JP5811889B2 - Air cooler - Google Patents

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

本発明は、空気冷却装置に関する。   The present invention relates to an air cooling device.

内燃機関は、気筒内への空気の充填率が上がると出力が増大する。上記充填率は、気筒内に充填する空気を冷却すると上がる。そのため、内燃機関の出力を増大させるには、気筒内に充填する直前の空気をインタークーラで冷却することが有効である。特許文献１に開示された空気冷却装置は、吸気マニホールド内にインタークーラを設置している。   The output of an internal combustion engine increases as the filling rate of air into the cylinder increases. The filling rate increases when the air filled in the cylinder is cooled. Therefore, in order to increase the output of the internal combustion engine, it is effective to cool the air immediately before filling in the cylinder with an intercooler. The air cooling device disclosed in Patent Document 1 has an intercooler installed in an intake manifold.

特表２０１０−５１０４２５号公報Special table 2010-510425 gazette

特許文献１に開示された空気冷却装置では、スロットル開度が小さいとき、インタークーラを通過する空気の流速が遅くなる。そのため、空気中の水蒸気が凝縮し水滴となってインタークーラのフィンに付着し易い。フィンに溜まった水は、スロットル開度が急に大きくなったとき一気に内燃機関に吸い込まれ、内燃機関に水撃作用を及ぼす。上記水撃作用は、内燃機関を破損させるおそれがある。   In the air cooling device disclosed in Patent Document 1, when the throttle opening is small, the flow velocity of the air passing through the intercooler becomes slow. Therefore, water vapor in the air condenses and becomes water droplets and easily adheres to the fins of the intercooler. The water accumulated in the fins is sucked into the internal combustion engine at once when the throttle opening suddenly increases, and has a water hammer effect on the internal combustion engine. The water hammer action may damage the internal combustion engine.

また、インタークーラのフィンに溜まった水は、凍るとフィン間の通路を塞ぐ。フィン間の通路が塞がれると、インタークーラの冷却効率が低下する。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の破損を抑制可能であり、且つインタークーラの冷却効率の低下を抑制可能な空気冷却装置を提供することにある。 Also, the water accumulated in the fins of the intercooler closes the passages between the fins when frozen. When the passage between the fins is blocked, the cooling efficiency of the intercooler decreases.
The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide an air cooling device that can suppress damage to the internal combustion engine and can suppress a decrease in cooling efficiency of the intercooler. is there.

本発明は、内燃機関の吸入空気系統に設けられる空気冷却装置であって、通路部材と、インタークーラと、規制手段とを備える。通路部材は、空気が流通可能な通路を有する。インタークーラは、通路部材内に設けられ、通路を流れる空気を冷却可能である。規制手段は、通路のうちインタークーラに対し上流側または下流側に設けられる。規制手段は、通路を流れる空気の流量が少ないとき、通路を流れる空気の流量が多いときと比べインタークーラの通路断面積が小さくなるように空気の流れを規制する。
吸入空気系統は、通路部材に接続するスロットルボディ、スロットルボディ内を開閉可能なスロットル弁部材、および、スロットル弁部材を開閉駆動するスロットル駆動部を有する。
本発明には第１発明および第２発明がある。
第１発明では、規制手段は、通路のうちインタークーラに対し上流側の区間を第１流路と第２流路とに仕切る第１隔壁と、通路を流れる空気の流量が少ないとき第１流路を閉じる閉鎖手段と、を有する。閉鎖手段は、第１流路を開閉可能な弁部材、および、スロットル弁部材またはスロットル駆動部の開閉動作に連動し弁部材を開閉駆動する連動機構から構成される。弁部材は、インタークーラに対し上流側の位置から当該インタークーラ側に延びる可動板を有し、第１流路を閉じると、通路のうち第２流路に対し上流側の区間の通路断面積をインタークーラに向かって連続的に小さくする。
第２発明では、規制手段は、通路のうちインタークーラに対し上流側の区間を第３流路と第４流路とに仕切る第２隔壁から構成される。第３流路は、通路を流れる空気の流量が少なくなるようにスロットル弁部材がスロットルボディの通路断面積を小さくしているときスロットル弁部材に対し下流側に位置する。第４流路は、スロットル弁部材がスロットルボディの通路断面積を小さくしているときスロットル弁部材とスロットルボディとの隙間に対し下流側に位置する。 The present invention is an air cooling device provided in an intake air system of an internal combustion engine, and includes a passage member, an intercooler, and a regulating means. The passage member has a passage through which air can flow. The intercooler is provided in the passage member and can cool the air flowing through the passage. The restricting means is provided on the upstream side or the downstream side of the intercooler in the passage. The restricting means restricts the air flow so that the cross-sectional area of the intercooler is smaller when the flow rate of air flowing through the passage is small than when the flow rate of air flowing through the passage is large.
The intake air system includes a throttle body connected to the passage member, a throttle valve member capable of opening and closing the inside of the throttle body, and a throttle driving unit that drives the throttle valve member to open and close.
The present invention includes a first invention and a second invention.
In the first invention, the restricting means includes the first partition that partitions the upstream section of the passage relative to the intercooler into the first flow path and the second flow path, and the first flow when the flow rate of air flowing through the passage is small. Closing means for closing the path. The closing means includes a valve member that can open and close the first flow path, and an interlocking mechanism that drives the valve member to open and close in conjunction with the opening and closing operation of the throttle valve member or the throttle driving unit. The valve member has a movable plate extending from the upstream side position to the intercooler side with respect to the intercooler. When the first flow path is closed, the passage cross-sectional area of the section upstream of the second flow path with respect to the second flow path. Is continuously reduced toward the intercooler.
In the second invention, the restricting means is constituted by a second partition wall that partitions a section upstream of the intercooler in the passage into a third flow path and a fourth flow path. The third flow path is located on the downstream side of the throttle valve member when the throttle valve member reduces the passage cross-sectional area of the throttle body so that the flow rate of air flowing through the passage is reduced. The fourth flow path is positioned on the downstream side with respect to the gap between the throttle valve member and the throttle body when the throttle valve member reduces the passage cross-sectional area of the throttle body.

