JP2008157102A - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents
Cooling device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008157102A JP2008157102A JP2006346507A JP2006346507A JP2008157102A JP 2008157102 A JP2008157102 A JP 2008157102A JP 2006346507 A JP2006346507 A JP 2006346507A JP 2006346507 A JP2006346507 A JP 2006346507A JP 2008157102 A JP2008157102 A JP 2008157102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- passage
- exhaust
- cooling
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/243—Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together
-
- 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
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
- F01P2003/027—Cooling cylinders and cylinder heads in parallel
-
- 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
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
- F01P2003/028—Cooling cylinders and cylinder heads in series
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、シリンダブロックやシリンダヘッド内に形成された冷却水通路に冷却水を循環すると共に、ヒータコアやターボ過給機などの補機に形成された冷却水通路に冷却水を循環することで、内燃機関全体を効率的に冷却する内燃機関の冷却装置に関するものである。 The present invention circulates cooling water in a cooling water passage formed in a cylinder block or a cylinder head and circulates cooling water in a cooling water passage formed in an auxiliary machine such as a heater core or a turbocharger. The present invention relates to a cooling apparatus for an internal combustion engine that efficiently cools the entire internal combustion engine.
一般的な水冷式エンジンでは、シリンダヘッドやシリンダブロックなどにウォータジャケットを設け、このウォータジャケットとラジエータとを冷却水循環通路を介して連結している。そして、ウォータポンプにより冷却水をウォータジャケットとラジエータとの間で循環することで、エンジン全体を均一に冷却する一方、エンジンを冷却して温度上昇した冷却水をラジエータで冷却している。また、エンジンには、冷却が必要な補機として、ターボ過給機やスロットルボディなどがあり、冷却水をウォータジャケットからターボ過給機やスロットルボディに循環することで、これらを冷却している。 In a general water-cooled engine, a water jacket is provided in a cylinder head or a cylinder block, and the water jacket and the radiator are connected via a cooling water circulation passage. Then, the cooling water is circulated between the water jacket and the radiator by the water pump, so that the entire engine is uniformly cooled, while the cooling water whose temperature is increased by cooling the engine is cooled by the radiator. In addition, the engine has a turbocharger and a throttle body as auxiliary machines that need to be cooled, and these are cooled by circulating cooling water from the water jacket to the turbocharger and the throttle body. .
図5は、従来の内燃機関の冷却装置を表す概略構成図である。従来の内燃機関の冷却装置において、図5に示すように、シリンダブロック001の上部にシリンダヘッド002が締結されることでエンジン本体が構成され、内部に図示しないウォータジャケットが形成されている。そして、シリンダブロック001のウォータインレット003及びウォータアウトレット004とラジエータ005との間には、冷却水供給通路006及び冷却水排出通路007が設けられており、ウォータインレット003にサーモスタット弁008及びウォータポンプ009が装着されている。また、シリンダブロック001には、冷却水通路010を介してスロットルボディ011、ヒータコア012、ATFウォーマ013、ターボ過給機014が連結され、これらは冷却水通路015を介してウォータアウトレット004に連結されている。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional cooling device for an internal combustion engine. In a conventional cooling apparatus for an internal combustion engine, as shown in FIG. 5, an engine body is formed by fastening a
従って、ウォータポンプ009が駆動すると、冷却水がシリンダブロック001からシリンダヘッド002に流れてこれらを冷却した後、スロットルボディ011やターボ過給機014に流れてこれらを冷却する一方、ATFウォーマ013に流れてATFを段記すると共に、ヒータコア012に流れて暖房に使用され、ウォータアウトレット004に戻される。
Therefore, when the
ところで、複数の燃焼室に連通して設けられた複数の排気ポートをシリンダヘッド内に合流した排気集合通路を設け、この排気集合通路にターボ過給機を連結することで、シリンダヘッドにターボ過給機を直接装着可能とした内燃機関がある。この場合、各排気ポートや排気集合通路を流れる排気ガスによりエンジン本体が高温度になりやすいため、シリンダヘッドには、排気ポートや排気集合通路の周辺部に複数のウォータジャケットを形成することで、冷却効率を高めている。 By the way, an exhaust collecting passage is formed by joining a plurality of exhaust ports provided in communication with the plurality of combustion chambers in the cylinder head, and a turbocharger is connected to the exhaust collecting passage so that a turbocharger is connected to the cylinder head. There is an internal combustion engine in which a feeder can be directly attached. In this case, because the engine body is likely to be at a high temperature due to the exhaust gas flowing through each exhaust port and the exhaust collecting passage, the cylinder head is formed with a plurality of water jackets around the exhaust port and the exhaust collecting passage, Increases cooling efficiency.
このようなシリンダヘッドに排気集合通路を一体に形成することで、エンジンと別体に設けられる排気マニホールドをなくした内燃機関としては、例えば、下記特許文献1に記載されたものがある。 As an internal combustion engine in which the exhaust manifold is integrally formed in such a cylinder head and an exhaust manifold provided separately from the engine is eliminated, there is, for example, one described in Patent Document 1 below.
