JPH0264225A - ターボチャージャ付内燃機関の冷却装置 - 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、水冷式ターボチャージャを具備した内燃機関
の冷却装置に関し、詳しくはエンジン停止時におけるタ
ーボチャージャの冷却に関するものである。

【従来の技術】

内燃機関のターボチャージャのタービンには、高温の排
気ガスが流入するため、ベアリング潤滑用オイルの熱劣
化等が生じ、潤滑不良によるタービンロータの焼付き防
止として、エンジンの冷却水の一部をターボチャージャ
のウォータシャケ、ノトへ分流して、ターボチャージャ
のベアリングを冷却することがなされている。 ところで、エンジン停止時には、冷却水循環用のウォー
タポンプも停止するので、ターボチャージャのウォータ
ジャケットへの冷却水の循環は停止されるため、ターボ
チャージャのベアリング部の温度は急上昇し、エンジン
停止後にたとえベアリングへ給油されても、ベアリング
部の高い温度により潤滑用オイルの熱劣化は避けられな
い。 従って、エンジン停止後におけるタービン冷却に関して
の先行技術として、特開昭６０−２１９４１９号公報、
特開昭６０−２０４９２３号公報がある。 そこで、特開昭６０−２１９４１９号公報所載の先行技
術では、ターボチャージャの冷却水ジャケットをエンジ
ンのシリンダヘッド冷却部と同程度あるいはそれより高
い位置に設け、ターボチャージャの冷却水ジャケットよ
り高い位置に水タンクを設けて、ウォータジャケットの
出口通路を水タンクの水中に連通させている。 そして、エンジンの停止時には、ターボチャージャの冷
却水ジャケット内で発生した水蒸気を出口通路を介して
水タンクへ移動すると共に、水タンク内の冷却水を呼吸
作用でターボチャージャの冷却水ジャケット内に供給す
るか、あるいはエンジンの冷却水路から入口通路を介し
て上記ターボチャージャの冷却水ジャケットへ供給し、
ターボチャージャの軸受を冷却することが示されている
。 また、特開昭６０−２０４９２３号公報所載の先行技術
では、エンジンの停止状態において、タービン過給機の
高温の冷却液は、送り導管の磁石弁が開かれることで上
方位置の補償タンク（水タンク）へ送出されて冷却され
、冷却された冷却液は排気タービン過給機の入口接続管
へ戻る。この熱サイホン流によって排気タービン過給機
を冷却することが示されている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、両先行技術のいずれの場合においても、ター
ボチャージャのウォータジャケット内で発生した水蒸気
は、水タンク内の水中を経て空気室へ移動するようにな
っている。 従って、前者の先行技術の場合は、空気を含む水蒸気の
一部が水タンク内の冷却水と共にラジェータ内へ移動す
る。 また、後者の先行技術の場合は、水タンク内の空気室へ
移動した水蒸気が空気と共に冷却器（ラジェータ）へ移
動する。 このようにいずれの先行技術の場合も、空気を含む水蒸
気がラジェータ内へ流入するため、エンジンが始動され
ると水タンクはエアーロックを生ずるという問題点があ
る。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ターボチ
ャージャに形成されたウォータジャケラ！・からの冷却
水出口管とエンジン側冷却水管との高低差が十分に得ら
れない配置関係で、しかも車両が前方に傾斜して停止し
た状態で、エンジンが停止されても、ターボチャージャ
のウォータジャケットで発生した水蒸気の移動がスムー
ズに行なわれ、しかも発生水蒸気によって、ターボチャ
ージャ冷却水循環回路における冷却水の循環を促進させ
ると共に、水蒸気がラジェータ側へ流入することを防止
することができるターボチャージャ付内燃機関の冷却装
置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、エンジンのウォー
タポンプと、上記エンジンに形成されたウォータジャケ
ットと、ラジェータとの間でエンジン冷却水循環回路を
