JP2015190390A - Engine intake air cooling structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve power performance of an engine without deteriorating fuel economy by a simple configuration.SOLUTION: An engine intake air cooling structure includes: an evaporator 11 incorporated in an on-board air conditioner 1 to cool air to be supplied into a vehicle interior; a drain pipe 2 for draining condensed water 7 generated in the evaporator 11 to the outside of the vehicle; and a cool air pipe 4 branching from the drain pipe 2 and connected to an air cleaner 5 constituting an engine air intake system to guide the cool air inside the drain pipe 2 to the air cleaner 5.

Description

本発明は、車載空調装置を利用してエンジンの吸気温度を低減させるエンジンの吸気冷却構造に関する。   The present invention relates to an intake air cooling structure for an engine that uses an in-vehicle air conditioner to reduce the intake air temperature of the engine.

一般に、車両には車室内を空調するための空調装置(車載空調装置)が搭載される。車載空調装置は、凝縮器(コンプレッサ)及び蒸発器(エバポレータ)を備え、これらの間で冷媒を循環させて吸熱及び放熱を繰り返させながら冷房運転を行う。
通常、車載空調装置に備えられる凝縮器は、エンジン動力で駆動される。このため、車載空調装置が冷房運転を開始すると、エンジン負荷が増大してエンジンの動力性能(エンジン回転数や出力トルク)が低下する。これを回復させるためには、エンジンに供給される空気量及び燃料噴射量を増加させなければならず、エネルギーの消費量が増大して燃費の悪化を招く。
Generally, an air conditioner (vehicle-mounted air conditioner) for air-conditioning the vehicle interior is mounted on the vehicle. The vehicle-mounted air conditioner includes a condenser (compressor) and an evaporator (evaporator), and performs a cooling operation while circulating refrigerant between them to repeat heat absorption and heat dissipation.
Usually, a condenser provided in an in-vehicle air conditioner is driven by engine power. For this reason, when the vehicle-mounted air conditioner starts the cooling operation, the engine load increases and the engine power performance (engine speed and output torque) decreases. In order to recover this, the amount of air supplied to the engine and the amount of fuel injection must be increased, and the amount of energy consumption increases, leading to deterioration of fuel consumption.

従来このような課題に対し、エンジンの吸気温度を低下させることによって充填効率や体積効率を増大させ、エンジン出力を高めることが提案されている。例えば、車載空調装置から車室内に向けて供給される冷却風の一部をエンジンの吸気系に導入することで、吸気温度を低下させる技術が提案されている(特許文献1,2参照)。また、車載空調装置の排水を吸気配管の外周面に対して直接的に流し掛けることで、吸気温度を低下させる技術も提案されている(特許文献3参照)。   Conventionally, it has been proposed to increase the engine output by increasing the charging efficiency and volumetric efficiency by lowering the intake air temperature of the engine in order to solve such a problem. For example, there has been proposed a technique for lowering the intake air temperature by introducing a part of the cooling air supplied from the in-vehicle air conditioner toward the vehicle interior into the intake system of the engine (see Patent Documents 1 and 2). In addition, a technique for lowering the intake air temperature by directing the drainage of the in-vehicle air conditioner directly to the outer peripheral surface of the intake pipe has been proposed (see Patent Document 3).

特開平4-334752号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-334752 特開2003-247466号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-247466 特開平4-121418号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-21418

しかしながら、特許文献1,2に記載されたような技術では、本来車室内に供給されるべき冷却風がエンジン側に回されるため、吸気温度が低下する代わりに車室内の温度が上昇してしまう。車室内の温度を一定に保つには、車載空調装置の出力を上げなければならず、空調負荷が増大してしまう。
一方、特許文献3に記載されたような技術では、車室内の温度や空調負荷は変化しないものの、排水を吸気配管まわりに巡らせるための構造が複雑となる。また、冷房運転時には常に吸気配管の周囲に排水が供給されるため、錆が発生する虞がある。この結果、吸気配管を耐食性の高い材料で複雑な形状に製造しなければならず、製造コストや部材重量の増加を招いてしまうため、現実的には適用が困難である。
However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, since the cooling air that should be supplied into the vehicle interior is turned to the engine side, the temperature in the vehicle interior rises instead of the intake air temperature decreasing. End up. In order to keep the temperature in the passenger compartment constant, the output of the in-vehicle air conditioner must be increased, which increases the air conditioning load.
On the other hand, in the technique described in Patent Document 3, although the temperature in the passenger compartment and the air conditioning load do not change, the structure for circulating the drainage around the intake pipe becomes complicated. Moreover, since drainage is always supplied around the intake pipe during cooling operation, there is a risk of rusting. As a result, the intake pipe must be manufactured in a complicated shape with a material having high corrosion resistance, which increases the manufacturing cost and the weight of the member, and thus is practically difficult to apply.

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、簡素な構成で、燃費を悪化させることなくエンジンの動力性能を改善することができるようにした、エンジンの吸気冷却構造を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。   One of the purposes of this case was created in view of the above-mentioned problems, and has a simple configuration and can improve engine power performance without deteriorating fuel consumption. It is to provide a cooling structure. The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.

