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JP2010096139A - Cooling device for engine - Google Patents

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JP2010096139A
JP2010096139A JP2008269470A JP2008269470A JP2010096139A JP 2010096139 A JP2010096139 A JP 2010096139A JP 2008269470 A JP2008269470 A JP 2008269470A JP 2008269470 A JP2008269470 A JP 2008269470A JP 2010096139 A JP2010096139 A JP 2010096139A
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JP
Japan
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coolant
path
exhaust manifold
radiator
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008269470A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Tamasato
裕孝 玉里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for an engine efficiently cooling an exhaust manifold. <P>SOLUTION: This device includes a manifold bypass path 25 connecting a cooling liquid jacket 17 of the exhaust manifold to a downstream side of a heater 16 in a heater path 24 and bypassing the cooling liquid jacket 17 of the exhaust manifold. A valve means 18 operating to make cooling liquid flow to the cooling liquid jacket 17 at least when cooling of the exhaust manifold is demanded is disposed between an outlet of the heater 16 and an inlet of the cooling liquid jacket 17. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷却液を循環させることによってエンジンの冷却を行う冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device that cools an engine by circulating a coolant.

従来より、この種のエンジンの冷却装置として、例えば特許文献1には、エンジン本体と、ラジエータと、の間で冷却液を循環させる冷却装置が開示されている。この特許文献1に開示された冷却装置ではさらに、排気マニホールドを、その内部に冷却液ジャケットを形成したいわゆる水冷排気マニホールドとしており、エンジン本体の途中から分岐させた冷却液通路を前記排気マニホールドの冷却液ジャケットに接続させることで、冷却液ジャケットに冷却液を流して排気マニホールドの冷却を行うようにしている。ここで、この特許文献1の冷却装置では、エンジンの運転中は、排気マニホールド内の冷却液ジャケットに対して冷却液が常時供給されるように構成されている。
特開平6−241044号公報
Conventionally, as a cooling device for this type of engine, for example, Patent Document 1 discloses a cooling device that circulates a coolant between an engine body and a radiator. In the cooling device disclosed in Patent Document 1, the exhaust manifold is a so-called water-cooled exhaust manifold in which a coolant jacket is formed, and a coolant passage branched from the middle of the engine body is used to cool the exhaust manifold. By connecting to the liquid jacket, the exhaust manifold is cooled by flowing the cooling liquid through the cooling liquid jacket. Here, the cooling device disclosed in Patent Document 1 is configured such that the coolant is always supplied to the coolant jacket in the exhaust manifold during the operation of the engine.
JP-A-6-241044

しかしながら、エンジンの例えば全負荷運転時等においては、排気マニホールドの冷却を行うことが望まれるが、エンジンの冷間始動時においては、触媒温度を早期に高めるべく、排気温度を早期に高めることが望ましい。そのため、排気マニホールドの冷却を行わないことが好ましいが、前記特許文献1に開示された冷却装置では、前述したように、エンジンの運転中は、排気マニホールドの冷却液ジャケットに対して冷却液が常時供給されるため、冷間始動時においても、排気マニホールドが冷却されてしまうという不都合がある。   However, it is desirable to cool the exhaust manifold when the engine is at full load, for example. However, when the engine is cold started, the exhaust temperature must be increased early in order to increase the catalyst temperature early. desirable. For this reason, it is preferable not to cool the exhaust manifold. However, in the cooling device disclosed in Patent Document 1, as described above, during the operation of the engine, the coolant is always supplied to the coolant jacket of the exhaust manifold. Since it is supplied, there is a disadvantage that the exhaust manifold is cooled even during cold start.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気マニホールドの冷却を効率的に行うようにすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to efficiently cool the exhaust manifold.

本発明は、エンジン本体の流出口側に設けられたヒータ経路におけるヒータよりも下流側に排気マニホールドの冷却液ジャケットを配設すると共に、排気マニホールドの冷却が要求されるときに、その冷却液ジャケットに冷却液を流通させるよう動作する弁手段を、ヒータの出口と冷却液ジャケットの入口との間に配置するようにした。   The present invention provides an exhaust manifold coolant jacket on the downstream side of the heater in the heater path provided on the outlet side of the engine body, and when the exhaust manifold cooling is required, the coolant jacket is provided. The valve means that operates to circulate the coolant is arranged between the heater outlet and the coolant jacket inlet.

