專利名稱：內(nèi)燃機的冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水冷式內(nèi)燃機中的冷卻裝置。
背景技術：
通常，水冷式內(nèi)燃機中，氣缸體側(cè)的水套和氣缸蓋側(cè)的水套是連通著的，從水泵排出的冷卻水，從氣缸流到氣缸蓋，在散熱器中循環(huán)后使發(fā)動機冷卻。
因此，不能把與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和運轉(zhuǎn)負荷相應的水量供給氣缸和氣缸蓋。
這樣，氣缸蓋的冷卻遲緩，容易引起敲缸，或者因為內(nèi)燃機從氣缸被冷卻，熱效率降低，引起燃料利用率降低。
另外，在日本特開2000-73770號公報中，揭示了對氣缸和氣缸蓋分別配管，相互獨立地控制冷卻的例子。該例中，發(fā)動機低負荷時，使不經(jīng)過散熱器的冷卻液只在氣缸蓋循環(huán)，以圖抑制燃燒室內(nèi)殘留氣體的溫度降低。但并未考慮產(chǎn)生敲缸區(qū)域的氣缸蓋冷卻，所以得不到降低敲缸的效果。
發(fā)明目的本發(fā)明是鑒于該點而作出的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機的冷卻裝置，該冷卻裝置，根據(jù)風門開度等控制向氣缸和氣缸蓋的冷卻水的切換供給，可減少敲缸和提高燃料利用率。
技術方案為了實現(xiàn)上述目的，權利要求1記載的內(nèi)燃機冷卻裝置，借助水泵的驅(qū)動使冷卻水在內(nèi)燃機與散熱器之間循環(huán)，其特征在于，備有檢測內(nèi)燃機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器；檢測風門閥開度的風門傳感器；選擇性地向內(nèi)燃機的氣缸或氣缸蓋切換供給冷卻水的切換閥；
驅(qū)動上述切換閥的驅(qū)動機構；根據(jù)上述風門傳感器檢測出的風門開度和上述發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器檢測出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，控制上述驅(qū)動機構的控制裝置；上述控制裝置，與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較，當判斷為風門開度大時，驅(qū)動上述驅(qū)動機構，切換上述切換閥，向氣缸蓋供給冷卻水。
與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較，當風門開度大時，預測因加速產(chǎn)生的溫度上升，進入過渡運轉(zhuǎn)時的容易產(chǎn)生敲缸的區(qū)域，所以，優(yōu)先將冷卻水供給氣缸蓋，將燃燒室冷卻，可有效地減少敲缸。
另外，這時冷卻水不是供給氣缸側(cè)，不從氣缸側(cè)冷卻，所以，可避免熱效率降低，提高燃料利用率。
權利要求2記載的發(fā)明，是在權利要求1記載的內(nèi)燃機的冷卻裝置中，其特征在于，上述控制裝置，當判斷為檢測風門開度比相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的正常風門開度大預定值以上時，驅(qū)動上述驅(qū)動機構，切換上述切換閥，以向氣缸蓋供給冷卻水。
與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較，判斷為風門開度大時，判斷檢測風門開度是否比相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的正常風門開度大預定值以上，如果大，則優(yōu)先將冷卻水供給氣缸蓋，減少敲缸，提高燃料利用率。
權利要求3記載的發(fā)明，是在權利要求1記載的內(nèi)燃機的冷卻裝置中，其特征在于，上述控制裝置備有圖表，該圖表是在以風門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速作為兩座標軸的座標上預先設定了切換線的圖表，上述切換線是與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較判斷風門開度大的閾線，用于指示上述切換閥的切換，把檢測出的風門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速與上述圖表對照，根據(jù)與上述切換線的關系進行判斷，控制上述切換閥。
