JP2015175296A - エンジン冷却システム - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも燃費の悪化を防止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】環状に接続されたラジエータ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並びに水冷式のEGRクーラー7を冷却水8が循環する冷却回路9と、エンジン本体5を駆動源とする冷却ファン10とを備えており、EGRクーラー7の下流側の冷却回路9に、ラジエータ3へ分岐可能な第1流路切替手段24を設置し、かつ第1流路切替手段24とラジエータ3との間に、サブラジエータ25へ分岐可能な第2流路切替手段26を設置して、第1流路切替手段24は冷却水8aの温度が第1のしきい温度X超であるときは、ラジエータ3へ流路を切り替えるとともに、第2流路切替手段26は冷却水8aの温度がしきい温度X超であって、かつサーモスタット6の開弁温度Sよりも低温であるしきい温度Y超であるときは、サブラジエータ25へ流路を切り替える。【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、従来よりも燃費の悪化を防止することができるエンジン冷却システムに関する。
車両に搭載されているエンジン冷却システムは、環状に接続されたラジエータ、ウォータポンプ、エンジン本体及びウォータポンプの吸入口へ分岐するサーモスタットと、同じく環状に接続されたウォータポンプ、エンジン本体及び水冷式のEGRクーラーとを、冷却水がそれぞれ循環する冷却回路を備えている(例えば、特許文献1を参照)。
このサーモスタットは、冷却水の温度に応じて開閉弁することで、冷却水の流路を切り替える機能を有している。具体的には、冷却水の温度が予め設定されたしきい値(以下、「開弁温度」という。)よりも低いときには閉弁して、エンジン本体の暖機を促進するために、ラジエータをバイパスする流路を開通する一方で、その開弁温度よりも高いときには開弁して、エンジン本体やEGRクーラーを冷却するために、ラジエータに流入する流路を開通する。ラジエータに送られた冷却水は、車両の走行により生じる車速風と、冷却ファンによる冷却風とを利用して冷却される。
この冷却ファンには、ラジエータを通過する空気の温度に応じてファンの回転数を制御するバイメタル式の冷却ファンが用いられている。このバイメタル式の冷却ファンは、空気の温度が設定温度を超えるとファンの回転数が急激に増加し、その後は空気の温度が所定の温度に低下するまでファンが停止しないという特性を有している。
そのため、冷却ファンがエンジン本体により駆動されるトラックなどの大型自動車では、サーモスタットの閉弁中にエンジン本体やEGRクーラーで昇温された冷却水の温度が開弁温度を超えると、ラジエータに高温の冷却水が一気に流入して、ラジエータを通過する空気の温度が上昇するため、冷却ファンが長時間に渡り高回転数で回転駆動することになり、燃費が悪化してしまうという問題がある。
このような問題を解決するために、本発明者が鋭意研究を進めたところ、冷却ファンのファンの回転数に影響するラジエータの冷却水量に対しては、エンジン本体等における放熱量よりもEGRクーラーからの放熱量の方が強い相関関係を有することを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
本発明の目的は、従来よりも燃費の悪化を防止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、環状に接続されたラジエータ、ウォータポンプ、エンジン本体及び前記ウォータポンプの吸入口へ分岐するサーモスタットと、前記ウォータポンプ、前記エンジン本体及び水冷式のEGRクーラーとを、冷却水がそれぞれ循環する冷却回路と、前記エンジン本体を駆動源とする前記ラジエータに対向して配置された冷却ファンとを備えたエンジン冷却システムにおいて、前記ラジエータの前面に対向してサブラジエータを配置し、前記EGRクーラーの下流側の前記冷却回路に、前記ラジエータの入口へ分岐可能な第1流路切替手段を設置するとともに、前記第1の流路切替手段と前記ラジエータの入口との間に、前記サブラジエータの入口へ分岐可能な第2流路切替手段を設置し、前記第1流路切替手段は、前記EGRクーラーを通過後の前記冷却水の温度が、予め設定された第1のしきい温度X超であるときは、前記ラジエータの入口側へ流路を切り替えるとともに、前記第2流路切替手段は、前記冷却水の温度が前記第1のしきい温度超であって、かつ前記サーモスタットが前記冷却水の流路を前記ラジエータへ開通させる開弁温度よりも低温である予め設定された第2のしきい温度超であるときは、前記サブラジエータの入口側へ流路を切り替える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、サーモスタットの閉弁中にエンジン本体及びEGRクーラーにおいて昇温された冷却水を、ラジエータ又はサブラジエータでの放熱により徐々に冷却するようにしたので、冷却水の温度上昇が抑えられてサーモスタットが開弁することがなくなり、冷却ファンの運転が最低回転数の近傍に抑制されるため、従来よりも燃費の悪化を防止することができる。