具体的に、本発明の一側面によると、エンジンの冷却装置は、冷却液が流れる流路が流入口及び流出口の間を互いに連結するようにその内部に形成されたエンジン本体と、前記エンジン本体の流入口側に設けられかつ、その駆動によって吸込口から吸い込んだ前記冷却液を吐出口から吐出するポンプと、前記エンジン本体の前記流出口と前記ポンプの前記吸込口とを互いに連結する経路であって、その途中にラジエータが介設されたラジエータ経路と、前記エンジン本体の前記流出口と前記ポンプの前記吸込口とを互いに連結すると共に、前記ラジエータをバイパスするラジエータバイパス経路と、前記ラジエータ経路において前記エンジン本体からラジエータに向かう高温側流路に対し並列に設けられると共に、その途中に車室空調用のヒータが介設されたヒータ経路と、前記エンジン本体の排気側に対して取り付けられる排気マニホールドと、を備える。   Specifically, according to one aspect of the present invention, an engine cooling device includes an engine body formed therein so that a flow path through which a coolant flows is connected between an inlet and an outlet, and the engine A pump that is provided on the inlet side of the main body and that discharges the cooling liquid sucked from the suction port by its drive from the discharge port, and a path that connects the outlet port of the engine body and the suction port of the pump to each other A radiator passage in which a radiator is interposed, a radiator bypass passage for connecting the outlet of the engine body and the suction port of the pump to each other, and bypassing the radiator; and the radiator In the route, it is provided in parallel with the high-temperature side flow path from the engine body to the radiator, and in the middle of the route, air conditioning for the passenger compartment Comprises a heater path that data is interposed, an exhaust manifold is attached to an exhaust side of the engine body.

そして、前記排気マニホールドの内部に、当該排気マニホールドを冷却するように前記冷却液が流れる冷却液ジャケットを形成し、前記排気マニホールドの前記冷却液ジャケットを、前記ヒータ経路上における前記ヒータよりも下流側に配設する。   A cooling fluid jacket through which the cooling fluid flows so as to cool the exhaust manifold is formed inside the exhaust manifold, and the cooling fluid jacket of the exhaust manifold is disposed downstream of the heater on the heater path. It arranges in.

前記冷却装置は、前記ヒータ経路において前記冷却液ジャケットをバイパスするマニホールドバイパス経路をさらに備え、前記ヒータの前記出口と前記冷却液ジャケットの入口との間に、少なくとも前記排気マニホールドの冷却が要求されるときに当該冷却液ジャケットに冷却液を流通させるよう動作する弁手段を介設する。   The cooling device further includes a manifold bypass path that bypasses the coolant jacket in the heater path, and at least cooling of the exhaust manifold is required between the outlet of the heater and the inlet of the coolant jacket. Sometimes, a valve means is provided which operates to circulate the coolant through the coolant jacket.

この構成によると、排気マニホールドの冷却液ジャケットに対しては、ヒータにおいて熱交換を行った後の、比較的低温の冷却液が流れることになり、排気マニホールドが効果的に冷却される。   According to this configuration, a relatively low-temperature coolant after heat exchange in the heater flows to the coolant jacket of the exhaust manifold, and the exhaust manifold is effectively cooled.

特に、ヒータの出口と前記冷却液ジャケットの入口との間に弁手段を介設して、その弁手段により、少なくとも前記排気マニホールドの冷却が要求されるときに当該冷却液ジャケットに冷却液を流通させることにより、必要時に排気マニホールドが冷却されるようになる。   In particular, a valve means is interposed between the outlet of the heater and the inlet of the coolant jacket, and the coolant flows through the coolant jacket when the exhaust manifold is required to be cooled by the valve means. By doing so, the exhaust manifold is cooled when necessary.

前記弁手段は、前記排気マニホールドの冷却が要求されていないときには、前記冷却液ジャケットへの冷却液の流通を制限するように構成することが好ましい。   The valve means is preferably configured to limit the flow of the coolant to the coolant jacket when cooling of the exhaust manifold is not required.

ここで、冷却液の流通の制限には、冷却液の流通を遮断することの他に、冷却液の流量を低減することも含まれる。   Here, the restriction on the flow of the coolant includes reducing the flow rate of the coolant in addition to blocking the flow of the coolant.

こうすることで、例えば冷間始動時のような排気マニホールドの冷却が要求されていないときには、弁手段によって冷却液ジャケットへの冷却液の流通が制限されるため、排気マニホールドが無駄に冷却されることがなくなり、例えば排気温度の低下を抑制して、触媒温度を早期に高めることが可能になる。   By doing so, for example, when cooling of the exhaust manifold is not required, such as during cold start, the flow of the coolant to the coolant jacket is limited by the valve means, so that the exhaust manifold is cooled wastefully. For example, the catalyst temperature can be increased early by suppressing a decrease in the exhaust gas temperature.

前記冷却装置は、前記ポンプの前記吸込口側、前記ラジエータ経路の下流端、及び前記ラジエータバイパス経路の下流端の間に介設されるサーモスタット弁をさらに備え、前記サーモスタット弁を、前記冷却液の温度が所定温度以下のときには、前記ラジエータバイパス経路側を開にしかつ前記ラジエータ経路を閉にする一方、前記冷却液の温度が前記所定温度よりも高くなったときには、前記ラジエータバイパス経路側を閉にしかつ前記ラジエータ経路を開にするように構成し、前記弁手段は、前記所定温度よりも低い温度で、前記排気マニホールドの冷却液ジャケットに冷却液を流通させるように動作する、としてもよい。   The cooling device further includes a thermostat valve interposed between the suction port side of the pump, a downstream end of the radiator path, and a downstream end of the radiator bypass path, and the thermostat valve When the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the radiator bypass path side is opened and the radiator path is closed, and when the coolant temperature is higher than the predetermined temperature, the radiator bypass path side is closed. In addition, the radiator path may be configured to be opened, and the valve means may operate so as to circulate the coolant through the coolant jacket of the exhaust manifold at a temperature lower than the predetermined temperature.

