JP6459502B2

JP6459502B2 - Engine coolant circulation structure

Info

Publication number: JP6459502B2
Application number: JP2014260854A
Authority: JP
Inventors: 昌之池谷; 照幸土居; 松本　浩一; 浩一松本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: JP2016121577A

Description

この発明は、例えばディーゼルエンジン等のエンジンに適用される冷却液循環構造に関する。 The present invention relates to a coolant circulation structure applied to an engine such as a diesel engine.

エンジンのシリンダブロックやシリンダヘッド等を冷却する冷却液循環構造の一例は、シリンダブロックに形成されたウォータジャケットやウォータポンプを含んでいる。ラジエータによって冷却された冷却液は、ウォータポンプによってウォータジャケットに供給される。シリンダブロックやシリンダヘッドを冷却して温度が上昇した冷却液は再びラジエータに送られて冷却され、ラジエータからウォータポンプを経て再びウォータジャケットに供給される。一般的なウォータポンプは、クランクシャフトの回転に連動するプーリ等の動力伝達機構によって回転する。このためエンジンが回転している間、ウォータポンプは常に回転してポンプ動作を行なっている。 An example of a coolant circulation structure that cools a cylinder block, a cylinder head, and the like of an engine includes a water jacket and a water pump formed in the cylinder block. The cooling liquid cooled by the radiator is supplied to the water jacket by the water pump. The coolant whose temperature has risen by cooling the cylinder block and the cylinder head is sent again to the radiator to be cooled, and is supplied from the radiator to the water jacket again through the water pump. A general water pump is rotated by a power transmission mechanism such as a pulley interlocked with rotation of a crankshaft. For this reason, while the engine is rotating, the water pump is always rotating to perform the pump operation.

特許文献１あるいは特許文献２にウォータポンプの一例が記載されている。例えばウォータポンプの下流側（吐出側流路）にサーモスタット弁が配置されている場合には、冷却液の温度が低いときサーモスタット弁が閉じることにより、低温の冷却液がラジエータからウォータジャケットに供給されることを回避できる。エンジン温度が上昇し、ラジエータから供給される冷却液の温度が所定温度（例えば６０℃）よりも高くなると、サーモスタット弁が開くことにより、冷却液がウォータジャケットに供給される。特許文献３には暖機運転のためのショートカット通路を備えたエンジンの冷却装置が開示されている。 Patent Document 1 or Patent Document 2 describes an example of a water pump. For example, when a thermostat valve is disposed downstream of the water pump (discharge side flow path), the low temperature coolant is supplied from the radiator to the water jacket by closing the thermostat valve when the coolant temperature is low. Can be avoided. When the engine temperature rises and the temperature of the coolant supplied from the radiator becomes higher than a predetermined temperature (for example, 60 ° C.), the thermostat valve is opened to supply the coolant to the water jacket. Patent Document 3 discloses an engine cooling device having a shortcut passage for warm-up operation.

特開２０１４−１６３２２５号公報JP 2014-163225 A 特開２００９−７４３８１号公報JP 2009-74381A 特開２００６−１６１７８２号公報JP 2006-161782 A

クランクシャフトの回転に連動するウォータポンプを用いた冷却液循環構造において、前記したようにサーモスタット弁の下流側にウォータポンプが配置されている場合には、サーモスタット弁が閉じればウォータポンプが回転していても、低温の冷却液がウォータジャケットに供給されることはない。しかしウォータポンプやサーモスタット弁のレイアウトの都合上、ウォータポンプがサーモスタット弁の下流側（サーモスタット弁とウォータジャケットとの間）に配置されることもある。その場合、冷却液が低温のときにウォータポンプが回転すると、低温の冷却液がウォータジャケットやシリンダヘッドに送られてしまう。このため暖機運転中のエンジンの温度が上がりにくいことがあり、暖機運転に要する時間が長くかかるという点で改善の余地があった。特許文献３では、シリンダブロック内に仕切壁を形成することによってショートカット通路を形成しているため、ウォータポンプやサーモスタットバルブの位置が変更になると、仕切壁のためにシリンダブロック自体を変更しなければならず、大掛かりな対策が必要となる。 In the coolant circulation structure using the water pump that is linked to the rotation of the crankshaft, when the water pump is arranged downstream of the thermostat valve as described above, the water pump is rotated if the thermostat valve is closed. However, the low-temperature coolant is not supplied to the water jacket. However, for the convenience of the layout of the water pump and the thermostat valve, the water pump may be disposed downstream of the thermostat valve (between the thermostat valve and the water jacket). In that case, if the water pump rotates when the coolant is at a low temperature, the cool coolant is sent to the water jacket or the cylinder head. For this reason, the temperature of the engine during the warm-up operation may be difficult to increase, and there is room for improvement in that it takes a long time for the warm-up operation. In Patent Document 3, since the shortcut passage is formed by forming a partition wall in the cylinder block, if the position of the water pump or the thermostat valve is changed, the cylinder block itself must be changed for the partition wall. However, a major measure is required.

従って本発明の目的は、暖機運転等のエンジン冷態時においてエンジン温度が上昇することを促進できる冷却液循環構造を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a coolant circulation structure that can promote an increase in engine temperature when the engine is cold such as warm-up operation.

