JP4547811B2 - Vehicle cooling system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷エンジンの冷却装置に関するものであり、特に車両用冷却装置に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
従来の車両用冷却装置は、図31に示すように、特開平11−321347号公報に記載のものが知られている。即ち、エンジンルーム3内で、水冷エンジン1とラジエータ10の間を区画する区画壁(シュラウド)13を設け、上側に第1空気通路131、下側にエンジンルーム3外に連通する第2空気通路132を付設している。そして、この区画壁13とラジエータ10との間に送風機17を配設している。
【0003】
これによれば、ラジエータ10と水冷エンジン1との間に設けた区画壁13によって、ラジエータ10を通過した空気が直接水冷エンジン1に衝突することを防止し、大半の空気は第2空気通路132からエンジンルーム3外に放出でき、また、一部の空気は第1空気通路131からエンジンルーム3内に放出できるようにしている。即ち、冬季においては、ラジエータ10を通過した空気により水冷エンジン1が冷却されないので暖機運転の促進ができ、夏季においては、ラジエータ10を通過した空気が水冷エンジン1と衝突してラジエータ10の上流側に回り込むことが無いので、ラジエータ10の放熱性能の低下を防止できるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ラジエータ10と区画壁13との間に送風機17を設けているので、区画壁13が送風機17に近接する後方抵抗体となり、また、送風機17の旋回流A、Bが区画壁13に衝突し流れの乱れが生じ、送風性能の低下を招いている。本発明者らの計算シュミレーション、実機確認によれば、区画壁13を有さない送風機17本来の送風性能に比べて、従来技術における送風性能は、約50%レベルであることを確認した。
【0005】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、送風機の送風性能の低下を抑制すると共に、ラジエータの放熱性能を向上できる車両用冷却装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【0007】
請求項1に記載の発明では、空気を内部に取込む空気口(2)が形成されたエンジンルーム(3)内に、水冷エンジン(1)が搭載されており、エンジンルーム(3)内の水冷エンジン(1)とラジエータ(10)を含む少なくとも一つの熱交換器(10、11)との間に、熱交換器(10、11)側の第1空間(31)と水冷エンジン(1)側の第2空間(32)とに区画する区画壁(13)を設けた車両用冷却装置において、
熱交換器(10、11)に空気を送風する送風機(17)は、空気口(2)と熱交換器(10、11)との間に設けられ、
区画壁(13)には、空気口(2)から第1空間(31)内に流入した流入空気を第2空間(32)に導く第1空気通路(131)と、
流入空気をエンジンルーム(3)外に導く第2空気通路(132)とが設けられ、
第1空間(31)には、熱交換器(10,11)の少なくとも一つを迂回するバイパス通路(14)が設けられ、
バイパス通路(14)は、第1空気通路(131)と連通するように設けられ、
区画壁(13)の第1空間(31)側には、第1空気通路(131)側と、第2空気通路(132)側とを仕切る仕切り壁(15)が設けられ、
仕切り壁(15)により、バイパス通路(14)を通過する温風と、熱交換器(10、11)を通過する熱風とを分離するようにしたことを特徴としている。
【0008】
これにより、送風機(17)と区画壁(13)との距離を大きく確保でき、区画壁(13)の後方抵抗体としての影響を受けにくくし、また、熱交換器(10、11)で空気流れが整流されるので、旋回流による区画壁(13)との流れの乱れ、逆流等が低減でき、送風性能低下を抑制できる。
【0009】
更に、熱交換器(10、11)の上流側から温度の低い空気を送風するので、空気密度の大きい空気を送風でき、熱交換器(10、11)の放熱性能を向上できる。
【0011】
また、第1空気通路(131)と第2空気通路(132)とを設けることにより、エンジンルーム(3)内に空気が滞留すること無く、第1空気通路(131)、第2空気通路(132)から空気が放出されるので、送風機(17)の送風性能を充分に引き出すことができる。
【0013】
また、バイパス通路(14)を第1空気通路(131)と連通するように設けることで、従来技術においては、バイパス通路(14)を通過した温度の低い空気と、熱交換器(10、11)を通過した温度の高い空気とが送風機(17)の旋回流(A、B)によって混流し、空気温度が平均化してしまうのに対して、送風機(17)から送風される空気は熱交換器(10、11)により整流され、第1空気通路(131)、第2空気通路(132)にそれぞれ混流すること無く流すことができるので、両者に充分な空気温度差を確保し、第1空気通路(131)から温度の低い空気を水冷エンジン(1)側に放出できる。
【0015】
また、仕切り壁(15)を設けることにより、バイパス通路(14)を流れる温度の低い空気と、熱交換器(10、11)を流れる温度の高い空気とを確実に分離して第1空気通路(131)および第2空気通路(132)に放出することができる。
【0017】
請求項2に記載の発明では、バイパス通路(14)内に、このバイパス通路(14)を開閉する開閉手段(16)を設け、この開閉手段(16)を、少なくとも、水冷エンジン(1)の冷却水温および外気温に基づいて開閉するようにしたことを特徴としている。
【0018】
これにより、第1空気通路(131)から放出する温度の低い空気の放出量を制御できる。例えば冬季においては、開閉手段(16)を閉じて水冷エンジン(1)側に空気を放出しないようにすれば、水冷エンジン(1)の暖機性能を更に向上できる。また夏季において、冷却水温の高い時に開閉手段(16)を閉じて送風機(17)からの空気をすべて熱交換器(10、11)に送風してやれば、熱交換性能を向上できる。
【0019】
請求項3に記載の発明では、第1空気通路(131)を、第2空間(32)に配設される水冷エンジン(1)とは異なる発熱機器(4)に向けて空気を放出するようにしたことを特徴としている。
【0020】
これにより、発熱機器(4)を常に冷却することが可能となり、発熱機器(4)の性能向上、耐久性向上、または耐熱機能分のコストダウン等が可能となる。
【0021】
請求項4に記載の発明のように、発熱機器(4)を、第1空気通路(131)内に配設するようにしてやれば、更に効率よく発熱機器(4)の冷却が可能となる。
【0022】
請求項5に記載の発明では、第1空気通路(131)または第2空気通路(132)を、複数設けたことを特徴としている。
【0023】
これにより、第1空気通路(131)と第2空気通路(132)とから放出されるそれぞれの空気の中間温度の空気を放出する空気通路(133)が得られ、複数の発熱機器(4)に応じた冷却が可能となる。
【0024】
請求項6に記載の発明では、第2空間(32)には、少なくとも1つの吸気口(61)から吸入した空気を水冷エンジン(1)に供給する吸気通路(6)を有し、少なくとも1つの吸気口(61)は、第1空気通路(131)からの空気を吸入するように設けられたことを特徴としている。
【0025】
これにより、第1空気通路(131)から温度の低い空気を吸入通路(6)に供給できるので、水冷エンジン(1)が高負荷時においては、吸入空気の体積効率向上による出力向上やノッキング防止による燃費向上が得られる。
【0026】
請求項7に記載の発明では、吸気口(61)は、第2空間(32)の高温領域に配置され、第1空気通路(131)は、吸気口(61)に向けて設けられたことを特徴としている。
【0027】
これにより、水冷エンジン(1)が低負荷時においては、第1空気通路(131)からの空気流量は少なく、吸気口(61)から主に高温領域の温度の高い空気を吸気通路(6)に吸入するので、燃料霧化促進、ポンピングロス低減による燃費向上や排ガス触媒の活性化によるCO・HCの低減や暖機性能向上が得られる。
【0028】
また、水冷エンジン(1)が高負荷時においては、第1空気通路(131)からの空気流量が増加し、吸気口(61)から温度の低い空気を吸気通路(6)に吸入できるので、請求項6に記載の発明と同様に、出力向上や燃費向上が得られる。
【0029】
請求項8に記載の発明では、吸気通路(6)は、第2空間(32)の高温領域に配置され、吸気口(61)は、第1空気通路(131)近傍に設けられたことを特徴としている。
【0030】
これにより、水冷エンジン(1)が低負荷時においては、第1空気通路(131)からの空気流量は少なく、吸気口(61)から吸入した空気は、吸気通路(6)内で高温領域の影響を受けて昇温され温度の高い空気となる。
【0031】
また、水冷エンジン(1)が高負荷時においては、第1空気通路(131)からの空気流量が増加し、吸気口(61)から吸気通路(6)に温度の低い空気を吸入でき、高温領域の影響を受けずに、吸入空気温度は低い状態を確保できる。
【0032】
よって、水冷エンジン(1)の低負荷時、高負荷時それぞれの場合に応じて、高温、低温の空気を吸入できるので、低負荷時では燃費向上、CO・HC低減、暖機性能向上が得られ、また、高負荷時では出力向上、燃費向上が得られる。
【0033】
請求項9に記載の発明では、第1空気通路(131)内または吸気通路(6)内には、発熱機器(4)が配設されるようにしたことを特徴としている。
【0034】
これにより、水冷エンジン(1)の低負荷時においては、第1空気通路(131)からの空気流量は少なく、発熱機器(4)の熱で空気が昇温され、温度の高い空気として吸気口(61)から吸気通路(6)内に吸入される。また、高負荷時においては、第1空気通路(131)からの空気流量が増大し、発熱機器(4)の熱による影響をあまり受けずに温度の低い空気として吸気口(61)から吸気通路(6)に吸入されるので、水冷エンジン(1)の負荷に応じた適正な運転が可能となる。
【0035】
加えて、発熱機器(4)を効率よく冷却することが可能となる。
【0036】
請求項10に記載の発明では、バイパス通路(14)内には、このバイパス通路(14)を開閉する開閉手段(16)が設けられ、この開閉手段(16)は、水冷エンジン(1)の負荷状況に応じて開閉されるようにしたことを特徴としている。
【0037】
これにより、水冷エンジン(1)が低負荷時に開閉手段(16)を閉じるようにしてやれば、吸気口(61)から第2空間(32)の温度の高い空気を吸気通路(6)に吸入できる。また、高負荷時に開閉手段(16)を開くようにしてやれば、第1空気通路(131)からの温度の低い空気を吸気通路(6)に吸入でき、水冷エンジン(1)の負荷に応じた適正な運転が可能となる。
【0038】
