JPS6325168B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関の冷却装置に関する。

従来の内燃機関の冷却装置としては、例えば昭
和53年６月発行の「Ｚエンジン整備要領書」
（日産自動車株式会社発行）に記載されているよ
うなものが知られている。この冷却装置を第１図
に基づき説明すると、１は内燃機関のシリンダブ
ロツクに形成された冷却ジヤケツト（以下ウオー
タジヤケツトと称す）であり、このウオータジヤ
ケツト１はシリンダヘツドおよび吸気管に設けら
れたウオータジヤケツト２，３に連通している。
各ウオータジヤケツト１，２，３はラジエターユ
ニツト４に循環通路５を介して連通しており、ウ
オータジヤケツト１の上流の循環通路５にはウオ
ータポンプ６が介在されている。ウオータジヤケ
ツト３の下流の循環通路５にはサーモスタツトと
ともに流量調整弁７が介装されており、ウオータ
ジヤケツト３からラジエターユニツト４に流入す
る冷却水の水量を調整してウオータジヤケツト
１，２，３内の水温を一定に維持する。８は流量
調整弁７の上流の循環通路５とラジエターユニツ
ト４の出口近傍の循環通路５とを連通するバイパ
ス通路である。

一般に、ウオータジヤケツト１内部の冷却水温
と燃料消費率との関係は第２図に示すように、冷
却水温が低くなると燃料消費率は悪化する。な
お、第２図は機関回転数650rpm、点火時期
15゜BT―DCで行なわれた実験結果を示しており、
図中、実線は冷却水温が100℃の場合を点線は冷
却水温80℃の場合をそれぞれ示している。したが
つて、従来の内燃機関の冷却装置にあつては、サ
ーモスタツトの設定温度が内燃機関の高負荷、高
速運転時にウオータジヤケツト１内の水温を所定
温度に維持できるよう設定されているため、アイ
ドリングあるいは低負荷運転時のラジエターユニ
ツト４に流入させる冷却水量の調整が難しく、ウ
オータジヤケツト１内の温度が低下しがちであ
り、燃料消費率が悪化するという問題点があつ
た。さらに、上記サーモスタツトの設定温度を高
温に設定しておくと、内燃機関をアイドリング運
転あるいは低負荷運転から急激に高負荷高速運転
に移行させるとウオータジヤケツト１内の冷却水
温が急激に上昇し、ノツキングを発生させるとい
う問題点もあつた。

この発明は上記問題点に着目してなされたもの
であり、ラジエターユニツトと、内燃機関に設け
られた冷却ジヤケツトと、ラジエターユニツトお
よび冷却ジヤケツトを連通し冷却液が流通可能な
循環通路と、ラジエターユニツトの上流側の循環
通路に冷却液の温度を検知する液温検知手段とを
備え、前記液温検知手段の下流に弁手段を、内燃
機関の点火機構に点火時期変更手段をそれぞれ設
け、冷却液の液温が一定値以下の場合は前記弁手
段により循環通路を閉止し、液温が一定値をこえ
所定値未満の場合は内燃機関がアイドリングまた
は低負荷運転時のみ前記弁手段により循環通路を
閉止し、液温が所定値以上の場合は弁手段を常時
開状態にするとともに内燃機関の点火時期を点火
時期変更手段により内燃機関の負荷に応じて変更
できるようにした内燃機関の冷却装置を提供する
ことにより上記問題点を解決することを目的とし
ている。

