JP3807155B2

JP3807155B2 - Ｖ型エンジンの冷却装置

Info

Publication number: JP3807155B2
Application number: JP16686999A
Authority: JP
Inventors: 章飯島
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JP2000356131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ型ディーゼルエンジン等各種Ｖ型エンジンに適用される冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、Ｖ型エンジンの水冷システムは以下のようになっている（特開昭62-91615号公報、特開平7-189694号公報等参照）。即ち、エンジンのクランク軸方向一端側にウォータポンプを設け、このウォータポンプから吐出された冷却水をエンジンの両バンクに分配すると共に、各バンクをクランク軸方向に通過させた後、他端側で集合管により集合させ、ラジエータに送り、ウォータポンプに戻すという具合である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水冷式オイルクーラを用いてオイルの冷却を行う場合がある。このときエンジン冷却後の冷却水をオイルの冷却媒体に用いると、冷却水温度が既に高温となっているため、オイルの冷却が不十分となる虞がある。
【０００４】
そこで、オイルクーラのレイアウトとして図４及び図５に示すようなものが考えられる。図中、ａがウォータポンプ、ｂ及びｃがエンジンの各バンクのシリンダブロック及びシリンダヘッド、ｄが集合管、ｅがラジエータ、ｆがオイルクーラである。
【０００５】
図４では、ウォータポンプａの直下流側で冷却水の流れを分岐させた後、一方のバンクのシリンダブロックｂに入る前にオイルクーラｆを通過させている。また図５では、一方のバンクのシリンダブロックｂの上流部から冷却水の流れを取り出し、これをオイルクーラｆを通過させた後に集合管ｄに送っている。これらによれば、エンジン冷却前の冷却水をオイル冷却媒体に用いるため、十分なオイル冷却性能を得られる。
【０００６】
しかし、図４のレイアウトでは、オイルクーラｆのある一方のバンクにのみ、オイルクーラ通過後の高温の冷却水が流されるため、バンク間で温度差が生じる。また図５のレイアウトでも、オイルクーラｆのある一方のバンクの冷却水量が他方のバンクより少量となるため、バンク間で温度差が生じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＶ型エンジンの冷却装置は、ウォータポンプから吐出された冷却水をオイルクーラ通過後にエンジンの両バンクに分配供給するようにしたものにおいて、上記ウォータポンプがエンジンのクランク軸方向一端側に設けられ、エンジンのクランク軸方向他端側に、エンジンの両バンクのウォータジャケットを連絡する連絡管が設けられ、該連絡管が、オイルクーラ通過後の冷却水を導入する入口と、その入口から冷却水流れ方向に順次直列されエンジンの各バンクのウォータジャケットに連通する少なくとも二つの出口と、上記出口間の位置で管内通路面積を絞る絞り部とを有し、上記ウォータポンプから吐出された冷却水がオイルクーラ通過後に上記連絡管に供給され、上記連絡管からエンジンの両バンクの上記ウォータジャケットに分配供給されるものである。
【０００８】
これによれば、両バンクにオイルクーラ通過後の冷却水を分配するため、各バンクに流入する冷却水の温度及び水量が等しくなり、バンク間の温度差をなくすことができる。
【００１１】
また、上記連絡管の上記出口間の部分が上流側ほど絞られるテーパ状とされ、その最大絞り部分が上記絞り部をなし、上流側の上記出口の直下流の位置に設けられるのが好ましい。
【００１２】
