JPWO2018164285A1 - エンジン冷却装置、及びエンジンシステム - Google Patents
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Abstract
Description
そこで本発明は、エネルギーロス及びコストを低減しつつ、エンジンを冷却可能なエンジン冷却装置、及びこのエンジン冷却装置を備えたエンジンシステムを提供する。
<エンジンシステム>
図1に示すように、エンジンシステム1は、例えば大型の運搬車両(ダンプトラック)100に搭載される。このエンジンシステム1はホイールローダ等の他の建設機械に搭載されてもよい。
<エンジンシステムの回路構成>
エンジンシステム1では、冷却水Wが流通する。ポンプ4の下流側(吐出口4a側)にエンジン2が接続され、エンジン2の下流側に流路切換部6が接続されている。また流路切換部6の下流側には、ラジエータ5を介して、又は直接にポンプ4の上流側(吸込口4b側)が接続されている。
エンジン2は、詳細な図示は省略するが、シリンダ、シリンダブロック、シリンダヘッド、及びEGR(排ガス再循環)クーラ等を主に備えている。
エンジン2におけるシリンダヘッド及びシリンダブロックには、冷却流路EFが設けられている。冷却流路EFには冷却水Wが流通可能となっている。エンジン2は、冷却流路EFを流通する冷却水Wによって冷却される。エンジン2の冷却流路EFへは、ポンプ4の下流側(吐出口4a側)の入口EFaから冷却水Wが流入し、流路切換部6の上流側の出口EFbから冷却水Wが流出する。
エンジン冷却装置3は、エンジン2に設けられて冷却水Wを循環させるポンプ4と、冷却水Wを冷却するラジエータ5と、エンジン2とラジエータ5とポンプ4との間に配置された流路切換部6と、を備えている。
ポンプ4は、例えばエンジン2におけるシリンダブロックに設けられている。ポンプ4は、冷却水Wを冷却流路EFの入口EFaから流入させる。ポンプ4は、エンジン2の動力によって駆動される。ポンプ4は、エンジン2が駆動している間は常に動作して冷却水Wを循環させている。
ラジエータ5は、エンジン2の冷却流路EFに流通してエンジン2との間で熱交換を行って高温となった冷却水Wを冷却する。ラジエータ5は、冷却水Wと空気との間で熱交換を行うコア11と、コア11の上方に設けられてエンジン2の冷却流路EFの出口EFbから流入する冷却水Wを貯留して冷却水Wをコア11へ供給するアッパータンク12とを備えている。アッパータンク12内へは、エンジン冷却装置3の系外からも冷却水Wを供給可能となっている。
図4に示すように、流路切換部6は、バルブハウジング15と、バルブハウジング15内に設けられたバルブ16及びスリーブ(分流部)17とを有している。
バルブハウジング15は、エンジン2における冷却流路EFの出口EFbに接続されて連通している。また、バルブハウジング15とラジエータ5におけるアッパータンク12との間には、これらを接続するラジエータ接続流路22が設けられている。また、バルブハウジング15とポンプ4との間には、これらを接続するバイパス流路23が設けられている。バルブハウジング15には、複数(本実施形態では三つ)の収容空間Sが設けられている。これらの収容空間Sでは、後述するバルブ16及びスリーブ17の取り付け部分が同一の形状をなしている。以下、収容空間Sを、図4の右から左に順に収容空間S1、S2、S3とする。
収容空間S1、S2、S3の各々は、これら収容空間S1、S2、S3が並ぶ横方向に対して交差する縦方向(図4の上下方向)に延びる空間である。
さらにバルブハウジング15の内部には、第一連通路15aの上部で収容空間S1、S2、S3を互いに連通し、かつ、ラジエータ接続流路22に接続された第二連通路15bが形成されている。第二連通路15bは、縦方向に延びる収容空間S1、S2、S3を、図4における上下方向(縦方向)の中央付近で互いに接続して連通させている。
さらにバルブハウジング15の内部には、第二連通路15bの上部で収容空間S1、S2、S3を互いに連通し、かつ、バイパス流路23に接続された第三連通路15cが形成されている。第三連通路15cは、縦方向に延びる収容空間S1、S2、S3を、図4における最も上部で互いに接続して連通させている。 よって、エンジン2における冷却流路EFの出口EFbからの冷却水Wが第一連通路15aを介して収容空間S1、S2、S3に流入する。その後、冷却水Wが第二連通路15bからラジエータ接続流路22へ流出し、及び、第三連通路15cからバイパス流路23へ流出するようになっている。即ち、エンジン2における冷却流路EFから流入した冷却水Wがバルブハウジング15で各々の収容空間S1、S2、S3を並列に流れるように、収容空間S1、S2、S3同士が第一連通部15aで接続されている。
