JP2004218539A - Cooling device for engine - Google Patents

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JP2004218539A
JP2004218539A JP2003007293A JP2003007293A JP2004218539A JP 2004218539 A JP2004218539 A JP 2004218539A JP 2003007293 A JP2003007293 A JP 2003007293A JP 2003007293 A JP2003007293 A JP 2003007293A JP 2004218539 A JP2004218539 A JP 2004218539A
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JP
Japan
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engine
intercooler
heat exchanger
fresh water
water
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JP2003007293A
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Inventor
Yoshinori Kono
義則 河野
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Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for an engine capable of improving engine performance and effectively performing warm up while making a heat exchanger for the engine compact. <P>SOLUTION: In the cooling device 5 that supplies sea water to the heat exchanger 3 for the engine and cools the engine 1 and an intercooler 2 by fresh water cooled through heat exchange with the supplied sea water, an engine side outlet port 31 for supplying the fresh water to the engine 1 is provided in the midstream position of the heat exchanger 3 for the engine where the heat exchange with the sea water is finished in midstream, and an intercooler side outlet port 32 for supplying the fresh water to the intercooler 2 is provided in the undermost downstream position of the heat exchanger 3 for the engine where the heat exchange with the sea water is completed. In a branch portion between a fresh water discharge pipe 54 for discharging the fresh water from the engine 1 and a by-pass pipe 7 for bypassing the heat exchanger 3 for the engine, a thermostat 71 for guiding the fresh water to the by-pass pipe side and circulating it until the fresh water temperature inside the fresh water discharge pipe 54 reaches 85°C is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷却装置に関し、特に、エンジンおよびインタークーラを冷却するものに係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンの冷却装置として、エンジンの燃焼用給気を冷却するインタークーラを備えたものがあり、このものでは、走行風が最も吹き付けられる進行方向最前位置にインタークーラを設け、このインタークーラを通過した走行風をラジエータにも吹き付けて熱交換し、このラジエータ内において走行風との熱交換により冷却された循環水によって、エンジンを冷却するようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−115222号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンにあっては、冷却水をエンジン用熱交換器に供給し、このエンジン用熱交換器に供給された冷却水とエンジンのウォータジャケットを流れる循環水とを熱交換させることが行われている。
【0005】
また、出力性能を高くする上で、近年では排気ターボチャージャおよびインタークーラを備えたエンジンもあり、エンジン用熱交換器において冷却水との熱交換により冷却された循環水をインタークーラおよびエンジンに供給することにより、インタークーラからエンジンに供給される給気を循環水により冷却して給気効率を高くするとともに、エンジン(ウォータジャケット)にも循環水を供給してエンジンを効果的に冷却するようにしたものもある。
【0006】
ところが、上述のもののように、エンジン用熱交換器での冷却水との熱交換により冷却された循環水をインタークーラおよびエンジンに供給するものでは、以下に述べるような課題を保有している。
【0007】
つまり、エンジン用熱交換器は、インタークーラに対し十分に冷却された循環水を供給する上で、熱交換効率の高い大きな容量のものが必要となり、スペース的な問題が生起される。その反面、エンジン用熱交換器の容量が小さければ、インタークーラに対し十分に冷却された循環水を供給することができず、エンジン性能が悪化することになる。
【0008】
また、エンジン用熱交換器では、冷却水と循環水との熱交換が常時行われるため、例えば始動直後の暖機時などにエンジンの熱負荷が低いにも拘わらず、エンジンに冷たい循環水が供給されることになる。このため、熱負荷の低いエンジンが循環水により過冷却されている低温の状況下では、着火性能が落ちるために一向にエンジンの暖機が促進されず、エンジンの暖機に過度の時間を要することになる。
