JPH076382B2 - 内燃機関の水冷式冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の水冷式冷却装置とりわけ冷却水で
吸気系を加熱する水冷式冷却装置に関する。

従来の技術 一般に、自動車用内燃機関の水冷式冷却装置としては、
強制循環加圧方式が採用されており、その一例としてボ
トムバイパス方式のものがある。

概略を説明すれば、ガソリン機関のシリンダブロックと
シリンダヘッドの内部に、連通孔を介して連通するウォ
ータジャケットが夫々形成されており、該各ウォータジ
ャケットで吸熱した冷却水は、通常運転時には、ウォー
タポンプの作用により冷却水導出通路を介してラジエー
タに圧送されてここで放熱し、更に冷却水導入通路を介
してシリンダブロック側ウォータジャケットへ強制的に
導入されシリンダヘッド側のウォータジャケットへと流
動して機関各部を冷却している。

一方、冷間始動時等の低水温時には、機関適正作動温度
を保持するサーモスタットの作動により冷却水導出通路
が閉塞されるため、冷却水はラジエータを経由せずにバ
イパス通路を経由して各ウォータジャケットに循環する
ようになっている。

発明が解決しようとする課題 ところで、一般にガソリン機関にあっては、冷間始動時
などにおいて点火プラグによる混合気の着火性を高めて
機関の出力を向上させるためには、燃焼室内に供給され
る吸入空気を冷却水などで予め十分に温めることが望ま
しい。

そこで、例えば実開昭59−170627号公報等に記載されて
いる技術のように、ラジエータ内の冷却水を取り出して
機関本体内導入する冷却水導入管を、吸気マニホルド下
方で、かつ該吸気マニホルドの各ブランチ部と交差する
ように配設すると共に、一端が冷却水導入管途中のサー
モスタットバルブに接続されたバイパス管の他端を、前
記吸気マニホルドのライザ部内の冷却水通路に接続した
ものも提供されている。

然し乍ら、斯かる公報記載のものでは、吸気マニホルド
の下方に単に冷却水導入管のみを配設しただけであるか
ら、機関冷間時の吸気を十分に温めることができない。
また、ライザ部内に所謂鋳抜き等により冷却水通路を形
成しなければならず、このような特別な加熱手段が必要
になるばかりか構造が複雑になり、製造作業の煩雑さや
コストの高騰等が余儀なくされる。

課題を解決するための手段 本発明は、前記従来の水冷式冷却装置の実情に鑑みて案
出されたもので、機関本体の側部に吸気容積室を機関前
後方向に沿って設けると共に、前記機関本体の一端側か
ら吐出した冷却水を機関本体の他端側に設けられたサー
モスタットバルブに導入するバイパス管を、前記吸気容
積室の長手方向に沿って近接配置し、かつ前記サーモス
タットバルブから流出した冷却水を機関本体の一端側に
戻す冷却水供給管を、前記バイパス管と略並行にかつ前
記吸気容積室に近接して配置したことを特徴としてい
る。

作用 前記構成の本発明によれば、例えば冷機始動時におい
て、機関本体の一端側から吐出してバイパス管内に流入
した冷却水は、該バイパス管から放熱しつつ吸気容積室
の近傍を通ってサーモスタットバルブに達し、さらにこ
のサーモスタットバルブからＵターンして冷却水供給管
内に流入し、再び該冷却水供給管から放熱しつつ吸気容
積室の近傍を通って機関本体内に戻される。したがっ
て、バイパス管と冷却水供給管による２重の放熱量とな
り、吸気容積室が効率よく加熱され、この結果、該吸気
容積室を通過する吸気を積極的かつ効率よく温めること
ができる。

しかも、バイパス管と冷却水供給管を、並列にかつ吸気
容積室の長手方向に沿って近接配置するだけであるか
ら、その構造も簡素化され、製造やコストも大きく高騰
することはない。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、１はエンジ
ンルーム内に車体巾方向つまり横置きに配置された直列
４気筒ガソリン機関、２は該機関１の前方に配置された
ラジエータ、３は内部にウォータジャケット４を有する
シリンダブロック、５はシリンダブロック３の上端に設
けられて、内部にウォータジャケット６を有するシリン
ダヘッド、７は排気マニホルド、８は吸気通路の下流側
に配置された吸気容積室、９は該吸気容積室８の上部に
配置された吸気マニホルドであって、前記シリンダブロ
ック３は、前端部3aにウォータポンプ10が一体的に収納
配置されていると共に、後端部3bには、サーモスタット
バルブ11がボルト12…により連結されている。

