JP2019526013A - 車両の熱機関の伝熱ポンプのボリュートの出口の外部パイプ - Google Patents

Abstract

本発明は、特に車両の熱機関に規定された凹みに配置された伝熱ポンプ（２）のボリュート（３）の出口（４）の外部パイプ（１）であって、外部パイプ（１）が、熱機関のシリンダハウジング（８）の外面（９）に設けられ、かつ、伝熱流体を前記出口（４）から、シリンダハウジング（８）内に規定された伝熱流体を循環させるための内部回路（７）の入口（６）に誘導することが可能な第１の構成要素（５ａ）を備える、外部パイプ（１）に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の熱機関の伝熱流体ポンプのボリュートの出口の外部パイプに関する。

本発明はまた、そのような外部パイプを含むシリンダハウジング、ならびに前記シリンダハウジングを含むエンジンに関する。

本発明はまた、そのようなエンジンを備える車両、特に自動車に関する。

従来技術では、典型的には、熱機関は、シリンダヘッドにより封止されたシリンダハウジングを備える。エンジンが適切に動作するためには、前記ハウジングを冷却しなければならない。そのために、エンジンは、冷却回路を含み、その中を、伝熱流体がポンプを使用して循環し、次いで、ラジエータを通って延びることによって伝熱流体が冷却される。そのようなポンプは従来、ボリュートを備えており、その出口は、シリンダハウジングの内部回路にパイプによって接続されており、内部回路は、エンジンのシリンダの周りでの前記流体の循環を可能にする冷却チャンバを備えている。

そのようなエンジンに関する１つの一般的な課題は、ポンプおよび冷却回路の一部（ボリュートの出口をシリンダハウジングの内部回路に接続するパイプを含む）は従来、エンジンの外面に配置されており、したがって、それらは、近年の車両のエンジンルームのサイズには適さないような大きさであるという事実に関する。

実際、自動車の製造業者および／またはドライバーは現在、そのようなエンジンルームのサイズの点から、パワーおよび／または出力の点で向上した性能を有するにもかかわらず、ますますコンパクトなエンジンを生産することを模索しているが、そのようなエンジンは、しばしば、パワーおよび／または出力の点で熱負荷の増大をはらんでいる。

前記した大きさを低減する観点で、従来技術から、エンジンのシリンダハウジングにポンプを組み入れること、ならびにパイプが前記ポンプのボリュートの出口をシリンダハウジングの内部回路に接続することを含む解決策が知られている。

しかしながら、前記シリンダハウジングの製造が、シリンダハウジングを製造するために使用される鋳造方法に本質的に依存するので、そのような解決策は、限られた数のシリンダハウジングにおいてのみ実装できる。

本発明は、従来技術に関するこれらの欠点を克服することを目的とする。

そのため、本発明は、特に車両の熱機関に規定された凹みに配置された伝熱流体ポンプのボリュートの出口の外部パイプに関し、外部パイプが、熱機関のシリンダハウジングの外面に設けられ、かつ、前記出口から、シリンダハウジング内に規定された伝熱流体を循環させるための内部回路の入口に向かって伝熱流体を誘導することが可能な第１の構成要素を備える。

他の実施形態では、
−外部パイプは、第１の構成要素とともに、冷却回路の少なくとも１つのデバイスに向かって伝熱流体を循環させるための第１のチャネルを形成する第２の構成要素を含み、
−第１の構成要素は、ハウジングの外面とともに、シリンダハウジングに規定された伝熱流体を循環させるための内部回路の前記入口に向かって伝熱流体を循環させるための第２のチャネルを形成し、
−第１の構成要素は、伝熱流体が第２のチャネルから第１のチャネルへと通過する区域を含み、
−伝熱流体が第２のチャネルから第１のチャネルへと通過する区域が、少なくとも１つの開口部を含み、
−第１の構成要素および第２の構成要素は、互いに封止接続される２つの別個の部品であり、
−第１の構成要素および第２の構成要素は一緒に、単一部品を形成し、
−外部パイプは、取り外し可能な部品および／またはアタッチメントである。

