JP7416108B2 - エンジン冷却装置 - Google Patents

Description

本開示はエンジン冷却装置に関する。

一般に車両には、エンジンを冷却するためのエンジン冷却装置が装備されている。エンジン冷却装置は、車両の前端部に配置されたラジエータと、ラジエータの前方に隙間を隔てて重ねて配置されたインタークーラとを備える。

特開２０１９－１８９０６８号公報

車両の走行中に走行風がラジエータとインタークーラの隙間に下方から浸入することがある。この隙間に入った上向きの気流は、インタークーラを前方から後方に通過する気流を妨げる。そのため、インタークーラの冷却性能が低下するという問題がある。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、ラジエータとインタークーラの隙間に浸入した気流によるインタークーラの冷却性能低下を抑制することができるエンジン冷却装置を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
車両の前端部に配置されたラジエータと、
前記ラジエータの前方に隙間を隔てて重ねて配置されたインタークーラと、
前記隙間に下方から気流が浸入するのを抑制するための抑制部材と、
を備えたことを特徴とするエンジン冷却装置が提供される。

好ましくは、前記抑制部材は、前後左右方向に延びる横板部分を有する。

好ましくは、前記抑制部材は、前記横板部分の後端部から下方に延びる縦板部分を有する。

好ましくは、前記横板部分の左右長は、前記縦板部分の左右長より短い。

好ましくは、前記抑制部材は、前記隙間の左右方向の略全長に亘って延びている。

本開示によれば、ラジエータとインタークーラの隙間に浸入した気流によるインタークーラの冷却性能低下を抑制することができる。

本開示の実施形態に係る車両の概略側面図である。 本実施形態の要部を示す斜視図である。 本実施形態の要部を示す側面断面図であり、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１は、本開示の実施形態に係る車両の概略図である。本実施形態において、車両Ｖはトラックであり、車両Ｖに搭載されたエンジン（内燃機関）１はディーゼルエンジンである。但し車両およびエンジンの種類等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車であってもよいし、エンジンはガソリンエンジンであってもよい。

前後左右上下の各方向は図示する通りであり、車両Ｖの各方向と一致する。

エンジン１は車両Ｖの前端部に縦置き状態で、かつ若干後傾状態で配置されている。エンジン１の前方には、エンジン冷却装置を構成するインタークーラ２、ラジエータ３、およびファンシュラウド４内に配置されたファン（図示せず）が前方から順に配置されている。ラジエータ３も車両Ｖの前端部に配置され、インタークーラ２はラジエータ３の前方に隙間５（図３参照）を隔てて重ねて配置されている。

周知のように、ラジエータ３は、これを前方から後方に通過する気流とエンジン冷却水との間で熱交換を行うことによりエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。またインタークーラ２は、これを前方から後方に通過する気流と、ターボチャージャのコンプレッサ通過後の吸気との間で熱交換を行うことにより吸気を冷却する熱交換器である。ラジエータ３およびインタークーラ２を通過する気流は、主に走行風およびファン風に起因する空気流である。

次に、図２および図３を参照して本実施形態の要部を説明する。

図２および図３に示すように、車両Ｖの車体（ラダーフレーム）側のブラケットにはラジエータ３およびインタークーラ２がそれぞれボルト７および８により取り付けられている。ラジエータ３は、上端部に位置されて冷却水を導入するアッパータンク（図示せず）と、下端部に位置されて冷却水を排出するロアータンク９と、これらアッパータンクおよびロアータンク９を連結するコア１０とを有する。コア１０は多数のチューブとフィンを一体化したフィン付きチューブで構成されている。ロアータンク９の前面部には、ドレン水を排出するドレン穴を開閉するためのドレンボルト１１が取り付けられている。ドレンボルト１１は、車両Ｖの前方下部からアクセスして手回しで開閉することができる。

インタークーラ２は、右端部に位置されて吸気を導入する入口タンク１２と、左端部に位置されて吸気を排出する出口タンク１３と、これら入口タンク１２および出口タンク１３を連結する複数のチューブ１４とを有する。チューブ１４は、水平フィンの如く形成された扁平チューブからなり、上下方向に等間隔で複数設けられている。チューブ１４内では矢印ａ方向に吸気が流れ、このチューブ１４内の吸気と、チューブ１４外の外気との間で熱交換が行われる。これによりチューブ１４内の吸気が冷却される。

隣り合うチューブ１４同士の隙間１５には、前方から後方に向かって気流Ｆ１が流れる。この気流Ｆ１は、隙間１５を通過した後、隙間５を経て、ラジエータ３のコア１０を通過し、そのときにコア１０内の冷却水を冷却する。その後、気流Ｆ１は、作動中または停止中のファン（図示せず）を通過する。