また、上記連絡管がフライホイールハウジングに一体に形成されるのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１に本発明に係るＶ型エンジンの冷却装置を示す。Ｖ型エンジン１は左右のバンク２，３を有し、バンク２，３の下部はシリンダブロック４で、頂部はシリンダヘッド５，６で構成される。エンジン１のクランク軸（図示せず）の一端即ち前端にクランクギア７が取り付けられ、そのエンジン１の前端部に、クランクギア７によって回転駆動されるアイドルギア８及びポンプギア９が回転自在に取り付けられる、さらにエンジン１の前端部にポンプギア９によって駆動されるウォータポンプ１０が取り付けられる。ウォータポンプ１０は二つの入口１１，１２から冷却水を吸入し、その冷却水を一つの出口１３から吐出する。図中、冷却水の流れ方向を白抜き矢印で示す。
【００１５】
ウォータポンプ１０の出口１３はエンジン１の右側方に突出され、後方に向けられる。その出口１３にはクーラ入口管１４の入口が接続される。クーラ入口管１４は後方に延出され、その出口が水冷式オイルクーラ１５の冷却水入口１６に接続される。オイルクーラ１５はその内部でオイル（エンジン潤滑油）と冷却水との熱交換を行い、オイルを冷却する。オイルクーラ１５の出口は屈曲状の連結管１７に接続される。オイルクーラ１５は、エンジン１のクランク軸方向中間部に位置され、そのクランク軸方向とクーラ長手方向とが一致されている。そしてオイルクーラ１５の出口はクーラ長手方向後端に位置され、そこに連結管１７が接続される。
【００１６】
連結管１７は、その途中で折曲されて出口が左方に向けられる。そしてその出口に連絡管１８の入口１９が接続される。
【００１７】
連絡管１８は、エンジン１の左右のバンク２，３、詳細にはそのシリンダブロック４部分のウォータジャケット（図示せず）を連絡するためのもので、ここではハウジング部材であるフライホイールハウジング２０に一体に設けられる。つまりエンジン１のクランク軸方向他端即ち後端に通常設けられるフライホイールハウジング２０を利用して、これと一体に連絡管１８が設けられている。連絡管１８は左右に延出され、その右端に上記入口１９を有すると共に、入口１９から管長方向（冷却水流れ方向）に順次直列された二つの出口２１を有し、各出口２１はエンジン１の左右のバンク２，３のウォータジャケットに連通接続される。
【００１８】
エンジン１の前端において、左右のバンク２，３のシリンダヘッド５，６前面に導出管２２，２３が取り付けられ、導出管２２，２３はバンク２，３間の中心位置に延出され、その出口がサーモスタットハウジング２４に接続される。サーモスタットハウジング２４には二つのサーモスタット２５，２６が内蔵され、一方のサーモスタット２５が２ステージオープンタイプ、他方のサーモスタット２６がシングルステージオープンタイプとされる。サーモスタットハウジング２４の底部にバイパス側出口２７が設けられ、これがバイパス管２８を介してウォータポンプ１０のバイパス側入口１１に接続される。
【００１９】
サーモスタットハウジング２４の上部は開閉可能なハウジングカバー２９からなり、ハウジングカバー２９にはラジエータ側出口３０が設けられる。ラジエータ側出口３０は図示しない配管を介してラジエータ（図示せず）の入口に接続される。ラジエータの出口が図示しない配管によりウォータポンプ１０のラジエータ側入口１２に接続される。
【００２０】
この冷却装置における冷却水の流れは以下の如きである。即ち、ウォータポンプ１０から吐出された冷却水は、クーラ入口管１４を通じて後方に流れ、オイルクーラ１５に導入される。そしてここでオイルとの熱交換を終え、連結管１７を通じてさらに後方の連絡管１８に導入される。連絡管１８内では先に右バンク３のシリンダブロック４への流出が行われ、次に左バンク２のシリンダブロック４への流出が行われる。このように連絡管１８は導入した冷却水を各バンク２，３に分配供給している。
【００２１】
各バンク２，３のシリンダブロック４内では後方から前方に向かう流れとなり、これと相俟ってシリンダヘッド５，６に向かう上方の流れも生じる。これによりエンジン１の冷却が行われる。各バンク２，３を流れ終えた冷却水は導出管２２，２３に導出され、サーモスタットハウジング２４に導入される。サーモスタット２５，２６が全て閉じているとき、サーモスタットハウジング２４内の冷却水は全量がバイパス管２８を通じてウォータポンプ１０に戻される。つまりラジエータを経由しないので冷却水が冷却されない。これは始動直後の暖機状態の場合等である。
【００２２】
