JP3608668B2 - インタークーラー付きディーゼルエンジン - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの冷却機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、インタークーラーを介装した技術は公知とされているのである。
しかし、該従来の技術においては、インタークーラーを通過する水は全量が、シリンダブロックを通過するために、サーモスタット弁が開いていない場合は、インタークーラーは冷却されずに、サーモスタット弁が開いていない水温の低い間は、エンジンの燃焼性能が悪かったのである。
また、大容量のラジエーターを装備しても、シリンダブロック等の制約により、冷却水量に限りがあり、ラジエーターの冷却効率を向上することが出来ないという不具合があったのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、インタークーラーは水温に関係なく常時冷却させ、吸気の体積効率を向上させ、エンジンの燃焼性能を向上させるものである。
また、インタークーラーの冷却水系統を、シリンダブロックの冷却水系統のバイパスとし、エンジンの大きさと関係なく、流水量を増加させ、ラジエーターの効率を向上させるのである。またサーモスタット弁を小型のものを用いて、コストを低くするのである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
請求項1においては、過給機で吸気と排気が交差するクロスフロー型で、かつ、インタークーラーCとオイルクーラーAを具備したディーゼルエンジンにおいて、冷却系統をインタークーラーCとオイルクーラーAと別系統とし、1つの冷却水ポンプPから吐出される冷却水は吐出後に、一方はインタークーラーCの冷却系統に、他方はオイルクーラーAの冷却系統の2方向に分岐され、オイルクーラーAの冷却系統は、オイルクーラーAを冷却後にシリンダブロックBの冷却水通路に供給され、シリンダブロックBの冷却後にサーモスタット弁Tに至り、該サーモスタット弁Tにて設定温度以下か以上かを判断されて、一つのラジエーターRを通過後に冷却水ポンプPに戻される場合と、直接に冷却水ポンプPに戻される場合とに分岐され、インタークーラーCの冷却系統は、インタークーラーCを冷却後にシリンダブロックBやサーモスタット弁Tを通過せずに、直接にラジエーターRに戻され、ラジエーターRを通過後に冷却水ポンプPに吸引され、前記インタークーラーCと過給機をシリンダブロックBの同じ側で、かつ、該インタークーラーCが過給機の直下に位置するように配置し、過給機のチャージャーDからの高温高圧の圧縮空気を、出ると直ぐにインタークーラーCへ導入すべく構成したことを特徴とするインタークーラー付きディーゼルエンジンである。
【0005】
請求項2においては、請求項1記載のインタークーラー付きディーゼルエンジンにおいて、冷却水ポンプPのポンプ軸2と、ラジエーター冷却ファンFのファン駆動軸1とを別の軸とし、ポンプ軸2を、インタークーラーCの側へオフセットして配置したことを特徴とするインタークーラー付きディーゼルエンジンである。
【0006】
【作用】
次に作用を説明する。
即ち、インタークーラーは冷却水の水温に関係なく、常時冷却できるので、吸気の体積効率が向上し、エンジンの燃焼性能が向上するのである。また、インタークーラーの冷却水系統は、シリンダブロックの冷却水系統のバイパスとなるので、エンジンの大きさと関係なく、流水量を増加出来るので、ラジエーターの効率を向上することが出来るように構成したものである。
また、サーモスタット弁を小型のものを用いることが出来るので、コストを低くすることが出来る。
【0007】
また、インタークーラーCを過給機の直下に配置し、高温の圧縮空気を直ぐにインタークーラーCで冷却するので、高温の長いパイプが不要となり、安全性を向上し、かつカバー等が不用の為にデザイン性能を向上することが出来る。
また、冷却水ポンプPを出た冷却水は、第1にインタークーラーCへ導入し、吸気の冷却を効率よく行うことができるのである。
【0008】
また、冷却ファンFのファン駆動軸1と、冷却水ポンプPのポンプ軸2を別駆動とすることにより、冷却水ポンプPの回転を自由に設定することが出来るので、小型の冷却水ポンプPで大きな流量を供給することが出来るのである。また、冷却水ポンプPからの配管の長さを短縮することにより、コストの低減とディーゼルエンジン全体のコンパクト化を図ることが出来るのである。
【0009】
【実施例】
次に実施例を説明する。
図1は本発明のインタークーラー付きディーゼルエンジンの正面図、図2は同じくインタークーラー付きディーゼルエンジンの側面図、図3は本発明の冷却水系統図である。
