(57)【要約】【課題】エンジンの始動時や暖機時を含む暖機終了前及び暖機終了後のいずれにおいても、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できる。【解決手段】エンジン１０のシリンダヘッド２０に設けられたシリンダヘッド冷却通路２１と、前記エンジンのシリンダブロック３０に設けられ前記シリンダヘッド冷却通路とは独立して設けられたシリンダブロック冷却通路３１と、冷媒の流れを切替える切替手段１０３とを備え、前記切替手段は、前記エンジンの暖機が所定状態まで終了する前は、蓄熱器７０により又は排気熱回収により昇温された冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給されることなく前記シリンダブロック冷却通路に供給され、前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了した後には、冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給された後に前記シリンダブロック冷却通路に供給されるように切替える。【選択図】        図１
2006250037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッド冷却通路と、
前記エンジンのシリンダブロックに設けられ前記シリンダヘッド冷却通路とは独立して設けられたシリンダブロック冷却通路と、
冷媒の流れを切替える切替手段とを備え、
前記切替手段は、前記エンジンの暖機が所定状態まで終了する前は、蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給されることなく前記シリンダブロック冷却通路に供給され、前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了した後には、冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給された後に前記シリンダブロック冷却通路に供給されるように切替える
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
更に、前記エンジンのクランク周りを冷却するためのクランク冷却通路を備え、
冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給された後に前記クランク冷却通路に供給されるように構成されている
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの冷却装置において、
前記切替手段は、サーモスタットである
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの冷却装置において、
前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了する前は、前記蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒以外の冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給されること無く前記シリンダヘッド冷却通路に供給される
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却装置に関し、特に、エンジンの始動時や暖機時を含む暖機終了前及び暖機終了後のいずれにおいても、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御可能なエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１１に示すようなエンジンの冷却装置が知られている。エンジン１の暖機後において、ラジエータ２で冷却された冷却水は、サーモスタット３及びウォーターポンプ４を介してシリンダブロック５の冷却系５ａに送られ、その後、シリンダヘッド６の冷却系６ａを通った後にラジエータ２に戻される。この冷却回路では、シリンダヘッド６の冷却水の水温が最も高くなっている。
【０００３】
しかしながら、信頼性の面からシリンダヘッド６の温度は、あまり高温にすることはできず、また、シリンダヘッド６のカムシャフトの摺動部は、もともと潤滑が良くないため、高温の状態では、油膜切れが起き易く燃費の悪化につながり易い。一方、シリンダブロック５のピストンやクランクシャフトの摺動部に関しては、冷却水の温度が高い方が燃費が向上する。
【０００４】
上記図１１の冷却回路では、摺動部の適正温度の観点（シリンダヘッド６のカム部は温度が低い方がフリクションが小さく、シリンダブロック５等では温度が高い方がフリクションが小さい）や、信頼性の観点（シリンダヘッド６は高温にできない）に対して、冷却水の流れが逆になっていた。
【０００５】
また、図１２に示すエンジンの冷却装置では、エンジン１’の暖機後において、ラジエータ２’で冷却された冷却水は、まずシリンダヘッド６’の冷却系６ａ’に送られ、その後、シリンダブロック５’の冷却系５ａ’を通った後にラジエータ２’に戻される。この冷却回路では、シリンダヘッド６’の水温が最も低く、シリンダブロック５’の水温は比較的高温になるように構成され、上記図１１の問題は、一応解決されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９５２５３号公報