(1)ここで開示するエンジンの吸気冷却構造は、車載空調装置に内蔵され、車室内に供給される空気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で発生する凝結水を車外に排出する排水管と、前記排水管から分岐してエンジンの吸気系に接続され、前記排水管内の冷気を前記吸気系へと導く冷気管と、を備えたことを特徴としている。
なお、前記排水管と前記冷気管との分岐箇所には、三方分岐パイプを介装させることが好ましい。これにより、既存の排水管から冷気管を容易に分岐させることができる。
(1) An engine intake air cooling structure disclosed herein includes an evaporator that cools air supplied to a vehicle interior, and a drain pipe that discharges condensed water generated in the evaporator to the outside of the vehicle. And a cold air pipe that branches from the drain pipe and is connected to an intake system of an engine and guides cool air in the drain pipe to the intake system.
In addition, it is preferable to interpose a three-way branch pipe at a branch point between the drain pipe and the cold air pipe. Thereby, a cold air pipe can be easily branched from the existing drain pipe.

(2)前記排水管が、前記冷気管との分岐箇所から下方に向かって延設され、前記冷気管が、前記排水管との分岐箇所から上方に向かって延設されることが好ましい。
(3)前記冷気管が、前記吸気系を構成するエアクリーナのフィルタよりも上流側に接続されることが好ましい。
(2) Preferably, the drain pipe extends downward from a branch point with the cold air pipe, and the cold air pipe extends upward from a branch point with the drain pipe.
(3) It is preferable that the cold air pipe is connected to an upstream side of a filter of an air cleaner constituting the intake system.

開示のエンジンの吸気冷却構造によれば、排水管内の冷気をエンジンの吸気系へと導く冷気管を備えているため、従来排出していた排水管内の冷気を利用してエンジンの吸気温度を低減させることができ、燃費を悪化させることなくエンジンの動力性能を高めることができる。また、排水管と吸気系との間を冷気管で接続するだけよいため、簡素な構成とすることができる。   According to the disclosed intake air cooling structure of the engine, since the cool air pipe that guides the cool air in the drain pipe to the intake system of the engine is provided, the cool air in the drain pipe that has been exhausted conventionally is used to reduce the intake air temperature of the engine. The engine power performance can be enhanced without deteriorating fuel consumption. Further, since it is only necessary to connect the drain pipe and the intake system with a cold air pipe, a simple configuration can be achieved.

一実施形態に係るエンジンの吸気冷却構造の全体を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates the whole intake-air cooling structure of the engine concerning one embodiment. 図1のエンジンの吸気冷却構造における分岐箇所を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the branch location in the intake air cooling structure of the engine of FIG.

図面を参照して、実施形態としてのエンジンの吸気冷却構造について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができると共に、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。   An engine intake air cooling structure as an embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment, and can be selected as necessary or combined as appropriate.

[1.構成]
[1−1.全体構成]
本実施形態のエンジンの吸気冷却構造は、図1に例示するエンジン6に適用されている。このエンジン6は、車両に搭載され、内部で燃料と空気とを燃焼させることで車両に動力を生じるものである。エンジン6で生じた動力は、主として車両の走行に使用されるが、車両の車室内の温度や湿度を調節するHVAC(Heater, Ventilator and Air Conditioner,車載空調装置)1を駆動するためにも使用される。
なお、図1には、本実施形態のエンジンの吸気冷却構造の主要な構成要素を実線で示し、他の構成要素を破線で示す。
[1. Constitution]
[1-1. overall structure]
The intake air cooling structure of the engine of this embodiment is applied to the engine 6 illustrated in FIG. The engine 6 is mounted on a vehicle and generates power in the vehicle by burning fuel and air inside. The power generated by the engine 6 is mainly used to drive the vehicle, but is also used to drive an HVAC (Heater, Ventilator and Air Conditioner) that adjusts the temperature and humidity in the vehicle cabin. Is done.
In FIG. 1, main components of the intake air cooling structure for the engine of the present embodiment are indicated by solid lines, and other components are indicated by broken lines.

HVAC1は、車室内の空調環境を調節するものであり、車両のエンジンルームの内部でエンジン6に隣接するように配置される。HVAC1には、エバポレータ(蒸発器)11や図示しないヒータ,ファン等が内蔵されている。
エバポレータ11は、冷媒を減圧して気化させることによって吸熱するものであり、HVAC1の冷房装置として機能する。つまりエバポレータ11は、HVAC1の冷房運転時に車室内に供給される空気を冷却するものである。
エバポレータ11の近傍には、エバポレータ11で発生する凝結水7を車外に排出するための排水管2が配置される。排水管2は、ここではHVAC1のケース底面部12から車外に向かって延設されている。
The HVAC 1 is for adjusting the air-conditioning environment in the passenger compartment, and is disposed adjacent to the engine 6 inside the engine room of the vehicle. The HVAC 1 includes an evaporator (evaporator) 11, a heater and a fan (not shown), and the like.
The evaporator 11 absorbs heat by depressurizing and evaporating the refrigerant, and functions as a cooling device for the HVAC 1. That is, the evaporator 11 cools the air supplied into the vehicle compartment during the cooling operation of the HVAC 1.
In the vicinity of the evaporator 11, a drain pipe 2 for discharging condensed water 7 generated in the evaporator 11 to the outside of the vehicle is disposed. Here, the drain pipe 2 extends from the case bottom surface portion 12 of the HVAC 1 toward the outside of the vehicle.

