒通路
16を介して液相冷媒が自然に導入され、最終的には系
全体が液相冷媒で満たされた状態になって次の始動に備
えることになる。
Soil: "Gori-sei-sou" First, by setting the set temperature to 80 degrees Celsius, the liquid level inside the capacitor 3 is controlled to decrease as described above, and the heat dissipation capacity of the capacitor 3 is utilized to the maximum, and the cooling fan 14 is turned on for a predetermined period of time. The system is driven to forcefully cool the system, and the power source is turned off when the temperature inside the system reaches a sufficiently low temperature or a certain period of time has elapsed. When the power is turned off, the first solenoid valve 26, which is a normally closed solenoid valve, is closed, and the third solenoid valve 24, which is a normally open solenoid valve, is opened. The liquid refrigerant is naturally introduced from the reservoir tank 21 through the first auxiliary refrigerant passage 16, and eventually the entire system is filled with liquid refrigerant in preparation for the next startup.

上記のような沸騰冷却システムにおいて、冷媒供給ポン
プ4から送られる液相冷媒は冷媒循環通路15の冷媒人
口2aから各気筒毎にシリンダブロック5内の冷却ジャ
ケット2に導入される。沸騰冷却は液相冷媒の沸騰気化
潜熱を利用するものであるから、通常の冷却水による冷
却に比べ冷媒の大きな流速による流れを必要としないか
ら、上記のように各気筒毎に送られた冷媒は気筒毎に沸
騰し燃焼室壁41を冷却する。このときの冷媒沸点は圧
力によって定められるため、シリンダヘッド6上部空間
が連通されることにより各気筒毎に独立した仕切空間と
なっていても冷却ジャケット2内の圧力は均一であり従
って沸点も気筒間で均一である。
In the evaporative cooling system as described above, the liquid phase refrigerant sent from the refrigerant supply pump 4 is introduced into the cooling jacket 2 in the cylinder block 5 for each cylinder from the refrigerant population 2a of the refrigerant circulation passage 15. Boiling cooling utilizes the latent heat of vaporization of liquid-phase refrigerant, so it does not require a large flow rate of refrigerant compared to cooling with normal cooling water. is boiled in each cylinder and cools the combustion chamber wall 41. The boiling point of the refrigerant at this time is determined by the pressure, so even if the upper space of the cylinder head 6 is communicated with each cylinder to form an independent partitioned space, the pressure inside the cooling jacket 2 is uniform, and therefore the boiling point of the cylinder is also It is uniform between

かかる沸騰冷却装置を備えた本実施例のような前後に長
尺の内燃機関1によると、登板時等において冷却ジャケ
ット2内の冷媒が前後一方に片寄ろうとする。しかしこ
のとき仕切壁42.43の存在により、各気筒毎の仕切
空間は、独立して、上部空間を除き底部で連通していな
いから各仕切空間においてのみ夫々独立して第2図示の
ように傾斜するのみである。
According to the longitudinally elongated internal combustion engine 1 as in this embodiment, which is equipped with such an evaporative cooling device, the refrigerant in the cooling jacket 2 tends to be biased toward one side in the front and rear when, for example, the vehicle climbs up a hill. However, at this time, due to the presence of the partition walls 42 and 43, the partition spaces for each cylinder are independent and do not communicate with each other at the bottom except for the upper space, so only in each partition space are they separated, as shown in the second figure. It only slopes.

従って第1には機関が傾斜した結果、上方に位置するよ
うになった気筒(図で#1気筒)であっても液相冷媒面
上に燃焼室壁41が露出することがなく、この部の過熱
を未然に防止できるようになり、第2には仕切壁42.
43がない場合の冷媒の片寄りによりその片寄り方向に
よっては蒸気量ロアから液相冷媒が流出し易くなる傾向
を、前記大きな片寄りの防止を行ったことからこれを防
止でき、液相冷媒持ち出しによるコンデンサ3の放熱効
率低下を防止して、前述した系内冷媒温度制御を広範囲
にわたり応答性良く行うことができる。そして第3には
第1液面センサ32.温度センサ33等が冷媒液面片寄
りにより誤検出することがないため、この種沸騰冷却シ
ステムを精度良く安定して行うことを可能とする。
Therefore, firstly, even if the engine is tilted, the combustion chamber wall 41 will not be exposed on the liquid phase refrigerant surface even in the cylinder that is located upward (cylinder #1 in the figure). The second reason is that the partition wall 42. can be prevented from overheating.
43, the liquid phase refrigerant tends to easily flow out from the vapor volume lower depending on the direction of the deviation due to the deviation of the refrigerant when there is no 43. By preventing the large deviation, this can be prevented. It is possible to prevent the heat dissipation efficiency of the capacitor 3 from decreasing due to the removal of the heat, and to perform the above-mentioned internal refrigerant temperature control over a wide range with good responsiveness. And thirdly, the first liquid level sensor 32. Since the temperature sensor 33 and the like will not make false detections due to unevenness of the refrigerant liquid level, this type of boiling cooling system can be operated accurately and stably.