【特許文献２】特開平６−１９６４４３号公報
【特許文献３】特開平６−１８５３５９号公報
【特許文献４】特開平９−１００７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、エンジンの始動時や暖機時に冷却水の温度の上昇速度を早くするために、蓄熱器内の高温の冷却水や、排気熱回収により高温となった冷却水を冷却回路に供給することが行なわれる。しかしながら、上記図１２で示す装置では、高温の冷却水が冷却回路に供給されると、上記のように低温の方が好ましいシリンダヘッドも一緒に温度が上昇してしまい、シリンダブロックのみを昇温させることができない。また、この場合、高温の冷却水の熱がシリンダヘッドで奪われた後に、シリンダブロックに送られることから、上記のように高温の方が好ましいシリンダブロックを効果的に昇温させることができない。
【０００８】
エンジンの始動時や暖機時に、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できることが望まれている。
【０００９】
また、上記図１２で示す装置では、クランクの摺動部の周りに冷却系がないため、フリクションが高いという問題点がある。クランク周り（クランクシャフトの軸周り）は、高温になった方がフリクションが下がる。
【００１０】
本発明の目的は、エンジンの始動時や暖機時に、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できるエンジンの冷却装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、エンジンの始動時や暖機時を含む暖機終了前及び暖機終了後のいずれにおいても、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できるエンジンの冷却装置を提供することである。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、エンジンの始動時や暖機時に、シリンダヘッド、シリンダブロック及びクランク周りの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御できるエンジンの冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のエンジンの冷却装置は、エンジンのシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッド冷却通路と、前記エンジンのシリンダブロックに設けられ前記シリンダヘッド冷却通路とは独立して設けられたシリンダブロック冷却通路と、冷媒の流れを切替える切替手段とを備え、前記切替手段は、前記エンジンの暖機が所定状態まで終了する前は、蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給されることなく前記シリンダブロック冷却通路に供給され、前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了した後には、冷媒が前記シリンダヘッド冷却通路に供給された後に前記シリンダブロック冷却通路に供給されるように切替えることを特徴としている。
【００１４】
本発明のエンジンの冷却装置において、更に、前記エンジンのクランク周りを冷却するためのクランク冷却通路を備え、冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給された後に前記クランク冷却通路に供給されるように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明のエンジンの冷却装置において、前記切替手段は、サーモスタットであることを特徴としている。
【００１６】
本発明のエンジンの冷却装置において、前記エンジンの暖機が前記所定状態まで終了する前は、前記蓄熱器により又は排気熱回収により昇温された冷媒以外の冷媒が前記シリンダブロック冷却通路に供給されること無く前記シリンダヘッド冷却通路に供給されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のエンジンの冷却装置によれば、エンジンの始動時や暖機時を含む暖機終了前及び暖機終了後のいずれにおいても、シリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却系においてそれぞれ求められる温度に効果的に制御可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２において、エンジン１０のシリンダヘッド２０の内部には、シリンダヘッド冷却通路２１が設けられている。シリンダヘッド２０において、シリンダヘッド冷却通路２１は、カムケース２２の下部に設けられている。エンジン１０のシリンダブロック３０の内部には、シリンダブロック冷却通路３１が設けられている。
【００２０】
エンジン１０には、シリンダヘッド２０の冷却系と、シリンダブロック３０の冷却系とを分離するヘッドガスケット４０が設けられている。エンジン１０のクランクケース５０には、クランク周りを冷却するためのクランク冷却通路５１が設けられている。図２において、符号５２は、クランク軸キャップを示している。
