CN102333940A - 内燃机的冷却水通路装置 - Google Patents

Abstract

分别取入来自V型发动机的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水取入管（23、24）设在第1主体（21）一侧，使冷却水集合的集合路（27）、经由上述集合路（27）的通向散热器的连通开口（30a）、通向具备加热器芯部的分支通路的连通开口（31a）等设在第2主体（22）一侧，它们分别由树脂成形。上述第1主体（21）和第2主体（22）例如通过熔接方法接合，形成冷却水通路装置（10）。

Description

内燃机的冷却水通路装置

技术领域

本发明涉及适合在通过使冷却水在形成于内燃机内的流体通路与散热器之间循环、进行内燃机（以下也称作发动机）的冷却的冷却装置中使用的冷却水通路装置。

背景技术

在这种发动机冷却装置中，通过使冷却水在形成于内燃机内的流体通路与散热器之间循环、不仅进行发动机的冷却、还将冷却水也向具备制暖用的加热器芯的加热器循环流路供给，最近也提出了将来自发动机的冷却水也用于ATF加温器及EGR冷却器中的方案。

因而，为了如上述那样对各部循环或供给冷却水，需要在各自上使用分支管连接配管，由此配管变得复杂，导致发动机的维护性恶化的问题。

所以，为了使上述各管的连接简单化，在以下所示的现有技术文献中公开了直接连结在发动机的冷却水排放口上、在内部中收容热敏阀、使各管的连接口集中的冷却水通路装置。

专利文献1 ：特公平4－16610号公报

在上述现有技术文献所公开的冷却水通路装置中，具备直接连结在V型发动机的一对缸体上而取入冷却水并使其集合的集合管及旁通通路、通向散热器的冷却水的送出口、来自散热器的冷却水的取入口、以及通向水泵的配管连接口等，为相当复杂的结构。

在这样的冷却水通路装置中，由于使用金属材料成形出整体，所以存在成形加工不容易，在成型加工中导致成本上升、而且导致重量的增加等的问题。

发明内容

本发明是着眼于以合成树脂为材料成形出冷却水通路装置的整体这一点而提出的，其目的是提供一种内燃机的冷却水通路装置，能够发挥树脂成形的容易性而实现轻量化及成本降低、并且在需要的部分能够实现充分的加工精度、并且能够使作用的应力由装置整体吸收、分散、对于因发动机的热膨胀造成的应力以及因发动机与冷却水通路装置的热膨胀系数的差异造成的连结部的偏差也能够有效地应对。

为了解决上述问题而提出的有关本发明的内燃机的冷却水通路装置是在形成于V型内燃机内的流体通路与散热器之间形成有冷却水的循环流路的内燃机的冷却装置中使用、设在上述内燃机的冷却水出口部与上述散热器的冷却水入口部之间的冷却水通路装置，其特征在于，上述冷却水通路装置通过将分别单独成形的多个树脂成形体接合而形成，并且至少形成有分别取入来自上述V型内燃机的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水取入管、以及对上述散热器输送冷却水的通向散热器的连通管；上述一对冷却水取入管一体成形在上述多个树脂成形体中的一个树脂成形体上。

在此情况下，在优选的一个技术方案中，上述树脂成形体由第1主体和第2主体的两个树脂成形体构成，上述第1主体与第2主体的接合面形成为平行于沿着上述内燃机的曲柄轴的轴向的面。

此外，在优选的另一技术方案中，上述树脂成形体由第1主体和第2主体的两个树脂成形体构成，上述第1主体与第2主体的接合面形成为平行于与上述内燃机的曲柄轴的轴向正交的面。

例如，发动机也能够以不是垂直而倾斜的状态设置，此外，只要是在上述一对冷却水取入管之间没有设置接合面的构造就可以。

在上述任一种结构中均是在上述冷却水通路装置内形成有使一对冷却水取入管连通而使冷却水集合的集合路，经由该集合路形成通向上述散热器的连通管。

另一方面，在优选的一个技术方案中，由与连结上述第1主体与第2主体的接合部的平面正交、通过上述一对冷却水取入管的中心轴线的各个垂直面包围的范围中的上述第1主体与第2主体的接合部从冷却水通路装置上部观察形成为直线状。

