JP7466834B2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents
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Description
そこで、エンジン運転時、エンジン内部を冷却するための冷却水をセンタハウジング内に形成されたウォータジャケットに強制循環させることにより、シャフト軸受部の冷却を図る水冷式ターボ過給機が存在している。
しかし、特許文献1の技術では、ターボ過給機を冷却した冷却水の還流管がターボ過給機の上方を略U字状に湾曲して配設されているため、エンジン停止時、シャフト軸受部の冷却能力が不足し、タービンシャフトやシャフト軸受部等に対する熱害を十分に回避できない虞がある。
しかし、冷却水還流管をターボ過給機の外側に配設した場合、ターボ過給機からの対流熱に加えて、冷却水還流管を支持するブラケットを介した伝導熱の影響を受ける虞がある。
特に、気筒配列方向が車体前後方向に平行な縦置きエンジンでは、サスペンションタワー等の車体骨格部材による車幅方向の寸法制約があるため、冷却水還流管はターボ過給機に一層接近したレイアウトになり、熱影響が大きくなる。
即ち、水冷式ターボ過給機の冷却性能には、未だ改善の余地が残されている。
前記冷却水還流管をエンジンの片側側部に固定することによりターボ過給機から離隔させて伝導熱の影響を回避することができるため、エンジン停止時、冷却水還流管に残留する水蒸気の発生を防止することができる。
さらに、エンジンからターボ過給機のみを取り外すことができ、ターボ過給機の保守性を確保することができる。
以下の説明は、本発明を車両用エンジンに適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
まず、本発明に係るエンジン1の概略構成について、図1に基づき説明する。
エンジン1は、4輪の車両に搭載されたガソリンエンジン(特に、4ストローク式内燃機関)である。このエンジン1は、列状に配置された6つのシリンダ21を備え、これらのシリンダ21が車体前後方向に沿って並んだ直列6気筒縦置きエンジンである。
吸気装置3は、エンジン本体2の一側、例えば、左側に形成された吸気ポートに接続された吸気通路31を有している。吸気通路31の上流端には、エアクリーナ32が設けられ、新気は、エアクリーナ32を介して吸気通路31に吸入される。吸気通路31には、ターボ過給機5のコンプレッサ51と、スロットルバルブ33と、インタクーラ34と、サージタンク35等が介設されている。
スロットルバルブ33は、エンジン1の運転中、基本的に全開若しくはこれに近い開度に維持されている。そして、エンジン1の停止時等必要なときのみ閉弁される。
合成樹脂製のサージタンク35は、吸気ポートと吸気通路31との接続部分近傍領域に所定の容積室を形成するように設けられ、各気筒の燃焼室に供給される吸気量の平準化を図っている。
排気マニホールド40は、シリンダヘッド2aに形成された前側3気筒の排気ポートと後側3気筒の排気ポートを夫々集合すると共に、各々の集合排気ガスを1つに集合する集合部40a(図9参照)を備えている。
ターボ過給機5は、タービン52が集合部40aに対向するように排気マニホールド40に対して接続される。触媒コンバータ45は、三元触媒を含んで構成され、GPF46は、排気ガスに含まれる粒子状物質を除去可能に構成されている。
図2に示すように、冷却システムSは、エンジン本体2に冷却水を循環させる主冷却回路70と、ターボ過給機5のウォータジャケット56aに冷却水を循環させる第1冷却回路80と、空調の車内暖房用ヒータ13(ヒータコア)に冷却水を循環させる第2冷却回路90等を主な構成要素としている。熱交換対象部材であるヒータ13は、エンジン本体2で暖められた冷却水と車内空気とを熱交換させている。
第1冷却水還流管82a,82cは、センタハウジング56で熱交換を行った冷却水をシリンダヘッド2aを介してウォータポンプ22に還流している。