【００２１】
図１に示すように、クランク冷却通路５１の出口５１ｂは、ラジエータ通路１０１によって、ラジエータ６０の入口６０ａに接続されている。ラジエータ６０の出口６０ｂは、ラジエータ帰還通路１０２によって、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａに接続されている。ラジエータ帰還通路１０２には、サーモスタット１０３が接続されている。ラジエータ帰還通路１０２において、サーモスタット１０３が設けられた位置とシリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａとの間には、第１ウォーターポンプ１０４が設けられている。第１ウォーターポンプ１０４は、エンジン１０の駆動力によってインペラ（図示せず）が回転することによって冷媒をシリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａに向けて吐出する。
【００２２】
シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５によって、サーモスタット１０３に接続されている。第１連絡通路１０５において、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの近傍は、第２連絡通路１０６によって、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａに接続されている。シリンダブロック冷却通路３１の出口３１ｂは、第３連絡通路１０７によって、クランク冷却通路５１の入口５１ａに接続されている。第３連絡通路１０７には、第２ウォーターポンプ１０８が設けられている。第２ウォーターポンプ１０８は、エンジン１０の駆動力によってインペラ（図示せず）が回転することによって冷媒をクランク冷却通路５１の入口５１ａに向けて吐出する。
【００２３】
ラジエータ通路１０１において、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの近傍は、第４連絡通路１０９によって、蓄熱タンク７０の入口７０ａに接続されている。第４連絡通路１０９には、第３ウォーターポンプ１１０が設けられている。第３ウォーターポンプ１１０は、例えばモータ等のエンジン１０が駆動状態か否かに関わらず作動可能な駆動源によって駆動され、冷媒を蓄熱タンク７０の入口７０ａに向けて吐出する。
【００２４】
蓄熱タンク７０の出口７０ｂは、第５連絡通路１１１によって、上記第２連絡通路１０６におけるシリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａの近傍に接続されている。第５連絡通路１１１には、三方弁１１２が設けられている。
【００２５】
エンジン１０の主排気管８０には、主排気管８０をバイパスするバイパス排気通路８１が設けられている。バイパス排気通路８１には、排気切替弁８２が設けられている。バイパス排気通路８１において、排気切替弁８２が設けられた位置よりも下流側には、排気熱を回収するための熱交換器８３が設けられている。
【００２６】
熱交換器８３の入口８３ａは、第６連絡通路１１３によって、上記第４連絡通路１０９において第３ウォーターポンプ１１０が設けられた位置よりも上流側に接続されている。熱交換器８３の出口８３ｂは、第７連絡通路１１４によって、三方弁１１２に接続されている。
【００２７】
三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａを上記第５連絡通路１１１を介して蓄熱タンク７０の出口７０ｂと連通させるか、上記第７連絡通路１１４を介して熱交換器８３の出口８３ｂと連通させるか、それらのいずれにも連通させないかを切替える。
【００２８】
サーモスタット１０３は、冷媒の温度に応じて開閉する。冷媒の温度が予め設定された設定温度よりも低い場合には、サーモスタット１０３が閉じることにより、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通する。冷媒の温度が設定温度よりも高い場合には、サーモスタット１０３が開弁することによって、ラジエータ６０の出口６０ｂは、ラジエータ帰還通路１０２、サーモスタット１０３及び第１ウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通する。
【００２９】
なお、サーモスタット１０３の上記設定温度は、シリンダヘッド２０の信頼性の観点から従来と同程度に低温に設定されている（図３の水温Ｔｐ参照）。これにより、従来（図３の符号２０３）に比べて、本実施形態のシリンダヘッド２０の水温２０２が高くなることが防止されている。
【００３０】
図５から図１０を参照して、本実施形態の動作について説明する。
図５から図１０において、破線は冷却水が流れないことを意味し、太い実線は冷却水が流れることを意味している。
【００３１】
図５は、エンジン１０の始動時であって、エンジン１０の始動前に蓄熱温水を流すケースの冷却回路の構成を示す図である。
【００３２】
