WO2018030378A1 - 車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法 - Google Patents

車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法 Download PDF

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radiator
fan
cooling
air
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飯田　真
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いすゞ自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • 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
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/10—Guiding or ducting cooling-air, to, or from, 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
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle radiator cooling system, a vehicle, and a vehicle radiator cooling method in which the radiator is cooled by suction air from a cooling fan disposed on the rear side of the radiator.
  • a cooling system in a vehicle equipped with an internal combustion engine such as a diesel engine air taken from an air intake port on the front of the vehicle is sucked in through a radiator by the work of a cooling fan arranged on the rear side of a radiator such as a radiator. It is discharged to the engine body side behind the cooling fan. Therefore, as the cooling fan, in order to reduce the influence of the rear engine body that becomes an obstacle to the air flow, a mixed-flow fan in which the flow of the discharged air flows diagonally with respect to the rotating shaft is used. There are many cases.
  • the engine room of a vehicle has become tight due to the increase in the size of exhaust gas treatment devices, intercoolers, EGR coolers, and the mounting of multiple superchargers. Therefore, even if the cooling fan is turned, the engine body wall is immediately after the cooling fan, and the air volume for cooling the radiator is insufficient and the engine is likely to overheat (overheat).
  • the cooling fan is just a centrifugal fan
  • the air flow is simply exhausted in the circumferential direction, so the hot air warmed by the heatsink fills the interior of the engine room, which is obstructive and poorly exhausted.
  • the air flow cannot be smoothly guided to the outside from the lower exhaust port of the engine room, and the flow resistance of the air flow increases, so the amount of air sucked by the cooling fan decreases.
  • the cooling efficiency of the radiator is lowered.
  • the object of the present disclosure is to reduce the cooling resistance of the cooling fan by reducing the air flow resistance inside the engine room of the vehicle, around the wings of the cooling fan and in the passage, and by improving the cooling air volume and reducing the cooling fan power. It is an object of the present invention to provide a vehicle radiator cooling system, a vehicle, and a vehicle radiator cooling method capable of improving the noise and reducing the noise of a cooling fan.
  • a vehicle radiator cooling system of the present disclosure is provided in a vehicle radiator cooling system in which an air intake, a radiator, and a cooling fan are arranged in order from the front in a vehicle engine room.
  • the cooling fan is a centrifugal fan, and when the cooling fan has a spiral shape and is attached to the engine room, a discharge port is provided in a portion where the static pressure during running outside the vehicle is low. Covered with a fan guide.
  • the part on the side where the static pressure during driving outside the vehicle is low is usually below the engine room of the vehicle, but the vehicle above the engine room where the static pressure of the atmosphere is low, or the static pressure Since the discharge air of the cooling fan can be discharged from the upper bonnet portion as long as the shape is lowered, in this case, it may be the upper side of the engine room.
  • a vehicle according to the present disclosure for achieving the above object includes a radiator cooling system for the vehicle.
  • the radiator radiator cooling method for a vehicle according to the present disclosure for achieving the above object is achieved by a cooling fan disposed in the rear side of the radiator in which air flowing in from an air intake port on the front surface of the vehicle in an engine room of the vehicle.
  • a cooling fan disposed in the rear side of the radiator in which air flowing in from an air intake port on the front surface of the vehicle in an engine room of the vehicle.
  • the air sucked from the front by the cooling fan constituted by a centrifugal fan is disposed in the outer circumferential direction.
  • the air flowing out in the outer circumferential direction is guided to the lower side of the cooling fan by a spiral fan guide that covers the cooling fan, and is discharged from the lower side of the engine room to the outside of the vehicle.
  • the air flow passing through the radiator by a combination of a centrifugal fan and a fan guide having a spiral shape and a discharge port on the lower side. Is sucked from the front with a centrifugal fan and smoothly discharged from the lower side of the vehicle along the spiral fan guide on the outer peripheral side to the outside of the vehicle.
  • the blowing resistance is reduced, the cooling air volume can be improved, the power of the cooling fan can be reduced, and the noise of the cooling fan, which is one of the main sound sources of the engine, can be reduced.
