JPH0510116A - Engine having water injection device - Google Patents
Engine having water injection deviceInfo
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- JPH0510116A JPH0510116A JP3159195A JP15919591A JPH0510116A JP H0510116 A JPH0510116 A JP H0510116A JP 3159195 A JP3159195 A JP 3159195A JP 15919591 A JP15919591 A JP 15919591A JP H0510116 A JPH0510116 A JP H0510116A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン本体に接続さ
れた吸気通路部に水を噴射する水噴射手段が備えられ
て、耐ノッキング性の向上が図られたものとされる水噴
射装置付エンジンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is equipped with a water injection device which is provided with water injection means for injecting water into an intake passage portion connected to an engine body, and which is improved in knocking resistance. Regarding the engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両等に搭載されるエンジンにおいて
は、例えば、圧縮比が高められることにより、あるい
は、過給機が用いられて吸気充填効率が向上せしめられ
ることによって、熱効率や燃焼性が高められ、それによ
り燃費が改善され、また、高出力化が図られる。そし
て、高出力化が図られたエンジンにあっては、熱効率や
燃焼性が高められたことに起因して、ノッキングが発生
し易くなる虞があるので、それに対する対策として、例
えば、特開昭59−126058号公報にも示される如くに、運
転状態に応じてエンジン本体に接続された吸気通路部に
水を噴射する水噴射装置を付設し、ノッキングが発生す
る虞がある状況のもとでは吸入空気の温度を低下させる
ようになすことが提案されている。斯かる吸気通路部に
水を噴射して吸入空気の温度を低下させる水噴射装置が
付設されたエンジンにあっては、ノッキングが発生する
虞がある状況のもとにおいて、吸気通路部に噴射された
水により温度が低下せしめられた吸入空気が燃焼室に供
給されることによって燃焼室内の温度低下がまねかれ、
その結果、ノッキングの発生が抑制されることになる。2. Description of the Related Art In an engine mounted on a vehicle or the like, thermal efficiency and combustibility are improved by, for example, increasing a compression ratio or using a supercharger to improve intake charge efficiency. As a result, fuel efficiency is improved and higher output is achieved. In an engine with high output, knocking may occur easily due to improved thermal efficiency and combustibility. As also disclosed in Japanese Patent No. 59-126058, a water injection device for injecting water is attached to an intake passage portion connected to an engine body according to an operating state, and under a situation where knocking may occur. It has been proposed to reduce the temperature of the intake air. In an engine provided with such a water injection device that injects water into the intake passage portion to lower the temperature of intake air, the engine is injected into the intake passage portion under conditions where knocking may occur. The intake air whose temperature has been lowered by the supplied water is supplied to the combustion chamber, so that the temperature inside the combustion chamber is reduced.
As a result, the occurrence of knocking is suppressed.
【０００３】このような燃焼室に供給される吸入空気の
温度を低下させるべく吸気通路部に水を噴射する水噴射
装置にあっては、通常、吸気通路部に臨設された水噴射
弁に電動式のポンプが配設された水パイプを介して水タ
ンクが接続される構成がとられ、制御部により、エンジ
ンの運転状態に基づいて水タンク内の水がポンプを通じ
て水噴射弁に導かれ、吸気通路部内に水の噴射供給が行
われるようにされる。In such a water injection device for injecting water into the intake passage to lower the temperature of the intake air supplied to the combustion chamber, a water injection valve provided in the intake passage is usually electrically operated. A water tank is connected via a water pipe in which a pump of the formula is installed, and the control unit guides the water in the water tank to the water injection valve through the pump based on the operating state of the engine. Water is injected and supplied into the intake passage portion.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の如くの水噴射装
置が備えられて、高出力化に伴うノッキングの発生が抑
制されるものとされたエンジンにあっては、吸気通路部
に対する水の噴射が吸気通路部に臨設された水噴射弁に
より自動的に行われるようにされるが、水噴射弁に電動
式のポンプが配設された水パイプを介して接続される水
タンクに対する水の補給は、自動的には行われず、人手
に依存されるという不都合がある。In the engine provided with the water injection device as described above and suppressing the occurrence of knocking due to the high output, the water injection to the intake passage portion is performed. Is automatically performed by a water injection valve installed in the intake passage, but water is replenished to a water tank connected to the water injection valve via a water pipe with an electric pump. Has the inconvenience that it is not performed automatically and depends on human labor.
【０００５】斯かる点に鑑み、本発明は、ノッキングの
発生を抑制すべくエンジン本体に接続された吸気通路部
に水噴射手段によって水を噴射供給するにあたり、水噴
射手段に対する吸気通路部に供給されるべき水の補給が
自動的に行われて、煩わしい人手に依る水補給作業が不
要とされる水噴射装置付エンジンを提供することを目的
とする。In view of the above point, the present invention, when water is injected and supplied by the water injection means to the intake passage portion connected to the engine body in order to suppress the occurrence of knocking, is supplied to the intake passage portion for the water injection means. It is an object of the present invention to provide an engine with a water injection device in which the water supply to be performed is automatically performed and the troublesome manual water supply work is unnecessary.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る水噴射装置付エンジンは、吸気通路部
と排気通路部とが接続されたエンジン本体と、吸気通路
部に配され、エンジン本体の動作状態に応じて、吸気通
路部の内部に水を噴射供給する水噴射手段と、排気通路
部に配されて排気ガス浄化を行う触媒手段と、排気通路
部に配された排気ガス冷却部と、排気通路部における排
気ガス冷却部より下流側の部分に配され、排気通路部内
において生成される水を貯留する水貯留手段と、水貯留
手段と水噴射手段とを連通させ、水貯留手段に貯留され
た水を水噴射手段に供給する連通手段とを備え、排気ガ
ス冷却部が、排気通路部における触媒手段より下流側の
部分に配されて排気通路部内の排気ガスを冷却する水冷
手段、及び、排気通路部における水冷手段より下流側の
部分に配されて排気通路部内の水冷手段により冷却され
た排気ガスをさらに冷却する空冷手段を含むものとされ
て、構成される。In order to achieve the above-mentioned object, an engine with a water injection device according to the present invention is arranged in an engine body in which an intake passage portion and an exhaust passage portion are connected, and an intake passage portion. , Water injection means for injecting water into the intake passage portion according to the operating state of the engine body, catalyst means arranged in the exhaust passage portion for purifying exhaust gas, and exhaust gas arranged in the exhaust passage portion A gas cooling unit, a water storage unit disposed in a portion of the exhaust passage unit on the downstream side of the exhaust gas cooling unit, for storing water generated in the exhaust passage unit, and the water storage unit and the water injection unit are connected to each other, The exhaust gas cooling section is provided in a portion of the exhaust passage section on the downstream side of the catalyst means, and cools the exhaust gas in the exhaust passage section. Water cooling means and exhaust It is intended to include air cooling means for further cooling the cooled exhaust gases by water cooling means in the exhaust passage portion disposed in a portion downstream of the water cooling means in section, configured.
【０００７】[0007]
【作用】上述の如くに構成される本発明に係る水噴射装
置付エンジンにおいては、排気通路部内の排気ガスが、
排気通路部における触媒手段より下流側の部分に配され
た水冷手段により冷却された後、排気通路部における水
冷手段より下流側の部分に配された空冷手段によりさら
に冷却される。それにより、排気通路部内の排気ガスの
冷却が極めて効果的に行われることになり、排気通路部
内において排気ガス中の水蒸気の凝縮による水が効率良
く生成される。そして、排気通路部内に生成された水が
水貯留手段に貯留されるとともに、連通手段によって水
貯留手段から水噴射手段に自動的に供給される。従っ
て、水噴射手段によって吸気通路部の内部に水が噴射供
給されるにあたり、水噴射手段に対しての人手による水
補給作業が不要とされることになる。In the engine with a water injection device according to the present invention configured as described above, the exhaust gas in the exhaust passage is
After being cooled by the water cooling means arranged in the exhaust passage portion on the downstream side of the catalyst means, it is further cooled by the air cooling means arranged in the exhaust passage portion on the downstream side of the water cooling means. As a result, the exhaust gas in the exhaust passage portion is cooled very effectively, and water is efficiently generated in the exhaust passage portion by condensation of water vapor in the exhaust gas. Then, the water generated in the exhaust passage portion is stored in the water storage means and is automatically supplied from the water storage means to the water injection means by the communication means. Therefore, when water is jetted and supplied to the inside of the intake passage portion by the water jetting means, it is not necessary to manually supply water to the water jetting means.
