JPH04325711A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

内燃機関の冷却装置

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JPH04325711A
JPH04325711A JP12260491A JP12260491A JPH04325711A JP H04325711 A JPH04325711 A JP H04325711A JP 12260491 A JP12260491 A JP 12260491A JP 12260491 A JP12260491 A JP 12260491A JP H04325711 A JPH04325711 A JP H04325711A
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cylinder
water jacket
temperature
water
partition wall
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JP12260491A
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Hideyuki Takeda
英之 武田
Tetsuaki Goto
徹朗 後藤
Takaharu Goto
隆治 後藤
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の冷却装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】シリンダのまわりに冷却水を循環させる
ウォータジャケットを備える冷却装置として、従来例え
ば実開昭60−102422号公報で開示されたものが
あった。
【0003】これは、シリンダブロック側ウォータジャ
ケットと、シリンダヘッド側ウォータジャケットとに対
応してそれぞれ備えられる2つのサーモスタットバルブ
により冷却水の流れを調節するもので、シリンダブロッ
ク側ウォータジャケットの水温を、シリンダヘッド側ウ
ォータジャケットの水温よりも高く設定して、燃焼室ま
わりで十分な冷却性能を確保するとともに、シリンダま
わりの冷却が過剰となることを防止するようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、シリンダまわりのウォータジ
ャケットに冷却水が常に充満しているため、機関の冷間
時にシリンダの温度が上昇するのに多くの時間がかかり
、冷間時に排出される未燃焼HC量が増大し、この点で
改善の余地があった。
【0005】本発明は上記の点に着目し、シリンダの冷
却性能を改善することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダの周
囲に冷却水を循環させるウォータジャケットを備える内
燃機関の冷却装置において、前記ウォータジャケットの
底面を仕切る隔壁と、この隔壁をシリンダ軸方向に移動
する駆動手段と、機関の温度状態を検出する手段と、こ
の検出値に基づいてウォータジャケットの隔壁の位置を
調節する制御手段とを設ける。
【0007】
【作用】ウォータジャケットの隔壁が降下した状態では
、シリンダまわりの広い範囲で冷却水が循環し、シリン
ダから冷却水への放熱が促される。
【0008】ウォータジャケットの隔壁が上昇した状態
では、シリンダの上部の狭い範囲でのみ冷却水が循環す
ることにより、シリンダから冷却水への放熱を抑制する
【0009】例えば冷間時に隔壁をウォータジャケット
の最上部に移動すると、シリンダの周囲から完全に冷却
水が排除され、シリンダの温度上昇を促して未燃焼HC
の排出量を低減できる。また、暖気後はウォータジャケ
ットの隔壁の位置をシリンダの温度分布状態に応じて連
続的に調節することにより、シリンダの温度分布を適正
にしてボア変形を抑制し、オイル消費等を低減できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0011】図1,図2,図3に示すように、4気筒機
関に備えられるシリンダブロック1はシリンダ11と外
壁12の間にウォータジャケット2が形成される。ウォ
ータジャケット2は各シリンダ11の側方に沿って形成
され、シリンダブロック1は各シリンダ11間が互いに
接合するサイアミーズタイプとなっている。なお、図中
37はピストン、38は吸気ポート、39は排気ポート
である。
【0012】ウォータポンプ31はラジエータ33で冷
却された冷却水と、バイパス通路36を介してラジエー
タ33をう回した冷却水をサーモスタットバルブ34を
介して吸入し、シリンダブロック1のウォータジャケッ
ト2の前端から送り込み、ウォータジャケット2を循環
してシリンダ11の熱を奪った冷却水が連通穴35を通
ってシリンダヘッド30のウォータジャケット32に流
入した後、ウォータジャケット32を循環して燃焼室ま
わりの熱を奪った冷却水がウォータジャケット32の後
端から流出し、ラジエータ33とバイパス通路36とに
