JPH10274036A - 車両の機関冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駅停車時等、車両の騒音が問題となる場合
に、内燃機関の冷却水冷却用送風機の回転頻度を少なく
することにより、騒音を低下させる。 【解決手段】 内燃機関の負荷が小さいと予想される場
合に、送風機の回転が入切する冷却水の温度設定値を、
乗務員の操作あるいは地点情報をもとに自動的に高くす
ることにより、送風機の回転頻度を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の内燃機関冷却装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道用ディーゼル車両の内燃機関（以
下、「機関」という。）の冷却水（以下、「冷却水」と
いう。）の冷却は、冷却水冷却用送風機（以下、「送風
機」という。）を回転させて発生させた冷却風により、
冷却水が流れる放熱器を冷却することによって行われ
る。送風機の回転のＯＮ／ＯＦＦ制御としては、機関が
直接送風機を回転させる形式のものについては充排油式
の流体継手の充排油による方法等があり、電動機が送風
機を回転させる形式のものについては通電のＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御による方法などがある。冷却水出口には温度セン
サが設けられており、この温度情報をもとに送風機の回
転のＯＮ／ＯＦＦが行われる。送風機の回転は、冷却水
がある一定温度以上、例えば80℃以上になるとＯＮとな
り、冷却水を冷却する。冷却水の温度が下がり、ある一
定温度未満、例えば70℃未満になると送風機の回転がＯ
ＦＦとなり、機関の過冷却を防止する。これらの送風機
の回転がＯＮ／ＯＦＦする温度設定値は、ディーゼル車
両が力行中で機関の負荷が大きい場合であっても、例え
ば駅停車中で負荷が小さい場合であっても同一であり、
変更することはできなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼル車両は、電
気車両に比べ一般に車外における騒音が大きいと言われ
ている。特に駅停車時は、騒音源である機関及び送風機
とホーム上の乗客との距離が短いため、例え機関がアイ
ドル状態であっても、しばしば騒音が問題となる。この
問題を解決するため、駅停車時は機関の回転と送風機の
回転を停止させればよい。しかしながら、機関の動力
は、車輪を介して車両を走行させるために用いられるだ
けでなく、送風機、制御電源などを得るための充電発電
機、及びブレーキ力などを得るための空気圧縮機などの
補機駆動のためにも用いられる。したがって、例え停車
中であろうと機関を停止させることはできない。一方、
前記補機駆動のための動力は、車両走行のための動力に
比べて格段に小さくてよい。多くのディーゼル車両は、
機関がアイドル状態であっても、十分に補機駆動用の動
力を生み出すことができる。したがって、ディーゼル車
両が停車中であれば、機関の負荷は小さいため、放熱す
べき熱量が小さくてよく、例え送風機の回転をＯＦＦと
しても、冷却水温度が急激に上昇することは通常ではあ
りえない。外気温度が低い場合には、機関本体及び放熱
器の自然冷却により、冷却水温度が下がることもある。
本発明は、駅停車時等、車外の騒音が問題となる場合に
は、乗務員の判断や地点情報をもとに、送風機の回転が
ＯＮ／ＯＦＦする温度設定値を変更することにより、送
風機の回転頻度を可能な限り少なくすることによって騒
音低下をはかることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる発明
は、内燃機関の冷却水の温度に応じて冷却水冷却用送風
機の回転をＯＮ／ＯＦＦ制御する機能を備えた車両の内
燃機関冷却装置において、前記送風機の回転をＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御する冷却水の温度設定値を乗務員の操作により
設定可能な手段を車両の機関冷却装置が備えたことを特
徴とする。

【０００５】請求項２に係わる発明は、内燃機関の冷却
水の温度に応じて冷却水冷却用送風機の回転が入切する
機能を備えた車両の機関冷却装置において、内燃機関の
負荷が小さい地点あるいは区間に車両が存在する状態を
検出する手段と、前記状態に基づき前記送風機の回転が
ＯＮ／ＯＦＦする冷却水の温度設定値を変更し、前記送
風機の回転頻度を少なくする制御手段を車両の機関冷却
装置が備えたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の
一実施形態である鉄道用ディーゼル車両の機関冷却装置
の構成である。力行時において、ディーゼル機関１の動
力のほとんどは、推進軸２などの動力伝達装置を介して
動輪３に伝達される。動力の一部は、補機駆動軸４、ベ
ルト５などを介して送風機６、充電発電機７、空気圧縮
機８などの補機に伝達される。冷却水９は、ディーゼル
機関１の冷却水出口１０から出て冷却水配管（往路）１
１を通り、放熱器１２で冷却され、冷却水配管（復路）
１３を通りディーゼル機関１の冷却水入口１４にもど
る。冷却水出口１０には温度センサ１５が設けられてお
り、冷却水温度情報１６は送風機入切指令手段１７に入
力される。送風機入切指令手段１７は、送風機入切温度
設定値１８にしたがって、送風機入切指令１９として充
排油式流体継手２０に対し、充油又は排油の指令を出力
する。充排油式流体継手２０に充油されていないと、送
風機６は回転しない。充排油式流体継手２０に充油され
ていると送風機６は回転し、冷却風２１により放熱器１
２内を流れる冷却水が冷却される。

