JPS62288308A - エンジンの冷却装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの冷却装置に関し、特にシリンダヘッ
ドは水の冷却系統でまたシリンダブロックはオイルの冷
却系統で冷却するようにした冷却装置に関する。

（従来技術） 従来、エンジンの冷却装置として、一般にラジェータで
冷却された冷却水をシリンダブロックのウォータジャケ
ット及びシリンダヘッドのウォータジャケット及びラジ
ェータの順に循環させるｌ系統の冷却水循環系統が設け
られている。

このように、共通の冷却系統でシリンダブロックとシリ
ンダヘッドとを冷却する場合には、シリンダブロックと
シリンダヘッドに対して夫々冷却条件を自由に設定でき
ないという難点がある。

シリンダヘッドは燃焼室に近く、排気通路も通っている
関係上加熱され易いのに対して、シリンダブロックはシ
リンダヘッドに比較して熱的条件は厳しくなく、シリン
ダブロックを冷却し過ぎると冷却損失が増加しオイルの
粘性増加によりピストン及びピストンリングの摩擦抵抗
が増加し燃費が悪化することになる。

そこで、例えば特開昭５９−５８２６号公報には、エン
ジンのシリンダヘッドは冷却容量の大きい冷却水で冷却
し、シリンダブロックは冷却容量の小さなオイルで冷却
するようにしたエンジンの冷却装置が記載されている。

上記冷却装置においては、シリンダブロックのオイルジ
ャケットへのオイルの容量を確保するために、上記オイ
ルジャケットへオイルを供給した後にそのオイルを各潤
滑部へ供給するようになっているため、エンジンの運転
状態によらず運転中は常にシリンダブロックのオイルジ
ャケットへオイルを循環させるようにしである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記公報に記載のエンジンの冷却装置では、エンジンの
運転中は常時シリンダブロックのオイルジャケットにオ
イルを循環させて冷却するようになっているので次のよ
うな問題がある。

即ち、暖機時や軽負荷時においてもシリンダブロックを
冷却すると、オイルの粘１牛が大きくなってシリンダと
ピストン及びピストンリングの摩擦抵抗が増大して燃費
が悪化するだけでなく、潤滑性能の低下によってシリン
ダやピストンリングの摩耗が著しくなる。尚、外気温が
低い場合にも暖機時と同様となる。

尚、上記公報の冷却装置では、オイル温度が低いときに
はオイルをオイルクーラで冷却することな（循環させる
ようになっているが、シリンダブロック及びオイルパン
内のオイルの全量は非常に多いのでオイルを循環させる
とシリンダブロックは冷却されることになる。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るエンジンの冷却装置は、シリンダヘッドと
シリンダブロックとを別個の冷却系統で冷却するように
したエンジンにおいて、シリンダヘッドにウォータジャ
ケットを設け、シリンダブロックにオイルジャケットを
設けて、上記シリンダブロックのオイルジャケットに供
給された後にエンジンの各潤滑部へ供給されるオイルの
循環通路と、上記オイル循環通路でシリンダブロックの
オイルジャケットの入口部と出口部とを接続するシリン
ダブロックバイパス通路と、上記オイル循環通路とシリ
ンダブロックバイパス通路との接続部に介在された切換
弁と、エンジンの特定運転状態を検出する検出手段と、
上記検出手段からの出力信号を受けて、シリンダブロッ
クをバイパスしてオイルを流すように切換弁を制御する
制御手段を設けたものである。

尚、上記検出手段で検出するエンジンの特定運転状態と
は、暖機状態、アイドリング状態及び軽負荷状態のこと
である。

（作用） 本発明に係るエンジンの冷却装置においては、通常運転
状態のときにはシリンダヘッドのウォータジャケットへ
冷却水が循環してシリンダヘッドは冷却水で冷却され、
またシリンダブロックのオイルジャケットへオイル循環
通路を介してオイルが循環してシリンダブロックはオイ
ルで冷却される。