エンジン6の上方には、エアクリーナ5が配置されている。エアクリーナ5は、接続ダクト51を介してエンジン6の吸気系に接続されると共に、車両外方に向かって開口した吸気ダクト52に接続され、車両外部からエンジン6に供給される吸気から埃や水分を除去するためのものである。
エアクリーナ5の内部には、吸気の流路を横切るように配置されたフィルタ53が設けられている。フィルタ53は、これを通過する空気中に含まれる埃や水分を捕集,除去するものであり、接続ダクト51と吸気ダクト52との間に介装される。
An air cleaner 5 is disposed above the engine 6. The air cleaner 5 is connected to an intake system of the engine 6 through a connection duct 51 and is connected to an intake duct 52 that opens toward the outside of the vehicle, and dust and moisture are supplied from the intake air supplied to the engine 6 from the outside of the vehicle. It is for removing.
Inside the air cleaner 5, a filter 53 is provided so as to cross the intake air flow path. The filter 53 collects and removes dust and moisture contained in the air passing therethrough, and is interposed between the connection duct 51 and the intake duct 52.

なお、エアクリーナ5,接続ダクト51及び吸気ダクト52は、何れもエンジン6の吸気系を構成するものである。つまり、上述のフィルタ53は、エンジン6の吸気系に介装されるものである。
エアクリーナ5には、排水管2から分岐した冷気管4をエンジン6の吸気系に接続するための冷気口54が設けられている。冷気口54は、吸気の流れ方向を基準として、フィルタ53よりも上流側でエアクリーナ5のケース上面部55を貫通するように形成されている。
Note that the air cleaner 5, the connection duct 51 and the intake duct 52 all constitute an intake system of the engine 6. That is, the filter 53 described above is interposed in the intake system of the engine 6.
The air cleaner 5 is provided with a cold air port 54 for connecting the cold air pipe 4 branched from the drain pipe 2 to the intake system of the engine 6. The cold air port 54 is formed so as to penetrate the case upper surface portion 55 of the air cleaner 5 on the upstream side of the filter 53 with reference to the flow direction of the intake air.

本実施形態のエンジンの吸気冷却構造は、エバポレータ11,排水管2及び冷気管4を備える。ここでは排水管2と冷気管4との分岐箇所Pに、排水管2から冷気管4を分岐させて凝結水7と冷気とを分離するための部材である三方分岐パイプ3が介装されている。以下、三方分岐パイプ3,排水管2,冷気管4の順に各構成を説明する。   The engine intake cooling structure of the present embodiment includes an evaporator 11, a drain pipe 2, and a cold air pipe 4. Here, a three-way branch pipe 3 which is a member for branching the cold air pipe 4 from the drain pipe 2 and separating the condensed water 7 and the cold air is interposed at a branch point P between the drain pipe 2 and the cold air pipe 4. Yes. Hereinafter, each configuration will be described in the order of the three-way branch pipe 3, the drain pipe 2, and the cold air pipe 4.

[1−2.三方分岐パイプ]
図2に示すように、三方分岐パイプ3は、基点からそれぞれ異なる方向に向かって直線状に延設された三本のパイプ部31,32,33を備えている。各パイプ部31,32,33は、何れも横断面が同様の円形閉断面をなす管状に形成されている。
[1-2. Three-way branch pipe]
As shown in FIG. 2, the three-way branch pipe 3 includes three pipe portions 31, 32, and 33 that extend linearly from the base point in different directions. Each of the pipe portions 31, 32, 33 is formed in a tubular shape having a circular closed cross section with the same cross section.

以下、パイプ部31,32,33を、それぞれ第一パイプ部31,第二パイプ部32及び第三パイプ部33という。第一パイプ部31及び第三パイプ部33は、排水管2の一部を構成するものであり、第二パイプ部32は、排水管2から分岐する冷気管4の一部を構成するものである。つまり、三方分岐パイプ3の基点は、排水管2と冷気管4との分岐箇所Pの中心点に相当する。   Hereinafter, the pipe parts 31, 32, and 33 are referred to as a first pipe part 31, a second pipe part 32, and a third pipe part 33, respectively. The first pipe part 31 and the third pipe part 33 constitute a part of the drain pipe 2, and the second pipe part 32 constitutes a part of the cold air pipe 4 branched from the drain pipe 2. is there. That is, the base point of the three-way branch pipe 3 corresponds to the center point of the branch point P between the drain pipe 2 and the cold air pipe 4.