上述した従来の内燃機関の冷却装置では、冷却水をシリンダブロック001からシリンダヘッド002に流してこれらを冷却した後、スロットルボディ011やターボ過給機014に流してこれらを冷却している。一般的な内燃機関では、排気系に浄化触媒が設けられており、この浄化触媒は、排気ガスにより昇温されて所定の活性温度領域になると、排気ガス中の有害物質を効率良く浄化処理することができる。そのため、内燃機関の冷間始動時では、浄化触媒が低温であることから、排気ガスによりこの浄化触媒を加熱して早期に活性温度領域まで暖機する必要がある。ところが、ターボ過給機を有する内燃機関では、上述したように、ターボ過給機の熱容量が大きく、且つ、冷却水をターボ過給機014(タービン)に流すため、排気ガスの熱がこのタービンや冷却水に奪われてしまい、浄化触媒を暖気するのに長時間を有し、排気浄化効率が低下してしまう。
In the conventional internal combustion engine cooling apparatus described above, cooling water is supplied from the
また、シリンダヘッドに排気集合通路が一体形成された内燃機関では、排気ガスがこの排気集合通路を流れるときに、この排気ガスの熱が排気集合通路の周辺に形成されたウォータジャケットを流れる冷却水に奪われてしまい、浄化触媒を暖気するのに長時間を有し、排気浄化効率が低下してしまう。 Further, in an internal combustion engine in which an exhaust collecting passage is integrally formed with the cylinder head, when the exhaust gas flows through the exhaust collecting passage, the cooling water flows through the water jacket formed around the exhaust collecting passage. Therefore, it takes a long time to warm up the purification catalyst, and the exhaust purification efficiency decreases.
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、排気ガスから回収した熱を効率的に利用することで排気浄化性能の向上を図った内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve such a problem, and provides a cooling device for an internal combustion engine that improves exhaust purification performance by efficiently using heat recovered from exhaust gas. Objective.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の冷却装置は、シリンダブロックの上部にシリンダヘッドが締結され、複数のシリンダボアにピストンがそれぞれ移動自在に支持されることで複数の燃焼室が区画され、前記シリンダヘッドに前記各燃焼室に連通する複数の吸気ポートが形成されると共に、前記燃焼室に連通する複数の排気ポート及び該複数の吸気ポートが合流する排気集合通路が形成され、ターボ過給機が装着される内燃機関において、前記シリンダヘッドに、前記吸気ポートの周辺部を貫通する吸気側冷却水通路と、前記排気ポート及び前記排気集合通路の周辺部を貫通する排気側冷却水通路が形成され、前記吸気側冷却水通路に冷却水を供給する第1冷却水供給通路が設けられると共に、前記排気側冷却水通路に冷却水を供給する第2冷却水供給通路が設けられ、前記排気側冷却水通路内の冷却水を前記ターボ過給機の冷却水通路に供給する第3冷却水供給通路が設けられることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the cooling device for an internal combustion engine according to the present invention includes a cylinder head fastened to an upper portion of a cylinder block, and pistons movably supported by a plurality of cylinder bores. A plurality of combustion chambers are partitioned, a plurality of intake ports communicating with the respective combustion chambers are formed in the cylinder head, a plurality of exhaust ports communicating with the combustion chambers, and an exhaust assembly in which the plurality of intake ports merge In an internal combustion engine in which a passage is formed and a turbocharger is mounted, an intake-side cooling water passage that penetrates a peripheral portion of the intake port, a peripheral portion of the exhaust port, and the exhaust collecting passage are provided in the cylinder head. An exhaust side cooling water passage penetrating therethrough is formed, a first cooling water supply passage for supplying cooling water to the intake side cooling water passage is provided, and the exhaust side cooling water passage is provided. A second cooling water supply passage for supplying cooling water to the water passage is provided, and a third cooling water supply passage for supplying the cooling water in the exhaust-side cooling water passage to the cooling water passage of the turbocharger is provided. It is characterized by this.
また、本発明の内燃機関の冷却装置では、前記ターボ過給機の冷却水通路内の冷却水を前記排気側冷却水通路に戻す冷却水戻し通路が設けられることを特徴としている。 In the cooling device for an internal combustion engine according to the present invention, a cooling water return passage for returning the cooling water in the cooling water passage of the turbocharger to the exhaust-side cooling water passage is provided.
本発明の内燃機関の冷却装置では、前記吸気側冷却水通路とラジエータとの間で冷却媒体を循環する冷却水循環ラインが設けられ、前記ターボ過給機の冷却水通路内の冷却水を前記冷却水循環ラインに排出する冷却水排出通路が設けられ、前記ターボ過給機の冷却水通路に対する前記冷却水戻し通路及び前記冷却水排出通路の連通遮断状態を切換える制御弁が設けられ、制御手段は前記内燃機関の運転状態に応じて前記制御弁を切換制御可能であることを特徴としている。 In the cooling device for an internal combustion engine according to the present invention, a cooling water circulation line for circulating a cooling medium between the intake-side cooling water passage and the radiator is provided, and the cooling water in the cooling water passage of the turbocharger is cooled. A cooling water discharge passage for discharging to the water circulation line is provided, and a control valve for switching the communication cutoff state of the cooling water return passage and the cooling water discharge passage with respect to the cooling water passage of the turbocharger is provided. The control valve can be switched and controlled in accordance with the operating state of the internal combustion engine.
