JP6601291B2 - Intake device - Google Patents
Intake device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6601291B2 JP6601291B2 JP2016061675A JP2016061675A JP6601291B2 JP 6601291 B2 JP6601291 B2 JP 6601291B2 JP 2016061675 A JP2016061675 A JP 2016061675A JP 2016061675 A JP2016061675 A JP 2016061675A JP 6601291 B2 JP6601291 B2 JP 6601291B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intercooler
- shutter
- intake
- air
- intake air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
本開示は、吸気装置に関する。 The present disclosure relates to an intake device.
特許文献1には、吸気を気筒内に導く吸気通路と、気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路とを備える車両走行用エンジン(内燃機関)が開示されている。吸気通路は、エアクリーナやスロットルバルブ等が配置される吸気管と、吸気を各気筒へ分配するインテークマニホールドと、エンジンのシリンダヘッドに形成された吸気ポートとによって構成される。インテークマニホールドは、通路断面積が拡大して設けられて吸気脈動や吸気干渉を低減させるサージタンクと、サージタンク内の吸気をエンジンの各気筒に分配する複数の吸気ブランチとを備えて形成されている。また、車両走行用エンジンには、吸気を加圧する吸気過給機(ターボチャージャ、スーパーチャージャ等)が搭載されており、吸気過給機のコンプレッサによって圧縮されて高圧になり温度上昇した吸気を強制冷却するインタークーラが配置されている。インタークーラは、サージタンクの内部に収容され、サージタンクを通過してエンジンに吸い込まれる吸気は冷却される。 Patent Document 1 discloses a vehicle travel engine (internal combustion engine) that includes an intake passage that guides intake air into a cylinder and an exhaust passage that discharges exhaust gas generated in the cylinder into the atmosphere. The intake passage is configured by an intake pipe in which an air cleaner, a throttle valve, and the like are disposed, an intake manifold that distributes intake air to each cylinder, and an intake port formed in the cylinder head of the engine. The intake manifold is provided with a surge tank that is provided with an enlarged passage cross-sectional area to reduce intake pulsation and intake interference, and a plurality of intake branches that distribute intake air in the surge tank to each cylinder of the engine. Yes. The vehicle engine is equipped with an intake turbocharger (turbocharger, supercharger, etc.) that pressurizes the intake air. The intake turbocharger is compressed by the compressor of the intake turbocharger to increase the pressure and forcibly increase the intake air. An intercooler for cooling is arranged. The intercooler is housed inside the surge tank, and the intake air that passes through the surge tank and is sucked into the engine is cooled.
しかしながら、インテークマニホールドに設けられるサージタンク(収容空間)を大きくするにも限界があり、インタークーラにおける冷却効率を高めることが求められている。 However, there is a limit to increasing the surge tank (accommodating space) provided in the intake manifold, and it is required to increase the cooling efficiency in the intercooler.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、インタークーラにおける冷却効率を高めることができる吸気装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide an intake device capable of increasing the cooling efficiency in an intercooler.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る吸気装置は、内燃機関の吸気通路上に設けられるケーシングと、前記ケーシングの内部に配置されるインタークーラとを備える吸気装置であって、前記ケーシングは、前記インタークーラを通過する吸気の流路抵抗を変更するシャッタを前記インタークーラの吸気流れ方向下流側に備える。 (1) An air intake apparatus according to at least one embodiment of the present invention is an air intake apparatus including a casing provided on an intake passage of an internal combustion engine, and an intercooler disposed inside the casing. A shutter that changes the flow resistance of the intake air passing through the intercooler is provided downstream of the intercooler in the intake flow direction.
上記(1)の構成によれば、シャッタがインタークーラを通過する吸気の流路抵抗を変更するので、シャッタがインタークーラを通過する吸気の流路抵抗を増大させれば、吸気がインタークーラで滞留する。これにより、吸気とインタークーラの内部を流れる冷媒との間で交換される熱量が増大するので、冷却効率の上昇を図ることができる。 According to the configuration of (1) above, since the shutter changes the flow resistance of the intake air that passes through the intercooler, if the shutter increases the flow resistance of the intake air that passes through the intercooler, the intake air is Stay. As a result, the amount of heat exchanged between the intake air and the refrigerant flowing inside the intercooler increases, so that the cooling efficiency can be increased.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記シャッタは、前記インタークーラの出口開口と重なる第1の通気孔を有する。
上記(2)の構成によれば、第1の通気孔がインタークーラの出口開口と重なるようにシャッタを移動させれば、インタークーラを通過する吸気の流路抵抗を増大させることができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of the above (1), the shutter has a first air hole that overlaps with an outlet opening of the intercooler.
