JPS641459Y2 - - Google Patents

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JPS641459Y2
JPS641459Y2 JP978683U JP978683U JPS641459Y2 JP S641459 Y2 JPS641459 Y2 JP S641459Y2 JP 978683 U JP978683 U JP 978683U JP 978683 U JP978683 U JP 978683U JP S641459 Y2 JPS641459 Y2 JP S641459Y2
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Japan
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air
water
cavitation
cooling water
passage
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JP978683U
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水冷式エンジンにおけるキヤビテーシ
ヨンエロージヨンを防止する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for preventing cavitation erosion in a water-cooled engine.

ウエツトライナ型のシリンダを有するエンジン
では、特に冷却水低温時にキヤビテーシヨン現象
を生じる傾向にある。このキヤビテーシヨンはシ
リンダライナの外周に接する冷却水中に発生する
気泡であつてエンジン振動に伴なう水圧の低下に
起因して発生する。この気泡は、ライナ表面の微
小凹部を核として低圧部に発生し、次の高圧に移
行したとき瞬時のうちに崩壊し、このとき冷却水
路の内部に高周波の水圧変動を生じてライナ表面
の凹部にキヤビテーシヨンエロージヨンを発生
し、これによりエンジンの耐久性を低下させる。
Engines with wet liner type cylinders tend to suffer from cavitation, especially when the cooling water is at a low temperature. Cavitation is air bubbles generated in the cooling water in contact with the outer periphery of the cylinder liner, and is caused by a drop in water pressure due to engine vibration. These bubbles are generated in the low-pressure area with microscopic depressions on the liner surface as nuclei, and collapse instantly when the next high pressure is reached. At this time, high-frequency water pressure fluctuations are generated inside the cooling channel, causing the depressions on the liner surface to form. cavitation erosion occurs, which reduces the durability of the engine.

このキヤビテーシヨンエロージヨンの防止方法
の1つとして冷却水中に気泡を混入させ、この気
泡を利用して水圧の変動を緩和させるというもの
があり、この方法を利用したキヤビテーシヨンエ
ロージヨン防止装置が従来提案されている(特開
昭57−93619号公報)。
One way to prevent cavitation erosion is to mix air bubbles into the cooling water and use these bubbles to alleviate fluctuations in water pressure. A prevention device has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 57-93619).

このものは、ラジエータの空気室とラジエータ
出口側冷却水通路とを連通する空気通路を設け、
この空気通路に流量制御弁を設けると共に、エン
ジン本体に圧電素子を取り付け、この圧電素子に
よつてキヤビテーシヨンの発生を検出し、この検
出信号により流量制御弁を制御し冷却水中へ混入
させる空気量を制御するようになつている。
This device has an air passage that communicates the air chamber of the radiator with the cooling water passage on the radiator outlet side,
A flow control valve is provided in this air passage, and a piezoelectric element is attached to the engine body. This piezoelectric element detects the occurrence of cavitation, and this detection signal controls the flow control valve to control the amount of air mixed into the cooling water. It's starting to be controlled.

しかしながら、この従来装置ではキヤビテーシ
ヨン検出用の圧電素子が、キヤビテーシヨン発生
に伴なう圧力変動だけでなく他の要因によるエン
ジン本体の振動をも感知するため、キヤビテーシ
ヨンの検出精度が極めて悪く信頼性が低いもので
ある。
However, in this conventional device, the piezoelectric element used to detect cavitation detects not only pressure fluctuations associated with cavitation, but also vibrations in the engine body caused by other factors, resulting in extremely poor cavitation detection accuracy and low reliability. It is something.

また、本出願人により先に実願昭56−127521号
で提案されたこの種防止装置の場合は、空気室が
空気通路を介してウオータポンプ吸込側と常時連
通状態になつているためキヤビテーシヨンの発生
がほとんどない冷却水高温時にも空気が混入する
恐れがあり冷却効率を損なう心配がある。更に、
この装置では冷却水温度が低くサーモスタツトが
閉状態にある間は常に空気が混入されるため冷却
水低温時ではキヤビテーシヨン発生の有無に拘わ
らず空気が混入され必ずしも効率の良いものとは
言えなかつた。
In addition, in the case of this type of prevention device previously proposed by the present applicant in Utility Application No. 127521/1980, the air chamber is constantly in communication with the water pump suction side via the air passage, so cavitation is prevented. Air may be mixed in even when the cooling water is at a high temperature, which is unlikely to occur, and there is a concern that cooling efficiency will be impaired. Furthermore,
In this device, air is always mixed in when the cooling water temperature is low and the thermostat is closed, so when the cooling water temperature is low, air is mixed in regardless of whether cavitation occurs or not, so it cannot necessarily be said to be efficient. .