本発明の１つの実施形態の冷却液循環構造は、ウォータジャケットと冷却液導入口および冷却液流出口を有するシリンダブロックと、前記冷却液導入口に冷却液を供給するウォータポンプと、前記ウォータポンプの吸入側流路に通じる流入室と、前記流入室と前記ウォータジャケットとの間に形成されたバイパス流路と、冷却液の温度に反応する感熱部を有し、冷却液の温度が所定値以下の状態において前記バイパス流路を開放する第１の位置に移動し、冷却液の温度が所定値を越えた状態において前記バイパス流路を規制する第２の位置に移動するバイパス弁とを具備している。そしてこの実施形態は、前記ウォータジャケット内に配置されるウォータジャケットスペーサをさらに有し、前記ウォータジャケットスペーサは、前記ウォータジャケット内に配置された状態において前記ウォータジャケットの底部からシリンダヘッドに向かってシリンダボアの軸線方向に突出する凸部を有し、該凸部によって前記ウォータジャケット内の流路が前記冷却液導入口に通じる第１流路と前記冷却液流出口に通じる第２流路とに仕切られている。さらに前記バイパス流路と前記流入室との間に形成され前記バイパス弁が配置されるバイパス室と、シリンダヘッドの冷却液の流路と前記バイパス室とをつなぐ第２の戻り流路を備えている。 A coolant circulation structure according to an embodiment of the present invention includes a water jacket, a cylinder block having a coolant introduction port and a coolant outlet, a water pump that supplies the coolant to the coolant introduction port, and the water pump An inflow chamber that communicates with the suction side flow path, a bypass flow path formed between the inflow chamber and the water jacket, and a heat sensitive part that reacts to the temperature of the coolant, and the temperature of the coolant is a predetermined value. A bypass valve that moves to a first position that opens the bypass passage in the following state and moves to a second position that regulates the bypass passage when the temperature of the coolant exceeds a predetermined value. doing. The embodiment further includes a water jacket spacer disposed in the water jacket, and the water jacket spacer is disposed in the water jacket in a cylinder bore from the bottom of the water jacket toward the cylinder head. A convex portion projecting in the axial direction, and the convex portion partitions the flow path in the water jacket into a first flow path leading to the cooling liquid inlet and a second flow path leading to the cooling liquid outlet. It has been. And a bypass chamber formed between the bypass channel and the inflow chamber, in which the bypass valve is disposed, and a second return channel connecting the coolant flow path of the cylinder head and the bypass chamber. Yes.

この実施形態において、前記流入室の流入口とラジエータとをつなぐ第１の戻り流路と、前記流入口に配置され冷却液の温度が所定値より低い状態において閉じるサーモスタット弁とを備えてもよい。あるいは前記流入室と前記ウォータジャケットとをつなぐ第３の戻り流路と、該第３の戻り流路に通じるヒータおよびＥＧＲクーラとを備えてもよい。 In this embodiment, there may be provided a first return flow path connecting the inlet of the inflow chamber and the radiator, and a thermostat valve disposed at the inlet and closing when the temperature of the coolant is lower than a predetermined value. Yes. Oh Rui may comprise a third return channel connecting the said water jacket and the inlet chamber, a heater and the EGR cooler leading to said third return channel.

本発明に係るエンジンの冷却液循環構造によれば、エンジンの冷態時にウォータポンプが回転しても、低温の冷却液がウォータジャケットやシリンダヘッド等の冷却液の流路に供給されることを抑制することができ、暖機運転等においてエンジンの温度を比較的早く上昇させることができる。 According to the engine coolant circulation structure according to the present invention, even when the water pump rotates while the engine is cold, low-temperature coolant is supplied to the coolant flow path such as the water jacket and the cylinder head. The engine temperature can be raised relatively quickly during warm-up operation or the like.

シリンダブロックの一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a cylinder block. 図１に示されたシリンダブロックの正面図。The front view of the cylinder block shown by FIG. ウォータジャケットスペーサの斜視図。The perspective view of a water jacket spacer. シリンダブロックとウォータジャケットスペーサ等を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows a cylinder block, a water jacket spacer, etc. typically. １つの実施形態に係るシリンダブロックとポンプユニット等を模式的に示す断面図。A sectional view showing typically a cylinder block, a pump unit, etc. concerning one embodiment. 図５に示されたポンプユニットを拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the pump unit shown by FIG.

以下に１つの実施形態に係る冷却液循環構造を備えたエンジンについて、図１から図６を参照して説明する。図１は、エンジンのシリンダブロック１０を示している。図２は、シリンダブロック１０の正面図である。シリンダブロック１０には、クランクシャフトの軸線Ｘ１に沿って、複数（例えば４つ）のシリンダボア１１_１〜１１_４が直列に形成されている。図１中に矢印Ｘ２で示す方向がシリンダボア１１_１〜１１_４の列方向である。 Hereinafter, an engine including a coolant circulation structure according to one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 shows an engine cylinder block 10. FIG. 2 is a front view of the cylinder block 10. The cylinder block 10, along the axis X1 of the crankshaft, the cylinder bore ₁₁ 1 to 11 ₄ of a plurality (e.g., four) are formed in series. Direction indicated by arrow X2 in FIG. 1 is a column direction of the cylinder bore ₁₁ 1 to 11 _4.