冷却液の温度が所定温度以下のエンジン本体の暖機中は、サーモスタット弁によってラジエータをバイパスして冷却液が流れるため、エンジンの暖機を速やかに行うことができる一方で、冷却液の温度が所定温度よりも高いエンジン本体の通常運転中は、サーモスタット弁によって、エンジン本体とラジエータとの間で冷却液を循環させることで、エンジン本体が効果的に冷却される。   During the warming-up of the engine body whose cooling liquid temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the coolant flows by bypassing the radiator by the thermostat valve, so that the engine can be warmed up quickly while the temperature of the cooling liquid During normal operation of the engine body higher than the predetermined temperature, the engine body is effectively cooled by circulating the coolant between the engine body and the radiator by the thermostat valve.

これに対し、排気マニホールドは、外部への放熱性が相対的に悪いため、エンジン本体よりも高温になる場合があることから、前記サーモスタット弁が作動する所定温度よりも低い温度で、弁手段により、冷却液ジャケットに冷却液を供給する。こうすることで、排気マニホールドにおける冷却液ジャケットで冷却液が沸騰してしまうことが未然に防止される。   On the other hand, since the exhaust manifold has a relatively poor heat dissipation to the outside, the exhaust manifold may be hotter than the engine body, so the valve means is used at a temperature lower than a predetermined temperature at which the thermostat valve operates. Then, supply the coolant to the coolant jacket. By doing so, it is possible to prevent the coolant from boiling in the coolant jacket in the exhaust manifold.

前記弁手段は、前記ヒータの前記出口側、前記冷却液ジャケットの前記入口側、及び前記マニホールドバイパス経路の上流端の間に介設される弁であって、前記ヒータから流出する冷却液の温度に応じて開閉動作する第2のサーモスタット弁である、としてもよい。   The valve means is a valve interposed between the outlet side of the heater, the inlet side of the coolant jacket, and the upstream end of the manifold bypass path, and the temperature of the coolant flowing out of the heater It is good also as being the 2nd thermostat valve which opens and closes according to this.

こうすることで、簡易な構成によって、冷却必要時には排気マニホールドに冷却液が供給される。   By doing so, the cooling fluid is supplied to the exhaust manifold with a simple configuration when cooling is necessary.

また、これとは異なり、前記弁手段は、前記冷却液ジャケット内の冷却液の温度を検出する液温センサの検出値に基づいて動作する制御弁である、としてもよい。   Alternatively, the valve means may be a control valve that operates based on a detection value of a liquid temperature sensor that detects the temperature of the coolant in the coolant jacket.

こうすることで、より精度良く、冷却必要時には排気マニホールドに冷却液が供給される。   By doing so, the coolant is supplied to the exhaust manifold more accurately and when cooling is necessary.

以上説明したように、本発明によると、ヒータの出口と冷却液ジャケットの入口との間に介設した弁手段によって、少なくとも排気マニホールドの冷却が要求されるときには、その冷却液ジャケットに、ヒータ通過後の比較的低温の冷却液が供給されるため、冷却必要時に、排気マニホールドを効果的に冷却することができる。   As described above, according to the present invention, when at least cooling of the exhaust manifold is required by the valve means interposed between the outlet of the heater and the inlet of the coolant jacket, the coolant jacket is passed through the coolant jacket. Since the later relatively low-temperature coolant is supplied, the exhaust manifold can be effectively cooled when cooling is required.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

図1は、本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置1の構成を示すブロック図であり、同図において、11はシリンダブロック、12はシリンダブロック11の上側に配設されるシリンダヘッドであり、シリンダブロック11とシリンダヘッド12とを含んでエンジン本体10が構成される。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an engine cooling device 1 according to an embodiment of the present invention, in which 11 is a cylinder block, and 12 is a cylinder head disposed above the cylinder block 11. The engine body 10 includes the cylinder block 11 and the cylinder head 12.

エンジン本体10の内部には、図示は省略するが、冷却液が流れる通路(冷却液ジャケット)が形成されている。この冷却液ジャケットの流入口は、シリンダブロック11に設けられている。冷却液ジャケットの流入口側にはポンプ(ウォータポンプ)13が配設されており、そのポンプ13の吐出口が冷却液ジャケットの流入口に接続される。ポンプ13は、クランクシャフト(図示省略)に対して駆動連結されて、そのクランクシャフトによって駆動される。ポンプ13の駆動によって、冷却液が流入口を通じてエンジン本体10の冷却液ジャケットに供給される。   Although not shown, a passage (coolant jacket) through which coolant flows is formed inside the engine body 10. The inlet of the coolant jacket is provided in the cylinder block 11. A pump (water pump) 13 is disposed on the inlet side of the coolant jacket, and the discharge port of the pump 13 is connected to the inlet of the coolant jacket. The pump 13 is drivingly connected to a crankshaft (not shown) and is driven by the crankshaft. By driving the pump 13, the coolant is supplied to the coolant jacket of the engine body 10 through the inlet.