分流して再びウォータポンプ31に吸入されるようにな
っている。
【0013】ウォータジャケット2の底部位置を可変と
するために、ウォータジャケット2には底面を仕切る隔
壁3がシリンダ軸方向に摺動自在に設けられる。隔壁3
はコの字形断面に形成され、その上側にウォータジャケ
ット2を画成する一方、その下側に伸縮可能なベローズ
4を介して空気室5が画成される。空気圧通路6は空気
室5に対して電磁弁7と8を介して大気圧と空気圧タン
ク9から加圧空気とを選択的に導入し、空気室5の圧力
を調節することにより、ベローズ4を伸縮させて隔壁3
を上下に移動するようになっている。これらにより、隔
壁3をシリンダ軸方向に移動する駆動手段が構成される
【0014】空気圧タンク9はコンプレッサ21からの
加圧空気が一方向弁22を介して供給され、圧力調整弁
23を介してその内圧が所定値以下に規制される。
【0015】空気圧通路6はベローズ4に接続してシリ
ンダブロック1の外壁12を貫通する筒状コネクタ24
と、このコネクタ24に嵌合する配管25等から構成さ
れる。シリンダブロック1とこれにコネクタ24を締結
するナット26の間にはシールワッシャ27が介装され
ている。
【0016】ウォータジャケット2の隔壁3の位置を調
節する制御手段として、空気圧通路6の各電磁弁7,8
を開閉制御するコントロールユニット50が設けられる
。このコントロールユニット50は水温センサ51の検
出信号Twと、機関のSTART信号START.SW
と、機関の回転数信号Neをそれぞれ入力し、これらに
基づいて、隔壁3の位置を適正に制御するように、各電
磁弁7,8に出力する。  水温センサ51は、機関の
温度状態を検出する手段として、シリンダヘッド30の
ウォータジャケット32に臨んで設けられている。
【0017】ここで、コントロールユニット50におけ
る制御動作を図4のフローチャートを参照にしながら説
明する。
【0018】まずステップ51でSTART.SWがO
Nとなったクランキング時を判定し、ステップ52,5
3で水温が設定温度(例えば40°C)以下と判定され
た場合、ステップ54に進んで電磁弁8を所定時間通電
して空気室5に加圧空気を導入し、図5に示すように隔
壁3をウォータジャケット2の最上部まで上昇させる。
【0019】これにより、ウォータジャケット2からほ
とんどの冷却水が排出され、シリンダ11から冷却水へ
の放熱がなくなるので、シリンダ11を速やかに昇温さ
せられる。この結果、冷間時における燃焼性を改善して
未燃焼HCの排出量を低減できる。
【0020】ステップ55で回転数Neが1000rp
mを越えるか、あるいはステップ51,56でSTAR
T.SWがOFFとなった後に、回転数Neが設定値(
例えば500rpm)を越えた場合は、ステップ57で
水温Twが上記隔壁3を上昇させる設定温度にヒステリ
シス分を加えた設定温度(例えば50°C)以上に上昇
したことを判定して、ステップ58に進んで電磁弁7を
所定時間通電して圧力室5に大気圧を導入し、図3に示
すように隔壁3をウォータジャケット2の最下部まで下
降させる。
【0021】これにより、冷却水がシリンダ11まわり
の広い範囲で循環し、シリンダ11から冷却水への放熱
が行われ、シリンダ11が適性温度に保たれる。
【0022】また、ステップ56で回転数Neが設定値
(例えば500rpm)を越えない場合は機関の停止ま
たは完爆しないものと見なして、ステップ59に進んで
経過時間tが所定時間a以上になったら制御を終了する
【0023】なお、加圧機21は機関運転中に所定時間
作動させてタンク9に蓄圧する。次に、図6,図7に示
す他の実施例について説明する。
【0024】機関の温度状態を検出する手段として、シ
リンダ11の上下壁温を検出する2つの壁温センサ61
,62が設けられる。
【0025】ウォータジャケット2の隔壁3の位置を調
節する制御手段として設けられるコントロールユニット
60は、各水温センサ61,62の検出信号Ta,Tb
と、機関のSTART信号START.SWと、機関の
回転数信号Ne、さらに機関負荷として吸気負圧信号を
それぞれ入力し、これらに基づいて、隔壁3の位置を適
正に制御するように、各電磁弁7,8に出力する。
【0026】ここで、コントロールユニット60におけ
る制御動作を図8のフローチャートを参照にしながら説
明する。
【0027】まずステップ71でSTART.SWがO
Nとなったクランキング時を判定し、ステップ72,7
3でシリンダ11の上部壁温Taが設定温度(例えば7
0°C)以下と判定された場合、ステップ74に進んで
電磁弁8を所定時間通電して空気室5に加圧空気を導入
し、図5に示すように隔壁3をウォータジャケット2の
最上部まで上昇させる。
【0028】これにより、ウォータジャケット2からほ
とんどの冷却水が排出され、シリンダ11から冷却水へ
の放熱がなくなるので、シリンダ11を速やかに昇温さ
せられる。この結果、冷間時における燃焼性を改善して
未燃焼HCの排出量を低減できる。
【0029】ステップ75で回転数Neが1000rp
mを越えた場合か、あるいはステップ71,76でST
ART.SWがOFFとなった後に、回転数Neが設定
