(57)【要約】【課題】本発明の目的は、内燃機関を効率的に冷却することができると共に内燃機関のエネルギ損失を低減可能な内燃機関の冷却装置を提供する。【解決手段】気筒上側周囲に位置する上側冷媒室９と、上側冷媒室から分離して気筒下側周囲に位置する下側冷媒室１０とを具備する内燃機関の冷却装置であって、上側冷媒室内の液相冷媒の一部が、膨張行程中に気相へ相変化し、上側冷媒室内の気相冷媒の一部が、吸気行程中に液相へ相変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒上側周囲に位置する上側冷媒室と、前記上側冷媒室から分離して気筒下側周囲に位置する下側冷媒室とを具備し、前記上側冷媒室内の液相冷媒の一部が、膨張行程中に気相へ相変化し、前記上側冷媒室内の気相冷媒の一部が、吸気行程中に液相へ相変化することを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記上側冷媒室と前記下側冷媒室とはシリンダヘッドとシリンダブロックとの間のガスケットによって分離されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記下側冷媒室内の冷媒は、前記上側冷媒室内の冷媒と同一物質であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
気相冷媒が位置する前記上側冷媒室の上部と、前記下側冷媒室とが、第一設定圧力差以上で開弁して前記上側冷媒室から前記下側冷媒室への気相冷媒の流れのみを許容する第一逆止弁を有する第一連通路によって連通され、液相冷媒が位置する前記下側冷媒室の下部と、前記上側冷媒室とが、第二設定圧力差以上で開弁して前記下側冷媒室から前記上側冷媒室への液相冷媒の流れのみを許容する第二逆止弁を有する第二連通路によって連通されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
気相冷媒が位置する前記上側冷媒室の上部と、前記下側冷媒室とが、開弁時に前記上側冷媒室から前記下側冷媒室への気相冷媒の流れのみを許容する制御弁を有する第一連通路によって連通され、液相冷媒が位置する前記下側冷媒室の下部と、前記上側冷媒室とが、設定圧力差以上で開弁して前記下側冷媒室から前記上側冷媒室への液相冷媒の流れのみを許容する逆止弁を有する第二連通路によって連通され、前記制御弁を機関負荷が設定負荷以上である時に開弁させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
混合気の着火時期が設定時期より進角側となった時には前記制御弁を開弁させることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項７】
前記上側冷媒室及び前記下側冷媒室を取り囲む断熱材が設けられ、前記第一連通路は前記断熱材内に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、膨張行程前半の発熱量が多いために、気筒上側周囲の上側ウォータジャケットと気筒下側周囲の下側ウォータジャケットとを分離させて、上側ウォータジャケットの冷却能力を下側ウォータジャケットの冷却能力より高めて効果的な内燃機関の冷却を実現することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９４２５４
【特許文献２】特開２００６−９０１６９
【特許文献３】特開２０００−７３７７０
【特許文献４】特許第３８００８７５
【特許文献５】特開２００６−２９１８０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の冷却装置により冷却水が一様に冷却されることはなく、上側ウォータジャケットにおいて冷却が不十分となったり、下側ウォータジャケットにおいて冷却が過剰となったりすることは回避され、確かに、内燃機関の効率的な冷却を実現することができる。
【０００５】
しかしながら、内燃機関を冷却した際に冷却水が奪った熱は単に大気中へ放出されるだけであり、内燃機関において比較的大きなエネルギ損失が発生する。
【０００６】
従って、本発明の目的は、内燃機関を効率的に冷却することができると共に内燃機関のエネルギ損失を低減可能な内燃機関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】
