JP2016135997A - Cooling system for internal combustion engine, internal combustion engine and cooling method for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの冷間始動時の暖機時間を短縮することができるとともに、エンジン暖機後の通常運転時において、排気ガス浄化処理装置の触媒の温度を活性化温度以上に維持できて、排気ガスの浄化処理能力の低下を防止できる内燃機関の冷却システム、内燃機関及び内燃機関の冷却方法に関する。 The present invention can shorten the warm-up time when the engine is cold-started, and can maintain the temperature of the catalyst of the exhaust gas purification processing apparatus at or above the activation temperature during normal operation after the engine is warmed-up. The present invention relates to a cooling system for an internal combustion engine, an internal combustion engine, and a cooling method for the internal combustion engine, which can prevent a reduction in exhaust gas purification capacity.
ディーゼルエンジン等の内燃機関においては、エンジンの高出力化と低排ガスレベル化を両立するために、図3に示すように、ターボ式過給システム15とインタークーラ16aを組み合わせたインタークーラ付きターボシステムが導入されている。このシステムでは、大気中より吸気通路12に導入された吸気Aは、ターボ式過給システム15のコンプレッサ15bにより圧縮されてエネルギーを高められて昇温するので、吸気温度を下げるために、コンプレッサ15bの下流側のインタークーラ16aによって熱交換している。この場合、コンプレッサ15bで圧縮された吸気Aのエネルギーの一部が大気A1に放出されることになり、エネルギーロスが発生している。
In an internal combustion engine such as a diesel engine, as shown in FIG. 3, a turbo system with an intercooler that combines a turbo-
このエネルギーロス対策に関連して、発電システムではあるが、エンジンの本体の所要冷却部を冷却するエンジン本体冷却系と、エンジンに供給すべき加圧状態の給気を冷却する給気冷却系とを有するエンジン冷却システムにおいて、給気冷却系に配置された給気冷却器を低温側熱交換部と高温側熱交換部との2つの熱交換部から構成し、エンジン本体冷却系を流通する冷却媒体と、給気冷却器の高温側熱交換部を流通する冷却媒体との両方から熱回収を行うエンジン冷却システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In relation to this energy loss countermeasure, although it is a power generation system, an engine main body cooling system that cools a required cooling part of the engine main body, and a supply air cooling system that cools pressurized air to be supplied to the engine, In the engine cooling system having the above structure, the charge air cooler arranged in the charge air cooling system is composed of two heat exchanging parts, a low temperature side heat exchanging part and a high temperature side heat exchanging part, and is circulated through the engine main body cooling system An engine cooling system that recovers heat from both a medium and a cooling medium that circulates through a high-temperature side heat exchange section of a charge air cooler has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このようなエンジン冷却システムでは、これらの冷却媒体から熱回収して熱水を供給するための廃熱回収用の熱交換器を設けており、車両搭載用の内燃機関に用いるのは難しいという問題がある。 However, in such an engine cooling system, a heat exchanger for recovering waste heat for recovering heat from these cooling media and supplying hot water is provided, which is difficult to use for an internal combustion engine mounted on a vehicle. There is a problem.
一方、発電システムの内燃機関に比べて頻繁に発停を繰り返す車両搭載の内燃機関においては、この吸気におけるエネルギーロスに関連して、吸気はエンジンの運転状態にかかわらず、空冷式インタークーラで冷却された後に気筒内に入るため、エンジンの冷間始動時には暖機するまでの暖機時間が長期化してしまうという問題や、エンジン暖機後の通常運転時において、外気温度が低い場合には、エンジン吸入温度が低くなり、排気温度が低下して、排気後処理のための排気ガス浄化処理装置に担持されている触媒の活性化温度の確保が難しくなる場合が生じるという問題が生じている。 On the other hand, in a vehicle-mounted internal combustion engine that frequently starts and stops compared to the internal combustion engine of the power generation system, the intake air is cooled by an air-cooled intercooler regardless of the operating state of the engine in relation to the energy loss in the intake air. If the outside air temperature is low during normal operation after engine warm-up, the problem is that the warm-up time until the engine warms up becomes longer when the engine is cold started. There is a problem that the engine intake temperature is lowered, the exhaust temperature is lowered, and it becomes difficult to secure the activation temperature of the catalyst carried in the exhaust gas purification processing apparatus for exhaust aftertreatment.
これに関連して、過給空気クーラを2つ設けて、内燃機関のコールドスタート時は過給空気を過給空気クーラをバイパスさせて所定の温度に達してから初めて過給空気を冷却し、高温の過給空気に対しては2つの過給空気クーラを用い、中間の温度の過給空気に対しては1つの過給空気クーラを用いるターボ過給機付き多気筒内燃機関の過給空気冷却装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In this connection, two supercharged air coolers are provided, and when the internal combustion engine is cold started, the supercharged air is cooled only when the supercharged air cooler reaches a predetermined temperature by bypassing the supercharged air cooler, Supercharged air of a multi-cylinder internal combustion engine with a turbocharger that uses two supercharged air coolers for high-temperature supercharged air and uses one supercharged air cooler for intermediate-temperature supercharged air A cooling device has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、この構成は、内燃機関の運転状況に応じて、過給空気クーラの冷却能力をバイパスを含めて3段階で変更するだけであり、エネルギーロスの量を減少できるが、過給空気クーラにおけるエネルギーロス分を回収できず、また、エンジン暖機後の排気温度の低下の問題を十分に解決できないという問題がある。 However, this configuration only changes the cooling capacity of the supercharged air cooler in three stages including the bypass according to the operating state of the internal combustion engine, and can reduce the amount of energy loss. There is a problem that the energy loss cannot be recovered, and the problem of a decrease in exhaust temperature after engine warm-up cannot be solved sufficiently.