バルブ16は、バルブハウジング15の収容空間Sに一つずつ設けられている。本実施形態では、三つの収容空間Sのうち二つの収容空間S1、S2にバルブ16が設けられている。よって、本実施形態では二つのバルブ16がバルブハウジング15に設けられている。バルブ16は、サーモスタットとも呼称される。
スリーブ17は、図4に示すようにバルブ16が設けられた二つの収容空間S1、S2以外の、残りの一つの収容空間S3に設けられている。図7に示すように、スリーブ17は、バルブ本体32及びフランジ部33と同様の外形をなした筒状をなしている。即ち筒部41と、筒部41から径方向外側に突出するフランジ部42とを有している。
図5に示すように、エンジン2の冷却流路EFを流通する冷却水Wの温度が上記の所定の温度未満の低水温である場合には、バルブ16がフランジ部33に接触して閉状態となる。するとエンジン2の冷却流路EFの出口EFbからの冷却水Wが、バルブ16が設けられた二つの収容空間S1、S2、バルブ本体32の貫通孔H、及びバイパス流路23を通過してポンプ4の入口(図2の吸込口4b)に流出する。
上記のエンジンシステム1では、流路切換部6におけるバルブハウジング15に、バルブ16及びスリーブ17の取り付け部分が同一形状となっている収容空間Sが複数形成されている。そして、二つの収容空間S1、S2にバルブ16が設けられ、残りの一つの収容空間S3にスリーブ17が設けられている。従って、図3に示す高水温の冷却水Wが流通している状態であっても、エンジン2の冷却流路EFの出口EFbからの冷却水Wの全部が、ラジエータ5に流入することがない。即ち、エンジン2の冷却流路EFの出口EFbからの冷却水Wの一部はスリーブ17の主孔MHによってバイパス流路23に導かれ、ポンプ4によってエンジン2の冷却流路EF内へ流入する。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、スリーブ17は上述したような形状に限定されない。具体的には、スリーブ17はフランジ部42を有さない筒状をなしていてもよい。即ち、スリーブ17に代えて、エンジン2の冷却流路EFからの冷却水Wをラジエータ接続流路22とバイパス流路23とに分流可能な分流部が設けられていればよい。
2 エンジン
3 エンジン冷却装置
4 ポンプ
4a 吐出口
4b 吸込口
5 ラジエータ
6 流路切換部
11 コア
12 アッパータンク
15 バルブハウジング
15a 第一連通路
15b 第二連通路
15c 第三連通路
16 バルブ
17 スリーブ(分流部)
21 ポンプ吸込流路
22 ラジエータ接続流路
23 バイパス流路
31 アクチュエータ
32 バルブ本体
33 フランジ部
41 筒部
42 フランジ部
100 運搬車両
EF 冷却流路
EFa 入口
EFb 出口
H 貫通孔
MH 主孔(第一孔)
WH 水抜け孔(第二孔)
S 収容空間
W 冷却水
O 軸線
Claims (5)
- 吐出口から冷却水をエンジンに供給するポンプと、
前記エンジンからの前記冷却水を冷却するとともに、前記冷却水の出口に前記ポンプの吸込口が接続されたラジエータと、
前記エンジンと前記ラジエータとの間に設けられた流路切換部と、
前記流路切換部と前記ラジエータとを接続するラジエータ接続流路と、
前記流路切換部と前記ポンプとを接続するバイパス流路と、
を備え、
前記流路切換部は、
前記冷却水の温度により、前記ラジエータ接続流路、又は前記バイパス流路に切換えるバルブと、
前記バルブと並列に接続され、前記冷却水を前記バイパス流路及び前記ラジエータ接続流路の両方に流通させる分流部と、
を有するエンジン冷却装置。 - 前記バルブは、
前記冷却水の温度が所定の温度未満である場合に前記冷却水を前記バイパス流路に流通させ、前記冷却水の温度が所定の温度以上となっている場合に前記冷却水を前記ラジエータ接続流路に流通させる請求項1に記載のエンジン冷却装置。 - 前記流路切換部は、前記バルブと前記分流部とをそれぞれ設置する複数の収容空間が設けられたハウジングをさらに有し、
前記複数の収容空間における前記バルブ及び前記分流部の取り付け部分の各々は、同一の形状をなしている請求項1又は2に記載のエンジン冷却装置。 - 前記分流部には、前記冷却水を前記バイパス流路に流通させるための第一孔と、前記冷却水を前記ラジエータ接続流路に流通させるための第二孔と、が設けられ、
前記第一孔の開口面積が、前記第二孔の開口面積に比べて大きい請求項1から3のいずれか一項に記載のエンジン冷却装置。 - エンジンと、
前記エンジンに接続された請求項1から4のいずれか一項に記載のエンジン冷却装置と、
を備えるエンジンシステム。
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