JP2019031914A - エンジンの冷却装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の冷却装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す概略図である。エンジン(以下、エンジンシステムという)1は、エンジン本体10と冷却装置102とを有する。
図2は、エンジン本体10の概略断面図である。以下では、図2の上下方向を単に上下方向という。また、以下では、適宜、気筒の径方向を単に径方向という。
シリンダヘッド12には、吸気通路と連通して気筒2(燃焼室14)内に吸気を導入するための吸気ポート15と、排気通路と連通して気筒2(燃焼室14)から燃焼後のガスを導出するための排気ポート16とが形成されている。本実施形態では、1つの気筒2に対して2つの吸気ポート15と2つの排気ポート16とが設けられている。
シリンダブロック11には、内側を冷却液が流通するブロック側ジャケット31が形成されている。図1に示すように、ブロック側ジャケット31は、各気筒2を囲むように形成されており、気筒配列方向に延びている。
(第1冷却通路)
第1冷却通路71は、冷却液ポンプ8から吐出された冷却液をエンジン本体10の内部を通過させた後に冷却液ポンプ8に戻す通路である。第1冷却通路71は、冷却液ポンプ8とブロック側冷却液導入部34とをつなぐ主ポンプ吐出通路29と、ブロック側ジャケット31と、燃焼室側ジャケット23と、第1ヘッド側排出部24と、第1ヘッド側排出部24の開口部分と冷却液ポンプ8とをつなぐ主連絡通路81とで構成されている。これに伴い、第1冷却通路71では、冷却液ポンプ8から送り出された冷却液がその内側で循環する。
第2冷却通路72は、第1冷却通路71から分流した冷却液をラジエータ62で冷却させた後に冷却液ポンプ8に戻す通路である。本実施形態では、第2冷却通路72は、第2ヘッド側排出部25の開口部分と冷却液ポンプ8とをつないでいる。そして、第2冷却通路72のうち第2ヘッド側排出部25と冷却液ポンプ8との間にラジエータ62が設けられており、第2ヘッド側排出部25から排出された冷却液がラジエータ62にて冷却されるようになっている。
第3冷却通路73は、第1冷却通路71から分流した冷却液をATF温度調整器51およびエンジンオイル温度調整器52を通過させた後に冷却液ポンプ8に戻す通路である。本実施形態では、第3冷却通路73は、ブロック側冷却液導出部35の開口部分と冷却液ポンプ8とをつないでおり、冷却液ポンプ8から34を介してブロック側ジャケット31に流入し、ブロック側ジャケット31の吸気側の部分に回り込んだ冷却液の一部が第3冷却通路72に流入する。
第4冷却通路74は、冷却液ポンプ8と排気ポート側ジャケット22とをつないでいる。詳細には、第4冷却通路74は、冷却液ポンプ8と、排気ポート側ジャケット22に連通するヘッド側冷却液導入部28の開口部分とに接続されている。これに伴い、本実施形態では、第4冷却通路74と排気ポート側ジャケット22と主連絡通路81とによって、内側を冷却液が循環する副循環経路82が構築されている。なお、副循環経路82を流れる冷却液の容量は、第1冷却通路(主循環経路)71に比較して少量でよく熱交換性能(加熱及び冷却性)を高めることができる。
第5冷却通路(分岐通路)75は、燃焼室側ジャケット23と第4冷却通路74の途中部とを接続している。具体的には、第5冷却通路75は、第4冷却通路74の空調用ヒーター56よりも下流側の部分と、第3ヘッド側排出部26とを接続している。第5冷却通路75には、ABV60およびETB58が設けられている。以下では、第5冷却通路75と第4冷却通路74との接続部分を接続部75aという。
図5は、本実施形態に係る制御系のブロック図である。