此外，优选的是，上述一对冷却水取入管呈与分别连结各管的中心轴线的平面正交的方向上的内径较大、连结上述中心轴线的面方向上的内径较小地成形的椭圆形状。

进而，优选的是，分别包围上述一对冷却水取入管的开口而形成帽檐状的连结部，在各个连结部上，沿着从曲柄轴朝向左右的发动机头的横倾角形成有螺栓插通用的长孔。

有关该发明的内燃机的冷却水通路装置由于是通过将分别单独成形的多个树脂成形体接合而形成，分别取入来自V型内燃机的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水取入管一体成形在上述多个树脂成形体中的一个树脂成形体上的结构，所以能够有效地防止通过V型内燃机的热膨胀产生的应力集中在树脂成形体的接合部上。

并且，冷却水通路装置通过将分别单独成形的多个树脂成形体接合而形成，所以在树脂成形时，能够采用没有勉强的脱模等的成形形态。此外，能够发挥树脂成形的特性而实现进一步的成本降低和轻量化。

进而，通过采用由第1主体和第2主体构成树脂成形体、将其接合部的特定的部分形成为直线状，将上述一对冷却水取入管的截面形状分别构成为椭圆形，和在对冷却水取入管的开口实施的帽檐状的连结部上沿着从曲柄轴朝向左右的发动机头的横倾角形成螺栓插通用的长孔等的形态，能够提供对于因伴随着冷却水的升温的V型内燃机的热膨胀及与发动机头的热膨胀量的差产生的应力也能够有效地应对的冷却水通路装置。

通过如上述那样将冷却水通路装置树脂化，例如容易增设通向EGR冷却器、ATF加温器等的各设备的连结部。并且，在由铝等的金属材料成形出冷却水通路装置的情况下必须另外压入接合连接用的管的地方是树脂制成的，所以也可以发挥能够将上述管一体成形的特性。

附图说明

图1是将有关本发明的冷却水通路装置的第1实施方式在分离为第1和第2主体的状态下表示的立体图；

图2是该冷却水通路装置的俯视图；

图3是其正视图；

图4是其后视图；

图5是说明V型发动机的热膨胀的状况的示意图；

图6是表示冷却水通路装置的另一实施方式的正视图；

图7是说明冷却水取入管的优选方式的示意图；

图8是表示冷却水通路装置的再一实施方式的正视图；

图9是图8所示的实施方式的部分放大剖视图。

附图标记说明：

10：冷却水通路装置，21：第1主体，21a：接合部，22：第2主体，22a：接合部，23、24：冷却水取入管，25、26：连结部（凸缘），25a、26a：长孔，27：集合路，30：通向散热器的连通管，30a：通向散热器的连通开口，31a：通向加热器芯的连通开口，33：水温传感器，36a：通向ATF加温器的连通开口，38a：通向EGR冷却器的连通开口。

具体实施方式

以下，基于图示的实施方式对有关本发明的冷却水通路装置进行说明。图1至图4是表示第1实施方式的图。另外，在该实施方式中，按照应用在V型发动机中、构成为使来自左右的发动机头的冷却水在上述冷却水通路装置10中集合的例子进行说明。

图1是将构成上述冷却水通路装置10的由合成树脂成形的第1主体21和第2主体22分别用立体图表示的图。在上述第1主体21和第2主体22上，相互具备开口缘状的接合部21a、22a，沿着该接合部21a、22a，分别形成有以面状形成的环状的熔接部（用与接合部21a、22a相同的附图标记表示）。

上述第1主体21和第2主体22作为一优选的形态是使上述接合部21a、22a以重合的状态熔接接合、形成为一个箱体状。上述接合部21a、22a优选的是通过振动熔接、也可以通过其他螺栓的螺合、粘接剂等相互接合。

图2～图4是将通过上述振动熔接或粘接剂一体接合成形的冷却水通路装置10用俯视图、正视图、以及后视图表示的图。以下，基于将相同部位用相同的附图标记表示的各图说明冷却水通路装置10的整体结构。

