JPH09242549A - インタークーラー - Google Patents

インタークーラー

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JPH09242549A
JPH09242549A JP8045169A JP4516996A JPH09242549A JP H09242549 A JPH09242549 A JP H09242549A JP 8045169 A JP8045169 A JP 8045169A JP 4516996 A JP4516996 A JP 4516996A JP H09242549 A JPH09242549 A JP H09242549A
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intercooler
supercharger
inlet
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Toru Yoshizuka
徹 吉塚
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過給機と内燃機関のシリンダーブロック内の
給気室との間に介設するインタークーラーにおいて、従
来、過給機とは反対側面に取り付けられていることで、
給気連絡管の長さがエンジンブロックの全幅に渡り、長
くなっていたこと、および、それらの分解組立工数の増
加という不具合を解消する。 【解決手段】 インタークーラーICを、エンジン本体
EB側端部における過給機取付台5とシリンダーブロッ
クEaの非操作側給気室入口SMaとの間に配設し、入
口側給気連絡管1aと出口側給気連絡管1bとをインタ
ークーラーカバー1に一体的に形成し、それぞれV型パ
ッキング3を介して過給機取付台5に一体成形した給気
ダクト5aと給気室入口SMaに連絡する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機から取り入
れる空気を冷却して、内燃機関の給気室に供給するイン
タークーラーの構成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、過給機を付設した内燃機関(エン
ジン)において、過給機から送出される空気をインター
クーラーに通し、シリンダーブロック内に形成される給
気室に送出する内燃機関の給気供給構造は公知となって
いる。ここで、図29より従来のエンジンにおける過給
機とインタークーラーの取付位置について説明する。エ
ンジンE’のシリンダーブロックEa’における四方垂
直面は、一側面が出力側面で、フライホイルハウジング
FH’が配設され、その反対側面には、冷却水ポンプブ
ロック7’が取り付けられている。また、正面と背面
は、作業者が(遠隔操作とは別に)機側で操作を行う際
の操縦側面と、通常操縦操作において、作業者が立つこ
とのない非操縦側面とを形成する。従来、過給機やイン
タークーラーは、両側面に分けて配設していた。即ち、
該エンジンE’において、過給機6’はフライホイルハ
ウジングFH’取付面の上方に取り付けられ、その反対
側の冷却水ポンプブロック7’の上方にインタークーラ
ーIC’が取り付けられているか、もしくは、過給機
6’は冷却水ポンプブロック7’の上方に取り付けら
れ、その反対側のフライホイルハウジングFH’取付面
の上方にインタークーラーIC’が取り付けられてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図29に図示される従
来のエンジンE’における過給機6’とインタークーラ
ーIC’の配設位置によると、まず、過給機6’からイ
ンタークーラーIC’に対して、シリンダーブロックE
a’の正面(操縦側面または非操縦側面)の全幅を通る
入口側の給気連絡管22を配管している。そして、図2
9の背面側(図では見えない側)にインタークーラーI
C’からシリンダーブロックEa’内の給気室に対する
出口側の給気連絡管を配管している。
【0004】このように、エンジンの両側面に分けて過