本発明の内燃機関の冷却装置では、前記冷却水循環ラインを流れる冷却水の温度を検出する冷却水温度検出センサが設けられ、前記制御手段は、前記冷却水温度検出手段が検出した冷却水の温度が予め設定された暖機完了温度よりも低いときに前記内燃機関の冷間始動と判定し、前記制御弁により前記ターボ過給機の冷却水通路と前記冷却水戻し通路を連通する一方、前記ターボ過給機の冷却水通路と前記冷却水排出通路とを遮断することを特徴としている。 In the cooling device for an internal combustion engine according to the present invention, a cooling water temperature detection sensor for detecting a temperature of the cooling water flowing through the cooling water circulation line is provided, and the control means detects the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature detection means. Is determined to be cold start of the internal combustion engine when the temperature is lower than a preset warm-up completion temperature, and the control valve communicates the cooling water passage and the cooling water return passage of the turbocharger, The cooling water passage of the turbocharger and the cooling water discharge passage are shut off.
本発明の内燃機関の冷却装置では、前記吸気側冷却水通路とラジエータとの間で冷却媒体を循環する冷却水循環ラインが設けられ、該冷却水循環ラインにウォータポンプが設けられ、該ウォータポンプは、前記冷却水循環ラインを流れる冷却水と前記冷却水戻し通路内の冷却水を混合させることなく、前記冷却水循環ラインを流れる冷却水を前記第1冷却水供給通路から前記吸気側冷却水通路に供給する一方、前記冷却水戻し通路内の冷却水を前記第2冷却水供給通路から前記排気側冷却水通路に供給することを特徴としている。 In the cooling device for an internal combustion engine of the present invention, a cooling water circulation line for circulating a cooling medium between the intake-side cooling water passage and the radiator is provided, and a water pump is provided in the cooling water circulation line. The cooling water flowing through the cooling water circulation line is supplied from the first cooling water supply passage to the intake-side cooling water passage without mixing the cooling water flowing through the cooling water circulation line and the cooling water in the cooling water return passage. On the other hand, the cooling water in the cooling water return passage is supplied from the second cooling water supply passage to the exhaust side cooling water passage.
本発明の内燃機関の冷却装置によれば、シリンダヘッドに吸気側冷却水通路と排気側冷却水通路を形成し、吸気側冷却水通路に冷却水を供給する第1冷却水供給通路を設けると共に、排気側冷却水通路に冷却水を供給する第2冷却水供給通路を設け、排気側冷却水通路内の冷却水をターボ過給機の冷却水通路に供給する第3冷却水供給通路を設けるので、排気側冷却水通路を流れる冷却水は、複数の排気ポート及び排気集合通路を通過する排気ガスにより効率良く加熱されて高温となり、この高温となった冷却水を第3冷却水供給通路からターボ過給機の冷却水通路に供給するため、高温の冷却水によりターボ過給機を早期に加熱することとなり、排気ガスの熱がターボ過給機に大幅に奪われることが抑制され、排気ガスにより浄化触媒を効率良く加熱して早期活性化を可能とすることができ、その結果、排気ガスから回収した熱を効率的に利用することで排気浄化性能の向上を図ることができる。 According to the cooling device for an internal combustion engine of the present invention, the intake side cooling water passage and the exhaust side cooling water passage are formed in the cylinder head, and the first cooling water supply passage for supplying the cooling water to the intake side cooling water passage is provided. The second cooling water supply passage for supplying the cooling water to the exhaust side cooling water passage is provided, and the third cooling water supply passage for supplying the cooling water in the exhaust side cooling water passage to the cooling water passage of the turbocharger is provided. Therefore, the cooling water flowing through the exhaust-side cooling water passage is efficiently heated by the exhaust gas passing through the plurality of exhaust ports and the exhaust collecting passage and becomes a high temperature, and the high-temperature cooling water is discharged from the third cooling water supply passage. Since the turbocharger is supplied to the cooling water passage of the turbocharger, the turbocharger is quickly heated by the high-temperature cooling water, and the heat of the exhaust gas is suppressed from being greatly deprived by the turbocharger. Effective purification catalyst with gas Well heated can enable early activation, a result, it is possible to improve the exhaust purification performance by utilizing the heat recovered from the exhaust gas efficiently.
以下に、本発明に係る内燃機関の冷却装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of a cooling apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の冷却装置を表す概略構成図、図2は、実施例1の内燃機関の冷却装置を適用したエンジンの概略構成図、図3は、実施例1の内燃機関の冷却装置を適用したエンジンの縦断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a cooling device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an engine to which the cooling device for an internal combustion engine according to the first embodiment is applied, and FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an engine to which a cooling device for an internal combustion engine of Example 1 is applied.
