(57)【要約】【課題】エンジン冷間時におけるシリンダヘッド及びシリンダブロックの各ウォータジャケットにおける冷却液の流動を抑制して早期の燃焼安定化を図る。【解決手段】シリンダヘッド２２のウォータジャケット２４は、燃焼室周囲のジャケット本体２４ａと、ジャケット本体２４ａに連通し、かつ排気ポートの反燃焼室側に設けられた排気側ジャケット２４ｂと、を有し、ウォータポンプ５１と排気側ジャケット２４ｂとの間で冷却水を循環させることにより冷却水がジャケット本体２４ａを流通するのを抑制する循環手段と、エンジン冷間時に、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３における冷却水の対流を抑制することにより冷却水がウォータジャケット２３からシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入するのを抑制するジャケットスペーサと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列多気筒エンジンを構成するシリンダヘッド及びシリンダブロックのウォータジャケットにウォータポンプからの冷却液を循環させる多気筒エンジンの冷却装置において、
上記シリンダヘッドのウォータジャケットは、燃焼室の周囲に設けられたジャケット本体と、該ジャケット本体に連通し、かつ排気ポートの反燃焼室側に設けられた排気側ジャケットと、を有し、
エンジン冷間時に、上記ウォータポンプと上記排気側ジャケットとの間で冷却液を循環させることにより冷却液が上記ジャケット本体を流通するのを抑制する循環手段と、
エンジン冷間時に、上記シリンダブロックのウォータジャケットにおける冷却液の対流を抑制することにより冷却液がシリンダブロックのウォータジャケットから上記ジャケット本体に流入するのを抑制する対流抑制手段と、を備えることを特徴とする多気筒エンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多気筒エンジンの冷却装置において、
上記シリンダブロックのウォータジャケットの外周りを形成するシリンダブロック外周壁には、該ウォータジャケットの下部に冷却液を導入する冷却液導入部が形成され、
上記対流抑制手段は、上記シリンダブロックのウォータジャケットに配設されたジャケットスペーサで構成され、
該ジャケットスペーサは、上記シリンダブロックのウォータジャケットに配設されて複数のシリンダボアの下部全周を取り囲むスペーサ本体部と、該スペーサ本体部の上下両端部から外方に張り出す一対の鍔部と、該一対の鍔部のうち上側鍔部の外周端から上方に延びる縦壁部と、を有し、
上記上側鍔部の上記冷却液導入部近傍には、切欠部が形成され、該切欠部の上方には、上記シリンダブロックのウォータジャケットと上記ジャケット本体とを連通する主連通路が形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の多気筒エンジンの冷却装置において、
上記スペーサ本体部の上端部のシリンダボア間対応箇所には、開口部が形成され、
該開口部の上方には、上記シリンダブロックのウォータジャケットと上記ジャケット本体とを連通するボア間連通路が形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多気筒エンジンの冷却装置において、
上記循環手段は、上記ウォータポンプと上記排気側ジャケットとの間で冷却液を循環させるための冷却液回路と、該冷却液回路に設けられた上記ウォータポンプ、上記排気側ジャケット及びヒータ用熱交換器とを有していることを特徴とする多気筒エンジンの冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載の多気筒エンジンの冷却装置において、
上記ウォータポンプは、上記多気筒エンジンによって駆動され、
上記循環手段は、暖房要求時に、上記多気筒エンジンの回転数が増加するのに伴って冷却液の流量を制限する流調弁をさらに有することを特徴とする多気筒エンジンの冷却装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多気筒エンジンの冷却装置において、
上記多気筒エンジンは、低負荷時に圧縮自己着火燃焼運転を行う一方、高負荷時に火花点火燃焼運転を行う火花着火式エンジンであることを特徴とする多気筒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、多気筒エンジンの冷却装置に関し、特に、エンジン冷間時における早期の燃焼安定化を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、単一のウォータポンプで多気筒エンジンの各箇所に冷却液を循環させる冷却装置の一例が開示されている。
【０００３】
この冷却装置は、冷却液が循環する循環流路を備え、該循環流路は、上流側から順にウォータポンプ、シリンダブロック及びシリンダヘッドの各ウォータジャケット、ラジエータ並びにサーモスタットを通る主流路と、該主流路から上記各ウォータジャケット下流側で分岐する第１分岐流路と、上記主流路から上記各ウォータジャケット上流側で分岐してエキマニ上部を通る第２分岐流路と、エキマニ上部及び各ウォータジャケットの下流側において第１及び第２分岐流路が合流し、ＥＧＲクーラ及び空調用ヒータを通ってラジエータ及びウォータポンプとの間で主流路に繋がる合流流路と、を有している。そして、合流流路の上端、即ち第１及び第２分岐流路の合流箇所には、三方弁が配設され、この三方弁を制御することにより、第１分岐流路、第２分岐流路及び合流流路の接続状態が制御される。
【０００４】
この冷却装置は、エンジン始動初期において、三方弁を制御していずれの流路間も接続せず、さらにウォータポンプを停止して、触媒を暖機する。触媒暖機後、上記冷却装置は、三方弁を制御して第２分岐流路と合流流路とを接続し、ウォータポンプを作動させ、内燃機関のうちエキマニ上部だけに冷却液を流し、このエキマニ上部を流れた冷却液をさらにＥＧＲクーラ及びヒータに循環させる。このように、上記冷却装置では、エンジン始動初期に冷却液の循環を停止させ、触媒暖機後に冷却液をエキマニ上部に循環させているので、エンジン冷間時に燃焼室の壁温を高める効果がある。
【０００５】
エンジン暖機後、上記冷却装置は、三方弁を制御して全ての流路間を接続し、冷却液をエキマニ上部だけでなく、シリンダブロック及びシリンダヘッドにも流し、エキマニ上部に流す冷却液の流量とシリンダブロック及びシリンダヘッドに流す冷却液の流量との比率を適宜変更することにより、内燃機関の各箇所の温度を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２２３３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の冷却装置では、触媒暖機後にウォータポンプが作動し、エキマニ上部を冷却液が循環すると、この冷却液の流れにシリンダヘッド及びシリンダブロックの各ウォータジャケットの冷却液が誘発され（引っ張られ）て、シリンダブロックのウォータジャケットに冷却液の対流が発生する。そして、この対流により、シリンダブロックのウォータジャケットの冷却液がシリンダヘッドのウォータジャケットに流入し、このウォータジャケットで流動する。その結果、燃焼室周囲がシリンダヘッドのウォータジャケットを流動する冷却液によって冷却され、燃焼室の壁温が上昇し難くなり、早期の燃焼安定化を図ることができないという問題がある。
【０００８】