【０００７】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の冷却装置は、気筒上側周囲に位置する上側冷媒室と、前記上側冷媒室から分離して気筒下側周囲に位置する下側冷媒室とを具備し、前記上側冷媒室内の液相冷媒の一部が、膨張行程中に気相へ相変化し、前記上側冷媒室内の気相冷媒の一部が、吸気行程中に液相へ相変化することを特徴とする。
【０００８】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の冷却装置は、請求項１に記載の内燃機関の冷却装置において、前記上側冷媒室と前記下側冷媒室とはシリンダヘッドとシリンダブロックとの間のガスケットによって分離されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明による請求項３に記載の内燃機関の冷却装置は、請求項１又は２に記載の内燃機関の冷却装置において、前記下側冷媒室内の冷媒は、前記上側冷媒室内の冷媒と同一物質であることを特徴とする。
【００１０】
本発明による請求項４に記載の内燃機関の冷却装置は、請求項３に記載の内燃機関の冷却装置において、気相冷媒が位置する前記上側冷媒室の上部と、前記下側冷媒室とが、第一設定圧力差以上で開弁して前記上側冷媒室から前記下側冷媒室への気相冷媒の流れのみを許容する第一逆止弁を有する第一連通路によって連通され、液相冷媒が位置する前記下側冷媒室の下部と、前記上側冷媒室とが、第二設定圧力差以上で開弁して前記下側冷媒室から前記上側冷媒室への液相冷媒の流れのみを許容する第二逆止弁を有する第二連通路によって連通されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明による請求項５に記載の内燃機関の冷却装置は、請求項３に記載の内燃機関の冷却装置において、気相冷媒が位置する前記上側冷媒室の上部と、前記下側冷媒室とが、開弁時に前記上側冷媒室から前記下側冷媒室への気相冷媒の流れのみを許容する制御弁を有する第一連通路によって連通され、液相冷媒が位置する前記下側冷媒室の下部と、前記上側冷媒室とが、設定圧力差以上で開弁して前記下側冷媒室から前記上側冷媒室への液相冷媒の流れのみを許容する逆止弁を有する第二連通路によって連通され、前記制御弁を機関負荷が設定負荷以上である時に開弁させることを特徴とする。
【００１２】
本発明による請求項６に記載の内燃機関の冷却装置は、請求項５に記載の内燃機関の冷却装置において、混合気の着火時期が設定時期より進角側となった時には前記制御弁を開弁させることを特徴とする。
【００１３】
本発明による請求項７に記載の内燃機関の冷却装置は、請求項４又は５に記載の内燃機関の冷却装置において、前記上側冷媒室及び前記下側冷媒室を取り囲む断熱材が設けられ、前記第一連通路は前記断熱材内に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の冷却装置によれば、気筒上側周囲に位置する上側冷媒室は、気筒下側周囲に位置する下側冷媒室と分離されているために、上側冷媒室と下側冷媒室とが一体の場合のように上側冷媒室に相当する部分が気相冷媒により満たされて、膨張行程前半の冷却が不十分となることはなく、上側冷媒室内には液相冷媒と気相冷媒とを確実に存在させ、上側冷媒室内の液相冷媒の一部を、膨張行程中に気相へ相変化させることにより、膨張行程前半の十分な冷却を実現することができ、上側冷媒室内の気相冷媒の一部を、吸気行程中に液相へ相変化させることにより、膨張行程において回収した熱エネルギを吸気加熱に利用することができる。こうして、上側冷媒室による膨張行程前半の冷却と下側冷媒室による膨張行程後半の冷却とによって内燃機関を効率的に冷却することができると共に内燃機関のエネルギ損失を低減することができる。
【００１５】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の冷却装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の冷却装置において、上側冷媒室と下側冷媒室とはシリンダヘッドとシリンダブロックとの間のガスケットによって分離されており、それにより、上側冷媒室はシリンダヘッド下面において開口し、下側冷媒室はシリンダブロック上面において開口するように、それぞれ容易に形成することができる。
