JPH04347325A - エンジンの水冷装置 - Google Patents

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、エンジンの水冷装置に
関する。

【０００２】

【前提構造】本発明のエンジンの水冷装置は、例えば図
４に示すように、次の前提構造を有するものを前提とす
る。すなわち、エンジン１の冷却水を水ポンプ２により
、シリンダジャケット３から水孔４・ヘッドジャケット
５・ラジエータ６及びシリンダジャケット３の順に、圧
送循環させるように構成したものである。

【０００３】

【従来の技術】上記前提構造において、従来技術では、
前記水孔４が基準断面積Ｓｂの大きさに形成されていた
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では次
の問題がある。水孔４が基準断面積Ｓｂの大きさに形成
されているので、エンジン１の定格を越えない負荷出力
時には、冷却水の循環量が過剰にならず、過冷却による
燃焼性能の低下が防止されている。しかし、エンジン１
の冷始動直後に急に負荷をかける場合、ピストン２６が
急速に膨張するのに対し、サーモスタット３１が急に開
き、ラジエータ６内の低温冷却水がシリンダジャケット
３に流れ込んで、シリンダ２５を収縮させるため、ピス
トン２６が焼き付く事がある。さらに、過負荷出力時に
は、発熱量が増えるのに対して冷却水の循環量が増えな
いので、エンジン１がオーバーヒートすることがある。 本発明は、エンジン冷始動直後に急に負荷をかけた場合
のピストン２６の焼き付きを防止し、エンジン１が過負
荷時にオーバーヒートするのを抑制することを課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記前提構造
において、上記課題を達成するために、例えば図１及び
図２に示すように、次の改良構造を追加したものである
。すなわち、前記水孔４に通路縮小用感温作動弁７を設
け、この感温作動弁７の通路縮小解除用作動温度Ｔ３は
、エンジン冷始動直後急負荷時の焼付き発生上限温度Ｔ
ｇよりも少し高い温度に設定する。この感温作動弁７は
、上記水孔４を通過する冷却水の温度が、上記通路縮小
解除用作動温度Ｔ３にまで上昇した時に感温作動して、
その水孔４の通路断面積Ｓを縮小断面積Ｓ２から基準断
面積Ｓｂにまで拡大するように構成する。

【０００６】

【作用】本発明は次のように作用する。エンジン１の定
格を越えない負荷出力時には、水孔４を通過する冷却水
の温度が上記通路縮小解除用作動温度Ｔ３よりも低い温
度になっている。このため、エンジン１の冷始動直後に
急に負荷をかける場合、サーモスタット３１が急に開い
ても、水孔４を通過する冷却水温Ｔが，エンジン冷始動
直後急負荷時の焼付き発生上限温度Ｔｇ（例えば５０℃
）以下であれば、感温作動弁７が作動しないので、水孔
４の通路断面積Ｓは縮小断面積Ｓ２のままであり、ラジ
エータ６内の低温冷却水がシリンダジャケット３に多量
に流れ込んでシリンダ２５を収縮させる事が無く、ピス
トン２６が焼き付く事を防ぐ。一方、エンジンが過負荷
出力時には、発熱量の増大により、水孔４を通過する冷
却水の温度が上記通路縮小解除用作動温度Ｔ３よりも高
い温度になる。このため、感温作動弁７が感温作動して
、上記水孔４の通路断面積Ｓを縮小断面積Ｓ２から基準
断面積Ｓｂにまで拡大する。これにより、冷却水の循環
量が増えて冷却能力が増大し、エンジン１のオーバーヒ
ートするのを抑制する。