【０００８】さらに、排気通路部内の排気ガスの冷却が
極めて効果的に行われることに基づき、排気通路部の下
流端側に設けられる消音器が、小型化が図られたものと
され得ることになる。Further, since the exhaust gas in the exhaust passage portion is cooled very effectively, the silencer provided on the downstream end side of the exhaust passage portion can be miniaturized. Become.
【０００９】[0009]
【実施例】図２は、本発明に係る水噴射装置付エンジン
の一例を示す。FIG. 2 shows an example of an engine with a water injection device according to the present invention.
【００１０】図２においては、エンジン本体１が複数の
シリンダを有するものとされて設けられており、各シリ
ンダに配されたピストンの上部に燃焼室３が形成されて
いる。複数の燃焼室３には、吸気通路部４の下流側部分
を形成し、燃料噴射弁６が臨設された複数の分岐吸気通
路７が、図示が省略された吸気弁を介して夫々連結され
るとともに、排気通路部８の上流側部分を形成する複数
の分岐排気通路９が、図示が省略された排気弁を介して
夫々連結されている。吸気通路部４には、その上流側か
ら順次、エアクリーナ１０，エアフローセンサ１２，吸
気通路部４を開閉制御するスロットル弁１３，エンジン
本体１に配されたクランク軸の回転がベルト及び電磁ク
ラッチ１５を介して選択的に伝達されて作動せしめられ
るリショルム型の過給機１６、及び、水噴射弁１８が臨
設されたサージタンク２０が配されており、サージタン
ク２０と複数の燃焼室３とが、複数の分岐吸気通路７の
夫々を介して連結されている。In FIG. 2, the engine body 1 is provided with a plurality of cylinders, and a combustion chamber 3 is formed above a piston arranged in each cylinder. A plurality of branch intake passages 7 forming a downstream side portion of the intake passage portion 4 and provided with fuel injection valves 6 are connected to the plurality of combustion chambers 3 via intake valves (not shown). At the same time, a plurality of branch exhaust passages 9 forming the upstream side portion of the exhaust passage portion 8 are connected to each other via exhaust valves (not shown). In the intake passage portion 4, an air cleaner 10, an air flow sensor 12, a throttle valve 13 for controlling the opening and closing of the intake passage portion 4, a rotation of a crankshaft arranged in the engine body 1 are sequentially provided with a belt and an electromagnetic clutch 15 from the upstream side. A Risholum type supercharger 16 that is selectively transmitted via a supercharger 16 and a surge tank 20 provided with a water injection valve 18 are provided, and the surge tank 20 and the plurality of combustion chambers 3 are The plurality of branch intake passages 7 are connected to each other.
【００１１】過給機１６に備えられた電磁クラッチ１５
は、エンジンが比較的低速／低負荷運転状態にあるとき
には遮断状態をとり、また、エンジンが比較的高速／高
負荷運転状態にあるときには接続状態をとるものとされ
ており、それによって、過給機１６は、エンジンが比較
的低速／低負荷運転状態にあるときには、クランク軸の
回転が伝達されず、非動作状態におかれ、また、エンジ
ンが比較的高速／高負荷運転状態にあるときには、クラ
ンク軸の回転が伝達されて、燃焼室３における吸気充填
率を高める過給動作状態におかれる。そして、燃焼室３
においては、吸気通路部４を通じた吸入空気と燃料噴射
弁６から噴射される燃料とで形成される混合気が供給さ
れて燃焼せしめられ、混合気の燃焼により生成された排
気ガスが排気通路部８に排出される。Electromagnetic clutch 15 provided in the supercharger 16
Is assumed to be in a cutoff state when the engine is in a relatively low speed / low load operating state, and is in a connected state when the engine is in a relatively high speed / high load operating state. When the engine is in a relatively low speed / low load operating state, the rotation of the crankshaft is not transmitted and the machine 16 is in a non-operating state. In addition, when the engine is in a relatively high speed / high load operating state, The rotation of the crankshaft is transmitted, and the crankshaft is placed in a supercharging operation state for increasing the intake charge rate in the combustion chamber 3. And the combustion chamber 3
In the above, the air-fuel mixture formed by the intake air passing through the intake passage portion 4 and the fuel injected from the fuel injection valve 6 is supplied and combusted, and the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture is exhausted. 8 is discharged.
【００１２】吸気通路部４におけるスロットル弁１３と
過給機１６との間の部分とサージタンク２０とは吸気バ
イパス２２によって連結されており、吸気バイパス２２
には、ソレノイド弁２４により駆動されるダイアフラム
式の吸気バイパス制御弁２５が設けられている。ソレノ
イド弁２４は、それに供給される制御信号ＳＳに応じ
て、エンジンが比較的低速／低負荷運転状態にあるとき
には、サージタンク２０に得られる吸気圧が吸気バイパ
ス２２を通じて吸気バイパス制御弁２５の圧力室に導か
れることになる動作状態をとり、また、エンジンが比較
的高速／高負荷運転状態にあるときには、サージタンク
２０に得られる吸気圧が吸気バイパス制御弁２５の圧力
室に導かれないことになる動作状態をとるものとされて
いる。それにより、吸気バイパス制御弁２５は、エンジ
ンが比較的低速／低負荷運転状態にあって過給機１６が
非動作状態におかれるときには、吸気バイパス２２を開
通状態とし、それにより、吸気通路部４におけるスロッ
トル弁１３を通じた吸入空気が吸気バイパス２２を通じ
て直接にサージタンク２０に流入することになって、吸
入空気に対する通路抵抗が低減せしめられる。A portion of the intake passage portion 4 between the throttle valve 13 and the supercharger 16 and the surge tank 20 are connected by an intake bypass 22.
Is provided with a diaphragm-type intake bypass control valve 25 driven by a solenoid valve 24. In response to the control signal SS supplied to the solenoid valve 24, when the engine is in a relatively low speed / low load operation state, the intake pressure obtained in the surge tank 20 is the pressure of the intake bypass control valve 25 through the intake bypass 22. The intake pressure obtained in the surge tank 20 is not guided to the pressure chamber of the intake bypass control valve 25 when the engine is in an operating state that is to be guided to the chamber and when the engine is in a relatively high speed / high load operating state. It is assumed that the operating state becomes. As a result, the intake bypass control valve 25 opens the intake bypass 22 when the engine is in a relatively low speed / low load operating state and the supercharger 16 is in a non-operating state, whereby the intake passage section is opened. The intake air passing through the throttle valve 13 in No. 4 directly flows into the surge tank 20 through the intake bypass 22, so that the passage resistance to the intake air is reduced.