With configuration (2) above, if the shutter is moved so that the first vent hole overlaps the outlet opening of the intercooler, the flow path resistance of the intake air passing through the intercooler can be increased.
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、前記シャッタは、さらに、前記インタークーラの出口開口よりも小さな第2の通気孔を有する。
上記(3)の構成によれば、第2の通気孔がインタークーラの出口開口よりも小さいので、第2の通気孔がインタークーラの出口開口と重なるようにシャッタを移動させれば、インタークーラを通過する吸気の流路抵抗をさらに増大させることができる。
(3) In some embodiments, in the configuration of (2), the shutter further includes a second ventilation hole that is smaller than an outlet opening of the intercooler.
According to the configuration of (3) above, since the second vent hole is smaller than the outlet opening of the intercooler, if the shutter is moved so that the second vent hole overlaps the outlet opening of the intercooler, the intercooler It is possible to further increase the flow path resistance of the intake air passing through the.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)から(3)のいずれか一つの構成において、前記シャッタを重力方向に昇降させるアクチュエータと、前記インタークーラを通過する吸気量に応じて前記シャッタが昇降するように前記アクチュエータを制御する制御部と、を備える。
上記(4)の構成によれば、制御部がインタークーラを通過する吸気量に応じてシャッタが昇降するようにアクチュエータを制御するので、インタークーラを通過する吸気量に応じてシャッタを昇降させることができる。
(4) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (3), an actuator that raises and lowers the shutter in the direction of gravity, and the shutter according to the amount of intake air that passes through the intercooler. And a controller for controlling the actuator so as to move up and down.
According to the configuration of (4) above, since the control unit controls the actuator so that the shutter moves up and down according to the amount of intake air that passes through the intercooler, the shutter is raised and lowered according to the amount of intake air that passes through the intercooler. Can do.
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、前記制御部は、前記吸気が所定流量よりも高流量である場合に前記シャッタが前記インタークーラの底面と該底面と対向する前記ケーシングの内壁面との間の隙間を閉鎖するように前記アクチュエータを制御する一方、前記吸気が前記所定流量よりも低流量である場合に前記シャッタが前記隙間を開放するように前記アクチュエータを制御する。
上記(5)の構成によれば、制御部は、吸気が所定流量よりも高流量である場合にシャッタがインタークーラの底面と該底面と対向するケーシングの内壁面との間の隙間を閉鎖するようにアクチュエータを制御する一方、吸気が所定流量よりも低流量である場合にシャッタが隙間を開放するようにアクチュエータを制御する。したがって、吸気が所定流量よりも高流量である場合に吸気とインタークーラの内部を流れる冷媒との間で交換する熱量を増大させることができる。また、所定流量よりも低流量である場合に隙間を通過した吸気がインタークーラの吸気流れ方向下流域に凝縮した凝縮水を吹き飛ばすので、一度に大量の凝縮水が気筒(シリンダ)内に浸入するのを抑制できる。
(5) In some embodiments, in the configuration of the above (4), the control unit causes the shutter to face the bottom surface of the intercooler and the bottom surface when the intake air has a flow rate higher than a predetermined flow rate. The actuator is controlled so as to close the gap between the inner wall surface of the casing and the actuator is controlled so that the shutter opens the gap when the intake air is at a flow rate lower than the predetermined flow rate. To do.
According to the configuration of (5) above, the control unit closes the gap between the bottom surface of the intercooler and the inner wall surface of the casing facing the bottom surface when the intake air has a flow rate higher than a predetermined flow rate. On the other hand, the actuator is controlled so that the shutter opens the gap when the intake air is at a flow rate lower than the predetermined flow rate. Therefore, it is possible to increase the amount of heat exchanged between the intake air and the refrigerant flowing in the intercooler when the intake air is at a higher flow rate than the predetermined flow rate. In addition, when the flow rate is lower than the predetermined flow rate, the intake air that has passed through the gap blows away the condensed water condensed in the downstream area in the intake air flow direction of the intercooler, so that a large amount of condensed water enters the cylinder at a time. Can be suppressed.
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、前記シャッタは、前記シャッタが前記隙間を開放する場合に、前記インタークーラの出口開口の流路抵抗を増大させる。
上記(6)の構成によれば、シャッタが隙間を開放する場合に、シャッタがインタークーラの出口開口の流路抵抗を増大させるので、隙間を通過した吸気の流れを強めることができる。
(6) In some embodiments, in the configuration of the above (5), the shutter increases the flow resistance of the outlet opening of the intercooler when the shutter opens the gap.
According to the configuration of (6) above, when the shutter opens the gap, the shutter increases the flow resistance of the outlet opening of the intercooler, so that the flow of intake air that has passed through the gap can be increased.
