JP2003278544A - 車両用水冷系統のエア抜き構造 - Google Patents
車両用水冷系統のエア抜き構造Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
- F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却水を注ぎ込むための注水口の高さ位置に
よる制約を受けることなく、水冷式のＥＧＲクーラをシ
リンダヘッドより上方に搭載し得、且つ冷却水の気水分
離を良好に行うことができ、エンジンをコンパクト化し
て車両への搭載性を向上し得る車両用水冷系統のエア抜
き構造を提供する。 【解決手段】 エンジン１のヘッドカバー２０の上に、
ＥＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベルｘより高い位
置に冷却水１４の注水口２２が設けられ且つ該注水口２
２に注ぎ込まれた冷却水１４をサーモスタット１６に対
し連絡管２４を介して導き得るようにしたエア溜まり機
能を有するタンク２３を設ける。
よる制約を受けることなく、水冷式のＥＧＲクーラをシ
リンダヘッドより上方に搭載し得、且つ冷却水の気水分
離を良好に行うことができ、エンジンをコンパクト化し
て車両への搭載性を向上し得る車両用水冷系統のエア抜
き構造を提供する。 【解決手段】 エンジン１のヘッドカバー２０の上に、
ＥＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベルｘより高い位
置に冷却水１４の注水口２２が設けられ且つ該注水口２
２に注ぎ込まれた冷却水１４をサーモスタット１６に対
し連絡管２４を介して導き得るようにしたエア溜まり機
能を有するタンク２３を設ける。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用水冷系統の
エア抜き構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、トラック等の車両のエンジン
では、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へ
戻し、該吸気側に戻された排気ガスによってエンジン内
での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによ
りＮＯx（窒素酸化物）の発生を低減させるようにし
た、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Re
circulation）が行われている。 【０００３】一般的に、この種の排気ガス再循環を行う
場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路
の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気
通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該
ＥＧＲパイプを通して排気ガスを再循環させるようにし
ている。 【０００４】又、エンジンに再循環させる排気ガスをＥ
ＧＲパイプの途中で冷却すると、排気ガスの温度が下が
り且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出
力を余り低下させずに燃焼温度を低下させて効果的にＮ
Ｏxの発生を低減させることができるため、エンジンに
排気ガスを再循環させるＥＧＲパイプの途中に水冷式の
ＥＧＲクーラを装備したものもある。 【０００５】図５は前記ＥＧＲクーラを装備したエンジ
ンの一例を示すものであって、図５中、１はディーゼル
機関であるエンジンを示し、該エンジン１は、ターボチ
ャージャ２を備えたものとなっており、エアクリーナ３
から導入した吸気４を吸気管５を通し前記ターボチャー
ジャ２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａ
で加圧された吸気４をインタークーラ６へ送って冷却
し、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へ
吸気４を導いてエンジン１の各気筒に分配するようにし
てあり、又、このエンジン１の各気筒から排出された排
気ガス８を排気マニホールド９を介し前記ターボチャー
ジャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動し
