JP2009215915A - Oil accumulation prevention device within intercooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インタークーラ内のオイル溜り防止装置に関するものである。 The present invention relates to an oil pool preventing device in an intercooler.
ディーゼルエンジンやガソリンエンジンにおいて、ターボチャージャとインタークーラを搭載した場合、ターボチャージャやブローバイガス還元装置(PCV)から給気系配管に混入したオイルがインタークーラ内に溜りやすくなる。インタークーラ内に溜ったオイルは行き場所がないためエンジンの吸気の力でインテークマニホールドに吸込まれ、やがて、エンジン内にて燃焼する。 In a diesel engine or a gasoline engine, when a turbocharger and an intercooler are mounted, oil mixed in the supply air piping from the turbocharger or blow-by gas reduction device (PCV) is likely to accumulate in the intercooler. Since the oil accumulated in the intercooler has no place to go, it is sucked into the intake manifold by the intake air of the engine and eventually burns in the engine.
しかし、エンジンの低負荷・低回転状態ではインテークマニホールドに入ったオイルは、吸気流量が少ないためにインテークマニホールドより流れ難く、インテークバルブに付着したオイルも燃焼室内の燃焼温度が低い為に燃焼が進まない。その結果、インテークバルブに固まったオイルが付着することによりインテークバルブの閉じ渋りが発生し、やがて、エンジンの出力の低下を引き起こすことになる。 However, when the engine is under low load and rotation, the oil entering the intake manifold is difficult to flow from the intake manifold due to the small intake flow rate, and the oil adhering to the intake valve also burns because the combustion temperature in the combustion chamber is low. Absent. As a result, the oil that has solidified adheres to the intake valve, which causes the intake valve to close and cause a decrease in engine output.
特許文献1には、過給機を備えたマリン用エンジンのインタークーラのドレインパンの底部にドレインポートを設け、自重で閉弁するフロートバルブをドレインポートに上方から接離自在に着座させる構成が開示されている。そして、この構成により、エンジンの運転中はインタークーラの内圧を利用してフロートバルブを閉弁保持させ、ドレインポートを閉鎖して給気の洩れ回避し、また、エンジン停止に伴うインタークーラの内圧低下時に結露水の浮力でフロートバルブをリフトさせて結露水を排出させる。 Patent Document 1 has a configuration in which a drain port is provided at the bottom of a drain pan of an intercooler of a marine engine equipped with a supercharger, and a float valve that closes by its own weight is seated on the drain port so as to be freely contacted and separated from above. It is disclosed. With this configuration, during operation of the engine, the internal pressure of the intercooler is used to keep the float valve closed, the drain port is closed to prevent air supply leakage, and the internal pressure of the intercooler when the engine is stopped When it drops, the float valve is lifted by the buoyancy of the condensed water to discharge the condensed water.
この特許文献1の技術を使うことにより、インタークーラ内に溜ったオイルをフロートバルブの開弁時に抜くことが考えられる。
しかしながら、上記特許文献1による構成は水抜き用であり、オイルが劣化してくるとオイルの粘度が高くなりフロートバルブの周りに溜ったオイルが冷却されるとフロートバルブが固着してしまう。このようにして、フロートバルブの開弁時において、劣化し粘度が高くなったオイルをドレインポートとフロートバルブとの間の僅かな隙間を通して抜くことはできない。また、特にエンジンの運転時では、インタークーラ内が負圧のため、インタークーラ内に溜った粘度の高いオイルを隙間から取り出すための装置が必要となる。 However, the configuration according to Patent Document 1 is for draining water, and when the oil deteriorates, the viscosity of the oil increases, and when the oil accumulated around the float valve is cooled, the float valve is fixed. In this way, when the float valve is opened, the deteriorated oil whose viscosity has increased cannot be removed through a slight gap between the drain port and the float valve. In particular, when the engine is in operation, the internal pressure of the intercooler is negative. Therefore, a device for taking out the highly viscous oil accumulated in the intercooler from the gap is required.
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、インタークーラ内にオイルが溜るのを防止することができるインタークーラ内のオイル溜り防止装置を提供することにある。 The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide an oil pool preventing device in an intercooler that can prevent oil from collecting in the intercooler.