一方、本発明者は、エンジンの冷間始動時では、エンジン冷却水を温める必要があるため、インタークーラで放出される吸気のエネルギーの一部をエンジン冷却水に移動できれば、暖気を温めることができるとの知見と、エンジン暖機後においては、エンジン冷却水の温度が80℃〜90℃になっていることに着目し、このエンジン冷却水で吸気を温めて吸気温度を高めることができるとの知見と、次いで、エンジンの吸気温度と排気温度は略直線的な関係にあり(図4参照)、吸気温度を上昇させることにより排気温度を上昇できるので、この吸気温度をエンジン冷却水で上昇させることにより、排気温度を上昇させることができ、排気ガス浄化装置の触媒の活性化温度を維持できるとの知見を得た。 On the other hand, the present inventor needs to warm the engine cooling water when the engine is cold started. Therefore, if a part of the energy of the intake air discharged by the intercooler can be transferred to the engine cooling water, the warming air can be warmed. Focusing on the fact that the engine cooling water temperature is 80 ° C to 90 ° C after the engine is warmed up and that the engine intake water can be warmed with this engine cooling water to increase the intake air temperature. Next, the engine intake air temperature and the exhaust temperature are in a substantially linear relationship (see FIG. 4), and the exhaust air temperature can be raised by raising the intake air temperature. As a result, it has been found that the exhaust temperature can be raised and the activation temperature of the catalyst of the exhaust gas purification device can be maintained.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの暖機運転時における、エンジン始動時の暖機時間を短縮することができるとともに、エンジン暖機後の通常運転時においても、排気ガス浄化処理装置に担持された触媒の温度を活性化温度以上に維持して、排気ガスの浄化処理能力の低下を防止できる内燃機関の冷却システム、内燃機関及び内燃機関の冷却方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce the warm-up time at the start of the engine during the warm-up operation of the engine and to perform the normal operation after the engine warm-up. Even in such a case, the internal combustion engine cooling system, the internal combustion engine, and the cooling of the internal combustion engine that can maintain the temperature of the catalyst carried by the exhaust gas purification processing apparatus at or above the activation temperature to prevent the exhaust gas purification processing capacity from being lowered. It is to provide a method.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の冷却システムは、過給用のコンプレッサの下流側にインタークーラシステムを備えた内燃機関の冷却システムにおいて、前記インタークーラシステムが、大気と熱交換する空冷式インタークーラと、エンジン冷却水と熱交換する水冷式インタークーラを並列に配設して構成され、前記コンプレッサを通過後の吸気が前記空冷式インタークーラと前記水冷式インタークーラのいずれか一方を流れるように吸気の流路を切り替える流路切替機構を設けて構成されると共に、当該内燃機関の冷却システムを制御する制御装置が当該内燃機関の運転状態に応じて前記流路切替機構を制御するように構成される。 In order to achieve the above object, the internal combustion engine cooling system of the present invention is an internal combustion engine cooling system including an intercooler system downstream of a supercharging compressor, wherein the intercooler system exchanges heat with the atmosphere. And an air-cooled intercooler that exchanges heat with the engine coolant, and the intake air after passing through the compressor is either the air-cooled intercooler or the water-cooled intercooler. A flow path switching mechanism that switches the flow path of the intake air so as to flow through one side is provided, and a control device that controls the cooling system of the internal combustion engine provides the flow path switching mechanism according to the operating state of the internal combustion engine. Configured to control.
この構成によれば、エンジンの運転状態に応じて、過給された吸気と大気又はエンジン冷却水との間で熱交換できるようになるので、外気温度やエンジンの暖機状態に応じて、吸気の熱交換の相手を大気又はエンジン冷却水に切り換えて、コンプレッサで圧縮及び昇温された吸気のエネルギーの一部を回収しながら、吸気の温度をより適切な温度にして気筒内に供給することができるようになり、それに伴い、排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度も調整できるようになる。 According to this configuration, heat can be exchanged between the supercharged intake air and the atmosphere or the engine cooling water according to the operating state of the engine. Therefore, according to the outside air temperature and the warm-up state of the engine, the intake air Switch the heat exchange partner to air or engine cooling water, recover a part of the intake air energy compressed and heated by the compressor, and supply the intake air temperature to the cylinder more appropriately Accordingly, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device can be adjusted.
なお、上記の内燃機関の冷却システムにおいて、前記水冷式インタークーラで熱交換するエンジン冷却水を、ウォーターポンプの出口から前記水冷式インタークーラに導き、前記水冷式インタークーラから出た後はEGRクーラに導くように構成すると、エンジンの冷間始動時に、水冷式インタークーラを通過して温度上昇したエンジン冷却水をEGRクーラに流入させることができるようになるので、EGRクーラにおけるエンジン冷却水によるEGRガスの冷却度合いを低下させて、EGRガスの低温化を抑制し、低温化した排気ガス中のHCなどの付着を防止することができるようになる。 In the above cooling system for an internal combustion engine, the engine cooling water for heat exchange with the water-cooled intercooler is guided from the outlet of a water pump to the water-cooled intercooler, and after exiting from the water-cooled intercooler, the EGR cooler When the engine is cold-started, the engine cooling water whose temperature has risen through the water-cooled intercooler can be allowed to flow into the EGR cooler at the time of cold start of the engine, so that EGR by the engine cooling water in the EGR cooler The degree of cooling of the gas can be reduced, the temperature of the EGR gas can be suppressed, and the adhesion of HC or the like in the exhaust gas whose temperature has been reduced can be prevented.
また、上記の内燃機関の冷却システムにおいて、前記制御装置が、前記内燃機関の冷間始動時に、エンジン冷却水の温度である第1温度が、予め設定した暖機完了判定温度閾値未満では、吸気が前記水冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、前記第1温度が前記暖機完了判定温度閾値以上では、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御するように構成されると、次のような効果を奏することができる。 Further, in the cooling system for an internal combustion engine described above, when the first temperature, which is the temperature of the engine cooling water, is less than a preset warm-up completion determination temperature threshold value during cold start of the internal combustion engine, Controls the flow path switching mechanism so as to flow through the water-cooled intercooler, and the flow path switching mechanism so that intake air flows through the air-cooled intercooler when the first temperature is equal to or higher than the warm-up completion determination temperature threshold. When configured to control the following, the following effects can be obtained.
つまり、エンジンの冷間始動時における暖気完了前では、従来技術では空冷式インタークーラにより吸気のエネルギーの一部を大気に放熱していたが、この吸気のエネルギーの一部を、水冷式インタークーラにおける熱交換により、エンジン冷却水に移動して、エンジン冷却水を昇温させることができるので、エンジンの暖機時間を短縮してエンジンの早期暖機を実現することができる。また、暖気完了後は、従来技術と同様に空冷式インタークーラで吸気を冷却することができる。 In other words, prior to the completion of warm-up at the cold start of the engine, in the conventional technology, part of the intake air energy was radiated to the atmosphere by the air-cooled intercooler. However, a part of this intake air energy was transferred to the water-cooled intercooler. By exchanging heat in the engine, it is possible to move to the engine cooling water and raise the temperature of the engine cooling water. Therefore, it is possible to shorten the warm-up time of the engine and realize early warm-up of the engine. In addition, after the warm-up is completed, the intake air can be cooled by the air-cooled intercooler as in the prior art.