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、エンジン冷間時におけるシリンダヘッド及びシリンダブロックの各ウォータジャケットにおける冷却液の流動を抑制して早期の燃焼安定化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、シリンダブロックのウォータジャケットからシリンダヘッドのウォータジャケットへの冷却液の流動を抑制する手段を設けたものである。
【００１０】
具体的には、本発明は、直列多気筒エンジンを構成するシリンダヘッド及びシリンダブロックのウォータジャケットにウォータポンプからの冷却液を循環させる多気筒エンジンの冷却装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１１】
すなわち、第１の発明は、上記シリンダヘッドのウォータジャケットは、燃焼室の周囲に設けられたジャケット本体と、該ジャケット本体に連通し、かつ排気ポートの反燃焼室側に設けられた排気側ジャケットと、を有し、エンジン冷間時に、上記ウォータポンプと上記排気側ジャケットとの間で冷却液を循環させることにより冷却液が上記ジャケット本体を流通するのを抑制する循環手段と、エンジン冷間時に、上記シリンダブロックのウォータジャケットにおける冷却液の対流を抑制することにより冷却液がシリンダブロックのウォータジャケットから上記ジャケット本体に流入するのを抑制する対流抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
第１の発明によれば、循環手段が、エンジン冷間時に、ウォータポンプの作動によって排気側ウォータジャケットのみに冷却液を流し、ジャケット本体において冷却液が対流するのを抑制する。また、この冷却液の流れに誘発されて（引っ張られて）、ジャケット本体を介して連通するシリンダブロックのウォータジャケットの冷却液に対流が生じ、この対流によって冷却液がシリンダブロックのウォータジャケットからシリンダヘッドのジャケット本体に流入しようとするものの、対流抑制手段がこの対流を抑制するため、ジャケット本体における冷却液の流動が抑制され、燃焼室周囲が冷却され難くなる。その結果、燃焼室の壁温がスムーズに上昇し、多気筒エンジンの早期の燃焼安定化を図ることができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、上記シリンダブロックのウォータジャケットの外周りを形成するシリンダブロック外周壁には、該ウォータジャケットの下部に冷却液を導入する冷却液導入部が形成され、上記対流抑制手段は、上記シリンダブロックのウォータジャケットに配設されたジャケットスペーサで構成され、該ジャケットスペーサは、上記シリンダブロックのウォータジャケットに配設され上記複数のシリンダボアの下部全周を取り囲むスペーサ本体部と、該スペーサ本体部の上下両端部から外方に張り出す一対の鍔部と、該一対の鍔部のうち上側鍔部の外周端から上方に延びる縦壁部と、を有し、上記上側鍔部の上記冷却液導入部近傍には、切欠部が形成され、該切欠部の上方には、上記シリンダブロックのウォータジャケットと上記ジャケット本体とを連通する主連通路が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２の発明によれば、スペーサ本体部がシリンダボアの下部全周をカバーし、冷却液がシリンダボアの下部周りに直に接触するのを防いでシリンダボア周囲が冷却されるのを抑制している。
【００１５】
また、上側鍔部がシリンダブロックのウォータジャケットを上下に区画し、その下側を流れる冷却液が上側の燃焼室周囲に流入するのを抑制している。一方、下側鍔部によって冷却液のスペーサ本体部下方への回り込みを抑制し、冷却液がスペーサ本体部とシリンダとの間に流入するのを抑制している。そのため、シリンダブロックのウォータジャケットにおける冷却液の対流が抑制される。
【００１６】
さらに、上側鍔部の上側に多少の冷却液が流れ込み、この上側の空間、即ち、縦壁部とシリンダ外周面との間の空間において冷却液の対流が生じる可能性がある。ここで、密閉空間における液体の自然対流による熱伝達率は、当該密閉空間の幅が小さいほど自然対流が抑制されて小さくなる。そこで、縦壁部を設けることによって上側鍔部よりも上側の空間の幅が狭められ、当該空間における冷却液の対流がさらに抑制される。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、上記スペーサ本体部の上端部のシリンダボア間対応箇所には、開口部が形成され、該開口部の上方には、上記シリンダブロックのウォータジャケットと上記ジャケット本体とを連通するボア間連通路が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
第３の発明によれば、スペーサ本体部の外周を流れる冷却液が開口部を通ってボア間連通路を介してシリンダヘッドのジャケット本体に流入する。その途上で、冷却液は、シリンダボア間に接触する。そのため、エンジン暖機後においてもシリンダボア間を効果的に冷却することができる。
【００１９】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記循環手段は、上記ウォータポンプと上記排気側ジャケットとの間で冷却液を循環させるための冷却液回路と、該冷却液回路に設けられた上記ウォータポンプ、上記排気側ジャケット及びヒータ用熱交換器とを有していることを特徴とする。
【００２０】
第４の発明によれば、冷却液が排気側ジャケットで排気ポートを通る高温の排気ガスによって加熱され、加熱された冷却液がヒータ用熱交換器に流入し、このヒータ用熱交換器の周囲の空気を加熱する。このように、排気ガスの保有する熱を利用してヒータ性能を確保することができる。
【００２１】
第５の発明は、第４の発明において、上記ウォータポンプは、上記多気筒エンジンによって駆動され、上記循環手段は、暖房要求時に、上記多気筒エンジンの回転数が増加するのに伴って冷却液の流量を制限する流調弁をさらに有することを特徴とする。
【００２２】
第５の発明によれば、暖房要求時にエンジンの回転数が増加することにより、冷却液回路を流れる冷却液の単位流量当たりの保有する熱量が増加し、一部の熱は熱交換されず、第１冷却水通路４０を循環しているだけとなりウォーターポンプ駆動力に無駄な仕事が発生する。したがって、エンジンの回転数増加に伴って冷却液回路を流れる冷却液の流量を制限したとしても、暖房要求を満たす熱量をヒータ用熱交換器に供給することができ、ヒータ性能を確保することができる。そのため、暖房要求時に、エンジンの回転数増加に伴って流調弁によって冷却水回路を流れる冷却液の流量を制限することにより、ヒータ性能を確保しつつ、冷却液を循環させるウォータポンプの仕事量を抑制することができ、ウォータポンプを駆動するエンジンの駆動負荷を低減することができる。
【００２３】
第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記多気筒エンジンは、低負荷時に圧縮自己着火燃焼運転を行う一方、高負荷時に火花点火燃焼運転を行う火花着火式エンジンであることを特徴とする。
【００２４】
