JP4501707B2 - Engine cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、多気筒直列エンジンの冷却水通路に冷却水加熱用の電熱ヒータユニットを配設するエンジンの冷却装置に関する。 The present invention relates to an engine cooling apparatus in which an electric heater unit for heating cooling water is disposed in a cooling water passage of a multi-cylinder serial engine.
冷間時に冷却水を加熱して暖機を促進し燃費改善を図るためにエンジンの冷却水通路に冷却水加熱用の電熱ヒータを配設することは従来から知られている。そして、その冷却水加熱用の電熱ヒータを、エンジン本体のウオータジャケットを流れた冷却水を車室暖房用のキャビンヒータに導くキャビンヒータ循環通路に配設することも従来から知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、車両用の電源バッテリは電圧が低いため、電熱ヒータの発熱量を十分なものにするには、電熱線を長くし、しかも何本も並列に配置することが必要で、電熱ヒータユニット全体としてかなりの大きさとなるため、これを配置するスペースの確保が課題で、特に、熱交換効率の向上を図りつつ電熱ヒータユニット並びに配管系を如何にコンパクトに配設するかが課題となる。 However, since the power supply battery for vehicles has a low voltage, it is necessary to lengthen the heating wire and arrange a number of them in parallel in order to make the heat generation amount of the electric heater sufficient. Therefore, it is a problem to secure a space for arranging the electric heater unit, and in particular, how to arrange the electric heater unit and the piping system in a compact manner while improving the heat exchange efficiency.
本発明は上記課題を解決するもので、熱交換効率の向上を図りつつ電熱ヒータユニット並びに配管系をコンパクトに配設できるエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an engine cooling apparatus in which an electric heater unit and a piping system can be arranged in a compact manner while improving heat exchange efficiency.
本発明のエンジンの冷却装置は、多気筒直列エンジンの冷却水通路に冷却水加熱用の電熱ヒータユニットを配設するものであって、エンジンの気筒列方向一端部にウォータポンプを配置し、他端部にエンジン本体のウオータジャケットのウォータアウトレット部を設け、そのウォータアウトレット部に車室暖房用のキャビンヒータユニットに冷却水を導くキャビンヒータ通路を接続し、エンジン本体の吸気側側面に配設された吸気ユニットの下方に、気筒列方向に、キャビンヒータユニットの出口をウォータポンプに接続するキャビンヒータリターン通路の延設部分を配設し、その吸気ユニット下方のヒータリターン通路の延設部分に気筒列方向に長い配置で冷却水加熱用の電熱ヒータユニットを介設し、その電熱ヒータユニットをエンジン本体に固定支持したことを特徴とする。 An engine cooling device according to the present invention includes an electric heater unit for heating cooling water in a cooling water passage of a multi-cylinder in-line engine, wherein a water pump is arranged at one end in the cylinder row direction of the engine. A water outlet part of the water jacket of the engine body is provided at the end, and a cabin heater passage for guiding cooling water to the cabin heater unit for heating the passenger compartment is connected to the water outlet part, and is disposed on the intake side surface of the engine body. An extension portion of the cabin heater return passage connecting the outlet of the cabin heater unit to the water pump is arranged below the intake unit in the cylinder row direction, and the cylinder is placed in the extension portion of the heater return passage below the intake unit. An electric heater unit for cooling water heating is installed in a long arrangement in the row direction, and the electric heater unit is installed in the engine. And wherein the fixed support to the body.
車両用バッテリを電源とする低電圧の電熱ヒータユニットは、発熱量を確保するために電熱線を長くし、しかも何本も並列に配置することが必要で、サイズが大きくなるが、上記構成により、吸気ユニット下方のスペースを利用して大きい電熱ヒータユニットを配設可能であり、キャビンヒータリターン通路もコンパクトに配設できる。しかも、冷却水加熱用の電熱ヒータユニットを、キャビンヒータで熱を奪われて低温となった冷却水が流れるキャビンヒータリターン通路に介設する構成としたことにより、温度差が大きくなって熱交換効率が向上する。 A low-voltage electric heater unit that uses a vehicle battery as a power source requires a longer heating wire to secure the amount of heat generated, and it is necessary to arrange several wires in parallel. A large electric heater unit can be arranged using the space below the intake unit, and the cabin heater return passage can also be arranged compactly. In addition, the electric heater unit for heating the cooling water is installed in the cabin heater return passage through which the cooling water cooled to low temperature is removed by the cabin heater, resulting in a large temperature difference and heat exchange. Efficiency is improved.