【００１６】
本発明による請求項３に記載の内燃機関の冷却装置によれば、請求項１又は２に記載の内燃機関の冷却装置において、下側冷媒室内の冷媒は、上側冷媒室内の冷媒と同一物質とされ、それにより、冷媒のメンテナンスが容易となる。
【００１７】
本発明による請求項４に記載の内燃機関の冷却装置によれば、請求項３に記載の内燃機関の冷却装置において、気相冷媒が位置する上側冷媒室の上部と、下側冷媒室とが、第一設定圧力差以上で開弁して上側冷媒室から下側冷媒室への気相冷媒の流れのみを許容する第一逆止弁を有する第一連通路によって連通され、液相冷媒が位置する下側冷媒室の下部と、上側冷媒室とが、第二設定圧力以上で開弁して下側冷媒室から上側冷媒室への液相冷媒の流れのみを許容する第二逆止弁を有する第二連通路によって連通されている。それにより、内燃機関の膨張行程前半の発熱がそれほど大きくない場合には、上側冷媒室において液相冷媒がそれほど多くは気相冷媒に相変化せず、上側冷媒室の上部の圧力と下側冷媒室の圧力との圧力差が第一設定圧力差以上とならないために、第一逆止弁は開弁せず、上側冷媒室において圧力上昇により液相冷媒が気相冷媒に容易に相変化することはなく、上側冷媒室の冷媒が内燃機関を冷却し過ぎることはない。これに対して、内燃機関の膨張行程前半の発熱が比較的大きい場合には、上側冷媒室において液相冷媒が比較的多く気相冷媒に相変化し、上側冷媒室の上部の圧力と下側冷媒室の圧力との圧力差が第一設定圧力差以上となり、第一逆止弁が開弁して上側冷媒室内の気相冷媒の一部が第一連通路を介して下側冷媒室へ移動するために、上側冷媒室において圧力上昇が抑制されて液相冷媒が気相冷媒へ相変化し易くなり、上側冷媒室の冷媒は十分に内燃機関を冷却することができる。このような第一逆止弁の開弁により膨張行程において上側冷媒室内の気相冷媒の圧力と下側冷媒室内の気相冷媒の圧力とは同じとなるが、その温度は上側冷媒室内の気相冷媒の方が高く、それにより、吸気行程において、上側冷媒室内の気相冷媒及び下側冷媒室内の気相冷媒は吸気を加熱して一部が液相冷媒へ相変化して同温度となると、上側冷媒室内の圧力は下側冷媒室内の圧力より低くなり、下側冷媒室の下部の圧力と上側冷媒室の圧力との圧力差が第二設定圧力差以上となる。こうして、第二逆止弁が開弁して下側冷媒室から上側冷媒室へ液相冷媒が流入するために、膨張行程において上側冷媒室内の気相冷媒が下側冷媒室へ流入しても上側冷媒室内の冷媒が無くなることはない。
【００１８】
本発明による請求項５に記載の内燃機関の冷却装置によれば、請求項３に記載の内燃機関の冷却装置において、気相冷媒が位置する上側冷媒室の上部と、下側冷媒室とが、開弁時に上側冷媒室から下側冷媒室への気相冷媒の流れのみを許容する制御弁を有する第一連通路によって連通され、液相冷媒が位置する下側冷媒室の下部と、上側冷媒室とが、設定圧力差以上で開弁して下側冷媒室から上側冷媒室への液相冷媒の流れのみを許容する逆止弁を有する第二連通路によって連通され、制御弁を機関負荷が設定負荷以上である時に開弁させるようになっている。それにより、機関負荷が設定負荷未満である時には、制御弁を開弁させず、上側冷媒室において圧力上昇により液相冷媒がそれほど多くは気相冷媒に相変化せず、上側冷媒室の冷媒は内燃機関を冷却し過ぎることはないために冷却損失を低減することができる。これに対して、機関負荷が設定負荷以上である時には、制御弁を開弁させ、上側冷媒室内の気相冷媒の一部が第一連通路を介して下側冷媒室へ移動することができるために、上側冷媒室において圧力上昇が抑制され液相冷媒が気相冷媒へ相変化し易くなり、上側冷媒室において液相冷媒が比較的多く気相冷媒に相変化し、上側冷媒室の冷媒は十分に内燃機関を冷却してノッキングの発生を抑制することができる。このような制御弁の開弁により膨張行程において上側冷媒室内の気相冷媒の圧力と下側冷媒室内の気相冷媒の圧力とは同じとなるが、その温度は上側冷媒室内の気相冷媒の方が高く、それにより、吸気行程において、上側冷媒室内の気相冷媒及び下側冷媒室内の気相冷媒は吸気を加熱して一部が液相冷媒へ相変化して同温度となると、上側冷媒室内の圧力は下側冷媒室内の圧力より低くなり、下側冷媒室の下部の圧力と上側冷媒室の圧力との圧力差が設定圧力差以上となる。こうして、逆止弁が開弁して下側冷媒室から上側冷媒室へ液相冷媒が流入するために、膨張行程において上側冷媒室内の気相冷媒が下側冷媒室へ流入しても上側冷媒室内の冷媒が無くなることはない。