本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、
キヤビテーシヨンが発生し易いエンジン運転状態
のときのみ空気を混入させる構成とすることによ
り、従来装置よりも効率が良く信頼性の高いキヤ
ビテーシヨンエロージヨン防止装置を提供するこ
とを目的とする。
This idea was made in view of the above circumstances.
It is an object of the present invention to provide a cavitation erosion prevention device that is more efficient and reliable than conventional devices by having a configuration in which air is mixed only when the engine is in an operating state where cavitation is likely to occur.

以下本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図において、始動時等冷却水温度が低い時
には、エンジン本体1で暖められた冷却水はサー
モスタツト2が閉じているため、ラジエータ3へ
は流れ込まずにバイパス通路4を介してウオータ
ポンプ5に供給され再びエンジン本体1へ圧送さ
れ、これらの冷却系統を循環して暖機を促進す
る。
In FIG. 1, when the coolant temperature is low, such as during startup, the coolant warmed by the engine body 1 does not flow into the water pump 5 via the bypass passage 4 because the thermostat 2 is closed. The fuel is supplied to the engine body 1, and is then sent under pressure to the engine body 1, where it is circulated through these cooling systems to promote warm-up.

一方冷却水温度が所定温度を越えサーモスタツ
ト2が開成すると、エンジン本体1の冷却水はラ
ジエータ3に流入し、ここで冷やされた後ウオー
タポンプ5を介してエンジン本体1に圧送され、
これらの冷却系統を循環して冷却水温度を一定値
以上にならないようにしてエンジン本体1を冷却
するようになつている。
On the other hand, when the coolant temperature exceeds a predetermined temperature and the thermostat 2 is opened, the coolant in the engine body 1 flows into the radiator 3, where it is cooled and then is pumped to the engine body 1 via the water pump 5.
The engine body 1 is cooled by circulating through these cooling systems so that the temperature of the cooling water does not exceed a certain value.

また、運転中はサーモスタツト2上流側及びラ
ジエータ3上部からエアパイプ6,7を介してウ
オータタンク8に冷却水が流れ込みここで気水分
離を行ない冷却水は再びウオータタンク8底部か
ら冷却水通路9を介してウオータポンプ5上流側
の循環路に戻すようになつている。
During operation, cooling water flows from the upstream side of the thermostat 2 and the upper part of the radiator 3 into the water tank 8 via the air pipes 6 and 7, where air and water are separated, and the cooling water is returned from the bottom of the water tank 8 to the cooling water passage 9. The water is returned to the circulation path upstream of the water pump 5 through the water pump 5.

そして、本実施例では、前述の従来同様に構成
された冷却系統に加えてウオータタンク8上部の
空気室8Aとウオータポンプ5の吸込側とを連通
する空気通路10を設け、この空気通路10にコ
ントロールユニツト20からの信号に基づいて開
閉駆動される通路開閉弁11を介装してある。
In this embodiment, in addition to the cooling system configured in the same manner as in the conventional art described above, an air passage 10 is provided which communicates the air chamber 8A in the upper part of the water tank 8 with the suction side of the water pump 5. A passage opening/closing valve 11 is interposed which is driven to open and close based on a signal from a control unit 20.

前記コントロールユニツト20はマイクロコン
ピユータ(以下マイコンとする)を内蔵するもの
であつて、前記マイコンには、第2図に示すよう
な例えば負荷及び回転数に基づきキヤビテーシヨ
ンの発生し易い運転領域が予め記憶されている。
尚、第2図中、Aはキヤビテーシヨンが発生する
可能性がある領域、Bはキヤビテーシヨンが必ず
発生する領域をそれぞれ示している。
The control unit 20 has a built-in microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer), and the microcomputer stores in advance an operating range where cavitation is likely to occur based on the load and rotation speed, as shown in FIG. has been done.
In FIG. 2, A indicates an area where cavitation may occur, and B indicates an area where cavitation will definitely occur.

