クーリング(商用車)

Strict emission standards and the search for measures to reduce consumption are the main factors driving development in the truck sector today. Consequently, it is becoming increasingly important to adopt an integrated approach to analyzing and optimizing cooling functions (thermal management).

Engine cooling components, modules, and systems

Charge air coolers

マーレが提供するEURO6対応の空冷インタークーラが新たな進化を遂げています。製品構造の見直しや製造工程の改善取り組みにより、本体の重量増加を伴うことなく、冷却面積の拡大、高品質・高耐久性を実現しています。機能の全面的な向上を図り高性能化を追求。さらに、クーリングモジュール全体のコンパクト化を図り、取付奥行寸法を従来比14mm低減しています。これによりシステム全体のエアフローの最適化が可能となり、冷却効率が向上。冷却性能を維持したまま、冷却ファンの省エネ化に成功しています。また、インタークーラに対する熱・圧力負荷の増加にも対応した設計となっています。

水冷インタークーラシステムの場合、冷却は独立した低温クーラント循環回路を利用しているため、クーラコアのサイズを非常にコンパクトに抑えることが可能となっています。低温ラジエータの広いフロント面が冷気流により冷却されるため、給気温度を低温に維持することができます。水冷インタークーラは、空冷インタークータに比べて冷却効率が高く、コンパクト設計でのエンジン搭載が可能となります。過渡運転条件下でも、空冷式より安定した給気温度を維持することが可能となり、燃費向上にもつながります。

Cooling modules

クーリングモジュールは、エンジン冷却系部品と、空調回路のコンデンサから構成されています。主な構成要素は、ラジエータとインタークーラです。水冷インタークーラの場合は、コンデンサとラジエータ間にある低温ラジエータがインタークーラの機能を代行します。各部品を最適化し、効率性を最大限に高めています。各車両の設計コンセプトに合わせたクーリングモジュール仕様を実現することで、開発・製造・物流コストの削減に貢献します。

Low temperature radiators

水冷インタークーラでは、熱は外気に直接放出されず、インタークーラとは独立した低温冷却回路(LT冷却回路)と低温ラジエータ(LTラジエータ)を経由して外気に放出されます。LTラジエータは、エンジンクーリングモジュールに取り付けられます。水冷インタークーラは、空冷インタークーラよりもコンパクトな設計が可能です。これは、空気から冷却水への高い熱伝導率により、優れた冷却機能が得られるためです。また、LTラジエータは、他の冷却機能用として使用することもできます。比較的低温のLT冷却回路の冷却水は、温度の影響を受けやすいリチウムイオンバッテリーやパワーエレクトロニクス、冷媒回路のコンデンサなど、サーマルマネージメントの最適化を図る目的で使用することも可能です。

Oil heating and cooling systems

エンジンの出力レベルが増加する中、エンジンの作動温度は材料の温度限界に近づいています。その結果、加熱・冷却用モジュールの重要性は、今後さらに高まることが予想されます。

加熱・冷却用モジュールの熱交換器は、層状構造が一般的で、エンジンやトランスミッション潤滑油の温度を安定化させる機能があります。熱交換器の働きにより、潤滑油が素早く加熱されるため、コールドスタート時の燃費が大幅に向上します。また、オイル高温時には、オイルの過熱や早期劣化を防止するため、オイル交換回数の低減が図れます。

現在のマーレの加熱・冷却用モジュールは、冷却水の流路ガイドや温度調節に加え、濾過の管理にも対応しています。流路ガイドや流量分布を最適化した冷却水は、エンジンやトランスミッションオイル熱交換器のほか、必要に応じて燃料熱交換器に供給されます。

Radiators

ラジエータは、クーリングモジュールの最も重要な構成要素です。エンジンやEGRクーラなどから冷却水が吸収した熱を外気に放熱する役割があります。ラジエータは、ラジエータコアと冷却水タンクで構成されており、接続口と締結部を備えています。ラジエータコアは通常、アルミ製です。冷却水タンクは、ラジエータコアと同じアルミ製か、ガラス繊維強化ポリアミド製です。

Thermostats and control valves

エンジン冷却機能の多様化にともない、車両内のエネルギーの流れをインテリジェントに制御する必要性が高まっています。各種システムやエンジン部品には、必要に応じて冷却水を適時に供給する必要があります。現代のシステムでは、温度条件や冷却回路も複雑化しています。エンジン運転マップ制御サーモスタットなど、マーレのインテリジェント制御システムは、オンデマンド作動方式の精密な温度制御を実現することで、運転の効率化、低燃費化、摩耗抑制、低排出ガス化を実現します。

Visco® fans and Visco® fan drives

車体からの放熱を効果的に行うには、冷却用空気をエンジンに効率的に供給することが重要です。そのためには高性能なラジエータに加え、高機能ファンとファン・ドライブが不可欠です。冷却システムとファンの空力特性を最適化することで、最小限のコストで効率的なエンジン冷却を実現します。

電制Visco®ファンは、大型トラックから高出力エンジン搭載のバンやSUVまで、様々な車種に幅広く採用されています。冷却や空調に関連する温度を感知し、ファンの回転数を最適に制御します。車両の停車中は、ファンをアイドリング状態にするなど、走行状況に合わせた正確かつ高い応答性を実現。燃費や運転快適性、低騒音性など、各特性改善に貢献します。

ファン・ドライブには非接触トルク伝達原理が採用されているため、摩耗がなくメンテナンスは不要です。ファン回転数の制御にはフェールセーフ設計を取り入れ、運転走行性能に影響しないように配慮しています。マーレは、ファン設計の改善に取り組んでおり、優れた性能効率と低騒音性能を実現しています。高い熱負荷がかかるVisco®ファン・ドライブを低温に維持することで、優れた耐久性を実現します。

Visco® fan drive

Exhaust gas recirculation (EGR)

窒素酸化物(NOx)の新排出基準をクリアする一つの方法として、冷却式排ガス再循環装置(クールドEGR)を導入する方法があります。クールドEGRでは、エンジン出口とタービン間の排気流の一部を取り込み、専用の熱交換器で冷却した後、インタークーラ下流側の吸気に戻します。その結果、エンジンの燃焼温度が低下するため、窒素酸化物(NOx)の生成が抑制されます。マーレのEGRクーラは、熱機械強度、煤付着防止など、非常に優れた性能を発揮します。高性能の小型ウィングレットチューブ の採用により、EGR温度の高安定化が実現した結果、排気再循環(EGR)の制御性が向上しています。

Motors for electric pumps

ウォータポンプ(液体ポンプ)用ポンプは、電動モータ駆動です。湿式・乾式ロータの両方に対応しています。最新のハイブリッド乗用車や電気乗用車は、電動ウォータポンプを搭載することで、クーラントフロー制御の向上、燃費の低減、CO2排出量の低減、ポンプの長寿命化、動作音の低減などのメリットを実現することができます。液体中での動作に対応した先進のロータ保護機能で、高い安定性と長動作寿命を実現します。