JP2015151880A

JP2015151880A - エンジン冷却システム

Info

Publication number: JP2015151880A
Application number: JP2014024234A
Authority: JP
Inventors: 雄祐北本; Yusuke Kitamoto
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-24

Abstract

【課題】エンジンの冷却性能を低下させることなく、通風による車両の走行抵抗を抑制し、かつエンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を向上することができるエンジン冷却システムを提供する。
【解決手段】エンジンルーム内の前面に配置されたラジエータ３、ウォータポンプ４、エンジン本体５及びサーモスタット６を環状に接続して、かつラジエータ３とウォータポンプ４との間とサーモスタット６とを接続してなるエンジン冷却回路８と、エンジン本体５に接続する吸気通路９に介設された水冷式のインタークーラー１０とを備えたエンジン冷却システムにおいて、エンジン冷却回路８におけるラジエータ３とウォータポンプ４との間に、インタークーラー１０及び流量制御弁２６を並列に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジン冷却システムに関し、更に詳しくは、エンジンの冷却性能を低下させることなく、通風による車両の走行抵抗を抑制し、かつエンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を向上したエンジン冷却システムに関する。

近年、ディーゼルエンジンを搭載した車両については、インタークーラーやＥＧＲクーラーの冷却能力を向上するために、エンジン本体の冷却回路とは別に、低水温の冷却回路を新たに装備した冷却システムが提案されている。

上記の冷却システムにおいては、エンジンが全負荷付近で稼働しない限りはラジエータの放熱能力に余裕があるため、ラジエータの出口直後の冷却水温度は十分低くなるが、サーモスタットから分岐するバイパス回路を通る冷却水と合流すると高温になってしまう。そのため、新たにサブラジエータを設けて、高温になった冷却水をサブラジエータで再度冷却してから、低水温の冷却回路へ供給する冷却システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

しかしながら、上記の特許文献１の冷却システムでは、サブラジエータをエンジンルーム内に新たに配置するので、グリルの通風抵抗が増大して通風による車両の走行抵抗が増加するとともに、エンジンルーム内におけるレイアウトが制限されるという問題があった。

特開２０１３−０６４３３９号公報

本発明の目的は、エンジンの冷却性能を低下させることなく、通風による車両の走行抵抗を抑制し、かつエンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を向上することができるエンジン冷却システムを提供することにある。

上記の目的を達成する本発明のエンジン冷却システムは、エンジンルーム内の前面に配置されたラジエータ、ウォータポンプ、エンジン本体及びサーモスタットを環状に接続し、かつ前記ラジエータと前記ウォータポンプとの間と前記サーモスタットとを接続してなるエンジン冷却回路と、前記エンジン本体に接続する吸気通路に介設された水冷式インタークーラーとを備えたエンジン冷却システムにおいて、前記エンジン冷却回路における前記ラジエータと前記ウォータポンプとの間に、直列に接続された前記水冷式インタークーラー及び流量制御弁を、又は、前記エンジン冷却回路における前記ラジエータに、直列に接続された前記水冷式インタークーラー、流量制御弁及びサブウォータポンプを、並列に接続したことを特徴とするものである。

本発明のエンジン冷却システムによれば、ラジエータにおける冷却直後の低温の冷却水をインタークーラーにおける冷却に用いることでサブラジエータを削減するようにしたので、通風による車両の走行抵抗を抑制し、かつエンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を向上することができる。

本発明の第１の実施形態からなるエンジン冷却システムの構成図である。本発明の第２の実施形態からなるエンジン冷却システムの構成図である。本発明の第３の実施形態からなるエンジン冷却システムの構成図である。本発明の第４の実施形態からなるエンジン冷却システムの構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態からなるエンジン冷却システムを示す。

このエンジン冷却システム１Ａは、車両に搭載されたディーゼルエンジン２を冷却対象とするものであり、エンジンルーム内の前面に配置されたラジエータ３、ウォーターポンプ４、エンジン本体５及びサーモスタット６の間をエンジン用冷却水７が強制循環するエンジン冷却回路８と、エンジン本体５の吸気通路９に介設された水冷式のインタークーラー１０とを備えている。エンジン用冷却水７は、走行時においてラジエータ３において車速風や冷却ファン１１の冷却風を利用した空冷により冷却される一方で、暖機時にはサーモスタット６から一部が分流してラジエータ３を通過することなく循環する。