これに対して、暖機時や軽負荷時などの特定運転状態の
ときにはその特定運転状態が検出手段によって検出され
、検出手段からの出力信号が制御手段へ出力されると、
制御手段はオイルをシリンダブロックバイパス通路へ流
すように切換弁を制御するので、シリンダブロックのオ
イルジャゲットへはオイルが供給されなくなってオイル
ジャケットのオイルによる冷却は停止することになる。

（発明の効果） 本発明に係るエンジンの冷却装置によれば、以上説明し
たように、エンジンが特定運転状態のときにシリンダブ
ロックへオイルジャケットへ冷却用のオイルを循環させ
ないので、シリンダブロックの温度上界が促進されると
ともに、オイルの粘性の低下により摩擦抵抗が減少して
燃費が向上しシリンダやピストンリングの異常摩耗を防
ぐことが出来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

本実施例は自動車用の立型エンジン已に本発明を適用し
た場合のもので、このエンジンＥにおいては第１図に示
すようにエンジン本体はシリンダブロックｌとシリンダ
ヘッド２とオイルパン３とから構成され、シリンダブロ
ック１のシリンダボア４にはピストン５が上下動摺動自
在に装着され、このビス１−ン５はコンロッド６を介し
てクランク輔７に連結され、シリンダボア４とピストン
５とシリンダヘッド２とで燃焼室が形成されている。

上記シリンダブロック１を冷却するため、シリンダブロ
ック１のシリンダボア４の周囲にはオイルジャケット８
が形成され、オイルパン３内のオイルをオイルジャケノ
１−８へ供給するオイル通路９が設けられ、このオイル
通路９にはオイルパン３内でオイルポンプ１０が介装さ
れている。そして、シリンダブロックｌを冷却したオイ
ルをエンジンの種々の軸受部や動弁系を経由させてから
すイルパン３内へ還流させるオイル通路１１が設けられ
、このオイル通路１１の軸受部１２及び動弁系１３より
も上流側にはオイルクーラ１４とオイフィルター１５と
が介装されている。上記オイル通路１１の分岐点Ｐで分
岐してオイルパン３内へ延びるリリーフオイル通路１Ｇ
が設けられ、ごのリリーフオイル通路１６の終端にはオ
イルパン３内でリリーフバルブ１７が設けられ、このリ
リーフバルブ１７によりオイルジャケット８とオイル通
路■１内のオイル圧がリリーフバルブ１７の設定圧以上
には昇圧しないようになっている。

エンジンＥの暖機時や軽負荷状態の時などの特定運転状
態のときに、オイルをオイルジャケット８へ循環させず
にバイパスさせるため、上記オイル通路９の途中部とオ
イル通路１１のオイルクーラ１４よりも上流側の途中部
とを接続するシリンダブロックバイパス通路１日が設け
られ、上記シリンダブロックバイパス通路１８とオイル
通路９との接続部にはオイルの流れをオイル通路９の方
へ或いはバイパス通路１８の方へ択一的に切換える電磁
切換弁１９が介装され、この電磁切換弁１９はコントロ
ールユニット２０により制御される。

上記シリンダヘッド２を冷却するとともに上記オイルク
ーラ１４を介してオイルを冷却するため、ラジェータ２
１が設けられ、ラジェータ２１のロアタンクからの冷却
水はウォータポンプを有する冷却水通路２２でシリンダ
へラド２のウォータジャケット２４の冷却水入口へ供給
され、ウオークジャケット２４の冷却水出口からの冷却
水は冷却水通路２３でラジェータ２１のアツバタンタへ
還流され、冷却水温が所定温度以下のときに冷却水通路
２３から冷却水通路２２へ冷却水をバイパスさせるバイ
パス冷却水通路２３ａとサーモスタット式切換弁２５が
図示のように設けられている。

更に、上記ラジェータ２Ｉで冷却された冷却水でオイル
を冷却するため、上記冷却水通路２２のウォータポンプ
よりも下流側から分岐しオイルクーラ１４を経由して冷
却水通路２３へ接続されたオイル冷却用冷却水通路２６
が設けられ、このオイル冷却用冷却水通路２６にはオイ
ルクーラ１４をバイパスするバイパス通路２７と電磁切
換弁２８とが図示のように設けられ、上記電磁切換弁２
８はコントロールユニット２０により制御される。

