CN111465753A - 发动机 - Google Patents

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CN111465753A CN201880080541.6A CN201880080541A CN111465753A CN 111465753 A CN111465753 A CN 111465753A CN 201880080541 A CN201880080541 A CN 201880080541A CN 111465753 A CN111465753 A CN 111465753A
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长绳宏明
小野寺恭志
杉本和马
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Abstract

发动机(1)具备：缸体(3)，其在内部形成有冷却水通路；油冷却器(24)，其收容于设置于上述冷却水通路的收容部(25)，并具有用于冷却发动机油的多个芯体(240)；用于支承芯体(240)的油流入口(240a)及油排出口(240b)的第一油管(241)及第二油管(242)；冷却水流入口(25a)，其设置于收容部(25)的前后方向的一端部的下部；冷却水流出口(25b)，其设置于收容部(25)的上部；以及冷却水流入路(27)，其具有朝向下方倾斜并与冷却水流入口(25a)连接的倾斜部(27a)。

Description

发动机
技术领域
本发明涉及在缸体的内部收容有油冷却器的发动机。
背景技术
已知一种冷却发动机油的油冷却器收容于缸体的内部的发动机。
在下述专利文献1中，为了容易地进行油冷却器元件中的热交换，构成为冷却水以遍及油冷却器元件的整体的方式从水平方向两端部各自的下部向上部供给的构造。但是，通常在油冷却器元件的水平方向两端部设置对油流入口、油排出口进行支承的支承部件，因此存在冷却水碰到所述支承部件，而无法向油冷却器元件高效地供给冷却水的担忧。
专利文献1：日本实公平7-655号公报
发明内容
因此，本发明鉴于上述课题，目的在于提供能够向油冷却器高效地供给冷却水的发动机。
本发明的发动机具备：
缸体，其在内部形成有冷却水通路；
油冷却器，其收容于设置于上述冷却水通路的收容空间，并具有用于冷却发动机油的多个芯体；
用于支承上述芯体的油流入口及油排出口的一对支承部件；
冷却水流入口，其设置于上述收容空间的前后方向的一端部的下部；
冷却水流出口，其设置于上述收容空间的上部；以及
冷却水流入路，其具有朝向下方倾斜并与上述冷却水流入口连接的倾斜部。
根据本发明，在冷却水流入路的倾斜部通过的冷却水变成朝下的流动，朝下的冷却水从设置于收容空间的下部的冷却水流入口向收容空间流入，因此冷却水不会与支承部件碰撞，能够向油冷却器整体高效地供给冷却水。
在本发明中，也可以是：上述冷却水流入路具备从上侧的流路壁向下方突出的上侧凸部、和从下侧的流路壁向上方突出的下侧凸部，
上述上侧凸部设置在比上述下侧凸部更靠上述油冷却器侧的位置。
根据该结构，由于在冷却水流入路流动的冷却水与上侧凸部碰撞而变成朝下的流动，因此冷却水不会与支承部件碰撞。
在本发明中，也可以是：在上述油冷却器与上述收容空间的侧壁之间配置根据冷却水的温度而进行膨胀或收缩的蜡球。
根据该结构，当发动机启动时等润滑油温度低时，蜡球收缩，使得冷却水在蜡球与收容空间的侧壁之间的间隙流动，向芯体间的冷却水量减少，因此能够实现发动机的提前预热。另一方面，当润滑油温度高时，蜡球膨胀，而填埋蜡球与收容空间的侧壁之间的间隙，向芯体间的冷却水量增加，因此能够确保油冷却器的充分的热交换效率。
在本发明中，也可以在上述冷却水流入路具备整流板。
有时从冷却水泵排出的冷却水变成强的旋流，若产生这样的强的旋流，则向芯体间的冷却水量减少而使油冷却器的热交换效率下降。通过设置整流板，能够抑制旋流，在芯体间流动的冷却水量增加，能够高效地实现油冷却器的热交换。
在本发明中，也可以在上述收容空间的底面且在上述一对支承部件之间具备向上方突出的突起部。
