JPS63162328A - 自動車用冷却ラジエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は自動単用冷却ラジエータに関し、特に過給され
た空気を吸入する水冷式の内燃エンジンと空気調和装置
とを備えた自動車のための冷却ラジェータに関する。 従来の技術とその問題点 この種の冷却ラジェータにおいては、３個のラジェータ
すなわち冷却器を必要とする。しかしエンジンルームの
中に、冷却用空気を流す３個のクーラ（空気調和システ
ムのためのコンデンサは冷却器とみなされる〕を収容す
ることは、冷却器の中における、通常の冷却空気の流れ
もしくは車両の走行時の空気流を適当とするためＥこは
、空間が著しく制約されているために、相当の困難をと
もなう。この理由のために、電気駆動式の冷却送風機を
、少なくとも１個の冷却器に対応させることが提案され
た。これは、自動車の前端における空気取入れ口は、そ
の直後に３個の冷却器を設置する程には、一般に十分に
大きくできないからである。たとえこのように大きくす
ることが可能であるとしても、その場合には、空気取入
れ口がきわめて大きくなるために、自動車の空気抵抗係
数が不都合な程に増大する。 本発明の基本的目的は、通常の冷却空気の流れもしくは
走行時の空気の流れがすべての３つの冷却器の中を適当
に流れ、しかもこれら冷却器が追加的な空間をほとんど
必要とせず、したがって空気取入れ口を拡張する必要が
ないか、あるいはただ１個の冷却器を有する自動車と比
べて明らかな違いが生じないようにすることができる、
自動単用冷却ラジエータを提供することにある。 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明は、 過給された空気を吸入する水冷式の内燃機関と、空気調
和装置とを備えた自動車において、ポンプおよび空冷式
のエンジン冷却水の冷却器を有して前記エンジンのため
に設けられた第１の冷却サーキットと、 過給機のための流体冷却式の空気冷却器およびこの空気
冷却器用の冷却流体のための空冷式の再クーラを有する
第２の冷却サーキットと、前記空気調和装置における空
冷式のコンデンサとを備え、 前記再クーラと、コンデンサと、エンジン冷却水の冷却
器とを、前記自動車の前部の空気取入れ口の後方におい
て、この順序で配列するとともに、互いに直接的に前後
に接続して設けた構成としたものである。 作用 このような構成によれば、組合わされた３種類の冷却器
の前面は、空気調和装置および過給された空気のための
冷却１器を有しない自動車のエンジン冷却水のクーラの
前面よりも太きい、または相当に大きいことを必要とし
ない。同様Ｅこ空気取入れ口自身も、このような自動車
におけるものよりも大きくする必要がない。３種類の冷
却器を互いに直接的に前後に接続して配置することの結
果として、全部の冷却器を通る空気流を、もし必要なら
、エンジンもしくは電気モータで駆動される一つの送風
機によって作ることができる。 本発明によれば、全部の３つの冷却器の適当な冷却を、
外部における走行時の空気流もしくは空気押圧効果、お
よび、まｔこはファンにて発生される空気流ｔこよって
行うことができる。このことに関し本発明は、「個々の
冷却器の最大冷却性能の要求は、それぞれ異なつｔコ運
転条件のもとで発生する」という事実を利用する。アイ
ドリング運転の間および低速度の場合には、エンジンは
過給されない。したがって、第２の冷却サーキットおよ
び再クーラの中の流体は、大きくは加熱されない。 これと反対に、このような走行状態のもとでは、空気調
和システムは、暑い日ｆこはより高負荷の条件とされる
。これは、このような場合には、自動車を冷却するため
の走行時の空気流が存在しないからである。このような
場合には、再クーラの後方に配列された空気調和システ
