JPS6347886B2 - - Google Patents

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JPS6347886B2
JPS6347886B2 JP21359982A JP21359982A JPS6347886B2 JP S6347886 B2 JPS6347886 B2 JP S6347886B2 JP 21359982 A JP21359982 A JP 21359982A JP 21359982 A JP21359982 A JP 21359982A JP S6347886 B2 JPS6347886 B2 JP S6347886B2
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JP
Japan
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engine
load
thermostat device
control piece
coolant
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JP21359982A
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JPS59103921A (ja
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Shinichi Nagumo
Yoshifumi Hase
Fumio Jitsuzawa
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/557,884 priority patent/US4560104A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
    • G05D23/021—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste
    • G05D23/022—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste the sensing element being placed within a regulating fluid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/06—Using intake pressure as actuating fluid

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関の冷却液温度制御装置に
関する。
一般に、自動車用内燃機関等においては、燃費
の向上やHCを低減する排気浄化及び出力向上の
ために、機関の冷却液温度を負荷状態に応じて制
御し、低負荷時には高冷却液温度、高負荷時には
低冷却液温度に設定されることが望ましいとされ
ている。
従来、この種の冷却液温度制御装置としては、
例えば第1図に示すようなものがある(実開昭54
−142722号公報参照)。
これは、まず機関本体に設けられた機関冷却液
通路の一部であるラジエータ入口通路1の途中
に、ワツクスタイプのサーモスタツト装置2が介
装され、冷却液温度に応じて作動する熱応動部材
に固定した弁体の弁座から離れる量を変えてラジ
エータ(図示せず)に流れる冷却液量をコントロ
ールしている。
そして、上記サーモスタツト装置2の熱応動部
材3(特にワークスケース3A内のワツクスと一
体動するシヤフト3B)に対向するようにして制
御片4が設けられる。
この制御片4は、サーモスタツト装置2の開弁
温度を決定する上記シヤフト3Bの最大上昇位置
を規制するもので、外設の機関の負荷に応動する
ダイヤフラム装置5に連動されて、その規制位置
つまり上記シヤフト3Bとの当接位置が可変とな
るようになつている。
上記ダイヤフラム装置5は、上述した制御片4
が連結されたダイヤフラム6により負圧室7と大
気室8とに分割され、大気室8は開孔9を介して
常時大気圧に保持される一方、負圧室7には負圧
通路10を介して機関の吸入負圧が導入されると
共にダイヤフラム(リターン)スプリング11が
介装される。
尚、上記負圧通路10の途中には負圧遅延弁1
2が設けられる。
このように構成されるため、機関の高負荷時に
は、負圧室7に導入される吸入負圧が小さいため
に、ダイヤフラム6がダイヤフラムスプリング1
1力により第1図中下方に移動され、これと一体
の制御片4が丁度第1図に示したような位置にお
かれる。この時の制御片4と上述したシヤフト3
Bとの位置関係は第2図に示すように間隙aを有
している。
今この状態で冷却液温が上昇すると熱応動部材
3のワツクスケース3A内のワツクスが膨脹しシ
ヤフト3Bを押し上げる。
そして、シヤフト3Bが第2図で示す寸法aだ
け上昇すると、シヤフト3Bは制御片4に当接
し、これ以上シヤフト3Bが上昇できず弁バネ1
3に抗して弁体14を弁座15から引き離してサ
ーモスタツト装置2を開弁する。
この際、上記間隙aは機関の特性に応じて、例
えば高負荷時はサーモスタツト装置2が70℃で開
