WO2017061444A1 - 車両用冷却装置 - Google Patents

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WO2017061444A1
WO2017061444A1 PCT/JP2016/079552 JP2016079552W WO2017061444A1 WO 2017061444 A1 WO2017061444 A1 WO 2017061444A1 JP 2016079552 W JP2016079552 W JP 2016079552W WO 2017061444 A1 WO2017061444 A1 WO 2017061444A1
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water
cooling
cooled
cooling circuit
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PCT/JP2016/079552
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English (en)
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Inventor
進作 山口
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いすゞ自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicular cooling device, and more specifically, avoids the influence of cooling of an engine and cooling of an EGR (ExhausthausGas Recirculation) cooler while suppressing an increase in the weight of the device,
  • the present invention relates to a vehicular cooling device that cools each efficiently.
  • this apparatus is configured to introduce cooling water whose temperature is increased by exchanging heat with EGR gas in a water-cooled EGR cooler to a water pump into which engine cooling water is introduced. Therefore, the heat load of the circuit that cools the engine due to the rise in the temperature of the cooling water of the water-cooled EGR cooler when the EGR gas is recirculated in large quantities, the engine is heavily loaded, or the exhaust gas aftertreatment device is being regenerated. As a result, there is a problem that the cooling efficiency of the engine decreases.
  • a large amount of EGR gas may be recirculated in order to effectively suppress NOx contained in the exhaust gas. Cooling efficiency may decrease and the engine may not be properly cooled.
  • An object of one aspect of the present disclosure is for a vehicle capable of efficiently cooling each of the cooling of the engine and the cooling of the EGR cooler while avoiding the influence of each other while suppressing an increase in the weight of the device. It is to provide a cooling device.
  • a radiator for cooling the first cooling water of the engine A main cooling circuit; A first EGR cooling circuit; With The radiator includes a first tank in which an engine inlet and an EGR inlet are disposed, a second tank in which an engine outlet and an EGR outlet are disposed, and each of the first tank and the second tank.
  • the main cooling circuit is composed of the engine core,
  • the first EGR cooling circuit includes: the EGR core; a water-cooled EGR cooler interposed in an EGR passage that branches from the exhaust passage and joins the intake passage; and the EGR core and the water-cooled EGR cooler It consists of an electric water pump interposed in the
  • the second cooling water cooled by the EGR core is supplied to the water-cooled EGR cooler,
  • the first EGR cooling circuit is independent of the main cooling circuit.
  • a plurality of the water-cooled EGR coolers may be interposed in parallel in an EGR passage, and the plurality of water-cooled EGR coolers may be connected in parallel in the first EGR cooling circuit. Good.
  • a plurality of the water-cooled EGR coolers are interposed in series in an EGR passage, and the EGR passage is arranged in the order in which the cooling water flows in the first EGR cooling circuit in the first EGR cooling circuit.
  • the water-cooled EGR cooler on the downstream side and the water-cooled EGR cooler on the upstream side may be connected in series.
  • a plurality of the water-cooled EGR coolers are interposed in an EGR passage, and are branched from the main cooling circuit to circulate the first cooling water in the main cooling circuit.
  • the water-cooled EGR cooler is provided with a second EGR cooling circuit that circulates cooling water to the water-cooled EGR cooler, and is disposed downstream of the EGR passage by either one of the first EGR cooling circuit and the second EGR cooling circuit.
  • the first or second cooling water may be supplied to a cooler, and the first or second cooling water may be supplied to the water-cooled EGR cooler disposed on the upstream side of the EGR passage.
  • the main cooling circuit that cools the engine and the first EGR cooling circuit that cools the water-cooled EGR cooler are configured to share one radiator, so in the water-cooled EGR cooler, Without increasing the number of radiators for cooling the EGR gas, it is possible to suppress an increase in the thickness of the apparatus.
  • the first EGR cooling circuit that supplies the cooling water cooled by the EGR core to the water-cooled EGR cooler is provided with an electric water pump and is made independent of the main cooling circuit. The main cooling circuit can be prevented from affecting each other. Thereby, by improving the cooling efficiency in each cooling circuit, both the engine and the EGR gas can be efficiently cooled.
  • the vehicular cooling device of the present disclosure is suitable for a large vehicle such as a truck equipped with an engine having a large number of cylinders, and can efficiently cool a large amount of EGR gas even when it is refluxed.
  • a water-cooled EGR cooler is arranged in parallel in each of two EGR passages, or two water-cooled EGR coolers are connected in series in one EGR passage. There is something arranged.
  • a large amount of EGR gas can be cooled by supplying cooling water to the two water-cooled EGR coolers using the electric water pump independent of the main cooling circuit in the first EGR cooling circuit independent of the main cooling circuit. it can.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a vehicle cooling device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the radiator of FIG.
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating the vehicle cooling device of the second embodiment.
  • FIG. 4 is a configuration diagram illustrating the vehicle cooling device of the third embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a modification of the vehicle cooling device of the third embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a vehicle cooling device 30 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the vehicle cooling device 30 cools each of the engine 10, the water-cooled intercooler 13, and the water-cooled EGR coolers 22a and 22b mounted on the vehicle.
  • the intake air A drawn into the intake passage 11 during driving of the vehicle is compressed by the compressor (supercharger) 12 a of the turbocharger 12 and becomes high temperature and cooled by the water-cooled intercooler 13. Then, it is supplied to the engine body 15 via the intake manifolds 14a and 14b.
  • the intake air A supplied to the engine body 15 is mixed with fuel in the cylinder and combusted to generate heat energy, and then becomes exhaust gas G1 and is exhausted from the exhaust manifolds 16a and 16b to the exhaust passage 17, After the turbine 12b of the turbocharger 12 is driven, it is purified by an exhaust gas purification device (not shown) and then released into the atmosphere.
  • the intake air A drawn into the intake passage 11 is branched into two intake branch passages 11a and 11b, and the branched intake air A is supplied to the engine body 15 through the intake manifolds 14a and 14b.
  • the exhaust gas G1 exhausted to the exhaust passage 17 joins in the exhaust passage 17 from the two exhaust manifolds 16a and 16b via the two exhaust branch passages 17a and 17b, and drives the turbine 12b.
  • each of the intake passage 11 and the exhaust passage 17 is formed in a bifurcated manner, and two intake manifolds 14 a and 14 b are provided between the intake passage 11 and the engine body 15.
  • the two exhaust manifolds 16a and 16b are interposed between the exhaust passage 17 and the engine body 15, one manifold is configured to branch into three cylinders, thus complicating the manifold. Therefore, the intake pulsation (inertia) effect and the exhaust pulsation (inertia) effect can be effectively obtained.
  • the EGR system 20 is a system that recirculates the EGR gas G2 from the exhaust passage 17 to the intake passage 11, and the EGR gas G2 is taken into the EGR passages 21a and 21b from the exhaust branch passages 17a and 17b, and the EGR passages 21a and 21b. After being cooled by each of the water-cooled EGR coolers 22a and 22b interposed in each, the EGR valves 23a and 23b are opened to be supplied to the intake branch passages 11a and 11b. As described above, since two EGR passages 21a and 21b are provided for one engine body 15, a large amount of EGR gas G2 can be recirculated, so NOx (nitrogen oxide) contained in the exhaust gas G1. It becomes advantageous for reduction of.