【００１３】また、吸気バイパス制御弁２５は、エンジ
ンが比較的高速／高負荷運転状態にあって過給機１６が
過給動作状態におかれるときには、吸気通路部４におけ
る過給機１６より下流側の部分における吸気圧が予め設
定された充分に高い値以下とされる所定の値となるよう
に、吸気バイパス２２における還流量を制御し、それに
より、吸気通路部４におけるスロットル弁１３を通じた
吸入空気が過給機１６による過給に供され、サージタン
ク２０に比較的高い吸気圧が得られることになる。そし
て、斯かるもとで、吸気通路部４における過給機１６よ
り下流側の部分における吸気圧が予め設定された充分に
高い値を越えるものとされると、ソレノイド弁２４が、
サージタンク２０に得られる吸気圧が吸気バイパス２２
を通じて吸気バイパス制御弁２５の圧力室に導かれて、
吸気バイパス制御弁２５が吸気バイパス２２を開状態と
することになる状態をとるものとされ、それにより、サ
ージタンク２０に得られる吸気圧が吸気バイパス２２を
通じて低下せしめられて、吸気通路部４における過給機
１６より下流側の部分における吸気圧が予め設定された
充分に高い値以下となるように調整され、吸気通路部４
内における吸気圧が過大となって各部に悪影響を及ぼす
ことになる事態が回避される。Further, the intake bypass control valve 25 is provided downstream of the supercharger 16 in the intake passage portion 4 when the engine is in a relatively high speed / high load operation state and the supercharger 16 is in a supercharging operation state. The amount of recirculation in the intake bypass 22 is controlled so that the intake pressure in the side portion becomes a predetermined value that is equal to or lower than a preset sufficiently high value, and as a result, the throttle valve 13 in the intake passage portion 4 is used. The intake air is used for supercharging by the supercharger 16, and a relatively high intake pressure is obtained in the surge tank 20. Then, under such circumstances, when the intake pressure in the portion of the intake passage portion 4 on the downstream side of the supercharger 16 exceeds a preset sufficiently high value, the solenoid valve 24 becomes
The intake pressure obtained in the surge tank 20 is the intake bypass 22.
Through the pressure chamber of the intake bypass control valve 25,
The intake bypass control valve 25 is set to a state in which the intake bypass 22 is opened, whereby the intake pressure obtained in the surge tank 20 is reduced through the intake bypass 22 and the intake passage portion 4 is closed. The intake pressure in the portion downstream of the supercharger 16 is adjusted to be equal to or lower than a preset sufficiently high value, and the intake passage portion 4
It is possible to avoid a situation in which the intake pressure in the inside becomes too large and adversely affects each part.
【００１４】サージタンク２０に臨設された水噴射弁１
８には、水位センサ２７が配された水供給タンク２９が
備えられている。そして、水噴射弁１８は、吸気通路部
４内における吸入空気量及び吸気負圧，エンジン本体１
についての冷却水の温度、及び、エンジン回転数等のエ
ンジンの運転状態をあらわす各種の要素についての検出
出力信号に加えて、水位センサ２７からの水供給タンク
２９における水位についての検出出力信号ＳＷが供給さ
れる制御部３０から送出される制御駆動パルス信号ＣＡ
により動作制御される。Water injection valve 1 installed in the surge tank 20
8 is provided with a water supply tank 29 in which a water level sensor 27 is arranged. Then, the water injection valve 18 is provided with the intake air amount and the intake negative pressure in the intake passage portion 4, the engine main body 1
In addition to the detection output signals for the cooling water temperature and various elements representing the operating state of the engine such as the engine speed, the detection output signal SW for the water level in the water supply tank 29 from the water level sensor 27 is Control drive pulse signal CA sent from the control unit 30 supplied
Is controlled by.
【００１５】制御部３０は、エンジンが比較的低速／低
負荷運転状態にあるとき、水噴射弁１８に対する制御駆
動パルス信号ＣＡの供給を行わず、水噴射弁１８に非作
動状態をとらせ、また、エンジンが比較的高速／高負荷
運転状態にあるとき、水噴射弁１８に制御駆動パルス信
号ＣＡを供給して、水噴射弁１８に作動状態をとらせ
る。作動状態をとるものとされた水噴射弁１８は、例え
ば、エンジン本体１に配されたクランク軸の回転に同期
した所定のタイミングをもって、水供給タンク２９内の
水をサージタンク２０内に噴射供給する。それにより、
サージタンク２０内に導入されて燃焼室３に導かれる吸
入空気の温度が水噴射弁１８から噴射された水により低
下せしめられ、その結果、燃焼室３内の温度が低減され
てノッキングの発生が抑制される。When the engine is in a relatively low speed / low load operation state, the control unit 30 does not supply the control drive pulse signal CA to the water injection valve 18 and causes the water injection valve 18 to be in the inoperative state, Further, when the engine is in a relatively high speed / high load operation state, the control drive pulse signal CA is supplied to the water injection valve 18 to bring the water injection valve 18 into the operating state. The water injection valve 18 that is in an operating state, for example, injects the water in the water supply tank 29 into the surge tank 20 at a predetermined timing synchronized with the rotation of the crankshaft arranged in the engine body 1. To do. Thereby,
The temperature of the intake air introduced into the surge tank 20 and guided into the combustion chamber 3 is lowered by the water injected from the water injection valve 18, and as a result, the temperature inside the combustion chamber 3 is reduced and knocking occurs. Suppressed.
【００１６】また、エンジン本体１に対して冷却水循環
通路部５０が設けられており、この冷却水循環通路部５
０は、クランク軸の回転が伝達されて駆動されるポンプ
５１から吐出される冷却水をエンジン本体１内に設けら
れた冷却水路に導く第１の冷却水通路５２，エンジン本
体１内に設けられた冷却水路を通じた冷却水を開閉弁５
３に導く第２の冷却水通路５４、及び、ラジエータ５５
が配設され、開閉弁５３を通じた冷却水をポンプ５１に
戻す第３の冷却水通路５６を含んで構成されている。ラ
ジエータ５５は、第３の冷却水通路５６内の冷却水と大
気との間の熱交換を生じさせて第３の冷却水通路５６内
の冷却水の温度を低下させる熱交換器を形成しており、
エンジンが運転状態にあるときにはファン５５ａの作動
による通風が行われ、第３の冷却水通路５６を通じてポ
ンプ５１に戻される冷却水の温度低下を効果的に生じさ
せるものとされている。A cooling water circulation passage portion 50 is provided for the engine body 1, and the cooling water circulation passage portion 5 is provided.
0 is provided in the engine body 1 and a first cooling water passage 52 that guides the cooling water discharged from the pump 51 driven by the rotation of the crankshaft to a cooling water passage provided in the engine body 1. Opening valve 5 for cooling water through the cooling water channel
The second cooling water passage 54 and the radiator 55 that lead to
Is provided and includes a third cooling water passage 56 for returning the cooling water passing through the on-off valve 53 to the pump 51. The radiator 55 forms a heat exchanger that causes heat exchange between the cooling water in the third cooling water passage 56 and the atmosphere to lower the temperature of the cooling water in the third cooling water passage 56. Cage,
When the engine is in the operating state, ventilation is performed by the operation of the fan 55a, and the temperature of the cooling water returned to the pump 51 through the third cooling water passage 56 is effectively lowered.
【００１７】冷却水循環通路部５０に配された開閉弁５
３は、例えば、サーモスタットが付設されたものとされ
て、エンジン本体１から第２の冷却水通路５４に流出し
た冷却水の温度が、例えば、９０℃とされる比較的高い
値未満であるとき、第２の冷却水通路５４と第３の冷却
水通路５６とを遮断状態となす閉状態をとって、第２の
冷却水通路５４を通じた冷却水が、第３の冷却水通路５
６に配設されたラジエータ５５に導かれることなく、後
述される排気ガス冷却部４５に導かれるようになし、ま
た、エンジン本体１から第２の冷却水通路５４に流出し
た冷却水の温度が９０℃以上であるときには、第２の冷
却水通路５４と第３の冷却水通路５６とを連通状態とな
す開状態をとって、第２の冷却水通路５４を通じた冷却
水が、第３の冷却水通路５６を通じてラジエータ５５に
導かれるとともに排気ガス冷却部４５にも導かれるよう
にする。An on-off valve 5 arranged in the cooling water circulation passage section 50.
3 is, for example, provided with a thermostat, and when the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is less than a relatively high value of 90 ° C., for example. , The second cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 are closed so that the cooling water that has passed through the second cooling water passage 54 becomes the third cooling water passage 5
6 is guided to an exhaust gas cooling unit 45 described later without being guided to a radiator 55 arranged in FIG. 6, and the temperature of the cooling water flowing from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is When the temperature is 90 ° C. or higher, the second cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 are brought into an open state so that the cooling water passing through the second cooling water passage 54 has the third state. It is guided to the radiator 55 through the cooling water passage 56 and also to the exhaust gas cooling unit 45.