在构成上述冷却水通路装置10的第1主体21中，形成有分别取入来自V型发动机的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水取入管23、24，该一对冷却水取入管23、24朝向相同的方向，将上述一对冷却水取入管23、24的开口部包围而形成有帽檐状的连结部（凸缘）25、26。

上述一对冷却水取入管23、24如图1所示，在冷却水通路装置10内连通，形成使来自一对冷却水取入管23、24的冷却水集合的集合路27。另外，该集合路27以将上述第2主体22的空间内几乎全部占用的方式形成。

在上述第2主体22的上述集合路27的大致中央部，以连通到集合路27的状态形成有通向未图示的散热器的连通管30。即，通向散热器的连通管30形成为其连通开口30a朝向与上述冷却水取入管23、24的开口相同方向。因而，在将冷却水通路装置10利用上述连结部25、26安装到V型发动机的头上的情况下，将上述连通管30与上述散热器连结的未图示的连接管配置在V型发动机的左右的发动机头间。

另一方面，在上述冷却水通路装置10的上述集合路27的大致中央部，如图2及图3所示，形成有具备达到作为室内制暖用的热交换器使用的未图示的加热器芯部的连通开口31a的连通管31。该连通管31形成在以上述的集合路27为中央而与上述通向散热器的连通管30相反的一侧，该连通管31以从第2主体22的中央部朝上弯曲为直角的状态形成。

另外，在该实施方式中，在从第2主体22的中央部朝上弯曲为直角的上述连通管31的内部中配置有水温传感器33（参照图3）。并且，图2及图4所示的附图标记34表示安装在第2主体22的外侧的上述水温传感器33的连接器。

此外，在上述第2主体22的一端部、即上述冷却水取入管23的配置侧，以与上述管23相反朝向，连通到上述集合路27而形成有具备通向ATF加温器的连通开口36a的连通管36。它如公知的那样，是为了缩短自动变速箱AT的预热运转时间、实现启动后的燃耗改善而使用的。

进而，在上述第2主体22的另一端部、即上述冷却水取入管24的配置侧的下底部上，连通到上述集合路27而形成有具备通向EGR冷却器的连通开口38a的连通管38。另外，通向上述EGR冷却器的连通开口38a从第2主体22的上述另一端部朝向外侧形成。它如公知的那样，是为了将发动机的EGR气体冷却而使用的。

这样，根据上述实施方式，形成在冷却水通路装置10中的冷却水取入管23、24、通向散热器的连通管30、通向夹装有加热器芯部的分支通路的连通管31、通向ATF加温器的连通管36、通向EGR冷却器的连通管38分别避开上述第1主体与第2主体的接合部地形成。由此，能够将各连通管及各开口部以较高的尺寸精度分别成形。

此外，根据上述实施方式，由于将一对冷却水取入管23、24仅在一个主体、即第1主体21上一体地形成，所以在将其直接连结到V型发动机上的情况下，因伴随的V型内燃机的热膨胀及因发动机头与冷却水通路装置的热膨胀的差异产生的应力仅作用在一体成形后的第1主体21一侧，不会集中作用在两个主体的接合部上。由此，能够有效地防止对冷却水通路装置带来损伤。

接着，图5以后是说明有关该发明的冷却水通路装置的另一实施方式的图。有关该实施方式的冷却水通路装置为直接连结在V型发动机上的结构，所以承受因V型发动机的热膨胀带来的应力。在此情况下，如图5中示意地表示的那样，V型发动机40的一对头（缸体）41、42通过运转时的升温而主要产生箭头E、E所示方向的热膨胀。

因而，直接连结在形成于发动机40的两缸体上的冷却水的出口部43、44上的冷却水通路装置10承受冷却水取入管23、24被向左右牵拉的方向、即后述的图7所示的F方向的应力。另外，图5中的40a表示曲柄轴的配置位置。