以下、図面に基づきこの発明を説明する。

第３図はこの発明の第１実施例を示す図であ
り、まず、構成について説明する。１１は内燃機
関に形成されたウオータジヤケツトであり、この
ウオータジヤケツト１１はラジエターユニツト１
２と循環通路１３を介して連通している。ラジエ
ターユニツト１２の下流でウオータジヤケツト１
１の上流の循環通路１３にはウオータポンプ１４
が介装されており、ラジエターユニツト１２の上
流でウオータジヤケツト１１の下流の循環通路１
３にはこれを遮断可能な弁１５が設けられてい
る。この弁１５は公知の負圧アクチユエータ１６
に連結されており、負圧アクチユエータ１６はケ
ース１７と、ケース１７内に負圧室１８を画成す
るダイヤフラム１９と、ダイヤフラム１９と弁１
５とを連結するロツド２０とを有している。弁１
５とウオータジヤケツト１１との間の循環通路１
３にはサーマルバチユームバルブ２１が突設され
ており、このサーマルバキユームバルブ２１はボ
デイ２２を有している。ボデイ２２にはその長手
方向に沿つて、ワツクス２３が収納され循環通路
１３内に突出する小室と、小室に連通した第１シ
リンダ孔と、第１シリンダ孔に連通し第１入口ポ
ート２４が開口するとともに第１シリンダ孔に摺
動自在に収納された弁体２５が閉止可能な第１シ
リンダ孔より大径の第２シリンダ孔と、第２シリ
ンダ孔に連通し弁体２５を常時第２シリンダ孔を
閉止する方向に付勢するスプリング２６および弁
２７を中間位置に保持する一対のスプリング２８
が収納された第２シリンダ孔より大径の孔と、孔
に連通し弁２７が閉止可能な孔より小径の第３シ
リンダ孔と、第３シリンダ孔に連通し第２入口ポ
ート２９、大気に連通する吸気ポート３０、第
１、第２出口ポート３１，３２が開口するととも
にスプール３３が摺動自在に収納された第３シリ
ンダ孔より小径の第４シリンダ孔と、が形成され
ている。第１入口ポート２４は第１通路３４を介
して図外の負圧源例えばインテークマンホールド
に連通しており、第２入口ポート２９はバキユー
ムタンク３５内の負圧室およびチエツク弁３７を
介して第１通路３４に連通している。負圧室３６
と第２入口ポート２９とは弁３８により遮断可能
であり、この弁３８は前述のアクチユエータ１６
と同一構成のアクチユエータ３９に連結されてい
る。アクチユエータ３９内の負圧室４０は第１通
路３４に連通している。チエツク弁３７はボデイ
４１と、ボデイ４１内部を２室に区分しこれら２
室を連通する孔の形成された隔壁４２と、隔壁４
２に摺動自在に支持され孔を閉止可能な弁４３と
を有しており、弁４３は内燃機関がアイドリング
時のようにインテークマンホールド内の負圧値が
大きいときのみ第１通路３４と負圧室３６とを連
通する。第１出口ポート３１は第２通路４４を介
して点火時期変更機構４５に車通しており、点火
時期変更機構４５は内部に空間を有するボデイ４
６と、空間を２つの小室に区分し孔が形成された
隔壁４７と、２つの小室をそれぞれ２分し負圧室
４８，４９を画成するダイヤフラム５０，５１
と、ダイヤフラム５０に支持され隔壁４７に形成
された孔を貫通してダイヤフラム５１に当接可能
な弁体５２と、ダイヤフラム５０，５１をそれぞ
れ隔壁４７側へ押圧するスプリング５３，５４
と、弁体５２に連結され図外の内燃機関の点火装
置に連結されたロツド５５とを有している。負圧
室４８は第２通路４４に、負圧室４９は第３通路
５６を介してインテークマニホールドにそれぞれ
連通している。第２出口ポート３２は第４通路５
７を介してアクチユエータ１６の負圧室１８およ
び前記チエツク弁３７と同一構成のチエツク弁５
８に連通しており、チエツク弁５８は第１通路３
４に連通している。

次に作用について説明する。

まず、循環通路中の冷却水が一定値以下の場
合、ワツクス２３は収縮した状態なので弁体２５
は第３図に図示された位置にあり、第１入口ポー
ト２４と第２出口ポート３２は連通していない。
その結果、インテークマンホールド内の負圧値が
高い、すなわち内燃機関がアイドリングあるいは
低負荷運転時には、チエツク弁５８の弁が開状態
になり、負圧室１８内の負圧値は高くなる。した
がつて、弁１５は循環通路１３を遮断する。この
ように、内燃機関がアイドリングあるいは低負荷
運転時には、冷却水の温度が一定値以下なら冷却
水は循環せず、従来の冷却装置を使用したときの
ように冷却水温の低下による燃料消費率の悪化は
生じない。一方、第１出口ポート３１は吸気ポー
ト３０に連通しているため、点火時期変更機構４
５のロツド５５は第３図に図示された位置を維持
し、点火時期の遅延は生じない。