た排気ガス８を排気管１０を介し車外へ排出するように
してある。 【０００６】そして、ターボチャージャ２のタービン２
ｂより上流側の排気管１０（図５の例では排気マニホー
ルド９）と、ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａよ
り下流側の吸気管５との間がＥＧＲパイプ１１により接
続されており、排気マニホールド９から排気ガス８の一
部を抜き出して吸気管５に導き得るようにしてある。 【０００７】ここで、前記ＥＧＲパイプ１１には、排気
ガス８の再循環量を適宜に調節するためのＥＧＲバルブ
１２と、再循環される排気ガス８を冷却するためのＥＧ
Ｒクーラ１３とが装備されており、該ＥＧＲクーラ１３
では、冷却水１４と排気ガス８とを熱交換させることに
より排気ガス８の温度を低下させ得るようになってい
る。 【０００８】又、前述の如きエンジン１においては、該
エンジン１に導入されたばかりの比較的圧力の高い冷却
水１４の一部をエンジン１側から抜き出してＥＧＲクー
ラ１３での冷却に利用し、該ＥＧＲクーラ１３で排気ガ
ス８と熱交換して昇温した冷却水１４を、前記エンジン
１を経由して昇温した冷却水１４に対しサーモスタット
１６において合流させてラジエータ１５に導くようにし
ている。 【０００９】尚、このような冷却水１４の循環は、エン
ジン１により駆動されるクーラントポンプ１７で行われ
るようになっており、エンジン１の始動直後等における
冷却水１４の温度が低い時には、サーモスタット１６の
作動でラジエータ１５からの戻りの水路を閉じ且つエン
ジン１からの冷却水１４をクーラントポンプ１７へ導く
水路を開けることにより、冷却水１４をラジエータ１５
を経由させずにクーラントポンプ１７へ直接送り込んで
エンジン１の過冷却を回避し得るようにしてある。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き車両においては、エンジン１やラジエータ１５等を
含む全ての水冷系統を満水とするべく最初に冷却水１４
を注ぎ込むための注水口の高さ位置によりＥＧＲクーラ
１３の配置が著しく制約を受けるという不具合があっ
た。 【００１１】即ち、図６に示される如く、特に中型トラ
ック等の車両においては、一般にエンジン１のシリンダ
ヘッド１８が全ての水冷系統のうちの最上位置となって
いるので、エンジン１の前面に取り付けられているサー
モスタット１６等に前記シリンダヘッド１８より高い位
置で開口するように注水口１９を設けているが、この注
水口１９の開口レベルにより全ての水冷系統の液面レベ
ルが決まってしまうので、前記注水口１９の開口レベル
より低い位置にＥＧＲクーラ１３を配置せざるを得ず、
仮に、前記注水口１９の開口レベルより低い位置にＥＧ
Ｒクーラ１３を配置しないと、該ＥＧＲクーラ１３内の
水冷領域における完全なエア抜きが難しくなり、ＥＧＲ
クーラ１３の水冷領域に残存した空気溜まりにより局所
的な過熱部分（排気ガス８と冷却水１４との熱交換不良
部）が生じた際に応力集中による破損が生じる虞れがあ
った。 【００１２】又、ＥＧＲクーラ１３が装備されるＥＧＲ
パイプ１１は、エンジン１の一側の排気系統から他側の
吸気系統へと車幅方向に渡して配置しなければならず、
エンジン１の高さ寸法内にＥＧＲクーラ１３を収めよう
とした場合には、ＥＧＲパイプ１１をエンジン１の前側
か後側を回して車幅方向に渡さざるを得ないが、エンジ
ン１の前側におけるシリンダヘッド１８より下側にはサ
ーモスタット１６やクーラントポンプ１７等が配置さ
れ、一方、エンジン１の後側におけるシリンダヘッド１
８より下側にはトランスミッション等が配置されている
ので、現状の特に中型トラック等の車両の構造に対し注
水口１９の開口レベルより低い位置にＥＧＲクーラ１３
を収めて配置することは極めて困難な状況となってい
る。尚、図６中、２０はシリンダヘッド１８の上部に取
り付けられるヘッドカバー、２１はシリンダブロックを
示している。 【００１３】本発明は、斯かる実情に鑑み、冷却水を注
ぎ込むための注水口の高さ位置による制約を受けること
なく、水冷式のＥＧＲクーラをシリンダヘッドより上方
に搭載し得、且つ冷却水の気水分離を良好に行うことが
でき、エンジンをコンパクト化して車両への搭載性を向
上し得る車両用水冷系統のエア抜き構造を提供しようと
するものである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、水冷式のＥＧ