請求項11に記載の発明では、吸気通路(6)は、吸気口(61)側を分岐して開口する第2吸気口(62)と、吸気口(61)および第2吸気口(62)を開閉する吸気開閉手段(63)とを有し、第2吸気口(62)は、吸気口(61)とは異なる第2空間(32)の領域に配置されるようにし、吸気開閉手段(63)は、水冷エンジン(1)の負荷状況に応じて開閉されるようにしたことを特徴としている。
【0039】
これにより、水冷エンジン(1)が低負荷時においては、吸気開閉手段(63)により第2吸気口(62)が開くようにしてやれば、第2空間(32)から温度の高い空気を吸気通路(6)に吸入でき、また、高負荷時においては、吸気開閉手段(63)により吸気口(61)が開くようにしてやれば、第1空気通路(131)から温度の低い空気を吸気通路(6)に吸入でき、水冷エンジン(1)の適正な運転が可能となる。
【0040】
また、請求項12に記載の発明のように、第2吸気口(62)は、第2空気通路(132)内に開口するように設けても良い。
【0041】
これにより、上記請求項11に記載の発明に対して、水冷エンジン(1)が低負荷時において、熱交換器(10、11)を通過した更に温度の高い空気を吸気通路(6)に吸入できるので、短時間で低負荷時の水冷エンジン(1)の最適な運転が可能となる。
【0042】
請求項13に記載の発明では、第1空気通路(131)からの空気放出方向は、エンジンルーム(3)の左右方向に傾斜されたことを特徴としている。
【0043】
これにより、第1空気通路(131)からの放出空気はエンジンルーム(3)の内周を旋回するように流れ、直接水冷エンジン(1)に当たらないようにできるので、冬季におけるエンジン暖機性能を向上できる。また夏季においては、水冷エンジン(1)により放出空気が直接昇温されるのが防止されるので、水冷エンジン(1)回りの発熱機器(4)を効果的に冷却でき、発熱機器(4)の性能向上、耐久性向上が図れる。
【0044】
そして、請求項14に記載の発明のように、第1空気通路(131)の傾斜方向は、エンジンルーム(3)内における水冷エンジン(1)の左右方向配置位置に対して反対側となるようにするのが良い。
【0045】
これにより、第1空気通路(131)からの放出空気は、水冷エンジン(1)から離れた側から水冷エンジン(1)側に向けて旋回していく。そして、一般に水冷エンジン(1)から離れた温度の低い発熱機器(4)から順次冷却し、昇温していくので、効率よく冷却できる。
【0046】
また、請求項15に記載の発明のように、水冷エンジン(1)が、エンジンルーム(3)内の左右方向の中央側に配置されている場合には、第1空気通路(131)は、左右両方向に傾斜して向けられるようにするのが良い。
【0047】
これにより、水冷エンジン(1)が中央側に配置されるような場合でも、水冷エンジン(1)を迂回するように第1空気通路(131)から空気を放出できるので、冬季における暖機性能向上、夏季における発熱機器(4)の効果的な冷却が可能となる。
【0048】
この場合、左右の第1空気通路(131)からの放出空気の割合を、発熱機器(4)の配置位置、数に応じて調整することで、効果的に発熱機器(4)を冷却できる。
【0049】
請求項16に記載の発明では、第2空気通路(132)内に、流入空気の流れ方向に対してエンジンルーム(3)外の方向に傾斜する複数の導風板(21)を、上下方向に設けたことを特徴としている。
【0050】
これにより、第2空気通路(132)を形成する区画壁(13)のみで流入空気をエンジンルーム(3)外へ導くようにしていたものに対して、複数の導風板(21)を加えることで流入空気をエンジンルーム(3)外へ効率よく放出できるように成るので、区画壁(13)を小さくでき、水冷エンジン(1)と熱交換器(10、11)との間隔が狭いような場合でも搭載が容易となる。
【0051】
そして、請求項17に記載の発明では、複数の導風板(21)は、傾斜角度(θ)が可変することで第2空気通路(132)を開閉するように配置されるようにして、複数の導風板(21)の傾斜角度(θ)は、少なくとも水冷エンジン(1)の冷却水温度あるいは熱交換器(10、11)の下流側空気温度に応じて可変されるようにしたことを特徴としている。
【0052】
これにより、冷却水温度あるいは下流側空気温度に応じて第2空気通路(132)から放出される空気の放出量を制御できる。例えば、上記各温度が低い場合、複数の導風板(21)の傾斜角度(θ)を第2空気通路(132)を閉じる側に可変することで熱交換器(10、11)を通過する空気量を低減して放熱を抑え、水冷エンジン(1)の暖機性能を向上できる。また、上記各温度が高くなるにつれて、導風板(21)の傾斜角度(θ)を第2空気通路(132)を開く側に可変することで熱交換器(10、11)を通過する空気量を増大させて放熱を促進できる。
【0053】
この時、請求項18に記載の発明のように、複数の導風板(21)の傾斜角度(θ)は、温度に応じて形状変化する形状変化部材(22)により可変されるようにする。
【0054】
具体的には、請求項19に記載の発明のように、形状変化部材(22)は、バイメタル(221)あるいは形状記憶合金(222)とする。
【0055】
これにより、形状変化部材(22)の形状変化に連動して複数の導風板(21)の傾斜角度(θ)を可変でき、傾斜角度(θ)を制御するための温度検出手段、制御手段、駆動手段等を用いずに安価な構成で対応できる。
【0056】
また、請求項20に記載の発明のように、導風板(21)を、第1空気通路(131)内にも設けるようにしても良い。
【0057】
これにより、第2空気通路(132)と同様に、冷却水温度あるいは下流側空気温度に応じて第1空気通路(131)から放出される空気の放出量も制御できる。例えば、上記各温度が低い場合、導風板(21)の傾斜角度(θ)を第1空気通路(131)を閉じる側に可変することでバイパス通路(14)からの熱交換されない温度の低い空気の放出量を抑えて、必要以上にエンジンルーム(3)内の冷却を抑え、水冷エンジン(1)の暖機性能を向上できる。また、上記各温度が高くなるにつれて、導風板(21)の傾斜角度(θ)を第1空気通路(131)を開く側に可変することで温度の低い空気の放出量を増加させ、発熱機器(4)を効果的に冷却することができる。
【0058】
更に、請求項21に記載の発明のように、導風板(21)は、第1空気通路(131)内にも設けられ、導風板(21)の傾斜角度(θ)を可変する形状変化部材(22)は、第1空気通路(131)側と第2空気通路(132)側とで、温度に対する形状変化の特性が異なるようにしても良い。
【0059】
これにより、温度に応じて第1空気通路(131)と第2空気通路(132)とでは、導風板(21)の開閉度合いを変えることができるので、必要に応じて第1空気通路(131)と第2空気通路(132)との放出空気量を調整できる。
【0060】
請求項22に記載の発明では、第2空気通路(132)を形成する区画壁(13)を、水冷エンジン(1)に当接するように設け、少なくとも水冷エンジン(1)との当接部(134)は、樹脂あるいは塗料を発泡させた発泡部材(135)で形成されるようにしたことを特徴としている。
【0061】
これにより、発泡部材(135)の弾性により水冷エンジン(1)からの振動を吸収でき、また、フレキシブルに区画壁(13)を搭載できるので、区画壁(13)と水冷エンジン(1)との間で隙間を設けずに、熱交換器(10、11)と区画壁(13)との距離を大きく設定できるので、通風抵抗を低減し、送風機(17)の送風性能を向上できる。
【0062】
請求項23に記載の発明では、熱交換器(10、11)の熱交換部(101、111)は、ラジエータ(10)の熱交換部(101)と車両用空調装置内の冷媒を凝縮する凝縮器(11)の熱交換部(111)とが一体で設けられた複式熱交換器(12)としたことを特徴としている。
【0063】
これにより、両熱交換器(10、11)間を一体で連結するフィンにより空気側放熱面積を増加し、また、両熱交換器(10、11)の上下あるいは左右端部で両者を一体で連結するサイドプレートにより両熱交換器(10、11)間の隙間を塞ぐダクト効果を得るので、両熱交換器(10、11)の放熱性能を向上できる。
【0064】
請求項24に記載の発明では、送風機(17)を構成するファン(171)は、回転軸方向に空気を送風する軸流ファン(171)としたことを特徴としている。
【0065】
これにより、横流ファン(クロスフローファン)等の多翼ファンに比べて、安価に、また、省スペースでの搭載が可能となる。
【0066】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0067】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の模式図であり、車両用水冷エンジンの冷却装置に適用したものである。
【0068】
車両走行用の水冷エンジン(以下、エンジンと呼ぶ)1は、車両前方側に向けて開口して空気を内部に取込む空気口(以下、グリルと呼ぶ)2が形成されたエンジンルーム3内に搭載されている。尚、エンジン1は、エンジンルーム3内でグリル2から見て空気流れ下流側に位置している。また、エンジン1の上方側には車両用空調装置の圧縮機、オルタネータ等のエンジン1と連動して稼動する発熱機器としてのエンジン補機4が設けられている。
【0069】
そして、エンジンルーム3内には、グリル2とエンジン1との間に、エンジン1内を循環してエンジン1を冷却する冷却水と空気との間で熱交換を行なう熱交換器としてのラジエータ10が配設され、更にこのラジエータ10の空気流れ上流側には、車両用空調装置内の冷媒を凝縮する熱交換器としての凝縮器(以下、コンデンサと呼ぶ)11が配設されている。
【0070】
ラジエータ10とエンジン1との間には、エンジンルーム3内をラジエータ10側の第1空間31とエンジン1側の第2空間32とに区画する区画壁を成す樹脂製のシュラウド13が設けられている。そしてシュラウド13の上側にはグリル2から第1空間31内に流入した空気(以下、流入空気と呼ぶ)を第2空間32に導く第1空気通路131が形成され、一方、下側には流入空気をエンジンルーム3外に導く第2空気通路132が形成されている。
【0071】
シュラウド13の第1空間31側には、第1空気通路131側と第2空気通路132側とを仕切る仕切り壁15が設けられている。実際には、仕切り壁15と第1空気通路131および第2空気通路132の壁面とは、空気が流れる上で段差の無いように滑らかに設けるのが好ましい。
【0072】
更に、ラジエータ10とコンデンサ11は、必要放熱量からそれぞれその体格を設定しているが、ここでは、上下方向にコンデンサ11側を大きく、ラジエータ10側が小さくなるように差を設けている。そして、流入空気がラジエータ10の上側を迂回するようにバイパス通路14を設け、このバイパス通路14は、第1空気通路131と連通するようにしている。
【0073】
