エンジン始動前のエンジン予熱装置

【課題】従来の加熱ヒータは、エンジン始動と同期にコイルヒータで加熱する装置である。圧送されるオイルが加熱コイルの間を通る時間は短く１２Ｖで空気中ではなく、コイルヒータを瞬時には加熱できず殆どのオイルは暖まりずらい。
【解決手段】オイルパンに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設けるとともに、冷却水のパイプに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設けてエンジンを始動する前にオイルパンの内部と外部に温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、温度を所定温度にオイルのみやオイルパンを加熱更に冷却水のパイプの内部と外部に温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、所定温度に冷却水を加熱することを特徴とするエンジン始動前のエンジン予熱装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、エンジン始動前にエンジンオイルやオイルパンや冷却水を予熱し、エンジン内部全体を暖め各金属回転部分の摩耗部に油膜を形成させることによりシリンダーヘッドリングやメタル類は暖まり軟化し飛躍的に金属摩耗が減少するので、エンジン始動と始動直後に好適な条件をもたらす。
【背景技術】
【０００１】
【０００２】
寒冷地で用いる乗用車、四輪駆動車、バスおよびトラックなどの自動車においては、エンジンの始動性向上と始動直後の激しい摩耗を抑えるため、エンジン始動前に予めエンジンオイルとオイルパンと冷却水を予熱するための加熱装置を使用する事によりエンジンの始動を容易にし、エンジンの金属摩耗を飛躍的に減少させる必要がある。
【０００３】
従来の技術で例えばエンジン始動と同期にオイル通路に加熱コイルを設け加熱する装置（特許文献１参照）と、灯油を燃焼させその熱風とエンジンを始動しその排気熱をオイルパンとラジエターに吹きつけ加熱する装置がある。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開平９−２０９７３４号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置においては、ヒータをエンジンの始動装置と同期作動するように構成し始動装置の始動に伴ってヒータを加熱させ、メインギャラリの内部を通るオイルのみを加熱するようになっておりエンジン始動直後１５秒から２０秒はオイルを暖める程メインギャラリの内部のコイルは瞬時に加熱しずらく、メインギャラリの中を通るオイルの流速は早く暖まる時間は少なく暖気が少し早く済む利点がある反面、潤滑部に送られる多くのオイルは冷気を暖めて流れる程暖まっていないエンジンの暖気を全体的に考えた場合、必ずしも良好な始動が行われない懸念がある。
【０００５】
特許文献２の装置では、予め灯油や軽油を燃焼させプレヒータで熱風化しオイルパン外部底部と冷却水に吹きつけオイルパンのオイルと冷却水を予熱し、エンジン始動後オイルパン外部の底部と冷却水に排気熱を吹きつけ加熱させる。この装置では燃料溜め室や熱風通路や排気通路やプレヒータを装着した場合、大容積のスペースが必要かつ複雑な装置になり、乗用車、四輪駆動車、バス、トラックには装着出来ない懸念がある。
【０００６】
エンジンがもっとも調子よく回転するのは完全に暖気されたとき、すなわち冷却水および潤滑用のオイルが設定温度に達したときである。このときから潤滑皮膜ができ金属摩耗がない状態になる。この場合冷却水の温度上昇は比較的短時間で行われるがオイルは粘度が高いことから所定の温度に達するのに時間がかかることになる。そこで、冷気状態のエンジンを始動させるとき何らかの手段によってオイルを予熱しようという思想が発生する。
【０００７】
本発明はこの点を留意し、なされたものであり上記のような問題が生じないエンジンオイルとオイルパンと冷却水予熱装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
オイルパンに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設け、エンジンを始動する前にオイルパンの内部と外部に温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、温度を所定温度にオイルやオイルパンを加熱することを特徴とする。
