JPS6239251B2 - - Google Patents

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JPS6239251B2
JPS6239251B2 JP55052025A JP5202580A JPS6239251B2 JP S6239251 B2 JPS6239251 B2 JP S6239251B2 JP 55052025 A JP55052025 A JP 55052025A JP 5202580 A JP5202580 A JP 5202580A JP S6239251 B2 JPS6239251 B2 JP S6239251B2
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cooling
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジの冷却装置に係り、特に火花点
火式エンジンに於て、そのエンジンのアンチノツ
ク性を向上できる冷却装置に係る。
エンジンの熱効率を上げるうえで圧縮比を高め
ることは有効な手段であるが、この圧縮比を上げ
るうえでの最大の阻害要因はエンジンのノツキン
グである。ノツキングの発生を抑え、エンジンの
熱効率を上げる為に、エンジンヘツドに設けられ
た冷却水通路を流れる冷却水の温度を下げ、シリ
ンダヘツドを強力に冷却することが有効であるこ
とは従来から知られている。しかし、シリンダヘ
ツドの冷却水通路を流れる冷却水とシリンダブロ
ツクの冷却水通路を流れる冷却水とを共に一様に
下げると、エンジンブロツク側の冷却水温度の影
響を強く受けるエンジン潤滑油の温度が低下し、
エンジンの摩擦損失が増大し、又ブロツク壁の温
度低下に伴ない排気ガス中のハイドロカーボンの
濃度が増大するという不具合を生じる。
上述の如き不具合に鑑みて、シリンダヘツドを
冷却する為の冷却水循環系とシリンダブロツクを
冷却する為の冷却水循環系とを完全に分離独立さ
せ、シリンダヘツドをシリンダブロツクに比して
強力に冷却することが考えられている。しかしこ
の場合には、冷却装置の配水管の重量が増大し、
又ラジエータの冷却能力を有効に活用することが
困難になる。又、エンジンの暖機時に於て、シリ
ンダブロツク側の冷却水はシリンダヘツド側のそ
れに比して受熱量が少なく、又シリンダヘツドに
与えられた熱がシリンダブロツク側の冷却水に与
えられない為、熱容量の大きいエンジンブロツク
の暖機が遅れ、エンジンブロツクの暖機に強い影
響を受ける潤滑油温度の上昇が遅れ、エンジン冷
間時の燃料消費量が増大し、又排気ガス中のハイ
ドロカーボンの濃度が増大するという不具合を生
じる。
本発明は上述の如き弊害を生じることなくシリ
ンダヘツドをシリンダブロツクに比して強力に冷
却するという所期の目的を達成し、エンジンのア
ンチノツク性の向上を図ることができる改良され
たエンジンの冷却装置を提供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、シリンダヘツ
ドに設けられた第一の冷却水通路と、シリンダブ
ロツクに設けられた第二の冷却水通路と、前記第
一及び第二の冷却水通路の各々の入口へ冷却水を
供給する第一及び第二のウオータポンプと、ラジ
エータと、前記第一及び第二の冷却水通路を貫流
した冷却水を前記ラジエータへ導く第一の冷却水
導管と、前記ラジエータへ流れる冷却水の流量を
制御する第一の制御弁と、前記ラジエータより前
記第一及び第二のウオータポンプへ冷却水を導く
第二の冷却水導管と、前記第二のウオータポンプ
へ流れる冷却水の流量を制御する第二の制御弁
と、前記第一及び第二の冷却水通路を貫流した冷
却水を前記ラジエータをバイパスして前記第二の
冷却水導管へ導くバイパス通路と、前記第二の冷
却水通路を貫流した冷却水を前記第二のウオータ
ポンプへ導く第三の冷却水導管とを有しているこ
とを特徴とするエンジンの冷却装置によつて達成
される。
以下に添付の図を用いて本発明を実施例につい
て詳細に説明する。
第１図は本発明によるエンジンの冷却装置の一
つの実施例を示す線図である。図に於て、１はエ
ンジンを示しており、このエンジン１は主に各気
筒の燃焼室の筒部を郭定するシリンダヘツド２
と、前記燃焼室の側周壁を郭定するシリンダブロ