  • the cooling efficiency of the cooling fan is improved by utilizing the suction effect of the external flow when the vehicle is running, and the most horsepower lost in the engine
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a vehicle radiator cooling system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of a centrifugal fan and a spiral fan guide.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the centrifugal fan and the back disk.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the cooling fan schematically showing the configuration of the centrifugal fan and the flat plate-shaped rear disk.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the cooling fan schematically showing the configuration of the centrifugal fan and the streamlined back disk.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a radiator cooling system for a vehicle including a comparative flow fan.
  • a vehicle radiator cooling system 30 is a cooling system mounted on a vehicle 10 such as a passenger car or a truck, and includes a hood 21 and an engine that cover an upper side of the vehicle 10. It is arranged inside an engine room Rm surrounded by a rear wall 27 of the room, a tire house or frame (not shown) and the bumper 22.
  • an air intake (front grill) 31, an intercooler 32, a condenser 33, a radiator 34, a cooling fan 35, and an engine body 25 are arranged in order from the front of the vehicle 10.
  • the intercooler 32 is a radiator for cooling the supply air heated by a supercharger (not shown)
  • the condenser 33 is a radiator for air-cooling the high-pressure refrigerant for the air conditioner
  • the radiator 34 is This is a heat radiator for air-cooling the engine coolant that has been heated from the engine body 25.
  • wheels (tires) 26 are disposed on both sides of the engine room Rm.
  • the cooling fan 35 disposed on the rear side of the radiators 32 to 34 is operated on the front surface of the vehicle 10. Air A taken from the air intake 31 is sucked through the radiators 32 to 34 and discharged from the cooling fan 35 to the outside of the vehicle 10.
  • the engine body 25 is close to the entire surface on the rear side of the cooling fan 35, and the bonnet 21 on the upper side of the cooling fan 35 and the left and right tire houses (illustrated). Not) and the four directions are shielded by the rear engine body 25 with a shield. Therefore, the place where the air A blown out from the cooling fan 35 goes outside is only the lower side of the vehicle 10.
  • the cooling fan 35 is configured as a centrifugal fan, and the cooling fan 35 has a spiral shape and has a lower side when attached to the engine room Rm.
  • the cooling fan 35 in front of the engine body 25 is a centrifugal fan, and the periphery of the centrifugal fan is opened downward. It is covered with a spiral fan guide 36 having a discharge port 36a.
  • the rotating shaft 35a, the rotating blade 35b, and the rear disk 35c of the cooling fan 35 rotate in the R direction.
  • the fan guide 36 is formed in a spiral shape in which the passage area gradually increases in the rotation direction R toward the discharge port 36a, and conforms to the flow rate of air A collected from the rotary blades 35b toward the discharge port 36a. Thus, an increase in passage resistance is prevented.
  • the fan guide 36 is attached to the radiator 34, but may be attached to either or both of the engine body 25 side.
  • the engine body 25 is elastically supported by a mount (not shown) in the engine room Rm of the vehicle 10, the engine body 25 is about 20 mm to 30 mm in the front-rear direction when the vehicle 10 starts running or is braked. Will move to.
  • the cooling fan 35 that obtains the driving force from the engine body 25 is fixed to the engine body 25, the gap between the radiator 34 and the cooling fan 35 is maintained when the vehicle 10 starts running, during braking, or during operation. It becomes narrower and wider due to engine vibration.
  • the fan guide 36 can be simplified in structure if it is attached to either the radiator 34 or the engine body 25 side.
  • the fan guide 36 is provided on the radiator 34 side, there is no gap between the radiator 34 and the fan guide 36, and the air A sucked by the cooling fan 35 becomes only the air A passing through the radiator 34.
  • the cooling efficiency for 32 to 34 is increased.
  • a clearance corresponding to the relative movement of the engine body 25 is used as a clearance in the front-rear direction between the cooling fan 35 connected to the engine body 25 and the fan guide 36. It is necessary to ensure.