実施例1の内燃機関の冷却装置が適用されたエンジンにおいて、図2及び図3に示すように、このエンジンは水冷式直列4気筒エンジンであって、シリンダブロック11の上部にシリンダヘッド12が締結されて構成され、シリンダブロック11には4つの気筒(シリンダボア)13が直列に形成されている。シリンダブロック11に形成された4つのシリンダボア13にピストン14が昇降自在に嵌合しており、コネクティングロッド15を介して図示しないクランクシャフトに連結されている。
In the engine to which the cooling device for the internal combustion engine of the first embodiment is applied, as shown in FIGS. 2 and 3, this engine is a water-cooled in-line four-cylinder engine, and a
燃焼室16は、シリンダボア13とシリンダヘッド12の下面とピストン14の頂面により区画されて構成されている。この燃焼室16の上部、つまり、シリンダヘッド12の下面に吸気ポート17及び排気ポート18が対向して形成されており、この吸気ポート17及び排気ポート18に対して吸気弁19及び排気弁20がそれぞれ位置している。この吸気弁19及び排気弁20は、シリンダヘッド12に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、各バルブスプリング21,22により吸気ポート17及び排気ポート18を閉止する方向(図3にて上方)に付勢支持されている。また、シリンダヘッド12の上部には、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転自在に支持されており、この吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24に一体に設けられた吸気カム25及び排気カム26により吸気弁19及び排気弁20を駆動することができる。
The
従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転すると、吸気カム25及び排気カム26が吸気弁19及び排気弁20が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート17及び排気ポート18を開閉し、吸気ポート17と燃焼室16、燃焼室16と排気ポート18とをそれぞれ連通することができる。
Accordingly, when the
シリンダヘッド12の吸気ポート17には吸気マニホールド27を介してサージタンク28が連結されている。一方、吸気管29の空気取入口にはエアクリーナ30が取付けられており、この吸気管29には、エアクリーナ30の下流側に位置してスロットル弁を有する電子スロットル装置31が設けられている。そして、この吸気管29の下流端部がサージタンク28に連結されている。
A
排気ポート18は、燃焼室16から排出される排気ガスが集合する排気集合通路32に連通しており、排気集合通路32には、排気管33が連結されている。この場合、排気ポート18と排気集合通路32は、シリンダヘッド12内に一体に形成されている。そして、排気管33には、三元触媒34が装着されている。
The
本実施例のエンジンには、ターボ過給機35が設けられている。このターボ過給機35は、吸気管29側に設けられたコンプレッサ36と排気管33側に設けられたタービン37とが連結軸38により一体に連結されて構成されている。そして、このターボ過給機35におけるコンプレッサ36の下流側であって、電子スロットル装置31の上流側の吸気管29には、このコンプレッサ36により圧縮されて温度上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ39が設けられている。
The engine of this embodiment is provided with a
シリンダヘッド12には、吸気ポート17に燃料を噴射するインジェクタ40が装着されると共に、燃焼室16の天井部中央、つまり、各吸気ポート17と各排気ポート18の間のシリンダヘッド12の下面に、点火プラグ41が装着されている。そして、車両には、電子制御ユニット(ECU)が搭載されており、このECUは、インジェクタ40による燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグ41による点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度(アクセル開度)、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期などを決定している。
An
また、シリンダブロック11には、各気筒(シリンダボア)13の周囲に位置してウォータジャケット51が形成される一方、シリンダヘッド12には、吸気ポート17の周辺部を貫通する吸気側ウォータジャケット(吸気側冷却水通路)52と、排気ポート18及び排気集合通路32の周辺部を貫通する排気側ウォータジャケット(排気側冷却水通路)53が形成されている。吸気側ウォータジャケット52は、吸気ポート17の下方に位置して形成されており、シリンダブロック11のウォータジャケット51と連通している。一方、排気側ウォータジャケット53は、排気ポート18及び排気集合通路32の上方及び下方に位置して形成されている。
The
このように構成されたエンジンに適用された実施例1の内燃機関の冷却装置において、図1に示すように、シリンダブロック11のウォータジャケット51におけるウォータインレット61とラジエータ62との間には、第1冷却水循環通路63が設けられると共に、シリンダヘッド12のウォータアウトレット64とラジエータ62との間には、第2冷却水循環通路65が設けられている。そして、第1冷却水循環通路63が連結されるウォータインレット61及びウォータアウトレット64に隣接してサーモスタット弁66が設けられると共に、サーモスタット弁66に隣接してウォータポンプ67が装着されている。また、ウォータポンプ67は、第1冷却水供給通路68を介してシリンダブロック11のウォータジャケット51の入口部に連結されると共に、第2冷却水供給通路69を介してシリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53の入口部に連結されている。
In the internal combustion engine cooling apparatus according to the first embodiment applied to the engine configured as described above, as shown in FIG. 1, there is a first gap between the
従って、ウォータポンプ67を駆動することで、冷却水を第1冷却水供給通路68を通してシリンダブロック11のウォータジャケット51へ供給し、このウォータジャケット51からシリンダヘッド12の吸気側ウォータジャケット52へ供給することができる。また、ウォータポンプ67を駆動することで、冷却水を第2冷却水供給通路69を通してシリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53へ供給することができる。
Accordingly, by driving the
シリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53の出口部には、第3冷却水供給通路70を介してターボ過給機35の冷却水通路(図示略)が連結されている。一方、シリンダヘッド12の吸気側ウォータジャケット52の出口部には、第4冷却水供給通路71を介してスロットルボディ72、ヒータコア73、ATFウォーマ74の各冷却水通路(図示略)が連結されている。そして、ターボ過給機35の冷却水通路は、冷却水排出通路75を介してウォータアウトレット64に連結され、スロットルボディ72、ヒータコア73、ATFウォーマ74の各冷却水通路は、冷却水排出通路76を介してウォータアウトレット64に連結されている。
A cooling water passage (not shown) of the
なお、ターボ過給機35の冷却水通路は、タービン37及び連結軸38を冷却できるように、タービンハウジングに形成されている。また、スロットルボディ72の冷却水通路は、スロットル弁を冷却できるように、その周辺部に形成されている。ヒータコア73は、冷却水(温水)を熱源として暖房に利用するものであり、ブロワファンの風が流動する通路に設けられている。ATFウォーマ74は、自動変速機の暖気を冷却できるように、自動変速機に付設されている。