また、上記の内燃機関の冷却システムにおいて、前記制御装置が、前記内燃機関の暖機運転完了後の通常運転時に、前記内燃機関の排気通路に設けた排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度である第2温度が、予め設定した浄化処理判定温度閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、過給圧力が予め設定した水冷切替判定圧力閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、前記過給圧力が前記水冷切替判定圧力閾値未満であるときは、吸気が前記水冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御するように構成される。なお、ここでいう通常運転時とは、排気ガス浄化装置のためのPM再生操作や硫黄パージ操作やNOx再生操作等における特殊なエンジン運転を含まないという意味である。 In the internal combustion engine cooling system, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device provided in the exhaust passage of the internal combustion engine during the normal operation after the warm-up operation of the internal combustion engine is completed. When the second temperature is equal to or higher than a preset purification process determination temperature threshold, the flow path switching mechanism is controlled so that the intake air flows through the air-cooled intercooler, and the second temperature is the purification process. When the temperature is less than the determination temperature threshold and the supercharging pressure is greater than or equal to a preset water-cooling switching determination pressure threshold, the flow path switching mechanism is controlled so that the intake air flows through the air-cooled intercooler, and the second When the temperature is less than the purification process determination temperature threshold and the supercharging pressure is less than the water cooling switching determination pressure threshold, the flow path is configured so that intake air flows through the water cooled intercooler. Configured to control the exchange mechanism. The term “normal operation” as used herein means that special engine operation is not included in PM regeneration operation, sulfur purge operation, NOx regeneration operation, etc. for the exhaust gas purification device.
つまり、第2温度が浄化処理判定温度閾値以上で排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度が高く排気ガス浄化装置に担持された触媒の温度が活性化温度未満になる可能性がないときには、空冷式インタークーラで吸気を冷却する。 That is, when the second temperature is equal to or higher than the purification process determination temperature threshold value, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device is high, and there is no possibility that the temperature of the catalyst carried on the exhaust gas purification device becomes lower than the activation temperature. Cool the intake air with an air-cooled intercooler.
しかし、第2温度が浄化処理判定温度閾値未満で、排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度が低く、例えば、排気ガス浄化装置の入口で180℃以下になって、触媒の温度が活性化温度未満になる可能性があるときには、水冷式インタークーラで水温が80℃〜90℃で循環しているエンジン冷却水を用いて吸気と熱交換し、この水温よりも低い温度の大気との熱交換を行わないことで、吸気の温度低下量を減少し、吸気温度を比較的高い温度に維持して排気温度も比較的高い温度に維持して、触媒の温度が活性化温度以上を維持できるようにする。 However, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device is low because the second temperature is less than the purification processing determination temperature threshold, for example, the temperature of the catalyst is activated at 180 ° C. or less at the inlet of the exhaust gas purification device. When there is a possibility that the temperature is lower than the temperature, heat is exchanged with the intake air using engine cooling water whose water temperature is circulated at 80 to 90 ° C. with a water-cooled intercooler, and heat with the air at a temperature lower than this water temperature. By not performing replacement, the amount of temperature drop of the intake air can be reduced, the intake air temperature can be maintained at a relatively high temperature, the exhaust gas temperature can be maintained at a relatively high temperature, and the catalyst temperature can be maintained above the activation temperature. Like that.
ただし、過給圧力が水冷切替判定圧力閾値以上で、過給圧力が高くコンプレッサの出口温度が高温、例えば、160℃以上の温度となるようなエンジンの運転状態では、この高温の吸気を水冷式インタークーラに流すと、エンジン冷却水の温度が高温になって、100℃以上となると沸騰して気泡が発生する恐れが生じるため、流路切替機構を制御して、吸気を空冷式インタークーラに流して、エンジン冷却水における気泡発生を回避する。 However, in an engine operating state where the supercharging pressure is equal to or higher than the water cooling switching determination pressure threshold and the supercharging pressure is high and the compressor outlet temperature is high, for example, 160 ° C. or higher, this high temperature intake air If it flows through the intercooler, the temperature of the engine cooling water becomes high, and when it exceeds 100 ° C, it may boil and bubbles may be generated. Therefore, the air flow type intercooler is controlled by controlling the flow path switching mechanism. To avoid bubbles in the engine coolant.
したがって、この構成によれば、エンジンの暖機運転完了後の通常運転時に、エンジン冷却水における気泡発生を回避しながら、吸気温度の温度低下量を調整して、吸気温度の低下による排気温度の低下を抑制して、排気ガス浄化処理装置の触媒の温度を活性化温度を維持することができ、エンジンの低負荷運転時における排気ガス浄化性能の低下を防止できる。 Therefore, according to this configuration, during the normal operation after the engine warm-up operation is completed, the amount of decrease in the intake air temperature is adjusted while avoiding the generation of bubbles in the engine cooling water, and the exhaust temperature due to the decrease in the intake air temperature is adjusted. It is possible to suppress the decrease, maintain the activation temperature of the catalyst of the exhaust gas purification processing device, and prevent the exhaust gas purification performance from deteriorating during low load operation of the engine.
なお、制御装置が、流路切替機構による空冷式インタークーラと水冷式インタークーラへの吸気の流れの切替を予め設定した制御時間をかけて行う制御をするように構成されると、流路切替に伴う吸気温度の急変化を回避できるので、エンジンの運転状態が急激に変化することを回避できる。 When the control device is configured to perform control over a preset control time to switch the flow of intake air to the air-cooled intercooler and the water-cooled intercooler by the flow path switching mechanism, the flow path switching Therefore, it is possible to avoid a sudden change in the operating state of the engine.
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、上記の内燃機関の冷却システムを備えて構成され、上記の内燃機関の冷却システムと同様の作用効果を奏することができる。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention includes the above cooling system for an internal combustion engine, and can achieve the same effects as the above cooling system for an internal combustion engine.