エンジン本体10の冷却液ジャケットは、その内部において、シリンダブロック12からシリンダヘッド12へと繋がっており、冷却液ジャケットの流出口はシリンダヘッド12に設けられている。冷却液ジャケットの流出口は、エンジン本体10を通過後の相対的に高温の冷却液が流れる高温側流路21を介してラジエータ14に接続されており、そのラジエータ14の下流側は、ラジエータ14を通過後の相対的に低温の冷却液が流れる低温側流路22を介して、ポンプ13の吸込口に接続されている。   The coolant jacket of the engine body 10 is connected from the cylinder block 12 to the cylinder head 12 inside, and the outlet of the coolant jacket is provided in the cylinder head 12. The outlet of the coolant jacket is connected to the radiator 14 via a high-temperature channel 21 through which a relatively high-temperature coolant flows after passing through the engine body 10, and the downstream side of the radiator 14 is connected to the radiator 14. The refrigerant is connected to the suction port of the pump 13 via a low-temperature side passage 22 through which a relatively low-temperature coolant flows after passing through.

そうして、ラジエータ14とポンプ13との間にサーモスタット弁15が介設されており、ラジエータ14は、サーモスタット弁15の第1の流入ポートに、ポンプ13は、サーモスタット弁15の流出ポートにそれぞれ接続されている。   Thus, a thermostat valve 15 is interposed between the radiator 14 and the pump 13. The radiator 14 is connected to the first inflow port of the thermostat valve 15, and the pump 13 is connected to the outflow port of the thermostat valve 15. It is connected.

高温側流路21及び低温側流路22によって、エンジン本体10の流出口とポンプ13の吸込口とを互いに連結する経路であって、その途中にラジエータ14が介設されたラジエータ経路20が構成されることになる。   A high-temperature channel 21 and a low-temperature channel 22 connect the outlet of the engine body 10 and the suction port of the pump 13 to each other, and a radiator channel 20 is provided in which a radiator 14 is interposed. Will be.

前記高温側流路21は、ラジエータ14の上流側で分岐しており、この分岐した流路はサーモスタット弁15の第2の流入ポートに接続されている。この分岐流路によって、エンジン本体10の流出口とポンプ13の吸込口とを互いに連結すると共に、ラジエータ14をバイパスするラジエータバイパス経路23が構成される。   The high temperature side channel 21 is branched on the upstream side of the radiator 14, and the branched channel is connected to the second inflow port of the thermostat valve 15. The branch flow path forms a radiator bypass path 23 that connects the outlet of the engine body 10 and the suction port of the pump 13 to each other and bypasses the radiator 14.

サーモスタット弁15は、図示は省略するが、公知のワックス型であって、冷却水温度が所定温度以下のときにはワックスが収縮してスプリングの付勢力により、弁体がスプリングの軸方向に移動して第1の流入ポートを閉じると共に第2の流入ポートを開く。これによって、ラジエータバイパス経路23側をポンプ13に連通させる。一方、冷却水温度が所定温度よりも高くなると、ワックスの膨張によって弁体がスプリングの軸方向に移動して第1の流入ポートを開くと共に、第2の流入ポートを閉じる。これによって、ラジエータ経路20側をポンプ13に連通させる。こうして上記サーモスタット弁15は、冷却水温度に応じて第1及び第2の流入ポートを択一的に開弁する。   Although not shown, the thermostat valve 15 is a known wax type. When the cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the wax contracts, and the urging force of the spring moves the valve body in the axial direction of the spring. The first inflow port is closed and the second inflow port is opened. Thus, the radiator bypass path 23 side is communicated with the pump 13. On the other hand, when the cooling water temperature becomes higher than a predetermined temperature, the valve body moves in the axial direction of the spring due to the expansion of the wax to open the first inflow port and close the second inflow port. Thus, the radiator path 20 side is communicated with the pump 13. Thus, the thermostat valve 15 selectively opens the first and second inflow ports according to the coolant temperature.

また、高温側流路21に対して並列にヒータ経路24が設けられており、このヒータ経路24には、車室空調用のヒータ16が介設されている。   In addition, a heater path 24 is provided in parallel to the high temperature side flow path 21, and a heater 16 for vehicle compartment air conditioning is interposed in the heater path 24.