値(例えば500rpm)を越えたことが確認された場
合は、ステップ77でフラッグFを0に戻し、ステップ
78でシリンダ11の上部壁温Taが設定温度80°C
から120°Cの範囲にあるか否かを判定し、120°
C以上の場合はステップ81に進んで電磁弁7を所定時
間通電して圧力室5に大気圧を導入し、図3に示すよう
に隔壁3をウォータジャケット2の最下部まで下降させ
る。これによりシリンダ11から冷却水への放熱が促さ
れる。
【0030】ステップ78でシリンダ11の上部壁温T
aが設定温度80°Cから120°Cの範囲にあると判
定された場合は、ステップ79に進んでシリンダ11の
上下壁温の温度差ΔTが設定温度(例えば30°C)以
下か否かを判定し、設定温度より高い場合ステップ80
で負荷が高いか否かを判定し、負荷が低い場合はステッ
プ81に進んで電磁弁7を所定時間通電して圧力室5に
大気圧を導入し、隔壁3を下降させる一方、負荷が高い
場合はステップ82に進んで電磁弁8に所定時間通電し
て隔壁3を上昇させる。
【0031】このようにして隔壁3の位置を可変制御す
ることにより、図9に示すように、シリンダ11の上下
壁温差が小さくなる。この結果、シリンダ11の変形を
少なくして、オイル消費や燃焼ガスの吹き抜けを防止で
きる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、シリンダ
の周囲に冷却水を循環させるウォータジャケットを備え
る内燃機関の冷却装置において、前記ウォータジャケッ
トの底面を仕切る隔壁と、この隔壁をシリンダ軸方向に
移動する駆動手段と、機関の温度状態を検出する手段と
、この検出値に基づいてウォータジャケットの隔壁の位
置を調節する制御手段とを設けたため、温度に応じてシ
リンダ周囲の冷却水の量を増減でき、冷間時にはシリン
ダの温度上昇を促して未燃焼HCの排出量を低減したり
、暖気後はシリンダのボア変形を抑制して、オイル消費
や燃費を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す構成図である。
【図2】同じくシリンダブロックの斜視図である。
【図3】同じく機関の縦断面図である。
【図4】同じく制御内容を示すフローチャートである。
【図5】同じく機関の縦断面図である。
【図6他の実施
例を示す構成図である。 【図7】同じくシリンダブロックの斜視図である。
【図8】同じく制御内容を示すフローチャートである。
【図9】シリンダの温度分布を示す線図である。
【符号の説明】
1  シリンダブロック 2  ウォータジャケット 3  隔壁 5  空気室 6  空気圧通路 7  電磁弁 8  電磁弁 9  空気圧タンク 11  シリンダ 50  コントロールユニット 51  水温センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  シリンダの周囲に冷却水を循環させる
    ウォータジャケットを備える内燃機関の冷却装置におい
    て、前記ウォータジャケットの底面を仕切る隔壁と、こ
    の隔壁をシリンダ軸方向に移動する駆動手段と、機関の
    温度状態を検出する手段と、この検出値に基づいてウォ
    ータジャケットの隔壁の位置を調節する制御手段とを設
    けたことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
JP3122604A 1991-04-25 1991-04-25 内燃機関の冷却装置 Expired - Lifetime JP2844956B2 (ja)

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JPH04325711A true JPH04325711A (ja) 1992-11-16
JP2844956B2 JP2844956B2 (ja) 1999-01-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013053606A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Mazda Motor Corp リーンバーンエンジンの冷却装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6451723U (ja) * 1987-09-25 1989-03-30

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6451723U (ja) * 1987-09-25 1989-03-30

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JP2013053606A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Mazda Motor Corp リーンバーンエンジンの冷却装置

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