Ｒクーラが設けられる車両用水冷系統のエア抜き構造で
あって、ＥＧＲクーラの水冷領域の最上レベルより高い
位置に冷却水の注水口が設けられ且つ該注水口に注ぎ込
まれた冷却水を水冷系統中の適宜な箇所に導き得るよう
にしたエア溜まり機能を有するタンクを備えたことを特
徴とする車両用水冷系統のエア抜き構造にかかるもので
ある。 【００１５】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。 【００１６】シリンダヘッドを超える高さ位置に水冷式
のＥＧＲクーラを配置しても、タンクにおける冷却水の
注水口の開口レベルがＥＧＲクーラの水冷領域の最上レ
ベルより高くなり、しかも、前記タンクはエア溜まり機
能を有しているので、ＥＧＲクーラ内の水冷領域におけ
る完全なエア抜きが容易に実現され、該ＥＧＲクーラ１
３の水冷領域に空気溜まりが残存しなくなり、排気ガス
８と冷却水１４との熱交換不良に伴う局所的な過熱部分
が発生せず、応力集中による破損が生じる心配もなくな
り、エンジンをコンパクト化することが可能となる。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。 【００１８】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図５及び図６と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしている。 【００１９】本図示例においては、前述した図６の如き
サーモスタット１６上部に注水口１９を設けた構造を廃
止して前記サーモスタット１６の上部にスペースをつく
り、このスペースに水冷式のＥＧＲクーラ１３を配置す
るようにしている。 【００２０】前記ＥＧＲクーラ１３は、エンジン１のシ
リンダヘッド１８を超える高さ位置に配置されることに
なるが、前記エンジン１のヘッドカバー２０の上に、Ｅ
ＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベルｘより高い位置
に冷却水１４の注水口２２が設けられ且つ該注水口２２
に注ぎ込まれた冷却水１４をサーモスタット１６に対し
連絡管２４を介して導き得るようにしたエア溜まり機能
を有するタンク２３を設け、これにより注水口２２の開
口レベルがＥＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベルｘ
より高くなるようにしている。 【００２１】ここで、図３により前記ＥＧＲクーラ１３
の内部構造について説明すると、この種のＥＧＲクーラ
１３では、円筒状に形成されたシェル２５の軸心方向両
端に、シェル２５の端面を閉塞するようプレート２６，
２６が固着されていて、該各プレート２６，２６には、
多数のチューブ２７の両端が貫通状態で固着されてお
り、これら多数のチューブ２７はシェル２５の内部を軸
心方向に延びている。 【００２２】そして、シェル２５の一方の端部近傍に
は、エンジン１側から冷却水１４を導くようにした冷却
水導入管２８が接続され、また、シェル２５の他方の端
部近傍には、該シェル２５内部の冷却水１４を前記タン
ク２３におけるＥＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベ
ルｘより高い位置に排出する冷却水排出管２９（図１及
び図２参照）が接続されており、冷却水１４が冷却水導
入管２８からシェル２５の内部に供給されてチューブ２
７の外側を流れ、冷却水排出管２９からシェル２５の外
部に排出されるようになっている。 【００２３】即ち、このシェル２５内部の冷却水１４で
満たされる領域が、前述したＥＧＲクーラ１３の水冷領
域となるので、例えば、ＥＧＲクーラ１３が略水平な配
置であるならば、このシェル２５の内部空間の上端位置
が水冷領域の最上レベルｘということになる。 【００２４】更に、各プレート２６，２６の反シェル２
５側には、内部空間を椀状に形成されたボンネット３
０，３０が前記各プレート２６，２６の端面を被包する
ように固着され、一方のボンネット３０の中央には排気
ガス入口３１が、他方のボンネット３０の中央には排気
ガス出口３２がそれぞれ設けられており、エンジン１か
ら排出される排気ガス８が排気ガス入口３１から一方の
ボンネット３０の内部に入り、多数のチューブ２７内部
を通る間に該チューブ２７の外側を流れる冷却水１４と
の熱交換により冷却された後に、他方のボンネット３０
の内部に排出されて排気ガス出口３２からエンジン１に