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)から(6)のいずれか一つの構成において、前記シャッタは、アルミ製である。
上記(7)の構成によれば、シャッタは、アルミ製であるので、熱伝導性に優れ、冷却効率を高めることができる。
(7) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (6), the shutter is made of aluminum.
According to the configuration of (7), since the shutter is made of aluminum, it has excellent thermal conductivity and can improve the cooling efficiency.
(8)幾つかの実施形態では、上記(7)の構成において、前記シャッタは、マグネシウムで被覆されている。
上記(8)の構成によれば、シャッタは、マグネシウムで被覆されるので、酸性液中でシャッタ(母材となるアルミ)を保護することができる。
(8) In some embodiments, in the configuration of the above (7), the shutter is covered with magnesium.
According to the configuration of (8) above, since the shutter is covered with magnesium, the shutter (aluminum serving as a base material) can be protected in the acidic liquid.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、吸気とインタークーラの内部を流れる冷媒との間で交換される熱量が増大するので、冷却効率の上昇を図ることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the amount of heat exchanged between the intake air and the refrigerant flowing inside the intercooler increases, so that the cooling efficiency can be increased.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
In addition, for example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes in a strict geometric sense, but also within the range where the same effect can be obtained. A shape including a chamfered portion or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関1の構成を概略的に示す模式図である。図2は、図1に示したインテークマニホールド及びインタークーラの構成を概略的に示す分解斜視図であり、図3は、図2に示したインタークーラの構成を詳細に示す分解斜視図である。 FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of an internal combustion engine 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the intake manifold and the intercooler shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the intercooler shown in FIG. 2 in detail.
本発明の実施形態に係る内燃機関1(以下「エンジン1」という)は、コモンレール式のディーゼルエンジンであって、図1に示すように、内燃機関本体2(以下「エンジン本体2」という)、燃料供給系統3、吸気系統4、排気系統5、及び排気再循環系統6を備えて構成されている。
An internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as “engine 1”) according to an embodiment of the present invention is a common rail type diesel engine, and as shown in FIG. 1, an internal combustion engine body 2 (hereinafter referred to as “engine body 2”), A
エンジン本体2は、シリンダブロック21と、シリンダブロック21の上に固定されるシリンダヘッド22とにより構成される。シリンダブロック21には、複数のシリンダ(気筒)が一列に設けられ、その下方域に共通する一つのクランクシャフト23が回転可能に支持されている。シリンダは、円筒形に形成され、その内部にはピストン24が上下方向に往復動可能に収容されている。ピストン24は、頭部が閉塞された円筒形に形成され、その胴部には径方向に貫通するピン穴が設けられている。また、ピストン24の胴部には、コネクティングロッド25の一端(スモール・エンド)が収容され、ピン穴を挿通するピストンピンにより、コネクティングロッド25の一端がピストン24に連結されている。そして、シリンダヘッド22とピストン24との間には燃焼室が形成される。
The engine body 2 includes a
クランクシャフト23は、コネクティングロッド25とともにピストン24の往復運動(下降運動)を回転運動に変換するためのものであり、クランクシャフト23の回転中心を通る軸線に対して平行にクランクピン231を有している。そして、クランクピン231には、コネクティングロッド25の他端(ラージ・エンド)が連結されている。これにより、ピストン24の往復運動は、クランクシャフト23の回転運動に変換される。
The
シリンダヘッド22には、シリンダごとに吸気ポート221と排気ポート222とが設けられている。
また、各吸気ポート221には、吸気ポート221を開閉する吸気弁26が取り付けられている。吸気ポート221は、吸入行程において開放され、吸気ポート221からシリンダ内に混合ガスの吸入が可能となり、圧縮行程、膨張行程及び排気行程において閉鎖される。
また、各排気ポート222には、排気ポート222を開閉する排気弁27が取り付けられている。排気ポート222は、排気行程において開放され、排気ポート222から排気ガスの排出が可能となり、吸入行程、圧縮行程及び膨張工程において閉鎖される。これにより、燃焼室は、圧縮行程と膨張工程において閉鎖される。