以上のように、本実施形態では、ヘッド側ジャケット21が、燃焼室14により近い燃焼室側ジャケット23と排気ポート16の周囲に設けられた排気ポート側ジャケット22とに分けられるとともに、燃焼室側ジャケット23を含み冷却液ポンプ8と燃焼室側ジャケット23との間で冷却液を循環させる第1冷却通路71と、これとは別に、排気ポート側ジャケット22を含み冷却液ポンプ8と排気ポート側ジャケット22との間で冷却液を循環させる副循環経路82とが設けられている。そして、冷却液と熱交換を行うエンジン本体10以外の熱交換器であるEGRクーラー54と空調用ヒーター56とが、第1冷却通路71ではなく副循環経路82を構成する第4冷却通路74に設けられている。そのため、第1冷却通路71を流通する冷却液の温度が、EGRクーラー54、空調用ヒーター56における冷却液とEGRガスおよび空気との熱交換量に応じて変動する量を小さく抑えることができる。従って、EGRクーラー54および空調用ヒーター56においてEGRガスおよび空気を適切に冷却および加温しつつ、燃焼室側ジャケット23を流通する冷却液の温度ひいては燃焼室14内の温度を安定させることができる。そして、これにより、燃焼室14内での混合気の燃焼状態を安定させることができる。
前記実施形態では、副循環経路82を構成する第4冷却通路74に設けられて冷却液と熱交換を行う熱交換器としてEGRクーラー54および空調用ヒーター56を設けた場合について説明したが、熱交換器の具体的な種類はこれらに限らない。
10 エンジン本体
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
21 ヘッド側ジャケット
22 排気ポート側ジャケット
23 燃焼室側ジャケット
54 EGRクーラー(熱交換器)
56 空調用ヒーター(熱交換器)
58 ETB(電子スロットルボディ、被加熱部材)
60 ABV(エアバイパスバルブボディ、被加熱部材)
62 ラジエータ
71 第1冷却通路(主循環経路)
75 第5冷却通路(分岐通路)
82 副循環経路
Claims (3)
- 燃焼室を区画するシリンダブロックおよびシリンダヘッドを含み前記シリンダヘッドに形成された排気ポートを備えるエンジン本体と、前記エンジン本体の外側に配置された熱交換器とを備えるエンジンの冷却装置であって、
冷却液を前記エンジン本体に送り込むための冷却液ポンプと、
前記シリンダヘッドに形成されて内側を冷却液が流通するヘッド側ジャケットと、
前記冷却液ポンプから送り出された冷却液がそれぞれ内側を循環する主循環経路および副循環経路とを備え、
前記ヘッド側ジャケットは、前記シリンダヘッドにおける前記排気ポートの周囲に形成された排気ポート側ジャケットと、当該排気ポート側ジャケットよりも前記燃焼室に近い位置に形成された燃焼室側ジャケットとを含み、
前記主循環経路は、前記燃焼室側ジャケットを含み、
前記副循環経路は、前記燃焼室側ジャケットを含まず前記排気ポート側ジャケットを含み、
前記熱交換器は、前記主循環経路ではなく前記副循環経路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。 - 請求項1に記載のエンジンの冷却装置において、
前記燃焼室側ジャケットと前記副循環経路とを接続して当該燃焼室側ジャケット内の冷却液を前記副循環経路に導入する分岐経路を備え、
前記主循環経路は、前記シリンダブロックに形成されて内側を冷却液が流通するブロック側ジャケットを含むとともに、前記冷却液ポンプから送り出された冷却液が前記ブロック側ジャケットを通過した後に前記燃焼室側ジャケットを通過するように構成されており、
前記分岐経路には、当該分岐経路を流通する冷却液の熱エネルギーによって加熱される被加熱部材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。 - 請求項1または2に記載のエンジンの冷却装置において、
前記冷却液ポンプから送り出される冷却液を冷却可能なラジエータを備え、
前記熱交換器は、前記エンジン本体から排出された排ガスのうち当該エンジン本体に吸入される吸気に還流される排ガスであるEGRガスを冷却するためのEGRクーラーと、空調用のヒーターとを備え、
前記EGRクーラーと前記空調用のヒーターとは、前記副循環経路において前記冷却液ポンプから吐出された冷却液が、前記EGRクーラー、前記空調用のヒーター、前記排気ポート側ジャケットを、この順で流れるように配置されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
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