JPS6037288B2 - 車両駆動用水冷内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 エンジン騒音抑制に力が注がれてきているが、これまで
に得られた非常に重要な改善対策がエンジンおおし、込
みによって達成されたものである。

ところで、通風具騒音はエンジンに減音対策を講じてい
ないときにそのエンジンの騒音放散と似通った程度の大
きさのものであり、エンジンの方がおおし・込みによっ
て減青されるのと同程度にこちらも減音すべ〈努められ
ている。たとえば、もともと通風具と同じくらいの騒音
を出していたエンジンであったとしても、そのエンジン
騒音がエンジンおおし、込みによって１２ホンのだけ引
き下げられたとすれば、通風臭騒音も同じく１２ホン脚
だけ下げられるべきものとなる。

そこで、通風臭の形態とか組付けぐあいとかの改善によ
って２ホン凶だけの騒音減少が可能であるとすれば、そ
れに加えてさらになお１０ホン凶だけの騒音減少を必要
とされることとなる。この発明の基礎としている知見は
、通風具の発生音をそのように大幅に減少させることが
、通風具の回転数をおさえることによって達成でき、そ
の際に、そうしたことによって冷却能力の低下した通風
冷却装置では不十分ということになるならば、同様に比
較的ゆるやかに運転される第二の通風冷却装置で補いを
つけてやればよい、ということである。

通風具の発生音は大体その周辺速度の５乗に比例するも
の、したがって定まった径の場合にはその回転数のこれ
また５乗に比例するもの、である。

上にあげた例の場合ならば、回転数をおとすことによっ
て１０ホン凶の騒音減少を得なければならないのであり
、これはもとの回転数の６３．１％にまで減少させるこ
とにあたる。このような方策の結果、冷却空気量も同じ
くもとの６３．１％に減少するが、熱移動係数は空気速
度の約０．箱庭で減少するにすぎないため、冷却能力は
約６９％におちることとなる。ここで留意すべきことは
、車両の冷却系統が最悪条件、すなわちトラックの場合
には荷物満載で外気温の高いところでのの低速走行（の
ぼり坂）時、に備えて設計されているはず、ということ
である。

ところが、たいていの道路交通運転状況では、高速走行
状態であり、その向かい風が冷却空気送り出し量を著し
く助長することとなる。さらに、わが国あたりの緯度の
ところでは、外気がきわめて高温になる時期は１年のう
ちのごく小さい割合し、にすぎない。したがって全運転
期間のうちのかなりの部分が、通風冷却気をゆっくりと
運転して、したがってうんと騒音を少なくしても、発生
熱量を十分に除去でき、しかもこれによってその通風機
駆動動力を２５％前後にまで減少させるという利点まで
も得られることとなるのである。すなわち、駆動動力は
回転数の３乗に比例するので、上にあげた例の場合には
０．６３１３、すなわち約０．２５に減少することとな
るのである。この発明によって改良を加えられるものは
、車両駆動用水冷内燃機関、特にジーゼル・エンジン、
であって、冷却水の冷却用としてふたつの別個な通風冷
却装置からなる総合冷却装置を備えていて、それら両装
置のうちの少なくとも第一の通風冷却装置がエンジンの
進行方向前面に配設されているものでそのエンジンによ
って機械式に駆動されている、というものである。

そうした型式の公知構造のものは、その第二の通風冷却
装置が専用の電気モータで駆動される通風機を備えてい
る。それら公知構造では、第一の通風冷却装置の騒音発
生を減少させることが意図さえされていないしもちろん
実現もされていない。その例証として現に道路を走って
いる水冷エンジン付きの車両で通風冷却主系列のほかに
車両暖房用として熱交換器と電動通風機とを備えている
ものをみれば、事実上すべてがそうである。すなわち、
通風騒音減少などということはそうしたもので実現され
ていないことはもちろん、およそ意図さえされていない
のである。なお、スポーツ車や競走車では通風機を備え
た主冷却機がエンジン室内にあり、別に電動通風機を備
えた付加冷却機が設けられている構成が公知であるが、
その場合の冷却能力二分配置は純粋にスペースのつごう
だけから考えられたものであり、騒音発生減少を考えて
というようなこととはおよそかけ離れているものである
。スポース車や競走車での冷却ブロア設計は、エンジン
実用性能にもとづく最大許容負荷ならびに許容最大寸法
および許容最大重量、を基準にして行われる。すなわち
、騒音発生などは考慮外のものであり、そうしたスポー
ツ車や競走車での製造技術経験というようなものは、一
般車両での通風騒音抑制のための参考になどおよそなり
得ないものである。この発明によるその改良とは、エン
ジン前面に配設されている第一の通風冷却装置が、最大
発生熱量の除去に要する回転数より適宜程度低くした回
転数の通風臭と、走行風の利用とによって最大発生熱量
の一部分のみを除去するべく構成され、一方、熱発生増
大の際に制御系によってまずその第一装置の通風具だけ
が動作し熱発生がさらに増してはじめて上記第二通風冷
却装置の通風具も付加運転される、べくしていることで
ある。