【0010】
図1・図2において、実際のディーゼルエンジンに於ける構成を説明する。
シリンダブロックBの側方にラジエーターRを配置し、該ラジエーターRを冷却ファンFにて冷却している。該冷却ファンFのファン駆動軸1と異なるポンプ軸2を構成し、該ポンプ軸2より冷却水ポンプPを駆動している。またシリンダブロックBの前面で、過給機のタービンEの下方に、インタークーラーCを配置している。過給機は該タービンEとチャージャーDにより構成されている。
また、タービンEの下方にインタークーラーCを配置し、該インタークーラーCの下方の位置に、オイルクーラーAを配置している。
【0011】
該シリンダブロックB及びシリンダヘッドHからの冷却水の出口部分にサーモスタット弁Tを配置しており、該冷却水がシリンダブロックB及びシリンダヘッドHの内部で温度が規定温度以上に上昇している場合には、ラジエーターRを通過させ、始動直後や、寒冷地等で冷却水の温度が十分に上昇していない場合には、ラジエーターRを通過させずに直接に冷却水ポンプPに供給して、インタークーラーCとオイルクーラーAに供給されるように構成している。
【0012】
インタークーラーCは、過給機のタービンEが排気により回転され、該タービンEから駆動されるチャージャーDが給気を吸気マニホールドに供給する過程において、該過給状態の空気を冷却するものである。またオイルクーラーAは、シリンダブロックBの内部にオイルパンに滞留され、シリンダブロックBの内部のクランク軸やカム軸やピストン等を潤滑する潤滑油が高温となるのを冷却するものである。
ラジエーターRにより冷却された冷却水は、冷却水ポンプPからインタークーラーCにより吸気を冷却し、オイルクーラーAにより潤滑油を冷却した後に、再度シリンダブロックB内の冷却水路に供給されるのである。
【0013】
従来のインタークーラー付きディーゼルエンジンにおいては、インタークーラーCとオイルクーラーAが直列に配置されていたので、インタークーラーCに至る冷却水も、オイルクーラーAを通過する冷却水も、同じようにラジエーターRを通過したり通過しなかったりする冷却水が供給されていたのである。
しかし、サーモスタット弁Tを設けて、設定温度以下の低温の冷却水をラジエーターRを通過させないで、直接に冷却水ポンプPからオイルクーラーAを経てシリンダブロックBに還流させるのは、シリンダブロックBの内部の温度の低下により燃焼効率が低下するのを阻止する為である。
【0014】
シリンダブロックBの内部の温度上昇に関係するのは、潤滑油を冷却する冷却水と、シリンダブロックBに直接に還流される冷却水だけであり、インタークーラーCを冷却する冷却水は、温度が低ければ低い程、体積効率が向上するので、燃焼効率が向上するのである。
本発明においては、冷却水の系統を、オイルクーラーAからシリンダブロックBの内部に戻される冷却水と、インタークーラーCのみを冷却する冷却水の2系統に分岐し、インタークーラーCに供給する冷却水は、サーモスタット弁Tを通過せずに、常時ラジエーターRを通過すべく構成したものである。
【0015】
本発明の冷却水系統の詳細は、図3において図示されている。
冷却水ポンプPから吐出される冷却水は、吐出直後において、2方向に分岐されている。即ち、一方はインタークーラーCを冷却するものであり、他方は、オイルクーラーAを冷却するものである。そしてオイルクーラーAを冷却した後の冷却水は、シリンダブロックBの冷却水通路に供給されて、シリンダブロックBやシリンダヘッドHの冷却後は、サーモスタット弁Tの部分に出てくる。そして該サーモスタット弁Tにおいて、設定温度以下か、以上かを判断されて、ラジエーターRに至る場合と、冷却水ポンプPに直接に戻される場合とに分けられる。
【0016】
他方、冷却水ポンプPからインタークーラーCに供給された冷却水は、インタークーラーCを出た後に、そのままラジエーターRに戻され、サーモスタット弁Tは通過しないのである。故に、インタークーラーCを通過する冷却水は、ラジエーターRとインタークーラーCとの間のみで循環し、オイルクーラーAやシリンダブロックBを通過しないのである。
このように、2系統を構成したとしても、冷却水温度が設定温度以下の場合に、この相違点が発生するが、冷却水温度が上昇して、サーモスタット弁TがラジエーターRの側に開放された場合には、それほど大きな温度の相違は発生しないのであるが、2系統設定された事により冷却水量が増え、ラジエーターの効率が上がり、冷却水温度全体の温度上昇を抑える。
【0017】
また、クロスフロー型のディーゼルエンジンにおいて、インタークーラーCを過給機を構成するタービンBとチャージャーDの直下に配置し、高温高圧の圧縮空気をタービンからでると直ぐにインタークーラーCへ導入すべく構成したものである。
