CN109667658B

CN109667658B - 发动机的冷却结构

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Publication number: CN109667658B
Application number: CN201811177087.4A
Authority: CN
Inventors: 小林翼; 岩濑友志; 奥野博之; 友广匡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2038-10-10
Also published as: CN109667658A; US20190112967A1; JP2019074005A; DE102018121996A1; JP6841204B2; US11035287B2

Abstract

本发明提供一种发动机的冷却结构。利用从散热器(12)供给的冷却液对发动机(10)进行冷却，并利用散热器(12)对从发动机(10)排出的冷却液进行冷却的发动机(10)的冷却结构具备：入口软管(30)，一端连接于发动机(10)，另一端连接于散热器(12)，具有两个以上的软管构件(35、36)和将所述两个以上的软管构件(35、36)连结的连结管(38)；及夹紧件(42)，具有与所述连结管(38)连结的管侧连结部和与所述发动机(10)直接或间接地连结的发动机侧连结部，所述夹紧件(42)在与所述连结管(38)之间具有抑制从所述发动机侧连结部向所述连结管(38)的振动的传递的作为传递抑制部发挥功能的间隙。

Description

发动机的冷却结构

技术领域

本说明书中，公开了一种利用从散热器供给的冷却液对发动机进行冷却，并通过散热器对从发动机排出的冷却液进行冷却的发动机的冷却结构。

背景技术

利用从散热器供给的冷却液对发动机进行冷却并利用散热器对从发动机排出的冷却液进行冷却的发动机的冷却结构广为周知。在上述的冷却结构中，在散热器与发动机之间架设置有供冷却液流动的散热器软管。

上述的散热器软管比散热器与发动机之间的距离长。因此，在散热器软管中的从与发动机或散热器连结的固定端远离的中间部分，散热器软管移动而容易较大地振动。散热器软管在中间部分较大地振动时，与其他构件发生干涉，其他构件及/或散热器软管有时会劣化或损伤。

因此，可考虑将散热器软管的中间部分经由某些固定构件而固定于发动机的情况。通过设为上述的结构，能抑制散热器软管的中间部分的较大的振动。

在此，以往，散热器软管中的固定于发动机的中间部分是其外表面由三元乙丙橡胶(EPDM)等构成的软管构件。这种情况下，软管构件自身具有一定程度的振动吸收能力，因此即使发动机振动，固定于该发动机的软管构件也难以振动，以振动为起因而软管构件发生破损等的可能性低。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2017-115643号公报

然而，由于散热器软管与其他构件的配置关系，经由固定构件而固定于发动机的部位有时不是由EPDM等构成的软管构件，而是与该软管构件连结的连结管。上述的连结管通常由树脂等构成，为硬质，多缺乏振动吸收性。在将上述的连结管经由固定构件固定于发动机的情况下，发动机的振动经由固定构件向连结管传递，连结管自身也容易振动。并且，由于该振动，可能会导致连结管与软管构件的连结的松缓、或者连结管自身的劣化或破损。

需要说明的是，专利文献1公开了如下的技术：在向发动机引导空气的进气通道的周缘形成爪，并将该爪经由通过橡胶材料构成的索环嵌合于从缸盖罩突出的销。根据上述的技术，来自车辆或发动机的振动难以向进气通道传递。然而，专利文献1只不过涉及进气通道的安装结构，专利文献1关于散热器软管的安装结构没有任何公开。

即，以往，不存在将设置于散热器软管的连结管向发动机固定时能够防止以发动机的振动为起因的连结管的不良情况的技术。

因此，在本说明书中，公开了一种发动机的冷却结构，其能够保护设置于散热器软管的连结管不受发动机的振动影响并能够将其固定于发动机。

发明内容

本说明书公开的发动机的冷却结构利用从散热器供给的冷却液对发动机进行冷却，并利用散热器对从发动机排出的冷却液进行冷却，其特征在于，具备：散热器软管，该散热器软管的一端连接于发动机，另一端连接于散热器，且该散热器软管具有两个以上的软管构件和将所述两个以上的软管构件连结的连结管；及夹紧件，具有与所述连结管连结的管侧连结部和与所述发动机直接或间接地连结的发动机侧连结部，所述夹紧件设置有抑制从所述发动机侧连结部向所述连结管的振动的传递的传递抑制部。