図５において、エンジン１０は始動していないので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動していない。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動する。
【００３３】
サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。
【００３４】
三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａを上記第５連絡通路１１１を介して蓄熱タンク７０の出口７０ｂと連通させる第１切替位置に切替えられている。なお、排気切替弁８２は開弁している。
【００３５】
以上のことから、第３ウォーターポンプ１１０、第４連絡通路１０９、蓄熱タンク７０、第５連絡通路１１１、三方弁１１２、シリンダブロック冷却通路３１、第２ウォーターポンプ１０８、第３連絡通路１０７、クランク冷却通路５１へと至る第１冷却回路３０１が構成される。
【００３６】
第３ウォーターポンプ１１０が駆動されると、蓄熱タンク７０に保存された温度の高い冷媒は、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１に供給される。これにより、蓄熱タンク７０に貯蔵されている冷媒は、第１冷却回路３０１内を循環し、蓄熱タンク７０に貯蔵されていた冷媒の熱は、シリンダブロック３０の冷却系及びクランク周りの冷却系を温める。
【００３７】
ここで、シリンダブロック３０の冷却系と、シリンダヘッド２０の冷却系とは、ヘッドガスケット４０によって分離されているため、蓄熱タンク７０に貯蔵されていた冷媒の熱を、集中的にシリンダブロック３０とクランク周りに伝達させることができ、シリンダブロック３０とクランク周りの暖機が効率的に行なわれる。これにより、図３に示すように、エンジン１０の始動前に蓄熱温水の供給が行なわれた時間ｔ１にて、クランク冷却通路５１の出口５１ｂにおける水温２０１は、急激に上昇する。
【００３８】
図６は、エンジン１０の始動時であって、エンジン１０の始動直後に蓄熱温水を流すケースの冷却回路の構成を示す図である。
【００３９】
図６において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動する。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動している。
【００４０】
サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、上記図５のケースと同様に、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。三方弁１１２は、上記図５のケースと同様に、第１切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は開弁している。これにより、バイパス排気通路８１を通る排気ガスによって熱交換器８３が温められる。
【００４１】
以上のことから、上記図５のケースと同様に上記第１冷却回路３０１が構成されるとともに、第１ウォーターポンプ１０４、シリンダヘッド冷却通路２１、第１連絡通路１０５、サーモスタット１０３へと至る第２冷却回路３０２が構成される。
【００４２】
上記図５のケースと同様に、第３ウォーターポンプ１１０が駆動されているので、蓄熱タンク７０に保存された温度の高い冷媒は、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１に供給される。これにより、蓄熱タンク７０に貯蔵されている冷媒は、第１冷却回路３０１内を循環し、蓄熱タンク７０に貯蔵されていた冷媒の熱は、シリンダブロック３０の冷却系及びクランク周りの冷却系を温める。
【００４３】
第１ウォーターポンプ１０４が駆動されると、冷媒がシリンダヘッド冷却通路２１に向けて吐出され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂを出た冷媒は、第１連絡通路１０５を介して、再度、第１ウォーターポンプ１０４によってシリンダヘッド冷却通路２１に供給される。エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、シリンダヘッド冷却通路２１及び第１連絡通路１０５に滞留する冷却水を昇温させるのに消費される。
【００４４】
ここで、シリンダヘッド２０の冷却系とシリンダブロック３０の冷却系とは、ヘッドガスケット４０によって分離され、かつ、上記図５及び図３を参照して説明したように、シリンダブロック３０の冷却系（図３の符号２０１）は、蓄熱タンク７０の蓄熱温水によって昇温されている。
【００４５】
これらのことから、エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、従来に比べて容量の小さいシリンダヘッド２０の冷却系のみを昇温させるために消費される。このことから、図３に示すように、エンジン１０の始動直後の時刻ｔ２以降において、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂにおける水温２０２は、従来の場合のシリンダヘッド冷却通路の出口における水温２０３に比べて、上昇速度が速くなっている。
【００４６】
図７は、エンジン１０の暖機時の冷却回路の構成を示す図である。
【００４７】