ディーゼルエンジン２においては、吸気通路９へ吸入された空気Ａは、吸入空気１２となって図示しないエアクリーナーを通過してからターボチャージャー１３のコンプレッサー１４により圧縮され、インタークーラー１０で冷却された後にインテークマニホールド１５を経てエンジン本体５に供給される。

エンジン本体５に供給された吸入空気１２は、気筒内で噴射燃料と混合・燃焼して熱エネルギーを発生させた後に、燃焼ガス１６となってエキゾーストマニホールド１７から排気通路１８へ排気されるが、その一部はインタークーラー１０の下流側の吸気通路９に接続するＥＧＲ通路１９にＥＧＲガス２０となって分流する。ＥＧＲ通路１９には、水冷式のＥＧＲクーラー２１と、ＥＧＲガス２０の流量を調整するＥＧＲ弁２２とが、排気通路１８側から順に配置されている。

ＥＧＲクーラー２１での冷却に用いられるＥＧＲクーラー用冷却水２３には、エンジン本体５からのエンジン用冷却水７の一部が流用される。ＥＧＲクーラー２１から流出したＥＧＲクーラー用冷却水２３は、エンジン本体５から分流したエンジン用冷却水７と合流し、サーモスタット６により流量を調節されつつ、ラジエータ３で冷却されてからウォータポンプ４によりエンジン本体５へ再び送出される。一方、サーモスタット６から分流したバイパス冷却水２４は、ラジエータ３を通過することなくウォータポンプ４へ流入する。

なお、ＥＧＲ通路１９に分流しなかった燃焼ガス１６は、ターボチャージャー１３のタービン２５を回転駆動させた後に、排ガスＧとなって大気中へ放出される。

このようなエンジン冷却システム１Ａにおいて、エンジン冷却回路８におけるラジエータ３とウォータポンプ４との間には、直列に接続されたインタークーラー１０及び流量制御弁２６が並列に接続されている。

このように構成することで、ラジエータ３で冷却後のエンジン用冷却水７の一部が、インタークーラー用冷却水２７となって分流し、インタークーラー１０において吸入空気１２を冷却した後に、流量制御弁２６で流量を調整されてからウォータポンプ４の入口側でエンジン用冷却水７と合流するようになる。

従って、従来のサブラジエータを削減できるので、通風による車両の走行抵抗を抑制し、かつエンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を向上することができる。また、ラジエータ３における冷却直後であって、かつサーモスタット６から分流したバイパス冷却水２４と合流する前の低温のエンジン用冷却水７をインタークーラー１０における冷却に用いるため、ディーゼルエンジン２の冷却性能が低下することはない。

図２は、本発明の第２の実施形態からなるエンジン冷却システムを示す。なお、これ以降の図面においては、図１と同じ部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

このエンジン冷却システム１Ｂは、エンジン冷却システム１Ａにおけるインタークーラー１０に、ＥＧＲクーラー２１を更に並列に接続したものである。なお、ＥＧＲクーラー２１へのエンジン用冷却水７の供給は廃止される。

このように構成することで、ラジエータ３で冷却後のエンジン用冷却水７の一部が、インタークーラー用冷却水２７及びＥＧＲクーラー用冷却水２３となって分流し、インタークーラー１０及びＥＧＲクーラー２１において吸入空気１２及びＥＧＲガス２０をそれぞれ冷却した後に、流量制御弁２６で流量を調整されてからウォータポンプ４の入口側でエンジン用冷却水７と合流するようになる。

従って、従来のサブラジエータを削減できるとともに、ラジエータ３における冷却直後の低温のエンジン用冷却水７を、インタークーラー１０及びＥＧＲクーラー２１における冷却に用いるため、ディーゼルエンジン２の冷却性能の低下を抑制することができる。

図３は、本発明の第３の実施形態からなるエンジン冷却システムを示す。

このエンジン冷却システム１Ｃは、エンジン冷却回路８におけるラジエータ３に、直列に接続されたサブウォータポンプ２８、インタークーラー１０及び流量制御弁２６を並列に接続したものである。なお、サブウォータポンプ２８は、インタークーラー１０の出口側に設置しても良い。