したがって、スロットル開度が小さいとき、インタークーラを通過する空気の流速が低下しない。そのため、インタークーラを通過する空気中の水蒸気がインタークーラのフィンに結露し難くなる。そのため、フィンに溜まった水が内燃機関に水撃作用を及ぼすことに起因して内燃機関が破損することを抑制可能である。
また、フィンに溜まった水が凍りフィン間の通路を塞ぐことに起因してインタークーラの冷却効率が低下することを抑制可能である。 Therefore, when the throttle opening is small, the flow rate of the air passing through the intercooler does not decrease. Therefore, water vapor in the air passing through the intercooler is less likely to condense on the fins of the intercooler. Therefore, it is possible to prevent the internal combustion engine from being damaged due to water accumulated in the fins having a water hammer effect on the internal combustion engine.
Moreover, it can suppress that the cooling efficiency of an intercooler falls because the water collected on the fin freezes and blocks the channel | path between fins.

本発明の第１実施形態による空気冷却装置を使用したエンジンシステムの概念図である。1 is a conceptual diagram of an engine system using an air cooling device according to a first embodiment of the present invention. 図１の矢印ＩＩ部分の拡大図であって、スロットル開度が比較的大きい場合の空気冷却装置を示す図である。It is an enlarged view of the arrow II part of Drawing 1, and is a figure showing an air cooling device in case a throttle opening is comparatively large. 図２の場合よりもスロットル開度が小さい場合の空気冷却装置を示す図である。It is a figure which shows the air cooling device when a throttle opening is smaller than the case of FIG. 本発明の第２実施形態による空気冷却装置を用いたエンジンシステムの概念図である。It is a conceptual diagram of the engine system using the air cooling device by 2nd Embodiment of this invention. 図４の矢印Ｖ部分の拡大図であって、スロットル開度が比較的大きい場合の空気冷却装置を示す図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow V in FIG. 4, and shows the air cooling device when the throttle opening is relatively large. 図５の場合よりもスロットル開度が小さい場合の空気冷却装置を示す図である。It is a figure which shows the air cooling device in case a throttle opening is smaller than the case of FIG. 図６のスロットル弁装置を矢印ＶＩＩ方向に見た図である。It is the figure which looked at the throttle valve apparatus of FIG. 6 in the arrow VII direction.

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による空気冷却装置は、図１に示すエンジンシステムで使用されている。先ず、エンジンシステム１０を説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(First embodiment)
The air cooling device according to the first embodiment of the present invention is used in the engine system shown in FIG. First, the engine system 10 will be described.

エンジンシステム１０は、内燃機関１２、吸入空気系統１６、排気系統６４、過給機７４およびＥＧＲ装置８４を備えている。内燃機関１２は、複数の気筒１４を有するレシプロ型エンジンである。なお便宜上、図１には気筒１４を１つだけ示す。
吸入空気系統１６は、エアクリーナ１８、スロットル弁装置２０、吸気マニホールド２６、インテークパイプ３８、４０、および、空気冷却装置４２を有する。 The engine system 10 includes an internal combustion engine 12, an intake air system 16, an exhaust system 64, a supercharger 74, and an EGR device 84. The internal combustion engine 12 is a reciprocating engine having a plurality of cylinders 14. For convenience, only one cylinder 14 is shown in FIG.
The intake air system 16 includes an air cleaner 18, a throttle valve device 20, an intake manifold 26, intake pipes 38 and 40, and an air cooling device 42.

エアクリーナ１８は、大気から空気を取り込み、取り込んだ空気中の異物を除去する。エアクリーナ１８は、インテークパイプ３８により過給機７４のハウジング８０に接続されている。   The air cleaner 18 takes in air from the atmosphere and removes foreign matter in the taken-in air. The air cleaner 18 is connected to the housing 80 of the supercharger 74 by an intake pipe 38.

スロットル弁装置２０は、スロットルボディ２１、スロットルボディ２１内を開閉可能なバタフライ式のスロットル弁部材２２、および、スロットル弁部材２２を開閉駆動するスロットル駆動部２４から構成されている。スロットルボディ２１は、インテークパイプ４０により過給機７４のハウジング８０に接続されている。   The throttle valve device 20 includes a throttle body 21, a butterfly throttle valve member 22 that can open and close the throttle body 21, and a throttle drive unit 24 that drives the throttle valve member 22 to open and close. The throttle body 21 is connected to the housing 80 of the supercharger 74 by the intake pipe 40.