  • the EGR system 20 may be a low pressure type in which the EGR passages 21 a and 21 b branch from the exhaust passage 17 downstream of the turbocharger 12 in addition to the high pressure type in which the EGR passages 21 a and 21 b branch from the upstream of the turbocharger 12.
  • the vehicle cooling device 30 includes a cooling fan 31 that is connected to and driven by the crankshaft 18, a main cooling circuit 40, a sub cooling circuit 50, and a first EGR cooling circuit 60.
  • the main cooling circuit 40, the sub cooling circuit 50, and the first EGR cooling circuit 60 are independent circuits.
  • the cooling water flowing through each of them is the first cooling water W1, the third cooling water W2, and the second cooling water. It will be distinguished from water W3.
  • the first cooling water W1 is either a mechanical water pump 41, an engine body 15, a thermostat 42, a cooling passage 44 provided with a radiator 43, and a bypass passage 45 that bypasses the cooling passage 44.
  • the mechanical water pump 41 is circulated in this order. Therefore, the main cooling circuit 40 is a circuit in which the first cooling water W1 for cooling the engine body 15 is circulated.
  • the sub cooling circuit 50 is a circuit in which the third cooling water W2 is independent of the main cooling circuit 40, and circulates in the order of the electric water pump 51, the sub radiator 52, the water cooled intercooler 13, and the electric water pump 51. . Therefore, the sub-cooling circuit 50 is a circuit through which the third cooling water W2 for cooling the intake air A passing through the water-cooled intercooler 13 circulates. Note that a water-cooled condenser for cooling the air-conditioning refrigerant of the vehicle interior air conditioner may be connected to the sub-cooling circuit 50 in parallel with the water-cooled intercooler 13.
  • the first EGR cooling circuit 60 is a circuit independent of the main cooling circuit 40 and the sub cooling circuit 50, and the second cooling water W3 is an electric water pump 61, water-cooled EGR coolers 22a and 22b, a radiator 43, and an electric water pump. It circulates in the order of 61. Accordingly, the first EGR cooling circuit 60 is a circuit through which the second cooling water W3 that passes through the water-cooled EGR coolers 22a and 22b and cools the EGR gas G2 circulates.
  • the mechanical water pump 41 is mechanical, and the rotational power of the engine body 15 is transmitted from the crankshaft 18 via a power transmission mechanism 19 such as an endless belt or gear mechanism, and is driven by this rotational power. .
  • the thermostat 42 is arranged on the outlet side of the main body 15 of the main cooling circuit 40.
  • the thermostat 42 has a lifter (not shown) that expands and contracts by a thermal expansion body that has the property of expanding as the temperature rises and shrinking as the temperature decreases, and the first cooling water heated by the engine body 15.
  • the flow rate of the first cooling water W ⁇ b> 1 flowing through the cooling passage 44 and the bypass passage 45 is adjusted by extending and contracting the lifter according to the temperature of W ⁇ b> 1.
  • An electrothermal thermostat in which the lift is forcibly expanded and contracted by electric heating may be used for the thermostat 42.
  • the thermostat 42 is disposed on the outlet side of the engine body 15 of the main cooling circuit 40, and the water temperature of the first cooling water W1 is controlled on the outlet side.
  • the air bleedability can be improved and the occurrence of cavitation can be suppressed, which is advantageous for improving the durability, and is particularly suitable for a large vehicle such as a truck.
  • the inlet control it is advantageous in terms of temperature adjustment of the first cooling water W1 as compared with the outlet control.
  • the radiator 43 is disposed on the front side of the vehicle on which the engine 10 and the vehicle cooling device 30 are mounted, and the cooling fan 31 is disposed behind the radiator 43.
  • the radiator 43 cools the first cooling water W ⁇ b> 1 and the second cooling water W ⁇ b> 3 that pass through the interior by using the vehicle speed wind and the cooling air from the subsequent cooling fan 31.
  • FIG. 2 is a perspective view of the radiator 43.
  • partition plates 49a and 49b are arranged inside an upper tank 47 (first tank) and a lower tank 48 (second tank).
  • the radiator core 46 is divided into an engine core 46a and an EGR core 46b by the partition plates 49a and 49b.
  • An engine inlet 47 a and an EGR inlet 47 b are disposed in the upper tank 47, and an engine outlet 48 a and an EGR outlet 48 b are disposed in the lower tank 48.
  • the engine core 46a is configured to have a larger cooling area than the EGR core 46b.
  • the first cooling water W1 circulating in the main cooling circuit 40 flows in from the engine inlet 47a, is cooled by the engine core 46a, and then flows out from the engine outlet 48a, while the first EGR cooling circuit 60
  • the second cooling water W3 circulating through the EGR flows in from the EGR inlet 47b, is cooled by the EGR core 46b, and then flows out of the EGR outlet 48b.
  • the main cooling circuit 40 for cooling the engine main body 15 and the first EGR cooling circuit 60 for cooling the water-cooled EGR coolers 22a and 22b are configured to share one radiator 43, the water-cooled EGR cooler 22a. , 22b, without increasing the number of radiators for cooling the EGR gas G2, it is possible to suppress an increase in the thickness of the vehicular cooling device 30. As a result, it is possible to save space in the engine room and further improve fuel efficiency.
  • the electric water pumps 51 and 61 are pumps that are driven by electric power generated by an alternator (not shown), and their arrangement positions may be anywhere in each circuit.
  • the electric water pump 51 is arranged upstream of the sub-radiator 52.
  • the electric water pump 61 is arranged on the downstream side of the radiator 43.
  • the sub radiator 52 is disposed on the front side of the vehicle with respect to the radiator 43, and is disposed on the front side of the radiator 43, thereby enhancing the cooling effect by the vehicle speed wind.
  • the vehicle cooling device 30 of the present disclosure includes the electric water pump 61 between the EGR core 46b of the radiator 43 and the water-cooled EGR coolers 22a and 22b, and the EGR core 46b and the water-cooled EGR.
  • the first EGR cooling circuit 60 including the coolers 22a and 22b and the electric water pump 61 is configured by a circuit independent of the main cooling circuit 40 having the engine core 46a.
  • the vehicular cooling device 30 supplies the first cooling water W1 to the engine body 15 by forming two of the engine core 46a and the EGR core 46b on the radiator 43 by the partition plates 49a and 49b. It is the structure which supplies the 2nd cooling water W3 from which temperature zone differs from the 1st cooling water W1 to Formula EGR cooler 22a, 22b.
  • the temperature of the second cooling water W3 after being supplied to the water-cooled EGR coolers 22a and 22b, that is, the temperature of the second cooling water W3 before passing through the radiator 43 is the amount of EGR gas G2, the load of the engine 10, and Depending on the presence or absence of regeneration of the aftertreatment device, the temperature of the first cooling water W1 may become higher.