  • the air A is sucked from the front surface of the cooling fan 35 in accordance with the rotation of the rotating blade 35b of the cooling fan 35, flows along the rotating blade 35b, and flows in the outer circumferential direction by centrifugal force. Flowing into.
  • the air A flowing in the outer peripheral direction flows along the spiral fan guide 36 whose flow path area increases in the rotation direction R, and is discharged from the discharge port 36a provided on the lower side.
  • the discharge port 36a is disposed at the lower part on the front side of the engine body 25 of the vehicle, so that the air A is discharged from the discharge port 36a to the outside of the vehicle 10. That is, the flow of the air A hits a portion on the front wall of the engine body 25 without flowing the discharged air A to the rear side, the back pressure rises, the blowing resistance of the cooling fan 35 increases, and the cooling efficiency To avoid lowering.
  • the cooling fan 35 has a rotating shaft 35a, a rotating blade 35b that rotates together with the rotating shaft 35a, and a back surface disk 35c attached to the rear side of the rotating blade 35b.
  • the back surface disk 35c is fixed to the rear side of the rotary blade 35b and rotates together with the rotary blade 35b.
  • the cross-sectional shape of the back surface disk 35c can be easily manufactured by forming a flat plate shape as shown in FIG. 4, but the front surface of the back surface disk 35c is the inner periphery of the back surface disk 35c as shown in FIG. It is preferable to form a streamlined shape that is inclined forward as it goes to the side.
  • the cross-sectional shape of the back surface disk 35c into a streamline shape, when the flow of the air A is changed from the rotation axis direction to the outer peripheral direction by the rotating blades 35b, the back surface disk 35c is smoother than the flat plate shape back surface disk 35c. The flow of air A can be guided to
  • a vehicle radiator cooling method in the engine room Rm of the vehicle 10, the air A flowing in from the air intake 31 on the front surface of the vehicle is sucked by the cooling fan 35 disposed on the rear side of the radiators 32 to 34,
  • air A sucked from the front by a cooling fan 35 constituted by a centrifugal fan is caused to flow out in the outer circumferential direction, and the air A that has flowed out in the outer circumferential direction covers the cooling fan 35.
  • the fan guide 36 leads to the lower side of the cooling fan 35 and discharges it from the lower side of the engine room Rm to the outside of the vehicle.
  • the centrifugal fan cooling fan 35 and the fan guide 36 having a spiral shape and having a discharge port 36a on the lower side are provided.
  • the flow of the air A passing through the radiators 32 to 34 is sucked from the front by the cooling fan 35 and smoothly discharged to the lower side of the vehicle 10 along the spiral fan guide 36 on the outer peripheral side.
  • the suction effect of the lower external flow when the vehicle 10 is traveling can be used.
  • the air blowing resistance is reduced, and the amount of cooling air can be improved and the power of the cooling fan 35 can be reduced.
  • the main flow of the air A is guided to the lower part of the vehicle where the relative flow velocity of the outside air is fast and the static pressure is reduced through the passage of the fan guide 36 provided exclusively for the air.
  • A can be discharged smoothly, and the cooling efficiency of the cooling fan 35 can be improved.
  • the cooling fan 35 having the largest horsepower loss among the engines can be reduced, or the rotational speed of the rotor blades 35b of the cooling fan 35 can be reduced to a low rotational speed. It is possible to reduce the noise of the cooling fan 35 that is one of the main sound sources of the engine.
  • the position of the discharge port 36a of the fan guide 36 may be the left and right discharge ports with respect to the cooling fan 35 in the case of an agricultural machine with a slow vehicle speed, but in the case of a passenger car or truck, a tire house or a frame is used. Since it may exist, it is difficult to make a structure that extends sideways, and when it is discharged into the engine room Rm of the vehicle 10, the static pressure is high and the position of the discharge port 36a is inappropriate. .
  • the vehicle has a low static pressure in the upper atmosphere or a shape that reduces the static pressure, it can be discharged from the upper hood. That is, the present disclosure provides a structure for intensively guiding the flow of cooling air sucked out by a fan to an external low-pressure portion and discharging it to low-pressure outside air.