吸気マニホールド２６は、スロットルボディ２１に接続するサージタンク２８、および、サージタンク２８と内燃機関１２とを接続する多岐管３６から構成されている。サージタンク２８は、スロットルボディ２１およびインテークパイプ４０等と比べて大きい通路断面積を有する。サージタンク２８は、内燃機関１２に供給する空気の脈動を緩和する機能等を有する。多岐管３６は、サージタンク２８を通過した空気を内燃機関１２の各気筒１４に導く。   The intake manifold 26 includes a surge tank 28 connected to the throttle body 21 and a manifold 36 connecting the surge tank 28 and the internal combustion engine 12. The surge tank 28 has a larger passage cross-sectional area than the throttle body 21 and the intake pipe 40. The surge tank 28 has a function of relaxing air pulsation supplied to the internal combustion engine 12. The manifold 36 guides the air that has passed through the surge tank 28 to each cylinder 14 of the internal combustion engine 12.

空気冷却装置４２は、サージタンク２８、インタークーラ４４および規制手段５０から構成されている。第１実施形態では、サージタンク２８は「通路部材」と兼ねる。サージタンク２８は、空気が流通可能な通路３０を有する。   The air cooling device 42 includes a surge tank 28, an intercooler 44, and a regulation means 50. In the first embodiment, the surge tank 28 also serves as a “passage member”. The surge tank 28 has a passage 30 through which air can flow.

インタークーラ４４は、サージタンク２８内に設けられている。インタークーラ４４は、図示しない冷却水ポンプが圧送する冷却水を流すチューブ４６、および、チューブ４６の外壁に固定されたフィン４８を有する。インタークーラ４４は、通路３０を流れる空気を冷却可能な水冷式の熱交換器である。   The intercooler 44 is provided in the surge tank 28. The intercooler 44 has a tube 46 for flowing cooling water pumped by a cooling water pump (not shown), and a fin 48 fixed to the outer wall of the tube 46. The intercooler 44 is a water-cooled heat exchanger that can cool the air flowing through the passage 30.

規制手段５０は、通路３０のうちインタークーラ４４に対し上流側に設けられている。規制手段５０は、通路３０を流れる空気の流量が少ないとき即ちスロットル開度が小さいとき、スロットル開度が大きいときと比べインタークーラ４４の通路断面積が小さくなるように空気の流れを規制する。なお、規制手段５０については後に詳述する。   The restricting means 50 is provided on the upstream side of the intercooler 44 in the passage 30. The regulating means 50 regulates the air flow so that the passage cross-sectional area of the intercooler 44 is smaller when the flow rate of air flowing through the passage 30 is small, that is, when the throttle opening is small than when the throttle opening is large. The restricting means 50 will be described in detail later.

排気系統６４は、内燃機関１２の各気筒１４から排出される排気を集合させる排気マニホールド６６、排気を浄化する触媒コンバータ６８、過給機７４のハウジング８２と触媒コンバータ６８とを接続するエキゾーストパイプ７０、および、触媒コンバータ６８と図示しないマフラーとを接続するエキゾーストパイプ７２等から構成されている。エキゾーストパイプ７２を通過した排気は、図示しないマフラーから大気に放出される。   The exhaust system 64 includes an exhaust manifold 66 that collects exhaust discharged from each cylinder 14 of the internal combustion engine 12, a catalytic converter 68 that purifies the exhaust, and an exhaust pipe 70 that connects the housing 82 of the supercharger 74 and the catalytic converter 68. , And an exhaust pipe 72 that connects the catalytic converter 68 and a muffler (not shown). Exhaust gas that has passed through the exhaust pipe 72 is discharged to the atmosphere from a muffler (not shown).

過給機７４は、排気駆動式であり、内燃機関１２の排気により回転駆動するタービンホイール７６、タービンホイール７６と一体に回転し空気を圧縮するコンプレッサホイール７８、および、ハウジング８０、８２から構成されている。過給機７４は、空気を圧縮することによって内燃機関１２の各気筒１４により多くの空気を送り込む。内燃機関１２に供給する空気量を増やすことで燃料可能な燃料の量を増やし、内燃機関１２の出力を増大させることができる。   The supercharger 74 is an exhaust drive type, and includes a turbine wheel 76 that is rotationally driven by exhaust of the internal combustion engine 12, a compressor wheel 78 that rotates integrally with the turbine wheel 76 and compresses air, and housings 80 and 82. ing. The supercharger 74 feeds more air into each cylinder 14 of the internal combustion engine 12 by compressing the air. By increasing the amount of air supplied to the internal combustion engine 12, the amount of fuel that can be fueled can be increased, and the output of the internal combustion engine 12 can be increased.

ＥＧＲ装置８４は、エキゾーストパイプ７２とインテークパイプ３８とを接続するＥＧＲホース８６、エキゾーストパイプ７２からＥＧＲホース８６を経由してインテークパイプ３８に流入する排気量を調整するＥＧＲ弁装置８８、および、ＥＧＲホース８６を通過する排気を浄化するフィルター９０から構成されている。ＥＧＲ装置８４は、排気の一部を吸入空気系統１６に戻すことによって内燃機関１２の燃焼温度を下げる。内燃機関１２の燃焼温度を下げることにより、燃費を向上させる効果や排気中の窒素酸化物を低減する効果がある。   The EGR device 84 includes an EGR hose 86 that connects the exhaust pipe 72 and the intake pipe 38, an EGR valve device 88 that adjusts the amount of exhaust gas flowing from the exhaust pipe 72 through the EGR hose 86 into the intake pipe 38, and EGR The filter 90 is configured to purify the exhaust gas passing through the hose 86. The EGR device 84 lowers the combustion temperature of the internal combustion engine 12 by returning a part of the exhaust gas to the intake air system 16. Lowering the combustion temperature of the internal combustion engine 12 has the effect of improving fuel efficiency and the effect of reducing nitrogen oxides in the exhaust.