將風門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速與圖表對照，當超過切換線、與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較判斷為風門開度大時，優(yōu)先地向氣缸蓋供給冷卻水，減少敲缸和提高燃料利用率。
權利要求4記載的發(fā)明，是在權利要求1至3中任一項記載的內(nèi)燃機的冷卻裝置中，其特征在于，上述內(nèi)燃機中，氣缸和氣缸蓋使冷卻水通路連通，在氣缸和氣缸蓋上分別有冷卻水入口，在氣缸蓋上有冷卻水出口。
在正常行駛時，借助從氣缸到氣缸蓋的循環(huán)，內(nèi)燃機整體被冷卻，在與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較風門開度大的加速行駛時，可以優(yōu)先地只向氣缸蓋供給冷卻水，可減少敲缸，提高燃料利用率。
權利要求5記載的發(fā)明，是在權利要求4記載的內(nèi)燃機的冷卻裝置中，其特征在于，上述切換閥，選擇性地切換冷卻水的下述供給方式把從水泵排出的冷卻水，供給上述氣缸；把從水泵排出的冷卻水供給氣缸蓋；把從水泵排出的冷卻水不在發(fā)動機中循環(huán)地還流。
用一個切換閥的切換，在正常行駛時，將冷卻水供給氣缸，使發(fā)動機整體冷卻。在加速行駛時，將冷卻水優(yōu)先地供給氣缸蓋，減少敲缸，提高燃料利用率。在冷起動時，使冷卻水不循環(huán)到發(fā)動機地還流，可以實現(xiàn)早期暖機。
減少零部件數(shù)目，可以使切換閥本體小型化。
附圖的簡單說明

圖1是表示內(nèi)燃機的冷卻構造中的冷起動時狀態(tài)的斷面圖。
圖2是水泵的斷面圖。
圖3是表示上述冷卻構造中冷卻水的流動的示意圖。
圖4是表示內(nèi)燃機的冷卻構造中的正常行駛時狀態(tài)的斷面圖。
圖5是表示上述冷卻構造中冷卻水的流動的示意圖。
圖6是表示內(nèi)燃機的冷卻構造中的加速行駛時狀態(tài)的斷面圖。
圖7是表示上述冷卻構造中冷卻水的流動的示意圖。
圖8是冷卻控制系統(tǒng)的概略框圖。
圖9是相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的風門開度變化的座標。
圖10是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和風門開度判斷切換閥的切換的圖表。
圖11是表示采用別的切換閥的內(nèi)燃機冷卻構造中的冷起動時狀態(tài)的斷面圖。
圖12是沿圖11的XII-XII線的切換閥斷面圖。
圖13是表示該切換閥的正常行駛時狀態(tài)的斷面圖。
圖14是表示該切換閥的加速行駛時狀態(tài)的斷面圖。
圖15是表示另一滑動式切換閥的冷起動時狀態(tài)的斷面圖。
圖16是表示該切換閥的正常行駛時狀態(tài)的斷面圖。
圖17是表示該切換閥的加速行駛時狀態(tài)的斷面圖。
圖18是表示另一采用電磁閥的切換閥的斷面圖。
圖19是表示另一實施例冷卻構造中正常行駛時冷卻水的流動的示意圖。
圖20是表示該冷卻構造中加速行駛時冷卻水的流動的示意圖。
圖21是表示另一實施例冷卻構造中正常行駛時冷卻水的流動的示意圖。
圖22是表示該冷卻構造中加速行駛時冷卻水的流動的示意圖。
圖23是表示該冷卻構造中另一正常行駛時冷卻水的流動的示意圖。
實施例下面，參照圖1至圖9，說明本發(fā)明一實施例。
圖1至圖3表示本實施例內(nèi)燃機1的冷卻構造中的冷起動時的狀態(tài)，圖4和圖5表示正常行駛時的狀態(tài)，圖6和圖7表示加速行駛時的狀態(tài)。
參照圖1和圖2，說明冷卻構造。
內(nèi)燃機1的氣缸體2和氣缸蓋3在圖中是表示為分離的，但實際上通過密封墊圈合為一體。氣缸體2的氣缸膛周圍的水套2a通過密封墊圈孔與氣缸蓋3的燃燒室周圍的水套連通。
氣缸體2具有與水套2a連通的冷卻水入口2b，氣缸蓋3具有冷卻水入口3a和冷卻水出口3b。
如圖2所示，在氣缸蓋3上設有水泵4，覆蓋水泵4的泵罩部件5上，形成與泵吸入口4a連通的吸入口5a和與泵排出口4b連通的排出口5b。