【0018】
また、冷却水ポンプPのポンプ軸2を、冷却ファンFのファン駆動軸1による駆動と別駆動とし、ポンプ軸2をインタークーラーCの側へオフセットして配置しているのである。
【0019】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項1の如く構成したので、インタークーラーとオイルクーラーを具備したディーゼルエンジンにおいて、冷却系統をインタークーラーとオイルクーラーと別系統とし、該インタークーラーによる冷却系統はサーモスタット弁を通過させずに、常時ラジエーターRで冷却された冷却水で冷却すべく構成したので、インタークーラーは水温に関係なく常時冷却できるので、吸気の体積効率が向上し、エンジンの燃焼性能が向上するのである。
また、インタークーラーの冷却水系統は、シリンダブロックの冷却水系統のバイパスとなるので、エンジンの大きさと関係なく、流水量を増加出来るので、ラジエーターの効率を向上することが出来るように構成したものである。またサーモスタット弁を小型のものを用いることが出来るので、コストを低くすることが出来るのである。
【0020】
また、過給機で吸気と排気が交差するクロスフロー型のディーゼルエンジンにおいて、インタークーラーCを過給機の直下に配置し、高温高圧の圧縮空気を過給機から出ると直ぐにインタークーラーCへ導入すべく構成したので、インタークーラーCを過給機の直下に配置し、高温の圧縮吸気を直ぐにインタークーラーCで冷却するので、従来存在したような高温の長いパイプが不要となり、安全性を向上し、かつカバー等が不用の為にデザイン性能を向上することが出来るのである。
【0021】
請求項2の如く、冷却水ポンプPのポンプ軸2と、ラジエーター冷却ファンFのファン駆動軸1とを別の軸とし、ポンプ軸2を、インタークーラーCの側へオフセットして配置したので、冷却水ポンプPを出た冷却水は、第1にインタークーラーCへ導入し、吸気の冷却を効率よく行うことができるのである。
また、冷却ファンFのファン駆動軸1と、冷却水ポンプPのポンプ軸2を別駆動とすることにより、冷却水ポンプPの回転を自由に設定することが出来るので、小型の冷却水ポンプPで大きな流量を供給することが出来るのである。
また、冷却水ポンプPからの配管を短縮することが出来るので、コストの低減とディーゼルエンジン全体のコンパクト化を図ることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインタークーラー付きディーゼルエンジンの正面図。
【図2】同じくインタークーラー付きディーゼルエンジンの側面図。
【図3】本発明の冷却水系統図。
【符号の説明】
A オイルクーラー
B シリンダブロック
C インタークーラー
D チャージャー
E タービン
F 冷却ファン
R ラジエーター
T サーモスタット弁
1 ファン駆動軸
2 ポンプ軸
Claims (2)
- 過給機で吸気と排気が交差するクロスフロー型で、かつ、インタークーラーCとオイルクーラーAを具備したディーゼルエンジンにおいて、冷却系統をインタークーラーCとオイルクーラーAと別系統とし、
1つの冷却水ポンプPから吐出される冷却水は吐出後に、一方はインタークーラーCの冷却系統に、他方はオイルクーラーAの冷却系統の2方向に分岐され、
オイルクーラーAの冷却系統は、オイルクーラーAを冷却後にシリンダブロックBの冷却水通路に供給され、シリンダブロックBの冷却後にサーモスタット弁Tに至り、該サーモスタット弁Tにて設定温度以下か以上かを判断されて、一つのラジエーターRを通過後に冷却水ポンプPに戻される場合と、直接に冷却水ポンプPに戻される場合とに分岐され、
インタークーラーCの冷却系統は、インタークーラーCを冷却後にシリンダブロックBやサーモスタット弁Tを通過せずに、直接にラジエーターRに戻され、ラジエーターRを通過後に冷却水ポンプPに吸引され、
前記インタークーラーCと過給機をシリンダブロックBの同じ側で、かつ、該インタークーラーCが過給機の直下に位置するように配置し、過給機のチャージャーDからの高温高圧の圧縮空気を、出ると直ぐにインタークーラーCへ導入すべく構成したことを特徴とするインタークーラー付きディーゼルエンジン。 - 請求項1記載のインタークーラー付きディーゼルエンジンにおいて、冷却水ポンプPのポンプ軸2と、ラジエーター冷却ファンFのファン駆動軸1とを別の軸とし、ポンプ軸2を、インタークーラーCの側へオフセットして配置したことを特徴とするインタークーラー付きディーゼルエンジン。
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