次に、空気冷却装置４２の規制手段５０の構成を図２、図３に基づき詳しく説明する。
規制手段５０は、第１隔壁５２および閉鎖手段５４を有する。第１隔壁５２は、通路３０のうちインタークーラ４４に対し上流側の区間を第１流路３２と第２流路３４とに仕切る。第１隔壁５２は、サージタンク２８に一体に形成される。第１実施形態では、第２流路３４の通路断面積は、第１流路３２の通路断面積と比べて小さい。 Next, the configuration of the regulating means 50 of the air cooling device 42 will be described in detail with reference to FIGS.
The restricting means 50 includes a first partition wall 52 and a closing means 54. The first partition 52 partitions a section upstream of the intercooler 44 in the passage 30 into a first flow path 32 and a second flow path 34. The first partition 52 is formed integrally with the surge tank 28. In the first embodiment, the passage sectional area of the second flow path 34 is smaller than the passage sectional area of the first flow path 32.

閉鎖手段５４は、弁部材５６およびリンク機構６２から構成されている。
弁部材５６は、サージタンク２８の内壁により回転可能に支持された回転軸５８、および、回転軸５８からインタークーラ４４側に延びる可動板６０からなる。弁部材５６は、第１流路３２を開閉可能である。具体的には、弁部材５６は、図２に示すように可動板６０が第１流路３２を開放する位置から、図３に示すように可動板６０が第１流路３２を閉鎖する位置まで作動可能である。 The closing means 54 includes a valve member 56 and a link mechanism 62.
The valve member 56 includes a rotating shaft 58 that is rotatably supported by the inner wall of the surge tank 28, and a movable plate 60 that extends from the rotating shaft 58 toward the intercooler 44. The valve member 56 can open and close the first flow path 32. Specifically, the valve member 56 is moved from a position where the movable plate 60 opens the first flow path 32 as shown in FIG. 2 to a position where the movable plate 60 closes the first flow path 32 as shown in FIG. It is possible to operate up to.

リンク機構６２は、スロットル弁装置２０のスロットル弁部材２２と弁部材５６の回転軸５８とを連結するリンク部材から構成され、スロットル弁部材２２の開閉動作に連動し弁部材５６を開閉駆動する。リンク機構６２は、特許請求の範囲に記載の「連動機構」に相当する。リンク機構６２は、スロットル開度が大きいとき第１流路３２が開くように弁部材５６を駆動し、スロットル開度が小さいとき第１流路３２が閉じるように弁部材５６を駆動する。   The link mechanism 62 includes a link member that connects the throttle valve member 22 of the throttle valve device 20 and the rotating shaft 58 of the valve member 56, and drives the valve member 56 to open and close in conjunction with the opening / closing operation of the throttle valve member 22. The link mechanism 62 corresponds to a “link mechanism” described in the claims. The link mechanism 62 drives the valve member 56 so that the first flow path 32 is opened when the throttle opening is large, and drives the valve member 56 so that the first flow path 32 is closed when the throttle opening is small.

弁部材５６の可動板６０は、図３に示すように第１流路３２を閉じると、通路３０のうち第２流路３４に対し上流側の区間の通路断面積をインタークーラ４４に向かって連続的に小さくする。   When the first flow path 32 is closed as shown in FIG. 3, the movable plate 60 of the valve member 56 moves the cross-sectional area of the section upstream of the second flow path 34 in the path 30 toward the intercooler 44. Reduce continuously.

次に、空気冷却装置４２の作動を説明する。
図２に示すようにスロットル開度が大きいとき、弁部材５６は、第１流路３２を開放する。スロットルボディ２１を通過する空気は、第１流路３２および第２流路３４のどちらかを通過してインタークーラ４４に流入する。 Next, the operation of the air cooling device 42 will be described.
As shown in FIG. 2, when the throttle opening is large, the valve member 56 opens the first flow path 32. The air passing through the throttle body 21 passes through either the first flow path 32 or the second flow path 34 and flows into the intercooler 44.

図３に示すようにスロットル開度が小さいとき、弁部材５６は、第１流路３２を閉鎖する。スロットルボディ２１を通過する空気は、第２流路３４を通過してインタークーラ４４に流入する。このとき、スロットルボディ２１を通過する空気の流量は、スロットル開度が大きいときと比べて少ない。一方、通路３０のうちインタークーラ４４の上流側の区間は、スロットル開度が大きいときと比べて絞られている。そのため、スロットル開度が小さいときインタークーラ４４を通過する空気の流速は、スロットル開度が大きいときと比べ低下しないように構成されている。言い換えれば、第２流路３４の通路断面積は、スロットル開度が小さいときインタークーラ４４を通過する空気の流速が低下しないように設定されている。   As shown in FIG. 3, when the throttle opening is small, the valve member 56 closes the first flow path 32. The air passing through the throttle body 21 passes through the second flow path 34 and flows into the intercooler 44. At this time, the flow rate of air passing through the throttle body 21 is smaller than when the throttle opening is large. On the other hand, the section on the upstream side of the intercooler 44 in the passage 30 is narrowed compared to when the throttle opening is large. Therefore, the flow rate of the air passing through the intercooler 44 when the throttle opening is small is configured not to decrease compared to when the throttle opening is large. In other words, the passage cross-sectional area of the second flow path 34 is set so that the flow velocity of the air passing through the intercooler 44 does not decrease when the throttle opening is small.