図７において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は停止する。
【００４８】
サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、上記図５及び図６のケースと同様に、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。
【００４９】
三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａを上記第７連絡通路１１４を介して熱交換器８３の出口８３ｂと連通させる第２切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は、上記図６のケースと同様に、開弁している。
【００５０】
以上のことから、上記図６のケースと同様に上記第２冷却回路３０２が構成されるとともに、第３連絡通路１０７、クランク冷却通路５１、第６連絡通路１１３、熱交換器８３、第７連絡通路１１４、三方弁１１２、シリンダブロック冷却通路３１へと至る第３冷却回路３０３が構成される。
【００５１】
クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒は、第６連絡通路１１３を介して、熱交換器８３に導入されて、バイパス排気通路８１を通る排気ガスと熱交換した後、第７連絡通路１１４及び三方弁１１２を介して、シリンダブロック冷却通路３１に供給される。ここで、クランク冷却通路５１の出口５１ｂは、蓄熱タンク７０と連通しているが、三方弁１１２により、第５連絡通路１１１における冷媒の流動が無いため、冷媒が、クランク冷却通路５１の出口５１ｂから蓄熱タンク７０及び第５連絡通路１１１に流れることはない。
【００５２】
このことから、図３に示すように、図７の冷却回路にて暖機が開始された時刻ｔ３では、上記図６のケース（蓄熱タンク７０に保存された蓄熱温水がシリンダブロック冷却通路３１に供給されていた場合）に比べて、クランク冷却通路５１の出口５１ｂにおける水温２０１は、一時低下し、その後、ｔ３以前に比べて緩やかな上昇速度で昇温されていく。
【００５３】
一方、上記図６のケースと同様に、ウォーターポンプ１０４が駆動されているので、冷媒がシリンダヘッド冷却通路２１に供給され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂから第１連絡通路１０５を介して、再度、第１ウォーターポンプ１０４によってシリンダヘッド冷却通路２１に供給される。これにより、上記図６のケースと同様に、エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、シリンダヘッド冷却通路２１及び第１連絡通路１０５に滞留する冷却水を昇温させるのに消費され、図３に示すように、時刻ｔ３以降も引き続き、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂにおける水温２０２は上昇する。
【００５４】
図８は、エンジン１０の暖機時であって、蓄熱タンクへの温水回収時の冷却回路の構成を示す図である。図８は、シリンダヘッド２０は暖機中であり、シリンダブロック３０（及びクランク周り）は暖機が終了した状態を示している。
【００５５】
図８において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動する。
【００５６】
サーモスタット１０３は閉弁している。これにより、上記図５〜図７のケースと同様に、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂは、第１連絡通路１０５及びウォーターポンプ１０４を介して、シリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａと連通している。
【００５７】
三方弁１１２は、上記図５及び図６のケースと同様に上記第１切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は、閉弁している。これにより、バイパス排気通路８１が遮断され、排気ガスがバイパス排気通路８１及び熱交換器８３を通ることは無い。
【００５８】
以上のことから、上記図５のケースと同様に上記第１冷却回路３０１が構成されるとともに、上記図６及び図７のケースと同様に上記第２冷却回路３０２が構成される。
【００５９】
図３の時刻ｔ４に示すように、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１が所定の温度まで昇温した後には、シリンダブロック３０（及びクランク周り）の暖機が終了し、上記第１冷却回路３０１の蓄熱タンク７０において蓄熱回収が開始される。ここで、所定の温度とは、蓄熱タンク７０において回収できる最大の熱量に対応する温度である。
【００６０】
図７において、第３冷却回路３０３の冷却水が上記所定の温度を超えるまで熱交換器８３で熱回収すると、図９を参照して後述するように、冷却水がラジエータ６０で放熱されるときの放熱負荷が上がることから、図８に示すように、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１が上記所定の温度まで昇温したときには、排気切替弁８２を閉弁して熱交換器８３での熱回収を行なわないようにするとともに、それ以降は、蓄熱タンク７０において蓄熱回収を行なうこととしている。