そうして、エンジン本体10の排気側には、各気筒内の既燃ガスを排出するための排気マニホールドが取り付けられている。この排気マニホールドには、図示は省略するが、その内部に当該排気マニホールドを冷却するための冷却液が流れる冷却液ジャケット17が形成されている。つまりこの排気マニホールドは、水冷排気マニホールドである。   Thus, an exhaust manifold for discharging burned gas in each cylinder is attached to the exhaust side of the engine body 10. Although not shown in the drawing, the exhaust manifold is formed with a coolant jacket 17 through which coolant for cooling the exhaust manifold flows. That is, this exhaust manifold is a water-cooled exhaust manifold.

この冷却液ジャケット17は、ヒータ経路24におけるヒータ16の下流側に配置されている。また、ヒータ経路24におけるヒータ16の下流側は分岐しており、その分岐路は 排気マニホールドの冷却液ジャケット17の出口側において再び合流することにより、冷却液ジャケット17をバイパスするマニホールドバイパス経路25を構成している。そうして、そのマニホールドバイパス経路25の分岐位置には、第2のサーモスタット弁18が配設されている。具体的に、ヒータ16は、第2のサーモスタット弁18の流入ポートに、排気マニホールドの冷却液ジャケット17は、第2のサーモスタット弁18の第1の流出ポートに、マニホールドバイパス経路25は、第2のサーモスタット弁18の第2の流出ポートにそれぞれ接続されている。   The coolant jacket 17 is arranged on the downstream side of the heater 16 in the heater path 24. Further, the downstream side of the heater 16 in the heater path 24 is branched, and the branched path joins again at the outlet side of the coolant jacket 17 of the exhaust manifold, thereby forming a manifold bypass path 25 that bypasses the coolant jacket 17. It is composed. Thus, the second thermostat valve 18 is disposed at the branch position of the manifold bypass path 25. Specifically, the heater 16 is at the inflow port of the second thermostat valve 18, the coolant jacket 17 of the exhaust manifold is at the first outflow port of the second thermostat valve 18, and the manifold bypass path 25 is at the second The thermostat valve 18 is connected to a second outlet port.

第2のサーモスタット弁18もまた、図示は省略するが、公知のワックス型であって、冷却水温度が(第2の)所定温度以下のときにはワックスが収縮してスプリングの付勢力により、弁体がスプリングの軸方向に移動して第1の流出ポートを閉じると共に第2の流出ポートを開く。これによって、マニホールドバイパス経路25側に冷却液を流通させる。一方、冷却水温度が(第2の)所定温度よりも高くなると、ワックスの膨張によって弁体がスプリングの軸方向に移動して第1の流出ポートを開くと共に、第2の流出ポートを閉じる。これによって、排気マニホールドの冷却液ジャケット17に冷却液を流通させる。こうして第2のサーモスタット弁18は、冷却水温度に応じて第1及び第2の流出ポートを択一的に開弁する。   Although not shown, the second thermostat valve 18 is also a known wax type, and when the cooling water temperature is equal to or lower than the (second) predetermined temperature, the wax contracts and the valve body is biased by the biasing force of the spring. Moves in the axial direction of the spring to close the first outflow port and open the second outflow port. As a result, the coolant flows through the manifold bypass path 25 side. On the other hand, when the cooling water temperature becomes higher than the (second) predetermined temperature, the valve body moves in the axial direction of the spring due to the expansion of the wax to open the first outflow port and close the second outflow port. This causes the coolant to flow through the coolant jacket 17 of the exhaust manifold. Thus, the second thermostat valve 18 selectively opens the first and second outflow ports according to the coolant temperature.

ここで、第2のサーモスタット弁18は、そのワックスの組成が、前記サーモスタット弁15におけるワックスの組成と異なっており、これによって、第2のサーモスタット弁18は、サーモスタット弁15の動作温度である所定温度T1よりも低い第2所定温度T2で開弁するように制御される。この第2所定温度T2は、排気マニホールドの冷却液ジャケット17内において冷却液が沸騰しない程度の温度として適宜設定すればよい。   Here, the composition of the wax of the second thermostat valve 18 is different from the composition of the wax in the thermostat valve 15, whereby the second thermostat valve 18 has a predetermined temperature that is the operating temperature of the thermostat valve 15. The valve is controlled to open at a second predetermined temperature T2 lower than the temperature T1. The second predetermined temperature T2 may be appropriately set as a temperature at which the coolant does not boil in the coolant jacket 17 of the exhaust manifold.

以上の構成のエンジンの冷却装置1の動作について説明すると、先ず、エンジン本体10の始動時等の冷却液の温度が所定温度以下のときには、サーモスタット弁15によってラジエータバイパス経路23がポンプ13に連通し、ラジエータ経路20側が遮断されるため、ポンプ13の駆動によって、エンジン本体10に流入した冷却液は、エンジン本体10、ラジエータバイパス経路23及びサーモスタット弁15を順に通ってポンプ13に戻る。こうして、冷却液がラジエータ14を通らないことにより、冷却液が早期に昇温しエンジン本体10が早期に暖まる。   The operation of the engine cooling device 1 having the above configuration will be described. First, when the temperature of the coolant at the time of starting the engine body 10 is equal to or lower than a predetermined temperature, the radiator bypass path 23 is communicated with the pump 13 by the thermostat valve 15. Since the radiator path 20 side is cut off, the coolant flowing into the engine body 10 by driving the pump 13 returns to the pump 13 through the engine body 10, the radiator bypass path 23, and the thermostat valve 15 in order. Thus, since the coolant does not pass through the radiator 14, the temperature of the coolant rises quickly, and the engine body 10 warms up early.