更に、ピストン５の内部及びシリンダボア４の内面へオ
イルを噴射供給するためのノズル２９がシリンダブロッ
ク１の本体部の下端に設けられ、オイルジャケット８の
オイルがこのノズル２９へ供給されるようになっている
。

上記ノズル２９の構造としては、第２図又は第３図又は
第４図に図示のものを用いることが出来る。

第２図のノズル２９では、オイルジャケット８からノズ
ル２９へ至るオイル供給路の途中部に電磁開閉弁３０が
介装され、この電磁開閉弁３０がコントロールユニット
２０により制御される。

第３図のノズル２９では、オイルジャケット８からノズ
ル２９へ至るオイル供給路の途中部にチェック弁３１が
介装され、オイルジャケット８内のオイル圧が設定圧以
上になったときにチェック弁３１が開いてノズル２９か
らオイルが噴射されるようになっている。

第４図のノズル２９では、ノズル２９がシリンダブロッ
ク１とシリンダライナ１ａとに亙って斜め上方向きに透
設された小径の噴孔２９ａで構成され、この噴孔２９ａ
の下端側においてシリンダブロック１内に弁室３２が噴
孔２９ａと同軸状に形成され、弁室３２内にキャップ形
ピストン３３とキャップ形ピストン３３から連出され噴
孔２９ａの下端部を開閉する弁体３４とキャップ形ピス
トン３３を閉弁付勢する圧縮コイルバネ３５とが装着さ
れ、オイルジャケット８内のオイル圧が設定圧以上にな
ると開弁して噴孔２９ａからオイルが噴射されるように
なっている。

更に、第５図に示すように、シリンダブロック１にはシ
リンダボア４間においてオイルジャケット８からクラン
ク軸７を支持するメインジャーナル部３６へオイルを供
給するオイル供給路３７が斜めに透設される。この場合
、簡単な構成によってメインジャーナル部３６を潤滑す
ることが出来る。

ここで、エンジンＥの暖機時や軽負荷時などの運転状態
に応じてコントロールユニット２０によって電磁切換弁
１９・２８を制御するため、エンジンＥの回転数を検出
する回転数センサからの回転数信号（但し、ディストリ
ビュータからのクランク角信号を用いてもよい）と、吸
入空気量センサスはスロットル開度センサからの負荷信
号と、シリンダヘッド２の冷却水温を検出する水温セン
サからの冷却水温信号と、オイルジャケット８のオイル
温度を検出するオイル温センサからのオイル温信号とが
コントロールユニット２０へ入力されている。

上記コントロールユニット２０は、マイクロコンピュー
タと駆動回路とを備えていて、マイクロコンピュータの
ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）に予め格納された制
御プロゲラやメモリマツプ基いて、上記コントロールユ
ニット２０によ・って電磁切換弁１９・２８が次のよう
に制御される。

即ち、オイル温度が所定温度（例えば、１００℃）より
も低い暖機時、アイドル時及び軽負荷時には電磁切換弁
１９がシリンダブロックバイパス通路１８へオイルをバ
イパスさせるように切換えられる。また、オイル温度が
所定温度（例えば、７０℃）以下のときには電磁切換弁
２８が冷却水をバイパスさせるように切換えられる。

次に、上記のように構成されたエンジンの冷却装置の作
動について説明する。

上記エンジンの冷却装置においては、シリンダヘッド２
は燃焼室や排気通路に近くて熱負荷が高く且つ構造的に
も加熱され易いことから冷却容量の大きな冷却水で効果
的に冷却する一方、シリンダブロック１は熱負荷が低く
且つ構造的にも加熱されにくいことからオイルでソフト
に冷却するようにしである。