【0009】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジン用熱交換器をコンパクトにしつつエンジン性能を向上させ、かつ暖機を効率よく行うことができるエンジンの冷却装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係わる発明が講じた解決手段は、冷却水をエンジン用熱交換器に供給し、この供給された冷却水との熱交換により冷却される循環水によって、エンジンおよびインタークーラを冷却するようにしたエンジンの冷却装置を前提とする。そして、上記エンジン用熱交換器に、エンジンに対し循環水を導出するエンジン側導出口と、インタークーラに対し循環水を導出するインタークーラ側導出口とを設け、上記エンジン側導出口を、冷却水との熱交換を途中で終えるエンジン用熱交換器の途中位置に設けている一方、上記インタークーラ側導出口を、冷却水との熱交換を完遂するエンジン用熱交換器の最下流位置に設けている。
【0011】
この特定事項により、エンジンには、冷却水との熱交換を途中で終えたエンジン用熱交換器途中位置のエンジン側導出口からの十分に冷却されていない循環水が供給されることになり、始動直後の暖機時などに熱負荷の低いエンジンが循環水によって過冷却されることが防止されて着火性能が高められ、エンジンの暖機効率を促進してエンジンの暖機に要する時間を短縮させることが可能となる。
【0012】
そして、インタークーラには、冷却水との熱交換を完遂したエンジン用熱交換器最下流位置のインタークーラ側導出口からの十分に冷却された循環水が供給されることになる。このため、インタークーラに対し十分に冷却された循環水を供給(導出)する上で、熱交換効率の高い大きな容量のエンジン用熱交換器を用いる必要がなくなってコンパクトなもので済み、エンジン用熱交換器の省スペース化を図ることが可能となる。しかも、インタークーラに十分に冷却された循環水が供給されることから、過給機の加圧作用により昇温された給気が効果的に冷却され、給気の充填効率を高めてエンジン性能を向上させることが可能となる。
【0013】
また、請求項2に係わる発明では、エンジンに対する循環水の導出量を制限する制限手段をエンジン側導出口に設けている。
【0014】
この特定事項により、エンジン用熱交換器内を流通する循環水の流通抵抗などによって途中位置のエンジン側導出口から導出しようとする循環水の導出量が制限手段によって制限されることになり、エンジン用熱交換器内を最下流位置のインタークーラ側導出口に向かって流通する循環水の流通量が確保されることになる。その上、エンジン用熱交換器途中位置のエンジン側導出口から導出される循環水によって、最下流位置のインタークーラ側導出口に向かって流通する循環水の流量および流速が落ち、このインタークーラ側導出口に向かって流通する循環水と冷却水との熱交換が効果的に行えて、インタークーラ側導出口から導出される循環水を効率よく冷却することが可能となる。
【0015】
更に、請求項3に係わる発明では、循環水をエンジン用熱交換器に導入する導入管に、エンジン用熱交換器をバイパスしてインタークーラ側導出口下流の導出管に連通するバイパス管を設けている。そして、上記導入管とバイパス管との分岐部に、導入管をエンジン用熱交換器側に連通させる第1位置と、導入管をバイパス管側に連通させる第2位置とに切り換える切換手段を設け、この切換手段を、循環水の温度が所定温度に達するまで第2位置に切り換えている。
【0016】
この特定事項により、循環水は、エンジン用熱交換器に対する導入管とバイパス管との分岐部に設けた切換手段によって、循環水の温度が所定温度に達するまでの間、エンジン用熱交換器での冷却水との熱交換が回避されるので、エンジン用熱交換器によって冷却された冷たい循環水がインタークーラおよびエンジンに供給されることが確実に防止されることになる。しかも、循環水の温度が所定温度に達するまでの間は、インタークーラに供給される循環水によって給気が加温されることになり、始動直後の暖機時などに熱負荷の低いエンジンに供給される給気を加温する給気ヒータとしてインタークーラが機能し、暖機時などの着火性能を飛躍的に高めてエンジンの暖機効率をより促進し、エンジンの暖機に要する時間をより一層短縮させることが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0018】
図1は本発明に係る冷却装置を舶用エンジンに適用した場合の実施形態を示す構成図であり、エンジン1には、図示しない排気ターボチャージャが設けられている。この排気ターボチャージャのコンプレッサ出口から延設されたブーストパイプ(図示せず)の下流端と、図示しないインテークマニホールドに下流端が接続されたインテークパイプ(図示せず)の上流端との間には、インタークーラ2が介設されている。この場合、排気ターボチャージャのコンプレッサで加圧した給気は、インタークーラ2で熱交換された後にインテークマニホールドを介してエンジン1の燃焼室に送り込まれるようになっている。
【0019】
また、エンジン1およびエキゾーストマニホールド(図示せず)にはウォータジャケット(図示せず)が設けられている。このウォータジャケットおよびインタークーラ2には、循環水としての清水をそれぞれ供給するエンジン用熱交換器3が接続されている。
【0020】
エンジン用熱交換器3には、冷却水としての海水を汲み上げる海水ポンプ41が介設された海水汲み上げ管42の下流端が一端側(図では下端側)に接続されているとともに、この海水汲み上げ管42より内部に取り入れた海水を排出する海水排出管43の上流端が他端側(図では上端側)に接続されている。なお、44は、海水排出管43の途中に介設されたエンジンオイルクーラである。
【0021】
また、エンジン用熱交換器3には、ウォータジャケット(エンジン1)に清水を供給するエンジン側清水供給管51の上流端が接続されているとともに、インタークーラ2に清水を供給する導出管としてのインタークーラ側清水供給管52の上流端が接続されている。エンジン側清水供給管51の途中には、清水を送給する清水ポンプ53が介設されている。そして、ウォータジャケットには、エンジン側清水供給管51を介してエンジン1およびエキゾーストマニホールド内に供給された清水を排出する導入管としての清水排出管54の上流端が接続されている。この清水排出管54の下流端は、エンジン用熱交換器3の一端側つまり上流端側の清水導入口30に接続され、清水をエンジン用熱交換器3に導入させるようにしている。また、インタークーラ2には、インタークーラ側清水供給管52を介して内部に供給された清水を排出するインタークーラ側清水排出管55の上流端が接続されている。このインタークーラ側清水排出管55の下流端は、清水ポンプ53よりも上流側に位置するエンジン側清水供給管51の途中に接続されている。そして、エンジン1およびエキゾーストマニホールド(ウォータジャケット)と、インタークーラ2と、エンジン用熱交換器3とは、エンジン側清水供給管51、インタークーラ側清水供給管52、清水排出管54およびインタークーラ側清水排出管55によって清水循環可能に接続され、このインタークーラ2、エンジン用熱交換器3、エンジン側清水供給管51、インタークーラ側清水供給管52、清水排出管54およびインタークーラ側清水排出管55によって冷却装置5を構成している。