第６の発明によれば、対流抑制手段によってシリンダブロックのウォータジャケットにおける冷却液の対流が抑制されるので、早期に圧縮自己着火燃焼を安定させると共に維持することができる。その結果、圧縮自己着火燃焼運転領域を拡大することが可能となり、燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上、本発明によれば、エンジン冷間時におけるシリンダヘッド及びシリンダブロックの各ウォータジャケットにおける冷却液の流動を抑制して早期の燃焼安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジン冷却装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】エンジンのシリンダブロックを示す平面図である。
【図３】シリンダブロックのウォータジャケットにジャケットスペーサが配設されたエンジン本体部の図２のIII-III線断面相当図である。
【図４】シリンダブロックのウォータジャケットにジャケットスペーサが配設されたエンジン本体部の図２のIV-IV線断面相当図である。
【図５】ジャケットスペーサを排気側から見た全体斜視図である。
【図６】ジャケットスペーサを吸気側から見た全体斜視図である。
【図７】ジャケットスペーサを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は排気側から見た側面図、（ｃ）は吸気側から見た側面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は背面図である。
【図８】エンジンのシリンダヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図９】ガスケットが取り付けられたシリンダヘッドの下面を示す図である。
【図１０】エンジンコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図１１】流調弁が第１冷却水通路を開き且つ第２〜第４冷却水通路を閉じているときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図１２】流調弁が第１〜第３冷却水通路を開き且つ第４冷却水通路を閉じているときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図１３】流調弁が第１〜第４冷却水通路を開いているときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図１４】その他の実施形態に係るジャケットスペーサを吸気側から見た全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの冷却装置１の構成を模式的に示す。このエンジン冷却装置１は、エンジン２の本体部２０を構成するシリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２にそれぞれ形成されたウォータジャケット２３，２４と、冷却水（冷却液）によって車内を暖房する（車内の空気を加熱する）ために図示しないダッシュボードの内部等に配設された空調ユニットのヒータコア３０（循環手段、ヒータ用熱交換器）と、オイルを冷却水と熱交換するためのオイルクーラ３１と、冷却水によって図示しないトランスミッションフルードを加熱又は冷却するためのＡＴＦウォーマ３２と、冷却水によって図示しないＥＧＲ通路を流通する排気を冷却するためにＥＧＲ通路に配設されたＥＧＲクーラ３３と、ＥＧＲ通路を流通する排気流量を調整するためにＥＧＲ通路に配設されたコールド用のＥＧＲバルブ３４と、外気によって冷却水を冷却するために車両の前部等に配設されたラジエータ３７と、ヒータコア３０とシリンダヘッド２２のウォータジャケット２４の後述の排気側ジャケット２４ｂとの間で冷却水を循環させるための第１冷却水通路４０（循環手段、冷却液回路）と、オイルクーラ３１とエンジン本体部２０との間で冷却水を循環させるための第２冷却水通路４１と、ＥＧＲクーラ３３、ＥＧＲバルブ３４及びＡＴＦウォーマ３２とエンジン本体部２０との間で冷却水を循環させるための第３冷却水通路４２と、ラジエータ３７とエンジン本体部２０との間で冷却水を循環させるための第４冷却水通路４３と、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３に冷却水を送給する機械式ウォータポンプ（循環手段。以下、単にウォータポンプという。）５１とを備えている。
【００２９】
エンジン２は、直列に並ぶ４つのサイアミーズタイプのシリンダ２５，２５，…がクランク軸（図示省略）の軸方向に沿って直列に並ぶ直列４気筒エンジンであり、低負荷時に圧縮自己着火燃焼運転（ＣＩ運転）を行う一方、エンジンのＣＩ運転における燃焼不安定時や高負荷時に火花着火燃焼運転（ＳＩ運転）を行う火花着火式エンジンである。このエンジン２は、アルミニウム合金製の上記シリンダブロック２１と該シリンダブロック２１の上側に組み付けられる同じくアルミニウム合金製の上記シリンダヘッド２２とによって構成され、これらシリンダブロック２１とシリンダヘッド２２とによって形成される上記シリンダ２５，２５，…内でピストン（図示省略）が上下動するように構成されている。
【００３０】
図２は、シリンダブロック２１の平面図である。上記エンジン２は、車両前部に設けられたエンジンルーム内に、クランク軸が車幅方向に向かって延びるように横置き搭載されるものである。エンジン２の左側（図２において上側）には、各シリンダ２５内に吸気を導入するための吸気マニホールド（図示省略）が配設されている一方、エンジン２の右側（図２において下側）には、排気系（排気マニホールド等、図示省略）が設けられている。このシリンダブロック２１において、その長手方向（気筒列方向であり、以下、エンジン前後方向ともいう）両端部及びシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…のそれぞれの吸気側及び排気側には、シリンダヘッド２２とボルト締結するためのボルトが螺合されるボルト穴２１ａ，２１ａ，…が形成されている。
【００３１】
シリンダブロック２１のウォータジャケット２３は、４つのシリンダ２５，２５，…の外周を囲むようにしてシリンダブロック２１のエンジン前後方向全体に亘って形成され、シリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に対応する箇所がくびれている。また、上記ウォータジャケット２３の外周りを形成するシリンダブロック外周壁２７の排気側エンジン前端部には、ウォータポンプ５１から送給される冷却水をウォータジャケット２３に導入する冷却水導入路２８（冷却液導入部）が形成されている。冷却水導入路２８は、シリンダブロック外周壁２７のウォータジャケット２３下部に対応する箇所に形成され、最もエンジン前側のシリンダ２５に近づくに従ってエンジン後側に傾斜している。そのため、冷却水導入路２８からウォータジャケット２３の下部に導入された冷却水は、エンジン前側及び後側に分岐し、大部分がエンジン後側に流れ、その他がエンジン前側に流れる。
【００３２】
シリンダブロック２１のウォータジャケット２３には、該ウォータジャケット２３を流れる冷却水の水路を形成するジャケットスペーサ８０（対流抑制手段）が配設されている。図３及び図４は、それぞれウォータジャケット２３にジャケットスペーサ８０が配設されたエンジン本体部２０の図２のIII-III線断面相当図及びIV-IV線断面相当図である。また、図５及び図６は、ジャケットスペーサ８０の全体斜視図であって、それぞれ排気側及び吸気側から見たものである。さらに、図７はジャケットスペーサ８０を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は排気側から見た側面図、（ｃ）は吸気側から見た側面図、（ｄ）はエンジン前側から見た側面図、（ｅ）はエンジン後側から見た側面図である。なお、図７（ｂ）及び（ｄ）には、冷却水導入路２８に対応する箇所を破線で示している。