The
Each
Further, an
また、シリンダヘッド22には、シリンダごとにグロープラグ28が設けられている。グロープラグ28は、冷間時の始動を助ける補助熱源であって、燃料供給系統3から供給(噴射)された燃料が直接触れる位置に配置される。
The
燃料供給系統3は、所定のタイミングで所定量の燃料をシリンダ内に噴射するためのものであり、本実施形態では、コモンレール式の燃料噴射装置30を備えている。コモンレール式の燃料噴射装置30は、シリンダごとに設けられたインジェクター31と、各インジェクター31に共通するコモンレール32と、コモンレール32に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプ33とを備えて構成されている。これにより、コモンレール式の燃料噴射装置30は、一燃焼サイクル中で、パイロット噴射、プレ噴射、主噴射、アフター噴射及びポスト噴射に分けて燃料を噴射することができる。
The
吸気系統4は、エンジン本体2に空気を供給するためのものであり、吸気装置を構成する。吸気系統4は、外部からエンジン本体2に空気を供給するための吸気通路41(吸気管)を備えている。吸気通路41は、上流から下流(外部からエンジン本体2)に向けて、エアクリーナ42、ターボチャージャ43(吸気過給機)、インテークマニホールド45及び吸気冷却装置7を備えている。
The intake system 4 is for supplying air to the engine body 2 and constitutes an intake device. The intake system 4 includes an intake passage 41 (intake pipe) for supplying air to the engine body 2 from the outside. The
エアクリーナ42は、大気中に含まれる粉塵等を分離し清浄な空気をエンジン本体2に供給するためのものであり、吸気通路41の最上流に配置されている。
The
ターボチャージャ43(吸気過給機)は、エンジン本体2に吸気(空気)を過給するためのものであり、吸気通路41にはコンプレッサ(図示せず)が設けられ、後述する排気通路51に排気タービン(図示せず)が設けられている。そして、コンプレッサのコンプレッサホイールと、排気タービンのタービンホイールとが同軸に設けられ、タービンホイールがコンプレッサを駆動する。これにより、吸気通路41の吸気はコンプレッサで圧縮され、圧縮された吸気はエンジン本体2に供給される。
The turbocharger 43 (intake turbocharger) is for supercharging intake air (air) to the engine body 2, and a compressor (not shown) is provided in the
インテークマニホールド45は、各吸気ポート221に吸気を分配するための多気管であり、吸気通路41の下流に設けられ、端部(吸気ブランチ451)が各吸気ポート221に接続されている。これにより、吸気通路41に供給された吸気Aは、インテークマニホールド45で均等に分配され、各吸気ポート221に均等に供給される。
The
図2に示すように、インテークマニホールド45は、吸気ブランチの集合部分(本体部452)に広い空間453が設けられている。この空間453は、複数気筒へ供給する吸気Aを均等化等する目的で設けられ、本実施形態にかかるインテークマニホールド45では、後述するインタークーラ71が収容可能なケーシングを構成している。この意味においてこの空間453はインタークーラ71の収容空間を構成する。空間453(以下「収容空間453」という)は、上方からインタークーラ71が収容されるように、上方域が開放され、上方からインタークーラ71が収容される。これによりケーシングはインテークマニホールド45の一部を構成し、上部に収容開口(開口部)を有し、インタークーラ71が該収容開口から下方に収容される。
尚、インタークーラ71とインテークマニホールド45との間にはガスケット711が設けられ、インタークーラ71とインテークマニホールド45との間から吸気Aが漏れることがないようにシールされている。
上述した実施形態では、上部に収容開口(開口部)を有し、インタークーラ71が該収容開口から下方に収容される例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、側部又は下部に収容開口を有し、側方又は下方に収容されるものであってもよい。
As shown in FIG. 2, the
A
In the embodiment described above, an example in which the housing opening (opening) is provided in the upper portion and the
吸気冷却装置7は、ターボチャージャ43(吸気過給機)で圧縮され、温度が高くなった吸気A(空気)を冷却するためのものである。吸気冷却装置7には、空冷式と水冷式とがあるが、本実施形態に係る吸気冷却装置7は、水冷式である。
図1に示すように、水冷式の吸気冷却装置7は、インタークーラ71、ラジエータ72及びウォータポンプ73を備えて構成されている。
The intake
As shown in FIG. 1, the water-cooled intake
図3に示すように、インタークーラ71は、インタークーラ71の内部を流れる冷却水とインタークーラ71を通過する吸気Aとの間で熱を交換する熱交換器であり、インテークマニホールド45に形成された収容開口(開口部)の縁部に固定されるとともに、収容開口を閉鎖する取付部79を有している。また、インタークーラ71は、冷却水が通過する冷却水層74と、吸気Aが通過する空気層75とが交互に積層されて構成されている。
冷却水層74は、カッププレート74a,74bで構成され、上カッププレート74aと下カッププレート74bが重ねられ、その間に冷却水が流れる冷却水通路が形成される。カッププレート74a,74bは、平面視矩形形状に形成され、その長手方向一端側に短辺に沿って第1開口74cと第2開口74dとが設けられている。上カッププレート74aと下カッププレート74bとの間には、長手方向に沿って延びる波板状のインナーフィン76が設けられ、これにより、冷却水通路が形成されている。また、上カッププレート74aと下カッププレート74bは、幅方向中央を長手方向に沿って延びる仕切部77を有している。これにより、上カッププレート74aと下カッププレート74bとの間には、平面視U字状を形成する冷却水通路が形成される。
As shown in FIG. 3, the
The cooling