【0022】
エンジン用熱交換器3は、海水汲み上げ管42によって内部に取り入れた海水と、循環経路5により循環する清水とを熱交換するものであり、エンジン側清水供給管51の上流端が接続されてエンジン1およびエキゾーストマニホールド(ウォータジャケット)に対し清水を導出するエンジン側導出口としてのエンジン側供給口31と、インタークーラ側清水供給管52の上流端が接続されてインタークーラ2に対し清水を導出するインタークーラ側導出口としてのインタークーラ側供給口32とを備えている。
【0023】
そして、エンジン用熱交換器3のエンジン側供給口31は、海水との熱交換を途中で終えるエンジン用熱交換器3の途中位置に設けられている一方、インタークーラ側供給口32は、海水との熱交換を完遂するエンジン用熱交換器3の最下流位置に設けられている。また、エンジン側供給口31直下流に位置するエンジン側清水供給管51の上流側には、エンジン1に対する清水の供給量を制限する制限手段としての絞り6が設けられている。この場合、エンジン用熱交換器3内を流通する清水の流通抵抗などによって途中位置のエンジン側供給口からエンジン1側に供給しようとする清水の供給量が絞り6によって制限され、清水がさらに下流側のインタークーラ側供給口32に向かって流通するようにしている。
【0024】
また、清水をエンジン用熱交換器3に導入する清水排出管54の途中には、エンジン用熱交換器3をバイパスしてインタークーラ側供給口32下流のインタークーラ側清水供給管52に連通するバイパス管7の上流端が接続されている。この清水排出管54とバイパス管7との分岐部には、切換手段としてのサーモスタット71が設けられている。このサーモスタット71は、清水排出管54をエンジン用熱交換器3側に連通させる第1位置と、清水排出管54をバイパス管7側に連通させる第2位置とに切り換える機能を有し、清水排出管54内に排出されたエンジン1およびエキゾーストマニホールドからの清水の温度が所定温度(例えば85°C)に達するまでの間、第2位置に切り換えてエンジン用熱交換器3内に導入させることなくバイパス管7側に導入させて循環させるようにしている。
【0025】
この場合、サーモスタット71は、清水排出管54内に排出されたエンジン1およびエキゾーストマニホールドからの清水の温度が所定温度(例えば85°C)を超えれば第1位置に切り換わり、清水をエンジン用熱交換器3内に導入させることになる。このとき、エンジン用熱交換器3において海水との熱交換を途中で終えてエンジン側供給口31から供給される清水の出口温度が75°C程度となるのに対し、さらに下流側において海水との熱交換を完遂してインタークーラ側供給口32から供給される清水の出口温度が60°C程度となる。
【0026】
したがって、上記実施形態では、清水は、清水排出管54とバイパス管7との分岐部に設けたサーモスタット71によって、エンジン1およびエキゾーストマニホールド(ウォータジャケット)から排出された清水の温度が所定温度(例えば85°C)に達するまでの間、エンジン用熱交換器3での海水との熱交換が回避されるので、始動直後の暖機時などでは、清水排出管54内に排出されたエンジン1およびエキゾーストマニホールドからの清水の温度が所定温度(例えば85°C)よりも低いためにサーモスタット71は第2位置に切り換えられて清水をエンジン用熱交換器3内に導入させることなくバイパス管7を介して循環し、エンジン用熱交換器3によって冷却された冷たい清水がインタークーラ2およびエンジン1側に供給されることが確実に防止されることになる。しかも、サーモスタット71は、清水排出管54内に排出されたエンジン1およびエキゾーストマニホールドからの清水の温度が所定温度(例えば85°C)を超えれば第1位置に切り換わって清水がエンジン用熱交換器3内に導入することになるが、エンジン1およびエキゾーストマニホールド(ウォータジャケット)には、海水との熱交換を途中で終えたエンジン用熱交換器3途中位置のエンジン側供給口31からの十分に冷却されていない清水が供給されることになり、エンジンをアイドリング近傍の軽負荷・低回転域で長時間に亘って運転し続けても、熱負荷の低いエンジン1が清水によって過冷却されることが防止される。これにより、始動直後の暖機時などに熱負荷の低いエンジン1の着火性能が高められ、エンジン1の暖機を促進してエンジン1の暖機に要する時間を短縮させることができる。
【0027】
その上、清水排出管54内に排出されたエンジン1およびエキゾーストマニホールドからの清水の温度が所定温度(例えば85°C)よりも低いときに、サーモスタット71が第2位置に切り換えられて清水をバイパス管7およびインタークーラ側清水供給管52を介してインタークーラ2に供給しているので、循環水の温度が所定温度に達するまでの間は、インタークーラ2に供給される清水によって給気が加温されることになり、始動直後の暖機時などに熱負荷の低いエンジン1に供給される給気を加温する給気ヒータとしてインタークーラ2が機能し、暖機時などの着火性能を飛躍的に高めてエンジン1の暖機効率をさらに促進し、エンジン1の暖機に要する時間をより一層短縮させることができる。
【0028】
また、インタークーラ2には、海水との熱交換を完遂したエンジン用熱交換器3最下流位置のインタークーラ側供給口32からの十分に冷却された清水がインタークーラ側清水供給管52を介して供給されることにより、インタークーラ2に対し十分に冷却された清水を供給する上で、熱交換効率の高い大きな容量のエンジン用熱交換器を用いる必要がなくなってコンパクトなもので済み、エンジン用熱交換器3の省スペース化を図ることができる。
【0029】
しかも、インタークーラ2に十分に冷却された清水が供給されることから、排気ターボチャージャ(過給機)の加圧作用により昇温した給気が効果的に冷却され、給気の充填効率を高めてエンジン性能を向上させることができる。
【0030】
そして、エンジン用熱交換器3内を流通する清水の流通抵抗などによって途中位置のエンジン側供給口からエンジン1側に供給しようとする清水の供給量が絞り6によって制限されるので、さらに下流側のインタークーラ側供給口32に向かって流通する清水の流通量を確保することができる。しかも、エンジン用熱交換器3途中位置のエンジン側供給口31からエンジン1側に供給される清水によって、最下流位置のインタークーラ側供給口32に向かって流通する清水の流量および流速が落ち、このインタークーラ側供給口32に向かって流通する清水と海水との熱交換が効果的に行えて、インタークーラ側供給口32からインタークーラ2に供給される清水を効率よく冷却することができる。