給機とインタークーラーを取り付けた場合、過給機とイ
ンタークーラーとの間、また、インタークーラーとシリ
ンダーブロックの給気室との間の給気連絡管の配管長さ
が長くなり、エンジン全体としてもこの配管のため大型
化し、コストもかかる。更には、連絡管の連結は、フラ
ンジ同士のボルト締めを必要とするため、分解、組立工
程が煩雑であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
問題を解決するため、過給機と内燃機関のシリンダーブ
ロック内の給気室との間に介設するインタークーラーに
関して、次のような解決手段を用いる。まず第一に、給
気の入口側を該過給機から延設する給気ダクトに、給気
の出口側を該給気室に連通させる構成とする。
【0006】第二に、前記構成のインタークーラーにお
いて、該給気ダクトと該給気室に対し、該給気連絡管の
入口側端および出口側端を、弾性材よりなる熱変形吸収
部材を介して連結するよう構成する。
【0007】第三に、前記構成のインタークーラーを、
内燃機関のシリンダーブロックにおける非操縦側面で、
該過給機と該給気室入口との間に配設する。
【0008】第四に、前記構成のインタークーラーにお
いて、該給気連絡管を一体的に形成する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付の図
面より説明する。なお、本実施例に係るエンジンEは、
インタークーラーICの配設構成の説明上、非操縦側面
を正面、操縦側面を背面としている。図1は本発明のイ
ンタークーラーICを取り付けたエンジンEの正面(非
操縦側面)図、図2は同じく背面(操縦側面)図、図3
は同じく実施例の背面側(操縦側)斜視図、図4は同じ
く平面図、図5は同じく冷却水ポンプブロック7取付側
側面図、図6は同じくフライホイルハウジング取付側側
面図、図7は同じく側面断面図、図8はインタークーラ
ーICとその入口側給気連絡管1aの給気ダクト5aへ
の連結構成を示す正面図、図9はインタークーラーIC
とその出口側給気連絡管1bの給気室入口SMaへの連
結構成を示す側面図、図10は図8中X部分拡大図、図
11は図9中Y部分拡大図、図12は給気連絡管1a・
1bを一体成形したインタークーラーカバー1の正面
図、図13は同じく正面断面図、図14は同じく平面一
部断面図、図15は同じく底面図、図16は同じく入口
側側面図、図17は同じく入口側から見た側面断面図、
図18は内部コア2の正面図、図19は同じく背面一部
断面図、図20は同じく側面一部断面図、図21は同じ
く平面一部断面図、図22は同じく底面図、図23は過
給機取付台5を介してのシリンダーブロックEa側面に
おける過給機6の取付構成を示す正面図、図24は同じ
く側面図、図25は同じく背面図、図26は図25中Z
−Z線断面図、図27はエンジンEにおける吸排気系統
図、図28はエンジンEにおける冷却水系統図である。
【0010】まず、エンジンEの概略構成を図1乃至図
7より説明する。本発明の実施例に係るエンジンEは、
船体等に搭載されるタイプで、複数(本実施例では6
個)のシリンダーCYを列状に内設するシリンダーブロ
ックEaの上部にシリンダーヘッドEbを取り付けて、
エンジン本体EB(図27または28参照)を構成して
いる。該シリンダーヘッドEbの正面側(非操縦側)に
は、図7の如く、排気マニホルドEMが配管され、排気
マニホルドカバー15で覆っている。また、シリンダー
ヘッドEbの頭頂部には、各シリンダーCYに対応する
弁腕室を形成する弁腕室カバー16・16・・・が配設
され、背面側(操縦側)には図7の如く、燃料噴射装置
17が配設されて、燃料噴射カバー18にて覆ってい
る。
【0011】また、該シリンダーブロックEaの正面側
において、インタークーラーICを取り付け、該インタ
ークーラーICより出口側給気連絡管1bをシリンダー
ブロックEaの中央部に連結し、該シリンダーブロック
EaおよびシリンダーヘッドEb内にて、図7のよう
に、該出口側給気連絡管1bより各シリンダーCYの給
気弁に連通する給気マニホルドSM(給気室)が形成さ
