(57)【要約】      （修正有）【課題】暖気時間をできるだけ短くした内燃機関を提供する。【解決手段】シリンダブロック１とシリンダヘッド２とには冷却水通路５，１２が形成されており、通常運転時には切り替え弁２０と主送水路１８を流れ、一方の通路から他方の通路に流れて循環する。機関温度が所定値より低い状態では、ウォータポンプ１４から送られた壬生は冷却水加温部１６からシリンダヘッド２の冷却水通路１２に流れ、シリンダブロック１の冷却水通路５に流れない。加温した冷却水でシリンダヘッド２を早く昇温させると共に、シリンダブロック１も冷却水を通さないことで早期に昇温させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンが摺動するシリンダブロックと、吸気通路及び排気通路が接続されたシリンダヘッドと、冷却水を送水するウォータポンプとを有しており、前記シリンダブロックとシリンダヘッドとにはそれぞれ冷却水通路を設けている構成であって、
前記シリンダヘッドの冷却水通路に連通していると共に前記排気通路を通る排気ガスで冷却水を加温する加温部を前記シリンダブロック又はシリンダヘッドと一体に又は別体に設け、機関温度が所定温度より低い状態では、前記冷却水はウォータポンプから加温部とシリンダヘッドの冷却水通路とを経てウォータポンプに戻り、機関温度が所定温度より高い状態では、前記冷却水はシリンダブロックの冷却水通路とシリンダヘッドの通路とを流れるように切り替え制御される、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、暖気運転に特徴を有する内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
運転環境温度が低い状態で暖気時間をできるだけ短くすることが種々提案されている。その一例として特許文献１には、ＥＧＲを備えた内燃機関において、機関温度が設定値より被場合は、吸気系に設けたインタークーラに排気ガスを導入することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１００６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は吸気の温度を高めることで燃料の着火性能を高めんとしたものであるが、燃焼室の温度が低いと、吸気温度を高めても着火性・燃焼性はさほど向上しないと言える。すなわち、燃料の燃焼性を高めて暖気時間を短縮するには、燃焼室内面の温度をできるだけ速く昇温させることが必要である。
【０００５】
本願発明はかかる知見に基づき成されたもので、燃焼室の温度をできるだけ早く昇温させて暖気時間を短縮できるようにした内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の内燃機関は、ピストンが摺動するシリンダブロックと、吸気通路及び排気通路が接続されたシリンダヘッドと、冷却水を送水するウォータポンプとを有しており、前記シリンダブロックとシリンダヘッドとにはそれぞれ冷却水通路を設けている基本構成である。
【０００７】
そして、上記基本構成において、前記シリンダヘッドの冷却水通路に連通していると共に前記排気通路を通る排気ガスで冷却水を加温する加温部を前記シリンダブロック又はシリンダヘッドと一体に又は別体に設け、機関温度が所定温度より低い状態では、前記冷却水はウォータポンプから加温部とシリンダヘッドの冷却水通路とを経てウォータポンプに戻り、機関温度が所定温度より高い状態では、前記冷却水はシリンダブロックの冷却水通路とシリンダヘッドの通路とを流れるように切り替え制御される。
【発明の効果】
【０００８】
さて、燃焼室はシリンダヘッドとシリンダブロックボアとで構成されるが、燃料はシリンダヘッドの内面とピストンとの間の狭い空間で爆発するため、燃焼室のうちシリンダヘッドの内面が最も高温になる。従って、燃焼室の内面を早期に昇温させると燃料の着火性も促進されると言える。
【０００９】
そして、本願発明では、機関温度が低い状態では冷却水はシリンダブロックには流れずに、排気ガスで加温された状態でシリンダヘッドの冷却水通路に流れるため、加温された冷却水でシリンダヘッドを温めることができ、これにより、暖気時間短縮を図ることができる。また、冷却水はシリンダブロックに流れないためシリンダボアの早期に昇温させることができ、これによっても、吸気の熱がシリンダボアに奪われる現象を防止又は抑制して機関を早期暖気できる。
【００１０】
また、排気通路に配置している浄化用触媒は温度が高くないと効果を発揮しない性質があるが、本願発明では、温められた冷却水が加温部に戻ることで排気ガスの熱量低下を防止することができるため、排気ガスを早期に高温化できて、触媒を早期に昇温させて排気ガス浄化性能アップにも貢献できる。