【0031】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、冷却装置5を舶用エンジン1に適用した場合について述べたが、陸上に載置されるエンジンに冷却装置を適用してもよいのはもちろんである。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1におけるエンジンの冷却装置によれば、冷却水との熱交換を途中で終えるエンジン用熱交換器の途中位置にエンジン側導出口を設けている一方、冷却水との熱交換を完遂するエンジン用熱交換器の最下流位置にインタークーラ側導出口を設けることで、エンジン用熱交換器で十分に冷却されていない循環水を始動直後の暖機時などに熱負荷の低いエンジンに供給し、循環水によるエンジンの過冷却を防止して着火性能を高め、エンジンの暖機効率を促進してエンジンの暖機に要する時間を短縮させることができる。一方、熱交換効率の高い大きな容量のエンジン用熱交換器を用いることなく冷却水との熱交換を完遂して十分に冷却された循環水をインタークーラに供給し、エンジン用熱交換器のコンパクト化を達成してエンジン用熱交換器の省スペース化を図ることができるとともに、過給機の加圧作用により昇温する給気を効果的に冷却して給気の充填効率を高め、エンジン性能を向上させることができる。
【0033】
また、本発明の請求項2におけるエンジンの冷却装置によれば、エンジンに対する循環水の導出量を制限する制限手段をエンジン側導出口に設けることで、エンジン用熱交換器内を最下流位置のインタークーラ側導出口に向かって流通する循環水の流通量を確保することができる。しかも、最下流位置のインタークーラ側導出口に向かって流通する循環水の流量および流速を落として冷却水との熱交換を効果的に行い、インタークーラ側導出口から導出される循環水を効率よく冷却することができる。
【0034】
更に、本発明の請求項3におけるエンジンの冷却装置によれば、循環水の温度が所定温度に達するまでの間、エンジン用熱交換器での循環水と冷却水との熱交換を回避させることで、エンジン用熱交換器によって冷却した冷たい循環水のインタークーラおよびエンジンへの供給を確実に防止することができる。しかも、循環水の温度が所定温度に達するまでの間、インタークーラに供給される循環水によって始動直後の暖機時などに熱負荷の低いエンジンに供給される給気を加温する給気ヒータとしてインタークーラを機能させ、暖機時などの着火性能を飛躍的に高めてエンジンの暖機効率をより促進し、エンジンの暖機に要する時間をより一層短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の海水および清水の経路を示す構成図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 インタークーラ
3 エンジン用熱交換器
31 エンジン側供給口(エンジン側導出口)
32 インタークーラ側供給口(インタークーラ側導出口)
5 冷却装置
52 インタークーラ側清水供給管(導出管)
54 清水排出管(導入管)
6 絞り(制限手段)
7 バイパス管
71 サーモスタット(切換手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for an engine, and more particularly to a device for cooling an engine and an intercooler.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a cooling device for an engine, there is a device provided with an intercooler for cooling the supply air for combustion of the engine, and in this device, an intercooler is provided at a frontmost position in a traveling direction where a traveling wind is most blown, and the intercooler is provided. The passing traveling wind is also blown to a radiator to exchange heat, and the engine is cooled by circulating water cooled by heat exchange with the traveling wind in the radiator (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-115222
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an engine, cooling water is supplied to an engine heat exchanger, and heat exchange is performed between the cooling water supplied to the engine heat exchanger and circulating water flowing through a water jacket of the engine. ing.
[0005]
In recent years, in order to increase output performance, some engines are equipped with an exhaust turbocharger and an intercooler in recent years, and supply circulating water cooled by heat exchange with cooling water to the intercooler and the engine in the engine heat exchanger. By doing so, the supply air supplied to the engine from the intercooler is cooled by the circulating water to increase the air supply efficiency, and the circulating water is also supplied to the engine (water jacket) to effectively cool the engine. Some have been made.