そして、例えば、第1開口74cから流入した冷却水は、仕切部77によって仕切られた一方の流路を、第1開口74cとは反対側の短辺に向かって流れ、該反対側の短辺近傍でUターンする。そして、Uターンした冷却水は、仕切部77で仕切られた他方の流路を第2開口74dに戻るように流れて第2開口74dから流出する。
Then, for example, the cooling water flowing in from the
空気層75は、複数の冷却水層74の間に設けられている。空気層75は、薄板が蛇行するように折り曲げられたコルゲートフィン78により構成され、コルゲートフィン78の一方の折り曲げ頂部が冷却水層74を構成する下カッププレート74bに接合され、他方の折り曲げ頂部が該冷却水層74と対向する冷却水層74を構成する上カッププレート74aに接合されている。
The
かかるインタークーラ71によれば、インタークーラ71をインテークマニホールド45の収容空間に収容するので、インタークーラ71を通過した冷却後の吸気Aが直ぐにエンジン本体2の吸気ポート221を介して燃焼室に導入されるためにエンジン本体2の燃焼効率の向上に適している。
According to the
図1に示すように、ラジエータ72は、インタークーラ71でインタークーラ71を通過する吸気Aとの間で熱交換され、高温となった冷却水を冷却するためのものであり、走行風等との熱交換により冷却水を冷却するように構成されている。ラジエータ72は、入口側がインタークーラ71に接続され、出口側がウォータポンプ73に接続されている。これにより、ラジエータ72にはインタークーラ71で高温となった冷却水が供給され、ラジエータ72で冷却された冷却水がウォータポンプ73に供給される。
As shown in FIG. 1, the
ウォータポンプ73は、ラジエータ72で冷却された冷却水をインタークーラ71に供給するためのものであり、本実施形態に係るウォータポンプ73は、電動式のウォータポンプ73が採用されている。
The
排気系統5は、エンジン本体2から排気ガスを排出するためのものであり、エンジン本体2から外部に排気ガスを排出するための排気通路51(排気管)を備えている。排気通路51は、上流から下流(エンジン本体2から外部)に向けて、エキゾーストマニホールド52、排気タービン(ターボチャージャ43)、酸化触媒54及び微粒子捕集フィルター55を備えている。
The
エキゾーストマニホールド52は、各排気ポート222から排出された排気ガスが集合する多気管であり、排気通路51の上流に設けられ、端部(排気ブランチ)が各排気ポート222に接続されている。これにより、各排気ポート222からエキゾーストマニホールド52に排出された排気ガスは、エキゾーストマニホールド52で集合する。
The
排気タービン(図示せず)は、上述したように、ターボチャージャ43を構成するものであり、排気通路51に設けられている。これにより、エンジン本体2から排出された排気ガスがタービンホイール(図示せず)を回転させ、コンプレッサを駆動するので、吸気通路41の空気(吸気)はコンプレッサで圧縮され、圧縮された空気はエンジン本体2に供給される(過給)。
As described above, the exhaust turbine (not shown) constitutes the
酸化触媒54(Diesel Oxidation Catalyst)は、排気ガスに含まれる炭化水素(HC)を酸化するためのものであり、ターボチャージャ43のタービンの直下流に設けられている。酸化触媒54は、円柱状に形成され、円筒の前後に円錐を組み合わせた形状に形成された触媒収容部56の上流側部分に収容されている。
The oxidation catalyst 54 (Diesel Oxidation Catalyst) is for oxidizing hydrocarbons (HC) contained in the exhaust gas, and is provided immediately downstream of the turbine of the
微粒子捕集フィルター55(Diesel particulate filter)は、酸化触媒54を通過した排気ガスに含まれる微粒子(PM)を捕集するためのものであり、酸化触媒54の下流に設けられている。微粒子捕集フィルター55は、酸化触媒54と同一直径の円柱状に形成され、上述した触媒収容部56の下流側部分に収容されている。
The fine particle collecting filter 55 (Diesel particulate filter) is for collecting fine particles (PM) contained in the exhaust gas that has passed through the
排気再循環系統6は、エンジン本体2から排出された排気ガスの一部を吸気系統4に供給(再循環)するものであり、排気系統5と吸気系統4とに跨がって設けられている。排気再循環系統6は、排気通路51においてターボチャージャ43(吸気過給機)の下流、具体的には、微粒子捕集フィルター55の下流から分岐し、吸気通路41においてターボチャージャ43の上流に合流するEGR通路61(排気再循環通路)を備えている。これにより、排気系統5を流れる排気ガスの一部がEGR通路を通り吸気通路41に導入される(排気再循環)。
The exhaust gas recirculation system 6 supplies (recirculates) a part of the exhaust gas discharged from the engine body 2 to the intake system 4, and is provided across the
EGR通路61には、上流側(排気系統5側)から下流側(吸気系統4側)に向けて順に、EGRクーラー62及びEGRバルブ63を備えている。
EGRクーラー62は、EGR通路61に導入された排気ガスを冷却するためのものであり、EGR通路61に導入された排気ガスは、EGRクーラー62を通過する際に冷却される。
EGRバルブ63は、排気再循環する排気ガスの流量を調整するためのものであり、その開度により任意の流量の排気ガスがEGR通路61を通り吸気通路41に供給される。
The
The
The
[実施形態1]
図4は、本発明の実施形態1に係るインテークマニホールド45B及びインタークーラ71Bの構成を概略的に示す斜視図である。図5及び図6は、図4に示したインタークーラ71Bの構成を概略的に示す断面図であって、図5は、シャッタ82Bが隙間Tを閉鎖した状態を示す図であり、図6は、シャッタ82Bが隙間Tを開放した状態を示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 4 is a perspective view schematically showing configurations of the
図4に示すように、本発明の実施形態2に係るインタークーラ71Bは、吸気流れ方向下流側にインタークーラ71Bを通過する吸気Aの流路抵抗を増大させるシャッタ82Bを備える。