通过设置突起部，由此在收容空间的底面附近流动的冷却水与突起部碰撞，能够增加向油冷却器的前后方向中央部流动的冷却水的比例，因此能够提高冷却效率。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的发动机的立体图。
图2是本实施方式所涉及的发动机的立体图。
图3是油冷却器附近的分解立体图。
图4是油冷却器的俯视图及主视图。
图5是油冷却器及收容部附近的剖视图。
图6是收容部附近的剖视图。
图7是另一实施方式所涉及的油冷却器及收容部附近的剖视图。
图8是又一实施方式所涉及的收容部附近的剖视图。
图9是图8的A-A线的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，参照图1及图2，对发动机1的简要构造进行说明。此外，在以下的说明中，将与曲轴2平行的两侧部称为左右，将冷却风扇8的配置侧称为前侧，将飞轮壳体9的配置侧称为后侧，将排气歧管6的配置侧称为左侧，将进气歧管5的配置侧称为右侧，将气缸盖罩7的配置侧称为上侧，将油盘11的配置侧称为下侧，为了便于说明，将它们作为发动机1的四方及上下的位置关系的基准。
搭载于农业机械、建筑/土木工程机械这样的作业机械的作为原动机的发动机1具备内置有作为发动机输出轴的曲轴2和活塞(未图示)的缸体3。在缸体3上搭载有缸盖4。在缸盖4的右侧面配置有进气歧管5，在缸盖4的左侧面配置有排气歧管6。缸盖4的上表面侧由气缸盖罩7覆盖。使曲轴2的前后两端侧从缸体3的前后两侧面突出。在发动机1的前表面侧设置有冷却风扇8。从曲轴2的前端侧经由冷却风扇用V型带而向冷却风扇8传递旋转动力。
在发动机1的后表面侧设置有飞轮壳体9。飞轮10以支承于曲轴2的后端侧的状态收容在飞轮壳体9内。发动机1的旋转动力从曲轴2经由飞轮10而传递至作业机械的动作部。在缸体3的下表面配置有贮存发动机油的油盘11。油盘11内的发动机油经由缸体3内的油泵而供给至发动机1的各润滑部，之后，返回油盘11。
在缸体3的右侧面的进气歧管5的下方设置有燃料供给泵13。另外，发动机1具备四缸的喷射器14，喷射器14具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀。通过对各喷射器14的燃料喷射阀进行开闭控制，共轨内的高压的燃料从各喷射器14向发动机1的各气缸喷射。
在缸体3的前表面侧配置有冷却水供给用的冷却水泵15。利用曲轴2的旋转动力经由冷却风扇用V型带而将冷却水泵15与冷却风扇8一起驱动。搭载于作业机械的散热器(未图示)内的冷却水通过冷却水泵15的驱动而被供给至缸体3及缸盖4，对发动机1进行冷却。有助于发动机1的冷却的冷却水返回散热器。此外，在冷却水泵15的上方配置有交流发电机16。
在进气歧管5连结有进气节气门部件17。吸入到空气滤清器(未图示)的新空气(外部空气)通过空气滤清器被除尘及净化之后，经由进气节气门部件17而输送至进气歧管5，并向发动机1的各气缸供给。
在进气歧管5的上部配置有EGR装置18。EGR装置18为将发动机1的废气的一部分(来自排气歧管6的EGR气体)供给至进气歧管5的装置，并具备经由EGR冷却器20而与排气歧管6连接的EGR配管21、和使进气歧管5与EGR配管21连通的EGR阀箱19。
EGR阀箱19的朝下的开口端部通过螺钉紧固于从进气歧管5朝上突出的入口部。另外，EGR阀箱19的朝右的开口端部连结于EGR配管21的出口侧。通过调节收容在EGR阀箱19内的EGR阀部件(未图示)的开度，从而调节从EGR配管21向进气歧管5的EGR气体的供给量。EGR阀部件由安装于EGR阀箱19的促动器22驱动。
从空气滤清器经由进气节气门部件17而供给至进气歧管5的新空气、与从排气歧管6经由EGR阀箱19而供给至进气歧管5的EGR气体(从排气歧管6排出的废气的一部分)在进气歧管5内被混合。像这样，通过使从排气歧管6排出的废气的一部分经由进气歧管5而向发动机1回流，从而使燃烧温度下降，降低来自发动机1的氮氧化物(NOX)的排出量。
EGR配管21与EGR冷却器20及EGR阀箱19连接。EGR配管21具备配置在缸盖4的右侧的第一EGR配管21a、形成于缸盖4的后端部的第二EGR配管21b、以及配置在缸盖4的左侧的第三EGR配管21c。