ムのコンデンサは、冷たい冷却用空気が流ｎる最初の高
温要素となる。 これは、このような走行状態のもとでは、上述のように
再クーラは放熱しないからである。最も後方に配列され
たエンジン冷却水の冷却器は、走行速度が遅いとき、た
とえば勾配を登るときやトレーラを牽引するときにおい
て、およびエンジンに両い負荷をかけた後にアイドリン
グ運転するときに、高度の冷却能力を要求される。しか
しこの冷却の要求は、その構造上、冷却用空気がエンジ
ン冷却水の冷却器を最後に通って流れ、また空気調和シ
ステムのコンデンサによりすでに加熱されているという
事実にもかかわらず、満足される。このことは、コンデ
ンサの冷却効果がエンジン冷却水の冷却器の冷却効果に
比べてきわめて小さい、たとえば１／６であることの１
こめに可能となる。またエンジンの過給は、大きい動力
が要求されたときにのみ、そして通常は運転速度が高い
ときに行われる。そのため、再クーラを順番の中で最初
ｉこ配列し、かつ走行時の空気流が最初に再クーラに流
れることから、過給空気の冷却は選択的に行われる。自
動車は走行時の空気流

【こよって適当に冷却されるため
、コンデンサにおける冷却の要求は、一般に高速度にお
いては低い。 したがって、再クーラによってすでに加熱さｊた空気が
コンデンサを通って流れることは、有害ではない。エン
ジン冷却水の冷却器もまた、全負荷のときに高度の冷却
性を要求される。しかしこの要求は、たとえエンジン冷
却水の冷却器を通って流れる空気が再クーラによってす
でに予熱されているときにおいても、走行時の空気流が
強いものであることによって、部分的には満足される。 したがって、この予熱の効果は、はとんど注意するに値
しない。これは、この場合にもまた再クーラの冷却効果
は、エンジン冷却水の冷却器の冷却効果の数分の１、た
とえばわずかに１１５に過ぎないからである。 アイドリング時または低速走行時は、すでに述べたよう
に過給空気の冷却は、わずかかまたは全く行われないが
、このような場合に、エンジン冷却水の冷却器は、ある
状況においては高度の低動性が要求される。したがって
、本発明におけるいま一つの好ましい実施態様において
は、このような状況Ｅこおいて、再クーラはエンジン冷
却水の冷却器と並列に配列されて、第１の冷却サーキッ
トに接続される。こうすれば、エンジン冷却水の冷却器
のために、追加的な冷却面積を得ることができる。 実施例 第１図に示す実施例において、自動車２はエンジンルー
ム１を有し、このエンジンルーム１の前部３は、空気取
入れ口４を有する。エンジンルーム１の中に、水冷エン
ジン５が設けられている。 エンジン５はその冷却水のための冷却サーキットを有し
、この冷却サーキットは、冷却器としてのラジェータ６
および循環ポンプ６ａを有する。エンジン５の吸気マニ
ホルド７には、機械的にもしくは排気ガスタービンによ
って駆動される過給機８と、流体冷却式の空気冷却器９
とが設けられている。またこの冷却サーキットは、空気
冷却器９において空気を冷却し１こ冷却流体のための再
クーラ１０を有し、この中を冷却用空気が流れる。また
自動車２は空気調和装置を有し、この空気調和装置も、
冷却サーキットを有する。この冷却サーキットＥこつい
ては、コンプレッサ１１、コンデンサ１２、および蒸発
器１３のみを図に示す。 再クーラ１０、コンデンサ１２、およびエンジン・ラジ
ェータ６は、この順番に配列され、空気取入れ口４の後
方ζこおいて、互いに直接的に前後に接続されている。 その結果として冷却用空気の流れは、これらの中を順に
継続して流れる空気の流れは、ファン１４によって良好
Ｅこ発生される。ファン１４は、エンジン５によって直
接駆動される。空気調和コンデンサ１２、過給機用の再
クーラ１０、およびエンジン・ラジェータ６１こおいて
は、冷却要求特性が非常に異なったものとなる。すなわ