弁するとした場合は、冷却液温が70℃となつたと
きにシヤフト3Bが制御片4に接するように設定
すれば良い。
一方、低負荷時には、逆に吸入負圧が増大する
ために、ダイヤフラム6がダイヤフラムスプリン
グ11力に抗して第1図中上方に移動され、これ
と一体の制御片4もシヤフト3Bとの間で第3図
に示したような間隙bを形成する位置まで上方へ
引き上げられる。勿論、上記間隙寸法bはb>a
の関係にある。
従つて、サーモスタツト装置2が開弁するには
高負荷時よりもシヤフト3Bがさらに上動せねば
ならず、その開弁温度が高くなる。
その際、上記間隙bも低負荷時の開弁温度を例
えば95℃とした場合は、その温度に達したとき
に、シヤフト3Bが制御片4に接するように機関
に応じて任意に設定すれば良い。
尚、以上のサーモスタツト装置2のリフト特性
を示したのが第4図で、図中実線は高負荷時のリ
フト特性、破線は低負荷時のリフト特性を示し、
A、E点はそれぞれ高負荷、低負荷時にシヤフト
3Bが制御片4に当接する点を示し、B、D点は
ダイヤフラムスプリング11が完全に縮みきつた
状態を示し、B〜C間、C〜D間はワツクスの膨
脹力のみで弁体14が動くことを示す。
このようにして、冷却液の最大設定温度が機関
の負荷状態に応じて可変制御されるのである。
ところが、このような従来の冷却液温度制御装
置にあつては、上述したラジエータ内へ流す冷却
液流量を制御するサーモスタツト装置2がラジエ
ータ入口通路1の途中に設けられ、ウオータポン
プの吐出圧がサーモスタツト装置2に対してその
弁体14を閉じる方向に作用するようになつてい
たため、機関の回転数が高くなるに伴つてウオー
タポンプの回転数も高くなりその吐出圧が上昇す
ると、第4図に示したB、D点(ダイヤフラムス
プリング11が完全に縮みきつた状態になる時
期)がより高温側に移動することになる。
従つて、同一負荷でも機関高回転域ほど冷却液
温が高めに制御される。
ところで、冷却液温度を高めることによる燃費
向上や排気浄化の効果は、低回転域ほど大きく高
回転域になるとほとんど無くなつてしまうことが
本発明者等の実験により判明した。また高回転域
ほど機関の耐熱性が悪化することは自明である。
これらを考え合わせると、従来例の場合には、
回転数の高い運転領域では燃費向上が排気浄化の
効果がないのに耐熱性を悪化させていたという問
題点があつた。
そこで、この発明は上述したような冷却液温度
制御装置において、ウオータポンプの吐出圧を感
知してサーモスタツト装置を開弁方向に付勢する
手段を設け、機関の高回転域では低冷却液温度に
制御することにより、上記問題点を解決すること
を目的とする。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
第5図に示すように、まず機関本体のウオータ
アウトレツト16とウオータアウトレツトハウジ
ング17とでラジエータ入口通路1が形成され、
この通路1の途中にサーモスタツト2が介装され
ると共に、該サーモスタツト装置2の熱応動部材
3(シヤフト3B)に対向するようにして、機関
の負荷状態に応動するダイヤフラム装置5により
駆動される制御片4が設けられる。
ここまでの構成は従前と同様であるが、本実施
例では更に上述した制御片4に、ウオータポンプ
の吐出圧を感知してサーモスタツト装置を開弁方
向に付勢する手段としてのもう一つのダイヤフラ
ム18が固定され、大気室8の下方に位置して水
圧室19が形成される。
上記大気室8と水圧室19とは、制御片4の上
端部に接続した、ダイヤフラム18より小径のベ
ロフラム20を介して隔絶される。
そして、上記水圧室19は、大気室8、ウオー
タアウトレツトハウジング17及びウオータアウ
トレツト16等の壁面内部を貫通する通路21A
〜21Cを介して、サーモスタツト装置2上流の
ラジエータ入口通路1に連通され、該ラジエータ
入口通路1に作用するウオータポンプの吐出圧が
導かれるようになつている。
尚、図中22はウオータアウトレツト16から
分岐し、ラジエータ(図示せず)をバイパスして
ウオータポンプの吸込側に連通されるバイパス通
路である。
その他の構成は第1図と同様なので第1図と同
一部材には同一符号を付して詳しい説明は省略す
る。
このような構成のため、今機関が低回転域でウ
オータポンプの吐出圧もさほど高くない時は、該
吐出圧が通路21A〜21Cを介して作用する水
圧室19の圧力も小さいので、制御片4はダイヤ
フラム装置5により機関の負荷に応動し、従来例
と同様に低負荷時の高吸入負圧時に高温制御、高
負荷時の低吸入負圧時に低温制御となるように切
換制御される。
一方、機関が高回転域に移行し、これに伴なつ
てウオータポンプの吐出圧が上昇すると、該吐出
圧が導かれる水圧室19の圧力も上昇し、該圧力
が作用するダイヤフラム18の力によつて制御片
4は図中下方に強く付勢されることになる。
従つて、今水圧室19に作用するウオータポン
プの吐出圧が所定値を越えると、機関低負荷時に
おいて負圧室7に大きな負圧が作用したとして
も、該負圧力に打ち勝つて制御片4を図中下方に
引き下げられるように、上述した各ダイヤフラム
6及び18の受圧面積等を設定すれば、機関低負
荷時ではあつても高回転域になるとサーモスタツ
ト装置2の開弁温度が下げられ、冷却液温を低温