また、排気マニホールドの冷却液ジャケット17内の冷却液の温度が比較的低いことにより、第2のサーモスタット弁18は閉弁され、これにより、エンジン本体10から流出した冷却液の一部は、ヒータ16を通った後に、マニホールドバイパス経路25を通ってエンジン本体10に流れる。従って、冷却液が排気マニホールドの冷却液ジャケット17を通らないことにより、排気温度が低下してしまうことが防止され、図示は省略するが、排気側に設けられた触媒の温度を早期に高めることができる。これによって、エミッション性を向上させることができる。   Further, since the temperature of the coolant in the coolant jacket 17 of the exhaust manifold is relatively low, the second thermostat valve 18 is closed, whereby a part of the coolant flowing out from the engine body 10 is heated by the heater. After passing 16, it flows to the engine body 10 through the manifold bypass path 25. Accordingly, the exhaust temperature is prevented from lowering by preventing the coolant from passing through the coolant jacket 17 of the exhaust manifold, and although not shown, the temperature of the catalyst provided on the exhaust side is increased early. Can do. Thereby, the emission property can be improved.

そうして、エンジン本体10の暖機に伴い冷却液の温度が次第に高くなる。そうして、ヒータ16の通過後の冷却液が、前述した第2所定温度T2以上になったときには、第2のサーモスタット弁18が開弁される。これによって、ヒータ16を通過した比較的低温の冷却液は、排気マニホールドの冷却液ジャケット17に流れる。そうして、そこにおいて排気マニホールドを冷却した後に、エンジン本体10へと流れる。   Then, as the engine body 10 is warmed up, the temperature of the coolant gradually increases. Then, when the coolant after passing through the heater 16 becomes equal to or higher than the second predetermined temperature T2 described above, the second thermostat valve 18 is opened. As a result, the relatively low temperature coolant that has passed through the heater 16 flows to the coolant jacket 17 of the exhaust manifold. Thus, after cooling the exhaust manifold there, it flows to the engine body 10.

また、冷却液の温度がさらに上昇して、前述した所定温度T1(所定温度T1>第2所定温度T2)以上になったときには、サーモスタット弁15によって、ラジエータ経路20がポンプ13に連通し、ラジエータバイパス経路23側が遮断される。このため、エンジン本体10及び排気マニホールドの冷却液ジャケット17を通過した冷却液は、ラジエータ14に供給され、そこにおいて熱交換されることにより温度が低下した冷却液が、エンジン本体10に供給される。こうして、排気マニホールド及びエンジン本体10の冷却が効果的に行われる。   When the temperature of the coolant further rises and becomes equal to or higher than the predetermined temperature T1 (predetermined temperature T1> second predetermined temperature T2), the thermostat valve 15 causes the radiator path 20 to communicate with the pump 13 and the radiator. The bypass path 23 side is blocked. Therefore, the coolant that has passed through the engine body 10 and the coolant jacket 17 of the exhaust manifold is supplied to the radiator 14, and the coolant whose temperature has been reduced by heat exchange there is supplied to the engine body 10. . Thus, the exhaust manifold and the engine body 10 are effectively cooled.

このように、この冷却装置1では、ヒータ16を通過した後の、温度が比較的低い冷却液を排気マニホールドの冷却液ジャケット17に供給するため、排気マニホールドの冷却を効率的に行うことが可能になる。特に排気マニホールドは、図示は省略するが、シリンダヘッド12に例えば一列に並んで設けられた排気ポートに対し、千鳥状に締結ボルトが配置されてエンジン本体10に取り付けられることから、排気ポートの一つ一つについて、その周囲を囲むように冷却液ジャケット17を設けることが困難な場合が多く、排気マニホールドの冷却効率が低下する虞があるところ、比較的低温の冷却液を排気マニホールドの冷却液ジャケット17に供給することによって、排気マニホールドを効率的に冷却することができるようになる。   Thus, in this cooling device 1, since the coolant having a relatively low temperature after passing through the heater 16 is supplied to the coolant jacket 17 of the exhaust manifold, the exhaust manifold can be efficiently cooled. become. In particular, although the exhaust manifold is not shown in the drawing, a fastening bolt is arranged in a staggered manner on the cylinder head 12 in, for example, a line arranged in a line, and is attached to the engine body 10. For each one, it is often difficult to provide the coolant jacket 17 so as to surround it, and there is a possibility that the cooling efficiency of the exhaust manifold may be lowered. By supplying to the jacket 17, the exhaust manifold can be efficiently cooled.