【００３３】
ジャケットスペーサ８０は、耐熱性の合成樹脂からなる。このジャケットスペーサ８０は、ウォータジャケット２３の下側部分（本実施形態では略下半部分）に配設されるスペーサ本体部８１を有している。このスペーサ本体部８１は、エンジン前後方向に細長い略円筒状をなし、シリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に対応する箇所がこれらシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…の形状に沿ってくびれている。スペーサ本体部８１は、図３及び図４に示すように、シリンダ２５，２５，…に近接しており、これらシリンダ２５，２５，…との間には、僅かに隙間が形成されている。また、スペーサ本体部８１の排気側部分は、吸気側部分よりも高く形成されている。
【００３４】
スペーサ本体部８１の上端及び下端には、外方に張り出す一対の鍔部８２，８３が形成されている。これら上下一対の鍔部８２，８３のうち下側の鍔部（以下、下側鍔部という）８３は、図５及び図６に示すように、スペーサ本体部８１の下端全周に亘って形成されている。この下側鍔部８３は、図３及び図４に示すように、ウォータジャケット２３の下端幅とほぼ同じ幅を有している。
【００３５】
また、スペーサ本体部８１の外周面における下側鍔部８３の上側且つ冷却水導入路２８に対応する箇所の下側の部分には、図５及び図７（ｂ）等に示すように、当該冷却水導入路２８から導入された冷却水がスペーサ本体部８１の下方に回り込むのを防ぐと共に、この導入された冷却水をエンジン前後方向に案内する案内片８４が形成されている。
【００３６】
一方、上側の鍔部（以下、上側鍔部という）８２は、スペーサ本体部８１の上端の略全周に亘って形成されており、この上側鍔部８２のエンジン前端部には、切欠部８５（図５参照）が形成されている。具体的には、上側鍔部８２は、スペーサ本体部８１の上端における冷却水導入路２８に対応する箇所から図７（ａ）の時計回りに周回して吸気側部分のエンジン前端部手前まで形成されており、このエンジン前端部から時計回りに冷却水導入路２８対応箇所手前まで切欠部８５が形成されている。
【００３７】
また、この上側鍔部８２は、図３及び図４に示すように、ウォータジャケット２３の上下方向略中央部における幅と同じ幅を有している。したがって、ウォータジャケット２３は、上側鍔部８２によって上下に区画されている。そして、上側鍔部８２と下側鍔部８３との間には、冷却水導入路２８から導入された冷却水が流れる下側冷却水路２３ａが形成されている。
【００３８】
さらに、上側鍔部８２直下のスペーサ本体部８１のシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…対応箇所には、上下方向に細長い矩形状の開口部８１ａ，８１ａ，…が形成されている。具体的には、スペーサ本体部８１の排気側部分上端部におけるシリンダボア間２５ａ，２５ａ，２５ａ対応箇所にそれぞれ開口部８１ａ，８１ａ，８１ａが形成されている一方、吸気側部分上端部におけるシリンダボア間２５ａ，２５ａ，２５ａ対応箇所にそれぞれ開口部８１ａ，８１ａ，８１ａが形成されている。なお、図５には、全開口部８１ａ，８１ａ，…のうち吸気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａだけが図示され、排気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａが後述する第１保持片部８８ａの排気側部分に隠れている。また、図６には、全開口部８１ａ，８１ａ，…のうち排気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａだけが図示され、吸気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａが上記の第１保持片部８８ａの吸気側部分に隠れている。
【００３９】
そして、スペーサ本体部８１の外周面のうち排気側部分のエンジン前端部には、図５及び図７（ｂ）に示すように、エンジン前後方向に略水平に延びる突出片部８６が外方に張り出すように形成されている。具体的には、該突出片部８６は、案内片８４の上側且つ排気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａの下側において、冷却水導入路２８対応箇所のエンジン後側から最もエンジン前側の開口部８１ａの下方まで延びている。この突出片部８６の突出幅は、熱膨張などを考慮して図４に示すように、ウォータジャケット２３の上下方向略中央部における幅よりも僅かに小さく設定されているが、好ましくは、突出片部８６の突出幅は、ウォータジャケット２３の幅と同じで隙間がない方がよい。
【００４０】
また、図６及び図７（ｃ）に示すように、スペーサ本体部８１の吸気側部分の外周面におけるエンジン後端部からエンジン前後方向中央前寄り部分には、案内突部８７が外方に張り出すように形成されている。具体的には、案内突部８７は、下側鍔部８３の吸気側部分におけるエンジン後側のシリンダボア２５ｂ対応箇所から後側の開口部８１ａの下方まで前側に向かって上方に傾斜し、さらに、エンジン前側の開口部８１ａの下方まで前方に略水平に延びている。案内突部８７の幅は、熱膨張などを考慮して図３及び図４に示すように、ウォータジャケット２３の幅よりも僅かに小さく設定されているが、好ましくは、案内突部８７の幅は、ウォータジャケット２３の幅と同じで隙間がない方がよい。
【００４１】
一方、スペーサ本体部８１の上端には、ジャケットスペーサ８０をウォータジャケット２３内に保持する保持片部８８（縦壁部）が形成されている。この保持片部８８は、図３及び図４に示すように、ジャケット本体部８１の上端から上方に延びて、先端がウォータジャケット２３の天井面、即ち後述するガスケット２９の下面に近接している。したがって、ジャケットスペーサ８０が冷却水の浮力によって浮かんでも、この保持片部８８がガスケット２９の下面に当接するため、ジャケットスペーサ８０が所定位置に保持される。したがって、スペーサ本体部８１がウォータジャケット２３の下部に止まり、シリンダボア２５ｂ，２５ｂ，…の下部全周を常時取り囲むことができる。
【００４２】
この保持片部８８は、上側鍔部８２の外周端における上記突出片部８６上方に対応する箇所から図７（ａ）の時計回りに周回して、吸気側のエンジン前端まで形成された第１保持片部８８ａと、スペーサ本体部８１の上端における上記突出片部８６上方のエンジン前側に対応する箇所から図７（ａ）の反時計回りにエンジン前後方向前端まで形成された第２保持片部８８ｂと、この第２保持片部８８ｂの後端と第１保持片部８８ａの前端とを連結する連結片部８８ｃと、によって構成されている。そして、上側鍔部８２の上側には、この保持片部８８とシリンダ２５，２５，…との間のスペースに冷却水が流れる上側冷却水路２３ｂが形成されている。
【００４３】
図８は、エンジン２のシリンダヘッド２２の概略構成を示す断面図であり、より具体的には、エンジン前後方向に直交し且つシリンダボア２５ｂの中央を通る平面でシリンダヘッド２２を切った断面を示す図である。シリンダヘッド２２は、概略直方体形状のブロック材で構成され、その下面の上記各シリンダボア２５ｂ対応箇所が燃焼室２６の天井面を構成している。各天井面の吸気側には、一対の吸気ポート２２ａ，２２ａがエンジン前後方向に間隔をあけて形成され、また、排気側には、一対の排気ポート２２ｂ，２２ｂがエンジン前後方向に間隔をあけて形成されている。
