JP2014132163A - Intercooler - Google Patents
Intercooler Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014132163A JP2014132163A JP2013000440A JP2013000440A JP2014132163A JP 2014132163 A JP2014132163 A JP 2014132163A JP 2013000440 A JP2013000440 A JP 2013000440A JP 2013000440 A JP2013000440 A JP 2013000440A JP 2014132163 A JP2014132163 A JP 2014132163A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- intercooler
- water
- intake air
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
本発明は、シリンダヘッドの吸気ポート内に挿入配置される水冷式のインタークーラ(吸気冷却装置)に関する。 The present invention relates to a water-cooled intercooler (intake cooling device) that is inserted into an intake port of a cylinder head.
エンジンのシリンダヘッドの吸気ポート内に水冷パイプを挿入し、水冷パイプ内を通過する吸気を冷却するインタークーラが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
水冷パイプをシリンダヘッドの吸気ポートの内部に挿入配置することで、シリンダヘッドからの受熱によって吸気が加熱される不具合を防ぎつつ、気筒近傍まで吸気を冷却することができるため、気筒に吸引される空気を高効率で冷却することができる。
An intercooler has been proposed in which a water-cooled pipe is inserted into an intake port of an engine cylinder head and the intake air passing through the water-cooled pipe is cooled (for example, see Patent Document 1).
By inserting and arranging the water-cooled pipe inside the intake port of the cylinder head, the intake air can be cooled to the vicinity of the cylinder while preventing the intake air from being heated by heat received from the cylinder head. Air can be cooled with high efficiency.
しかしながら、特許文献1に開示される周知技術では、冷却水と吸気との熱交換を高めるために、コルゲートフィンを吸気の通過部位に設けている。
コルゲートフィンは、金属製の薄板を波状に設けて、吸気との接触面積を増やすものであるため、コルゲートフィンが吸気と高効率で接触することで、吸気の圧力損失が大きくなってしまう。
特に、エンジンの高回転時や高負荷時に吸気量が増加した際に、コルゲートフィンによる圧力損失が増大し、エンジン出力を低下させてしまう問題が生じる。
However, in the well-known technique disclosed in Patent Document 1, a corrugated fin is provided at a passage portion of the intake air in order to enhance heat exchange between the cooling water and the intake air.
Since the corrugated fin is provided with a metal thin plate in a wave shape to increase the contact area with the intake air, the corrugated fin comes into contact with the intake air with high efficiency, thereby increasing the pressure loss of the intake air.
In particular, when the intake air amount increases at high engine speeds or high loads, the pressure loss due to the corrugated fins increases, resulting in a problem of lowering the engine output.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力損失を減らしてエンジンの高出力を維持できるインタークーラの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an intercooler that can reduce the pressure loss and maintain the high output of the engine.
本発明のインタークーラは、吸気の通過部位にコルゲートフィンを用いていないため、コルゲートフィンによる吸気の圧力損失が生じない。このため、インタークーラによる吸気の圧力損失を抑えることができ、インタークーラによるエンジンの出力低下を防ぐことができる。
即ち、本発明は、シリンダヘッドの吸気ポート内に挿入配置される水冷パイプによって、シリンダヘッドから吸気が受熱する不具合を回避しつつ気筒近傍まで吸気を冷却することができるため、吸気を高効率で冷却することができるとともに、インタークーラによる吸気の圧力損失を防いで、エンジンを高出力に維持することができる。
Since the intercooler of the present invention does not use corrugated fins at the intake passage portions, intake air pressure loss due to the corrugated fins does not occur. For this reason, the pressure loss of the intake air by an intercooler can be suppressed, and the engine output fall by an intercooler can be prevented.
That is, according to the present invention, the intake air can be cooled to the vicinity of the cylinder while avoiding the problem that the intake air is received from the cylinder head by the water cooling pipe inserted and arranged in the intake port of the cylinder head. While being able to cool, the pressure loss of the intake air by an intercooler can be prevented, and an engine can be maintained at high output.
以下、[発明を実施するための形態]を詳細に説明する。 [Description of Embodiments] [Mode for carrying out the invention] will be described in detail below.
以下の実施例は、具体的な一例を示すものであって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。 The following examples show specific examples, and it goes without saying that the present invention is not limited to the examples.
