JP7338431B2

JP7338431B2 - エンジンの冷却装置

Info

Publication number: JP7338431B2
Application number: JP2019214221A
Authority: JP
Inventors: 翔岡村
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: DE102020214408A1; JP2021085360A

Description

本発明は、エンジンの冷却装置に関する。

従来、シリンダヘッド内に冷却水を流通させる構造として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、熱交換器からウォータポンプに冷却水を戻す配管を、排気ガスを浄化する触媒ケースの近傍に配置することにより、配管と触媒ケースとの間で熱交換をしている。これにより、特許文献１に記載のものは、触媒ケースを通過する排気ガスの熱によって冷却水を温めることができ、エンジンの始動後に早期に冷却水を上昇でき、エンジン内部の摩擦損失を低減でき、燃費を向上させることができる。

特開２０１５－１２４６９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、ウォータポンプに冷却水を戻す配管が円形断面の形状であり、触媒ケースからの配管への受熱量が少ないため、効率よく冷却水を温めることができなかった。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、暖機時間を短縮でき、燃費を向上させることができるエンジンの冷却装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、所定の気筒列方向に沿って並んで配置される複数の気筒を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの上部に連結されるシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに設けられた排気出口と、前記排気出口に連結されて下方に延びる円筒状の触媒ケースと、前記シリンダブロックの前記排気出口が設けられた側の側面に取付けられるウォータポンプと、を備えるエンジンの冷却装置であって、前記ウォータポンプは、冷却水が流入する冷却水流入部材を有し、前記冷却水流入部材は、前記気筒列方向で前記ウォータポンプと前記触媒ケースとの間に、前記気筒列方向で前記触媒ケースの周壁と対向する壁部を有し、前記壁部は、前記触媒ケースの前記周壁が前記気筒列方向で前記冷却水流入部材に最も近づく部位の近傍まで、前記側面から突出しており、ラジエータを迂回する冷却水が常時流通する冷却水戻し通路を有し、前記冷却水戻し通路は、前記側面と当該側面に取付けられるカバー部材とによって形成され、前記カバー部材は、前記側面と前記触媒ケースとの間の隙間に延在しており、前記周壁に沿う曲面を形成する曲面部形成部を前記触媒ケースの近傍に有することを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、暖機時間を短縮でき、燃費を向上させることができるエンジンの冷却装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る冷却装置を備えるエンジンの正面図である。図２は、本発明の一実施例に係る冷却装置を備えるエンジンの触媒ケースを取り外した状態の正面図である。図３は、本発明の一実施例に係る冷却装置を備えるエンジンの触媒ケースおよびウォータポンプを取り外した状態の正面図である。図４は、図１に示すエンジンのＩＶ－ＩＶ方向の矢視断面図である。図５は、図１に示すエンジンのＶ－Ｖ方向の矢視断面図である。

本発明の一実施の形態に係るエンジンの冷却装置は、所定の気筒列方向に沿って並んで配置される複数の気筒を有するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に連結されるシリンダヘッドと、シリンダヘッドに設けられた排気出口と、排気出口に連結されて下方に延びる円筒状の触媒ケースと、シリンダブロックの排気出口が設けられた側の側面に取付けられるウォータポンプと、を備えるエンジンの冷却装置であって、ウォータポンプは、冷却水が流入する冷却水流入部材を有し、冷却水流入部材は、気筒列方向でウォータポンプと触媒ケースとの間に、気筒列方向で触媒ケースの周壁と対向する壁部を有し、壁部は、触媒ケースの周壁が気筒列方向で冷却水流入部材に最も近づく部位の近傍まで、側面から突出していることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るエンジンの冷却装置は、暖機時間を短縮でき、燃費を向上させることができる。

以下、本発明の一実施例に係るエンジンの冷却装置について、図面を用いて説明する。図１から図５は、本発明の一実施例に係るエンジンの冷却装置を示す図である。図１から図５において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態のエンジンの上下前後左右方向とし、前後方向に対して直交する方向が左右方向、エンジンの高さ方向が上下方向である。

