CN114901932B - 车辆的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

在发动机(1)的进气侧配置有水冷式中间冷却器(11)，在发动机(1)的进气侧配置有水冷式EGR气体冷却器(12)。冷却水通过冷却水泵(8)而向水冷式中间冷却器(11)供给，经由横穿油盘(6)的中间冷却水通路(13)而向水冷式EGR气体冷却器(12)流动。与水冷式中间冷却器(11)的高度位置相比，下游的水冷式中间冷却器(11)配置于较低的位置。水冷式EGR气体冷却器(12)的冷却水的压力因该高低差而升高，冷却水的沸腾得到抑制。

Description

车辆的冷却装置
技术领域
本发明涉及在搭载于车辆的发动机配置有多个热交换器的车辆的冷却装置的改良。
背景技术
近年来，为了实现发动机(内燃机)的油耗、输出的改善，呈现出通过冷却水的流通而进行某种被冷却介质的冷却的热交换器的个数增加的趋势。例如，已知水冷式中间冷却器、水冷式EGR气体冷却器、水冷式压缩机等水冷式的热交换器。
如果在冷却水回路上串联配置这种水冷式的热交换器，则将利用上游侧的热交换器使得温度升高的冷却水向下游侧的热交换器供给，因此在下游侧的热交换器产生冷却水的沸腾(气泡的产生)的可能性提高。
专利文献1公开了如下结构，即，在油盘内设置机油冷却用管，使冷却水在该机油冷却用管中流通，但该专利文献1并未公开多个热交换器的配置。
专利文献1：日本特开2003-343267号公报
发明内容
本发明所涉及的车辆的冷却装置具有第1热交换器以及第2热交换器。上述第1热交换器及上述第2热交换器以使得从上述第1热交换器流出的冷却水流入上述第2热交换器的方式在冷却水回路上串联配置，在车载状态下，上述第2热交换器配置于与上述第1热交换器的高度位置相比相对较低的位置。
关于这种结构，以基于第1热交换器与第2热交换器的高低差的势能而使得位于下游侧的第2热交换器的冷却水压力升高。因此，下游侧的第2热交换器的冷却水的沸腾相应地得到抑制。另外，在发动机室内，越靠上方则气氛温度越高，冷却水温度升高的下游侧的第2热交换器处于较低的位置，从而有利于气氛温度。
附图说明
图1是概略地表示从车辆侧方观察本发明的一个实施例的冷却装置的结构的说明图。
图2是从侧方观察发动机而表示2个热交换器以及中间冷却水通路的说明图。
图3是表示油盘的中间冷却水通路的结构的说明图。
图4是表示在油盘底壁一体地形成了中间冷却水通路的例子的要部剖面图。
图5是表示在油盘底壁一体地形成了中间冷却水通路的其他例子的要部剖面图。
图6是表示在油盘底壁一体地形成了中间冷却水通路的另一例子的要部剖面图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的一个实施例进行详细说明。
图1是概略地表示从车辆侧方观察一个实施例的冷却装置的说明图。作为汽油内燃机、柴油内燃机等内燃机的发动机1搭载于由车辆的发动机盖2覆盖的发动机室3内。在图示例子中，发动机1以曲轴轴向沿着车辆的宽度方向的所谓横置形式而搭载。而且，以如下方式配置，即，省略了图示的进气歧管等进气系统所处的进气侧朝向车辆前方，排气歧管等排气系统所处的排气侧朝向车辆后方。另外，如简化所示的那样，发动机1大致由如下部件构成：气缸体4；气缸盖5，其安装于上述气缸体4的顶面；以及油盘6，其安装于气缸体4的下表面。气缸体4及气缸盖5形成为如下结构，即，在内部具有未图示的水套，通过该水套而使得冷却水流通。此外，发动机1具有未图示的增压器、详细而言为涡轮增压器。
在车辆的前端部配置有用于利用外部空气对冷却水进行冷却的散热器7。通过散热器7的热交换而变为低温的冷却水如箭头W1所示向由能够控制流量的电动泵构成的冷却水泵8流动，利用该冷却水泵8如箭头W2所示向发动机1内的水套供给。
在这里，作为车辆的冷却装置，在发动机1的进气侧以及排气侧的任一侧配置有第1热交换器，在另一侧配置有第2热交换器，在各热交换器在冷却水与被冷却介质之间进行热交换。此外，“进气侧”是指进气端口、进气歧管等进气系统所处一侧，“排气侧”是指排气端口、排气歧管等排气系统所处一侧。详细而言，在发动机1的进气侧即车辆前方侧，配置有利用冷却水对涡轮增压器中变为高温高压的增压进气进行冷却的水冷式中间冷却器11。在发动机1的排气侧即车辆后方侧，配置有利用冷却水对从排气系统向进气系统回流的EGR气体进行冷却的水冷式EGR气体冷却器12。水冷式中间冷却器11相当于权利要求中的“第1热交换器”，成为被冷却介质的增压进气例如以200℃左右的温度流入水冷式中间冷却器11。水冷式EGR气体冷却器12相当于权利要求中的“第2热交换器”，成为被冷却介质的EGR气体例如以600～800℃左右的温度流入水冷式EGR气体冷却器12。即，水冷式EGR气体冷却器12的被冷却介质的温度相对高于水冷式中间冷却器11的被冷却介质的温度。
未图示的涡轮增压器位于发动机1的排气侧即排气歧管的出口附近，水冷式中间冷却器11为了在对从涡轮增压器的压缩机排出的增压进气进行冷却的基础上，将其导入进气系统而位于发动机1的进气侧，并配置于与气缸盖5在前后方向上排列的程度的高度位置。图2是从侧方观察发动机1的说明图，如该图2所示，水冷式中间冷却器11呈在气缸列方向上细长地延伸的箱状。
另外，在该实施例中，使排气的一部分作为EGR气体从排气系统向进气系统回流的排气回流装置构成为，将EGR气体向增压器的低压侧即涡轮增压器的压缩机的入口侧导入的所谓低压排气回流装置。因此，水冷式EGR气体冷却器12位于发动机1的排气侧有利于配管的布设。而且，如图1及图2所示，该水冷式EGR气体冷却器12与水冷式中间冷却器11相比为小型的热交换器，配置于气缸体4的中间附近的高度位置。另外，如图2所示，位于发动机1的长度方向的发动机1的后端部附近，形成为在上下方向上细长地延伸的箱状。