再循環されるようになっている。 【００２５】尚、図３中、３３は冷却水導入管２８に対
しシェル２５の直径方向に対峙する位置に設けたバイパ
ス出口管を示し、該バイパス出口管３３から冷却水１４
の一部を抜き出すことにより、冷却水導入管２８に対峙
する箇所に冷却水１４の澱みが生じないようにしてあ
る。 【００２６】一方、前述の如く構成した水冷系統の各構
成要素の高さ関係を模式的に表わすと、図４に示すよう
になり、前記タンク２３は、水冷系統におけるラジエー
タ１５、サーモスタット１６、クーラントポンプ１７、
オイルクーラ３４、ターボチャージャ２のタービン２
ｂ、シリンダブロック２１、シリンダヘッド１８、及び
ＥＧＲクーラ１３より高く設置され、前記タンク２３に
おける冷却水１４の注水口２２には、冷却水１４の温度
上昇に伴う体積膨張を吸収するためのリザーバタンク３
５が接続され、又、エンジン１を冷却して温度上昇した
冷却水１４は、ヒータコア３６へ導入され、ヒータの熱
源として利用されるようになっている。尚、ラジエータ
１５で冷却された冷却水１４の循環配管３７は、図４に
おいて、サーモスタット１６より上方に位置するよう図
示してあるが、実際にはサーモスタット１６と同じ高さ
に配置されるものである。 【００２７】次に、上記図示例の作動を説明する。 【００２８】シリンダヘッド１８を超える高さ位置に水
冷式のＥＧＲクーラ１３を配置しても、タンク２３にお
ける冷却水１４の注水口２２の開口レベルがＥＧＲクー
ラ１３の水冷領域の最上レベルｘより高くなり、しか
も、前記タンク２３はエア溜まり機能を有しているの
で、最初に注水口２２から冷却水１４を注ぎ込んで全て
の水冷系統を満たす際には、ＥＧＲクーラ１３内の水冷
領域における水位の上昇に伴い、ＥＧＲクーラ１３内の
上側の空気が無理なく冷却水排出管２９からタンク２３
側へと抜き出され、ＥＧＲクーラ１３内の満水時には、
自ずから空気溜まりの残らない完全なエア抜きが実現さ
れることになる。 【００２９】この結果、ＥＧＲクーラ１３内の水冷領域
における完全なエア抜きが容易に実現され、該ＥＧＲク
ーラ１３の水冷領域に空気溜まりが残存しなくなり、排
気ガス８と冷却水１４との熱交換不良に伴う局所的な過
熱部分が発生せず、応力集中による破損が生じる心配も
なくなり、エンジン１をコンパクト化することが可能と
なる。 【００３０】こうして、冷却水１４を注ぎ込むための注
水口２２の高さ位置による制約を受けることなく、水冷
式のＥＧＲクーラ１３をシリンダヘッド１８より上方に
搭載し得、且つ冷却水１４の気水分離を良好に行うこと
ができ、エンジン１をコンパクト化して車両への搭載性
を向上し得る。 【００３１】尚、本発明の車両用水冷系統のエア抜き構
造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。 【００３２】 【発明の効果】以上、説明したように本発明の車両用水
冷系統のエア抜き構造によれば、冷却水を注ぎ込むため
の注水口の高さ位置による制約を受けることなく、水冷
式のＥＧＲクーラをシリンダヘッドより上方に搭載し
得、且つ冷却水の気水分離を良好に行うことができ、エ
ンジンをコンパクト化して車両への搭載性を向上し得る
という優れた効果を奏し得る。
エア抜き構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、トラック等の車両のエンジン
では、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へ
戻し、該吸気側に戻された排気ガスによってエンジン内
での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによ
りＮＯx（窒素酸化物）の発生を低減させるようにし
た、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Re
circulation）が行われている。 【０００３】一般的に、この種の排気ガス再循環を行う
場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路
の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気
通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該
ＥＧＲパイプを通して排気ガスを再循環させるようにし
ている。 【０００４】又、エンジンに再循環させる排気ガスをＥ
ＧＲパイプの途中で冷却すると、排気ガスの温度が下が
