JP2008069756A - Cooling system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数種類の熱交換器を有する車両用の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for a vehicle having a plurality of types of heat exchangers.
車両に搭載されるラジエータ、インタークーラ、オイルクーラ等の複数種類の熱交換器を、走行方向に関して前後に重ね合わせて配置する構造が提案されている。特許文献1は、ラジエータの前方にインタークーラを配置し、両者の重ね合わせ部分のラジエータのフィンピッチを、他の部分のフィンピッチよりも大きくした冷却装置を開示している。また特許文献1は、重ね合わせ部分のラジエータの厚さを小さくする装置をも開示している。これらの装置では、重ね合わせ部分の通風抵抗が減少することにより、通過風量が増大して冷却性能の低下を抑制できるという利点がある。 There has been proposed a structure in which a plurality of types of heat exchangers such as a radiator, an intercooler, and an oil cooler mounted on a vehicle are arranged so as to overlap each other in the traveling direction. Patent Document 1 discloses a cooling device in which an intercooler is disposed in front of a radiator, and the fin pitch of the radiator in the overlapping portion of both is larger than the fin pitch of the other portion. Patent Document 1 also discloses an apparatus for reducing the thickness of the radiator in the overlapping portion. In these apparatuses, there is an advantage that a reduction in cooling performance can be suppressed by increasing the amount of passing air by reducing the ventilation resistance of the overlapping portion.
ところで、近年の車両ではエンジンルーム内の構造物の配置が高密度化しており、熱交換器の近傍に、外気の流通に対する遮蔽物が存在する場合がある。このような場合の風量減少に伴う冷却性能の低下を抑制するために、風量の少ない部分のフィンピッチを他の部分よりも大きくした装置が提案されている(特許文献2)。この装置では、フィンピッチの大きい部分の通過風量が増大され、冷却性能の低下を抑制することができる。 By the way, in recent vehicles, the arrangement of structures in the engine room has been increased in density, and there may be a shield against the circulation of outside air in the vicinity of the heat exchanger. In order to suppress a decrease in cooling performance due to a decrease in the air volume in such a case, an apparatus has been proposed in which the fin pitch of the part with a small air volume is made larger than that of the other part (Patent Document 2). In this device, the amount of air passing through the portion with the large fin pitch is increased, and the deterioration of the cooling performance can be suppressed.
しかしながら、特許文献1の構成では、重ね合わせられた複数の熱交換器の前方に遮蔽物が存在する場合には、遮蔽物と重なり合う部分の冷却性能が低下する。また特許文献2の構成では、熱交換器の後方に第2の熱交換器を配置した場合に、前方側の熱交換器からの熱的影響によって、後方側の熱交換器の冷却性能が低下するおそれがある。
However, in the configuration of Patent Document 1, when a shielding object is present in front of a plurality of stacked heat exchangers, the cooling performance of the portion overlapping the shielding object is lowered. Moreover, in the structure of
そこで本発明の目的は、熱交換器の前方に遮蔽物が存在し、且つ複数の熱交換器が前後に重ねられた場合に、遮蔽物の影響と、前方側の熱交換器から後方側の熱交換器への熱的影響とを抑制して、冷却性能の低下を抑制することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an effect of the shielding and the rear side of the heat exchanger on the front side when the shielding object exists in front of the heat exchanger and a plurality of heat exchangers are stacked on the front and back. It is in suppressing the thermal influence to a heat exchanger, and suppressing the fall of cooling performance.
本発明の車両用の冷却装置は、第1の熱交換器の走行方向後方に所定の間隔を隔てて、第2の熱交換器が少なくとも部分的に重なるように配置された車両用の冷却装置であって、前記第1の熱交換器の走行方向前方に遮蔽物が存在する遮蔽領域における前記第1の熱交換器の通風抵抗が、前記第1の熱交換器の走行方向前方に前記遮蔽物が存在しない開放領域における前記第1の熱交換器の通風抵抗よりも小とされており、前記遮蔽領域の後方における前記第2の熱交換器の通風抵抗が、前記開放領域の後方における前記第2の熱交換器の通風抵抗よりも大とされていることを特徴とする。 A cooling device for a vehicle according to the present invention is a cooling device for a vehicle which is arranged so that the second heat exchanger overlaps at least partially behind the first heat exchanger in the running direction. The ventilation resistance of the first heat exchanger in the shielding region where the shielding object exists in the traveling direction forward of the first heat exchanger is shielded in the traveling direction forward of the first heat exchanger. The ventilation resistance of the first heat exchanger in the open area where there is no object is smaller than the ventilation resistance of the second heat exchanger in the rear of the shielding area. It is characterized by being larger than the ventilation resistance of the second heat exchanger.