在中央部與吸入口5a連通的吸入管6突出設在泵罩部件5上，在吸入管6的開端開口嵌接著連接管6a、6b。
管12的一端嵌接在一方連接管6a上，另一端嵌接在散熱器10的冷卻水出口10b上，這樣，管12將散熱器10與水泵4連接起來。散熱器10的冷卻水入口10a通過管11與氣缸蓋3的冷卻水出口3b連接。
本實施例中采用的切換閥20是旋轉(zhuǎn)式四通分流閥，在外定子21內(nèi)嵌合著可轉(zhuǎn)動的內(nèi)轉(zhuǎn)子22，外定子21上呈放射狀地突出形成與內(nèi)部連通的4個連接管，在內(nèi)部可轉(zhuǎn)動的內(nèi)轉(zhuǎn)子22構成閥體。
4根連接管由大徑的流入連接管I、大徑的流出連接管Eh、小徑的流出連接管Ec和大徑的流出連接管Ep構成。大徑的流入連接管I通過大徑的管25與水泵4的排出口5b連接。大徑的流出連接管Eh通過大徑的管26與氣缸蓋3的冷卻水入口3a連接。小徑的流出連接管Ec通過小徑的管27與氣缸體2的冷卻水入口2b連接。大徑的流出連接管Ep通過大徑的管28與水泵4的吸入口5a連接。
流出連接管Eh位于與流入連接管I略相對的位置。流出連接管Ec和流出連接管E垂直于流入連接管I并且彼此相對。
作為閥體的內(nèi)轉(zhuǎn)子22，由伺服馬達31(或步進馬達)轉(zhuǎn)動，以預定的轉(zhuǎn)動角度開閉從內(nèi)轉(zhuǎn)子22的內(nèi)部空間向3根流出連接管Eh、Ec、Ep的通路。
另外，從流入連接管I到內(nèi)轉(zhuǎn)子22的內(nèi)部空間的通路在內(nèi)轉(zhuǎn)子22的預定轉(zhuǎn)動角度中總是開著的。
圖1表示冷起動時的狀態(tài)，通往流出連接管Eh、Ec的通路被關閉，只有通往流出連接管Ep的通路被打開。
因此，借助水泵4的驅(qū)動從排出口5b排出的冷卻水，通過管25從切換閥20的流入連接管I流入內(nèi)轉(zhuǎn)子22的內(nèi)部空間后，直角地改變流向，通過唯一打開著的流出連接管Ep，通過管28還流到水泵4的吸入口5a，構成循環(huán)路。
即，圖3是表示冷卻水流動的示意圖，如圖3所示，冷卻水不循環(huán)到氣缸體2、氣缸蓋3和散熱器10，從水泵4排出的冷卻水經(jīng)過切換閥20后還流。
這樣，由于從水泵4出來的冷卻水不循環(huán)到發(fā)動機，所以，在冷起動時可進行快速暖機，可提高廢氣排放特性和實現(xiàn)空轉(zhuǎn)的初期穩(wěn)定化。
該冷起動時，本實施例中是不將冷卻水循環(huán)到散熱器10，但是，也可以將切換閥20的流出連接管Ep連接到散熱器10的冷卻水入口10a上，使冷卻水循環(huán)到散熱器10，在冷起動時，冷卻水循環(huán)到散熱器10，可以使冷卻水的水溫不因場所而異。
當冷卻水的溫度上升到一定程度時，根據(jù)水溫傳感器34等的檢測溫度，切換閥20動作(見圖8)，內(nèi)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動到預定的角度位置，如圖4所示，將通往流出連接管Ep的通路關閉，將通往流出連接管Eh、Ec的通路打開。
因此，從水泵4排出的冷卻水流入切換閥20的內(nèi)轉(zhuǎn)子22的內(nèi)部空間后，分流為二條流路，一條是略筆直地從流出連接管Eh流向氣缸蓋3，另一條是直角地改變流向，從流出連接管Ec流向氣缸體2。是正常行駛時的狀態(tài)。
分流到一方流出連接管Eh的冷卻水，從流出連接管I略筆直地流動，并且，由于連接流出連接管Eh及氣缸蓋3的管26是大徑管，所以阻力小，可順利地流動。
分流到另一方流出連接管Ec的冷卻水，從流入連接管I直角地改變流向，并且，由于連接流出連接管Ec及氣缸體2的管27是小徑管，所以，有阻力，流動被抑制。
因此，比較大量的冷卻水流到氣缸蓋3，比較少量的冷卻水流到氣缸體2，這樣，發(fā)動機的冷卻不過度，可防止熱效率降低，防止燃料利用率降低，可冷卻整個發(fā)動機。
另外，流到氣缸體2的冷卻水通過水套2a移到氣缸蓋3，與直接流入氣缸蓋3的冷卻水一起，從冷卻水出口3b通過管11流到散熱器10。
在散熱器10被奪去了熱的冷卻水通過管12還流到水泵4的吸入口5a。
圖5示意地表示正常行駛時的冷卻水的流動。
構成水泵4→切換閥20→氣缸蓋3及氣缸體2→散熱器10→水泵4的循環(huán)路，可有效地將整個內(nèi)燃機1冷卻。