ツク３とを有している。シリンダヘツド２とシリ
ンダブロツク３には各々その内部を貫流する冷却
水通路４，５が設けられている。
冷却水通路４，５にはその各々の冷却水入口
６，７にウオータポンプ１０，１１より冷却水が
供給されるようになつている。冷却水入口６，７
の各各に供給された冷却水は冷却水通路４，５を
経てシリンダヘツド２及びシリンダブロツク３を
個別に貫流し、冷却水出口８，９へ至るようにな
つている。冷却水出口８，９には冷却水導管１
２，１３の一端が各々接続されている。冷却水導
管１２，１３は他端にて互いに共通の冷却水導管
１４の一端部に接続されている。冷却水導管１４
はその他端にて制御弁１５に接続されている。制
御弁１５は冷却水導管１６を介してラジエータ１
７の冷却水入口に接続されている。ラジエータ１
７の冷却水出口には冷却水導管２０の一端部が接
続されており、この導管２０は他端にて前記ウオ
ータポンプ１０及び１１の各々の吸入側に接続さ
れた冷却水導管１８，１９に接続されている。
又、前記冷却水導管１４の途中と前記冷却水導管
１８，１９とを接続するバイパス導管２１が設け
られている。前記冷却水導管１９の途中には制御
弁２２が設けられている。又、前記冷却水導管１
３と制御弁２２より冷却水流れで見て下流側の冷
却水導管１９とは冷却水導管２３によつて接続さ
れている。
冷却水導管１２，１３の各々の途中には該導管
を通つて流れる冷却水の温度を検出しそれに応じ
た信号を発生する温度センサ２４，２５が設けら
れている。温度センサ２４，２５が発生する信号
はコンピユータ２６に入力される。コンピユータ
２６はオンボードコンピユータであつて良く、温
度センサ２４，２５よりの信号をもとにウオータ
ポンプ１０，１１の回転速度と制御弁１５，２２
を開閉を制御するようになつている。
次に上述の如き構成から成る冷却装置の作用に
ついて説明する。
まず、エンジン暖機中、即ち温度センサ２５が
所定温度、例えば90℃以下の温度を検出している
時について説明する。この時にはコンピユータ２
６が発生する制御信号により制御弁１５は閉弁
し、制御弁２２は全開し、又ウオータポンプ１０
は低回転、例えば送水量が10／分になるような
回転速度で駆動され、ウオータポンプ１１は水温
センサ２４と２５の検出温度が一定範囲内（例え
ば１℃）以内になるような回転速度にて駆動され
る。
この際、シリンダブロツク３の冷却水通路５を
貫通し、その冷却水出口９より冷却水導管１３に
流出した冷却水は、一部通水抵抗が冷却水導管１
４に比してやや大きい冷却水導管２３へ流れる
が、多くは冷却水導管１４へ流れ、シリンダヘツ
ド３の冷却水通路４を貫流してその冷却水出口８
より冷却水導管１２に流出した冷却水と合流して
冷却水導管１４を経てバイパス導管２１へ流れ
る。この冷却水は一部、冷却水導管１８を経てウ
オータポンプ１０へ流れ、該ポンプによつて冷却
水通路４へ戻され、残りは冷却水導管１９及びそ
の途中に設けられた制御弁２２を経てウオータポ
ンプ１１へ流れ、該ポンプによつて冷却水通路５
へ戻される。このように、エンジン暖機中であつ
ても冷却水通路４及び５には冷却水が貫流し、シ
リンダヘツド２とシリンダブロツク３が同時に、
又同様に暖機される。これによりシリンダヘツド
とシリンダブロツクとが完全に独立した冷却水循
環系によつて冷却されるよう構成されたエンジン
に比してシリンダブロツクの暖機性が向上する。
エンジンの機械効率を上げるうえで潤滑油温度を
早急に上昇させる必要があり、上述の如くシリン
ダブロツクの暖機性が向上されれば、シリンダブ
ロツクの温度に強い影響を受ける潤滑油温度の上
昇が早まり、エンジン暖機時に於けるエンジンの
機械効率を改善することができる。又、潤滑油温
度はエンジンブロツク側の冷却水温度ばかりでな
くシリンダヘツド側の冷却水温度の影響も受ける
ので、暖機時には上述の如くシリンダヘツドもシ
リンダブロツクと同様に暖機する必要があるわけ
である。
次にエンジン暖機後、即ち温度センサ２５が前
記所定温度以上の温度を検出した場合について説
明する。この時にはコンピユータ２６が発生する
制御信号により制御弁１５は一定時間、例えば一
分間程度かけて全開する。制御弁１５を一定時間
をかけて開弁するのは、これが一瞬にして全開に
なると、シリンダヘツド２が温度衝撃を受け、耐
久性に支障をきたす為である。又この時にはコン