本発明はまた、車両のエンジンのシリンダハウジングに関し、前記シリンダハウジングは、シリンダハウジング内に配置された伝熱ポンプを備える冷却回路と、そのような外部パイプとを含む。

他の実施形態では、
−前記ハウジングの外面は、前記外部パイプを装着するための空洞を含み、
−シリンダハウジングは、高圧鋳造プロセスによって製造され、
−シリンダハウジングは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製され、
−装着空洞は、特に伝熱流体ポンプのボリュートの出口とシリンダハウジング内に規定される伝熱流体を循環させるための内部回路の入口とにそれぞれ対応する２つのポートを備える空洞を形成し、
−装着空洞は、シリンダハウジングの外面に外部パイプが機械的に封止接続される接続区域を含む。

本発明はまた、そのようなシリンダハウジングを含むエンジンに関する。

本発明はまた、そのようなエンジンを含む車両、特に自動車に関する。

本発明の他の利点および特徴は、図面を参照しながら、指示的かつ非限定的な例として提供される以下の好ましい一実施形態の説明を読むとより明らかになるであろう。

本発明の実施形態による、伝熱ポンプと外部パイプとを含むシリンダハウジングの一部の斜視断面図である。 本発明の実施形態による、伝熱流体ポンプと外部パイプとを含むシリンダハウジングの一部の断面図である。 本発明の実施形態による、伝熱流体の通過のための区域を含むシリンダハウジングの外面に配置された外部パイプの一部の、線ＩＩＩ〜ＩＩＩに沿った断面図である。

以下の説明では、同一の参照符号は、同一の部品または同様の機能を有する部品を指す。

図１〜図３は、車両、特に自動車の熱機関のシリンダハウジング８の一部を示しており、車両は、従来、前記シリンダハウジング８（一般に「シリンダブロック」と呼ばれる）を備えており、その頂部にシリンダヘッドが配置されている。そのようなシリンダハウジング８は、重量削減を目的としてアルミニウムで製造してもよく、また、費用効果および大量生産を目的として、高圧鋳造プロセスを使用して生産してもよい。

知られているように、前記シリンダハウジング８は、「クーラント」とも呼ばれる伝熱流体を循環させるための、例えば、エンジンのシリンダの周りで前記流体を循環させながらエンジンを冷却するための内部回路７を備える。内部回路７は、少なくとも１つの冷却チャンバで構成された内部供給パイプ１５、および入口６で構成され、入口６は、入口ポートを含み、かつ、前記シリンダハウジング８を装着するための空洞１４につながっている。

前記装着空洞１４はまた、前記エンジンの冷却回路内で加圧流体を循環させるための伝熱ポンプ２のボリュート３のポートを備えた出口４を含む。前記出口４は、ポンプ２のボリュート３の空洞と連通するポート４である。そのようなポンプ２は、好ましくは、エンジンに規定された凹みに、特にシリンダハウジング８に規定された凹みに配置され、それによって、エンジンのサイズを小さくできる。ポンプ２の「高圧チャンバ」とも呼ばれるボリュート３は、ブレード１７またはタービンを受け入れるように意図されており、冷却回路内での加圧流体の循環に寄与する。前記ブレード１７は、ポンプ本体（図示せず）完全に貫通して延びるポンプシャフトの一方の端部１６に装着される。前記ボリュート３は、シリンダハウジング８に設けられており、その中間部に、例えばポンプシャフトと実質的に整列して配置された中間部に、エンジンのポンプ２に伝熱流体を供給するためのポートを備えた供給入口（図示せず）を備えている。

図１〜図３において、前記シリンダハウジング８はまた、前記ハウジング８の外面９に取り付けられたポンプ２のボリュート３の出口４の外部パイプ１を含む。前記外部パイプ１は、外面９に装着される取り外し可能な部品でもよい。外部パイプ１は、第１の構成要素５ａおよび第２の構成要素５ｂを含み、これらの構成要素は、封止して組み付けられる／一緒に接続される２つの別個の部品でもよい。代替実施形態では、前記第１の構成要素５ａおよび前記第２の構成要素５ｂは一緒に、単一部品を形成してもよい。