以上説明したように、第１実施形態による空気冷却装置４２は、通路３０を有するサージタンク２８と、通路３０を流れる空気を冷却可能なインタークーラ４４と、規制手段５０とを備える。規制手段５０は、通路３０のうちインタークーラ４４に対し上流側に設けられ、通路３０を流れる空気の流量が少ないときインタークーラ４４の通路断面積が小さくなるように空気の流れを規制する。   As described above, the air cooling device 42 according to the first embodiment includes the surge tank 28 having the passage 30, the intercooler 44 capable of cooling the air flowing through the passage 30, and the regulating means 50. The restricting means 50 is provided upstream of the intercooler 44 in the passage 30 and restricts the air flow so that the passage cross-sectional area of the intercooler 44 is small when the flow rate of air flowing through the passage 30 is small.

したがって、スロットル開度が小さいとき、インタークーラ４４を通過する空気の流速が低下しない。そのため、インタークーラ４４を通過する空気中の水蒸気がインタークーラ４４のフィン４８に結露し難くなる。そのため、インタークーラ４４のフィン４８に溜まった水が内燃機関１２に水撃作用を及ぼすことに起因して内燃機関１２が破損することを抑制可能である。また、インタークーラ４４のフィン４８に溜まった水が凍りフィン４８間の通路を塞ぐことに起因してインタークーラ４４の冷却効率が低下することを抑制可能である。   Therefore, when the throttle opening is small, the flow rate of the air passing through the intercooler 44 does not decrease. Therefore, water vapor in the air that passes through the intercooler 44 is less likely to condense on the fins 48 of the intercooler 44. Therefore, it is possible to prevent the internal combustion engine 12 from being damaged due to water accumulated in the fins 48 of the intercooler 44 exerting a water hammer effect on the internal combustion engine 12. In addition, it is possible to suppress the cooling efficiency of the intercooler 44 from being reduced due to water accumulated in the fins 48 of the intercooler 44 being frozen and blocking the passages between the fins 48.

また、第１実施形態では、規制手段５０は、通路３０のうちインタークーラ４４に対し上流側の区間を第１流路３２と第２流路３４とに仕切る第１隔壁５２と、通路３０を流れる空気の流量が少ないとき第１流路３２を閉じる閉鎖手段５４とを有する。
したがって、通路３０を流れる空気の流量が少ないとき、空気は、第２流路３４だけを通ってインタークーラ４４に流入する。そのため、インタークーラ４４を通過する空気の流速が低下することを回避可能である。 In the first embodiment, the restricting means 50 includes the first partition wall 52 that divides the section upstream of the intercooler 44 in the passage 30 into the first flow path 32 and the second flow path 34, and the passage 30. Closing means 54 for closing the first flow path 32 when the flow rate of the flowing air is small.
Accordingly, when the flow rate of the air flowing through the passage 30 is small, the air flows into the intercooler 44 only through the second flow path 34. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the flow velocity of the air passing through the intercooler 44.

また、第１実施形態では、吸入空気系統１６は、サージタンク２８に接続するスロットルボディ２１、スロットルボディ２１内を開閉可能なスロットル弁部材２２、および、スロットル弁部材２２を開閉駆動するスロットル駆動部２４を有する。また、閉鎖手段は、第１流路３２を開閉可能な弁部材５６、および、スロットル駆動部２４の開閉動作に連動し弁部材５６を開閉駆動するリンク機構６２から構成される。
したがって、弁部材５６を開閉駆動するための駆動手段を別途設けなくてもよいので、空気冷却装置４２の部品点数を減らすことができる。 In the first embodiment, the intake air system 16 includes a throttle body 21 connected to the surge tank 28, a throttle valve member 22 that can open and close the throttle body 21, and a throttle drive unit that drives the throttle valve member 22 to open and close 24. The closing means includes a valve member 56 that can open and close the first flow path 32 and a link mechanism 62 that drives the valve member 56 to open and close in conjunction with the opening and closing operation of the throttle driving unit 24.
Therefore, it is not necessary to separately provide driving means for opening and closing the valve member 56, so that the number of parts of the air cooling device 42 can be reduced.

また、第１実施形態では、弁部材５６は、第１流路３２を閉じると、通路３０のうち第２流路３４に対し上流側の区間の通路断面積をインタークーラ４４に向かって連続的に小さくする。
したがって、通路３０の空気の流れを円滑にすることができる。 In the first embodiment, when the first flow path 32 is closed, the valve member 56 continuously increases the passage cross-sectional area of the section upstream of the second flow path 34 in the path 30 toward the intercooler 44. Make it smaller.
Therefore, the air flow in the passage 30 can be made smooth.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による空気冷却装置を図４〜図７に基づき説明する。
空気冷却装置１００は、サージタンク１０２、インタークーラ４４および規制手段１１０から構成されている。サージタンク１０２は、特許請求の範囲に記載の「通路部材」に相当する。サージタンク１０２は、空気が流通可能な通路１０４を有する。 (Second Embodiment)
An air cooling device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The air cooling device 100 includes a surge tank 102, an intercooler 44, and a regulating means 110. The surge tank 102 corresponds to a “passage member” recited in the claims. The surge tank 102 has a passage 104 through which air can flow.