通常，在該冷卻構造下，內(nèi)燃機被運轉(zhuǎn)，包含緩加減速地進行正常行駛。
在該正常行駛中，當油門踏板被急速且大地踏下時，風門急開，送入燃燒室內(nèi)的混合氣量增加，發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高，成為高負荷狀態(tài)，成為容易產(chǎn)生敲缸的運轉(zhuǎn)區(qū)域。
該加速行駛時，切換閥20動作，內(nèi)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動到預定角度位置，如圖6所示，將通往流出連接管Ec的通路關閉，通往流出連接管Ep的通路保持著關閉，僅將流出連接管Eh打開。
因此，從水泵4排出的冷卻水流入切換閥20的內(nèi)轉(zhuǎn)子22的內(nèi)部空間后，略筆直地從流出連接管Eh流到氣缸蓋3。
冷卻水從氣缸蓋3的冷卻水出口3b流出，通過管11流到散熱器10，在散熱器10被奪去了熱的冷卻水通過管12還流到水泵4的吸入口5a。
圖7示意地表示該加速行駛時的冷卻水的流動。
構成水泵4→切換閥20→氣缸蓋3→散熱器10→水泵4的循環(huán)路，全部的冷卻水流到氣缸蓋3，所以，用大量的冷卻水使氣缸蓋3的燃燒室迅速冷卻。
當因風門閥的急開，預測到發(fā)動機轉(zhuǎn)速延遲后上升而將成為高負荷時，由于氣缸蓋3的燃燒室先被大量冷卻水冷卻，所以，可防止產(chǎn)生敲缸。
用一個切換閥20進行上述的冷起動時、正常行駛時、加速行駛時的3個狀態(tài)的切換控制，驅(qū)動該切換閥20的伺服馬達31由電子控制單元ECU30控制，該控制系統(tǒng)的概略框圖如圖8所示。
檢測內(nèi)燃機1的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)傳感器32、檢測風門開度的風門傳感器33、檢測冷卻水溫度的水溫傳感器34等的檢測信號輸入到ECU30，經(jīng)過信號處理后，將驅(qū)動信號輸出給驅(qū)動切換閥20的伺服馬達31。
如上所述，從冷起動狀態(tài)到正常行駛狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，是在水溫傳感器34的檢測水溫值超過預定水溫時，預定的驅(qū)動信號被輸出到伺服馬達31，切換閥20的內(nèi)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動到圖4所示的轉(zhuǎn)動位置。
正常行駛狀態(tài)與加速行駛狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移，是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)和風門開度完成判斷，控制切換閥20而進行的。
圖9中，將發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne和風門開度θTh的關系表示在XY直角座標上。X軸表示發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne，Y軸表示風門開度θTh。
相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne的正常的風門開度變化，表示為虛線所示的、具有一定坡度的正常風門開度變化曲線C0。
但是，當風門開度θTh被急劇打開時，與發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)相比風門開度大，偏于正常風門開度變化曲線C0的上方(Y軸正方向)，表示為實線所示的加速風門開度變化曲線C。
ECU30把正常風門開度變化曲線C0與XY直角座標一起存儲在存儲器內(nèi)，計算出風門開度傳感器33檢測出的風門開度θTh與同時檢測出的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne中的正常風門開度的差Δθ。
