JP5724596B2 - Engine cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの冷却装置に関する。 The present invention relates to an engine cooling apparatus.
車両等に搭載されるエンジン(内燃機関)では、シリンダヘッドおよびシリンダブロックに冷却水通路としてウォータージャケットをそれぞれ形成し、冷却水をウォーターポンプによってウォータージャケットを経由して循環させることで、エンジン全体を冷却するようにしている。エンジンの冷却装置として、ウォーターポンプにより吐出された冷却水をシリンダヘッドのウォータージャケットおよびシリンダブロックのウォータージャケットのそれぞれに供給可能に構成されたものが知られている。この種の冷却装置では、エンジンのシリンダヘッド側の冷却状態と、シリンダブロック側の冷却状態とがそれぞれ独立して制御可能となっている。 In an engine (internal combustion engine) mounted on a vehicle or the like, a water jacket is formed as a cooling water passage in each of the cylinder head and the cylinder block, and the cooling water is circulated through the water jacket by a water pump. I'm trying to cool it down. 2. Description of the Related Art As an engine cooling device, one that is configured to be able to supply cooling water discharged by a water pump to each of a water jacket of a cylinder head and a water jacket of a cylinder block is known. In this type of cooling device, the cooling state on the cylinder head side of the engine and the cooling state on the cylinder block side can be independently controlled.
上述のようなエンジンの冷却装置では、冷却水の温度が比較的低い冷間時、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給を停止(あるいは流量を制限)させたまま、シリンダヘッドのウォータージャケットだけに冷却水を供給するようにしている。これにより、シリンダヘッドの温度の過上昇を抑制しながらも、シリンダブロックの温度を早急に高めることで、エンジン始動後の短期間のうちにエンジン内の各所でのフリクションロスを低減して、燃費の改善を図るようにしている。 In the engine cooling apparatus as described above, when the temperature of the cooling water is relatively low, the cooling water supply to the cylinder jacket water jacket is stopped (or the flow rate is limited), and the water jacket of the cylinder head is stopped. Only cooling water is supplied. As a result, while suppressing an excessive increase in the temperature of the cylinder head, the temperature of the cylinder block is quickly increased to reduce friction loss in various parts of the engine within a short period of time after the engine is started. It is trying to improve.
ところで、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給を停止している間、ウォーターポンプからの冷却水が全てシリンダヘッドのウォータージャケットに供給されると、シリンダヘッドのウォータージャケットに必要流量以上の冷却水が供給される可能性がある。そして、これに起因して、シリンダヘッドが過度に冷却され、燃費が悪化することが懸念される。 By the way, if all the cooling water from the water pump is supplied to the water jacket of the cylinder head while the supply of the cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped, the water jacket of the cylinder head is cooled more than necessary. Water may be supplied. Then, due to this, there is a concern that the cylinder head is excessively cooled, and the fuel consumption is deteriorated.
従来では、エンジンの暖機中において、ブロック側遮断弁によってシリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給を停止するとともに、流量制御弁の開口面積を減少させることによってシリンダヘッドのウォータージャケットに供給される冷却水流量を制限することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、特許文献1に記載の冷却装置においては、上述のブロック側遮断弁および流量制御弁として、ともに電子制御弁が用いられているので、コストが高騰するという問題がある。 Conventionally, while the engine is warming up, the supply of cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped by the block-side shut-off valve, and the opening area of the flow control valve is reduced to be supplied to the water jacket of the cylinder head. It has been proposed to limit the flow rate of cooling water (see, for example, Patent Document 1). However, the cooling device described in Patent Document 1 has a problem that the cost increases because both the above-described block-side shut-off valve and flow control valve use electronic control valves.
本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、コストの低減を図りながらも、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給の停止あるいは流量制限時にシリンダヘッドの過冷却を抑制することが可能なエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and suppresses overcooling of the cylinder head when the supply of cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped or the flow rate is restricted while reducing the cost. It is an object of the present invention to provide a cooling device for an engine that can be used.
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、ウォーターポンプにより吐出された冷却水をシリンダヘッドのウォータージャケットおよびシリンダブロックのウォータージャケットのそれぞれに供給可能に構成されたエンジンの冷却装置であって、上記シリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量を制御する第1弁と、上記シリンダブロックのウォータージャケットに供給する冷却水流量を制御する第2弁とを有するサーモスタットが備えられ、上記第1弁には、上記第2弁の閉弁状態で、上記シリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量を制限する流量制限部が設けられていることを特徴としている。 In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention is an engine cooling apparatus configured to be able to supply cooling water discharged by a water pump to each of a water jacket of a cylinder head and a water jacket of a cylinder block, and A thermostat having a first valve for controlling the flow rate of the coolant supplied and a second valve for controlling the flow rate of the coolant supplied to the water jacket of the cylinder block is provided. The first valve includes the second valve. In the closed state, a flow rate limiting unit is provided that limits the flow rate of the cooling water supplied to the water jacket of the cylinder head.