そして、この装置は、特に、電熱ヒータユニットの側方に油水熱交換器を備えたオイルフィルターユニットを配置し、キャビンヒータリターン通路の電熱ヒータユニットの上流側に、電熱ヒータユニットと直列にオイルフィルターユニットを接続した構成とするのがよい。 And this apparatus arrange | positions the oil filter unit provided with the oil-water heat exchanger especially to the side of the electric heater unit, and arranged the oil filter in series with the electric heater unit on the upstream side of the electric heater unit in the cabin heater return passage. It is preferable that the units are connected.
オイルフィルターユニットの油水熱交換器(オイルクーラ)は、冷間時にはウォーマとして機能し、冷却水から熱を奪う。そのため、電熱ヒータユニットの上流側にオイルフィルターユニットを配設し、オイルフィルターユニットで熱を奪われた冷却水を電熱ヒータユニットに流す構成とすることで、温度差がさらに大きくなり熱交換効率が一層向上する。 The oil-water heat exchanger (oil cooler) of the oil filter unit functions as a warmer when it is cold and takes heat away from the cooling water. For this reason, an oil filter unit is arranged upstream of the electric heater unit, and the cooling water that has been deprived of heat by the oil filter unit is allowed to flow to the electric heater unit, thereby further increasing the temperature difference and improving the heat exchange efficiency. Further improvement.
また、電熱ヒータユニットは、筒状で軸方向に長く両端に冷却水通路との接続部を有するケージングと、そのケージング内に収容されケージングの軸方向に延設される電熱線とを備え、その電熱線の一端を車載電源に接続される通電ユニットを兼ねた支持装置を介してケージングに電気絶縁状態で固定支持するとともに他端を温度検出式の通電遮断ユニットを兼ねた支持装置を介してケージングに固定支持する構成とするのがよい。 In addition, the electric heater unit includes a casing that is long in the axial direction and has connecting portions with cooling water passages at both ends, and a heating wire that is accommodated in the casing and extends in the axial direction of the casing. One end of the heating wire is fixedly supported in an electrically insulated state via a support device that also serves as an energization unit connected to the on-vehicle power supply, and the other end is caged via a support device that also serves as a temperature detection type current-carrying-off unit. It is good to have a structure that is fixedly supported on the surface.
電熱ヒータユニットはこのように構成とすることでキャビンヒータリターン通路の長手方向に長くして発熱量を高めることができるとともに、振動に強い両端支持構造とすることができ、また、電熱ヒータが必要以上に高温となったときに通電を遮断して過熱を防止するようにできる。 With this configuration, the electric heater unit can be lengthened in the longitudinal direction of the cabin heater return passage to increase the amount of heat generation, and can have a double-end support structure that is resistant to vibration, and an electric heater is required. As described above, when the temperature becomes high, the energization is cut off to prevent overheating.
そして、その通電遮断ユニットを兼ねた支持装置は、箱体と、該箱体に内蔵されるバイメタル式若しくはヒューズ式の通電遮断部材とを備え、箱体が電熱線を支持しケーシングに固定される構成とするのがよい。 The support device that also serves as the energization interruption unit includes a box and a bimetallic or fuse energization interruption member built in the box, and the box supports the heating wire and is fixed to the casing. It is good to have a configuration.
これにより過熱防止対策が容易となり、しかも電熱線の両端支持が容易となる。 This makes it easy to prevent overheating, and also facilitates support of both ends of the heating wire.
また、電熱ヒータユニットは、通電遮断ユニットを兼ねた支持装置を下流側に配設し、車載電源に接続される通電ユニットを兼ねた支持装置を上流側に配設する構成とするのがよい。 In addition, the electric heater unit may be configured such that a support device that also serves as an energization interruption unit is disposed on the downstream side, and a support device that also serves as an energization unit connected to the on-vehicle power source is disposed on the upstream side.
このように通電遮断ユニットを兼ねた支持装置を下流側に配設することにより、
冷却水の異常温度検出が容易となり、過熱防止のための通電遮断を的確に行える。
By disposing a support device that also serves as an energization interruption unit in this way on the downstream side,
The abnormal temperature detection of the cooling water becomes easy, and the current can be cut off accurately to prevent overheating.