【０００９】
冷却水パイプに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設け、エンジンを始動する前に冷却水のパイプの内部と外部に温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、温度を所定温度に冷却水を加熱することを特徴とする。
【００１０】
オイルパンに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設けるとともに冷却水のパイプに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設けて、エンジンを始動する前にオイルパンの内部と外部に温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、温度を所定温度にオイルやオイルパンを加熱更に冷却水のパイプの内部と外部に温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、所定温度に冷却水を加熱することを特徴とする。
【００１１】
前記加熱体は、両部側面を貫通しオイルパン内に溜まっているオイルを予熱する棒状やコイル状の加熱体であり温度サーモスタットセンサーを設けた冷却水のパイプに接続して冷却水ステンレス材のパイプを予熱する棒状やコイル状の加熱体であることを特徴とする。
【００１２】
前記エンジンオイルパン加熱体をオイルパン側部四方と両側面部と底面に設けたことを特徴とする。
【００１３】
前記冷却水加熱体は、装着可能な形状に加工したステンレス材のパイプ内部に設けた棒状やコイル状の加熱体であることを特徴とする。
【００１４】
前記冷却水加熱体やオイルパン加熱体は、オイルパンの側部四方や両側面部や底面部に装着した耐熱性のあるゴムコード状加熱体やゴムシート状加熱体である。請求項３および５に記載の加熱体であることを特徴とする。
【００１５】
前記冷却水加熱体のステンレス材のパイプの外部に巻きつける耐熱性のあるゴムコード状加熱体や狭幅ゴムシート状加熱体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によって、エンジン始動前にエンジンオイルとオイルパンと冷却水を予熱することで各金属は暖まり特に冷却水を２０分から３０分予熱すると標準装備の冷却水サーモスタットが開き予熱された冷却水がエンジンブロック下部の冷却水入口から流入しエンジンブロックやシリンダーヘッド各金属を暖め上部アッパーマウントホースへ流れる。それを繰り返すことで各回転部のメタル類のオイル通路に冷えて固着してるオイルも予熱されオイルの粘度指数が下がり各金属表面に薄く伸びるため回転抵抗もなく、油膜が回転部分に薄く浮くことで金属と金属が触れず摩耗せず各金属どうしが摩耗しないためオイルも老化酸化しにくく、オイルは長持ちしエンジン始動時には軽く回るためバッテリーに負担を掛けずバッテリーは長持し、エンジンの各金属も暖まりエンジン始動は極めて容易である。冬場暖房は早く効き夏場冷房を直ぐにつけてもエンジンを傷めない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。
【００１８】
図１において、エンジン本体７３の要部にかかるオイルパン９０に棒状サーモスタットセンサー４７の下部に加熱体４８、４９をオイルパン９０に挿入装着されオイルパン内部１に挿入される。また標準装備の冷却水サーモスタットセンサー１２に接続しステンレス材のパイプ８９に棒状の温度サーモスタットセンサー５０と棒状加熱体８０を装着し、予熱された冷却水は標準装備の冷却水サーモスタットセンサー１２に流入し上部エンジンブロック９を通りシリンダーヘッド３からアッパーマウントホース２０へ流入し冷却装置ラジエター８７に流入し下部のローホース３２からステンレス材のパイプ８９の加熱体に流入する。
【００１９】
図２ににおいてはオイルまたは冷却水の棒状加熱体５１は、オイル用と冷却水用とでその形状は同一であるが、加熱部表面の温度の上昇が異なる。
【００２０】