當該Δθ比預先設定的預定值Δθ1大時，預測高負荷，從ECU30向伺服馬達31輸出預定的驅(qū)動信號，切換閥20的內(nèi)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動到圖6所示的轉(zhuǎn)動位置，先于高負荷狀態(tài)，將冷卻水流到氣缸蓋3，將燃燒室急速冷卻，可防止發(fā)生敲缸。
然后，發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)上升，當檢測出的風門開度θTh接近正常風門開度變化曲線C0，Δθ比預先設定的預定值Δθ2小時，切換閥20的內(nèi)轉(zhuǎn)子22返回圖4所示的轉(zhuǎn)動位置，成為正常行駛狀態(tài)。
預定值Δθ1，與正常風門開度的差大于該值時，設定為與發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)比較、風門開度大而進入敲缸發(fā)生區(qū)域的值。
預定值Δθ2也同樣地，當與正常風門開度的差小于該值時，設定為脫離敲缸發(fā)生區(qū)域的值。
這樣，當檢測風門開度比相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne的正常風門開度大預定值Δθ1以上時，優(yōu)先將冷卻水供給氣缸蓋3，可減少敲缸。
另外，由于冷卻水不供給到氣缸體2，所以，可防止熱效率降低，提高燃料利用率。
如上所述，為了切換控制切換閥20，除了設定正常風門開度變化曲線C0的方法外，也可以預先準備關于發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)和風門開度的圖表，把檢測出的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne和風門開度θTh與圖表對照，進行切換判斷。
圖10是表示該圖表的例子。將發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne和風門開度θTh的關系表示在XY直角座標上。X軸表示發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne，Y軸表示風門開度θTh。
該圖表所示的向各氣缸蓋的切換線Lh，是與發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)比較，風門開度大，設想為進入敲缸發(fā)生區(qū)域的預先決定的線。
在與發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)比較，風門開度大的該線Lh左側(cè)的區(qū)域是敲缸發(fā)生區(qū)域。當檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne和風門開度θTh所示的圖表上的點進入該區(qū)域時，從ECU30將預定的驅(qū)動信號輸出給伺服馬達31，切換閥20的內(nèi)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動到圖6所示的轉(zhuǎn)動位置，先于高負荷狀態(tài)，優(yōu)先將冷卻水流入氣缸蓋3，將燃燒室急速冷卻，可防止敲缸發(fā)生。
另外，該圖表所示的往氣缸切換的線Lc，是設想脫離敲缸發(fā)生區(qū)域的、預先決定的線，當檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne和風門開度θTh所示圖表上的點進入該線Lc右側(cè)的區(qū)域時，切換閥20的內(nèi)轉(zhuǎn)子22返回圖4所示的轉(zhuǎn)動位置，成為正常行駛狀態(tài)。
如上所述，用一個旋轉(zhuǎn)式切換閥20的切換，在正常行駛時將冷卻水供給到氣缸體2，使整個發(fā)動機冷卻。在加速行駛時，優(yōu)先地將冷卻水供給到氣缸蓋3，可減少敲缸和提高燃料利用率。在冷起動時，冷卻水不循環(huán)到發(fā)動機地還流，可以實現(xiàn)早期暖機。
除了切換閥20外，不必另外設置恒溫器或其它閥，可減少零部件數(shù)目，采用旋轉(zhuǎn)式的切換閥可使切換閥體小型化。
下面，參照圖11至圖14，說明該切換閥的變型例。
圖11中，本切換閥50以外的內(nèi)燃機及冷卻構造，與上述實施例相同，采用相同標記。