【００１８】一方、燃焼室３から排気通路部８に排出さ
れた排気ガスは、排気通路部８にその上流側から順次配
された、排気ガス浄化を行う触媒コンバータ３１，排気
ガス冷却部４５、及び、消音器３４を通過した後外部に
排出される。また、排気通路部８における排気ガス冷却
部４５と消音器３４との間となる部分に、水回収タンク
４２が設けられていて、この水回収タンク４２と水噴射
弁１８における水供給タンク２９とは、連通路４４によ
って連結されている。連通路４４には、制御部３０から
送出される制御信号ＣＰにより動作制御されるポンプ４
３が配されている。On the other hand, the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 to the exhaust passage portion 8 is sequentially arranged in the exhaust passage portion 8 from the upstream side thereof, and the catalytic converter 31 for purifying the exhaust gas, the exhaust gas cooling portion 45, And, after passing through the silencer 34, it is discharged to the outside. Further, a water recovery tank 42 is provided in a portion of the exhaust passage 8 between the exhaust gas cooling unit 45 and the silencer 34, and the water recovery tank 42 and the water supply tank 29 in the water injection valve 18 are connected to each other. Are connected by a communication passage 44. In the communication passage 44, the pump 4 whose operation is controlled by the control signal CP sent from the control unit 30.
Three are arranged.
【００１９】図１に示される如く、排気ガス冷却部４５
は、排気通路部８における触媒コンバータ３１より下流
側の部分に配され、排気通路部８内の排気ガスと大気と
の間における熱交換を生じさせて排気通路部８内の排気
ガスを冷却する第１の空冷式インタークーラ４６，排気
通路部８における第１の空冷式インタークーラ４６より
下流側の部分に配されてエンジン本体１から第２の冷却
水通路５４に流出した冷却水が供給されるものとなさ
れ、排気通路部８内における第１の空冷式インタークー
ラ４６により冷却された排気ガスと冷却水との間におけ
る熱交換を生じさせて、第１の空冷式インタークーラ４
６により冷却された排気ガスを冷却する水冷式インター
クーラ４７、及び、排気通路部８における水冷式インタ
ークーラ４７より下流側の部分に配され、排気通路部８
内における第１の空冷式インタークーラ４６及び水冷式
インタークーラ４７により冷却された排気ガスと大気と
の間における熱交換を生じさせて、第１の空冷式インタ
ークーラ４６と水冷式インタークーラ４７とにより冷却
された排気ガスをさらに冷却する第２の空冷式インター
クーラ４８を含んで構成されている。そして、排気通路
部８における第１の空冷式インタークーラ４６と水冷式
インタークーラ４７との間の部分には、制御部３０から
送出される制御信号ＣＢにより動作制御される開閉弁３
２が設けられており、また、排気通路部８における第１
の空冷式インタークーラ４６と開閉弁３２との間の部分
と、水冷式インタークーラ４７と第２の空冷式インター
クーラ４８との間の部分とは、排気バイパス３６を介し
て連結されており、排気バイパス３６には、開閉弁３２
に、例えば、リンクを介して連結されて、開閉弁３２に
連動して作動せしめられる開閉弁３５が配されている。
開閉弁３５は、開閉弁３２が開状態もしくは閉状態とさ
れるとき、それとは逆に、閉状態もしくは開状態をとる
ものとされている。As shown in FIG. 1, the exhaust gas cooling unit 45
Is arranged in a portion of the exhaust passage portion 8 downstream of the catalytic converter 31 and causes heat exchange between the exhaust gas in the exhaust passage portion 8 and the atmosphere to cool the exhaust gas in the exhaust passage portion 8. The first air-cooled intercooler 46, the cooling water that is arranged in a portion of the exhaust passage 8 on the downstream side of the first air-cooled intercooler 46 and flows out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is supplied. The heat exchange between the exhaust gas cooled by the first air-cooling intercooler 46 in the exhaust passage portion 8 and the cooling water is generated, and the first air-cooling intercooler 4 is generated.
The water-cooled intercooler 47 that cools the exhaust gas cooled by 6 and a portion of the exhaust passage 8 on the downstream side of the water-cooled intercooler 47.
The heat exchange between the exhaust gas cooled by the first air-cooling intercooler 46 and the water-cooling intercooler 47 and the atmosphere is generated, and the first air-cooling intercooler 46 and the water-cooling intercooler 47 are connected to each other. A second air-cooled intercooler 48 is further included to further cool the exhaust gas cooled by. An opening / closing valve 3 whose operation is controlled by a control signal CB sent from the control unit 30 is provided in a portion of the exhaust passage 8 between the first air-cooling intercooler 46 and the water-cooling intercooler 47.
2 is provided, and the first passage in the exhaust passage portion 8 is provided.
The portion between the air-cooled intercooler 46 and the on-off valve 32 and the portion between the water-cooled intercooler 47 and the second air-cooled intercooler 48 are connected via the exhaust bypass 36. The exhaust bypass 36 includes an opening / closing valve 32.
In addition, for example, an on-off valve 35 that is connected via a link and is operated in conjunction with the on-off valve 32 is provided.
The on-off valve 35, when the on-off valve 32 is opened or closed, is set to the closed state or the open state, contrary to this.
【００２０】第１及び第２の空冷式インタークーラ４６
及び４８の夫々は、排気ガスが並列配置された複数のパ
イプ状部を通じて流れるものとされている。また、水冷
式インタークーラ４７には冷却水導入口４７ａ及び冷却
水導出口４７ｂが設けられており、冷却水導入口４７ａ
は、一端部が冷却水循環通路部５０の第２の冷却水通路
５４に接続された第１の特設冷却水通路４０の他端部に
接続され、また、冷却水導出口４７ｂは、一端部が冷却
水循環通路部５０の第３の冷却水通路５６におけるラジ
エータ５５とポンプ５１との間となる部分に接続された
第２の特設冷却水通路４１の他端部に接続されていて、
第１の特設冷却水通路４０には、制御部３０から送出さ
れる制御信号ＣＱにより動作制御されるポンプ３７が配
されている。ポンプ３７が配された第１の特設冷却水通
路４０、及び、水冷式インタークーラ４７とポンプ５１
とを連結する第２の特設冷却水通路４１も、冷却水循環
通路部５０の一部を形成するものとされている。First and second air-cooled intercoolers 46
In each of 48 and 48, the exhaust gas flows through a plurality of pipe-shaped portions arranged in parallel. The water-cooled intercooler 47 is provided with a cooling water inlet 47a and a cooling water outlet 47b.
Is connected to the other end of the first special cooling water passage 40, one end of which is connected to the second cooling water passage 54 of the cooling water circulation passage 50, and one end of the cooling water outlet 47b is The third cooling water passage 56 of the cooling water circulation passage portion 50 is connected to the other end portion of the second special cooling water passage 41 which is connected to a portion between the radiator 55 and the pump 51,
A pump 37 whose operation is controlled by a control signal CQ sent from the controller 30 is arranged in the first special cooling water passage 40. A first special cooling water passage 40 in which a pump 37 is arranged, and a water-cooled intercooler 47 and a pump 51.
The second special cooling water passage 41 that connects with the cooling water circulation passage portion 50 also forms a part of the cooling water circulation passage portion 50.