The cooling water passage of the
従って、排気側ウォータジャケット53を流動した冷却水は、第3冷却水供給通路70を介してターボ過給機35の冷却水通路へ供給され、冷却水排出通路75を介してウォータアウトレット64に戻される。一方、吸気側ウォータジャケット52を流動した冷却水は、第4冷却水供給通路71を介してスロットルボディ72、ヒータコア73、ATFウォーマ74の各冷却水通路へ供給され、冷却水排出通路76を介してウォータアウトレット64に戻される。
Therefore, the cooling water that has flowed through the exhaust-
上述したサーモスタット弁66は、冷却水の温度に応じて開閉するものである。従って、エンジンの始動直後など冷却水の温度が低く、予め設定された所定温度以下のときには、このサーモスタット弁66により冷却水をラジエータ62へ循環させずに、図示しないバイパス通路を通してエンジン側へ戻して暖機を促進する。そして、エンジンの始動から所定時間経過して冷却水の温度が所定温度より高くなったときには、サーモスタット弁66を切換えて冷却水をラジエータ62へ流して冷却を促進する。
The
なお、本実施例では、ラジエータ62、冷却水循環通路63,65、冷却水供給通路68,69,70,71、各ウォータジャケット51,53,54、冷却水排出通路75,76により冷却水循環ラインが構成されている。
In this embodiment, the cooling water circulation line is constituted by the
このように構成された本実施例の内燃機関の冷却装置にて、エンジンが始動されると、ウォータポンプ67が作動し、冷却水が第1冷却水供給通路68を通してシリンダブロック11のウォータジャケット51へ供給されると共に、冷却水が第2冷却水供給通路69を通してシリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53へ供給される。すると、排気側ウォータジャケット53に供給された冷却水は、ここを流動した後、第3冷却水供給通路70を通してターボ過給機35の冷却水通路へ供給され、冷却水排出通路75を通してウォータアウトレット64に戻される。一方、ウォータジャケット51に供給された冷却水は、ここを流動した後、シリンダヘッド12の吸気側ウォータジャケット52へ供給され、ここを流動した後、第4冷却水供給通路71を通してスロットルボディ72、ヒータコア73、ATFウォーマ74の各冷却水通路へ供給され、冷却水排出通路76を通してウォータアウトレット64に戻される。
When the engine is started in the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment configured as described above, the
このとき、ウォータポンプ67により、冷却水が第1冷却水供給通路68を通してシリンダブロック11のウォータジャケット51及びシリンダヘッド12の吸気側ウォータジャケット52へ供給されると共に、第2冷却水供給通路69を通してシリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53へ別々に供給され、排気側ウォータジャケット53に供給された冷却水は、ここを流動することで昇温された後、第3冷却水供給通路70を通してターボ過給機35の冷却水通路へ供給される。そのため、排気側ウォータジャケット53を流れる冷却水は、その近傍にある各排気ポート18及び排気集合通路32を通る高温の排気ガスの熱をもらって効果的に加熱され、高温となってターボ過給機35に供給されることとなり、このターボ過給機67が早期に暖気される。
At this time, the
そして、エンジンが冷間始動であって、冷却水の温度が所定温度以下であるとき、サーモスタット弁66は、ウォータアウトレット64に戻された冷却水をラジエータ62に循環せずに、エンジン側に戻すように切換えられる。そのため、ウォータアウトレット64に戻された冷却水は、ウォータポンプ67により、再び、第1冷却水供給通路68を通してウォータジャケット51及び吸気側ウォータジャケット52に供給されると共に、第2冷却水供給通路69を通して排気側ウォータジャケット53に供給されこととなり、エンジンの暖機が促進される。
When the engine is cold started and the temperature of the cooling water is equal to or lower than the predetermined temperature, the
その後、エンジンが暖気され、冷却水の温度が所定温度より高くなると、サーモスタット弁66が切換えられ、ウォータアウトレット64に戻された冷却水が第1冷却水循環通路65を通してラジエータ62に循環されることとなり、高温の冷却水がこのラジエータ62により冷却され、第2冷却水循環通路63を通してウォータインレット61に戻される。そして、前述と同様に、ウォータポンプ67により、第1冷却水供給通路68を通してウォータジャケット51及び吸気側ウォータジャケット52に供給されると共に、第2冷却水供給通路69を通して排気側ウォータジャケット53に供給されこととなり、エンジンの冷却が促進される。
Thereafter, when the engine is warmed up and the temperature of the cooling water becomes higher than a predetermined temperature, the
このように実施例1の内燃機関の冷却装置にあっては、シリンダブロック11にウォータジャケット51を形成すると共に、シリンダヘッド12に吸気ポート17の周辺部を貫通する吸気側ウォータジャケット52を形成し、ウォータジャケット51と連通し、また、排気ポート18及び排気集合通路32の周辺部を貫通する排気側ウォータジャケット53を形成し、ウォータポンプ67により冷却水を第1冷却水供給通路68を介してウォータジャケット51及び吸気側ウォータジャケット52に供給可能とする一方、第2冷却水供給通路69を介して排気側ウォータジャケット53に供給可能とし、且つ、排気側ウォータジャケット53の冷却水を第3冷却水供給通路70を介してターボ過給機35の冷却水通路に供給可能としている。
As described above, in the internal combustion engine cooling apparatus according to the first embodiment, the
従って、排気側ウォータジャケット53を流れる冷却水は、複数の排気ポート18及び排気集合通路32を通過する排気ガスにより効率良く加熱されて高温となり、この高温となった冷却水を第3冷却水供給通路70からターボ過給機35の冷却水通路に供給するため、高温の冷却水によりターボ過給機35を早期に加熱することとなり、排気ガスの熱がターボ過給機35に大幅に奪われることが抑制され、排気ガスにより三元触媒34を効率良く加熱して早期活性化を可能とすることができ、その結果、排気ガスから回収した熱を効率的に利用することで排気浄化性能の向上を図ることができる。
Accordingly, the cooling water flowing through the exhaust-
図4は、本発明の実施例2に係る内燃機関の冷却装置を表す概略構成図である。なお、本実施例の内燃機関の冷却装置における全体構成は、上述した実施例1とほぼ同様であり、図2及び図3を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a cooling device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. The overall configuration of the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above, and will be described with reference to FIGS. 2 and 3 and functions similar to those described in this embodiment. The same reference numerals are given to the members having, and duplicate explanations are omitted.
