JP3988419B2 - Engine cooling system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
V型エンジンの冷却装置として、シリンダ外壁と燃焼室外壁の冷却効率の向上のために2つのバンクに分配して冷媒(冷却水)を流すものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷媒を必要とする機器(デバイス)には各種のものがあり、各機器の用途により冷媒の取り出し箇所が決まる。例えばオイルクーラ(冷却用機器)の場合はオイルを冷却するという用途上、冷媒が冷温である箇所(フィードポンプとしてのウォータポンプからエンジン内のウォータジャケットに入るまでの間)から取り出さなければならない。
【0004】
しかしながら、ウォータポンプは通常、シリンダブロックに固定されることが多いため、ウォータポンプからウォータジャケットに入るまでの間から冷媒を取り出すことはレイアウト上非常に困難である。したがって前記従来装置のように、2つのバンクに分配している場合には、ウォータポンプ下流の一方のバンク側の冷媒循環通路からオイルクーラへの冷媒を取り出す構造となり、2つのバンクを流れる流量バランスが悪くなり、これによって2つのバンクのシリンダ放熱量や燃焼室放熱量に影響を及ぼす。
【0005】
そこで本発明は、複数の気筒群の各気筒群毎に独立した冷媒通路を備え、この独立した冷媒通路を含みフィードポンプからの冷媒をこの独立した各冷媒通路に導入すると共にこの独立した各冷媒通路を出た冷媒を集合させて熱交換器に導いた後、前記フィードポンプへと戻す冷媒循環路を有する場合に、冷却用機器への冷媒と加熱用機器への冷媒とを共に取り出すに際して、冷却用機器への冷媒をフィードポンプ下流の一方の気筒群側の冷媒循環路から取り出すと共に、加熱用機器への冷媒を他方の気筒群側の冷媒循環路から取り出すことにより、複数の気筒群を流れる冷媒流量バランスを向上させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、複数の気筒群の各気筒群毎に独立した冷媒通路を備え、この独立した冷媒通路を流れる冷媒がシリンダブロックを気筒群列方向に流れ、その後にシリンダヘッドをこの流れ方向と逆向きの気筒群列方向に流れるUターンフローであり、この独立した冷媒通路を含みフィードポンプ(例えばウォータポンプ)からの冷媒(例えば冷却水)をこの独立した各冷媒通路に導入すると共にこの独立した各冷媒通路を出た冷媒を集合させて熱交換器(例えばラジエータ)に導いた後、前記フィードポンプへと戻す冷媒循環路を有するエンジンの冷却装置において、冷却用機器への冷媒をフィードポンプ下流の一方の気筒群側の独立した冷媒通路のうちシリンダブロックへの流れを開始する箇所の近くで冷媒循環路から取り出すと共に、車室内暖房機器としてのヒータへの冷媒を他方の気筒群側の独立した冷媒通路のうちシリンダブロックを気筒群列方向に流れ終わった箇所で冷媒循環路から取り出す。
第2の発明では、第1の発明においてスロットルチャンバへの冷媒を前記独立した各冷媒通路を出た冷媒を流す通路から取り出す。
【0007】
第3の発明では、第1または第2の発明においてエンジンが2つのバンクからなるV型エンジンである場合に、前記一方の気筒群が前記2つの何れかのバンク、前記他方の気筒群が残りのバンクである。
【0008】
第4の発明では、第1から第3までのいずれか一つの発明においてエンジンの排気量が4.5リットル以上である。
【0010】
第5の発明では、第1から第4までのいずれか一つの発明において前記ヒータへの冷媒の取出し箇所が気筒列群方向の車室側である。
【0011】
【発明の効果】
第1、第2、第3の発明によれば、複数の気筒群(2つのバンク)に対して冷媒を分配して流す場合に、冷却用機器への冷媒の取り出し箇所と車室内暖房機器としてのヒータへの冷媒の取り出し箇所を一方の気筒群側の冷媒循環路にのみ偏らないように複数の気筒群(2つのバンク)に割り振ったので、複数の気筒群間の流量バランスが向上し、シリンダと燃焼室の放熱量を気筒群間(バンク間)で均等化することができる。
【0012】