エンジンの暖機が進んでサーモスタット２５，２６の一部乃至全部が開くと、その開度に応じた量の冷却水がサーモスタット２５，２６を上方に通過し、ラジエータ側出口３０から導出され、図示しない配管を通じてラジエータに向かう。そして冷却水がラジエータ内で冷却される。冷却後の冷却水はやはり図示しない配管を通じてラジエータ側入口１２からウォータポンプ１０に戻される。ラジエータを経由しない残りの水量はバイパス管２８を通じてウォータポンプ１０にバイパスされる。
【００２３】
なお、図示しないが、上記経路以外に、室内ヒータ用のヒータコアを経由するルートが設けられる。冷却水の補充はリザーブタンクからラジエータへと行われる。
【００２４】
このように本装置では、ウォータポンプ１０から吐出された冷却水を、オイルクーラ１５通過後に、エンジン１の両バンク２，３に分配供給するようにしている。こうするとオイルクーラ１５通過後の冷却水を両バンク２，３に等しく分配することができ、バンク２，３間の温度差を招かずに済む。
【００２５】
また、エンジン１のクランク軸方向一端側にウォータポンプ１０を設け、エンジンのクランク軸方向他端側に連絡管１８を設け、ウォータポンプ１０から吐出された冷却水をオイルクーラ１５通過後に連絡管１８に供給し、連絡管１８からエンジン１の両バンク２，３のウォータジャケットに分配供給するようにしたので、エンジン１のコンパクト化を達成できる。
【００２６】
即ち、本装置では、エンジン前方でウォータポンプ１０から吐出された冷却水を先にエンジン後方に送り、その途中でオイルクーラ１５を通過させると共に、エンジン後方から両バンク２，３を通過させて前方のウォータポンプ１０に戻すようにしている。一方仮にエンジン前方でオイルクーラ１５を通過させ、同時に前方から左右バンク２，３に冷却水を供給するようにすると、エンジン前端部に配管やオイルクーラ１５が密集し、前部側のレイアウトが複雑、大形化してしまう。またエンジン後方から前方に冷却水を戻すための配管が１本必要となってしまう。
【００２７】
本装置のレイアウトによれば、エンジン前部側のレイアウト複雑化等の問題がなくなり、効率的に各要素のレイアウトを行え、コンパクト化が達成できる。
【００２８】
特に、オイルクーラ１５をエンジン１のクランク軸方向中間部且つ側方に配置し、その長手方向をクランク軸方向と一致させたため、オイルクーラ１５の長さを有効に利用し、エンジン前後を結ぶ配管（クーラ入口管１４及び連結管１７）の長さを短くできる。
【００２９】
ところで、本装置は連絡管１８をフライホイールハウジング２０に一体に設けた点も大きな特徴である。以下フライホイールハウジング２０の構成を詳細に説明する。
【００３０】
図２に示すように、フライホイールハウジング２０は鋳造の一体品で、その前面に突出形成された締結リブ３１がエンジン１の後面部に接合し、複数のボルトで固定されるようになっている。３２がボルト穴で、フライホイールは当該ハウジング２０の後方に位置され、外周が覆われる。フライホイールハウジング２０の中心部にはクランク軸後端部を挿通させるべく中心穴３３が設けられる。３４は締結リブ３１を左右に掛け渡し、中心穴３３の周囲を囲繞する補強リブである。
【００３１】
フライホイールハウジング２０の上部に連絡管１８が一体に形成される。連絡管１８は左右に延出され、縦長長方形の断面形状を有している。締結リブ３１の左右外側に隣接して、それぞれ前方に臨む上記出口２１が設けられる。右側の出口２１の右方で連絡管１８が斜め下に向かって折曲され、その先端に上記入口１９が設けられる。連絡管１８の左端は開放されるが、図１に示すようにキャップ３５で閉止され、冷却水の流出が阻止される。
【００３２】
図３に示すように、締結リブ３１は連絡管１８よりも前方に突出される。出口２１の出口端が段差状に拡径され、その拡径部３６が、シリンダブロック４から突出される管状部（図示せず）にインロー嵌合されるようになっている。なお管状部は各バンク３におけるウォータジャケットの入口をなす。拡径部３６を区画するリング部３７が、締結リブ３１との間に微小な隙間３８を形成し、且つ締結リブ３１と等しい突出長とされる。
【００３３】
図２に示すように、連絡管１８は、少なくとも左右の出口２１間の部分が右側（上流側）ほど絞られるテーパ状とされるのがよい。ここでは、折曲位置Ａから左側の部分（連絡部分３９）全体が、右側ほど絞られるテーパ状とされる。この折曲位置Ａは、右側の出口２１の中心Ｏに対し直近の左側（直下流側）に位置される。この折曲位置Ａで連絡管１８は通路面積が最大に絞られる。こうして連絡管１８には折曲位置Ａに絞り部４０が設けられることとなる。
