WO2019235651A1 - エンジン冷却装置及びエンジンシステム - Google Patents

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WO2019235651A1
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cooling water
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valve
radiator
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PCT/JP2019/031034
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松本　和也
真 野林
鴨志田　安洋
渡邉　誠
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株式会社小松製作所
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an engine cooling device and an engine system.
  • Patent Document 1 discloses an engine cooling device including a valve (thermostat) that switches a circulation path of cooling water in accordance with the temperature of the cooling water.
  • a valve thermostat
  • the valve when the engine is warming up (when the cooling water is lower than a predetermined temperature), the valve is closed and the cooling water is circulated between the pump and the engine.
  • the cooling water reaches a predetermined temperature or higher, the valve is opened and the cooling water is circulated through the pump, the engine, and the radiator in order.
  • EGR gas exhaust gas recirculation gas
  • This type of engine system includes an EGR cooler for cooling the EGR gas.
  • the engine cooling device is configured to supply cooling water from the pump to both the engine and the EGR cooler. However, during the warm-up operation of the engine, the cooling water does not circulate to the radiator, so the pressure of the cooling water tends to increase in proportion to the increase in the temperature of the cooling water.
  • the durability (pressure resistance) of the EGR cooler with respect to the pressure of the cooling water is often lower than the durability of the engine, it is not preferable that the pressure of the cooling water becomes high. It is also conceivable to suppress an increase in the pressure of the cooling water by opening the valve at a low temperature and circulating the cooling water to the radiator. However, in this case, there is a problem that the engine is difficult to warm and the warm-up operation of the engine is prolonged.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and provides an engine cooling device capable of protecting an EGR cooler and suppressing the engine warm-up time from increasing, and an engine system including the same.
  • the purpose is to do.
  • An engine cooling device includes a pump that supplies cooling water from a discharge port to an engine and an EGR cooler, the cooling water from the engine and the EGR cooler, and an outlet for the cooling water.
  • a radiator connected to a suction port of the pump, a flow path switching unit provided in the course of the cooling water from the engine and the EGR cooler to the radiator, and the flow path switching unit and the radiator are connected.
  • a first valve that causes the cooling water to flow through the first bypass flow path when the temperature is less than the first predetermined temperature, and causes the cooling water to flow through the radiator connection flow path when the temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature. And when the temperature of the cooling water is lower than a second predetermined temperature that is higher than the first predetermined temperature, the cooling water is circulated through the first bypass flow path and is equal to or higher than the second predetermined temperature.
  • a second valve that causes the cooling water to flow through the radiator connection flow path in some cases, and the number of the first valves is smaller than the number of the second valves.
  • An engine system includes an engine, an EGR cooler, and the engine cooling device.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 4. It is a flow-path switching part in the engine system concerning one embodiment of the present invention, and is a sectional view showing the state where the 1st valve and the 2nd valve are opened.
  • the engine system according to the present embodiment is mounted on an arbitrary work vehicle such as a dump truck, a wheel loader, or a motor grader.
  • the engine system 1 includes an engine 2, an EGR cooler 3, and an engine cooling device 4 that cools the engine 2 and the EGR cooler 3 with cooling water.
  • the arrows in FIG. 1 indicate the direction in which the cooling water flows in the engine system 1.
  • the engine 2 includes a cylinder, a cylinder block, a cylinder head, and the like.
  • the cylinder head and the cylinder block are provided with a first cooling flow path EF through which cooling water flows.
  • the engine 2 is cooled by cooling water flowing through the first cooling flow path EF.
  • the EGR cooler 3 cools the EGR gas that is a part of the exhaust gas discharged from the engine 2.
  • the EGR cooler 3 is provided with a second cooling flow path CF through which cooling water flows.
  • the EGR gas passing through the EGR cooler 3 is cooled by exchanging heat with the cooling water flowing through the second cooling flow path CF.
  • the engine cooling device 4 includes a pump 5, a radiator 6, and a flow path switching unit 7.
  • the engine cooling device 4 of this embodiment further includes an oil cooler 8.
  • the engine cooling device 4 of the present embodiment further includes an antifoaming tank 9.
  • the pump 5 supplies cooling water to the engine 2 and the EGR cooler 3 from the discharge port 5b.
  • the discharge port 5 b of the pump 5 is connected to the inlet EFa of the first cooling channel EF of the engine 2 and the inlet CFa of the second cooling channel CF of the EGR cooler 3.
  • the pump 5 is driven by the power of the engine 2. The pump 5 always operates while the engine 2 is driven.
  • the radiator 6 exchanges heat between the cooling water that flows through the first cooling flow path EF of the engine 2 and the second cooling flow path CF of the EGR cooler 3 and is warmed by the engine 2 and the EGR cooler 3 and the outside air. Cool the cooling water that has become hot.
  • a cooling water outlet 6 b of the radiator 6 is connected to a suction port 5 a of the pump 5. That is, the cooling water cooled in the radiator 6 flows toward the pump 5.
  • the outlet 6b of the cooling water in the radiator 6 may be directly connected to the suction port 5a of the pump 5, for example. In this embodiment, it is connected to the suction port 5a of the pump 5 via an oil cooler 8 described later.
  • the radiator 6 includes a core 11 and an upper tank 12.
  • the core 11 performs heat exchange between the cooling water and the outside air. Specifically, heat exchange is performed between cooling water flowing through a tube (not shown) of the core 11 and the outside air around the tube.
  • the upper tank 12 is provided on the upper side of the core 11, stores cooling water flowing in from the engine 2 and the EGR cooler 3, and supplies the cooling water to the core 11.
  • a radiator cap 13 is detachably provided on the upper tank 12. By removing the radiator cap 13, the cooling water can be supplied to the upper tank 12 from the outside of the circulation path of the cooling water in the engine cooling device 4.
  • the oil cooler 8 cools the brake oil used for the brake of the work vehicle.
  • the oil cooler 8 is connected to a cooling water outlet 6 b in the radiator 6. Thereby, the cooling water from the radiator 6 passes through the oil cooler 8, and the brake oil can be cooled by exchanging heat between the cooling water and the brake oil.
  • the cooling water outlet 8 b in the oil cooler 8 is connected to the suction port 5 a of the pump 5. As a result, the cooling water flows through the radiator 6 and the oil cooler 8 in order, and then returns to the pump 5.
  • the defoaming tank 9 is connected to the engine 2, the EGR cooler 3, and the upper tank 12.
  • the defoaming tank 9 is connected to the suction port 5 a of the pump 5.
  • the defoaming tank 9 collects cooling water containing air bubbles from the engine 2, the EGR cooler 3, and the upper tank 12, and separates and removes the air bubbles from the cooling water.
  • the cooling water from which the bubbles are removed flows from the defoaming tank 9 to the pump 5. Further, since the defoaming tank 9 and the upper tank 12 are connected, the pressure of the cooling water in the upper tank 12 and the defoaming tank 9 is kept even.