まず、構成を説明する。図１において、エンジン１はエンジン本体１Ａを備えている。エンジン本体１Ａは、シリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に連結されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２の上部に設けられたヘッドカバー４と、シリンダブロック３の下部に連結されたオイルパン５とを備えている。

図４において、シリンダブロック３には、図示しないピストンを上下動自在に収容する複数（３つ）の気筒７が形成されている。シリンダブロック３には、ピストンの上下運動を回転運動に変換する図示しないクランク軸が収容されており、クランク軸は左右方向に延びている。気筒７は、クランク軸の延伸する左右方向（以下、気筒列方向ともいう）に並んで配置されている。

シリンダヘッド２の底部には、図示しない複数の燃焼室が設けられている。燃焼室は各気筒７の上部に設けられている。本実施例では、シリンダヘッド２には、３つの燃焼室が左右方向に一列に並んで設けられている。エンジン１は、吸気ポートから取入れた空気と燃料とからなる混合気を図示しない点火プラグによって点火して燃焼させ、燃焼後の排気ガスを排気出口３０から排出する。

シリンダヘッド２の後面には図示しない吸気ポートが設けられており、吸気ポートは、空気を取入れて燃焼室に供給する。

図２において、シリンダヘッド２の前面には排気出口３０が設けられており、排気出口３０からは排気ガスが排出される。

図１、図２において、排気出口３０には触媒ケース１０が連結されており、触媒ケース１０は下方に延びている。触媒ケース１０は、円筒状に形成され、その内部には排気ガスを浄化する触媒を収納している。

図４において、シリンダブロック３の内部にはオイル戻し通路５３Ａが設けられている。オイル戻し通路５３Ａは、シリンダヘッド２から流下したオイルをオイルパン５に戻している。

シリンダブロック３の内部には、シリンダ用ウォータジャケット５２が設けられている。シリンダ用ウォータジャケット５２は、気筒７の周囲に設けられており、シリンダブロック３の外部から導入された冷却水が流通することにより気筒７を冷却する。

エンジン１は冷却水戻し通路５５を備えており、この冷却水戻し通路５５には、図示しないオイルクーラ、ヒータコアまたはＥＧＲクーラ等の熱交換器を通過した冷却水が戻される。冷却水戻し通路５５には、図示しないラジエータを迂回する冷却水が常時流通する。

図１、図２において、シリンダブロック３の排気出口３０が設けられた側の側面には、ウォータポンプ１５が取付けられている。ウォータポンプ１５は冷却水取入口７７を有しており、この冷却水取入口７７は、ラジエータを通過して冷却された冷却水を取入れる。また、ウォータポンプ１５には、冷却水戻し通路５５が連通している。

図２、図３において、ウォータポンプ１５は、冷却水戻し通路５５から導入した冷却水および冷却水取入口７７から取入れた冷却水を、シリンダブロック３の冷却水導入口５０に導入している。ウォータポンプ１５の内部には図示しないサーモスタットが設けられている。サーモスタットの閉弁時は、冷却水戻し通路５５の冷却水がウォータポンプ１５から冷却水導入口５０に導入される。サーモスタットの開弁時は、冷却水戻し通路５５の冷却水と、ラジエータを通過して冷却水取入口７７から取入れた冷却水との両方がウォータポンプ１５から冷却水導入口５０に導入される。このように、エンジン１は、エンジン１への冷却水の入口の部分で冷却水の流量を制御する入口制御方式を採用している。

図４において、冷却水戻し通路５５は、シリンダブロック３の前側の側面と、この側面に取付けられるカバー部材５６とによって形成されている。冷却水戻し通路５５は曲面部５５Ａを有しており、この曲面部５５Ａは、触媒ケース１０の近傍で触媒ケース１０の周壁１０Ｂに沿って湾曲している。カバー部材５６は、曲面部５５Ａを形成する曲面部形成部５６Ａを有している。