このように構成することで、ラジエータ３で冷却後のエンジン用冷却水７の一部が、インタークーラー用冷却水２７となって分流し、サブウォータポンプ２８により送出されてインタークーラー１０において吸入空気１２を冷却した後に、流量制御弁２６で流量を調整されてからラジエータ３の入口側でエンジン用冷却水７と合流するようになる。

従って、従来のサブラジエータを削減できるとともに、ラジエータ３における冷却直後の低温のエンジン用冷却水７を、インタークーラー１０における冷却に用いるため、ディーゼルエンジン２の冷却性能が低下することはない。

図４は、本発明の第４の実施形態からなるエンジン冷却システムを示す。

このエンジン冷却システム１Ｄは、エンジン冷却システム１Ｃにおけるラジエータ３に、ＥＧＲクーラー２１を更に並列に接続したものである。なお、ＥＧＲクーラー２１へのエンジン用冷却水７の供給は廃止される。また、サブウォータポンプ２８は、インタークーラー１０及びＥＧＲクーラー２１の出口側に設置しても良い。

このように構成することで、ラジエータ３で冷却後のエンジン用冷却水７の一部が、インタークーラー用冷却水２７及びＥＧＲクーラー用冷却水２３となって分流し、サブウォータポンプ２８により送出されてインタークーラー１０及びＥＧＲクーラー２１において吸入空気１２及びＥＧＲガス２０をそれぞれ冷却した後に、流量制御弁２６で流量を調整されてからラジエータ３の入口側でエンジン用冷却水７と合流するようになる。

上述したエンジン冷却システム１Ｃ、１Ｄにおいては、ウォータポンプ４又はサブウォータポンプ２８に電動ポンプを用いることで、システムサイズをコンパクト化して、エンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を更に向上することができる。特に、サブウォータポンプ２８を電動ポンプとすることで、通常はエンジン本体５を駆動源とするウォータポンプ４の負荷が低減するので、車両の燃費を向上することができる。

また、エンジン冷却システム１Ｃ、１Ｄにおける流量制御弁２６は、逆流防止の機能を有することが好ましい。通常のエンジン冷却システム１Ｃ、１Ｄの運転時においては、ウォータポンプ４よりもサブウォータポンプ２８の方が要求流量が少なくなるため、サブウォータポンプ２８のポンプ容量を小さくするので、エンジン用冷却水７がインタークーラー１０及び／又はＥＧＲクーラー２１へ逆流するおそれがあるからである。

本発明に係るエンジン冷却システム１Ａ〜１Ｄは、ラジエータ３へ流入するエンジン用冷却水７の流量が小さくなって、ラジエータ３で冷却後のエンジン用冷却水７の温度が比較的低くなるディーゼルエンジン２の低負荷運転時において好適に実施される。

１Ａ〜１Ｄエンジン冷却システム
２ディーゼルエンジン
３ラジエータ
４ウォータポンプ
５エンジン本体
６サーモスタット
８エンジン冷却回路
１０インタークーラー
２１ＥＧＲクーラー
２６流量制御弁
２８サブウォーターポンプ

Claims

エンジンルーム内の前面に配置されたラジエータ、ウォータポンプ、エンジン本体及びサーモスタットを環状に接続し、かつ前記ラジエータと前記ウォータポンプとの間と前記サーモスタットとを接続してなるエンジン冷却回路と、前記エンジン本体に接続する吸気通路に介設された水冷式インタークーラーとを備えたエンジン冷却システムにおいて、
前記エンジン冷却回路における前記ラジエータと前記ウォータポンプとの間に、直列に接続された前記水冷式インタークーラー及び流量制御弁を、
又は、前記エンジン冷却回路における前記ラジエータに、直列に接続された前記水冷式インタークーラー、流量制御弁及びサブウォータポンプを、
並列に接続したことを特徴とするエンジン冷却システム。
前記水冷式インタークーラーに、前記エンジン本体の排気通路から吸気通路へ延びるＥＧＲ通路に介設された水冷式ＥＧＲクーラーを並列に接続した請求項１に記載のエンジン冷却システム。
前記ウォータポンプ又はサブウォータポンプが電動ポンプである請求項１又は２に記載のエンジン冷却システム。