JP6344414B2

JP6344414B2 - 過給機付エンジンの冷却装置

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Publication number: JP6344414B2
Application number: JP2016044693A
Authority: JP
Inventors: 晋一引谷; 直樹長野; 恵豊田; 正幸永吉; 杉山　和也; 和也杉山
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2036-03-08
Also published as: JP2017160816A

Description

本発明は、過給機付エンジンの冷却装置に関する。

従来、過給機が設けられたエンジンの冷却装置は、過給機で加圧されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラを備えており、特許文献１にはその一例が開示されている。

特許文献１に記載の過給機付エンジンの冷却装置は、過給機により加圧された吸気を冷却する空冷式のインタークーラと、エンジンから排出された冷却液を冷却するラジエータとを備えており、インタークーラは、車両前後方向におけるラジエータの前方に配置されている。

特開２０１０−６５６７０号公報

ところで、インタークーラには、液冷式のインタークーラも存在する。液冷式のインタークーラには、エンジン用のラジエータとは別に設けられたインタークーラ用のラジエータが配管を介して接続される。インタークーラに供給される冷却液の要求温度は、エンジンに供給される冷却液よりも低いため、インタークーラ用ラジエータの冷却効率を高めるべく、特許文献１におけるインタークーラとラジエータとの位置関係と同様に、インタークーラ用ラジエータは、車両前後方向におけるエンジン用ラジエータの前方側に配置される。

しかしながら、インタークーラ用ラジエータをエンジン用ラジエータの前方に配置した場合には、走行風がエンジン用ラジエータに効率よく当たらず、エンジン用ラジエータの冷却性能が不十分となる虞がある。

このような問題を解消するために、例えば、インタークーラ用ラジエータを、前方側から見た大きさが比較的小さい第１ラジエータと、この第１ラジエータと略同じ大きさで第１ラジエータの前方側に配置された第２ラジエータとで構成し、第１ラジエータおよび第２ラジエータをエンジン用ラジエータの前方に配置することが考えられる。この場合には、エンジン用ラジエータに対する走行風の当たり具合が改善されるが、その反面、エンジン用ラジエータの前方側で第１ラジエータと第２ラジエータとが車両前後方向に重なり合うため、インタークーラ用ラジエータ全体の厚み（車両前後方向の厚み）が大きくなり、インタークーラ用ラジエータをエンジン用ラジエータの前方側にコンパクトに配置できないという問題がある。

エンジン用ラジエータの冷却性能の低下を防止するための他の対策として、上記第１ラジエータをエンジン用ラジエータの直下に配置することも考えられるが、この場合には、第１ラジエータおよび第２ラジエータをエンジン用ラジエータに比較的大きなブラケットを介して取り付ける必要がある。この場合には、ブラケットの配置スペースを確保するために、第１ラジエータおよび第２ラジエータの大きさを小さくする必要性が生じ、その結果、インタークーラ用ラジエータの冷却性能が低下する虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、エンジン用ラジエータおよびインタークーラ用ラジエータの冷却性能を低下させることなく、インタークーラ用ラジエータをエンジン用ラジエータの周囲にコンパクトに配置することができる過給機付エンジンの冷却装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、エンジン本体と、当該エンジン本体に吸気を過給する過給機とを備えたエンジンの冷却装置であって、前記エンジン本体から排出されたエンジン用冷却液を冷却するエンジン用ラジエータと、前記過給機により加圧された吸気を冷却する液冷式のインタークーラと、前記インタークーラから排出されたインタークーラ用冷却液を冷却するインタークーラ用ラジエータとを備え、前記インタークーラ用ラジエータは、前記エンジン用ラジエータの直下に当該エンジン用ラジエータの下端部と一体的に構成され、前記インタークーラから前記インタークーラ用冷却液が導入される第１ラジエータと、車両前後方向における前記第１ラジエータの前方側で且つ前記エンジン用ラジエータより低い位置に配置され、前記第１ラジエータからインタークーラ用冷却液が導入される第２ラジエータと、車幅方向一端側において前記第１ラジエータと前記第２ラジエータとを連絡し、前記第１ラジエータから前記第２ラジエータへインタークーラ用冷却液を導く連絡配管と、車幅方向他端側において前記第２ラジエータに接続され、当該第２ラジエータからインタークーラ用冷却液を導出する出口配管と、前記出口配管を前記第１ラジエータに固定する配管固定部と、を有し、前記連絡配管は、前記第１ラジエータの前面から前方に突出し、当該第１ラジエータの内部と連通する円筒状の係合部と、前記第２ラジエータの後面から後方に突出し、当該第２ラジエータの内部と連通する円筒状の被係合部とからなり、これら係合部と被係合部とが相互に係合して連通することにより構成されていることを特徴とする過給機付エンジンの冷却装置を提供する。