【００２１】第１の特設冷却水通路４０に配されたポン
プ３７は、エンジン本体１から第２の冷却水通路５４に
流出した冷却水の温度が９０℃未満であって、開閉弁５
３が第２の冷却水通路５４と第３の冷却水通路５６とを
遮断状態となす閉状態におかれ、エンジン本体１から第
２の冷却水通路５４に流出した冷却水が、全て第１の特
設冷却水通路４０を通じて水冷式インタークーラ４７に
導かれるときには、開閉弁５３のサーモスタットから制
御部３０に供給される検出出力信号ＳＴに基づいて制御
部３０により形成される制御信号ＣＱの制御部３０から
の供給がなされず、非作動状態におかれ、また、エンジ
ン本体１から第２の冷却水通路５４に流出した冷却水の
温度が９０℃以上となって、開閉弁５３が第２の冷却水
通路５４と第３の冷却水通路５６とを連通状態となす開
状態におかれ、エンジン本体１から第２の冷却水通路５
４に流出した冷却水が、第３の冷却水通路５６を通じて
ラジエータ５５に導かれるとともに第１の特設冷却水通
路４０を通じて水冷式インタークーラ４７にも導かれる
ときには、開閉弁５３のサーモスタットから制御部３０
に供給される検出出力信号ＳＴに基づいて制御部３０に
より形成される制御信号ＣＱが制御部３０から供給され
て作動状態におかれ、それにより、第２の冷却水通路５
４から第１の特設冷却水通路４０を通じて水冷式インタ
ークーラ４７に導かれる冷却水の適切な量が確保され
る。The pump 37 arranged in the first special cooling water passage 40 has a temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 of less than 90 ° C.
3 is placed in a closed state in which the second cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 are in a closed state, and all the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is the first cooling water. When guided to the water-cooled intercooler 47 through the special cooling water passage 40, the control unit of the control signal CQ formed by the control unit 30 based on the detection output signal ST supplied from the thermostat of the opening / closing valve 53 to the control unit 30. No supply from 30 is made, it is in the non-operating state, and the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 becomes 90 ° C. or higher, so that the on-off valve 53 becomes the second The cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 are placed in an open state in which the cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 communicate with each other, and the engine body 1 to the second cooling water passage 5
When the cooling water flowing out to the No. 4 is led to the radiator 55 through the third cooling water passage 56 and also to the water-cooled intercooler 47 through the first special cooling water passage 40, the thermostat of the on-off valve 53 controls the control unit. Thirty
The control signal CQ generated by the control unit 30 on the basis of the detection output signal ST supplied to the control unit 30 is supplied from the control unit 30 and placed in an operating state, whereby the second cooling water passage 5
An appropriate amount of the cooling water introduced from the water cooling intercooler 47 to the water cooling intercooler 47 is secured from the fourth through the first special cooling water passage 40.
【００２２】排気バイパス３６に配された開閉弁３５が
連結された開閉弁３２は、エンジン本体１から第２の冷
却水通路５４に流出した冷却水の温度が９０℃未満であ
って、開閉弁５３が第２の冷却水通路５４と第３の冷却
水通路５６とを遮断状態となす閉状態におかれるとき、
あるいは、エンジン本体１から第２の冷却水通路５４に
流出した冷却水の温度が９０℃以上であって、開閉弁５
３が第２の冷却水通路５４と第３の冷却水通路５６とを
連通状態となす開状態におかれるもとで、第３の冷却水
通路５６におけるラジエータ５５の下流側の部分に設け
られた水温センサ５７により検出される冷却水の温度
が、例えば、８０℃とされる比較的高い所定の値未満で
あるときには、開閉弁５３のサーモスタットから制御部
３０に供給される検出出力信号ＳＴ、及び、水温センサ
５７から制御部３０に供給される検出出力信号ＳＵに基
づいて制御部３０により形成される制御信号ＣＢが、制
御部３０から供給されて開状態をとるものとされる。The open / close valve 32 connected to the open / close valve 35 arranged in the exhaust bypass 36 has a temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 lower than 90 ° C. When 53 is placed in a closed state in which the second cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 are shut off,
Alternatively, the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is 90 ° C. or higher, and the on-off valve 5
3 is provided in a portion of the third cooling water passage 56 on the downstream side of the radiator 55 while being placed in an open state in which the second cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 are in communication with each other. When the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor 57 is lower than a relatively high predetermined value of 80 ° C., for example, a detection output signal ST supplied from the thermostat of the opening / closing valve 53 to the control unit 30 is provided. Further, the control signal CB generated by the control unit 30 based on the detection output signal SU supplied from the water temperature sensor 57 to the control unit 30 is supplied from the control unit 30 to be in the open state.
【００２３】また、開閉弁３２は、エンジン本体１から
第２の冷却水通路５４に流出した冷却水の温度が９０℃
以上であって、開閉弁５３が第２の冷却水通路５４と第
３の冷却水通路５６とを連通状態となす開状態におかれ
るもとで、水温センサ５７により検出される冷却水の温
度が８０℃以上であるときには、開閉弁５３のサーモス
タットから制御部３０に供給される検出出力信号ＳＴ、
及び、水温センサ５７から制御部３０に供給される検出
出力信号ＳＵに基づいて制御部３０により形成される制
御信号ＣＢの制御部３０からの供給が停止されて閉状態
をとるものとされる。Further, the on-off valve 32 has a temperature of the cooling water flowing from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 of 90 ° C.
As described above, the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor 57 under the open state in which the on-off valve 53 establishes the communication state between the second cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56. Is 80 ° C. or higher, the detection output signal ST supplied from the thermostat of the opening / closing valve 53 to the control unit 30,
Further, the supply of the control signal CB generated by the control unit 30 from the control unit 30 based on the detection output signal SU supplied from the water temperature sensor 57 to the control unit 30 is stopped and the closed state is established.
【００２４】それにより、排気バイパス３６に配された
開閉弁３５は、エンジン本体１から第２の冷却水通路５
４に流出した冷却水の温度が９０℃未満であるとき、あ
るいは、エンジン本体１から第２の冷却水通路５４に流
出した冷却水の温度が９０℃以上であるもとで、水温セ
ンサ５７により検出される冷却水の温度が８０℃未満で
あるとき、閉状態をとるものとされ、また、エンジン本
体１から第２の冷却水通路５４に流出した冷却水の温度
が９０℃以上であるもとで、水温センサ５７により検出
される冷却水の温度が８０℃以上であるとき、開状態を
とるものとされる。As a result, the on-off valve 35 disposed in the exhaust bypass 36 is provided with the engine body 1 to the second cooling water passage 5
4 when the temperature of the cooling water flowing out to 4 is less than 90 ° C., or when the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is 90 ° C. or higher. When the detected temperature of the cooling water is lower than 80 ° C., it is assumed to be closed, and the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is 90 ° C. or higher. Thus, when the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor 57 is 80 ° C. or higher, the open state is assumed.
【００２５】従って、エンジン本体１から第２の冷却水
通路５４に流出した冷却水の温度が９０℃未満であると
き、あるいは、エンジン本体１から第２の冷却水通路５
４に流出した冷却水の温度が９０℃以上であるもとで、
水温センサ５７により検出される第３の冷却水通路５６
におけるラジエータ５５の下流側の部分の冷却水の温度
が８０℃未満であるときには、排気通路部８内において
触媒コンバータ３１を通じ、さらに、第１の空冷式イン
タークーラ４６を通じた排気ガスが、排気バイパス３６
に導かれることなく、開閉弁３２を通じて水冷式インタ
ークーラ４７を通過するものとされ、水冷式インターク
ーラ４７において、第１及び第２の特設冷却水通路４０
及び４１を流通する冷却水により効果的に冷却される。
このようにして、排気通路部８内において、触媒コンバ
ータ３１を通じた排気ガスが、先ず、第１の空冷式イン
タークーラ４６において冷却され、続いて、水冷式イン
タークーラ４７において効果的に冷却され、次に、第２
の空冷式インタークーラ４８においてさらに冷却される
ことにより、排気通路部８内における空冷式インターク
ーラ４８より下流側の部分において、排気ガス中の水蒸
気の凝縮による水の生成が効率よく行われ、その生成さ
れた水が水回収タンク４２に貯留される。Therefore, when the temperature of the cooling water flowing from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is lower than 90 ° C., or from the engine body 1 to the second cooling water passage 5
Under the condition that the temperature of the cooling water that flowed out to 4 is 90 ° C or higher,
Third cooling water passage 56 detected by the water temperature sensor 57
When the temperature of the cooling water in the downstream portion of the radiator 55 is less than 80 ° C., the exhaust gas passing through the catalytic converter 31 in the exhaust passage portion 8 and further through the first air-cooling intercooler 46 is exhausted to the exhaust bypass. 36
It is assumed that the water-cooled intercooler 47 passes through the on-off valve 32 without being guided to the first and second special cooling water passages 40 in the water-cooled intercooler 47.