この構成によれば、たし、ての運転時には、その第一通
風冷却装置が、減少した冷却能力しかないものとなって
はいても、それでなんとか十分なものであり、同時に通
風臭の回転数低下によって通風騒音減少を達成できるの
である。また、第一の通風冷却装置が、最大発生熱量の
たかだか６０％の除去能力を持つ場合には、その第一通
風冷却装置が、すでに述べた例の場合約６９％に減少し
た冷却能力しかないものとなるが、こうして達成される
通風騒音減少は、エンジンおおし・込みによって達成さ
れたエンジン騒音減少にちようと見合ったものとなるの
である。

第二通風冷却ユニットの方は、同じくすでに述べたその
例の場合全負荷時除去所要熱量の約３０％がかけられる
こととなるのであるから、その装置がすでに述べた主装
置よりもずっと小さいものとなって組込みは簡単であり
騒音発生についてもその通風具の回転数低下によって低
い限度内にに収めることができる。第一装置の通風機の
駆動はＶベルトによるのが一般であるが、第二装置の通
風機の駆動は同じくＶベルトによるものとしてもよいし
、あるいはまた、自在つぎ手を介したものでも、電気的
とか液圧的とかのものでもよい。ここでも、主装置の場
合と同様に走行風の風圧が冷却空気送り出しを多くの場
合に助長することができる。この発明による特徴的な形
態のものとして、通風具駆動制御が、冷却水温に応じて
なり、通風方向に沿って通風臭よりも下流の冷却空気塩
に応じてなり、行われるもので、サーモスタット式液圧
制御にあっては上記第二通風冷却装置の通風臭制御作動
が第一通風冷却装置の通風臭制御作動よりもいくらか高
温に対応するべくされているものがある。

これによれば、第一に、第二両冷却装置を各サーモスタ
ットによって適切に作動させることができる。すなわち
、温度があがるとき、第一のサーモスタットがまず第一
装置の通風機を運転作動させ、第二通風冷却装置用通風
機の方は、その第一装置が冷却水なり受熱冷却空気なり
の温度上昇をもはや防ぎきれないというようになり次第
、そこではじめて第二のサーモスタットによって運転作
動されるのである。この発明による装置は、騒音放散が
少ない点以外にも、さらに、燃料を最大限に節減する利
点をも持つ。すなわち、冷却装置が、そのときそのとき
のエンジン熱現実発生量を除去するのにほんとうに必要
であるという能力だけしか示さないものとなるからであ
る。なお、この発明によるさらに特徴的なものとして、
少なくとも一方の通風機の制御がそれ自体としては公知
の液圧式とか電磁式とかのクラッチ機構によって行われ
るようにしたものも好適なものである。

つぎに、添付図面に示されたひとつの実施例について、
この発明をさらに詳しく説明する。

参照番号１は車台、２はその台に図には示していないが
通常のとおりの方法で固着された、好ましくは防音型の
エンジン、３は車両前車軸である。そのエンジンの前方
には、サーモスタット式液圧回転制御機構を備えた通風
機４が、進行方向さらにその前方にはラジェィタ５が、
設けられている。その通風機４は、図では見えていない
そのエンジンのクランク軸から周知の方法で動力を受け
て、軸１６およびＶベルト駆動臭６を介して発電器１５
ととそに同時駆動される。この冷却装置によって最大発
生熱量のたかだか６０％が除去されるものとしており、
それだけ通風機４の回転数が低くおさえられている。進
行方向に向かってその第一の冷却装置の右側のところに
、それよりも小型で通風機７とラジェィタ８とで構成さ
れた第二の冷却装置が設けられていて、その通風機７も
やはりサーモスタット式液圧回転制御機構で運転作動さ
れるもので、エンジンのはずみ車側の補助機器駆動機構
１４から、自在つぎ手軸９、車台１に絹付けられた中間
軸１０、および適当なＶベルト駆動臭１１、を介して駆
動される。

