JPS608418A - 内燃機関の吸入空気温度調整装置 - Google Patents

内燃機関の吸入空気温度調整装置

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JPS608418A
JPS608418A JP58116610A JP11661083A JPS608418A JP S608418 A JPS608418 A JP S608418A JP 58116610 A JP58116610 A JP 58116610A JP 11661083 A JP11661083 A JP 11661083A JP S608418 A JPS608418 A JP S608418A
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JP
Japan
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intake
intake air
passage
cooling
engine
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Application number
JP58116610A
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Inventor
Toshio Hirota
広田 寿男
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS608418A publication Critical patent/JPS608418A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437Liquid cooled heat exchangers
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    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関の吸入空気温度調整装置に関する。
(実施例) ターボチャージャやその他の給気ブロアなど過給手段を
備えた内燃機関では、過給の際の吸気温度上昇により充
填高率が低下したり、火花点火機関ではノッキングを誘
発したりする問題点が出やすいため、吸気の温度を機関
運転条件に応じて可変制御する吸入空気温度調整装置と
いうものが考えられている。
従来吸入空気温度調整装置としては、例えば第1図に示
すようなものが、本出願人により実願昭56−4677
号として提案されている。
第1図で、6はエンジン、1はターボチャージャ、7は
エンジン排ガスにより駆動されるタービン、2はエアク
リーナ8から導入された給気を過給する給気ブロアであ
る。ただし給気ブロア2下流の吸気通路5にスロットル
バルブ9が介装されている。
1oは単室冷房用の冷却器であり、車内空気から吸熱し
、気化したエバポレータ11内の冷媒(例えばフレオン
)は、エンジン6によりベルト駆動されるクーラコンプ
レッサ12に導入され、圧縮、液化される。そして、コ
ンデン1J13を通り冷却ファン14によって冷却され
た後、いったんリキッドタンク15に溜められ、もとの
冷却器10に循環するようになっている。ただし、液状
の冷媒は絞弁16を通る際、気液化される。
この単室冷房用に使用される冷媒を、での循環回路17
の途中に配置されたリキッドタンク15下流から取出し
て吸気ブロア2で加圧される前の給気を冷却するように
、前記冷却器10と並列に給気冷却用の冷却器18が設
けられ、給気ブロア2上流の例えばエアクリーナ8近傍
の吸気通路5に配置される。
この給気冷却用の冷却器18は、車室冷房用の冷却器1
0とほぼ同様に構成され、蛇行状に形成されたエバポレ
ータ11Aと絞り弁16A等を備え、エアクリーナ8か
ら導入される吸気を効率良く冷却するように形成されて
いる。
そして、この給気冷却用の冷却器18に、前記リキッド
タンク15からの冷媒をエンジン負荷に応じて選択的に
導入するように、その入口部19に電磁弁20が設置さ
れると共に、この電磁弁20を開閉制御するためのコン
トロールモジュール21が設けられる。
コントロールモジュール21は、エンジン負荷を検出す
る手段として例えばスロワ1へルバルブ9の開度を検出
りるスロットルスイッチ22等からの信号によりスロッ
トルバルブ9の開度が所定開度以上になると、前記電磁
弁20を聞くように制御すると共に、電磁弁20が開状
態のときに、前記リキッドタンク15内の冷媒液量が減
少1°るか、またはその液圧が所定値以下になると、こ
れを検知してクーラコンプレッザ12を作動させ、冷媒
循環を促進させるようにコントロールしている。
しかしながら、上記構成によると、熱容聞の大きいエバ
ポレータ11Aにスロットルバルブ9の開度に応じて冷
媒を導入する構成のため、実際に吸入空気温度が上昇し
てから冷却器18が吸気冷却を開始するのでの応答性が
悪く、適正な渇a調整が難しいという問題があった。
(発明の目的) 本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、
機関運転条件に対して敏速に吸入空気温度を調整するこ
とを目的とする。
(発明の414成) このために本発明は、機関吸気を過圧する過給手段を備
えた内燃機関において、機関吸気通路の途中に、吸気冷
却用熱交換器を介装した冷却用通路と、この冷却用通路
を迂回するバイパス通路とを形成するとともに、前記冷
