JP2014196725A - Intake air cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンに供給される吸入空気を冷却する吸気冷却装置に関するものである。 The present invention relates to an intake air cooling device that cools intake air supplied to an engine.
吸気冷却装置(インタークーラ)は、ターボチャージャのコンプレッサとエンジンとを接続する吸気通路に設けられ、エンジンに供給される高温の吸入空気を冷却する装置である。寒冷地においては、吸入空気中に含まれる水分がインタークーラ内で凍結し、吸気通路が閉塞し、車両が走行不能になる場合がある。その対策としては、例えば特許文献1に記載されているように、インタークーラを迂回してコンプレッサとエンジンとを短絡するバイパス通路を吸気通路に接続することにより、吸入空気中の水分がインタークーラ内で凍結することを防止するようにした技術が知られている。
An intake air cooling device (intercooler) is a device that is provided in an intake passage that connects a compressor of a turbocharger and an engine, and cools high-temperature intake air supplied to the engine. In a cold region, moisture contained in the intake air may freeze in the intercooler, the intake passage may be blocked, and the vehicle may not be able to run. As a countermeasure, for example, as described in
しかしながら、上記従来技術においては、インタークーラの外部にバイパス通路を追加する分だけ、部品点数が増加する。また、インタークーラの外部にバイパス通路を配設するためのスペースが必要となる。 However, in the above prior art, the number of parts is increased by adding a bypass passage outside the intercooler. In addition, a space for disposing a bypass passage outside the intercooler is required.
本発明の目的は、部品点数の削減及び省スペース化を図りつつ、吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制することができる吸気冷却装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an intake air cooling device capable of suppressing freezing of moisture contained in intake air while reducing the number of parts and saving space.
本発明は、エンジンに供給される吸入空気を冷却する吸気冷却装置において、吸入空気を導入するための空気導入部と吸入空気を導出するための空気導出部とを有する枠体と、枠体内に配置され、空気導入部から空気導出部に向けて吸入空気を流すための吸気冷却通路と、枠体内に配置され、吸気冷却通路を流れる吸入空気を冷却風により熱交換する熱交換部と、吸気冷却通路をバイパスするように枠体内に熱交換部と空間を隔てて配置され、空気導入部から空気導出部に向けて吸入空気を流すためのバイパス通路と、バイパス通路の前面を覆うように且つバイパス通路と接触しないように設けられ、冷却風をバイパス通路に対して遮るための防風プレートとを備えることを特徴とするものである。 The present invention relates to an intake air cooling device for cooling intake air supplied to an engine, a frame having an air introduction part for introducing intake air and an air outlet part for deriving intake air, An intake cooling passage for flowing intake air from the air introduction portion toward the air outlet portion, a heat exchange portion arranged in the frame and exchanging heat with the cooling air for the intake air flowing through the intake cooling passage, and intake air A heat exchanger and a space are arranged in the frame so as to bypass the cooling passage, and a bypass passage for flowing the intake air from the air introduction portion toward the air outlet portion, the front surface of the bypass passage being covered, and It is provided so that it may not contact with a bypass passage, and is provided with the wind-proof plate for shielding a cooling wind with respect to a bypass passage.
このように本発明の吸気冷却装置においては、吸気冷却通路とは別に空気導入部から空気導出部に向けて吸入空気を流すためのバイパス通路を枠体内に配置することにより、部品点数が削減される。また、吸気冷却装置の外部にバイパス通路を配設するためのスペースが不要となる。 Thus, in the intake air cooling device of the present invention, the number of parts is reduced by disposing the bypass passage for flowing the intake air from the air introduction portion toward the air outlet portion separately from the intake air cooling passage. The Further, a space for disposing a bypass passage outside the intake air cooling device is not necessary.
また、バイパス通路を熱交換部と空間を隔てて配置することにより、バイパス通路を流れる吸入空気が熱交換部により熱交換されて冷却されることが防止される。さらに、冷却風をバイパス通路に対して遮るための防風プレートを、バイパス通路の前面を覆うように且つバイパス通路と接触しないように設けることにより、冷却風が防風プレートに当たるが、冷却風がバイパス通路に達することは無い。従って、バイパス通路が冷却風により冷却されることが防止されるため、バイパス通路を流れる吸入空気の冷却が一層防止される。以上により、エンジンに供給される吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制することができる。 Further, by disposing the bypass passage with a space from the heat exchanging portion, the intake air flowing through the bypass passage is prevented from being cooled by heat exchange by the heat exchanging portion. Furthermore, by providing a windproof plate for blocking the cooling air from the bypass passage so as to cover the front surface of the bypass passage and not in contact with the bypass passage, the cooling air hits the windbreak plate. Never reach. Accordingly, since the bypass passage is prevented from being cooled by the cooling air, cooling of the intake air flowing through the bypass passage is further prevented. As described above, freezing of moisture contained in the intake air supplied to the engine can be suppressed.