ここでは第二パイプ部32と第三パイプ部33とが、互いに反対方向に延びるように同一直線上に延設されている。言い換えると、排水管2の第三パイプ部33で構成される部分と、冷気管4の第二パイプ部32で構成される部分とは、分岐箇所Pを挟んで直線状に配置される。これに対し、第一パイプ部31は、第二パイプ部32及び第三パイプ部33の延設方向に対してここでは直角方向に延設されている。   Here, the second pipe part 32 and the third pipe part 33 are extended on the same straight line so as to extend in opposite directions. In other words, the portion constituted by the third pipe portion 33 of the drain pipe 2 and the portion constituted by the second pipe portion 32 of the cold air pipe 4 are arranged in a straight line with the branch point P interposed therebetween. On the other hand, the first pipe portion 31 extends in a direction perpendicular to the extending direction of the second pipe portion 32 and the third pipe portion 33.

[1−3.排水管]
図1に示すように、排水管2は、エバポレータ11から車外に向かって凝結水7の流路を形成するものである。ここでは排水管2が、凝結水7の流れ方向を基準として、上流側(エバポレータ11側)に設けられる上流管21と、上流管21の下流側に設けられる三方分岐パイプ3との二部材で構成されている。
[1-3. Drain pipe]
As shown in FIG. 1, the drain pipe 2 forms a flow path of condensed water 7 from the evaporator 11 toward the outside of the vehicle. Here, the drain pipe 2 is composed of two members, an upstream pipe 21 provided on the upstream side (the evaporator 11 side) and a three-way branch pipe 3 provided on the downstream side of the upstream pipe 21 on the basis of the flow direction of the condensed water 7. It is configured.

図2に示すように、上流管21は、横断面が略一様な円形閉断面を有するように形成され、その内径は三方分岐パイプ3の第一パイプ部31の外径に嵌合する大きさとされる。上流管21の上流端部21aは、HVAC1のケース底面部12に形成された排水口12aに接続される。また、上流管21の下流端部21bは、上流端部21aよりも下方に配置され、三方分岐パイプ3の第一パイプ部31に接続される。なお、排水口12aは、エバポレータ11の横に設けられている。   As shown in FIG. 2, the upstream pipe 21 is formed to have a circular closed cross section with a substantially uniform cross section, and the inner diameter thereof is large enough to fit the outer diameter of the first pipe portion 31 of the three-way branch pipe 3. It is assumed. An upstream end 21 a of the upstream pipe 21 is connected to a drain port 12 a formed in the case bottom surface portion 12 of the HVAC 1. Further, the downstream end 21 b of the upstream pipe 21 is disposed below the upstream end 21 a and is connected to the first pipe portion 31 of the three-way branch pipe 3. The drain port 12a is provided beside the evaporator 11.

上流管21の下流端部21b及びこれに嵌め込まれる第一パイプ部31は、分岐箇所P側を下方に位置させて傾斜した状態で配置される。また、これに伴って第三パイプ部33は、分岐箇所P側を上方に位置させて傾斜した状態で配置される。言い換えると、排水管2の第三パイプ部33で構成される部分は、分岐箇所Pから下方に向かって延設される。
上流管21の上流端部21aと下流端部21bとの間の部分は、エンジン6やHVAC1などの周辺部材の形状及び配置に応じて、これらと干渉しないような適宜の形状及び配置とされる。ただし、凝結水7を車外に向けて円滑に排出するという観点から、ここでは上流管21が、下流側に向かって常に下方に向かうように延設されている。
The downstream end portion 21b of the upstream pipe 21 and the first pipe portion 31 fitted in the upstream pipe 21 are arranged in an inclined state with the branch point P side positioned downward. Further, along with this, the third pipe portion 33 is arranged in an inclined state with the branch point P side positioned upward. In other words, the portion constituted by the third pipe portion 33 of the drain pipe 2 extends downward from the branch point P.
A portion between the upstream end 21a and the downstream end 21b of the upstream pipe 21 is appropriately shaped and arranged so as not to interfere with the shape and arrangement of peripheral members such as the engine 6 and the HVAC 1. . However, from the viewpoint of smoothly discharging the condensed water 7 toward the outside of the vehicle, the upstream pipe 21 is extended so as to be always directed downward toward the downstream side.

[1−4.冷気管]
図1に示すように、冷気管4は、排水管2から分岐してエンジン6の吸気系に接続され、排水管2内の冷気をエンジン6の吸気系へと導くものである。ここでは冷気管4が、冷気の流れ方向を基準として、上流側(分岐箇所P側)に設けられる三方分岐パイプ3と、三方分岐パイプ3の下流側に設けられる下流管41との二部材で構成されている。
[1-4. Cold air pipe]
As shown in FIG. 1, the cold air pipe 4 branches from the drain pipe 2 and is connected to the intake system of the engine 6, and guides the cold air in the drain pipe 2 to the intake system of the engine 6. Here, the cold air pipe 4 is composed of two members, a three-way branch pipe 3 provided on the upstream side (branch point P side) and a downstream pipe 41 provided on the downstream side of the three-way branch pipe 3 on the basis of the flow direction of the cold air. It is configured.

