JP6642177B2 - 吸気装置 - Google Patents
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Description
このインタークーラには車両の走行風との熱交換によって吸気を冷却する空冷式インタークーラと、循環される冷却水との熱交換によって吸気を冷却する水冷式インタークーラとが知られている。
また、特許文献2には、水冷インタークーラと、該インタークーラを内側に収容するサージタンクとの間の隙間を埋めるゴム製のガスケットについて開示されている。
また、特許文献2には、インタークーラを内側に収容するサージタンクとの間の隙間を埋めるゴム製のガスケットについて開示されているが、一直線状のゴム製のシール部材を、インタークーラの外周に沿って巻き付けて、収容部のサージタンク内に組み込むものである。このため、シール部材をインタークーラに巻き付ける作業、及びそのシール部材を巻き付けた状態でインタークーラをサージタンク内に力を入れで押し入れる必要があるため、作業性に問題を生じる。
上記構成(5)によれば、吸気流方向に対して上り傾斜面を有するので、遮蔽部を効果的にケーシングの内壁面に押し付ける押付力を発生させることができる。
上記構成(6)によれば、吸気受け部が、遮蔽部の吸気流上流側面に形成されることによって、新たな部品を設置することなく効率よく遮蔽部の遮蔽機能が確保できる。
また、吸気受け部が吸気流上流側の左右端部のスペーサ係合部の吸気流上流側面に形成されることによって、新たな部品を設置することなく吸気流体によって効率よくスペーサ及び遮蔽部をケーシングの内壁面に押さえ付けることができる。
上記構成(9)によれば、熱伝導性に優れたアルミを採用することで冷却効率をさらに向上することができる。
上記構成(10)によれば、アルミ製のスペーサを酸性溶液中においてアルミより溶け易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。
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。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
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、一つの構成要素を「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。
排気浄化装置5の下流側(ターボチャージャ39の下流側)の排気通路3には、低圧EGR通路47の一端が接続され、低圧EGR通路47の他端はターボチャージャ39の上流側の吸気通路23に連通している。低圧EGR通路47には低圧EGRクーラ49が設けられ、低圧EGR通路47の吸気通路23との接続部の近傍には低圧EGRバルブ51が設けられている。
図1に示すように、エンジン1には、水冷インタークーラ53を備えた水冷インタークーラシステム55が設けられている。この水冷インタークーラシステム55は、水冷インタークーラ53と、冷却媒体としての冷却水を循環させる冷却水回路57と、冷却水を圧送する循環ポンプ59と、冷却水を冷却するラジエータ61とを備えている。
なお、ケーシング65に対して上部の収納開口63から下方向に挿入する例を説明するが、必ずしも、上から下方向に挿入する場合に限定されるものではない。
吸気出口83は、エンジン1のシリンダヘッド11の側面に設けられた吸気ポート19の開口に連結する。吸気出口83側には複数の取付ボルト孔85が設けられた取付フランジ87が形成されている。
一方の冷却水通路93から導入され、他方の冷却水通路93から排出される冷却水が、複数の冷却水層91の内部を循環するようになっている。また、空気層89は、複数の冷却水層91相互間の間隙に設けられ、薄板を蛇行状に折り曲げ加工してなるコルゲートフィン97(図8)を備えている。コルゲートフィン97は、吸気が吸気入口81側から吸気出口83側へ通過する向きに形成されている。
このスペーサ71は、ステンレス製によって形成されており、より良くはアルミ製(アルミ合金を含む)を採用してもよい。アルミ製にすることで、ステンレスよりも熱伝導性に優れているため、冷却効率をさらに向上することができる。
また、アルミ製のスペーサ71に対してマグネシウムで被覆してもよい。アルミ製スペーサを、酸性溶液中においてアルミよりも溶け易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。
遮蔽部73は、スペーサ71の下部全体によって形成される部分であり、略四角形状の本体部99によって形成される。これら部分によってインタークーラコア67の下端面とケーシング65の底壁65aとの間の隙間を通過する吸気流体を遮蔽することができる。
まず、吸気マニホールド21を構成するケーシング65をエンジン1のシリンダヘッド11にボルトで締結する。その後に、インタークーラコア67にスペーサ71をスペーサ係合部101、102によって組み付ける。その後、上部の収納開口63から、インタークーラコア67にスペーサ71が係合して組み付けた状態のものを挿入して、ガスケット107を介して天板77を取付ボルト79で固定してケーシング65の内部に収納して取り付ける。
さらに、付勢部75によって遮蔽部73をケーシング65の底壁65aに押さえ付けるので、遮蔽部73の遮蔽機能が確実に得られる。これによって、吸気流体(吸気ガス)がインタークーラコア67の下端面とケーシング65の底壁65aとの間に生じる隙間から漏れることが防止される。
図6(A)、(B)に示すように、スペーサ71の長手方向左側の上流スペーサ係合部101aにおいては、吸気流上流側の吸気流体が当たる面に吸気受け部109が形成されている。また、スペーサ71の長手方向右側の上流スペーサ係合部101bにおいても吸気流上流側の吸気流体が当たる面に吸気受け部109が形成されている。