本発明によれば、インタークーラ用ラジエータが、エンジン用ラジエータの直下に配置される第１ラジエータと、第１ラジエータの前方側で且つエンジン用ラジエータより低い位置に配置される第２ラジエータとを含んだものであるため、インタークーラ用ラジエータ全体がエンジン用ラジエータよりも低い位置に配置されることになる。これにより、インタークーラ用ラジエータとエンジン用ラジエータとが車両前後方向に重なり合わないので、インタークーラ用ラジエータをエンジン用ラジエータに対して車両前後方向にコンパクトに配置することができるとともに、インタークーラ用ラジエータによってエンジン用ラジエータの前面が覆われることがなく、エンジン用ラジエータの冷却性能の低下を防止することができる。しかも、インタークーラ用ラジエータは、第１ラジエータおよび当該第１ラジエータの前方側に配置された第２ラジエータを有しているため、これら第１ラジエータおよび第２ラジエータにより、インタークーラ用ラジエータを上下方向にコンパクトに構成しつつ、その冷却性能を十分に確保することができる。さらに、第１ラジエータがエンジン用ラジエータの下端部と一体的に構成されているため、第１ラジエータとエンジン用ラジエータとの間に隙間が生じないように第１ラジエータを配置することができ、これにより、インタークーラ用ラジエータをエンジン用ラジエータに対して上下方向にコンパクトに配置することができる。
また、第２ラジエータからインタークーラ用冷却液を導出する出口配管が配管固定部により第１ラジエータに固定されるので、出口配管がエンジンの振動等により位置ずれするのを防止することができる。

本発明においては、前記エンジン用ラジエータおよび前記第１ラジエータは、共に、ラジエータコアと、車幅方向における前記ラジエータコアの両端部に設けられるサイドタンクとを備えたクロスフロー型ラジエータであって、前記ラジエータコアおよび前記サイドタンクを所定高さで上下に仕切る仕切部を備えた１つのクロスフロー型ラジエータの前記仕切部よりも上の部分により前記エンジン用ラジエータが構成され、前記１つのクロスフロー型ラジエータの前記仕切部よりも下の部分により前記第１ラジエータが構成されていることが好ましい。

この構成によれば、一般的な１つのクロスフロー型ラジエータに、ラジエータコアおよびサイドタンクを所定高さで上下に仕切る仕切部を設けるだけで、エンジン用ラジエータと、当該エンジン用ラジエータの下端部に一体化された第１ラジエータとを含むクロスフロー型ラジエータを容易に得ることができる。

本発明においては、前記ラジエータコアは、車幅方向に延びるとともに上下方向に互いに間隔を隔てて並ぶ複数のチューブと、隣り合う前記チューブの間に設けられるフィンとを備え、前記仕切部は、前記サイドタンク内を上下に仕切るとともに前記複数のチューブのうち前記所定高さに位置する１つのチューブの両端部を塞ぐ隔壁と、この隔壁により両端部が塞がれた前記１つのチューブとで構成されることが好ましい。

この構成によれば、仕切部は、サイドタンク内を上下に仕切るとともに複数のチューブのうち所定高さに位置する１つのチューブの両端部を塞ぐ隔壁と、この隔壁により両端部が塞がれた上記１つのチューブとで構成されるので、一般的な１つのクロスフロー型ラジエータに上記隔壁を設けるだけで、ラジエータコアおよびサイドタンクを各々上下に仕切ることができ、これにより、エンジン用ラジエータと、当該エンジン用ラジエータの下端部に一体化された第１ラジエータとを含むクロスフロー型ラジエータをさらに容易に得ることができる。しかも、隔壁は１つのチューブの両端部を塞ぐだけなので、当該１つのチューブより上側の全てのチューブにはエンジン用冷却液が流れ、当該１つのチューブより下側の全てのチューブにはインタークーラ用冷却液が流れる。従って、インタークーラ用ラジエータをエンジン用ラジエータに対して上下方向にコンパクトに配置しつつ、各ラジエータの冷却性能をより確実に確保することができる。

本発明においては、前記第２ラジエータを前記第１ラジエータに固定するラジエータ固定部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、第２ラジエータがラジエータ固定部により第１ラジエータに固定されることで、第２ラジエータをラジエータ固定部と上記配管固定部の双方で支持することができるので、第２ラジエータを第１ラジエータに対してより確実に固定することができる。

本発明において、前記連絡配管は、車幅方向一端側における前記第１ラジエータの上端部と、車幅方向一端側における前記第２ラジエータの上端部とを連絡し、前記出口配管は、車幅方向他端側における前記第２ラジエータの上端部に接続されていることが好ましい。

この構成によれば、車幅方向一端側における第１ラジエータの上端部と、車幅方向一端側における第２ラジエータの上端部とを連絡し、第１ラジエータから第２ラジエータへインタークーラ用冷却液を導く連絡配管を備えているため、第１ラジエータ内にその上端部までインタークーラ用冷却液が充填されてから、第１ラジエータから第２ラジエータにインタークーラ用冷却液が供給される。従って、第１ラジエータの全体でインタークーラ用冷却液を冷却することができる。