  • the defoaming tank 9 has a relief cap 14. The relief cap 14 opens when the pressure of the cooling water in the defoaming tank 9 and the circulation path of the cooling water connected thereto reaches a predetermined pressure, and prevents the pressure from becoming excessively high.
  • the flow path switching unit 7 is provided in the course of the cooling water path from the engine 2 and the EGR cooler 3 toward the radiator 6, that is, provided between the engine 2 and the EGR cooler 3 and the radiator 6. Between the flow path switching unit 7 and the radiator 6, a radiator connection flow path 15 that connects them is provided. Further, a first bypass flow path 16 that connects these is provided between the flow path switching unit 7 and the pump 5. Furthermore, a second bypass flow path 17 is provided between the flow path switching unit 7 and the oil cooler 8 to connect them.
  • the flow path switching unit 7 is configured to flow the cooling water from the engine 2 and the EGR cooler 3 to the radiator connection flow path 15 and one or both of the first and second bypass flow paths 16 and 17. Switch.
  • the flow path switching unit 7 includes a plurality of valves 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B and a housing 30 that houses the plurality of valves 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B.
  • ⁇ Housing> In the housing 30, an inflow side flow path 31, a first outflow side flow path 32, and a second outflow side flow path 33 are formed.
  • the inflow side channel 31 has an inlet 31a connected to the first cooling channel EF of the engine 2 and the outlets EFb, CFb (see FIG. 1) of the second cooling channel CF of the EGR cooler 3.
  • the first outflow side channel 32 has a pump side outflow port 32 a that connects the first bypass channel 16 and an oil cooler side outflow port 32 b that connects the second bypass channel 17.
  • the pump side outlet 32a and the oil cooler side outlet 32b are located at a distance from each other.
  • the pump side outflow port 32a and the oil cooler side outflow port 32b are located at both ends of the first outflow side flow path 32 (housing 30) in one direction (lateral direction in FIG. 2).
  • the second outflow side flow path 33 has a radiator side outflow port 33 a that connects the radiator connection flow path 15.
  • the number of the radiator side outflow ports 33a may be one, for example, in this embodiment, it is plural.
  • the plurality of radiator side outlets 33a are arranged at intervals in the lateral direction. In the housing 30 illustrated in FIG. 2, the number of radiator side outlets 33 a is two.
  • the inflow side flow path 31, the first outflow side flow path 32, and the second outflow side flow path 33 are in a state in which the inflow side flow path 31 and the first outflow side flow path 32 communicate with each other by valves 20A and 20B described later.
  • the inflow side flow path 31 and the second outflow side flow path 33 may be relatively arranged so as to be switched to a state in which they communicate.
  • the inflow side flow path 31, the second outflow side flow path 33, and the first outflow side flow path 32 are longitudinally intersecting the horizontal direction in which the pump side outflow port 32a and the oil cooler side outflow port 32b are arranged. They are arranged in order from the bottom in the vertical direction in FIGS.
  • the second outflow side channel 33 is also located above the first outflow side channel 32 in the vertical direction.
  • the second outflow side flow path 33 includes a lower flow path portion 34 positioned below the first outflow side flow path 32, and an upper side of the first outflow side flow path 32.
  • An upper flow path portion 35 located in the depth direction, and a connection flow path portion 36 that is located next to the first outflow side flow path 32 in the depth direction and connects the lower flow path portion 34 and the upper flow path portion 35.
  • the radiator side outlet 33 a described above opens to the upper flow path portion 35.
  • the lower flow path part 34 of the second outflow side flow path 33 is connected to the inflow side flow path 31 by a first hole 37 formed in the housing 30.
  • a plurality (three in the present embodiment) of the first holes 37 are arranged at intervals in the lateral direction.
  • the lower flow path portion 34 of the second outflow side flow path 33 is connected to the first outflow side flow path 32 by a second hole 38 formed in the housing 30.
  • a plurality (three in the present embodiment) of the second holes 38 are arranged at intervals in the lateral direction so as to be positioned above the first holes 37.
  • the central axes of the first hole 37 and the second hole 38 aligned in the vertical direction are coaxial.
  • the 1st hole 37 and the 2nd hole 38 are utilized for installation of valves 20A and 20B mentioned below.
  • Each valve 20A, 20B is a thermostat that operates according to the temperature of the cooling water.
  • Each valve 20A, 20B connects the inflow side flow path 31 to the first outflow side flow path 32 when the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature, and allows the cooling water to flow through the first bypass flow path 16 and the second bypass flow. Distribute to the road 17. Further, each of the valves 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B causes the inflow side flow path 31 to communicate with the second outflow side flow path 33 to flow the cooling water to the radiator connection flow path 15 when the temperature of the cooling water is equal to or higher than a predetermined temperature.
  • each of the valves 20A and 20B is installed in the housing 30 at a position corresponding to the first hole 37 and the second hole 38 aligned in the vertical direction.
  • Each of the valves 20A and 20B includes a valve body 21 formed in a cylindrical shape extending in the longitudinal direction, an annular flange portion 22 projecting radially outward with respect to the valve body 21, and the valve body 21 is driven in the longitudinal direction. And an actuator 23.
  • the valve body 21 has a through-hole 21a penetrating in the vertical direction.
  • the valve main body 21 is inserted through the second hole 38, and the lower opening of the valve main body 21 is arranged to face the first hole 37.
  • the valve body 21 is movable in the vertical direction.
  • the flange portion 22 is fixed to the housing 30 on the lower side of the valve body 21.
  • the flange portion 22 is disposed so as to surround the first hole 37 on the inner surface side of the lower flow path portion 34 where the first hole 37 is opened.
  • the actuator 23 moves the valve body 21 of the valves 20A and 20B downward and contacts the lower end of the valve body 21 with the flange portion 22 when the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature, as shown in FIGS.
  • a gap is formed between the upper end of the valve main body 21 and the top surface 32 c of the first outflow side flow path 32, and the inflow side flow path 31 passes through the first hole 37 and the through hole 21 a of the valve main body 21. It communicates with one outflow channel 32.
  • the inflow side flow path 31 does not communicate with the second outflow side flow path 33.
  • this state may be referred to as a state in which the valves 20A and 20B are closed.
  • the actuator 23 moves the valve body 21 of the valves 20A and 20B upward and causes the upper end of the valve body 21 to flow out from the first when the temperature of the cooling water is equal to or higher than a predetermined temperature, as shown in FIGS.
  • the top surface 32c of the side channel 32 is brought into contact. In this state, a gap is formed between the lower end of the valve body 21 and the flange portion 22, and the inflow side flow channel 31 communicates with the lower flow channel portion 34 of the second outflow side flow channel 33 through the first hole 37. .
  • this state may be referred to as a state in which the valves 20A and 20B are opened.
  • the plurality of valves 20A and 20B include a first valve 20A having a relatively low operating temperature and a second valve 20B having a higher operating temperature than the first valve 20A.