  • the temperature T1 of the first cooling water W1 is 60 degrees or more and 90 degrees or less
  • the temperature T2 of the third cooling water W2 is 40 degrees or more
  • the temperature T3 of the second cooling water W3 is 40 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the vehicle cooling device 30 The operation of the vehicle cooling device 30 will be described.
  • the main cooling circuit 40 of the vehicular cooling device 30 when the engine 10 is started, the mechanical water pump 41 is driven by the rotation of the crankshaft 18, and the circulation of the first cooling water W1 is started.
  • the main cooling circuit 40 is a thermostat. 42 is closed and the first cooling water W1 is warmed up via the bypass passage 45.
  • the thermostat 42 is opened and the first cooling water W1 is passed through the cooling passage 44 and the first cooling water W1 is supplied.
  • the engine body 15 is cooled by cooling with the engine core 46 a of the radiator 43.
  • the sub-cooling circuit 50 when the engine 10 is started, the electric water pump 51 is driven and the circulation of the third cooling water W2 is started.
  • the sub-cooling circuit 50 is a water-cooled intercooler 13 to which the third cooling water W2 cooled by the sub-radiator 52 is supplied.
  • the sub-cooling circuit 50 is supercharged by the third cooling water W2 and the compressor 12a and exchanges heat with the intake air A. By doing so, the intake air A is cooled.
  • the first EGR cooling circuit 60 when the engine 10 is started, the electric water pump 61 is driven and the circulation of the second cooling water W3 is started.
  • the first EGR cooling circuit 60 is a water-cooled EGR cooler 22a, 22b supplied with the second cooling water W3 cooled by the EGR core 46b of the radiator 43. From the second cooling water W3 and the EGR passages 21a, 21b, The EGR gas G2 is cooled by heat exchange with the taken-in EGR gas G2.
  • the first EGR cooling circuit 60 for supplying the second cooling water W3 cooled by the EGR core 46b of the radiator 43 to the water-cooled EGR coolers 22a and 22b, the electric water pump 61, and the main cooling circuit
  • the first EGR cooling circuit 60 and the main cooling circuit 40 are prevented from influencing each other, and the cooling efficiency in each cooling circuit is improved. Both of the EGR gas G2 and the EGR gas G2 can be efficiently cooled.
  • the second cooling water W3 circulating through the first EGR cooling circuit 60 is subject to the first cooling of the main cooling circuit 40 depending on the amount of the EGR gas G2, the load on the engine 10, and whether or not the post-processing device (not shown) is regenerated.
  • the temperature may be higher than the temperature of the water W1.
  • the first EGR cooling circuit 60 independent of the main cooling circuit 40, it is possible to avoid an increase in the thermal load of the main cooling circuit 40 due to the temperature of the second cooling water W3.
  • the first cooling water W1 is maintained at a temperature equal to or higher than the warm-up temperature Ta as the engine 10 is warmed up.
  • the radiator 43 Since the temperature of the second cooling water W3 cooled by the EGR core 46b can be made lower than the temperature of the first cooling water W1 cooled by the engine core 46a, the water-cooled EGR coolers 22a and 22b are made efficient. It can cool well.
  • the vehicular cooling device 30 is suitable for a large vehicle such as a truck equipped with an engine 10 having a large number of cylinders of six cylinders or more, and efficiently cools even when a large amount of EGR gas G2 is refluxed. Can do.
  • each of the intake passage 11 and the exhaust passage 17 is branched and provided with a plurality of manifolds. Therefore, the two EGR passages 21a and 21b They are arranged in parallel. Therefore, it is necessary to cool the water-cooled EGR coolers 22a and 22b interposed in the EGR passages 21a and 21b at a time.
  • the first EGR cooling circuit 60 as a circuit independent of the main cooling circuit 40, even if a plurality of water-cooled EGR coolers 22a and 22b are provided to recirculate a large amount of EGR gas G2, the EGR gas Since G2 can be effectively cooled, NOx contained in the exhaust gas G1 can be effectively reduced.
  • the third cooling water W2 cooled by the sub-radiator 52 by the sub-cooling circuit 50 independent of the main cooling circuit 40 and the first EGR cooling circuit 60 is directly supplied to the water-cooled intercooler 13, whereby the turbocharger.
  • the intake air A supercharged by the 12 compressors 12a can be cooled effectively. Thereby, without increasing the work of the compressor 12a, the amount of the intake air A can be increased, and the fuel efficiency can be improved while suppressing the deterioration of the exhaust gas performance.
  • FIG. 3 illustrates the vehicle cooling device 30 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the EGR system 20 of the second embodiment has a configuration in which a plurality of EGR passages 21a and 21b are arranged in parallel with the engine 10 including a plurality of intake manifolds 14a and 14b and a plurality of exhaust manifolds 16a and 16b.
  • the intake passage is opened by opening the EGR valve 23. 11 is configured to be supplied.
  • Each of the water-cooled EGR coolers 22a and 22b is arranged in series with the EGR passage 21, and the EGR gas G2 is first cooled after passing through the water-cooled EGR cooler 22a arranged on the upstream side of the EGR passage 21.
  • the water-cooled EGR cooler 22b disposed downstream is further cooled.
  • the temperature zone of each cooling water of each water-cooled EGR cooler 22a, 22b is made different, and it is a back
  • the vehicular cooling device 30 of the second embodiment includes a water-cooled EGR cooler 22b on the downstream side of the EGR passage 21 and a water-cooled EGR cooler 22a on the upstream side in the order in which the second cooling water W3 of the first EGR cooling circuit 60 flows. Are arranged in series.
  • the vehicular cooling device 30 supplies the second cooling water W3 to the upstream water-cooled EGR cooler 22a next to the downstream water-cooled EGR cooler 22b in the order opposite to the order in which the EGR gas G2 passes. Since the second cooling water W3 having a relatively high temperature is supplied to the upstream water-cooled EGR cooler 22a, the second cooling water W3 having a low water temperature is supplied by the downstream water-cooled EGR cooler 22b. Is supplied. Accordingly, the upstream water-cooled EGR cooler 22a to which the relatively high-temperature second cooling water W3 is supplied takes the rough heat of the high-temperature EGR gas G2, and the downstream to which the lower-temperature second cooling water W3 is supplied.
  • the EGR gas G2 can be reliably cooled to a lower temperature by cooling in stages with the water-cooled EGR cooler 22a and the water-cooled EGR cooler 22b that are in different temperature zones.
  • the EGR gas G2 has a high temperature of 500 ° C. or higher when the load is high or when a post-processing apparatus (not shown) is regenerated, but can be cooled to less than 100 ° C. by cooling in multiple stages.
  • two water-cooled EGR coolers as in the second embodiment may be interposed in each of the EGR passages 21a and 21b of the first embodiment.
  • the vehicle cooling device 30 of the third embodiment branches from the main cooling circuit 40 and circulates the first cooling water W1 to the water-cooled EGR cooler 22a by the mechanical water pump 41.