上記構成のエンジンの冷却装置によれば、第2弁の閉弁状態では、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給が停止あるいは流量制限される。一方、シリンダヘッドのウォータージャケットには、流量制限部によって流量を制限された状態で冷却水の供給が行われる。これにより、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の停止時あるいは流量制限時にシリンダヘッドのウォータージャケットに必要流量以上の冷却水が供給されることを回避でき、シリンダヘッドの過冷却を抑制できる。そして、シリンダヘッドの暖機を効果的に行うことができ、燃費の向上に貢献できる。しかも、1つのサーモスタットしか用いていないので、電子制御式の流量制御弁を用いる場合に比べてコスト低減を図ることができる。 According to the engine cooling apparatus having the above-described configuration, when the second valve is closed, the supply of the cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped or the flow rate is limited. On the other hand, the cooling water is supplied to the water jacket of the cylinder head in a state where the flow rate is restricted by the flow restriction unit. Thereby, it is possible to avoid supplying cooling water in excess of the required flow rate to the water jacket of the cylinder head when the cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped or when the flow rate is restricted, and overcooling of the cylinder head can be suppressed. And a cylinder head can be warmed up effectively and it can contribute to the improvement of a fuel consumption. Moreover, since only one thermostat is used, the cost can be reduced as compared with the case where an electronically controlled flow control valve is used.
上記構成のエンジンの冷却装置において、上記第2弁の閉弁状態では、上記シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給が停止されることが好ましい。 In the engine cooling apparatus having the above-described configuration, it is preferable that supply of cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped when the second valve is closed.
上記構成のエンジンの冷却装置によれば、第2弁の閉弁状態で、シリンダブロックの暖機を促進することが可能になる。 According to the engine cooling device having the above-described configuration, it is possible to promote the warm-up of the cylinder block with the second valve closed.
上記構成のエンジンの冷却装置において、上記流量制限部は、冷却水が流通可能な貫通孔であることが好ましい。 In the engine cooling apparatus having the above-described configuration, it is preferable that the flow rate restriction portion is a through hole through which cooling water can flow.
上記構成のエンジンの冷却装置によれば、貫通孔によって冷却水流量を絞ることによって、第2弁の閉弁状態で、シリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量を制限することが可能になる。 According to the engine cooling device having the above-described configuration, it is possible to limit the flow rate of the cooling water supplied to the water jacket of the cylinder head in the closed state of the second valve by restricting the flow rate of the cooling water through the through hole. .
上記構成のエンジンの冷却装置において、上記第1弁と第2弁とは、冷却水の温度に応じて連動して作動され、上記第2弁が開弁状態のとき、上記第1弁も開弁状態となることが好ましい。 In the engine cooling apparatus configured as described above, the first valve and the second valve are operated in conjunction with each other according to the temperature of the cooling water, and when the second valve is open, the first valve is also opened. It is preferable to be in a valve state.
上記構成のエンジンの冷却装置によれば、第1弁と第2弁とを連動して作動させることで、サーモスタットを簡素な構成とすることが可能になる。 According to the engine cooling apparatus having the above-described configuration, the thermostat can have a simple configuration by operating the first valve and the second valve in conjunction with each other.
上記構成のエンジンの冷却装置において、上記第1弁の開弁方向と上記第2弁の閉弁方向とが互いに逆方向となっており、上記第1弁の冷却水の圧力が作用する部分の面積は、上記第2弁の冷却水の圧力が作用する部分の面積よりも大きいことが好ましい。 In the engine cooling apparatus having the above configuration, the valve opening direction of the first valve and the valve closing direction of the second valve are opposite to each other, and the pressure of the cooling water of the first valve is applied. The area is preferably larger than the area of the portion where the cooling water pressure of the second valve acts.
上記構成のエンジンの冷却装置によれば、第1弁の冷却水の圧力が作用する部分の面積が、第2弁の冷却水の圧力が作用する部分の面積よりも大きいため、エンジンの回転数の上昇によってウォーターポンプの吐出圧が増大すると、第1弁の開弁方向の力と第2弁の閉弁方向の力との差が大きくなる結果、第2弁が開弁状態となる。これにより、エンジンの回転数が急上昇したとしても、第2弁を速やかに開弁状態とすることが可能になり、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給を速やかに行うことが可能になり、冷却水が沸騰してしまうような状況を回避できる。 According to the engine cooling apparatus having the above configuration, the area of the portion where the pressure of the cooling water of the first valve acts is larger than the area of the portion of the second valve where the pressure of the cooling water acts. When the discharge pressure of the water pump increases due to the increase in the pressure, the difference between the force in the valve opening direction of the first valve and the force in the valve closing direction of the second valve increases, and as a result, the second valve is opened. As a result, even if the engine speed rapidly increases, the second valve can be quickly opened, and the cooling water can be quickly supplied to the water jacket of the cylinder block. The situation where the cooling water boils can be avoided.
上記構成のエンジンの冷却装置において、上記第2弁の開弁状態で、上記流量制限部によるシリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量の制限を緩和する制限緩和部が設けられていることが好ましい。 In the engine cooling apparatus having the above-described configuration, a restriction relaxation unit that relaxes a restriction on a flow rate of the cooling water supplied to the water jacket of the cylinder head by the flow rate restriction unit when the second valve is opened is provided. preferable.