前記吸気容積室８は、シリンダブロック３の上部外側面
に沿って横方向に延びた略ボックス状を呈し、側部の取
付フランジ13に、内部にスロットルバルブ14を収納した
スロットルボディ15がボルト16…により連結されている
と共に、上側部に横方向へ等間隔で４つの吸気孔を有す
るフランジ状の取付部17が形成されている。また、この
吸気容積室８は、４つのブラケット18,19,20,21により
シリンダブロック３及びシリンダヘッド５に連結支持さ
れている。具体的には、前記取付フランジ13の下端部
が、略三角形状の第１ブラケット18を介してシリンダブ
ロック３後端のトランスミッション結合フランジ部に連
結支持され、同じく取付フランジ13の上端部が、略クラ
ンク状に屈曲した第２ブラケット19を介してシリンダヘ
ッド５の後端外側部に連結支持されている。さらに、前
記取付部17の後端側下部が略Ｌ字形に屈曲された第３ブ
ラケット20を介してシリンダブロック３後端側のスカー
ト部下端に連結支持され、また、同じく取付部17の前端
側下部が略円弧状に屈曲された第４ブラケット21を介し
てシリンダブロック３前端側のスカート部最下端に連結
支持されている。

前記吸気マニホルド９は、第３図にも示すように下方に
略円弧状に屈曲された４本のブランチ部22…を備え、該
ブランチ部22…の上端部には、前記シリンダヘッド５の
各取付フランジ23…に両端２本のスタッドボルト24a及
び６本のボルト24b…を介して取り付けられる取付フラ
ンジ25…が一体に設けられている一方、下端部には、前
記吸気容積室８の取付部17に同じく両端２本のスタッド
ボルト26a及び３本のボルト26b…を介して取り付けられ
る取付部27が一体に設けられている。これら取付フラン
ジ25…及び取付部27を介して吸気マニホルド９全体がシ
リンダヘッド５及び吸気容積室８に対して着脱自在に設
けられている。そして、前記シリンダブロック３とシリ
ンダヘッド5,吸気容積室８及び吸気マニホルド９の内側
に略逆凹形の空間部50が構成されるようになっている。

尚、各ブランチ部22…の各取付フランジ25…接合部上端
に、燃料噴射弁28の取付孔を有するボス部29…が一体に
形成されていると共に、該各取付孔を連結する燃料パイ
プ30が横方向に沿って配設されており、この燃料パイプ
30は、両側部が支持部材31,31によりボス部29…外端縁
に押圧支持されている。

更に、後端側ブランチ部22の外側に、ボルト32によりア
クセルドラム33が固設されており、このアクセルドラム
33は、前記スロットルバルブ14のスロットルドラム34と
上下方向に配設された図外のリンケージを介して連結さ
れている。

また、第１図に示すように、前記シリンダヘッド５の前
端側外側面に有する冷却水出口端35は、冷却水導出管36
を介してラジエータ２の内側面上端部に有する冷却水入
口端37aに接続されている。一方、ラジエータ２の内側
面下端部に有する冷却水出口端37bは、冷却水導入管38
を介してサーモスタットバルブ11の冷却水入口部11aに
接続され、さらにこのサーモスタットバルブ11の側部に
形成された冷却水出口部11bが、金属パイプ製の冷却水
供給管39を介してウォータポンプ10の吸入口10aに接続
されている。また、前記冷却水供給管39の側部に金属パ
イプ製のバイパス管40が並設されている。

すなわち、前記冷却水供給管39は、シリンダブロック３
の後端側3b側からシリンダヘッド５の側部付近に回り込
んで前端部3a方向に延設され、その一端部39aがサーモ
スタットバルブ11のフランジ部47に溶接により結合され
てサーモスタットバルブ11の冷却水出口部11bに強固に
接続され、一方他端部39bがゴム管の継手部48を介して
ウォータポンプ吸入口10aに接続されている。

一方、バイパス管40は、一端部40aがゴム管状の継手部4
9を介してウォータポンプ10近傍のバイパス水出口部3c
に接続され、他端部40bがフランジ部47に溶接により強
固に結合されてサーモスタットバルブ11のバイパス水入
口部11cに夫々接続されて、略全体が前記冷却水供給管3
9と平行に配設されている。

そして、冷却水供給管39とバイパス管40とは、シリンダ
ブロック3,シリンダヘッド５等によって構成された前記
逆凹状の空間部50内に収納されかつ吸気容積室８の略全
長に亘る長手方向に沿って近接配置されている。また、
この冷却水供給管39とバイパス管40は、略く字形に屈曲
した支持ブラケット41によりシリンダブロック３及びシ
リンダヘッド５の接合側部に連結されている。したがっ
て、両者39,40の結束力が強化され、シリンダブロック
３やシリンダヘッド５からの加振入力による振動を十分
に防止できる。