[0006]
However, as described above, the supply of circulating water cooled by heat exchange with cooling water in an engine heat exchanger to an intercooler and an engine has the following problems.
[0007]
That is, in order to supply sufficiently cooled circulating water to the intercooler, the engine heat exchanger needs to have a large capacity with high heat exchange efficiency, which causes a space problem. On the other hand, if the capacity of the engine heat exchanger is small, it is not possible to supply sufficiently cooled circulating water to the intercooler, and the engine performance will deteriorate.
[0008]
Further, in the heat exchanger for the engine, since the heat exchange between the cooling water and the circulating water is always performed, for example, when the engine has a low heat load at the time of warm-up immediately after the start, the cold circulating water is supplied to the engine. Will be supplied. For this reason, in a low-temperature situation where the engine with a low heat load is supercooled by circulating water, the ignition performance deteriorates and the warm-up of the engine is not promoted at all, and excessive time is required to warm up the engine. become.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the engine performance while reducing the size of a heat exchanger for an engine, and to efficiently cool an engine. It is to provide a device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a solution taken by the invention according to claim 1 is to supply cooling water to an engine heat exchanger, and by using circulating water cooled by heat exchange with the supplied cooling water, It is assumed that an engine cooling device is designed to cool the engine and the intercooler. The engine heat exchanger is provided with an engine-side outlet that circulates water to the engine and an intercooler-side outlet that circulates water to the intercooler, and cools the engine-side outlet. The intercooler side outlet is located at the most downstream position of the engine heat exchanger that completes heat exchange with the cooling water, while being provided at an intermediate position of the engine heat exchanger that finishes heat exchange with water halfway. Provided.
[0011]
By this specific matter, the engine is supplied with circulating water that is not sufficiently cooled from the engine-side outlet at a position on the engine heat exchanger halfway through which heat exchange with the cooling water has been completed halfway. Prevents the engine with a low heat load from being overcooled by circulating water during warm-up immediately after starting, etc., and enhances ignition performance, promotes engine warm-up efficiency and reduces the time required for engine warm-up It is possible to do.
[0012]
Then, sufficiently cooled circulating water is supplied to the intercooler from the intercooler-side outlet at the most downstream position of the engine heat exchanger that has completed heat exchange with the cooling water. For this reason, it is not necessary to use a large-capacity heat exchanger with high heat exchange efficiency for supplying (discharging) sufficiently cooled circulating water to the intercooler, so that the intercooler can be compact, and the engine cooler can be used. Space saving of the heat exchanger can be achieved. In addition, since the sufficiently cooled circulating water is supplied to the intercooler, the supply air whose temperature has been raised by the pressurizing action of the supercharger is effectively cooled, and the charging efficiency of the supply air is increased to improve the engine performance. Can be improved.
[0013]
Further, in the invention according to claim 2, a restriction means for restricting the amount of circulating water discharged to the engine is provided at the engine side outlet.
[0014]
With this specific matter, the amount of circulating water to be drawn out from the engine-side outlet at an intermediate position is limited by the restricting means due to the flow resistance of the circulating water flowing through the heat exchanger for the engine. Thus, the circulation amount of the circulating water flowing toward the intercooler side outlet at the most downstream position in the internal heat exchanger is secured. In addition, the flow rate and flow rate of the circulating water flowing toward the intercooler-side outlet at the most downstream position decrease due to the circulating water led out from the engine-side outlet at a position halfway through the engine heat exchanger. The heat exchange between the circulating water flowing toward the outlet and the cooling water can be effectively performed, and the circulating water discharged from the intercooler-side outlet can be efficiently cooled.
[0015]
Further, in the invention according to claim 3, the introduction pipe for introducing the circulating water into the engine heat exchanger is provided with a bypass pipe that bypasses the engine heat exchanger and communicates with the outlet pipe downstream of the intercooler side outlet. ing. At the branch between the introduction pipe and the bypass pipe, switching means for switching between a first position for communicating the introduction pipe with the engine heat exchanger and a second position for communicating the introduction pipe with the bypass pipe is provided. The switching means is switched to the second position until the temperature of the circulating water reaches a predetermined temperature.
[0016]
According to this specific matter, the circulating water is switched by the engine heat exchanger until the temperature of the circulating water reaches a predetermined temperature by the switching means provided at the branch portion between the introduction pipe and the bypass pipe for the engine heat exchanger. Since the heat exchange with the cooling water is avoided, the cold circulating water cooled by the engine heat exchanger is reliably prevented from being supplied to the intercooler and the engine. In addition, until the temperature of the circulating water reaches the predetermined temperature, the supply air is heated by the circulating water supplied to the intercooler, so that the engine with a low heat load can be used for warming-up immediately after starting. The intercooler functions as an air-supply heater that heats the supplied air, dramatically improving ignition performance during warm-up, etc., further promoting engine warm-up efficiency, and reducing the time required for engine warm-up. It is possible to further reduce the length.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment in which a cooling device according to the present invention is applied to a marine engine. The engine 1 is provided with an exhaust turbocharger (not shown). A downstream end of a boost pipe (not shown) extending from a compressor outlet of the exhaust turbocharger and an upstream end of an intake pipe (not shown) whose downstream end is connected to an intake manifold (not shown). , An intercooler 2 is provided. In this case, the supply air pressurized by the compressor of the exhaust turbocharger is sent to the combustion chamber of the engine 1 via the intake manifold after heat exchange in the intercooler 2.