And 41 for effective cooling.
In this way, in the exhaust passage portion 8, the exhaust gas passing through the catalytic converter 31 is first cooled in the first air-cooled intercooler 46, and then effectively cooled in the water-cooled intercooler 47. Then the second
Further cooling in the air-cooled intercooler 48 allows efficient generation of water by condensation of water vapor in the exhaust gas in a portion of the exhaust passage 8 on the downstream side of the air-cooled intercooler 48. The generated water is stored in the water recovery tank 42.
【００２６】また、エンジン本体１から第２の冷却水通
路５４に流出した冷却水の温度が９０℃未満であるとき
には、第２の冷却水通路５４とラジエータ５５が配され
た第３の冷却水通路５６とが、閉状態をとる開閉弁５３
により遮断状態とされて、ラジエータ５５により温度が
低下せしめられた冷却水がポンプ５１に戻されることが
なく、水冷式インタークーラ４７において排気ガスの冷
却に用いられ、それにより温度が上昇せしめられた冷却
水が、第２の特設冷却水通路４１を通じてポンプ５１に
戻され、その温度が上昇せしめられた冷却水が、ポンプ
５１から第１の冷却水通路５２を通じてエンジン本体１
に導かれるので、エンジン本体１が暖機運転状態にある
場合には、暖機の促進が図られることになる。When the temperature of the cooling water flowing from the engine body 1 into the second cooling water passage 54 is lower than 90 ° C., the third cooling water in which the second cooling water passage 54 and the radiator 55 are arranged is provided. The passage 56 and the open / close valve 53 which is in a closed state
The cooling water, whose temperature has been lowered by the radiator 55, is not returned to the pump 51 and is used for cooling the exhaust gas in the water-cooled intercooler 47, which causes the temperature to rise. The cooling water is returned to the pump 51 through the second special cooling water passage 41, and the cooling water whose temperature has been raised is pumped from the pump 51 through the first cooling water passage 52 to the engine body 1
Therefore, when the engine body 1 is in the warm-up operation state, the warm-up is promoted.
【００２７】一方、エンジン本体１から第２の冷却水通
路５４に流出した冷却水の温度が９０℃以上であるもと
で、水温センサ５７により検出される第３の冷却水通路
５６におけるラジエータ５５の下流側の部分の冷却水の
温度が８０℃以上であるときには、排気通路部８内にお
いて触媒コンバータ３１により浄化され、第１の空冷式
インタークーラ４６を通じた排気ガスが、水冷式インタ
ークーラ４７を通じることなく、排気バイパス３６を通
じて、排気通路部８における水冷式インタークーラ４７
と第２の空冷式インタークーラ４８との間の部分に導か
れる。従って、斯かる際には、排気通路部８内の排気ガ
スの冷却は第１及び第２の空冷式インタークーラ４６及
び４８によってのみ行われ、第１の特設冷却水通路４０
を通じて水冷式インタークーラ４７に導かれた冷却水
は、水冷式インタークーラ４７において排気ガスにより
昇温せしめられることなく、水冷式インタークーラ４７
から第２の特設冷却水通路４１を通じてポンプ５１に戻
される。そして、斯かる際においては、エンジン本体１
から第２の冷却水通路５４に流出した冷却水の温度が９
０℃となって、開閉弁５３が閉状態から開状態をとるも
のとされることにより、第２の冷却水通路５４と第３の
冷却水通路５６とが連通状態とされて、ポンプ５１に
は、第３の冷却水通路５６に配されたラジエータ５５に
より降温せしめられた冷却水が戻される。従って、冷却
水循環通路部５０内を循環せしめられる冷却水の温度上
昇が抑制され、エンジン本体１にオーバーヒートが生じ
る事態が防止される。On the other hand, when the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is 90 ° C. or higher, the radiator 55 in the third cooling water passage 56 detected by the water temperature sensor 57. When the temperature of the cooling water in the downstream side of the water is 80 ° C. or higher, the exhaust gas purified by the catalytic converter 31 in the exhaust passage portion 8 and passed through the first air-cooled intercooler 46 is converted into the water-cooled intercooler 47. Through the exhaust bypass 36 and the water-cooled intercooler 47 in the exhaust passage 8
And the second air-cooled intercooler 48. Therefore, in such a case, the exhaust gas in the exhaust passage portion 8 is cooled only by the first and second air-cooled intercoolers 46 and 48, and the first special cooling water passage 40 is provided.
The cooling water guided to the water-cooled intercooler 47 through the water-cooled intercooler 47 is not heated by the exhaust gas in the water-cooled intercooler 47.
Is returned to the pump 51 through the second special cooling water passage 41. In such a case, the engine body 1
The temperature of the cooling water flowing out of the second cooling water passage 54 from the
When the temperature reaches 0 ° C. and the on-off valve 53 is changed from the closed state to the open state, the second cooling water passage 54 and the third cooling water passage 56 are brought into communication with each other and the pump 51 is connected. The cooling water whose temperature has been lowered by the radiator 55 arranged in the third cooling water passage 56 is returned. Therefore, the temperature rise of the cooling water circulated in the cooling water circulation passage portion 50 is suppressed, and the situation where the engine body 1 is overheated is prevented.
【００２８】さらに、連通路４４に配されたポンプ４３
は、エンジンが比較的低速／低負荷運転状態にあると
き、及び、水供給タンク２９における水位が所定以上で
あるときには、制御部３０からの制御信号ＣＰの供給が
行われず、非作動状態におかれ、また、エンジンが比較
的高速／高負荷運転状態にあり、かつ、水供給タンク２
９における水位が所定未満であるときには、制御部３０
から制御信号ＣＰが供給されて作動状態におかれる。そ
して、第１の空冷式インタークーラ４６，水冷式インタ
ークーラ４７及び第２の空冷式インタークーラ４８を含
む排気ガス冷却部４５における排気ガスの冷却により生
成されて水回収タンク４２内に貯留された水は、ポンプ
４３が作動状態におかれたとき、連通路４４を通じて水
供給タンク２９に供給される。このように、エンジンが
比較的高速／高負荷運転状態にあって、水噴射弁１８
が、過給機１６による過給動作によって吸気充填効率が
高められたことに起因するノッキングの発生を抑制すべ
く、サージタンク２０内に水供給タンク２９内の水を噴
射供給する状態にあるとき、水回収タンク４２内に貯留
された水が水噴射弁１８における水供給タンク２９に自
動的に供給されるようになされることにより、水噴射弁
１８における水供給タンク２９に対しての人手による水
補給作業が不要とされる。なお、水回収タンク４２は、
図示が省略された水排出口から、過剰な水が外部に排出
されるようになされている。Further, the pump 43 disposed in the communication passage 44
When the engine is in a relatively low speed / low load operation state and when the water level in the water supply tank 29 is equal to or higher than a predetermined level, the control signal CP is not supplied from the control unit 30 and is in an inactive state. In addition, the engine is in a relatively high speed / high load operation state, and the water supply tank 2
When the water level at 9 is below the predetermined level, the control unit 30
The control signal CP is supplied from the control unit to put it in the operating state. Then, it is generated by cooling the exhaust gas in the exhaust gas cooling unit 45 including the first air-cooling intercooler 46, the water-cooling intercooler 47, and the second air-cooling intercooler 48, and is stored in the water recovery tank 42. Water is supplied to the water supply tank 29 through the communication passage 44 when the pump 43 is in the operating state. In this way, when the engine is in a relatively high speed / high load operation state and the water injection valve 18
However, when the water in the water supply tank 29 is injected and supplied into the surge tank 20 in order to suppress the occurrence of knocking due to the intake charging efficiency being increased by the supercharging operation by the supercharger 16. Since the water stored in the water recovery tank 42 is automatically supplied to the water supply tank 29 of the water injection valve 18, the water supply tank 29 of the water injection valve 18 is manually operated. No need for water supply work. The water recovery tank 42 is
Excess water is discharged to the outside from a water discharge port (not shown).