グリル2の下流側にはラジエータ10、コンデンサ11に空気を送風する送風機17が設けられ、この送風機17を構成するファンは、回転軸方向に空気を送風する軸流ファン171としている。
【0074】
次に、第1実施形態における作動について説明する。
【0075】
グリル2からの流入空気および送風機17の作動により送風される空気は、コンデンサ11およびラジエータ10を通過し、シュラウド13によってエンジン1に直接衝突すること無く、大半の空気は、第2空気通路132からエンジンルーム3外に放出される。また、一部の空気は、バイパス通路14を経由し第1空気通路131から放出され、主にエンジンルーム3の上側を流れ、最下流で下側に向けてエンジンルーム3外に放出される。
【0076】
この時、第1空気通路131を流れる空気は、コンデンサ11で熱交換され冷媒を冷却した分のみの温度上昇を伴う温度の低い空気(以下、温風)となり、また、第2空気通路132を流れる空気は、コンデンサ11およびラジエータ10で熱交換され冷媒および冷却水を冷却した分の温度上昇を伴う温度の高い空気(以下、熱風)となり、温度差をもってそれぞれ放出される。
【0077】
以上の構成および作動による効果について説明する。
【0078】
第2空気通路132から空気がエンジンルーム3外に放出されることによって、例えば、冬季においては熱交換の少ない冷風が直接エンジン1に衝突しないので暖機性能が向上でき、また、夏季においては熱交換された熱風がラジエータ10、コンデンサ11の上流側に回り込むことが無いので放熱性能の低下を防止できるようにしている。
【0079】
本発明では、送風機17を構成するファンは、軸流ファン171としているので、横流ファン(クロスフローファン)等の多翼ファンに比べて、安価に、また、省スペースでの搭載を可能としている。そして、送風機17をラジエータ10およびコンデンサ11の上流側に設けているので、送風機17とシュラウド13との距離を大きく確保でき、シュラウド13の後方抵抗体としての影響を受けにくくすることができる。また、両熱交換器10、11(両熱交換部のフィンまたはチューブ)によって空気流れが整流されるので、図31に示す旋回流A、Bによるシュラウド13との流れの乱れ、逆流等が低減でき、送風性能低下を抑制できる。因みに、本発明者らの実機確認では、送風機17をラジエータ10の下流側に設けた従来技術に比べて、約70%の送風量の向上を得ている。
【0080】
更に、両熱交換器10、11の上流側から熱交換される前の温度の低い空気(冷風)を送風するので、空気密度の大きい空気を送風でき、両熱交換器10、11の放熱性能を向上できる。
【0081】
また、従来技術においては、図31に示すように、バイパス通路14を通過した温風と、両熱交換器10、11を通過した熱風とが送風機17の旋回流A、Bによって混流し、空気温度が平均化してしまうのに対して、本発明では、送風機17から送風される空気は、両熱交換器10、11により整流され、第1空気通路131、第2空気通路132にそれぞれ混流すること無く流すことができるので、両者に充分な空気温度差を確保し、第1空気通路131から温風を水冷エンジン1側に放出できる。
【0082】
ここでは、第1空気通路131と第2空気通路132間に仕切り壁15を設けているので、バイパス通路14を通過する温風と、両熱交換器10、11を通過する熱風とを確実に分離して第1空気通路131および第2空気通路132に放出することができる。
【0083】
因みに、本発明者らの実機確認によれば、従来技術との比較で、第1空気通路131の放出空気温度が50〜60℃であったものに対して30〜40℃とすることができ、約20℃の低減を得ている。(第2空気通路132の放出空気温度は60〜70℃であったものに対して70〜80℃を得ている)
このように温度差を設けられた第1空気通路131からの温風は、エンジンルーム3内やエンジン補機4の冷却に活用でき、エンジン1の出力向上、エンジン補機4の性能、耐久性向上等が可能となる。
【0084】
一方、参考例として、仕切り壁15の設定位置を可変してやれば、図2(a)に示すように、温風のみを放出する場合、図2(b)に示すように、温風と熱風とを混流させて放出する場合が可能となり、第1空気通路131から放出する空気の温度を調整できる。
【0085】
尚、参考例として、バイパス通路14の形成に当たっては、図3(a)に示すように、上記構成に対して、コンデンサ11側を小さくして設けてもよい。また、図3(b)に示すように、ラジエータ10、コンデンサ11ともに同体格で両者を迂回するバイパス通路14としてもよい。
【0086】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図4に示す。第2実施形態は、バイパス通路14内に開閉手段16を設けたものである。
【0087】
バイパス通路14内には、開閉手段としてのドア16が設けられており、エンジン1の冷却水温を検出する水温センサ18と、グリル2に設けられた外気温を検出する外気温センサ19からの検出信号に基づいて、電子制御装置(以下、ECUと呼ぶ)44により開閉制御されるようにしている。
【0088】
具体的には、外気温が所定値以下、冷却水温が所定値以下の場合および、外気温に関わらず冷却水温が所定値より高い場合にドア16を閉じ、外気温が所定値より高く、冷却水温が所定値以下の場合にドア16を開けるように制御している。
【0089】
これにより、第1空気通路131から放出する温風の放出量を制御できる。例えば冬季においては、ドア16を閉じてエンジン1側に空気を放出しない様にすれば、エンジン1の暖機性能を更に向上できる。
【0090】
また夏季において、冷却水温の高い時にドア16を閉じて送風機17からの空気をすべてコンデンサ11およびラジエータ10に送風してやれば、熱交換性能を向上できる。外気温が高く冷却水温の低い時には、ドア16を開けて第1空気通路131から温風を放出して、エンジン1やエンジン補機4の冷却ができる。
【0091】
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図5に示す。第3実施形態は、第1空気通路131をエンジン補機4に向けて集中して放出空気が当たるようにしたものである。更に具体的には、図6に示すように、第1空気通路131は、エンジンルーム3の左右方向に一様に広がるものではなく、開口部をエンジン補機4に向けて絞り込むようにしている。
【0092】
これにより、エンジン補機4を常に冷却することが可能となり、また第1空気通路131の開口部を絞り込んでいるので放出空気の流速が増加し、効果的にエンジン補機4の冷却ができ、性能向上、耐久性向上、または耐熱機能分のコストダウン等が可能となる。
【0093】
当然のことながら、冷却するエンジン補機4は、樹脂材で構成されるものに対して金属材で構成されるもののほうが熱伝達率が高く、効果的に冷却できる。
【0094】
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態を図7に示す。第4実施形態は、第1空気通路131内にエンジン補機4を組込んだものである。
【0095】
たとえばECU44等の電子部品のように、体格は小さいが自己発熱が大きいものを冷却するのに特に有効であり、上記第3実施形態に対して更に効率的にエンジン補機4(ECU44)の冷却が可能となる。
【0096】
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態を図8に示す。第5実施形態は、第1空気通路131と第2空気通路132との間に第3空気通路133を設けたものである。第3空気通路133は、ラジエータ10を迂回するバイパス通路14を通過する空気とコンデンサ11およびラジエータ10の両者を通過する空気とが混流するようにしている。
【0097】
そして、第1空気通路131の下流側、第3空気通路133の下流側はそれぞれ異なるエンジン補機41、42に放出空気が当たるようにしている。
【0098】
これにより、第1空気通路131と第2空気通路132とから放出されるそれぞれの空気の中間温度の空気を放出する第3空気通路133が得られ、複数のエンジン補機41、42の冷却温度に応じた冷却が可能となる。
【0099】
(第6実施形態)
上記第1実施形態では、ラジエータ10の上側にバイパス通路14を設けて、連通する第1空気通路131を上側に、第2空気通路132を下側に設けるようにしたが、図9に示すように、バイパス通路14を下側に設けて、合せて第1空気通路131を下側に、第2空気通路132を上側に設けるようにしてもよい。
【0100】
具体的には、図10に示すように、第1空気通路131を左右方向に対して任意の区間に絞り、第2空気通路132は第1空気通路131を挟むように、且つ、放出空気は当然エンジンルーム3外に抜けるように下側に向けるようにしている。
【0101】
これにより、エンジンルーム3内の下側に設けられたエンジン補機4に対しても冷却が可能となる。
【0102】
(第7実施形態)
本発明の第7実施形態を図11に示す。第7実施形態は、上記第1実施形態に対して、エンジン1の負荷状況に応じて温度の異なる空気をエンジン1に吸入させ、エンジン1の適正な運転を行なうようにしたものである。
【0103】
エンジン1の上側近傍には、吸入空気をエンジン1に供給する吸気通路6が設けられ、空気吸入側に吸気口61、その下流側にエアクリーナ43を有している。そして吸気口61は、主に第2空間32内の下流側で空気流れが少なく、空気温度の高い領域に設けるようにしており、第1空気通路131は、この吸気口61に向けられるようにしている。
【0104】
これにより、上記第1実施形態における効果に加えて、エンジン1の適正な運転を行なうことが可能となる。即ち、エンジン1が低負荷時においては、第1空気通路131からの空気流量は少なく、吸気口61から主に高温領域の温度の高い空気を吸気通路6に吸入するので、燃料霧化促進、ポンピングロス低減による燃費向上や排ガス触媒の活性化によるCO・HCの低減や暖機性能向上が得られる。
【0105】
また、エンジン1が高負荷時においては、第1空気通路131からの空気流量が増加し、吸気口61から温度の低い空気を吸気通路6に吸入するので、吸入空気の体積効率向上による出力向上やノッキング防止による燃費向上が得られる。
【0106】
(第8実施形態)
第8実施形態を図12に示す。第8実施形態は、上記第7実施形態に対して、吸気通路6、エアクリーナ43を、主に第2空間32内の下流側で空気流れが少なく、空気温度の高い領域に設けるようにしており、吸気口61を第1空気通路131の近傍に設けるようにしている。
【0107】
これにより、エンジン1が低負荷時においては、第1空気通路131からの空気流量は少なく、吸気口61から吸入した空気は、吸気通路6内で高温領域の影響を受けて昇温され温度の高い空気となる。
【0108】
また、エンジン1が高負荷時においては、第1空気通路131からの空気流量が増加し、吸気口61から吸気通路6に温度の低い空気を吸入でき、高温領域の影響を受けずに、吸入空気温度は低い状態を確保できる。
【0109】