請求項1に記載の発明では、過給機およびインタークーラを設けたエンジンにおいて、前記インタークーラのオイル受け部に設けたオイル抜き用貫通孔を開閉する開閉蓋と、前記開閉蓋を、前記オイル抜き用貫通孔を閉じる位置と開く位置とに駆動する駆動手段と、前記インタークーラのオイル受け部におけるオイルの有無を検出するセンサと、前記センサにより前記インタークーラのオイル受け部にオイルが有ると、エンジン停止時において前記駆動手段を制御して、前記開閉蓋を、前記オイル抜き用貫通孔を閉じる位置から開く位置に駆動させる制御手段と、を備えたことを要旨とする。 According to the first aspect of the present invention, in an engine provided with a supercharger and an intercooler, an opening / closing lid for opening / closing an oil draining through hole provided in an oil receiving portion of the intercooler, and the opening / closing lid, Drive means for driving the opening and closing positions of the through hole for extraction, a sensor for detecting the presence or absence of oil in the oil receiving portion of the intercooler, and the presence of oil in the oil receiving portion of the intercooler by the sensor The gist of the invention includes control means for controlling the driving means when the engine is stopped to drive the opening / closing lid from a position for closing the oil draining through hole to a position for opening.
請求項1に記載の発明によれば、制御手段はセンサによりインタークーラのオイル受け部にオイルが有ると、エンジン停止時において駆動手段を制御して開閉蓋をオイル抜き用貫通孔を閉じる位置から開く位置に駆動させる。これにより、インタークーラのオイル受け部の劣化オイル、即ち、高粘度のオイルを確実に排出することができる。その結果、インタークーラ内にオイルが溜るのを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the control means has oil in the oil receiving portion of the intercooler by the sensor, the control means controls the driving means when the engine is stopped so that the opening / closing lid is closed from the position for closing the oil draining through hole. Drive to the open position. Thereby, the deteriorated oil in the oil receiving part of the intercooler, that is, the highly viscous oil can be reliably discharged. As a result, oil can be prevented from collecting in the intercooler.
請求項1に記載のインタークーラ内のオイル溜り防止装置において、請求項2に記載のように開閉蓋は、スライドして前記オイル抜き用貫通孔を開閉する構成とすると、オイルを抜きやすくできる。 In the oil pool preventing device in the intercooler according to claim 1, if the opening / closing lid is configured to slide to open and close the oil draining through hole as described in claim 2, oil can be easily drained.
請求項1に記載のインタークーラ内のオイル溜り防止装置において、請求項3に記載のように開閉蓋は、回動して前記オイル抜き用貫通孔を開閉する構成とすると、オイルを抜きやすくできる。 In the oil pool preventing device in the intercooler according to claim 1, when the opening / closing lid is configured to rotate and open and close the oil draining through hole as described in claim 3, oil can be easily drained. .
本発明によれば、インタークーラ内にオイルが溜るのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent oil from accumulating in the intercooler.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1において、自動車用ディーゼルエンジン1の排気系配管において、ターボチャージャ11のタービンホイールが設けられ、エンジンから排出された排気ガスによりターボチャージャ11のタービンホイールが回転する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the turbine wheel of the