[実施例1]
図1〜図3を参照して実施例1を説明する。
インタークーラ1は、車両走行用エンジン2の吸気システムに用いられるものであり、シリンダヘッド3の吸気ポート4内に挿入配置される水冷パイプ5と、冷却水の受渡しを行う配管ジョイント6とを備える。
[Example 1]
Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
The intercooler 1 is used for an intake system of a
水冷パイプ5は、冷却水によって冷却されて、水冷パイプ5の内側を通過する吸気(気筒内に吸い込まれる吸気)を冷却するものであり、図2(b)に示すように、内部に冷却水路5aが形成された管材をパイプ形状に設けたものである。
The
水冷パイプ5の具体的な一例を、図2を参照して説明する。
水冷パイプ5は、
(i)内部を冷却水が流れる偏平チューブを、半パイプ形状(略コ字形等)に形成し、
(ii)半パイプ形状の偏平チューブを2つ接合してパイプ形状に設けたものである。
A specific example of the
The
(I) A flat tube through which cooling water flows is formed in a half-pipe shape (substantially U-shaped, etc.)
(Ii) Two semi-pipe-shaped flat tubes are joined and provided in a pipe shape.
そして、
(i)一方の偏平チューブの冷却水路5aに吸気上流から吸気下流側(挿入奥側)へ向かう冷却水を流し、
(ii)他方の偏平チューブの冷却水路5aに吸気下流から吸気上流側(挿入入口側)へ向かう冷却水を流す。
なお、水冷パイプ5の端(挿入奥側の端)には、一方の偏平チューブから、他方の偏平チューブへ冷却水を導く冷却水のUターン部(ヘッダ部)が設けられている。
And
(I) The cooling water flowing from the intake upstream to the intake downstream (insertion back side) is caused to flow through the
(Ii) The cooling water flowing from the intake air downstream side to the intake air upstream side (insertion inlet side) flows through the
A cooling water U-turn portion (header portion) that guides the cooling water from one flat tube to the other flat tube is provided at the end of the water cooling pipe 5 (the end on the insertion back side).
配管ジョイント6は、
(i)外部から冷却水の供給を受ける入口パイプ6aと、
(ii)水冷パイプ5を通過した冷却水を外部へ導く出口パイプ6bとを備える。
The
(I) an
(Ii) An
そして、
(i)入口パイプ6aは、配管ジョイント6の内部において上述した一方の偏平チューブに接続され、
(ii)出口パイプ6bは、配管ジョイント6の内部において上述した他方の偏平チューブに接続される。
And
(I) The
(Ii) The
インタークーラ1に供給される冷却水は、車両走行風を受ける部位(車両のフロントグリルの内部等)に搭載された放熱器(ラジエータ)と、インタークーラ1とを循環するものであり、冷却水の循環経路には、冷却水を循環駆動するためのウォータポンプが設けられている。冷却水は、エンジン冷却水と共用で用いられるものであっても良いし、エンジン冷却水とは異なる循環系の冷却水であっても良い。 The cooling water supplied to the intercooler 1 circulates between the intercooler 1 and a radiator (radiator) mounted on a portion that receives vehicle traveling wind (such as the interior of the front grill of the vehicle). A water pump for circulating and driving the cooling water is provided in the circulation path. The cooling water may be used in common with the engine cooling water, or may be a cooling water having a circulation system different from the engine cooling water.
インタークーラ1は、
(a)図2(a)に示すように、1つの水冷パイプ5に1つの配管ジョイント6が設けられるものであっても良いし、
(b)図3(b)に示すように、複数の水冷パイプ5に対して1つの配管ジョイント6が設けられるものであっても良い(図面では1つの配管ジョイント6に2つの水冷パイプ5を設ける例を示す)。
Intercooler 1
(A) As shown in FIG. 2 (a), one water-cooled
(B) As shown in FIG. 3B, one
インタークーラ1の取付手段は限定するものではなく、
(a)図3(a)に示すように、インタークーラ1をインテークマニホールド7と独立して設けて、インテークマニホールド7の出口部に接続させても良いし、
(b)図3(b)に示すように、インタークーラ1をインテークマニホールド7に組み付けて、インテークマニホールド7のサージタンク7aから水冷パイプ5を外部に露出させ、インテークマニホールド7をシリンダヘッド3に固定した際に、水冷パイプ5を吸気ポート4に挿入するように設けても良い。
The attachment means of the intercooler 1 is not limited,
(A) As shown in FIG. 3 (a), the intercooler 1 may be provided independently of the
(B) As shown in FIG. 3 (b), the intercooler 1 is assembled to the
なお、図2(a)に示す気筒毎のインタークーラ1は、図3(a)に示す結合ベース1aに結合されるものであり、複数のインタークーラ1を搭載する結合ベース1aがシリンダヘッド4とインテークマニホールド7の間に結合配置されるものである。
The intercooler 1 for each cylinder shown in FIG. 2A is coupled to the
この実施例1のインタークーラ1は、吸気の通過部位にコルゲートフィンを用いていない。コルゲートフィンは、金属製の薄板を波状に設けて、吸気との接触面積を増やすものであるため、吸気の圧力損失が大きくなってしまう。
これに対して、この実施例1は、コルゲートフィンによる吸気の圧力損失が生じない。このため、この実施例1のインタークーラ1は、従来技術に比較して、吸気の圧力損失を抑えることができる。
The intercooler 1 of the first embodiment does not use corrugated fins at the intake passage portion. Since the corrugated fin is provided with a metal thin plate in a wave shape to increase the contact area with the intake air, the pressure loss of the intake air increases.