よって、エンジン1の低負荷時、高負荷時それぞれの場合に応じて、高温、低温の空気を吸入できるので、低負荷時では燃費向上、CO・HC低減、暖機性能向上が得られ、また、高負荷時では出力向上、燃費向上が得られる。
【0110】
(第9実施形態)
本発明の第9実施形態を図13に示す。第9実施形態では、上記第1実施形態に対して、第2空間32内に設けられた吸入通路6に第1空気通路131からの空気が流入するように配置し、第1空気通路131内に、発熱機器としてのエンジン補機4が配設されるようにしている。エンジン補機4は、上記第4実施形態と同様に、例えば、ECU44等の電子部品が適当である。
【0111】
これにより、エンジン1の低負荷時においては、第1空気通路131からの空気流量は少なく、ECU44の発熱により空気が昇温され、温度の高い空気として吸気口61から吸気通路6内に吸入される。また、高負荷時においては、第1空気通路131からの空気流量が増大し、ECU44の発熱による影響をあまり受けずに温度の低い空気として吸気口61から吸気通路6に吸入されるので、エンジン1の負荷に応じた適正な運転が可能となる。
【0112】
加えて、ECU44を効率よく冷却することが可能となる。
【0113】
尚、ECU44は、吸気通路6内に設けるようにしても、上記と同様の効果が得られる。
【0114】
(第10実施形態)
本発明の第10実施形態を図14に示す。第10実施形態は、上記第9実施形態に対して、バイパス通路14内には、このバイパス通路14を開閉する開閉手段としてのドア16が設けられており、このドア16は、エンジン1の負荷状況に応じて開閉されるようにしている。
【0115】
ドア16の具体的な開閉機構としては、エンジン1への吸入空気量を調節するスロットルバルブ1aの開閉に連動するように連結ワイヤ1bでドア16を連結するようにしている。そして、スロットルバルブ1aが閉じる方向に動く時(エンジン1が低負荷作動時)に、ドア16がバイパス通路14を閉じ、また、スロットルバルブ1aが開く方向に動く時(エンジン1が高負荷作動時)に、ドア16がバイパス通路14を開くようにしている。
【0116】
これにより、エンジン1が低負荷時にはドア16が閉じる方向に動くので、吸気口61は、第2空間32の温度の高い空気を吸気通路6に吸入できる。また、高負荷時にはドア16が開く方向に動くので、第1空気通路131からの温度の低い空気を吸気通路6に吸入でき、エンジン1の負荷に応じた適正な運転が可能となる。
【0117】
(第11実施形態)
本発明の第11実施形態を図15に示す。第11実施形態は、吸気通路6には、吸気口61側を分岐して開口する第2吸気口62を設け、吸気口61および第2吸気口62を開閉する吸気開閉手段としての切替えドア63を設けている。この時、吸気口61は、第1空気通路131に向けられ、第2吸気口62は、吸気口61とは異なる第2空間32の領域に配置されるようにしている。具体的には、第1空気通路131および第2空気通路132の間としている。そして、切替えドア63は、エンジン1の負荷状況に応じて開閉されるようにしている。
【0118】
切替えドア63の具体的な開閉機構としては、エンジン1への吸入空気量を調節するスロットルバルブ1aの開閉に連動するように連結ワイヤ1bで切替えドア63を連結するようにしている。そして、スロットルバルブ1aが閉じる方向に動く時(エンジン1が低負荷作動時)に、切替えドア63が吸気口61側を閉じ、第2吸気口62が吸気通路6と連通し、また、スロットルバルブ1aが開く方向に動く時(エンジン1が高負荷作動時)に、切替えドア16が第2吸気口62側を閉じ、吸気口61が吸気通路6と連通するようにしている。
【0119】
これにより、エンジン1が低負荷時においては、切替えドア63により第2吸気口62が開き、第2空間32から温度の高い空気を吸気通路6に吸入でき、また、高負荷時においては、切替えドア63により吸気口61が開き、第1空気通路131から温度の低い空気を吸気通路6に吸入でき、エンジン1の適正な運転が可能となる。
【0120】
(第12実施形態)
本発明の第12実施形態を図16に示す。第12実施形態は、上記第11実施形態に対して、第2吸気口62を、第2空気通路132内に開口するように設けている。
【0121】
これにより、上記第11実施形態に対して、エンジン1が低負荷時において、コンデンサ11、ラジエータ10を通過した更に温度の高い空気を吸気通路6に吸入できるので、短時間で低負荷時のエンジン1の最適な運転が可能となる。
【0122】
尚、上記第11〜12実施形態における切替えドア63(あるいは第10実施形態におけるドア16)は、図17に示すように、エンジン1の回転数を検出する回転センサ45、アクセル開度を検出する位置センサ46、エンジン1への吸気圧を検出する圧力センサ47からの検出信号をコントロールユニット48に入力し、その入力値に応じてステップモータ49を作動させて開閉するようにしても良い。
【0123】
各センサ45〜47の検出信号値と切替えドア63(ドア16)の開閉状態との関係は、回転数が高い、アクセル開度が大きい、吸気圧が高い状態の内いずれかの場合に、切替えドア63は、第2吸気口62を閉じ、吸気口61が吸気通路6に連通する方向に作動させるようにすれば良い。(ドア16においては、バイパス通路14を開く方向に作動させるようにすれば良い。)
これにより、エンジン1の負荷状況に応じて、木目細かく吸入空気を温度調節することができ、エンジン1の適正な運転が可能となる。
【0124】
また、各ドア16、63は、例えば空気温度に反応するワックス、バイメタル、形状記憶合金等を用いて構成しても良い。
【0125】
更に、吸気通路6には、第3吸気口のように吸入部分を増やすようにしても良い。各吸気口からの吸入空気に温度差を持たせるようにして、木目細かなエンジン1の適正な運転が可能となる。
【0126】
(第13実施形態)
本発明の第13実施形態を図18に示す。第13実施形態は、上記第1実施形態に対して、第1空気通路131の空気放出方向をエンジンルーム3内の左右方向に傾斜するようにしたものである。
【0127】
エンジンルーム3内のエンジン1は、ここでは横置きレイアウトされており、車両左右方向に対して右側に配設されている。また、各種エンジン補機4は、エンジン1の回りに配設されており、主なものの代表例として、オルタネータ41、レギュレータ412がエンジンルーム3の右側に、またバッテリ411が左側に設けられている。
【0128】
そして、シュラウド13に形成された第1空気通路131の傾斜方向は、エンジン1に対して反対側を向くようにしている。即ち、上記のように右側に配設されたエンジン1に対して、第1空気通路131は、左側を向くようにしている。
【0129】
これにより、第1空気通路131からの放出空気はエンジンルーム3の内周を旋回するように流れ(旋回しながら車両下方に抜けていく)、直接エンジン1に当たらないようにできるので、冬季におけるエンジン暖機性能を向上できる。
【0130】
また夏季においては、エンジン1により放出空気が直接昇温されるのが防止されるので、エンジン1回りのエンジン補機4を効果的に冷却でき、エンジン補機4の性能向上、耐久性向上が図れる。具体的には、第1空気通路131からの放出空気は、エンジン1から離れた側からエンジン1側に向けて旋回していく。そして、一般にエンジン1から離れた温度の低いエンジン補機4から順次冷却し、昇温していくので、効率よく冷却できる。
【0131】
図19に、アイドリング時のエアコン高負荷状態での第1空気通路131の左右の傾斜方向とエンジンルーム3内の各部の温度を比較した結果を示す。第1空気通路131の空気放出方向を上記第1実施形態のように車両後方に向けてまっすぐ放出するものに対して、エンジン1と反対側になる左方向に傾斜したもの(左旋回させたもの)では、主にエンジンルーム3の左側および右後方領域の温度低下の効果が大きく、エンジンルーム3内の平均温度で6℃の低減、バッテリ411、オルタネータ41、レギュレータ412、左右ヘッドライト等の各エンジン補機4のそれぞれの部位で7〜15℃の低減を得ている。
【0132】
尚、第1空気通路131の空気放出方向は、右側に傾けるようにしても良い。
上記のエンジン1に対して反対側(左側)に向けたものに対して、温度低減の効果は小さくなるものの、この場合でも第1空気通路131からの放出空気がエンジン1によって直接昇温されるのを防止できるので、エンジン1回りのエンジン補機4の効果的な冷却が得られる。(実車テスト結果では、エンジンルーム平均温度で3℃の低減、各エンジン補機4のそれぞれの部位で2〜8℃の低減を得ている。)
尚、図20に示すように、縦置きレイアウトのようにエンジン1がエンジンルーム3内のほぼ中央側に配設されるような場合は、第1空気通路131は左右両方向に傾斜させて設けるようにしても良い。この場合、エンジン補機4としてのオルタネータ41、レギュレータ412等の位置に合せて、左右に傾斜する第1空気通路131の開口面積を調整するようにすると良い。
【0133】
これにより、エンジン1が中央側に配置されるような場合でも、エンジン1を迂回するように第1空気通路131から空気を放出できるので、冬季における暖機性能向上、夏季におけるエンジン補機4の効果的な冷却が可能となる。
【0134】
そして、左右の第1空気通路131からの放出空気の割合を、エンジン補機4の配置位置、数に応じて調整することで、更に効果的にエンジン補機4を冷却できる。
【0135】
(第14実施形態)
本発明の第14実施形態を図21に示す。第14実施形態は、上記第1実施形態に対して、第2空気通路132内に複数の導風板21を設けたものである。
【0136】
複数の導風板21は、流入空気の流れ方向に対して、エンジンルーム3外の方向(ここでは、下側)に傾斜するようにしており、上下方向に複数配置されるようにしている。
【0137】
通常、エンジン1とラジエータ10との間隔Lが狭い場合、それに伴なってシュラウド13とラジエータ10との隙間も狭くなり、第2空気通路132から放出される空気に対して抵抗が大きくなり、送風機17による送風量が低下してしまうので冷却装置の搭載が困難になる。
【0138】
しかしながら、本実施形態では、第2空気通路132を形成する区画壁13のみで流入空気をエンジンルーム3外へ導くようにしていたものに対して、複数の導風板21を加えることで流入空気をエンジンルーム3外へ効率よく放出できるように成るので、区画壁13を小さくでき、送風量の低下を招くことなく水冷エンジン1とラジエータ10との間隔Lが狭いような場合でも搭載が容易となる。
【0139】
(第15実施形態)
本発明の第15実施形態を図22〜図24に示す。第15実施形態は、上記第14実施形態に対して、導風板21の傾斜角度θが可変するようにしたものであり、且つ、第1空気通路131内にも、この傾斜角度θが可変する導風板21を設けるようにしたものである。
【0140】
全体構成は、図23に示すように、第1空気通路131、第2空気通路132内に複数の導風板21が、シュラウド13の側壁136に形状変化部材22を介して設けられたものとしている。