一方、ディーゼルエンジン1の給気系配管には外気側から順に、エアクリーナ10、ターボチャージャ11のコンプレッサホイール、インタークーラ12、インテークマニホールド13が接続されている。そして、外気がエアクリーナ10を通して給気管に導入されてターボチャージャ11のコンプレッサホイールにより吸入空気が圧縮され、インタークーラ12を通過することにより圧縮された吸入空気が冷却されて温度が下がった空気がインテークマニホールド13を介して燃焼室に送られる。ターボチャージャ11における潤滑のためにオイルが用いられ、エンジン側から供給されたオイルが軸受け部(タービンホイールとコンプレッサホイールを連結しているシャフトを支える軸受け部)などを潤滑および冷却しエンジン側に戻される。このときターボチャージャ11においてオイルが給気系に洩れる。
On the other hand, an
また、ブローバイガス還元装置の配管(PCV用配管)15にて、エンジン1のシリンダヘッドカバー14と、給気系配管におけるエアクリーナ10とターボチャージャ11の間が接続されている。なお、PCV用配管15にてシリンダヘッドカバー14とエアクリーナ10のケースとを接続してもよい。
Further, the
前述のインタークーラ12について、筐体20が上下に延びる筒状をなしている。筐体20における上下方向の中央部分に空冷式熱交換器21が配置されている。筐体20における熱交換器21よりも下方がオイル受け部22となっている。
About the above-mentioned
筐体20における下部に空気導入管23が接続され、この空気導入管23によりターボチャージャ11からの圧縮空気が筐体20に導入される。筐体20における上部に空気排出管24が接続され、この空気排出管24に圧縮空気が排出されインテークマニホールド13に向かう。筐体20を下から上に圧縮空気が通過する際に空冷式熱交換器21において外気と熱交換される。よって、ターボチャージャ11により圧縮・昇温した空気が熱交換器21を通過することにより冷却され、冷却された空気がインテークマニホールド13を介して燃焼室に送られる。なお、熱交換器21は空冷式に代わり水冷式であってもよい。
An
さらに、インタークーラ内のオイル溜り防止装置30が設けられている。以下、インタークーラ12の下部を拡大した図2を用いてインタークーラ内のオイル溜り防止装置30について説明する。
Further, an oil
インタークーラ12のオイル受け部22においてオイル抜き用貫通孔31が設けられるとともに開閉蓋32、駆動機器33、センサ34等が配置されている。
図2においてインタークーラ12のオイル受け部22の底面に円形のオイル抜き用貫通孔31が形成されている。また、インタークーラ12のオイル受け部22に開閉蓋32が設けられている。開閉蓋32はオイル抜き用貫通孔31を開閉することができるようになっている。エンジン運転時においてオイル抜き用貫通孔31は開閉蓋32により塞がれており、給気は洩れない。駆動手段としての駆動機器33により開閉蓋32を、オイル抜き用貫通孔31を閉じる位置と開く位置とに駆動することができるようになっている。
An oil draining through
In FIG. 2, a circular oil removal through
インタークーラ12におけるオイル受け部22の天井部には赤外線式センサ34が設けられている。赤外線式センサ34は、下方のオイル受け部22の底面に向かって赤外線を出し、その反射光を受光する。オイル受け部22にオイルが無いときには反射光は強いがオイル受け部22にオイルが有ると反射光が弱くなり、これによりインタークーラ12のオイル受け部22におけるオイルの有無を検出することができるようになっている。
An
一方、駆動機器33およびセンサ34はエンジンECU(電子制御ユニット)35と接続されている。エンジンECU35はイグニッションスイッチの操作信号やエンジン回転数センサからの信号等を入力する。これによりエンジンECU35はエンジン停止時か否か検知することができるようになっている。
On the other hand, the
図3には、開閉蓋32と駆動機器33の一例を示す。図3(a)は縦断面図であり、図3(b)はインタークーラ12の下面図、つまり、図3(a)のA矢視図である。
図3においてインタークーラ12のオイル受け部22の底部は水平方向に延びている。オイル受け部22の底部における中央部には円形の貫通孔31が形成されている。オイル受け部22の底部における下面には長方形状のスライドプレート40が配置されるとともに、長方形のスライドプレート40における長辺に対応する箇所に一対の断面L字型ガイドレール41,42が設けられている。この一対の断面L字型ガイドレール41,42によりスライドプレート40がオイル受け部22の下面に沿って水平方向に摺動できるようになっている。
FIG. 3 shows an example of the opening /
In FIG. 3, the bottom of the
長方形状のスライドプレート40には円形の貫通孔40aが形成されている。また、スライドプレート40は圧縮スプリング43により図3に力F1で示すように左方向に付勢されている。スライドプレート40とガイドレール41,42により開閉蓋32が構成されている。
The
アクチュエータとしてのシリンダ44がインタークーラ12のオイル受け部22の下面に取り付けられ、シリンダ44のロッド44aが出没可能となっている。シリンダ44を作動させないときにはスプリング43の付勢力にてスライドプレート40が左側に位置し、インタークーラ12のオイル受け部22の貫通孔31がスライドプレート40により塞がれている。一方、シリンダ44のロッド44aの突出動作によりスライドプレート40がスプリング43の付勢力に抗してスライドプレート40をスライドさせる。これにより、インタークーラ12のオイル受け部22の円形の貫通孔31とスライドプレート40の円形の貫通孔40aとが重なり、オイル受け部22の貫通孔31が開放され、インタークーラ12のオイル受け部22の内部がインタークーラ12の外部と連通状態となる。
A
シリンダ44と圧縮スプリング43により、開閉蓋32を、オイル抜き用貫通孔31を閉じる位置と開く位置とに駆動する駆動機器(駆動手段)33が構成されている。
次に、このように構成したオイル溜り防止装置30の作用を説明する。
The
Next, the operation of the oil
ターボチャージャ11、ブローバイガス還元装置(PCV)から発生したオイルは、ある程度は、インテークマニホールド13を介して燃焼室に入り燃焼されるが、低負荷・低回転時はインテークマニホールド13まで上がりにくくインタークーラ12の下部のオイル受け部22にオイルが溜りやすい。
The oil generated from the
図3においてセンサ34はインタークーラ12のオイル受け部22におけるオイルの有無を検出している。一方、エンジンECU35はエンジン停止時でないか否か判定している。そして、インタークーラ12のオイル受け部22にオイルが無ければエンジンECU35はエンジンが停止してもスライドプレート40により貫通孔31を塞いだままにする。