  • the second EGR cooling circuit 70 is configured to be provided. Then, either the first EGR cooling circuit 60 or the second EGR cooling circuit 70 supplies the first cooling water W1 or the second cooling water W3 to the water-cooled EGR cooler 22a disposed on the upstream side of the EGR passage 21.
  • the other cooling water W3 or the first cooling water W1 is supplied to the water-cooled EGR cooler 22b disposed on the downstream side of the EGR passage 21 by the other side.
  • the first cooling water W ⁇ b> 1 is supplied to the water-cooled EGR cooler 22 a disposed on the upstream side of the EGR passage 21 by the second EGR cooling circuit 70, and the first EGR cooling circuit 60 is provided downstream of the EGR passage 21. It is the structure which supplies the 2nd cooling water W3 to the arrange
  • FIG. 5 shows that the supply destination of the second cooling water W3 of the first EGR cooling circuit 60 and the supply destination of the first cooling water W1 of the second EGR cooling circuit 70 are exchanged, and the EGR passage is changed by the first EGR cooling circuit 60.
  • the second cooling water W3 is supplied to the water-cooled EGR cooler 22a disposed on the upstream side of the 21, and the first cooling water is supplied to the water-cooled EGR cooler 22b disposed on the downstream side of the EGR passage 21 by the second EGR cooling circuit 70.
  • W1 is supplied.
  • the EGR gas G2 is cooled stepwise, specifically, first by the water-cooled EGR cooler 22a disposed on the upstream side of the EGR passage 21, and then cooled by the water-cooled EGR cooler 22b disposed on the downstream side.
  • the EGR gas G2 can be reliably cooled to a lower temperature.
  • the water-cooled EGR cooler 22a arranged on the upstream side and the water-cooled EGR cooler 22b arranged on the downstream side are made into independent circuits, and the temperature zones thereof are made different so that the first EGR cooling circuit 60 and the main The cooling efficiency in each cooling circuit with the cooling circuit 40 can be further improved. Thereby, both the engine main body 15 and the EGR gas G2 can be efficiently cooled.
  • the water temperature after heat exchange with the upstream water-cooled EGR cooler 22a is substantially equal to or lower than the water temperature after heat exchange with the engine body 15, as shown in FIG.
  • the first cooling water W1 is supplied to the upstream water-cooled EGR cooler 22a by the second EGR cooling circuit 70
  • the second cooling water W3 is supplied to the downstream water-cooled EGR cooler 22b by the first EGR cooling circuit 60. It is preferable to configure. By comprising in this way, since the 2nd cooling water W3 which circulates through the 1st EGR cooling circuit 60 can be made into a lower water temperature, the cooling effect of EGR gas G2 can be improved.
  • the first EGR cooling circuit The second cooling water W3 is supplied to the upstream water-cooled EGR cooler 22a by 60, and the first cooling water W1 is supplied to the downstream water-cooled EGR cooler 22b by the second EGR cooling circuit 70.
  • the circulation of the cooling water W3 that becomes high temperature becomes an independent circuit, it is ensured that the heat load of the main cooling circuit 40 is increased by the second EGR cooling circuit 70 branched from the main cooling circuit 40. Can be avoided.
  • two water-cooled EGR coolers as in the third embodiment may be interposed in each of the EGR passages 21a and 21b of the first embodiment.

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Abstract

ラジエータ４３に形成されたＥＧＲ用コア４６ｂと水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂとの間に電動ウォータポンプ６１を介設し、ＥＧＲ用コア４６ｂ、水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂ、及び電動ウォータポンプ６１からなる第一ＥＧＲ冷却回路６０を、ラジエータ４３に形成されたエンジン用コア４６ａを有した主冷却回路４０から独立した回路で構成した。

Description

車両用冷却装置
　本開示は、車両用冷却装置に関し、より詳細には、装置の重厚長大化を抑制しながら、エンジンの冷却とＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラの冷却とが互いに影響し合うことを回避して、それぞれを効率良く冷却する車両用冷却装置に関する。