却用通路とバイパス通路の吸気流量割合を制御する制御
バルブを設け、基本的には前記熱交換器を常時作動させ
る一方、機関の吸気温度ないし圧力等の機関運転条件を
代表する信号値にもとづき、吸気冷却の要求の小さい条
件下ではバイパス通路への吸気流分を増やすように、ま
た吸気冷却が必要な条件下では冷却用通路への吸気流分
を増やすように前記制御バルブを駆動することにより吸
気温度を適正値に制御するように図った。
(実施例) 以下、添付図面にもとづき、本発明の実施例について説
明する。なお、第1図に示す従来例と同一構成部には同
一符号を付す。
第2図に示すように、ターボチャージャ1の給気ブロア
2より下流の吸気通路31の途中にエバポレータ(熱交
換器)35を介装して冷kJ用通路34とする一方、こ
のエバポレータ35を迂回するバイパス通路32を形成
する。両通路32,34の分岐点には制御バルブ36を
設けて両通路32.34の吸気流量を相反的に加減する
ように図る。(この制御バルブ36の開度制御について
後述する。) 冷却用通路34に介装したエバポレータ35は、この場
合車両の車室冷房用のエバポレータ11と並列に、冷却
装置57の冷媒用通路55に接続づる。なお、この車掌
冷房用冷却装置57は冷媒を圧縮、液化するコンプレッ
サ12と冷却ファン14を備えたコンデンサ13とリキ
ッドタンク15とで構成される周知のものである。また
エバポレータ11に向けて冷媒を気液化する絞弁(膨張
弁)16を設【プる。
上記冷却器@57は基本的には常時作動させて吸気冷却
用エバポレータ35を常に冷却状態に置くようにする。
ただし、寒冷時など環境条件ににつではその作動を停止
するように図ってもよい。
一方、バイパス通路32には、この実施例では熱交換器
33を介装し、この熱交換器33は加熱装置51の熱交
換器45とエンジン冷却水通路72とに循環回路47に
より連通する。冷却水通路72と熱交換器45を連通す
る回路47の途中にはエンジン冷却水を導入するポンプ
46を介装する。なお、70はラジェータ、71はその
冷却ファンである。
ターボヂト−ジャ1の排気タービン7下流に位置する排
気触媒38のさらに下流の排気通路73は切換バルブ3
9を設(プ、この切換バルブ39をバイパスするように
加熱装置51を配設する。加熱装置51内←は熱交換器
45を介装し、この熱交換器45に排気触媒38を通過
後の排気ガスを導く。
加熱装置51内には上記熱交換器45の上流に燃焼装置
40を介装する。この燃焼装置40は燃料噛射弁41と
燃焼用空気を供給するブロア42と酸化触媒43とその
予熱ヒータ44とからなる。
制御バルブ36と切換バルブ39および燃焼装置40の
作動はコントローラ61等からなる制ti11系統によ
り制御する。
この場合、この制御系統は、冷却用通路34どバイパス
通路32の合流点の吸気温(資)を感知する吸気温セン
サ60と、制御バルブ36上流の吸気圧を感知する吸気
圧センサ58と、循環回路47の熱交換器33より下流
の触W(エンジン冷却水)温度を感知する水温センサ5
9など、機関運転条件を検出づる手段と連係して前記作
動制御を行なう。
第3図にこの制御系統の一例を示す。これについて説明
すると、関数発生器81は水温センサ59からの水温信
号aを入力して、水温が所定値(例えば90℃)以上の
とき水温に比例し直線的に減少するとともに所定値以下
のとき一定となる設定信号(〕を出力する。差動増幅器
82はこの設定信)3 bと吸気温センサ60からの信
0Cとを入力して両者の差に比例した制御電圧dを出力
する。
比較器83は吸気圧センサ58からの信号eを入力して
吸気圧が正圧のときONとなりトランジスタ84に信号
fを出力して制tlII電圧dをアースηる。
比較器85は水温信号aを入力して水温が所定値(例え
ば80℃)以下のときONとなり信号qを出力づ°る。
切換バルブ39はこの信号Qにもとづいて開閉する。比
較器86は水温信号aを入力して水温が所定1(例えば
60℃)以下のときONとなり信号りを出力する。加算
器87は上記信号9と信号りが共にONとなったときに
ONとなり信Q iを出力する。燃焼機40はこの信号
iにもとづいて作動する。
次に作用について説明する。
給気ブロア2の作動で過給圧が増大して吸気圧が負圧か
ら正圧に、変わるとコントローラ61の制御電圧dがア
ースに流れて制御バルブ36はバイパス通路32を全閉
し、全吸入空気を冷却用通路34に導く。これにより吸
入空気は冷媒が循環して冷却状態にあるエバポレータ3
5により速やかに冷却される。
これに対して、吸気圧が負圧の場合、制御バルブ3Gは
コン1〜ローラ61の制御電圧dにもとづいてバイパス
通路32と冷却用通路34とに分岐する吸気のイれぞれ
の流量割合を相反的に調節する。バイパス通路32を通
過する吸気は媒体くエンジン冷却水)が循環する熱交換
器33により加熱されている。一方冷却用通路34を通
過する吸気は媒体が循環するエバポレータ35により冷
却されている。上記それぞれの吸気は吸気マニホールド
4の上流で合流して混合し、制御バルブ36の開度に応
じた温度に調整される。
つまり、最終的にエンジン6に供給される吸気の温度を
制御バルブ36の冷却用通路34またはバイパス通路3
2に対する相反的な開度制御により調整し、吸気温度を
相対的に高める必要のある条件下では冷却用通路34に
対するバイパス通路32の開度を増して(全吸気中の低
温吸気流量の割合を高温吸気流量よりも減らして)、所
留の吸気温度を得るのである。
」−記エンジン6に供給する吸気温度、つまり制御バル
ブ36の開度は、エンジン6の特性や使用目的に応じて