【００１９】
本発明による請求項６に記載の内燃機関の冷却装置によれば、請求項５に記載の内燃機関の冷却装置において、混合気の着火時期が設定時期より進角側となった時には制御弁を開弁させるようになっている。それにより、前述同様に、上側冷媒室の液相冷媒が気相冷媒へ相変化し易くなって十分に内燃機関を冷却するために、そのままでは熱発生率のピークが早まって熱効率が悪化するが、これを抑制することができる。
【００２０】
本発明による請求項７に記載の内燃機関の冷却装置によれば、請求項４又は５に記載の内燃機関の冷却装置において、上側冷媒室及び下側冷媒室を取り囲む断熱材が設けられ、第一連通路は断熱材内に配置されるようになっている。それにより、上側冷媒室及び下側冷媒室からの放熱を抑制する断熱材は、第一連通路を介して上側冷媒室から下側冷媒室へ流入する気相冷媒の温度低下も抑制し、下側冷媒室による吸気加熱を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明による冷却装置が取り付けられた内燃機関の概略図である。同図において、１は気筒上部略中心に配置された点火装置であり、２は燃焼室である。３は吸気弁４を介して燃焼室２へ通じる一対の吸気ポートであり、５は排気弁６を介して燃焼室２へ通じる一対の排気ポートである。吸気ポート３には燃料噴射弁７が配置されている。８はピストンである。
【００２２】
点火装置１は、通常の火花を発生させる点火プラグとしても良いが、本実施形態では、高温のプラズマを噴射するものとしている。本内燃機関は、燃料噴射弁７により吸気同期又は吸気非同期として噴射された燃料を吸気行程において気筒内へ供給して気筒内に理論空燃比又はリーン空燃比（例えば２５）の均質混合気を形成し、圧縮行程末期の点火時期において点火装置１により高温のプラズマを噴射することにより均質混合気を多点位置で着火し、燃焼速度の速い良好な均質燃焼を実現することが意図されている。
【００２３】
通常の火花点火を含み、このような内燃機関の燃焼では、膨張行程初期（例えば、圧縮上死点から４０クランク角度までの間）において急激に熱が発生する。本実施形態では、膨張行程前半（二等分に限定されることなく膨張行程を二分した場合の前側）の冷却を担当する気筒上部周囲に位置する上側冷媒室９と、膨張行程後半の冷却を担当する気筒下部周囲に位置する下側冷媒室１０とを別々に設けている。
【００２４】
本実施形態において、上側冷媒室９はシリンダヘッド１１に形成され、下側冷媒室１０はシリンダブロック１２に形成され、上側冷媒室９と下側冷媒室１０とはシリンダヘッド１１とシリンダブロック１２との間の断熱ガスケット１３によって分離されている。それにより、上側冷媒室９はシリンダヘッド下面において開口し、下側冷媒室１０はシリンダブロック上面において開口するように、それぞれ、鋳造及び仕上げ加工し易く形成することができる。
【００２５】
もちろん、これは本発明を限定するものではなく、シリンダヘッド１１とシリンダブロック１２との間のガスケットに依らずに上側冷媒室９及び下側冷媒室１０を分離して形成しても良い。また、上側冷媒室９を、シリンダヘッド１１とシリンダブロック１２の上部とに亘るように形成し、下側冷媒室１０をシリンダブロック１２の下部に形成するようにしても良い。
【００２６】
上側冷媒室９には、メタノール、ブタン、アンモニア、フロン、エタノール、又は、二酸化炭素等の冷媒が封入されており、常温（例えば、２０℃）において、上側冷媒室９内の冷媒は液相及び気相に分離するようにされる。
【００２７】
もし、上側冷媒室と下側冷媒室とが一体とされていると、上側冷媒室に相当する上側部分が気相冷媒により満たされることがあり、この場合には、膨張行程前半の冷却が不十分となる。しかしながら、本実施形態では、上側冷媒室９内には液相冷媒と気相冷媒とを確実に存在させることができるために、上側冷媒室９内の液相冷媒の一部を、膨張行程前半に気相へ相変化させることにより、膨張行程前半の十分な冷却を実現することができる。また、上側冷媒室９内の気相冷媒の一部を、吸気行程中に液相へ相変化させることにより、膨張行程において回収した熱エネルギを吸気加熱に利用することができる。
【００２８】
内燃機関の燃料が少なくともメタノール又はアルコールを含んでいる場合には、メタノール及びアルコールは、多量の気化潜熱を必要とするために、このような吸気加熱は特に有効である。上側冷媒室９の上部には、液相冷媒から相変化した気相冷媒を蓄えるための気相冷媒室を接続するようにしても良い。