好ましくは、防風プレートは、枠体及び熱交換部と同じ金属材料で形成されている。この場合には、枠体、熱交換部及び防風プレートをろう付け等により一体で組み付けることができるため、吸気冷却装置の製造を容易に且つ安価に行うことができる。また、防風プレートが枠体及び熱交換部と異なる材質で形成されている場合には、防風プレートと枠体及び熱交換部の接触により枠体及び熱交換部の電食が発生するが、防風プレートは枠体及び熱交換部と同じ金属材料で形成されているので、電食の発生を防ぐことができる。 Preferably, the windproof plate is made of the same metal material as the frame and the heat exchange part. In this case, since the frame body, the heat exchanging portion, and the windproof plate can be assembled together by brazing or the like, the intake air cooling device can be easily and inexpensively manufactured. In addition, when the windbreak plate is formed of a material different from that of the frame body and the heat exchange part, the erosion of the frame body and the heat exchange part occurs due to the contact between the windbreak plate and the frame body and the heat exchange part. Since the plate is made of the same metal material as the frame and the heat exchange part, it is possible to prevent the occurrence of electrolytic corrosion.
このとき、好ましくは、防風プレートは、熱交換部に固定されている。この場合には、防風プレートは、冷却風をバイパス通路に対して遮る機能だけでなく、熱交換部を保持する機能も兼ね備えることとなる。 At this time, the windproof plate is preferably fixed to the heat exchanging portion. In this case, the windbreak plate has not only a function of blocking the cooling air from the bypass passage but also a function of holding the heat exchange part.
防風プレートは、断面L字状または断面略L字状をなしていることが好ましい。この場合には、冷却風をバイパス通路に対して遮る機能と熱交換部を保持する機能との兼用を、簡単な構造で実現することができる。 The windproof plate preferably has an L-shaped cross section or a substantially L-shaped cross section. In this case, the function of blocking the cooling air from the bypass passage and the function of holding the heat exchange part can be realized with a simple structure.
本発明によれば、部品点数の削減及び省スペース化を図りつつ、吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制し、エンジンと接続される吸気通路の閉塞を防ぐことができる。 According to the present invention, freezing of moisture contained in intake air can be suppressed and blockage of an intake passage connected to an engine can be prevented while reducing the number of parts and saving space.
以下、本発明に係る吸気冷却装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of an intake air cooling device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る吸気冷却装置の一実施形態を備えたエンジンシステムを示す概略構成図である。同図において、エンジンシステム1は、エンジン2と、このエンジン2を過給するターボチャージャ3と、このターボチャージャ3のコンプレッサ(図示せず)からエンジン2に供給される高温の吸入空気を冷却する本実施形態の吸気冷却装置(インタークーラ)4とを備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system including an embodiment of an intake air cooling apparatus according to the present invention. In the figure, an
ターボチャージャ3のコンプレッサとインタークーラ4とは吸気通路5を介して接続され、インタークーラ4とエンジン2とは吸気通路6を介して接続されている。吸気通路6には、スロットルバルブ7が設けられている。また、ターボチャージャ3の上流側には、吸気通路8が接続されている。吸気通路8には、エアクリーナ9が設けられている。
The compressor of the
図2は、インタークーラ4の正面図である。同図において、インタークーラ4は、金属材料(ここではアルミニウム)で形成された枠体10を有している。枠体10の一端下部には、吸入空気を導入するための吸気導入口11が形成され、枠体10の他端下部には、吸入空気を導出するための吸気導出口12が形成されている。吸気導入口11には上記吸気通路5が接続され、吸気導出口12には上記吸気通路6が接続されている。
FIG. 2 is a front view of the
枠体10の一端側には、吸気導入口11と連通する吸気導入室13が形成され、枠体10の他端側には、吸気導出口12と連通する吸気導出室14が形成されている。枠体10内には、吸気冷却ユニット15が配置されている。