【００４４】
シリンダヘッド２２の内部には、上記ウォータジャケット２４が形成されている。このウォータジャケット２４は、各シリンダ２５の燃焼室２６の周囲に形成されたジャケット本体２４ａと、各シリンダ２５の排気ポート２２ｂの反燃焼室２６側に形成された排気側ジャケット２４ｂと、を有している。
【００４５】
ジャケット本体２４ａは、各シリンダ２５の燃焼室２６の周囲近傍において各シリンダ２５の吸排気ポート２２ａ，２２ｂやプラグホールの外周を包み込むようにしてシリンダヘッド２１のエンジン前後方向全体に亘って形成され、後端部に開口する導出路４４に連通している。また、ジャケット本体２４ａは、エンジン前後方向両端部に形成された孔部を介して、排気側ジャケット２４ｂのエンジン前後方向両端部にも連通している。これにより、ジャケット本体２４ａを流れる冷却水は、順次、排気側ジャケット２４ｂに流通するようになっている。
【００４６】
排気側ジャケット２４ｂは、各シリンダ２５の排気ポート２２ｂの上側近傍においてシリンダヘッド２２のエンジン前後方向全体に亘って形成されている。排気側ジャケット２４ｂのうち吸気側とは反対側（短手方向外側）の端部及び後端部は、他の部分よりも肉厚に形成されている。
【００４７】
図９は、ガスケット２９が取り付けられたシリンダヘッド２２の下面を示す図である。シリンダヘッド２２の下面には、ジャケット本体２４ａを覆うようにガスケット２９が配設されている。このガスケット２９には、燃焼室２６，２６，…に対応する部分に円形の孔が形成されている一方、シリンダブロック２１に形成されたボルト穴２１ａ，２１ａ，…に対応する部分にボルト挿通孔２９ａ，２９ａ，…が形成されている。
【００４８】
さらに、ガスケット２９のシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に対応する部分には、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３とシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａとを連通する円形の第１連通路２９ｂ，２９ｂ，…（ボア間連通路）が貫通形成されている一方、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３のエンジン前後方向前端に対応する部分には、該ウォータジャケット２３とジャケット本体２４ａとを連通する一対の略矩形状の第２連通路２９ｃ，２９ｃ（主連通路）が貫通形成されている。
【００４９】
上記構成を備えたエンジン本体部２０にウォータポンプ５１から送給されると、冷却水は、冷却水導入路２８からシリンダブロック２１のウォータジャケット２３を周回し、ガスケット２９の第２連通路２９ｃを経由してシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。この周回する途中で、冷却水は、ガスケット２９の第１連通路２９ｂ，２９ｂ，…を経由してシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。
【００５０】
ここで、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３を周回する際の冷却水の流れを具体的に説明すると、冷却水導入路２８から導入された冷却水は、先ず、冷却水導入路２８と対向するスペーサ本体部８１の外周面に当たり、エンジン前側と後側に分岐する。冷却水導入路２８は上述の如くシリンダ２５に近づくに従ってエンジン後側に傾斜しているため、冷却水導入路２８から導入された冷却水の流れは、エンジン後側に向かって方向付けられている。したがって、冷却水導入路２８からウォータジャケット２３の排気側部分に導入された冷却水は、大部分がエンジン後側に向かって流れ、その他が前側に向かって流れる。
【００５１】
エンジン前側に向かって流れる冷却水は、最もエンジン前側のシリンダボア２５ｂの周囲を回り込み、ジャケットスペーサ８０の上側鍔部８２に形成された切欠部８５から第２連通孔２９ｃ，２９ｃを通ってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。
【００５２】
一方、エンジン後側に向かって流れる冷却水は、冷却水導入路２８近傍において、上側鍔部８２、保持片部８８及び連結片部８８ｃによって上側冷却水路２３ｂへの流入を阻止されている。したがって、この冷却水のほとんどが下側冷却水路２３ａを流れる。下側冷却水路２３ａを流れる冷却水は、冷却水導入路２８のエンジン後側の突出片部８６によって上下に分配調整され、さらに、突出片部８６がエンジン前後方向に延びているため、エンジン前後方向にスムーズに流れるように整流効果が高められる。
【００５３】
そして、下側冷却水路２３ａを流れる冷却水がエンジン前側の開口部８１ａの位置に到達すると、突出片部８６の上側を流れる冷却水が当該開口部８１ａに流入して、スペーサ本体部８１の内側に流れ込み、シリンダヘッド２２の低圧のジャケット本体２４ａに向かって上方に引っ張られる。このとき、冷却水は、開口部８１ａよりも高い位置にある、燃焼室２６に近接するシリンダボア間２５ａ上端部に接触する。したがって、比較的高温になり易いシリンダボア間２５ａ上端部を効果的に冷却することができる。
【００５４】
一方、突出片部８６の下側を流れる冷却水は、当該突出片部８６によって上記の開口部８１ａへ流入するのを制限され、そのままエンジン後側に向かって流れる。これにより、冷却水導入路２８に最も近い開口部８１ａの近傍を流れる流速及び流圧の高い冷却水の該開口部８１ａへの流入を抑制することができると共に、その下流側に流れる冷却水の流量を増加させることができる。その結果、全開口部８１ａ，８１ａ，…に流入する冷却水の流量が略均一化される。したがって、シリンダボア間２５ａ，２５ａ，…を略均一に冷却することができる。
【００５５】
冷却水導入路２８に最も近い開口部８１ａの位置を通過した冷却水は、ウォータジャケット２３の排気側部分をエンジン後側に向かって流れる。その途上で、冷却水の一部が排気側の中央及びエンジン後側の開口部８１ａ，８１ａに流入し、それぞれに対応するシリンダボア間２５ａ，２５ａに接触して当該シリンダボア間２５ａ，２５ａを冷却する。そして、シリンダボア間２５ａ，２５ａに接触した冷却水は、その上方の第１連通路２９ｂ，２９ｂを通ってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。
【００５６】
ウォータジャケット２３の排気側部分を流れた冷却水は、最もエンジン後側のシリンダボア２５ｂ周りを回り込み、ウォータジャケット２３の吸気側部分をエンジン前側に向かって流れる。このとき、冷却水導入路２８からの距離が遠ざかり、冷却水の勢いが低下するものの、スペーサ本体部８１外周面の吸気側に案内突部８７が形成されているため、冷却水が案内突部８７の上側を流れて、流路断面積が徐々に小さくなり、流速が徐々に大きくなる。その結果、ウォータジャケット２３の吸気側を流れる冷却水は、排気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａに流入する冷却水と同様に、吸気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａに勢いよく流れ込む。
【００５７】