前半部分の第2冷却水供給管91aは、第1冷却水供給管81aと兼用され、中間部分の第2冷却水供給管91bは、第1冷却水供給管81bと兼用されている。後半部分の第2冷却水供給管91cは、冷却水を分岐部Bからヒータ13に供給している。第2冷却水還流管92には、第2冷却水還流管92の途中部と分岐部Bとを接続(連通)する接続管93が設けられている。これにより、第2冷却水還流管92の途中部は、接続管93及び第1冷却水供給管81cを介してウォータジャケット56aに連通されている。
図3~図8に示すように、エンジン本体2は、側壁部の左側領域に、インタクーラ34のサブタンク14と直方体状の第1EGRクーラ47a等が配設され、側壁部の右側領域に、ターボ過給機5、触媒コンバータ45、及びGPF46等が配設されている。
尚、図3~図5,図7,図8では、説明の便宜上、触媒コンバータ45及びGPF46を省略している。以下、図において、矢印F方向を車体前後方向前方とし、矢印L方向を車幅方向左方とし、矢印U方向を車体上下方向上方として説明する。
GPF46は、筒状に形成され、その前端上部が触媒コンバータ45の排出口に接続されている。GPF46は、後方に延びるように配置され、その後端部がタービンハウジング55の下方に位置するように配設されている。
本実施形態によれば、ターボ過給機5に冷却水を供給する第1冷却水供給管81a~81cと、ターボ過給機5から冷却水を還流する第1冷却水還流管82a~82cとを有するため、ターボ過給機5用冷却回路を構成することにより、エンジン運転時、ターボ過給機5に冷却水を供給することができ、ターボ過給機5による熱交換後の冷却水を還流することができる。第1冷却水還流管82a,82bは、エンジン本体2の右側壁部に支持されると共に右側壁部とターボ過給機5及び触媒コンバータ45の間において気筒配列方向に延設されたため、エンジン運転時、エンジン本体2の右側壁部とターボ過給機5及び触媒コンバータ45の間を流れる走行風を用いて第1冷却水還流管82a,82bを冷却することができると共に、第1冷却水還流管82a,82bをエンジン本体2の右側壁部に固定することによりターボ過給機5から離隔させて伝導熱の影響を回避することができる。また、冷却水還流管に相当する第1冷却水還流管82aと第1冷却水還流管82bの後半部(上流側部分)を水平状に配設することができるため、エンジン停止時、第1冷却水還流管82aと第1冷却水還流管82bの上流部に残留する水蒸気の発生を防止することができる。
1〕前記実施形態においては、6気筒の縦置きガソリンエンジンの例について説明したが、少なくとも縦置きエンジンであれば良く、エンジン種類、気筒数、型式、配置形態等は任意に設定することが可能であり、例えば、4気筒ディーゼルエンジンであっても良い。
2 エンジン本体
2a シリンダヘッド
5 ターボ過給機
15 インシュレータ
22 ウォータポンプ
45 触媒コンバータ
55a 接合部
80 第1冷却回路
81a~81c 第1冷却水供給管
82a~82c 第1冷却水還流管
S 冷却システム
Claims (3)
- ターボ過給機を含む排気系部品がエンジンの片側側部に配設されると共に気筒配列方向が車体前後方向に略平行に縦置き配置されたエンジンの冷却装置において、
前記ターボ過給機に冷却水を供給する冷却水供給管と、
前記ターボ過給機から冷却水を還流する冷却水還流管とを有し、
前記冷却水還流管は、エンジンの前記片側側部に支持されると共に前記片側側部と排気系部品の間において気筒配列方向に延設され、
前記排気系部品は、気筒配列方向に直列状に配置されたターボ過給機と触媒装置とを含み、
前記冷却水還流管は、前記ターボ過給機と触媒装置との接合部近傍位置で分割可能に構成されたことを特徴とするエンジンの冷却装置。 - 前記排気系部品に対して車体前後方向前方に位置するラジエータを有し、
前記冷却水還流管は、前記ターボ過給機と前記ラジエータを連通すると共に略直線状に延設されたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの冷却装置。 - 前記冷却水還流管は、前記ラジエータに接近する程高さ位置が高くなるように構成されたことを特徴とする請求項2に記載のエンジンの冷却装置。
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