【００３４】
連絡管１８は折曲位置Ａを境に折曲され、その右側に入口側部分４１を有するが、これは先と逆のテーパ状とされ、つまり左側（下流側）ほど絞られるテーパ状とされる。ただしテーパ角は連絡部分３９より緩やかである。入口側部分４１の右端に入口１９が設けられる。こうして連絡管１８においては入口１９、右の出口２１、左の出口２１といった順に、入口１９及び各出口２１が冷却水流れ方向に順次直列される。
【００３５】
さて、このように連絡管１８をフライホイールハウジング２０に一体に設けると、従来独立配管として設けられていた連絡管（集合管）が不要になり、部品点数の削減、低コスト化が図れる。通常、エンジンの後端にはフライホイールハウジングが取り付けられるので、本装置はこれを利用して連絡管を一体化したものである。また配管が１本不要になるのでスペース的な余裕が生まれ、レイアウト性が向上し、他の補機類の配置も容易となる。こうしてエンジン後端部をコンパクトにすることができる。
【００３６】
また、連絡管１８が補強リブの役割を果たすので、フライホイールハウジング２０の剛性を向上でき、振動騒音の低減も図れる。
【００３７】
さらに上述の如く絞り部４０を設けたので、各出口２１から流出する冷却水量を均等化し、バンク２，３間の温度差をなくすことができる。
【００３８】
即ち、右側の出口２１は屈曲状の連結管１７のすぐ下流側に位置される。こうなると連結管１７での曲がりの影響を受けて、右側出口２１の位置では流れが管内後部に張り付いたような状態となる。絞り部４０がないと、右側出口２１の位置で連結管１７に沿った流れが強力となり、これと直交する右側出口２１には流出し難くなる。そこで右側出口２１の下流側で通路を絞れば、これが抵抗となって右側出口２１に流出しやすくなるのである。
【００３９】
この趣旨からすれば、絞り部４０は右側出口２１と左側出口２１との間にあればよいことになる。しかしながら、右側出口２１の直下流位置に設けた方がその効果は大きい。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態は上述のものに限られない。例えば連絡管の出口は各バンクに対し複数ずつ設けることもできるし、絞り部もテーパによらず突起のようなもので形成しても構わない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００４２】
（１）両バンクに流入する冷却水の温度及び水量が等しくなり、バンク間の温度差をなくすことができる。
【００４３】
（２）エンジンのコンパクト化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】フライホイールハウジングの正面図である。
【図３】図２の III−III 断面図である。
【図４】オイルクーラを併設した冷却装置の一案を示す構成図である。
【図５】オイルクーラを併設した冷却装置の一案を示す構成図である。
【符号の説明】
１Ｖ型エンジン
２左バンク
３右バンク
１０ウォータポンプ
１５オイルクーラ
１８連絡管
１９入口
２０フライホイールハウジング
２１出口
４０絞り部
Ａ折曲位置

Claims

ウォータポンプから吐出された冷却水をオイルクーラ通過後にエンジンの両バンクに分配供給するようにしたＶ型エンジンの冷却装置において、
上記ウォータポンプがエンジンのクランク軸方向一端側に設けられ、エンジンのクランク軸方向他端側に、エンジンの両バンクのウォータジャケットを連絡する連絡管が設けられ、
該連絡管が、オイルクーラ通過後の冷却水を導入する入口と、その入口から冷却水流れ方向に順次直列されエンジンの各バンクのウォータジャケットに連通する少なくとも二つの出口と、上記出口間の位置で管内通路面積を絞る絞り部とを有し、
上記ウォータポンプから吐出された冷却水がオイルクーラ通過後に上記連絡管に供給され、上記連絡管からエンジンの両バンクの上記ウォータジャケットに分配供給されることを特徴とするＶ型エンジンの冷却装置。
上記連絡管の上記出口間の部分が上流側ほど絞られるテーパ状とされ、その最大絞り部分が上記絞り部をなし、上流側の上記出口の直下流の位置に設けられる請求項１記載のＶ型エンジンの冷却装置。
上記連絡管がフライホイールハウジングに一体に形成される請求項１又は２に記載のＶ型エンジンの冷却装置。