また、第1、第2、第3の発明では、車室内暖房機器としてのヒータへの冷媒の取り出し箇所を他方の気筒群側の冷媒循環路としているので、複数の気筒群の冷媒循環路が合流した箇所を取り出し箇所とする場合より通水抵抗が小さいため十分な冷媒流量を確保することができる。
さらに、第1の発明によれば、冷媒通路を流れる冷媒がシリンダブロックを気筒群列方向に流れ、その後にシリンダヘッドをこの流れ方向と逆向きの気筒群列方向に流れるUターンフローであって、車室内暖房機器としてのヒータの冷媒の取出し箇所がシリンダブロックを気筒群列方向に流れ終わった箇所であるので、シリンダヘッドを車室内用暖房機器として、シリンダブロックによって高温に加熱された冷媒を取出すことができる。
【0013】
また、第4の発明のような大排気量のエンジンを搭載する車両にあっては、車室内も広いため、車室内の暖房機器として加熱用機器に冷媒を流す場合、冷媒循環路に流す際の抵抗が大きくなる。従って、一方の気筒群(バンク)から冷却用機器と車室内暖房機器としてのヒータへの冷媒の取り出しを行なう場合に比べて、特に気筒群(バンク)間の流量バランスを良くする効果が顕著となる。さらに、車室内暖房機器としてのヒータへの十分な冷媒流量を確保することもできるため、車室内の温度上昇を行なう場合には温度上昇時間を短縮し、均一な温度上昇分布を得ることもできる。
【0014】
第5の発明によれば、車室へ高温の冷媒を導くヒートパイプを短くすることができるので、コストを抑えることができるとともに、余計な熱損失を抑えることができるので車室内の温度上昇効率も向上できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は本発明をUターンフローを採用するV型エンジンの冷却装置に適用した場合の冷却系統図である。UターンフローのV型エンジン1は2つのバンク2、3を有し、各バンク2、3は下部に位置するシリンダブロック4、5と頂部のシリンダヘッド6、7とで構成される。
【0017】
なお、UターンフローのV型エンジン1は図示しない車室よりも前方に縦置きに搭載され、エンジン1のさらに前方にラジエータ18(熱交換器)が配置されている。従ってバンク2は図で左側に位置するけれども「右バンク」、バンク3は図で右側に位置するけれども「左バンク」という。
【0018】
各バンク2、3ではシリンダブロックとシリンダヘッドとに独立して冷却水(冷媒)の流れる4つの通路(ウォータジャケット)8A、8B、9A、9Bが形成され、右バンク2の2つの冷却水通路8A、9Aは後方(図で上方)で連絡通路10Aにより、また左バンク3の2つの冷却水通路8B、9Bも後方で連絡通路10Bにより接続されている。この場合、ウォータインレット13A、13B、ウォータアウトレット15A、15Bともエンジン前方(図で下方)になる。
【0019】
エンジン1の前端部にクランクシャフト(図示しない)により駆動されるウォータポンプ11(フィードポンプ)が取り付けられる。ウォータポンプ11の一対の出口11a、11bは同じく一対の通路12A、12Bを介してシリンダブロック4、5内の冷却水通路8A、8Bと接続されている。
【0020】
一対のアウトレット15A、15Bに接続される冷却水通路16A、16Bは1つの通路17にまとめられ、この集合通路17は車両前方に位置するラジエータ18の入口18aに接続され、ラジエータ18の出口18bは通路19を介してウォータポンプ11の入口11cと接続される。
【0021】
このようにして通路12A、シリンダブロック内冷却水通路8A、連絡通路10A、シリンダヘッド内冷却通路9A、通路16A、集合通路17、通路19から右バンク2側の冷却水循環路(冷媒循環路)が、また通路12B、シリンダブロック内冷却水通路8B、連絡通路10B、シリンダヘッド内冷却通路9B、通路16B、集合通路17、通路19から左バンク3側の冷却水循環路(冷媒循環路)が構成されている。
【0022】
また、ラジエータ18とウォータポンプ11を接続する通路19にはサーモスタット20が設けられている。22はリザーブタンクである。
【0023】