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、車両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の間と、ウォーターポンプ4、エンジン本体5及び水冷式のEGRクーラー7の間とを、冷却水8がそれぞれ強制循環する冷却回路9を備えている。
サーモスタット6は、エンジン本体5から流出した冷却水8bの温度が開弁温度Sよりも低いときには閉弁して、冷却水8bにラジエータ3をバイパスさせる一方で、その開弁温度Sよりも高いときには開弁して、冷却水8bをラジエータ3に流入させる。ラジエータ3に流入した冷却水8bは、車両の走行により生じる車速風と、ラジエータ3の後方に対向して配置された冷却ファン10による冷却風とを利用して冷却される。
この冷却ファン10には、エンジン本体5により回転駆動されるバイメタル式の冷却ファンが用いられており、ラジエータ3を通過する空気の温度に応じてファンの回転数を制御するようになっている。
ディーゼルエンジン2においては、吸気通路11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15で冷却された後にインテークマニホールド16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11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17となってエキゾーストマニホールド18から排気通路19へ排気されるが、その一部は吸気通路11に延びるEGR通路20にEGRガス21となって分流する。EGRガス21は、EGRクーラー7により冷却された後に、EGRバルブ22により流量を調整される。
一方で、EGR通路20に分流しなかった燃焼ガス17は、ターボチャージャー13のタービン23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、EGRクーラー7の下流側の冷却回路9の途中には、ラジエータ3の入口へ分岐可能な第1流路切替手段24が設置されている。この第1流路切替手段24は、EGRクーラー7から流出した冷却水8aの温度が、予め設定されたしきい温度X以下であるときは、ウォーターポンプ4の吸入口への流路を開通する一方で、しきい温度Xを超えたときには、流路をラジエータ3の入口へ切り替える機能を有している。
更に、第1流路切替手段24とラジエータ3の入口との間には、ラジエータ3の前面に対向して配置されたサブラジエータ25の入口へ分岐可能な第2流路切替手段26が設置されている。この第2流路切替手段26は、第1流路切替手段24を通過した冷却水8cの温度が、予め設定されたしきい温度Y以下であるときは、ラジエータ3の入口への流路を開通する一方で、しきい温度Yを超えたときには、流路をサブラジエータ4の入口へ切り替える機能を有している。この第2流路切替手段26におけるしきい温度Yは、第1流路切替手段24におけるしきい温度Xよりも高温側であって、かつサーモスタット6の開弁温度Sよりも低温側に設定される。
このように構成することで、サーモスタット6の閉弁中にエンジン本体5及びEGRクーラー7において昇温された冷却水8aが、その温度に応じてラジエータ3又はサブラジエータ25に流入して、そこでの放熱により徐々に冷却されるので、冷却回路9を流れる冷却水8の温度上昇が抑えられてサーモスタット6が開弁することがなくなり、冷却ファン10の運転がほぼ最低回転数のレベルに抑制されるため、従来よりも車両の燃費の悪化を防止することができるのである。
また、サーモスタット6の開弁温度Sよりも低温となった冷却水8a/8cが、EGRクーラー7からラジエータ3又はサブラジエータ25に流入するので、サーモスタット6の前後の圧力差が減少する。そのため、サーモスタット6における圧力差に起因する開弁温度Sの設定値からの上昇が抑制されるので、水温ハンチングやオーバーヒートの発生を防止することもできる。
上記の第1流路切替手段24及び第2流路切替手段26としては、三方分岐型のサーモスタットが好ましく例示されるが、少なくとも一方にバタフライバルブ式やロータリーバルブ式の電動バルブを用いることもできる。そのような電動バルブとしては、流路切替手段24の上流側に設置した温度センサの測定値に応じて、制御手段であるECUにより開閉が制御される電動三方弁などが例示される。
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、図1と同じ部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
このエンジン冷却システム1Bは、EGRクーラー7と第1流路切替手段24との間に、冷却水8aを放熱させる熱交換器27を介設したものである。この熱交換器27としては、車両における車内暖房用のヒーター(ヒーターコア)が好ましく例示される。
このように熱交換器27を介設することで、EGRクーラー7から流出した冷却水8aが、熱交換器27における熱交換により更に冷却されるため、上述した本発明の効果の向上と、廃熱の有効利用とを図ることができる。
本発明のエンジン冷却システム1A、1Bは、冷却ファン10がエンジン本体5により回転駆動される貨物自動車や乗合自動車などに好適に搭載される。
1A、1B 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 ウォーターポンプ