インタークーラ２は、図３に示すように、最下段のチューブ１４Ａがロアータンク９の上端部と略同一高さとなるように配置されている。より詳細には、インタークーラ２は、最下段のチューブ１４Ａの下端（後端）が、ロアータンク９の上端面９Ａの上端（前端）より僅かに低い位置に位置されるように配置されている。ロアータンク９のうち、前方から見てインタークーラ２と重ならない部分、すなわち最下段のチューブ１４Ａより下方に位置する部分が存在する。この部分は、仮想線ｂより下方に位置する部分９Ｂであり、前方から見たときに、インタークーラ２から下方に突出しているように見える。そこでこの部分９Ｂを突出部分と称する。

隙間５は、ラジエータ３とインタークーラ２の間の前後方向の隙間である。ラジエータ３とインタークーラ２が互いに平行に配置されるため、隙間５の大きさは実質的に高さ方向に一定である。

さて、前述したように、車両Ｖの走行中、走行風がラジエータ３とインタークーラ２の隙間５に下方から浸入することがある。この隙間５に入った上向きの気流は、インタークーラ２を前方から後方に通過する気流Ｆ１を妨げる。そのため、インタークーラ２の冷却性能が低下するという問題がある。

そこで本実施形態のエンジン冷却装置は、隙間５に下方から気流が浸入するのを抑制するための抑制部材２０を備える。

抑制部材２０は概して、隙間５の真下であって、インタークーラ２の最下段のチューブ１４Ａより僅かに下方の位置に配置されている。抑制部材２０は、左右方向に延びると共に、その左右両端部において、車体側の取付ブラケット６にボルト２１により取り付けられている。本実施形態の抑制部材２０は、アルミ、鉄等の金属板をプレス加工により折り曲げて一体的に作製されている。

抑制部材２０は、隙間５の左右方向の略全長に亘って延びている。本実施形態では、ラジエータ３とインタークーラ２の左右方向の全長がほぼ等しく、かつ、これらの左右方向の中心が同一位置に位置されるため、抑制部材２０は、ラジエータ３とインタークーラ２の略全長にも亘って延びている。

抑制部材２０は、前後左右方向に延びる横板部分２２を有する。また抑制部材２０は、横板部分２２の後端部から下方に延びる縦板部分２３を有する。本実施形態の場合、横板部分２２と縦板部分２３は、抑制部材２０の素材である板材（金属板）を所定角度（本実施形態では９０°）で折り曲げることにより形成される。

図３に示すように、横板部分２２は、チューブ１４（特に最下段チューブ１４Ａ）に平行な板状の部分である。横板部分２２は、最下段チューブ１４Ａおよびロアータンク９の間の隙間５の前後長と略等しい前後長Ａ１を有する。但し横板部分２２は、最下段チューブ１４Ａの下面に沿って流れた後にラジエータ３のコア１０に浸入する気流を阻害しないよう、最下段チューブ１４Ａより僅かに後方かつ下方に位置されている。横板部分２２の後端部は、前後方向において、ラジエータ１０のロアータンク９と部分的に重なっている。なお横板部分２２は、必ずしもチューブ１４（特に最下段チューブ１４Ａ）に平行でなくてもよい。

図２および図３に示すように、縦板部分２３は、上下左右方向に延びる。縦板部分２３の左右長Ｂ２は、横板部分２２の左右長Ｂ１より長くされる。逆に言えば、横板部分２２の左右長Ｂ１は、縦板部分２３の左右長Ｂ２より短い。

横板部分２２は、縦板部分２３の左右一方側に偏って配置される。本実施形態の場合、横板部分２２は、縦板部分２３の左側に偏って配置され、縦板部分２３の左半部のみに配置される。縦板部分２３の右半部には配置されない。

縦板部分２３の左右長Ｂ２は、抑制部材２０の左右長をなす。縦板部分２３の左右両端部がボルト２１により取付ブラケット６に取り付けられる。

縦板部分２３は、その左半部に、横板部分２２と連結すべく上方に向かって延びる連結部２４を有する。連結部２４は、その上下方向の中間部に、略クランク状に折曲された折曲部２５を有する。この折曲部２５により連結部２４の剛性を向上することができる。

一方、縦板部分２３の右半部には、横板部分２２が無いため、連結部２４も存在しない。代わりに、縦板部分２３の右半部には、ドレンボルト１１への前方からのアクセスを許容するためのドレンボルト穴２６が設けられている。このドレンボルト穴２６の形状に合わせて、縦板部分２３の右半部の上端縁は山状に盛り上がっている。ドレンボルト穴２６の周囲において素材が後方に向かってアール状に曲げられている。これにより剛性向上と、シャープエッジによる怪我の防止とを図ることができる。

縦板部分２３は、その左右全長において、ラジエータ１０のロアータンク９より下方の位置まで延びる。そのため、ロアータンク９の下側を素通りしようとする前方からの気流Ｆ３を、縦板部分２３によって上方に曲げ、ラジエータ１０のコア１０に案内することができる。これにより、ラジエータ１０の通過風量を増大すると共に、ラジエータ１０に入る気流の温度を低下させることができ、ラジエータ１０の冷却性能を向上することができる。