通过设为上述结构，将连结管固定于发动机，另一方面，存在传递抑制部，因此传递至发动机侧连结部为止的发动机的振动难以向连结管传递。其结果是，能够保护连结管免于受到发动机的振动的影响并能够将连结管向发动机固定。

所述传递抑制部可以是设置在所述管侧连结部与所述连结管之间的间隙。

通过将间隙设为传递抑制部，而能够通过简单的结构保护连结管免于受到发动机的振动的影响，并将连结管向发动机固定。

这种情况下，所述管侧连结部可以包括环状体，该环状体隔着作为所述传递抑制部发挥功能的所述间隙而配置在所述连结管的外周围。

通过设为上述结构，连结管能够相对于管侧连结部沿其周向、径向、轴向移动。结果是，各种方向的振动难以向连结管传递，能够更可靠地保护连结管免于受到发动机的振动的影响。

另外，这种情况下，可以是，所述连结管具有主管和从所述主管的周面立起的柱状部，所述管侧连结部具有：所述环状体，隔着作为所述传递抑制部发挥功能的所述间隙而配置在所述主管的外周围；及中央孔，形成于所述环状体的周面并供所述柱状部插通。

通过设为上述结构，通过柱状部与中央孔的抵接关系，能在一定程度上限制连结管相对于管侧连结部的周向及轴向的移动量，而限制连结管的过度的移动。

另外，所述传递抑制部可以是设置在所述管侧连结部与所述连结管之间的缓冲构件。

在设为上述结构的情况下，夹紧件与连结管的碰撞能量由缓冲构件吸收，因此能更可靠地防止夹紧件的劣化或破损。

【发明效果】

根据本说明书中公开的发动机的冷却结构，连结管固定于发动机，另一方面，存在传递抑制部，因此传递至发动机侧连结部为止的发动机的振动难以向连结管传递。其结果是，能够保护连结管免于受到发动机的振动的影响并将其固定于发动机。

附图说明

图1是车辆前部的概略俯视图。

图2是连结管的立体图。

图3是连结管的剖视图。

图4是图3的A-A线处的剖视图。

图5是开状态下的夹紧件的轴向视图。

图6是闭状态的夹紧件的轴向视图。

图7是夹紧件的俯视图。

【标号说明】

10 发动机，12 散热器，14 电动机单元，16 功率控制单元，18 散热器芯，20 散热器风扇，22 导入口，24 导出口，26 入口管，28 出口管，30 入口软管(散热器软管)，32 出口软管(散热器软管)，34 冷却器软管，35 上游软管，36 下游软管，38 连结管，40 快速接头，42 夹紧件，44 托架，50 主管，52 副管，54 突起部，56 环状肋，58 柱状部，60 管侧连结部，62 发动机侧连结部，64 第一夹紧片，66 第二夹紧片，68 中央孔，70 铰链部，72 卡合销，74 卡合孔，76 嵌合爪，80 软管绑带，100 发动机舱。

具体实施方式

以下，参照附图，说明发动机10的冷却结构。图1是车辆的前部的概略俯视图。需要说明的是，在图1中，为了容易区分入口管26与出口管28而将出口管28图示得比入口管26粗，但是实际上，两管26、28为相同直径。同样，出口软管32也图示得比入口软管30粗，但是实际上，两软管30、32为相同直径。而且，在图1、图2中，对入口软管30施加淡墨，对出口软管32施加浓墨。

该车辆是具有发动机10和电动机作为使车辆行驶的动力源的混合动力车辆。但是，本说明书中公开的技术并不局限于混合动力车辆，也可以适用于仅具有发动机10作为动力源的车辆。