On the other hand, in the first embodiment, the pressure loss of the intake air due to the corrugated fin does not occur. For this reason, the intercooler 1 of the first embodiment can suppress the pressure loss of the intake air as compared with the prior art.
このように、この実施例1のインタークーラ1は、シリンダヘッド3の吸気ポート4内に挿入配置される水冷パイプ5によって、シリンダヘッド3から吸気が受熱する不具合を回避しつつ、気筒近傍まで吸気を冷却することができるため、吸気を高効率で冷却することができるとともに、インタークーラ1における吸気の圧力損失を抑えることができ、エンジン2の高出力を維持することができる。
また、吸気ポート4内に挿入配置した水冷パイプ5によって、気筒近傍までEGRガスを高効率で冷却できるため、EGRガスの増量が可能になり、高EGRガス化によって燃料消費を向上することが可能になる。
As described above, the intercooler 1 according to the first embodiment avoids the problem that the intake air is received from the cylinder head 3 by the water-cooled
In addition, since the EGR gas can be cooled to the vicinity of the cylinder with high efficiency by the
[実施例2]
図4〜図6を参照して実施例2を説明する。なお、以下の各実施例において、上記実施例1と同一符号は同一機能物を示すものである。
この実施例2は、水冷パイプ5の吸気下流側の内側に、吸気下流側に向けてパイプ内を絞る傾斜状のスロープ11を設けたものである。
このスロープ11によって、水冷パイプ5の吸気出口において気筒内へ向かう吸気が絞られるため、気筒内へ向かう吸気の流速を速くする吸気流強化を実施できる。
[Example 2]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same functional objects.
In the second embodiment, an
The
ここで、水冷パイプ5は、吸気ポート4内に挿入配置されるものであるため、水冷パイプ5の吸気出口から吸気バルブ12までの距離が近い。このため、スロープ11の絞り効果によって流速を上げた強吸気流を、高い流速を維持したまま、気筒内に吸い込ませることができる。
Here, since the
特に、この実施例2は、図4に示すように、スロープ11の絞り効果によって流速を上げた強吸気流を、吸気バルブ12とバルブシート13の間に形成される隙間αに向けている。即ち、スロープ11による強吸気流が隙間αを狙って吹き出される。
このため、スロープ11によって流速を上げた強吸気流を、高い流速を維持したまま、より効果的に気筒内に吸い込ませることができる。
In particular, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the strong intake flow whose flow velocity is increased by the throttle effect of the
For this reason, the strong intake flow whose flow velocity is increased by the
このように、この実施例2は、スロープ11によって流速を上げた強吸気流を、直接的に気筒内に入れる構成を採用するため、気筒内における渦流(タンブル流やスワール流)を強化できる。
その結果、気筒内における混合気の燃焼速度を高めることができ、燃料消費を向上できる。
As described above, the second embodiment employs a configuration in which the strong intake flow having the flow velocity increased by the
As a result, the combustion speed of the air-fuel mixture in the cylinder can be increased, and fuel consumption can be improved.