上記構成のエンジンの冷却装置によれば、第1、第2弁の開弁状態では、シリンダブロックのウォータージャケットに冷却水が供給されるとともに、シリンダヘッドのウォータージャケットには、第1弁の流量制限部(貫通孔)を通過した冷却水だけではなく、制限緩和部を通過した冷却水も供給される。これにより、シリンダヘッドのウォータージャケットに必要流量の冷却水を確実に供給することが可能になり、冷却水が沸騰してしまうような状況を回避することが可能になる。 According to the engine cooling apparatus configured as described above, when the first and second valves are opened, the cooling water is supplied to the water jacket of the cylinder block, and the flow rate of the first valve is supplied to the water jacket of the cylinder head. Not only the cooling water that has passed through the restriction part (through hole) but also the cooling water that has passed through the restriction relaxation part is supplied. This makes it possible to reliably supply the required flow rate of cooling water to the water jacket of the cylinder head, and to avoid a situation where the cooling water boils.
上記構成のエンジンの冷却装置において、上記制限緩和部は、冷却水流路に設けられた拡径部であることが好ましい。 In the engine cooling apparatus having the above-described configuration, it is preferable that the restriction relaxation portion is a diameter-expanded portion provided in the cooling water flow path.
上記構成のエンジンの冷却装置によれば、冷却水流路に拡径部を設けるという簡単な構成により、第2弁の開弁状態で、シリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量を確保することが可能になる。 According to the engine cooling apparatus having the above-described configuration, the flow rate of the cooling water supplied to the water jacket of the cylinder head can be secured with the second valve opened by a simple configuration in which the diameter-enlarged portion is provided in the cooling water flow path. Is possible.
本発明のエンジンの冷却装置によれば、第2弁の閉弁状態では、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給が停止あるいは流量制限される。一方、シリンダヘッドのウォータージャケットには、流量制限部によって流量を制限された状態で冷却水の供給が行われる。これにより、シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給の停止時あるいは流量制限時にシリンダヘッドのウォータージャケットに必要流量以上の冷却水が供給されることを回避でき、シリンダヘッドの過冷却を抑制できる。そして、シリンダヘッドの暖機を効果的に行うことができ、燃費の向上に貢献できる。しかも、1つのサーモスタットしか用いていないので、電子制御式の流量制御弁を用いる場合に比べてコスト低減を図ることができる。 According to the engine cooling device of the present invention, when the second valve is closed, the supply of the cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped or the flow rate is limited. On the other hand, the cooling water is supplied to the water jacket of the cylinder head in a state where the flow rate is restricted by the flow restriction unit. As a result, it is possible to avoid supplying cooling water exceeding the required flow rate to the water jacket of the cylinder head when the supply of cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped or when the flow rate is restricted, and overcooling of the cylinder head can be suppressed. . And a cylinder head can be warmed up effectively and it can contribute to the improvement of a fuel consumption. Moreover, since only one thermostat is used, the cost can be reduced as compared with the case where an electronically controlled flow control valve is used.