流れ込んだ冷却水は、吸気側の開口部８１ａ，８１ａ，８１ａに対応するシリンダボア間２５ａ，２５ａ，２５ａ、特にシリンダボア間２５ａ，２５ａ，２５ａの各上端部に接触して冷却し、その上方に形成された第１連通路２９ｂ，２９ｂ，２９ｂを通ってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。したがって、吸気側のシリンダボア間２５ａ，２５ａ，２５ａも、排気側のシリンダボア間２５ａ，２５ａ，２５ａと同程度に冷却される。したがって、すべてのシリンダボア間２５ａ，２５ａ，２５ａをより一層均一に冷却することができる。
【００５８】
また、案内突部８７は、エンジン前後方向に延びているため、上記突出片部８６と同様に、冷却水をエンジン前後方向に流す整流作用を発揮する。なお、案内突部８７の下側を流れる冷却水は、案内突部８７の下側で淀んでいる。
【００５９】
そして、ウォータジャケット２３の吸気側部分を流れた冷却水は、最もエンジン前側のシリンダボア２５ｂ周りを回り込み、上側鍔部８２に形成された切欠部８５から第２連通路２９ｃ，２９ｃを通ってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。
【００６０】
なお、ジャケットスペーサ８０の各開口部８１ａに流入した冷却水は、第１連通路２９ｂ，２９ｂ，…によってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する他に、上側冷却水路２３ｂを淀みながらも緩やかに流れる。このとき、保持片部８８のシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に対応する部分がシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に沿ってくびれているため、上側冷却水路２３ｂを流れる冷却水は、保持片部８８のシリンダボア間２５ａ対応部分によってシリンダボア間２５ａに案内される。したがって、上側冷却水路２３ｂを流れる冷却水も、シリンダボア間２５ａ，２５ａ，…の冷却に利用される。
【００６１】
ところで、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３を流れる冷却水は、ウォータポンプ５１によって形成される流れや燃焼室２６からの熱伝達によって対流する可能性がある。この対流により、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３にある冷却水がシリンダヘッド２２のウォータジャケット２４に流入し、該ウォータジャケット２４で流動することにより、燃焼室２６の周囲が冷却されるおそれがある。ジャケットスペーサ８０は、このような冷却水による対流を抑制する。
【００６２】
即ち、ジャケットスペーサ８０の上側鍔部８２は、その下側の下側冷却水路２３ａを流れる冷却水が燃焼室２６近傍の上側冷却水路２３ｂへ流入するのを抑制している。また、下側鍔部８３は、下側冷却水路２３ａを流れる冷却水がスペーサ本体部８１の下方への回り込むのを抑制している。これにより、冷却水がスペーサ本体部８１の内側、即ちスペーサ本体部８１とシリンダ２５，２５，…との間に流入するのを抑制している。そのため、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３における冷却水の対流が抑制される。
【００６３】
また、上側冷却水路２３ｂにも上述の如く冷却水が淀みながらも流動しており、燃焼室２６に近いことから冷却水が加熱されて対流が生じる可能性がある。ここで、密閉空間における液体の自然対流による熱伝達率は、該密閉空間（ここでは、ウォータジャケット２３）の幅に対する高さの比の−１／９乗に比例する。つまり、当該熱伝達率は、幅が小さいほど自然対流が抑制されて小さくなる。そこで、上側冷却水路２３ｂの外周を形成する保持片部８８によって上側冷却水路２３ｂの幅がウォータジャケット２３よりも狭められ、保持片部８８が設けられていない場合と比較して上側冷却水路２３ｂで生じる対流が抑制される。
【００６４】
このようにジャケットスペーサ８０は、ウォータポンプ５１の作動によって冷却水が対流してウォータジャケット２３からジャケット本体２４ａに流入し、冷却水が当該ジャケット本体２４ａで流動するのを抑制する対流抑制手段を構成している。
【００６５】
冷却水導入路２８から導入された冷却水は、以上のようにしてシリンダブロック２１のウォータジャケット２３を流れてシリンダヘッド２２のウォータジャケット２４に流入し、導出路４４に流れる。
【００６６】
導出路４４には、図１に示すように、冷却水の温度を検出するための第１水温センサ７０が配設されている。導出路４４には、第２〜第４冷却水通路４１〜４３が連通している。
【００６７】
導出路４４と第１〜第４冷却水通路４０〜４３との連通部には、導出路４４からの冷却水が流通する通路を切り換える流調弁６０が設けられている。流調弁６０は、例えば従来周知の流量調整バルブやサーモスタットで構成され、その内部の流路は、第１冷却水通路４０を構成する流路と、第２〜第４冷却水通路４１〜４３を構成する流路とに独立している。この流調弁６０の作動は、エンジンコントロールユニット（循環手段。以下、ＥＣＵという。図１０を参照）７の流調弁制御部７ａによって制御されるようになっている。
【００６８】
以上により、シリンダヘッド２２のウォータジャケット２４を流通した比較的高温の冷却水は、導出路４４から第１〜第４冷却水通路４０〜４３に流出するようになる。
【００６９】
第１冷却水通路４０の上流端部は、流調弁６０及び導出路４４を介して排気側ジャケット２４ｂに連通する一方、その下流端部は、ウォータポンプ５１の吸入側に連通している。第１冷却水通路４０には、ヒータコア３０と冷却水の温度を検出するための第２水温センサ７１とが上流側から順に設けられている。第１冷却水通路４０を流通する冷却水は、ヒータコア３０において車内の空気と熱交換してこの空気を加熱した後に、ウォータポンプ５１に流入する。
【００７０】
第２冷却水通路４１は、ラジエータ３７の下流側で第４冷却水通路４３に合流している。第２冷却水通路４１の下流端部は、ウォータポンプ５１の吸入側に連通している。第２冷却水通路４１における第４冷却水通路４３との合流部の上流側には、オイルクーラ３１が設けられている。第２冷却水通路４１を流通する比較的高温の冷却水は、オイルクーラ３１においてオイルと熱交換した後に、ウォータポンプ５１の吸入側に戻される。
【００７１】
第３冷却水通路４２は、ラジエータ３７の下流側で且つ第２及び第４冷却水通路４１，４３の合流部の上流側で第４冷却水通路４３に合流している。第３冷却水通路４２の上流端部は、第２冷却水通路４１におけるオイルクーラ３１の上流側、即ち第２冷却水通路４１における流調弁６０とオイルクーラ３１との間に連通している。第３冷却水通路４２の下流端部は、ウォータポンプ５１の吸入側に連通している。第３冷却水通路４２における第４冷却水通路４３との合流部の上流側には、ＥＧＲクーラ３３及びＥＧＲバルブ３４とＡＴＦウォーマ３２とが上流側から順に設けられている。ＥＧＲクーラ３３とＥＧＲバルブ３４とは、第３冷却水通路４２において並列に設けられている。第３冷却水通路４２を流通する比較的高温の冷却水は、ＥＧＲクーラ３３において排気と熱交換してこの排気を冷却し且つＥＧＲバルブ３４においてＥＧＲバルブ３４と熱交換した後に、ＡＴＦウォーマ３２においてＡＴＦと熱交換して、ウォータポンプ５１の吸入側に戻される。
【００７２】
