JP2021162220A - インタークーラ - Google Patents
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Abstract
【課題】吸気の剥離を効果的に抑制する。【解決手段】上流端を吸気導入管21に接続されており、上流端から下流端に向かうに従い吸気の流路が拡大する流路拡大部23と、流路拡大部23の下流端に接続される入口ヘッダー部22と、入口ヘッダー部22から延びる複数のチューブ11を並列に配置したコア部10と、を有するインタークーラ1において、流路拡大部23の内周面には、流路の拡大に伴い湾曲する湾曲面部23Aが設けられており、湾曲面部23Aには、凹部又は凸部の少なくとも一方を含む剥離抑制部50が設けられている。【選択図】図2
Description
本開示は、インタークーラに関する。
一般的に、車両に搭載されるインタークーラは、縦長の入口ヘッダー部と、入口ヘッダー部から横方向に延びる複数のチューブを上下方向に並列に配置したコア部と、各チューブが接続される縦長の出口ヘッダー部とを含んで構成されている。このようなインタークーラは、例えば、特許文献1に記載されている。
上記文献1記載の構造では、上流側の吸気パイプと入口ヘッダー部とを流路断面積が次第に拡大する流路拡大部で接続しており、該流路拡大部はその下側内周面を下方に湾曲させて形成されている。このため、流路拡大部の下側内周面に沿って流れる吸気が、湾曲部分で剥離し、この剥離が抵抗となることで、圧力損失を増大させる可能性がある。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、吸気の剥離を効果的に抑制することができるインタークーラを提供することを目的とする。
本開示の技術は、上流端を吸気導入管に接続されており、前記上流端から下流端に向かうに従い吸気の流路が拡大する流路拡大部と、前記流路拡大部の下流端に接続される入口ヘッダー部と、前記入口ヘッダー部から延びる複数のチューブを並列に配置したコア部と、を有するインタークーラにおいて、前記流路拡大部の内周面には、前記流路の拡大に伴い湾曲する湾曲面部が設けられており、前記湾曲面部には、凹部又は凸部の少なくとも一方を含む剥離抑制部が設けられていることを特徴とする。
また、前記凹部又は前記凸部の少なくとも一方は、前記湾曲面部に沿って流れる吸気の流れ方向に対して直交する方向に延びていることが好ましい。
また、前記剥離抑制部は、前記凹部と前記凸部とを複数有するとともに、前記凹部と前記凸部とは交互に配置されていることが好ましい。
また、前記凹部は、前記湾曲面部を前記流路と反対側に半球状に凹ませて形成されていることが好ましい。
本開示の技術によれば、吸気の剥離を効果的に抑制することができる。
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るインタークーラを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
[全体構成]
まず、図1に基づいて、本実施形態に係るインタークーラ1を備えるエンジンEの全体構成を説明する。
まず、図1に基づいて、本実施形態に係るインタークーラ1を備えるエンジンEの全体構成を説明する。
図1に示すように、エンジンEは、主としてシリンダヘッドCH及び、何れも不図示のシリンダブロックやクランクケース等で構成されたエンジン本体部を有する。シリンダブロックには、ピストンを往復移動自在に収容するシリンダCが設けられている。なお、図示例において、エンジンEは直列4気筒で示されているが、単気筒エンジン、或いは4気筒以外の多気筒エンジンであってもよい。
シリンダヘッドCHの吸気側の側部には、各シリンダCに吸気を分配する吸気マニホールド2が設けられている。吸気マニホールド2には吸気を導入する吸気通路3が接続されている。吸気通路3には、吸気上流側から順に、エアクリーナ4、上流側吸気管5、過給機40のコンプレッサ42、中間吸気管6、インタークーラ1、下流側吸気管7等が設けられている。シリンダヘッドCHの排気側の側部には、各シリンダCから排出される排気を集合させる排気マニホールド8が設けられている。排気マニホールド8には排気を大気に放出する排気通路9が接続されている。排気通路9には、排気上流側から順に、過給機40のタービン41、不図示の排気後処理装置等が設けられている。