  • the first valve 20 ⁇ / b> A allows the inflow side flow path 31 to be connected to the first outflow side when the temperature of the cooling water is lower than a first predetermined temperature (hereinafter referred to as the first temperature). Cooling water is circulated through the first bypass channel 16 and the second bypass channel 17 in communication with the channel 32. Further, as shown in FIGS.
  • the first valve 20A communicates the inflow side flow path 31 with the second outflow side flow path 33 when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the first temperature. It distribute
  • the second valve 20 ⁇ / b> B is inflow side when the temperature of the cooling water is lower than a second predetermined temperature (hereinafter referred to as the second temperature) higher than the first temperature.
  • the flow path 31 is communicated with the first outflow side flow path 32 so that the cooling water flows through the first bypass flow path 16 and the second bypass flow path 17.
  • the second valve 20B connects the inflow side flow path 31 to the second outflow side flow path 33 and connects the cooling water to the radiator when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the second temperature. It is made to distribute
  • the number of first valves 20A is smaller than the number of second valves 20B.
  • the specific number of the first valve 20A and the second valve 20B may be arbitrary. In the present embodiment, the number of first valves 20A is one, and the number of second valves 20B is two. Further, the first valve 20A and the second valve 20B are arranged laterally between the pump side outlet 32a and the oil cooler side outlet 32b so that the first valve 20A is disposed between the second valves 20B. Arranged. That is, the second valve 20B is disposed on both sides of the first valve 20A in the lateral direction. The number of second valves 20B arranged on both sides of the first valve 20A may be different from each other, for example, but more preferably equal to each other.
  • the plurality of radiator-side outlets 33a formed in the housing 30 are located at positions where the distances from the first valve 20A to the radiator-side outlets 33a in the second outlet-side flow path 33 are equal to each other. It is arranged.
  • one first valve 20A is positioned in the middle of the two radiator side outlets 33a in the lateral direction.
  • the plurality of radiator-side outlets 33a are located at positions where the distances from the valve group including the plurality of first valves 20A to the radiator-side outlets 33a are equal to each other. It may be arranged.
  • the first valve 20A is opened as shown in FIGS. 4 and 5, but the second valve 20B is maintained in a closed state. That is, the valve body 21 of the first valve 20A is positioned on the upper side, and the valve body 21 of the second valve 20B is positioned on the lower side. For this reason, a part of the cooling water that has flowed into the inflow side flow path 31 of the flow path switching unit 7 passes through the gap between the valve main body 21 and the flange portion 22 of the first valve 20 ⁇ / b> A and is below the second outflow side flow path 33. It distribute
  • the remaining portion of the cooling water that has flowed into the inflow side flow path 31 flows into the first outflow side flow path 32 through the first hole 37 corresponding to the second valve 20B and the through hole 21a of the valve body 21, and the pump side flow.
  • the gas flows from the outlet 32a and the oil cooler side outlet 32b to the first bypass passage 16 and the second bypass passage 17, and flows toward the pump 5 and the oil cooler 8. That is, in the state shown in FIGS. 4 and 5, the cooling water flows from the flow path switching unit 7 toward the radiator 6, the pump 5, and the oil cooler 8.
  • the flow rate of the cooling water flowing from the flow path switching unit 7 to the radiator 6 is larger than the flow rate of the cooling water flowing to the pump 5 and the oil cooler 8. Is also small. Thereby, even in the state shown in FIGS. 4 and 5, the temperature of the cooling water can be efficiently increased by the engine 2 or the EGR cooler 3.
  • both the first valve 20A and the second valve 20B are opened as shown in FIG. That is, the valve bodies 21 of the first valve 20A and the second valve 20B are positioned on the upper side. For this reason, all the cooling water flowing into the inflow side flow path 31 of the flow path switching unit 7 from the engine 2 and the EGR cooler 3 is a gap between the valve body 21 and the flange portion 22 of the first and second valves 20A and 20B. It flows through the second outflow side flow path 33 through the lower flow path section 34, the connection flow path section 36, and the upper flow path section 35 in order.
  • All the cooling water flows from the radiator side outlet 33 a of the second outflow side passage 33 to the radiator connection passage 15 and flows toward the radiator 6. That is, the cooling water does not flow through the first bypass channel 16 and the second bypass channel 17 and does not flow toward the pump 5 and the oil cooler 8. Thereby, it is prevented that the temperature of the cooling water rises excessively.
  • Table 1 shows the operation of the engine cooling device 4 according to the present embodiment, specifically, the temperature of the cooling water, the positions of the valve bodies 21 of the first and second valves 20A and 20B, and the radiator. The relationship with the presence or absence of the circulation of the cooling water in the connection flow path 15, the first bypass flow path 16, and the second bypass flow path 17 is shown.
  • the engine cooling device 4 and the engine system 1 when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the first temperature and lower than the second temperature, a part of the cooling water flows through the flow path. It flows from the switching unit 7 to the radiator 6. For this reason, the water pressure of cooling water can be lowered. Thereby, the water pressure of the cooling water at the cooling water inlet CFa of the EGR cooler 3 can be lowered, and the EGR cooler 3 can be protected. In other words, substantial durability improvement of the EGR cooler 3 in the engine cooling device 4 and the engine system 1 can be achieved.
  • the number of the first valves 20A opened at the first temperature is smaller than the number of the second valves 20B opened at the second temperature. For this reason, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the first temperature and lower than the second temperature, the flow rate of the cooling water flowing from the flow path switching unit 7 to the radiator 6 is the flow rate of the cooling water flowing to the pump 5 and the oil cooler 8. Smaller than. Thereby, compared with the case where all the valves 20A and 20B are opened at a low temperature and all the cooling water is allowed to flow to the radiator 6, the engine 2 can be warmed more quickly. That is, the warm-up operation time of the engine 2 can be kept short.
  • the first valve 20A when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the first temperature and lower than the second temperature, the first valve 20A is opened as shown in FIGS. A part of the one outflow channel 32 is blocked. However, the first valve 20A is arranged between the second valves 20B in the direction in which the pump-side outlet 32a and the oil cooler-side outlet 32b formed in the first outlet-side flow path 32 of the housing 30 are arranged. . For this reason, even if the first valve 20A blocks a part of the first outflow passage 32, the cooling water flowing into the first outflow passage 32 through the valve body 21 of each second valve 20B is supplied to the pump outlet. 32a and the oil cooler side outflow port 32b can flow smoothly.
  • the first valve 20 ⁇ / b> A from obstructing the flow of the cooling water toward the pump side outlet 32 a and the oil cooler side outlet 32 b in the first outlet side flow path 32. Therefore, it is possible to suppress or prevent the ratio (diversion ratio) between the flow rate of the cooling water flowing toward the pump 5 and the flow rate of the cooling water flowing toward the oil cooler 8 from changing according to the opening and closing of the first valve 20A. it can.
  • the plurality of radiator side outlets 33a are arranged at positions where the distances from the first valve 20A to the radiator side outlets 33a in the second outlet side flow path 33 are equal to each other.