【０００７】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成され、作用
することから、次の効果を奏する。エンジンの冷始動直
後に急に負荷をかける場合、サーモスタットが急に開い
ても水孔の通路断面積が縮小断面積のままであり、ラジ
エータ内の低温冷却水がシリンダジャケットに多量に流
れ込まないので、シリンダ２５を収縮させないためピス
トン２６が焼き付くのを防ぐことができる。さらに、エ
ンジンの過負荷出力時に発熱量が増えるのに対して、冷
却水の循環量が増えて冷却能力が増大し、エンジン１の
オーバーヒートするのを抑制することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面で説明する。図
１（Ａ）はエンジンのヘッドガスケットの要部平面図、
図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図、図２は
水孔断面積と冷却水温との関係を示す線図、図３はヘッ
ドガスケットの平面図、図４はエンジンの縦断面概略図
である。図４において、エンジン１は、クランクケース
２０の上方にシリンダブロック２１を一体に形成すると
ともに、このシリンダブロック２１の上面にヘッドガス
ケット２２を介してシリンダヘッド２３及びヘッドカバ
ー２４を順に載置固定して、エンジン本体を形成してい
る。上記シリンダブロック２１内には、シリンダ２５の
中を摺動するピストン２６と、このピストン２６をクラ
ンク軸２７につなぐコネクチングロッド２８、その他が
ある。そして、シリンダブロック２１及びシリンダヘッ
ド２３の内壁には、シリンダジャケット３からヘッドジ
ャケット５へ冷却水を通す水孔４がヘッドガスケット２
２を貫いて連通している。エンジン１の冷却水はクラン
ク軸２７からベルト２９・プーリ３０を介して駆動され
る水ポンプ２により、シリンダジャケット３から水孔４
・ヘッドジャケット５・ラジエータ６及びシリンダジャ
ケット３の順に、圧送循環されるように構成してある。 さらに、冷却水の循環路の途中には冷却水温を検知する
サ−モスタット３１があり、ラジエータ６はラジエータ
ファン３２で高温の冷却水を空冷する。そして、上記ヘ
ッドガスケット２２には図３に示すように、各シリンダ
用開放部２２ａ・各プッシュロッド用開放部２２ｂ・各
水孔用開放部２２ｃ及び２２ｄと、各取付ボルト用開放
部２２ｅとがそれぞれ必要個数開けられている。

【０００９】（第１実施例）本発明の第１実施例では、
前記シリンダジャケット３とヘッドジャケット５とを連
通させる前記水孔４の途中に位置する、上記ヘッドガス
ケット２２の上記水孔用開放部２２ｃに、例えば図１に
示すように、形状記憶合金で形成された通路縮小用感温
作動弁７を設けてある。この感温作動弁７の通路縮小解
除用作動温度Ｔ３は、エンジン冷始動直後急負荷時の焼
付き発生上限温度Ｔｇよりも少し高い温度に設定してあ
る。この感温作動弁７は、図２（Ａ）に示すように、上
記水孔４を通過する冷却水温Ｔが、上記通路縮小解除用
作動温度Ｔ３にまで上昇した時に感温作動して、その水
孔４の通路断面積Ｓを、縮小断面積Ｓ２から基準断面積
Ｓｂにまで拡大するように構成してある。このため、冷
却水の循環量が増えて冷却能力が増大し、エンジン１の
オーバーヒートするのを抑制する。尚、ヘッドガスケッ
ト２２のシリンダ間の水孔用開放部２２ｄには感温作動
弁７を形成せずに、常時冷却水を流すようにして熱的に
苛酷な気筒間の冷却を促進する。

【００１０】（第２実施例）図５（Ａ）はエンジンのヘ
ッドガスケットの要部平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）
のＹ−Ｙ線矢視断面図である。本発明の第２実施例では
、感温作動弁７を例えば図５に示すように形成する。 図２（Ｂ）に示すように、エンジン冷始動直後急負荷時
の焼付き発生上限温度Ｔｇ（例えば５０℃）よりも少し
高い温度Ｔ３にまで上昇した時に、上側作動弁７ａが感
温作動して、その水孔４の通路断面積Ｓを縮小断面積Ｓ
２から拡大断面積Ｓ１にまで拡大する。エンジン１の冷
始動直後に急に負荷をかける場合、サーモスタット３１
が急に開いても、水孔４を通過する冷却水温Ｔが，エン
ジン冷始動直後急負荷時の焼付き発生上限温度Ｔｇ（例
えば５０℃）以下であれば、上側作動弁７ａが作動しな
いので、その水孔４の通路断面積Ｓは縮小断面積Ｓ２の
ままであり、ラジエータ６内の低温冷却水がシリンダジ
ャケット３に多量に流れ込んでシリンダ２５を収縮させ
る事が無く、ピストン２６が焼き付く事を防ぐ。そして
、水孔４を通過する冷却水温Ｔが前記温度Ｔ３以上であ
れば、上側作動弁７ａが感温作動して、その水孔４の通
路断面積Ｓは下側作動弁７ｂによる基準断面積Ｓｂにな
る。さらに、オーバーヒートする直前の冷却水温Ｔ１（
例えば１１０℃）で下側作動弁７ｂが感温作動して、水
孔４の通路断面積Ｓを基準断面積Ｓｂから拡大断面積Ｓ
１にまで拡大する。このため、冷却水の循環量が増えて
冷却能力が増大し、エンジン１のオーバーヒートするの
を抑制する。