しかも、出口配管は、車幅方向他端側における第２ラジエータの上端部に接続されているため、インタークーラ用冷却液にエアが含まれている場合であっても、出口配管によってエアの逃げ道が確保されるので、インタークーラ用冷却液がスムーズに出口配管を通じて第２ラジエータから排出される。従って、エア抜き用の配管を第２ラジエータに接続せずに済む。

本発明において、前記連絡配管は、車幅方向一端側における前記第１ラジエータの上端部と、車幅方向一端側における前記第２ラジエータの上端部とを連絡し、前記出口配管は、車幅方向他端側における前記第２ラジエータの下端部に接続されていることが好ましい。

しかも、出口配管は、車幅方向他端側における第２ラジエータの下端部に接続されているため、車幅方向他端側における第１ラジエータの上端部に、当該第１ラジエータにインタークーラ用冷却液を供給する入口配管が接続されている場合であっても、当該入口配管と上記出口配管とは上下方向に位置がずれることになり、これにより、入口配管に出口配管が干渉するのを避けながら、出口配管を容易に配索することができる。

本発明においては、前記第２ラジエータの上端部に接続されたエア抜き管をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、インタークーラ用冷却液にエアが含まれている場合であっても、インタークーラ用冷却液に含まれるエアがエア抜き管を通じて外部に排出されるので、インタークーラ用冷却液を第２ラジエータから出口配管を通じてスムーズに排出することができる。

本発明においては、前記ラジエータ固定部は、車幅方向における前記第１ラジエータおよび前記第２ラジエータの各々の一端部同士を連結する第１固定部と、車幅方向における前記第１ラジエータおよび前記第２ラジエータの各々の他端部同士を連結し、前記第１連結部材と同じ高さに配置された第２固定部とを有することが好ましい。

この構成によれば、車幅方向における第１ラジエータおよび第２ラジエータの各々の一端部同士を連結する第１固定部と、車幅方向における第１ラジエータおよび第２ラジエータの各々の他端部同士を連結する第２固定部とが同じ高さに配置されているので、第２ラジエータの支持位置のバランスが良くなり、第２ラジエータを第１ラジエータに対して安定した状態で固定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、エンジン用ラジエータおよびインタークーラ用ラジエータの冷却性能を低下させることなく、インタークーラ用ラジエータをエンジン用ラジエータの周囲にコンパクトに配置することができる過給機付エンジンの冷却装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る過給機付エンジンシステムを示す概略図である。本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの冷却装置を車両右斜め前方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの冷却装置を車両左斜め前方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの冷却装置を車両前方から見た正面図である。本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの冷却装置を車両右側方から見た右側面図である。本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの冷却装置を車両後方から見た裏面図である。本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの冷却装置を車両左側方から見た左側面図である。本発明の実施形態におけるエンジン用ラジエータと第１ラジエータとの境界部分を示す部分断面図である。図２において矢印Ａで示す部分を拡大して示す斜視図である。図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。図４におけるＣ−Ｃ線断面図である。図４におけるＤ−Ｄ線断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

なお、以下の説明では、車幅方向のうち、車両の右側を「右側」、車両の左側を「左側」と称する。また、車両前後方向のうち、車両の前側を「前側」、車両の後側を「後側」と称する。

＜エンジンシステムの概略構成＞
図１に示されるように、本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置１００が適用されるエンジンシステム１０１は、エンジン本体１と、エンジン本体１の吸気ポートに接続された吸気通路６と、エンジン１の排気ポートに接続された排気通路７と、エンジン本体１に吸気を過給する過給機２と、エンジン本体１を冷却するとともに過給機２により過給される吸気を冷却する冷却装置１００とを備えている。

エンジン本体１は、複数の気筒を有する車両用ディーゼルエンジンであり、車両前部のエンジンルーム内に配置されている。

吸気通路６は、エンジン本体１の吸気ポートに接続された吸気マニホールド８と、吸気マニホールド８の上流側端部に接続された上流側吸気管９とを備えている。

排気通路７は、エンジン本体１の排気ポートに接続された排気マニホールド１０と、排気マニホールド１０の下流側端部に接続された下流側排気管１１とを備えている。

過給機２は、上流側吸気管９に設けられたコンプレッサ１２と、下流側排気管１１に設けられたタービン１３とを有し、コンプレッサ１２とタービン１３とはタービン軸を介して連結されている。これにより、排気ガスのエネルギーを利用してタービン１３が駆動されるとともに、タービン軸を介してコンプレッサ１２が駆動され、このコンプレッサ１２により、上流側吸気管９に導入される吸気が加圧される。

＜冷却装置の構成＞
図１に示されるように、冷却装置１００は、エンジン本体１から排出されたエンジン用冷却液を冷却するエンジン用ラジエータ３（図２〜５、７参照）と、過給機２により加圧された吸気を冷却する液冷式のインタークーラ４と、インタークーラ４から排出されたインタークーラ用冷却液を冷却するインタークーラ用ラジエータ５と、インタークーラ用ラジエータ５からインタークーラ４にインタークーラ用冷却液を導くインタークーラ導入管１４と、インタークーラ４からインタークーラ用ラジエータ５にインタークーラ用冷却液を導くインタークーラ導出管１５と、インタークーラ用冷却液をインタークーラ４に圧送する冷却液ポンプ２６と、インタークーラ用冷却液を貯留するサブタンク２７と、エンジン用ラジエータ３およびインタークーラ用ラジエータ５に風を送るクーリングファン２８と、クーリングファン２８の風をエンジン用ラジエータ３およびインタークーラ用ラジエータ５に導くファンシュラウド２９とを備えている。なお、図１では、エンジン用ラジエータ３の図示を省略している。