次に、冷却水の温度が前記一定値をこえ所定値
未満の温度に上昇すると、ワツクス２３が膨張
し、弁体２５がスプリング２６に抗して矢印Ａ方
向に移動する。その結果、第１入口ポート２４は
第２出口ポートと連通し、負圧室１８はインテー
クマンホールド内の圧力と略等しくなる。したが
つて、弁１５は負圧室１８内の負圧値にしたがつ
て移動し、アイドリングまたは低負荷運転時には
循環通路１３を遮断するが、それ以外の運転状態
では循環通路１３を導通させる。また、弁体２５
が矢印Ａ方向に移動すると、スプール３３も矢印
Ａ方向に移動し、第２入口ポート２９と第１出口
ポート３１とが連通する。この状態で内燃機関が
高負荷運転になると、インテークマンホールド内
の負圧値が低下する。その結果、アクチユエータ
３９のダイヤフラムがスプリングに押圧され移動
し、弁３８が開状態になる。その結果、バキユー
ムタンク３５の負圧室３６と点火時期変更機構４
５の負圧室４８とが連通し、ダイヤフラム５０は
スプリング５３に抗して矢印Ｂ方向に移動する。
したがつて、ロツド５５も矢印Ｂ方向に移動し
て、内燃機関の点火時期を遅延させる。

次に、冷却水の温度が所定値以上になると、弁
体２５はさらに矢印Ａ方向に押し上げられ、弁２
７により第１入口ポート２４と第２出口ポート３
２とは遮断されるとともに、第２出口ポート３２
はスプール３３の移動により吸気ポート３０に連
通する。その結果、アクチユエータ１６の負圧室
１８は常時大気圧になり弁１５は常時全開状態に
なる。その結果、ウオータジヤケツト１１内の温
度は十分に低下し、内燃機関にノツキングは生じ
ない。なお、第２入口ポート２９と第１出口ポー
ト３１とはスプール３３がさらに矢印Ａ方向に移
動しても連通しているので、内燃機関が高負荷運
転になると前述のように点火時期が遅延する。

第４図はこの発明の第２実施例であり、第１実
施例と同一構成の部分には同一符号を付しその説
明は省略する。サーマルバキユームバルブ２１の
第２入口ポート２９は直接第１通路３４に連通し
ており、第１出口ポート３１に連結された第４通
路５９はバキユームバルブ６０に連結している。
このバキユームバルブ６０はシリンダ孔の形成さ
れた上部ボデイ６１と、ダイヤフラム６２ととも
に常圧室６３と負圧室６４とを画成する下部ボデ
イ６５とを有しており、上部ボデイ６１にはシリ
ンダ孔に開口する入口ポート６６出口ポート６７
および吸気ポート６８が形成されている。これら
ポート６６，６７，６８はシリンダ孔内に収納さ
れたスプール６９により選択的に連通する。下部
ボデイ６５にも負圧室６４に開口するポート７０
が形成されており、該ポート７０は第４通路５９
およびチエツク７１の介在された第５通路７２を
介して第１通路３４に連通している。前述の入口
ポート６６はチエツク弁７３の介在された第６通
路７４を介して第１通路３４に連通しており、チ
エツク弁７１，７３は前記チエツク弁３７と同一
構成である。出口ポート６７は第７通路７５を介
して点火時期変更機構７６に連通しており、この
点火時期変更機構７６はダイヤフラム７７，７８
と共に常圧室７９，８０と負圧室８１，８２とを
それぞれ画成する上記ボデイ８３および下部ボデ
イ８４を有しており、負圧室８１，８２は第７、
第３通路７５，５６にそれぞれ連通している。負
圧室８１と８２とは孔を介して連通しており、こ
の孔には一端がダイヤフラム７７に固定された弁
体８５が摺動自在に収納されている。ダイヤフラ
ム７８にはストツパ８６が固定されており、この
ストツパ８６は下部ボデイ８４に形成された突起
８７に係合可能である。ダイヤフラム７８にはさ
らにロツド８８の一端が固定されており、このロ
ツド８８の他端は図示していない内燃機関の点火
装置に連結されている。８９，９０はダイヤフラ
ム７７，７８を押圧するスプリングである。

次に、作用について説明する。なお、アクチユ
エータ１６とこれに連結された弁、およびサーマ
ルバキユームバルブ２１の作動は第１実施例と同
様なので詳細な説明は省略する。