第一EGR配管21a整体为L字形的管。第一EGR配管21a的入口侧连结于第二EGR配管21b的出口侧，第一EGR配管21a的出口侧连结于EGR阀箱19。
如图2所示，第二EGR配管21b以在左右方向贯通的方式形成于缸盖4的后端部。即，第二EGR配管21b与缸盖4被一体化。第二EGR配管21b的入口侧连结于第三EGR配管21c的出口侧，第二EGR配管21b的出口侧连结于第一EGR配管21a的入口侧。
第三EGR配管21c形成于排气歧管6的内部。即，第三EGR配管21c与排气歧管6被一体化。通过将第三EGR配管21c及第二EGR配管21b与排气歧管6及缸盖4进行一体化，从而节省空间，而且不易受到外部的冲击。
图3是油冷却器24附近的分解立体图。此外，在图3中，为了便于说明，省略了若干部件的图示。图4是油冷却器24的俯视图及主视图。图5是油冷却器24及收容部25附近的剖视图。
油冷却器24的构造如周知那样，将多个(在本实施方式中为五个)板状的芯体240相互隔开间隔地连结，以使发动机油在各芯体240内流动。发动机油通过与芯体240的周围的冷却水之间进行热交换而被冷却。
在各芯体240分别设置有油流入口240a及油排出口240b。多个芯体240的油流入口240a由第一油管241(相当于支承部件)支承，多个芯体240的油排出口240b由第二油管242(相当于支承部件)支承。第一油管241的内部与芯体240的油流入口240a连通，第二油管242的内部与芯体240的油排出口240b连通。由此，在第一油管241中通过的发动机油从油流入口240a送入芯体240，芯体240内的发动机油从油排出口240b向第二油管242排出。
在缸体3的右侧面形成有收容油冷却器24的收容部25(相当于收容空间)。收容部25为冷却水通路的一部分，利用冷却水泵15使收容部25内的冷却水进行循环。通过使冷却水通过收容部25，由此收容于收容部25的油冷却器24(芯体240)内的发动机油被冷却。
收容部25的侧部开口，在该开口固定有封闭开口的侧板26。如图5所示，油冷却器24以与收容部25的侧壁25c之间设置有间隙的状态通过螺钉固定于侧板26。
在侧板26的与油冷却器24对置的面设置有供给口(未图示)和排出口(未图示)，供给口为了向油冷却器24供给发动机油而与第一油管241连接，排出口为了排出从油冷却器24排出的发动机油而与第二油管242连接。
图6是收容部25附近的剖视图，箭头W示出冷却水的流动。在收容部25的前端部的下部设置有向收容部25内供给冷却水的冷却水流入口25a。另外，在收容部25的上部设置有排出收容部25内的冷却水的冷却水流出口25b。在本实施方式中，设置有多个冷却水流出口25b。从冷却水流入口25a供给的冷却水从收容部25的下部朝向上部，经过邻接的单元240彼此的间隙、以及油冷却器24与收容部25的壁面之间的间隙而流动，并从冷却水流出口25b排出。从冷却水流出口25b排出的冷却水流向与收容部25连通的缸体3的水套。
在冷却水流入口25a连接有引导从冷却水泵15排出的冷却水的冷却水流入路27。冷却水流入路27具备收容部25侧的倾斜部27a、和从倾斜部27a朝向冷却水泵15侧延伸的直线部27b。倾斜部27a朝向下方倾斜，并与冷却水流入口25a连接。由此，在倾斜部27a通过的冷却水变成朝下的流动，从冷却水流入口25a向收容部25流入朝下的冷却水。其结果为，冷却水不与第二油管242碰撞，能够向油冷却器24整体供给冷却水。
冷却水流入路27具备从上侧的流路壁向下方突出的上侧凸部271、和从下侧的流路壁向上方突出的下侧凸部272。上侧凸部271向比直线部27b的上侧的流路壁更靠下方的位置突出。下侧凸部272向比冷却水流入口25a的下端部更靠上方的位置突出。上侧凸部271设置在比下侧凸部272更靠油冷却器24侧(收容部25侧)的位置。通过像这样配置的上侧凸部271与下侧凸部272，形成朝向下方倾斜的倾斜部27a。根据该结构，在冷却水流入路27流动的冷却水与上侧凸部271碰撞而成为朝下的流动，因此冷却水不会与第二油管242碰撞。