An
吸気冷却ユニット15は、枠体10の一端側から他端側に向かって延びる複数の吸気冷却通路16を有している。吸気冷却通路16は、吸気導入室13及び吸気導出室14と連通し、吸気導入口11から吸気導出口12に向けて吸入空気を流すための通路である。
The intake
また、吸気冷却ユニット15は、枠体10の一端側から他端側に向かって延びる複数の熱交換部17を有している。これらの熱交換部17は、吸気冷却通路16を挟むように配置されている。熱交換部17は、吸気冷却通路16を流れる吸入空気を冷却風により熱交換して冷却する。冷却風は、インタークーラ4の前面側から取り込まれる。熱交換部17は、枠体10に取り付けられている。熱交換部17は、吸入空気の熱を放熱するフィンで構成されている。熱交換部17は、枠体10と同じ金属材料(ここではアルミニウム)で形成されている。なお、吸気冷却通路16内にも、特に図示はしないが、インナーフィンが配置されている。
Further, the intake
枠体10内における吸気冷却ユニット15の下側には、図3及び図4にも示すように、各吸気冷却通路16をバイパスするように枠体10の一端側から他端側に向かって延びるバイパス通路18が配置されている。なお、図3は、図2に示したインタークーラ4の吸気導入室13側の下側部分Aの拡大背面図である。
Under the intake
バイパス通路18は、吸気導入室13及び吸気導出室14と連通し、吸気導入口11から吸気導出口12に向けて吸入空気を流すための通路である。バイパス通路18を形成するバイパス配管19は、枠体10と同じ金属材料(ここではアルミニウム)で形成されている。バイパス配管19は、枠体10の一部を構成する下部フレーム10aに固定されている。
The
バイパス配管19は、当該バイパス配管19の上部に隣接する熱交換部17との間に空間を隔てて配置されている。つまり、バイパス配管19は、当該バイパス配管19の上部に隣接する熱交換部17とは接触していない。これにより、バイパス通路18を流れる吸入空気が熱交換部17により熱交換されて冷却されることは無い。
The
バイパス配管19の前面側には、冷却風をバイパス配管19に対して遮るための断面L字状の防風プレート20がバイパス配管19の前面全体を覆うように設けられている。防風プレート20は、バイパス配管19と接触しないように配置されている。これにより、冷却風が防風プレート20に当たることで防風プレート20が冷やされても、バイパス配管19が冷やされることが無いため、バイパス通路18を流れる吸入空気が冷却されることが防止される。
On the front side of the
また、防風プレート20の形状を断面L字状とすることにより、防風プレート20のスペースをバイパス配管19の前面側に大きくとらなくて済む。防風プレート20は、枠体10及び熱交換部17と同じ金属材料(ここではアルミニウム)で形成されている。
Further, by making the shape of the windproof plate 20 L-shaped in cross section, the space of the
防風プレート20は、両端部において枠体10に支持されていると共に、バイパス配管19の上部に隣接する熱交換部17の下面に固定されている。つまり、防風プレート20は、冷却風をバイパス配管19に対して遮蔽する機能に加え、バイパス配管19の上部に隣接する熱交換部17を保持する機能を有している。
The
このようなインタークーラ4を製造するときは、全て同じ金属材料からなる枠体10、熱交換部17、バイパス配管19及び防風プレート20を、例えば炉中ろう付けによって一体で形成して組み付けるようにする。
When manufacturing such an
以上のように本実施形態にあっては、バイパス通路18を形成するバイパス配管19をインタークーラ4の内部に設けたので、インタークーラ4の外部にバイパス配管を配設するためのスペースが不要となり、省スペース化を図ることができる。また、インタークーラ4とは別にバイパス配管を用意しなくて済むため、エンジンシステム1のトータルの部品点数を削減し、組み付け工数のアップを抑えることができる。さらに、通常用と寒冷地用とで仕様を分ける場合には、バイパス通路18の無いインタークーラとバイパス通路18付きのインタークーラ4といった2種類のインタークーラを用意すれば対応可能となり、余計な部品を必要としなくて済む。従って、コスト削減を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, since the
また、冷却風がバイパス配管19に当たることを防ぐための防風プレート20を、バイパス配管19の前面を覆うように且つバイパス配管19と接触しないように設けたので、冷却風によってバイパス配管19が冷やされることが防止される。従って、バイパス通路18を流れる吸入空気の冷却が防止されるため、エンジン2に供給される吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制することができる。これにより、吸気通路6が閉塞して車両が走行不能になるといった不具合を防止することができる。
Further, since the
ここで、インタークーラ4の内部にバイパス通路18を設ける場合、バイパス通路18を流れる吸入空気中の水分の凍結防止のために、バイパス通路18を形成するバイパス配管19の周囲を保温材で覆うようにすることが考えられる。しかし、保温材の材質としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)やウレタン等が使用されることが多い。このため、コストアップにつながると共に、保温材が経年劣化してしまうという問題もある。また、金属材料(アルミニウム等)からなるバイパス配管19と保温材との異材質接触によって、バイパス配管19を形成する金属材料の電食(電気化学作用による腐食)が発生することがある。
Here, in the case where the
これに対し本実施形態では、枠体10、熱交換部17、バイパス配管19及び防風プレート20を全て同じ金属材料(ここではアルミニウム)で形成したので、ろう付け等を用いてインタークーラ4の製造が容易に行えるようになり、更なる低コスト化を図ることができる。また、インタークーラ4を構成する部品の経年劣化及びバイパス配管19を形成する金属材料の電食を防ぐことができる。