この吸気受け部109は、吸気流方向に対して上り傾斜面に形成されている。吸気流体の流れ方向の作用力の傾斜面に直角方向の分力による作用によって、スペーサ71の本体部99は、ケーシング65の底壁65a方向に傾くように押し付ける押し付け力が発生する。この押し付け力によってスペーサ71の遮蔽機能が十分に発揮されるようになる。
図2に示されるように、インタークーラコア67は、冷却水の導入及び排出を行う冷却水通路93が接続されるとともに、インタークーラコア67の内部にも左右端部の一方側において上下方向に冷却水配管93aが設けられている。そのため、冷却水配管93aが設けられる一方側のスペーサ係合部101aを他方側のスペーサ係合部101bより長く形成されている。
すなわち、スペーサ係合部101aをインタークーラコア67の上流側面に、インタークーラコア67の高さの略全域に渡るように設けても、元々冷却水配管93aのために通気抵抗が存在していたため、スペーサ係合部101aの設置による冷却性能への影響はなく、水冷インタークーラ53の冷却性能への影響を小さくしつつスペーサ係合部101aによる係合力によってスペーサ71の取付けが確実に得られる。
このように、板バネ部111がスペーサ71の本体部99の中央部に位置する部分がインタークーラコア67側に切り起こされて板バネ部111が形成されるので、スプリングを別部品として装着することなく簡単に設けることができる。また、遮蔽部73(99)の押し付け力を長手方向に均等に付与することができる。なお、図7のLを広げた方が安定化する。
また、図5では、一方側のスペーサ係合部101a'と他方側のスペーサ係合部101bとの高さ(長さ)を同等したが、図4の実施形態で説明した吸気受け部109による付勢部75と組み合わせてもよく、このように、板バネ部111と吸気受け部109とを組み合わせて付勢部とすることで、より大きな押し付け力が得られるため、遮蔽部73(99)による遮蔽能力が一層向上する。
さらに、折曲板バネ部117が、スペーサ71の下面に下方側に向けて設けられ、インタークーラコア67の収納後にインタークーラコア67の下端面とケーシング65の底壁65aとの間の隙間を塞いで吸気流方向に直交する方向に延在するため、遮蔽部73と同様の機能も有する。
21 吸気マニホールド
52 吸気装置
53 水冷インタークーラ(インタークーラ)
63 収納開口
65 ケーシング
65a ケーシングの底壁
67 インタークーラコア
69 インタークーラ取付部(取付部)
71 スペーサ
73 遮蔽部
75 付勢部
99 スペーサの本体部(遮蔽部)
101、102 スペーサ係合部
101a、101b 上流スペーサ係合部
102a、102b 下流スペーサ係合部
109 吸気受け部(付勢部)
111 板バネ部(スプリング、付勢部)
117 折曲板バネ部
Q 吸気流れ
Claims (9)
- 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挿入する開口部を有し、
前記インタークーラは、前記インタークーラの一方の端面に形成されて、前記ケーシングの前記開口部の縁部に固定されると共に前記開口部を閉鎖する取付部を有し、
前記インタークーラの他方の端面に取り付けられるスペーサを備え、
前記スペーサは、
前記インタークーラの前記他方の端面と前記ケーシングの前記開口部と対向する内壁面との間に配置される遮蔽部と、
前記遮蔽部を前記内壁面側へ付勢する付勢部と、
を有し、
前記付勢部は、前記インタークーラの他方の端面と前記スペーサとの間に設けられたスプリングであることを特徴とする吸気装置。 - 前記スプリングは、前記スペーサの前記インタークーラの中央部に位置する部分が切り起こされて形成される板バネ部によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の吸気装置。
- 前記付勢部は、前記スペーサの吸気流が当たる面に設けられた吸気受け部によって構成され、該吸気受け部に当たった吸気流体によって前記遮蔽部を前記ケーシングの内壁面に押付けることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸気装置。
- 前記吸気受け部は、吸気流方向に対して上り傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の吸気装置。
- 前記吸気受け部は、前記遮蔽部の吸気流上流側面に形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の吸気装置。
- 前記スペーサは板金製であり、平面視形状が前記インタークーラの大きさに対応した四角形状をなし、前記スペーサをインタークーラの下方に係合離脱可能に係合するスペーサ係合部が、吸気流上流側の左右端部と吸気流下流側の左右端部にそれぞれ立設され、前記インタークーラを吸気流上流側と吸気流下流側から挟み込むように構成され、前記吸気受け部は、吸気流上流側の左右端部の前記スペーサ係合部の吸気流上流側面に形成されることを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の吸気装置。
- 前記インタークーラの内部には、冷却水の導入及び排出を行う冷却水配管が前記インタークーラの左右端部の一方側に上下方向に設けられ、前記冷却水配管が設けられる一方側の前記スペーサ係合部が他方側の前記スペーサ係合部より長いことを特徴とする請求項6に記載の吸気装置。
- 前記スペーサはアルミ製であることを特徴とする請求項6に記載の吸気装置。
- 前記スペーサはマグネシウムで被覆されていることを特徴とする請求項8に記載の吸気装置。
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