シリンダボア１１_１〜１１_４は、それぞれシリンダブロック１０の上面１２において開口している。シリンダブロック１０の上面１２には、ガスケット１３を間に挟んでシリンダヘッド１４が配置される。シリンダヘッド１４のエキゾースト側に、エキゾーストマニホールド（排気多岐管）が配置されている。シリンダヘッド１４のインテーク側に、インテークマニホールド（吸気多岐管）が配置されている。シリンダヘッド１４には、冷却液が流れるエキゾースト側流路１４ａ（図４に模式的に示す）とインテーク側流路１４ｂとが形成されている。 Cylinder bores ₁₁ 1 to 11 ₄ is opened in the upper surface 12 of the cylinder block 10, respectively. A cylinder head 14 is disposed on the upper surface 12 of the cylinder block 10 with a gasket 13 interposed therebetween. An exhaust manifold (exhaust manifold) is disposed on the exhaust side of the cylinder head 14. An intake manifold (intake manifold) is disposed on the intake side of the cylinder head 14. The cylinder head 14 is formed with an exhaust side flow path 14a (schematically shown in FIG. 4) through which the coolant flows and an intake side flow path 14b.

シリンダボア１１_１〜１１_４の周りに、冷却液（クーラント）が流れるウォータジャケット２０が形成されている。なお、冷却液は水であってもよい。ウォータジャケット２０は、全てのシリンダボア１１_１〜１１_４の周りを囲むように連続して形成されている。シリンダブロック１０の上部は下部よりも高温となる。このためウォータジャケット２０は、シリンダブロック１０の特に上部を効率良く冷却することができるように、シリンダブロック１０の上面１２からシリンダボア１１_１〜１１_４の上下方向（軸線Ｙ１方向）の中間部までの範囲Ｈ１（図２に示す）に形成されている。 Around the cylinder bores ₁₁ 1 to 11 _4, a water jacket 20 through which cooling liquid (coolant) flows is formed. Note that the coolant may be water. The water jacket 20 is continuously formed so as to surround all the cylinder bores 11 _{1 to} 11 ₄ . The upper part of the cylinder block 10 is hotter than the lower part. Thus the water jacket 20, as can particularly cool the upper efficiently of the cylinder block 10, from the upper surface 12 of the cylinder block 10 to the middle portion of the cylinder bore 11 ₁ to 11 ₄ in the vertical direction (axial line Y1 direction) It is formed in a range H1 (shown in FIG. 2).

この明細書では説明の都合上、図２においてシリンダブロック１０の手前側をインテーク側ブロック壁１０ａと称し、図２においてシリンダブロック１０の裏側をエキゾースト側ブロック壁１０ｂと称することにする。エンジンが回転すると、エキゾースト側ブロック壁１０ｂの上端付近の温度は、排気の影響などにより、インテーク側ブロック壁１０ａの上端付近の温度よりも高くなる。 In this specification, for convenience of explanation, the front side of the cylinder block 10 is referred to as an intake block wall 10a in FIG. 2, and the back side of the cylinder block 10 is referred to as an exhaust side block wall 10b in FIG. When the engine rotates, the temperature near the upper end of the exhaust side block wall 10b becomes higher than the temperature near the upper end of the intake side block wall 10a due to the influence of exhaust.

インテーク側ブロック壁１０ａに、冷却液導入口３０と、冷却液流出口３１とが形成されている。冷却液導入口３０は、インテーク側ブロック壁１０ａの前後方向（クランクの軸線Ｘ１方向）の一端１０ｃ寄りの位置に形成されている。これに対し冷却液流出口３１は、インテーク側ブロック壁１０ａの他端１０ｄ寄りの位置に形成されている。しかも冷却液導入口３０は、冷却液流出口３１よりも高さＨ２（図２に示す）だけ高い位置に形成されている。すなわち冷却液導入口３０と冷却液流出口３１とは、互いに高低差Ｈ２をもたせてシリンダブロック１０の同じ側（インテーク側ブロック壁１０ａ）に形成されている。 A cooling liquid inlet 30 and a cooling liquid outlet 31 are formed in the intake side block wall 10a. The coolant introduction port 30 is formed at a position near one end 10c in the front-rear direction (crank axis X1 direction) of the intake-side block wall 10a. On the other hand, the coolant outlet 31 is formed at a position near the other end 10d of the intake side block wall 10a. Moreover, the coolant inlet 30 is formed at a position higher than the coolant outlet 31 by a height H2 (shown in FIG. 2). That is, the coolant introduction port 30 and the coolant outlet 31 are formed on the same side (intake side block wall 10a) of the cylinder block 10 with a height difference H2.

図２から図６に示されるように、シリンダブロック１０のウォータジャケット２０に、ウォータジャケットスペーサ（これ以降、単にスペーサと称すこともある）４０が配置されている。図３にウォータジャケットスペーサ４０の単品が示されている。図４は、ウォータジャケットスペーサ４０が収容されたシリンダブロック１０の上部を模式的に示す斜視図である。 As shown in FIG. 2 to FIG. 6, a water jacket spacer (hereinafter sometimes simply referred to as a spacer) 40 is disposed on the water jacket 20 of the cylinder block 10. FIG. 3 shows a single water jacket spacer 40. FIG. 4 is a perspective view schematically showing an upper portion of the cylinder block 10 in which the water jacket spacer 40 is accommodated.

ウォータジャケットスペーサ４０は、例えばポリアミド等の耐熱性（１００℃以上の耐熱性）を有する樹脂からなり、帯状基部４１と、帯状基部４１の第１の部分４１ａの上方に突き出る第１の凸部５１と、帯状基部４１の第２の部分４１ｂの上方に突き出る第２の凸部６１とを有している。 The water jacket spacer 40 is made of, for example, a resin having heat resistance (heat resistance of 100 ° C. or higher) such as polyamide, and includes a band-shaped base portion 41 and a first convex portion 51 protruding above the first portion 41 a of the band-shaped base portion 41. And a second convex portion 61 protruding above the second portion 41b of the belt-like base portion 41.