上記シリンダヘッド２の冷却について説明すると、冷却
水温がサーモスタット式切換弁２５の設定温度に上昇す
るまでは、冷却水通路２２、ウォータジャケット２４、
冷却水通路２３、バイパス冷却水通路２３ａの循環系統
に冷却水が流れ、冷却水温が設定温度になるとサーモス
タット式切換弁２５が切換えられてラジェータ２１、冷
却水通路２２、ウォータジャケット２４、冷却水通路２
３、ラジェータ２１の循環系統に冷却水が流れることに
なる。

次に、シリンダブロック１の冷却について説明すると、
暖機時やアイドル時や軽負荷時には電磁切換弁１９がシ
リンダブロックバイパス通路１８側へ切換えられるので
、オイルパン３、オイルポンプ１０、オイル通路９、シ
リンダブロックバイパス通路１８、オイル通路１１のオ
イルクーラ１４及びオイルフィルター１５及び軸受部１
２・動弁系１３、オイル通路１１、オイルパン３の循環
系統にオイルが流れることになる。この場合、オイル温
度が切換弁２８の設定温度になるまでは冷却水通路２６
の冷却水はバイパス通路２７へ流れオイルクーラ１４へ
冷却水が供給されないので、オイルが冷却されることが
なく、オイル温度が上記設定温度以上になると切換弁２
８が切換えられてオイルクーラ１４へ冷却水が供給され
オイルが冷却される。

次に、暖機が完了し且つアイドル状態や軽負荷状態でな
いときには電磁切換弁１９がオイル通路９を開く側に切
換えられるので、オイルパン３、オイルポンプ１０、オ
イル通路９、オイルジャケット８、オイル通路１１、オ
イル通路１１のオイルクーラ１４及びオイルフィルタ１
５及び軸受部１２・動弁系１３、オイル通路ｌｌ、オイ
ルパン３の循環系統にオイルが流れることになる。この
場合、電磁切換弁２８の制御については前記と同様であ
る。

上記エンジンの冷却装置によれば、軸受部１２や動弁系
１３の為の潤滑系統を有効活用してシリンダブロック１
をオイルで冷却することが出来、エンジンＥの運転状態
に応じて電磁切換弁１９を適宜制御することにより、暖
機前には暖機を促進するとともに、アイドル時や軽負荷
時にはシリンダブロック１の温度の低下を防止して、ピ
ストン５やピストンリングの摩擦抵抗及び摩耗を改善し
、燃費を向上させることが出来る。

通常運転状態のときにも、シリンダブロック１をシリン
ダヘッド２よりも高温状態に保持し得るので、上記摩擦
及び摩耗の面で改善される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はエンジン
の冷却装置の全体構成図、第２図〜第４図は夫々ノズル
の構造の要部断面図、第５図はシリンダボア間で視たシ
リンダブロックの縦断面図である。 ■・・シリンダブロック、　　２・・シリンダヘッド、
　　８・・オイルジャケット、　　９・１１・・オイル
通路、　　１２・・軸受部、　　１３・・動弁系、　　
１８・・シリンダブロックバイパス通路、１９・・電磁
ｋＪＪ　Ｆｌｉ　弁、　２０・・コントロールユニット
、　２１・・ラジェータ、　　２２・２３・・冷却水通
路、　２４・・ウォニタジャケッｈ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダヘッドにウォータジャケットを設け、シ
   リンダブロックにオイルジャケットを設けて、シリンダ
   ヘッドとシリンダブロックとを別個の冷却系統で冷却す
   るようにしたエンジンにおいて、上記シリンダブロック
   のオイルジャケットに供給された後にエンジンの各潤滑
   部へ供給されるオイルの循環通路と、 上記オイル循環通路でシリンダブロックのオイルジャケ
   ットの入口部と出口部とを接続するシリンダブロックバ
   イパス通路と、 上記オイル循環通路とシリンダブロックバイパス通路と
   の接続部に介在された切換弁と、 エンジンの特定運転状態を検出する検出手段と、上記検
   出手段からの出力信号を受けて、シリンダブロックをバ
   イパスしてオイルを流すように切換弁を制御する制御手
   段とを有することを特徴とするエンジンの冷却装置。