図2に示すように、下流管41は、横断面が略一様な円形閉断面を有するように形成され、その内径は三方分岐パイプ3の第二パイプ部32の外径に嵌合する大きさとされる。下流管41の下流端部41bは、エアクリーナ5のケース上面部55に設けられた冷気口54に接続される。また、下流管41の上流端部41aは、三方分岐パイプ3の第二パイプ部32に接続される。   As shown in FIG. 2, the downstream pipe 41 is formed to have a circular closed cross section with a substantially uniform cross section, and the inner diameter thereof is large enough to fit the outer diameter of the second pipe portion 32 of the three-way branch pipe 3. It is assumed. The downstream end 41 b of the downstream pipe 41 is connected to a cold air port 54 provided in the case upper surface portion 55 of the air cleaner 5. The upstream end 41 a of the downstream pipe 41 is connected to the second pipe part 32 of the three-way branch pipe 3.

下流管41の上流端部41a及びこれに嵌め込まれる第二パイプ部32は、分岐箇所P側を下方に位置させた状態で配置される。つまり、冷気管4の第二パイプ部32で構成される部分は、分岐箇所Pから上方に向かって延設される。
なお、下流管41の上流端部41aと下流端部41bとの間の部分は、エンジン6やHVAC1などの周辺部材の配置や形状に応じて、これらと干渉しないような適宜の形状及び配置とされる。
The upstream end portion 41a of the downstream pipe 41 and the second pipe portion 32 fitted into the downstream tube 41 are arranged in a state where the branch point P side is positioned downward. That is, the portion constituted by the second pipe portion 32 of the cold air pipe 4 extends upward from the branch point P.
The portion between the upstream end 41a and the downstream end 41b of the downstream pipe 41 has an appropriate shape and arrangement so as not to interfere with the peripheral members such as the engine 6 and the HVAC 1 according to the arrangement and shape of the peripheral members. Is done.

[2.作用]
以下、本実施形態のエンジンの吸気冷却構造に係る作用について説明する。
HVAC1の冷房運転時、エバポレータ11が駆動されると、エバポレータ11の表面温度が低下する。これによって、エバポレータ11の表面には結露が生じ、低温の凝結水7が付着する。この凝結水7は、その量が増加するとエバポレータ11の表面からケース底面部12上に滴下する。そして、ケース底面部12上に溜まった凝結水7は、排水口12aから排水管2に流出する。このとき、凝結水7とともにエバポレータ11で冷却された空気(冷気)の一部が一緒にHVAC1内から排水口12aを通じて排水管2の内部に流れ込む。そのため、排水管2内の空気は、凝結水7と冷気とによって常に冷却されている。
[2. Action]
Hereinafter, the operation according to the intake air cooling structure of the engine of this embodiment will be described.
When the evaporator 11 is driven during the cooling operation of the HVAC 1, the surface temperature of the evaporator 11 decreases. As a result, condensation occurs on the surface of the evaporator 11, and the low-temperature condensed water 7 adheres. When the amount of the condensed water 7 increases, the condensed water 7 drops from the surface of the evaporator 11 onto the case bottom surface portion 12. And the condensed water 7 collected on the case bottom face part 12 flows out into the drain pipe 2 from the drain port 12a. At this time, a part of the air (cold air) cooled by the evaporator 11 together with the condensed water 7 flows into the drain pipe 2 from the HVAC 1 through the drain port 12a. Therefore, the air in the drain pipe 2 is always cooled by the condensed water 7 and cold air.

凝結水7は、重力の作用で排水管2の上流管21内を下方に向かって流れ、上流管21と連続する三方分岐パイプ3の第一パイプ部31に流入する。一方、排水管2内の冷却された空気(冷気)は、排水管2内の圧力(外気圧)とエンジン6の吸気圧との差圧(吸気負圧)によって、低圧なエンジン6側(冷気管4側)に吸入される。すなわち冷気は、エンジン6の吸気負圧に引っ張られ、排水管2の上流管21を通って流下し、凝結水7と同様に、三方分岐パイプ3内に流れ込む。   The condensed water 7 flows downward in the upstream pipe 21 of the drain pipe 2 by the action of gravity, and flows into the first pipe portion 31 of the three-way branch pipe 3 continuous with the upstream pipe 21. On the other hand, the cooled air (cold air) in the drain pipe 2 is cooled by the differential pressure (intake negative pressure) between the pressure in the drain pipe 2 (external pressure) and the intake pressure of the engine 6 (cold air pressure). Inhaled into the trachea 4 side). That is, the cold air is pulled by the intake negative pressure of the engine 6, flows down through the upstream pipe 21 of the drain pipe 2, and flows into the three-way branch pipe 3 like the condensed water 7.