In FIG. 3, the
一方、図4(a)に示すようにインタークーラ12のオイル受け部22にオイル36が有ると、次のように動作する。
センサ34がインタークーラ12のオイル受け部22にオイルが有ることを検出し、このオイル検出信号がエンジンECU35に送られる。エンジンECU35はインタークーラ12のオイル受け部22にオイル36が有ることを検知すると、イグニッションスイッチがオフに操作される、あるいはエンジン回転数がゼロとなったか否か判断する。そして、エンジンECU35はエンジン停止時に、シリンダ44を駆動してシリンダロッド44aを突出させる。これにより、スライドプレート40が図4中右側にスライドしてインタークーラ12のオイル受け部22の円形の貫通孔31とスライドプレート40の円形の貫通孔40aとが重なり、インタークーラ12のオイル受け部22の内部が外部と連通状態となる。このように、制御手段としてのエンジンECU35は、赤外線式センサ34によりインタークーラ12のオイル受け部22にオイルが有ると、エンジン停止時において駆動機器33を制御して、開閉蓋32を、オイル抜き用貫通孔31を閉じる位置から開く位置に駆動させる。
On the other hand, when the
The
これにより、貫通孔31が完全に開口してインタークーラ12のオイル受け部22における劣化オイル、即ち、高粘度のオイル36がオイル受け部22の貫通孔31を通して外部に排出される。その結果、インタークーラ12内にオイルが溜るのを防止することができる。よって、オイルがインタークーラ12の下流側に行き難くでき、エンジンのインテークバルブに固まったオイルが付着してインテークバルブが閉じ渋るのを防止することができる。
Thereby, the through
より詳しく説明する。
従来、インタークーラ12のオイル受け部22に溜ったオイルは吸気力にてインテークマニホールド13内に吸い込まれ、やがて、エンジンのインテークバルブに固形状のオイルが付き、インテークバルブの閉じ渋りを起こし、性能が低下する。
This will be described in more detail.
Conventionally, the oil accumulated in the
これに対し、本実施形態においては、センサ34によりインタークーラ12のオイル受け部22にオイル36が有ると、オイルを自動的にエンジン停止時に排出する。これにより、インタークーラ12内に溜ったオイルが吸気の影響でインテークマニホールド13内に吸い込まれることが防止でき(インテークマニホールド13内にオイルが流入するのを防止して)、インテークバルブへの固体形状のオイルのへばりつきを防止することができる。これによって、バルブの閉じ渋りが防止される。その結果、経年、車を使用しても、エンジン性能を維持することができる。
On the other hand, in this embodiment, if the oil is present in the
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)インタークーラ内のオイル溜り防止装置30は、インタークーラ12のオイル受け部22に設けたオイル抜き用貫通孔31を開閉するスライド式の開閉蓋32を備えており、センサ34によりインタークーラ12のオイル受け部22にオイルが有るとエンジン停止時に駆動機器33によりオイル抜き用貫通孔31を開けるようにした。よって、インタークーラ12内にオイルが溜るのを防止することができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The oil
(2)開閉蓋32は、スライドしてオイル抜き用貫通孔31を開閉する構成としたので、オイルを抜きやすくできる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
(2) Since the opening / closing
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
・図3ではスライド式の開閉蓋32であったが、ヒンジ式の開閉蓋としてもよい。例えば、図5(a),(b)に示すように、一対の軸受用プレート52,53によりシャフト51が回転可能に支持され、シャフト51に回動プレート50が固定されている。シャフト51には付勢機構(例えば、捩りコイルばね)54が設けられ、付勢機構54により付勢力F10が回動プレート50に加わり、これにより回動プレート50が貫通孔31を塞いでいる。また、シャフト51にはギヤ55,56を介してモータ57が連結されている。モータ57を駆動することにより付勢機構54による付勢力F10に抗して回動プレート50を水平方向から鉛直方向に回動させて貫通孔31を開く。軸受用プレート52,53とシャフト51と回動プレート50とにより開閉蓋が構成されるとともに、付勢機構54とモータ57により駆動機器(駆動手段)が構成されている。このようにして開閉蓋は、回動してオイル抜き用貫通孔31を開閉する構成としたので、オイルを抜きやすくできる。
In FIG. 3, the slide-type opening / closing
・インタークーラのオイル受け部の構造は図6に示すように下側ほど尖った構造であってもよい。インタークーラのオイル受け部における下側の先端部分の側面に貫通孔31を設け、開閉蓋32で塞ぎ、駆動機器(駆動手段)33にて開口するようにしてもよい。
-As shown in FIG. 6, the structure of the oil receiving part of the intercooler may be a structure that is sharper toward the lower side. A through
・センサとして赤外線式センサを用いたが、これに代わり温度感知式センサを用いてもよい。つまり、温度感知式センサをインタークーラのオイル受け部22の底部に配置し、感知した温度が低ければオイルが無いことを、また、感知した温度が高ければオイルが有ることを検出することができる。この温度感知式センサを用いればオイルを定量的に検出することが可能となる(温度が高いほどオイルの量が多いと判定することが可能となる)。
Although an infrared sensor is used as a sensor, a temperature sensing sensor may be used instead. In other words, a temperature-sensitive sensor is arranged at the bottom of the