水冷式中间冷却器11以及水冷式EGR气体冷却器12在冷却水回路上形成为串联排列的位置关系，水冷式中间冷却器11相对地位于上游侧，从水冷式中间冷却器11流出的冷却水流入水冷式EGR气体冷却器12。
对冷却水的流动进行具体说明，首先，经由散热器7的冷却而由冷却水泵8排出的低温的冷却水如箭头W3所示，向上游侧的水冷式中间冷却器11供给。在图示例子中，冷却水入口处于水冷式中间冷却器11的下表面，通过该冷却水入口而将低温的冷却水导入。冷却水泵8向上述朝向水套的箭头W2所示的路径以及朝向水冷式中间冷却器11的箭头W3所示的路径的2套系统供给冷却水。
利用水冷式中间冷却器11进行热交换而使得温度升高的冷却水，依然从位于水冷式中间冷却器11的下表面的冷却水出口流出，如箭头W4所示流向发动机1的油盘6。在油盘6以在进气侧与排气侧之间横穿该油盘6的方式设置有中间冷却水通路13，冷却水通过该中间冷却水通路13而从进气侧到达排气侧，并且如箭头W5所示向水冷式EGR气体冷却器12导入。在中间冷却水通路13中冷却水接受油盘6内的机油的热，因此冷却水的温度进一步升高。水冷式EGR气体冷却器12在下端具有冷却水入口、且在上端具有冷却水出口，冷却水从水冷式EGR气体冷却器12下端的冷却水入口流入水冷式EGR气体冷却器12，在热交换之后从上端的冷却水出口流出。从该水冷式EGR气体冷却器12流出的高温的冷却水如箭头W6所示，向散热器7循环并在散热器7散热。
此外，箭头W1～W6所示的路径是除了成为发动机1的内部通路的箭头W2以外，基本上由配管类构成的冷却水通路。
在如上所述的冷却水的流动中，与流入上游侧的水冷式中间冷却器11的冷却水的温度相比，流入下游侧的水冷式EGR气体冷却器12的冷却水的温度更高。另外，各热交换器的被冷却介质的温度也如上所述，水冷式EGR气体冷却器12的被冷却介质的温度相对较高。并且，发动机室3内的气氛温度也是在排气侧相对较高，并且位于排气侧的水冷式EGR气体冷却器12容易接受来自排气系统的辐射热。因此，在水冷式EGR气体冷却器12中，冷却水沸腾的可能性较高。
然而，在上述实施例的结构中，对上游侧的水冷式中间冷却器11与下游侧的水冷式EGR气体冷却器12之间积极地赋予成为水位差的上下方向的高低差，将水冷式EGR气体冷却器12配置于相对较低的位置。因此，流入水冷式EGR气体冷却器12的冷却水的压力与水位差或高低差相应地升高，水冷式EGR气体冷却器12内部的冷却水的沸腾(气泡的产生)得到抑制。另外，越靠接近发动机盖2的上方则发动机室3内的气氛温度越高，因此水冷式EGR气体冷却器12位于下方也有利于该气氛温度。
在这里，在本发明中，定义为上游侧的第1热交换器(水冷式中间冷却器11)与下游侧的第2热交换器(水冷式EGR气体冷却器12)的高低差，详细而言，定义为车载状态的第1热交换器(水冷式中间冷却器11)的冷却水出口与第2热交换器(水冷式EGR气体冷却器12)的冷却水入口的铅直方向的高低差(图1中作为ΔH而示出)。即，下游侧的第2热交换器的冷却水入口处于比上游侧的第1热交换器的冷却水出口低的位置，从而在二者间产生压力差。
优选地，如图2所示，在从发动机1的侧方投影而观察时，第1热交换器(水冷式中间冷却器11)和第2热交换器(水冷式EGR气体冷却器12)配置为互不重叠。这意味着整个第2热交换器位于比第1热交换器的冷却水出口靠下方的位置，因此，整个第2热交换器相对于第1热交换器实现了水位差。
这样，在上述实施例的结构中，在发动机1的进气侧和排气侧分别配置有水冷式中间冷却器11及水冷式EGR气体冷却器12，经由通过油盘6的中间冷却水通路13而将二者连接，因此作为整个冷却装置能够形成为小型的封装结构，并且如上所述赋予高低差而能够抑制产生不良的热影响的下游侧的水冷式EGR气体冷却器12的冷却水的沸腾。而且，以上述方式抑制沸腾，因此能够在冷却要求较低的条件下利用由电动泵构成的冷却水泵8将流量控制得较少，由此能够实现油耗的改善。另外，在中间冷却水通路13中冷却水接受机油的热，因此能够获得机油的冷却作用，例如，能够实现未图示的机油冷却器的小型化。
作为中间冷却水通路13，可以由将油盘6贯穿的金属管构成，也可以构成为与油盘6形成为一体的通路。
在图2及图3所示的例子中，中间冷却水通路13由配置于油盘6的底部附近的金属管13A构成。此外，图3是沿曲轴轴向投影而观察油盘6的说明图。金属管13A沿相对于曲轴轴向正交的方向延伸，并且配置为在车载状态下大致水平。另外，该金属管13A(即中间冷却水通路13)处于比运转中的油盘6内的油面低的位置，没入机油中而与机油之间进行热交换。
图4至图6表示使得中间冷却水通路13与油盘6的底壁6a形成为一体的例子。在图4的例子中，分别由剖面呈半圆形的下侧管路壁13B及上侧管路壁13C形成圆形剖面的中间冷却水通路13。下侧管路壁13B及上侧管路壁13C可以是与周围的底壁6a一体的部件，也可以将其他部件与底壁6a接合。
在图5的例子中，由下侧管路壁13D及上侧管路壁13E形成矩形剖面的中间冷却水通路13。
在图6的例子中，由下侧管路壁13F及上侧管路壁13G形成圆形剖面的中间冷却水通路13，并且在上侧管路壁13G以辐射状设置有多个翅片14。该翅片14依然处于没入机油的状态，与机油的接触面积(热交换面积)因该翅片14而扩大。
此外，中间冷却水通路13的结构并不限定于上述图示的例子，只要能够确保所需的等效直径，则可以是任意形状。例如，能够设为更加扁平化的剖面形状的通路等。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施例，可以进行各种变更。例如，作为第1、第2热交换器，可以是除了水冷式中间冷却器11、水冷式EGR气体冷却器12以外的热交换器。另外，可以将中间冷却水通路13设为不从油盘6通过的外部通路。