り且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出
力を余り低下させずに燃焼温度を低下させて効果的にＮ
Ｏxの発生を低減させることができるため、エンジンに
排気ガスを再循環させるＥＧＲパイプの途中に水冷式の
ＥＧＲクーラを装備したものもある。 【０００５】図５は前記ＥＧＲクーラを装備したエンジ
ンの一例を示すものであって、図５中、１はディーゼル
機関であるエンジンを示し、該エンジン１は、ターボチ
ャージャ２を備えたものとなっており、エアクリーナ３
から導入した吸気４を吸気管５を通し前記ターボチャー
ジャ２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａ
で加圧された吸気４をインタークーラ６へ送って冷却
し、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へ
吸気４を導いてエンジン１の各気筒に分配するようにし
てあり、又、このエンジン１の各気筒から排出された排
気ガス８を排気マニホールド９を介し前記ターボチャー
ジャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動し
た排気ガス８を排気管１０を介し車外へ排出するように
してある。 【０００６】そして、ターボチャージャ２のタービン２
ｂより上流側の排気管１０（図５の例では排気マニホー
ルド９）と、ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａよ
り下流側の吸気管５との間がＥＧＲパイプ１１により接
続されており、排気マニホールド９から排気ガス８の一
部を抜き出して吸気管５に導き得るようにしてある。 【０００７】ここで、前記ＥＧＲパイプ１１には、排気
ガス８の再循環量を適宜に調節するためのＥＧＲバルブ
１２と、再循環される排気ガス８を冷却するためのＥＧ
Ｒクーラ１３とが装備されており、該ＥＧＲクーラ１３
では、冷却水１４と排気ガス８とを熱交換させることに
より排気ガス８の温度を低下させ得るようになってい
る。 【０００８】又、前述の如きエンジン１においては、該
エンジン１に導入されたばかりの比較的圧力の高い冷却
水１４の一部をエンジン１側から抜き出してＥＧＲクー
ラ１３での冷却に利用し、該ＥＧＲクーラ１３で排気ガ
ス８と熱交換して昇温した冷却水１４を、前記エンジン
１を経由して昇温した冷却水１４に対しサーモスタット
１６において合流させてラジエータ１５に導くようにし
ている。 【０００９】尚、このような冷却水１４の循環は、エン
ジン１により駆動されるクーラントポンプ１７で行われ
るようになっており、エンジン１の始動直後等における
冷却水１４の温度が低い時には、サーモスタット１６の
作動でラジエータ１５からの戻りの水路を閉じ且つエン
ジン１からの冷却水１４をクーラントポンプ１７へ導く
水路を開けることにより、冷却水１４をラジエータ１５
を経由させずにクーラントポンプ１７へ直接送り込んで
エンジン１の過冷却を回避し得るようにしてある。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き車両においては、エンジン１やラジエータ１５等を
含む全ての水冷系統を満水とするべく最初に冷却水１４
を注ぎ込むための注水口の高さ位置によりＥＧＲクーラ
１３の配置が著しく制約を受けるという不具合があっ
た。 【００１１】即ち、図６に示される如く、特に中型トラ
ック等の車両においては、一般にエンジン１のシリンダ
ヘッド１８が全ての水冷系統のうちの最上位置となって
いるので、エンジン１の前面に取り付けられているサー
モスタット１６等に前記シリンダヘッド１８より高い位
置で開口するように注水口１９を設けているが、この注
水口１９の開口レベルにより全ての水冷系統の液面レベ
ルが決まってしまうので、前記注水口１９の開口レベル
より低い位置にＥＧＲクーラ１３を配置せざるを得ず、
仮に、前記注水口１９の開口レベルより低い位置にＥＧ
Ｒクーラ１３を配置しないと、該ＥＧＲクーラ１３内の
水冷領域における完全なエア抜きが難しくなり、ＥＧＲ
クーラ１３の水冷領域に残存した空気溜まりにより局所
的な過熱部分（排気ガス８と冷却水１４との熱交換不良
部）が生じた際に応力集中による破損が生じる虞れがあ
った。 【００１２】又、ＥＧＲクーラ１３が装備されるＥＧＲ
パイプ１１は、エンジン１の一側の排気系統から他側の
吸気系統へと車幅方向に渡して配置しなければならず、