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
以下では、自動車等の車両に搭載されるエンジンを、冷却水の循環によって冷却するエンジンの冷却装置に本発明を適用した例について説明する。 Below, the example which applied this invention to the cooling device of the engine which cools the engine mounted in vehicles, such as a motor vehicle, by circulation of cooling water is demonstrated.
図1に例示するエンジンの冷却装置は、エンジン10、ウォーターポンプ20、ラジエータ30、ヒータコア40、ラジエータ用サーモスタット(第1サーモスタット)50、ブロック用サーモスタット(第2サーモスタット)70、および、これら機器に冷却水(例えば、LLC:Long Life Coolant)を循環する冷却水回路100を備えている。
The engine cooling device illustrated in FIG. 1 includes an
エンジン10は、燃料と空気との混合気を燃焼させることによって、車両における動力を発生する。エンジン10の内部には、冷却水通路が形成されており、冷却水通路を経由して冷却水を循環させることで、エンジン10全体を冷却するようにしている。具体的には、エンジン10は、シリンダヘッド11およびシリンダブロック12を備えている。シリンダヘッド11およびシリンダブロック12の内部には、それぞれ冷却水通路としてウォータージャケット11a,12aが形成されている。シリンダブロック12のウォータージャケット12aは、シリンダブロック12に形成された複数のシリンダ13の周囲を囲うように設けられている。
The
シリンダヘッド11のウォータージャケット11aを経由した冷却水は、ラジエータ30、ヒータコア40、ラジエータ用サーモスタット50などに流入されるようになっている。また、シリンダブロック12のウォータージャケット12aを経由した冷却水は、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aの入口側(上流側)に連通する流路11bに流入されるようになっている。
Cooling water that has passed through the
ウォーターポンプ20は、エンジン10の出力軸であるクランクシャフトに連結されており、そのクランクシャフトの回転を動力源として駆動される機械式ウォーターポンプである。この実施形態では、ウォーターポンプ20により吐出された冷却水は、ブロック用サーモスタット70を経由した後、エンジン10のシリンダヘッド11のウォータージャケット11aおよびシリンダブロック12のウォータージャケット12aのそれぞれに供給可能になっている。ウォーターポンプ20は、エンジン10のシリンダブロック12の側方に配置されており、図示しないが、ウォーターポンプ20の駆動軸に設けられたウォータポンププーリと、エンジン10のクランクシャフトに設けられたクランクプーリとの間に伝動ベルトが掛け渡されている。
The
ラジエータ30は、例えばダウンフロータイプのものであり、アッパタンクとロアタンクとの間にラジエータコアを備えた構成とされている。ラジエータ30のアッパタンクに流れ込んだ冷却水は、ロアタンクに向けてラジエータコアの内部を流下する際に、外気(走行風や冷却ファンの駆動による送風)との間で熱交換を行う。そして、外気に放熱することで冷却水が冷却されるようになっている。
The
ヒータコア40は、冷却水と空調風との間で熱交換を行わせることで車室内を暖房するためのものであって、図示しないエアコンディショナの送風ダクトに臨んで配置されている。つまり、車室内の暖房時には、送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア40に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外のとき(例えば冷房時)には、ヒータコア40をバイパスさせて空調風を車室内に送るようにしている。
The
ラジエータ用サーモスタット50は、感熱部(感熱筒)54の周囲の冷却水の温度に応じて作動するワックス型のサーモスタットである。具体的には、ラジエータ用サーモスタット50は、後述するブロック用サーモスタット70(図2等参照)と同様に、感熱筒54内に充填されたサーモワックスの膨張・収縮によって弁(弁体)51が作動するように構成されている。
The
ラジエータ用サーモスタット50は、ラジエータ30の出口32と、ウォーターポンプ20の吸込口21との間に設けられている。そして、ラジエータ用サーモスタット50は、弁51の作動により、ラジエータ30を経由させずにバイパス流路101を経由させて冷却水を循環させる状態と、ラジエータ30を経由させて冷却水を循環させる状態とに切り替えられる。
The
ラジエータ用サーモスタット50には、第1ポート50a、第2ポート50b、および第3ポート50cが設けられている。第1ポート50aは、ラジエータ30の出口32側(下流側)の流路に連通されている。
The
第2ポート50bは、ラジエータ30をバイパスするバイパス流路101に連通されている。バイパス流路101は、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aの出口側(下流側)の流路から、ラジエータ30の入口31側(上流側)において分岐されている。また、ヒータコア40の入口41側(上流側)に連通する流路102が、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aの出口側の流路から、ラジエータ30の入口31側(上流側)において分岐されている。そして、ヒータコア40の出口42側(下流側)に連通する流路103が、バイパス流路101に接続されている。
The
第3ポート50cは、ウォーターポンプ20の吸込口21側(上流側)の流路に連通されている。ラジエータ用サーモスタット50において、第2ポート50bと第3ポート50cとは連通されている。第1ポート50aと第3ポート50cとは、弁51の作動によって連通または遮断される。
The