第４冷却水通路４３の下流端部は、ウォータポンプ５１の吸入側に連通している。第４冷却水通路４３には、ラジエータ３７が設けられている。第４冷却水通路４３を流通する比較的高温の冷却水は、ラジエータ３７において外気と熱交換して冷却された後に、ウォータポンプ５１の吸入側に戻される。
【００７３】
ウォータポンプ５１は、例えばインペラの回転によって冷却水を送り出す従来周知の遠心式のものであり、そのインペラのシャフトがエンジン本体部２０のクランク軸の回転によって駆動されるようになっている。
【００７４】
ＥＣＵ７は、周知の如くＣＰＵやメモリ、Ｉ／Ｏインターフェース回路、ドライバ回路等を備えて、エンジン２の運転制御のためにシリンダ２５毎の燃料噴射制御や点火時期制御を行うものであるが、これに加えて、燃焼室２６の壁温や暖房運転の状態等に応じて、流調弁６０の作動を制御するようになっている。
【００７５】
すなわち、ＥＣＵ７は、図１０に示すように、少なくとも、エンジン２の負荷状態を検出するための負荷状態センサ７２（例えば車両のアクセル開度センサやエアフローセンサ等である）からの信号を入力して、これによりエンジン２の負荷状態を判定し、低負荷時にはエンジン２の圧縮自己着火運転を行う一方、高負荷時にはエンジン２の火花着火運転を行うようになっている。シリンダブロック２１のウォータジャケット２３で生じる冷却液の対流がジャケットスペーサ８０によって抑制されるので、燃焼室２６の壁温が冷却され難い状態となり燃焼室２６の壁温の早期上昇が促進され、早期に圧縮自己着火燃焼を安定させると共に維持することができる。その結果、圧縮自己着火燃焼運転領域を拡大することが可能となり、燃費を向上させることができる。
【００７６】
また、ＥＣＵ７は、少なくとも、第１水温センサ７０からの信号と、暖房運転の状態を検出するための暖房運転状態センサ７３（例えば暖房スイッチのオン・オフ状態を検出するセンサ等である）からの信号を入力して、燃焼室２６の壁温と暖房運転の状態を判定し、これに応じて流調弁６０の作動を制御するようになっている。
【００７７】
以上のように構成されたエンジン冷却装置１における冷却水の全体的な流れは、図１に模式的に示すようになる。同図は、流調弁６０が第１〜第４冷却水通路４０〜４３を閉じているときの流れを示している。このとき、エンジン本体部２０内のウォータジャケット２３，２４において冷却水の流れは殆ど起きない。そして、燃焼室２６における燃焼によってシリンダブロック２１のウォータジャケット２３に冷却水の対流が生じ得るが、上述のように、ジャケットスペーサ８０によってウォータジャケット２３における冷却水の対流が抑制される。そのため、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３からシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａへの冷却水の流入が抑制され、当該ジャケット本体２４ａにおいて冷却水の流動が殆ど起きない。その結果、燃焼室２６周囲が冷却され難くなる。
【００７８】
一方、流調弁６０が第２〜第４冷却水通路４１〜４３を閉じて、第１冷却水通路４０を開いているときには、図１１に示すように、ウォータポンプ５１からシリンダブロック２１に形成された冷却水導入路２８に送られた冷却水は、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３から第１連通孔２９ｂを介さずに第２連通路２９ｃを介してシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａのエンジン前端部を通り、そのまま排気側ジャケット２４ｂに流入する。したがって、冷却水は、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３及びシリンダヘッド２１のジャケット本体２４ａを殆ど流れることなく排気側ジャケット２４ｂに流入する。なお、この冷却水の流れに引っ張られ（誘発され）てシリンダブロック２１のウォータジャケット２３における冷却水が対流する可能性があるが、ウォータジャケット２３に配設されたジャケットスペーサ８０によってこの冷却水の対流が抑制される。その後、冷却水は、排気側ジャケット２４ｂを流通して導出路４４を通り、第１冷却水通路４０を流れて、ウォータポンプ５１の吸入側に戻される。このとき、ヒータコア３０との間で冷却水は熱交換する。
【００７９】
また、流調弁６０が第２及び第３冷却水路４１，４２を開き且つ第４冷却水路４３を閉じているときには、図１２に示すように、ウォータポンプ５１からシリンダブロック２１に形成された冷却水導入路２８に送られた冷却水は、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３から第１連通路２９ｂ及び第２連通路２９ｃを通ってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。このときにも、ジャケットスペーサ８０によってシリンダブロック２１のウォータジャケット２３における冷却水の対流が抑制される。その後、冷却水は、ジャケット本体２４ａから排気側ジャケット２４ｂを流通した後に、導出路４４を通って、第２及び第３冷却水路４１，４２を流通し、ウォータポンプ５１の吸入側に戻される。このとき、オイルクーラ３１、ＥＧＲクーラ３３、ＥＧＲバルブ３４及びＡＴＦウォーマ３２との間で冷却水が流れる一方、ラジエータ３７との間では冷却水は流れない。さらに、流調弁６０が第１冷却水通路４０を開いているときには、上述と同様にヒータコア３０との間で冷却水は熱交換する。
【００８０】
また、流調弁６０が第２〜第４冷却水通路４１〜４３を開いているときには、図１３に示すように、ウォータポンプ５１からシリンダブロック２１に形成された冷却水導入路２８に送られた冷却水は、上述と同様にシリンダヘッド２２のウォータジャケット２４に流れ、第２〜第４冷却水通路４１〜４３を流通した後に、ウォータポンプ５１の吸入側に戻される。このとき、オイルクーラ３１、ＥＧＲクーラ３３、ＥＧＲバルブ３４、ＡＴＦウォーマ３２及びラジエータ３７との間で冷却水は流れる。さらに、流調弁６０が第１冷却水通路４０を開いているときには、上述と同様にヒータコア３０との間で冷却水は熱交換する。
【００８１】
以上のように、流調弁６０は、冷却水の温度上昇に従って、第２及び第３冷却水通路４１，４２、第４冷却水通路４３の順に開くようになっている。
【００８２】
−流調弁の作動制御−
次に、エンジン始動後におけるＥＣＵ７によるエンジン２及び流調弁６０の作動制御について説明する。
【００８３】
エンジン冷間時（エンジン暖機中）で且つ冷却水温度が第１目標水温（例えば８０℃）未満であって、暖房運転の停止時（暖房要求がないとき）には、エンジン２の火花着火運転を行うとともに、流調弁６０を、第１〜第４冷却水通路４０〜４３を閉じるように作動させる。こうすると、エンジン本体部２０内のウォータジャケット２３，２４における冷却水の流通、特に、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３における冷却水の対流がジャケットスペーサ８０によって抑制され、燃焼室２６の壁温が冷却され難い状態となる。その結果、燃焼室２６の壁温の早期上昇が促進される。
【００８４】