れている。更に同じく正面側にて、インタークーラーI
Cの側方に、冷却水管を介して潤滑油クーラーLCを配
設している。後に詳述するように、インタークーラーI
Cを通過した冷却水は潤滑油クーラーLCに取り込まれ
て、潤滑油の冷却に使用されるのである。
【0012】また、シリンダーブロックEaの一側面に
は、冷却水ポンプブロック7が付設されており、その上
方に、過給機取付台5を介して過給機6が取り付けられ
ている。その反対側の側面は出力側であって、フライホ
イルハウジングFHが付設されていて、これに図3図示
の如く発電機D等を連設できる。また、フライホイルハ
ウジングFHの上方に操作盤19が、背面側(操縦側)
を向いて配設されている。更に図3では、操縦側にて作
業者が操縦しやすいように、ステップ板20を架設した
実施例が図示されている。
【0013】次に、エンジンE全体としての吸排気系統
を図1乃至図7、図23乃至図27より説明する。エン
ジン本体EB内においては、各シリンダーCY・CYの
給気弁に連通する給気マニホルドSM(給気室)が形成
され、また、各シリンダーCYの排気弁に連通する排気
マニホルドEMが、図7の如くエンジン本体EBの正面
(非操作側面)に配設した排気マニホルドカバー15内
に配管されている。一方、前記の如く、シリンダーブロ
ックEaの一側面には、過給機取付台5を介して過給機
6を取り付けており、過給機6には、図23の如く排気
マニホルドEMが連結されて、エンジンEからの排気が
過給機タービン室6aに流入し(黒矢印)、過給機6内
のタービン(図示せず)を回転させた後、排気ダクト6
bより排出される(斜線矢印)。一方、過給機6の吸込
口(網目部分)から吸入された空気は過給機6の内でタ
ービンにより回転されるロータにより圧縮され高温空気
となって給気ダクト5aへ送出される(白矢印)。該給
気ダクト5aは、前記のインタークーラーICの入口側
給気連絡管1aに連結していて、ここで冷却された空気
が、前記の出口側給気連絡管1bおよび図7図示の給気
マニホルドSMを介して、エンジンEの各シリンダーC
Yに対する給気として供給される。
【0014】過給機からエンジン本体への給気ダクト
は、従来、過給機取付台とは別に過給機とエンジン(イ
ンタークーラー)との間に配管していたが、本実施例で
は、このように、給気ダクト5aを過給機取付台5に一
体形成しており、過給機取付台5を介して過給機6をエ
ンジンEに取り付ける過程で、図23の如く、自然に過
給機6と、エンジンE付設のインタークーラーICとの
間を給気ダクト5aが連通する構造とすることができ
る。
【0015】そして、インタークーラーICは、図8お
よび図9、図12乃至図17の如く、そのインタークー
ラーカバー1に前記の入口側給気連絡管1aと出口側給
気連絡管1bを一体的に形成しており、別途配管作業を
施す必要がない。ここで、インタークーラーICの配設
位置について説明する。インタークーラーICは、図1
のように、シリンダーブロックEaの正面、即ち非操縦
側面に取り付ける。
【0016】その非操縦側面の中で、インタークーラー
ICが配設されるのは、図1の如く、過給機取付台5
と、シリンダーブロックEaの中央に開口する給気マニ
ホルドSMへの連絡孔である給気室入口SMaとの間で
あって、過給機取付台5に形成された給気ダクト5aと
該給気室入口SMaとの間の最短経路となっている。更
には、その最短経路内にインタークーラーICを介設す
るので、入口側給気連絡管1aと出口側給気連絡管1b
とは短縮化可能な範囲での最も短い管長とすることがで
きるのである。
【0017】インタークーラーICのシリンダーブロッ
クEaへの取付は図12乃至図17等の如く、インター
クーラーカバー1の上端および両側面に螺子部1c・1
c・・・が形成されていて、図1のように該螺止部1c
をシリンダーブロックEaの非操縦側面に螺止すること
による。
【0018】入口側給気連絡管1aの給気ダクト5aへ
の連結構造、および出口側給気連絡管1bの給気マニホ
ルドSMへの連結構造について、図8乃至図11等より
説明する。入口側給気連絡管1aの管端の開口方向は、