インタークーラ1は、過給機40のコンプレッサ42によって圧縮される吸気を走行風と熱交換することにより冷却するものである。具体的には、インタークーラ1は、吸気と外気との熱交換を行うコア部10と、過給機40のコンプレッサ42から中間吸気管6を介して圧送される吸気をコア部10に導入する吸気導入部20と、コア部10から下流側吸気管7に吸気を導出する吸気導出部30とを備えている。以下、本実施形態に係るインタークーラ1の詳細について説明する。
[インタークーラ]
図2は、本実施形態に係るインタークーラ1を模式的に示す斜視図である。
図2は、本実施形態に係るインタークーラ1を模式的に示す斜視図である。
コア部10は、横方向(車幅方向)に延び、吸気を流通させる複数のチューブ11を上下方向に並列に配置して構成されており、該複数のチューブ11と、各チューブ11間に介装された複数のアウターフィン12と、図示しない複数の貫通孔に各チューブ11の吸気上流端を挿通して固定する縦長の入口プレート13と、図示しない複数の貫通孔に各チューブ11の吸気下流端を挿通して固定する縦長の出口プレート14とを備えている。
入口プレート13及び出口プレート14は、その長手方向が複数のチューブ11の軸方向と直交して、言い換えれば長手方向が各チューブ11の配列方向となるようにして設けられている。
吸気導入部20は、中間吸気管6に接続されて車両前後方向に延びる入口パイプ部21(本開示の吸気導入管の一例)と、コア部10の入口プレート13に取り付けられた縦長中空状の入口ヘッダー部22と、入口パイプ部21と入口ヘッダー部22とを滑らかに連結する曲面中空状の流路拡大部23と、上側整流プレート24と、下側整流プレート25とを備えている。
流路拡大部23は、吸気入口側から吸気出口側に向かうに従い吸気の流路面積が拡大するように形成されている。流路拡大部23の下側内周面には、流路の拡大に伴い内側(吸気流路側)に突となるように湾曲する湾曲面部23Aが設けられている。
流路拡大部23の下流端は、入口ヘッダー部22の側面に、入口ヘッダー部22の上端側から長手方向(鉛直方向)の中心位置近傍に亘って車両幅方向から接続されている。また、入口パイプ部21と流路拡大部23の上流端との接続位置は、入口ヘッダー部22の長手方向(鉛直方向)の中心位置よりも上方にオフセットしている。
上側整流プレート24は、流路拡大部23内に設けられており、流路拡大部23の形状に沿うように、上方視で入口パイプ部21側からコア部10の側方に向かって湾曲するように形成されている。
上側整流プレート24の上流端部24Aは、その板平面が流路拡大部23の上側内周面と離間しながら略平行に延びるように設けられている。上側整流プレート24の下流端部24Bは、入口ヘッダー部22の長手方向(鉛直方向)の中心よりも上方の流路拡大部23内に、その板平面がチューブ11の吸気流れ方向(チューブ11の軸方向)と略平行に延びるように、チューブ11の吸気上流端から所定のクリアランスを隔てて設けられている。
下側整流プレート25は、流路拡大部23内の上側整流プレート24よりも下方に設けられており、流路拡大部23の形状に沿うように、上方視で入口パイプ部21側からコア部10の側方に向かって湾曲するように形成されている。
下側整流プレート25の上流端部25Aは、上側整流プレート24の上流端部24Aよりも下方の流路拡大部23内にその板平面が流路拡大部23の下側内周面と離間しながら略平行に延びるように設けられている。下側整流プレート25の下流端部25Bは、上側整流プレート24の下流端部24Bよりも下方の流路拡大部23内に、その板平面が入口ヘッダー部22の下端側に向けて延びるように、チューブ11の吸気上流端から所定のクリアランスを隔てて設けられている。
吸気導出部30は、コア部10の出口プレート14に取り付けられた縦長中空状の出口ヘッダー部32と、下流側吸気管7に接続されて車両前後方向に延びる出口パイプ部31と、出口パイプ部31と出口ヘッダー部32とを滑らかに連結する曲面中空状の流路縮小部33とを備えている。
流路縮小部33は、吸気入口側から吸気出口側に向かうに従い吸気の流路面積が縮小するように形成されている。流路縮小部33の吸気上流端は、出口ヘッダー部32の側面に、出口ヘッダー部32の上端側から長手方向(鉛直方向)の中心位置近傍に亘って車両幅方向から接続されている。また、出口パイプ部31と流路縮小部33との接続位置は、出口ヘッダー部32の長手方向(鉛直方向)の中心位置よりも上方にオフセットしている。