凝結水7は、分岐箇所Pまで達すると、自重で下方に向かって流れて第三パイプ部33に流入する(図2中の斜線入り矢印参照)。そして、第三パイプ部33を通って車外に排出される。
これに対し冷気は、分岐箇所Pまで達すると、上述の吸気負圧によって低圧なエンジン6側に吸入されて、冷気管4内に流入する(図2中の白抜き矢印参照)。つまり、この分岐箇所Pでは、凝結水7は下方に向かって流れるのに対し、冷気は上方に向かって流れることで、両者が分離される。
When the condensed water 7 reaches the branch point P, the condensed water 7 flows downward by its own weight and flows into the third pipe portion 33 (see the hatched arrow in FIG. 2). Then, it is discharged out of the vehicle through the third pipe portion 33.
On the other hand, when the cold air reaches the branch point P, the cold air is sucked into the low-pressure engine 6 by the intake negative pressure and flows into the cold air pipe 4 (see the white arrow in FIG. 2). That is, at the branch point P, the condensed water 7 flows downward, whereas the cold air flows upward, so that both are separated.

そして、冷気管4に流入した冷気は、冷気管4を構成する第二パイプ部32内を上方に向かって流れ、第二パイプ部32と連続する下流管41に流入する。そして、下流管41の下流端部41bまで達すると、冷気口54を通じてエアクリーナ5の内部のフィルタ53よりも上流側へと案内される。
エアクリーナ5の内部に流れ込んだ冷気は、吸気ダクト52を通じてエアクリーナ5内に取り込まれた吸気と共に、フィルタ53を通過する。このとき、冷気中に含まれる埃や過剰な水分がフィルタ53によって捕集される。そして吸気は、この冷気を含むことによって温度が低減され、高密度な状態で接続ダクト51内を流下してエンジン6に供給される。
The cold air that has flowed into the cold air pipe 4 flows upward in the second pipe portion 32 that constitutes the cold air pipe 4, and then flows into the downstream pipe 41 that is continuous with the second pipe portion 32. When reaching the downstream end 41 b of the downstream pipe 41, the downstream pipe 41 is guided to the upstream side of the filter 53 inside the air cleaner 5 through the cold air port 54.
The cold air flowing into the air cleaner 5 passes through the filter 53 together with the intake air taken into the air cleaner 5 through the intake duct 52. At this time, dust and excessive water contained in the cold air are collected by the filter 53. The intake air includes the cold air so that the temperature is reduced, and the intake air flows down through the connection duct 51 in a high-density state and is supplied to the engine 6.

なお、エバポレータ11の出力が大きくなるほど(すなわちHVAC1の稼働率が高くなるほど)、エバポレータ11の表面温度は低下する。したがって、例えば外気温が上昇し、HVAC1が高い稼働率で冷房運転されるほど、HVAC1内(エバポレータ11周辺)の空気は冷却される。この場合、排水管2内に流れ込む冷気の温度がより下がるため、排水管2内の空気はより低温に冷却される。つまり、HVAC1の冷房に係る稼働率が高くなるほど、より低温な冷気がエンジン6の吸気系に導入され、吸気温度がより低減される。   In addition, the surface temperature of the evaporator 11 falls, so that the output of the evaporator 11 becomes large (namely, the operation rate of HVAC1 becomes high). Therefore, for example, the air in the HVAC 1 (around the evaporator 11) is cooled as the outside air temperature rises and the HVAC 1 is cooled at a higher operating rate. In this case, since the temperature of the cold air flowing into the drain pipe 2 is further lowered, the air in the drain pipe 2 is cooled to a lower temperature. That is, as the operating rate related to cooling of the HVAC 1 increases, cooler air at a lower temperature is introduced into the intake system of the engine 6 and the intake air temperature is further reduced.

[3.効果]
(1)上記のエンジンの吸気冷却構造は、排水管2内の冷気をエンジン6の吸気系へと導く冷気管4を備えているので、従来排出していた排水管2内の冷気を利用してエンジン6の吸気温度を低減させることができる。これにより、充填効率や体積効率を増大させてエンジン出力を向上させることができる。したがって、燃費を悪化させることなくエンジンの動力性能を高めることができる。ゆえに、エンジン負荷の大きい冷房運転時に、特に有益な効果を得ることができる。
[3. effect]
(1) The above-described intake air cooling structure of the engine includes the cold air pipe 4 that guides the cold air in the drain pipe 2 to the intake system of the engine 6, and thus uses the cold air in the drain pipe 2 that has been discharged conventionally. Thus, the intake air temperature of the engine 6 can be reduced. Thereby, filling efficiency and volumetric efficiency can be increased and engine output can be improved. Therefore, the power performance of the engine can be improved without deteriorating the fuel consumption. Therefore, a particularly beneficial effect can be obtained during cooling operation with a large engine load.