シリンダブロック３は、プール部５１を有しており、このプール部５１は、冷却水導入口５０から導入された冷却水を一時貯留してシリンダ用ウォータジャケット５２に供給する。図４において、３つの気筒７を、右端部側から＃１、＃２、＃３の記号を付して区別している。プール部５１は、気筒列方向の右端部の気筒７（図中、＃１と記す）の側方から気筒列方向の中央部の気筒７（図中、＃２と記す）の側方にわたって気筒列方向に延在している。

冷却水戻し通路５５は、排気出口３０の近傍かつ触媒ケース１０の上端１０Ａ（図１参照）の近傍を通過している。ここで、冷却水戻し通路５５の内部の冷却水は、冷却水戻し通路５５の左端部側を上流端部とし、冷却水戻し通路５５の右端部側を下流端部として、左端部側から右端部側に向かって流れるようになっている。

冷却水戻し通路５５の上流端部は、冷却水を受け入れる冷却水受入口５５Ｂ（図１参照）を有している。また、冷却水戻し通路５５の下流端部は、ウォータポンプ１５に冷却水を排出する冷却水排出口５５Ｃ（図３参照）を有している。

図５において、ウォータポンプ１５は、冷却水が流入する冷却水流入部材７１を有している。冷却水流入部材７１は、ウォータポンプのハウジングのうち冷却水を取入れる通路を構成している。冷却水流入部材７１は、気筒列方向でウォータポンプ１５と触媒ケース１０との間に、気筒列方向（本実施例では左右方向）で触媒ケース１０の周壁１０Ｂと対向する壁部７１Ａを有している。そして、壁部７１Ａは、触媒ケース１０の周壁１０Ｂが気筒列方向で冷却水流入部材７１に最も近づく部位１０Ｃの近傍まで、シリンダブロック３の側面から前方に突出している。言い換えれば、壁部７１Ａは、気筒列方向と直交する直交方向（前方）に突出している。ここで、触媒ケース１０の周壁１０Ｂの部位１０Ｃは、円筒状の触媒ケース１０の右端部である。このように、触媒ケース１０の部位１０Ｃの近傍まで壁部７１Ａがシリンダブロック３の側面から突出しているため、壁部７１Ａが触媒ケース１０の熱を受け取ることができる。

図４において、冷却水戻し通路５５は、シリンダブロック３の側面と、この側面に取付けられるカバー部材５６とによって形成されている。カバー部材５６は、シリンダブロック３の側面と触媒ケース１０との間の隙間に延在している。

カバー部材５６は、曲面部形成部５６Ａを触媒ケース１０の近傍に有しており、この曲面部形成部５６Ａは、触媒ケース１０の周壁に沿う曲面を形成している。

図１において、冷却水戻し通路５５の上流端部は、冷却水を受け入れる冷却水受入口５５Ｂを有している。図４に示すように、カバー部材５６と触媒ケース１０との間の隙間は、冷却水戻し通路５５の上流端部において最も狭くなっている。図５に示すように、冷却水流入部材７１は、触媒ケース１０に対して冷却水受入口５５Ｂとは反対側に配置されている。

以上説明したように、本実施例では、ウォータポンプ１５は、冷却水が流入する冷却水流入部材７１を有し、冷却水流入部材７１は、気筒列方向でウォータポンプ１５と触媒ケース１０との間に、気筒列方向で触媒ケース１０の周壁１０Ｂと対向する壁部７１Ａを有している。そして、壁部７１Ａは、触媒ケース１０の周壁１０Ｂが気筒列方向で冷却水流入部材７１に最も近づく部位の近傍まで、シリンダブロック３の側面から突出している。

このため、触媒ケース１０の熱によって、ウォータポンプ１５の冷却水流入部材７１の壁部７１Ａおよびその内部を流れる冷却水を温めることができ、冷却水の温度を早期に上昇させることができる。

この結果、暖機時間を短縮でき、燃費を向上させることができる。

本実施例では、エンジン１は、ラジエータ１３を迂回する冷却水が常時流通する冷却水戻し通路５５を有し、この冷却水戻し通路５５は、シリンダブロック３の側面と、この側面に取付けられるカバー部材５６とによって形成されている。そして、カバー部材５６は、シリンダブロック３の側面と触媒ケース１０との間の隙間に延在している。