如图1所示，在车辆的前部形成有被称为发动机舱100的空间。在该发动机舱100的中央附近配置有发动机10和电动机单元14。发动机10是水冷式发动机，在该发动机10的内部设置有构成冷却液的流路的水套(未图示)。通过在该水套使冷却液例如不冻液等流动而将发动机10冷却。由该水套构成的流路的一端成为冷却液的导入口22，另一端成为冷却液的导出口24。与该导入口22连通的入口管26和与导出口24连通的出口管28从发动机10的外表面延伸。

在发动机10的左侧方配置有电动机单元14。电动机单元14是将生成行驶用动力的电动机、通过发动机10的剩余动力进行发电的发电机、变速器等进行了单元化的结构。在该电动机单元14的附近(例如上方)还设置有功率控制单元16。在功率控制单元16设置有对电动机及发电机的驱动进行控制的逆变器、对输入输出电力进行变压的变压器等。

在发动机10及电动机单元14的前方设置有散热器12。散热器12具有供从发动机10排出的冷却液流动的散热器芯18。使用于发动机10的冷却而温度上升的冷却液在形成于散热器芯18的流路内流动的过程中被冷却。然后，冷却后的冷却液再次向发动机10输送，使用于发动机10的冷却。

另外，在散热器芯18的后方设置有作为电动风扇的散热器风扇20。驱动该散热器风扇20而向车辆后方送出空气，由此在散热器芯18中通过的空气量增大，能促进从冷却液的散热。此外，在散热器芯18也设置有积存冷却液的储存罐、用于对冷却液进行压力输送的泵等，但这些都是周知的公知技术，因此省略此处的详细说明。

在散热器芯18与发动机10之间架设置有入口软管30和出口软管32作为供冷却液流动的散热器软管。入口软管30的一端连接于入口管26，出口软管32的一端连接于出口管28。而且，入口软管30的另一端连接于散热器芯18的右端，出口软管32的另一端连接于散热器芯18的左端。通过散热器芯18冷却后的冷却液经由入口软管30、入口管26向发动机10的水套供给。供给到水套的冷却液在与发动机10之间进行换热，由此将发动机10冷却。通过该换热而温度上升的冷却液经由出口管28、出口软管32，返回散热器芯18。然后，返回到散热器芯18的冷却液在散热器芯18内流动的过程中被进行空气冷却，再次向发动机10供给。

在此，入口软管30大体分为从散热器12延伸的上游软管35、与入口管26连接的下游软管36、将上游软管35及下游软管36连结的连结管38。连结管38如后所述为三通管。在该连结管38不仅连结有上游软管35及下游软管36，而且也连结有朝向油冷却器(未图示)的冷却器软管34。上游软管35、下游软管36及冷却器软管34只要具有充分的耐热性、耐压性即可，没有特别限定，例如可以使用在由三元乙丙橡胶(EPDM)等橡胶材料构成的管体的内部埋入有加强纤维层的软管。

连结管38是由树脂等构成且硬的管构件。图2是连结管38的立体图。而且，图3是连结管38的横向剖视图，图4是图3的A-A线处的剖视图。连结管38如图3等所示，成为具有将上游软管35及下游软管36连接的主管50和从主管50的周面突出的副管52的三通结构。在副管52经由快速接头40来连结冷却器软管34(参照图4)。

再次参照图1，该连结管38经由夹紧件42及托架44而固定于发动机10。换言之，入口软管30在其中间位置处固定于发动机10。这样将入口软管30在中间位置进行固定是为了防止该中间位置处的入口软管30的振动。即，入口软管30为长条状，因此从与发动机10或散热器12连结的固定端分离的位置(中间位置)在未固定时容易振动。并且，入口软管30如果在中间部分较大地振动，则有时与其他构件发生干涉，而使其他构件及/或入口软管30劣化或损伤。因此，为了抑制这样的中间位置处的大振动而将连结管38固定于发动机10。