【0141】
図24に示すように、導風板21の左右方向の端部には、回動軸211が設けられ、この回動軸211には軸方向に延びる溝孔212が設けられている。尚、導風板21の断面形状は、平板状でも良いが好ましくは、通風抵抗の低減や、空気の流れ方向を転換するのに上側に凸となるような翼形状とするのが望ましい。
【0142】
シュラウド13の側壁136には、形状変化部材22が装着され上部に固定部136cが形成された略丸型にへこむ凹部136bが設けられている。そして、その中心部には、上記回動軸211が貫通し、回動可能となる嵌合孔136aが設けられている。
【0143】
形状変化部材22は温度に応じて形状変化する例えばバイメタル221や形状記憶合金222であり、帯板をコイル状に形成したものとしており、上記側壁136の凹部136bに装着され、外側端部221aが固定部136cに固定され、内側端部221bが導風板21の溝孔212に固定されるようにしている。
【0144】
ここで、この形状変化部材22は、ラジエータ10の下流側空気温度(第2空気通路132を流通する空気温度)に応じてコイルの巻き状態が変化するようにしており、温度が低い時は巻き状態が戻る方向へ変化し、導風板21の傾斜角度θを小さくする方向に可変させる。また、温度が高い時は逆に巻き状態が更に進む方向へ変化し、導風板21の傾斜角度θを大きくする方向に可変させるようにしており、第1空気通路131、第2空気通路132を開閉するようにしている。特に、第2空気通路132に設けられた複数の導風板21は、傾斜角度θがゼロ近傍で互いに隙間なく第2空気通路132を閉塞するような位置関係に配置するようにしている。
【0145】
これにより、空気温度に応じて第1空気通路131および第2空気通路132から放出される空気の放出量を制御できる。
【0146】
まず、第2空気通路132については、具体的には、空気温度が低い(主にエンジン1の負荷が低く、冷却水温度も低い場合にラジエータ10で熱交換される空気温度が低い)場合、複数の導風板21の傾斜角度θが第2空気通路132を閉じる側に可変されることで、ラジエータ10、コンデンサ11を通過する空気量を低減して放熱を抑え、エンジン1の暖機性能を向上できる。また、空気温度が高くなるにつれて(主にエンジン1の負荷が高くなり、冷却水温度が高くなるとラジエータ10で熱交換される空気温度も高くなる)、導風板21の傾斜角度θが第2空気通路132を開く側に可変されることで、ラジエータ10、コンデンサ11を通過する空気量を増大させて放熱を促進できる。即ち、エンジン1の冷却性能向上、空調装置の冷房性能の向上が図れることになる。
【0147】
次に、第1空気通路131については、具体的には、空気温度が低い場合、導風板21の傾斜角度θが第1空気通路131を閉じる側に可変され、バイパス通路14からの温度の低い温風の放出量を抑えて、必要以上にエンジンルーム3内の冷却を抑え、エンジン1の暖機性能を向上できる。また、空気温度が高くなるにつれて、導風板21の傾斜角度θが第1空気通路131を開く側に可変され、温度の低い温風の放出量を増加させ、エンジン補機4を効果的に冷却することができる。
【0148】
また、複数の導風板21の傾斜角度θは、空気温度に応じて形状変化する形状変化部材22に連動して可変するようにしているので、傾斜角度θを制御するための温度検出手段、制御手段、駆動手段等を用いずに安価な構成で対応できる。
【0149】
尚、第1空気通路131に設けられた形状変化部材22と第2空気通路132に設けられた形状変化部材22とでは、空気温度に対する形状変化特性が異なるようにしてやれば、空気温度に応じて第1空気通路131と第2空気通路132とでは、導風板21の開閉度合いを変えることができるので、必要に応じて第1空気通路131と第2空気通路132との放出空気量を調整できる。
【0150】
例えば、第1空気通路131側の形状変化部材22の巻き状態を、第2空気通路132側の形状変化部材22に対して、温度に応じて促進するような特性としてやれば、第2空気通路132側の導風板22の傾斜角度θに対して、第1空気通路131側の導風板22の傾斜角度θを大きくして、より大きく開くように回動でき、ラジエータ10、コンデンサ11での放熱を抑えつつ、第1空気通路131からの温度の低い温風でエンジン補機4を効果的に冷却できる。
【0151】
また、形状変化部材22は、コイル状の形状に係わらず、図25(a)、(b)に示すように、L字状の挟角が変化するものや、ばね状の全長が変化するものなどとしても良い。
【0152】
更に、形状変化部材22は、ラジエータ10に接触するように配設し、伝達される冷却水温に応じて形状変化するものとしても良い。
【0153】
(第16実施形態)
本発明の第16実施形態を図26に示す。第16実施形態は、シュラウド13の先端側が、エンジン1に当接するようにしたものである。
【0154】
シュラウド13のエンジン1と当接する当接部134を例えばポリウレタンのような樹脂発泡させた発泡部材135としている。
【0155】
これにより、発泡部材135の弾性によりエンジン1からの振動を吸収でき、また、フレキシブルにシュラウド13を搭載できるので、シュラウド13とエンジン1との間で隙間を設けずに、ラジエータ10とシュラウド13との距離を大きく設定できるので、通風抵抗を低減し、送風機17の送風性能を向上できる。
【0156】
尚、図27のように、シュラウド13の先端部をエンジン1への当接部134とし、ここに発泡部材135を設け、シュラウド13の下側は、エンジン1の側壁1cをシュラウド13と兼用するようにしても良い。
【0157】
これにより、シュラウド13の小型化が可能となる。
【0158】
また、図28のように、シュラウド13の先端部をエンジン1への当接部134とし、ここに発泡部材135を設け、第2空気通路132内に上記第14実施形態で説明した複数の導風板21を設けるようにしても良い。
【0159】
更に、発泡部材135は、樹脂材を発泡させたものに限らず、塗料材を発泡させたものにしても良い。
【0160】
(その他の実施形態)
図29に示すように、ラジエータ10およびコンデンサ11は、それぞれの熱交換部および強度部材となるサイドプレートが一体で設けられた複式熱交換器12としてもよい。
【0161】
これにより、両熱交換器10、11間を一体で連結するフィンにより空気側放熱面積を増加し、また、両熱交換器10、11の上下あるいは左右端部で両者を一体で連結するサイドプレートにより両熱交換器10、11間の隙間を塞ぐダクト効果を得るので、両熱交換器10、11の放熱性能を向上できる。
【0162】
また、送風機17を構成するファンは、軸流ファン171に限らず、シロッコファン等、他のタイプを用いてもよい。
【0163】
更に、図30に示すように、第1空気通路131、第2空気通路132、バイパス通路14は、フロントエンドパネル20に一体で設けられたものとし、その内部にラジエータ10、コンデンサ11、送風機17が組み込まれたフロントエンドモジュールとしてもよい。
【0164】
尚、本発明に係る車両用冷却装置は、内燃機関を走行用エンジンとする車両に限定されるものではなく、電気モータを走行用エンジンとする電気式車両(鉄道車両を含む)に対しても適用することができる。この場合、走行用電気モータは冷却水にて冷却される水冷式であることが必要である。電気式車両の場合の補機とは、上述のように、車両用空調装置の圧縮機は勿論、インバータ等の電気モータを制御する半導体素子等の発熱機器も含まれる意味である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す模式図である。
【図2】第1、第2空気通路の構成バリエーションを示す、(a)は第2空気通路に温風と熱風を混流させる場合の模式図、(b)は第1空気通路に温風と熱風を混流させる場合の模式図である。
【図3】熱交換器の配置バリエーションを示す、(a)はラジエータ側が大きい場合の模式図、(b)はラジエータ、コンデンサともに同等体格の場合を示す模式図である。
【図4】本発明の第2実施形態を示す模式図である。
【図5】本発明の第3実施形態を示す模式図である。
【図6】図5における第1空気通路を示す斜視図である。
【図7】本発明の第4実施形態を示す模式図である。
【図8】本発明の第5実施形態を示す模式図である。
【図9】本発明の第6実施形態を示す模式図である。
【図10】図9における第1、第2空気通路を示す斜視図である。
【図11】本発明の第7実施形態を示す(a)は模式図、(b)は平面図である。
【図12】本発明の第8実施形態を示す(a)は模式図、(b)は平面図である。
【図13】本発明の第9実施形態を示す模式図である。
【図14】本発明の第10実施形態を示す模式図である。
【図15】本発明の第11実施形態を示す模式図である。
【図16】本発明の第12実施形態を示す模式図である。
【図17】切替えドアの開閉機構のバリエーションを示す模式図である。
【図18】本発明の第13実施形態を示す平面図である。
【図19】第1空気通路の傾斜方向とエンジンルーム内の温度を示す比較表である。
【図20】第13実施形態の変形例1を示す平面図である。
【図21】本発明の第14実施形態を示す模式図である。
【図22】本発明の第15実施形態を示す模式図である。
【図23】図22における冷却装置の外観斜視図である。
【図24】導風板の回動部の構造を示す分解斜視図である。
【図25】形状変化部材のバリエーションを示す(a)は変形例2の側面図、(b)は変形例3の側面図である。
【図26】本発明の第16実施形態を示す模式図である。
【図27】第16実施形態の変形例4を示す模式図である。
【図28】第16実施形態の変形例5を示す模式図である。
【図29】本発明のその他の実施形態1を示す模式図である。
【図30】本発明のその他の実施形態2のフロントエンドパネルを示す斜視図である。
【図31】従来技術を示す模式図である。
【符号の説明】
1 エンジン(水冷エンジン)
2 グリル(空気口)
3 エンジンルーム
31 第1空間
32 第2空間
4 エンジン補機(発熱機器)
6 吸気通路
61 吸気口
62 第2吸気口
63 切替えドア(吸気開閉手段)
10 ラジエータ(熱交換器)
101 コア部(熱交換部)
11 コンデンサ(熱交換器)
111 コア部(熱交換部)
12 複式熱交換器(熱交換器)
13 シュラウド(区画壁)
131 第1空気通路
132 第2空気通路
134 当接部
135 発泡部材
14 バイパス通路
15 仕切り壁
16 ドア(開閉手段)
17 送風機
171 軸流ファン
21 導風板
22 形状変化部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for a water-cooled engine, and is particularly effective when applied to a vehicular cooling device.