本発明では、遮蔽領域における第1の熱交換器の通風抵抗が、遮蔽物が存在しない開放領域における通風抵抗よりも小とされているので、遮蔽領域における通過風量の増大により、第1の熱交換器の冷却性能を促進できる。また、第1の熱交換器において通風抵抗が大とされている開放領域の後方は、風量が比較的少ないため温度が比較的高くなるが、第2の熱交換器が第1の熱交換器の後方に所定の間隔を隔てて配置されており、且つ遮蔽領域の後方における第2の熱交換器の通風抵抗が開放領域の後方における第2の熱交換器の通風抵抗よりも大とされているので、通過風量の増大により、第2の熱交換器の冷却性能を促進できる。 In the present invention, the ventilation resistance of the first heat exchanger in the shielding area is set to be smaller than the ventilation resistance in the open area where there is no shielding object. The cooling performance of the exchanger can be promoted. In addition, the temperature behind the open area where the ventilation resistance is high in the first heat exchanger is relatively high because the air volume is relatively small, but the second heat exchanger is the first heat exchanger. The ventilation resistance of the second heat exchanger at the rear of the shielding area is larger than the ventilation resistance of the second heat exchanger at the rear of the open area. Therefore, the cooling performance of the second heat exchanger can be promoted by increasing the passing air volume.
前記第1の熱交換器及び/または第2の熱交換器の各領域の通風抵抗は、フィンピッチの変更、及び/またはフィンの通風経路長の変更によって制御することができる。フィンピッチが大であるほど、またフィンの通風経路長が小であるほど、通風抵抗を小さくすることができる。 The ventilation resistance in each region of the first heat exchanger and / or the second heat exchanger can be controlled by changing the fin pitch and / or changing the fin ventilation path length. The larger the fin pitch and the smaller the ventilation path length of the fin, the smaller the ventilation resistance.
好適には、本発明における第1の熱交換器は排気ガスを冷却するためのインタークーラであり、第2の熱交換器はエンジン冷却液を冷却するためのラジエータである。 Preferably, the first heat exchanger in the present invention is an intercooler for cooling the exhaust gas, and the second heat exchanger is a radiator for cooling the engine coolant.
本発明の実施形態について、以下に図面に従って説明する。図1及び図2において、本発明の第1実施形態に係る車両1は、エンジン2からの排気ガスを冷却するためのインタークーラ3と、エンジン冷却液を冷却するためのラジエータ4とを有する。インタークーラ3の前方には、車体5の一部であって不図示のバンパーのための補強体であるバンパーリーンフォース6が、車体の幅方向を長手として配置されている。バンパーリーンフォース6は、インタークーラ3及びラジエータ4の走行方向(図1中矢印A方向)前方に位置し、且つ両者の前方の一部を遮蔽している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2, the vehicle 1 according to the first embodiment of the present invention includes an intercooler 3 for cooling exhaust gas from the
図2において、インタークーラ3及びラジエータ4は、両側部に配置された中空のヘッド11の間に、これらを流体連通させる多数のウォーターチューブ12を互いに平行に配置し、これらウォーターチューブ12の間に、波板状のフィン13を固定してなる。フィン13は、その上端である山部、及び下端である谷部において、上下に隣接するウォーターチューブ12にそれぞれロウ付けによって固定されている。一方のヘッド11の上部にはインレット管が、また他方のヘッド11の下部にはアウトレット管がそれぞれ接続されており、高温流体が図2中矢印B方向に導入され、C方向に排出される。インタークーラに導入される高温流体は、不図示の排気通路からの排気ガスであり、ラジエータ4に導入される高温流体は、エンジン2からのエンジン冷却液である。