まず、冷却水の温度が一定温度以下の場合には
サーマルバキユームバルブ２１の第２入口ポート
２９と第１出口ポート３１とはスプール３３によ
り遮断されている。したがつて、アイドリング時
など負圧値が大きいときのみチエツク弁７１が開
き第４，５通路５９，７２を介してバキユームバ
ルブ６０の負圧室６４内の負圧値が大きくなる。
その結果、ダイヤフラム６２およびスプール６９
はスプリングに抗して矢印Ｃ方向に移動し、入口
ポート６６と出口ポート６７が連通する。したが
つて、点火時期変更機構７６の負圧室８１内の負
圧値が大きくなり、ダイヤフラム７７および弁体
８５は矢印Ｄ方向に移動する。弁体８５が矢印Ｄ
方向に移動するとダイヤフラム７８は負圧室８２
内の圧力、すなわち、第３通路５６を介して導か
れるインテークマニホールド内の負圧値に応じて
矢印Ｄ方向に移動し、内燃機関の点火時期を変更
する。なお、ダイヤフラム７８はストツパ８６が
突起８７に係合した後は矢印Ｄ方向に移動できな
いので内燃機関の点火時期は一定値以上に進角さ
せることはない。

次に、冷却水の温度が一定値をこえると、サー
スルバキユームバルブ２１の第２入口ポート２９
と第１出口ポート３１が連通し、バキユームバル
ブ６０の負圧室６４内はインテークマニホールド
内の負圧値と略同一になる。その結果、ダイヤフ
ラム６２およびスプール６９はインテークマンホ
ールド内の圧力に応じて移動し、これに伴い点火
時期変更機構７６の負圧室８１内の圧力も変動す
る。特に、内燃機関が高負荷運転の場合には吸気
ポート６８と出口ポート６７とが連通するため負
圧室８１内は大気圧となり、ダイヤフラム７７お
よび弁体８５が矢印Ｄと反対の方向に移動する。
その結果、弁体８５はダイヤフラム８７およびロ
ツド８８を矢印Ｄと反対の方向に移動させて、点
火時期を遅延させる。このように、上記第２実施
例では冷却水の温度にかかわらず点火時期を内燃
機関の負荷に応じて変更可能である。

以上説明してきたように、この発明によれば内
燃機関の冷却装置をラジエターユニツトと、内燃
機関に設けられた冷却ジヤケツトと、ラジエター
ユニツトおよび冷却ジヤケツトを連通し冷却液が
流通可能な循環通路と、ラジエターユニツトの上
流側循環通路に冷却液の温度を検知する液温検知
手段とを備え、前記液温検知手段の下流に弁手段
を、内燃機関の点火機構に点火時期変更手段をそ
れぞれ設け、冷却液の液温が一定値以下の場合は
前記弁手段により循環通路を閉止し、液温が一定
値をこえ所定値未満の場合は内燃機関がアイドリ
ングまたは低負荷運転時のみ前記弁手段により循
環通路を閉止し、液温が所定値以上の場合は弁手
段を常時開状態にするとともに内燃機関の点火時
期を点火時期変更手段により内燃機関の負荷に応
じて変更できるようにしたため、低負荷運転時に
燃料消費率が悪化することを防止できるととも
に、急激に高負荷高速運転に移行してもノツキン
グの発生を防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関の冷却装置を示すその
模式図、第２図は第１図の冷却装置の燃費特性を
示す図、第３図はこの発明に係る内燃機関の冷却
装置の第１実施例を示す概略断面図、第４図はこ
の発明の第２実施例を示す概略断面図である。 １１……冷却ジヤケツト（ウオータジヤケツ
ト）、１２……ラジエターユニツト、１３……循
環通路、１５……弁手段（弁）、２１，４５……
液温検知手段（サーマルバキユームバルブ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ラジエターユニツトと、内燃機関に設けられ
   た冷却ジヤケツトと、ラジエターユニツトおよび
   冷却ジヤケツトを連通し冷却液が流通可能な循環
   通路と、ラジエターユニツトの上流側の循環通路
   に冷却液の温度を検知する液温検知手段と、を備
   えた内燃機関の冷却装置において、前記液温検知
   手段の下流循環通路に弁手段を設けると共に内燃
   機関の点火機構に点火時期変更手段を設け、冷却
   液の液温が一定値以下の場合は前記弁手段により
   循環通路を閉止し、液温が一定値をこえ所定値未
   満の場合は内燃機関がアイドリングまたは低負荷
   運転時のみ前記弁手段により循環通路を閉止し、
   液温が所定値以上の場合は弁手段を常時開状態に
   するとともに内燃機関の点火時期を点火時期変更
   手段により内燃機関の負荷に応じて変更できるよ
   うにしたことを特徴とする内燃機関の冷却装置。