エンジン１の高さ寸法内にＥＧＲクーラ１３を収めよう
とした場合には、ＥＧＲパイプ１１をエンジン１の前側
か後側を回して車幅方向に渡さざるを得ないが、エンジ
ン１の前側におけるシリンダヘッド１８より下側にはサ
ーモスタット１６やクーラントポンプ１７等が配置さ
れ、一方、エンジン１の後側におけるシリンダヘッド１
８より下側にはトランスミッション等が配置されている
ので、現状の特に中型トラック等の車両の構造に対し注
水口１９の開口レベルより低い位置にＥＧＲクーラ１３
を収めて配置することは極めて困難な状況となってい
る。尚、図６中、２０はシリンダヘッド１８の上部に取
り付けられるヘッドカバー、２１はシリンダブロックを
示している。 【００１３】本発明は、斯かる実情に鑑み、冷却水を注
ぎ込むための注水口の高さ位置による制約を受けること
なく、水冷式のＥＧＲクーラをシリンダヘッドより上方
に搭載し得、且つ冷却水の気水分離を良好に行うことが
でき、エンジンをコンパクト化して車両への搭載性を向
上し得る車両用水冷系統のエア抜き構造を提供しようと
するものである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、水冷式のＥＧ
Ｒクーラが設けられる車両用水冷系統のエア抜き構造で
あって、ＥＧＲクーラの水冷領域の最上レベルより高い
位置に冷却水の注水口が設けられ且つ該注水口に注ぎ込
まれた冷却水を水冷系統中の適宜な箇所に導き得るよう
にしたエア溜まり機能を有するタンクを備えたことを特
徴とする車両用水冷系統のエア抜き構造にかかるもので
ある。 【００１５】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。 【００１６】シリンダヘッドを超える高さ位置に水冷式
のＥＧＲクーラを配置しても、タンクにおける冷却水の
注水口の開口レベルがＥＧＲクーラの水冷領域の最上レ
ベルより高くなり、しかも、前記タンクはエア溜まり機
能を有しているので、ＥＧＲクーラ内の水冷領域におけ
る完全なエア抜きが容易に実現され、該ＥＧＲクーラ１
３の水冷領域に空気溜まりが残存しなくなり、排気ガス
８と冷却水１４との熱交換不良に伴う局所的な過熱部分
が発生せず、応力集中による破損が生じる心配もなくな
り、エンジンをコンパクト化することが可能となる。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。 【００１８】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図５及び図６と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしている。 【００１９】本図示例においては、前述した図６の如き
サーモスタット１６上部に注水口１９を設けた構造を廃
止して前記サーモスタット１６の上部にスペースをつく
り、このスペースに水冷式のＥＧＲクーラ１３を配置す
るようにしている。 【００２０】前記ＥＧＲクーラ１３は、エンジン１のシ
リンダヘッド１８を超える高さ位置に配置されることに
なるが、前記エンジン１のヘッドカバー２０の上に、Ｅ
ＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベルｘより高い位置
に冷却水１４の注水口２２が設けられ且つ該注水口２２
に注ぎ込まれた冷却水１４をサーモスタット１６に対し
連絡管２４を介して導き得るようにしたエア溜まり機能
を有するタンク２３を設け、これにより注水口２２の開
口レベルがＥＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベルｘ
より高くなるようにしている。 【００２１】ここで、図３により前記ＥＧＲクーラ１３
の内部構造について説明すると、この種のＥＧＲクーラ
１３では、円筒状に形成されたシェル２５の軸心方向両
端に、シェル２５の端面を閉塞するようプレート２６，
２６が固着されていて、該各プレート２６，２６には、
多数のチューブ２７の両端が貫通状態で固着されてお
り、これら多数のチューブ２７はシェル２５の内部を軸
心方向に延びている。 【００２２】そして、シェル２５の一方の端部近傍に
は、エンジン１側から冷却水１４を導くようにした冷却
水導入管２８が接続され、また、シェル２５の他方の端
部近傍には、該シェル２５内部の冷却水１４を前記タン
ク２３におけるＥＧＲクーラ１３の水冷領域の最上レベ
ルｘより高い位置に排出する冷却水排出管２９（図１及