ち、再クーラ１０およびコンデンサ１２のために必要な
最大冷却能力は、エンジン冷却ラジェータ６に必要な最
大冷却能力の、それぞれ１１５および１／６に過ぎない
。そのため、もしもこれら３要素６．１０．１２の前面
の面積を等しくするならば、再クーラ１０およびコンデ
ンサ１２の厚さは、エンジン冷却ラジェータ６の厚さよ
りも相当に小さくできる。このことｆこより、これら３
要素のための所要空間を最小とすることができ、有利で
ある。しかしながら基本的ｆこは、再クーラ１０および
コンデンサ１２の前部の表面を、エンジン・ラジェータ
６の表面よリモ小さくすることも可能である。そのとき
には、ラジェータ６を冷却する空気は、前二者の中を通
過することなく、直接このラジェータ６の一部分の中を
流れる。このような配列においては、再クーラ１０およ
びコンデンサ１２の厚さを適当に増加することが必要で
あり、あるいは望ましい。 これらの３要素１０，１２．６が互いに前後に接続され
て配列される結果として、空気取入れ口４は、エンジン
冷却ラジェータ６のサイズにより要求されるであろうよ
りも大きいものである必要はない。 冷却用空気は、最初に再クーラ１０の中を流れ、次にコ
ンデンサ１２の中を、そして最後にエンジン・ラジェー
タ６の中を流れるから、各要素１０　、１２　。 ６における熱伝達性能の減少や制限は、わずか、あるい
は全く生じない。それは、これら３要素における最大冷
却性能の要求は、それぞれ異なった運転状態または走行
速度のもとで生じるからである。 このことを第３図のグラフに示す。このグラフにおいて
、横軸は走行速度Ｖ、縦軸は冷却力Ｎを示す。曲線Ａは
エンジン・ラジェータ６の冷却要求度を示し、曲線Ｂは
コンデンサ１２の冷却要求度を示し、また曲線Ｃは再ク
ーラ１ｏの冷却要求度を示す。グラフから明らかなよう
に、再クーラ１０は、ある一定の速度Ｖ□以上において
のみ冷却する必要がある。これは、この速度■１にて過
給が始められるためである。速度Ｖ。からＶ□までの範
囲においては、再クーラ１０の中を流れる流体を冷却す
る必要はない。したがって、再クーラ１ｏの中を流れる
空気は、加熱されないか、あるいはわずかに加熱される
だけに過ぎない。その結果として、この速度範囲内にお
いては、コンデンサ１２およびエンジン・ラジェータ６
の中を流れる空気は、予熱されない。その結果として、
エンジン冷却水および空気調和装置の冷却手段（ラジェ
ータ６とコンデンサ１２）から適当な熱の抽出が行われ
る。空気がコンデンサ１２の中を流れるときに加熱され
ても、エンジン・ラジェータ６における熱の除去に実質
的な影響を及ぼすものではない。それは、エンジン・ラ
ジェータ６の冷却効果は、コンデンサ１２の冷却効果よ
り数倍も太きいからである。コンデンサ１２を通る冷却
用空気が再クーラ１０により加熱し始められる点ｖ１に
おいては、コンデンサ１２における冷却の要求は、すで
に著しく減少している。これは、この速度においては、
自動車２は、走行時に生じる風によって激しく冷却され
ているからである。 速度の増加、およびそれにともなうエンジン負荷の増加
につれて、再クーラ１０における冷却の要求は、最大速
度ｖ２に至るまで増加する。またエンジン・ラジェータ
６の冷却の要求も同様に増加する。 再クーラ１０は、列の中で最前部に配列されているため
、走行時の風によって直接ｉこ作用されるから、過給さ
れる空気は非常に強く冷却される。その結果としての冷
却用空気への加熱効果は、エンジン・ラジェータ６への
冷却効果には本質的に影響しない。これは、エンジン・
ラジェータ６の冷却力は、再クーラ１０の冷却力よりも
数倍も太きいからである。このような配列を選択したこ
との結果として、３冷却要素１０，１２．６が相前後し
て配列されているのにかかわらず、過給空気のみならず
、エンジン冷却水および空気調和装置の冷却媒体をも適
