JPH0713460B2 - 内燃機関のシリンダライナ温度制御装置 - Google Patents

内燃機関のシリンダライナ温度制御装置

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JPH0713460B2
JPH0713460B2 JP9458586A JP9458586A JPH0713460B2 JP H0713460 B2 JPH0713460 B2 JP H0713460B2 JP 9458586 A JP9458586 A JP 9458586A JP 9458586 A JP9458586 A JP 9458586A JP H0713460 B2 JPH0713460 B2 JP H0713460B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関のシリンダライナの周囲に,シリンダ
内を駆動するピストンの行程により燃料を圧縮・点火・
爆発の過程で発生する熱を吸収するために,冷却水を供
給する装置の改良に関し,シリンダライナの温度を検出
し供給冷却水の流量を調整することにより,シリンダラ
イナの温度制御をできるようにしたものである。
[従来の技術] 内燃機関のピストンを往復摺動し吸気・圧縮・爆発・排
気の行程でシリンダ内で発生する熱がシリンダライナに
伝達される。また,高負荷運転や低負荷運転により発生
する熱量は異なる。このように負荷により異なった熱量
がシリンダライナを通じて放出されるが,これを吸収す
るために一般に内燃機関のシリンダライナの周囲にに冷
却水を循環させる装置が設けられている。
第3図は舶用内燃機関を例とする従来のシリンダライナ
冷却制御装置である。
シリンダライナaを冷却するためシリンダジャケットb
との間の冷却室cに冷却水機関供給口dより冷却水を通
水し,冷却水機関吐出口eより排出するように,前記冷
却室cを流路とするように通水される。本装置において
冷却水機関吐出口eとシリンダ冷却水冷却器gとの間
で,機関吐出口eの冷却水温度を温度計fで計測し,シ
リンダライナ冷却後の冷却水温度を一定に保つように温
度調整弁hにて,機関吐出口eより流入する高温水と,
冷却器gより供給される冷水の混合割合を変化させるこ
とにより,冷却水は機関吐出口eの温度が一定となるよ
うな制御が温度調整弁hを作動させてなされている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら,上記した従来例では,冷却水は機関吐出
口の温度の制御のみであるため,長時間低負荷運転され
ると冷却水冷却器をバイパスしても,冷却水温度が規定
値以下になり,シリンダライナの内壁温度が低下してし
まうので,シリンダ内の燃焼ガス中のSO2,H2O等の凝結
が起こり,該シリンダライナの内壁での酸化生成物によ
り,低温腐蝕(硫酸腐蝕)が発生するという問題があつ
た。さらに,低負荷時シリンダライナ内壁温度が低下す
ると機関の熱効率が以下し燃料消費率が悪くなるという
問題があった。また,これをさけるためには特別な加熱
装置を設け,シリンダライナの内壁温度の低下を防止し
なければならないという問題があった。
本発明はかかる実情に鑑み,シリンダライナの内壁温度
を一定に保つように冷却水の流量を制御するために,シ
リンダライナの直接温度センサーを設け,効果的に流量
を調整するための制御装置を提供しようとするものであ
る。
[問題を解決するための手段] かかる目的を達成するために,本発明は,内燃機関のシ
リンダライナの外周に周設したシリンダジャケットと,
該シリンダライナと該シリンダジャケットとの間に構成
される冷却室と,該冷却室に冷却水を供給する冷却水機
関供給口と,該冷却室の冷却水を排出する冷却水機関吐
出口と,該冷却水機関供給口と該冷却水機関吐出口との
間に冷却水供給ポンプと冷却器とを設け配管接続したシ
リンダライナ冷却装置において,該シリンダライナの温
度監視対象部の近傍に設けた温度検出用のセンサーと,
該冷却水機関供給口には該冷却水供給ポンプと並列に設
けた流量調整弁と,該冷却水機関吐出口に設けた絞り弁
と,該冷却器の出口に設けた温度調整弁と,前記温度セ
ンサーの検出信号により前記絞り弁と前記流量調整弁と
前記温度調整弁とを制御する制御装置を備えたものであ
る。
[実施例] 以下,本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