【０００７】図２に、送風機入切指令手段１７における
論理の一例を示す。送風機入切指令手段１７は、例えば
マイクロコンピュータ等により構成され、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等を有している。ステップＳ１でスタートす
る。ステップＳ２で冷却水温度が80℃以上であるか否か
の判定を行う。ステップＳ２で冷却水温度が80℃以上で
あれば、ステップＳ５で送風機回転入となる。ステップ
Ｓ２で冷却水温度が80℃以上でなければ、ステップＳ３
で冷却水温度が70℃未満であるか否かの判定を行う。ス
テップＳ３で冷却水温度が70℃未満であればステップＳ
６で送風機回転切となる。ステップＳ３で冷却水温度が
70℃未満でなければステップＳ４で送風機の回転が入か
否かの判定を行う。ステップＳ４で送風機回転入でなけ
ればステップＳ６で送風機回転切となる。ステップＳ４
で送風機回転入であればステップＳ５で送風機回転入と
なる。

【０００８】図３は、ディーゼル車両の機関の負荷を
「大」、「中」、「小」と分類することとし、負荷が
「中」から「大」で力行した後、駅停車により「小」と
なり、しばらく停車した後、「大」で力行した場合の、
冷却水温度の時間的推移の一例を示す。図３の(a)から
(b)は、送風機回転切でディーゼル車両が機関の負荷
「中」で力行している状態であり、冷却水温度は上昇し
ている。(b)で冷却水温度が80℃以上になると送風機回
転入となり、少しの時間遅れがあって冷却水温度が下降
し始める。(c)で冷却水温度が70℃未満になると送風機
回転切となる。少しの時間遅れがあって冷却水温度が上
昇し始める。冷却水温度が上昇する途中(d)で機関の負
荷が大となると、少しの時間遅れがあって冷却水温度の
上昇度合いが大きくなる。(e)で冷却水温度が80℃以上
になると送風機回転入となる。送風機回転入となっても
機関の負荷が「大」であるため、冷却水温度の減少度合
いは小さい。この状態のまま(f)で駅に停車し、機関の
負荷が「小」となっても、冷却水温度が70℃未満となる
(g)まで送風機回転入のままである。(h)で再びディーゼ
ル車両が機関の負荷「大」で力行し、(i)で冷却水温度
が80℃以上になるまで送風機回転切となる。

【０００９】以上述べた、公知の冷却水冷却用送風機の
回転が入切する手段に加え、本発明を適用した場合のデ
ィーゼル車両の機関冷却装置について、再び図１で説明
する。送風機入切指令手段１７に、運転士あるいは地点
情報２２により、送風機入切温度設定値変更指令２３が
入力される。同指令２３が入力されると、送風機入切温
度設定値１８は高く設定される。送風機入切指令手段１
７は、同設定値１８にしたがって、送風機入切指令１９
として、充排油式流体継手２０に対し、充油又は排油の
指令を出力する。

【００１０】図４に、本発明を適用した場合の送風機入
切指令手段１７の論理の一例を示す。ステップＳ１０１
でスタートする。ステップＳ１０２で乗務員による送風
機入切温度設定値変更か否かの判定を行う。ステップＳ
１０２で同設定値が変更であれば、ステップＳ１０６で
Ａ＝85℃、ステップＳ１０７でＢ＝75℃とする。ステッ
プＳ１０２で同設定値が変更でなければ、ステップＳ１
０３で地点情報による送風機入切温度設定値変更か否か
の判定を行う。ステップＳ１０３で同設定値が変更であ
れば、ステップＳ１０６でＡ＝85℃、ステップＳ１０７
でＢ＝75℃とする。ステップＳ１０３で同設定値が変更
でなければ、ステップＳ１０４でＡ＝80℃、ステップＳ
１０５でＢ＝70℃とする。ステップＳ１０２からステッ
プＳ１０７によりＡとＢの値が定まった後、ステップＳ
１０８で冷却水温度がＡ以上であるか否かの判定を行
う。ステップＳ１０８で冷却水温度がＡ以上であれば、
ステップＳ１１２で送風機回転入となり、冷却水温度が
Ａ以上でなければステップＳ１０９でＢ未満であるか否
かの判定を行う。ステップＳ１０９で冷却水温度がＢ未
満であればステップＳ１１３で送風機回転切となる。ス
テップＳ１０９で冷却水温度がＢ未満でなければステッ
プＳ１１０で送風機入切温度設定値変更か否かの判定を
行う。ステップＳ１１０で同設定値が変更であれば、ス
テップＳ１１３で送風機切となる。ステップＳ１１０で
同設定値が変更でなければ、ステップＳ１１１で送風機
の回転が入か否かの判定を行う。ステップＳ１１１で送
風機回転入でなければステップＳ１１３で送風機回転切
となり、ステップＳ１１１で送風機回転入であればステ
ップＳ１１２で送風機回転入となる。