給気ダクト5aの出口側端の開口方向とともに、シリン
ダーブロックEaの正面(背面)に平行となる方向に向
いており、対して、出口側給気連絡管1bの管端の開口
方向は、該給気室入口SMaに対峙するように、シリン
ダーブロックEaの正面(背面)に直交する方向に向い
ている。従って、入口側給気連絡管1aの入口側端の開
口方向と出口側給気連絡管1bの出口側端の開口方向と
は、直交する方向に向いている。
【0019】そして、いずれの連結部分においても、弾
性材よりなる熱変形吸収部材を介設している。本実施例
では、その一例として、図8乃至図11のように、弾性
材よりなるV型パッキング3を使用している。V型パッ
キング3は、外側にV型に突出したリング状のものであ
り、耐熱性を有する弾性材で、合成樹脂、或いはゴム等
よりなる。図の如く、給気ダクト5aの出口側端にはパ
ッキング座具4を螺止し、V型パッキング3を該パッキ
ング座具4内に嵌入している。また、給気室入口SMa
においては、図のように、V型パッキング3嵌入用のパ
ッキング座部SMbが形成されており、この中にV型パ
ンキング3を嵌入する。給気が流れると、その高圧のた
め、V型パッキング3は前後方向(厚み方向)に膨張す
るので、該V型パッキング3と給気ダクト5aの出口側
端および入口側給気連絡管1aの入口側端、または、給
気室入口SMaの入口側端および出口側給気連絡管1b
の出口側端との間に隙間が生じることはない。インター
クーラーICの取付は、あくまでインタークーラーカバ
ー1の螺子部1cの螺止によるもので、入口側給気連絡
管1aと出口側給気連絡管1bの各管端は、該パッキン
グ座具4およびパッキング座部SMbに嵌入したV型パ
ッキング3・3に押当するのみである。
【0020】このように、該入口側給気連絡管1aと該
出口側給気連絡管1bの各管端の連結を、フランジ連結
にせず、V型パッキング3等の熱変形吸収部材を介して
当接するのみの構造としたのは、単に組立分解作業を容
易化するためのみでなく、両給気連絡管1a・1bが、
内部を流れる空気の高熱により延伸し、特に冷却前の高
温給気が流入する入口側給気連絡管1aは延伸する度合
いが高いことを考慮したものである。
【0021】低温時、即ち非運転時で高熱給気が流れて
いない時には、入口側給気連絡管1aとパッキング座具
4との間が離間し、その隙間にV型パッキング3が介在
した状態である。これが高温給気が流れることにより、
入口側給気管1aは給気ダクト5a側にに延伸する。該
V型パッキング3は弾性材であってこの延伸に伴って収
縮し、該延伸を吸収するのである。
【0022】両給気連絡管1a・1bの中で、特に入口
側給気連絡管1aは冷却前の高温給気が流れるため、熱
膨張度が高く、特に給気ダクト5a側、即ちシリンダー
ブロックEaの正面(背面)に平行方向に延伸するの
で、パッキング座具4内に嵌入したV型パッキング3
が、熱変動吸収部材として有効である。対して出口側給
気連絡管1b内を流れる給気は、冷却後の低温空気なの
で、該出口側給気連絡管1b自体はそれほどに熱変形す
ることはない。しかし、多少は熱変形するものであり、
出口側給気連絡管1bの管端も給気室入口SMa側に延
伸することが考えられる。従って、出口側給気連絡管1
bと給気室入口SMaとの間にも、図9および図11の
ようにV型パッキング3等の熱変形吸収部材を介設する
ことが有効である。
【0023】インタークーラーICへの冷却水循環構造
を説明する。インタークーラーカバー1は、図15等の
ように、底面が開口していて、図8および図9に示すよ
うに、下方より図18乃至図22図示の内部コア2を嵌
入することができる。内部コア2の上部、即ち、インタ
ークーラーカバー1にて覆われる部分には、熱交換器2
aを形成しており、この中に冷却水を循環させ、入口側
給気連絡管1aよりインタークーラーカバー1内に流入
した空気を冷却し、冷却後の空気が出口側給気連絡管1
bに流出するのである。この内部コア2の下端には、後
記の冷却水管9および10を連結するためのフランジ2
b・2cが形成されている。冷却水管9から流入した冷
却水は熱交換器2a内を循環し、冷却水管10に流出