帯状基部４１は、このスペーサ４０がウォータジャケット２０に収容された状態において、ウォータジャケット２０の底部２０ａに沿ってシリンダボア１１_１〜１１_４の列方向Ｘ２に連なっている。帯状基部４１は、１番目のシリンダボア１１_１の周りに沿う第１の円弧部４５と、２番目のシリンダボア１１_２の周りに沿う第２の円弧部４６と、３番目のシリンダボア１１_３の周りに沿う第３の円弧部４７と、４番目のシリンダボア１１_４の周りに沿う第４の円弧部４８とを有している。第４の円弧部４８には、冷却液流出口３１と対向する位置に、冷却液流出口３１の流路を妨げない大きさの円弧状（略半円形）の凹部４９が形成されている。 Strip-like base portion 41, in a state where the spacer 40 is accommodated in the water jacket 20, is continuous in the column direction X2 of the cylinder bore ₁₁ 1 to 11 ₄ along the bottom 20a of the water jacket 20. Strip-like base portion 41 includes a first arcuate section 45 along the first around the cylinder bore 11 _1, and the second arcuate section 46 along the second around the cylinder bores 11 _2, the third around the cylinder bore 11 ₃ A third arc portion 47 along the fourth cylinder bore 114 and a fourth arc portion 48 around the _fourth cylinder bore 114. In the fourth arc portion 48, an arcuate (substantially semicircular) concave portion 49 is formed at a position facing the coolant outlet 31 so as not to obstruct the flow path of the coolant outlet 31.

シリンダブロック１０の上部は下部よりも高温となるが、シリンダブロック１０の下部は比較的低温であり、温度的に厳しくない。このためウォータジャケット２０の深さＨ１（図２に示す）が大きい場合には、ウォータジャケットスペーサ４０を挿入することにより、帯状基部４１の高さＨ３分だけウォータジャケット２０内の流路の底が嵩上げされた状態となる。これにより、ウォータジャケット２０内の流路を流れる冷却液の量をなるべく少なくすることができる。 The upper part of the cylinder block 10 is hotter than the lower part, but the lower part of the cylinder block 10 is relatively low temperature and is not severe in temperature. For this reason, when the depth H1 (shown in FIG. 2) of the water jacket 20 is large, the bottom of the flow path in the water jacket 20 is made by the height H3 of the belt-like base 41 by inserting the water jacket spacer 40. It becomes a raised state. Thereby, the quantity of the cooling fluid which flows through the flow path in the water jacket 20 can be reduced as much as possible.

第１の凸部５１は、帯状基部４１の第１の部分４１ａの上縁から、シリンダボア１１_１〜１１_４の軸線Ｙ１方向に突き出ている。すなわち第１の凸部５１は、帯状基部４１の第１の部分４１ａからシリンダヘッド１４に向かって次第に幅が小さくなる第１のテーパ部５２と、第１のテーパ部５２から上方に延びる幅狭部５３とを有している。第１の凸部５１の先端すなわち幅狭部５３の上端は、シリンダブロック１０の上面１２よりも僅かに低い位置（例えばガスケット１３の下面よりも１ｍｍ程度以内）に達している。 The first convex portion 51 from the upper edge of the first portion 41a of the strip-like base portion 41, protruding in the axial direction Y1 of the cylinder bore ₁₁ 1 to 11 _4. That is, the first convex portion 51 includes a first tapered portion 52 that gradually decreases in width from the first portion 41 a of the strip-shaped base portion 41 toward the cylinder head 14, and a narrow width that extends upward from the first tapered portion 52. Part 53. The tip of the first convex portion 51, that is, the upper end of the narrow portion 53 reaches a position slightly lower than the upper surface 12 of the cylinder block 10 (for example, within about 1 mm from the lower surface of the gasket 13).

第２の凸部６１は、帯状基部４１の第２の部分４１ｂの上縁から、シリンダボア１１_１〜１１_４の軸線Ｙ１方向に突き出ている。すなわち第２の凸部６１は、帯状基部４１の第２の部分４１ｂからシリンダヘッド１４に向かって次第に幅が小さくなる第２のテーパ部６２と、第２のテーパ部６２から上方に延びる幅狭部６３とを有している。第２の凸部６１の先端すなわち幅狭部６３の上端は、シリンダブロック１０の上面１２よりも僅かに低い位置（例えばガスケット１３の下面よりも１ｍｍ程度以内）に達している。 Second convex portion 61, from the upper edge of the second portion 41b of the strip-like base portion 41, protruding in the axial direction Y1 of the cylinder bore ₁₁ 1 to 11 _4. That is, the second convex portion 61 includes a second taper portion 62 that gradually decreases in width from the second portion 41 b of the band-shaped base portion 41 toward the cylinder head 14, and a narrow width that extends upward from the second taper portion 62. Part 63. The tip of the second convex portion 61, that is, the upper end of the narrow portion 63 reaches a position slightly lower than the upper surface 12 of the cylinder block 10 (for example, within about 1 mm from the lower surface of the gasket 13).

図５は、シリンダブロック１０とウォータジャケットスペーサ４０と下記ポンプユニット８０などを模式的に示す断面図である。第１の凸部５１と第２の凸部６１とによって、ウォータジャケット２０内の流路がエキゾースト側の第１流路７１と、インテーク側の第２流路７２とに仕切られている。 FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the cylinder block 10, the water jacket spacer 40, the pump unit 80 described below, and the like. The first convex portion 51 and the second convex portion 61 divide the flow path in the water jacket 20 into an exhaust side first flow path 71 and an intake side second flow path 72.