　エンジンの冷却水を冷却するラジエータに主ラジエータとサブラジエータとの２つの熱交換器を仕切り板を挟んで形成し、そのサブラジエータで冷却された冷却水を水冷式ＥＧＲクーラに供給する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　しかし、この装置は水冷式ＥＧＲクーラでＥＧＲガスと熱交換して温度が上昇している冷却水をエンジン冷却水が導入されるウォータポンプへ導入する構成である。そのため、ＥＧＲガスを大量に還流させるとき、エンジンの高負荷時、あるいは排気ガスの後処理装置の再生中などに、水冷式ＥＧＲクーラの冷却水の温度の上昇によりエンジンを冷却する回路の熱負荷が上昇してしまい、エンジンの冷却効率が下がるという問題がある。
　特に、トラックなどの大型車両では、排気ガスに含有されるＮＯｘを効果的に抑制するために大量のＥＧＲガスを還流させることがあり、そのような大型車両に上記の装置を用いると、エンジンの冷却効率が下がり、エンジンを適切に冷却できなくなるおそれがある。
日本国特開２０１０－１９６４９３号公報
　本開示の一態様の目的は、装置の重厚長大化を抑制しながら、エンジンの冷却とＥＧＲクーラの冷却とが互いに影響し合うことを回避して、それぞれを効率良く冷却することができる車両用冷却装置を提供することである。
　上記の目的を達成する一態様の車両用冷却装置は、
エンジンの第一冷却水を冷却するラジエータと、
　主冷却回路と、
　第一ＥＧＲ冷却回路と、
　を備え、
　前記ラジエータは、エンジン用入口とＥＧＲ用入口とが配置された第一タンクと、エンジン用出口とＥＧＲ用出口とが配置された第二タンクと、前記第一タンクと前記第二タンクのそれぞれの内部を仕切る仕切り板と、エンジン用コアとＥＧＲ用コアとに分割されたラジエータコアとを備え、
　前記主冷却回路は、前記エンジン用コアから構成され、
　前記第一ＥＧＲ冷却回路は、前記ＥＧＲ用コアと、排気通路から分岐して吸気通路に合流するＥＧＲ通路に介在された水冷式ＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲ用コアと前記水冷式ＥＧＲクーラとの間に介在された電動ウォータポンプから構成され、
　前記ＥＧＲ用コアで冷却された第二冷却水は、前記水冷式ＥＧＲクーラに供給され、
　前記第一ＥＧＲ冷却回路は前記主冷却回路から独立していることを特徴とする。
　また、上記の車両用冷却装置において、ＥＧＲ通路に複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが並列に介在し、前記第一ＥＧＲ冷却回路において、この複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが並列に接続されていてもよい。
　また、上記の車両用冷却装置において、ＥＧＲ通路に複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが直列に介在し、前記第一ＥＧＲ冷却回路において、前記第一ＥＧＲ冷却回路の冷却水の流れる順で前記ＥＧＲ通路の下流側の前記水冷式ＥＧＲクーラと上流側の前記水冷式ＥＧＲクーラとが直列に接続されていてもよい。
　また、上記の車両用冷却装置において、ＥＧＲ通路に複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが介在し、前記主冷却回路から分岐して前記主冷却回路の前記第一冷却水を循環させる機械式ウォータポンプにより前記水冷式ＥＧＲクーラに冷却水を循環させる第二ＥＧＲ冷却回路を備え、第一ＥＧＲ冷却回路及び前記第二ＥＧＲ冷却回路のどちらか一方により前記ＥＧＲ通路の下流側に配置された前記水冷式ＥＧＲクーラに前記第一または第二冷却水が供給され、他方により前記ＥＧＲ通路の上流側に配置された前記水冷式ＥＧＲクーラに前記第一または第二冷却水が供給される構成してもよい。
　本開示の車両用冷却装置によれば、エンジンを冷却する主冷却回路と水冷式ＥＧＲクーラを冷却する第一ＥＧＲ冷却回路とで一つのラジエータを共用させるように構成したので、水冷式ＥＧＲクーラにおけるＥＧＲガスの冷却のためにラジエータの数を増やすことなく、装置の重厚長大化を抑制することができる。また、ＥＧＲ用コアで冷却された冷却水を水冷式ＥＧＲクーラに供給する第一ＥＧＲ冷却回路を、電動ウォータポンプを設けて主冷却回路から独立した回路にしたことで、第一ＥＧＲ冷却回路と主冷却回路とが互いに影響し合うことを回避できる。これにより、それぞれの冷却回路における冷却効率を向上することで、エンジンとＥＧＲガスとの両方を効率良く冷却することができる。
　特に、本開示の車両用冷却装置は気筒数の多いエンジンを搭載したトラックなどの大型車両に好適であり、大量のＥＧＲガスを還流させても、それを効率良く冷却することができる。例えば、六気筒以上のエンジンではＥＧＲガスが大量になるために、二つのＥＧＲ通路のそれぞれに水冷式ＥＧＲクーラを並列に配置したものや、一つのＥＧＲ通路に二つの水冷式ＥＧＲクーラを直列に配置したものがある。その二つの水冷式ＥＧＲクーラに主冷却回路から独立した第一ＥＧＲ冷却回路で冷却水を主冷却回路から独立した電動ウォータポンプを使用して供給することで、大量のＥＧＲガスを冷却することができる。
図１は本開示の第一実施形態の車両用冷却装置を例示する構成図である。 図２は図１のラジエータの構成を例示する斜視図である。 図３は第二実施形態の車両用冷却装置を例示する構成図である。 図４は第三実施形態の車両用冷却装置を例示する構成図である。 図５は第三実施形態の車両用冷却装置の変形例を例示する構成図である。
　以下に、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本開示の第一実施形態からなる車両用冷却装置３０を例示している。この車両用冷却装置３０は、車両に搭載されたエンジン１０、水冷式インタークーラ１３、及び水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂのそれぞれを冷却するものである。
　エンジン１０は、車両の走行時などにおいて吸気通路１１へ吸入された吸気Ａが、ターボチャージャ１２のコンプレッサ（過給機）１２ａにより圧縮されて高温になり、水冷式インタークーラ１３で冷却された後に、インテークマニホールド１４ａ、１４ｂを経てエンジン本体１５に供給される。エンジン本体１５に供給された吸気Ａは、気筒内で燃料と混合されて燃焼して熱エネルギーを発生させた後に、排気ガスＧ１となってエキゾーストマニホールド１６ａ、１６ｂから排気通路１７へ排気されて、ターボチャージャ１２のタービン１２ｂを駆動した後に図示しない排気ガス浄化装置で浄化されてから大気中へ放出される。
　より具体的には、吸気通路１１に吸入された吸気Ａが二つの吸気分岐通路１１ａ、１１ｂに分岐し、分岐したそれぞれの吸気Ａがインテークマニホールド１４ａ、１４ｂを経てエンジン本体１５に供給される。また、排気通路１７に排気される排気ガスＧ１が二つのエキゾーストマニホールド１６ａ、１６ｂから二つの排気分岐通路１７ａ、１７ｂを経由して排気通路１７で合流してタービン１２ｂを駆動している。このように、例えば六気筒以上の多気筒のエンジン１０では、吸気通路１１及び排気通路１７のそれぞれを二股に形成し、吸気通路１１とエンジン本体１５との間に二つのインテークマニホールド１４ａ、１４ｂを介設し、排気通路１７とエンジン本体１５との間に二つのエキゾーストマニホールド１６ａ、１６ｂを介設することで、一つのマニホールドが三つの気筒に分岐するように構成されるので、マニホールドを複雑化せずに吸気脈動（慣性）効果や排気脈動（慣性）効果を効果的に得ることができる。
　ＥＧＲシステム２０は排気通路１７から吸気通路１１にＥＧＲガスＧ２を還流させるシステムであって、ＥＧＲガスＧ２が排気分岐通路１７ａ、１７ｂから各ＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂに取り込まれ、そのＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂのそれぞれに介設された各水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂで冷却された後に、各ＥＧＲバルブ２３ａ、２３ｂが開くことで吸気分岐通路１１ａ、１１ｂに供給される。このように、一つのエンジン本体１５に対して二つのＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂを備えることで、大量のＥＧＲガスＧ２を還流することができるので、排気ガスＧ１に含有されるＮＯｘ（窒素酸化物）の低減に有利になる。
　なお、ＥＧＲシステム２０はＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂがターボチャージャ１２の上流の排気通路１７から分岐する高圧型の他に、ターボチャージャ１２の下流の排気通路１７から分岐する低圧型でもよい。