図中冷却水の流れ方向を矢印で示しており、エンジン1の暖機完了後であれば、ウォータポンプ11により吐出される冷却水が、出口11a、11bより一対の通路12A、12Bを介してシリンダブロック4、5内の冷却水通路8A、8Bへと分配流入し、この各冷却水通路8A、8Bを車両前方より車両後方へと流れシリンダブロック4、5との間で熱交換を行う。この熱交換により冷却水は温度上昇してエンジン後端に達し、このエンジン後端に達した冷却水は連絡通路10A、10Bを介して今度はシリンダヘッド内の冷却水通路9A、9Bに流入してこの冷却水通路9A、9Bを今度は車両後方より車両前方へと流れシリンダヘッド6、7との間で熱交換を行う。この熱交換により冷却水はさらに温度上昇してエンジン前端に達し、エンジン前端に達したこの冷却水は連絡通路16A、16Bを介して1つの流れにまとめられ。ラジエータ18へと導かれる。ここでは外気との熱交換を行って冷却される。
【0024】
このように冷却水がエンジン前端から気筒列方向にエンジン後端へと流れた後、今度はその逆向きであるエンジン後端から気筒列方向にエンジン前端へと流れる方式をUターンフローと称し、このUターンフローによれば、温度管理がシリンダブロック4、5とシリンダヘッド6、7の2点だけでよいため温度管理が容易であること、また部品点数が少なく冷却システムの簡略化が可能であるというメリットを有する。
【0025】
そして、ラジエータ18により冷却されて低温となった冷却水は再びウォータポンプ11へと戻される。
【0026】
この場合、エンジン1は大排気量(例えば4.5リットル以上)のエンジンであるため、通路17からラジエータ18をバイパスする通路21が設けられ、この通路21により常に一定流量の冷却水がエンジン1内を循環するようにしている。このような方式はコンスタントバイパスで通称されるものである。
【0027】
また、サーモスタット20により冷却水の水温が低いときにはバルブが絞られてラジエータ18を流れる冷却水の流量が少なくされ、これに対して冷却水の水温が高くなったときにはバルブが開けられてラジエータ18を流れる冷却水の流量が多くされ、これによりエンジン1の燃焼室周りの温度が適正値に保たれる。
【0028】
一方、ターボチャージャの潤滑油を冷却する等のためオイルクーラ31(冷却用機器)を備えると共に広い車室内の暖房のためヒータ35(加熱用機器)を備える。オイルクーラ31への冷却水は、エンジン1により加熱される前の冷却水を取り出すために左バンク3のエンジン前端近く(1番シリンダ近く)の冷却水通路8Bから取り出される。すなわち、左バンク3の1番シリンダ近くの冷却水通路8Bから通路32が分岐され、この分岐通路32がオイルクーラ31の入口31aに接続される。オイルクーラ31で熱交換を行って温度上昇した冷却水はオイルクーラ31の出口31bよりリターン通路33を介してウォータポンプ11の上流側に戻される。このオイルクーラ31と置き換わるものとしてEGRクーラ(EGRガスを冷却する)が考えられる。
【0029】
ここで、車室内暖房機器としてのヒータ(加熱用機器)の場合には、車室内を暖めるという用途上においては、冷媒が高温である箇所(エンジン出口付近)15Aから取り出した方が良い。しかしながら、この箇所はウォータポンプ11から見てエンジン1を流れた冷却水の最も下流側となるため通水抵抗による冷却水流量の低下代が大きい。この場合、特に大排気量のエンジンを搭載した車両を考えると車室も広くなるため、車室内空間の広さに対応してヒータ35に要求される冷却水流量が大きくなる。従って、エンジン出口付近15Aのような冷却水が高温となっている箇所をヒータ35への取り出し箇所としても、ウォータポンプ11から取り出し箇所までの通水抵抗により冷却水の流速が低下してしまい、ヒータ35への必要流量を確保できず、車室内の温度分布がムラになったり、広い車室内空間を十分に暖めることができないといった好ましくない事態が生じる可能性がある。
【0030】
従って、車室内暖房機器としてのヒータ35への冷却水は、適度な冷却水温度ならびに流量を確保できる右バンク2のシリンダヘッド6の後端部から取り出される。すなわち、右バンク2のシリンダヘッド6後端部にある連通路10Aから通路36が分岐され、この分岐通路36がヒータ35の入口35aに接続される。ヒータ35で熱交換を行って温度低下した冷却水はヒータ35の出口35bよりリターン通路37を介してウォータポンプ11の上流側に戻される。
【0031】