  • the vehicle according to the embodiment of the present disclosure includes the vehicle radiator cooling system 30 described above. Thereby, the same effect as said radiator cooling system 30 of vehicles can be exhibited.
  • a mixed flow fan in which the flow of air A is mixed is used as 35X.
  • the cooling air A passes through the intercooler 32, the condenser 33, and the radiator 34 from the air intake 31 on the front side of the vehicle and is sucked into the cooling fan 35X. Since the air A that has passed through the cooling fan 35X flows into the engine room Rm and stays therein, the air A does not flow smoothly to the outside, and cooling efficiency decreases.
  • the resistance of the air flow inside the engine room of the vehicle, the wings of the cooling fan, and the passage is reduced, and the amount of cooling air is improved.
  • the reduction of the power of the cooling fan is useful in that the cooling efficiency of the cooling fan can be improved and the noise of the cooling fan can be reduced.
  • Air intake 32 Intercooler (heat radiator) 33 Capacitor (heatsink) 34 Radiator (heat radiator) 35, 35X Cooling fan 35a Rotating shaft 35b Rotating blade 35c Back disk 36 Fan guide 36a Discharge port A Air R Rotating direction Rm Engine room

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Abstract

車両１０のエンジンルームＲｍにおいて、前方から順に、空気取入口３１、放熱器３２～３４、冷却ファン３５を配設した車両の放熱器冷却システム３０において、冷却ファン３５は遠心ファンで構成されており、冷却ファン３５を、渦巻き形状で、かつ、エンジンルームＲｍに取り付けたときに下側となる部分に吐出口３６ａを設けたファンガイド３６で覆っている。

Description

車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法
　本開示は、放熱器の後側に配置された冷却ファンによる吸引風で放熱器を冷却する、車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法に関する。
　ディーゼルエンジン等の内燃機関を搭載した車両における冷却システムにおいては、ラジエータなどの放熱器の後側に配設した冷却ファンの仕事によって、車両前面の空気取入口から取り入れた空気を放熱器を通して吸い込み、冷却ファンの後側のエンジン本体側に放出している。そのため、冷却ファンとしては、空気の流れの障害物となる後側のエンジン本体の影響を少なくするために、吐出される空気の流れが回転軸に対して斜流になる斜流ファンが使われることが多い。