【００２９】
また、下側冷媒室１０は、通常のウォータジャケットとして冷却水を循環させても良く、上側冷媒室９と異なる冷媒を封入しても良いが、本実施形態では、上側冷媒室９と同じ物質の冷媒を封入している。それにより、冷媒のメンテナンスが容易となる。下側冷媒室１０は、主に膨張行程後半の冷却を担当するために、冷却能力を上側冷媒室９の冷却能力より低下させても良い。
【００３０】
下側触媒室１０に封入された冷媒は、常温（例えば、２０℃）において、液相及び気相に分離するようにされる。それにより、下側触媒室１０の液相冷媒の一部が、膨張行程後半において気相へ相変化することにより、膨張行程後半の十分な冷却を実現することができる。また、下側冷媒室１０内の気相冷媒の一部を、吸気行程中に液相へ相変化させることにより、膨張行程において回収した熱エネルギを吸気加熱に利用することができる。こうして、上側触媒室９及び下側触媒室１０によって内燃機関を効率的に冷却することができると共に内燃機関のエネルギ損失を低減することができる。下側冷媒室１０の上部にも、液相冷媒から相変化した気相冷媒を蓄えるための上側冷媒室９とは別の気相冷媒室を接続するようにしても良い。
【００３１】
また、必ずしも必要ではないが、本実施形態において、気相冷媒が位置する上側冷媒室９の上部と、気相冷媒が位置する下側冷媒室１０の上部とが、第一設定圧力差（例えば、１００ｋＰａ）以上で開弁して上側冷媒室９から下側冷媒室１０への気相冷媒の流れのみを許容する第一逆止弁１４を有する第一連通路１５によって連通されると共に、液相冷媒が位置する下側冷媒室１０の下部と、上側冷媒室９の上部とが、第二設定圧力（例えば、５ｋＰａ）以上で開弁して下側冷媒室１０から上側冷媒室９への液相冷媒の流れのみを許容する第二逆止弁１６を有する第二連通路１７によって連通されている。
【００３２】
それにより、例えば機関低負荷時のように、内燃機関の膨張行程前半の発熱がそれほど大きくない場合には、上側冷媒室９において液相冷媒がそれほど多くは気相冷媒に相変化せず、上側冷媒室９の上部の圧力と下側冷媒室１０の圧力との圧力差が第一設定圧力差以上とならない。それにより、第一逆止弁１４は開弁せず、上側冷媒室９において圧力上昇により液相冷媒が気相冷媒に容易に相変化することはなく、上側冷媒室９の冷媒が内燃機関を冷却し過ぎることはない。こうして、内燃機関の冷却損失を低減することができる。
【００３３】
一方、例えば機関高負荷時のように、内燃機関の膨張行程前半の発熱が比較的大きい場合には、上側冷媒室９において液相冷媒が比較的多く気相冷媒に相変化し、上側冷媒室９の上部の圧力と下側冷媒室１０の圧力との圧力差が第一設定圧力差以上となり、第一逆止弁１４が開弁して上側冷媒室９内の気相冷媒の一部が第一連通路１５を介して下側冷媒室１０へ移動するために、上側冷媒室９において圧力上昇が抑制されて液相冷媒が気相冷媒へ相変化し易くなり、上側冷媒室９の冷媒は十分に内燃機関を冷却することができる。こうして、内燃機関のノッキングを抑制することができる。
【００３４】
このような第一逆止弁１４の開弁により膨張行程において上側冷媒室９内の気相冷媒の圧力と下側冷媒室１０内の気相冷媒の圧力とは同じとなるが、その温度は上側冷媒室９内の気相冷媒の方が高く、それにより、吸気行程において、上側冷媒室９内の気相冷媒及び下側冷媒室１０内の気相冷媒は吸気を加熱して一部が液相冷媒へ相変化して同温度となると、上側冷媒室９内の圧力は下側冷媒室１０内の圧力より低くなり、下側冷媒室１０の下部の圧力と上側冷媒室９の圧力との圧力差が第二設定圧力差以上となる。こうして、第二逆止弁１６が開弁して下側冷媒室１０から上側冷媒室９へ液相冷媒が流入するために、膨張行程において上側冷媒室９内の気相冷媒が下側冷媒室１０へ流入しても上側冷媒室９内の冷媒が無くなることはない。
【００３５】
また、前述の第一逆止弁１４を電磁弁のような制御弁として、この制御弁を機関負荷が設定負荷以上である機関高負荷時に開弁させるようにしても良い。それにより、機関負荷が設定負荷未満である時には、制御弁は開弁せず、上側冷媒室９において圧力上昇により液相冷媒がそれほど多くは気相冷媒に相変化せず、上側冷媒室９の冷媒は内燃機関を冷却し過ぎることはないために冷却損失を低減することができる。これに対して、機関負荷が設定負荷以上である時には、制御弁を開弁させ、上側冷媒室９内の気相冷媒の一部が第一連通路１５を介して下側冷媒室１０へ移動することができるために、上側冷媒室９において圧力上昇が抑制され液相冷媒が気相冷媒へ相変化し易くなり、上側冷媒室９において液相冷媒が比較的多く気相冷媒に相変化し、上側冷媒室９の冷媒は十分に内燃機関を冷却してノッキングの発生を抑制することができる。