なお、スロープ11を設ける位置は、図5(a)に示す縦位置に限定するものではなく、
(a)図6(a)に示すように、スロープ11を水冷パイプ5の横位置に設けても良いし、
(b)図6(b)に示すように、スロープ11を水冷パイプ5の全周に設けても良い。
The position where the
(A) As shown to Fig.6 (a), you may provide the
(B) As shown in FIG. 6B, the
[実施例3]
図7、図8を参照して実施例3を説明する。
この実施例3は、水冷パイプ5の吸気入口に、渦流コントロールバルブ21(タンブル流コントロールバルブやスワール流コントロールバルブ等)を設けている。
渦流コントロールバルブ21は、水冷パイプ5の吸気入口の通路面積を変更して気筒内に渦流を生じさせる。
[Example 3]
A third embodiment will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, a vortex flow control valve 21 (such as a tumble flow control valve or a swirl flow control valve) is provided at the intake port of the water-cooled
The
具体的に渦流コントロールバルブ21は、
(a)エンジン2の高回転時(吸気量が多い時)に、図7(a)に示すように、水冷パイプ5の吸気入口を開いて吸気抵抗の発生を抑え、
(a)エンジン2の低回転時(吸気量が少ない時)に、図7(b)に示すように、水冷パイプ5の吸気入口を閉じて、渦流コントロールバルブ21に設けた絞り開口21aによって吸気を絞って強吸気流を発生させるものであり、吸気量が少ない状態であっても気筒内に渦流を生じさせるものである。
Specifically, the
(A) During high rotation of the engine 2 (when the intake air amount is large), as shown in FIG. 7A, the intake port of the water-cooled
(A) When the
水冷パイプ5の内部には、図8に示すように、渦流コントロールバルブ21で絞られた吸気流(絞り開口21aを通過した強吸気流)を、水冷パイプ5の吸気出口まで案内する吸気流強化板22が設けられている。
これにより、絞り開口21aを通過した強吸気流が、減衰することなく水冷パイプ5から吹き出される。
Inside the water-cooled
Thus, the strong intake air flow that has passed through the
ここで、水冷パイプ5は、上述したように、吸気ポート4内に挿入配置されるものであるため、水冷パイプ5の吸気出口から吸気バルブ12の距離が近い。このため、吸気流強化板22により維持した強吸気流(水冷パイプ5から吹き出す強吸気流)を、高い流速を維持したまま、気筒内に吸い込ませることができる。
Here, since the
特に、この実施例3の吸気流強化板22は、吸気流強化板22による区画通路を通過した強吸気流を、吸気バルブ12とバルブシート13の間に形成される隙間αに向けている。即ち、強吸気流が隙間αを狙って吹き出される。
その結果、渦流コントロールバルブ21の絞り効果と、吸気流強化板22による流速の維持効果とによって、水冷パイプ5から吹き出させた強吸気流を、高い流速を維持したまま、気筒内に吸い込ませることができる。
In particular, the intake
As a result, the strong intake flow blown out from the water-cooled
このように、この実施例3は、渦流コントロールバルブ21と吸気流強化板22によって流速を上げた強吸気流を、直接的に気筒内に吹き入れる構成を採用するため、気筒内における渦流(タンブル流やスワール流)を強化できる。
その結果、気筒内における混合気の燃焼速度を高めることができ、燃料消費を向上できる。
As described above, the third embodiment employs a configuration in which the strong intake flow whose flow velocity is increased by the
As a result, the combustion speed of the air-fuel mixture in the cylinder can be increased, and fuel consumption can be improved.
一方、この実施例3では、気流強化板22によって吸気の接触面積が増える。そこで、吸気流強化板22を、水冷パイプ5と同様、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた薄板等で設けることで、吸気の冷却性能を高めることができる。
さらに、吸気流強化板22は、水冷パイプ5の内部を横切って設けられる。このため、水冷パイプ5の剛性を高めることができ、結果的にインタークーラ1の強度を向上することができる。
On the other hand, in the third embodiment, the
Further, the intake
インタークーラ1は、吸気過給機(ターボチャージャ、スーパーチャージャ等)を用いた吸気システムに用いることが好ましいが、限定するものではなく、吸気過給機を搭載しない吸気システムに用いて、増量したEGRガス等を冷却するように設けても良い。 The intercooler 1 is preferably used for an intake system using an intake supercharger (turbocharger, supercharger, etc.), but is not limited, and is used for an intake system not equipped with an intake supercharger. You may provide so that EGR gas etc. may be cooled.
本発明は、ガソリンエンジンに適用しても良いし、ディーゼルエンジンに適用しても良い。 The present invention may be applied to a gasoline engine or a diesel engine.
1 インタークーラ
3 シリンダヘッド
4 吸気ポート
5 水冷パイプ
1 Intercooler 3
Claims (5)
このインタークーラ(1)は、薄板を波状に設けたコルゲートフィンを、吸気の通過部位に用いないことを特徴とするインタークーラ。 A water-cooled pipe (5) inserted and arranged in the intake port (4) of the cylinder head (3) is provided. The water-cooled pipe (5) is cooled by cooling water and passes through the water-cooled pipe (5). In the water-cooled intercooler (1) that cools
This intercooler (1) is an intercooler characterized in that corrugated fins provided with corrugated thin plates are not used as intake passage portions.