第1図は,本発明の一実施例を示すものである。第1図
において,1aはシリンダライナ,1bはシリンダライナ内
壁,1cはシリンダライナにて囲まれた燃焼室,2はシリン
ダライナの外周に設けられたシリンダジャケット,3はシ
リンダライナ頂部に設けられたシリンダカバー,4はシリ
ンダライナの中を往復摺動するように嵌装されたピスト
ン,5はシリンダライナ1aとシリンダジャケット2の間に
設けられた冷却室,6はシリンダライナ1aの温度監視対象
部の近傍に設けた温度センサー,7は冷却室5への冷却水
機関供給口,8は冷却室5からの冷却水機関吐出口,9は冷
却用の水を供給する冷却水供給タンク,10は冷却水を冷
却するための冷却器,11は冷却用の水を送給する供給ポ
ンプ,12は温度センサーよりの信号を受信し,絞り弁,
温度調整弁,および流量調整弁を作動制御するための制
御装置,13は冷却水機関吐出口の流量を調整するため制
御装置12よりの信号にて作動する絞り弁,14は冷却器よ
りの冷却水と冷却水機関吐出口より循環する水を混合し
制御装置12よりの信号にて作動する温度調整弁,15は冷
却水機関供給口へ供給ポンプより送給する流量を調整
し,制御装置12よりの信号にて,作動する流量調整弁,1
6aは冷却水供給タンク出口のストップ弁,16bは冷却水機
関吐出口の近傍に設けたストップ弁,16cは冷却水供給タ
ンク出口のストップ弁,16dは冷却器への入口のストップ
弁,17は冷却水配管の空気抜き管,18,19,20,22,23,24は
冷却水配管,21は冷却水を補給するための補水管,25は冷
却水供給タンクの加熱蒸気管,26は冷却器の冷却水管27
は冷却水供給タンクの給水管である。
シリンダライナ1aとシリンダカバー3とピストン4によ
り構成される燃焼室1cには燃料が供給され,該シリンダ
ライナ1aの内を往復摺動するピストン4の作動により圧
縮・点火・爆発の行程が生じ,熱が発生する。これらの
熱の発生量は内燃機関にかかる負荷により異なるが,燃
焼室1cで発生する熱負荷を除去するため冷却水が使用さ
れる。該冷却水は冷却水機関入口7より送給し,冷却水
機関吐出口8より吐出される。このとき冷却水はシリン
ダライナ1aとシリンダジャケット2より構成される冷却
室5を流路として通過しシリンダライナ1aを冷却する。
冷却水は冷却水機関吐出口8より絞り弁13をへて,さら
にストップ弁16bをへて冷却水配管18より,冷却水冷却
器10および温度調整弁14に到達する。冷却水冷却器10に
て冷却された冷却水は,冷却水配管20により温度調整弁
14に到達し,冷却水配管18より来た冷却水と混合し,冷
却水配管22により,供給ポンプ11の吸入側に接続され
る。該供給ポンプ11の吐出側は冷却水配管24にて,冷却
水機関入口7に導びかれる。また,該供給ポンプ11の吐
出側と吸入側を該供給ポンプ11と並列状に冷却水のバイ
パス用に冷却水配管23を接続し該冷却水配管23に流量調
整用の流量調整弁15を設けてある。また,前記絞り弁13
の後に冷却水配管17により,ストップ弁16aを介して冷
却水供給タンク9に接続されている。該冷却水供給タン
ク9には冷却水を補給する給水管27と,冷却水の温度調
整用に加熱蒸気管25が装備されている。シリンダライナ
1aにはシリンダライナ内壁1bの温度を計測するための温
度計6がシリンダジャケット2を貫通し,温度監視対象
部に装着されており,絞り弁13および流量調整弁15およ
び温度調整弁14に制御信号を伝達する手段にて接続され
ている。
次に本発明の作動について説明する。いま,機関が低負
荷運転され,温度計6により検出されたシリンダライナ
内壁1bの温度が任意の設定温度Toより低下すると,温度
調整弁14に冷却水配管20より流入する低温冷却水の流入
を停止する指令信号が制御装置12により伝達される。そ
れにもかかわらずシリンダライナ内壁1bの温度が設定温
度Toより上昇しないときは,制御装置12より流量調整弁
15に冷却水流量を減少させる指令信号を与え,同時に冷
却室5の冷却水圧力を一定に保たせるために,絞り弁13
を絞る指令信号を与える。以上のような作動により,シ
リンダライナ1aを冷却する冷却室5内の冷却水の流量を
低下させ,冷却水温度を上昇させるとともに,冷却水流
量の低下によるシリンダライナ1aに生じたホットスポッ
トでの冷却室5内の蒸気の発生を防止するこつができ
る。また,シリンダライナ内壁1bの温度が設定温度Toよ