以下、冷却装置１００の各構成要素について詳細に説明する。

図１に示されるように、インタークーラ４は、上流側吸気管９におけるコンプレッサ１２の下流側に設けられており、コンプレッサ１２により加圧されて高温となった吸気を、インタークーラ用冷却液との熱交換により冷却する。インタークーラ４には、インタークーラ導入管１４の下流側端部およびインタークーラ導出管１５の上流側端部が接続されている。

エンジン用ラジエータ３およびインタークーラ用ラジエータ５は、共に、インタークーラ用冷却液を車幅方向に流すように構成されたラジエータコアと、車幅方向における上記ラジエータコアの両端部に設けられるサイドタンクとを備えたクロスフロー型ラジエータである。

インタークーラ用ラジエータ５は、概略的には、図５〜７に示されるように、第１ラジエータ３０と、この第１ラジエータ３０の前側で且つエンジン用ラジエータ３より低い位置に配置された第２ラジエータ３１とを備えている。インタークーラ用ラジエータ５のうち、第１ラジエータ３０は、エンジン用ラジエータ３の直下に配置され、エンジン用ラジエータ３の下端部と一体的に構成されており、第１ラジエータ３０とエンジン用ラジエータ３とは、１つのクロスフロー型ラジエータ２０（図５〜８参照）により構成されている。

ここで、上記クロスフロー型ラジエータ２０の構成について具体的に説明する。

クロスフロー型ラジエータ２０は、図２〜８に示されるように、ラジエータコア１６と、ラジエータコア１６の右側端部に設けられる右サイドタンク１７と、ラジエータコア１６の左側端部に設けられる左サイドタンク１８と、これらラジエータコア１６、右サイドタンク１７、および左サイドタンク１８を、クロスフロー型ラジエータ２０の下端から所定高さｈ（図５、７参照）で上下に仕切る仕切部１９（図８参照）とを備えている。

本実施形態では、上記所定高さｈは、クロスフロー型ラジエータ２０の全高のうち、下端から約１／４の高さに設定されている。つまり、本実施形態では、仕切部１９は、クロスフロー型ラジエータ２０を、その下端から約１／４の高さで上下に仕切っている。

図８に示されるように、ラジエータコア１６は、車幅方向に延びるとともに上下方向に互いに間隔を隔てて並ぶ複数のチューブ２１と、隣り合うチューブ２１の間に設けられる波型のフィン２２と、チューブ２１およびフィン２２を支持する支持プレート２３とを備えている。

支持プレート２３には貫通孔２５が形成されており、この貫通孔２５にチューブ２１の端部が挿入された状態で、当該貫通孔２５の内周面にチューブ２１の端部が固定されている。

仕切部１９は、右サイドタンク１７内および左サイドタンク１８内を各々、上下に仕切るとともに複数のチューブ２１のうち上記所定高さｈに位置する１つのチューブ２１ａの両端部を塞ぐ隔壁２４と、この隔壁２４により両端部が塞がれた上記１つのチューブ２１ａとで構成されている。つまり、仕切部１９は、右サイドタンク１７内および左サイドタンク１８内に各々設けられた隔壁２４と、これら左右の隔壁２４によって両端部が塞がれた１つのチューブ２１ａとで構成されている。チューブ２１ａの両端部は塞がされているため、チューブ２１ａにはエンジン用冷却液およびインタークーラ用冷却液は流れない。

エンジン用ラジエータ３は、上記のように構成された１つのクロスフロー型ラジエータ２０（図３〜７参照）のうち、上記所定高さｈ（図５、７参照）の位置よりも上側の部分、つまり、仕切部１９よりも上側の部分により構成されている。従って、本実施形態では、クロスフロー型ラジエータ２０のうち、全高の上側約３／４がエンジン用ラジエータ３となっている（エンジン用ラジエータ３で占められている）。

なお、図２〜６に示す符号５３は、エンジン本体１からエンジン用ラジエータ３にエンジン用冷却液を導く管路であり、図３、６、７に示す符号５４は、エンジン用ラジエータ３からエンジン本体１にエンジン用冷却液を導く管路である。

図２〜４では、右サイドタンク１７のうち、エンジン用ラジエータ３に対応する部分を符号１７ａで示し、左サイドタンク１８のうち、エンジン用ラジエータ３に対応する部分を符号１８ａで示している。