在此，托架44是直接或间接地固定于发动机10的配件，相对于发动机10实质上静止。夹紧件42包括安装于托架44并安装于连结管38的外周围的环状体。该夹紧件42如后所述相对于托架44实质上静止，另一方面，以具有些许的游隙的状态安装于连结管38。这样使夹紧件42与连结管38之间具有游隙(间隙)是为了抑制发动机10的振动向连结管38的传递。

即，发动机10当然伴随着其驱动而较大地振动。并且，固定于该发动机10的托架44及夹紧件42也伴随着发动机10的驱动而较大地振动。此时，设连结管38相对于夹紧件42以不相对移动的状态连结。这种情况下，连结管38如上所述硬且缺乏振动吸收性，因此连结管38也伴随着发动机10的驱动而较大地振动。并且，当连结管38较大地振动时，存在该连结管38与软管34、35、36的连结松缓，或者应力作用于连结管38而产生连结管38的劣化或损伤的可能性。

因此，在本说明书中公开的冷却结构中，在夹紧件42与连结管38之间设置些许的“游隙”作为抑制振动的传递的传递抑制部。以下，说明该连结管38及夹紧件42的结构。

首先，说明连结管38的结构。如上所述，而且，如图2～图4所示，连结管38是具有两端开口的主管50和从该主管50的周面立起的副管52的三通管。在主管50的两端的外周围插入、嵌合上游软管35或下游软管36。嵌合后的上游软管35或下游软管36通过公知的软管绑带80而牢固地固定于主管50。而且，在主管50中的、副管52的轴向两侧以在局部性地成为大径的方式设置有向径向外侧突出的一对突起部54。上游软管35及下游软管36插入至该突起部54的附近。

副管52与主管50相比为小径，从主管50的轴向中央且从周面立起。在该副管52的中途以局部性地成为大径的方式形成有向外侧突出的环状肋56。快速接头40的一部分与该环状肋56卡合。即，上游软管35及下游软管36使用软管绑带80来连接，相对于此，冷却器软管34使用快速接头40来连接。设为上述结构是因为没有对冷却器软管34进行连接作业用的充分的空间的缘故。

即，在本例中，散热器12以组装有上游软管35、连结管38、下游软管36的状态搭载于车辆，组装于发动机10。而且，在散热器12等搭载于车辆之后将连结管38与冷却器软管34连结。因此，在连结管38与冷却器软管34的连结作业中，难以确保充分的空间，而难以进行基于软管绑带的连结。因此，在本例中，设为预先在冷却器软管34连结快速接头40(参照图4)并将该快速接头40连结于连结管38的副管52的结构。通过设为上述结构，即使作业空间狭窄，也能够容易地将副管52与冷却器软管34连结。需要说明的是，快速接头40只要是能够通过一次操作而与副管52液密地连结即可，其结构没有特别限定，因此可以采用公知的接头结构。

在副管52的根部形成有与主管50的周面及副管52的周面相连且与该副管52相比为大径的柱状部58。在该柱状部58形成有若干的切缺，被分割成半圆状部58a和矩形部58b。该柱状部58插通于后述的夹紧件42的中央孔68。

接下来，关于夹紧件42的结构，参照图5～图7进行说明。图5是开状态下的夹紧件42的轴向视图，图6是闭状态下的夹紧件42的轴向视图。而且，图7是夹紧件42的俯视图。夹紧件42大体分为与连结管38连结的管侧连结部60和与托架44连结的发动机侧连结部62。管侧连结部60如图5所示，大致半圆状的第一、第二夹紧片64、66经由铰链部70而相互开闭自如地连结。在第一夹紧片64的周向一端形成有铰链部70，在另一端形成有与第二夹紧片66卡合的卡合销72。在第二夹紧片66的一端设置有与卡合销72卡合的卡合孔74，在另一端设置有铰链部70。而且，在第二夹紧片66形成有贯通副管52及柱状部58的作为圆形的贯通孔的中央孔68。

