JPS6226583Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水冷式のエンジンにおいて、エンジン
の始動時の暖機時間を短縮しうるエンジンの冷却
装置に関する。

従来エンジンの冷却装置は、例えば第２図ａに
示すように、エンジンｂの冷却水のアウトレツト
部ｃ、インレツト部ｄを夫々ラジエータｅに連結
し冷却水の主流路ｆを形成するとともに、エンジ
ンｂのインレツト部ｄに設けられるウオータポン
プｇとアウトレツト部ｃとを小径のバイパス路h₁
によつて連結する一方、主流路ｆのアウトレツト
部ｃ近傍に設けたサーモスタツトj₁によつて主流
路ｆを開閉可能に構成している。なお図中ｋはア
ウトレツト部ｃ近傍のセンサーｌによつて入切り
作動する電動フアン、又ｍはカーヒータである。
かかる構造の冷却装置a₁において、寒冷時にエン
ジンｂを始動すると、サーモスタツト弁j₁が主流
路ｆを閉止しており、従つて冷却水はエンジンｂ
のウオータジヤケツトを通りバイパス路h₁を流下
する、矢印ｎのように循環しつつシリンダおよび
シリンダヘツドの熱を吸収して温度が上昇する結
果、該冷却水の温度がサーモスタツト弁j₁の開弁
温度に達することによつてサーモスタツト弁j₁が
開弁し冷却水は主流路ｆを流れウオータポンプｇ
をへてエンジンｂに還流するのであるが、サーモ
スタツト弁j₁はエンジンｂ内のウオータージヤケ
ツトから流出する冷却水の温度しか検知しえず、
従つて、運転当初において冷却水温がまだ十分に
暖つておらず、ラジエータｅで冷却されて、エン
ジンｂの冷却水のインレツト部ｄに温度の低い冷
却水が流入しても、該冷却水温をサーモスタツト
弁j₁が感知できないため、ラジエータｅでの冷却
が一層すすみ、エンジンｂ全体の冷却水温が非常
に低くなつた状態で、初めてサーモスタツト弁j₁
がそれを感知し、閉弁することにより、ラジエー
タｅへの冷却水の流入を停止するのである。

このように、従来のサーモスタツト弁j₁の配置
構造では、サーモスタツト弁j₁エンジンｂに流入
する冷却水に対する温度応答性が非常に悪く、そ
の結果、第２図ｂにアウトレツト部ｃの水温を実
線で、又インレツト部ｄの冷却水の水温を破線で
示すように夫々極めて大きな変動を呈する。

この傾向は、冬期等エンジンの冷却水温・外気
温度が低い場合に特に大である。さらに冷却装置
a₁では始動の初期においてサーモスタツトj₁が主
流路ｆを閉止しているときにも、バイパス路h₁を
冷却水が流れることにより、エンジン内での冷却
水の積極的な循環がおこり、シリンダヘツド部近
傍の冷却水温がなかなか上昇せず、従つて第２図
ｂに示す暖機時間t₁を短縮しえない。

又第３図ａのごとく、主流路ｆにラジエータｅ
と並列に比較的径の大きいバイパス路h₂を設けか
つ主流路ｆのエンジンの冷却水のインレツト部ｄ
側におけるバイパス路h₂との接続部に、サーモス
タツト弁j₂を取付けたいわゆるボトムバイパス方
式の冷却装置a₂が知られている。

このものは第２図ａに示した装置a₁とは異な
り、サーモスタツト弁j₂をエンジンｂの冷却水の
インレツト部ｄ側に設けているため、冷却水の水
温がサーモスタツト弁j₂の動作温度をこえること
によりサーモスタツト弁j₂の開弁によつて主流路
ｆを流れ、ラジエータｅからの冷却水がエンジン
ｂに流入する際に、冷却水温度が低い場合には、
前記サーモスタツト弁j₂がエンジンｂへの流入に
先立ち該温度（温度変化）を即座に検知してサー
モスタツト弁j₂を開閉し、従つてエンジンに流入
する冷却水の温度変化をほぼ一定に保持しエンジ
ンｂのシリンダおよびシリンダヘツドの過冷を防
止できる（装置a₂のアウトレツト部ｃの温度を実
線で、インレツト部ｄの温度を破線で夫々第３図
ｂに示す）。