第１流路７１は、シリンダブロック１０の冷却液導入口３０と連通している。しかも第１流路７１は、シリンダヘッド１４のエキゾースト側流路１４ａ（図４に示す）と連通している。第２流路７２は、シリンダブロック１０の冷却液流出口３１と連通している。しかも第２流路７２は、シリンダヘッド１４のインテーク側流路１４ｂ（図４に示す）と連通している。 The first flow path 71 communicates with the coolant inlet 30 of the cylinder block 10. Moreover, the first flow path 71 communicates with the exhaust side flow path 14 a (shown in FIG. 4) of the cylinder head 14. The second flow path 72 communicates with the coolant outlet 31 of the cylinder block 10. Moreover, the second flow path 72 communicates with the intake-side flow path 14 b (shown in FIG. 4) of the cylinder head 14.

図４に示されるように、シリンダブロック１０の上面に配置されたガスケット１３に、エキゾースト側連通孔７５とインテーク側連通孔７６とが形成されている。これらエキゾースト側連通孔７５とインテーク側連通孔７６とは、それぞれ、各シリンダボア１１_１〜１１_４ごとに、複数個所に形成されている。 As shown in FIG. 4, an exhaust side communication hole 75 and an intake side communication hole 76 are formed in the gasket 13 disposed on the upper surface of the cylinder block 10. These and exhaust side communicating hole 75 and the intake-side communication hole 76, respectively, for each cylinder bore 11 ₁ to 11 ₄ are formed at a plurality of positions.

ウォータジャケット２０の第１流路７１は、エキゾースト側連通孔７５を介して、シリンダヘッド１４のエキゾースト側流路１４ａと連通している。ウォータジャケット２０の第２流路７２は、インテーク側連通孔７６を介して、シリンダヘッド１４のインテーク側流路１４ｂと連通している。 The first flow path 71 of the water jacket 20 communicates with the exhaust side flow path 14 a of the cylinder head 14 via the exhaust side communication hole 75. The second flow path 72 of the water jacket 20 communicates with the intake side flow path 14 b of the cylinder head 14 via the intake side communication hole 76.

図５と図６に示されるように、シリンダブロック１０のインテーク側ブロック壁１０ａにポンプユニット８０が取付けられている。図６は、ポンプユニット８０とシリンダブロック１０の一部を拡大して示す断面図である。ポンプユニット８０とウォータジャケット２０などは、本実施形態の冷却液循環構造の一部をなしている。 As shown in FIGS. 5 and 6, a pump unit 80 is attached to the intake block wall 10 a of the cylinder block 10. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the pump unit 80 and the cylinder block 10. The pump unit 80, the water jacket 20, and the like form part of the coolant circulation structure of this embodiment.

ポンプユニット８０は、シリンダブロック１０に固定されたハウジング８１と、ハウジング８１に設けられたウォータポンプ８２と、バイパス弁８５と、サーモスタット弁９０などを含んでいる。ウォータポンプ８２は、動力伝達機構８３によって回転するインペラ８４を有している。動力伝達機構８３は、エンジンのクランクシャフトの回転に連動するプーリおよびベルト等によって構成されている。 The pump unit 80 includes a housing 81 fixed to the cylinder block 10, a water pump 82 provided in the housing 81, a bypass valve 85, a thermostat valve 90, and the like. The water pump 82 has an impeller 84 that is rotated by a power transmission mechanism 83. The power transmission mechanism 83 includes a pulley, a belt, and the like that are interlocked with the rotation of the crankshaft of the engine.

ポンプユニット８０のハウジング８１の内部に、流入室９１と、ウォータポンプ８２の吸入側流路９２および吐出側流路９３と、バイパス流路９５と、バイパス室９６などが形成されている。バイパス室９６にバイパス弁８５が配置されている。バイパス室９６は流入室９１と連通している。ウォータポンプ８２のインペラ８４が回転すると、吸入側流路９２から流入した冷却液が吐出側流路９３から流出し、シリンダブロック１０の冷却液導入口３０に供給される。 An inflow chamber 91, a suction side flow channel 92 and a discharge side flow channel 93 of the water pump 82, a bypass flow channel 95, a bypass chamber 96, and the like are formed inside the housing 81 of the pump unit 80. A bypass valve 85 is disposed in the bypass chamber 96. The bypass chamber 96 communicates with the inflow chamber 91. When the impeller 84 of the water pump 82 rotates, the coolant flowing in from the suction side channel 92 flows out from the discharge side channel 93 and is supplied to the coolant introduction port 30 of the cylinder block 10.

ウォータポンプ８２の吸入側流路９２は、流入室９１と連通している。ウォータポンプ８２の吐出側流路９３は、冷却液導入口３０と連通している。バイパス流路９５は、ウォータジャケット２０の第１流路７１に通じる液戻り孔９７とバイパス室９６との間に形成されている。バイパス流路９５の一端（流入側）は液戻り孔９７と連通し、この液戻り孔９７が冷却液導入口３０の近傍に開口している。このためバイパス流路９５は冷却液導入口３０とも連通している。バイパス流路９５の他端（流出側）にバイパス弁８５の弁体８６が配置されている。 The suction side flow path 92 of the water pump 82 communicates with the inflow chamber 91. The discharge side flow path 93 of the water pump 82 communicates with the coolant introduction port 30. The bypass channel 95 is formed between the liquid return hole 97 communicating with the first channel 71 of the water jacket 20 and the bypass chamber 96. One end (inflow side) of the bypass channel 95 communicates with the liquid return hole 97, and the liquid return hole 97 opens near the coolant introduction port 30. For this reason, the bypass channel 95 is also communicated with the coolant introduction port 30. A valve body 86 of the bypass valve 85 is disposed at the other end (outflow side) of the bypass flow path 95.