【００１１】（第３実施例）図６（Ａ）はエンジンのヘ
ッドガスケットの要部平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）
のＺ−Ｚ線矢視断面図である。第３実施例では、感温作
動弁７を例えば図６に示すように形成する。図２（Ｃ）
に示すように、エンジン冷始動直後急負荷時の焼付き発
生上限温度Ｔｇ（例えば５０℃）よりも少し高い温度Ｔ
３にまで上昇した時に、上側作動弁７ａが感温作動して
、水孔４の通路断面積Ｓを縮小断面積Ｓ２から基準断面
積Ｓｂにまで拡大する。エンジン１の冷始動直後に急に
負荷をかける場合、水孔４を通過する冷却水温Ｔが，エ
ンジン冷始動直後急負荷時の焼付き発生上限温度Ｔｇ（
例えば５０℃）以下であれば、上側作動弁７ａが作動し
ないので、その水孔４の通路断面積Ｓは縮小断面積Ｓ２
のままであり、ラジエータ６内の低温冷却水がシリンダ
ジャケット３に多量に流れ込んでシリンダ２５を収縮さ
せる事が無く、ピストン２６が焼き付く事を防ぐ。そし
て、従来のサーモスタットの開弁温温Ｔ２（例えば８２
℃）で、下側作動弁７ｂが感温作動して、その水孔４の
通路断面積Ｓを暖機断面積Ｓｄから基準断面積Ｓｂにま
で拡大する。始動後の冷却水温Ｔが従来のサーモスタッ
トの開弁温温Ｔ２（例えば８２℃）未満の時は、上側作
動弁７ａの作動により、その水孔４の通路断面積Ｓは下
側作動弁７ｂによる暖機断面積Ｓｄまで絞られているか
ら、冷却水の循環量は少なくエンジン内部の冷却水温は
急速に上昇し均一化される。この結果、従来のようにサ
−モスタット３１を閉じてバイパス通路３３でラジエー
タ６をバイパスする必要がなくなり、サ−モスタット３
１を廃止する事もできる。又、サーモスタット３１が開
いた時に、ラジエータ６にあった低温冷却水がシリンダ
ジャケット３へ多量に流れ込み、せっかく均一化された
エンジン内部の一部を過冷却する事があり、冷却損失が
生じる。サーモスタット３１を廃止する事で、そのよう
な場合のエンジン過冷却を無くせるから、常温での冷却
損失が少ない。さらに、冷却水温Ｔが従来のサーモスタ
ットの開弁温温Ｔ２（例えば８２℃）以上の時は、下側
作動弁７ｂが感温作動して、その水孔４の通路断面積Ｓ
を基準断面積Ｓｂにまで拡大するから、冷却水の循環量
が増えて冷却能力が増大し、エンジン１のオーバーヒー
トするのを抑制する。