  • the flow rates of the cooling water from the first valve 20 ⁇ / b> A toward the two radiator outlets 33 a are different from each other in the second outlet side flow path 33 with only the first valve 20 ⁇ / b> A opened. This can be suppressed or prevented. That is, the cooling water can be made to flow evenly at the two radiator side outlets 33a.
  • the arrangement of the plurality of valves 20A and 20B may be arbitrary. That is, the plurality of valves 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are not limited to be arranged in a line in the lateral direction of the housing 30, and may be arranged in the depth direction of the housing 30, for example.
  • the engine cooling device of the present invention may not include, for example, the oil cooler 8 and the second bypass passage 17.

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Abstract

エンジン冷却装置（４）は、エンジン（２）及びＥＧＲクーラ（３）とラジエータ（６）との間、及び、エンジン及びＥＧＲクーラとポンプ（５）との間に設けられた流路切換部（７）を有する。流路切換部は、冷却水の温度が、第一温度未満である場合に冷却水をポンプに向かう第一バイパス流路（１６）に流通させ、第一温度以上である場合に冷却水をラジエータに向かうラジエータ接続流路（１５）に流通させる第一バルブ（２０Ａ）と、冷却水の温度が、第一温度よりも高い第二温度未満である場合に冷却水を第一バイパス流路に流通させ、第二温度以上である場合に冷却水をラジエータ接続流路に流通させる第二バルブ（２０Ｂ）と、を備える。第一バルブの数は、第二バルブの数よりも少ない。

Description

エンジン冷却装置及びエンジンシステム
　この発明は、エンジン冷却装置及びエンジンシステムに関する。
　特許文献１には、冷却水の温度に応じて冷却水の循環経路を切り換えるバルブ（サーモスタット）を備えたエンジン冷却装置が開示されている。特許文献１のエンジン冷却装置では、エンジンの暖機運転時（冷却水が所定温度未満のとき）にバルブを閉じて冷却水をポンプとエンジンとの間で循環させ、暖機運転の終了時（冷却水が所定温度以上になったとき）にバルブを開いて冷却水をポンプとエンジンとラジエータとに順番に循環させる。
特開平１１－２１８０２４号公報
　ところで、エンジン及び上記したエンジン冷却装置を含むエンジンシステムには、エンジンから排出された排気ガスの一部をＥＧＲガス（排気再循環ガス）として外気と混合してエンジンに戻すことで排気ガス中のＮＯｘを低減するように構成されたものがある。この種のエンジンシステムは、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラを備える。また、エンジン冷却装置は、冷却水をポンプからエンジン及びＥＧＲクーラの両方に供給するように構成される。
　しかしながら、エンジンの暖機運転時には、冷却水がラジエータに循環しないため、冷却水の温度上昇に比例して冷却水の圧力が上昇しやすい。冷却水の圧力に対するＥＧＲクーラの耐久性（耐圧）は、エンジンの耐久性よりも低いことが多いため、冷却水の圧力が高くなることは好ましくない。
　なお、バルブを低い温度で開き冷却水をラジエータに循環させることで、冷却水の圧力上昇を抑えることも考えられる。しかしながら、この場合には、エンジンが温まりにくくエンジンの暖機運転が長くなってしまう、という問題がある。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ＥＧＲクーラの保護を図ると共に、エンジンの暖機運転の時間が長くなることを抑制できるエンジン冷却装置及びこれを備えるエンジンシステムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るエンジン冷却装置は、冷却水を吐出口からエンジン及びＥＧＲクーラに供給するポンプと、前記エンジン及び前記ＥＧＲクーラからの前記冷却水を冷却し、当該冷却水の出口を前記ポンプの吸込口に接続したラジエータと、前記エンジン及び前記ＥＧＲクーラから前記ラジエータに向かう前記冷却水の経路の途中に設けられた流路切換部と、前記流路切換部と前記ラジエータとを接続するラジエータ接続流路と、前記流路切換部と前記ポンプの吸込口とを接続する第一バイパス流路と、を備え、前記流路切換部は、前記冷却水の温度が、第一の所定温度未満である場合に前記冷却水を前記第一バイパス流路に流通させ、前記第一の所定温度以上である場合に前記冷却水を前記ラジエータ接続流路に流通させる第一バルブと、前記冷却水の温度が、前記第一の所定温度よりも高い第二の所定温度未満である場合に前記冷却水を前記第一バイパス流路に流通させ、前記第二の所定温度以上である場合に前記冷却水を前記ラジエータ接続流路に流通させる第二バルブと、を備え、前記第一バルブの数が、前記第二バルブの数よりも少ない。
　本発明の一態様に係るエンジンシステムは、エンジンと、ＥＧＲクーラと、前記エンジン冷却装置と、を備える。
　本発明によれば、ＥＧＲクーラの保護を図ると共に、エンジンの暖機運転の時間が長くなることを抑制できる。
本発明の一実施形態に係るエンジンシステムを示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンシステムにおける流路切換部であって、第一バルブ及び第二バルブが閉じている状態を示す断面図である。 図２のIII－III断面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンシステムにおける流路切換部であって、第一バルブが開き、かつ第二バルブが閉じている状態を示す断面図である。 図４のV－V断面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンシステムにおける流路切換部であって、第一バルブ及び第二バルブが開いている状態を示す断面図である。
＜エンジンシステム＞
　以下、本発明の一実施形態について図１～図６を参照して詳細に説明する。本実施形態に係るエンジンシステムは、例えば、ダンプトラック、ホイールローダ、モータグレーダなど任意の作業車両に搭載される。