On the other hand, in this embodiment, since the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、防風プレート20の形状を断面L字状としたが、防風プレート20の形状としては、例えば図5に示すように、バイパス配管19の前面側の斜め下方に延びるような断面略L字状としても良い。この場合には、防風プレート20に当たった冷却風が防風プレート20に沿って上方にスムーズに流れるようになる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、吸気導出口12を枠体10の下部に形成すると共に、枠体10内における吸気冷却ユニット15の下側にバイパス通路18を配置したが、特にその構成には限られず、吸気導出口12を枠体10の上部に形成すると共に、枠体10内における吸気冷却ユニット15の上側にバイパス通路18を配置しても良い。要は、吸気冷却通路16を流れる冷却済みの吸入空気とバイパス通路18を流れる吸入空気とが混ざりにくくなるように、バイパス通路18を吸気導出口12の近傍に配置するのが望ましい。なお、吸気導入口11の配置箇所としては、バイパス通路18の近傍でも良いし、バイパス通路18から離れていても良い。
Further, in the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、枠体10内に吸気冷却通路16及び熱交換部17が複数ずつ設けられているが、吸気冷却通路16及び熱交換部17の数としては、1つずつであっても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, a plurality of
また、上記実施形態では、防風プレート20は、バイパス配管19の上部に隣接する熱交換部17を保持する機能を有しているが、そのような機能は特に無くても良い。つまり、各熱交換部17が枠体10のみに支持されている構造であっても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、上記実施形態のインタークーラ4は、車両のエンジン2に供給される吸入空気を冷却するものであるが、本発明は、車両以外のエンジンに供給される吸入空気を冷却するものにも適用可能である。
Further, the
2…エンジン、4…インタークーラ(吸気冷却装置)、10…枠体、11…吸気導入口(吸気導入部)、12…吸気導出口(吸気導出部)、16…吸気冷却通路、17…熱交換部、18…バイパス通路、20…防風プレート。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記吸入空気を導入するための空気導入部と前記吸入空気を導出するための空気導出部とを有する枠体と、
前記枠体内に配置され、前記空気導入部から前記空気導出部に向けて前記吸入空気を流すための吸気冷却通路と、
前記枠体内に配置され、前記吸気冷却通路を流れる前記吸入空気を冷却風により熱交換する熱交換部と、
前記吸気冷却通路をバイパスするように前記枠体内に前記熱交換部と空間を隔てて配置され、前記空気導入部から前記空気導出部に向けて前記吸入空気を流すためのバイパス通路と、
前記バイパス通路の前面を覆うように且つ前記バイパス通路と接触しないように設けられ、前記冷却風を前記バイパス通路に対して遮るための防風プレートとを備えることを特徴とする吸気冷却装置。 In the intake air cooling device that cools the intake air supplied to the engine,
A frame having an air introduction part for introducing the intake air and an air lead-out part for deriving the intake air;
An intake air cooling passage that is arranged in the frame and allows the intake air to flow from the air introduction portion toward the air outlet portion;
A heat exchanging unit arranged in the frame and exchanging heat with the cooling air for the intake air flowing through the intake cooling passage;
A bypass passage, which is disposed in the frame so as to bypass the intake air cooling passage with a space from the heat exchanging portion, and flows the intake air from the air introduction portion toward the air outlet portion;
An intake air cooling apparatus comprising: a windproof plate provided so as to cover a front surface of the bypass passage and not in contact with the bypass passage, and blocking the cooling air from the bypass passage.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104775893A (en) * | 2015-04-27 | 2015-07-15 | 重庆科克发动机技术有限公司 | Water-cooled intercooler of in-line six-cylinder engine |
CN106930821A (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 曼胡默尔滤清器(上海)有限公司 | A kind of motor intake manifold of built-in integrated charge air cooler |
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2013
- 2013-03-29 JP JP2013073446A patent/JP2014196725A/en active Pending
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CN106930821A (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 曼胡默尔滤清器(上海)有限公司 | A kind of motor intake manifold of built-in integrated charge air cooler |
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