本切換閥50，與上述切換閥20相同，是旋轉(zhuǎn)式4通分流閥。在外定子51內(nèi)嵌合著可轉(zhuǎn)動的內(nèi)轉(zhuǎn)子52。但是，如圖11和圖12所示，在外定子51上，朝著內(nèi)轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)放射方向突出地形成3根與內(nèi)部連通的連接管，剩下的一根朝著內(nèi)轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)軸方向突出形成。
朝內(nèi)轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)放射方向突出形成的3根連接管，是大徑的流入連接管I、大徑的流出連接管Eh和小徑的流出連接管Ec。大徑的流入連接管I通過大徑管25與水泵4的排出口5b連接。大徑的流出連接管Eh通過大徑管26與氣缸蓋3的冷卻水入口3a連接。小徑的流出連接管Ec通過小徑管27與氣缸體2的冷卻水入口2b連接。朝內(nèi)轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)軸方向突出形成的連接管是大徑的流出管Ep，該大徑的流出管Ep通過大徑管28與水泵4的吸入口5a連接。
流出連接管Eh位于與流入連接管I相對的位置。流出連接管Ec和流出連接管Ep垂直于流入連接管I，并相互也垂直。
圖11表示冷起動時的狀態(tài)，通往流出連接管Eh、Ec的通路被關閉，僅通往流出連接管Ep的通路打開。從水泵4排出的冷卻水，通過管25，從切換閥50的流入連接管I流入內(nèi)轉(zhuǎn)子52的內(nèi)部空間，直角地改變流向后，通過唯一打開著的流出連接管Ep的通路，通過管28還流到水泵4的吸入口5a，構成循環(huán)路。
從水泵4出來的冷卻水，由于不循環(huán)到發(fā)動機，所以在冷起動時，可進行急速暖機，可提高廢氣排放特性和實現(xiàn)空轉(zhuǎn)的初期穩(wěn)定性。
當冷卻水溫度上升到一定程度時，切換閥50動作，內(nèi)轉(zhuǎn)子52轉(zhuǎn)動到預定的角度位置，如圖13所示，將通往流出連接管Ep的通路關閉，將通往流出連接管Eh、Ec的通路打開。
從水泵4排出的冷卻水，流入切換閥50的內(nèi)轉(zhuǎn)子52的內(nèi)部空間后，分流為二條流路，一條是略筆直地從流出連接管Eh流向氣缸蓋3，另一條是直角地改變流向，從流出連接管Ec流向氣缸體2，成為正常行駛時的狀態(tài)。
因此，與上述實施例同樣地，比較大量的冷卻水流到氣缸蓋3，少量的冷卻水流到氣缸體2，所以，不過度地冷卻發(fā)動機，防止熱效率降低，防止燃料利用率降低，可使整個發(fā)動機冷卻。
在加速行駛時，切換閥50的內(nèi)轉(zhuǎn)子52進一步旋轉(zhuǎn)預定角度，成為圖14的狀態(tài)，將通往流出連接管Ec的通路關閉，通往流出連接管Ep的通路保持關閉，只打開流出連接管Eh。
當因風門的急開，發(fā)動機轉(zhuǎn)速延遲后上升預測到高負荷時，由于氣缸蓋3的燃燒室先被大量冷卻水冷卻，所以，可防止產(chǎn)生敲缸。
上述的切換閥是旋轉(zhuǎn)式分流切換閥，但也可以采用滑動式的分流閥，圖15至圖17即為其一例。
本滑動式的切換閥60，在筒狀外殼60的內(nèi)部嵌合著可自由滑動的滑動閥62，滑動閥62通過鋼絲66被步進馬達65驅(qū)動而滑動。
滑動閥62被彈簧等推壓，步進馬達65通過鋼絲66將滑動閥62朝相反方向拉。
外殼61的兩端開口部與水泵的排出口連接，冷卻水從該兩端流入，在外殼61周壁的預定3個部位開設著流出口Eh、Ec、Ep，大徑的流出口Eh與氣缸蓋連接，小徑的流出口Ec與氣缸體連接，大徑的流出口Ep與水泵連接，與上述實施例同樣地構成冷卻水循環(huán)路。
流入孔I貫通滑動閥62的中心軸，在滑動閥62外周面的預定2個部位形成環(huán)狀槽63、64，連通孔63a、64a從流入孔62a分別貫通到環(huán)狀槽63、64。
圖15表示冷起動時的狀態(tài)，滑動閥62將流出口Eh、Ec關閉，使流出口Ep對準環(huán)狀槽64而打開。從兩端流入到流入孔62a內(nèi)的來自水泵4的冷卻水，通過連通孔64a、環(huán)狀槽64，從流出口Ep還流到水泵。