また、従来排水管2から排出されていた冷気を利用して吸気温度を低下させるため、吸気を冷却するためのエネルギーが不要であり、空調負荷の増大を招くことなくエンジンの動力性能を高めることができる。
また、冷気はエンジン6の吸気負圧でエンジン6側に吸入されるため、冷気の流量や流通方向の制御が不要である。つまり、電子制御装置や制御弁などを設ける必要がなく、排水管2と吸気系との間を冷気管4で接続するだけでよいので、簡素な構成とすることができ、低コスト化が図れる上に既存のエンジンへの適用が容易である。
Further, since the intake air temperature is lowered by using the cold air that has been discharged from the drain pipe 2 in the past, energy for cooling the intake air is unnecessary, and the power performance of the engine is improved without causing an increase in the air conditioning load. Can do.
Further, since the cold air is sucked into the engine 6 by the intake negative pressure of the engine 6, it is not necessary to control the flow rate and flow direction of the cold air. That is, it is not necessary to provide an electronic control device or a control valve, and it is only necessary to connect the drain pipe 2 and the intake system with the cold air pipe 4, so that a simple configuration can be achieved and the cost can be reduced. It is easy to apply to existing engines.

さらに、HVAC1の稼働率が高くなるほど吸気温度の低減量が増加するため、HVAC1及びエンジン6の運転状態に見合った冷気をエンジン6に供給することができる。例えば、外気温が高く吸気温度が上昇しやすい場合、HVAC1は高い稼働率で冷房運転され、エンジンの負荷も増えると考えられるが、車室内の高い冷房効果と共に、吸気温度の高い低減効果を自動的に得ることができる。したがって、HVAC1の冷房に係る稼働率が高くてもエンジンの動力性能を維持して燃費が悪化するのを抑制することができる。   Furthermore, since the amount of reduction in the intake air temperature increases as the operating rate of the HVAC 1 increases, it is possible to supply the engine 6 with cool air corresponding to the operating state of the HVAC 1 and the engine 6. For example, if the outside air temperature is high and the intake air temperature is likely to rise, the HVAC1 will be air-cooled at a high operating rate and the engine load will increase, but it will automatically increase the intake air temperature and reduce the intake air temperature automatically. Can be obtained. Therefore, even if the operating rate related to the cooling of the HVAC 1 is high, it is possible to maintain the power performance of the engine and suppress the deterioration of fuel consumption.

(2)また、上記のエンジンの吸気冷却構造では、排水管2が分岐箇所Pから下方に向かって延設され、冷気管4が分岐箇所Pから上方に向かって延設されている。このため、排水管2内の凝結水7と冷気とを分岐箇所Pで確実に分離させることができ、エンジン6側への水分の流入を抑制することができる。
(3)また、上記のエンジンの吸気冷却構造では、冷気管4が吸気系に介装されたエアクリーナ5のフィルタ53よりも上流側に接続されている。このため、冷気中の水蒸気をよりフィルタ53で確実に捕集することができる。これにより、冷気中の水蒸気がエンジン6に供給されてしまうことを防止できる。
(2) Further, in the above intake air cooling structure of the engine, the drain pipe 2 is extended downward from the branch point P, and the cold air pipe 4 is extended upward from the branch point P. For this reason, the condensed water 7 and the cold air in the drain pipe 2 can be reliably separated at the branch point P, and the inflow of moisture to the engine 6 side can be suppressed.
(3) Further, in the above intake air cooling structure of the engine, the cold air pipe 4 is connected to the upstream side of the filter 53 of the air cleaner 5 interposed in the intake system. For this reason, the water vapor in the cold air can be more reliably collected by the filter 53. Thereby, it can prevent that the water vapor | steam in cold air will be supplied to the engine 6. FIG.

また、上記のエンジンの吸気冷却構造では、排水管2の下流側部分を構成する第一パイプ部31及び冷気管4の上流側部分を構成する第二パイプ部32が、分岐箇所Pを挟んで直線状に配置されている。このため、凝結水7の移動方向と冷気の移動方向とを正反対にすることができ、冷気から効率的に水分を除去することができる。   In the engine intake cooling structure described above, the first pipe portion 31 constituting the downstream portion of the drain pipe 2 and the second pipe portion 32 constituting the upstream portion of the cold air pipe 4 sandwich the branch point P. It is arranged in a straight line. For this reason, the moving direction of the condensed water 7 and the moving direction of cold air can be made opposite, and a water | moisture content can be efficiently removed from cold air.

[4.変形例]
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
[4. Modified example]
Regardless of the embodiment described above, various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Each structure of this embodiment can be selected as needed, or may be combined appropriately.

上記には車載空調装置1として、車室内の温度(暖房,冷房)や湿度を調節するものを例示したが、車載空調装置1は少なくともエバポレータ11を備え、車室内を冷房するものであればよい。つまり、上記に示した暖房や湿度調節に係る機能は必須でない。
また、上記には分岐箇所Pに三方分岐パイプ3を介装させるものを例示したが、三方分岐パイプ3を使用せずに排水管2から冷気管4を分岐させてもよい。例えば、冷気管4を排水管2に対して直接的に接続してもよいし、排水管2及び冷気管4を一体で成形してもよい。
Although the example which adjusts the temperature (heating, cooling) and humidity of a vehicle interior as the vehicle-mounted air conditioner 1 was illustrated above, the vehicle-mounted air conditioner 1 may include at least the evaporator 11 and can cool the vehicle interior. . That is, the functions related to heating and humidity adjustment described above are not essential.
In the above, the three-way branch pipe 3 is interposed at the branch point P, but the cold air pipe 4 may be branched from the drain pipe 2 without using the three-way branch pipe 3. For example, the cold air pipe 4 may be directly connected to the drain pipe 2, or the drain pipe 2 and the cold air pipe 4 may be integrally formed.