し、その後潤滑油クーラーLCに供給されるようになっ
ている。
【0024】エンジンE全体における冷却水の循環系統
を図1乃至図7、図23乃至図26および図28より説
明する。図28中、21はエンジンEを船体に搭載した
場合には、海水との熱交換を行う清水クーラーに該当す
る。ここから供給冷却水管8を介して冷却水ポンプブロ
ック7内の供給冷却水路7aに低温の冷却水が供給され
る。該冷却水ポンプブロック7内において、該供給冷却
水路7aの上手側には低温水ポンプLPを、下手側には
高温水ポンプHPを配設している。また、該供給冷却水
路7aにおける該低温水ポンプLPの下手側で、該高温
水ポンプHPの上手側の位置にて、後記冷却水戻し管1
4の下手水路14cを合流させている。
【0025】まず、低温水ポンプLPにて供給される低
温水系について説明する。低温水ポンプLPには、供給
冷却水管8より供給された低温水を、冷却水管9を介し
てインタークーラーICの熱交換器2aに供給し、更に
冷却水管10を介して潤滑油クーラーLCに供給してい
る。潤滑油クーラーLCを経た冷却水は、図28図示の
エンジン本体EB内に形成される低温水路11を通っ
て、低温冷却水管12に流入し、低温水温調弁LVを経
て、再び供給冷却水管8に戻される。なお、低温水温調
弁LVにて、水温が低温水温調弁LVの設定温度より高
い場合には、供給冷却水管8への水路は閉じ(或いは狭
まり)、清水クーラー21へと冷却水を戻す。
【0026】次に、高温水ポンプHPにて供給される高
温水系について説明する。シリンダーブロックEa内に
はシリンダーCY冷却用のウォータージャケットが形成
されており、高温水ポンプHPにて冷却水が供給され
る。これらに供給された冷却水は、図7等にて図示され
る冷却排水管13に合流して、図4等の如く、該過給機
6および過給機取付台5の側方に配管された冷却水戻し
管14に連結されている。冷却水戻し管14の内部にお
いて、上部には上手水路14aを、中部には弁室14b
を、下部には下手水路14cを形成しており、図25お
よび図26の如く、該弁室14b形成部分を過給機取付
台5に取り付けており、その下端は冷却水ポンプブロッ
ク7に連結して、該下手水路14cを供給冷却水路7a
に連通させている。
【0027】該過給機取付台5内には、図26の如く、
冷却水路5bが形成されていて、該冷却水路5bと該弁
室14bとの間には高温水温調弁HVが配設されてい
る。水温が高温水温調弁HVの設定温度以下であれば、
高温水温調弁HVは、下手水路14cへの水路を開い
て、上手水路14aより流入する冷却水をそのまま冷却
ポンプブロック7内の供給冷却水路7aに戻し、再び高
温水ポンプHPにてエンジン本体EB内のウォータージ
ャケットに冷却水として供給される。そして、高温水温
調弁HVで、水温が高温水温調弁HVの設定温度を超え
ていることが感知されれば、下手水路14cへの水路は
閉じられ(または狭められ)、過給機取付台5内の冷却
水路5bへと冷却水を流し、前記の低温水系におけるエ
ンジン本体EB内の冷却水路11と合流して、低温水温
調弁LVへと送られ、高温水ポンプHPから供給される
冷却水の過剰高温化を回避している。
【0028】
【発明の効果】本発明のインタークーラーは以上のよう
に構成したので、次のような効果を奏する。まず、請求
項1の如く構成したので、過給機とインタークーラーと
の間、また、インタークーラーとシリンダーブロックに
おける給気室の入口部との間に給気連絡用の配管を施す
必要がなく、配管工程を必要とせず、部品点数が削減さ
れて低コスト化し、コンパクト化を実現できる。
【0029】また、請求項2の如く構成したので、高温
給気を通すことで熱変形するインタークーラーおよびそ
れに一体に形成される給気連絡管の熱変形を、熱変形吸
収部材にて吸収でき、給気連絡管の連結部に、高温膨張
に伴う圧接による破損の発生や、低温収縮による隙間の
発生を生じさせない。
【0030】そして、請求項3の如くインタークーラー
を非操縦側で、過給機と給気室入口との間に配設するこ
とで、インタークーラーに形成した入口側および出口側