しかしながらやはりこのものもエンジンの始動
時において冷却水温度が上昇していない場合には
バイパス路h₂に冷却水が流れ冷却水がエンジン内
部を積極的に循環するため、エンジンの特にシリ
ンダーヘツド部近傍の冷却水温度がなかなか上昇
しないという不都合があり、その結果やはり暖機
時間t₂が長くなる。

本考案は、暖機時間を短縮することにより、ガ
ソリンエンジンにあつては燃費の向上又エンジン
オイルの希釈化を防止し、又デイーゼルエンジン
にあつては白煙の発生を抑制するとともに騒音を
低減しうるエンジンの冷却装置の提供を目的と
し、以下本考案の一実施例を図面にもとづき説明
する。

本考案のエンジンの冷却装置（以下冷却装置と
いう）１は、第１図ａに示すように、ラジエータ
２のアツパータンクと、エンジン３の冷却水のア
ウトレツト部４とをゴム等で成型された接続管５
により接続し、かつロアータンクとエンジン３の
冷却水のインレツト部７に設けられるウオータポ
ンプ９とをゴム等で成型された接続管１０により
連結することによつて、エンジン３のシリンダブ
ロツク、シリンダヘツド内のウオータジヤケツト
を通り、接続管５、ラジエータ２、接続管１０、
ウオータポンプ９をへてエンジン３に循環する冷
却水の主流路１１を形成する。又主流路１１に
は、ラジエータ２をバイパスする比較的口径の大
きいバイパス路１２が形成され、かつ主流路１１
のエンジン３の冷却水のインレツト部７側におけ
るバイパス路１２との接続部ａには第１のサーモ
スタツト弁１４が、又エンジン３の冷却水のアウ
トレツト部４側の主流路１１におけるバイパス路
１２との接続部ｂの上流側には、エンジン３のア
ウトレツト部４近傍に位置させ第２のサーモスタ
ツト弁１５が設けられる。なお第１のサーモスタ
ツト弁１４は、冷却水温度が設定温度より低い場
合は主流路１１を閉止しバイパス路１２を開放す
るとともに、該サーモスタツト弁１４はバイパス
路１２を流れる冷却水温度が設定温度（例えば82
℃）になつたとき主流路１１を開きかつバイパス
路１２を閉止する方向に作動し、又第２のサーモ
スタツト弁１５は、第１のサーモスタツト弁１４
に比して低い温度で開弁しうるように設定されて
いる。

又ラジエータ２には、第１のサーモスタツト弁
１４の上流側のラジエータ２のアウトレツト部近
傍に取付けられる水温センサ１７により作動する
電動フアン１９が取付けられ、又ウオータポンプ
９にはカーヒータ２０への接続管２１が連結され
ている。