　図１に示すように、エンジンシステム１は、エンジン２と、ＥＧＲクーラ３と、冷却水によってエンジン２及びＥＧＲクーラ３を冷却するエンジン冷却装置４と、を備える。図1における矢印は、エンジンシステム１において冷却水が流れる方向を示している。
＜エンジン＞
　エンジン２は、シリンダ、シリンダブロック、シリンダヘッド等を備える。シリンダヘッド及びシリンダブロックには、冷却水を流通させる第一冷却流路ＥＦが設けられている。エンジン２は、第一冷却流路ＥＦに流通する冷却水によって冷却される。
＜ＥＧＲクーラ＞
　ＥＧＲクーラ３は、エンジン２から排出された排気ガスの一部であるＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲクーラ３には、冷却水を流通させる第二冷却流路ＣＦが設けられている。ＥＧＲクーラ３を通るＥＧＲガスは、第二冷却流路ＣＦに流通する冷却水との間で熱交換を行うことで冷却される。
＜エンジン冷却装置＞
　エンジン冷却装置４は、ポンプ５と、ラジエータ６と、流路切換部７と、を備える。本実施形態のエンジン冷却装置４は、オイルクーラ８をさらに備える。また、本実施形態のエンジン冷却装置４は、消泡タンク９をさらに備える。
＜ポンプ＞
　ポンプ５は、その吐出口５ｂから冷却水をエンジン２及びＥＧＲクーラ３に供給する。ポンプ５の吐出口５ｂは、エンジン２の第一冷却流路ＥＦの入口ＥＦａ、及び、ＥＧＲクーラ３の第二冷却流路ＣＦの入口ＣＦａに接続されている。ポンプ５は、エンジン２の動力によって駆動される。ポンプ５は、エンジン２が駆動している間は常に動作する。
＜ラジエータ＞
　ラジエータ６は、エンジン２の第一冷却流路ＥＦ及びＥＧＲクーラ３の第二冷却流路ＣＦに流通してエンジン２及びＥＧＲクーラ３で暖められた冷却水と外気との間で熱交換を行って高温となった冷却水を冷却する。
　ラジエータ６における冷却水の出口６ｂは、ポンプ５の吸込口５ａに接続される。すなわち、ラジエータ６において冷却された冷却水はポンプ５に向けて流れる。ラジエータ６における冷却水の出口６ｂは、例えばポンプ５の吸込口５ａに直接接続されてよいが、本実施形態では後述するオイルクーラ８を介してポンプ５の吸込口５ａに接続される。
　ラジエータ６は、コア１１と、アッパータンク１２と、を備える。コア１１は、冷却水と外気との間で熱交換を行う。具体的には、コア１１のチューブ（不図示）に流通する冷却水とチューブ周りの外気との間で熱交換を行う。アッパータンク１２は、コア１１の上側に設けられ、エンジン２やＥＧＲクーラ３から流入する冷却水を貯留してコア１１に供給する。アッパータンク１２には、ラジエータキャップ１３が着脱可能に設けられている。ラジエータキャップ１３を取り外すことで、冷却水をエンジン冷却装置４における冷却水の循環経路の外側から、アッパータンク１２に供給することができる。
＜オイルクーラ＞
　オイルクーラ８は、作業車両のブレーキに利用されるブレーキオイルを冷却する。オイルクーラ８は、ラジエータ６における冷却水の出口６ｂに接続される。これにより、オイルクーラ８にはラジエータ６からの冷却水が通り、当該冷却水とブレーキオイルとの間で熱交換を行うことでブレーキオイルを冷却できる。オイルクーラ８における冷却水の出口８ｂは、ポンプ５の吸込口５ａに接続される。これにより、冷却水は、ラジエータ６及びオイルクーラ８を順番に流通した上で、ポンプ５に戻る。
＜消泡タンク＞
　消泡タンク９は、エンジン２やＥＧＲクーラ３、アッパータンク１２に接続されている。また、消泡タンク９は、ポンプ５の吸込口５ａに接続されている。消泡タンク９は、エンジン２やＥＧＲクーラ３、アッパータンク１２から気泡を含む冷却水を回収し、冷却水から気泡を分離して除去する。気泡が除去された冷却水は、消泡タンク９からポンプ５まで流れる。また、消泡タンク９とアッパータンク１２とがつながっていることで、アッパータンク１２及び消泡タンク９における冷却水の圧力が均等に保たれる。
　消泡タンク９は、リリーフキャップ１４を有する。リリーフキャップ１４は、消泡タンク９及びこれにつながる冷却水の循環経路における冷却水の圧力が所定圧力に達することで開いて、当該圧力が過度に高くなることを防ぐ。
＜流路切換部＞
　流路切換部７は、エンジン２及びＥＧＲクーラ３からラジエータ６に向かう冷却水の経路の途中に設けられる、すなわち、エンジン２及びＥＧＲクーラ３とラジエータ６との間に設けられる。流路切換部７とラジエータ６との間には、これらを接続するラジエータ接続流路１５が設けられている。また、流路切換部７とポンプ５との間には、これらを接続する第一バイパス流路１６が設けられている。さらに、流路切換部７とオイルクーラ８との間には、これらを接続する第二バイパス流路１７が設けられている。
　流路切換部７は、エンジン２及びＥＧＲクーラ３からの冷却水を、ラジエータ接続流路１５及び第一、第二バイパス流路１６，１７の一方あるいは両方に流通させるように冷却水の流路を切り換える。
　図２，３に示すように、流路切換部７は、複数のバルブ２０Ａ，２０Ｂと、複数のバルブ２０Ａ，２０Ｂを収容するハウジング３０と、を備える。
＜ハウジング＞
　ハウジング３０の内部には、流入側流路３１と、第一流出側流路３２と、第二流出側流路３３と、が形成されている。流入側流路３１は、エンジン２の第一冷却流路ＥＦ及びＥＧＲクーラ３の第二冷却流路ＣＦの出口ＥＦｂ，ＣＦｂ（図１参照）に接続される流入口３１ａを有する。
　第一流出側流路３２は、第一バイパス流路１６を接続するポンプ側流出口３２ａ及び第二バイパス流路１７を接続するオイルクーラ側流出口３２ｂを有する。ポンプ側流出口３２ａとオイルクーラ側流出口３２ｂとは互いに間隔をあけて位置する。本実施形態において、ポンプ側流出口３２ａ及びオイルクーラ側流出口３２ｂは、一方向（図２において横方向）における第一流出側流路３２（ハウジング３０）の両端に位置する。
　第二流出側流路３３は、ラジエータ接続流路１５を接続するラジエータ側流出口３３ａを有する。ラジエータ側流出口３３ａの数は、例えば一つであってもよいが、本実施形態では複数である。複数のラジエータ側流出口３３ａは、横方向に間隔をあけて並んでいる。図２に例示するハウジング３０では、ラジエータ側流出口３３ａの数が二つとなっている。
　これら流入側流路３１、第一流出側流路３２及び第二流出側流路３３は、後述するバルブ２０Ａ，２０Ｂによって、流入側流路３１及び第一流出側流路３２が連通する状態と、流入側流路３１及び第二流出側流路３３が連通する状態とに切り換えることができるように、相対的に配置されればよい。
　本実施形態において、流入側流路３１、第二流出側流路３３及び第一流出側流路３２は、ポンプ側流出口３２ａとオイルクーラ側流出口３２ｂとが並ぶ横方向に交差する縦方向（図２，３において上下方向）で下から順番に並ぶ。また、第二流出側流路３３は、縦方向で第一流出側流路３２の上側にも位置する。具体的に、図３に示すように、第二流出側流路３３は、第一流出側流路３２の下側に位置する下側流路部３４と、第一流出側流路３２の上側に位置する上側流路部３５と、奥行き方向で第一流出側流路３２の隣に位置して下側流路部３４と上側流路部３５とをつなぐ接続流路部３６と、を有する。前述したラジエータ側流出口３３ａは、上側流路部３５に開口する。