実施例1の内燃機関の冷却装置において、図4に示すように、ウォータインレット61とラジエータ62との間に第1冷却水循環通路63が設けられると共に、ウォータアウトレット64とラジエータ62との間に第2冷却水循環通路65が設けられている。そして、ウォータインレット61及びウォータアウトレット64に隣接してサーモスタット弁66が設けられると共に、サーモスタット弁66に隣接してウォータポンプ67が装着されている。また、ウォータポンプ67は、第1冷却水供給通路68を介してシリンダブロック11のウォータジャケット51の入口部に連結されると共に、第2冷却水供給通路69を介してシリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53の入口部に連結されている。
In the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, as shown in FIG. 4, a first
シリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53の出口部は、第3冷却水供給通路70を介してターボ過給機35の冷却水通路に連結されている。一方、シリンダヘッド12の吸気側ウォータジャケット52の出口部は、第4冷却水供給通路71を介してスロットルボディ72、ヒータコア73、ATFウォーマ74の各冷却水通路に連結されている。そして、ターボ過給機35の冷却水通路は、連結通路81を介して制御弁82に連結され、この制御弁82は、冷却水戻し通路83を介してウォータポンプ67(第2冷却水供給通路69)に連結されると共に、冷却水排出通路84を介してウォータアウトレット64(冷却水循環ライン)に連結されている。なお、スロットルボディ72、ヒータコア73、ATFウォーマ74の各冷却水通路は、冷却水排出通路76を介してウォータアウトレット64に連結されている。
The outlet of the
上述した制御弁82は、ターボ過給機35の冷却水通路に対する冷却水戻し通路83と冷却水排出通路84の連通遮断状態を切換えるものであって、エンジンの運転状態に応じて切換制御可能となっている。
The above-described control valve 82 switches the communication cutoff state of the cooling
具体的には、シリンダブロック11のウォータジャケット51には、冷却水の温度を検出する冷却水温度検出センサ85が設けられ、ECU86は、冷却水温度検出センサ85が検出した冷却水の温度に基づいて制御弁82を切換制御する。即ち、ECU86は、冷却水温度検出センサ85が検出した冷却水の温度が予め設定された暖機完了温度よりも低いときに、エンジンの冷間始動と判定し、制御弁82によりターボ過給機35の冷却水通路と冷却水戻し通路83を連通する一方、ターボ過給機35の冷却水通路と冷却水排出通路84とを遮断する。一方、ECU86は、冷却水温度検出センサ85が検出した冷却水の温度が予め設定された暖機完了温度よりも高いときに、エンジンの冷間始動完了と判定し、制御弁82によりターボ過給機35の冷却水通路と冷却水戻し通路83を遮断する一方、ターボ過給機35の冷却水通路と冷却水排出通路84とを連通する。
Specifically, the
また、本実施例にて、ウォータポンプ67は、ウォータアウトレット64(冷却水循環ライン)からの冷却水と制御弁82及び冷却水戻し通路83からの冷却水とを混合させることなく、供給可能な2つの供給部67a,67bを有している。即ち、ウォータアウトレット64からの冷却水を、ウォータポンプ67の第1供給部67aにより第1冷却水供給通路68を通してウォータジャケット51及び吸気側ウォータジャケット52に供給可能であり、冷却水戻し通路83からの冷却水を、ウォータポンプ67の第2供給部67bにより第2冷却水供給通路69から排気側ウォータジャケット53に供給可能となっている。
Further, in this embodiment, the
このように構成された本実施例の内燃機関の冷却装置にて、エンジンが始動されると、ウォータポンプ67が作動し、第1供給部67aにより冷却水が第1冷却水供給通路68を通してシリンダブロック11のウォータジャケット51へ供給されると共に、第2供給部67bにより冷却水が第2冷却水供給通路69を通してシリンダヘッド12の排気側ウォータジャケット53へ供給される。すると、排気側ウォータジャケット53に供給された冷却水は、ここを流動した後、第3冷却水供給通路70を通してターボ過給機35の冷却水通路へ供給される。ここで、ECU86は、冷却水温度検出センサ85が検出した冷却水の温度に基づいて制御弁82を切換制御し、ターボ過給機35の冷却水通路の冷却水が、冷却水戻し通路83を通してウォータポンプ67に戻されるか、または、冷却水排出通路84を通してウォータアウトレット64に戻される。一方、ウォータジャケット51に供給された冷却水は、ここを流動した後、シリンダヘッド12の吸気側ウォータジャケット52へ供給され、ここを流動した後、第4冷却水供給通路71を通してスロットルボディ72、ヒータコア73、ATFウォーマ74の各冷却水通路へ供給され、冷却水排出通路76を通してウォータアウトレット64に戻される。
When the engine is started in the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment configured as described above, the
このとき、排気側ウォータジャケット53に供給された冷却水は、ここを流動することで昇温された後、第3冷却水供給通路70を通してターボ過給機35の冷却水通路へ供給される。そのため、排気側ウォータジャケット53を流れる冷却水は、その近傍にある各排気ポート18及び排気集合通路32を通る高温の排気ガスの熱をもらって効果的に加熱され、高温となってターボ過給機35に供給されることとなり、このターボ過給機35が早期に暖気される。
At this time, the coolant supplied to the exhaust-
また、エンジンが冷間始動であって、冷却水温度検出センサ85が検出した冷却水の温度が暖機完了温度よりも低いとき、ECU86は、エンジンの冷間始動と判定し、制御弁82によりターボ過給機35の冷却水通路と冷却水戻し通路83を連通する一方、ターボ過給機35の冷却水通路と冷却水排出通路84とを遮断する。すると、ターボ過給機35の冷却水通路の冷却水は、冷却水戻し通路83を通してウォータポンプ67に戻されることとなり、ウォータポンプ67の第2供給部67bは、冷却水戻し通路83からの冷却水を、ウォータアウトレット64からの冷却水と混合することなく、第2冷却水供給通路69を通して排気側ウォータジャケット53に供給する。そのため、高温の冷却水を排気側ウォータジャケット53及びターボ過給機35の冷却水通路の間で循環させることとなり、周辺部材へ冷却水の熱の伝導を抑制して冷却水の熱の低下を最小限とし、この冷却水が効率的に加熱される。
Further, when the engine is cold started and the temperature of the cooling water detected by the cooling water