ラジエータ用サーモスタット50は、冷却水の温度が低温の場合、具体的には、感熱筒54の周囲の冷却水の温度が所定の切替温度以下である場合には、感熱筒54内のサーモワックスが収縮する。これにともない、弁51が閉弁状態となり、第1ポート50aと第3ポート50cとが遮断する状態に切り替えられる。この状態では、冷却水が、バイパス流路101を経由して、ウォーターポンプ20側へ戻される。このように、ラジエータ30に冷却水を流通させないことで、エンジン10の暖機促進を図るようにしている。
When the temperature of the cooling water is low, specifically, when the temperature of the cooling water around the
一方、感熱筒54の周囲の冷却水の温度が上昇し、上記切替温度よりも高くなると、感熱筒54内のサーモワックスが膨張する。これにともない、弁51が開弁状態となり、第1ポート50aと第3ポート50cとが連通する状態に切り替えられる。この状態では、冷却水が、ラジエータ30を経由して、ウォーターポンプ20側へ戻される。このように、ラジエータ30に冷却水を流通させることで、冷却水が回収した熱をラジエータ30から大気に放出するようにしている。
On the other hand, when the temperature of the cooling water around the
ブロック用サーモスタット70は、感熱部(感熱筒)74の周囲の冷却水の温度に応じて作動するワックス型のサーモスタットである。具体的には、ブロック用サーモスタット70は、感熱筒74内に充填されたサーモワックス75の膨張・収縮によって第1弁71および第2弁72が作動するように構成されている。以下、ブロック用サーモスタット70の詳細について、図2〜図5を参照して説明する。
The
図2に示すように、ブロック用サーモスタット70は、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aに供給する冷却水流量を制御する第1弁71と、シリンダブロック12のウォータージャケット12aに供給する冷却水流量を制御する第2弁72とを備えている。第1、第2弁71,72は、冷却水の温度に応じて駆動する共通のサーモアクチュエータ73により連動して作動するように設けられている。第1弁71は、サーモアクチュエータ73の一端側(図2では左端側)に設けられており、第2弁72は、サーモアクチュエータ73の他端側(図2では右端側)に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
具体的に、サーモアクチュエータ73は、冷却水の温度変化を検知して第1、第2弁71,72を駆動するための駆動手段であって、内部にサーモワックス75が充填される有底円筒形の感熱筒74を有している。そして、感熱筒74の底部側に第1弁71が取り付けられており、感熱筒74の開口側に第2弁72が取り付けられている。感熱筒74の開口部には、円筒形で蓋状のガイドメンバ76が取り付けられている。感熱筒74内には、プッシュロッド77の一端側が挿入されており、このプッシュロッド77の他端側がガイドメンバ76の中心孔から感熱筒74の外部に突出されている。そして、サーモワックス75が、ガイドメンバ76の内側面に取り付けられた弾性シールスプール78と、感熱筒74の内壁面との間の空間内に充填されている。サーモワックス75は、温度に応じて、凝固して収縮する状態や、溶融して膨張する状態に変化するもので、一般的に周知のもの(例えばパラフィンワックス等)を用いることができる。
Specifically, the
また、サーモアクチュエータ73は、互いに結合された第1、第2フレーム81,82に取り付けられている。第1、第2フレーム81,82は、冷却水の流通を妨げないような形状になっている。そして、第2フレーム82の中央にプッシュロッド77の突出端(図2では右端)が固定されており、第1フレーム81に対し感熱筒74が相対変位可能に支持されている。
The
第2弁72と第1フレーム81との間には、リターンスプリング83が圧縮状態で介装されている。リターンスプリング83の弾性力は、第2弁72を、第2フレーム82の環状フランジ部82aに押し付けて環状フランジ部82aの内孔を閉鎖する方向に作用している。リターンスプリング83によって、第1、第2弁71,72が閉弁状態となる方向に付勢されている。
A
ブロック用サーモスタット70は、ウォーターポンプ20の吐出口22側(下流側)の流路が、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aの入口側(上流側)と、シリンダブロック12のウォータージャケット12aの入口側(上流側)とに分岐する部分に配置されている。この実施形態では、ブロック用サーモスタット70は、シリンダブロック12の内部であって、ウォータージャケット12aの入口側に連通する部分に配置されている。
In the
ブロック用サーモスタット70には、第1ポート70a、第2ポート70b、および第3ポート70cが設けられている。第1ポート70aは、ウォーターポンプ20の吐出口22側(下流側)の流路に連通されている。
The
第2ポート70bは、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aの入口側の冷却水流路11bに連通されている。第2ポート70bには、第1弁71が配置されている。第1弁71は、略円板状に形成されており、第1弁71の外周部には、ゴム71aが取り付けられている。ゴム71aによって第1弁71と第2ポート70b(冷却水流路71b)の内壁面との密着性が高められている。第1弁71の冷却水の圧力が作用する部分の面積は、第2弁72の冷却水の圧力が作用する部分の面積よりも大きくなっている。
The
第1弁71には、冷却水が流通可能な複数の貫通孔71c,71c,・・・が複数設けられている。このため、第1弁71の閉弁状態(図2、図3に示す状態)の場合にも、第1ポート70aと第2ポート70bとが貫通孔71c,71c,・・・を介して連通されており、図2の2点鎖線A1で示すように、貫通孔71c,71c,・・・を介してシリンダヘッド11のウォータージャケット11aに冷却水が供給されるようになっている。貫通孔71c,71c,・・・の流路断面積は、第2弁72の閉弁状態(図2に示す状態)で、シリンダヘッド11の暖機を効果的に行えるような値に設定することが可能である。
The