また、排気マニホールドの冷却液ジャケット17よりも上流側に第2のサーモスタット弁18を設け、その第2のサーモスタット弁18により、排気マニホールドの冷却が要求されるときには、その排気マニホールドの冷却液ジャケット17に冷却液を供給する一方、排気マニホールドの冷却が要求されないときには、排気マニホールドの冷却液ジャケット17に冷却液を供給しないことによって、例えば冷間始動時等においては、排気温度を高めて触媒温度を早期に上昇させることができる。   Also, a second thermostat valve 18 is provided upstream of the exhaust manifold coolant jacket 17. When the exhaust manifold is required to be cooled by the second thermostat valve 18, the exhaust manifold coolant jacket 17 is provided. When cooling of the exhaust manifold is not required, the coolant is not supplied to the coolant jacket 17 of the exhaust manifold. For example, during cold start, the exhaust temperature is increased to increase the catalyst temperature. It can be raised early.

また特に、排気マニホールドの温度は、エンジン本体10に比べて高温になり易いものの、第2のサーモスタット弁18の動作温度を、サーモスタット弁15の動作温度よりも低い温度に設定することで、排気マニホールドの冷却が比較的早いタイミングで開始されることになり、排気マニホールドの冷却液ジャケット17内において冷却液が沸騰してしまうことを未然に防止することができる。   In particular, although the temperature of the exhaust manifold is likely to be higher than that of the engine body 10, the exhaust manifold is set by setting the operating temperature of the second thermostat valve 18 to be lower than the operating temperature of the thermostat valve 15. Therefore, it is possible to prevent the coolant from boiling in the coolant jacket 17 of the exhaust manifold.

尚、前記の実施形態では、ヒータ経路24における分岐位置に第2のサーモスタット弁18を設けるようにしているが、例えば図1において仮想的に示すように、この第2のサーモスタット弁18に代えて、マニホールドバイパス経路25の分岐位置よりも排気マニホールドの冷却液ジャケット17側に、制御開閉弁18’を介設するようにしてもよい。この開閉弁18’は、例えば排気マニホールドの冷却液ジャケット17内の冷却液の温度を検出する液温センサ19の検出値に応じて開閉制御されるように構成すればよい。この開閉弁18’はまた、前述したように、前記サーモスタット弁15の動作温度である所定温度T1よりも低い第2所定温度T2で開弁するように制御することが好ましい。そうすることによって、排気マニホールドの冷却液ジャケット17において冷却液が沸騰してしまうことが未然に回避される。   In the above-described embodiment, the second thermostat valve 18 is provided at the branch position in the heater path 24. However, for example, as shown virtually in FIG. 1, the second thermostat valve 18 is used instead. The control on-off valve 18 ′ may be interposed on the coolant jacket 17 side of the exhaust manifold from the branch position of the manifold bypass path 25. The on-off valve 18 ′ may be configured to be controlled to open and close according to a detection value of a liquid temperature sensor 19 that detects the temperature of the coolant in the coolant jacket 17 of the exhaust manifold, for example. As described above, the on-off valve 18 'is preferably controlled to open at a second predetermined temperature T2 lower than the predetermined temperature T1, which is the operating temperature of the thermostat valve 15. By doing so, it is possible to prevent the coolant from boiling in the coolant jacket 17 of the exhaust manifold.

以上説明したように、本発明は、冷却必要時に排気マニホールドの冷却を効率的に行うことができるから、いわゆる水冷排気マニホールドを備えたエンジンの冷却装置として有用である。   As described above, the present invention can efficiently cool the exhaust manifold when cooling is necessary, and is therefore useful as a cooling device for an engine equipped with a so-called water-cooled exhaust manifold.

本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the cooling device of the engine which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷却装置
10 エンジン本体
13 ポンプ
14 ラジエータ
15 サーモスタット弁
16 ヒータ
17 排気マニホールドの冷却液ジャケット
18 第2のサーモスタット弁(弁手段)
18’ 開閉弁(制御弁)
19 液温センサ
20 ラジエータ経路
21 高温側経路
23 ラジエータバイパス経路
24 ヒータ経路
25 マニホールドバイパス経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling device 10 Engine main body 13 Pump 14 Radiator 15 Thermostat valve 16 Heater 17 Coolant jacket 18 of exhaust manifold Second thermostat valve (valve means)
18 'On-off valve (control valve)
19 Liquid temperature sensor 20 Radiator path 21 High temperature side path 23 Radiator bypass path 24 Heater path 25 Manifold bypass path

Claims (5)