正に冷却することが可能である。 第２図に、エンジン５、過給空気用の空気冷却器９およ
び空気調和装置のための冷却サーキットの概略を示す。 自動車２が停止しているとき、あるいは低速度の範囲内
で走行しているとき、そしてエンジン５をアイドリング
させているときには、過給機からの空気の冷却は行われ
ない。よって、このような運転状態では、再クーラ１ｏ
を、エンジン冷却水を補助的に冷却するために利用、す
なわち「バイパス」させることができる。この目的のた
めｌζ、再クーラ１０は、エンジン５の冷却水サーキッ
トに対し、ラジェータ６と並列に接続されている。過給
された空気のための冷却流体としての冷却水を、ポンプ
６ａによって移送させるが、このポンプ６ａの圧力側よ
り、分岐管１６が再クーラ１ｏに導かれている。冷却水
は、再クーラ】０および過給空気の冷却器９の中を流れ
た後、専管１７を通過して、ポンプ６ａの吸込み口１８
に帰る。なおその他に通常のバイパス管１９があり、こ
のバイパス管１９はエンジン５の冷却水が運転温度（作
動温度〕になお到達しないときに、サーモスタット・バ
ルブ２゜によって制御される。 この特殊な構成において、再クーラ１０は、常にエンジ
ン・ラジェータ６と並列に接続されている。 したがって再クーラ１０は、もし過給された空気が冷却
器９において冷却されないときには、エンジン・ラジェ
ータ６での熱の除去を補助する。 発明の効果 以上述べたように本発明によると、再クーラと、コンデ
ンサと、エンジン冷却水の冷却器とを、自動車の前部の
空気取入れ口の後方において、この順序で配列するとと
もに、互いに直接的に前後に接続して設けたため、これ
ら組合わされた再クーラとコンデンサと冷却器との前面
を、空気調和装置および過給空気のための冷却器を有し
ない自動車におけるエンジン冷却水の冷却器の前面に比
べて、相当に大きなものとする必要がなく、このため自
動車の前部の空気取入れ口を大きくする必要もないとい
う有利な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にもとづく冷却ラジェータ系を搭載した
自動車のエンジンルームを開いた状態の一例を概略的に
示す平面図、第２図は第１図の冷却ラジェータ系におけ
る冷却回路の概略図、第３図は各冷却回路における冷却
空気の要求の度合を示すグラフである。 ２・・・自動車、３・・・前部、４・・・空気取入れ口
、５・・・エンジン、６・・・ラジェータ（エンジン冷
却水の冷却器〕、６ａ・・・循環ポンプ、８・・・過給
機、９・・・空気冷却器、１０・・・再クーラ、　１２
・・・コンデンサ。 第１図 ６−−−ラジ゛ニー９（エンシパン　１２−−−コ５テ
ゝすｈ矢Ｐ太ｖ力紳Ｋ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、過給された空気を吸入する水冷式の内燃エンジンと
   、空気調和装置とを備えた自動車において、 ポンプおよび空冷式のエンジン冷却水の冷 却器を有して前記エンジンのために設けられた第１の冷
   却サーキットと、 過給機のための流体冷却式の空気冷却器お よびこの空気冷却器用の冷却流体のための空冷式の再ク
   ーラを有する第２の冷却サーキットと、 前記空気調和装置における空冷式のコンデ ンサとを備え、 前記再クーラと、コンデンサと、エンジン 冷却水の冷却器とを、前記自動車の前部の空気取入れ口
   の後方において、この順序で配列するとともに、互いに
   直接的に前後に接続して設け、 たことを特徴とする自動単用冷却ラジエータ。 ２、再クーラは、エンジン冷却水の冷却器と並列に配置
   されて、第１の冷却サーキットに接続されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車用冷却
   ラジエータ。