　一方、排気ガス処理装置、インタークーラ、ＥＧＲクーラの大型化や過給器の複数搭載化などにより、車両のエンジンルームが窮屈になってきている。そのため、冷却ファンを回しても、冷却ファン直後にエンジン本体の壁があるような状態となり、放熱器冷却のための風量が不足してエンジンが過熱（オーバーヒート）し易い状況となっている。
　これに関連して、ラジエータに冷却用空気を吸入するための遠心ファンの後側に回転円盤を設けて、この回転円盤を周縁部側が後方になるように傾斜させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開平５－２４８２４１号公報
　しかしながら、冷却ファンを遠心ファンにしただけでは、空気の流れは単に円周方向に排出されるだけであるため、放熱器で暖められた熱気が閉塞的で排出性に劣るエンジンルームの内部に充満することになり、空気の流れをスムーズにエンジンルームの下側の排出口から外部に導くことはできず、空気の流れの流通抵抗が大きくなるため、冷却ファンが吸引する空気量が低下して、放熱器の冷却効率が低下するという問題がある。
　本開示の目的は、車両のエンジンルームの内部と冷却ファンの翼周囲及び通路の空気の流れの抵抗が少なくなり、冷却風量の改善と、冷却ファンの動力の軽減とにより、冷却ファンの冷却効率を向上させることができ、しかも、冷却ファンの騒音を低減することができる、車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法を提供することにある。
　上記の目的を達成するための本開示の車両の放熱器冷却システムは、車両のエンジンルームにおいて、前方から順に、空気取入口、放熱器、冷却ファンを配設した車両の放熱器冷却システムにおいて、前記冷却ファンは遠心ファンで構成されており、前記冷却ファンを、渦巻き形状で、かつ、前記エンジンルームに取り付けたときに車両外部で走行時の静圧が低くなる側の部分に吐出口を設けたファンガイドで覆っている。なお、この車両外部で走行時の静圧が低くなる側の部分は通常は、車両のエンジンルームの下側となるが、エンジンルームの上方側の大気の静圧が低い車両、あるいは静圧を低くする形状であれば、上方のボンネット部から冷却ファンの吐出空気を排出することも可能であるので、この場合は、エンジンルームの上側としてもよい。
　また、上記の目的を達成するための本開示の車両は、上記の車両の放熱器冷却システムを備える。
　そして、上記の目的を達成するための本開示の車両の放熱器冷却方法は、車両のエンジンルームにおいて、車両前面の空気取入口から流入する空気を、放熱器の後側に配置した冷却ファンにより吸引して、この吸引した空気を前記放熱器を通過させて、前記放熱器を冷却する車両の放熱器冷却方法において、遠心ファンで構成している前記冷却ファンで前方から吸引した空気を外周方向に流出させると共に、この外周方向に流出した空気を前記冷却ファンを覆う渦巻き形状のファンガイドで前記冷却ファンの下側に導いて、前記エンジンルームの下側から車両外部に排出する。
　本開示の車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法によれば、遠心ファンと渦巻き形状で下側に排出口を有するファンガイドとの組み合わせにより、放熱器を通過する空気流れを、遠心ファンで正面から吸引して、外周側の渦巻き形状のファンガイドに沿って円滑に車両下側から車両外部に排出することで、車両走行時の下方の外部流の吸出し効果を利用できるようになるので、送風抵抗が少なくなり、冷却風量の改善と、冷却ファンの動力の軽減と、エンジンの主要音源の一つである冷却ファンの騒音の低減を図ることができる。
　つまり、冷却風の主な流れを専用に設けた通路に通すことで、車両走行時の外部流の吸出し効果を利用して冷却ファンの冷却効率を向上して、エンジンの中で最も損失馬力の大きい冷却ファンの小型化又は低回転数化を図ることで、燃料消費量を少なくでき、冷却ファンの騒音を低減できる。
図１は、本開示に係る実施の形態の車両の放熱器冷却システムの構成を模式的に示す図である。 図２は、遠心ファンと渦巻き形状のファンガイドの構成を模式的に示す図である。 図３は、遠心ファンと背面円盤の構成を模式的に示す図である。 図４は、遠心ファンと平板形状の背面円盤の構成を模式的に示す、冷却ファンの横断面図である。 図５は、遠心ファンと流線型形状の背面円盤の構成を模式的に示す、冷却ファンの横断面図である。 図６は、比較例の斜流ファンを備えている車両の放熱器冷却システムの構成を模式的に示す図である。