[0019]
The engine 1 and the exhaust manifold (not shown) are provided with a water jacket (not shown). An engine heat exchanger 3 that supplies fresh water as circulating water is connected to the water jacket and the intercooler 2.
[0020]
The downstream end of a seawater pumping pipe 42 in which a seawater pump 41 for pumping seawater as cooling water is connected to one end (the lower end in the figure) of the heat exchanger 3 for the engine. The upstream end of a seawater discharge pipe 43 for discharging seawater taken in from the pipe 42 is connected to the other end (the upper end in the figure). Reference numeral 44 denotes an engine oil cooler provided in the middle of the seawater discharge pipe 43.
[0021]
The engine heat exchanger 3 is connected to the upstream end of an engine-side fresh water supply pipe 51 that supplies fresh water to the water jacket (engine 1), and serves as an outlet pipe that supplies fresh water to the intercooler 2. The upstream end of the intercooler-side fresh water supply pipe 52 is connected. A fresh water pump 53 for supplying fresh water is provided in the middle of the engine-side fresh water supply pipe 51. The upstream end of a fresh water discharge pipe 54 serving as an introduction pipe for discharging fresh water supplied into the engine 1 and the exhaust manifold via the engine-side fresh water supply pipe 51 is connected to the water jacket. The downstream end of the fresh water discharge pipe 54 is connected to one end of the heat exchanger 3 for the engine, that is, to the fresh water inlet 30 at the upstream end, so that the fresh water is introduced into the heat exchanger 3 for the engine. The upstream end of an intercooler-side fresh water discharge pipe 55 that discharges fresh water supplied to the inside through the intercooler-side fresh water supply pipe 52 is connected to the intercooler 2. The downstream end of the intercooler-side fresh water discharge pipe 55 is connected to the middle of the engine-side fresh water supply pipe 51 located upstream of the fresh water pump 53. The engine 1 and the exhaust manifold (water jacket), the intercooler 2 and the engine heat exchanger 3 are connected to the engine side fresh water supply pipe 51, the intercooler side fresh water supply pipe 52, the fresh water discharge pipe 54 and the intercooler side. The intercooler 2, the engine heat exchanger 3, the engine-side freshwater supply pipe 51, the intercooler-side freshwater supply pipe 52, the freshwater discharge pipe 54, and the intercooler-side freshwater discharge pipe are connected by a freshwater discharge pipe 55 so that freshwater circulation is possible. The cooling device 5 is constituted by 55.
[0022]
The engine heat exchanger 3 exchanges heat between seawater taken in by the seawater pumping pipe 42 and fresh water circulated through the circulation path 5. The upstream end of the engine-side freshwater supply pipe 51 is connected to the engine heat exchanger 3. The engine-side supply port 31 serving as an engine-side outlet for discharging fresh water to the exhaust manifold 1 (water jacket) and the upstream end of an intercooler-side fresh water supply pipe 52 are connected to discharge the fresh water to the intercooler 2. An intercooler-side supply port 32 is provided as an intercooler-side outlet.
[0023]
The engine-side supply port 31 of the engine heat exchanger 3 is provided at an intermediate position of the engine heat exchanger 3 where heat exchange with seawater is terminated halfway, while the intercooler-side supply port 32 is provided with seawater. It is provided at the most downstream position of the engine heat exchanger 3 for completing the heat exchange with the engine. A throttle 6 is provided on the upstream side of the engine-side fresh water supply pipe 51 located immediately downstream of the engine-side supply port 31, as a restricting means for limiting the supply amount of fresh water to the engine 1. In this case, the supply amount of fresh water to be supplied to the engine 1 from the engine-side supply port at an intermediate position is restricted by the throttle 6 due to the flow resistance of the fresh water flowing in the engine heat exchanger 3, and the fresh water is further downstream. It is made to flow toward the side intercooler side supply port 32.
[0024]
In the middle of the fresh water discharge pipe 54 for introducing fresh water into the engine heat exchanger 3, the fresh water discharge pipe 54 bypasses the engine heat exchanger 3 and communicates with the intercooler-side fresh water supply pipe 52 downstream of the intercooler-side supply port 32. The upstream end of the bypass pipe 7 is connected. A thermostat 71 as switching means is provided at a branch between the fresh water discharge pipe 54 and the bypass pipe 7. The thermostat 71 has a function of switching between a first position in which the fresh water discharge pipe 54 communicates with the engine heat exchanger 3 and a second position in which the fresh water discharge pipe 54 communicates with the bypass pipe 7. Until the temperature of the fresh water from the engine 1 and the exhaust manifold discharged into the pipe 54 reaches a predetermined temperature (for example, 85 ° C.), it is switched to the second position and is not introduced into the engine heat exchanger 3. It is introduced into the bypass pipe 7 and circulated.