このように、オイルクーラ31への冷却水の取り出し箇所を左バンク3の1番シリンダ近くの冷却水通路8Bからとし、ヒータ35への冷却水の取り出し箇所を右バンク2のシリンダヘッド6後端の連絡通路10Aとしたので、左右の各バンク2、3を流れる冷却水の流量バランスを均等にすることができる。
【0032】
このようにオイルクーラ31とヒータ35への冷却水の取り出し箇所を決定したのは、図2に示す実験結果に基づくものである。これを説明すると、図2において、最下段の▲1▼〜▲3▼は図3に示した
▲1▼左バンク後端部の連絡通路10B、
▲2▼右バンク後端部の連絡通路10A、
▲3▼集合通路17
の各部を流れる冷却水流量[L/min]である。この中でウォータポンプ11より最下流にある▲3▼の場合が最も通水抵抗が大きいので、3つの中で最も小さくなっている。また▲1▼、▲2▼の場合には▲3▼の場合より通水抵抗が小さいのでその分流量が多くなっている。
【0033】
さて、オイルクーラ31の場合にはオイルを冷却するという用途上、冷却水が低温である箇所、つまりウォ一タポンプ11のすぐ下流から取り出さなければならない。実際にはウォータポンプ11はシリンダブロックに固定されるので、通路12Bから取り出すことができず、従って1番シリンダ近くの冷却水通路8Bから取り出すことになる。このとき、
オイルクーラ、
右バンクのシリンダブロック(具体的には図3の▲2▼点)、
左バンクのシリンダブロック(具体的には図3の▲1▼点)、
を流れる流量を測定した結果が図2の中段の▲1▼の場合である。ここで、括弧書きで示す数字の51%、49%は左右バンクのシリンダブロックを流れる全流量を100%としたときのパーセントである。同数字よりオイルクーラ31への冷却水の取り出しを左バンクとしたとき、左右バンク間のバラツキが良い方に働いたため、中段の▲2▼の場合より左右バンクのシリンダブロックを流れる流量バランスがよいことがわかる。
【0034】
なお、中段の▲2▼の場合とは、オイルクーラ31への冷却水を右バンクの最前列のシリンダ近くの冷却水通路8Aから取り出した場合の、
オイルクーラ、
右バンクのシリンダブロック(具体的には図3の▲2▼点)、
左バンクのシリンダブロック(具体的には図3の▲1▼点)、
を流れる流量を測定した結果で、本来ならこのように右バンク側の冷却水循環路から冷却水を取り出すと、左右バンクのシリンダブロックを流れる流量バランスが大きく崩れることになる。
【0035】
次に、車室内暖房機器としてのヒータ35の場合には車室内を暖めるという用途上、冷却水が高温である箇所、つまりエンジン出口付近から取り出さなくてはならない。しかしながら、ウォータポンプ11より下流になるほど通水抵抗が大きくなって十分な流量が確保できないこと、またオイルクーラ31への冷却水の取り出しを左バンク側の冷却水循環路から行った状態で左右バンクを流れる流量バランスを良くするにはヒータ35への冷却水の取り出し箇所は右バンク側の冷却水循環路としたほうがよいことの2つを勘案し、ヒータ35への冷却水の取り出し箇所を右バンク側の冷却水循環路、しかも通水抵抗がエンジン出口よりも小さくなる右バンク後端の連絡路10Aとする。このとき、
オイルクーラ、
ヒータ、
右バンクのシリンダヘッド(具体的には図3の▲4▼点)、
左バンクのシリンダヘッド(具体的には図3の▲5▼点)、
を流れる流量を測定した結果が図2の上段の▲2▼の場合である。右バンクのシリンダヘッドには46%、左バンクのシリンダヘッドには54%の冷却水が流れる。ここで、46%、54%は左右バンクのシリンダヘッドを流れる全流量を100%としたときのパーセントである。同数字より上段の▲1▼の場合より左右バンクのシリンダヘッドを流れる流量バランスが良好になっていることがわかる。
【0036】
なお、上段の▲1▼の場合とは、ヒータ35への冷却水を、左バンク後端の連通路10Bから取り出した場合の、
オイルクーラ、
ヒータ、
右バンクのシリンダヘッド(具体的には図3の▲4▼点)、
左バンクのシリンダヘッド(具体的には図3の▲5▼点)、
を流れる流量を測定した結果で、このように左バンク側の冷却水循環路のみからオイルクーラ31だけでなくヒータ35への冷却水をも取り出すときには、左右バンクのシリンダヘッド6、7を流れる流量バランスが大きく崩れることになる。
【0037】