インタークーラ用ラジエータ５は、図１〜７に示されるように、上記第１ラジエータ３０および上記第２ラジエータ３１の他に、第１ラジエータ３０から第２ラジエータ３１へインタークーラ用冷却液を導く連絡路３２（本発明の「連絡配管」に相当する）と、第２ラジエータ３１を第１ラジエータ３０に固定するラジエータ固定部４２と、インタークーラ導入管１４の上流側部分（本発明の「出口配管」に相当する）を第１ラジエータ３０に固定する配管固定部４３と、第２ラジエータ３１の上端部に接続されたエア抜き管５２とを備えている。

第１ラジエータ３０は、上記した１つのクロスフロー型ラジエータ２０のうち、上記所定高さｈ（図５、７参照）の位置よりも下側の部分、つまり仕切部１９よりも下側の部分により構成されている。従って、本実施形態では、クロスフロー型ラジエータ２０のうち、全高の下側約１／４が第１ラジエータ３０となっている（第１ラジエータ３０で占められている）。

以下の説明では、右サイドタンク１７のうち、第１ラジエータ３０に対応する部分を「第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂ」と称し、左サイドタンク１８のうち、第１ラジエータ３０に対応する部分を「第１ラジエータ用左サイドタンク１８ｂ」と称する。

図５，６に示されるように、第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂの上部には、インタークーラ導出管１５の下流側端部が接続されており、このインタークーラ導出管１５を介して、インタークーラ４からインタークーラ用冷却液が導入される。

第１ラジエータ用左サイドタンク１８ｂの上部には、その前面から前方側へ突出する円筒状の係合部３３（図１０参照）が形成されている。この係合部３３は、第１ラジエータ用左サイドタンク１８ｂの内部と連通している。このため、第１ラジエータ用左サイドタンク１８ｂ内のインタークーラ用冷却液は、この係合部３３から吐出可能となっている。また、この係合部３３の外周面には、Ｏリング３４が装着されている。

図２〜４に示されるように、第２ラジエータ３１は、ラジエータコア３５と、ラジエータコア３５の右側端部に設けられる右サイドタンク３６と、ラジエータコア３５の左側端部に設けられる左サイドタンク３７とを備えている。

左サイドタンク３７の上部には、その後面から後方側へ突出するとともに、上記係合部３３と係合される円筒状の被係合部３８（図１０参照）が形成されている。この被係合部３８は、左サイドタンク３７の内部と連通している。また、この被係合部３８の内径は、上記係合部３３の外径よりも若干大きく設定されている。この被係合部３８と上記係合部３３とにより、上記連絡路３２が構成されている。この被係合部３８に係合部３３が挿入された状態で、Ｏリング３４が被係合部３８の内周面に密着することにより、係合部３３と被係合部３８とが係合（嵌合）し、第１ラジエータ用左サイドタンク１８ｂと第２ラジエータ３１の左サイドタンク３７とが連通する。これにより、第１ラジエータ３０から第２ラジエータ３１へインタークーラ用冷却液の供給が可能となる。

図１２に示されるように、第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６の下部には、その車幅方向外側の面（右側面）から外側（右側）へ突出する円筒状の係合部３９が形成されている。この係合部３９は、第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６の内部と連通している。このため、第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６内のインタークーラ用冷却液は、この係合部３９から吐出可能となっている。また、この係合部３９の外周面には、Ｏリング４０が装着されている。

図２に示されるように、インタークーラ導入管１４は、その上流側部分が、第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６および第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂの右側に位置しており、車両前後方向に延びている。インタークーラ導入管１４の上流側部分は、硬質の合成樹脂により構成されている。

インタークーラ導入管１４の上流側端部は、第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６の下部に接続されている。具体的には、図１２に示されるように、インタークーラ導入管１４の上流側端部の左側面には、当該左側面から左側へ突出するとともに、上記係合部３９と係合される円筒状の被係合部４１が形成されている。この被係合部４１は、インタークーラ導入管１４の内部と連通している。また、この被係合部４１の内径は、上記係合部３９の外径よりも若干大きく設定されている。この被係合部４１に係合部３９が挿入された状態で、Ｏリング４０が被係合部４１の内周面に密着することにより、係合部３９と被係合部４１とが係合（嵌合）し、第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６とインタークーラ導入管１４とが連通する。これにより、第２ラジエータ３１からインタークーラ導入管１４へインタークーラ用冷却液を吐出することが可能となる。

図２〜４に示されるように、エア抜き管５２の下端部は、第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６の上端部に接続されており、エア抜き管５２の上端部は、エンジンルーム内で開放されている。エア抜き管５２を設けることにより、インタークーラ用ラジエータ５の内部にエアが溜まるのを防止することができる。

詳しく説明すると、インタークーラ導入管１４が第２ラジエータ３１の下端部に接続されているため、仮に、エア抜き管５２が設けられていない場合には、サブタンク２７からインタークーラ用冷却液を注入した際に、そのインタークーラ用冷却液に含まれるエアが第２ラジエータ３１の右サイドタンク３６の上部に溜まる虞があるが、本実施形態では、エア抜き管５２を右サイドタンク３６の上部に接続しているので、インタークーラ用冷却液に含まれるエアはエア抜き管５２を通じて外部に排出される。従って、第２ラジエータ３１内にエアが溜まって熱交換効率が低下するのを防止することができる。