次に、本実施形態の作用効果を述べる。

抑制部材２０が無いと仮定した比較例の場合、図３に示すように、車両Ｖが前方に向かって走行している最中、走行風による前方からの気流Ｆ１がインタークーラ２とラジエータ３を順次通過する。一方、前方から見てインタークーラ２より下方に突出するロアータンク９の突出部分９Ｂにも、前方からの気流Ｆ２が衝突する。この気流Ｆ２は衝突後、上方に曲げられ、隙間５に下方から浸入する。するとこの隙間５内の上向き気流Ｆ２によって、インタークーラ２を通過する気流Ｆ１が妨げられる。すなわち、インタークーラ２を通過する気流Ｆ１の流量が減少される。

しかし、抑制部材２０がある本実施形態の場合には、図中×印で示すように、抑制部材２０、特にその横板部分２２によって、気流Ｆ２の隙間５への浸入を抑制することができる。よって気流Ｆ１への妨害を抑制でき、インタークーラ２の冷却性能低下を抑制することができる。

一方、本実施形態の場合、縦板部分２３によって、ロアータンク９の下側の気流Ｆ３をラジエータ１０のコア１０に案内するようにしている。この気流Ｆ３の隙間５への浸入も、横板部分２２によって妨げられてしまう。よって縦板部分２３によるラジエータ１０の冷却性能向上効果が減殺されてしまう。

しかし、本実施形態では、横板部分２２の左右長Ｂ１が縦板部分２３の左右長Ｂ２より短くされている。よって抑制部材２０のうち、横板部分２２が無い右半部において、気流Ｆ３を縦板部分２３によってラジエータ１０のコア１０に案内し、縦板部分２３によるラジエータ１０の冷却性能向上効果を確保できる。

特に、インタークーラ２を通過した直後の気流Ｆ１は、吸気との熱交換により加熱された直後の気流であり、温度が上昇している。よってこの温度上昇した気流Ｆ１をラジエータ１０のコア１０に供給すると、ラジエータ１０の冷却性能が低下してしまう。

しかし本実施形態では、縦板部分２３によって、比較的低温の気流Ｆ３をコア１０に案内することができる。そのため、コア１０に供給する気流の温度を低下させ、ラジエータ１０の冷却性能を向上できる。よって、横板部分２２が無く縦板部分２３のみがある右半部では、ラジエータ１０の冷却性能を向上できる。

よって、本実施形態によれば、横板部分２２によるインタークーラ２の冷却性能向上効果と、縦板部分２３によるラジエータ１０の冷却性能向上効果とを最大限バランスさせることができ、全体として最適な冷却性能を獲得することが可能となる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。

（１）例えばラジエータ３は、本実施形態ではダウンフロー式であったが、サイドクロスフロー式であってもよい。

（２）抑制部材２０は、金属板等の板材以外でも作製可能であり、例えば棒状の部材によっても作製可能である。

（３）縦板部分２３は省略可能である。

（４）横板部分２２の左右長Ｂ１と縦板部分２３の左右長Ｂ２は任意に設定でき、前者を後者と等しくしてもよいし、前者を後者より長く設定してもよい。

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

２ インタークーラ
３ ラジエータ
５ 隙間
２０ 抑制部材
２２ 横板部分
２３ 縦板部分
Ｂ１，Ｂ２ 左右長
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 気流
Ｖ 車両

Claims (2)

1. 車両の前端部に配置されたラジエータと、
   前記ラジエータの前方に隙間を隔てて重ねて配置されたインタークーラと、
   前記隙間に下方から気流が浸入するのを抑制するための抑制部材と、
   を備え、
   前記ラジエータは、前方から見たときに前記インタークーラから下方に突出する突出部分を有し、
   前記抑制部材は、前記隙間の真下かつ前記突出部分の前方に位置され、
   前記抑制部材は、板材を折り曲げることにより一体的に形成されると共に、前後左右方向に延びる横板部分と、前記横板部分の後端部から前記突出部分より下方の位置まで下方に延びる縦板部分とを有し、
   前記横板部分の左右長は、前記縦板部分の左右長より短く、
   前記横板部分は、前記縦板部分の左右方向における一方側に偏って配置され、
   前記横板部分がある左右方向の一方側では、前記縦板部分に衝突して上方に曲げられた走行風による気流が前記隙間に浸入するのを前記横板部分によって抑制し、前記横板部分がない左右方向の他方側では、前記突出部分の下側を素通りしようとする走行風による気流を前記縦板部分に衝突させて上方に曲げ、前記隙間を通じて前記ラジエータに案内するように構成されている
   ことを特徴とするエンジン冷却装置。
2. 前記抑制部材は、前記隙間の左右方向の略全長に亘って延びている
   請求項１に記載のエンジン冷却装置。

Images