當冷卻水溫度上升到一定程度時，切換閥60動作，滑動閥62滑動到預定位置，如圖16所示，將流出口Ep關閉，將流出口Eh、Ec都打開。
因此，比較大量的冷卻水從大徑的流出口Eh流到氣缸蓋；比較少量的冷卻水從小徑的流出口Ec流到氣缸體，成為正常行駛時的狀態(tài)。
在加速行駛時，滑動閥62進一步滑動預定距離，如圖17所示，將流出口Ec、Ep關閉，只打開流出口Eh，氣缸蓋3的燃燒室被大量冷卻水冷卻，可防止敲缸的發(fā)生。
圖18表示切換閥的另一例。
本切換閥70中，從冷卻水的流入通路1分支出3根流出通路Ep、Eh、Ec，在各流出通路Ep、Eh、Ec上分別配置著電磁閥71、72、73。
大徑的流出通路Eh與氣缸蓋連接，小徑的流出通路Ec與氣缸體連接，大徑的流出通路Ep與水泵連接，與上述實施例同樣地，構成冷卻水循環(huán)路。
ECU控制各電磁閥71、72、73，在冷起動時，只打開流出通路Ep，冷卻水不循環(huán)到發(fā)動機，可實現(xiàn)早期暖機。在正常行駛時，關閉流出通路Ep，打開大徑的流出通路Eh和小徑的流出通路Ec，主要將氣缸蓋冷卻，防止熱效率降低，防止燃料利用率降低，可將整個發(fā)動機冷卻。在加速行駛時，只打開大徑的流出通路Eh，用大量的冷卻水將氣缸蓋3的燃燒室冷卻，可防止敲缸的發(fā)生。
將切換閥切換到加速行駛時狀態(tài)的控制，是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)和風門傳感器檢測出的風門開度進行判斷后控制的，但也可以為了檢測風門的急開，計算風門開度的變化率即風門閥的轉(zhuǎn)動的角速度或其變化率即角加速度，據(jù)此進行判斷。
即，預先決定預測風門閥的高負荷狀態(tài)的預定角速度或預定角加速度，當判斷為根據(jù)實際的風門傳感器檢測出的風門開度計算出的風門閥的角速度或角加速度超過了預先決定的角速度或角加速度時，把切換閥切換到加速行駛的狀態(tài)。
下面，參照圖19和圖20，說明另一冷卻構造的實施例。
上述冷卻構造中，切換閥20位于氣缸體2和氣缸蓋3的上流側(cè)，氣缸體2和氣缸蓋3的水套連通。而本冷卻構造中，切換閥85位于氣缸體81和氣缸蓋82的下流側(cè)，氣缸體81和氣缸蓋82的水套不連通。
切換閥85中，流入連接管Ic與氣缸體81的水套連接，流入連接管Ih與氣缸蓋82的水套連接，流出連接管Er與散熱器84連接，流入連接管Ih與流出連接管Er常時連通，用開閉閥控制與流入連接管Ic的連通。
即，切換閥85相當于合流閥。
水泵83吸入來自散熱器84的冷卻水，連通路在途中分支，排出冷卻水可供給氣缸體81和氣缸蓋82。
圖19表示正常行駛時的狀態(tài)，如圖19所示，打開流入連接管Ic時，在散熱器84中循環(huán)的冷卻水同時地在氣缸體81和氣缸蓋82流動，可有效地將整個內(nèi)燃機冷卻。
在該正常行駛中，當油門踏板被大地急速踏下而成為加速行駛時，切換閥85的流入連接管Ic關閉，如圖20所示，流向氣缸體81的冷卻水被止住，全部的冷卻水流到氣缸蓋82，用大量的冷卻水將氣缸蓋82的燃燒室迅速冷卻，可防止敲缸的發(fā)生。
下面，參照圖21和圖22，說明另一實施例。
本冷卻構造中，氣缸體91和氣缸蓋92的水套連通，切換閥95和切換閥96分別配置在氣缸體91和氣缸蓋92的上流側(cè)和下流側(cè)。
圖21表示正常行駛時的狀態(tài)，水泵93吸入來自散熱器94的冷卻水，排出到切換閥95，切換閥95將冷卻水同時供給氣缸體91和氣缸蓋92，切換閥96從氣缸體91和氣缸蓋92的雙方流入冷卻水，還流到散熱器94。
因此，可有效地將整個內(nèi)燃機冷卻。
加速行駛時，如圖22所示，切換閥95把通往氣缸體91的流出連接管Ec關閉，切換閥96把來自氣缸蓋92的流入連接管Ic關閉，從水泵93排出的全部冷卻水流向氣缸蓋92，用大量的冷卻水將氣缸蓋92的燃燒室迅速冷卻，可防止敲缸的發(fā)生。
另外，由于氣缸體91和氣缸蓋92的水套連通，所以，如圖23所示，切換閥95關閉通往氣缸蓋92的流出連接管Eh、打開通往氣缸體91的流出連接管Ec；切換閥96關閉來自氣缸體91的流入連接管Ic、打開來自氣缸蓋92的流入連接管Ih時，可構成與圖21不同的正常行駛時的狀態(tài)。
即，如圖23所示，從水泵93排出的冷卻水，從氣缸體91流向氣缸蓋92，從氣缸蓋92經(jīng)過切換閥96還流到散熱器94，可將整個內(nèi)燃機冷卻。