予め運転状態との関係で適正値となるJ:うに制御系統
を設定しておくわけであるが、一般には上述したように
して、吸気温度が著しく1臂する過給時に冷却用通路3
4を全開して積極的に吸気温度を低下させ、それ以外の
部分負荷時には制御バルブ36のバイパス通路32側へ
の開度を増ずことにより、過冷却とならない程度に吸気
温度を維持するように図れば足りる。
ところで、熱交換器33を循環する媒体温度が低い場合
、コントローラ61の出力する信号gにもとづく切換バ
ルブ39の作動によりエンジン排気ガスを加熱装置51
に導き、熱交換器33を通過Jる媒体が加熱されるので
あるが、エンジン6の低温始動時等、更に低い所定値を
越えて媒体温度が低下したときは、コントローラ61の
信号iにもとづき燃焼器40が作動して加熱装置51の
熱交換器45に燃焼カスを噴射し、媒体湿度を上昇させ
る。
このため、機関冷機始動性を向上し、また暖機時間を短
縮することができる。
第4図に示す他の実施例においては、燃焼装置40をバ
イパス通路32に設りる。
燃焼装置40は燃料噴射弁41とこれにエアクリーナ8
から燃焼用空気を導入する通路75とからなる。
上記構成にJ:れば、エンジン6の吸入負圧を利用して
燃焼用空気を供給するため、構造が比較的簡単になり、
またバイパス通路32に直接燃焼ガスを導入するため、
熱交換率が高く、したがって暖機時間を更に短縮するこ
とができる。
第5図に示ずさらに他の実施例はバイパス通路32の途
中に排気触媒38を覆設する熱交換部76を設りる一方
、排気マニホールド37には燃料噴射弁1111と燃焼
用空気を供給するブロア42とからなる燃焼器40を設
けた例である。バイパス通路32の熱交換部76より下
流には、排気触媒38により加熱された吸入空気の温度
を感知するセンサ59を備え、コントローラ61はこの
センサ59からの信号を入力して吸入空気温度が所定値
より低い場合に燃焼器40を作動させる。これにより排
気マニホールド37内でつくられる燃焼ガスは排気ター
ビン7を経て排気触媒38を過熱し、排気触媒38のま
わりを流れる吸気を過熱する。
上記構成によれば、排気系統を燃焼器40の一部として
利用できるため、構造の簡素化が図れ、また燃焼器40
を発熱量の大きいものとすることが可能となる。
(発明の効果) 以−Lを要覆るに、本発明によれば、原則として常時作
動する冷却用熱交換器を介装した冷却用通路とこれを迂
回するバイパス通路とを機関吸気通路の途中に形成し、
各通路の開度を制御バルブを介して機関運転条件に応じ
て相反的に増減し、殊に過給が開始される高負荷時には
冷却用通路側への制御バルブ開度を増して吸気を積極的
かつ速やかに冷却するようにしたので、加速時等の過渡
的条件下でも常に適正温度の吸気を機関に供給でき、従
って出力性能および火花点火機関における耐ノツキング
性を確実に向上できるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の概略構成図である。第2図は本発明の
実施例を示す概略構成図、第3図はコントローラのブロ
ック図である。第4図、第5図はそれぞれ他の実施例を
示す概略構成図である。 2・・・給気ブロア、6・・・エンジン、32・・・バ
イパス通路、33・・・熱交換器、34・・・冷却用通
路、35・・・]−バボレータ(熱交換器)、36川制
(〕IIパルプ、40・・・燃焼器、51・・・加熱装
置、57・・・冷W装[,61・・・コンl−ローラ。 特許出願人 日産自動車株式会社 第1図 第2図 1 (

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関吸気を加圧する過給手段を備えた内燃機関において
    、機関吸気通路の途中に、吸気冷却用熱交換器を介装し
    た冷却用通路と、この冷却用通路を迂回するバイパス通
    路を形成するとともに、前記冷却用通路とバイパス通路
    の吸気流量を相反的に増減制御する制御バルブと、機関
    運転条件を代表する信号値に応じて該機関運転条件毎に
    吸気温度を所定の設定値となるように前記制御バルブを
    駆動する制御系統を設けたことを特徴とする内燃機関の
    吸入空気温度調整装置。
JP58116610A 1983-06-28 1983-06-28 内燃機関の吸入空気温度調整装置 Pending JPS608418A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58116610A JPS608418A (ja) 1983-06-28 1983-06-28 内燃機関の吸入空気温度調整装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5038725A (en) * 1988-12-02 1991-08-13 Hitachi, Ltd. Intake manifold of internal combustion engine
US6769411B2 (en) 2002-09-23 2004-08-03 Sandor C. Fabiani Nozzle air injection system for a fuel-injected engine
WO2019073769A1 (ja) * 2017-10-10 2019-04-18 株式会社デンソー 吸気冷却システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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