　図２に示すように、第二流出側流路３３の下側流路部３４は、ハウジング３０に形成された第一孔３７によって流入側流路３１につながる。第一孔３７は、横方向に間隔をあけて複数（本実施形態では三つ）並んでいる。また、第二流出側流路３３の下側流路部３４は、ハウジング３０に形成された第二孔３８によって第一流出側流路３２につながる。第二孔３８は、各第一孔３７の上側に位置するように、横方向に間隔をあけて複数（本実施形態では三つ）並んでいる。縦方向に並ぶ第一孔３７及び第二孔３８の中心軸線は同軸とされている。第一孔３７及び第二孔３８は、後述するバルブ２０Ａ，２０Ｂの設置に利用される。
＜バルブ＞
　各バルブ２０Ａ，２０Ｂは、冷却水の温度に応じて動作するサーモスタットである。各バルブ２０Ａ，２０Ｂは、冷却水の温度が所定温度未満である場合に流入側流路３１を第一流出側流路３２に連通させて冷却水を第一バイパス流路１６及び第二バイパス流路１７に流通させる。また、各バルブ２０Ａ，２０Ｂは、冷却水の温度が所定温度以上である場合に流入側流路３１を第二流出側流路３３に連通させて冷却水をラジエータ接続流路１５に流通させる。
　具体的に、各バルブ２０Ａ，２０Ｂは、ハウジング３０内において、それぞれ縦方向に並ぶ第一孔３７及び第二孔３８に対応する位置に設置される。各バルブ２０Ａ，２０Ｂは、縦方向に延びる円筒状に形成されたバルブ本体２１と、バルブ本体２１に対して径方向外側に突出する円環状のフランジ部２２と、バルブ本体２１を縦方向に駆動するアクチュエータ２３と、を有する。
　バルブ本体２１は、縦方向に貫通する貫通孔２１ａを有する。バルブ本体２１は、第二孔３８に挿通されると共に、バルブ本体２１の下側の開口が第一孔３７に対向するように配される。バルブ本体２１は、縦方向に移動可能である。
　フランジ部２２は、バルブ本体２１の下側においてハウジング３０に固定される。フランジ部２２は、第一孔３７が開口する下側流路部３４の内面側において第一孔３７を囲むように配される。
　アクチュエータ２３は、冷却水の温度が所定温度未満であるときに、図２～４に示すように、バルブ２０Ａ，２０Ｂのバルブ本体２１を下方に移動させバルブ本体２１の下端をフランジ部２２に接触させる。この状態では、バルブ本体２１の上端と第一流出側流路３２の天面３２ｃとの間に隙間が形成され、流入側流路３１が第一孔３７及びバルブ本体２１の貫通孔２１ａを通して第一流出側流路３２に連通する。また、バルブ本体２１の下端がフランジ部２２に接触していることで、流入側流路３１は第二流出側流路３３に連通しない。以下の説明では、この状態をバルブ２０Ａ，２０Ｂが閉じた状態と呼ぶことがある。
　また、アクチュエータ２３は、冷却水の温度が所定温度以上であるときに、図４～６に示すように、バルブ２０Ａ，２０Ｂのバルブ本体２１を上方に移動させバルブ本体２１の上端を第一流出側流路３２の天面３２ｃに接触させる。この状態では、バルブ本体２１の下端とフランジ部２２との間に隙間が形成され、流入側流路３１が第一孔３７を通して第二流出側流路３３の下側流路部３４に連通する。また、バルブ２０Ａ，２０Ｂのバルブ本体２１の上端が第一流出側流路３２の天面３２ｃに接触していることで、流入側流路３１は第一流出側流路３２に連通しない。以下の説明では、この状態をバルブ２０Ａ，２０Ｂが開いた状態と呼ぶことがある。
　図２～６に示すように、複数のバルブ２０Ａ，２０Ｂには、動作する温度が比較的低い第一バルブ２０Ａと、動作する温度が第一バルブ２０Ａよりも高い第二バルブ２０Ｂとがある。
　第一バルブ２０Ａは、図２，３に示すように、冷却水の温度が第一の所定温度（以下、第一温度と呼ぶ。）未満である場合に流入側流路３１を第一流出側流路３２に連通させて冷却水を第一バイパス流路１６及び第二バイパス流路１７に流通させる。また、第一バルブ２０Ａは、図４～６に示すように、冷却水の温度が第一温度以上である場合に流入側流路３１を第二流出側流路３３に連通させて冷却水をラジエータ接続流路１５に流通させる。
　一方、第二バルブ２０Ｂは、図２，４に示すように、冷却水の温度が第一温度よりも高い第二の所定温度（以下、第二温度と呼ぶ。）未満である場合に流入側流路３１を第一流出側流路３２に連通させて冷却水を第一バイパス流路１６及び第二バイパス流路１７に流通させる。また、第二バルブ２０Ｂは、図６に示すように、冷却水の温度が第二温度以上である場合に流入側流路３１を第二流出側流路３３に連通させて冷却水をラジエータ接続流路１５に流通させる。
　第一バルブ２０Ａの数は、第二バルブ２０Ｂの数よりも少ない。第一バルブ２０Ａ及び第二バルブ２０Ｂの具体的な数は任意であってよい。本実施形態では、第一バルブ２０Ａの数が一つであり、第二バルブ２０Ｂの数が二つである。
　また、第一バルブ２０Ａ及び第二バルブ２０Ｂは、第一バルブ２０Ａが第二バルブ２０Ｂの間に配されるように、ポンプ側流出口３２ａとオイルクーラ側流出口３２ｂとの間で横方向に配列される。すなわち、横方向において第一バルブ２０Ａの両側に第二バルブ２０Ｂが配される。第一バルブ２０Ａの両側に配される第二バルブ２０Ｂの数は、例えば互いに異なってもよいが、互いに等しいことがより好ましい。
　また、本実施形態において、ハウジング３０に形成された複数のラジエータ側流出口３３ａは、第二流出側流路３３において第一バルブ２０Ａから各ラジエータ側流出口３３ａに至る距離が互いに等しくなる位置に配されている。本実施形態では、一つの第一バルブ２０Ａが、横方向において二つのラジエータ側流出口３３ａの中間に位置している。なお、例えば第一バルブ２０Ａの数が複数である場合、複数のラジエータ側流出口３３ａは、複数の第一バルブ２０Ａからなるバルブ群から各ラジエータ側流出口３３ａに至る距離が互いに等しくなる位置に配されればよい。
＜作用効果＞
　本実施形態のエンジン冷却装置４において、冷却水の温度が第一温度未満である状態では、図２，３に示すように、流路切換部７の第一バルブ２０Ａ及び第二バルブ２０Ｂの両方が閉じている。すなわち、第一バルブ２０Ａ及び第二バルブ２０Ｂのバルブ本体２１が下側に位置する。このため、エンジン２及びＥＧＲクーラ３から流路切換部７の流入側流路３１に流入した全ての冷却水は、第一、第二バルブ２０Ａ，２０Ｂに対応する第一孔３７及びバルブ本体２１の貫通孔２１ａを通して第一流出側流路３２に流通する。そして、全ての冷却水は、第一流出側流路３２のポンプ側流出口３２ａ及びオイルクーラ側流出口３２ｂから第一バイパス流路１６及び第二バイパス流路１７に流通してポンプ５及びオイルクーラ８に向けて流れる。これにより、冷却水がラジエータ接続流路１５に流通しない、すなわち、冷却水が流路切換部７からラジエータ６に向けて流れないため、冷却水は循環しながらエンジン２やＥＧＲクーラ３によって効率よく暖められる。
　その後、冷却水の温度が第一温度以上かつ第二温度未満となると、図４，５に示すように、第一バルブ２０Ａが開くが、第二バルブ２０Ｂは閉じた状態に維持される。すなわち、第一バルブ２０Ａのバルブ本体２１が上側に位置し、第二バルブ２０Ｂのバルブ本体２１が下側に位置する。