その後、エンジンが暖気され、冷却水温度検出センサ85が検出した冷却水の温度が暖機完了温度よりも高くなると、ECU86は、エンジンの冷間始動完了と判定し、制御弁82によりターボ過給機35の冷却水通路と冷却水戻し通路83を遮断する一方、ターボ過給機35の冷却水通路と冷却水排出通路84とを連通する。すると、ターボ過給機35の冷却水通路の冷却水は、冷却水排出通路84を通してウォータアウトレット64に排出されることとなる。また、冷却水の温度が所定温度より高くなると、サーモスタット弁66が切換えられ、ウォータアウトレット64に戻された冷却水が第2冷却水循環通路65を通してラジエータ62に循環されることとなり、高温の冷却水がこのラジエータ62により冷却され、第2冷却水循環通路63を通してウォータインレット61に戻される。そして、前述と同様に、ウォータポンプ67により、第1冷却水供給通路68を通してウォータジャケット51及び吸気側ウォータジャケット52に供給されると共に、第2冷却水供給通路69を通して排気側ウォータジャケット53に供給されこととなり、エンジンの冷却が促進される。
Thereafter, when the engine is warmed up and the temperature of the cooling water detected by the cooling water
このように実施例2の内燃機関の冷却装置にあっては、ウォータポンプ67により冷却水を第1冷却水供給通路68を介してウォータジャケット51及び吸気側ウォータジャケット52に供給可能とする一方、第2冷却水供給通路69を介して排気側ウォータジャケット53に供給可能とし、排気側ウォータジャケット53の冷却水を第3冷却水供給通路70を介してターボ過給機35の冷却水通路に供給可能とすると共に、ターボ過給機35の冷却水通路内の冷却水を冷却水戻し通路83を介して排気側ウォータジャケット53に戻すことができるようにしている。
Thus, in the internal combustion engine cooling apparatus according to the second embodiment, the
従って、排気側ウォータジャケット53を流れる冷却水は、複数の排気ポート18及び排気集合通路32を通過する排気ガスにより効率良く加熱されて高温となり、この高温となった冷却水を第3冷却水供給通路70からターボ過給機35の冷却水通路に供給し、冷却水戻し通路83から排気側ウォータジャケット53に戻すため、冷却水を効率良く加熱し、高温の冷却水によりターボ過給機35を早期に加熱することができ、排気ガスの熱がターボ過給機35に大幅に奪われることが抑制され、排気ガスにより三元触媒34を効率良く加熱して早期活性化を可能とすることができる。
Accordingly, the cooling water flowing through the exhaust-
また、本実施例では、ターボ過給機35の冷却水通路に対する冷却水戻し通路83及び冷却水排出通路84の連通遮断状態を切換える制御弁82を設け、ECU86は、エンジンの運転状態に応じて制御弁82を切換制御可能としている。具体的には、冷却水の温度を検出する冷却水温度検出センサ85を設け、ECU86は、冷却水温度検出センサ85が検出した冷却水の温度が、予め設定された暖機完了温度よりも低いときにエンジンの冷間始動と判定し、制御弁82によりターボ過給機35の冷却水通路と冷却水戻し通路83を連通する一方、ターボ過給機35の冷却水通路と冷却水排出通路84とを遮断するようにしている。
Further, in this embodiment, a control valve 82 is provided for switching the communication cutoff state of the cooling
従って、エンジンの冷間始動時には、ターボ過給機35を暖機した冷却水を冷却水戻し通路83からウォータポンプ67に戻し、第2供給部67bにより再び排気側ウォータジャケット53に供給することとなり、高温の冷却水を排気側ウォータジャケット53及びターボ過給機35の冷却水通路の間でだけて循環し、冷却水の温度低下を抑制しながら効率的に昇温されるため、ターボ過給機35を早期に暖機することができ、その結果、三元触媒34を早期に過熱して活性化することができる。
Therefore, when the engine is cold-started, the cooling water that has warmed up the
更に、本実施例では、ウォータポンプ67に2つの供給部67a,67bを設け、ウォータアウトレット64からの冷却水と冷却水戻し通路83からの冷却水を混合させることなく、各冷却水供給通路68,69により吸気側ウォータジャケット52と排気側ウォータジャケット53に供給可能としている。
Further, in this embodiment, the
従って、ウォータアウトレット64からの冷却水と冷却水戻し通路83からの冷却水が混合することはなく、高温の冷却水を排気側ウォータジャケット53及びターボ過給機35の冷却水通路の間で循環させることとなり、周辺部材へ冷却水の熱の伝導を抑制して冷却水の熱の低下を最小限とし、この冷却水が効率的に加熱される。
Therefore, the cooling water from the
以上のように、本発明に係る内燃機関の冷却装置は、排気ガスから回収した熱を効率的に利用することで排気浄化性能の向上を図ったものであり、いずれの内燃機関に適用しても有用である。 As described above, the cooling apparatus for an internal combustion engine according to the present invention improves exhaust purification performance by efficiently using heat recovered from exhaust gas, and is applicable to any internal combustion engine. Is also useful.
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
13 シリンダボア(気筒)
16 燃焼室
17 吸気ポート
18 排気ポート
32 排気集合通路
33 排気管
34 三元触媒
35 ターボ過給機
51 ウォータジャケット
52 吸気側ウォータジャケット(吸気側冷却水通路)
53 排気側ウォータジャケット(排気側冷却水通路)
62 ラジエータ
66 サーモスタット弁
67 ウォータポンプ
68 第1冷却水供給通路
69 第2冷却水供給通路
70 第3冷却水供給通路
75,76,84 冷却水排出通路
82 制御弁
83 冷却水戻し通路
85 冷却水温度検出センサ
86 電制御ユニット、ECU(制御手段)
11
16
53 Exhaust water jacket (exhaust cooling water passage)
62