【００６１】
即ち、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒は、第３ウォーターポンプ１１０により、蓄熱タンク７０に送り込まれ、蓄熱タンク７０において蓄熱された後、第５連絡通路１１１を介して、シリンダブロック冷却通路３１に戻される。これにより、図３に示すように、時刻ｔ４以降は、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１の上昇は抑えられている。
【００６２】
一方、上記図６及び図７のケースと同様に、ウォーターポンプ１０４が駆動されているので、冷媒がシリンダヘッド冷却通路２１に供給され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂから第１連絡通路１０５を介して、再度、第１ウォーターポンプ１０４によってシリンダヘッド冷却通路２１に供給される。これにより、上記図６及び図７のケースと同様に、エンジン１０の運転に伴って発生する熱は、シリンダヘッド冷却通路２１及び第１連絡通路１０５に滞留する冷却水を昇温させるのに消費され、図３に示すように、時刻ｔ４以降も引き続き、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂにおける水温２０２は上昇する。
【００６３】
図９は、エンジン１０の暖機後の冷却回路の構成を示す図である。
【００６４】
図９において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は停止する。
【００６５】
図３の時刻ｔ５に示すように、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温２０２が予め設定された設定温度Ｔｐまで昇温すると、換言すれば、シリンダヘッド２０の暖機が終了すると、サーモスタット１０３は開弁する。これにより、ラジエータ６０の出口６０ｂは、ラジエータ帰還通路１０２を介してシリンダヘッド冷却通路２１の入口２１ａに連通する。
【００６６】
三方弁１１２は、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａが、第７連絡通路１１４を介して熱交換器８３の出口８３ｂにも、第５連絡通路１１１を介して蓄熱タンク７０の出口７０ｂにも連通しない第３切替位置に切替えられている。排気切替弁８２は、上記図８のケースと同様に、閉弁している。
【００６７】
以上のことから、第４冷却回路３０４が構成される。即ち、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒は、ラジエータ通路１０１を介して、ラジエータ６０の入口６０ａに供給され、ラジエータ６０にて冷却（放熱）された後、ラジエータ６０の出口６０ｂからラジエータ帰還通路１０２、サーモスタット１０３、第１ウォーターポンプ１０４を介してシリンダヘッド冷却通路２１に供給され、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂを出た後は、第２連絡通路１０６を介してシリンダブロック冷却通路３１に供給され、シリンダブロック冷却通路３１の出口３１ｂを出た後は、第２ウォーターポンプ１０８及び第３連絡通路１０７を介して、クランク冷却通路５１に供給される。
【００６８】
このように、シリンダヘッド冷却通路２１と、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１とが１系統の冷却経路にて接続される。図４に示すように、ラジエータ６０にて冷却された冷媒は、最初にシリンダヘッド冷却通路２１を通って受熱して昇温し、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温が上記設定温度Ｔｐの状態で、シリンダブロック冷却通路３１及びクランク冷却通路５１をそれぞれ通りながら受熱し、クランク冷却通路５１の出口５１ｂにて水温が最高温度になった後に、ラジエータ６０に戻されて、冷却される。図４及び図３の時刻ｔ５以降に示すように、冷却経路が１系統になった後であっても、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温２０２よりも、クランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１は、高くなっている。
【００６９】
図１０は、エンジン１０の暖機後であって、蓄熱タンクへの温水回収時の冷却回路の構成を示す図である。
【００７０】
図１０において、エンジン１０は始動しているので、第１ウォーターポンプ１０４及び第２ウォーターポンプ１０８は作動している。また、第３ウォーターポンプ１１０は作動している。
【００７１】
図３において、ｔ５の時点にシリンダヘッド２０の暖機が終了して図９の冷却回路が構成された時点では、シリンダブロック３０（及びクランク周り）の暖機も終了しているから、そのｔ５の時点後の例えばｔ６の時点にて、図１０の冷却回路が構成されて、冷却水の熱が蓄熱タンク７０にて蓄熱回収される。
【００７２】