この構成によれば、シャッタ82Bがインタークーラ71Bを通過する吸気Aの流路抵抗を増大させるので、吸気Aがインタークーラ71Bで滞留する。これにより、吸気Aとインタークーラ71Bの内部を流れる冷媒(冷却水)との間で交換される熱量が増大するので、冷却効率の上昇を図ることができる。
As shown in FIG. 4, the
According to this configuration, since the
シャッタ82Bは、重力方向に昇降可能であって、シャッタ82Bが上昇した場合に収容空間453を画成する内壁(底壁)454とインタークーラ71Bの下面との間に形成される隙間Tが開放され(図5参照)、シャッタ82Bが下降した場合に隙間Tが閉鎖される(図6参照)。
この構成によれば、シャッタ82Bが上昇した場合にインタークーラ71Bの吸気流れ方向下流側で凝縮した凝縮水Wが吹き飛ばされ(図6参照)、シャッタ82が下降した場合に隙間Tが閉鎖され、隙間Tを吸気Aが流れなくなるので、吸気Aとインタークーラ71との間における熱交換の効率向上を図ることができる。
The
According to this configuration, when the
また、本発明の実施形態に係るシャッタ82Bは、インタークーラ71Bの空気層(出口開口)75と重なる通気口(第1の通気孔)82B1を有する。
この構成によれば、通気口(第1の通気孔)82B1がインタークーラ71Bの空気層(出口開口)75と重なるので、シャッタ82Bを移動させることにより、インタークーラ71Bを通過する吸気Aの流路抵抗を増大させることができる。
In addition, the
According to this configuration, since the vent hole (first vent hole) 82B1 overlaps the air layer (exit opening) 75 of the
図5に示すように、通気口82B1は、シャッタ82Bが下降し、シャッタ82Bが隙間Tを閉鎖した場合に、インタークーラ71Bの空気層(出口開口)75と重なる位置に設けられている。
これにより、シャッタ82Bが隙間Tを閉鎖した場合に、空気層75を通過する吸気Aの流路断面積が最大(全開)となる。
As shown in FIG. 5, the vent 82B1 is provided at a position overlapping the air layer (exit opening) 75 of the
As a result, when the
また、本発明の実施形態に係るシャッタ82Bは、インタークーラ71Bの空気層(出口開口)75よりも小さな通気孔(第2の通気孔)82B2を有する。
この構成によれば、通気孔(第2の通気孔)82B2がインタークーラ71Bの空気層(出口開口)75よりも小さいので、通気孔(第2の通気孔)82B2がインタークーラ71Bの空気層(出口開口)75と重なることにより、インタークーラ71Bを通過する吸気Aの流路抵抗を増大させることができる。
Further, the
According to this configuration, since the vent hole (second vent hole) 82B2 is smaller than the air layer (exit opening) 75 of the
図6に示すように、通気孔82B2は、シャッタ82Bが下降した場合に冷却水層74と重なり、シャッタ82Bが上昇した場合に空気層75と挿通する位置に設けられている。
これにより、シャッタ82Bが隙間Tを開放した場合に、空気層75を通過する吸気Aの流路断面積が小さくなる。
As shown in FIG. 6, the vent hole 82B2 is provided at a position where it overlaps the cooling
Thereby, when the
また、本発明の実施形態に係るエンジン1は、シャッタ82Bを重力方向に昇降させるアクチュエータ83と、インタークーラ71Bを通過する吸気量に応じてシャッタ82Bが昇降するようにアクチュエータ83を制御する制御部9と、を備える。
この構成によれば、制御部9がインタークーラ71Bを通過する吸気量に応じてシャッタ82Bが昇降するようにアクチュエータ83を制御するので、インタークーラ71Bを通過する吸気量に応じてシャッタ82Bを昇降させることができる。
The engine 1 according to the embodiment of the present invention includes an
According to this configuration, the control unit 9 controls the
また、本発明の実施形態に係るシャッタ82Bは、シャッタ82Bが隙間Tを開放する場合に、インタークーラ71Bの空気層(出口開口)75の流路抵抗を増大させる。
この構成によれば、シャッタ82Bが隙間Tを開放する場合に、シャッタ82Bがインタークーラ71Bの空気層(出口開口)75の流路抵抗を増大させるので、隙間Tを追加した吸気Aの流れを強めることができる。
In addition, the
According to this configuration, when the
本発明の実施形態に係る制御部9は、吸気Aが所定流量よりも高流量である場合にシャッタ82Bが隙間Tを閉鎖するようにアクチュエータ83を制御する一方、吸気Aが所定流量よりも低流量である場合にシャッタ82Bが隙間Tを開放するようにアクチュエータ83を制御する。
この構成によれば、制御部9は、吸気Aが所定流量よりも高流量である場合にシャッタ82Bが隙間Tを閉鎖するようにアクチュエータ83を制御する一方、吸気Aが所定流量よりも低流量である場合にシャッタ82Bが隙間Tを開放するようにアクチュエータ83を制御する。したがって、吸気Aが所定流量よりも高流量である場合にはインタークーラ71Bを通過した吸気Aがインタークーラ71Bの吸気流れ方向下流域で凝縮した凝縮水(図示せず)を吹き飛ばし、吸気Aが所定流量よりも低流量である場合には隙間Tを通過した吸気Aがインタークーラ71Bの吸気流れ方向下流域で凝縮した凝縮水Wを吹き飛ばす(図6参照)。これにより、吸気Aが所定流量よりも高流量である場合と低流量である場合の両方において、インタークーラ71Bの吸気流れ方向下流域で凝縮した凝縮水Wを吹き飛ばすことができる。
尚、シャッタ82を重力方向に昇降させるアクチュエータ83は、ソレノイド、電動モータ等任意のものを用いることができる。
The control unit 9 according to the embodiment of the present invention controls the
According to this configuration, the control unit 9 controls the
As the
[実施形態2]
図7は、本発明の実施形態2に係るインタークーラ71Cのシャッタ82Cを概略的に示す図である。