【００１１】図５は、図３の場合と同様の状況下におい
て、本発明を適用した場合の冷却水温度の時間的推移の
一例を示す。駅停車の(f)から(g)の間、乗務員あるいは
地点情報により送風機入切温度設定値を変更した場合を
示している。したがって、駅停車(f)までの冷却水温度
の時間的推移は、図３の場合と同様である。駅停車(f)
と同時に送風機入切温度設定値が変更になったことによ
り、送風機入温度設定値が80℃から85℃に変更になる。
(f)における冷却水温度が85℃以下であれば、送風機の
回転は切となる。しかしながら、駅停車中は機関の負荷
が非常に小さいので、冷却水温度は急激に上昇すること
はなく、外気温度が低い場合には、むしろ機関本体及び
放熱器の自然冷却により下降する場合もある。ただし、
冷却水温度が85℃以上であれば、送風機回転は入とな
り、オーバーヒートを防ぐことは当然である。(g)で再
びディーゼル車両が機関の負荷「大」で力行し、乗務員
の操作あるいは地点情報により、送風機入切温度設定値
が通常にもどると、その時点で冷却水温度が80℃以上で
あれば送風機回転入となる。

【００１２】以上述べたように、駅停車中等機関の負荷
が小さい場合に、騒音防止のため運転士の操作あるいは
地点情報により送風機のＯＮ／ＯＦＦの温度設定値を上
げることによって、送風機の回転頻度を減少させること
が本発明の特徴である。

【００１３】なお、本実施例は鉄道用ディーゼル車両に
ついて示したが、発電用機関を搭載している客車等にも
適用可能である。また、本実施例で示した温度設定値は
一例であって、内燃機関の形式や使用条件などによって
変わる数値である。さらに、送風機回転の入切は流体継
手の充排油に限らずクラッチの接続解放でもよいし、電
動送風機の場合は電気の入切によってもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明により、駅停車時等、車両の騒音
が問題となる場合には、内燃機関の冷却水冷却用送風機
の回転頻度を可能な限り少なくすることにより、騒音を
低下させることができる。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】鉄道用ディーゼル車両の機関冷却装置の構成を
示す概念図である。

【図２】従来の送風機入切指令手段の論理を示すフロー
チャートである。

【図３】従来の駅停車時における冷却水温度の時間的推
移を示すタイムチャートである。

【図４】本発明の一実施形態に係わる送風機入切指令手
段の論理を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施形態に係わる駅停車時における
冷却水温度の時間的推移を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１・・・ディーゼル機関 ２・・・推進軸 ３・・・動輪 ４・・・補機駆動軸 ５・・・ベルト ６・・・送風機 ７・・・充電発電機 ８・・・空気圧縮機 ９・・・冷却水 １０・・・冷却水出口 １１・・・冷却水配管（往路） １２・・・放熱器 １３・・・冷却水配管（復路） １４・・・冷却水入口 １５・・・温度センサ １６・・・冷却水温度情報 １７・・・送風機入切指令手段 １８・・・送風機入切温度設定値 １９・・・送風機入切指令 ２０・・・充排油式流体継手 ２１・・・冷却風 ２２・・・乗務員あるいは地点情報 ２３・・・送風機入切温度設定値変更指令

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の冷却水の温度に応じて冷却水
   冷却用送風機の回転をＯＮ／ＯＦＦ制御する機能を備え
   た車両の内燃機関冷却装置において、前記送風機の回転
   をＯＮ／ＯＦＦ制御する冷却水の温度設定値を乗務員の
   操作により設定可能な手段を備えたことを特徴とする車
   両の機関冷却装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の冷却水の温度に応じて冷却水
   冷却用送風機の回転が入切する機能を備えた車両の機関
   冷却装置において、内燃機関の負荷が小さい地点あるい
   は区間に車両が存在する状態を検出する手段と、前記状
   態に基づき前記送風機の回転がＯＮ／ＯＦＦする冷却水
   の温度設定値を変更し、前記送風機の回転頻度を少なく
   する制御手段を備えたことを特徴とする車両の機関冷却
   装置。