本実施形態において、湾曲面部23Aには、該湾曲面部23Aに沿って流れる吸気の剥離を抑制する剥離抑制部50が設けられている。以下、剥離抑制部50の詳細について説明する。
[剥離抑制部]
図3は、本実施形態に係るインタークーラ1の要部を部分的に切り欠いて示す模式的な図である。
図3は、本実施形態に係るインタークーラ1の要部を部分的に切り欠いて示す模式的な図である。
剥離抑制部50は、流路拡大部23の湾曲面部23Aに設けられており、凹部51と凸部52とをそれぞれ複数有している。凹部51は、湾曲面部23Aの一部を外側(吸気流路と反対側)に溝状に凹ませて形成されている。凸部52は、湾曲面部23Aの一部を内側(吸気流路側)に突条状に突出させて形成されている。凹部51と凸部52は、湾曲面部23Aに沿って流れる吸気の流れ方向に対して略直交する方向にそれぞれ延びている。また、凹部51と凸部52は、湾曲面部23Aに沿って流れる吸気の流れ方向に交互に配置されている。すなわち、湾曲面部23Aに沿って流れる吸気と略直交する方向に凹部51と凸部52とが交互に複数設けられている。これにより、湾曲面部23Aに沿って流れる吸気の剥離を防止することが可能になる。
次に、本実施形態に係るインタークーラ1による作用効果を比較例を用いて説明する。
図4(B)は、比較例に係るインタークーラ101の要部の吸気の流れを模式的に示す切り欠き斜視図である。なお、湾曲面部123Aに沿って流れる吸気は一点破線で示してある。
比較例に係るインタークーラ101では、流路拡大部123の湾曲面部123Aに沿って吸気A11が層流の状態で流れる。すなわち、吸気A11は、湾曲面部123Aと平行に流れ、湾曲面部123Aに近いほど、流速が遅くなる。このため、吸気A11は、湾曲面部123Aから剥離し、剥離によって生じる渦が抵抗となり、圧力損失が増大する可能性がある。
図4(A)は、本実施形態に係るインタークーラ1の要部の吸気の流れを模式的に示す切り欠き斜視図である。なお、湾曲面部23Aに沿って流れる吸気は一点破線で示してある。
本実施形態のインタークーラ1では、流路拡大部23内に、上流端部24Aが流路拡大部23の上側内周面と離間しながら略平行に延びる上側整流プレート24と、上流端部25Aが流路拡大部23の下側内周面と離間しながら略平行に延びる下側整流プレート25とが設けられている。これにより、流路拡大部23に流れ込む吸気が、流路拡大部23の上側内周面と上側整流プレート24との間を流れる吸気A2と、上側整流プレート24と下側整流プレート25との間を流れる吸気A3と、下側整流プレート25と流路拡大部23の下側内周面との間を流れる吸気A1とに分配されるようになり、各チューブ11に効果的に吸気を分配することが可能になる。
また、流路拡大部23の下側内周面に設けられる湾曲面部23Aに剥離抑制部50が形成されている。これにより、湾曲面部23Aに沿って流れる吸気A1は、剥離抑制部50の凹部51と凸部52とにより流れを乱され、乱流の状態で流れるようになる。すなわち、湾曲面部23Aに沿って流れる吸気A1は、流れる方向は一様ではなく、流速は湾曲面部23Aに近くても、湾曲面部23Aから遠くに離間しても、略同じになるように構成されている。これにより、吸気A1が湾曲面部23Aに近いほど流速が遅くなり、湾曲面部23Aから剥離することを効果的に防止することが可能になる。また、吸気A1が、湾曲面部23Aから剥離することを防止することで、圧力損失の増加を抑制し、吸気効率の悪化を防止することが可能になる。
[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、上述の実施形態においては、流路拡大部23の湾曲面部23Aに設けられる剥離抑制部50は、凹部51と凸部52とをそれぞれ有しているものとして説明したが、凹部51又は凸部52の少なくとも一方を備えるものであってもよい。凹部51を一個のみ備える場合には、図5に示すように、凹部51の溝面積を上記実施形態よりも拡大して形成することが好ましい。
また、上述の実施形態においては、剥離抑制部50は、溝状の凹部51を有しているものとして説明したが、図6に示すように、湾曲面部23Aの一部を吸気流路側から外方向に反対側に略半球状に凹ませて形成される凹部51を複数備えて構成してもよい。
1 インタークーラ
2 吸気マニホールド
3 吸気通路
5 上流側吸気管
6 中間吸気管
7 下流側吸気管
8 排気マニホールド
10 コア部
11 チューブ
12 アウターフィン
13 入口プレート