【００２９】それに加え、排気通路部８内を第１の空冷
式インタークーラ４６，水冷式インタークーラ４７及び
第２の空冷式インタークーラ４８を含む排気ガス冷却部
４５を経て消音器３４に達する排気ガスが、排気ガス冷
却部４５において効果的に冷却されることに基づき、消
音器３４を、その性能を低下させることなく、小型化が
図られたものとなすことができる。In addition, the exhaust gas reaching the silencer 34 through the exhaust gas cooling section 45 including the first air-cooling intercooler 46, the water-cooling intercooler 47 and the second air-cooling intercooler 48 in the exhaust passage portion 8. Since the gas is effectively cooled in the exhaust gas cooling unit 45, the silencer 34 can be made compact without deteriorating its performance.
【００３０】なお、上述の例においては、排気通路部８
に配された排気ガス冷却部４５が、第１の空冷式インタ
ークーラ４６，水冷式インタークーラ４７及び第２の空
冷式インタークーラ４８が縦列配置されて構成されたも
のとなされているが、本発明に係る水噴射装置付エンジ
ンにあっては、例えば、排気通路部８における触媒コン
バータ３１から水冷式インタークーラ４７までの距離が
比較的大とされる場合等において、排気ガス冷却部４５
が第１の空冷式インタークーラ４６を含むことなく構成
されるようになされてもよい。さらに、上述の例におい
ては、サージタンク２０内に対する水噴射が、エンジン
が比較的高速／高負荷運転状態にあるとき行われるよう
にされているが、本発明に係る水噴射装置付エンジン
は、サージタンク２０内に対する水噴射が、エンジンが
比較的高速／高負荷運転状態にあるときに加えて、比較
的低速／低負荷運転状態にあるときにも行われるように
されて、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の
低減が図られるようになされてもよい。斯かる場合に
は、連通路４４に配されたポンプ４３についての動作制
御が、水噴射弁１８の水供給タンク２９における水位の
状態に応じて行われるようにされる。In the above example, the exhaust passage portion 8
The exhaust gas cooling unit 45 disposed in the first air-cooling intercooler 46, the water-cooling intercooler 47, and the second air-cooling intercooler 48 are arranged in tandem. In the engine with a water injection device according to the present invention, for example, when the distance from the catalytic converter 31 to the water-cooled intercooler 47 in the exhaust passage portion 8 is relatively large, etc., the exhaust gas cooling portion 45.
May be configured without including the first air-cooled intercooler 46. Further, in the above example, the water injection into the surge tank 20 is performed when the engine is in a relatively high speed / high load operation state. However, the engine with a water injection device according to the present invention is Water injection into the surge tank 20 is made to be performed not only when the engine is in a relatively high speed / high load operation state but also in a relatively low speed / low load operation state, and the water is injected into the exhaust gas. The contained nitrogen oxides (NOx) may be reduced. In such a case, the operation control of the pump 43 arranged in the communication passage 44 is performed according to the state of the water level in the water supply tank 29 of the water injection valve 18.
【００３１】また、上述の例においては、エンジン本体
１から第２の冷却水通路５４に流出した冷却水の温度
が、例えば、９０℃以上とされる比較的高い値以上であ
り、かつ、水温センサ５７により検出される第３の冷却
水通路５６におけるラジエータ５５の下流側の部分の冷
却水の温度が、例えば、８０℃以上とされる比較的高い
値以上であるときには、排気通路部８内において第１の
空冷式インタークーラ４６を通じた排気ガスが、水冷式
インタークーラ４７には導かれず、排気バイパス３６を
通じて第２の空冷式インタークーラ４８に導かれるよう
になされているが、本発明に係る水噴射装置付エンジン
は、排気通路部８に排気バイパス３６が設けられず、エ
ンジン本体１から第２の冷却水通路５４に流出した冷却
水の温度が、例えば、９０℃以上とされる比較的高い値
以上であり、かつ、水温センサ５７により検出される第
３の冷却水通路５６におけるラジエータ５５の下流側の
部分の冷却水の温度が、例えば、８０℃以上とされる比
較的高い値以上であるときにおいても、排気通路部８内
において第１の空冷式インタークーラ４６を通じた排気
ガスが、水冷式インタークーラ４７を通じて、第２の空
冷式インタークーラ４８に導かれるようにされ、水冷式
インタークーラ４７において第１及び第２の特設冷却水
通路４０及び４１を流通する冷却水との熱交換が行われ
るようになされてもよい。斯かる場合には、水冷式イン
タークーラ４７から第２の特設冷却水通路４１を通じて
昇温された冷却水がポンプ５１に戻されても、第３の冷
却水通路５６に配されたラジエータ５５により降温され
た冷却水がポンプ５１に戻されることにより、ポンプ５
１から第１の冷却水通路５２を通じてエンジン本体１に
導かれる冷却水の温度上昇が抑制される。Further, in the above-mentioned example, the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is, for example, 90 ° C. or higher, which is a relatively high value or higher, and the water temperature is high. When the temperature of the cooling water in the portion of the third cooling water passage 56 on the downstream side of the radiator 55 detected by the sensor 57 is, for example, a relatively high value of 80 ° C. or higher, the inside of the exhaust passage portion 8 is In the first embodiment, the exhaust gas from the first air-cooled intercooler 46 is not guided to the water-cooled intercooler 47 but to the second air-cooled intercooler 48 via the exhaust bypass 36. In such an engine with a water injection device, the exhaust bypass 36 is not provided in the exhaust passage portion 8, and the temperature of the cooling water flowing out from the engine body 1 to the second cooling water passage 54 is, for example, The temperature of the cooling water of the comparatively high value of 90 ° C. or higher and the temperature of the cooling water in the third cooling water passage 56 downstream of the radiator 55 detected by the water temperature sensor 57 is, for example, 80 ° C. or higher. The exhaust gas passing through the first air-cooling intercooler 46 in the exhaust passage portion 8 passes through the water-cooling intercooler 47 into the second air-cooling intercooler 48 even when the exhaust gas has a relatively high value or more. The water-cooled intercooler 47 may be guided so as to exchange heat with the cooling water flowing through the first and second special cooling water passages 40 and 41. In such a case, even if the cooling water whose temperature has been raised from the water-cooled intercooler 47 through the second special cooling water passage 41 is returned to the pump 51, the radiator 55 arranged in the third cooling water passage 56 By returning the cooled cooling water to the pump 51, the pump 5
A rise in the temperature of the cooling water guided to the engine body 1 through the first cooling water passage 52 is suppressed.
【００３２】さらに、本発明に係る水噴射装置付エンジ
ンによれば、エンジン本体の作動が開始されると短時間
のうちに排気通路部内に排気ガス中の水蒸気の凝縮によ
る水の生成が充分になされる状態がとられるので、上述
の例における水噴射弁１８に設けられた水供給タンク２
９及び水回収タンク４２に貯留された水は、エンジン本
体１の作動が停止されたときには、凍結等を防止すべ
く、排除されるようになされることが望ましい。Further, according to the engine with a water injection device of the present invention, when the operation of the engine body is started, water is sufficiently generated in the exhaust passage portion by condensation of water vapor in the exhaust gas within a short time. The water supply tank 2 provided in the water injection valve 18 in the above-described example can be used.
It is preferable that the water stored in the water recovery tank 9 and the water recovery tank 42 be removed when the operation of the engine body 1 is stopped in order to prevent freezing and the like.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
係る水噴射装置付エンジンによれば、ノッキングの発生
を抑制すべくエンジン本体に接続された吸気通路部の内
部に水噴射手段によって水を噴射供給するにあたり、排
気通路部内の排気ガスが、排気通路部における触媒手段
より下流側の部分に配された水冷手段により冷却された
後、排気通路部における水冷手段より下流側の部分に配
された空冷手段によりさらに冷却されて、排気通路部内
の排気ガスの冷却が極めて効果的に行われる状態とさ
れ、それにより、排気通路部内において排気ガス中の水
蒸気の凝縮による水が効率良く生成されて、その排気通
路部内に生成された水が水貯留手段に貯留されるととも
に、連通手段によって水貯留手段から水噴射手段に自動
的に供給されるので、吸気通路部の内部に水を噴射供給
する水噴射手段に対しての、煩わしい人手による水補給
作業が不要とされることになる。As is apparent from the above description, according to the engine with a water injection device of the present invention, water is injected by the water injection means into the intake passage portion connected to the engine body in order to suppress knocking. Injecting and supplying the exhaust gas, the exhaust gas in the exhaust passage portion is cooled by the water cooling means arranged in the portion of the exhaust passage portion on the downstream side of the catalyst means, and then is distributed to the portion of the exhaust passage portion on the downstream side of the water cooling means. It is further cooled by the air-cooling means provided so that the exhaust gas in the exhaust passage portion is cooled very effectively, whereby water is efficiently generated in the exhaust passage portion by condensation of water vapor in the exhaust gas. The water generated in the exhaust passage is stored in the water storage means and is automatically supplied from the water storage means to the water injection means by the communication means. Against the intake passage portion injecting and supplying water injection means of water inside the water supply operation it will be unnecessary due to cumbersome manual.
【００３４】さらに、排気通路部内の排気ガスの冷却が
極めて効果的に行われることに基づき、排気通路部の下
流端側に設けられる消音器を、その性能を損なうことな
く、小型化が図られたものとなすことができる。Further, because the exhaust gas in the exhaust passage portion is cooled very effectively, the silencer provided on the downstream end side of the exhaust passage portion can be downsized without impairing its performance. It can be done with something.
【図１】本発明に係る水噴射装置付エンジンの一例に用
いられる排気ガス冷却部の一例を示す概略構成図であ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an exhaust gas cooling unit used in an example of an engine with a water injection device according to the present invention.
【図２】本発明に係る水噴射装置付エンジンの一例を示
す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of an engine with a water injection device according to the present invention.
３ 燃焼室 ４ 吸気通路部 １８ 水噴射弁 ２０ サージタンク ２７ 水位センサ ２９ 水供給タンク ３０ 制御部 ３１ 触媒コンバータ ３４ 消音器 ４２ 水回収タンク ４３ ポンプ ４４ 連通路 ４５ 排気ガス冷却部 ４６ 第１の空冷式インタークーラ ４７ 水冷式インタークーラ ４８ 第２の空冷式インタークーラ ５０ 冷却水循環通路部 ５３ 開閉弁 ５５ ラジエータ 3 Combustion chamber 4 Intake passage 18 Water injection valve 20 surge tank 27 Water level sensor 29 Water supply tank 30 control unit 31 catalytic converter 34 silencer 42 Water recovery tank 43 pumps 44 communication passage 45 Exhaust gas cooling unit 46 First air-cooled intercooler 47 Water-cooled intercooler 48 Second air-cooled intercooler 50 Cooling water circulation passage 53 on-off valve 55 radiator
Claims (4)
ンジン本体と、 上記吸気通路部に配され、上記エンジン本体の動作状態
に応じて、上記吸気通路部の内部に水を噴射供給する水
噴射手段と、 上記排気通路部に配されて排気ガスの浄化を行う触媒手
段と、 上記排気通路部における上記触媒手段より下流側の部分
に配され、該排気通路部内の排気ガスを冷却する水冷手
段と、 上記排気通路部における上記水冷手段より下流側の部分
に配され、上記排気通路部内の上記水冷手段により冷却
された排気ガスをさらに冷却する空冷手段と、 上記排気通路部における上記空冷手段より下流側の部分
に配され、該排気通路部内において生成される水を貯留
する水貯留手段と、 該水貯留手段と上記水噴射手段とを連通させ、上記水貯
留手段に貯留された水を上記水噴射手段に供給する連通
手段と、 を備えて構成される水噴射装置付エンジン。1. An engine body in which an intake passage portion and an exhaust passage portion are connected to each other, and water is injected and supplied into the intake passage portion according to an operating state of the engine body, which is arranged in the intake passage portion. Water injection means, a catalyst means disposed in the exhaust passage portion for purifying the exhaust gas, and a portion of the exhaust passage portion downstream of the catalyst means for cooling the exhaust gas in the exhaust passage portion. Water cooling means, an air cooling means which is arranged in a portion of the exhaust passage portion on the downstream side of the water cooling means, and which further cools the exhaust gas cooled by the water cooling means in the exhaust passage portion; The water storage means, which is arranged on the downstream side of the air cooling means and stores the water generated in the exhaust passage, communicates with the water storage means and the water injection means, and is stored in the water storage means. Water communication means and configured water injector with an engine provided with a supplied to the water injection means.
けられた冷却水循環通路部内を流通する冷却水を利用し
て、上記排気通路部内の排気ガスの冷却を行うものとさ
れたことを特徴とする請求項１記載の水噴射装置付エン
ジン。2. The water cooling means is adapted to cool the exhaust gas in the exhaust passage portion by utilizing the cooling water circulating in the cooling water circulation passage portion provided for the engine body. The engine with a water injection device according to claim 1.
通路部内の冷却水を冷却する冷却水空冷手段と、上記冷
却水循環通路部に設けられ、上記エンジン本体を通じる
冷却水の温度が所定の値未満であるとき、上記水冷手段
及び上記冷却水空冷手段のうちの上記水冷手段のみを上
記冷却水循環通路部内の冷却水が流通する状態となすと
ともに、上記エンジン本体を通じる冷却水の温度が上記
所定の値以上であるとき、上記水冷手段及び上記冷却水
空冷手段の双方を上記冷却水循環通路部内の冷却水が流
通する状態となす冷却水循環径路変更手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項２記載の水噴射装置付エンジン。3. A cooling water air cooling means arranged in the cooling water circulation passage portion for cooling the cooling water in the cooling water circulation passage portion, and a temperature of the cooling water which is provided in the cooling water circulation passage portion and which passes through the engine body to a predetermined value. When the value is less than the value of, the cooling water in the cooling water circulation passage portion is brought into a state in which only the water cooling means of the water cooling means and the cooling water air cooling means flows, and the temperature of the cooling water passing through the engine body is A cooling water circulation path changing means for bringing both the water cooling means and the cooling water air cooling means into a state in which the cooling water in the cooling water circulation passage portion flows when the predetermined value or more is provided. Item 2. An engine with a water injection device according to item 2.
冷手段との間の位置に配され、上記排気通路部内の排気
ガスを冷却する前段空冷手段を備えたことを特徴とする
請求項１記載の水噴射装置付エンジン。4. A pre-stage air cooling means for cooling the exhaust gas in the exhaust passage portion, which is arranged at a position between the catalyst means and the water cooling means in the exhaust passage portion. Engine with water injection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159195A JPH0510116A (en) | 1991-06-29 | 1991-06-29 | Engine having water injection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159195A JPH0510116A (en) | 1991-06-29 | 1991-06-29 | Engine having water injection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510116A true JPH0510116A (en) | 1993-01-19 |
Family
ID=15688400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3159195A Pending JPH0510116A (en) | 1991-06-29 | 1991-06-29 | Engine having water injection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510116A (en) |
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-
1991
- 1991-06-29 JP JP3159195A patent/JPH0510116A/en active Pending
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