[0025]
In this case, the thermostat 71 switches to the first position when the temperature of the fresh water discharged from the engine 1 and the exhaust manifold into the fresh water discharge pipe 54 exceeds a predetermined temperature (for example, 85 ° C.), and the fresh water is cooled by the engine heat. It will be introduced into the exchanger 3. At this time, while the heat exchange with the seawater in the engine heat exchanger 3 is completed halfway, the outlet temperature of the fresh water supplied from the engine side supply port 31 becomes about 75 ° C., while the seawater and the seawater are further downstream. And the outlet temperature of the fresh water supplied from the intercooler side supply port 32 becomes about 60 ° C.
[0026]
Therefore, in the above embodiment, the temperature of the fresh water discharged from the engine 1 and the exhaust manifold (water jacket) by the thermostat 71 provided at the branch between the fresh water discharge pipe 54 and the bypass pipe 7 is equal to the predetermined temperature (for example, Until the temperature reaches 85 ° C., heat exchange with seawater in the engine heat exchanger 3 is avoided, so that when the engine 1 is warmed up immediately after starting, the engine 1 discharged into the fresh water discharge pipe 54 and the engine 1 Since the temperature of the fresh water from the exhaust manifold is lower than a predetermined temperature (for example, 85 ° C.), the thermostat 71 is switched to the second position, and the fresh water is passed through the bypass pipe 7 without being introduced into the engine heat exchanger 3. The fresh water circulated and cooled by the engine heat exchanger 3 is supplied to the intercooler 2 and the engine 1 side. Is reliably prevented. In addition, the thermostat 71 switches to the first position when the temperature of the fresh water from the engine 1 and the exhaust manifold discharged into the fresh water discharge pipe 54 exceeds a predetermined temperature (for example, 85 ° C.), and the fresh water exchanges heat for the engine. The engine 1 and the exhaust manifold (water jacket) are supplied from the engine-side supply port 31 at an intermediate position of the heat exchanger 3 for the engine, which has completed heat exchange with seawater. Uncooled water is supplied to the engine 1 and the engine 1 with a low heat load is supercooled by the fresh water even if the engine is continuously operated for a long time in a light load / low rotation range near idling. Is prevented. As a result, the ignition performance of the engine 1 having a low heat load at the time of warm-up immediately after starting or the like is enhanced, and the warm-up of the engine 1 can be promoted to reduce the time required for warm-up of the engine 1.
[0027]
In addition, when the temperature of fresh water from the engine 1 and the exhaust manifold discharged into the fresh water discharge pipe 54 is lower than a predetermined temperature (for example, 85 ° C.), the thermostat 71 is switched to the second position to bypass the fresh water. Since the water is supplied to the intercooler 2 through the pipe 7 and the intercooler-side freshwater supply pipe 52, the supply of air is increased by the freshwater supplied to the intercooler 2 until the temperature of the circulating water reaches a predetermined temperature. The intercooler 2 functions as an air supply heater for heating the air supplied to the engine 1 having a low heat load at the time of warming up immediately after the start, and the ignition performance at the time of warming up is improved. The warm-up efficiency of the engine 1 is further enhanced by drastically increasing, and the time required for warming up the engine 1 can be further reduced.
[0028]
In the intercooler 2, sufficiently cooled fresh water from the intercooler-side supply port 32 at the most downstream position of the engine heat exchanger 3 that has completed heat exchange with seawater is supplied via the intercooler-side freshwater supply pipe 52. By supplying the water to the intercooler 2, it is not necessary to use a large-capacity heat exchanger for the engine with high heat exchange efficiency in supplying the sufficiently cooled fresh water to the intercooler 2. Space of the heat exchanger 3 can be reduced.
[0029]
In addition, since the sufficiently cooled fresh water is supplied to the intercooler 2, the supply air whose temperature has been increased by the pressurizing action of the exhaust turbocharger (supercharger) is effectively cooled, and the charging efficiency of the supply air is reduced. It can be raised to improve engine performance.
[0030]
Further, the supply amount of fresh water to be supplied to the engine 1 from the engine-side supply port at an intermediate position is restricted by the throttle 6 due to the flow resistance of the fresh water flowing in the engine heat exchanger 3 and the like. Of the fresh water flowing toward the intercooler side supply port 32 can be secured. Moreover, the flow rate and flow rate of fresh water flowing toward the intercooler-side supply port 32 at the most downstream position are reduced by the fresh water supplied from the engine-side supply port 31 at a position halfway through the engine heat exchanger 3 to the engine 1 side. The heat exchange between the fresh water flowing toward the intercooler side supply port 32 and the seawater can be effectively performed, and the fresh water supplied to the intercooler 2 from the intercooler side supply port 32 can be efficiently cooled.