然して本考案の冷却装置１において、寒冷時に
エンジンを始動した際には、まず第２のサーモス
タツト弁１５が閉止されているためエンジン３内
の冷却水はエンジン内部を積極的に循環すること
なく、したがつて、燃焼室内での燃焼にともなつ
て例えば第１図ｂに実線で示す（インレツト部７
の温度上昇曲線を破線で示す）ように急速に温度
が上昇し極めて短かい時間t₃内にシリンダヘツド
近傍の冷却水温度を所定の温度まで上昇させて、
燃焼室壁面からの熱の逃げを減少させ、すなわ
ち、冷却損失を減らし、熱効率を高める。又エン
ジンの冷却水のアウトレツト部４の冷却水温度が
第２のサーモスタツト弁１５の作動温度に達する
ことにより、第２のサーモスタツト弁１５が開
き、バイパス路１２に冷却水を循環させ、エンジ
ンの冷却水の必要以上の温度上昇を防止する。な
お第２のサーモスタツト弁１５はその設定温度以
下の冷却水が流れる都度閉止するが、冷却水はラ
ジエータ２を通らず冷却水温の温度降下の勾配が
小さいため冷却水温度は大して変動することなく
一定温度を保持しつつエンジン３とバイパス路１
２との間に存在する冷却水を第１のサーモスタツ
ト弁１４の開弁温度迄上昇する。このように冷却
水温度が上昇して第２のサーモスタツト弁１５が
全開状態となり、冷却水がバイパス路１２を通り
循環するとともに、さらに冷却水温度が上昇し第
１のサーモスタツト弁１４を開きバイパス路１２
を閉じる。同時にエンジン３の冷却水のアウトレ
ツト部４から流出し、ラジエータ２で冷却された
冷却水がラジエータ２のロアータンクから、ウオ
ータポンプ９へ流入する。このとき第１のサーモ
スタツト弁１４は、該冷却水温度が設定温度より
低い場合はただちに閉止し、従つてエンジン３に
は過度に冷たい冷却水の流入が即座に防止され
る。このように第１のサーモスタツト弁１４がそ
の開閉をくり返すことによりエンジン３にはほぼ
一定の温度に維持された冷却水が送給されエンジ
ンの過冷を防ぐ。なお、冷却水温度が上昇するに
従がい第１のサーモスタツト弁１４のリフト量が
除々に増大するようにし、バイパス路１２、主流
路１１にともに冷却水が流れ、冷却水温の上昇に
よつて主流路１１のみを流れるように選択、開閉
させても良い。さらに冷却水の温度をセンサ１７
が検出し電動フアン１９を作動させ冷却水温度を
一定に保つ。

このように本考案の装置においてはまず第２の
サーモスタツト弁がエンジンのアウトレツト部４
を閉止可能に取付けられているため、エンジンの
始動時においてそのウオータジヤケツト内の冷却
水に積極的な循環流を生じさせることなく、従つ
てシリンダヘツド部近傍の冷却水の迅速な温度上
昇を可能とし暖機時間を短縮するとともに、該第
２のサーモスタツト弁の開閉によつて、まずバイ
パス路とエンジンのウオータジヤケツトを通る冷
却水のみを高温に保持しつつ定常状態になるまで
昇温する。さらに本考案の冷却装置においては、
エンジンとラジエータとを結ぶ主流路に該ラジエ
ータをバイパスするバイパス路を設け、かつバイ
パス路と主流路のエンジンの冷却水インレツト部
側との接続部に第１のサーモスタツト弁を設け主
流路とバイパス路とを選択開閉可能に構成してい
るため、バイパス路を通る冷却水が設定温度にな
つた後は、その開閉によつてエンジンに入るその
温度を一定に維持しつつ冷却できる。その結果、
急速暖機によつて、ガソリンエンジンにあつては
始動初期における燃焼室壁面からの熱の逃げを防
止し、熱効率を向上させ、又、潤滑油の希釈化を
防ぎかつシリンダとピストンとの機械損失を減じ
うるとともに、デイーゼルエンジンの場合には白
煙の排出を防止でき又騒音を低減し、又エンジン
の過冷を防ぎ燃費効率等エンジン性能を向上しう
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案の一実施例を示す概略断面
図、第１図ｂはその冷却水の温度特性を示す線
図、第２図ａ、第３図ａは従来装置を示す概略断
面図、第２図ｂ第３図ｂは夫々その冷却水の温度
特性を示す線図である。 ２……ラジエータ、３……エンジン、４……ア
ウトレツト部、７……インレツト部、９……ウオ
ータポンプ、１２……バイパス路、１４……第１
のサーモスタツト弁、１５……第２のサーモスタ
ツト弁、ａ，ｂ……接続部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ラジエータと、エンジンの冷却水のアウトレツ
   ト部およびインレツト部とを夫々連結した冷却水
   循環用の主流路に、ラジエータをバイパスするバ
   イパス路を接続する一方、主流路の前記インレツ
   ト部側におけるバイパス路の接続部に、該バイパ
   ス路を常時開放するとともに温度上昇により開弁
   しバイパス路を閉じかつ主流路を開きうる第１の
   サーモスタツト弁を設けるとともに、主流路の前
   記アウトレツト部側におけるバイパス路との接続
   部の上流側に、第１のサーモスタツト弁の開弁温
   度以下の温度で開閉する第２のサーモスタツト弁
   を設けたエンジンの冷却装置。