在将夹紧件42与连结管38连结时，只要在使副管52及柱状部58插通于中央孔68的状态下，使第一夹紧片64向第二夹紧片66侧转动而使第一夹紧片64的卡合销72与第二夹紧片66的卡合孔74卡合即可。此时，由第一夹紧片64和第二夹紧片66构成的管侧连结部60成为将连结管38的主管50的外周围覆盖的环状体。在此，该管侧连结部60的内径Φ2(参照图5)比主管50的外径Φ1(参照图4)稍大。换言之，管侧连结部60与主管50成为间隙配合的关系，在管侧连结部60(环状体)的内表面与主管50的外表面之间存在些许的间隙。该间隙作为抑制发动机10的振动向连结管38的传递的传递抑制部发挥功能。作为该传递抑制部发挥功能的间隙的大小(Φ2-Φ1)只要根据发动机10的振动量、连结管38的强度等而适当地自由设定即可，但是通常只要设为主管50的外径Φ1的0.5％～2％左右即可。

另外，如已述那样，在第二夹紧片66的中央形成有中央孔68，在该中央孔68插通有连结管38的柱状部58。该中央孔68的内径Φ4(参照图5)也比柱状部58的外径Φ3(参照图3)稍大，中央孔68与柱状部58成为间隙配合的关系。该中央孔68与柱状部58的间隙的大小(Φ4-Φ3)只要根据连结管38相对于管侧连结部60的周向及轴向的允许移动量进行设定即可。

即，在本例中，将管侧连结部60设为隔着作为传递抑制部发挥功能的间隙而配置在连结管38的外周围的环状体。在设为上述结构的情况下，连结管38能够相对于管侧连结部60沿其周向、径向、轴向移动。结果是，各种方向的振动难以向连结管38传递，能够更可靠地保护连结管38免于受到发动机10的振动的影响。但是，在上述结构中，在没有副管52或柱状部58的情况下，管侧连结部60沿其周向、轴向无限制地移动。另一方面，如本例那样，在管侧连结部60设置中央孔68，并在连结管38设置有向该中央孔68插通的柱状部58的情况下，通过柱状部58与中央孔68的抵接关系，能在一定程度上限制连结管38相对于管侧连结部60的周向及轴向的移动量。结果是，能限制连结管38的过度的移动。

发动机侧连结部62连接于第一夹紧片64的外周面，在其端部形成有与托架44的嵌合孔45(参照图6)嵌合的嵌合部75。嵌合部75为截面大致矩形的突起，在该嵌合部75的外表面形成有嵌合爪76。嵌合爪76成为随着从嵌合部75的前端远离而向外方突出那样的楔形形状。当将嵌合部75向托架的嵌合孔45插入时，该嵌合爪76啮入嵌合孔45的周缘，嵌合部75牢固地嵌合于嵌合孔45。并且，通过将嵌合部75嵌合于嵌合孔45，从而夹紧件42牢固地连结于托架44，两者的相对移动实质上消失。因此，如果托架44振动，则夹紧件42也振动。托架44是直接或间接地连结于发动机10的金属板构件。该托架44实质上相对于发动机10静止地连结于发动机10，如果发动机10振动，则该托架44、进而夹紧件42也振动。

但是，严格来说，难以将托架44与夹紧件42完全连结成一体，在两者42、44之间会产生些许的相对移动。即使在这种情况下，只要使连结管38相对于发动机侧连结部62的可位移量大于托架44相对于发动机侧连结部62的可位移量即可。