Claims (7)

1.一种车辆的冷却装置，其中，
所述车辆的冷却装置具有第1热交换器以及第2热交换器，
上述第1热交换器及上述第2热交换器以使得从上述第1热交换器流出的冷却水流入上述第2热交换器的方式在冷却水回路上串联配置，
在车载状态下，上述第2热交换器配置于与上述第1热交换器的高度位置相比而相对较低的位置，
上述第1热交换器是对增压进气进行冷却的水冷式中间冷却器，上述第2热交换器是对EGR气体进行冷却的水冷式EGR气体冷却器。
2.根据权利要求1所述的车辆的冷却装置，其中，
与流入上述第1热交换器的被冷却介质的温度相比，流入上述第2热交换器的被冷却介质的温度相对较高。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的冷却装置，其中，
所述车辆的冷却装置具有横穿发动机的油盘内部的中间冷却水通路，从上述第1热交换器流出的冷却水通过上述中间冷却水通路而流入上述第2热交换器。
4.根据权利要求3所述的车辆的冷却装置，其中，
上述中间冷却水通路与上述油盘的底壁形成为一体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的冷却装置，其中，
所述车辆的冷却装置在上述第1热交换器的上游具有冷却水泵，由散热器冷却后的冷却水通过上述冷却水泵而向上述第1热交换器供给。
6.根据权利要求5所述的车辆的冷却装置，其中，
上述冷却水泵由能够控制流量的电动泵构成。
7.根据权利要求4所述的车辆的冷却装置，其中，
在形成上述中间冷却水通路的油盘内侧的管路壁，设置有用于增大与机油的接触面积的翅片。
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