図7に示すように、本発明の実施形態2に係るシャッタ82Cは、上述した本発明の実施形態1に係るシャッタ82Bと同様に、重力方向に昇降可能である。また、本発明の実施形態に係るシャッタ82Cは、重力方向にインタークーラ71Cを通過する吸気Aの流路断面積を異ならせる通気孔82C1,82C2を有する。
この構成によれば、シャッタ82Cを重力方向に昇降させることにより、インタークーラ71Bを通過する吸気Aの流路断面積を異ならせることができる。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a diagram schematically showing the
As shown in FIG. 7, the shutter 82 </ b> C according to the second embodiment of the present invention can move up and down in the direction of gravity in the same manner as the shutter 82 </ b> B according to the first embodiment of the present invention described above. In addition, the
According to this configuration, the flow passage cross-sectional area of the intake air A passing through the
本実施形態2に係るシャッタ82Cは、空気層75と重なる通気口82C1と、重力方向に密度の異なる複数の通気孔82C2とを有する。重力方向に密度の異なる複数の通気孔82C2は、例えば、同一の大きさで設けられ、シャッタ82Cを重力方向に上昇させた場合に空気層75と重なる通気孔82C2が順次減少するように設けられている。
この構成によれば、シャッタ82Cを重力方向に上昇させ、停止する位置によりインタークーラ71Cを通過する吸気Aの流路断面積を異ならせることができる。また、流路断面積を大から小に順次移行することができる。
The
According to this configuration, the flow path cross-sectional area of the intake air A passing through the
[実施形態3]
本発明の実施形態3に係るシャッタ82B,82Cは、アルミ製である。尚、アルミ製としたのは、ステンレス製のシャッタよりも熱伝導率に優れるからであり、純アルミ(アルミニウム)のほかにアルミニウム合金が含まれる。
本発明の実施形態3に係るシャッタ82B,82Cはアルミ製であるので、ステンレス製のシャッタよりも熱伝導性に優れ、インタークーラ71B,71Cの冷却効率を高めることができる。
[Embodiment 3]
The
Since the
また、本発明の実施形態3に係るシャッタ82B,82Cは、マグネシウムで被覆されている。本発明の実施形態3に係るシャッタ82B,82Cは、マグネシウムで被覆されるので、酸性液中でシャッタ(母材となるアルミ)を保護することができる。すなわち、シャッタ82B,82Cを酸性溶液中でアルミよりも溶けやすいマグネシウムで被覆することで、母材のアルミを保護することができる。
The
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
1 エンジン(内燃機関)
2 エンジン本体(内燃機関本体)
3 燃料供給系統
4 吸気系統(吸気装置)
41 吸気通路
43 ターボチャージャ
45,45B インテークマニホールド
451 吸気ブランチ
452 本体部
453 収容空間
454 底壁
5 排気系統
51 排気通路
6 再循環系統
61 EGR通路
62 EGRクーラー
63 EGRバルブ
7 吸気冷却装置
71,71B,71C インタークーラ
72 ラジエータ
73 ウォータポンプ
74 冷却水層
75 空気層
79 取付部
82,82B,82C シャッタ
82B1,82C1 通気口
82B2,82C2 通気孔
82C1,82C2 通気孔
83 アクチュエータ
9 制御部
A 吸気
T 隙間
W 凝縮水
1 engine (internal combustion engine)
2 Engine body (Internal combustion engine body)
3 Fuel supply system 4 Intake system (intake device)
41
Claims (8)
前記ケーシングの内部に配置されるインタークーラと
を備える吸気装置であって、
前記ケーシングは、
前記インタークーラを通過する吸気の流路抵抗を変更するシャッタを前記インタークーラの吸気流れ方向下流側に備えることを特徴とする吸気装置。 A casing provided on the intake passage of the internal combustion engine;
An air intake device including an intercooler disposed inside the casing,
The casing is
An intake device comprising a shutter for changing a flow path resistance of intake air passing through the intercooler on the downstream side in the intake flow direction of the intercooler.
前記インタークーラを通過する吸気量に応じて前記シャッタが昇降するように前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の吸気装置。 An actuator for raising and lowering the shutter in the direction of gravity;
A control unit that controls the actuator so that the shutter moves up and down according to the amount of intake air passing through the intercooler;
The intake device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記吸気が所定流量よりも高流量である場合に前記シャッタが前記インタークーラの底面と該底面と対向する前記ケーシングの内壁面との間の隙間を閉鎖するように前記アクチュエータを制御する一方、前記吸気が前記所定流量よりも低流量である場合に前記シャッタが前記隙間を開放するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項4に記載の吸気装置。 The controller is