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の冷却方法は、過給用のコンプレッサの下流側に、大気と熱交換する空冷式インタークーラと、エンジン冷却水と熱交換する水冷式インタークーラを並列に配設すると共に、前記コンプレッサを通過後の吸気が前記空冷式インタークーラと前記水冷式インタークーラのいずれか一方を流れるように吸気の流路を切り替える流路切替機構を設けた内燃機関の冷却システムにおける内燃機関の冷却方法において、前記流路切替機構を当該内燃機関の運転状態に応じて制御するように構成されることを特徴とする方法である。 In addition, the internal combustion engine cooling method of the present invention for achieving the above-described object includes an air-cooled intercooler that exchanges heat with the atmosphere downstream of a supercharging compressor, and a water-cooled type that exchanges heat with engine cooling water. An intercooler is provided in parallel, and a flow path switching mechanism is provided for switching the flow path of the intake air so that the intake air after passing through the compressor flows through either the air-cooled intercooler or the water-cooled intercooler. In the internal combustion engine cooling system in the internal combustion engine cooling system, the flow path switching mechanism is configured to be controlled in accordance with an operating state of the internal combustion engine.
また、上記の内燃機関の冷却方法において、前記内燃機関の冷間始動時に、エンジン冷却水の温度である第1温度が、予め設定した暖機完了判定温度閾値未満では、吸気が前記水冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、前記第1温度が前記暖機完了判定温度閾値以上では、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御する。 Further, in the internal combustion engine cooling method, when the internal combustion engine is cold started, if the first temperature, which is the temperature of the engine coolant, is less than a preset warm-up completion determination temperature threshold, The flow path switching mechanism is controlled to flow through a cooler, and the flow path switching mechanism is controlled so that intake air flows through the air-cooled intercooler when the first temperature is equal to or higher than the warm-up completion determination temperature threshold.
さらに、上記の内燃機関の冷却方法において、前記内燃機関の暖機運転完了後の通常運転時に、前記内燃機関の排気通路に設けた排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度である第2温度が、予め設定した浄化処理判定温度閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、過給圧力が予め設定した水冷切替判定圧力閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、前記過給圧力が前記水冷切替判定圧力閾値未満であるときは、吸気が前記水冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御する。 Furthermore, in the cooling method for an internal combustion engine, a second temperature that is a temperature of exhaust gas flowing into an exhaust gas purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine during normal operation after completion of warm-up operation of the internal combustion engine. Is equal to or higher than a preset purification process determination temperature threshold, the flow path switching mechanism is controlled so that intake air flows through the air-cooled intercooler, and the second temperature is less than the purification process determination temperature threshold. When the supercharging pressure is equal to or higher than a preset water-cooling switching determination pressure threshold, the flow path switching mechanism is controlled so that intake air flows through the air-cooled intercooler, and the second temperature is When the processing determination temperature threshold value is less than and the supercharging pressure is less than the water cooling switching determination pressure threshold value, the flow path switching mechanism is controlled so that intake air flows through the water cooling type intercooler.
これらの方法によれば、上記の内燃機関の冷却システムと同様の作用効果を奏することができる。 According to these methods, the same operational effects as those of the cooling system for the internal combustion engine can be obtained.
本発明の内燃機関の冷却システム、内燃機関及び内燃機関の冷却方法によれば、エンジンの運転状態に応じて、過給された吸気と大気又はエンジン冷却水との間で熱交換できるようになるので、外気温度やエンジンの暖機状態に応じて、吸気の熱交換の相手を大気又はエンジン冷却水に切り換えて、コンプレッサで圧縮及び昇温された吸気のエネルギーの一部を回収しながら、吸気の温度をより適切な温度にして気筒内に供給することができるようになり、それに伴い、排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度も調整できるようになる。 According to the internal combustion engine cooling system, internal combustion engine, and internal combustion engine cooling method of the present invention, heat exchange can be performed between the supercharged intake air and the atmosphere or engine cooling water in accordance with the operating state of the engine. Therefore, according to the outside air temperature and the warm-up state of the engine, the heat exchange partner of the intake air is switched to the atmosphere or the engine cooling water, and the intake air is recovered while collecting a part of the intake air energy compressed and heated by the compressor. Accordingly, the temperature of the exhaust gas can be supplied into the cylinder, and accordingly, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device can also be adjusted.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の冷却システム、内燃機関及び内燃機関の冷却方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る実施の形態の内燃機関は、本発明に係る実施の形態の内燃機関の冷却システム1を備えて構成され、後述する内燃機関の冷却システム1が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。なお、この実施の形態では、ターボ式過給システムのコンプレッサを例にして説明しているが、機械式のコンプレッサでもよく、過給できるコンプレッサであればよい。また、単段で過給しても多段で過給してもよい。 Hereinafter, an internal combustion engine cooling system, an internal combustion engine, and an internal combustion engine cooling method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The internal combustion engine of the embodiment according to the present invention is configured to include the cooling system 1 of the internal combustion engine of the embodiment according to the present invention, and has the same functions and effects as the cooling system 1 of the internal combustion engine described later. There is an effect. In this embodiment, a turbo-type supercharging system compressor is described as an example. However, a mechanical compressor may be used as long as the compressor can be supercharged. Further, it may be supercharged in a single stage or in multiple stages.
図1に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関の冷却システム1を備えたエンジン(内燃機関)10は、エンジン本体11と吸気通路12と排気通路13を備えており、さらに、ターボ式過給システムとEGRシステムを備えている。
As shown in FIG. 1, an engine (internal combustion engine) 10 including an internal combustion engine cooling system 1 according to an embodiment of the present invention includes an engine
吸気通路12は、吸気マニホールド11aに接続し、上流側より順に、空気流量(MAF)センサ(図示しない)、ターボチャージャ15のコンプレッサ15b、インタークーラシステム16、吸気絞り弁17が設けられている。また、排気通路13は、排気マニホールド11bに接続し、上流側より順に、ターボチャージャ15のタービン15a、排気ガス浄化処理装置(図示しない)が設けられている。そして、EGR通路14は、排気マニホールド11bと吸気マニホールド11aとを接続して設けられ、上流側より順に、EGRクーラ14a、EGRバルブ14bが設けられている。
The intake passage 12 is connected to the
そして、大気から導入される新気Aが、必要に応じて、EGR通路14から吸気マニホールド11aに流入するEGRガスGeを伴って、気筒(シリンダ)内の燃焼室に送られ、燃焼室にて燃料噴射装置より噴射された燃料と混合されて、燃料が燃焼することで、エンジン10に動力を発生させる。そして、エンジン10での燃焼により発生した排気ガスGが、排気マニホールド11bに流出し、その一部はEGR通路14にEGRガスGeとして流れ、残りの排気ガスGa(=G−Ge)は、排気通路13に流出して、タービン15aを経由して、排気ガス浄化処理装置により浄化処理された後、マフラー(図示しない)を経由して大気へ放出される。
Then, the fresh air A introduced from the atmosphere is sent to the combustion chamber in the cylinder (cylinder) together with the EGR gas Ge flowing into the
本発明においては、ターボ式過給システムを備えて、過給用のコンプレッサ15bの下流側にインタークーラシステム16を備えた本発明の内燃機関の冷却システム1において、このインタークーラシステム16が、吸気Aが大気A1との間で熱交換する空冷式インタークーラ16aと、吸気Aがエンジン冷却水Wとの間で熱交換する水冷式インタークーラ16bの2つのインタークーラを並列に配設して構成される。
In the present invention, in the cooling system 1 for an internal combustion engine of the present invention, which includes a turbo-type supercharging system and includes an
また、コンプレッサ15bを通過後の吸気Aが、空冷式インタークーラ16aと水冷式インタークーラ16bのいずれか一方を流れるように吸気Aの流路を切り替える三方弁(流路切替機構)16cを、吸気通路12においてコンプレッサ15bから2つのインタークーラ16a、16bの流路に分岐する部分に設ける。言い換えると、コンプレッサ15bを通過後の吸気Aの流れを、空冷式インタークーラ16aまたは水冷式インタークーラ16bのいずれか一方に切り換えるための分岐点に三方弁16cを設ける。なお、三方弁16cの代わりに、空冷式インタークーラ16a及び水冷式インタークーラ16bのそれぞれの上流側に、開閉バルブをそれぞれ設けるように構成してもよい。
In addition, a three-way valve (flow path switching mechanism) 16c that switches the flow path of the intake air A so that the intake air A after passing through the
この水冷式インタークーラ16bを冷却するためのエンジン冷却水Wの流路について説明する。エンジン冷却水Wは、ラジエーター21、ウォーターポンプ22、エンジン本体11、ラジエーター21の順に巡回する第1流路20aと、この第1流路20aのエンジン本体11の下流から分岐してタービン15aに行き、ウォーターポンプ22に戻る第2流路20bを用いて循環している。
The flow path of the engine cooling water W for cooling the water-cooled
なお、ラジエーター21の上流側にサーモスタット23を配設して、エンジン冷却水Wの温度がサーモスタット23の設定温度以下になると、自動的に第1流路20aの一部を第4流路20d(点線)に切り替えてラジエーター21をバイパスしてウォーターポンプ22に入るように構成されている。
In addition, when the
さらに、このエンジン冷却水Wの第1流路20aのウォーターポンプ22の下流から分岐して水冷式インタークーラ16bに行き、EGRクーラ14aを経由して、ウォーターポンプ22の上流に合流する第3流路20cを設けて、エンジン冷却水Wが、ウォーターポンプ22、水冷式インタークーラ16b、EGRクーラ14aの順に繰り返し循環するように構成する。
Further, a third flow of the engine cooling water W is branched from the downstream of the
これにより、エンジン10の冷間始動時に、水冷式インタークーラ16bを通過して温度上昇したエンジン冷却水WをEGRクーラ14aに流入させることができるようになるので、EGRクーラ14aにおけるエンジン冷却水WによるEGRガスGeの冷却度合いを低下させることができる。従って、EGRガスGeの低温化を抑制し、低温化した排気ガスGe中のHCなどがEGRクーラ14aの内部配管に付着することを防止できる。
As a result, when the
また、吸気マニホールド11aにはコンプレッサ15bを通過して圧縮及び昇温された後の吸気Aの過給圧力Pを検出するための過給圧力センサ(MAPセンサ)30を、排気通路13には排気ガスGaの温度Tgを検出するための排気温度センサ31を、エンジン冷却水Wの流路20aにはエンジン冷却水Wの温度Twを検出するための水温センサ32をそれぞれ設ける。
The
なお、過給圧力センサ30は、コンプレッサ15bより下流側の吸気通路12または吸気マニホールド11aであればどの位置に設けてもよいし、排気温度センサ31は、排気通路13であれば、タービン15aの上流側または下流側のいずれに設けてもよいが、排気ガス浄化装置(図示しない)に流入する排気ガスGaの温度が重要なので、排気ガス浄化装置の直近の上流側に設けることが好ましい。また、水温センサ32は、エンジン冷却水Wの第1〜第3流路20a、20b、20cのいずれかであればよく、その配設位置は限定されないが、エンジン10の暖機状態を判断するためのものであるので、エンジン本体11の直近の下流側に設けるのが好ましい。
The supercharging
また、図1に示すように、本発明の内燃機関の冷却システム1を制御する制御装置50が設けられる。この制御装置50は、通常は、エンジン10の運転状態全般を制御するエンジンコントロールユニット(ECU)に組み込まれるが、独立して設けてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 1, the
そして、本発明の内燃機関の冷却システム1では、この制御装置50を、エンジン10の運転状態に応じて三方弁16cを制御するように構成する。これにより、エンジン10の運転状態に応じて、過給された吸気Aと大気A1又はエンジン冷却水Wとの間で選択的に熱交換できるようになるので、外気温度やエンジン10の暖機状態に応じて、吸気Aの熱交換の相手を大気A1又はエンジン冷却水Wに切り換えて、コンプレッサ15bで圧縮及び昇温された吸気Aのエネルギーの一部を回収しながら、吸気Aの温度をより適切な温度にして気筒内に供給することで、排気ガス浄化装置に流入する排気ガスGaの温度を調整する。
And in the cooling system 1 of the internal combustion engine of this invention, this
より具体的には、制御装置50を、エンジン10の冷間始動時に、エンジン冷却水Wの温度である第1温度Twが、予め設定した暖機完了判定温度閾値Twc未満では、吸気Aが水冷式インタークーラ16bを流れるように三方弁16cを制御する。また、第1温度Twが暖機完了判定温度閾値Twc以上では、吸気Aが空冷式インタークーラ16aを流れるように三方弁16cを制御するように構成する。
More specifically, when the first temperature Tw, which is the temperature of the engine coolant W, is less than the preset warm-up completion determination temperature threshold value Twc when the
これにより、エンジン10の冷間始動時における暖気完了前では、従来技術では空冷式インタークーラ16aにより吸気Aのエネルギーの一部を大気A1に放熱していたが、この吸気Aのエネルギーの一部を、水冷式インタークーラ16bにおける熱交換により、エンジン冷却水Wに移動して、エンジン冷却水Wを昇温させる。従って、エンジン10の暖機時間を短縮してエンジン10の早期暖機を実現することができる。また、暖気完了後は、従来技術と同様に空冷式インタークーラ16aで吸気Aを冷却する。