このようにして実験により得られた結論は、図2の上段の▲2▼の場合に左右バンク2、3のシリンダブロック4、5、シリンダヘッド6、7とも流量バランスがほぼ均等となり、かつヒータ35を流れる流量を他の取り出し方法と比較しても十分に確保できることになる。
【0038】
図1に戻り、40はスロットルチャンバで、図示しないスロットル弁が氷結により固着してしまうのを防止するため暖まった冷却水を流すようにしている。このスロットルチャンバ40を暖めるための冷却水の流量はそれほど必要ないので、従来と同様に最も高温の冷却水が得られる集合通路17から通路41が分岐され、この分岐通路41がスロットルチャンバ40に接続される。スロットルチャンバ40で熱交換を行って温度低下した冷却水はリターン通路42を介してウォータポンプ11の上流側に戻される。
【0039】
このようにして本実施形態によれば、左右のバンク2、3(複数の気筒群)に対して冷却水を分配して流す場合に、オイルクーラ31(冷却用機器)への冷却水の取り出し箇所とヒータ35(加熱用機器)への冷却水の取り出し箇所を一方のバンク(気筒群側)の冷却水循環路にのみ偏らないよう左右のバンク2、3に割り振ったので、左右のバンク間の流量バランスが向上し、シリンダと燃焼室の放熱量をバンク間で均等化することができる。
【0040】
また、本実施形態では、ヒータ35への冷却水の取り出し箇所を2つの冷却水循環路が合流した後でなく合流する前の冷却水循環路(連通路10A)としているので、左右のバンクの冷却水循環路が合流した箇所(集合通路17)を取り出し箇所とする場合より通水抵抗を小さくできる。従って大排気量のエンジンを搭載する車両にあっては車室内も広く、この広い車室の室内暖房用機器としてヒータ35を用いる場合にも、十分な冷却水の流量を確保でき、これによって車室内の空間が広くても温度上昇時間を短縮できると共に車室内で均一な温度分布が得られる。
【0041】
また、UターンフローのV型エンジン1を車室よりも前方に縦置きに搭載すると共にラジエータ18(熱交換器)をエンジン1のさらに前方に配置した場合に、冷却水が最も高温となるのはエンジン1からの冷却水出口(ウォータアウトレット)のあるエンジン前端であるので、車室内暖房用機器としてのヒータ35への冷却水の取り出し箇所を高温の冷却水が得られるこのエンジン前端としたのでは、エンジン後方に位置する車室に対して高温の冷却水を導くためのヒートパイプが長くなりコストが上昇するのであるが、本実施形態によれば、シリンダブロックを気筒列方向にすべて流れ終わった箇所(連絡通路10A)が、車室に近接するエンジン後端となるため、車室に高温の冷却水を導くためのヒートパイプが短くてよく、コストが上昇することがない。
【0042】
実施形態ではオイルクーラ31への冷却水の取り出し箇所が左バンク側の冷却水循環路、ヒータ35への冷却水の取り出し箇所が右バンク側の冷却水循環路である場合で説明したが、オイルクーラ31への冷却水の取出し箇所を右バンク側の冷却水循環路、ヒータ35への冷却水の取出し箇所を左バンク側の冷却水循環路としてもかまわない。
【0043】
実施形態ではUターンフローのV型エンジンに対して本発明を適用した場合で説明したが、これに限らず、いわゆる縦流れや横流れのV型エンジンに対しても本発明を適用することができる。また、エンジンはV型に限られない。UターンフローのV型エンジンが車両に対して横置きに搭載される場合であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図1】UターンフローのV型エンジンに対して本発明を適用した場合の第1実施形態の冷却系統図。
【図2】冷却水の取出し箇所の違いによる各部流量を比較して示す特性図。
【図3】図2に用いた冷却水の取出し箇所を示すための冷却系統図。
【符号の説明】
2、3 バンク(気筒群)
4、5 シリンダブロック
6、7 シリンダヘッド
8A、8B シリンダブロック内の冷却水通路
9A、9B シリンダヘッド内の冷却水通路
11 ウォータポンプ(フィードポンプ)
18 ラジエータ(熱交換器)
31 オイルクーラ(冷却用機器)
35 ヒータ(加熱用機器)
40 スロットルチャンバ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine cooling device.