形成すると共に、上記ウォータジャケットから分岐して
上記エンジンに配設されたターボチャージャのウォータ
ジャケットと、上記ターボチャージャより高い位置で、
かつ上記ラジェータ上部のエアー抜き部より高い位置に
水面が設定された注水タンクと、上記ウォータポンプと
の間で、ターボチャージャ冷却水循環回路を形成した冷
却装置において、上記注水タンク内上部に空気室を設け
、上記ターボチャージャのウォータジャケットの冷却水
出口と上記空気室とを、冷却水出口管によって連通形成
し、上記注水タンクの底部で水面下に開口する冷却水出
口と上記つオータボンブの吸入側とを、冷却水戻り管に
よって連通形成し、上記注水タンクの水面より上で開口
するエアー抜き通路の出口開口部に一方向弁を設け、上
記エアー抜き通路の入口と上記ラジェータのエアー抜き
通路とを、エアー抜き管によって連通形成させ、上記タ
ーボチャージャ冷却水循環回路に上記空気室を配設する
ように構成されている。

【作　　　用】

上記構成により、エンジンを停止した時、ターボチャー
ジャのウォータジャケットに発生した水蒸気は、冷却水
出口管から注水タンク内上部の空気室へスムーズに移動
することができる。しかも、水蒸気は注水タンクの空気
室へ流入するために、注水タンク内の冷却水に気泡状態
で混入されるおそれがない。 注水タンクの空気室への水蒸気の移動とそれに伴うター
ボチャージャ、エンジン冷却水循環回路の圧力平衡作用
により、注水タンク内の冷却水は冷却水戻り管、ウォー
タポンプ、エンジンのウォータジャケットを介して、タ
ーボチャージャのウォータジャケットへと１共給される
。 また、ターボチャージャのウォータジャケットからの水
蒸気は注水タンクの一方向弁により空気室内の空気およ
び水蒸気のラジェータ側へ移動がない。 そして、エンジン停止時に、注水タンクから冷却水を注
水する際に、エンジン冷却水循環系に混入した空気は、
ラジェータのエアー抜き部から、エアー抜き管、一方向
弁を介して空気室へとスムーズに排出できる。以上によ
って、エンジン停止時にターボチャー、ジャのウォータ
ジャケットに発生する水蒸気は、注水タンクの空気室へ
スムーズに移動し、圧力平衡作用により注水タンクよ゛
リターボチャージャの冷却を行なうことができ、注水時
の注水およびエアー抜きをもスムーズに行なうことがで
きる。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て具体的に説明する。 図において、符号１はエンジン、２はウォータポンプ、
３はラジェータ、４はサーモスタットバルブ、５はター
ボチャージャであり、エンジンｌにはウォータジャケッ
トｌａが形成されていて、ウォータジャケット１ａの一
方の冷却水出口１ｂとラジェータ３の冷却水入口３ａと
をラジェータ冷却水入口管Ｂによって連通形成され、ラ
ジェータ３の冷却水出口３ｂは、ラジェータ冷却水出口
管７．サーモスタットバルブ４を介してウォータポンプ
２の吸入側２ａへ連通形成され、またウォータジャケラ
ｈｌａから分岐する冷却水管８はサーモスタットバルブ
４の下流側に接続され、エンジン冷却水循環系が形成さ
れている。 更に、ウォータジャケット１ａの他方の冷却水出口ＩＣ
と、ターボチャージャ５に形成されたウォータジャケッ
ト５ａの冷却水入口５ｂとを、冷却水入口管９によって
連通形成されると共に、ウォータジャケット５ａの冷却
水出口５ｃは、冷却水出口管ｌｏ。 ターボチャージャ５より高い位置に配設された注水タン
クＩＩ、冷却水戻り管１２を介してウォータポンプ２の
吸入側２ａへ接続され、ターボチャージャ冷却水循環系
が形成されている。 そして、注水タンク１１は、第２図に詳細に示すように
、注水タンク１１の上部に空気室１１ａが設けられてお
り、上記空気室Ｌｌａの頂部の冷却水入口ｔｔｂとター
ボチャージャ５のウォータジャケット５ａの冷却水出口
５ｃとは、冷却水出口管１０によって連通形成すると共
に、注水タンク１１の底部で冷却水中に開口する冷却水
出口ｌｉｅとウォータポンプ２の吸入側２ａとは、冷却
水戻り管１２によって連通形成されている。 注水タンク１１の冷却水入口１１ｂと反対側にはエアー