側に制御できる。
この結果、機関の耐熱性を悪化することなく効
果的に燃費向上や排気浄化がはかれる。
次に、第6図はこの発明の他の実施例を示すも
のである。
これは、第5図と同様の技術思想から水圧室1
9を設ける代わりに、サーモスタツト装置2及び
制御片4をラジエータ入口通路1からウオータポ
ンプ23上流のラジエータ出口通路24に変更し
て設置すると共に、サーモスタツト装置2の弁体
14に対してウオータポンプ23の吐出圧(厳密
にはウオータポンプ23の吐出側と吸込側の差圧
からウオータポンプ23の吐出部からラジエータ
27を経てサーモスタツト装置2の弁体14に至
るまでの抵抗を差し引いた圧力)が開弁方向に作
用するように弁体14の向きを設定するようにし
た例である。また、弁体14が閉じている場合で
も、機関本体25内の冷却液温をサーモスタツト
装置2の熱応動部材3に正しく伝えるために、バ
イパス通路26がラジエータ入口通路1と熱応動
部材3近くのラジエータ出口通路24間に設けら
れる。
これによれば、低負荷時にダイヤフラム装置5
の負圧室7に作用する負圧が大きくなつて制御片
4が図中下方(高温側)に引き下げられても、当
該負圧だけでダイヤフラムスプリング11が完全
に縮みきらない範囲では、機関回転が上昇する
と、これに伴なつてウオータポンプ23の吐出圧
も上昇し、該吐出圧がサーモスタツト装置2の弁
体14に作用するため弁体14の開度が大きくな
り、結局、第5図と同様に低負荷時ではあつても
高回転域になると冷却液温は低温側に制御され
る。
以上説明したようにこの発明によれば、サーモ
スタツト装置の開弁温度を、負荷状態に応動する
制御片を介して、低負荷時ほど高めるようにした
冷却液温度制御装置において、ウオータポンプの
吐出圧をサーモスタツト装置に対してその開弁温
度を低める方向に作用させ、機関の高回転領域で
は低冷却液温度に制御するようにしたので、高回
転域で機関の耐熱性を悪化させることなく低中回
転域で効果的に燃費向上や排気浄化がはかれると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の断面図、第2図及び第3図は
その異なつた作動状態を示す各々の要部拡大断面
図、第4図は同じくそのリフト特性図、第5図は
この発明の実施例の断面図、第6図はこの発明の
他の実施例の一部切欠き側面図である。 1……ラジエータ入口通路、2……サーモスタ
ツト装置、3……熱応動部材、4……制御片、5
……ダイヤフラム装置、10……負圧通路、14
……弁体、18……ダイヤフラム、19……水圧
室、21A〜21C……通路、23……ウオータ
ポンプ、24……ラジエータ出口通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の冷却液通路に介装されラジエータ内へ
    流す冷却液流量を制御するサーモスタツト装置の
    弁体に固定した熱応動部材に、機関の負荷状態に
    応じて位置決めされる制御片を対設し、該制御片
    と該熱応動部材の当接時期を変えてサーモスタツ
    ト装置の開弁温度を低負荷時には高く、高負荷時
    には低くなるように切換制御する冷却液温度制御
    装置において、ウオータポンプの吐出圧の上昇に
    応じてサーモスタツト装置を開弁方向に付勢する
    手段を設けたことを特徴とする内燃機関の冷却液
    温度制御装置。
JP21359982A 1982-12-06 1982-12-06 内燃機関の冷却液温度制御装置 Granted JPS59103921A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21359982A JPS59103921A (ja) 1982-12-06 1982-12-06 内燃機関の冷却液温度制御装置
US06/557,884 US4560104A (en) 1982-12-06 1983-12-05 Coolant temperature control system of internal combustion engine

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JP21359982A JPS59103921A (ja) 1982-12-06 1982-12-06 内燃機関の冷却液温度制御装置

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JPS59103921A JPS59103921A (ja) 1984-06-15
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US11447405B2 (en) 2019-05-15 2022-09-20 University Of Kentucky Research Foundation Apparatus to remove harmful chemical species from industrial wastewater using iron-based products

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