JP5773217B2 - エンジン冷却装置 - Google Patents
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Description
また、ブロック冷却水路を通流する冷却水の流量をエンジンの運転状態に応じて流量調節弁で調節することにより、冷却水をブロック冷却水路とヘッド冷却水路とに所定の割合で流入させて、シリンダヘッドとシリンダブロックの夫々の冷却効率の向上を図ることができる。
従来の上記エンジン冷却装置では、例えば電磁式の流量調節弁と、その流量調節弁の流量調節動作をエンジンの運転状態に応じて電気的に制御する弁制御装置とを設けてある
(例えば、特許文献1参照)。
また、流量調節弁と弁制御装置とに亘って制御(通電)用のハーネスを配線する必要があるので、その配線作業に手間を要すると共に、ハーネスの配線スペースも確保する必要になる。
その結果、製作コストが上昇すると共に、流量調節弁の配置にも制約を受けるおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、製作コストの上昇を抑制することができ、流量調節弁の配置にも制約を受け難いエンジン冷却装置を提供することを目的とする。
このため、前記ブロック冷却水路の途中に設けられた流量調節弁が、前記冷却水の水圧によって開弁側に移動可能な弁体、並びに、当該弁体が閉弁側に移動するように付勢する付勢部材を有している。
このときは、冷却水の水圧が低いので、流量調節弁の弁体を付勢部材の付勢力によって閉じ状態に維持することができる。
これにより、ブロック冷却水路への冷却水の流入を阻止或いは減らして、シリンダブロックの過剰な冷却を防止することができる。
このときは、冷却水の水圧が高くなるので、流量調節弁の弁体を付勢部材の付勢力に抗して冷却水の水圧で開弁側に移動させることができる。
これにより、ブロック冷却水路とヘッド冷却水路とに冷却水を流入させて、シリンダブロックとシリンダヘッドとを冷却することができる。
また、流量調節弁と弁制御装置とに亘って制御(通電)用のハーネスを配線する必要がないので、ハーネスの配線作業も、ハーネスの配線スペースも不要になる。
よって、本構成のエンジン冷却装置であれば、製作コストの上昇を抑制することができ、流量調節弁の配置にも制約を受け難い。
このため、弁体が一旦開かれた後は、弁体を開き状態に維持するためのポンプ吐出量は、弁体が開かれる直前の吐出量に比べて少量で足りる。
よって、本発明においては、弁体を開弁側に移動させる力が過大にならないように、ポンプ制御装置は、吐出量が弁体を開弁側に移動させ得る量に達すると、吐出量が減少するように循環ポンプの作動を制御して、弁体を少ない力で開弁側に移動した状態に維持することができる。
したがって、本構成のエンジン冷却装置であれば、シリンダブロックとシリンダヘッドとを冷却するにあたって、弁体を少ない吐出量で開弁側に移動した状態に維持して、ポンプ駆動用のエネルギー消費を抑制することができる。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明によるエンジン冷却装置を示す。
エンジン冷却装置は、自動車用エンジンEのシリンダヘッドE1を冷却するヘッド冷却水路1、及び、シリンダブロックE2を冷却するブロック冷却水路2を互いに並列に備えた冷却水循環路3と、冷却水循環路3の冷却水を循環させる電動式の循環ポンプPと、エンジンEの運転状態を検出する状態検出センサとしての温度センサSと、温度センサSの検出結果に基づいて循環ポンプPの吐出量を増減させるポンプ制御装置Cと、ブロック冷却水路2の途中に設けられた流量調節弁Vとを備えている。
サーモスタットバルブ5は、冷却水温度が設定温度未満のときは閉弁状態に保持してラジエータ4への冷却水の循環を停止し、設定温度以上のときは開弁状態に保持してラジエータ4に冷却水を循環させる。
冷却水循環路3の冷却水は、サーモスタットバルブ5が開弁状態のときの循環ポンプPの駆動により、エンジンE、サーモスタットバルブ5、ラジエータ4の順に循環する。
尚、流量調節弁Vは、ブロック冷却水路2のうちの、シリンダブロックE2における水路部分の上流側に接続してあってもよい。
弁体収容部7には、円環状の弁座8を下流側に向けて形成してあると共に、円板状の弁体9と、弁体9が閉弁側に移動するように付勢する付勢部材としての圧縮バネ10とを装着してある。
弁体9は、外周側が弁座8に対して下流側から密着する閉弁側と、外周側が弁座8に対して下流側に離間する開弁側とに亘って移動可能に装着してあり、圧縮バネ10の付勢力に抗する冷却水の水圧で開弁側に移動させることができる。
そして、図3に示すように、弁体9を開弁側に移動させるに伴って弁体9の外周側が弁座8から離間する開弁開始時に、受圧面11の面積が、弁座8の内周側でブロック冷却水路2の上流側に臨む面11aに、弁座8に密着していた密着面11bを加えた面積に拡大される。
弁体保持部12は、弁体9を磁性体で形成すると共に、プラグ7aの内側に永久磁石13を装着して構成してある。
循環ポンプPの回転数を増大させるとその吐出量が増大し、循環ポンプPの回転数を減少させるとその吐出量が減少する。
ポンプ制御装置Cは、温度センサSによる検出温度Tが、サーモスタットバルブ5が開弁される温度(例えば85℃)θ1に達するまでは、循環ポンプPの駆動を停止している(ステップ#1)。