そして、コントロールユニツト20には回転数
センサ13、負荷センサ12及び水温センサ14
からの各信号S1,S2,S3が入力しこれらの各信号
に基づく運転状態がキヤビテーシヨン発生領域で
あるか否かを判定し通路開閉弁11に判定結果に
基づく信号を出力するようになつている。15は
ウオータタンク8の空気圧が異常に高くなつたと
きに空気を外部へ逃すためのプレツシヤバルブで
ある。
The control unit 20 includes a rotation speed sensor 13, a load sensor 12, and a water temperature sensor 14.
The signals S 1 , S 2 , and S 3 from the controller are input, and based on these signals, it is determined whether the operating state is in the cavitation generation region or not, and a signal based on the determination result is output to the passage opening/closing valve 11. It's summery. 15 is a pressure valve for releasing air to the outside when the air pressure in the water tank 8 becomes abnormally high.

次に作用を説明する。 Next, the action will be explained.

冷却水温度が低い時には、前述したようにサー
モスタツト2が閉じており、冷却水はバイパス通
路4を通つてウオータポンプ5に供給される。こ
の場合、ウオータポンプ8の空気室8Aの圧力と
ウオータポンプ5の吸込側圧力との差圧が大きく
なる。この状態において負荷センサ12及び回転
数センサ13の出力信号S1,S2に対応する運転状
態が第2図示のキヤビテーシヨン発生の可能性の
ある領域A内であれば、コントロールユニツト2
0から通路開閉弁11に開弁信号が発せられ通路
開閉弁11が開弁する。これにより、ウオータタ
ンク8の空気室8A内の空気が空気通路10を介
してウオータポンプ5の吸込側に吸引され冷却水
中に混入し気泡を生じる。この気泡がシリンダラ
イナ周囲の冷却水通路内において気泡容積の弾性
変形に基づいて水圧の変動を緩和するため圧力変
動が低減し、この圧力変動の際発生するキヤビテ
ーシヨンを有効に抑制する。
When the coolant temperature is low, the thermostat 2 is closed as described above, and the coolant is supplied to the water pump 5 through the bypass passage 4. In this case, the pressure difference between the pressure in the air chamber 8A of the water pump 8 and the suction side pressure of the water pump 5 increases. In this state, if the operating state corresponding to the output signals S 1 and S 2 of the load sensor 12 and the rotation speed sensor 13 is within the region A where cavitation may occur as shown in the second figure, the control unit 2
0, a valve opening signal is issued to the passage opening/closing valve 11, and the passage opening/closing valve 11 opens. As a result, the air in the air chamber 8A of the water tank 8 is sucked into the suction side of the water pump 5 through the air passage 10 and mixed into the cooling water, producing bubbles. These bubbles reduce water pressure fluctuations in the cooling water passage around the cylinder liner based on elastic deformation of the bubble volume, thereby reducing pressure fluctuations and effectively suppressing cavitation that occurs during pressure fluctuations.

一方、運転状態が前記領域A外の場合には、コ
ントロールユニツト20から閉弁信号が出力され
通路開閉弁11が閉弁するため冷却水中への空気
の混入は停止される。
On the other hand, when the operating state is outside the region A, the control unit 20 outputs a valve closing signal and the passage opening/closing valve 11 is closed, so that the mixing of air into the cooling water is stopped.

その後、冷却水温度が上昇し、サーモスタツト
2が開くと冷却水はバイパス通路4ではなくラジ
エータ3を介して流れ、これに伴なつてウオータ
ポンプ5の吸込側圧力が上昇するため、空気室8
A内の圧力との差が小さくなり空気の吸込力がな
くなる。このためキヤビテーシヨンが発生しない
冷却水高温時には運転状態とは無関係に空気の混
入が停止される。従つて、冷却水の冷却効率が損
なわれることなく、熱負荷によるエンジン本体1
の損傷を避けることができる。そして、本実施例
では、冷却水高温時における空気混入を確実に防
止するため、冷却水が所定温度を越えたことを水
温センサ14が感知すると、該水温センサ14の
出力信号S3に基づいてコントロールユニツト20
から閉弁信号が出力され運転状態とは関係なく通
路開閉弁11が閉弁するようにしている。従つて
空気混入制御の信頼性をより高いものにしてい
る。
After that, when the cooling water temperature rises and the thermostat 2 opens, the cooling water flows through the radiator 3 instead of the bypass passage 4, and the pressure on the suction side of the water pump 5 increases accordingly.
The difference between the pressure inside A becomes smaller and the air suction force disappears. Therefore, when the cooling water is at a high temperature where cavitation does not occur, the mixing of air is stopped regardless of the operating state. Therefore, the cooling efficiency of the cooling water is not impaired, and the engine body 1 due to heat load can be reduced.
damage can be avoided. In this embodiment, in order to reliably prevent air from entering the cooling water when the temperature is high, when the water temperature sensor 14 detects that the cooling water has exceeded a predetermined temperature, the output signal S 3 of the water temperature sensor 14 is used. Control unit 20
A valve closing signal is output from the passage opening/closing valve 11 so that the passage opening/closing valve 11 is closed regardless of the operating state. Therefore, the reliability of air entrainment control is improved.