抜き通路１３が形成され、エアー抜き通路１３の出口開
口部１３ａは、注水タンク１１の水レベルＷＬより上方
で空気室１１ａに開口し、出口開口部１３ａには、一方
向弁１４が設けられている。そしてエアー抜き通路１３
の入口１３ｂは、ラジェータ３の頂部に設けられたエア
ー抜き部３Ｃにエアー抜き管１５によって連通構成され
ている。 また、注水タンク１１の上部中央に冷却水の注水管■６
が形成され、注水管１ＢはキャップＨ１ａで覆われてい
る。 注水管１Ｂの下方に位置して注水タンク１１内には、冷
却水の水面を所定の水レベルＷＬまで保持する水面検出
手段としての切欠１７ａを具備した環状スカート１７が
吊設されていて、注水管１６の周囲を囲んでいる。 なお、注水管１６の側方とリザーバタンク１８とは、注
水管１６のキャップ１６ａに設けられた図示しないバル
ブを介して、管路１９によイて連通形成されている。 このような構成では、エンジンの運転状態で冷却水温度
が所定温度より低い時は、サーモスタットバルブ４が閉
じているから、エンジン冷却水循環系の冷却水は、ウォ
ータポンプ２→ウオータジヤケツトｌａ−冷却水管８→
ウオータポンプ２へと循環すると共に、ターボチャージ
ャ冷却水循環系の冷却水は、ウォータジャケット１ａか
ら分岐して、ウォータジャケットｌａ→冷却水入口管９
→ウォータジャケット５ａ−冷却水出口管ｌＯ→注水タ
ンク１１−冷却水戻り管１２−ウォータポンプ２へと循
環する。 また、冷却水温度が所定温度を越えて上昇すると、サー
モスタットバルブ４が開かれ、エンジン冷却水循環系の
冷却水は、ウォータポンプ２−ウォータジャケットｌａ
→ラジェータ冷却水入ロ管６→ラジェータ３→ラジェー
タ冷却水出ロ管７→サーモスタットバルブ４→ウォータ
ポンプ２へと循環する。また、ターボチャージャ冷却水
循環系においても、前述の循環系で、ラジェータ３によ
って冷却された冷却水が循環する。そしてエンジンｌ、
ターボチャージャ５の冷却が行なわれる。 エンジンｌが停止されると、ウォータポンプ２も停止す
るため、ウォータポンプ２による冷却水の循環は行なわ
れなくなる。そしてターボチャージャ５の温度が上昇す
ることでウォータジャケット５ａ内の冷却水温度が上昇
し、水蒸気が発生する。 ウォータジャケット５ａ内に発生した水蒸気は、注水タ
ンク１１がターボチャージャ５より高い位置に配設され
ているため、冷却水出口管ＩＯを経由して注水タンク１
１の空気室１１ａヘスムーズに移動する。 空気室１１ａへ水蒸気が流入すると、ターボチャージャ
５．エンジン冷却水循環回路内の圧力平衡作用により、
注水タンクＩｆ内の冷却水は、冷却水戻り管１２．　　
ウォータポンプ２を経由してエンジンｌのウォータジャ
ケットｌａに流れる。さらに、ウォータジャケット１ａ
から冷却水入口管９を介して冷却水をターボチャージャ
５のウォータジャケット５ａに送ることができ、図示し
ないベアリング部の冷却を行なうことができる。この場
合、一方向弁！４が閉じられているため、注水タンク１
１内の蒸気は、エアー抜き管１５を介してラジェータ３
に入ることが抑制される。また、注水タンク１１内に流
入する水蒸気は、空気室１１ａへ流入されるので、冷却
水中に混入されないから、水蒸気を含む気泡が冷却水循
環系を流れることがなく、ウォータポンプ２のエアロツ
クおよびギヤビテーションを起すなどのおそれがない。 冷却水循環系へ冷却水を注水する際に、注水タンク１１
の冷却水面をラジェータ３の頂部より高い位置に設定し
ているため、冷却水が注水タンク１１の注水管１６から
注水されると、冷却水戻り管［２を経由して各冷却水循
環系への注水が行なわれ、冷却水循環系内に含まれる空
気または気泡は、ラジェータ３のエアー抜き部３Ｃに集
まった後に、エアー抜き管１５．　エアー抜き通路１３
．一方向弁１４を経て注水タンク１１の空気室１１ａヘ
スムーズに抜ける。 【発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明によれば、ターボチャー
ジャより高い位置で、かつラジェータ上部のエアー抜き