規制手段１１０は、通路１０４のうちインタークーラ４４に対し上流側に設けられている。規制手段１１０は、通路１０４を流れる空気の流量が少ないとき即ちスロットル開度が小さいとき、スロットル開度が大きいときと比べインタークーラ４４の通路断面積が小さくなるように空気の流れを規制する。   The restricting means 110 is provided on the upstream side of the intercooler 44 in the passage 104. The restricting means 110 restricts the air flow so that the cross-sectional area of the intercooler 44 is smaller when the flow rate of air flowing through the passage 104 is small, that is, when the throttle opening is small, compared to when the throttle opening is large.

具体的には、規制手段１１０は、通路１０４のうちインタークーラ４４に対し上流側の区間を第３流路１０６と第４流路１０８とに仕切る第２隔壁１１２と、上記区間を第３流路１０６と第４流路１０９とに仕切る第２隔壁１１６とから構成されている。図７に示すように、第２隔壁１１２、１１６のスロットル弁部材２２側の端部１１４、１１８の横断面形状は、スロットル開度が小さいときのスロットル弁部材２２の縁に沿う円弧状である。   Specifically, the regulating means 110 includes a second partition 112 that partitions a section upstream of the intercooler 44 in the passage 104 into a third flow path 106 and a fourth flow path 108, and the section as a third flow. The second partition wall 116 is divided into a path 106 and a fourth flow path 109. As shown in FIG. 7, the cross-sectional shape of the end portions 114 and 118 on the throttle valve member 22 side of the second partition walls 112 and 116 is an arc shape along the edge of the throttle valve member 22 when the throttle opening is small. .

第３流路１０６は、スロットル弁部材２２がスロットルボディ２１の通路断面積を小さくしているときスロットル弁部材２２に対し下流側に位置する。言い換えれば、スロットル開度が小さいときスロットル弁部材２２を上流側から見ると、第３流路１０６は、スロットル弁部材２２に隠れる位置にある。   The third flow path 106 is located on the downstream side of the throttle valve member 22 when the throttle valve member 22 reduces the passage cross-sectional area of the throttle body 21. In other words, when the throttle valve opening 22 is small, when the throttle valve member 22 is viewed from the upstream side, the third flow path 106 is in a position hidden by the throttle valve member 22.

第４流路１０８、１０９は、スロットル弁部材２２がスロットルボディ２１の通路断面積を小さくしているときスロットル弁部材２２とスロットルボディ２１との隙間に対し下流側に位置する。言い換えれば、スロットル開度が小さいときスロットル弁部材２２を上流側から見ると、第４流路１０８、１０９は、スロットル弁部材２２とスロットルボディ２１との隙間から見える位置にある。   The fourth flow paths 108 and 109 are located downstream of the gap between the throttle valve member 22 and the throttle body 21 when the throttle valve member 22 has a small passage cross-sectional area of the throttle body 21. In other words, when the throttle valve member 22 is viewed from the upstream side when the throttle opening is small, the fourth flow paths 108 and 109 are in positions where they can be seen from the gap between the throttle valve member 22 and the throttle body 21.

第４流路１０８、１０９の上流側の通路断面積は、下流側の通路断面積よりも大きい。第２隔壁１１２、１１６は、第４流路１０８、１０９の通路断面積をインタークーラ４４に向かって連続的に小さくする。
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、規制手段５０が第２隔壁１１２、１１６だけで構成されていることから、駆動手段が不要であり、構成が簡易である。 The passage cross-sectional area on the upstream side of the fourth flow paths 108 and 109 is larger than the cross-sectional area on the downstream side. The second partition walls 112 and 116 continuously reduce the passage cross-sectional area of the fourth flow paths 108 and 109 toward the intercooler 44.
According to 2nd Embodiment, there exists an effect similar to 1st Embodiment. Furthermore, since the restricting means 50 is composed of only the second partition walls 112 and 116, the driving means is unnecessary and the structure is simple.

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、スロットル弁装置は、バタフライ式に限らず、例えばゲート式等の他の型式であってもよい。
本発明の他の実施形態では、規制手段は、インタークーラに対し下流側に設けられてもよい。 (Other embodiments)
In another embodiment of the present invention, the throttle valve device is not limited to the butterfly type, and may be another type such as a gate type.
In another embodiment of the present invention, the restricting means may be provided downstream of the intercooler.

本発明の他の実施形態では、吸気マニホールドのサージタンクは、空気冷却装置の通路部材を兼ねなくてもよい。すなわち、空気冷却装置は、吸気マニホールド以外の場所に設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、空気冷却装置は、スロットル弁装置に対し上流側に設けられてもよい。 In another embodiment of the present invention, the surge tank of the intake manifold may not double as the passage member of the air cooling device. That is, the air cooling device may be provided at a place other than the intake manifold.
In another embodiment of the present invention, the air cooling device may be provided upstream of the throttle valve device.