When the intake air is at a flow rate higher than a predetermined flow rate, the shutter controls the actuator so as to close a gap between the bottom surface of the intercooler and the inner wall surface of the casing facing the bottom surface, The intake device according to claim 4, wherein the actuator is controlled so that the shutter opens the gap when the intake air is at a lower flow rate than the predetermined flow rate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016061675A JP6601291B2 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Intake device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016061675A JP6601291B2 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Intake device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017172539A JP2017172539A (en) | 2017-09-28 |
JP6601291B2 true JP6601291B2 (en) | 2019-11-06 |
Family
ID=59973776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016061675A Active JP6601291B2 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Intake device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6601291B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210066557A (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-07 | 현대자동차주식회사 | Intercooler of vehicle |
-
2016
- 2016-03-25 JP JP2016061675A patent/JP6601291B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017172539A (en) | 2017-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103362632B (en) | For the gas handling system of internal-combustion engine | |
US10047674B2 (en) | Exhaust device for engine | |
JP5862620B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
US20090260605A1 (en) | Staged arrangement of egr coolers to optimize performance | |
JP2011080394A (en) | Intake device for multiple cylinder engine | |
WO2013145513A1 (en) | Engine | |
US20180252482A1 (en) | Intercooler and device for discharging intercooler condensate water | |
JP2014119244A (en) | Heat exchanger | |
JP6601291B2 (en) | Intake device | |
JP6459498B2 (en) | Engine intake structure | |
JP6642179B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2011069252A (en) | Internal combustion engine | |
KR101235296B1 (en) | Heated Air Cooling Device Of Compressor Housing | |
JP7067080B2 (en) | Multi-cylinder engine | |
JP6601290B2 (en) | Intake device | |
JP6399041B2 (en) | Turbocharged engine | |
JP6350804B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
EP3514362B1 (en) | Multi-cylinder engine, and cylinder head | |
JP6447104B2 (en) | Intake manifold | |
JP5345033B2 (en) | Internal combustion engine | |
EP3112655A1 (en) | Intake manifold | |
JP7151209B2 (en) | Intake system for multi-cylinder engine | |
JP6005379B2 (en) | engine | |
JP6915517B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP5917987B2 (en) | EGR gas introduction structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190910 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190923 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6601291 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |