JPS6234923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用内燃機関の冷却方法に関する
ものである。

一般に自動車用内燃機関の冷却方式としては例
えば水冷方式が通常用いられている。

この水冷方式は、水ポンプにより冷却水が強制
的に循環され、エンジン各部の構造材料の温度を
下げることによつて強度を保ち且つ各摺動部を潤
滑可能な温度に保つようになつており、又サーモ
スタツトバルブ等により暖機時及び過冷却時の循
環水量の減少コントロールが行われ、過冷却によ
る熱効率の低下を防止している。

ところが上記のように一般に用いられている水
冷方式のものは、冷却性能はラジエータの放熱量
と冷却水の循環量即ち水ポンプの回転速度が律速
となつているので、エンジン負荷の大小に対する
冷却機能のコントロールが出来ず、全負荷時の冷
却に必要な冷却水が常に流れるために部分負荷時
の冷却が過冷却気味になると言う問題を有してお
り、又暖機の際にはシリンダブロツク、シリンダ
ヘツド内の多量の水を温めなければならないので
暖機に要する時間がかかり過ぎる等の欠点をも有
している。

以上のような従来の冷却方式の諸問題を解決す
るものとして、液体の蒸発によりシリンダ及び燃
焼室外壁等を冷却する蒸発冷却方式が考えられ
る。

即ち、シリンダ外壁及び燃焼室外壁等に発泡金
属、発泡セラミツク或は金属繊維等の毛細管構造
体を装着し、該毛細管構造体の下部に冷却媒体と
しての液体を供給することにより該液体は上記毛
細管構造体全体に保持されてシリンダ外壁及び燃
焼室外壁の熱を奪つて蒸発し、機関の冷却を行
う。

このような蒸発冷却方式のものは、冷却媒体の
蒸発は冷却室空間の圧力が一定ならば蒸発温度が
一定となるので、該冷却空間の圧力をセンシング
して冷却媒体の供給等を制御することによりエン
ジンの負荷に応じた冷却機能のコントロールを行
うことができると共に、この方式のものは液体の
量は水冷式のものにくらべ1/5〜1/10程度にでき
るので暖機時間は従来の水冷式のものよりはるか
に短縮できる。

本発明は上記のような蒸発冷却方式のものにお
いて、更に暖機時間を大幅に短縮させることを目
的とするものであり、以下本発明を図示実施例を
参照して詳しく説明する。

第１図において、１はエンジンのシリンダ壁、
２はシリンダヘツド、３は該シリンダ壁１の外周
及びシリンダヘツド２の燃焼室外周に設けたウイ
ツクと称される液体吸収性を持つ毛細管構造体
で、例えばガラス繊維、金属繊維或は発泡金属、
発泡セラミツクス等よりなる。

４はラジエータ、５は電動フアンであり、シリ
ンダヘツド２の密閉された冷却室空間１２内の蒸
気が通路１０によりラジエータ４に導かれ、こゝ
で電動フアン５の駆動により冷却されて液状とな
るようになつている。

該ラジエータ４部において液状となつた冷却媒
体（水又は水とアルコールの混合液等適当な沸点
を有する液体）はポンプ８により通路９を通り、
燃焼室外壁の上方に設けられたノズル１１より噴
霧されてウイツク３にかけられるよう構成されて
いる。

又蒸発せずにシリンダ外壁１の底部にたまつた
液状冷却媒体は通路１３を通つてラジエータ４の
下流部に戻され、ポンプ８にて上記ノズル１１よ
り噴霧される。

上記電動フアン５及びポンプ８は冷却室空間１
２内の圧力をセンシングする圧力センサ７の信号
に基づく制御回路６の制御信号によつて制御さ
れ、冷却室空間１２内の圧力に比例した冷却を行
うことにより、エンジン負荷に応じた応答性良好
なる一定温度の冷却コントロールを行い得るよう
になつている。

本発明では上記のような蒸発冷却装置におい
て、エンジンを始動する為にイグニツシヨンスイ
ツチ１４をオンにすると、一定時間（数秒〜十数
秒）だけポンプ８を作動させ、液状の冷却媒体を
ノズル１１より噴霧させ、その後は冷却室空間１
２内の圧力が蒸気の発生により一定の圧力に達す
るまでポンプ８の作動を停止させるか或は非常に
弱くして供給される冷却媒体の量を低減させ、こ
れにより暖機時間を更に一層縮減させるようにし
たものである。

第１図の実施例では上記エンジン始動後のポン
プ８の制御手段として通常の自動車において既に
一般に装備されている潤滑系統の油圧スイツチ１
５を用いた例を示している。

油圧スイツチは、エンジン始動後潤滑油の圧力
が所定の圧力になつたとき作動するものであり、
エンジン始動から該油圧スイツチの作動までの時
間は通常数秒程度である。

この油圧スイツチ１５の作動信号を制御回路６
に入力させ、この信号によりポンプ８を停止若し
くは作動を非常に弱くさせるよう構成することに
よつて、前述したようにエンジン始動後数秒間は
ポンプ８が所定の駆動を行つて冷却媒体をウイツ
ク３に噴霧し、その後は冷却媒体の供給は停止さ
れるか或は非常に少量供給され、エンジンの暖機
時間の大幅な短縮をはかり得る。

エンジン始動後の初期に冷却媒体をかけるの
は、シリンダ外壁、燃焼室外壁が充分加熱されて
からはじめて液を供給すると急激な冷却によつて
ウイツク３が破損するからであり、それを防止す
る為にエンジン始動後あらかじめウイツク３をし
めらせておくことが必要であるが、その意味では
必ずしも冷却媒体の供給はエンジン始動と同時で
ある必要はなく、冷間始動と再始動とで多少異る
が、あまり高温にならないうち即ち通常エンジン
始動後数分以内にポンプ８を作動させるようにす
れば良い。

ポンプ８のエンジン始動後の制御手段として上
記のように油圧スイツチ１５を用いれば、新たな
それ専用の装置を必要とせずコスト面等で有利で
あるが、該制御手段としては油圧スイツチに限ら
ず排気系の温度が所定値に達したとき作動する排
気系温度センサ或は各種タイマー機構を用いても
良い。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、こ
の例ではエンジン始動直後のポンプ８の制御手段
としてシリンダ部の温度を検知して作動する温度
センサ１５′を用いた例を示している。

この温度センサ１５′は例えば熱電対等により
構成され、感温部は図示のように冷却室空間１２
内に位置させても良いし又シリンダ外壁１のウイ
ツク３に接するように取付けても良い。

この構成では、エンジンが始動され、感温部の
温度が上昇して所定の温度に達すると、その信号
により制御回路６からポンプ８に電流が流れ一定
時間ポンプ８が作動し冷却媒体を供給した後停止
若しくは非常に弱い作動となる。

その後は第１図の場合と同様暖機が完了し蒸気
により冷却室空間１２内の圧力が所定値に達する
と圧力センサ７の信号によつて電動フアン５及び
ポンプ８が作動し所定の冷却が行われる。

尚この第２図の実施例では液状冷却媒体の供給
用通路９をシリンダヘツド２の上方外部に沿つて
配設し、ノズル１１を上方から空間１２内に挿入
して取付けた構造となつている。

この第２図の実施例の如くシリンダ部の温度に
てエンジン始動直後のポンプ作動制御を行うよう
にすると、第１図のものにくらべ新たな部品とし
ての温度センサが必要ではあるが、反面冷却媒体
の供給開始時期を任意に設定できると言う利点を
有している。

以上のように本発明によれば、蒸発冷却方式の
ものにおいて、エンジン始動後一定時間だけ冷却
媒体の供給を行い、その後はエンジン暖機完了ま
で該冷却媒体の供給を停止するかまたは極く少量
にしぼる方法を採つているので、エンジン始動後
の冷却がほとんど行われず暖機時間の著しい短縮
をはかることができるもので、実用上多大の効果
をもたらし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは本発明の第一の実施例を示す要
部縦断側面説明図及びイ図のＸ―Ｘ断面図、第２
図は本発明の第二の実施例を示す要部縦断側面説
明図である。 １…シリンダ外壁、２…シリンダヘツド、３…
ウイツク、４…ラジエータ、５…電動フアン、６
…制御回路、７…圧力センサ、８…ポンプ、９，
１０，１３…通路、１１…ノズル、１２…冷却室
空間、１４…イグニツシヨンスイツチ、１５…油
圧スイツチ、１５′…温度センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の燃焼室及びシリンダの外壁まわり
   に液体吸収保持性を有する毛細管構造体を設け、
   該構造体に液状の冷却媒体を供給吸収させて該冷
   却媒体の蒸発により冷却を行う蒸発冷却方式のも
   のにおいて、エンジン始動と同時又はその後に、
   所定時間液状冷却媒体供給用のポンプを作動させ
   て該冷却媒体を毛細管構造体に噴霧或は噴射供給
   し、その後エンジンが暖機するまで液状冷却媒体
   の供給を停止するか或は極く少量にしぼるよう上
   記ポンプを制御することを特徴とする自動車用内
   燃機関の冷却方法。 ２ 液状冷却媒体は燃焼室外壁まわりの毛細管構
   造体にその上方部に設けたノズルより噴霧或は噴
   射させて供給されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の自動車用内燃機関の冷却方法。 ３ エンジンが暖機したことを検出する手段とし
   て、冷却室空間の蒸気の圧力が所定値以上となつ
   たとき信号を発する圧力センサを用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   自動車用内燃機関の冷却方法。 ４ エンジン始動直後の一時的なポンプ作動の制
   御は、イグニツシヨンスイツチをオン操作したと
   きポンプが作動をはじめ、エンジン潤滑系におけ
   る油圧が所定値に達したとき作動する油圧センサ
   の信号でポンプの作動を停止させることにより行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれかに記載の自動車用内燃機関の冷却
   方法。 ５ エンジン始動後、シリンダ周辺又は排気系等
   の温度が所定値に達したとき作動する温度センサ
   の信号により、ポンプを所定時間作動させるよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項のいずれかに記載の自動車用内燃機関の
   冷却方法。