図１１に示されるように、ラジエータ固定部４２は、第１ラジエータ３０および第２ラジエータ３１の右側端部同士を連結する第１固定部４４と、第１ラジエータ３０および第２ラジエータ３１の左側端部同士を連結する第２固定部４５とを有する。

第１固定部４４は、第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂの前面から前側に突出して右側に屈曲するＬ字状のフランジ部４６と、第２ラジエータの右サイドタンク３６の右側面から右側に突出するとともに上記フランジ部４６と車両前後方向に重なり合うようにフランジ部４６の前側に配置される平板状のフランジ部４７と、フランジ部４６とフランジ部４７とを車両前後方向に連結するボルト４８およびナット４９とを有する。フランジ部４６およびフランジ部４７には各々、車両前後方向に貫通するとともにボルト４８の脚部を挿通する貫通孔（図示略）が形成されている。フランジ部４６およびフランジ部４７の上記各貫通孔を重ね合わせた状態で、フランジ部４７の前側からボルト４８の脚部を各貫通孔に挿通し、フランジ部４６の後側でナット４９とボルト４８とを螺合させることにより、フランジ部４６とフランジ部４７とが連結される。第２固定部４５は、第１固定部４４と同様の構成を有している。

第１固定部４４および第２固定部４５は、インタークーラ用ラジエータ５の上下方向中央部において、互いに同じ高さに配置されている。

図９に示されるように、配管固定部４３は、インタークーラ導入管１４の上流側部分、より具体的には、インタークーラ導入管１４のうち、第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂの右側面に沿った部分の上面から上側に突出するフランジ部５０と、このフランジ部５０を第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂの右側面に固定する２つのボルト５１とを有する。フランジ部５０には、車幅方向に貫通するとともにボルト５１の脚部を挿通する２つの貫通孔（図示略）が形成されている。また、第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂの側壁には、ボルト５１が螺合する２つの雌ネジ部（図示略）が形成されている。フランジ部５０の貫通孔と上記雌ネジ部とを重ね合わせた状態で、フランジ部５０の右側からボルト５１の脚部を上記貫通孔に挿通し、ボルト５１を上記雌ネジ部と螺合させることにより、フランジ部５０が第１ラジエータ用右サイドタンク１７ｂに固定される。

図１に示される冷却液ポンプ２６は、例えばエンジン本体１の駆動力により作動するポンプであり、インタークーラ導入管１４の途中に介設されている。冷却液ポンプ２６が作動することにより、図１に矢印で示すように、インタークーラ用冷却液が、冷却液ポンプ２６、インタークーラ４、サブタンク２７、第１ラジエータ３０、および第２ラジエータ３１をこの順序で流れる。

図１に示されるように、サブタンク２７は、インタークーラ導出管１５の途中に介設されている。サブタンク２７は、インタークーラ用冷却液を注入可能な冷却液注入口（図示略）を有している。インタークーラ４やインタークーラ用ラジエータ５内のインタークーラ用冷却液が減少した場合等に、この冷却液注入口にインタークーラ用冷却液を注入することにより、インタークーラ用冷却液をインタークーラ４およびインタークーラ用ラジエータ５に充填することができる。

図１０〜１２に示されるように、クーリングファン２８は、エンジン用ラジエータ３および第１ラジエータ３０の後側に配置されている。クーリングファン２８は、ファンシュラウド２９に支持されており、例えば電動モータによって駆動される。クーリングファン２８が回転することにより、車両が停止しているときや低速運転しているとき等に、エンジン用ラジエータ３およびインタークーラ用ラジエータ５に風が送られ、エンジン用ラジエータ３およびインタークーラ用ラジエータ５における熱交換が促進される。

ファンシュラウド２９は、クロスフロー型ラジエータ２０の右サイドタンク１７および左サイドタンク１８の後面に、ボルト等により固定されている。

＜本実施形態の作用効果＞
本実施形態によれば、インタークーラ用ラジエータ５が、エンジン用ラジエータ３の直下に配置される第１ラジエータ３０と、エンジン用ラジエータ３の下方で且つ第１ラジエータ３０の前方側に配置される第２ラジエータ３１とを含んだものであるため、インタークーラ用ラジエータ５全体がエンジン用ラジエータ３の下方に配置されることになる。

これにより、インタークーラ用ラジエータ５とエンジン用ラジエータ３とが車両前後方向に重なり合わないので、インタークーラ用ラジエータ５をエンジン用ラジエータ３に対して車両前後方向にコンパクトに配置することができるとともに、インタークーラ用ラジエータ５によってエンジン用ラジエータ３の前面が覆われることがなく、エンジン用ラジエータ３の冷却性能の低下を防止することができる。