另外，本發(fā)明各實施例中的切換閥驅(qū)動用伺服馬達，是采用步進馬達，階段地開閉切換閥的各冷卻水通路，不將圖3、圖7、圖20、圖23各圖的冷卻水通路全閉，使少量的冷卻水流動，可防止各部冷卻水的淤塞部溫度上升。
權利要求
1.內(nèi)燃機的冷卻裝置，借助水泵的驅(qū)動，使冷卻水在內(nèi)燃機與散熱器之間循環(huán)，其特征在于，備有檢測內(nèi)燃機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器；檢測風門開度的風門傳感器；選擇地向內(nèi)燃機的氣缸或氣缸蓋切換供給冷卻水的切換閥；驅(qū)動上述切換閥的驅(qū)動機構；根據(jù)上述風門傳感器檢測出的風門開度和上述發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器檢測出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制上述驅(qū)動機構的控制裝置；上述控制裝置當判斷為與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較風門開度大時，驅(qū)動上述驅(qū)動機構，切換上述切換閥，以向氣缸蓋供給冷卻水。
2.如權利要求1所述的內(nèi)燃機的冷卻裝置，其特征在于，當判斷為檢測風門開度比相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的正常風門開度大預定值以上時，驅(qū)動上述驅(qū)動機構，切換上述切換閥，以向氣缸蓋供給冷卻水。
3.如權利要求1所述的內(nèi)燃機的冷卻裝置，其特征在于，上述控制裝置備有圖表，該圖表是在以風門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速為兩座標軸的座標上預先設定了切換線的圖表，上述切換線是與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較判斷風門開度大的閾線，用于指示上述切換閥的切換，把檢測出的風門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速與上述圖表對照，根據(jù)與上述切換線的關系進行判斷，控制上述切換閥。
4.如權利要求1至3中任一項所述的內(nèi)燃機的冷卻裝置，其特征在于，上述內(nèi)燃機中，氣缸和氣缸蓋使冷卻水通路連通，在氣缸和氣缸蓋上分別有冷卻水入口，在氣缸蓋上有冷卻水出口。
5.如權利要求4所述的內(nèi)燃機的冷卻裝置，其特征在于，上述切換閥，選擇地切換冷卻水的下述供給方式把從水泵排出的冷卻水供給上述氣缸；把從水泵排出的冷卻水供給氣缸蓋；把從水泵排出的冷卻水不循環(huán)到發(fā)動機地還流。
全文摘要
本發(fā)明提供的內(nèi)燃機冷卻裝置,可根據(jù)風門開度控制往氣缸和氣缸蓋供給冷卻水的切換供給,降低敲缸,提高燃料利用率。該內(nèi)燃機的冷卻裝置,借助水泵的驅(qū)動,使冷卻水在內(nèi)燃機與散熱器之間循環(huán),其特征在于,備有:檢測內(nèi)燃機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器32;檢測風門開度的風門傳感器33;選擇地向內(nèi)燃機的氣缸或氣缸蓋切換供給冷卻水的切換閥20;驅(qū)動上述切換閥20的驅(qū)動機構31;根據(jù)上述風門傳感器33檢測出的風門開度θTh和上述發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器32檢測出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne,控制上述驅(qū)動機構31的控制裝置30。上述控制裝置30,當判斷為與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較風門開度大時,驅(qū)動上述驅(qū)動機構31,切換上述切換閥20,以向氣缸蓋供給冷卻水。
文檔編號F01P7/14GK1343834SQ0113265
公開日2002年4月10日 申請日期2001年9月7日 優(yōu)先權日2000年9月8日
發(fā)明者阿部德男 申請人:本田技研工業(yè)株式會社