その通風機７は軸受け１２によって車台１に組付けられ
ている。これら両通風冷却装置の通風機４と７は周知の
方法で感温制御される液圧クラッチをそれぞれ備えてい
るのであるが、そうした詳細は図に示していない。両ラ
ジェィタ５と８は冷却水については直列なり並列なり適
宜に配設する。そのために必要な配管類とか、それらラ
ジェィタとエンジン冷却室とを連結する配管類とかは、
図を見やすくするために示していない。それら両ラジェ
ィ夕５と８は矢印１３で示された走行風に対して同等に
配設されていて、通風機４と７の駆動に要する馬力を少
なくし、騒音発生をも減少するようにされている。

鎖線でりんかくを示したものは車両運転者室１７とバン
パー８とであって、これは、エンジンとその冷却装置と
の組込み関係をはっきりさせるためのものである。

以上によって明らかなように、この発明ではラジェィタ
と通風機が夫々２分され、中程度までの負荷の場合には
そのうちの主たるラジェィタ５用の通風機４のみが低回
転数で駆動されることによって騒音が顕著に減少させら
れるのである。

ここで注目されるべきことは、各通風機４，７が夫々の
ラジェィ夕５，８に適合した寸法に設計されるのが自然
な事である。即ち、従前の単一の大きなラジェィに付設
される単一のファンに比し、本発明における主通風機４
の寸法は小さくなるのが自然である。このことは上述の
低回教化による騒音減少に加えて、羽根車の小径化によ
る騒音減少をもたらすことを意味している。何故ならば
冒記した如く、通風機の騒音は回転数の５乗、正しくは
羽根車の径と回転数との積、即ち羽根車周速度の５乗に
比例するからである。従って、本発明によるならば所望
水準への騒音低下が極めて容易に達成できることとなる
。

【図面の簡単な説明】

図面は前輪操向トラックの部分略示図である。 １…・・・車台、２…・・・エンジン、３・・・・・・
前車軸、４・・・・・・通風機、５・…・・ラジェィ夕
、６・・・・・・Ｖベルト駆動臭、７・…・・通風機、
８…・・・ラジェィ夕、９・・・・・・自在つぎ手軸、
１０・・・・・・中間軸、１１・・・・・・Ｖベルト駆
動具、１２…・・・軸受け、１３…・・・走行風、１４
・…・・補助機器駆動機構、１５…・・・発電器、１６
・・・・・・駆動軸、１７・・…・運転者室、１８・・
・・・・／くン／ぐ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両駆動用水冷内燃機関であつて、冷却水の冷却用
   としてふたつの別個な独立した通風冷却装置からなる総
   合冷却装置を備えていて、それらの両装置のうちの少な
   くとも第一の通風冷却装置がエンジンの進行方向前面に
   配設されてそのエンジンによつて機械式に駆動されてい
   ると共に、第二の通風冷却装置が第一の通風冷却装置の
   側方に配置されている構成のものにおいて、エンジン前
   面に配設されている第一の通風冷却装置が、最大発生熱
   量の除去に要する回転数より適宜程度低くした回転数の
   通風具と、走行風の利用とによつて最大発生熱量の一部
   分のみを除去するべく構成され、一方、熱発生増大の際
   に制御系によつてまずその第一装置の通風具だけが動作
   し熱発生がさらに増してはじめて上記第二通風冷却装置
   の通風具も付加運転される、べく構成されていること、
   を特徴とする車両駆動用水冷内燃機関。 ２ 特許請求の範囲１記載の内燃機関であつて、第一の
   通風冷却装置が、最大発生熱量のたかだか６０％の除去
   能力を持つこと、を特徴とする車両駆動用水冷内燃機関
   。 ３ 特許請求の範囲２記載の内燃機関であつて、通風具
   制御が、冷却水温に応じてなり、通風方向に沿つて通風
   具よりも下流の冷却空気温に応じてなり、行われるもの
   で、サーモスタツト式液圧制御にあつては、上記第二通
   風冷却装置の通風具制御作動が、第一通風冷却装置の通
   風具作動よりもいくらか高温に対応すべくされているこ
   と、を特徴とする車両駆動用水冷内燃機関。