図３において、７３のエンジン本体要部にかかるオイルパン９０にゴムシート状加熱体を２、７４、７５を装着し、また標準装備冷却水サーモスタットセンサー１２に接続し７０のステンレス材のパイプに耐熱ゴムシート状加熱体を巻き付けて装着し、予熱された冷却水は標準装備の冷却水サーモスタットセンサー１２に流入し上部エンジンブロック９を通りシリンダーヘッド３からアッパーマウントホース２０へ流入し冷却装置のラジエター８７に流入し下部のローホース３２からステンレス材のパイプ７０の加熱体に流入する。
【００２１】
図４は耐熱ゴムシート状加熱体５３はおもにオイルパン外部加熱用にもちいる。
【００２２】
次に、加熱体の異なる実施例として図５において、耐熱狭幅ゴムシート状加熱体５２はおもに冷却水ステンレス材のパイプに巻き付けて加熱用にもちいる。
【００２３】
また、他の実施例として図６において、耐熱ゴムコード状加熱体はオイルパン加熱や冷却水加熱にもちいる。
【００２４】
図７は加熱体８８を装着したオイルパン平面図を示す。オイルパン内部の底面７８にはオイルパンオイル溜室１３がある。そのオイルパン外側に加工済みの１ｍｍ厚のゴム板１４をそわせまた、上部に加熱体１６を液状ゴムで固着し沿わせた上に６ｍｍ厚のグラスウール４４を固着し、また上部に１ｍｍ厚のゴム板７９を四方に敷きつめて液状ゴムを薄く塗り延ばして固着する。その外側に加熱体固定用アルミ板７６で固定と保護をして７６のアルミ板の反りを抑えるためアルミ板１８をリベットで加締め固定する。それに底分の加熱体のみを保温するため５０ｍｍのグラスウール１５を敷いてまた、加熱体固定用ずれ止め１９が装着され更に吊り金具固定用のボルト１７で締め付ける。金具１９にステンレス結束バンドを掛けて下部のアルミ板底受け皿８４を沿して吊り上げ保護と固定をする。
【００２５】
図８はステンレス材のパイプ７０の冷却水加熱体加工図であり、ゴムコード状加熱体２０を巻き付けた上部に液状ゴムを薄く塗りその上部にサーモスタットセンサー４と温度ヒューズ５を液状ゴムで固着し１００Ｖ電源を５６、２１に結線し信号線２２、５５をパイロットランプの配線と結線する。
【００２６】
図９はステンレス材のパイプ７０の部分拡大図でステンレス材のパイプ２６に耐熱ゴムコード状か耐熱ゴムシート状加熱体２５を巻きつける。この場合、コード状をシート状としてもよい。その上部に６ｍｍ厚のグラスウール２３を巻きつけまたその上部に１ｍｍ厚のゴム板２４を巻きつけ液状ゴムで固着する。
【００２７】
図１０はオイルパン１平面図でありステンレスバンド２７で締め付け固定しステンレス結束バンド２８で固着しアルミバンド８２で加熱体ずれを防ぎ１ｍｍ厚のゴム板５７を固着し６ｍｍ厚のグラスウール２９を敷き下部に耐熱ゴムコード状加熱体６０を敷き下部に１ｍｍ厚のゴム板５９と上部に敷いた１ｍｍ厚のゴム板５７とで液状ゴムで固着する。
【００２８】
図１１は耐熱ゴムコード状加熱体５４の加工図であり、１ｍｍ厚のゴム板６３に耐熱ゴムコード状加熱体５４と温度サーモスタットセンサー４と温度ヒューズ５に液状ゴムを上部に薄く塗り固着する。１００Ｖの電源に６０、６２を結線し信号線３０、３１をパイロットランプの配線と結線する。
【００２９】
図１２において１ｍｍ厚のゴム板３６の下部は６ｍｍ厚のグラスウール３５の断熱材の下部は耐熱ゴムシート３３に加熱体感傷防止をし耐熱ゴムコード５４があり上部に敷いた６９と下部３４を液状ゴムで３７のように固着する。耐熱ゴムシート状加熱体６９である１００Ｖの電源に６０、６２を結線し信号線３０、３１をパイロットランプの配線と結線する。
【００３０】
図１３において５ｃｍ幅のアルミバンド本体６７に反り止め補強金具４０をつけなおかつオイルパン四方の角に沿いやすくするための切り込み３９を入れ、加熱体を装着後外側から締め付け用のステンレス結束バンド通し穴３８を開けてあり加熱体の装着補強アルミバンド８３で固定する。
【００３１】
図１４においてオイルパンの外部底面の加熱体受け皿平面図８４は本体でアルミ板の底部６４で補強してステンレス結束バンド通し穴４１で吊し固定する。
【００３２】
図１５においてオイルパンの外部底面の加熱体受け皿断面図８６で受け皿の側面部６６で枠体を固定し反り止め補強アルミ金具４３で固定する。底部のアルミ板４２で補強と保護をする。
【００３３】
図１６においては車内コントロール装置６８でキャノンカプラー６５に１００Ｖの電源を引くことでタイマースイッチ１０が機能して棒ヒューズ６を通りＡＣ１００Ｖのパイロットランプが点灯する、オイルの加熱用パイロットランプ８が２個点灯点滅する同期に冷却水の加熱用パイロットランプ７が点灯点滅するエンジンキーＯＮの状態でＤＣ１２Ｖ用のパイロットランプ４６が点灯する。