　車両用冷却装置３０は、クランクシャフト１８に連結されて駆動する冷却ファン３１と、主冷却回路４０と、副冷却回路５０と、第一ＥＧＲ冷却回路６０とを備えて構成されている。この主冷却回路４０と副冷却回路５０と第一ＥＧＲ冷却回路６０とは互いに独立した回路であり、以下では、それぞれに流れる冷却水を第一冷却水Ｗ１、第三冷却水Ｗ２、第二冷却水Ｗ３と区別することにする。
　主冷却回路４０は、第一冷却水Ｗ１が、機械式ウォータポンプ４１、エンジン本体１５、サーモスタット４２、ラジエータ４３が介設された冷却通路４４及びその冷却通路４４をバイパスするバイパス通路４５のどちらか一方、並びに機械式ウォータポンプ４１の順に循環している。従って、この主冷却回路４０は、エンジン本体１５を冷却する第一冷却水Ｗ１が循環している回路である。
　副冷却回路５０は、第三冷却水Ｗ２が、主冷却回路４０から独立した回路であり、電動ウォータポンプ５１、サブラジエータ５２、水冷式インタークーラ１３、並びに電動ウォータポンプ５１の順に循環している。従って、この副冷却回路５０は水冷式インタークーラ１３を通過する吸気Ａを冷却する第三冷却水Ｗ２が循環する回路である。なお、この副冷却回路５０に車室内空調装置の空調用冷媒を冷却する水冷式コンデンサを、水冷式インタークーラ１３と並列に接続してもよい。
　第一ＥＧＲ冷却回路６０は主冷却回路４０と副冷却回路５０とから独立した回路であり、第二冷却水Ｗ３が電動ウォータポンプ６１、水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂ、ラジエータ４３、及び電動ウォータポンプ６１の順に循環している。従って、この第一ＥＧＲ冷却回路６０は水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂを通過してＥＧＲガスＧ２を冷却する第二冷却水Ｗ３が循環する回路である。
　機械式ウォータポンプ４１は機械式であって、エンジン本体１５の回転動力がクランクシャフト１８から無端状のベルトやギア機構などの動力伝達機構１９を介して伝達され、この回転動力により駆動されている。
　サーモスタット４２は主冷却回路４０のエンジン本体１５の出口側に配置されている。このサーモスタット４２は温度上昇に伴って膨張し温度低下に伴って収縮する性質を有する熱膨張体により伸縮動作するリフタ（図示しない）を有しており、エンジン本体１５で加熱された第一冷却水Ｗ１の温度に応じてそのリフタが伸縮することで、冷却通路４４及びバイパス通路４５に流れる第一冷却水Ｗ１の流量を調節している。なお、このサーモスタット４２にリフトを電熱により強制的に伸縮動作させる電熱式サーモスタットを用いてもよい。
　この実施形態のように、主冷却回路４０のエンジン本体１５の出口側にサーモスタット４２が配置されて出口側で第一冷却水Ｗ１の水温が制御される、すなわち出口制御の車両用冷却装置３０は、エア抜き性を向上でき、かつキャビテーションの発生を抑制できるので耐久性の向上に有利になり、特に、トラックなどの大型車両には好適である。
　なお、出口制御に代えて、主冷却回路４０のエンジン本体１５の入口側にサーモスタット４２を配置した入口制御も適用することができる。入口制御の場合は、出口制御と比較して第一冷却水Ｗ１の温度調整の面で有利になる。
　ラジエータ４３はエンジン１０及び車両用冷却装置３０が搭載された車両の前方側に配置されて、このラジエータ４３の後方には冷却ファン３１が配置されている。このラジエータ４３は車速風と後続の冷却ファン３１による冷却風とを利用して内部を通過する第一冷却水Ｗ１、第二冷却水Ｗ３を冷却している。
　図２にはラジエータ４３の斜視図である。この図２に示すように、ラジエータ４３はアッパータンク４７（第一タンク）及びロアータンク４８（第二タンク）のそれぞれの内部に仕切り板４９ａ、４９ｂが配置されている。この仕切り板４９ａ、４９ｂによりラジエータコア４６がエンジン用コア４６ａとＥＧＲ用コア４６ｂとに分割されている。そしてアッパータンク４７にエンジン用入口４７ａとＥＧＲ用入口４７ｂとが配置され、ロアータンク４８にエンジン用出口４８ａとＥＧＲ用出口４８ｂが配置されている。なお、エンジン用コア４６ａの方が冷却面積がＥＧＲ用コア４６ｂと比較して大きくなるように構成されている。
　このラジエータ４３は主冷却回路４０を循環する第一冷却水Ｗ１がエンジン用入口４７ａから流入し、エンジン用コア４６ａで冷却された後に、エンジン用出口４８ａから流出する一方、第一ＥＧＲ冷却回路６０を循環する第二冷却水Ｗ３がＥＧＲ用入口４７ｂから流入し、ＥＧＲ用コア４６ｂで冷却された後に、ＥＧＲ用出口４８ｂから流出している。このようにエンジン本体１５を冷却する主冷却回路４０と水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂを冷却する第一ＥＧＲ冷却回路６０とで一つのラジエータ４３を共用するように構成したので、水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂにおけるＥＧＲガスＧ２の冷却のためにラジエータの数を増やすことなく、車両用冷却装置３０の重厚長大化を抑制することができる。これにより、エンジンルームの省スペース化を図ると共に燃費をより向上することができる。
　電動ウォータポンプ５１、６１は図示しないオルタネータで発電された電力により駆動するポンプであり、それぞれの配置位置は各回路のどこでもよく、この実施形態では電動ウォータポンプ５１がサブラジエータ５２の上流側に配置され、電動ウォータポンプ６１がラジエータ４３の下流側に配置されている。サブラジエータ５２はラジエータ４３よりも車両の前方側に配置されており、ラジエータ４３よりも前方側に配置されることで車速風による冷却効果を高めている。
　このように、本開示の車両用冷却装置３０は、ラジエータ４３のＥＧＲ用コア４６ｂと水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂとの間に電動ウォータポンプ６１を介設し、ＥＧＲ用コア４６ｂ、水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂ、及び電動ウォータポンプ６１からなる第一ＥＧＲ冷却回路６０が、エンジン用コア４６ａを有した主冷却回路４０から独立した回路で構成したことを特徴としている。
　この車両用冷却装置３０は、ラジエータ４３に仕切り板４９ａ、４９ｂによってエンジン用コア４６ａとＥＧＲ用コア４６ｂとの二つを形成することで、エンジン本体１５に第一冷却水Ｗ１を供給し、水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂに第一冷却水Ｗ１とは温度帯の異なる第二冷却水Ｗ３を供給する構成である。水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂに供給された後の第二冷却水Ｗ３の温度、つまりラジエータ４３を通過前の第二冷却水Ｗ３の温度はＥＧＲガスＧ２の量やエンジン１０の負荷、さらには図示しない後処理装置の再生の有無によっては第一冷却水Ｗ１の温度よりも高くなる場合がある。ラジエータ４３、サブラジエータ５２で冷却された各冷却水の温度は、例えば、第一冷却水Ｗ１の温度Ｔ１が６０度以上、９０度以下、第三冷却水Ｗ２の温度Ｔ２が４０度以上、６０度以下、及び第二冷却水Ｗ３の温度Ｔ３が４０度以上、９０度以下である。
　この車両用冷却装置３０の動作について説明する。車両用冷却装置３０の主冷却回路４０では、エンジン１０が始動するとクランクシャフト１８の回転により機械式ウォータポンプ４１が駆動して第一冷却水Ｗ１の循環が開始される。主冷却回路４０はエンジン１０の始動直後でエンジン１０の出口側の第一冷却水Ｗ１の温度が、例えば、６０度以上、８０度以下に設定された暖機温度Ｔａ未満の場合には、サーモスタット４２が閉じて第一冷却水Ｗ１にバイパス通路４５を経由させて暖機を行う。一方、エンジン１０の出口側の第一冷却水Ｗ１の温度が暖機温度Ｔａ以上の場合には、サーモスタット４２が開いて第一冷却水Ｗ１に冷却通路４４を経由させ、第一冷却水Ｗ１をラジエータ４３のエンジン用コア４６ａで冷却して、エンジン本体１５を冷却する。
　副冷却回路５０では、エンジン１０が始動すると電動ウォータポンプ５１が駆動して第三冷却水Ｗ２の循環が開始される。この副冷却回路５０はサブラジエータ５２で冷却された第三冷却水Ｗ２が供給された水冷式インタークーラ１３で、その第三冷却水Ｗ２とコンプレッサ１２ａで過給されて吸気Ａとが熱交換を行うことで、その吸気Ａが冷却される。
　第一ＥＧＲ冷却回路６０では、エンジン１０が始動すると電動ウォータポンプ６１が駆動して第二冷却水Ｗ３の循環が開始される。この第一ＥＧＲ冷却回路６０はラジエータ４３のＥＧＲ用コア４６ｂで冷却された第二冷却水Ｗ３が供給された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂで、その第二冷却水Ｗ３とＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂから取り込まれたＥＧＲガスＧ２とが熱交換を行うことで、そのＥＧＲガスＧ２が冷却される。