給気連絡管は、短縮可能な範囲での最短管長となり、コ
ンパクト化、低コスト化、更に外観の向上に貢献する。
【0031】さらに、請求項4の如くインタークーラー
カバーと入口側給気連絡管と出口側給気連絡管とを一体
的に形成したので、過給機とインタークーラーとの間の
給気連絡管配管工程を必要とせず、部品点数が削減され
て低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインタークーラーICを取り付けたエ
ンジンEの正面(非操縦側面)図である。
【図2】同じく背面(操縦側面)図である。
【図3】同じく実施例の背面側(操縦側)斜視図であ
る。
【図4】同じく平面図である。
【図5】同じく冷却水ポンプブロック7取付側側面図で
ある。
【図6】同じくフライホイルハウジング取付側側面図で
ある。
【図7】同じく側面断面図である。
【図8】インタークーラーICとその入口側給気連絡管
1aの給気ダクト5aへの連結構成を示す正面図であ
る。
【図9】インタークーラーICとその出口側給気連絡管
1bの給気室入口SMaへの連結構成を示す側面図であ
る。
【図10】図8中X部分拡大図である。
【図11】図9中Y部分拡大図である。
【図12】給気連絡管1a・1bを一体成形したインタ
ークーラーカバー1の正面図である。
【図13】同じく正面断面図である。
【図14】同じく平面一部断面図である。
【図15】同じく底面図である。
【図16】同じく入口側側面図である。
【図17】同じく入口側から見た側面断面図である。
【図18】内部コア2の正面図である。
【図19】同じく背面一部断面図である。
【図20】同じく側面一部断面図である。
【図21】同じく平面一部断面図である。
【図22】同じく底面図である。
【図23】過給機取付台5を介してのシリンダーブロッ
クEa側面における過給機6の取付構成を示す正面図で
ある。
【図24】同じく側面図である。
【図25】同じく背面図である。
【図26】図25中Z−Z線断面図である。
【図27】エンジンEにおける吸排気系統図である。
【図28】エンジンEにおける冷却水系統図である。
【図29】従来のエンジンにおける過給機とインターク
ーラーの取付位置を示す正面図である。
【符号の説明】
E エンジン Ea シリンダーブロック SM 給気マニホルド(給気室) SMa 給気室入口 SMb パッキング座部 IC インタークーラー 1 インタークーラーカバー 1a 入口側給気連絡管 1b 出口側給気連絡管 1c 螺止部 2 内部コア 2a 熱交換器 3 V型パッキング 4 パッキング座具 5 過給機取付台 5a 給気ダクト 6 過給機 7 冷却水ポンプブロック

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過給機と内燃機関のシリンダーブロック
    内の給気室との間に介設するインタークーラーにおい
    て、給気の入口側を該過給機から延設する給気ダクト
    に、給気の出口側を該給気室に連通させたことを特徴と
    するインタークーラー。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインタークーラーにおい
    て、該給気ダクトと該給気室に対し、該給気連絡管の入
    口側端および出口側端を、弾性材よりなる熱変形吸収部
    材を介して連結したことを特徴とするインタークーラ
    ー。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のインタークーラーにおい
    て、該インタークーラーを、内燃機関のシリンダーブロ
    ックにおける非操縦側面で、該過給機と該給気室入口と
    の間に配設したことを特徴とするインタークーラー。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のインタークーラーにおい
    て、該給気連絡管を一体的に形成したことを特徴とする
    インタークーラー。
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