また、第1弁71には、上記冷却水流路71bに拡径部(大径部)71dが設けられている。拡径部71dは、冷却水流路71bの内壁面が前後の部分よりも外径側へ向けて凹んでいる凹部である。このため、第1弁71の開弁状態(図4、図5に示す状態)の場合には、第1ポート70aと第2ポート70bとが貫通孔71c,71c,・・・および拡径部71dを介して連通されており、図4の2点鎖線A1,A2で示すように、貫通孔71c,71c,・・・および拡径部71dを介してシリンダヘッド11のウォータージャケット11aに冷却水が供給されるようになっている。なお、拡径部71dは、シリンダブロック12内部の冷却水流路の内壁面に形成してもよいし、シリンダブロック12に取り付けた配管の内壁面に形成してもよい。拡径部71dの流路断面積は、第2弁72の開弁状態(図4に示す状態)で、シリンダヘッド11の冷却を効果的に行えるような値に設定することが可能である。
Further, the
第3ポート70cは、シリンダブロック12のウォータージャケット12aの入口側に連通されている。第3ポート70cには、第2弁72、第2フレーム82などが配置されている。第2弁72の外周部には、ゴム72aが取り付けられており、ゴム72aによって第2弁72と第2フレーム82の環状フランジ部82aとの密着性が高められている。
The
そして、第2弁72の閉弁状態(図2に示す状態)の場合には、第2弁72と第2フレーム82の環状フランジ部82aとが密着されており、第1ポート70aと第3ポート70cとが遮断されるようになっている。このため、シリンダブロック12のウォータージャケット12aには冷却水が供給されないようになっている。
When the
一方、第2弁72の開弁状態(図4に示す状態)の場合には、第2弁72と第2フレーム82の環状フランジ部82aとが離間されており、第1ポート70aと第3ポート70cとが連通されるようになっている。このため、図4の1点鎖線B2で示すように、第2弁72と第2フレーム82の環状フランジ部82aとの隙間を介してシリンダブロック12のウォータージャケット12aに冷却水が供給されるようになっている。
On the other hand, in the valve open state of the second valve 72 (the state shown in FIG. 4), the
この実施形態では、ブロック用サーモスタット70の第1、第2弁71,72は、サーモアクチュエータ73によって一体的に作動するように設けられている。ブロック用サーモスタット70の動作について、図2、図4を参照して説明する。
In this embodiment, the first and
まず、図2に示すように、感熱筒74(ガイドメンバ76)からのプッシュロッド77の突出量L1が最小であるとき、第1弁71が第2ポート70b(冷却水流路71b)の内壁面に密着されており、第1弁71は閉弁状態にある。この第1弁71の閉弁状態では、図2の2点鎖線A1で示すように、貫通孔71c,71c,・・・を通じてシリンダヘッド11のウォータージャケット11aへの冷却水の供給が行われる。また、第2弁72が第2フレーム82の環状フランジ部82aに密着されており、第2弁72は閉弁状態にある。この第2弁72の閉弁状態では、シリンダブロック12のウォータージャケット12aへの冷却水の供給が停止される(ブロック内水停止)。
First, as shown in FIG. 2, when the protrusion amount L1 of the
次に、図2に示す状態から、感熱筒74(ガイドメンバ76)からのプッシュロッド77の突出量L1が増加することにより、第2弁72がリターンスプリング83の弾性力に抗して環状フランジ部82aから離れる向きに移動する。そして、図4に示すように、プッシュロッド77の突出量L1が最大となったとき、第2弁72が環状フランジ部82aから完全に離れた状態となり、第2弁72が開弁状態となる。また、第1弁71が冷却水流路71bの拡径部71d側に向けて移動し、図4に示すように、プッシュロッド77の突出量L1が最大となったとき、第1弁71が冷却水流路71bの内壁面から完全に離れて拡径部71d内に位置した状態となり、第1弁71が開弁状態となる。
Next, from the state shown in FIG. 2, the protrusion L1 of the
一方、図4に示す状態から、感熱筒74(ガイドメンバ76)からのプッシュロッド77の突出量L1が減少することにより、第2弁72がリターンスプリング83の弾性力によって環状フランジ部82aに近づく向きに移動する。そして、図2に示すように、プッシュロッド77の突出量L1が最小となったとき、第2弁72が環状フランジ部82aに完全に密着した状態となり、第2弁72が閉弁状態となる。また、第1弁71が冷却水流路71bの拡径部71dよりも上流側(図2では右方側)に向けて移動し、図2に示すように、プッシュロッド77の突出量L1が最小となったとき、第1弁71が冷却水流路71bの内壁面に完全に密着した状態となり、第1弁71が閉弁状態となる。
On the other hand, from the state shown in FIG. 4, the protrusion amount L1 of the
ここで、プッシュロッド77の突出量L1を変化させる要因、言い換えれば、第1、第2弁71,72の開弁状態と閉弁状態とが切り替えられる要因としては、エンジン10の回転数や負荷が変動して冷却水の温度が変動することと、エンジン10の回転数が変動してウォーターポンプ20の吐出圧が変動することが挙げられる。エンジン10の回転数や負荷の増大にともなって冷却水の温度が上昇すると、サーモワックス75が膨張する結果、プッシュロッド77の突出量L1が増加される。逆に、エンジン10の回転数や負荷の減少にともなって冷却水の温度が下降すると、サーモワックス75が収縮する結果、プッシュロッド77の突出量L1が減少される。
Here, as a factor for changing the protrusion amount L1 of the
また、上述したように、第1弁71の冷却水の圧力が作用する部分の面積が、第2弁72の冷却水の圧力が作用する部分の面積よりも大きいため、第1、第2弁71,72の面積差の分だけ、第1弁71の開弁方向(図4では左方向)に作用する力が、第2弁の閉弁方向(図4では右方向)に作用する力よりも大きくなる。第1弁71の開弁方向と第2弁72の閉弁方向とは互いに逆方向であるので、エンジン10の回転数の上昇によってウォーターポンプ20の吐出圧が増大すると、第1弁71の開弁方向の力と第2弁の閉弁方向の力との差が大きくなる結果、プッシュロッド77の突出量L1が増加される。逆に、エンジン10の回転数の下降によってウォーターポンプ20の吐出圧が低減すると、第1弁71の開弁方向の力と第2弁の閉弁方向の力との差が小さくなる結果、プッシュロッド77の突出量L1が減少される。