In FIG. 2, the intercooler 3 and the
インタークーラ3及びラジエータ4は、図1に示されるように、その走行方向前方にバンパーリーンフォース6が存在する遮蔽領域と、遮蔽物が実質的に存在しない開放領域とに区分される。インタークーラ3は区分3a,3b,3cを有し、区分3a,3cが開放領域であり、区分3bが遮蔽領域である。図2に示されるように、インタークーラの遮蔽領域である区分3bのフィンピッチ、すなわちフィン13の或る山部とこれに隣接する山部との間隔は、P2に設定されている。開放領域である区分3a,3cのフィンピッチはP1に設定されている。遮蔽領域のフィンピッチP2は、開放領域のフィンピッチP1より大とされている。また、遮蔽領域である区分3bのウォーターチューブ12の間隔は、開放領域である区分3a,3cにおけるものよりも大とされている。以上により、インタークーラ3の遮蔽領域の通風抵抗は、開放領域における通風抵抗よりも小とされている。
As shown in FIG. 1, the intercooler 3 and the
ラジエータ4は区分4a,4b,4cを有し、遮蔽領域の後方である区分4bのフィンピッチP3は、開放領域の後方である区分4a,4cのフィンピッチP4よりも小とされている。なおラジエータ4のフィンピッチP3,P4は、インタークーラ3のフィンピッチP1,P2とそれぞれ等しくても良く、また異なっていても良い。なお、ラジエータ4のウォーターチューブ12の間隔も、区分3a,3cに比べて区分3bが小とされている。以上により、ラジエータ4の遮蔽領域の後方の通風抵抗は、開放領域の後方における通風抵抗よりも大とされている。
The
以上のとおり構成された本実施形態では、車両1の図1中矢印A方向への走行に伴って、図1中左から右に向けて、走行風がエンジンルーム内に導入される。ここで本実施形態では、走行方向前方に遮蔽物が存在しない開放領域においては、外気が走行方向にほぼ平行かつ逆方向の矢印a方向にインタークーラ3に供給される。また、前方に遮蔽物であるバンパーリーンフォース6が存在する遮蔽領域においては、前方の開口部から区分3bに向けて回り込んだ外気が、矢印b方向に導入される。また、インタークーラ3の区分3a,3cを通過した空気は基本的にラジエータの区分4a,4cに向けて、走行方向とほぼ平行かつ逆方向に直進するが(矢印c)、区分3bを通過した空気は、区分4bとの流体抵抗差に起因して、ラジエータの区分4a,4cに向けて、矢印d方向に回り込んで供給される。
In the present embodiment configured as described above, traveling wind is introduced into the engine room from left to right in FIG. 1 as the vehicle 1 travels in the direction of arrow A in FIG. Here, in the present embodiment, outside air is supplied to the intercooler 3 in the direction of the arrow a that is substantially parallel to and opposite to the traveling direction in an open region where there is no shield in front of the traveling direction. Moreover, in the shielding area where the bumper
以上のとおり、本実施形態では、第1の熱交換器であるインタークーラ3の走行方向前方に、遮蔽物であるバンパーリーンフォース6が存在する遮蔽領域におけるインタークーラ3の通風抵抗が、バンパーリーンフォース6が存在しない開放領域における通風抵抗よりも小とされているので、遮蔽領域における通過風量の増大により、インタークーラ3の冷却性能を促進できる。
As described above, in the present embodiment, the ventilation resistance of the intercooler 3 in the shielding region where the bumper
また、インタークーラ3とラジエータ4との間の空間7のうち、インタークーラ3においてフィンピッチP2が小とされている開放領域の後方にあたる区分7a,7cは、遮蔽領域の後方に当たる区分7bよりも風量が比較的少ないため温度が比較的高くなるが、本実施形態では遮蔽領域の後方におけるラジエータ4の通風抵抗が、開放領域の後方におけるラジエータ4の通風抵抗よりも小とされているので、開放領域の後方における通過風量の増大により、ラジエータ4の冷却性能を促進できる。
Further, in the space 7 between the intercooler 3 and the
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図3において、第2実施形態に係る車両101における冷却装置では、インタークーラ103のフィン113a,113b,113cの奥行きすなわち実質的な厚さが互いに異ならされており、遮蔽領域におけるフィン113bの通風経路長が、開放領域におけるインタークーラ103のフィン113a,113cの通風経路長よりも小とされている。以上により、インタークーラ103の遮蔽領域の通風抵抗は、開放領域における通風抵抗よりも小とされている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In FIG. 3, in the cooling device in the