14 出口プレート
20 吸気導入部
21 入口パイプ部(吸気導入管)
22 入口ヘッダー部
23 流路拡大部
23A 湾曲面部
24 上側整流プレート
25 下側整流プレート
30 吸気導出部
31 出口パイプ部
32 出口ヘッダー部
33 流路縮小部
40 過給機
41 タービン
42 コンプレッサ
50 剥離抑制部
51 凹部
52 凸部
2 吸気マニホールド
3 吸気通路
5 上流側吸気管
6 中間吸気管
7 下流側吸気管
8 排気マニホールド
10 コア部
11 チューブ
12 アウターフィン
13 入口プレート
14 出口プレート
20 吸気導入部
21 入口パイプ部(吸気導入管)
22 入口ヘッダー部
23 流路拡大部
23A 湾曲面部
24 上側整流プレート
25 下側整流プレート
30 吸気導出部
31 出口パイプ部
32 出口ヘッダー部
33 流路縮小部
40 過給機
41 タービン
42 コンプレッサ
50 剥離抑制部
51 凹部
52 凸部
Claims (4)
- 上流端を吸気導入管に接続されており、前記上流端から下流端に向かうに従い吸気の流路が拡大する流路拡大部と、
前記流路拡大部の下流端に接続される入口ヘッダー部と、
前記入口ヘッダー部から延びる複数のチューブを並列に配置したコア部と、を有するインタークーラにおいて、
前記流路拡大部の内周面には、前記流路の拡大に伴い湾曲する湾曲面部が設けられており、
前記湾曲面部には、凹部又は凸部の少なくとも一方を含む剥離抑制部が設けられている
ことを特徴とするインタークーラ。 - 前記凹部又は前記凸部の少なくとも一方は、前記湾曲面部に沿って流れる吸気の流れ方向に対して直交する方向に延びている
請求項1に記載のインタークーラ。 - 前記剥離抑制部は、前記凹部と前記凸部とを複数有するとともに、前記凹部と前記凸部とは交互に配置されている
請求項1又は請求項2に記載のインタークーラ。 - 前記凹部は、前記湾曲面部を前記流路と反対側に半球状に凹ませて形成されている
請求項1から請求項3の何れか一項に記載のインタークーラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020064028A JP2021162220A (ja) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | インタークーラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020064028A JP2021162220A (ja) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | インタークーラ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021162220A true JP2021162220A (ja) | 2021-10-11 |
Family
ID=78003015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020064028A Pending JP2021162220A (ja) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | インタークーラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021162220A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220297499A1 (en) * | 2021-03-16 | 2022-09-22 | Denso International America, Inc. | Multi-zone hvac |
-
2020
- 2020-03-31 JP JP2020064028A patent/JP2021162220A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20220297499A1 (en) * | 2021-03-16 | 2022-09-22 | Denso International America, Inc. | Multi-zone hvac |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210413 |