ピユータ２６が発生する制御信号によりウオータ
ポンプ１０の回転速度は例えば送水量が30／分
になるように上げられる。この結果、冷却水通路
４を貫通した冷却水は冷却水導管１２，１４、制
御弁１５、冷却水導管１６を経てラジエータ１７
へ流れ、ラジエータ１７を通過する際に冷やさ
れ、冷却水導管２０，１８を経てウオータポンプ
１０へ流れ、該ポンプによつて冷却水通路４内に
戻される。この際、冷却水導管１４を流れる冷却
水の一部はバイパス導管２１を経てウオータポン
プ１０へ向かうが、その流量はラジエータ１７を
通過した冷却水の流量に比して少ない。このバイ
パス導管２１を流れる冷却水の流量はその管径を
適宜に設定することにより所望する値に設定する
ことが可能である。上述の如く、シリンダヘツド
の冷却水通路４を貫流する冷却水はラジエータ１
７の冷却能力を最大限生かして冷やされる。
又、コンピユータ２６が発生する制御信号によ
りウオータポンプ１１の回転速度は、例えば送水
量が20／分になるように上げられ、又温度セン
サ２５の検出温度が設定温度、例えば100±１℃
に維持できるよう制御弁２２の開度が制御され
る。この結果、冷却水通路５を貫流した冷却水の
多くは冷却水通路２３を経てウオータポンプ１１
へ流れ、該ポンプによつて冷却水通路５内に戻さ
れるが、制御弁２２を経てウオータポンプ１１へ
与えられる冷却水と同量の冷却水は冷却水導管１
４、制御弁１５、冷却水導管１６を経てラジエー
タ１７へ流れ、これによつて冷却されることにな
る。従つてこの場合、冷却水通路４を貫流する冷
却水温度が低温になつても冷却水通路５を流れる
冷却水温度は冷却水通路４を流れる冷却水の温度
に比して高い前記設定温度に維持される。
第２図は本発明による冷却装置を備えたエンジ
ンの他の一つの実施例を示す線図である。尚、第
２図に於て第１図に対応する部分は第１図に付し
た符号と同一の符号により示されている。かかる
実施例に於ては、コンピユータ２６は温度センサ
２４，２５が発生する温度信号に加えて、エンジ
ン回転速度センサ２７が発生するエンジン回転速
度信号とエンジン負荷センサ２８が発生するエン
ジン負荷信号とを入力され、エンジン回転速度と
エンジン負荷とによりエンジンの運転条件を知
り、該運転条件に最適な値にシリンダヘツド側及
びシリンダブロツク側の冷却水温度を設定すべく
制御弁１５と２２の開度を調節する信号を発生
し、又各冷却水通路の冷却水入口と出口とに於け
る冷却水温度の差を一定値以内、例えば10℃以内
に抑さえるようにウオータポンプ１０，１１の回
転速度を制御する旨の信号を発生するように構成
されている。
第３図は本発明による冷却装置を備えたエンジ
ンの更に他の一つの実施例を示す線図である。
尚、第３図に於ても第１図に対応する部分は第１
図に付した符号と同一の符号により示されてい
る。かかる実施例に於ては、制御弁２２は三方向
弁として構成され、ウオータポンプ１１に流入す
る冷却水の冷却水導管２０からの流量と冷却水導
管２３からの流量の比を制御するようになつてい
る。また、３０はヒータコア３１を備えた車室内
暖房用のヒータ用導管を示しており、該導管には
三方弁２９により前記冷却水導管２３を流れる冷
却水の一部が選択的に供給されるようになつてい
る。又シリンダブロツク３には潤滑油温度センサ
３２が設けられており、該センサが発生する潤滑
油温度信号はコンピユータ２６に入力される。
コンピユータ２６は暖機時、即ち温度センサ２
５により検出される冷却水温が所定値、例えば90
℃を越えても潤滑油温度センサ３２により検出さ
れる潤滑油温度が一定温度、例えば85℃を越える
まではシリンダヘツド側及びシリンダブロツク側
の冷却水温度を一定値、例えば90±１℃に維持す
るように制御弁１５及び２２の開度を調節する。
又、コンピユータ２６は暖機後、潤滑油温度セ
ンサ３２が発生する信号に基づき潤滑油温度が一
定温度、例えば120℃を越えていないかを監視
し、潤滑油温度が前記一定温度を越えた場合には
シリンダブロツク側の冷却水の設定温度を下げて
潤滑油温度が前記一定温度以下になるよう制御弁
２２を通して冷却水導管２０からウオータポンプ
１１を経て冷却水通路５に流入する冷却水の流量
を制御する。制御弁２２が三方弁とされているの
は、暖機中に冷却水導管２３に冷却水が流れない
ようにし、シリンダヘツド側とシリンダブロツク