部より高い位置に水面が設定された注水タンク内上部に
空気室を設け、ターボチャージャのウォータジャケット
の冷却水出口と空気室とを、冷却水出口管によって連通
形成し、注水タンクの底部で水面下に開口する冷却水出
口とウォータポンプの吸入側とを、冷却水戻り管によっ
て連通形成し、ターボチャージャ冷却水循環系に空気室
を配設したので、エンジンを停止した際にターボチャー
ジャのウォータジャケットに発生した蒸気はスムーズに
注水タンクの空気室へ移動することかできると共に、車
両が前方に傾斜して停止した状態でエンジンが停止され
ても、注水タンクがターボチャージャより上方に位置し
ていて、かつ空気室が形成されているため、ターボチャ
ージャのウォータジャケットにて発生した水蒸気はスム
ーズに空気室へ移動することができ、これにともなうタ
ーボチャージャ、エンジン冷却水循環回路内の圧力平衡
作用により−、エンジンを停止した際にターボチャージ
ャへの冷却水の供給がなされ冷却を行なうことができる
。 さらに、水蒸気は注水タンクの空気室のみへ流入するの
で、注水タンク内の冷却水にエアーが混入しないため、
ウォータポンプのエアーロックおよびキャビテーション
が発生しない。 さらにまた、注水タンクの水面上より上で開口するエア
ー抜き通路の出口開口部に一方向弁を設け、エアー抜き
通路の入口とラジェータのエアー抜き部とを、エアー抜
き管によって連通形成させたので、注水タンクの空気室
の水蒸気がラジェータへ移動するのが抑制されるため、
ラジェータを介して冷却水循環系へのエアー混入が防止
でき、ウォータポンプのエアーロックおよびキャビテー
ションが防止できる。・ また、注水タンクから注水する際に、冷却水循環系内の
エアーは、ラジェータ上部のエアー抜き部から一方向弁
を介して注水タンクの空気室へ抜けるので、冷却水の注
水が容易に行なわれると共に、冷却水循環系内のエアー
を完全に抜くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
要部の縦断側面図である。 ■・・：エンジン、２・・・ウォータポンプ、２ａ・・
・エンジンのウォータジャケット、３・・・ラジェータ
、４・・・サーモスタットバルブ、５・・・ターボチャ
ージャ、５ａ・・・ターボチャージャのウォータジャケ
ット、６・・・ラジェータ冷却水入口管、７・・・ラジ
ェータ冷却水出口管、８・・・冷却水管、９・・・冷却
水入口管、１０・・・冷却水出口管、ＩＩ・・・注水タ
ンク、■２・・・冷却水戻り管、１３・・・エアー抜き
通路、１４・・・一方向弁、１５・・・エアー抜き管、
１６・・・注水管、１７・・・環状スカート、１８・・
・リザーバタンク、１９・・・管路。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンのウォータポンプと、上記エンジンに形成され
   たウォータジャケットと、ラジエータとの間でエンジン
   冷却水循環回路を形成すると共に、上記ウォータジャケ
   ットから分岐して上記エンジンに配設されたターボチャ
   ージャのウォータジャケットと、上記ターボチャージャ
   より高い位置で、かつ上記ラジエータ上部のエアー抜き
   部より高い位置に水面が設定された注水タンクと、上記
   ウォータポンプとの間で、ターボチャージャ冷却水循環
   回路を形成した冷却装置において、 上記注水タンク内上部に空気室を設け、上記ターボチャ
   ージャのウォータジャケットの冷却水出口と上記空気室
   とを、冷却水出口管によって連通形成し、 上記注水タンクの底部で水面下に開口する冷却水出口と
   上記ウォータポンプの吸入側とを、冷却水戻り管によっ
   て連通形成し、 上記注水タンクの水面より上で開口するエアー抜き通路
   の出口開口部に一方向弁を設け、上記エアー抜き通路の
   入口と上記ラジエータのエアー抜き通路とを、エアー抜
   き管によって連通形成させ、上記ターボチャージャ冷却
   水循環回路に上記空気室を配設したことを特徴とするタ
   ーボチャージャ付内燃機関の冷却装置。