以上のとおり、本発明のエンジンの冷却装置は、吸気ユニット下方のスペースを利用して低電圧で大きい電熱ヒータユニットを配設できるとともに、冷却水加熱用の電熱ヒータユニットをキャビンヒータリターン通路に介設することで温度差を大きくし熱交換効率を向上させることができる。 As described above, the engine cooling apparatus according to the present invention can arrange a large electric heater unit at a low voltage by using the space below the intake unit, and the electric heater unit for heating the cooling water is interposed in the cabin heater return passage. By installing, the temperature difference can be increased and the heat exchange efficiency can be improved.
そして、本発明エンジンの冷却装置は、電熱ヒータユニットの上流側にオイルフィルターユニットを配設し、オイルフィルターユニットで熱を奪われた冷却水を電熱ヒータユニットに流す構成とすることで、温度差をさらに大きくし、熱交換効率を一層向上させることができる。 The engine cooling device according to the present invention has an oil filter unit disposed upstream of the electric heater unit, and the cooling water deprived of heat by the oil filter unit flows into the electric heater unit, so that the temperature difference Can be further increased, and the heat exchange efficiency can be further improved.
また、本発明エンジンの冷却装置は、電熱線の一端を通電ユニットを兼ねた支持装置を介してケージングに電気絶縁状態で固定支持するとともに他端を温度検出式の通電遮断ユニットを兼ねた支持装置を介してケージングに固定支持することで、キャビンヒータリターン通路の長手方向に長くして発熱量を高めることができるとともに、振動に強い両端支持構造とすることができ、また、電熱ヒータが必要以上に高温となったときに通電を遮断して過熱を防止するようにできる。 The engine cooling device according to the present invention is a support device in which one end of a heating wire is fixedly supported in an electrically insulated state by caging through a support device that also serves as an energization unit, and the other end also serves as a temperature detection type energization interruption unit. It is possible to lengthen the cabin heater return passage in the longitudinal direction to increase the amount of heat generated, and to have a support structure that is resistant to vibration, and an electric heater is more than necessary. When the temperature becomes too high, the power supply can be cut off to prevent overheating.
また、本発明エンジンの冷却装置は、通電遮断ユニットを兼ねた支持装置のバイメタル式若しくはヒューズ式の通電遮断部材を内蔵する箱体が電熱線を支持し、電熱ヒータユニットのケーシングに固定される構成とすることにより、過熱防止対策が容易となり、しかも電熱線の両端支持が容易となる。 Further, the engine cooling device of the present invention has a structure in which a box body containing a bimetallic or fuse-type current-carrying member of a support device that also serves as a current-carrying-off unit supports a heating wire and is fixed to the casing of the electric-heater unit. By doing so, it is easy to take measures against overheating, and it is easy to support both ends of the heating wire.
また、本発明エンジンの冷却装置は、通電遮断ユニットを兼ねた支持装置が下流側で電熱線を支持するよう電熱ヒータユニットを構成することにより、冷却水の異常温度検出が容易となり、過熱防止のための通電遮断を的確に行える。 In addition, the cooling device for the engine according to the present invention is configured so that the support device that also serves as the power cut-off unit supports the heating wire on the downstream side, thereby making it possible to easily detect the abnormal temperature of the cooling water and to prevent overheating. Therefore, it is possible to accurately cut off the power.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜4は、本発明の実施の形態の一例を示している。図1はエンジンの斜視図、図2はエンジンの側面図、図3は電熱ヒータユニットの上面図(a)、側面図(b)、縦断面図(c)およびそのA−A断面図(d)、図4は電熱ヒータユニットの通電遮断ユニットを兼ねた支持装置の縦断面図(a)およびそのB−B断面図(b)、C−C断面図(c)である。 1 to 4 show an example of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of the engine, FIG. 2 is a side view of the engine, and FIG. 3 is a top view (a), a side view (b), a longitudinal sectional view (c), and a sectional view taken along the line AA of FIG. 4) FIG. 4 is a longitudinal sectional view (a), a BB sectional view (b), and a CC sectional view (c) of the supporting device that also serves as an energization interruption unit of the electric heater unit.