り上昇すれば,制御装置12より流量調整弁15に冷却水流
量の制限を緩和させる指令信号を与え,同時に絞り弁13
による絞りを緩和する指令信号を与え,冷却水流量を増
加させる。さらに,機関が高負荷運転されるときは,制
御装置12より,流量調整弁15を開,絞り弁13を開,温度
調整弁14には設定温度Toとなるように冷却水配管20より
流入する低温冷却水の流入を増加させる信号を与える。
以上の作動により,温度調整弁14より冷水と温水の混合
による温度制御を行なうことができ,シリンダライナ1a
を冷却することができる。なお,第2図は冷却水温度と
シリンダライナ内壁1b温度と機関の各負荷における変化
を示している。縦軸に温度,横軸には機関の負荷を,ま
た,実線は従来例,点線は本発明を示している。本図は
特に機関の低負荷運転において本発明により冷却水機関
供給口および冷却水機関吐出口の温度を上昇させること
により,シリンダライナ内壁1bの温度を設定温度Toより
低下することなく機関の運転ができることが示されてい
る。
[発明の効果] 本発明の内燃機関のシリンダライナ温度制御装置は以上
のような構成を有するので,次のような優れた効果を発
揮する。
1) シリンダライナ内壁の温度を直接監視できるとと
もに,シリンダライナ内壁の温度を硫酸が凝結する温度
以上に制御できる制御装置を有するので硫酸の凝結によ
るシリンダライナ内壁の低温腐蝕を防止することができ
る。また,このため機関の低負荷での長時間運転が可能
となる。
2) シリンダライナ内壁温度を機関の低負荷で上昇す
ることができるため,機関の熱効率の改善が得られる。
また,潤滑油粘性の低下で機械効率の改善が得られる。
3) シリンダライナ内壁の温度を直接計測できるの
で,シリンダライナのスカフィングセンサーとしても用
いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示し本装置をとりつけた内燃
機関の一部切断正説明図。第2図は本発明の実施例にお
ける冷却水温度とシリンダライナ内壁温度と機関の各負
荷における変化状態図。第3図は従来例を示した内燃機
関の一部切断正面説明図である。 図中,1a……シリンダライナ,1b……シリンダライナ内
壁,1c……燃焼室,2……シリンダジャケット,3……シリ
ンダカバー,4……ピストン,5……冷却室,6……温度計,7
……冷却水機関供給口,8……冷却水機関吐出口,9……冷
却水供給タンク,10……冷却水冷却器,11……供給ポン
プ,12……制御装置,13……絞り弁,14……温度調整弁,15
……流量調整弁,16a,16b,16c,16d……ストップ弁,17…
…空気抜き管,18,19,20,22,23,24……冷却水配管,21…
…補水管,25……加熱蒸気管,26……冷却水管,27給水
管,

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関のシリンダライナの外周に周設し
    たシリンダジャケットと,該シリンダライナと該シリン
    ダジャケットとの間に構成される冷却室と,該冷却室に
    冷却水を供給する冷却水機関供給口と,該冷却室の冷却
    水を排出する冷却水機関吐出口と,該冷却水機関供給口
    と該冷却水機関吐出口との間に冷却水供給ポンプと冷却
    器とを設け配管接続したシリンダライナ冷却装置におい
    て,該シリンダライナの温度監視対象部の近傍に設けた
    温度検出用のセンサーと,該冷却水機関供給口には該冷
    却水供給ポンプと並列に設けた流量調整弁と,該冷却水
    機関吐出口に設けた絞り弁と,該冷却器の出口に設けた
    温度調整弁と,前記温度センサーの検出信号により前記
    絞り弁と前記流量調整弁と前記温度調整弁とを制御する
    制御装置と,からなることを特徴とする内燃機関のシリ
    ンダライナ温度制御装置。
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DE59610349D1 (de) * 1996-06-20 2003-05-22 Waertsilae Schweiz Ag Winterth Kühlsystem für den Zylindermantel einer Brennkraftmaschine
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