　このように、ラジエータ４３のＥＧＲ用コア４６ｂで冷却された第二冷却水Ｗ３を水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂに供給する第一ＥＧＲ冷却回路６０を、電動ウォータポンプ６１を設けて、主冷却回路４０から独立した回路にしたことで、第一ＥＧＲ冷却回路６０と主冷却回路４０とが互いに影響し合うことを回避して、それぞれの冷却回路における冷却効率を向上することで、エンジン本体１５とＥＧＲガスＧ２との両方を効率良く冷却することができる。
　前述した通り第一ＥＧＲ冷却回路６０を循環する第二冷却水Ｗ３はＥＧＲガスＧ２の量やエンジン１０の負荷、さらには図示しない後処理装置の再生の有無によっては主冷却回路４０の第一冷却水Ｗ１の温度よりも高い温度になる場合がある。しかし、第一ＥＧＲ冷却回路６０を主冷却回路４０から独立させることで、その第二冷却水Ｗ３の温度によって主冷却回路４０の熱負荷が増大することを回避できる。さらに、主冷却回路４０では第一冷却水Ｗ１がエンジン１０の暖機に伴って暖機温度Ｔａ以上に維持されているが、第一ＥＧＲ冷却回路６０ではそのような制約が無いためにラジエータ４３のＥＧＲ用コア４６ｂで冷却された第二冷却水Ｗ３の温度をエンジン用コア４６ａで冷却された第一冷却水Ｗ１の温度よりも低くすることもできるので、水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂを効率良く冷却することができる。
　特に、この車両用冷却装置３０は六気筒以上の気筒数の多いエンジン１０を搭載したトラックなどの大型車両に好適であり、大量のＥＧＲガスＧ２を還流させても、それを効率良く冷却することができる。この実施形態では、吸気脈動効果や排気脈動効果を最適化するために吸気通路１１と排気通路１７とのそれぞれを分岐させて複数のマニホールドを備えているために、二つのＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂが並列に配置されている。従ってそれらのＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂのそれぞれに介設された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂを一度に冷却する必要がある。そこで、第一ＥＧＲ冷却回路６０を主冷却回路４０から独立した回路で構成することにより、複数の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂを備えて大量のＥＧＲガスＧ２を還流させたとしても、そのＥＧＲガスＧ２を効果的に冷却することができるので、排気ガスＧ１に含有されるＮＯｘを効果的に低減することができる。
　さらに、主冷却回路４０と第一ＥＧＲ冷却回路６０とから独立した副冷却回路５０によりサブラジエータ５２で冷却された第三冷却水Ｗ２を直に水冷式インタークーラ１３に供給することで、ターボチャージャ１２のコンプレッサ１２ａで過給された吸気Ａを効果的に冷却することができる。これにより、コンプレッサ１２ａの仕事を増加することなく、吸気Ａの量を増加して、排気ガス性能の悪化を抑制しながら、燃費を向上することができる。
　図３は本開示の第二実施形態からなる車両用冷却装置３０を例示している。この第二実施形態のＥＧＲシステム２０は、エンジン１０が複数のインテークマニホールド１４ａ、１４ｂ及び複数のエキゾーストマニホールド１６ａ、１６ｂを備えることに伴って複数のＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂが並列に配置された構成に代えて、ＥＧＲガスＧ２が排気通路１７からＥＧＲ通路２１に取り込まれ、そのＥＧＲ通路２１に介設された各水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂで冷却された後に、ＥＧＲバルブ２３が開くことで吸気通路１１に供給されるように構成されている。
　各水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂはＥＧＲ通路２１に直列に配置されており、ＥＧＲガスＧ２は、最初にＥＧＲ通路２１の上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａを通過して冷却された後に、下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂを通過してさらに冷却されている。このように各水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂを直列に配置する場合には、各水冷式ＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂのそれぞれの冷却水の温度帯を異ならせ、前段の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａよりも後段の水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂの温度帯を低くすることが望ましい。
　そこで、第二実施形態の車両用冷却装置３０は、第一ＥＧＲ冷却回路６０の第二冷却水Ｗ３の流れる順にＥＧＲ通路２１の下流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂと上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａとが直列に配置されて構成される。
　この車両用冷却装置３０は、ＥＧＲガスＧ２が通過する順番とは逆向きの順番に、つまり下流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂの次に上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａに第二冷却水Ｗ３を供給するようにしたことで、上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａには比較的に温度が高い第二冷却水Ｗ３が供給され、下流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂにより低水温の第二冷却水Ｗ３が供給される。従って、比較的高水温の第二冷却水Ｗ３が供給される上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａで高温のＥＧＲガスＧ２の粗熱を取り、より低水温の第二冷却水Ｗ３が供給される下流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂでより低い温度まで冷却する。つまり、温度帯の異なる水冷式ＥＧＲクーラ２２ａと水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂとで段階的に冷却することで、ＥＧＲガスＧ２をより低温まで確実に冷却することができる。例えば、ＥＧＲガスＧ２は高負荷時や図示しない後処理装置の再生時には５００度以上の高温になるが、多段階で冷却することで、１００度未満まで冷却することが可能となる。
　なお、第一実施形態のＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂのそれぞれに第二実施形態のような二つの水冷式ＥＧＲクーラを介設してもよい。
　図４及び図５は本開示の第三実施形態からなる車両用冷却装置３０を例示している。この第三実施形態の車両用冷却装置３０は、第二実施形態の構成に加えて、主冷却回路４０から分岐して機械式ウォータポンプ４１により水冷式ＥＧＲクーラ２２ａに第一冷却水Ｗ１を循環させる第二ＥＧＲ冷却回路７０を備えて構成される。そして、第一ＥＧＲ冷却回路６０及び第二ＥＧＲ冷却回路７０のどちらか一方によりＥＧＲ通路２１の上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａに第一冷却水Ｗ１又は第二冷却水Ｗ３を供給し、他方によりＥＧＲ通路２１の下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂに第二冷却水Ｗ３又は第一冷却水Ｗ１を供給するように構成される。
　図４は、第二ＥＧＲ冷却回路７０によりＥＧＲ通路２１の上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａに第一冷却水Ｗ１を供給し、第一ＥＧＲ冷却回路６０によりＥＧＲ通路２１の下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂに第二冷却水Ｗ３を供給する構成である。