尚、冷却水に混入する空気の供給源としてはウ
オータタンクの空気室に限らず別にエアタンクを
設けたり、外気を導入する構成等にしてもよい。
また、運転状態の検出要素として負荷及び回転数
に加えて燃料の噴射タイミング等を用いてもよ
い。
Note that the supply source of air mixed into the cooling water is not limited to the air chamber of the water tank, but a separate air tank may be provided, or a structure may be adopted in which outside air is introduced.
Furthermore, in addition to the load and rotational speed, fuel injection timing or the like may be used as a detection element for the operating state.

以上述べたように本考案によれば、キヤビテー
シヨンの発生する運転状態の時のみに空気を混入
する構成としたので、無駄な空気混入がなくなり
効率良くキヤビテーシヨンの発生を防止できシリ
ンダライナ等のエロージヨンを効果的に抑制でき
る。また、冷却水高温時の空気混入を確実に防止
でき、冷却効率を損なわず熱負荷によるエンジン
本体の損傷を防止できる。従つて、エンジンの耐
久性及び信頼性を大幅に向上させることができ
る。
As described above, according to the present invention, air is mixed in only during operating conditions where cavitation occurs, so there is no needless air mixing, and cavitation can be efficiently prevented and erosion of cylinder liners etc. Can be effectively suppressed. Furthermore, it is possible to reliably prevent air from entering the cooling water when the temperature is high, and it is possible to prevent damage to the engine body due to heat load without impairing cooling efficiency. Therefore, the durability and reliability of the engine can be significantly improved.

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

第1図は本考案の1実施例を示す簡略構成図、
第2図はエンジン運転状態とキヤビテーシヨン発
生領域との関係を示す図である。 1……エンジン本体、2……サーモスタツト、
3……ラジエータ、5……ウオータポンプ、10
……空気通路、11……通路開閉弁、12……負
荷センサ、13……回転数センサ、20……コン
トロールユニツト。
FIG. 1 is a simplified configuration diagram showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between engine operating conditions and cavitation occurrence regions. 1...Engine body, 2...Thermostat,
3...Radiator, 5...Water pump, 10
... Air passage, 11 ... Passage opening/closing valve, 12 ... Load sensor, 13 ... Rotation speed sensor, 20 ... Control unit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ウエツト型シリンダライナを装備する水冷式エ
ンジンにおいて、冷却系統のウオータポンプ吸込
側に当該冷却系統内に空気を導入する空気通路を
設ける一方、エンジン運転状態を検出する検出手
段と、該検出手段の検出したエンジン運転状態が
キヤビテーシヨン発生領域であるか否かを判定す
る判定手段と、前記空気通路に介装され前記判定
手段の出力に応じて開閉駆動される通路開閉弁と
を備えたことを特徴とするキヤビテーシヨンエロ
ージヨン防止装置。
In a water-cooled engine equipped with a wet type cylinder liner, an air passage is provided on the water pump suction side of the cooling system to introduce air into the cooling system, and a detection means for detecting the engine operating state is provided, and a detection means for detecting the engine operating state is provided. and a passage opening/closing valve that is interposed in the air passage and is driven to open or close in accordance with the output of the determination means. Cavitation erosion prevention device.
JP978683U 1983-01-28 1983-01-28 Cavity erosion prevention device Granted JPS59116528U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP978683U JPS59116528U (en) 1983-01-28 1983-01-28 Cavity erosion prevention device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP978683U JPS59116528U (en) 1983-01-28 1983-01-28 Cavity erosion prevention device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59116528U JPS59116528U (en) 1984-08-06
JPS641459Y2 true JPS641459Y2 (en) 1989-01-13

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ID=30141233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP978683U Granted JPS59116528U (en) 1983-01-28 1983-01-28 Cavity erosion prevention device

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JP (1) JPS59116528U (en)

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Publication number Publication date
JPS59116528U (en) 1984-08-06

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