Thus, prior to the completion of warm-up at the time of cold start of the
また、制御装置50を次のような制御を行うように構成する。エンジン10の暖機運転完了後の通常運転時に、エンジン10の排気通路13に設けた排気ガス浄化装置に流入する排気ガスGaの温度である第2温度Tgが、予め設定した浄化処理判定温度閾値Tgc以上であるときは、吸気Aが空冷式インタークーラ16aを流れるように三方弁16cを制御する。なお、ここでいう通常運転時とは、排気ガス浄化装置のためのPM再生操作や硫黄パージ操作やNOx再生操作等における特殊なエンジン運転を含まないという意味である。また、浄化処理判定温度閾値Tgcは、排気ガス浄化処理装置の活性化温度を確保するために必要な温度を基準に設定される温度であり、予め実験等により算出して制御装置50に記憶させておく。
Further, the
これにより、第2温度Tgが浄化処理判定温度閾値Tgc以上で排気ガス浄化装置に流入する排気ガスGaの温度が高く排気ガス浄化装置に担持された触媒の温度が活性化温度未満になる可能性がないときには、空冷式インタークーラ16aで吸気Aを冷却する。
As a result, the temperature of the exhaust gas Ga flowing into the exhaust gas purification device is high when the second temperature Tg is equal to or higher than the purification treatment determination temperature threshold Tgc, and the temperature of the catalyst carried on the exhaust gas purification device may be lower than the activation temperature. When there is no air, the intake air A is cooled by the air-cooled
また、第2温度Tgが、浄化処理判定温度閾値Tgc未満であり、かつ、過給圧力Pgが予め設定した水冷切替判定圧力閾値Pgc以上であるときは、吸気Aが空冷式インタークーラ16aを流れるように三方弁16cを制御する。
Further, when the second temperature Tg is less than the purification process determination temperature threshold Tgc and the supercharging pressure Pg is equal to or higher than the preset water cooling switching determination pressure threshold Pgc, the intake air A flows through the air-cooled
この水冷切替判定圧力閾値Pgcは、過給により吸気Aの温度が上昇して、水冷式インタークーラ16bに吸気Aを流通させると、エンジン冷却水Wの通過用の流路の温度Twが高温、例えば、100℃以上となり、エンジン冷却水Wに気泡が発生する可能性が生じる圧力であり、予め実験等により算出して制御装置50に記憶させておく。
When the temperature of the intake air A rises due to supercharging and the intake air A is circulated through the water-cooled
また、第2温度Tgが、浄化処理判定温度閾値Tgc未満であり、かつ、過給圧力Pgが水冷切替判定圧力閾値Pgc未満であるときは、吸気Aが水冷式インタークーラ16bを流れるように三方弁16cを制御する。
When the second temperature Tg is less than the purification process determination temperature threshold Tgc and the supercharging pressure Pg is less than the water cooling switching determination pressure threshold Pgc, the intake air A flows through the
これにより、第2温度Tgが浄化処理判定温度閾値Tgc未満で、排気ガス浄化装置に流入する排気ガスGaの温度が低く、例えば、排気ガス浄化装置の入口で180℃以下になって、触媒の温度が活性化温度未満になる可能性があるときには、水冷式インタークーラ16bで水温が80℃〜90℃で循環しているエンジン冷却水Wを用いて吸気Aと熱交換する。つまり、このエンジン冷却水Wの水温よりも低い温度の大気A1との熱交換を行わない。従って、吸気の温度低下量を減少でき、吸気温度を比較的高い温度に維持して排気温度も比較的高い温度に維持して、触媒の温度が活性化温度以上を維持できる。
As a result, the second temperature Tg is less than the purification process determination temperature threshold Tgc, and the temperature of the exhaust gas Ga flowing into the exhaust gas purification device is low, for example, 180 ° C. or less at the inlet of the exhaust gas purification device. When there is a possibility that the temperature becomes lower than the activation temperature, heat exchange with the intake air A is performed using the engine cooling water W circulating at a water temperature of 80 ° C. to 90 ° C. in the water
ただし、過給圧力Pgが水冷切替判定圧力閾値Pgc以上になると、過給圧力Pgが高くコンプレッサ15bの出口温度が高温、例えば、160℃以上の温度となるので、このエンジン10の運転状態で、高温の吸気Aを水冷式インタークーラ16bに流すと、エンジン冷却水Wの温度が高温になって、100℃以上となると沸騰して気泡が発生する恐れが生じる。これを回避するため、三方弁16cを制御して、吸気Aを空冷式インタークーラ16aに流して、エンジン冷却水Wにおける気泡発生を回避する。
However, when the supercharging pressure Pg is equal to or higher than the water cooling switching determination pressure threshold Pgc, the supercharging pressure Pg is high and the outlet temperature of the
これにより、エンジン10の暖機運転完了後の通常運転時に、エンジン冷却水Wにおける気泡発生を回避しながら、吸気温度の温度低下量を調整して、吸気温度の低下による排気温度の低下を抑制して、排気ガス浄化処理装置の触媒の温度を活性化温度を維持する。その結果、エンジン10の低負荷運転時における排気ガス浄化性能の低下を防止できる。
As a result, during normal operation after completion of the warm-up operation of the
なお、制御装置50を、三方弁16cによる空冷式インタークーラ16aと水冷式インタークーラ16bへの吸気Aの流れの切替を予め設定した制御時間をかけて行う制御をするように構成する。これにより、流路切替に伴う吸気温度の急変化を回避して、エンジン10の運転状態の急激な変化を回避する。
In addition, the
この内燃機関の冷却システム1では、上記したように、エンジン10の暖機運転時には、エンジン冷却水Wの温度Twが予め設定した暖機完了判定温度閾値Twc未満であるか否かに応じて、また、エンジン10の暖機運転完了後の通常運転時には、排気ガスGaの温度Tgが浄化処理判定温度閾値Tgc未満であるか否かと、コンプレッサ15bの過給圧力Pgが水冷切替判定圧力閾値Pgc未満であるか否かの両方に応じて、三方弁16cを制御している。そして、三方弁16cの制御により、コンプレッサ15bを通過した後の吸気Aの流れを、空冷式インタークーラ16aまたは水冷式インタークーラ16bのいずれか一方に切り替えている。
In the internal combustion engine cooling system 1, as described above, during the warm-up operation of the
次に、上記の内燃機関の冷却システム1を用いた、本発明に係る実施の形態の内燃機関の冷却方法について、図2の制御フローを参照しながら説明する。 Next, an internal combustion engine cooling method according to an embodiment of the present invention using the internal combustion engine cooling system 1 will be described with reference to the control flow of FIG.