[0002]
[Prior art]
As a cooling device for a V-type engine, there is an apparatus that distributes refrigerant (cooling water) to two banks in order to improve cooling efficiency of a cylinder outer wall and a combustion chamber outer wall.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, there are various types of devices (devices) that require a refrigerant, and the location where the refrigerant is taken out is determined depending on the use of each device. For example, in the case of an oil cooler (cooling device), for cooling the oil, it must be taken out from a location where the refrigerant is cold (between the water pump as a feed pump and the water jacket in the engine).
[0004]
However, since the water pump is usually fixed to the cylinder block in many cases, it is very difficult to take out the refrigerant from the time when the water pump enters the water jacket. Therefore, when distributing to two banks as in the above-mentioned conventional device, the refrigerant is extracted from the refrigerant circulation passage on one bank side downstream of the water pump to the oil cooler. This adversely affects the amount of heat released from the cylinders and the amount of heat released from the combustion chambers of the two banks.
[0005]
Therefore, the present invention includes an independent refrigerant passage for each cylinder group of the plurality of cylinder groups, introduces the refrigerant from the feed pump including the independent refrigerant passage into each independent refrigerant passage, and each independent refrigerant. When the refrigerant that has exited the passage is collected and led to the heat exchanger and then has a refrigerant circulation path that returns to the feed pump, when taking out the refrigerant to the cooling device and the refrigerant to the heating device together, The refrigerant for the cooling device is taken out from the refrigerant circulation path on the one cylinder group side downstream of the feed pump, and the refrigerant for the heating equipment is taken out from the refrigerant circulation path on the other cylinder group side, thereby The purpose is to improve the flow rate balance of the flowing refrigerant.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The first invention includes an independent refrigerant passage for each cylinder group of the plurality of cylinder groups, and the refrigerant flowing through the independent refrigerant passage flows through the cylinder block in the direction of the cylinder group row, and then the cylinder head passes through the flow direction. This is a U-turn flow that flows in the direction opposite to the cylinder group row direction, and includes a refrigerant (for example, cooling water) from a feed pump (for example, a water pump) including this independent refrigerant path and In the cooling system for an engine having a refrigerant circulation path that collects the refrigerant that has exited the independent refrigerant passages, guides the refrigerant to a heat exchanger (for example, a radiator), and then returns the refrigerant to the feed pump, the refrigerant is fed to the cooling device. It is taken out from the refrigerant circulation path in the vicinity of the point to start the flow to the cylinder block of the independent refrigerant passage of one cylinder group side of the pump downstream, car It is taken from the refrigerant circulation path at a place where it has finished flowing cylinder block in the column direction cylinder group of independent refrigerant passage of the refrigerant to the heater as an internal heating appliance other cylinder group side.
In the second invention, in the first invention, the refrigerant to the throttle chamber is taken out from the passages through which the refrigerant exits the independent refrigerant passages.
[0007]
In the third invention, when the engine is a V-type engine consisting of two banks in the first or second invention, the one cylinder group remains in any one of the two banks, and the other cylinder group remains. Bank.
[0008]
In the fourth invention, in any one of the first to third inventions, the engine displacement is 4.5 liters or more.
[0010]
In a fifth aspect of the invention, in any one of the first to fourth aspects of the invention, the refrigerant outlet to the heater is on the side of the compartment in the cylinder row group direction.