假如在一对冷却水取入管之间设有接合面的情况下，冷却水取入管23、24被向左右牵拉，所以应力集中在接合部而有可能断裂。为了提高能承受它的接合强度，需要增加接合面积或变更接合形状等的对策，会导致成本上升或形状及构造变得复杂。

在图1～图4所示的第1实施方式中，例如如图2所示，第1主体21和第2主体22成形为在其大致中央部稍稍弯曲的状态。由此，应力集中在上述弯曲部，受到应力的反复作用，在上述弯曲部受到损伤的程度变大。

所以，在图6所示的第2实施方式中，为了应对上述应力，去掉冷却水通路装置10的上述弯曲部，由此构成为不是仅特定的部位作用有应力。即，图6表示从上面观察冷却水通路装置10的状态，将与已经说明的图2所示的各部相当的部分用相同的附图标记表示。

在图6所示的结构中，被正交于将上述第1主体21与第2主体22的接合部21a、22a连结的平面、通过上述一对冷却水取入管23、24的中心轴线L1、L2的各自的垂直面包围的范围中的上述第1主体与第2主体的接合部从冷却水通路装置上部观察形成为直线状（用附图标记S1、S2表示）。

根据图6所示的上述结构，即使受到应力、在冷却水取入开口23、24的中心轴线L1、L2间被相互向外侧牵拉的图7所示的F方向上受到作用，也由于其之间的接合部形成为直线状，所以能够防止仅在第1主体21或第2主体22的一部分上作用上述应力带来的牵引力。由此，即使受到反复作用的上述应力，也能够提高对它的强度，能够提高耐久性及可靠性较高的冷却水通路装置。

接着，图7是表示有关该发明的冷却水通路装置的第3实施方式的图，它将冷却水取入管23、24的形态用例如从图2的A－A线向箭头方向观察的剖视图表示。如上所述，由V型发动机的热膨胀带来的应力向将冷却水取入管23、24向左右牵拉的方向、即在图7中作为箭头F、F表示的方向作用。

另外，该冷却水通路装置由于安装在V型内燃机的左右的发动机头上，所以即使发动机头向图5所示的E方向热膨胀，由于冷却水通路装置一体地向同方向、即在图5中向上方移动，所以冷却水通路装置也在铅直方向上几乎不受到应力。

因而，在将冷却水取入管23、24预先成形为正圆形的情况下，由于刚性较高，所以不能由管吸收力，应力向其他部分集中。该管23、24当作用有应力时大致为正圆形在压力损失的方面是优选的。所以，上述管23、24优选的是在常温时形成为与上述F、F方向正交的方向上的内径较大的椭圆形状（图7中用实线表示的形状）。

通过这样做成椭圆形状，能够承受上述F、F方向的应力而成为由点划线表示那样的大致正圆状态。即，通过之前为椭圆侧面部分承受应力而成为正圆形，将该应力吸收，能够防止（缓和）应力向装置的其他部分（例如上述各主体间的接合部、管的根部分等）作用。

通过上述理由，上述一对冷却水取入管23、24优选地是呈与分别连结该一对管的中心轴线L1、L2的平面正交的方向上的内径D1较大、连结上述中心轴线的面方向上的内径D2较小地形成的椭圆形状。由此，能够减轻对发动机升温时的冷却水的流动带来压力损失的程度。

接着，图8是表示有关该发明的冷却水通路装置的第4实施方式的图。即，图8将冷却水通路装置10以从正面观察的状态表示，将相当于已经说明的图3所示的各部的部分用相同的附图标记表示。在该实施方式中，在分别包围冷却水取入管口23、24的开口部而形成的帽檐状的连结部（凸缘）25、26上形成有螺栓插通用的长孔25a、26a。即，该长孔25a、26a形成为其长度方向沿着图5所示的从曲柄轴40a朝向左右的发动机头41、42的横倾角E。