第１実施形態では、規制手段は、スロットル弁装置のスロットル駆動部に連動するリンク機構で弁部材を駆動していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、スロットル弁装置のスロットル駆動部とは別に、弁部材を開閉駆動するための駆動手段を設けてもよい。   In the first embodiment, the restricting means drives the valve member by a link mechanism that is linked to the throttle drive unit of the throttle valve device. On the other hand, in another embodiment of the present invention, a driving means for opening and closing the valve member may be provided separately from the throttle driving unit of the throttle valve device.

本発明の他の実施形態では、弁部材は、スロットル開度が所定値より大きいときは第１流路を全開にし、スロットル開度が所定値以下となったときは第１流路を全閉にするように、段階的に作動してもよい。
本発明の他の実施形態では、弁部材は、ゲート式等の他の型式であってもよい。 In another embodiment of the present invention, the valve member fully opens the first flow path when the throttle opening is larger than a predetermined value, and fully closes the first flow path when the throttle opening becomes less than the predetermined value. It may be operated step by step.
In other embodiments of the present invention, the valve member may be other types such as a gate type.

本発明の他の実施形態では、弁部材は、第１流路を閉じたとき、通路のうち第２流路に対し上流側の区間の通路断面積を一定にしてもよい。
本発明の他の実施形態では、リンク機構は、スロットル弁部材ではなくスロットル駆動部に連結されてもよい。 In another embodiment of the present invention, the valve member may make the passage cross-sectional area of the upstream section of the passage relative to the second flow passage constant when the first flow passage is closed.
In another embodiment of the present invention, the link mechanism may be connected to the throttle driving unit instead of the throttle valve member.

本発明の他の実施形態では、リンク機構に代えて、歯車等で構成される連動機構を設けてもよい。
本発明の他の実施形態では、第２流路の通路断面積は、第１流路の通路断面積と同じであってもよいし、第１流路の通路断面積よりも大きくてもよい。 In another embodiment of the present invention, an interlocking mechanism including gears or the like may be provided instead of the link mechanism.
In another embodiment of the present invention, the passage cross-sectional area of the second flow path may be the same as the cross-sectional area of the first flow path, or may be larger than the cross-sectional area of the first flow path. .

第２実施形態では、第２隔壁が２つの部材から構成されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、第２隔壁を１つの部材で構成してもよい。
本発明の他の実施形態では、第２隔壁のスロットル弁部材側の端部の断面形状は、円弧状に限らず、直線状等であってもよい。
本発明の他の実施形態では、第４流路は、流通方向で通路断面積が一定であってもよい。 In the second embodiment, the second partition is composed of two members. On the other hand, in other embodiment of this invention, you may comprise a 2nd partition with one member.
In another embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the end portion of the second partition wall on the throttle valve member side is not limited to an arc shape, but may be a linear shape or the like.
In another embodiment of the present invention, the fourth channel may have a constant passage cross-sectional area in the flow direction.

本発明は、スロットル弁装置を備えていない吸入空気系統にも適用可能である。
本発明は、過給機を備えていないエンジンシステムにも適用可能である。
本発明は、ＥＧＲ装置を備えていないエンジンシステムにも適用可能である。
以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 The present invention is also applicable to an intake air system that does not include a throttle valve device.
The present invention is also applicable to an engine system that does not include a supercharger.
The present invention is also applicable to an engine system that does not include an EGR device.
As described above, the present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.

１２・・・内燃機関
１６・・・吸入空気系統
２８、１０２・・・サージタンク（通路部材）
３０、１０４・・・通路
４２、１００・・・空気冷却装置
４４・・・インタークーラ
５０、１１０・・・規制手段 12 ... Internal combustion engine 16 ... Intake air system 28, 102 ... Surge tank (passage member)
30, 104 ... passage 42, 100 ... air cooling device 44 ... intercooler 50, 110 ... regulating means

Claims (4)