側の冷却水の混合を良くし、シリンダブロツク側
の暖機時間を短くするためである。
尚、吸気加熱や車室内の暖房のために冷却水の
熱を利用する場合は、温度が高いブロツク側の冷
却水を利用することになるので、この場合には暖
機中であつても、冷却水導管２３にそれに必要な
流量の冷却水が流れるよう制御弁２２の開度を調
節する必要がある。
第４図は第１図に示された本発明装置の実施例
の修正例を示している。尚、第４図に於て第１図
に対応する部分は第１図に付した符号と同一の符
号により示されている。かかる実施例に於ては、
各冷却水通路４，５の冷却水入口６，７の近傍に
各々温度センサ３３，３４が設けられており、こ
れらが発生する温度信号はコンピユータ２６に入
力されるようになつている。
かかる実施例に於て、第１図に示された実施例
のそれと異なつている点は、ウオータポンプ１
０，１１の制御論理だけであり、コンピユータ２
６はシリンダヘツド側の温度センサ２４と３３の
検出温度の差が一定値、例えば５±１℃になるよ
うにウオータポンプ１０の回転速度を制御し、又
シリンダブロツク側の温度センサ２５と３４の検
出温度の差が一定値になるようにウオータポンプ
１１の回転速度を制御するようになつている。こ
の場合にはエンジンの各気筒間の壁温の差を一定
範囲内にとどめることができる。
第５図は本発明による冷却装置を備えたエンジ
ンのもう一つの実施例を示す線図である。尚、第
５図に於ても第１図に対応する部分は第１図に付
した符号と同一の符号により示されている。かか
る実施例に於ては、ウオータポンプ１０，１１が
エンジン１の図には示されていないクランクシヤ
フトによつて回転駆動され、それの回転速度制御
はコンピユータ２６による制御対象外にされてい
る。ウオータポンプの回転速度が冷却水温度に応
じて制御されなくても、制御弁１５と２２が冷却
水温度に応じて制御されることにより第１図に示
された実施例に於ける時とほぼ同様の作用が得ら
れる。
以上に於いては、本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらに限られる
ものではなく本発明の範囲内にて種々の実施例が
可能であることは当業者にとつて明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第５図は各々本発明による冷却装置を
備えたエンジンの実施例を示す線図である。 １〜エンジン、２〜シリンダヘツド、３〜シリ
ンダブロツク、４，５〜冷却水通路、６，７〜冷
却水入口、８，９〜冷却水出口、１０，１１〜ウ
オータポンプ、１２，１３，１４〜冷却水導管、
１５〜制御弁、１６〜冷却水導管、１７〜ラジエ
ータ、１８，１９，２０〜冷却水導管、２１〜バ
イパス導管、２２〜制御弁、２３〜冷却水導管、
２４，２５〜温度センサ、２６〜コンピユータ、
２７〜エンジン回転速度センサ、２８〜エンジン
負荷センサ、２９〜三方弁、３０〜ヒータ用導
管、３１〜ヒータコア、３２〜潤滑油温度セン
サ、３３，３４〜温度センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ シリンダヘツドに設けられた第一の冷却水通
    路と、シリンダブロツクに設けられた第二の冷却
    水通路と、前記第一及び第二の冷却水通路の各々
    の入口へ冷却水を供給する第一及び第二のウオー
    タポンプと、ラジエータと、前記第一及び第二の
    冷却水通路を貫流した冷却水を前記ラジエータへ
    導く第一の冷却水導管と、前記ラジエータへ流れ
    る冷却水の流量を制御する第一の制御弁と、前記
    ラジエータより前記第一及び第二のウオータポン
    プへ冷却水を導く第二の冷却水導管と、前記第二
    のウオータポープへ流れる冷却水の流量を制御す
    る第二の制御弁と、前記第一及び第二の冷却水通
    路を貫流した冷却水を前記ラジエータをバイパス
    して前記第二の冷却水導管へ導くバイパス通路
    と、前記第二の冷却水通路を貫流した冷却水を前
    記第二のウオータポンプへ導く第三の冷却水導管
    とを有していることを特徴とするエンジンの冷却
    装置。
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