Further, as described above, since the area of the portion of the
この実施形態では、第2弁72の閉弁状態で、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aに供給する冷却水流量を制限する(絞る)流量制限部としての貫通孔71c,71c,・・・が、第1弁71に設けられている。これにより、次のような効果が得られる。
In this embodiment, when the
第2弁72の閉弁状態では、シリンダブロック12のウォータージャケット12aへの冷却水の供給が停止される(ブロック内水停止)。一方、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aには、図2の2点鎖線A1で示すように、第1弁71の貫通孔71c,71c,・・・を通過した冷却水のみが供給される。つまり、貫通孔71c,71c,・・・によって流量が制限された状態でシリンダヘッド11のウォータージャケット11aへの冷却水の供給が行われる。これにより、ブロック内水停止時にシリンダヘッド11のウォータージャケット11aに必要流量以上の冷却水が供給されることを回避でき、シリンダヘッド11の過冷却を抑制できる。そして、シリンダヘッド11の暖機を効果的に行うことができ、燃費の向上に貢献できる。しかも、1つのブロック用サーモスタット70しか用いていないので、電子制御式の流量制御弁を用いる場合に比べてコスト低減を図ることができる。
In the closed state of the
また、この実施形態では、第2弁72の開弁状態で、貫通孔71c,71c,・・・によるシリンダヘッド11のウォータージャケット11aに供給する冷却水流量の制限を緩和する制限緩和部としての拡径部71dが、第1弁71に設けられている。ここで、拡径部71dが設けられていなければ、熱負荷が厳しいエンジン10の高回転時、第1、第2弁71,72が開弁状態になったとしても、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aには、第1弁71の貫通孔71c,71c,・・・を通過した冷却水しか供給されない。このため、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aに必要流量の冷却水を供給できず、冷却水が沸騰してしまう可能性がある。
Moreover, in this embodiment, as the restriction relaxation part which eases restriction | limiting of the flow volume of the cooling water supplied to the
しかし、この実施形態では、第1、第2弁71,72が開弁状態になると、シリンダブロック12のウォータージャケット12aに冷却水が供給されるとともに、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aには、第1弁71の貫通孔71c,71c,・・・を通過した冷却水だけではなく、図4の2点鎖線A2で示すように、拡径部71dを通過した冷却水も供給される。つまり、拡径部71dを通過するシリンダヘッド11のウォータージャケット11aへの冷却水流量の増大分だけ、貫通孔71c,71c,・・・によるシリンダヘッド11のウォータージャケット11aへの冷却水流量の制限が緩和される。これにより、例えばエンジン10の高回転時や低回転高負荷時などに、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aに必要流量の冷却水を確実に供給することができ、冷却水が沸騰してしまうような状況を回避できる。
However, in this embodiment, when the first and
また、この実施形態では、第1弁71の開弁方向と第2弁72の閉弁方向とが互いに逆方向となっており、第1弁71の冷却水の圧力が作用する部分の面積が、第2弁72の冷却水の圧力が作用する部分の面積よりも大きくなっている。ここで、第1弁71の冷却水の圧力が作用する部分の面積が、第2弁72の冷却水の圧力が作用する部分の面積以下であれば、エンジン10の回転数が上昇したとしても、感熱筒74の周囲の冷却水の温度が上昇してサーモワックス75が膨張しなければ、第2弁72が開弁状態にはならない。このため、第2弁72が開弁状態となる直前にエンジン10の回転数が急上昇した場合、サーモワックス75が膨張して第2弁72が開弁状態になるまでの間にシリンダブロック12の温度が急激に上昇して冷却水が沸騰してしまう可能性がある。
In this embodiment, the valve opening direction of the
しかし、この実施形態では、第1弁71の冷却水の圧力が作用する部分の面積が、第2弁72の冷却水の圧力が作用する部分の面積よりも大きいため、エンジン10の回転数の上昇によってウォーターポンプ20の吐出圧が増大すると、第1弁71の開弁方向の力と第2弁の閉弁方向の力との差が大きくなる。その結果、プッシュロッド77の突出量L1が増加され、第2弁72が開弁状態となり、図4の1点鎖線B2で示すように、第2弁72と第2フレーム82の環状フランジ部82aとの隙間を通過した冷却水がシリンダブロック12のウォータージャケット12aに供給される。これにより、エンジン10の回転数が急上昇したとしても、第2弁72を速やかに開弁状態とすることができ、シリンダブロック12のウォータージャケット12aへの冷却水の供給を速やかに行うことができ、冷却水が沸騰してしまうような状況を回避できる。
However, in this embodiment, the area of the portion where the pressure of the cooling water acts on the
−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
-Other embodiments-
The present invention is not limited only to the above-described embodiments, and all modifications and applications within the scope of the claims and within the scope equivalent to the scope are possible.
