内燃機関超基礎講座 | 電動ウォーターポンプの効果、開発の難しさ

2020/08/18
Motor Fan illustrated編集部

機械式WPの流量はエンジン回転数に依存する。つまり、不必要な余剰流量が発生してしまう。電動WPなら「オンデマンド」な冷却が可能だ。赤は出口と入口の水温の差による限界。緑はノッキングによる限界を示している。右図は、エンジンの冷却水要求流量を示す。エンジン回転数が高くても軸出力が小さければ要求流量は少ない。

ポンプインペラーとモーターマグネットは一体化されている。潤滑性と冷却性確保、異物排出性を確保するために、潤滑溝が採用された。インペラーのデザインも通常のタイプとは大きく違いシュラウド設定されている。

要求仕様となった流量80ℓ/min.に合わせてインペラーは新たに設計した。設計にはCFD解析による最適化が行なわれた。シャフトにはDLCコーティングが施される。

世界中の水に対応できるように、腐食に弱いモーターマグネットは樹脂2色成形でフルモールド化（白く見える部分）。モーターは、扁平ブラシレスタイプだ。

空冷されるアルミヒートシンクに接する放熱ゲルシートがサーマルビアを通してパワー素子を冷却する仕組みだ。ゲルシートはヒートシンクに接している。冷却を巧みに行なうことで、一般的なプリント基板の使用が可能になった。

耐熱性を確保したうえで、通常ならセラミックなどを使わなければならないドライバー基板を一般的なプリント基板で成立させたことはコスト低減に大きく効いた。汎用ICを使わずにICをカスタム化している。回路設計の腕の見せ所だった。

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