[0002]
[Prior art]
As a conventional vehicle cooling device, as shown in FIG. 31, one disclosed in JP-A-11-321347 is known. That is, a partition wall (shroud) 13 that partitions the water-cooled
[0003]
According to this, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vehicular cooling device capable of suppressing a decrease in the blowing performance of a blower and improving the heat dissipation performance of a radiator.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
[0007]
In the invention according to
Blower (17) that blows air to heat exchanger (10, 11)Is, Provided between the air port (2) and the heat exchanger (10, 11)And
In the partition wall (13), a first air passage (131) that guides inflow air flowing into the first space (31) from the air port (2) to the second space (32),
A second air passage (132) for guiding the incoming air to the outside of the engine room (3) is provided,
The first space (31) is provided with a bypass passage (14) that bypasses at least one of the heat exchangers (10, 11).
The bypass passage (14) is provided so as to communicate with the first air passage (131),
A partition wall (15) that partitions the first air passage (131) side and the second air passage (132) side is provided on the first space (31) side of the partition wall (13),
The partition wall (15) separates the hot air passing through the bypass passage (14) and the hot air passing through the heat exchanger (10, 11).It is characterized by that.
[0008]
Thereby, the distance of an air blower (17) and a division wall (13) can be ensured large, it is hard to receive the influence as a back resistor of a division wall (13), and it is air in a heat exchanger (10, 11). Since the flow is rectified, it is possible to reduce the turbulence of the flow with the partition wall (13) due to the swirling flow, the reverse flow, etc., and to suppress the deterioration of the blowing performance.
[0009]
Furthermore, since air with a low temperature is blown from the upstream side of the heat exchanger (10, 11), air with a high air density can be blown, and the heat dissipation performance of the heat exchanger (10, 11) can be improved.
[0011]
Further, by providing the first air passage (131) and the second air passage (132),Since air is released from the first air passage (131) and the second air passage (132) without air staying in the engine room (3), the air blowing performance of the blower (17) can be fully exploited. it can.
[0013]
Further, by providing the bypass passage (14) so as to communicate with the first air passage (131),In the prior art, the low temperature air that has passed through the bypass passage (14) and the high temperature air that has passed through the heat exchanger (10, 11) are mixed by the swirl flow (A, B) of the blower (17). However, the air temperature is averaged, whereas the air blown from the blower (17) is rectified by the heat exchangers (10, 11), and the first air passage (131) and the second air passage (132). ), A sufficient air temperature difference can be secured between them, and air having a low temperature can be discharged from the first air passage (131) to the water-cooled engine (1) side.
[0015]
Moreover, by providing a partition wall (15),The low temperature air flowing through the bypass passage (14) and the high temperature air flowing through the heat exchanger (10, 11) are reliably separated into the first air passage (131) and the second air passage (132). Can be released.
[0017]
Claim2In the invention described in the above, opening / closing means (16) for opening and closing the bypass passage (14) is provided in the bypass passage (14), and the opening / closing means (16) is provided with at least the cooling water temperature of the water-cooled engine (1) and It is characterized by opening and closing based on the outside temperature.
[0018]
Thereby, the discharge amount of the low temperature air discharged from the first air passage (131) can be controlled. For example, in winter, the warm-up performance of the water-cooled engine (1) can be further improved by closing the opening / closing means (16) so as not to release air to the water-cooled engine (1) side. Also, in summer, heat exchange performance can be improved by closing the opening / closing means (16) when the cooling water temperature is high and blowing all the air from the blower (17) to the heat exchangers (10, 11).
[0019]
Claim3In the invention described in (1), the first air passage (131) is configured to release air toward a heat generating device (4) different from the water-cooled engine (1) disposed in the second space (32). It is characterized by.
[0020]
Thereby, it becomes possible to always cool the heat generating device (4), and the performance of the heat generating device (4) can be improved, the durability can be improved, or the cost for the heat-resistant function can be reduced.
[0021]
Claim4If the heat generating device (4) is disposed in the first air passage (131) as in the invention described in (1), the heat generating device (4) can be cooled more efficiently.
[0022]
Claim5In the invention described in (1), a plurality of first air passages (131) or second air passages (132) are provided.
[0023]
As a result, an air passage (133) for releasing air at an intermediate temperature between the first air passage (131) and the second air passage (132) is obtained, and a plurality of heat generating devices (4) is obtained. Cooling according to is possible.
[0024]
Claim6In the invention described in (2), the second space (32) has an intake passage (6) for supplying air sucked from at least one intake port (61) to the water-cooled engine (1), and has at least one intake port. (61) is characterized in that it is provided so as to suck air from the first air passage (131).
[0025]
As a result, low-temperature air can be supplied from the first air passage (131) to the intake passage (6). Therefore, when the water-cooled engine (1) has a high load, the output efficiency is improved and the knocking is prevented by improving the volume efficiency of the intake air. Improved fuel economy due to
[0026]
Claim7In the invention described in
[0027]
As a result, when the water-cooled engine (1) is under a low load, the air flow rate from the first air passage (131) is small, and air having a high temperature in the high temperature region is mainly drawn from the intake port (61). Therefore, the fuel atomization is promoted, the fuel consumption is improved by reducing the pumping loss, the CO / HC is reduced and the warm-up performance is improved by activating the exhaust gas catalyst.
[0028]
Further, when the water-cooled engine (1) is at a high load, the air flow rate from the first air passage (131) increases, and air having a low temperature can be sucked into the intake passage (6) from the intake port (61). Claim6As with the invention described in (1), an improvement in output and fuel efficiency can be obtained.
[0029]
Claim8In the invention described in (1), the intake passage (6) is disposed in a high temperature region of the second space (32), and the intake port (61) is provided in the vicinity of the first air passage (131). .
[0030]
Thus, when the water-cooled engine (1) is under a low load, the air flow rate from the first air passage (131) is small, and the air sucked from the intake port (61) is in a high temperature region in the intake passage (6). The temperature rises under the influence, and the air becomes high temperature.
[0031]
Further, when the water-cooled engine (1) is under a high load, the air flow rate from the first air passage (131) increases, and low temperature air can be sucked into the intake passage (6) from the intake port (61). The intake air temperature can be kept low without being affected by the area.
[0032]
Therefore, high-temperature and low-temperature air can be inhaled depending on the low-load and high-load conditions of the water-cooled engine (1), so fuel efficiency, CO / HC reduction, and warm-up performance can be improved at low load. In addition, the output and fuel consumption can be improved at high loads.
[0033]
Claim9In the invention described in (1), the heat generating device (4) is arranged in the first air passage (131) or the intake passage (6).
[0034]
As a result, when the load of the water-cooled engine (1) is low, the air flow rate from the first air passage (131) is small, the air is heated by the heat of the heat generating device (4), and the intake port is heated as high-temperature air. The air is drawn into the intake passage (6) from (61). Further, at the time of high load, the air flow rate from the first air passage (131) increases, and the intake passage from the intake port (61) as low-temperature air is not significantly affected by the heat of the heat generating device (4). Since it is sucked into (6), it is possible to perform an appropriate operation according to the load of the water-cooled engine (1).
[0035]
In addition, the heat generating device (4) can be efficiently cooled.
[0036]
Claim10In the invention described in (1), an opening / closing means (16) for opening and closing the bypass passage (14) is provided in the bypass passage (14), and the opening / closing means (16) is in a load state of the water-cooled engine (1). It is characterized by being opened and closed accordingly.
[0037]
Thus, if the water-cooled engine (1) closes the opening / closing means (16) when the load is low, air having a high temperature in the second space (32) can be sucked into the intake passage (6) from the intake port (61). . Further, if the opening / closing means (16) is opened at a high load, air having a low temperature from the first air passage (131) can be sucked into the intake passage (6), and the air-cooled engine (1) is loaded according to the load. Proper operation is possible.
[0038]
Claim11In the invention described in the above, the intake passage (6) opens and closes the second intake port (62) that branches off and opens the intake port (61) side, and the intake port (61) and the second intake port (62). An intake opening / closing means (63), and the second intake opening (62) is arranged in a region of the second space (32) different from the intake opening (61), and the intake opening / closing means (63) The water-cooled engine (1) is opened and closed according to the load status.
[0039]
Thus, when the water-cooled engine (1) is under a low load, if the second intake port (62) is opened by the intake opening / closing means (63), high-temperature air is drawn from the second space (32) into the intake passage. If the intake port (61) can be opened by the intake opening / closing means (63) at high load, air having a low temperature can be drawn from the first air passage (131) through the intake passage (131). 6), and the water-cooled engine (1) can be operated properly.
[0040]
Claims12As described in the invention, the second air inlet (62) may be provided so as to open into the second air passage (132).
[0041]
Thereby, the claim11When the water-cooled engine (1) is at a low load, the higher temperature air that has passed through the heat exchangers (10, 11) can be sucked into the intake passage (6). Optimal operation of the water-cooled engine (1) during load is possible.
[0042]
Claim13In the invention described in (1), the air discharge direction from the first air passage (131) is inclined in the left-right direction of the engine room (3).
[0043]
As a result, the discharge air from the first air passage (131) flows so as to swirl around the inner periphery of the engine room (3), and does not directly hit the water-cooled engine (1). Can be improved. In summer, the water-cooled engine (1) prevents the discharge air from being directly heated, so that the heat generating device (4) around the water-cooled engine (1) can be effectively cooled, and the heat generating device (4). Performance and durability can be improved.
[0044]
And claims14As described in the invention described above, the inclination direction of the first air passage (131) is preferably opposite to the position in the left-right direction of the water-cooled engine (1) in the engine room (3). .
[0045]
Thereby, the discharge air from the first air passage (131) turns from the side away from the water-cooled engine (1) toward the water-cooled engine (1). And since it cools sequentially from the heat-generating apparatus (4) with a low temperature away from the water-cooled engine (1) in general and raises the temperature, it can cool efficiently.
[0046]
Claims15When the water-cooled engine (1) is disposed at the center in the left-right direction in the engine room (3), the first air passage (131) is inclined in both the left-right direction. It is good to be directed.
[0047]
As a result, even when the water-cooled engine (1) is arranged at the center side, air can be discharged from the first air passage (131) so as to bypass the water-cooled engine (1), so that the warm-up performance in winter is improved. In the summer, the heat generating device (4) can be effectively cooled.
[0048]
In this case, the heat generating device (4) can be effectively cooled by adjusting the ratio of the air released from the left and right first air passages (131) according to the arrangement position and number of the heat generating devices (4).