このときは、弁体9が圧縮バネ10の付勢力で閉弁位置に移動しており、図2に示すように、流量調節弁Vは閉弁状態に保持されている。
したがって、例えばエンジンEの暖機運転時のような、エンジン負荷が低負荷又はエンジン回転数が低回転のときは、循環ポンプPの駆動が停止されて流量調節弁Vが閉弁状態に維持され、冷却水循環路3における冷却水の循環は停止されている。
循環ポンプPの駆動を開始した後は、検出温度Tが設定温度θ2に達するまで、検出温度Tに比例して循環ポンプPの回転数Rを低回転〜中回転域で増減させる(ステップ#3,#4)。
したがって、エンジン負荷が中負荷又はエンジン回転数が中回転数のときなどのシリンダブロックE2の温度が上昇し難い運転状態で、循環ポンプPの回転数Rを低回転〜中回転域で増減させているときは、図2に示すように流量調節弁Vが閉弁状態に維持され、冷却水循環路3において、ヘッド冷却水路1を通してのみ冷却水が循環され、ブロック冷却水路2を通しての冷却水の循環は停止されている。
弁体9の開弁側への移動開始に伴って、弁体9が弁座8から離間すると、受圧面11の面積が拡大される。
この状態からの検出温度Tの上昇に伴って、検出温度Tに比例して循環ポンプPの回転数Rを高回転域で増減させる(ステップ#6)。
このため、循環ポンプPの吐出量が増大するに伴う冷却水の水圧上昇で弁体9が再び開弁側に移動し、弁体9が弁座8から所定距離だけ離間すると、図4に示すように弁体9が永久磁石13に吸着されて開弁位置に保持される。
そして、検出温度Tが設定温度θ2未満に低下すると、弁体9を閉弁位置に保持することができる。
図7〜図10は、本発明によるエンジン冷却装置の別実施形態を示す。
本実施形態では、第1実施形態で示した常閉式の流量調節弁Vに代えて、常開式の流量調節弁Vを備えている。
この流量調節弁Vは、図7〜図9に示すように、ブロック冷却水路2の途中部分に直角方向から連通する円筒形状の弁体収容部7をシリンダブロックE2に形成して装備してある。
圧縮バネ10は、弁体収容部7の他端側を塞ぐプラグ7aとスプール式弁体9との間に装着してある。
ポンプ制御装置Cは、例えばエンジンEの暖機運転時のような、エンジン負荷が低負荷又はエンジン回転数が低回転のときは、温度センサSによる検出温度Tが、サーモスタットバルブ5が開弁される温度(例えば85℃)θ1に達するまでは、循環ポンプPの駆動を停止している(ステップ#10)。
このときは、図7に示すように、スプール式弁体9が、圧縮バネ10の付勢力でブロック冷却水路2の上流側2aと下流側2bとを第1連通路15aを介して連通させる位置に移動して、流量調節弁Vは開弁状態に保持される。
検出温度Tが温度θ1に達した後は、温度センサSによる検出温度Tに比例して循環ポンプPの回転数Rを増減させる(ステップ#12)。
このため、循環ポンプPから吐出された冷却水がブロック冷却水路2とヘッド冷却水路1とに所定の割合で流入して、シリンダブロックE2とシリンダヘッドE1とが冷却される。
そして、検出温度Tが設定温度θ2未満に低下して循環ポンプPの駆動が停止されると、スプール式弁体9が圧縮バネ10の付勢力により、ブロック冷却水路2の上流側2aと下流側2bとが第1連通路15aを介して連通する開弁位置に移動して開弁状態に保持することができる。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
1.本発明によるエンジン冷却装置は、弁体9の開度が徐々に大きくなるように、付勢部材としての圧縮バネのバネ特性を調整してある流量調節弁Vを備えていてもよい。
2.本発明によるエンジン冷却装置は、状態検出センサとしての温度センサSを、ヘッド冷却水路1の入口側やブロック冷却水路2の出口側、循環ポンプPの上流側などに備えていてもよい。
2 ブロック冷却水路
3 冷却水循環路
9 弁体
10 付勢部材
11 受圧面
12 弁体保持部
C ポンプ制御装置
E エンジン
E1 シリンダヘッド
E2 シリンダブロック
P 循環ポンプ
S 状態検出センサ
V 流量調節弁
Claims (2)
- エンジンのシリンダヘッドを冷却するヘッド冷却水路、及び、シリンダブロックを冷却するブロック冷却水路を互いに並列に備えた冷却水循環路と、
前記冷却水循環路の冷却水を循環させる循環ポンプと、
前記エンジンの運転状態を検出する状態検出センサと、
前記状態検出センサの検出結果に基づいて前記循環ポンプの吐出量を増減させるポンプ制御装置と、
前記ブロック冷却水路の途中に設けられ、前記冷却水の水圧によって開弁側に移動可能な弁体、並びに、当該弁体が閉弁側に移動するように付勢する付勢部材を有する流量調節弁とを備え、
前記弁体が、当該弁体を開弁側に移動させる水圧の受圧面を開弁側に移動するに伴って拡大されるように備え、
前記ポンプ制御装置は、前記吐出量が前記弁体を開弁側に移動させる量に達すると、前記吐出量が減少するように前記循環ポンプの作動を制御するエンジン冷却装置。 - 開弁側に移動した前記弁体を前記付勢部材の付勢力に抗して開弁位置に保持すると共に、前記循環ポンプの吐出量の減少に伴って保持状態を解除可能な弁体保持部を備えた請求項1に記載のエンジン冷却装置。
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