前記外部パイプ１は、シリンダハウジング８の外面９に機械的に封止接続された状態で、装着空洞１４に配置される。前記機械的接続は、締結エレメント、特にスクリューエレメントと接続区域１０との係合によって達成される。前記接続区域１０は、好ましくは、前記装着空洞１４の周縁部に規定される。

第１の構成要素５ａは、第２のチャネル１１ｂを介して、ボリュートの出口４から、シリンダハウジング８内に画定された伝熱流体を循環させるための内部回路７の入口６に向かって伝熱流体を誘導することが可能である。換言すると、第１の構成要素５ａは、ボリュートの出口４から内部回路７の入口６に向かう伝熱流体の誘導に寄与することが可能である。この外部パイプ１の前記第１の構成要素５ａは、第２の構成要素５ｂとともに、冷却回路の少なくとも１つのデバイスに向かって伝熱流体を循環させるための第１のチャネル１１ａを形成する。そのようなデバイスは、冷却回路の伝熱流体の別のコンシューマであり、例えば、ユニットヒータまたは頭文字「ＥＭＯ」でより良く知られているモータオイル交換器のような熱交換器であってもよく、また、モータオイルハウジングにおいて発生した熱がそのデバイスに排出される。第１のチャネル１１ａは、ポートを備えた出口１９を含む。前記出口１９は、第２の構成要素５ｂの概ね円筒形状の接続部分１８に設けられており、ホースとも呼ばれる接続パイプの一方の端部を、冷却回路のデバイスに外部パイプ１を接続するために、前記接続部分１８上に取り付けてもよい。

外部パイプ１の１つの代替実施形態では、内部回路７は、加圧された伝熱流体の循環を調整するためのエレメント（図示せず）を含むことができる。入口６の下流に配置された前記調整器エレメントにより、内部回路７の冷却チャンバにおける流量の管理が可能になる。前記調整器エレメントは、ソレノイド弁、パイロット弁または温度調整弁とすることができる。したがって、この構成では、外部パイプ１は、シリンダハウジング８を冷却するために伝熱流体を可変循環させることが可能である。実際、調整器エレメントが内部回路７を閉じる位置にあるとき、第２のチャネル１１ｂを通過する流体の流量は、本明細書に記載されており、調整器エレメントは、他のコンシューマへの流体の供給を中断しないように出口１９を供給し続ける。

前記外部パイプ１の第１の構成要素５ａは、ポンプ２のボリュート３の出口４から、少なくとも１つの冷却チャンバで構成される内部供給パイプ１５を備える内部回路７の入口６に向かって伝熱流体を誘導することが可能である。より詳細には、第１の構成要素５ａは、ハウジング８の外面９とともに、特に装着空洞１４とともに、内部回路７の前記入口６に向かって伝熱流体を循環させるための第２のチャネル１１ｂを形成する。

前記外部パイプ１の第１の構成要素５ａは、伝熱流体が第２のチャネル１１ｂから第１のチャネル１１ａへと通過する区域１２を含む。前記通過区域１２は、好ましくは、前記第１の構成要素５ａの、図２に示される前記構成要素５ａの端部２４ａおよび２４ｂから等距離に規定され得る部分に設けられている。前記通過区域１２は開口部１３によって生成され、開口部１３は、図３に、逆「Ｕ」形状を本質的に有する通過区域１２の断面で見えている。通過区域１２は側壁２３を含み、側壁２３はそれぞれ、開口部１３を含む。前記開口部１３は、第２のチャネル１１ｂから第１のチャネル１１ａへの伝熱流体の通過に寄与する。

したがって、図２および図３を参照すると、前記シリンダハウジング８において、ポンプ２が冷却回路内で伝熱流体を循環させると、流体は次いで、ボリュート３の出口４を介してポンプ２から排出され、第２のチャネル１１ｂにおいて２０で示される矢印の方向に圧力を受けて循環する。前記第２のチャネル１１ｂ内を循環することによって、前記流体は、２１で示される矢印の方向に、通過区域１２を通過しながら、特に前記区域１２に規定された開口部１３を通過しながら、入口６を介してシリンダハウジング８内に規定された内部回路７へと、ならびに冷却回路の少なくとも１つのデバイスへと向けられる。この構成では、通過区域１２を通過することによって、流体は、第２のチャネル１１ｂから第１のチャネル１１ａへと通過し、その後、矢印２２の方向に、１９で示される出口および第２の構成要素５ｂの接続部分１８をデバイスに接続しているパイプを介して、前記デバイスに向けられる。