しかも、インタークーラ用ラジエータ５は、第１ラジエータ３０および当該第１ラジエータ３０の前方側に配置された第２ラジエータ３１を有しているため、これら第１ラジエータ３０および第２ラジエータ３１により、インタークーラ用ラジエータ５を上下方向にコンパクトに構成しつつ、その冷却性能を十分に確保することができる。

さらに、第１ラジエータ３０がエンジン用ラジエータ３の下端部と一体的に構成されているため、第１ラジエータ３０とエンジン用ラジエータ３との間に隙間が生じないように第１ラジエータ３０を配置することができ、これにより、インタークーラ用ラジエータ５をエンジン用ラジエータ３に対して上下方向にコンパクトに配置することができる。

また、本実施形態によれば、一般的な１つのクロスフロー型ラジエータに、ラジエータコア１６およびサイドタンク１７，１８を所定高さで上下に仕切る仕切部１９を設けるだけで、エンジン用ラジエータ３と、当該エンジン用ラジエータ３の下端部に一体化された第１ラジエータ３０とを含むクロスフロー型ラジエータを容易に得ることができる。

また、本実施形態によれば、仕切部１９は、複数のチューブ２１のうち所定高さｈに位置する１つのチューブ２１ａと、サイドタンク１７，１８内を上下に仕切るとともに上記１つのチューブ２１ａの端部を塞ぐ隔壁２４とを備えるので、一般的な１つのクロスフロー型ラジエータに隔壁２４を設けるだけで、ラジエータコア１６およびサイドタンク１７，１８を各々上下に仕切ることができ、これにより、エンジン用ラジエータ３と、当該エンジン用ラジエータ３の下端部に一体化された第１ラジエータ３０とを含むクロスフロー型ラジエータをさらに容易に得ることができる。しかも、隔壁２４は一１つのチューブ２１ａの端部を塞ぐだけなので、当該１つのチューブ２１ａより上側の全てのチューブ２１にはエンジン用冷却液が流れ、当該１つのチューブ２１ａより下側の全てのチューブ２１にはインタークーラ用冷却液が流れる。従って、インタークーラ用ラジエータ５をエンジン用ラジエータ３に対して上下方向にコンパクトに配置しつつ、各ラジエータ３，５の冷却性能をより確実に確保することができる。

また、本実施形態によれば、インタークーラ導入管１４の上流側部分が配管固定部４３により第１ラジエータ３０に固定されるので、インタークーラ導入管１４の上流側部分がエンジン本体１の振動等により位置ずれするのを防止することができる。また、第２ラジエータ３１がラジエータ固定部４２により第１ラジエータ３０に固定されるが、第２ラジエータ３１に接続されたインタークーラ導入管１４の上流側部分が配管固定部４３により第１ラジエータ３０に固定されることで、第２ラジエータ３１をラジエータ固定部４２と配管固定部４３の双方で支持することができるので、第２ラジエータ３１を第１ラジエータ３０に対してより確実に固定することができる。

また、本実施形態によれば、第１ラジエータ３０の左側上端部と、第２ラジエータ３１の左側上端部とを連絡し、第１ラジエータ３０から第２ラジエータ３１へインタークーラ用冷却液を導く連絡路３２を備えているため、第１ラジエータ３０内にその上端部までインタークーラ用冷却液が充填されてから、第１ラジエータ３０から第２ラジエータ３１にインタークーラ用冷却液が供給される。従って、第１ラジエータ３０の全体でインタークーラ用冷却液を冷却することができる。

また、本実施形態によれば、インタークーラ導入管１４の上流側部分は、第２ラジエータ３１の右側下端部に接続されているため、第１ラジエータ３０の右側上端部に、当該第１ラジエータ３０にインタークーラ用冷却液を供給するインタークーラ導出管１５が接続されていても、当該インタークーラ導出管１５と上記インタークーラ導入管１４とは上下方向に位置が異なることになり、これにより、インタークーラ導出管１５にインタークーラ導入管１４が干渉するのを避けながら、インタークーラ導入管１４を容易に配索することができる。

また、本実施形態によれば、インタークーラ用冷却液にエアが含まれている場合であっても、そのエアがエア抜き管５２を通じて外部に排出されるので、第２ラジエータ３１の上部にエアが溜まることによる冷却性能の低下を防止しつつ、インタークーラ用冷却液を第２ラジエータ３１からインタークーラ導入管１４を通じてスムーズに排出することができる。

また、本実施形態によれば、第１ラジエータ３０および第２ラジエータ３１の各々の右側端部同士を連結する第１固定部４４と、第１ラジエータ３０および第２ラジエータ３１の各々の左側端部同士を連結する第２固定部４５とが同じ高さに配置されているので、第２ラジエータ３１の支持位置のバランスが良くなり、第２ラジエータ３１を第１ラジエータ３０に対して安定した状態で固定することができる。

なお、上記実施形態では、インタークーラ導入管１４を第２ラジエータ３１の下端部に接続しているが、インタークーラ導入管１４を第２ラジエータ３１の上端部に接続してもよい。この場合には、インタークーラ用冷却液にエアが含まれている場合であっても、インタークーラ導入管１４によってエアの逃げ道が確保されるので、インタークーラ用冷却液がスムーズにインタークーラ導入管１４を通じて第２ラジエータから排出される。従って、エア抜き管を第２ラジエータ３１に接続せずに済む。