図1および図2に示すこの実施の形態のエンジン1は4気筒直列エンジンで、エンジン本体を構成するシリンダブロック2およびシリンダヘッド3のウォータジャケット(図示せず)に冷却水を供給するウォータポンプを内蔵するウオータポンプハウジング部4(図2参照)がシリンダブロック2の前端部(気筒列方向一端部)の吸気側に形成されている。また、シリンダヘッド3の後端部(気筒列方向他端部)にウォータジャケットの出口を構成するウォータアウトレット部5が設けられ、このウォータアウトレット部5に車室暖房用のキャビンヒータユニット(図示せず)に冷却水を導くキャビンヒータ通路の配管ホース6が接続されている。
The
そして、吸気マニホールド7がシリンダヘッド3の吸気側側面に接続され、吸気マニホールド7から上流のスロットルボディ8までの吸気ユニット9の全体がエンジン本体(シリンダブロック2およびシリンダヘッド3)の吸気側側面に沿った配置となっている。
The
そして、吸気ユニット9の下方には、気筒列方向に長く電熱ヒータユニット10が配設されている。また、電熱ヒータユニット10の側方にはシリンダブロック2寄りの位置に、油水熱交換器(オイルクーラ)11を備えたオイルフィルターユニット12が配設されている。
An
そして、キャビンヒータユニット(図示せず)の出口に接続されたキャビンヒータリターン通路の配管ホース13が、吸気ユニット9の下方まで延設され、その延設部分に、オイルフィルターユニット12と電熱ヒータユニット10とがオイルフィルターユニット12を上流側とし電熱ヒータユニット10を下流側とする配置で直列に接続されている。
And the
エンジン1の冷却水通路は、エンジン前端部吸気側のウォータポンプからシリンダブロック2のウォータジャケットに冷却水を導入し、シリンダブロック2のウォータジャケットを流れた冷却水を連通路を介してシリンダヘッド3のウォータジャケットに導き、ウォータアウトレット部5からラジエータ循環通路(図示せず)を介し、また、キャビンヒータ通路(配管ホース6)およびラジエータバイパス通路(図示せず)を介してウォータポンプ(ウオータポンプハウジング部4)の流入側へ循環させるよう構成されている。
The cooling water passage of the
電熱ヒータユニット10は、図3に示すように筒状で軸方向に長く両端に冷却水通路との接続部14,15を有するケージング16を備え、該ケージング16内に軸方向に、複数列(図示の例では5列、但し列数は適宜変更できる。)並列に延設された電熱線(シーズ線)17を収容している。
As shown in FIG. 3, the
そして各電熱線17は、一端が、車載電源に接続される通電ユニットを兼ねてケーシング16の上流側に配置された支持装置18を介してケージング16に電気絶縁状態で固定支持され、他端が、温度検出式の通電遮断ユニットを兼ねてケーシング16の下流側に配置された支持装置19を介してケージング16に固定支持されている。
Each
そして、電熱ヒータユニット10は、ケーシング16の部分で図示しないボルト固定手段によりシリンダブロックに固定支持されている。
The
通電ユニットを兼ねる支持装置18は、箱体20を有し、その箱体20上部に形成されたネジ筒部21がケーシング16上面の穴22に嵌め込まれ、ナット23で固定される。
The
通電遮断ユニットを兼ねる支持装置19は、図4に示すように、箱体24と、この箱体24に内蔵される通電遮断部材25(図示の例はバイメタル式であるが、他に、ヒューズ式等の通電遮断部材であってもよい。)を備えている。そして、箱体24下部に電熱線17が支持され、箱体24上部に形成されたネジ筒部26がケージング16上面の穴27に嵌め込まれ、ナット28で固定される。通電遮断部材25は、電熱線17の温度が異常に高くなったときに通電を遮断する。
As shown in FIG. 4, the
以上、実施の形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な態様で実施できることはいうまでもない。 As mentioned above, although an example of embodiment was explained, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this but can be implemented in various aspects.
1 エンジン
2 シリンダブロック(エンジン本体)
3 シリンダヘッド(エンジン本体)
4 ウオータポンプハウジング部(ウォータポンプ)
5 ウォータアウトレット部
6 キャビンヒータ通路の配管ホース
7 吸気マニホールド
9 吸気ユニット
10 電熱ヒータユニット
11 油水熱交換器(オイルクーラ)
12 オイルフィルターユニット
13 キャビンヒータリターン通路の配管ホース
14、15 冷却水通路との接続部
16 ケージング
17 電熱線(シーズ線)
18 通電ユニットを兼ねた支持装置
19 温度検出式の通電遮断ユニットを兼ねた支持装置
24 箱体
25 通電遮断部材
1
3 Cylinder head (engine body)
4 Water pump housing (water pump)
5
12
DESCRIPTION OF
Claims (5)
5. The engine according to claim 3, wherein a support device that also serves as the current-carrying-off unit is disposed on a downstream side, and a support device that also serves as a current-carrying unit connected to a vehicle-mounted power source is disposed on the upstream side. Cooling system.
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