したがって、そのような外部パイプ１により、損失水頭を最低限に抑えるために、加圧された伝熱流体をポンプ２のボリュート３から連続して流すことが可能になる。その上、そのような外部パイプ１は、シリンダハウジング８の外面９上に簡単に機械接続され、様々な鋳造プロセスに従って、特に高圧鋳造プロセスに従って製造されたシリンダハウジング８とさらに共存する。

Claims (10)

1. 特に車両の熱機関に規定された凹みに配置された伝熱ポンプ（２）のボリュート（３）の出口（４）の外部パイプ（１）であって、前記外部パイプ（１）が、前記熱機関のシリンダハウジング（８）の外面（９）に設けられ、かつ、前記出口（４）から、前記シリンダハウジング（８）内に規定された伝熱流体を循環させるための内部回路（７）の入口（６）に向かって前記伝熱流体を誘導することが可能な第１の構成要素（５ａ）を備える、外部パイプ（１）。
2. 前記第１の構成要素（５ａ）とともに、前記冷却回路の少なくとも１つのデバイスに向かって前記伝熱流体を循環させるための第１のチャネル（１１ａ）を形成する第２の構成要素（５ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の外部パイプ（１）。
3. 前記第１の構成要素（５ａ）が、前記ハウジング（８）の前記外面（９）とともに、前記シリンダハウジング（８）内に規定された前記伝熱流体を循環させるための前記内部回路（７）の前記入口（６）に向かって前記伝熱流体を循環させるための第２のチャネル（１１ｂ）を形成することを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の外部パイプ（１）。
4. 前記第１の構成要素（５ａ）は、前記伝熱流体が前記第２のチャネル（１１ｂ）から前記第１のチャネル（１１ａ）へと通過する区域（１２）を含み、および／または
   前記伝熱流体が前記第２のチャネル（１１ｂ）から前記第１のチャネル（１１ａ）へと通過する前記区域（１２）が、少なくとも１つの開口部（１３）を含む、
   ことを特徴とする。請求項１から３のいずれか一項に記載の外部パイプ（１）。
5. 前記第１の構成要素（５ａ）および前記第２の構成要素（５ｂ）が、
   一緒に接続されるシーリングである２つの別個の部品である、および／または
   一緒に、単一部品を形成する、
   ことを特徴とする。請求項１から４のいずれか一項に記載の外部パイプ（１）。
6. 前記外部パイプ（１）が、取り外し可能な部品および／またはアタッチメントであることを特徴とする。請求項１から５のいずれか一項に記載の外部パイプ（１）。
7. 車両のエンジンのシリンダハウジング（８）であって、前記シリンダハウジング（８）内に配置された伝熱ポンプ（２）を備える冷却回路と、請求項１から６のいずれか一項に記載の外部パイプ（１）とを含む、シリンダハウジング（８）。
8. 前記ハウジング（８）の前記外面（９）が、前記外部パイプ（１）を装着するための空洞（１４）を含む、および／または
   前記シリンダハウジング（８）が、高圧鋳造プロセスによって製造される、および／または
   前記シリンダハウジング（８）が、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製される、および／または
   前記装着空洞（１４）が、特に前記伝熱ポンプ（２）の前記ボリュート（３）の前記出口（４）と前記シリンダハウジング（８）に規定される前記伝熱流体を循環させるための前記内部回路（７）の前記入口（６）とにそれぞれ対応する２つのポートを備える空洞を形成する、および／または
   前記装着空洞（１４）が、前記シリンダハウジング（８）の前記外面（９）に前記外部パイプ（１）が機械的に封止接続される接続区域（１０）を含む、
   ことを特徴とする、請求項７に記載のシリンダハウジング（８）。
9. 請求項７または８のいずれか一項に記載のシリンダハウジング（８）を含むエンジン。
10. 請求項９に記載のエンジンを含む車両、特に自動車。

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