5 エンジン本体
6 サーモスタット
7 EGRクーラー
8 冷却水
9 冷却回路
10 冷却ファン
24 第1流路切替手段
25 サブラジエータ
26 第2流路切替手段
27 熱交換器
2 ディーゼルエンジン
3 ラジエータ
4 ウォーターポンプ
5 エンジン本体
6 サーモスタット
7 EGRクーラー
8 冷却水
9 冷却回路
10 冷却ファン
24 第1流路切替手段
25 サブラジエータ
26 第2流路切替手段
27 熱交換器
Claims (4)
- 環状に接続されたラジエータ、ウォータポンプ、エンジン本体及び前記ウォータポンプの吸入口へ分岐するサーモスタットと、前記ウォータポンプ、前記エンジン本体及び水冷式のEGRクーラーとを、冷却水がそれぞれ循環する冷却回路と、
前記エンジン本体を駆動源とする前記ラジエータに対向して配置された冷却ファンとを備えたエンジン冷却システムにおいて、
前記ラジエータの前面に対向してサブラジエータを配置し、
前記EGRクーラーの下流側の前記冷却回路に、前記ラジエータの入口へ分岐可能な第1流路切替手段を設置するとともに、前記第1の流路切替手段と前記ラジエータの入口との間に、前記サブラジエータの入口へ分岐可能な第2流路切替手段を設置し、
前記第1流路切替手段は、前記EGRクーラーを通過後の前記冷却水の温度が、予め設定された第1のしきい温度X超であるときは、前記ラジエータの入口側へ流路を切り替えるとともに、前記第2流路切替手段は、前記冷却水の温度が前記第1のしきい温度超であって、かつ前記サーモスタットが前記冷却水の流路を前記ラジエータへ開通させる開弁温度よりも低温である予め設定された第2のしきい温度超であるときは、前記サブラジエータの入口側へ流路を切り替えることを特徴とするエンジン冷却システム。 - 前記EGRクーラーと前記流路切替手段との間の前記冷却回路に、熱交換器を介設した請求項1に記載のエンジン冷却システム。
- 前記第1流路切替手段及び前記第2流路切替手段の少なくとも一方が、サーモスタットである請求項1又は2に記載のエンジン冷却システム。
- 前記第1流路切替手段及び前記第2流路切替手段の少なくとも一方が、前記冷却回路に設置された温度センサと、電動バルブと、前記温度センサの測定値に基づいて前記電動バルブを制御する制御手段とからなる請求項1又は2に記載のエンジン冷却システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014052550A JP2015175296A (ja) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | エンジン冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP2015175296A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018225305A1 (ja) | 2017-06-05 | 2018-12-13 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジン冷却システム |
JP2020515751A (ja) * | 2017-08-08 | 2020-05-28 | アウディ アクチェンゲゼルシャフトAudi Ag | 自動車の駆動アセンブリの動作方法及び対応する駆動アセンブリ |
DE102021204117A1 (de) | 2021-04-26 | 2022-10-27 | Avl Deutschland Gmbh | Kühlsystem zur Kühlung von mehreren Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugs |
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2014
- 2014-03-14 JP JP2014052550A patent/JP2015175296A/ja active Pending
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JP2020515751A (ja) * | 2017-08-08 | 2020-05-28 | アウディ アクチェンゲゼルシャフトAudi Ag | 自動車の駆動アセンブリの動作方法及び対応する駆動アセンブリ |
US10982584B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-04-20 | Audi Ag | Method for operating a drive device of a motor vehicle, and corresponding drive device |
DE102021204117A1 (de) | 2021-04-26 | 2022-10-27 | Avl Deutschland Gmbh | Kühlsystem zur Kühlung von mehreren Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugs |
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