　一方、図５は、第一ＥＧＲ冷却回路６０の第二冷却水Ｗ３の供給先と第二ＥＧＲ冷却回路７０の第一冷却水Ｗ１の供給先を交換し、第一ＥＧＲ冷却回路６０によりＥＧＲ通路２１の上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａに第二冷却水Ｗ３を供給し、第二ＥＧＲ冷却回路７０によりＥＧＲ通路２１の下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂに第一冷却水Ｗ１を供給する構成である。
　このように、ＥＧＲガスＧ２を段階的に、詳しくは最初にＥＧＲ通路２１の上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａで冷却した後に、下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂで冷却するようにしたことで、ＥＧＲガスＧ２をより低温まで確実に冷却することができる。また、上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ａと下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂとをそれぞれ独立した回路として、その温度帯を異ならせることで、第一ＥＧＲ冷却回路６０と主冷却回路４０とのそれぞれの冷却回路における冷却効率をより向上することができる。これにより、エンジン本体１５とＥＧＲガスＧ２との両方を効率良く冷却することができる。
　例えば、上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａで熱交換した後の水温がエンジン本体１５で熱交換した後の水温と略同等、あるいはそれ以下の温度になる場合には、図４に示すように、第二ＥＧＲ冷却回路７０により上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａに第一冷却水Ｗ１を供給し、第一ＥＧＲ冷却回路６０により下流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂに第二冷却水Ｗ３を供給するように構成することが好ましい。このように構成することで、第一ＥＧＲ冷却回路６０を循環する第二冷却水Ｗ３をより低水温にすることができるので、ＥＧＲガスＧ２の冷却効果を向上することができる。
　一方、上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａで熱交換した後の水温がエンジン本体１５で熱交換した後の水温よりも高い温度になる場合には、図５に示すように、第一ＥＧＲ冷却回路６０により上流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ａに第二冷却水Ｗ３を供給し、第二ＥＧＲ冷却回路７０により下流側の水冷式ＥＧＲクーラ２２ｂに第一冷却水Ｗ１を供給するように構成することが好ましい。このように構成することで、高温になる冷却水Ｗ３の循環が独立回路になるので、主冷却回路４０から分岐する第二ＥＧＲ冷却回路７０によって主冷却回路４０の熱負荷が高くなることを確実に回避できる。
　なお、第一実施形態のＥＧＲ通路２１ａ、２１ｂのそれぞれに第三実施形態のような二つの水冷式ＥＧＲクーラを介設してもよい。
　本出願は、2015年10月8日付で出願された日本国特許出願（2015-199998）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　水冷式ＥＧＲクーラにおけるＥＧＲガスの冷却のためにラジエータの数を増やすことなく、装置の重厚長大化を抑制することができるという点で有用である。
１０　エンジン
１１　吸気通路
１７　排気通路
２１、２１ａ、２１ｂ　ＥＧＲ通路
２２ａ、２２ｂ　水冷式ＥＧＲクーラ
２３、２３ａ、２３ｂ　ＥＧＲバルブ
３０　車両用冷却装置
４０　主冷却回路
４３　ラジエータ
４６　ラジエータコア
４６ａ　エンジン用コア
４６ｂ　ＥＧＲ用コア
４７　アッパータンク
４７ａ　エンジン用入口
４７ｂ　ＥＧＲ用入口
４８　ロアータンク
４８ａ　エンジン用出口
４８ｂ　ＥＧＲ用出口
４９ａ、４９ｂ　仕切り板
６０　第一ＥＧＲ冷却回路
６１　電動ウォータポンプ

Claims (4)

  1. 　エンジンの第一冷却水を冷却するラジエータと、
    　主冷却回路と、
    　第一ＥＧＲ冷却回路と、
    　を備えた車両用冷却装置において、
    　前記ラジエータは、エンジン用入口とＥＧＲ用入口とが配置された第一タンクと、エンジン用出口とＥＧＲ用出口とが配置された第二タンクと、前記第一タンクと前記第二タンクのそれぞれの内部を仕切る仕切り板と、エンジン用コアとＥＧＲ用コアとに分割されたラジエータコアとを備え、
    　前記主冷却回路は、前記エンジン用コアから構成され、
    　前記第一ＥＧＲ冷却回路は、前記ＥＧＲ用コアと、排気通路から分岐して吸気通路に合流するＥＧＲ通路に介在された水冷式ＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲ用コアと前記水冷式ＥＧＲクーラとの間に介在された電動ウォータポンプから構成され、
    　前記ＥＧＲ用コアで冷却された第二冷却水は、前記水冷式ＥＧＲクーラに供給され、
    　前記第一ＥＧＲ冷却回路は前記主冷却回路から独立していることを特徴とする車両用冷却装置。
  2. 　前記ＥＧＲ通路に複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが並列に介在し、前記第一ＥＧＲ冷却回路において、この複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが並列に接続された請求項１に記載の車両用冷却装置。
  3. 　前記ＥＧＲ通路に複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが直列に介在し、前記第一ＥＧＲ冷却回路において、前記第一ＥＧＲ冷却回路の前記第二冷却水の流れる順で前記ＥＧＲ通路の下流側の前記水冷式ＥＧＲクーラと上流側の前記水冷式ＥＧＲクーラとが直列に接続された請求項１に記載の車両用冷却装置。
  4. 　前記ＥＧＲ通路に複数の前記水冷式ＥＧＲクーラが介在し、
    　前記主冷却回路から分岐して前記主冷却回路の前記第一冷却水を循環させる機械式ウォータポンプにより前記水冷式ＥＧＲクーラに前記第一冷却水を循環させる第二ＥＧＲ冷却回路を備え、
    　前記第一ＥＧＲ冷却回路及び前記第二ＥＧＲ冷却回路のどちらか一方により前記ＥＧＲ通路の下流側に配置された前記水冷式ＥＧＲクーラに前記第一または第二冷却水が供給され、他方により前記ＥＧＲ通路の上流側に配置された前記水冷式ＥＧＲクーラに前記第一または第二冷却水が供給される構成にした請求項１又は２に記載の車両用冷却装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0622768U (ja) * 1992-08-25 1994-03-25 株式会社小松製作所 内燃機関の冷却装置
JP2011190742A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Denso Corp 内燃機関用排気再循環装置
JP2012149575A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却装置
JP2013064340A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Calsonic Kansei Corp Ｅｇｒガス冷却システム
JP2013245563A (ja) * 2012-05-23 2013-12-09 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の排気再循環システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0622768U (ja) * 1992-08-25 1994-03-25 株式会社小松製作所 内燃機関の冷却装置
JP2011190742A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Denso Corp 内燃機関用排気再循環装置
JP2012149575A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の冷却装置
JP2013064340A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Calsonic Kansei Corp Ｅｇｒガス冷却システム
JP2013245563A (ja) * 2012-05-23 2013-12-09 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の排気再循環システム

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