　以下、本開示に係る実施の形態の車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本開示に係る実施の形態の車両の放熱器冷却システム３０は、乗用車やトラックなどの車両１０に搭載される冷却システムであり、車両１０の上側を覆うボンネット２１及びエンジンルームの後方壁２７と図示しないタイヤハウスやフレームとバンパー２２とで囲まれたエンジンルームＲｍの内部に配置されている。
　この車両の放熱器冷却システム３０は、車両１０の前方から順に、空気取入口(フロントグリル)３１、インタークーラ３２、コンデンサ３３、ラジエータ３４、冷却ファン３５、エンジン本体２５が配置されている。インタークーラ３２は過給器(図示しない)で昇温した給気を冷却するための放熱器であり、コンデンサ３３は、エアコン用の高圧冷媒を空冷するための放熱器であり、ラジエータ３４は、エンジン本体２５からの昇温したエンジン冷却水を空冷するための放熱器である。また、エンジンルームＲｍの両側には車輪(タイヤ)２６が配置されている。
　このような、ディーゼルエンジン等の内燃機関を搭載した車両１０における車両の放熱器冷却システム３０においては、放熱器３２～３４の後側に配設した冷却ファン３５の仕事によって、車両１０の前面の空気取入口３１から取り入れた空気Ａを放熱器３２～３４を通して吸い込み、冷却ファン３５から車両１０の外部に放出している。
　この車両１０のエンジンルームＲｍの内部においては、冷却ファン３５の後側において、略全面にエンジン本体２５が近接して存在して、冷却ファン３５の上側のボンネット２１と左右側のタイヤハウス(図示しない)と後方のエンジン本体２５により４方向が遮蔽物で遮蔽されている。そのため、冷却ファン３５から吹き出された空気Ａが外部に出る場所としては、車両１０の下側のみとなっている。
　しかしながら、この排出場所となるエンジンルームＲｍの下部には、車両１０の剛性を確保するためのクロスメンバー２３と、前輪(タイヤ)２６の舵取り機構であるタイロッド２４が配置されており、空気Ａの流れを妨げている。
　このような環境下では、冷却ファン３５によって吐出される空気Ａの流れは、行き場がなくなってしまうため、冷却ファン３５の背圧が高くなり、吸引する空気Ａの流量が低下するので、放熱器３２～３４の冷却性能が低下して、エンジンがオーバーヒートし易くなる。
　そこで、図１及び図２に示すように、本開示においては、冷却ファン３５を遠心ファンで構成すると共に、冷却ファン３５を、渦巻き形状で、かつ、エンジンルームＲｍに取り付けたときに下側となる部分に吐出口３６ａを設けたファンガイド３６で覆う構成とするつまり、エンジン本体２５の前方の冷却ファン３５を、遠心ファンとした上で、この遠心ファンの周囲を、下方向に開口部となる吐出口３６ａを持つ渦巻き形状のファンガイド３６で覆う。なお、図２では、冷却ファン３５の回転軸３５ａと回転翼３５ｂと背面円盤３５ｃはＲ方向に回転する。
　このファンガイド３６は、吐出口３６ａに向けて回転方向Ｒに徐々に通路面積が増加するこの渦巻き形状に形成され、吐出口３６ａに向けて、回転翼３５ｂから集まってくる空気Ａの流量に適合するようにして、通路抵抗の増加を防止する。
　そして、このファンガイド３６は、図１の構成では、ラジエータ３４に取り付けられているが、エンジン本体２５側のどちらか一方、又は両方に取り付けてもよい。しかし、エンジン本体２５は車両１０のエンジンルームＲｍの内部にマウント(図示しない)により弾性支持されているので、車両１０の走行開始時や制動時には、エンジン本体２５は、２０ｍｍ～３０ｍｍ程度、前後方向に動くことになる。一方、エンジン本体２５からの駆動力を得る冷却ファン３５はエンジン本体２５に固定されているので、ラジエータ３４と冷却ファン３５の間の隙間は、車両１０の走行開始時や制動時及び運転中のエンジンの振動によって、狭くなったり広くなったりすることになる。
　従って、ファンガイド３６は、ラジエータ３４か、エンジン本体２５側のどちらか一方に取り付ける方がファンガイド３６の構成を単純化できる。そして、ファンガイド３６をラジエータ３４側に設けると、ラジエータ３４とファンガイド３６との間に隙間がなくなり、冷却ファン３５で吸引する空気Ａがラジエータ３４を通過する空気Ａのみとなるので、放熱器３２～３４に対する冷却効率が高くなる。