また、遮蔽領域の後方におけるラジエータ104のフィン114bの通風経路長は、開放領域の後方におけるラジエータ104のフィン114a,114cの通風経路長よりも大とされている。以上により、ラジエータ104の遮蔽領域の通風抵抗は、開放領域における通風抵抗よりも大とされている。
The ventilation path length of the
以上のとおり構成された本実施形態では、車両101の図3中矢印A方向への走行に伴って、図3中左から右に向けて、走行風がエンジンルーム内に導入される。ここで本実施形態では、走行方向前方に遮蔽物が存在しない開放領域においては、外気が走行方向にほぼ平行かつ逆方向の矢印a方向にインタークーラ103に供給される。また、前方に遮蔽物であるバンパーリーンフォース6が存在する遮蔽領域においては、前方の開口部から区分3bに向けて回り込んだ外気が、矢印b方向に導入される。また、インタークーラ103の区分103a,103cを通過した空気は基本的にラジエータの区分104a,104cに向けて、走行方向とほぼ平行かつ逆方向に直進するが(矢印c)、区分103bを通過した空気は、区分104bとの流体抵抗差に起因して、ラジエータの区分104a,104cに向けて、矢印d方向に回り込んで供給される。
In the present embodiment configured as described above, traveling wind is introduced into the engine room from left to right in FIG. 3 as the
以上のとおり、本実施形態では、第1の熱交換器であるインタークーラ103の走行方向前方に、遮蔽物であるバンパーリーンフォース6が存在する遮蔽領域におけるインタークーラ103の通風抵抗が、バンパーリーンフォース6が存在しない開放領域における通風抵抗よりも小とされているので、遮蔽領域における通過風量の増大により、インタークーラ103の冷却性能を促進できる。
As described above, in the present embodiment, the ventilation resistance of the
また、インタークーラ103とラジエータ104との間の空間7のうち、インタークーラ103においてフィンピッチP2が小とされている開放領域の後方にあたる区分7a,7cは、遮蔽領域の後方に当たる区分7bよりも風量が比較的少ないため温度が比較的高くなるが、本実施形態では遮蔽領域の後方におけるラジエータ104の通風抵抗が、開放領域の後方におけるラジエータ104の通風抵抗よりも小とされているので、開放領域の後方における通過風量の増大により、ラジエータ104の冷却性能を促進できる。
Further, in the space 7 between the
なお、上記各実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲及びその等価物の範囲及び趣旨に含まれる修正及び変更を包含するものである。例えば、上記各実施形態では、本発明における第1の熱交換器は排気ガスを冷却するためのインタークーラであり、第2の熱交換器はエンジン冷却液を冷却するためのラジエータとしたが、本発明における第1及び第2の熱交換器の組合せは他の種類のものを含んでもよいし、互いに同一種類のものであってもよい。 In the above embodiments, the present invention has been described with a certain degree of concreteness, but various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. It must be understood that it is possible. That is, the present invention includes modifications and changes included in the scope and spirit of the claims and their equivalents. For example, in each of the above embodiments, the first heat exchanger in the present invention is an intercooler for cooling exhaust gas, and the second heat exchanger is a radiator for cooling engine coolant. The combination of the first and second heat exchangers in the present invention may include other types, or may be the same type.
また、上記各実施形態では第1及び第2の熱交換器の前方投影面積を等しいものとし、且つ両者を全体が走行方向に関して重なり合うように配置したが、本発明では両熱交換器の大きさが互いに異なっていてもよいし、第1及び第2の熱交換器がそれらの一部において重なり合うように配置されていてもよい。 In each of the above embodiments, the front projection areas of the first and second heat exchangers are equal, and both are arranged so as to overlap with each other in the traveling direction. May be different from each other, and the first and second heat exchangers may be arranged so as to overlap each other.