上述した冷却水回路100は一例であって、ウォーターポンプ20により吐出された冷却水をシリンダヘッド11のウォータージャケット11aおよびシリンダブロック12のウォータージャケット12aのそれぞれに供給可能な構成であればいかなる構成であってもよい。例えば、上記実施形態では、シリンダブロック12のウォータージャケット12aを経由した冷却水をシリンダヘッド11のウォータージャケット11aに流入させたが、シリンダブロック12のウォータージャケット12aを経由した冷却水をシリンダヘッド11のウォータージャケット11aに流入させずにラジエータ30等に流入させる構成としてもよい。
The cooling
上記実施形態では、ブロック用サーモスタット70をシリンダブロック12の内部に配置したが、ブロック用サーモスタット70をシリンダブロック12の外部に配置する構成としてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ブロック用サーモスタット70の第2弁72の閉弁状態で、シリンダブロック12のウォータージャケット12aへの冷却水の供給を停止させたが、第2弁72の閉弁状態で冷却水の流量を制限してシリンダブロック12のウォータージャケット12aへの冷却水の供給を行う構成としてもよい。なお、上記実施形態のように、ブロック内水停止を行うことで、シリンダブロック12の暖機促進を図ることが可能になる。
In the above embodiment, the supply of the cooling water to the
上述した第1弁71に設けた貫通孔71cは流量制限部の一例であって、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aに供給する冷却水流量を制限可能な構成であればいかなる構成であってもよい。例えば、流量制限部を、第1弁71を小径に形成したり、第1弁71の外周部に切欠き等を形成することによって構成することも可能である。なお、上記実施形態のように、流量制限部を貫通孔71cとすれば、貫通孔71cによって冷却水流量を絞ることによって、第2弁72の閉弁状態で、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aに供給する冷却水流量を制限することが可能になる。
The above-described through
また、拡径部71dは制限緩和部の一例であって、流量制限部によるシリンダヘッド11のウォータージャケット11aに供給する冷却水流量の制限を緩和可能な構成であればいかなる構成であってもよい。なお、上記実施形態のように、制限緩和部を拡径部71dによって構成すれば、冷却水流路に拡径部71dを設けるという簡単な構成により、第2弁72の開弁状態で、シリンダヘッド11のウォータージャケット11aに供給する冷却水流量を確保することが可能になる。
The diameter-expanded
上記実施形態では、ブロック用サーモスタット70の第1、第2弁71,72を連動して作動させる構成としたが、第1、第2弁71,72を別々に作動させる構成としてもよい。なお、上記実施形態のように、第1、第2弁71,72をサーモアクチュエータ73により連動して作動させる構成とすれば、ブロック用サーモスタット70を簡素な構成とすることが可能になる。
In the above embodiment, the first and
本発明は、ウォーターポンプにより吐出された冷却水をシリンダヘッドのウォータージャケットおよびシリンダブロックのウォータージャケットのそれぞれに供給可能に構成されたエンジンの冷却装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an engine cooling device configured to be able to supply cooling water discharged by a water pump to each of a water jacket of a cylinder head and a water jacket of a cylinder block.
10 エンジン
11 シリンダヘッド
11a ウォータージャケット
12 シリンダブロック
12a ウォータージャケット
20 ウォーターポンプ
70 ブロック用サーモスタット
71 第1弁
71c 貫通孔(流量制限部)
71d 拡径部(制限緩和部)
72 第2弁
73 サーモアクチュエータ
74 感熱筒
75 サーモワックス
DESCRIPTION OF
71d Diameter expansion part (restriction alleviation part)
72
Claims (7)
上記シリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量を制御する第1弁と、上記シリンダブロックのウォータージャケットに供給する冷却水流量を制御する第2弁とを有するサーモスタットが備えられ、
上記第1弁には、上記第2弁の閉弁状態で、上記シリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量を制限する流量制限部が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。 An engine cooling device configured to be able to supply cooling water discharged by a water pump to each of a water jacket of a cylinder head and a water jacket of a cylinder block,
A thermostat having a first valve for controlling a flow rate of cooling water supplied to the water jacket of the cylinder head and a second valve for controlling a flow rate of cooling water supplied to the water jacket of the cylinder block;
The engine cooling device according to claim 1, wherein the first valve is provided with a flow rate limiting unit that limits a flow rate of cooling water supplied to the water jacket of the cylinder head when the second valve is closed.
上記第2弁の閉弁状態では、上記シリンダブロックのウォータージャケットへの冷却水の供給が停止されることを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1,
The engine cooling apparatus according to claim 1, wherein when the second valve is closed, the supply of cooling water to the water jacket of the cylinder block is stopped.
上記流量制限部は、冷却水が流通可能な貫通孔であることを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1 or 2,
The engine cooling device according to claim 1, wherein the flow restriction unit is a through hole through which cooling water can flow.
上記第1弁と第2弁とは、冷却水の温度に応じて連動して作動され、上記第2弁が開弁状態のとき、上記第1弁も開弁状態となることを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to any one of claims 1 to 3,
The first valve and the second valve are operated in accordance with the temperature of the cooling water, and when the second valve is open, the first valve is also opened. Engine cooling system.
上記第1弁の開弁方向と上記第2弁の閉弁方向とが互いに逆方向となっており、
上記第1弁の冷却水の圧力が作用する部分の面積は、上記第2弁の冷却水の圧力が作用する部分の面積よりも大きいことを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 4,
The valve opening direction of the first valve and the valve closing direction of the second valve are opposite to each other,
The engine cooling device according to claim 1, wherein an area of the portion of the first valve where the pressure of the cooling water acts is larger than an area of the portion of the second valve where the pressure of the cooling water acts.
上記第2弁の開弁状態で、上記流量制限部によるシリンダヘッドのウォータージャケットに供給する冷却水流量の制限を緩和する制限緩和部が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。 In the engine cooling device according to any one of claims 1 to 5,
An engine cooling apparatus, comprising: a restriction relaxation unit that relaxes a restriction on a flow rate of cooling water supplied to the water jacket of the cylinder head by the flow rate restriction unit when the second valve is opened.
上記制限緩和部は、冷却水流路に設けられた拡径部であることを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 6,
The engine cooling apparatus according to claim 1, wherein the restriction relaxation portion is a diameter-expanded portion provided in the cooling water flow path.
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