[0049]
Claim16In the invention described in the above, a plurality of wind guide plates (21) inclined in the direction outside the engine room (3) with respect to the flow direction of the incoming air are provided in the second air passage (132) in the vertical direction. It is characterized by that.
[0050]
Thus, a plurality of wind guide plates (21) are added to the one in which the inflowing air is guided outside the engine room (3) only by the partition wall (13) forming the second air passage (132). As a result, the inflowing air can be efficiently discharged to the outside of the engine room (3), so that the partition wall (13) can be made small and the distance between the water-cooled engine (1) and the heat exchanger (10, 11) is narrow. Even in such a case, mounting becomes easy.
[0051]
And claims17In the invention described in the above, the plurality of wind guide plates (21) are arranged so as to open and close the second air passage (132) by changing the inclination angle (θ). The inclination angle (θ) of (21) is characterized in that it can be varied according to at least the cooling water temperature of the water-cooled engine (1) or the downstream air temperature of the heat exchanger (10, 11).
[0052]
Thereby, the discharge | release amount of the air discharge | released from a 2nd air path (132) is controllable according to a cooling water temperature or downstream air temperature. For example, when each said temperature is low, it passes through a heat exchanger (10, 11) by changing the inclination-angle ((theta)) of a some baffle plate (21) to the side which closes a 2nd air passage (132). The amount of air can be reduced to suppress heat dissipation, and the warm-up performance of the water-cooled engine (1) can be improved. Moreover, the air which passes a heat exchanger (10, 11) by changing the inclination-angle ((theta)) of a baffle plate (21) to the side which opens a 2nd air path (132) as each said temperature becomes high. Heat dissipation can be promoted by increasing the amount.
[0053]
At this time, the claim18As described in the invention, the inclination angle (θ) of the plurality of air guide plates (21) is made variable by the shape changing member (22) whose shape changes in accordance with the temperature.
[0054]
Specifically, the claims19As described in the invention, the shape changing member (22) is a bimetal (221) or a shape memory alloy (222).
[0055]
Thereby, the inclination angle (θ) of the plurality of air guide plates (21) can be varied in conjunction with the shape change of the shape change member (22), and the temperature detection means and control means for controlling the inclination angle (θ) Therefore, it is possible to cope with an inexpensive configuration without using a driving means or the like.
[0056]
Claims20As in the invention described in (1), the air guide plate (21) may be provided in the first air passage (131).
[0057]
As a result, similarly to the second air passage (132), the amount of air released from the first air passage (131) can be controlled in accordance with the coolant temperature or the downstream air temperature. For example, when each of the above temperatures is low, the temperature at which heat is not exchanged from the bypass passage (14) is low by changing the inclination angle (θ) of the air guide plate (21) to the side where the first air passage (131) is closed. The amount of air released can be suppressed, cooling in the engine room (3) can be suppressed more than necessary, and the warm-up performance of the water-cooled engine (1) can be improved. Further, as the temperatures increase, the inclination angle (θ) of the air guide plate (21) is changed to the side that opens the first air passage (131), thereby increasing the amount of air released at a low temperature and generating heat. The device (4) can be effectively cooled.
[0058]
Further claims21Like the invention described inThe air guide plate (21) is also provided in the first air passage (131),The shape changing member (22) that changes the inclination angle (θ) of the air guide plate (21) has a shape change characteristic with respect to temperature on the first air passage (131) side and the second air passage (132) side. It may be different.
[0059]
Thereby, since the opening / closing degree of the baffle plate (21) can be changed between the first air passage (131) and the second air passage (132) according to the temperature, the first air passage ( 131) and the second air passage (132) can adjust the amount of released air.
[0060]
Claim22The partition wall (13) forming the second air passage (132) is provided so as to contact the water-cooled engine (1), and at least the contact portion (134) with the water-cooled engine (1) is provided. It is characterized by being formed of a foamed member (135) obtained by foaming resin or paint.
[0061]
Thereby, the vibration from the water-cooled engine (1) can be absorbed by the elasticity of the foam member (135), and the partition wall (13) can be mounted flexibly, so that the partition wall (13) and the water-cooled engine (1) can be mounted. Since the distance between the heat exchanger (10, 11) and the partition wall (13) can be set large without providing a gap between them, the ventilation resistance can be reduced and the blowing performance of the blower (17) can be improved.
[0062]
Claim23In the invention described in (1), the heat exchanger (101, 111) of the heat exchanger (10, 11) is a condenser (10), which condenses refrigerant in the heat exchanger (101) of the radiator (10) and the vehicle air conditioner. The heat exchanger (11) of 11) is a dual heat exchanger (12) provided integrally.
[0063]
As a result, the air-side heat radiation area is increased by fins that integrally connect the heat exchangers (10, 11), and the heat exchanger (10, 11) is integrated at the top and bottom or the left and right ends. Since the duct effect which closes the crevice between both heat exchangers (10, 11) with the side plate to connect is acquired, the heat dissipation performance of both heat exchangers (10, 11) can be improved.
[0064]
Claim24In the invention described in (1), the fan (171) constituting the blower (17) is an axial fan (171) that blows air in the rotation axis direction.
[0065]
This makes it possible to mount at a lower cost and in a smaller space compared to a multi-blade fan such as a cross flow fan.
[0066]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
[0067]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention, which is applied to a cooling device for a vehicle water-cooled engine.
[0068]
A water-cooled engine (hereinafter referred to as an engine) 1 for running a vehicle is opened in an
[0069]
In the
[0070]
Between the
[0071]
A
[0072]
Further, the
[0073]
A
[0074]
Next, the operation in the first embodiment will be described.
[0075]
The inflow air from the
[0076]
At this time, the air flowing through the
[0077]
The effect by the above structure and operation | movement is demonstrated.
[0078]
By releasing the air from the
[0079]
In the present invention, the fan constituting the
[0080]
Furthermore, since air with a low temperature (cold air) before heat exchange from the upstream side of both
[0081]
In the prior art, as shown in FIG. 31, the hot air that has passed through the
[0082]
Here, since the
[0083]
By the way, according to the actual machine confirmation by the present inventors, compared with the prior art, the discharge air temperature of the
The hot air from the
[0084]
on the other hand,As a reference example,If the setting position of the
[0085]
still,As a reference example,In forming the
[0086]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the second embodiment, an opening / closing means 16 is provided in the
[0087]
A
[0088]
Specifically, the
[0089]
Thereby, the discharge amount of the warm air discharged from the
[0090]
Further, in summer, if the
[0091]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, the
[0092]
Thereby, it becomes possible to always cool the engine
[0093]
As a matter of course, the engine
[0094]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the fourth embodiment, the
[0095]
For example, it is particularly effective for cooling an electronic component such as an
[0096]
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the fifth embodiment, a
[0097]
The downstream side of the
[0098]
As a result, a
[0099]
(Sixth embodiment)
In the first embodiment, the
[0100]
Specifically, as shown in FIG. 10, the
[0101]
Thereby, it is possible to cool the engine
[0102]
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention is shown in FIG. In the seventh embodiment, air having a different temperature is sucked into the
[0103]
An
[0104]
Thereby, in addition to the effect in the said 1st Embodiment, it becomes possible to operate the
[0105]
Further, when the
[0106]
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment is shown in FIG. In the eighth embodiment, in contrast to the seventh embodiment, the
[0107]
As a result, when the
[0108]
Further, when the
[0109]
Therefore, high-temperature and low-temperature air can be inhaled according to the low load and high load conditions of the
[0110]
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the ninth embodiment, in contrast to the first embodiment, the air from the
[0111]
As a result, when the
[0112]
In addition, the
[0113]
Even if the
[0114]
(10th Embodiment)
A tenth embodiment of the present invention is shown in FIG. The tenth embodiment is provided with a
[0115]
As a specific opening / closing mechanism of the
[0116]
Thereby, when the
[0117]
(Eleventh embodiment)
An eleventh embodiment of the present invention is shown in FIG. In the eleventh embodiment, the
[0118]
As a specific opening / closing mechanism of the switching
[0119]
As a result, when the
[0120]
(Twelfth embodiment)
A twelfth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the twelfth embodiment, the
[0121]
Thus, in contrast to the eleventh embodiment, when the
[0122]
In addition, the switching door 63 (or the
[0123]
The relationship between the detection signal values of the
Thereby, the temperature of the intake air can be finely adjusted according to the load state of the
[0124]
The
[0125]
Further, the
[0126]
(13th Embodiment)
A thirteenth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the thirteenth embodiment, the air discharge direction of the
[0127]
Here, the
[0128]
The inclination direction of the
[0129]
As a result, the discharge air from the
[0130]
Further, in summer, the
[0131]
FIG. 19 shows a result of comparing the left and right inclination directions of the
[0132]
The air discharge direction of the
Although the effect of temperature reduction is smaller than that directed to the opposite side (left side) with respect to the
As shown in FIG. 20, when the
[0133]
Thereby, even when the
[0134]
And the engine
[0135]
(14th Embodiment)
A fourteenth embodiment of the present invention is shown in FIG. 14th Embodiment provides the some
[0136]
The plurality of
[0137]
Normally, when the distance L between the
[0138]
However, in the present embodiment, the inflow air is guided only by the
[0139]
(Fifteenth embodiment)
A fifteenth embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the fifteenth embodiment, the inclination angle θ of the
[0140]
As shown in FIG. 23, the overall configuration is such that a plurality of
[0141]
As shown in FIG. 24, a
[0142]
The
[0143]
The
[0144]
Here, the
[0145]
Thereby, the amount of air released from the
[0146]
First, as for the
[0147]
Next, as for the
[0148]
Further, since the inclination angles θ of the plurality of
[0149]
In addition, if the
[0150]
For example, if the winding state of the
[0151]
In addition, the
[0152]
Further, the
[0153]
(Sixteenth embodiment)
A sixteenth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the sixteenth embodiment, the tip side of the
[0154]
A contact portion 134 that contacts the
[0155]
As a result, vibration from the
[0156]
As shown in FIG. 27, the tip of the
[0157]
Thereby, size reduction of the
[0158]
Further, as shown in FIG. 28, the tip of the
[0159]
Furthermore, the foaming member 135 is not limited to a foamed resin material, and may be a foamed paint material.