冷却液が流れる流路が流入口及び流出口の間を互いに連結するようにその内部に形成されたエンジン本体と、
前記エンジン本体の流入口側に設けられかつ、その駆動によって吸込口から吸い込んだ前記冷却液を吐出口から吐出するポンプと、
前記エンジン本体の前記流出口と前記ポンプの前記吸込口とを互いに連結する経路であって、その途中にラジエータが介設されたラジエータ経路と、
前記エンジン本体の前記流出口と前記ポンプの前記吸込口とを互いに連結すると共に、前記ラジエータをバイパスするラジエータバイパス経路と、
前記ラジエータ経路において前記エンジン本体からラジエータに向かう高温側流路に対し並列に設けられると共に、その途中に車室空調用のヒータが介設されたヒータ経路と、
前記エンジン本体の排気側に対して取り付けられる排気マニホールドと、を備え、
前記排気マニホールドの内部には、当該排気マニホールドを冷却するように前記冷却液が流れる冷却液ジャケットが形成され、
前記排気マニホールドの前記冷却液ジャケットは、前記ヒータ経路上における前記ヒータよりも下流側に配設されており、
前記ヒータ経路において前記冷却液ジャケットをバイパスするマニホールドバイパス経路をさらに備え、
前記ヒータの前記出口と前記冷却液ジャケットの入口との間には、少なくとも前記排気マニホールドの冷却が要求されるときに当該冷却液ジャケットに冷却液を流通させるよう動作する弁手段が介設されているエンジンの冷却装置。
An engine body formed therein so that a flow path through which the coolant flows connects the inlet and the outlet to each other;
A pump that is provided on the inlet side of the engine body and that discharges the cooling liquid sucked from the suction port by its drive;
A path connecting the outlet of the engine body and the suction port of the pump to each other, a radiator path having a radiator interposed in the middle thereof;
A radiator bypass path for connecting the outlet of the engine body and the suction port of the pump to each other and bypassing the radiator;
A heater path provided in parallel with the high-temperature side flow path from the engine body to the radiator in the radiator path;
An exhaust manifold attached to the exhaust side of the engine body,
Inside the exhaust manifold is formed a coolant jacket through which the coolant flows to cool the exhaust manifold,
The coolant jacket of the exhaust manifold is disposed downstream of the heater on the heater path,
A manifold bypass path that bypasses the coolant jacket in the heater path;
Between the outlet of the heater and the inlet of the coolant jacket, valve means is provided for operating the coolant to flow through the coolant jacket at least when cooling of the exhaust manifold is required. Engine cooling system.
請求項1に記載のエンジンの冷却装置において、
前記弁手段は、前記排気マニホールドの冷却が要求されていないときには、前記冷却液ジャケットへの冷却液の流通を制限するように構成されているエンジンの冷却装置。
The engine cooling device according to claim 1,
The engine cooling device is configured to limit the flow of the coolant to the coolant jacket when the exhaust manifold is not required to be cooled.
請求項1又は2に記載のエンジンの冷却装置において、
前記ポンプの前記吸込口側、前記ラジエータ経路の下流端、及び前記ラジエータバイパス経路の下流端の間に介設されるサーモスタット弁をさらに備え、
前記サーモスタット弁は、前記冷却液の温度が所定温度以下のときには、前記ラジエータバイパス経路側を開にしかつ前記ラジエータ経路を閉にする一方、前記冷却液の温度が前記所定温度よりも高くなったときには、前記ラジエータバイパス経路側を閉にしかつ前記ラジエータ経路を開にするように構成され、
前記弁手段は、前記所定温度よりも低い温度で、前記排気マニホールドの冷却液ジャケットに冷却液を流通させるように動作するエンジンの冷却装置。
The engine cooling device according to claim 1 or 2,
A thermostat valve interposed between the suction port side of the pump, the downstream end of the radiator path, and the downstream end of the radiator bypass path;
The thermostat valve opens the radiator bypass path side and closes the radiator path when the temperature of the coolant is lower than a predetermined temperature, and when the temperature of the coolant becomes higher than the predetermined temperature. , Configured to close the radiator bypass path side and open the radiator path,
The engine is a cooling device for an engine that operates so as to circulate a coolant through a coolant jacket of the exhaust manifold at a temperature lower than the predetermined temperature.
請求項3に記載のエンジンの冷却装置において、
前記弁手段は、前記ヒータの前記出口側、前記冷却液ジャケットの前記入口側、及び前記マニホールドバイパス経路の上流端の間に介設される弁であって、前記ヒータから流出する冷却液の温度に応じて開閉動作する第2のサーモスタット弁であるエンジンの冷却装置。
The engine cooling device according to claim 3.
The valve means is a valve interposed between the outlet side of the heater, the inlet side of the coolant jacket, and the upstream end of the manifold bypass path, and the temperature of the coolant flowing out of the heater A cooling device for the engine, which is a second thermostat valve that opens and closes in response to the above.
請求項3に記載のエンジンの冷却装置において、
前記弁手段は、前記排気マニホールドの冷却液ジャケット内の冷却液の温度を検出する液温センサの検出値に基づいて動作する制御弁であるエンジンの冷却装置。
The engine cooling device according to claim 3.
The engine cooling apparatus, wherein the valve means is a control valve that operates based on a detection value of a liquid temperature sensor that detects a temperature of a coolant in a coolant jacket of the exhaust manifold.
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