また、上記実施形態は、ディーゼルエンジンに適用されているが、ガソリンエンジンに適用されてもよい。

また、上記実施形態では、上記所定高さｈを、クロスフロー型ラジエータ２０の全高のうち、下端から約１／４の高さに設定しているが、下端から１／３あるいは１／２など、任意に変更することが可能である。

１エンジン本体
２過給機
３エンジン用ラジエータ
４インタークーラ
５インタークーラ用ラジエータ
１４インタークーラ導入管（出口配管）
１６ラジエータコア
１７右サイドタンク
１８左サイドタンク
１９仕切部
２０クロスフロー型ラジエータ
２１チューブ
２２フィン
２４隔壁
３０第１ラジエータ
３１第２ラジエータ
３２連絡路
４２ラジエータ固定部
４３配管固定部
４４第１固定部
４５第２固定部
５２エア抜き管

Claims

エンジン本体と、当該エンジン本体に吸気を過給する過給機とを備えたエンジンの冷却装置であって、
前記エンジン本体から排出されたエンジン用冷却液を冷却するエンジン用ラジエータと、
前記過給機により加圧された吸気を冷却する液冷式のインタークーラと、
前記インタークーラから排出されたインタークーラ用冷却液を冷却するインタークーラ用ラジエータとを備え、
前記インタークーラ用ラジエータは、
前記エンジン用ラジエータの直下に当該エンジン用ラジエータの下端部と一体的に構成され、前記インタークーラから前記インタークーラ用冷却液が導入される第１ラジエータと、
車両前後方向における前記第１ラジエータの前方側で且つ前記エンジン用ラジエータより低い位置に配置され、前記第１ラジエータからインタークーラ用冷却液が導入される第２ラジエータと、
車幅方向一端側において前記第１ラジエータと前記第２ラジエータとを連絡し、前記第１ラジエータから前記第２ラジエータへインタークーラ用冷却液を導く連絡配管と、
車幅方向他端側において前記第２ラジエータに接続され、当該第２ラジエータからインタークーラ用冷却液を導出する出口配管と、
前記出口配管を前記第１ラジエータに固定する配管固定部と、を有し、
前記連絡配管は、前記第１ラジエータの前面から前方に突出し、当該第１ラジエータの内部と連通する円筒状の係合部と、前記第２ラジエータの後面から後方に突出し、当該第２ラジエータの内部と連通する円筒状の被係合部とからなり、これら係合部と被係合部とが相互に係合して連通することにより構成されている、ことを特徴とする過給機付エンジンの冷却装置。
前記エンジン用ラジエータおよび前記第１ラジエータは、共に、ラジエータコアと、車幅方向における前記ラジエータコアの両端部に設けられるサイドタンクとを備えたクロスフロー型ラジエータであって、
前記ラジエータコアおよび前記サイドタンクを所定高さで上下に仕切る仕切部を備えた１つのクロスフロー型ラジエータの前記仕切部よりも上の部分により前記エンジン用ラジエータが構成され、
前記仕切部よりも下の部分により前記第１ラジエータが構成されていることを特徴とする請求項１に記載の過給機付エンジンの冷却装置。
前記ラジエータコアは、車幅方向に延びるとともに上下方向に互いに間隔を隔てて並ぶ複数のチューブと、隣り合う前記チューブの間に設けられるフィンとを備え、
前記仕切部は、前記サイドタンク内を上下に仕切るとともに前記複数のチューブのうち前記所定高さに位置する１つのチューブの両端部を塞ぐ隔壁と、この隔壁により両端部が塞がれた前記１つのチューブとで構成されることを特徴とする請求項２に記載の過給機付エンジンの冷却装置。
前記第２ラジエータを前記第１ラジエータに固定するラジエータ固定部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の過給機付エンジンの冷却装置。
前記連絡配管は、車幅方向一端側における前記第１ラジエータの上端部と、車幅方向一端側における前記第２ラジエータの上端部とを連絡し、
前記出口配管は、車幅方向他端側における前記第２ラジエータの上端部に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の過給機付エンジンの冷却装置。
前記連絡配管は、車幅方向一端側における前記第１ラジエータの上端部と、車幅方向一端側における前記第２ラジエータの上端部とを連絡し、
前記出口配管は、車幅方向他端側における前記第２ラジエータの下端部に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の過給機付エンジンの冷却装置。
前記第２ラジエータの上端部に接続されたエア抜き管をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の過給機付エンジンの冷却装置。
前記ラジエータ固定部は、車幅方向における前記第１ラジエータおよび前記第２ラジエータの各々の一端部同士を連結する第１固定部と、車幅方向における前記第１ラジエータおよび前記第２ラジエータの各々の他端部同士を連結し、前記第１連結部と同じ高さに配置された第２固定部とを有することを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の過給機付エンジンの冷却装置。