【００１２】（第４実施例）図７（Ａ）はエンジンのヘ
ッドガスケットの要部平面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）
のＶ−Ｖ線矢視断面図である。第４実施例では、感温作
動弁７を例えば図７に示すように形成する。図２（Ｄ）
に示すように、第１段階では、エンジン冷始動直後急負
荷時の焼付き発生上限温度Ｔｇ（例えば５０℃）よりも
少し高い温度Ｔ３にまで上昇した時に、下側作動弁７ｂ
が感温作動して、水孔４の通路断面積Ｓを縮小断面積Ｓ
２から拡大断面積Ｓ１にまで拡大する。この時、中側作
動弁７ｃはまだ感温作動せず、そのため水孔４の通路断
面積Ｓは暖機断面積Ｓｄである。エンジン１の冷始動直
後に急に負荷をかける場合、水孔４を通過する冷却水温
Ｔが、エンジン冷始動直後急負荷時の焼付き発生上限温
度Ｔｇ（例えば５０℃）以下であれば、下側作動弁７ｂ
が作動しないので、水孔４の通路断面積Ｓは縮小断面積
Ｓ２のままであり、ラジエータ６内の低温冷却水がシリ
ンダジャケット３に多量に流れ込んでシリンダ２５を収
縮させる事が無く、ピストン２６が焼き付く事を防ぐ。 第２段階では、従来のサーモスタットの開弁温温Ｔ２（
例えば８２℃）で、中側作動弁７ｃが感温作動して、水
孔４の通路断面積Ｓを暖機断面積Ｓｄから拡大断面積Ｓ
１にまで拡大する。この時も、上側作動弁７ａがまだ感
温作動せず、そのため水孔４の通路断面積Ｓは基準断面
積Ｓｂである。このため、始動後の冷却水温Ｔが従来の
サーモスタットの開弁温温Ｔ２（例えば８２℃）未満の
時は、中側作動弁７ｃが感温作動せず、水孔４の通路断
面積Ｓは暖機断面積Ｓｄまで絞られているから、冷却水
の循環量は少なく、エンジン内部の冷却水温は急速に上
昇し均一化される。この結果、前述の第３実施例と同様
に、サ−モスタット３１を廃止する事もでき、エンジン
過冷却を無くせるから、常温での冷却損失が少ない。 さらに、冷却水温Ｔが従来のサーモスタットの開弁温温
Ｔ２（例えば８２℃）以上の時は、中側作動弁７ｃが感
温作動するから、その水孔４の通路断面積Ｓは上側作動
弁７ａによる基準断面積Ｓｂに拡大される。第３段階で
は、オーバーヒートする直前の冷却水温Ｔ１（例えば１
１０℃）で上側作動弁７ａが感温作動して、その水孔４
の通路断面積Ｓを基準断面積Ｓｂから拡大断面積Ｓ１に
まで拡大する。このため、冷却水の循環量が増えて冷却
能力が増大し、エンジン１のオーバーヒートするのを抑
制する。

【００１３】前記感温作動弁７は、必ずしもヘッドガス
ケット２２の周囲の水孔用開放部２２ｃの全数に形成す
る必要は無く、部分的に形成する事は自由である。又、
感温作動弁７を、ヘッドガスケット２２の水孔用開放部
２２ｃ又は２２ｄに形成するのに代えて、シリンダジャ
ケット３又はヘッドジャケット５に形成しても良い。さ
らに、感温作動弁７は、形状記憶合金で形成するのに代
えてバイメタルで形成しても良い。尚、前記実施例での
上側作動弁７ａと下側作動弁７ｂとは、相互に位置を替
えて構成する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例を示し、図１（Ａ）はエンジンの
ヘッドガスケットの要部平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ
）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図２】本発明実施例を示し、水孔断面積と冷却水温と
の関係を示す線図である。

【図３】本発明実施例を示し、ヘッドガスケットの平面
図である。

【図４】本発明実施例を示し、エンジンの縦断面概略図
である。

【図５】本発明の他の実施例を示し、図５（Ａ）は図１
（Ａ）に相当する図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＹ−Ｙ
線矢視断面図である。

【図６】本発明の他の実施例を示し、図６（Ａ）は図１
（Ａ）に相当する図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＺ−Ｚ
線矢視断面図である。

【図７】本発明の他の実施例を示し、図７（Ａ）は図１
（Ａ）に相当する図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＶ−Ｖ
線矢視断面図である。

【図８】従来例を示し、図８（Ａ）は図１（Ａ）に相当
する図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＷ−Ｗ線矢視断面図
である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…水ポンプ、３…シリンダジャケット
、４…水孔、５…ヘッドジャケット、６…ラジエータ、
７…感温作動弁、Ｔ３…通路縮小解除用作動温度、Ｔｇ
…焼付き発生上限温度、Ｓ…通路断面積、Ｓ２…縮小断
面積、Ｓｂ…基準断面積。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エンジン（１）の冷却水を水ポンプ（
   ２）により、シリンダジャケット（３）から水孔（４）
   ・ヘッドジャケット（５）・ラジエータ（６）及びシリ
   ンダジャケット（３）の順に、圧送循環させるように構
   成したエンジンの水冷装置において、前記水孔（４）に
   通路縮小用感温作動弁（７）を設け、この感温作動弁（
   ７）の通路縮小解除用作動温度（Ｔ３）は、エンジン冷
   始動直後急負荷時の焼付き発生上限温度（Ｔｇ）よりも
   少し高い温度に設定し、この感温作動弁（７）は、上記
   水孔（４）を通過する冷却水の温度が上記通路縮小解除
   用作動温度（Ｔ３）にまで上昇した時に、感温作動して
   、その水孔（４）の通路断面積（Ｓ）を縮小断面積（Ｓ
   １）から基準断面積（Ｓｂ）にまで拡大するように構成
   したことを特徴とする、エンジンの水冷装置。