バイパス弁８５は、バイパス流路９５を開閉する弁体８６と、バイパス室９６内の冷却液の温度に反応する感熱部８７とを含んでいる。感熱部８７は、例えばワックス等のように温度に応じて体積が変化する感熱部材を有し、冷却液の温度が所定値（例えば６０℃）以下の場合には、弁体８６を第１の位置に移動させることにより、バイパス流路９５を開放して冷却液が通る流路断面を確保する。また冷却液の温度が所定値を越えた状態において、弁体８６を第２の位置に移動させることにより、バイパス流路９５を閉じるかまたは流路断面を小さくするなど、バイパス流路９５を規制するように構成されている。 The bypass valve 85 includes a valve body 86 that opens and closes the bypass passage 95 and a heat sensitive portion 87 that reacts to the temperature of the coolant in the bypass chamber 96. The heat-sensitive part 87 has a heat-sensitive member whose volume changes according to temperature, such as wax, for example, and when the temperature of the coolant is a predetermined value (for example, 60 ° C.) or less, By moving to the position, the bypass channel 95 is opened to ensure a channel cross section through which the coolant flows. In addition, when the temperature of the coolant exceeds a predetermined value, the bypass passage 95 is regulated by moving the valve body 86 to the second position to close the bypass passage 95 or to reduce the cross section of the passage. Is configured to do.

流入室９１は流入口９９を有している。流入口９９とラジエータ１００の流出側とが第１の戻り流路１０１によってつながれている。流入口９９にサーモスタット弁９０が配置されている。サーモスタット弁９０は冷却液の温度に応じて開閉し、冷却液の温度が所定値よりも低い状態において閉弁することにより、ラジエータ１００からの冷却液が流入室９１に流れ込むことを抑制する。ラジエータ１００の流入側は、管路１０２を介して冷却液流出口３１に接続されている。 The inflow chamber 91 has an inflow port 99. The inflow port 99 and the outflow side of the radiator 100 are connected by a first return channel 101. A thermostat valve 90 is disposed at the inflow port 99. The thermostat valve 90 opens and closes according to the temperature of the coolant, and closes when the temperature of the coolant is lower than a predetermined value, thereby suppressing the coolant from the radiator 100 from flowing into the inflow chamber 91. The inflow side of the radiator 100 is connected to the coolant outlet 31 via a pipe line 102.

バイパス室９６に第２の戻り流路１１０の一端側が接続されている。第２の戻り流路１１０の他端側は、シリンダヘッド１４のエキゾースト側流路１４ａまたはインテーク側流路１４ｂ（図４に示す）に接続されている。すなわちバイパス室９６は、第２の戻り流路１１０を介してシリンダヘッド１４の冷却液の流路と連通している。このためシリンダヘッド１４を流れる冷却液の一部が、第２の戻り流路１１０を通ってバイパス室９６に流入する。さらに流入室９１には、ヒータ１２０およびＥＧＲクーラ（exhaust gas recirculation cooler）（図５に示す）１２１に通じる第３の戻り流路１２３が接続されている。ＥＧＲクーラ１２１は、高温のＥＧＲガスを冷却する熱交換器である。 One end side of the second return channel 110 is connected to the bypass chamber 96. The other end side of the second return channel 110 is connected to the exhaust side channel 14a or the intake side channel 14b (shown in FIG. 4) of the cylinder head 14. That is, the bypass chamber 96 communicates with the coolant flow path of the cylinder head 14 via the second return flow path 110. Therefore, a part of the coolant flowing through the cylinder head 14 flows into the bypass chamber 96 through the second return flow path 110. Further, the inflow chamber 91 is connected with a third return flow path 123 that leads to a heater 120 and an EGR cooler (exhaust gas recirculation cooler) (shown in FIG. 5) 121. The EGR cooler 121 is a heat exchanger that cools high-temperature EGR gas.

次に、本実施形態のポンプユニット８０を備えた冷却液循環構造の冷却液の流れについて説明する。
ウォータポンプ８２は、サーモスタット弁９０の下流側（サーモスタット弁９０とウォータジャケット２０との間）に配置されている。エンジンが回転している間、ウォータポンプ８２は常時回転し、冷却液を吐出側流路９３に送り出している。暖機運転等のエンジン冷態時には冷却液の温度が低いため、サーモスタット弁９０が閉じている。本実施形態は、流入室９１とラジエータ１００とをつなぐ第１の戻り流路１０１と、冷却液が低温のときに閉弁するサーモスタット弁９０とを備えているため、エンジンの冷態時に低温の冷却液がラジエータ１００からポンプユニット８０に供給されることを回避できる。 Next, the flow of the coolant in the coolant circulation structure provided with the pump unit 80 of the present embodiment will be described.
The water pump 82 is disposed downstream of the thermostat valve 90 (between the thermostat valve 90 and the water jacket 20). While the engine is rotating, the water pump 82 is always rotating to send the coolant to the discharge side passage 93. The thermostat valve 90 is closed because the temperature of the coolant is low when the engine is cold, such as during warm-up operation. The present embodiment includes the first return flow path 101 that connects the inflow chamber 91 and the radiator 100, and the thermostat valve 90 that closes when the coolant is low in temperature. It can be avoided that the coolant is supplied from the radiator 100 to the pump unit 80.