・エンジンECUに代わり専用のコントローラを用いて当該コントローラにイグニッションスイッチからの操作信号とインタークーラのオイル検出センサからの信号を取り込んで駆動機器(駆動手段)を制御してもよい。 A dedicated controller may be used in place of the engine ECU, and an operation signal from the ignition switch and a signal from the oil detection sensor of the intercooler may be taken into the controller to control the drive device (drive means).
・図1等では排気タービン駆動式過給機を備えたエンジンについて説明してきたが、図1において機械駆動式過給機を備えたエンジンに適用することも可能である。つまり、ブローバイガス還元装置(PCV)によるオイルがインタークーラ内に溜るのを防止する構成としてもよい。 Although FIG. 1 etc. demonstrated the engine provided with the exhaust turbine drive supercharger, it is also possible to apply to the engine provided with the machine drive supercharger in FIG. That is, it is good also as a structure which prevents that the oil by a blow-by gas reduction apparatus (PCV) accumulates in an intercooler.
・ディーゼルエンジンの他にもガソリンエンジンに適用することができる。
・駆動機器(駆動手段)で開閉蓋32を開閉駆動するのではなく、手動にて開閉蓋32を開閉操作してオイル抜き用貫通孔31を開閉してもよい。
・ It can be applied to gasoline engines in addition to diesel engines.
Instead of opening / closing the opening / closing
1…エンジン、11…ターボチャージャ、12…インタークーラ、22…オイル受け部、30…オイル溜り防止装置、31…オイル抜き用貫通孔、32…開閉蓋、33…駆動機器、34…センサ、35…エンジンECU。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 11 ... Turbocharger, 12 ... Intercooler, 22 ... Oil receiving part, 30 ... Oil accumulation prevention device, 31 ... Oil drain through-hole, 32 ... Opening / closing lid, 33 ... Drive equipment, 34 ... Sensor, 35 ... Engine ECU.
Claims (3)
前記インタークーラのオイル受け部に設けたオイル抜き用貫通孔を開閉する開閉蓋と、
前記開閉蓋を、前記オイル抜き用貫通孔を閉じる位置と開く位置とに駆動する駆動手段と、
前記インタークーラのオイル受け部におけるオイルの有無を検出するセンサと、
前記センサにより前記インタークーラのオイル受け部にオイルが有ると、エンジン停止時において前記駆動手段を制御して、前記開閉蓋を、前記オイル抜き用貫通孔を閉じる位置から開く位置に駆動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とするインタークーラ内のオイル溜り防止装置。 In an engine with a supercharger and an intercooler,
An opening and closing lid for opening and closing an oil draining through hole provided in an oil receiving portion of the intercooler;
Driving means for driving the opening / closing lid to a position for closing and opening the through hole for oil drainage;
A sensor for detecting the presence or absence of oil in the oil receiver of the intercooler;
Control means for controlling the driving means when the engine is stopped when the oil is received in the oil receiving portion of the intercooler by the sensor to drive the opening / closing lid from a position to close the through hole for oil drainage. When,
A device for preventing oil accumulation in the intercooler.
ことを特徴とする請求項1に記載のインタークーラ内のオイル溜り防止装置。 2. The oil pool preventing device in an intercooler according to claim 1, wherein the opening / closing lid slides to open and close the oil draining through hole.
ことを特徴とする請求項1に記載のインタークーラ内のオイル溜り防止装置。 2. The oil pool preventing device in an intercooler according to claim 1, wherein the opening / closing lid rotates to open / close the through hole for oil draining.
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