【００３４】
この発明でのテスト結果を以下説明する。
【実施例１】
【００３５】
図１に記載のテストデーターで、オイルと冷却水ともサーモスタットセンサーの設定温度は１００度で、外気温度は１５度でオイル温度は９度で水温は１０度でオイルの内容量は４ｌで冷却水の内容量は４、５ｌでのテストした結果は下記の通りである。
オイル温度の分布（１）開始１０分後５４度
（２）開始１５分後７３度
（３）開始２０分後７９度
（４）開始２５分後８１度
（５）開始３０分後８３度
（６）開始３５分後８５度
冷却水温度の分布（１）開始１０分後２８度
（２）開始２０分後４４度
（３）開始３０分後５８度
（４）開始４０分後７０度
（５）開始５０分後７９度
（６）開始６０分後８６度
【００３６】
以下、この発明での第二のテスト形態を説明する。
【実施例２】
【００３７】
この発明でのテスト結果を以下説明する。
図３に記載のテストデーターでの結果、オイルサーモスタットセンサーの設定温度は１２０度で温度ヒューズは１４７度で冷却水のサーモスタットセンサーの設定温度は１００度で温度ヒューズは１２０度で外気温度は２度でオイルの温度は不明です。冷却水の温度は３度での結果である。図１に記載のオイルの温度データーよりオイルの設定温度を高くしてある理由はオイルパンとゴムシート状加熱体との間に１ｍｍ厚の板ゴムを敷いてあり熱伝導率が弱くオイルパンの加熱体設定温度よりオイルパンに伝わる温度が２０度〜２５度ほど温度が下がるため設定温度を高くしている。
オイル温度の分布（１）開始１０分後３３度
（２）開始２０分後４１度
（３）開始３０分後５０度
（４）開始４０分後５７度
（５）開始５０分後６０度
（６）開始６０分後６３度
冷却水温度の分布（１）開始５分後３８度
（２）開始１０分後６４度
（３）開始１５分後８３度
（４）開始２０分後９３度
（５）開始２５分後９５度
上記の冷却水温度分布は標準の冷却水パイプでの結果です。冷却水が流動しない状態での表であり、現状では６０〜７０度で冷却水サーモスタットは開弁が始まり冷却水が流動し、エンジン内に流入するため冷却水の温度は６０〜７０度以上は上がらず所定温度がつづく。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明の利用範囲は広く四季にわたって使用できて、特に秋から冬場や寒冷地使用車にはオイルと冷却水が予熱されているため心強い装置である。オイルと冷却水が予熱されエンジン内部のクランクシャフト軸受けメタルとコンロット軸受けメタルやピストンリングとシリンダー内部金属壁面などが予熱されるとともに、オイルの粘度指数（水っぽくなる）が下がることで回転部分にフリークッションロス（抵抗）がかからず、メタル類のオイル通路に冷えて固着しているオイルも予熱で金属表面に薄く油膜が形成されることで摩擦しないため摩耗がなくエンジン始動時にフリークッションろすがなく、飛躍的にエンジン始動は向上しオイルも金属摩擦がないため消耗老化酸化しにくくエンジンは軽く始動するためバッテリーにも負担がかからず特に始動性は良好である。また暖気運転やアイドリングアップが早く済み燃料費もそのため減少しエンジン始動後暖房は早くきき、始動後冷房は直ぐにつけてもエンジンは傷まず予熱装置装着車は秋から冬場や寒冷地に輸出する場合は好適であり技術と耐久性や信頼性が高く評価されることである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかるエンジン予熱装置斜視図である。
【図２】本発明の棒状の加熱体の実施例である。
【図３】本発明の第二の実施形態にかかるエンジン予熱装置斜視図である。
【図４】本発明の耐熱ゴムシート状加熱体の実施例である。
【図５】本発明の耐熱狭幅ゴムシート状加熱体の別の実施例である。
【図６】本発明の耐熱ゴムコード状加熱体の異なる実施例である。
【図７】本発明の実施形態にかかるオイルパンの加熱体の断面図である。
【図８】本発明の実施形態にかかるエンジン予熱装置の冷却水加熱体の概略図である。
【図９】本発明の実施形態にかかるエンジン予熱装置の冷却水加熱体の部分拡大図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかるエンジン予熱装置のオイルパン平面図である。