暖機運転等のエンジン冷態時には冷却液の温度が低いため、バイパス弁８５が第１の位置に移動し、バイパス流路９５が開放されている。このためウォータポンプ８２から吐出側流路９３に供給される冷却液は、図５と図６に矢印Ｒ１で示すように、ウォータジャケット２０の第１流路７１に向かうが、冷却液導入口３０付近にウォータジャケットスペーサ４０の第１の凸部５１が設けられていることもあって、冷却液の一部は液戻り孔９７とバイパス流路９５を経てバイパス室９６に流入する。 Since the temperature of the coolant is low when the engine is cold, such as during warm-up operation, the bypass valve 85 moves to the first position, and the bypass passage 95 is opened. For this reason, the coolant supplied from the water pump 82 to the discharge-side flow passage 93 is directed to the first flow passage 71 of the water jacket 20 as indicated by an arrow R1 in FIGS. Since the first convex portion 51 of the water jacket spacer 40 is provided in the vicinity, a part of the cooling liquid flows into the bypass chamber 96 through the liquid return hole 97 and the bypass channel 95.

バイパス室９６に流入した冷却液は、図５と図６に矢印Ｒ２で示すように、流入室９１を経て再びウォータポンプ８２の吸入側流路９２に向かう。こうして冷却液の少なくとも一部がバイパス流路９５を通ってハウジング８１の内部を循環することにより、低温の冷却液がウォータジャケット２０に供給されることを抑制することができる。よって、シリンダブロック１０やシリンダヘッド１４の温度上昇を促進することができる。 The coolant that has flowed into the bypass chamber 96 passes through the inflow chamber 91 again toward the suction-side flow path 92 of the water pump 82, as indicated by an arrow R2 in FIGS. In this way, at least a part of the coolant circulates inside the housing 81 through the bypass flow path 95, so that the low temperature coolant can be prevented from being supplied to the water jacket 20. Therefore, the temperature rise of the cylinder block 10 and the cylinder head 14 can be promoted.

しかも本実施形態では、シリンダヘッド１４を流れた冷却液の一部が第２の戻り流路１１０を介してバイパス室９６に流入し、バイパス弁８５の感熱部８７に接するようにしている。このためシリンダヘッド１４を流れる冷却液の温度がバイパス弁８５の開閉に関与する。よって、感熱部８７は実際にエンジンが暖まった時点で的確にバイパス弁８５を閉じることができる。 In addition, in the present embodiment, a part of the coolant that has flowed through the cylinder head 14 flows into the bypass chamber 96 via the second return flow path 110 and contacts the heat sensitive portion 87 of the bypass valve 85. For this reason, the temperature of the coolant flowing through the cylinder head 14 is involved in opening and closing the bypass valve 85. Therefore, the heat sensitive part 87 can close the bypass valve 85 accurately when the engine is actually warmed.

また本実施形態では、流入室９１とウォータジャケット２０とをつなぐ第３の戻り流路１２３を有し、第３の戻り流路１２３にヒータ１２０とＥＧＲクーラ１２１が配置されている。このため、エンジン冷態時にサーモスタット弁９０が閉じていても、冷却液の一部をヒータ１２０に供給できるとともに、ＥＧＲクーラ１２１に冷却液を供給することができる。 In the present embodiment, the third return flow path 123 that connects the inflow chamber 91 and the water jacket 20 is provided, and the heater 120 and the EGR cooler 121 are disposed in the third return flow path 123. For this reason, even if the thermostat valve 90 is closed when the engine is cold, a part of the coolant can be supplied to the heater 120 and the coolant can be supplied to the EGR cooler 121.

暖機運転が終了し、冷却液の温度が上昇すると、サーモスタット弁９０が開弁する。これにより、ラジエータ１００によって冷却された冷却液が流入口９９に流入する。また冷却液の温度が上昇し、バイパス弁８５が第２の位置に移動すると、バイパス流路９５が閉じる。このためウォータポンプ８２から吐出される冷却液の全量が吐出側流路９３と冷却液導入口３０を経てウォータジャケット２０の第１流路７１に流入する。 When the warm-up operation ends and the temperature of the coolant rises, the thermostat valve 90 opens. As a result, the coolant cooled by the radiator 100 flows into the inflow port 99. When the temperature of the coolant rises and the bypass valve 85 moves to the second position, the bypass flow path 95 is closed. Therefore, the entire amount of the cooling liquid discharged from the water pump 82 flows into the first flow path 71 of the water jacket 20 through the discharge side flow path 93 and the cooling liquid inlet 30.

ウォータジャケット２０の第１流路７１に流入した冷却液は、ウォータジャケット２０の下部側から上昇し、シリンダブロック１０の主にエキゾースト側ブロック壁１０ｂなどを冷却したのち、図４に矢印Ａで示すようにエキゾースト側連通孔７５からシリンダヘッド１４のエキゾースト側流路１４ａに流入する。そしてエキゾースト側流路１４ａからインテーク側流路１４ｂに向かって矢印Ｂに示すように流れてシリンダヘッド１４を冷却したのち、矢印Ｃで示すようにインテーク側連通孔７６からウォータジャケット２０の第２流路７２に流入する。 The coolant flowing into the first flow path 71 of the water jacket 20 rises from the lower side of the water jacket 20 and cools mainly the exhaust side block wall 10b and the like of the cylinder block 10, and then is indicated by an arrow A in FIG. In this way, the exhaust flows from the exhaust side communication hole 75 into the exhaust side flow path 14 a of the cylinder head 14. Then, after flowing from the exhaust side flow path 14a toward the intake side flow path 14b as indicated by an arrow B to cool the cylinder head 14, the second flow of the water jacket 20 from the intake side communication hole 76 is indicated as indicated by an arrow C. It flows into the path 72.