即ち、図９の状態と異なり、三方弁１１２は、上記第１切替位置に切替えられ、また、第３ウォーターポンプ１１０が作動している。これにより、上記第４冷却回路３０４に加えて、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒が、第３ウォーターポンプ１１０により駆動されて、蓄熱タンク７０、第５連絡通路１１１、三方弁１１２を介して、シリンダブロック冷却通路３１の入口３１ａに流れる流れが形成される。
【００７３】
これにより、クランク冷却通路５１の出口５１ｂを出た冷媒の一部は、第３ウォーターポンプ１１０により、蓄熱タンク７０に送り込まれ、蓄熱タンク７０において蓄熱された後、第５連絡通路１１１を介して、シリンダブロック冷却通路３１に戻される。これにより、上記１系統冷却路が形成された後も、蓄熱タンク７０にて温水が回収され、エンジン１０の運転に伴って更に高い熱が発生しても、図３に示すように、時刻ｔ６以降においても、シリンダヘッド冷却通路２１の出口２１ｂの水温２０２、及びクランク冷却通路５１の出口５１ｂの水温２０１の上昇は抑えられている。
【００７４】
従来は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランク系の冷却系を分離して冷却する構造となっていないため、エンジンの始動時や暖機時において、最も有効的かつ集中的に摺動部別の最適な水温制御ができなかった。また、摺動部が最も流体潤滑状態が多く、温度を上げると最も燃費が良くなるクランク周りに冷却系がないため、クランク周りの温度を上げようとしてシリンダブロックの水温を上げると、ボア周りの潤滑が境界潤滑状態が多くなっていまい、ボアとピストン間のフリクションが悪化してしまうことから、クランク周りのフリクション低下を十分に行なうことができなかった。本実施形態では、上記構成としたので、上記従来の問題点を解決することができる。
【００７５】
本実施形態では、冷却系をヘッドガスケットを境にして２系統に分離可能とし、更に、クランク周りに冷却系を設定している。暖機時には、蓄熱タンク内の温水と排気ガスから熱交換した温水を、摺動部が集中するシリンダブロックとクランクの冷却系に送り、暖機を促進し、フリクションを低減し、燃費向上を行なう。ヘッド冷却系が暖機した後は、サーモスタットが開弁し、１系統となる。耐久性上、ヘッド水温は、従来と同様としても、下流のブロック、クランクの順に水温が高くなるため、暖機後の各摺動部の温度を最適化でき、フリクションが下がり燃費が向上する。なお、暖機が終了した後は、冷却水熱、排気熱は、蓄熱タンク内に極力蓄熱する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態の効果を示すタイムチャートである。
【図４】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態の１系統時の各部位の水温を示すグラフである。
【図５】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジン始動前に蓄熱温水を流す状態を示した図である。
【図６】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジン始動直後に蓄熱温水を流す状態を示した図である。
【図７】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンの暖機時を示した図である。
【図８】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンのシリンダブロックの暖機後を示した図である。
【図９】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンの暖機後を示した図である。
【図１０】本発明のエンジンの冷却装置の一実施形態のエンジンの暖機後であって蓄熱タンクに温水を回収する状態を示した図である。
【図１１】従来のエンジンの冷却装置を説明するための図である。
【図１２】従来の他のエンジンの冷却装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  エンジン
２０  シリンダヘッド
２１  シリンダヘッド冷却通路
２２  カムケース
３０  シリンダブロック
３１  シリンダブロック冷却通路
４０  ヘッドガスケット
５０  クランクケース
５１  クランク冷却通路
６０  ラジエータ
７０  蓄熱タンク
８０  主排気管
８１  バイパス排気通路
８２  排気切替弁
８３  熱交換器
１０１  ラジエータ通路
１０２  ラジエータ帰還通路
１０３  サーモスタット
１０４  第１ウォーターポンプ
１０５  第１連絡通路
１０６  第２連絡通路
１０７  第３連絡通路
１０８  第２ウォーターポンプ
１０９  第４連絡通路
１１０  第３ウォーターポンプ
１１１  第５連絡通路
１１２  三方弁
１１３  第６連絡通路
１１４  第７連絡通路
２０１  クランク冷却通路の出口における水温
２０２  シリンダヘッド冷却通路の出口における水温
２０３  従来のシリンダヘッド冷却通路の出口における水温
Ｔｐ  サーモスタットの設定温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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