向上記実施例においては、第1液面センサ32を#1と
#6との両端の気筒の上方位置に設けたが、その他の気
筒の位置に設けてもよく、単一のみでもよい、冷媒循環
通路15の冷媒人口2aは必ずしも気筒毎若しくは仕切
空間毎(気筒に関係なく複数に仕切った場合)に設けな
くとも1つの気筒のジャケット部若しくは1つの仕切空
間にのみ冷媒を導入するようにしてもよい、この場合に
はシリンダヘッド6の仕切壁42の上端から隣接する仕
切空間に冷媒がオーバーフローするようにして順次仕切
空間内を冷媒が満たされるようになるから、液面センサ
及び温度センサは冷媒人口2aより最も遠い仕切空間位
置に設けてお(のが望ましい。
In the above embodiment, the first liquid level sensor 32 is provided above the cylinders at both ends of #1 and #6, but it may be provided in other positions in the cylinder, or only a single liquid level sensor. The refrigerant population 2a of the circulation passage 15 is not necessarily provided for each cylinder or for each partition space (in the case of partitioning into a plurality of spaces regardless of the cylinder), but the refrigerant is introduced only into the jacket part of one cylinder or one partition space. In this case, the refrigerant overflows from the upper end of the partition wall 42 of the cylinder head 6 into the adjacent partition space, and the partition spaces are sequentially filled with the refrigerant. It is desirable to provide it at a position in the partition space farthest from the refrigerant population 2a.

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によると、内燃機関の冷却ジャ
ケットを上部空間を除いて独立に仕切壁で仕切ったから
、機関傾斜に対して冷媒液面が大きく傾斜することがな
い。これにより液面センサ。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, since the cooling jacket of the internal combustion engine is independently partitioned with partition walls except for the upper space, the refrigerant liquid level does not incline significantly with respect to the inclination of the engine. This makes the liquid level sensor.

温度センサ等の液面レベル並びに冷媒温度の誤検出もな
く、また蒸気出口からコンデンサへの液相冷媒持ち出し
のおそれも少ないため沸騰冷却装置の制御精度を著しく
向上することができると共に、液面片寄りにより燃焼室
壁過熱を未然に防止できる。またシリンダブロック側の
仕切壁はシリンダブロック鋳造後に別体の仕切板を装着
するようにしたので、シリンダブロック鋳造が容易で生
産性が向上する。
There is no erroneous detection of liquid level or refrigerant temperature by temperature sensors, etc., and there is also less risk of liquid phase refrigerant being taken out from the vapor outlet to the condenser, so the control accuracy of the evaporative cooling system can be significantly improved. This approach can prevent the combustion chamber wall from overheating. Furthermore, since a separate partition plate is attached to the cylinder block side partition wall after the cylinder block is cast, casting the cylinder block is easy and productivity is improved.

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

第1図は本発明の1実施例を示す沸騰冷却装置の概略構
成図、第2図は同上の内燃機関のシリンダ列に沿った縦
断面図、第3図は同上m−m矢視断面図、第4図は第2
図のシリンダブロック平面図、第5図は第2図V−V矢
視断面図、第6図は本実施例における沸騰冷却装置の基
本的な制御を示すフローチャートである。 1・・・内燃機関  2・・・冷却ジャケフl−2A。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an evaporative cooling device showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view along the cylinder row of the internal combustion engine, and Fig. 3 is a cross-sectional view taken along the line m-m of the same. , Figure 4 is the second
5 is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 2, and FIG. 6 is a flowchart showing the basic control of the evaporative cooling device in this embodiment. 1... Internal combustion engine 2... Cooling jacket l-2A.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 液相冷媒が所定量貯留される内燃機関の冷却ジャケット
と、気相冷媒が凝縮され該凝縮された液相冷媒が下部に
貯留されるコンデンサと、液相冷媒循環用の冷媒供給ポ
ンプと、を介装し、冷却ジャケットで吸熱し蒸発した気
相冷媒の潜熱をコンデンサにおいて放熱する沸騰冷却装
置を備えた多気筒内燃機関において、 シリンダヘッド内の冷却ジャケット部内に、該冷却ジャ
ケット部の蒸気出口が臨む上部空間を連通しかつ下部空
間をシリンダ列方向に複数に分離画成する仕切壁を設け
る一方、シリンダブロック内の冷却ジャケット部内に、
該冷却ジャケット部をシリンダ列方向に複数に分離画成
する仕切壁を設け、これらシリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの対応する仕切られた冷却ジャケット部相互を
上下連通して前記冷却ジャケットを構成し、かつ前記シ
リンダブロックの仕切壁を、シリンダブロック鋳造体に
別体の仕切板を装着して形成したことを特徴とする沸騰
冷却装置を備えた多気筒内燃機関。
[Scope of Claims] A cooling jacket for an internal combustion engine in which a predetermined amount of liquid phase refrigerant is stored, a condenser in which a gas phase refrigerant is condensed and the condensed liquid phase refrigerant is stored in the lower part, and a cooling jacket for liquid phase refrigerant circulation. In a multi-cylinder internal combustion engine equipped with a refrigerant supply pump and a boiling cooling device that absorbs heat in a cooling jacket and dissipates the latent heat of the vaporized refrigerant in a condenser, the cooling A partition wall is provided that communicates the upper space facing the steam outlet of the jacket part and separates and defines the lower space into a plurality of parts in the cylinder row direction, and in the cooling jacket part in the cylinder block,
A partition wall is provided to separate and define the cooling jacket part into a plurality of parts in the direction of the cylinder row, and the corresponding partitioned cooling jacket parts of the cylinder head and the cylinder block are vertically connected to each other to constitute the cooling jacket, and A multi-cylinder internal combustion engine equipped with an evaporative cooling device, characterized in that the partition wall of the cylinder block is formed by attaching a separate partition plate to a cast cylinder block body.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010285896A (en) * 2009-06-09 2010-12-24 Toyota Motor Corp Evaporative cooling device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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