ウォータジャケット２０の第２流路７２に流入した冷却液は、第２流路７２の上部から下部側に向かって流れ、シリンダブロック１０の主にインテーク側ブロック壁１０ａを冷却したのち、冷却液流出口３１から流出し、管路１０２を経てラジエータ１００に向かって流れる。ウォータジャケットスペーサ４０の帯状基部４１には冷却液流出口３１と対応した位置に凹部４９が形成されているため、冷却液流出口３１から流出する冷却液の流れを妨げることがなく、圧力損失が回避されて円滑に流出させることができる。 The coolant that has flowed into the second flow path 72 of the water jacket 20 flows from the upper part of the second flow path 72 toward the lower side, cools the intake block wall 10a of the cylinder block 10, and then the coolant flow It flows out from the outlet 31 and flows toward the radiator 100 through the pipe line 102. The belt-like base 41 of the water jacket spacer 40 is formed with a recess 49 at a position corresponding to the coolant outlet 31 so that the flow of the coolant flowing out from the coolant outlet 31 is not hindered and the pressure loss is reduced. It is avoided and can flow smoothly.

なお本発明を実施するに当たり、ポンプユニットを構成するハウジングやウォータポンプ、バイパス弁、バイパス流路、流入室等の具体的な形状や位置をはじめとして、冷却液循環構造を構成する各要素の態様を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。またシリンダブロックやウォータジャケットあるいはシリンダヘッド等のエンジン構成要素についても前記実施形態に制約されるものではなく、エンジンの仕様に応じて種々の形態をとることができる。本発明の冷却液循環構造はディーゼルエンジンに限ることはなく、ガソリンエンジンに適用することもできる。 In carrying out the present invention, the aspect of each element constituting the coolant circulation structure including the specific shape and position of the housing, water pump, bypass valve, bypass flow path, inflow chamber, etc. constituting the pump unit. Needless to say, it can be implemented with appropriate changes. Further, engine components such as a cylinder block, a water jacket, or a cylinder head are not limited to the above-described embodiment, and can take various forms according to engine specifications. The coolant circulation structure of the present invention is not limited to a diesel engine, and can also be applied to a gasoline engine.

１０…シリンダブロック、１１_１〜１１_４…シリンダボア、１４…シリンダヘッド、２０…ウォータジャケット、３０…冷却液導入口、３１…冷却液流出口、４０…ウォータジャケットスペーサ、５１…第１の凸部、６１…第２の凸部、８０…ポンプユニット、８１…ハウジング、８２…ウォータポンプ、８５…バイパス弁、８６…弁体、８７…感熱部、９０…サーモスタット弁、９１…流入室、９２…吸入側流路、９３…吐出側流路、９５…バイパス流路、９６…バイパス室、９９…流入口、１００…ラジエータ、１０１…第１の戻り流路、１１０…第２の戻り流路、１２０…ヒータ、１２３…第３の戻り流路。 10 ... cylinder block, ₁₁ 1 to 11 4 _... cylinder bore, 14 ... cylinder head, 20 ... water jacket, 30 ... cooling liquid inlet, 31: coolant outlet 40: water jacket spacer 51 ... first convex portion , 61 ... Second convex part, 80 ... Pump unit, 81 ... Housing, 82 ... Water pump, 85 ... Bypass valve, 86 ... Valve body, 87 ... Heat sensitive part, 90 ... Thermostat valve, 91 ... Inflow chamber, 92 ... Suction side flow path, 93 ... discharge side flow path, 95 ... bypass flow path, 96 ... bypass chamber, 99 ... inflow port, 100 ... radiator, 101 ... first return flow path, 110 ... second return flow path, 120 ... heater, 123 ... third return flow path.

Claims

A cylinder block having a water jacket, a coolant inlet and a coolant outlet;
A water pump for supplying a coolant to the coolant inlet,
An inflow chamber that leads to a suction-side flow path of the water pump;
A bypass passage formed between the inflow chamber and the water jacket;
A state in which a heat sensitive part that reacts to the temperature of the coolant is provided, the coolant moves to a first position that opens the bypass passage when the temperature of the coolant is equal to or lower than a predetermined value, and the temperature of the coolant exceeds a predetermined value A bypass valve that moves to a second position that regulates the bypass flow path at
A water jacket spacer disposed within the water jacket, and
The water jacket spacer is
In the state arranged in the water jacket, it has a convex portion protruding in the axial direction of the cylinder bore from the bottom of the water jacket toward the cylinder head, and the flow path in the water jacket is introduced into the coolant by the convex portion. Partitioned into a first flow path leading to the mouth and a second flow path leading to the coolant outlet ;
A bypass chamber formed between the bypass channel and the inflow chamber, in which the bypass valve is disposed, and a second return channel connecting the coolant channel of the cylinder head and the bypass chamber. The engine coolant circulation structure.

The first return flow path connecting the inlet and the radiator of the inflow chamber, and a thermostat valve disposed at the inlet and closed when the temperature of the coolant is lower than a predetermined value. The engine coolant circulation structure according to claim 1.

Wherein the inflow chamber and the third return flow connecting the water jacket passage, for an engine according to claim 1 or 2, characterized in that a heater and the EGR cooler leading to said third return line Coolant circulation structure.