　なお、このファンガイド３６を車両側のラジエータ３４に取り付けている構造では、エンジン本体２５に接続されている冷却ファン３５とファンガイド３６の前後方向の隙間として、エンジン本体２５の相対移動分の隙間を確保する必要がある。
　この構成により、図２に示すように、空気Ａは、冷却ファン３５の回転翼３５ｂの回転に従って、冷却ファン３５の前側の正面から吸引され、回転翼３５ｂに沿って流れ、遠心力により外周方向に流れる。この外周方向に流れた空気Ａは、回転方向Ｒに向かって流路面積が増加していく渦巻き形状のファンガイド３６に沿って流れて、下側に設けられた吐出口３６ａから排出される。
　この吐出口３６ａは、図１に示すように、車両のエンジン本体２５の前側の下部に配置されているので、空気Ａは、この吐出口３６ａから、車両１０の外部に排出される。つまり、吐出した空気Ａを後側に流さずに、この空気Ａの流れがエンジン本体２５の前面の壁上の部分に当たって、背圧が上昇し、冷却ファン３５の送風抵抗が増加して冷却効率が低下するのを回避する。
　さらに、図３に示すように、冷却ファン３５は、回転軸３５ａと、回転軸３５ａと共に回転する回転翼３５ｂと、回転翼３５ｂの後側に取り付けられた背面円盤３５ｃを有する。この背面円盤３５ｃは回転翼３５ｂの後側に固定され、回転翼３５ｂと共に回転する。この背面円盤３５ｃを取り付けることにより、回転翼３５ｂを通過して後方へ流れる空気Ａの流れを確実に阻止できて、回転翼３５ｂとこの背面円盤３５ｃによって回転軸方向から流入する空気Ａを円周方向に滑らかな円弧状にガイドすることができる。
　さらに、この背面円盤３５ｃの横断面形状は、図４に示すように、平板形状に構成すると製作が容易となるが、図５に示すように、背面円盤３５ｃの前面が背面円盤３５ｃの内周側に向かうにつれて前方に傾斜する流線型形状に形成することが好ましい。この背面円盤３５ｃの横断面形状を流線型形状に形成することにより、回転翼３５ｂによって回転軸方向から外周方向に空気Ａの流れが変更されるときに、平板形状の背面円盤３５ｃに比べてより円滑に空気Ａの流れを導くことができる。
　また、本開示の実施の形態の車両の放熱器冷却方法について説明する。この車両の放熱器冷却方法は、車両１０のエンジンルームＲｍにおいて、車両前面の空気取入口３１から流入する空気Ａを、放熱器３２～３４の後側に配置した冷却ファン３５により吸引して、この吸引した空気Ａを放熱器３２～３４を通過させて、放熱器３２～３４を冷却する車両の放熱器冷却方法である。この車両の放熱器冷却方法において、遠心ファンで構成している冷却ファン３５で前方から吸引した空気Ａを外周方向に流出させると共に、この外周方向に流出した空気Ａを冷却ファン３５を覆う渦巻き形状のファンガイド３６で冷却ファン３５の下側に導いて、エンジンルームＲｍの下側から車両外部に排出する。
　上記の構成の実施の形態の車両の放熱器冷却システム及び車両の放熱器冷却方法によれば、この遠心ファンの冷却ファン３５と、渦巻き形状で下側に吐出口３６ａを有するファンガイド３６との組み合わせにより、放熱器３２～３４を通過する空気Ａの流れを、冷却ファン３５で正面から吸引して、外周側の渦巻き形状のファンガイド３６に沿って円滑に車両１０の下側に排出することで、車両１０の走行時における下方の外部流の吸出し効果を利用できるようになる。その結果、送風抵抗が少なくなり、冷却風量の改善と、冷却ファン３５の動力の軽減を図ることができる。
　言い換えれば、空気Ａの主な流れを専用に設けたファンガイド３６の通路を通して、外気の相対流速が早く静圧が低下している車両下方へ導くことで、この外気の流れによる吸出し効果により空気Ａの排出を円滑にできるようになり、冷却ファン３５の冷却効率を向上させることができる。その結果、エンジンの中でも最も損失馬力の大きい冷却ファン３５を小さくするか、冷却ファン３５の回転翼３５ｂの回転速度を低回転速度にすることができるようになるので、エンジンの燃料消費量を少なくすること、及び、エンジンの主要音源の一つである冷却ファン３５の騒音を低減することが可能となる。