　このため、流路切換部７の流入側流路３１に流入した冷却水の一部は、第一バルブ２０Ａのバルブ本体２１とフランジ部２２との隙間を通して第二流出側流路３３の下側流路部３４、接続流路部３６及び上側流路部３５に順番に流通する。そして、この冷却水の一部は、ラジエータ側流出口３３ａからラジエータ接続流路１５に流通してラジエータ６に向けて流れる。
　また、流入側流路３１に流入した冷却水の残部は、第二バルブ２０Ｂに対応する第一孔３７及びバルブ本体２１の貫通孔２１ａを通して第一流出側流路３２に流通し、ポンプ側流出口３２ａ及びオイルクーラ側流出口３２ｂから第一バイパス流路１６及び第二バイパス流路１７に流通してポンプ５及びオイルクーラ８に向けて流れる。すなわち、図４，５に示す状態では、冷却水が流路切換部７からラジエータ６、ポンプ５及びオイルクーラ８に向けて流れる。
　ここで、第一バルブ２０Ａの数は第二バルブ２０Ｂの数よりも少ないため、流路切換部７からラジエータ６に流れる冷却水の流量は、ポンプ５やオイルクーラ８に流れる冷却水の流量よりも小さい。これにより、図４，５に示す状態であっても、冷却水の温度をエンジン２やＥＧＲクーラ３によって効率よく上昇させることができる。
　その後、冷却水の温度が第二温度以上となると、図６に示すように、第一バルブ２０Ａ及び第二バルブ２０Ｂの両方が開く。すなわち、第一バルブ２０Ａ及び第二バルブ２０Ｂのバルブ本体２１が上側に位置する。このため、エンジン２及びＥＧＲクーラ３から流路切換部７の流入側流路３１に流入した全ての冷却水は、第一、第二バルブ２０Ａ，２０Ｂのバルブ本体２１とフランジ部２２との隙間を通して第二流出側流路３３の下側流路部３４、接続流路部３６及び上側流路部３５に順番に流通する。そして、全ての冷却水は、第二流出側流路３３のラジエータ側流出口３３ａからラジエータ接続流路１５に流通してラジエータ６に向けて流れる。すなわち、冷却水は、第一バイパス流路１６及び第二バイパス流路１７に流通せず、ポンプ５及びオイルクーラ８に向けて流れない。これにより、冷却水の温度が過度に上昇することが防止される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１には、上記した本実施形態のエンジン冷却装置４における動作、具体的には、冷却水の温度と、これに伴う第一、第二バルブ２０Ａ，２０Ｂのバルブ本体２１の位置と、ラジエータ接続流路１５、第一バイパス流路１６及び第二バイパス流路１７における冷却水の流通の有無と、の関係を示している。
　以上説明したように、本実施形態に係るエンジン冷却装置４及びエンジンシステム１によれば、冷却水の温度が第一温度以上かつ第二温度未満である場合に、一部の冷却水が流路切換部７からラジエータ６に流れる。このため、冷却水の水圧を下げることができる。これにより、ＥＧＲクーラ３の冷却水の入口ＣＦａにおける冷却水の水圧を低くして、ＥＧＲクーラ３の保護を図ることができる。言い換えれば、エンジン冷却装置４及びエンジンシステム１におけるＥＧＲクーラ３の実質的な耐久性向上を図ることができる。
　また、本実施形態のエンジン冷却装置４及びエンジンシステム１によれば、第一温度で開く第一バルブ２０Ａの数が、第二温度で開く第二バルブ２０Ｂの数よりも少ない。このため、冷却水の温度が第一温度以上かつ第二温度未満である場合に、流路切換部７からラジエータ６に流れる冷却水の流量が、ポンプ５やオイルクーラ８に流れる冷却水の流量よりも小さい。これにより、全てのバルブ２０Ａ，２０Ｂを低い温度で開いて全ての冷却水をラジエータ６に流す場合と比較して、エンジン２をより早く暖めることができる。すなわち、エンジン２の暖機運転の時間を短く抑えることができる。
　また、本実施形態のエンジン冷却装置４によれば、冷却水の温度が第一温度以上かつ第二温度未満である場合には、図４，５に示すように第一バルブ２０Ａが開いて第一流出側流路３２の一部を塞ぐ。ただし、第一バルブ２０Ａは、ハウジング３０の第一流出側流路３２に形成されたポンプ側流出口３２ａ及びオイルクーラ側流出口３２ｂが並ぶ方向において、第二バルブ２０Ｂの間に配されている。このため、第一バルブ２０Ａが第一流出側流路３２の一部を塞いでも、各第二バルブ２０Ｂのバルブ本体２１を通して第一流出側流路３２に流入した冷却水を、ポンプ側流出口３２ａ及びオイルクーラ側流出口３２ｂの両方に向けて円滑に流すことができる。すなわち、第一バルブ２０Ａが、第一流出側流路３２においてポンプ側流出口３２ａやオイルクーラ側流出口３２ｂに向かう冷却水の流れを阻害することを抑制できる。したがって、第一バルブ２０Ａの開閉に応じて、ポンプ５に向けて流れる冷却水の流量と、オイルクーラ８に向けて流れる冷却水の流量との比（分流比）が変化することを抑制又は防止できる。
　また、本実施形態のエンジン冷却装置４では、複数のラジエータ側流出口３３ａが、第二流出側流路３３において第一バルブ２０Ａから各ラジエータ側流出口３３ａに至る距離が互いに等しくなる位置に配されている。このため、図４に示すように、第一バルブ２０Ａだけが開いた状態で、第二流出側流路３３において第一バルブ２０Ａから二つのラジエータ側流出口３３ａに向かう冷却水の流量が互いに異なることを抑制又は防止できる。すなわち、冷却水を二つのラジエータ側流出口３３ａにおいて均等に流すことが可能となる。
＜その他の実施形態＞
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　本発明のエンジン冷却装置において、複数のバルブ２０Ａ，２０Ｂの配列は任意であってよい。すなわち、複数のバルブ２０Ａ，２０Ｂは、ハウジング３０の横方向に一列に並べられることに限らず、例えばハウジング３０の奥行き方向に並べられてもよい。
　本発明のエンジン冷却装置は、例えばオイルクーラ８及び第二バイパス流路１７を備えなくてもよい。
１…エンジンシステム、２…エンジン、３…ＥＧＲクーラ、４…エンジン冷却装置、５…ポンプ、５ａ…吸込口、５ｂ…吐出口、６…ラジエータ、７…流路切換部、８…オイルクーラ、９…消泡タンク、１５…ラジエータ接続流路、１６…第一バイパス流路、１７…第二バイパス流路、２０Ａ…第一バルブ、２０Ｂ…第二バルブ、２１…バルブ本体、２１ａ…貫通孔、２２…フランジ部、２３…アクチュエータ、３０…ハウジング、３１…流入側流路、３２…第一流出側流路、３２ａ…ポンプ側流出口、３２ｂ…オイルクーラ側流出口、３３…第二流出側流路、３３ａ…ラジエータ側流出口、３４…下側流路部、３５…上側流路部、３６…接続流路部

Claims (4)

  1. 　冷却水を吐出口からエンジン及びＥＧＲクーラに供給するポンプと、
    　前記エンジン及び前記ＥＧＲクーラからの前記冷却水を冷却し、当該冷却水の出口を前記ポンプの吸込口に接続したラジエータと、
    　前記エンジン及び前記ＥＧＲクーラから前記ラジエータに向かう前記冷却水の経路の途中に設けられた流路切換部と、
    　前記流路切換部と前記ラジエータとを接続するラジエータ接続流路と、
    　前記流路切換部と前記ポンプの吸込口とを接続する第一バイパス流路と、
    を備え、
    　前記流路切換部は、