また、排水管2及び冷気管4は、分岐箇所Pを挟んで直線状に配置されなくてもよく、例えばこれらは分岐箇所Pを挟んで適宜の角度をなすように配置されてもよい。さらに上記には、排水管2が分岐箇所Pを基点として直角に屈曲されたものを例示したが、排水管2の形状はこれに限定されず、適宜の形状に変更可能である。排水管2は、例えば直線状に形成されてもよいし、分岐箇所Pを基点として直角以外の角度で屈曲されてもよい。   Further, the drain pipe 2 and the cold air pipe 4 do not have to be arranged linearly across the branch point P. For example, they may be arranged at an appropriate angle across the branch point P. Further, the drain pipe 2 is bent at a right angle with the branch point P as a base point. However, the shape of the drain pipe 2 is not limited to this, and can be changed to an appropriate shape. The drain pipe 2 may be formed in a straight line, for example, or may be bent at an angle other than a right angle with the branch point P as a base point.

また、排水管2と冷気管4との間に、排水管2から流れ込んだ凝結水7と冷気とを一旦滞留させてから分離させるような分離室を設けてもよい。
また、冷気管4の形状も上記のものに限定されない。冷気管4は、例えば全長に亘って直線状に延設されてもよいし、蛇行した形状に形成されてもよい。また、冷気管4は、少なくとも排水管2から分岐してエンジン6の吸気系に接続されるものであればよく、その下流端部41bの接続先は、エアクリーナ5に限らず例えば吸気ダクト52や、エアクリーナ5(フィルタ53)の下流側の接続ダクト51であってもよい。この場合も、冷気管4を通じて排水管2内の冷気をエンジン6の吸気系に導くことにより、吸気温度を低減させることができる。
Further, a separation chamber may be provided between the drain pipe 2 and the cold air pipe 4 so that the condensed water 7 and the cold air flowing from the drain pipe 2 are once retained and then separated.
Further, the shape of the cold air tube 4 is not limited to the above. For example, the cold air pipe 4 may extend linearly over the entire length, or may be formed in a meandering shape. Further, the cold air pipe 4 may be at least branched from the drain pipe 2 and connected to the intake system of the engine 6, and the connection destination of the downstream end 41 b is not limited to the air cleaner 5, for example, the intake duct 52, The connection duct 51 on the downstream side of the air cleaner 5 (filter 53) may be used. Also in this case, the intake air temperature can be reduced by guiding the cold air in the drain pipe 2 to the intake system of the engine 6 through the cold air pipe 4.

1 HVAC(車載空調装置)
11 エバポレータ(蒸発器)
2 排水管
3 三方分岐パイプ
4 冷気管
5 エアクリーナ
53 フィルタ
6 エンジン
7 凝結水
P 分岐箇所
1 HVAC (on-vehicle air conditioner)
11 Evaporator
2 Drain pipe 3 Three-way branch pipe 4 Cold air pipe 5 Air cleaner 53 Filter 6 Engine 7 Condensed water P Branch location

Claims (3)

車載空調装置に内蔵され、車室内に供給される空気を冷却する蒸発器と、
前記蒸発器で発生する凝結水を車外に排出する排水管と、
前記排水管から分岐してエンジンの吸気系に接続され、前記排水管内の冷気を前記吸気系へと導く冷気管と、
を備えたことを特徴とする、エンジンの吸気冷却構造。
An evaporator built in an in-vehicle air conditioner for cooling the air supplied to the passenger compartment;
A drain pipe for discharging condensed water generated in the evaporator to the outside of the vehicle;
A cold air pipe branched from the drain pipe and connected to the intake system of the engine, and leading the cold air in the drain pipe to the intake system;
An intake air cooling structure for an engine characterized by comprising:
前記排水管が、前記冷気管との分岐箇所から下方に向かって延設され、
前記冷気管が、前記排水管との分岐箇所から上方に向かって延設される
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの吸気冷却構造。
The drain pipe extends downward from a branch point with the cold air pipe,
The intake air cooling structure for an engine according to claim 1, wherein the cold air pipe extends upward from a branch point with the drain pipe.
前記冷気管が、前記吸気系を構成するエアクリーナのフィルタよりも上流側に接続される
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のエンジンの吸気冷却構造。
The intake air cooling structure for an engine according to claim 1 or 2, wherein the cold air pipe is connected to an upstream side of a filter of an air cleaner constituting the intake system.
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