内燃機関（１２）の吸入空気系統（１６）に設けられる空気冷却装置（４２）であって、
空気が流通可能な通路（３０）を有する通路部材（２８）と、
前記通路部材内に設けられ、前記通路を流れる空気を冷却可能なインタークーラ（４４）と、
前記通路のうち前記インタークーラに対し上流側に設けられ、前記通路を流れる空気の流量が少ないとき、前記通路を流れる空気の流量が多いときと比べ前記インタークーラの通路断面積が小さくなるように空気の流れを規制する規制手段（５０）と、
を備え、
前記規制手段は、前記通路のうち前記インタークーラに対し上流側の区間を第１流路（３２）と第２流路（３４）とに仕切る第１隔壁（５２）と、前記通路を流れる空気の流量が少ないとき前記第１流路を閉じる閉鎖手段（５４）と、を有し、
前記吸入空気系統は、前記通路部材に接続するスロットルボディ（２１）、前記スロットルボディ内を開閉可能なスロットル弁部材（２２）、および、前記スロットル弁部材を開閉駆動するスロットル駆動部（２４）を有し、
前記閉鎖手段は、前記第１流路を開閉可能な弁部材（５６）、および、前記スロットル弁部材または前記スロットル駆動部の開閉動作に連動し前記弁部材を開閉駆動する連動機構（６２）から構成され、
前記弁部材は、前記インタークーラに対し上流側の位置から当該インタークーラ側に延びる可動板（６０）を有し、前記第１流路を閉じると、前記通路のうち前記第２流路に対し上流側の区間の通路断面積を前記インタークーラに向かって連続的に小さくすることを特徴とする空気冷却装置。 An air cooling device (42) provided in an intake air system (16) of an internal combustion engine (12),
A passage member (28) having a passage (30) through which air can flow;
An intercooler (44) provided in the passage member and capable of cooling the air flowing through the passage;
Of the passages , provided on the upstream side of the intercooler, when the flow rate of air flowing through the passage is small, the passage cross-sectional area of the intercooler is smaller than when the flow rate of air flowing through the passage is large. Regulation means (50) for regulating the flow of air;
Equipped with a,
The regulating means includes a first partition wall (52) that partitions a section upstream of the intercooler in the passage into a first flow path (32) and a second flow path (34), and air flowing through the passage. Closing means (54) for closing the first flow path when the flow rate of
The intake air system includes a throttle body (21) connected to the passage member, a throttle valve member (22) capable of opening and closing the inside of the throttle body, and a throttle driving unit (24) for opening and closing the throttle valve member. Have
The closing means includes a valve member (56) that can open and close the first flow path, and an interlocking mechanism (62) that drives the valve member to open and close in conjunction with the opening and closing operation of the throttle valve member or the throttle drive unit. Configured,
The valve member has a movable plate (60) extending from the upstream side position to the intercooler side with respect to the intercooler, and when the first flow path is closed, the second flow path of the passage is closed with respect to the second flow path. air cooling device the cross-sectional area of the upstream side of the section, characterized in successively smaller to isosamples toward the intercooler. 内燃機関（１２）の吸入空気系統（１６）に設けられる空気冷却装置（１００）であって、
空気が流通可能な通路（１０４）を有する通路部材（１０２）と、
前記通路部材内に設けられ、前記通路を流れる空気を冷却可能なインタークーラ（４４）と、
前記通路のうち前記インタークーラに対し上流側または下流側に設けられ、前記通路を流れる空気の流量が少ないとき、前記通路を流れる空気の流量が多いときと比べ前記インタークーラの通路断面積が小さくなるように空気の流れを規制する規制手段（１１０）と、
を備え、
前記吸入空気系統は、前記通路部材に接続するスロットルボディ、前記スロットルボディ内を開閉可能なスロットル弁部材、および、前記スロットル弁部材を開閉駆動するスロットル駆動部を有し、
前記規制手段は、前記通路のうち前記インタークーラに対し上流側の区間を第３流路（１０６）と第４流路（１０８、１０９）とに仕切る第２隔壁（１１２、１１６）から構成され、
前記第３流路は、前記通路を流れる空気の流量が少なくなるように前記スロットル弁部材が前記スロットルボディの通路断面積を小さくしているとき前記スロットル弁部材に対し下流側に位置し、
前記第４流路は、前記スロットル弁部材が前記スロットルボディの通路断面積を小さくしているとき前記スロットル弁部材と前記スロットルボディとの隙間に対し下流側に位置することを特徴とする空気冷却装置。 An air cooling device (100) provided in an intake air system (16) of an internal combustion engine (12),
A passage member (102) having a passage (104) through which air can flow;
An intercooler (44) provided in the passage member and capable of cooling the air flowing through the passage;
Of the passages, provided on the upstream side or downstream side of the intercooler, when the flow rate of air flowing through the passage is small, the cross-sectional area of the intercooler is smaller than when the flow rate of air flowing through the passage is large. A regulating means (110) for regulating the flow of air so that
Equipped with a,
The intake air system has a throttle body connected to the passage member, a throttle valve member capable of opening and closing the inside of the throttle body, and a throttle driving unit for opening and closing the throttle valve member,
The restricting means includes a second partition wall (112, 116) that divides a section upstream of the intercooler in the passage into a third channel (106) and a fourth channel (108, 109). ,
The third flow path is located downstream of the throttle valve member when the throttle valve member has a reduced passage cross-sectional area of the throttle body so that the flow rate of air flowing through the passage is reduced.
The air fourth flow path, characterized that you located downstream relative to the gap between the throttle valve member and the throttle body when the throttle valve member is smaller cross-sectional area of the throttle body Cooling system. 前記スロットル弁部材は、バタフライ式であり、
前記第２隔壁の前記スロットル弁部材側の端部（１１４、１１８）の断面形状は、前記スロットル弁部材が前記スロットルボディの通路断面積を小さくしているときの前記スロットル弁部材の縁に沿う円弧状であることを特徴とする請求項２に記載の空気冷却装置。 The throttle valve member is a butterfly type,
The cross-sectional shape of the end portion (114, 118) of the second partition wall on the throttle valve member side is along the edge of the throttle valve member when the throttle valve member reduces the passage cross-sectional area of the throttle body. The air cooling device according to claim 2 , wherein the air cooling device has an arc shape. 前記第２隔壁は、前記第４流路の通路断面積を前記インタークーラに向かって連続的に小さくすることを特徴とする請求項２または３に記載の空気冷却装置。 Said second partition wall, the air cooling device according to the passage sectional area of the fourth flow path to claim 2 or 3, characterized in that continuously decrease toward the intercooler.
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