【００３６】
膨張行程において、制御弁の開弁により第一連通路１５を介して上側冷媒室９から下側冷媒室１０へ移動した気相冷媒は、前述同様に、吸気行程において第二連通路１７を介して下側冷媒室１０から上側冷媒室９へ液相冷媒として戻される。
【００３７】
また、点火装置１による点火時期は、混合気の着火時期、すなわち、熱発生割合が設定値（例えば１０％）となる時期が圧縮上死点直後となるように設定される。もし、着火時期が設定時期より早くなると、熱発生率のピークが早まって熱効率が悪化する。それにより、筒内圧センサにより検出される筒内圧力に基づき算出される熱発生割合が設定値となった時期が設定時期より進角側である時には、第一連通路１５の制御弁を開弁させるようにしても良い。それにより、前述同様に、上側冷媒室９の液相冷媒が気相冷媒へ相変化し易くなって十分に内燃機関が冷却されるために、熱発生率のピークを遅らせて熱効率の悪化を抑制することができる。
【００３８】
ところで、ノッキングが発生した時にも熱発生割合が設定値となる時期が設定時期より進角側となる。この時にも、制御弁を開弁させるために、上側冷媒室９の液相冷媒が気相冷媒へ相変化し易くなって十分に内燃機関を冷却するために、ノッキングの発生を抑制することができる。
【００３９】
本発明による冷却装置は、点火装置１又は一般的な点火プラグによる火花点火内燃機関だけに適用されるものではなく、軽油、ガソリン、又は、その他の燃料による自着火内燃機関にも適用可能である。自着火内燃機関においても、熱発生割合が１０％となる時期が圧縮上死点直後の設定時期より進角側となる時には、第一連通路１５の制御弁を開弁させて内燃機関を十分に冷却することにより、熱発生率のピークが早まって大きな騒音が発生することを回避することができる。また、自着火内燃機関において、燃料を良好に自着火させるために、吸気加熱は特に有効である。
【００４０】
また、図１に示すように、吸気ポート３に燃料を噴射する燃料噴射弁７に加えて、気筒内へ直接的に燃料を噴射するもう一つの燃料噴射弁１８を設けるようにしても良い。それにより、燃料噴射弁７により噴射された燃料により気筒内に均質混合気を形成し、さらに、もう一つの燃料噴射弁１８により圧縮行程後半に気筒内へ噴射された燃料により成層混合気を形成し、この成層混合気を点火装置１により火花点火させることにより、均質混合気の温度及び圧力を高めて均質混合気を自着火させるようなスパークアシスト自着火燃焼を実現することができる。
【００４１】
ところで、上側冷媒室９及び下側冷媒室１０をセラミック等の断熱材１９により取り囲むことにより、膨張行程において冷媒が相変化して蓄えた熱が大気中へ放出され難くなるために、この熱を吸気加熱に良好に利用することができる。
【００４２】
このような断熱材１９が設けられている場合には、上側冷媒室９の気筒軸線に垂直な断面図である図２に示すように、少なくとも第一連通路１５は断熱材１９内に配置することが好ましい。また、第二連通路１７も断熱材１９内に配置することが好ましい。それにより、上側冷媒室９及び下側冷媒室１０からの放熱を抑制する断熱材は、第一連通路１５を介して上側冷媒室９から下側冷媒室１０へ流入する気相冷媒の温度低下も抑制し、下側冷媒室１０による吸気加熱を良好にすることができる。また、第二連通路１７を介して下側冷媒室１０から上側冷媒室９へ流入する液相冷媒の温度低下が抑制されれば、上側冷媒室９による吸気加熱を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による冷却装置が取り付けられた内燃機関の概略図である。
【図２】上側冷媒室の気筒軸線に垂直な断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
９    上側冷媒室
１０    下側冷媒室
１５    第一連通路
１７    第二連通路
１９    断熱材
【図１】
2009209689.tif 000003
【図２】
2009209689.tif 000004