    　前記冷却水の温度が、第一の所定温度未満である場合に前記冷却水を前記第一バイパス流路に流通させ、前記第一の所定温度以上である場合に前記冷却水を前記ラジエータ接続流路に流通させる第一バルブと、
    　前記冷却水の温度が、前記第一の所定温度よりも高い第二の所定温度未満である場合に前記冷却水を前記第一バイパス流路に流通させ、前記第二の所定温度以上である場合に前記冷却水を前記ラジエータ接続流路に流通させる第二バルブと、を備え、
    　前記第一バルブの数が、前記第二バルブの数よりも少ないエンジン冷却装置。
  2. 　前記ラジエータからの前記冷却水が通り、当該冷却水の出口を前記ポンプの吸込口に接続したオイルクーラと、
    　前記流路切換部と前記オイルクーラとを接続する第二バイパス流路と、をさらに備え、
    　前記流路切換部は、前記第一バルブ及び前記第二バルブを収容するハウジングを備え、
    　前記ハウジングの内部には、前記エンジン及び前記ＥＧＲクーラからの前記冷却水が流入する流入側流路と、前記第一バイパス流路を接続するポンプ側流出口及び前記ポンプ側流出口に対して間隔をあけて位置し前記第二バイパス流路を接続するオイルクーラ側流出口を有する第一流出側流路と、前記ラジエータ接続流路を接続するラジエータ側流出口を有する第二流出側流路と、が形成され、
    　前記第一バルブは、前記第一の所定温度未満である場合に前記流入側流路を前記第一流出側流路に連通させ、前記第一の所定温度以上である場合に前記流入側流路を前記第二流出側流路に連通させ、
    　前記第二バルブは、前記第二の所定温度未満である場合に前記流入側流路を前記第一流出側流路に流通させ、前記第二の所定温度以上である場合に前記流入側流路を前記第二流出側流路に連通させ、
    　前記第一バルブ及び前記第二バルブは、前記第一バルブが前記第二バルブの間に配されるように、前記ポンプ側流出口と前記オイルクーラ側流出口との間で前記ポンプ側流出口及び前記オイルクーラ側流出口が並ぶ方向に配列される請求項１に記載のエンジン冷却装置。
  3. 　前記第二流出側流路は、複数の前記ラジエータ側流出口を有し、
    　複数の前記ラジエータ側流出口は、前記第二流出側流路において前記第一バルブから各ラジエータ側流出口に至る距離が互いに等しくなる位置に配されている請求項２に記載のエンジン冷却装置。
  4. 　エンジンと、
    　ＥＧＲクーラと、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンジン冷却装置と、を備えるエンジンシステム。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6775451B2 (ja) * 2017-03-21 2020-10-28 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 ディーゼルエンジン
KR20210074714A (ko) * 2019-12-12 2021-06-22 현대자동차주식회사 차량용 냉각 시스템의 냉각수 유동 제어 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5544072U (ja) * 1978-09-18 1980-03-22
JPS604715U (ja) * 1983-06-24 1985-01-14 株式会社クボタ エンジンの水冷装置
CN205349500U (zh) * 2016-01-14 2016-06-29 东风富士汤姆森调温器有限公司 一种采用多级开启式调温器
WO2018164285A1 (ja) * 2018-03-28 2018-09-13 株式会社小松製作所 エンジン冷却装置、及びエンジンシステム
JP2019035371A (ja) * 2017-08-15 2019-03-07 いすゞ自動車株式会社 エンジン冷却構造
JP2019086132A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 株式会社神戸製鋼所 弁システム及び圧縮機

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639622A (ja) * 1986-06-30 1988-01-16 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの冷却装置
JPH11218024A (ja) 1998-02-03 1999-08-10 Kubota Corp エンジンの強制循環式水冷装置
US7299771B2 (en) * 2006-01-12 2007-11-27 International Engine Intellectual Property Company, Llc Coolant valve system for internal combustion engine and method
JP4736843B2 (ja) 2006-02-22 2011-07-27 トヨタ自動車株式会社 シリンダヘッド
DE102008042660A1 (de) 2008-10-08 2010-04-15 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit Ölkühler und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
JP5218526B2 (ja) * 2010-11-11 2013-06-26 トヨタ自動車株式会社 水温センサ異常判定装置
JP5582022B2 (ja) * 2010-12-22 2014-09-03 株式会社デンソー 排気熱交換装置
KR102440603B1 (ko) * 2017-10-24 2022-09-05 현대자동차 주식회사 이지알 쿨러를 구비한 엔진 냉각시스템
KR20200014539A (ko) * 2018-08-01 2020-02-11 현대자동차주식회사 차량용 냉각 시스템의 제어방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5544072U (ja) * 1978-09-18 1980-03-22
JPS604715U (ja) * 1983-06-24 1985-01-14 株式会社クボタ エンジンの水冷装置
CN205349500U (zh) * 2016-01-14 2016-06-29 东风富士汤姆森调温器有限公司 一种采用多级开启式调温器
JP2019035371A (ja) * 2017-08-15 2019-03-07 いすゞ自動車株式会社 エンジン冷却構造
JP2019086132A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 株式会社神戸製鋼所 弁システム及び圧縮機
WO2018164285A1 (ja) * 2018-03-28 2018-09-13 株式会社小松製作所 エンジン冷却装置、及びエンジンシステム

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