另外，在收容部25的底面设置有向上方突出的突起部25d。突起部25d配置在收容部25的底面的前后方向中央部、更具体而言，配置在第一油管41与第二油管42之间。通过设置突起部25d，由此在收容部25的底面附近流动的冷却水与突起部25d碰撞，能够增加向油冷却器24的前后方向中央部流动的冷却水的比例，因此能够提高冷却效率。另外，突起部25d由于能够在铸造缸体3时同时形成，因此不需要追加的加工成本，且通过根据冷却水的流动来变更突起部25d的形状、位置，不变更油冷却器24的形状便能实现冷却水流动的最佳化。
[其他实施方式]
(1)如图7所示，也可以在油冷却器24与收容部25的侧壁25c之间配置根据冷却水的温度而膨胀或收缩的蜡球(wax pellet)28。蜡球28固定在油冷却器24的背面侧。蜡球28的形状与油冷却器24的背面的形状、即芯体240的形状大致相同。蜡球28的厚度设定为，在膨胀时蜡球28与收容部25的侧壁25c接触，在收缩时蜡球28从收容部25的侧壁25c分离。
通过在油冷却器24与收容部25的侧壁25c之间设置蜡球28，当发动机启动时等润滑油温度低时，蜡球28收缩，冷却水向蜡球28与收容部25的侧壁25c之间的间隙流动，向芯体240间的冷却水量减少，因此油冷却器24的热交换效率下降。其结果为，能够进行发动机1的提前预热。
另一方面，当润滑油温度高时，蜡球28膨胀，蜡球28与收容部25的侧壁25c之间的间隙消失，向芯体240间的冷却水量增加，因此能够确保油冷却器24的充分的热交换效率。
(2)如图8及图9所示，也可以在冷却水流入路27具备整流板29。整流板29沿着冷却水流入路27的直线部27b设置。如图9所示，整流板29以在冷却水流入路27的中心直立的状态配置，并与油冷却器24的芯体240平行。此外，整流板29至少设置一张即可，也可以设置两张以上。在设置两张以上整流板29的情况下，整流板29以在上下方向直立的状态沿左右方向并排配置。
冷却水泵15由离心泵构成，有时从冷却水泵15排出的冷却水在冷却水流入路27内变成强的旋流。若产生这样的强的旋流，则由于离心力而使冷却水易在油冷却器24的周围流动，向芯体240间的冷却水量减少而使油冷却器24的热交换效率下降。通过设置整流板29，能够抑制旋流，在芯体240间流动的冷却水量增加，油冷却器24的热交换效率提高。
以上，基于附图对本发明的实施方式进行了说明，但应认为具体的结构并不限于这些实施方式。本发明的范围不仅通过上述的实施方式的说明来表示，还通过权利请求范围来表示，还包含与权利请求范围均等的意思和范围内的所有的变更。
附图标记说明
1…发动机；3…缸体；12…油过滤器；15…冷却水泵；24…油冷却器；25…收容部；25a…冷却水流入口；25b…冷却水流出口；25c…侧壁；27…冷却水流入路；27a…倾斜部；27b…直线部；28…蜡球；29…整流板；240…单元；240a…油流入口；240b…油排出口；241…第一油管；242…第二油管；271…上侧凸部；272…下侧凸部。

Claims (5)

1.一种发动机，其中，具备：
缸体，其在内部形成有冷却水通路；
油冷却器，其收容于设置于所述冷却水通路的收容空间，并具有用于冷却发动机油的多个芯体；
用于支承所述芯体的油流入口及油排出口的一对支承部件；
冷却水流入口，其设置于所述收容空间的前后方向的一端部的下部；
冷却水流出口，其设置于所述收容空间的上部；以及
冷却水流入路，其具有朝向下方倾斜并与所述冷却水流入口连接的倾斜部。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中，
所述冷却水流入路具备：
上侧凸部，其从上侧的流路壁向下方突出；和
下侧凸部，其从下侧的流路壁向上方突出，
所述上侧凸部设置在比所述下侧凸部更靠所述油冷却器侧的位置。
3.根据权利要求1或2所述的发动机，其中，
在所述油冷却器与所述收容空间的侧壁之间配置根据冷却水的温度而进行膨胀或收缩的蜡球。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的发动机，其中，
在所述冷却水流入路具备整流板。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的发动机，其中，
在所述收容空间的底面且在所述一对支承部件之间具备向上方突出的突起部。
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