【００１１】
更に、高温運転時はシリンダヘッドやシリンダブロックが排気ガスで加熱されて熱害を受けやすいが、本願発明では、冷却水加温部がシリンダヘッド又はシリンダブロックに対するバリアーとして機能するため、排気ガスの熱害がシリンダヘッドやシリンダブロック１に及ぶことを防止又は抑制できる。つまり、加温部は暖気時にシリンダヘッド２を昇温する機能を果たして、高温運転時にはシリンダヘッドやシリンダブロックの冷却性能を高める機能を発揮するのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は本願発明の実施形態の平面視での模式的な断面図、（Ｂ）はおおまかな縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
内燃機関は、シリンダブロック１とその上面に重ね固定したシリンダヘッド２とを有しており、シリンダブロック１にはシリンダボア３が空いており、シリンダボア３にはピストン４が摺動自在に嵌まっている。また、シリンダブロック１には、シリンダボア３の列を囲うように上向き開口の冷却水通路５が形成されている。
【００１４】
シリンダヘッド２には、吸気弁６で開閉される吸気通路７と、排気弁８で開閉される排気通路９とが形成されており、吸気通路７には吸気マニホールド（図示せず）が接続されている一方、排気通路９には排気マニホールド１０を介して排気通路（排気管）１１が接続されている。シリンダヘッド２にも冷却水通路１２が接続されている。シリンダブロック１の却水通路５とシリンダヘッド２の冷却水通路１２とは連通しており、通常運転時には、一方の冷却水通路から他方の冷却水通路に流れている。
【００１５】
内燃機関は、クランク軸（図示ぜず）の動力で駆動されるウォータポンプ１４を有しており、冷却水は、サーモ弁１５で制御される。車両用内燃機関では、加温された冷却水はサーモ弁１５から常にヒータに流れるようになっている。
【００１６】
本願発明の特徴として、シリンダブロック１のうち排気通路１１の近傍部に、シリンダヘッド２における１つの冷却水通路１２に連通した冷却水加温部１６を膨出形成している一方、排気通路１１には、冷却水加温部１６に近接した放熱部（熱交換部）１７を設けている。放熱部１７は、冷却水加温部１６に広い面積で近づくように膨れた状態になっている。
【００１７】
ウォータポンプ１４の下流側の主送水路１８には、冷却水加温部１６に至る枝管１９を接続し、主送水路１８と枝管１９との分岐部に、冷却水の流れ方向を切り替える切り替え弁２０を設けている。この切り替え弁２０により、冷却水が枝管１９を経て冷却水加温部１６のみに流れる状態と、主送水路１８のみを直進する流れる状態と、一部は枝管１９に流れる状態とに切り替えることができる。
【００１８】
そして、暖気運転が必要なほどに機関温度が低い状態では、冷却水は専ら冷却水加温部１６からシリンダヘッド２の冷却水通路１２に流れる。このため、シリンダボア３の冷却を抑制してシリンダボアの内面の温度を早期に昇温させることができると共に、排気通路の放熱部１１で加温された冷却水でシリンダヘッド２が温められることで、シリンダヘッド２の早期昇温も実現できる。これにより、燃料の着火性・燃焼性を向上させて早期暖気を実現できる。
【００１９】
機関温度がある程度まで上がったら、冷却水がシリンダブロック１又はシリンダヘッド２の冷却水通路５，１２に流れるように切り替え弁２０を切り替えることにより、冷却水がシリンダヘッド２の冷却水通路１２とシリンダブロック１の冷却水通路５とに流れる通常冷却態に移行する。
【００２０】
冷却水加温部１６はシリンダブロック１及びシリンダヘッド２から離した状態に設ける事も可能であるが、本実施形態のように冷却水加温部１６をシリンダブロック１に一体に設けると、構造が簡単になると共に、空気中への放熱を抑制して効率を向上できる利点がある。
【００２１】
切り替え弁２０の駆動はモータ等で遠隔的に行うことも可能であるが、サーモ弁を使用して自動的に行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本願発明は内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００２３】
１  シリンダブロック
２  シリンダヘッド
３  シリンダボア
４  ピストン
５  シリンダブロックの冷却水通路
１０  排気マニホールド
１１  排気通路
１４  ウォータポンプ
１６  冷却水加温部
１７  放熱部
１８  主送水路
１９  枝管
２０  切り替え弁（切り替え手段）
【図１】
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