另外，在图8所示的实施方式中，分别将长孔25a、26a形成为使其沿着V型发动机的一对横倾角E的方向，但它们也可以左右沿水平方向形成。

图9是用放大剖视图表示利用其一个长孔25a、通过螺栓47在发动机40的头上连结冷却水通路装置的例子的图。如图9所示，通过插通在长孔25a中的螺栓47将帽檐状的连结部25压接安装在发动机40上。并且，通过发动机升温带来的热膨胀，连结在发动机40的头上的螺栓47沿形成在上述连结部25上的长孔25a的长度方向进行方向滑动。由此，能够将作用在冷却水通路装置上的应力释放。

此外，根据上述第4实施方式，与内径较大的冷却水取入管23、24相比，能够扩大带阶差的螺栓47的连结座面，所以能够防止树脂特有的蠕变的发生。

另外，在以上说明的实施方式中，将构成冷却水通路装置的各主体的接合部形成为与沿着发动机的曲柄轴向的面平行，但这在搭载有关该发明的冷却水通路装置的内燃机呈纵置（曲柄轴的长度方向是车的行进方向）的FR车的情况下优选地采用。

在上述FR车的情况下，在发动机舱的前后方向上有空间的富余，所以冷却水取入管23、24可以采用如实施方式所示那样弯折为L字状的结构，因而，在此情况下，优选的是第1与第2主体21、22间的接合部沿水平的面方向形成。

此外，在内燃机为横置（曲柄轴的长度方向是车的宽度方向）的FF车的情况下，在发动机舱的左右方向上没有空间的富余，所以需要尽量减少冷却水通路装置的前后方向的尺寸而设计。为此，上述第1与第2主体21、22间的接合面优选的是形成为平行于与上述内燃机的曲柄轴的轴向正交的面。

在上述实施方式中，对通过将由合成树脂成形的第1主体21与第2主体22接合而构成冷却水通路装置10的情况进行了说明，但这也可以根据需要而通过将分为3个以上的树脂成形体接合而形成冷却水通路装置。

此外，上述ATF加温器、加热器、EGR冷却器等的辅助类的连通部的形状也并不限定于此，当然也可以是各种形状。

Claims (7)

1.一种冷却水通路装置，用于在形成于V型内燃机内的流体通路与散热器之间形成冷却水的循环流路的内燃机的冷却装置中、设在上述内燃机的冷却水出口部与上述散热器的冷却水入口部之间，其特征在于，

上述冷却水通路装置通过将分别单独成形的多个树脂成形体接合而形成，并且至少形成有分别取入来自上述V型内燃机的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水取入管、以及对上述散热器输送冷却水的通向散热器的连通管；

上述一对冷却水取入管一体成形在上述多个树脂成形体中的一个树脂成形体上。

2.如权利要求1所述的冷却水通路装置，其特征在于，上述树脂成形体由第1主体和第2主体的两个树脂成形体构成，上述第1主体与第2主体的接合面形成为平行于沿着上述内燃机的曲柄轴的轴向的面。

3.如权利要求1所述的冷却水通路装置，其特征在于，上述树脂成形体由第1主体和第2主体的两个树脂成形体构成，上述第1主体与第2主体的接合面形成为平行于与上述内燃机的曲柄轴的轴向正交的面。

4.如权利要求1所述的冷却水通路装置，其特征在于，在上述冷却水通路装置内形成有使一对冷却水取入管连通而使冷却水集合的集合路，经由该集合路形成通向上述散热器的连通管。

5.如权利要求2所述的冷却水通路装置，其特征在于，由与连结上述第1主体与第2主体的接合部的平面正交、通过上述一对冷却水取入管的中心轴线的各个垂直面包围的范围中的上述第1主体与第2主体的接合部从冷却水通路装置上部观察形成为直线状。

6.如权利要求2～5中任一项所述的冷却水通路装置，其特征在于，上述一对冷却水取入管呈与分别连结各管的中心轴线的平面正交的方向上的内径较大、连结上述中心轴线的面方向上的内径较小地成形的椭圆形状。

7.如权利要求2～5中任一项所述的冷却水通路装置，其特征在于，分别包围上述一对冷却水取入管的开口而形成帽檐状的连结部，在各个连结部上，沿着从曲柄轴朝向左右的发动机头的横倾角形成有螺栓插通用的长孔。

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