[0011]
【The invention's effect】
According to the first, second, and third inventions, when the refrigerant is distributed and flowed to a plurality of cylinder groups (two banks), the refrigerant extraction position and the vehicle interior heating device are supplied to the cooling device. Since the refrigerant extraction position to the heater is assigned to a plurality of cylinder groups (two banks) so as not to be biased only to the refrigerant circulation path on one cylinder group side, the flow balance between the plurality of cylinder groups is improved, The amount of heat released from the cylinder and the combustion chamber can be equalized between cylinder groups (between banks).
[0012]
Further, in the first, second, and third inventions, the refrigerant extraction path to the heater as the vehicle interior heating device is used as the refrigerant circulation path on the other cylinder group side. A sufficient coolant flow rate can be secured because the water flow resistance is smaller than when the merged portion is used as the take-out portion.
Further, according to the first aspect of the present invention, the refrigerant flowing through the refrigerant passage flows in the cylinder group row direction through the cylinder block, and then flows through the cylinder head in the cylinder group row direction opposite to the flow direction. Since the refrigerant extraction position of the heater as the vehicle interior heating device is the location where the flow of the cylinder block in the direction of the cylinder group is finished, the cylinder head is used as the vehicle interior heating device and the refrigerant heated to a high temperature by the cylinder block is used. Can be taken out.
[0013]
In addition, in a vehicle equipped with a large displacement engine as in the fourth aspect of the invention, the interior of the vehicle is wide, so when flowing the refrigerant to the heating device as the heating device in the vehicle interior, Resistance increases. Therefore, the effect of improving the flow rate balance between the cylinder groups (banks) is particularly remarkable as compared with the case of taking out the refrigerant from one cylinder group (bank) to the cooling device and the heater as the vehicle interior heating device. Become. Furthermore, since a sufficient refrigerant flow rate to the heater as the vehicle interior heating device can be ensured, when the temperature in the vehicle interior is increased, the temperature increase time can be shortened and a uniform temperature increase distribution can be obtained. .
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, the heat pipe that guides the high-temperature refrigerant to the passenger compartment can be shortened, so that the cost can be reduced and unnecessary heat loss can be suppressed, so that the temperature rise efficiency in the passenger compartment can be reduced. Can also be improved.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a cooling system diagram when the present invention is applied to a cooling device for a V-type engine employing a U-turn flow. The U-turn flow V-
[0017]
The U-turn flow V-
[0018]
In each
[0019]
A water pump 11 (feed pump) driven by a crankshaft (not shown) is attached to the front end portion of the
[0020]
The cooling
[0021]
In this way, the cooling water circulation path (refrigerant circulation path) on the
[0022]
Further, a
[0023]
In the drawing, the flow direction of the cooling water is indicated by an arrow, and after the
[0024]
After cooling water flows from the front end of the engine in this direction to the rear end of the engine in this way, and then flows in the opposite direction from the rear end of the engine to the front end of the cylinder in the direction of the cylinder, this is called U-turn flow. According to this U-turn flow, the temperature management is easy because only two points of the
[0025]
Then, the cooling water cooled by the
[0026]
In this case, since the
[0027]
Further, when the temperature of the cooling water is low by the
[0028]
On the other hand, an oil cooler 31 (cooling device) is provided for cooling the lubricating oil of the turbocharger and the like, and a heater 35 (heating device) is provided for heating a large vehicle interior. The cooling water to the
[0029]
Here, in the case of a heater (heating device) as a vehicle interior heating device, it is better to take out the refrigerant at a high temperature (near the engine outlet) 15A in order to warm the vehicle interior. However, this portion is the most downstream side of the cooling water that has flowed through the
[0030]
Therefore, the cooling water to the
[0031]
In this way, the cooling water takeout point to the
[0032]
The reason for determining the location for extracting the cooling water to the
(2) A
(3)
It is the cooling water flow volume [L / min] which flows through each part. Of these, the case of (3), which is the most downstream from the
[0033]
In the case of the
Oil cooler,
Cylinder block on the right bank (specifically, point (2) in FIG. 3),
Cylinder block on the left bank (specifically, point (1) in FIG. 3),
The result of measuring the flow rate flowing through is the case of (1) in the middle of FIG. Here, 51% and 49% of the numbers shown in parentheses are percentages when the total flow rate flowing through the cylinder blocks in the left and right banks is 100%. From the same number, when the cooling water to the
[0034]
In the case of (2) in the middle stage, the cooling water to the
Oil cooler,
Cylinder block on the right bank (specifically, point (2) in FIG. 3),
Cylinder block on the left bank (specifically, point (1) in FIG. 3),
As a result of measuring the flow rate flowing through the right side, if the cooling water is extracted from the cooling water circulation path on the right bank side in this way, the flow rate balance flowing through the cylinder blocks in the left and right banks will be greatly disrupted.