したがって、この実施例によれば、機関１の冷間始動時
においてはサーモスタットバルブ11が閉成されてラジエ
ータ２からの冷却水の導入を遮断するため、水温が上昇
しつつあるシリンダヘッド側ウォータジャケット６内の
冷却水は、第１図の実線矢印で示すようにバイパス水出
口部3cからバイパス管40内に流入し、ここで放熱しつつ
吸気容積室８及び吸気マニホルド９の近傍を通ってサー
モスタットバルブ11内に送られる。さらに、ここからＵ
ターンして冷却水出口部11bから冷却水供給管39に流入
してここでさらに放熱しつつ再び吸気容積室８等の近傍
を通過し、ウォータポンプ10を介してシリンダブロック
側ウォータジャケット４内に循環する。したがって、吸
気容積室８及び吸気マニホルド９は、バイパス管40と冷
却水供給管39内の両方の冷却水から放熱された熱によっ
て積極かつ効率よく加熱される。特に、吸気容積室８内
では、吸入空気の滞留時間が長いため、該吸入空気の加
熱効率が一層良好になる。このため、該吸気容積室８等
の内部を通流する吸気の温度が速やかに上昇し、そのま
ま燃焼室に供給される。依って、混合気の着火性が良好
となり、機関の高出力化が得られる。

一方、暖機後はサーモスタットバルブ11が開成するた
め、シリンダヘッド側ウォータジャケット６内の冷却水
は、同図破線で示すように冷却水導出管36−ラジエータ
２−冷却水導入管38−サーモスタットバルブ11−冷却水
供給管39−ウォータポンプ10を経てシリンダブロック側
ウォータジャケット４及びシリンダヘッド側ウォータジ
ャケット６内を循環する。

また、冷却水供給管39とバイパス管40とを吸気容積室８
等の内側の空間部50に配設したため、デッドスペースの
有効利用が図れ、さらに、サーモスタットバルブ11をシ
リンダブロック３の後端部3b側に配置したため、該サー
モスタットバルブ11の整備点検作業が容易になる。

更に、吸気容積室８は、４本のブラケット18〜21によっ
てシリンダブロック３及びシリンダヘッド５に連結支持
されているため、その支持剛性が高くなってスロットル
ボディ15の増幅振動を十分に抑制することができ、該ス
ロットルボディ15と吸気容積室８間のシール性能の低下
などが防止される。

更にまた、吸気マニホルド９が、シリンダヘッド５や吸
気容積室８に対して単体で着脱自在になっているため、
機関１自体や吸気マニホルド９近傍の機器類の整備点検
等の作業が容易になることは勿論のこと、空間部50内の
冷却水供給管39やバイパス管40の配管作業も極めて容易
になる。

尚、バイパス管40の下流側及び冷却水供給管39の上流側
には、第１図に示すようにヒータ用冷却水パイプ44,45
の入口管42と出口管43が連結されており、バイパス管40
内の冷却水をヒータ装置46に送り、ここから冷却水供給
管39に戻すようになっている。したがって、ヒータ使用
時には、ヒータ装置46からの比較的高温の冷却水がバイ
パス管40と冷却水供給管39内を往復するため、吸気容積
室８内の吸気加熱効果が一層助長される。

本発明は、前記実施例の構成に限定されず、例えばバイ
パス回路を冷却水供給管39を併用することなく別異のバ
イパス水供給管で構成することも可能である。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、例えば
機関の冷間始動時には、バイパス管と冷却水供給管内を
往復する冷却水によって吸気容積室内の吸入吸気が積極
かつ効率良く加熱され、特に吸気容積室内では吸気の滞
留時間が長いため十分に加熱されるため、機関内に供給
される吸気温度が速やかに上昇する。この結果、混合燃
料の着火性が良好となり、機関の出力向上が図れる。

しかも、冷却水供給管とバイパス管とを吸気容積室の近
傍長手方向に沿って並設するだけであるから、配管構造
が簡素化され、製造や組付作業が容易になると共に、コ
ストの高騰が十分に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水冷式冷却装置の一実施例を示す
平面図、第２図は第１図のII-II線断面図、第３図は本
実施例が適用される４気筒ガソリン機関の吸気系を分解
して示す斜視図である。 １……内燃機関、３……シリンダブロック、５……シリ
ンダヘッド、８……吸気容積室、11……サーモスタット
バルブ、39……冷却水供給管、40……バイパス管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関本体の側部に吸気容積室を機関前後方
   向に沿って設けると共に、前記機関本体の一端側から吐
   出した冷却水を機関本体の他端側に設けられたサーモス
   タットバルブに導入するバイパス管を、前記吸気容積室
   の長手方向に沿って近接配置し、かつ前記サーモスタッ
   トバルブから流出した冷却水を機関本体の一端側に戻す
   冷却水供給管を、前記バイパス管と略並行にかつ前記吸
   気容積室に近接して配置したことを特徴とする内燃機関
   の水冷式冷却装置。