図2の制御フローは、エンジン10の暖機運転時における制御フローであり、エンジン10の冷間始動時等で暖機を行うときに上級の制御フローから呼ばれてスタートする制御フローであり、エンジン10の運転が完了するまで繰り返し呼ばれて実施される制御フローとして示している。
The control flow of FIG. 2 is a control flow during warm-up operation of the
この図2の制御フローがスタートすると、ステップS11にて、エンジン冷却水Wの温度である第1温度Twが予め設定した暖機完了判定温度閾値Twc以上であるか否かを判定する。ステップS11にて、第1温度Twが暖機完了判定温度閾値Twc未満であるとき(NO)は、ステップS15に進み、三方弁16cを制御して、水冷式インタークーラ16bに吸気Aを流して、三方弁16cの制御完了後、リターンして、本制御フローを終了する。
When the control flow of FIG. 2 starts, it is determined in step S11 whether or not the first temperature Tw, which is the temperature of the engine coolant W, is equal to or higher than a preset warm-up completion determination temperature threshold Twc. When the first temperature Tw is lower than the warm-up completion determination temperature threshold value Twc in step S11 (NO), the process proceeds to step S15, the three-way valve 16c is controlled, and the intake air A is supplied to the water-cooled
一方、ステップS11にて、エンジン冷却水Wの温度Twが暖機完了判定温度閾値Twc以上であるとき(YES)は、ステップS12に進み、排気ガスGaの温度Tgが予め設定した浄化処理判定温度閾値Tgc以上であるか否かを判定する。 On the other hand, when the temperature Tw of the engine coolant W is equal to or higher than the warm-up completion determination temperature threshold Twc in step S11 (YES), the process proceeds to step S12, and the purification process determination temperature at which the temperature Tg of the exhaust gas Ga is set in advance. It is determined whether or not it is equal to or greater than a threshold value Tgc.
ステップS12にて、排気ガスGaの温度Tgが浄化処理判定温度閾値Tgc以上であるとき(YES)は、ステップS14に進み、三方弁16cを制御して、空冷式インタークーラ16aへ吸気Aを流して、三方弁16cの制御完了後、リターンして、本制御フローを終了する。
In step S12, when the temperature Tg of the exhaust gas Ga is equal to or higher than the purification process determination temperature threshold Tgc (YES), the process proceeds to step S14, and the three-way valve 16c is controlled to flow the intake air A to the air-cooled
一方、ステップS12にて、排気ガスGaの温度Tgが浄化処理判定温度閾値Tgc未満であるとき(NO)は、ステップS13に進み、ステップS13にて、さらに、コンプレッサ15bの過給圧力Pgが予め設定した水冷切替判定圧力閾値Pgc以上であるか否かを判定する。
On the other hand, when the temperature Tg of the exhaust gas Ga is less than the purification process determination temperature threshold value Tgc in step S12 (NO), the process proceeds to step S13, and in step S13, the supercharging pressure Pg of the
このステップS13にて、コンプレッサ15bの過給圧力Pgが水冷切替判定圧力閾値Pgc以上であるとき(YES)は、ステップS14に進み、三方弁16cを制御して、空冷式インタークーラ16aへ吸気Aを流して、三方弁16cの制御完了後、リターンして、本制御フローを終了する。
When the supercharging pressure Pg of the
一方、ステップS13にて、コンプレッサ15bの過給圧力Pgが水冷切替判定圧力閾値Pgc未満であるとき(NO)は、ステップS15に進み、三方弁16cを制御して、水冷式インタークーラ16bへ吸気Aを流して、三方弁16cの制御完了後、リターンして、本制御フローを終了する。
On the other hand, when the supercharging pressure Pg of the
なお、この図2の制御フローに基づく制御の途中で、エンジン10が運転停止したとき等は、割り込みが生じて、リターンに行って上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローの終了と共に終了する。
In the middle of the control based on the control flow of FIG. 2, when the
これらの制御により、上記の内燃機関の冷却システム1における内燃機関の冷却方法において、三方弁16cをエンジン10の運転状態に応じて制御でき、エンジン10の冷間始動時に、エンジン冷却水Wの温度である第1温度Twが、予め設定した暖機完了判定温度閾値Twc未満では、吸気Aが水冷式インタークーラ16bを流れるように三方弁16cを制御し、第1温度Twが暖機完了判定温度閾値Twc以上では、吸気Aが空冷式インタークーラ16aを流れるように三方弁16cを制御することができる。
With these controls, in the internal combustion engine cooling method in the internal combustion engine cooling system 1 described above, the three-way valve 16c can be controlled in accordance with the operating state of the
さらに、エンジン10の暖機運転完了後の通常運転時に、エンジン10の排気通路13に設けた排気ガス浄化装置に流入する排気ガスGaの温度である第2温度Tgが、予め設定した浄化処理判定温度閾値Tgc以上であるときは、吸気Aが空冷式インタークーラ16aを流れるように三方弁16cを制御し、第2温度Tgが、浄化処理判定温度閾値Tgc未満であり、かつ、過給圧力Pgが予め設定した水冷切替判定圧力閾値Pgc以上であるときは、吸気Aが空冷式インタークーラ16aを流れるように三方弁16cを制御し、第2温度Tgが、浄化処理判定温度閾値Tgc未満であり、かつ、過給圧力Pgが水冷切替判定圧力閾値Pgc未満であるときは、吸気Aが水冷式インタークーラ16bを流れるように三方弁16cを制御することができる。
Further, the second temperature Tg, which is the temperature of the exhaust gas Ga flowing into the exhaust gas purification device provided in the
上記の構成の内燃機関の冷却システム1、内燃機関及び内燃機関の冷却方法によれば、エンジン10の運転状態に応じて、過給された吸気Aと大気A1又はエンジン冷却水Wとの間で熱交換できるようになるので、外気温度やエンジン10の暖機状態に応じて、吸気Aの熱交換の相手を大気A1又はエンジン冷却水Wに切り換えて、コンプレッサ15bで圧縮及び昇温された吸気Aのエネルギーの一部を回収しながら、吸気Aの温度をより適切な温度にして気筒内に供給することができるようになり、それに伴い、排気ガス浄化装置に流入する排気ガスGaの温度も調整できるようになる。
According to the internal combustion engine cooling system 1, the internal combustion engine, and the internal combustion engine cooling method configured as described above, between the supercharged intake air A and the atmosphere A <b> 1 or the engine coolant W depending on the operating state of the
1、1X 内燃機関の冷却システム
10、10X エンジン(内燃機関)
11 エンジン本体
11a 吸気マニホールド
11b 排気マニホールド
12 吸気通路
13 排気通路
14 EGR通路
14a EGRクーラ
14b EGRバルブ
15 ターボチャージャ(ターボ式過給器)
15a タービン
15b コンプレッサ
16 インタークーラシステム
16a 空冷式インタークーラ
16b 水冷式インタークーラ
16c 三方弁(流路切替機構)
17 吸気絞り弁
20a、20b、20c、20d、20X エンジン冷却水の流路
21 ラジエーター
22 ウォーターポンプ
23 サーモスタット
30 過給圧力センサ(MAPセンサ)
31 排気温度センサ
32 水温センサ
50 制御装置
A 吸気(新気)
A1 大気
Ga 排気ガス
Ge EGRガス
W エンジン冷却水
1, 1X internal combustion
11
17
31
A1 Atmosphere Ga Exhaust gas Ge EGR gas W Engine cooling water
Claims (7)
前記インタークーラシステムが、大気と熱交換する空冷式インタークーラと、エンジン冷却水と熱交換する水冷式インタークーラを並列に配設して構成され、
前記コンプレッサを通過後の吸気が前記空冷式インタークーラと前記水冷式インタークーラのいずれか一方を流れるように吸気の流路を切り替える流路切替機構を設けて構成されると共に、
当該内燃機関の冷却システムを制御する制御装置が当該内燃機関の運転状態に応じて前記流路切替機構を制御するように構成されることを特徴とする内燃機関の冷却システム。 In a cooling system for an internal combustion engine provided with an intercooler system downstream of a supercharging compressor,