前記水冷パイプ(5)の吸気下流側の内側には、吸気下流側に向けてパイプ内を絞る傾斜状のスロープ(11)が設けられることを特徴とするインタークーラ。 Intercooler (1) according to claim 1,
An intercooler characterized in that an inclined slope (11) for restricting the inside of the pipe toward the intake downstream side is provided inside the water cooling pipe (5) on the intake downstream side.
前記スロープ(11)は、当該スロープ(11)の絞り効果によって流速を上げた強吸気流を、吸気バルブ(12)とバルブシート(13)の間に形成される隙間(α)に向けることを特徴とするインタークーラ。 Intercooler (1) according to claim 2,
The slope (11) directs the strong intake flow whose flow velocity is increased by the throttle effect of the slope (11) to the gap (α) formed between the intake valve (12) and the valve seat (13). Characteristic intercooler.
前記水冷パイプ(5)の吸気入口には、当該水冷パイプ(5)の吸気入口の通路面積を変更してエンジン気筒内に渦流を生じさせる渦流コントロールバルブ(21)が設けられ、
前記水冷パイプ(5)の内部には、前記渦流コントロールバルブ(21)で絞られた吸気流を、当該水冷パイプ(5)の吸気出口まで案内する吸気流強化板(22)が設けられることを特徴とするインタークーラ。 In the intercooler (1) according to any one of claims 1 to 3,
The intake port of the water-cooled pipe (5) is provided with a vortex control valve (21) that changes the passage area of the intake port of the water-cooled pipe (5) to generate a vortex in the engine cylinder,
Inside the water cooling pipe (5), there is provided an intake flow reinforcing plate (22) for guiding the intake air flow restricted by the vortex control valve (21) to the intake outlet of the water cooling pipe (5). Characteristic intercooler.
前記吸気流強化板(22)は、当該吸気流強化板(22)による区画通路を通過した強吸気流を、吸気バルブ(12)とバルブシート(13)の間に形成される隙間(α)に向けることを特徴とするインタークーラ。 Intercooler (1) according to claim 4,
The intake air flow reinforcing plate (22) is a gap (α) formed between the intake valve (12) and the valve seat (13) by causing the strong intake air flow that has passed through the partition passage by the intake air flow reinforcing plate (22). Intercooler characterized by being directed to.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013000440A JP2014132163A (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | Intercooler |
CN201310730855.5A CN103912363A (en) | 2013-01-07 | 2013-12-26 | Intercooler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013000440A JP2014132163A (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | Intercooler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014132163A true JP2014132163A (en) | 2014-07-17 |
Family
ID=51038315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013000440A Pending JP2014132163A (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | Intercooler |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014132163A (en) |
CN (1) | CN103912363A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016217239A (en) * | 2015-05-20 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
JP2016217244A (en) * | 2015-05-20 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
-
2013
- 2013-01-07 JP JP2013000440A patent/JP2014132163A/en active Pending
- 2013-12-26 CN CN201310730855.5A patent/CN103912363A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103912363A (en) | 2014-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6065868B2 (en) | Engine exhaust gas recirculation system | |
JP5112805B2 (en) | EGR device | |
KR101769747B1 (en) | Vehicle engine cooling system | |
JP2014132163A (en) | Intercooler | |
JP6156986B2 (en) | Internal combustion engine for vehicles | |
JP2005320980A (en) | Cooling mechanism for recirculated gas | |
JP6361719B2 (en) | Engine intake system with EGR device | |
JP2001221106A (en) | Circulated gas cooling system | |
JP2013174128A (en) | Intercooler | |
JP6447104B2 (en) | Intake manifold | |
JP2022071297A (en) | Exhaust circulation device for engine | |
KR101172065B1 (en) | Intercooler | |
KR20120063116A (en) | Intercooler guide duct | |
JPH09264145A (en) | Intercooler for diesel engine with supercharger | |
JP2016114043A (en) | Intercooler | |
JP5477484B2 (en) | EGR diffusion unit | |
JP2014181647A (en) | Internal combustion engine | |
JP2013133724A (en) | Exhaust gas recirculation device of vehicle engine | |
JP2004257329A (en) | Exhaust reflux device of internal combustion engine | |
JP2018091222A (en) | Exhaust recirculation piping structure | |
JP2011085017A (en) | Exhaust gas recirculation device | |
JP2022071752A (en) | Intercooler | |
JP2021099032A (en) | Intake system for diesel engine | |
JP2010084589A (en) | Cooling water circulating device in internal combustion engine for vehicle | |
JP6405949B2 (en) | Intercooler |