[0160]
(Other embodiments)
As shown in FIG. 29, the
[0161]
Thereby, the air-side heat radiation area is increased by the fins that integrally connect the
[0162]
Further, the fan constituting the
[0163]
Furthermore, as shown in FIG. 30, the
[0164]
The vehicle cooling device according to the present invention is not limited to a vehicle having an internal combustion engine as a traveling engine, but also for an electric vehicle (including a railway vehicle) having an electric motor as a traveling engine. Can be applied. In this case, the traveling electric motor needs to be a water-cooled type cooled by cooling water. As described above, the auxiliary machine in the case of an electric vehicle includes not only a compressor of a vehicle air conditioner but also a heat generating device such as a semiconductor element that controls an electric motor such as an inverter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.
2A and 2B show configuration variations of the first and second air passages, in which FIG. 2A is a schematic diagram when hot air and hot air are mixed in the second air passage, and FIG. 2B is hot air in the first air passage; It is a schematic diagram in the case of mixing hot air.
FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing variations in the arrangement of heat exchangers, in which FIG. 3A is a schematic diagram when the radiator side is large, and FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a third embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a first air passage in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
10 is a perspective view showing first and second air passages in FIG. 9. FIG.
11A is a schematic view and FIG. 11B is a plan view showing a seventh embodiment of the present invention.
12A is a schematic view and FIG. 12B is a plan view showing an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic view showing a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a variation of the switching door opening / closing mechanism.
FIG. 18 is a plan view showing a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a comparison table showing the inclination direction of the first air passage and the temperature in the engine room.
FIG. 20 is a plan view showing a first modification of the thirteenth embodiment.
FIG. 21 is a schematic diagram showing a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a schematic diagram showing a fifteenth embodiment of the present invention.
23 is an external perspective view of the cooling device in FIG.
FIG. 24 is an exploded perspective view showing the structure of the rotating portion of the air guide plate.
FIGS. 25A and 25B are side views of the second modification, and FIG. 25B is a side view of the third modification.
FIG. 26 is a schematic diagram showing a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a schematic diagram showing a fourth modification of the sixteenth embodiment.
FIG. 28 is a schematic diagram showing a fifth modification of the sixteenth embodiment.
FIG. 29 is a schematic diagram showing another
FIG. 30 is a perspective view showing a front end panel according to another
FIG. 31 is a schematic diagram showing a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 engine (water-cooled engine)
2 Grill (air opening)
3 Engine room
31 1st space
32 2nd space
4 Engine auxiliary equipment (heat generating equipment)
6 Air intake passage
61 Air intake
62 Second inlet
63 Switching door (intake air opening / closing means)
10 Radiator (heat exchanger)
101 Core part (heat exchange part)
11 Capacitor (heat exchanger)
111 Core part (heat exchange part)
12 Double heat exchanger (heat exchanger)
13 Shroud (compartment wall)
131 1st air passage
132 Second air passage
134 Contact part
135 Foam member
14 Bypass passage
15 Partition wall
16 Door (opening / closing means)
17 Blower
171 Axial fan
21 Wind guide plate
22 Shape change member
Claims (24)
前記エンジンルーム(3)内に配設され、前記水冷エンジン(1)の冷却水と空気との間で熱交換するラジエータ(10)を含む少なくとも一つの熱交換器(10、11)と、
前記水冷エンジン(1)と前記熱交換器(10、11)との間に設けられ、前記エンジンルーム(3)内を前記熱交換器(10、11)側の第1空間(31)、前記水冷エンジン(1)側の第2空間(32)に区画する区画壁(13)とを有する車両用冷却装置において、
前記熱交換器(10、11)に空気を送風する送風機(17)は、前記空気口(2)と前記熱交換器(10、11)との間に設けられ、
前記区画壁(13)には、前記空気口(2)から前記第1空間(31)内に流入した流入空気を前記第2空間(32)に導く第1空気通路(131)と、
前記流入空気を前記エンジンルーム(3)外に導く第2空気通路(132)とが設けられ、
前記第1空間(31)には、前記熱交換器(10,11)の少なくとも一つを迂回するバイパス通路(14)が設けられ、
前記バイパス通路(14)は、前記第1空気通路(131)と連通するように設けられ、
前記区画壁(13)の前記第1空間(31)側には、前記第1空気通路(131)側と、前記第2空気通路(132)側とを仕切る仕切り壁(15)が設けられ、
前記仕切り壁(15)により、前記バイパス通路(14)を通過する温風と、前記熱交換器(10、11)を通過する熱風とを分離するようにしたことを特徴とする車両用冷却装置。A water-cooled engine (1) is mounted in an engine room (3) in which an air port (2) for taking in air is formed,
At least one heat exchanger (10, 11) disposed in the engine room (3) and including a radiator (10) for exchanging heat between cooling water and air of the water-cooled engine (1);
Provided between the water-cooled engine (1) and the heat exchanger (10, 11), the first space (31) on the side of the heat exchanger (10, 11) in the engine room (3), the In the vehicular cooling device having a partition wall (13) partitioned into a second space (32) on the water cooling engine (1) side,
A blower (17) for blowing air to the heat exchanger (10, 11) is provided between the air port (2) and the heat exchanger (10, 11) .
In the partition wall (13), a first air passage (131) that guides inflow air flowing into the first space (31) from the air port (2) to the second space (32),
A second air passage (132) for guiding the inflow air to the outside of the engine room (3) is provided,
The first space (31) is provided with a bypass passage (14) that bypasses at least one of the heat exchangers (10, 11),
The bypass passage (14) is provided to communicate with the first air passage (131),
On the first space (31) side of the partition wall (13), a partition wall (15) that partitions the first air passage (131) side and the second air passage (132) side is provided,
The vehicular cooling device characterized in that the partition wall (15) separates hot air passing through the bypass passage (14) and hot air passing through the heat exchanger (10, 11). .
前記開閉手段(16)は、少なくとも、前記水冷エンジン(1)の冷却水温および外気温に基づいて開閉されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の車両用冷却装置。In the bypass passage (14), an opening / closing means (16) for opening and closing the bypass passage (14) is provided,
The vehicle cooling device according to claim 1 , wherein the opening / closing means (16) is opened and closed based on at least a cooling water temperature and an outside air temperature of the water-cooled engine (1).
前記第1空気通路(131)は、前記発熱機器(4)に向けて空気を放出するようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用冷却装置。The second space (32) is provided with a heat generating device (4) different from the water-cooled engine (1),
The vehicle cooling device according to claim 1 or 2 , wherein the first air passage (131) discharges air toward the heat generating device (4).
前記少なくとも1つの吸気口(61)は、前記第1空気通路(131)からの空気を吸入するように設けられたことを特徴とする請求項1に記載の車両用冷却装置。The second space (32) has an intake passage (6) for supplying air sucked from at least one intake port (61) to the water-cooled engine (1),
2. The vehicle cooling device according to claim 1 , wherein the at least one air inlet (61) is provided so as to suck air from the first air passage (131). 3.
前記第1空気通路(131)は、前記吸気口(61)に向けて設けられたことを特徴とする請求項6に記載の車両用冷却装置。The air inlet (61) is disposed in a high temperature region of the second space (32),
The vehicle cooling device according to claim 6 , wherein the first air passage (131) is provided toward the intake port (61).
前記吸気口(61)は、前記第1空気通路(131)近傍に設けられたことを特徴とする請求項6に記載の車両用冷却装置。The intake passage (6) is disposed in a high temperature region of the second space (32),
The vehicle cooling device according to claim 6 , wherein the intake port (61) is provided in the vicinity of the first air passage (131).
前記開閉手段(16)は、前記水冷エンジン(1)の負荷状況に応じて開閉されるようにしたことを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の車両用冷却装置。In the bypass passage (14), an opening / closing means (16) for opening and closing the bypass passage (14) is provided,
The vehicular cooling device according to any one of claims 6 to 9 , wherein the opening / closing means (16) is opened and closed according to a load state of the water-cooled engine (1).
前記吸気口(61)および前記第2吸気口(62)を開閉する吸気開閉手段(63)とを有し、
前記第2吸気口(62)は、前記吸気口(61)とは異なる前記第2空間(32)の領域に配置され、前記吸気開閉手段(63)は、前記水冷エンジン(1)の負荷状況に応じて開閉されるようにしたことを特徴とする請求項6に記載の車両用冷却装置。The intake passage (6) has a second intake port (62) that branches off and opens the intake port (61) side;
Intake opening and closing means (63) for opening and closing the intake port (61) and the second intake port (62);
The second intake port (62) is arranged in a region of the second space (32) different from the intake port (61), and the intake opening / closing means (63) is a load condition of the water-cooled engine (1). The vehicular cooling device according to claim 6 , wherein the vehicular cooling device is opened and closed in response to the above.
前記第1空気通路(131)は、左右両方向に傾斜して向けられるようにしたことを特徴とする請求項14に記載の車両用冷却装置。When the water-cooled engine (1) is arranged on the center side in the left-right direction in the engine room (3),
15. The vehicular cooling device according to claim 14 , wherein the first air passage (131) is inclined and directed in both left and right directions.
前記複数の導風板(21)の傾斜角度(θ)は、少なくとも前記水冷エンジン(1)の冷却水温度あるいは前記熱交換器(10、11)の下流側空気温度に応じて可変されるようにしたことを特徴とする請求項16に記載の車両用冷却装置。The plurality of air guide plates (21) are arranged to open and close the second air passage (132) by varying an inclination angle (θ),
The inclination angle (θ) of the plurality of air guide plates (21) is varied according to at least the cooling water temperature of the water-cooled engine (1) or the downstream air temperature of the heat exchanger (10, 11). The vehicular cooling device according to claim 16 , wherein the vehicular cooling device is made.
前記導風板(21)の傾斜角度(θ)を可変する前記形状変化部材(22)は、前記第1空気通路(131)側と前記第2空気通路(132)側とで、温度に対する形状変化の特性が異なるようにしたことを特徴とする請求項18または19に記載の車両用冷却装置。 The air guide plate (21) is also provided in the first air passage (131),
The shape changing member (22) that changes the inclination angle (θ) of the air guide plate (21) has a shape with respect to temperature on the first air passage (131) side and the second air passage (132) side. The vehicular cooling device according to claim 18 or 19 , wherein the change characteristics are different.
少なくとも前記水冷エンジン(1)との当接部(134)は、樹脂あるいは塗料を発泡させた発泡部材(135)で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の車両用冷却装置。The partition wall (13) forming the second air passage (132) is provided so as to contact the water-cooled engine (1),
The vehicular cooling device according to claim 1 , wherein at least the contact portion (134) with the water-cooled engine (1) is formed of a foamed member (135) obtained by foaming resin or paint.
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