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006346507A JP2008157102A (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Cooling device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006346507A JP2008157102A (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Cooling device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008157102A true JP2008157102A (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=39658299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006346507A Pending JP2008157102A (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Cooling device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008157102A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013160195A (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Toyota Motor Corp | Cooling device of internal combustion engine |
JP2020084943A (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | ダイハツ工業株式会社 | Internal combustion engine for automobile |
-
2006
- 2006-12-22 JP JP2006346507A patent/JP2008157102A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013160195A (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Toyota Motor Corp | Cooling device of internal combustion engine |
DE112012005840B4 (en) * | 2012-02-08 | 2017-10-26 | Denso Corporation | COOLING DEVICE WITH TWO COOLING SYSTEMS FOR COOLING A COMBUSTION ENGINE WITH VARIOUS TEMPERATURE TEMPERATURES |
JP2020084943A (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | ダイハツ工業株式会社 | Internal combustion engine for automobile |
JP7090021B2 (en) | 2018-11-29 | 2022-06-23 | ダイハツ工業株式会社 | Internal combustion engine for automobiles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9188050B2 (en) | Engine cooling system | |
JP5403171B2 (en) | Engine cooling system | |
JP5742702B2 (en) | Control device for cooling system | |
JP2011047305A (en) | Internal combustion engine | |
RU2698379C2 (en) | Internal combustion engine cooling system and thermostats assembly for cooling system | |
KR20110046089A (en) | Exhaust gas recirculation apparatus | |
JP2010180711A (en) | Diesel engine starting method and device therefor | |
JP4292888B2 (en) | Engine cooling system | |
JP5565283B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP4239623B2 (en) | Engine cooling system | |
JP2006046139A (en) | Cylinder head | |
JP6544376B2 (en) | Internal combustion engine cooling system | |
WO2009113366A1 (en) | Cooling system for internal combustion engine | |
JP2008157102A (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP2018193957A (en) | Engine warming-up system | |
JP2009079552A (en) | Internal combustion engine | |
JP2013087758A (en) | Internal combustion engine cooling control device | |
JP2006329128A (en) | Cooling structure of internal combustion engine | |
JP2002138835A (en) | Cooling system for liquid-cooling internal combustion heat engine | |
RU2280178C1 (en) | Liquid cooling system for internal combustion engine | |
KR100227552B1 (en) | Cooling device of forced circulation water cooling engine | |
JP4670737B2 (en) | Engine cooling system | |
JP5359284B2 (en) | Engine cooling system | |
JP6966912B2 (en) | Engine warm-up system | |
JP2006143012A (en) | Temperature adjusting device for vehicle |