The intercooler system is configured by arranging in parallel an air-cooled intercooler that exchanges heat with the atmosphere and a water-cooled intercooler that exchanges heat with engine cooling water,
A flow path switching mechanism that switches the flow path of the intake air so that the intake air after passing through the compressor flows through either the air-cooled intercooler or the water-cooled intercooler;
A cooling system for an internal combustion engine, wherein a control device for controlling the cooling system for the internal combustion engine is configured to control the flow path switching mechanism in accordance with an operating state of the internal combustion engine.
前記内燃機関の冷間始動時に、
エンジン冷却水の温度である第1温度が、予め設定した暖機完了判定温度閾値未満では、吸気が前記水冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、前記第1温度が前記暖機完了判定温度閾値以上では、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御するように構成される請求項1に記載の内燃機関の冷却システム。 The control device is
During a cold start of the internal combustion engine,
When the first temperature, which is the temperature of the engine cooling water, is less than a preset warm-up completion determination temperature threshold, the flow path switching mechanism is controlled so that intake air flows through the water-cooled intercooler, and the first temperature is 2. The internal combustion engine cooling system according to claim 1, wherein the flow path switching mechanism is controlled so that intake air flows through the air-cooled intercooler at a warm-up completion determination temperature threshold value or more.
前記内燃機関の暖機運転完了後の通常運転時に、
前記内燃機関の排気通路に設けた排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度である第2温度が、予め設定した浄化処理判定温度閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、
前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、過給圧力が予め設定した水冷切替判定圧力閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、
前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、前記過給圧力が前記水冷切替判定圧力閾値未満であるときは、吸気が前記水冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御するように構成される請求項1または2に記載の内燃機関の冷却システム。 The control device is
During normal operation after completion of warm-up operation of the internal combustion engine,
When the second temperature, which is the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, is equal to or higher than a preset purification processing determination temperature threshold, the intake air flows through the air-cooled intercooler. Controlling the flow path switching mechanism as follows:
When the second temperature is lower than the purification treatment determination temperature threshold and the supercharging pressure is equal to or higher than a preset water-cooling switching determination pressure threshold, the flow path is configured so that intake air flows through the air-cooled intercooler. Control the switching mechanism,
When the second temperature is less than the purification treatment determination temperature threshold and the supercharging pressure is less than the water cooling switching determination pressure threshold, the flow path switching is performed so that intake air flows through the water cooling intercooler. The cooling system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, configured to control the mechanism.
前記内燃機関の排気通路に設けた排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの温度である第2温度が、予め設定した浄化処理判定温度閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、
前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、過給圧力が予め設定した水冷切替判定圧力閾値以上であるときは、吸気が前記空冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御し、
前記第2温度が、前記浄化処理判定温度閾値未満であり、かつ、前記過給圧力が前記水冷切替判定圧力閾値未満であるときは、吸気が前記水冷式インタークーラを流れるように前記流路切替機構を制御する請求項5または6に記載の内燃機関の冷却方法。 During normal operation after completion of warm-up operation of the internal combustion engine,
When the second temperature, which is the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, is equal to or higher than a preset purification processing determination temperature threshold, the intake air flows through the air-cooled intercooler. Controlling the flow path switching mechanism as follows:
When the second temperature is lower than the purification treatment determination temperature threshold and the supercharging pressure is equal to or higher than a preset water-cooling switching determination pressure threshold, the flow path is configured so that intake air flows through the air-cooled intercooler. Control the switching mechanism,
When the second temperature is less than the purification treatment determination temperature threshold and the supercharging pressure is less than the water cooling switching determination pressure threshold, the flow path switching is performed so that intake air flows through the water cooling intercooler. The method for cooling an internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the mechanism is controlled.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113107660A (en) * | 2021-03-31 | 2021-07-13 | 潍柴重机股份有限公司 | Control method of intercooler cooling system |
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