　なお、このファンガイド３６の吐出口３６ａの位置に関しては、車両速度の遅い農耕機の場合は冷却ファン３５に対して左右の吐出口としてもよいが、乗用車やトラックの場合はタイヤハウスやフレームが存在する場合があるので、横に出す構造にすることが困難となり、また、車両１０のエンジンルームＲｍの内部に放出する場合は、静圧が高く、吐出口３６ａの位置としては不適切となる。
　但し、上方側大気の静圧が低い車両、あるいは静圧を低くする形状であれば、上方のボンネット部から排出することも可能である。つまり、本開示は外部の低圧部へファンが吸い出した冷却風の流れを集中的に低圧な外気へ導き排出する構造を提供するものである。
　そして、本開示の実施の形態の車両は、上記の車両の放熱器冷却システム３０を備えて構成されている。これにより、上記の車両の放熱器冷却システム３０と同様の効果を発揮できる。
　次に、本開示の車両の放熱器冷却システム３０と従来の比較例の車両の放熱器冷却システム３０Ｘとを比較すると、図６に示す比較例の車両の放熱器冷却システム３０Ｘにおいては、冷却ファン３５Ｘとして、空気Ａの流れの障害物となる後側のエンジン本体２５の影響を少なくするために、空気Ａの流れが斜流になる斜流ファンが使われている。この場合には、冷却用の空気Ａは、車両正面の空気取入口３１から、インタークーラ３２、コンデンサ３３、ラジエータ３４を通過して冷却ファン３５Ｘに吸引されるが、この斜流ファンで構成されている冷却ファン３５Ｘを通過した空気Ａは、エンジンルームＲｍの内部に流れ込んで滞留してしまうので、円滑に外部に流れず、冷却効率が低下してしまう。
　一方、本開示の図１に示す車両の放熱器冷却システム３０においては、冷却ファン３５を通過した空気Ａはファンガイド３６により円滑に車両下部に導かれるため、冷却効率が向上する。
　本出願は、2016年8月10日付で出願された日本国特許出願（特願2016-157758）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。
　本開示の車両の放熱器冷却システム、車両、及び車両の放熱器冷却方法は、車両のエンジンルームの内部と冷却ファンの翼周囲及び通路の空気の流れの抵抗が少なくなり、冷却風量の改善と、冷却ファンの動力の軽減とにより、冷却ファンの冷却効率を向上させることができ、しかも、冷却ファンの騒音を低減することができる、という点において有用である。
　１０、１０Ｘ　車両
　３０、３０Ｘ　車両の放熱器冷却システム
　３１　空気取入口
　３２　インタークーラ（放熱器）
　３３　コンデンサ（放熱器）
　３４　ラジエータ（放熱器）
　３５、３５Ｘ　冷却ファン
　３５ａ　回転軸
　３５ｂ　回転翼
　３５ｃ　背面円盤
　３６　ファンガイド
　３６ａ　吐出口
　Ａ　空気
　Ｒ　回転方向
　Ｒｍ　エンジンルーム

Claims (5)

  1. 　車両のエンジンルームにおいて、前方から順に、空気取入口、放熱器、冷却ファンを配設した車両の放熱器冷却システムにおいて、
    　前記冷却ファンは遠心ファンで構成されており、
    　前記冷却ファンを、渦巻き形状で、かつ、前記エンジンルームに取り付けたときに車両外部で走行時の静圧が低くなる側の部分に吐出口を設けたファンガイドで覆っている、車両の放熱器冷却システム。
  2. 　前記冷却ファンは、回転翼と、前記回転翼の後側に取り付けられた背面円盤を有する、請求項１に記載の車両の放熱器冷却システム。
  3. 　前記背面円盤の横断面形状は、前記背面円盤の前面が前記背面円盤の内周側に向かうにつれて前方に傾斜する流線型形状である、請求項２に記載の車両の放熱器冷却システム。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の車両の放熱器冷却システムを備える、車両。
  5. 　車両のエンジンルームにおいて、車両前面の空気取入口から流入する空気を、放熱器の後側に配置した冷却ファンにより吸引して、この吸引した空気を前記放熱器を通過させて前記放熱器を冷却する車両の放熱器冷却方法において、
    　遠心ファンで構成している前記冷却ファンで前方から吸引した空気を外周方向に流出させると共に、この外周方向に流出した空気を前記冷却ファンを覆う渦巻き形状のファンガイドで前記冷却ファンの下側に導いて、前記エンジンルームの下側から車両外部に排出する、車両の放熱器冷却方法。
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