【図１１】図６に記載のゴムコード状加熱体の加工途中の平面図である。
【図１２】図６に記載のゴムゴード状加熱体の加工完成の断面図である。
【図１３】本発明の実施形態にかかるオイルパンの加熱体の装着補強アルミバンドの平面図である。
【図１４】本発明の実施形態にかかるオイルパンのアルミ底受け皿平面図である。
【図１５】本発明の実施形態にかかるオイルパンのアルミ底受け皿断面図である。
【図１６】本発明の実施形態にかかるエンジン予熱装置のコントロール装置平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１オイルパン内部
２耐熱ゴムシート状加熱体
４耐熱ゴムシート状や耐熱ゴムコード状加熱体に使用する温度サーモスタットセンサー
５耐熱ゴムシート状や耐熱ゴムコード状加熱体に使用する温度ヒューズ
１１冷却水加熱体ステンレス材のパイプ
１２標準装備冷却水サーモスタットセンサー
４７棒状温度サーモスタットセンサー
４８オイル用棒状加熱体
４９オイル用棒状加熱体
５０冷却水用棒状温度サーモスタットセンサー
５１棒状加熱体
５２狭幅耐熱ゴムシート状加熱体
５３耐熱ゴムシート状加熱体
５４耐熱ゴムコード状加熱体
７３エンジン要部本体
７４耐熱ゴムシート状加熱体
７５耐熱ゴムシート状加熱体
８０冷却水用棒状加熱体
８９冷却水加熱体設置ステンレス材のパイプ
９０オイルパン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルパンに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設け、エンジンを始動する前にオイルパンの内部または、外部の温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し温度を所定温度にオイルやオイルパンを加熱するエンジン始動前のエンジン予熱装置。
【請求項２】
冷却水パイプに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設け、エンジンを始動する前に冷却水のパイプの内部または、外部の温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し温度を所定温度に冷却水を加熱することを特徴とするエンジン始動前のエンジン予熱装置。
【請求項３】
オイルパンに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設けるとともに冷却水のパイプに温度サーモスタットセンサーおよび加熱体を設けて、エンジンを始動する前にオイルパンの内部または外部の温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、温度を所定温度にオイルやオイルパンを加熱更に冷却水のパイプの内部と外部に温度を検出する温度サーモスタットセンサーの検出値に応じて通電制御し、所定温度に冷却水を加熱することを特徴とするエンジン始動前のエンジン予熱装置。
【請求項４】
前記加熱体は、両部側面を貫通しオイルパン内に溜まっているオイルを予熱する棒状やコイル状の加熱体であり、温度サーモスタットセンサーを設けた冷却水のパイプに接続して冷却水ステンレス材のパイプを予熱する棒状やコイル状の加熱体であることを特徴とする請求項１乃至３に記載のエンジン始動前のエンジン予熱装置。
【請求項５】
前記エンジンオイルパン加熱体をオイルパン側部四方と両側面部と底面に設けたことを特徴とする請求項１および３に記載のエンジン始動前のエンジン予熱装置。
【請求項６】
前記冷却水の加熱体は、装着可能な形状に加工したステンレス材のパイプ内部に設けた棒状やコイル状の加熱体であることを特徴とする請求項２および３に記載のエンジン始動前のエンジン予熱装置。
【請求項７】
前記冷却水の加熱体やオイルパンの加熱体は、オイルパン側部四方や両側面部や底面部に装着した耐熱性のあるゴムコード状加熱体やゴムシート状加熱体である請求項３および５に記載のエンジン始動前のエンジン予熱装置。
【請求項８】
前記冷却水の加熱体のステンレス材のパイプの外部に巻きつける耐熱性のあるゴムコード状加熱体や狭幅ゴムシート状加熱体であることを特徴とする請求項２および３に記載のエンジン始動前のエンジン予熱装置。

【図１】