び図２参照）が接続されており、冷却水１４が冷却水導
入管２８からシェル２５の内部に供給されてチューブ２
７の外側を流れ、冷却水排出管２９からシェル２５の外
部に排出されるようになっている。 【００２３】即ち、このシェル２５内部の冷却水１４で
満たされる領域が、前述したＥＧＲクーラ１３の水冷領
域となるので、例えば、ＥＧＲクーラ１３が略水平な配
置であるならば、このシェル２５の内部空間の上端位置
が水冷領域の最上レベルｘということになる。 【００２４】更に、各プレート２６，２６の反シェル２
５側には、内部空間を椀状に形成されたボンネット３
０，３０が前記各プレート２６，２６の端面を被包する
ように固着され、一方のボンネット３０の中央には排気
ガス入口３１が、他方のボンネット３０の中央には排気
ガス出口３２がそれぞれ設けられており、エンジン１か
ら排出される排気ガス８が排気ガス入口３１から一方の
ボンネット３０の内部に入り、多数のチューブ２７内部
を通る間に該チューブ２７の外側を流れる冷却水１４と
の熱交換により冷却された後に、他方のボンネット３０
の内部に排出されて排気ガス出口３２からエンジン１に
再循環されるようになっている。 【００２５】尚、図３中、３３は冷却水導入管２８に対
しシェル２５の直径方向に対峙する位置に設けたバイパ
ス出口管を示し、該バイパス出口管３３から冷却水１４
の一部を抜き出すことにより、冷却水導入管２８に対峙
する箇所に冷却水１４の澱みが生じないようにしてあ
る。 【００２６】一方、前述の如く構成した水冷系統の各構
成要素の高さ関係を模式的に表わすと、図４に示すよう
になり、前記タンク２３は、水冷系統におけるラジエー
タ１５、サーモスタット１６、クーラントポンプ１７、
オイルクーラ３４、ターボチャージャ２のタービン２
ｂ、シリンダブロック２１、シリンダヘッド１８、及び
ＥＧＲクーラ１３より高く設置され、前記タンク２３に
おける冷却水１４の注水口２２には、冷却水１４の温度
上昇に伴う体積膨張を吸収するためのリザーバタンク３
５が接続され、又、エンジン１を冷却して温度上昇した
冷却水１４は、ヒータコア３６へ導入され、ヒータの熱
源として利用されるようになっている。尚、ラジエータ
１５で冷却された冷却水１４の循環配管３７は、図４に
おいて、サーモスタット１６より上方に位置するよう図
示してあるが、実際にはサーモスタット１６と同じ高さ
に配置されるものである。 【００２７】次に、上記図示例の作動を説明する。 【００２８】シリンダヘッド１８を超える高さ位置に水
冷式のＥＧＲクーラ１３を配置しても、タンク２３にお
ける冷却水１４の注水口２２の開口レベルがＥＧＲクー
ラ１３の水冷領域の最上レベルｘより高くなり、しか
も、前記タンク２３はエア溜まり機能を有しているの
で、最初に注水口２２から冷却水１４を注ぎ込んで全て
の水冷系統を満たす際には、ＥＧＲクーラ１３内の水冷
領域における水位の上昇に伴い、ＥＧＲクーラ１３内の
上側の空気が無理なく冷却水排出管２９からタンク２３
側へと抜き出され、ＥＧＲクーラ１３内の満水時には、
自ずから空気溜まりの残らない完全なエア抜きが実現さ
れることになる。 【００２９】この結果、ＥＧＲクーラ１３内の水冷領域
における完全なエア抜きが容易に実現され、該ＥＧＲク
ーラ１３の水冷領域に空気溜まりが残存しなくなり、排
気ガス８と冷却水１４との熱交換不良に伴う局所的な過
熱部分が発生せず、応力集中による破損が生じる心配も
なくなり、エンジン１をコンパクト化することが可能と
なる。 【００３０】こうして、冷却水１４を注ぎ込むための注
水口２２の高さ位置による制約を受けることなく、水冷
式のＥＧＲクーラ１３をシリンダヘッド１８より上方に
搭載し得、且つ冷却水１４の気水分離を良好に行うこと
ができ、エンジン１をコンパクト化して車両への搭載性
を向上し得る。 【００３１】尚、本発明の車両用水冷系統のエア抜き構
造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。 【００３２】 【発明の効果】以上、説明したように本発明の車両用水
冷系統のエア抜き構造によれば、冷却水を注ぎ込むため
の注水口の高さ位置による制約を受けることなく、水冷
式のＥＧＲクーラをシリンダヘッドより上方に搭載し
得、且つ冷却水の気水分離を良好に行うことができ、エ
ンジンをコンパクト化して車両への搭載性を向上し得る
という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の要部側面図であ