これにより、シリンダブロック３の側面と触媒ケース１０との間の隙間がカバー部材５６によって狭められるので、走行風がカバー部材５６と反対側からシリンダブロック３と触媒ケース１０との間の隙間に入り込んで壁部７１Ａが冷却されることを抑制できる。このため、冷却水の温度を早期に上昇させることができる。この結果、暖機時間を短縮でき、燃費を向上させることができる。

本実施例では、カバー部材５６は、触媒ケース１０の周壁に沿う曲面を形成する曲面部形成部５６Ａを触媒ケース１０の近傍に有している。

このようにカバー部材５６の曲面部形成部５６Ａが触媒ケース１０の周壁に沿う曲面を形成しているので、さらにシリンダブロック３と触媒ケース１０との間の空間を少なくすることができ、走行風によりカバー部材５６内の冷却水が冷却されることを抑制できる。このため、暖機時間を短縮でき、燃費を向上させることができる。

本実施例では、冷却水戻し通路５５の上流端部は、冷却水を受け入れる冷却水受入口５５Ｂを有し、カバー部材５６と触媒ケース１０との間の隙間は、冷却水戻し通路５５の上流端部において最も狭くなっている。そして、冷却水流入部材７１は、触媒ケース１０に対して冷却水受入口５５Ｂとは反対側に配置されている。

このように、カバー部材５６と触媒ケース１０との間の隙間は、冷却水戻し通路５５の上流端部において最も狭くなっているので、冷却水戻し通路５５の上流端部において走行風がシリンダブロック３と触媒ケース１０との間の隙間に入ることを防止できる。また冷却水流入部材７１は、触媒ケース１０に対して冷却水受入口５５Ｂとは反対側に配置されているので、冷却水戻し通路５５の上流端部と冷却水流入部材７１とが離れた配置され、隙間に入った走行風が冷却水流入部材７１まで到達して冷却水を冷却することを防止できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...エンジン、２...シリンダヘッド、３...シリンダブロック、７...気筒、１０...触媒ケース、１０Ｂ...周壁、１０Ｃ...部位、１５...ウォータポンプ、３０...排気出口、５５...冷却水戻し通路、５５Ｂ...冷却水受入口、５６...カバー部材、５６Ａ...曲面部形成部、７１...冷却水流入部材、７１Ａ...壁部

Claims

所定の気筒列方向に沿って並んで配置される複数の気筒を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの上部に連結されるシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに設けられた排気出口と、
前記排気出口に連結されて下方に延びる円筒状の触媒ケースと、
前記シリンダブロックの前記排気出口が設けられた側の側面に取付けられるウォータポンプと、を備えるエンジンの冷却装置であって、
前記ウォータポンプは、冷却水が流入する冷却水流入部材を有し、
前記冷却水流入部材は、前記気筒列方向で前記ウォータポンプと前記触媒ケースとの間に、前記気筒列方向で前記触媒ケースの周壁と対向する壁部を有し、
前記壁部は、前記触媒ケースの前記周壁が前記気筒列方向で前記冷却水流入部材に最も近づく部位の近傍まで、前記側面から突出しており、
ラジエータを迂回する冷却水が常時流通する冷却水戻し通路を有し、
前記冷却水戻し通路は、前記側面と当該側面に取付けられるカバー部材とによって形成され、
前記カバー部材は、前記側面と前記触媒ケースとの間の隙間に延在しており、前記周壁に沿う曲面を形成する曲面部形成部を前記触媒ケースの近傍に有することを特徴とするエンジンの冷却装置。
前記冷却水戻し通路の上流端部は、冷却水を受け入れる冷却水受入口を有し、
前記カバー部材と前記触媒ケースとの間の隙間は、前記冷却水戻し通路の上流端部において最も狭くなっており、
前記冷却水流入部材は、前記触媒ケースに対して前記冷却水受入口とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。