以下说明经由以上的结构的夹紧件42及托架44将连结管38固定于发动机10时的效果。这种情况下，入口软管30在从固定端远离的中间部分(连结管38)被固定，因此在该中间部分能防止入口软管30较大地振动的情况。而且，在连结管38与夹紧件42之间存在作为抑制振动的传递的传递抑制部发挥功能的间隙，因此即使伴随着发动机10的驱动而夹紧件42发生了振动，该振动也难以向连结管38传递。其结果是，也能够避免以振动为起因而连结管38与软管35、36、34的连接松缓，或者连结管38受到应力而劣化、损伤的问题。即，根据本说明书公开的结构，能够将入口软管30的中间部分适当地固定，并防止以振动为起因的连结管38的不良情况。

需要说明的是，到此为止说明的结构是一例，只要在发动机侧连结部62与连结管38之间设置抑制振动的传递的传递抑制部即可，其他的结构可以适当变更。

例如，在到此为止的说明中，将传递抑制部设为连结管38与管侧连结部60之间的间隙。然而，在连结管38与管侧连结部60之间，也可以不设置间隙而设置作为传递抑制部发挥功能的缓冲构件。缓冲构件优选能允许连结管38相对于夹紧件42(管侧连结部60)的位移那样的柔软、低回弹的材料，例如，可以使用EPT SEALER(注册商标)等那样的橡胶系发泡材料、或EPDM等橡胶系材料。因此，例如，可以设为在第一夹紧片64和第二夹紧片66的内表面预先设置这样的缓冲构件并使该缓冲构件与连结管38紧贴的结构。这种情况下，即使在伴随着发动机10的振动而夹紧件42发生了振动的情况下，该振动也由缓冲构件吸收，能允许连结管38相对于夹紧件42的移动。结果是，发动机10的振动难以向连结管38传递，能够防止以振动为起因的连结管38的不良情况。

另外，在到目前为止的说明中，在管侧连结部60与连结管38之间设置传递抑制部，但是传递抑制部只要在发动机侧连结部62与连结管38之间即可，也可以设置于其他的部位。例如，如果将管侧连结部60及发动机侧连结部62设为经由传递抑制部(例如间隙)而连结的不同部件，则管侧连结部60与连结管38可以是互相静止的关系。在设为上述结构的情况下，发动机10的振动也难以向连结管38传递，因此能够有效地防止以该振动为起因的连结管38的不良情况。

另外，在到目前为止的说明中，将连结管38设为三通结构，但是连结管38只要是将构成散热器软管(入口软管30)的2个以上的软管(上游软管35、下游软管36)连结的管即可，不必为三通结构。因此，连结管38可以是没有分支的一直线状的管(仅具有主管50而不具有副管52的管)，也可以是分支成四通以上的管。而且，连结管38(固定于发动机10的管)可以不设置在入口软管30的中途而设置在出口软管32的中途。此外，可以在入口软管30及出口软管32这双方设置固定于发动机10的连结管38。

Claims

1.一种发动机的冷却结构，利用从散热器供给的冷却液对发动机进行冷却，并利用散热器对从发动机排出的冷却液进行冷却，其特征在于，具备：

散热器软管，该散热器软管的一端连接于发动机，另一端连接于散热器，且该散热器软管具有两个以上的软管构件和将所述两个以上的软管构件连结的连结管；及

夹紧件，具有与所述连结管连结的管侧连结部和以相对于所述发动机静止的方式与所述发动机直接或间接地连结的发动机侧连结部，

在所述发动机侧连结部与所述连结管之间设置有传递抑制部，该传递抑制部抑制从所述发动机侧连结部向所述连结管的振动的传递，

所述传递抑制部是设置在所述管侧连结部与所述连结管之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的发动机的冷却结构，其特征在于，

所述管侧连结部包括环状体，该环状体隔着作为所述传递抑制部发挥功能的所述间隙而配置在所述连结管的外周围。

3.根据权利要求2所述的发动机的冷却结构，其特征在于，

所述连结管具有主管和从所述主管的周面立起的柱状部，

所述管侧连结部具有：所述环状体，隔着作为所述传递抑制部发挥功能的所述间隙而配置在所述主管的外周围；及中央孔，形成于所述环状体的周面并供所述柱状部插通。