る。 【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。 【図３】図１及び図２におけるＥＧＲクーラの内部構造
の詳細を示す断面図である。 【図４】本発明を実施する形態の一例における水冷系統
の各構成要素の高さ関係を表わす全体概略模式図であ
る。 【図５】ＥＧＲクーラを搭載した車両の給排気系統と水
冷系統の一例を示す概略平面図である。 【図６】車両における注水口の設置例を示す側面図であ
る。 【符号の説明】 １ エンジン ８ 排気ガス １１ ＥＧＲパイプ １２ ＥＧＲバルブ １３ ＥＧＲクーラ １４ 冷却水 １５ ラジエータ １６ サーモスタット １７ クーラントポンプ １８ シリンダヘッド ２０ ヘッドカバー ２１ シリンダブロック ２２ 注水口 ２３ タンク ２４ 連絡管 ２９ 冷却水排出管 ｘ 最上レベル
る。 【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。 【図３】図１及び図２におけるＥＧＲクーラの内部構造
の詳細を示す断面図である。 【図４】本発明を実施する形態の一例における水冷系統
の各構成要素の高さ関係を表わす全体概略模式図であ
る。 【図５】ＥＧＲクーラを搭載した車両の給排気系統と水
冷系統の一例を示す概略平面図である。 【図６】車両における注水口の設置例を示す側面図であ
る。 【符号の説明】 １ エンジン ８ 排気ガス １１ ＥＧＲパイプ １２ ＥＧＲバルブ １３ ＥＧＲクーラ １４ 冷却水 １５ ラジエータ １６ サーモスタット １７ クーラントポンプ １８ シリンダヘッド ２０ ヘッドカバー ２１ シリンダブロック ２２ 注水口 ２３ タンク ２４ 連絡管 ２９ 冷却水排出管 ｘ 最上レベル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山崎 敏明
東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野
自動車株式会社内
Ｆターム(参考） 3G062 AA01 AA05 ED08
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 水冷式のＥＧＲクーラが設けられる車両
用水冷系統のエア抜き構造であって、 ＥＧＲクーラの水冷領域の最上レベルより高い位置に冷
却水の注水口が設けられ且つ該注水口に注ぎ込まれた冷
却水を水冷系統中の適宜な箇所に導き得るようにしたエ
ア溜まり機能を有するタンクを備えたことを特徴とする
車両用水冷系統のエア抜き構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002085984A JP2003278544A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 車両用水冷系統のエア抜き構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002085984A JP2003278544A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 車両用水冷系統のエア抜き構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003278544A true JP2003278544A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29232742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002085984A Pending JP2003278544A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 車両用水冷系統のエア抜き構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003278544A (ja) |
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-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002085984A patent/JP2003278544A/ja active Pending
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