[0035]
Next, in the case of the
Oil cooler,
heater,
Cylinder head in the right bank (specifically, point (4) in FIG. 3),
Left bank cylinder head (specifically, point (5) in FIG. 3),
The result of measuring the flow rate flowing through is the case of (2) in the upper part of FIG. 46% of the coolant flows in the cylinder head in the right bank and 54% in the cylinder head in the left bank. Here, 46% and 54% are percentages when the total flow rate flowing through the cylinder heads of the left and right banks is 100%. It can be seen that the flow balance flowing through the cylinder heads in the left and right banks is better than in the case of (1) above the same number.
[0036]
In the case of (1) in the upper stage, the cooling water to the
Oil cooler,
heater,
Cylinder head in the right bank (specifically, point (4) in FIG. 3),
Left bank cylinder head (specifically, point (5) in FIG. 3),
As a result of measuring the flow rate flowing through the left and right banks, when taking out not only the
[0037]
The conclusion obtained by the experiment in this way is that the flow rate balance is substantially equal in the
[0038]
Returning to FIG. 1,
[0039]
Thus, according to the present embodiment, when the cooling water is distributed to the left and
[0040]
Further, in the present embodiment, the cooling water circulation path (
[0041]
In addition, when the U-turn flow V-
[0042]
In the embodiment, the description has been given of the case where the cooling water extraction point to the
[0043]
In the embodiment, the case where the present invention is applied to a U-turn flow V-type engine has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a so-called vertical flow or horizontal flow V-type engine. . The engine is not limited to the V type. A U-turn flow V-type engine may be mounted horizontally with respect to the vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cooling system diagram of a first embodiment when the present invention is applied to a U-turn flow V-type engine.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a comparison of flow rates at various parts depending on differences in the location where cooling water is extracted.
FIG. 3 is a cooling system diagram for showing the location where the cooling water used in FIG. 2 is taken out.
[Explanation of symbols]
2, 3 banks (cylinder group)
4, 5 Cylinder blocks 6, 7
18 Radiator (Heat exchanger)
31 Oil cooler (cooling equipment)
35 Heater (heating equipment)
40 Throttle chamber
Claims (5)
冷却用機器への冷媒をフィードポンプ下流の一方の気筒群側の独立した冷媒通路のうちシリンダブロックへの流れを開始する箇所の近くで取り出すと共に、車室内暖房機器としてのヒータへの冷媒を他方の気筒群側の独立した冷媒通路のうちシリンダブロックを気筒群列方向に流れ終わった箇所で取り出すことを特徴とするエンジンの冷却装置。A plurality of cylinder groups are provided with independent refrigerant passages for each cylinder group, and the refrigerant flowing through the independent refrigerant passages flows through the cylinder block in the direction of the cylinder group row, and then the cylinder head is moved in the direction opposite to the flow direction. A U-turn flow that flows in the row direction, and includes the independent refrigerant passages, introduces the refrigerant from the feed pump into the independent refrigerant passages, and collects the refrigerants that have exited the independent refrigerant passages to form a heat exchanger. In an engine cooling device having a refrigerant circuit that returns to the feed pump after being led to
The refrigerant to the cooling device is taken out near the position where the flow to the cylinder block starts in the independent refrigerant passage on the side of one cylinder group downstream of the feed pump, and the refrigerant to the heater as the vehicle interior heating device is A cooling system for an engine, wherein a cylinder block is taken out at a position where the flow of the cylinder block in the direction of the cylinder group row is completed in the independent refrigerant passage on the cylinder group side.
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