また、上記第1実施形態では第1及び第2の熱交換器のフィンピッチにより各領域の通風抵抗を制御し、第2実施形態では第1及び第2の熱交換器の通風経路長により各領域の通風抵抗を制御したが、各熱交換器における通風抵抗を制御する手段は、ウォーターチューブの間隔の変更によるものを含め、任意且つ互いに独立に選択することができる。さらに、単一の熱交換器においてフィンピッチと通風経路長との両者を変更することによって通風抵抗を制御してもよく、そのような適用も本発明の範疇に属するものである。 In the first embodiment, the airflow resistance in each region is controlled by the fin pitch of the first and second heat exchangers, and in the second embodiment, the airflow path lengths of the first and second heat exchangers are used. Although the ventilation resistance of the area was controlled, the means for controlling the ventilation resistance in each heat exchanger can be selected arbitrarily and independently of each other, including by changing the interval of the water tubes. Further, the ventilation resistance may be controlled by changing both the fin pitch and the ventilation path length in a single heat exchanger, and such application also belongs to the category of the present invention.
1,101 車両
2 エンジン
3,103 インタークーラ
4,104 ラジエータ
6 バンパーリーンフォース
11 ヘッド
12 ウォーターチューブ
13,103a,103b,103c,104a,104b,104c フィン
1,101
Claims (6)
前記第1の熱交換器の走行方向前方に遮蔽物が存在する遮蔽領域における前記第1の熱交換器の通風抵抗が、前記第1の熱交換器の走行方向前方に前記遮蔽物が存在しない開放領域における前記第1の熱交換器の通風抵抗よりも小とされており、
前記遮蔽領域の後方における前記第2の熱交換器の通風抵抗が、前記開放領域の後方における前記第2の熱交換器の通風抵抗よりも大とされていることを特徴とする車両用の冷却装置。 A cooling device for a vehicle arranged such that the second heat exchanger overlaps at least partially with a predetermined interval behind the first heat exchanger in the running direction,
The ventilation resistance of the first heat exchanger in the shielding region where the shielding object is present in the traveling direction of the first heat exchanger is not present, and the shielding object is not present in the traveling direction of the first heat exchanger. The ventilation resistance of the first heat exchanger in the open area is smaller than
Ventilation resistance of the second heat exchanger in the rear of the shielding area is made larger than the ventilation resistance of the second heat exchanger in the rear of the open area. apparatus.
前記遮蔽領域における前記第1の熱交換器のフィンピッチが、前記開放領域における前記第1の熱交換器のフィンピッチよりも大とされていることを特徴とする車両用の冷却装置。 The vehicle cooling device according to claim 1,
The cooling device for a vehicle according to claim 1, wherein a fin pitch of the first heat exchanger in the shielding region is larger than a fin pitch of the first heat exchanger in the open region.
前記遮蔽領域の後方における前記第2の熱交換器のフィンピッチが、前記開放領域の後方における前記第2の熱交換器のフィンピッチよりも小とされていることを特徴とする車両用の冷却装置。 A cooling device for a vehicle according to claim 1 or 2,
The cooling for a vehicle, wherein a fin pitch of the second heat exchanger behind the shielding area is smaller than a fin pitch of the second heat exchanger behind the open area. apparatus.
前記遮蔽領域における前記第1の熱交換器のフィンの通風経路長が、前記開放領域における前記第1の熱交換器のフィンの通風経路長よりも小とされていることを特徴とする車両用の冷却装置。 A cooling device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3,
Ventilation path length of the fins of the first heat exchanger in the shielding area is made shorter than a ventilation path length of the fins of the first heat exchanger in the open area. Cooling system.
前記遮蔽領域の後方における前記第2の熱交換器のフィンの通風経路長が、前記開放領域の後方における前記第2の熱交換器のフィンの通風経路長よりも大とされていることを特徴とする車両用の冷却装置。 A cooling device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The ventilation path length of the fins of the second heat exchanger in the rear of the shielding area is larger than the ventilation path length of the fins of the second heat exchanger in the rear of the open area. A vehicle cooling device.
前記第1の熱交換器は排気ガスを冷却するためのインタークーラであり、前記第2の熱交換器はエンジン冷却液を冷却するためのラジエータであることを特徴とする車両用の冷却装置。 A cooling device for a vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The vehicular cooling device, wherein the first heat exchanger is an intercooler for cooling the exhaust gas, and the second heat exchanger is a radiator for cooling the engine coolant.
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