一方、エンジン冷間時で且つ冷却水温度が第１目標水温未満であって、暖房運転時（暖房要求があるとき）には、図１１に示すように、エンジン２の火花着火運転を行うとともに、流調弁６０を、第１冷却水通路４０を開き且つ第２〜第４冷却水通路４１〜４３を閉じるように作動させる。こうすると、シリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２のウォータジャケット２３，２４を冷却水が流れる。このとき、ジャケットスペーサ８０によって冷却水がシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に均一に供給され、これらシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…が均一に冷却される。さらに、ジャケットスペーサ８０によってシリンダブロック２１のウォータジャケット２３における冷却水の対流が抑制され、シリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａにおける冷却水の流動が抑制される。その結果、燃焼室２６の壁温の早期上昇が促進される。そして、ヒータコア３０との間で冷却水は流通し、車内が暖房される。
【００８５】
なお、暖房運転時、流調弁６を、エンジン２の回転数が増加するのに伴って冷却液の流量を制限するように作動させる。そうすると、暖房運転時にエンジン２の回転数が増加することにより、第１冷却水通路４０を流れる冷却水の単位流量当たりの保有する熱量が増加し、一部の熱は熱交換されず、第１冷却水通路４０を循環しているだけとなりウォーターポンプ駆動力に無駄な仕事が発生する。したがって、エンジン２の回転数増加に伴って第１冷却水通路４０を流れる冷却水の流量を制限したとしても、暖房要求を満たす熱量をヒータコア３０に供給することができ、ヒータ性能を確保することができる。そのため、暖房運転時にエンジン２の回転数増加に伴って流調弁６０によって第１冷却水通路４０を流れる冷却水流量を制限することにより、ヒータ性能を確保しつつ、冷却水を循環させるウォータポンプ５１の仕事量を抑制することができ、ウォータポンプ５１を駆動するエンジン２の駆動負荷を低減することができる。
【００８６】
また、エンジン冷間時であって、冷却水温度が第１目標水温以上になったときには、燃焼室２６の壁温が目標壁温（所定温度）以上になったとして、図１２に示すように、エンジン２の運転状態を火花着火運転から圧縮自己着火運転に切り替えるとともに、流調弁６０を、第２及び第３冷却水通路４１，４２を開き且つ第４冷却水通路４３を閉じるように作動させる。こうすると、エンジン本体部２０内のウォータジャケット２３，２４において冷却水は流通する。さらに、ＥＧＲクーラ３３、ＥＧＲバルブ３４及びＡＴＦウォーマ３２との間で冷却水は流通し、ＥＧＲクーラ３３において排気と熱交換してこの排気を冷却し且つＥＧＲバルブ３４においてＥＧＲバルブ３４と熱交換した後に、ＡＴＦウォーマ３２においてＡＴＦと熱交換する。その上、暖房運転時には、ヒータコア３０との間で冷却水は流通し、車内が暖房される。
【００８７】
また、エンジン２の暖機完了後であって、冷却水温度が第１目標温度よりも高い第２目標水温以上になったときには、エンジン２からの放熱要求があるとして、図１３に示すように、流調弁６０を、第２〜第４冷却水通路４１〜４３を開くように作動させる。こうすると、上述と同様にエンジン本体部２０内のウォータジャケット２３，２４において冷却水は流通する。さらに、上述と同様にＥＧＲクーラ３３、ＥＧＲバルブ３４及びＡＴＦウォーマ３２との間で冷却水は流通する。その上、ラジエータ３７との間で冷却水は流通し、ラジエータ３７において冷却水が外気と熱交換して冷却される。加えて、暖房運転時には、上述と同様にヒータコア３０との間で冷却水は流通する。
【００８８】
なお、エンジン２の暖気完了後も、シリンダブロック２１のウォータジャケット２３の冷却水がジャケットスペーサ８０の開口部８１ａ，８１ａ，…を通ってシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に接触し、その上方の第１連通孔２９ｂ，２９ｂ，…を通ってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。このため、暖機完了後においてもシリンダボア間２５，２５，…を冷却することができる。
【００８９】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、ジャケットスペーサ８０の保持片部８８が上側鍔部８２の略全周に亘って形成されているが、これに限定されず、例えば、図１４に示すジャケットスペーサ１８０のように、上側鍔部１８２のシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…対応箇所のみに形成されていてもよい。具体的には、保持片部１８８，１８８，…は、上側鍔部８２におけるシリンダボア間２５ａの上流側に対応する箇所に、該上側鍔部１８２の外周端に沿って湾曲するように形成されている。そして、上側冷却水路２３ｂを流れる冷却水は、シリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に接近すると、保持片部１８８，１８８，…によってシリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に案内される。そして、案内された冷却水は、シリンダボア間２５ａ，２５ａ，…に接触し、上方の第１連通路２９ｂ，２９ｂ，…を通ってシリンダヘッド２２のジャケット本体２４ａに流入する。ただし、保持片部１８８，１８８，…が上側鍔部１８２の外周端全周に亘って形成されており、上側冷却水路２９ｂを流れる冷却水の対流抑制効果が上記実施形態と比較して小さくなるため、対流抑制の観点から、上記実施形態のジャケットスペーサ１８０の如く保持片部８８が上側鍔部８２の外周端全周に亘って形成されているのが好ましい。
【００９０】
また、上記実施形態では、対流抑制手段がシリンダブロック２１のウォータジャケット２３に配設されたジャケットスペーサ８０によって構成されているが、これに限定されず、ウォータジャケット２３における冷却水の対流を抑制することが可能な構成であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上説明したように、本発明に係る多気筒エンジンの冷却構造は、複数のシリンダボア間を均一に冷却する用途等に適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１      エンジン冷却装置（多気筒エンジンの冷却装置）
２      エンジン（多気筒エンジン）
７      ＥＣＵ（循環手段）
２５    シリンダ
２５ｂ  シリンダボア
２１    シリンダヘッド
２２    シリンダブロック
２３    シリンダブロックのウォータジャケット
２４    シリンダヘッドのウォータジャケット
２４ａ  ジャケット本体
２４ｂ  排気側ジャケット（循環手段）
２７    シリンダブロック外周壁
２８    冷却水導入路（冷却液導入部）
２９ｂ  第１連通路（ボア間連通路）
２９ｃ  第２連通路（主連通路）
３０    ヒータコア（循環手段）
４０    第１冷却水通路（循環手段、冷却液回路）
５１    ウォータポンプ（循環手段）
６０    流調弁
８０    ジャケットスペーサ（対流抑制手段）
８１    スペーサ本体部
８１ａ  開口部
８２    上側鍔部
８３    下側鍔部
８５    切欠部
８８    保持片部（縦壁部）
【図１】
2015108347.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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