[0031]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and includes various other modifications. For example, in the above-described embodiment, the case where the cooling device 5 is applied to the marine engine 1 has been described. However, it goes without saying that the cooling device may be applied to an engine mounted on land.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the engine cooling device of the first aspect of the present invention, the engine-side outlet is provided at an intermediate position of the engine heat exchanger that completes the heat exchange with the cooling water. By providing an intercooler-side outlet at the most downstream position of the engine heat exchanger that completes heat exchange with water, circulating water that is not sufficiently cooled by the engine heat exchanger can be warmed up immediately after startup, etc. The engine can be supplied to an engine having a low heat load, prevent the engine from being excessively cooled by circulating water, enhance ignition performance, promote the engine warm-up efficiency, and reduce the time required for engine warm-up. On the other hand, heat exchange with cooling water is completed without using a large-capacity engine heat exchanger with high heat exchange efficiency, and sufficiently cooled circulating water is supplied to the intercooler to reduce the size of the engine heat exchanger. To reduce the space required for the heat exchanger for the engine, and to effectively cool the supply air whose temperature rises due to the pressurizing action of the supercharger to increase the charge efficiency of the supply air. Performance can be improved.
[0033]
Further, according to the engine cooling device of the second aspect of the present invention, by providing the engine-side outlet with the limiting means for limiting the amount of circulating water led out to the engine, the inside of the engine heat exchanger is located at the most downstream position. The amount of circulating water flowing toward the intercooler side outlet can be secured. In addition, the flow rate and flow rate of the circulating water flowing toward the intercooler-side outlet at the most downstream position are reduced to effectively conduct heat exchange with the cooling water, and the circulating water discharged from the intercooler-side outlet is efficiently used. Can be well cooled.
[0034]
Furthermore, according to the engine cooling device of the third aspect of the present invention, heat exchange between the circulating water and the cooling water in the engine heat exchanger is avoided until the temperature of the circulating water reaches a predetermined temperature. Thus, the supply of the cold circulating water cooled by the engine heat exchanger to the intercooler and the engine can be reliably prevented. In addition, until the temperature of the circulating water reaches a predetermined temperature, the circulating water supplied to the intercooler heats the air supplied to the engine having a low heat load at the time of warming-up immediately after starting or the like. As a result, the intercooler functions to dramatically improve the ignition performance during warm-up and the like, thereby further promoting the warm-up efficiency of the engine and further shortening the time required for warming up the engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing paths of seawater and fresh water of an engine cooling device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intercooler 3 Engine heat exchanger 31 Engine side supply port (engine side outlet)
32 Intercooler side supply port (Intercooler side outlet)
5 Cooling device 52 Intercooler side fresh water supply pipe (outlet pipe)
54 Shimizu discharge pipe (introduction pipe)
6 Aperture (Limiting means)
7 bypass pipe 71 thermostat (switching means)

Claims (3)

冷却水をエンジン用熱交換器に供給し、この供給された冷却水との熱交換により冷却される循環水によって、エンジンおよびインタークーラを冷却するようにしたエンジンの冷却装置であって、
上記エンジン用熱交換器は、エンジンに対し循環水を導出するエンジン側導出口と、インタークーラに対し循環水を導出するインタークーラ側導出口とを備えており、
上記エンジン側導出口は、冷却水との熱交換を途中で終えるエンジン用熱交換器の途中位置に設けられている一方、
上記インタークーラ側導出口は、冷却水との熱交換を完遂するエンジン用熱交換器の最下流位置に設けられている
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
An engine cooling device that supplies cooling water to an engine heat exchanger, and cools an engine and an intercooler by circulating water cooled by heat exchange with the supplied cooling water,
The engine heat exchanger includes an engine-side outlet that circulates water to the engine, and an intercooler-side outlet that circulates water to the intercooler,
The engine-side outlet is provided at an intermediate position of an engine heat exchanger that finishes heat exchange with cooling water halfway,
The engine cooling device, wherein the intercooler-side outlet is provided at a most downstream position of an engine heat exchanger that completes heat exchange with cooling water.
上記請求項1に記載のエンジンの冷却装置において、
エンジン側導出口には、エンジンに対する循環水の供給量を制限する制限手段が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
The engine cooling device according to claim 1,
A cooling device for an engine, wherein a restriction means for restricting a supply amount of circulating water to the engine is provided at the engine-side outlet.
上記請求項1に記載のエンジンの冷却装置において、
循環水をエンジン用熱交換器に導入する導入管には、エンジン用熱交換器をバイパスしてインタークーラ側導出口下流の導出管に連通するバイパス管が設けられており、
上記導入管とバイパス管との分岐部には、導入管をエンジン用熱交換器側に連通させる第1位置と、導入管をバイパス管側に連通させる第2位置とに切り換える切換手段が設けられ、この切換手段は、循環水の温度が所定温度に達するまで第2位置に切り換えられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
The engine cooling device according to claim 1,
The introduction pipe for introducing the circulating water into the engine heat exchanger is provided with a bypass pipe that bypasses the engine heat exchanger and communicates with the outlet pipe downstream of the intercooler side outlet.
At a branch portion between the introduction pipe and the bypass pipe, switching means for switching between a first position for communicating the introduction pipe with the heat exchanger for the engine and a second position for communicating the introduction pipe with the bypass pipe is provided. The switching means is switched to the second position until the temperature of the circulating water reaches a predetermined temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008051010A (en) * 2006-08-24 2008-03-06 Hino Motors Ltd Flow passage structure of coolant
CN102269082A (en) * 2011-06-30 2011-12-07 天津雷沃动力股份有限公司 Adjustable EGR (exhaust gas recirculation) exhaust gas cooling device

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