JP2016142254A - 吸気冷却システム及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸気冷却システム100は、内燃機関110の燃焼室111にて燃焼されるジメチルエーテル等の液化ガス燃料を用いて、燃焼室111に供給される吸入空気を冷却する。吸気冷却システム100は、燃料タンク190に貯留された液化ガス燃料を圧送ポンプ72によって膨張弁73に圧送し、圧送された液化ガス燃料を膨張弁73によって気化させる。気化されたガス燃料は、吸気冷却器74に送られて、吸気管123内を流通する吸入空気を冷却する。そして、吸気冷却器74を通過したガス燃料は、圧縮ポンプ75によって再び液化される。
【選択図】図1
Description
図1に示す吸気冷却システム100は、燃料タンク190及び内燃機関110と共に車両に搭載されている。燃料タンク190には、液化ガス燃料の一種であるジメチルエーテル(Dimethyl Ether,DME)が、内燃機関110へ供給される燃料として貯留されている。燃料タンク190内のDME燃料は、燃料蒸気圧に応じた圧力で加圧されることによって液化されている。燃料タンク190には、安全弁191が設けられている。安全弁191は、燃料タンク190内の圧力が所定の上限圧力を超えた場合に開弁する。上限圧力は、例えば1.8MPa程度に設定されている。
図3に示す本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態による吸気冷却システム200では、冷却ライン290、三方弁277、吸気冷却器274、及び制御装置250が第一実施形態と異なっている。加えて吸気冷却システム200からは、第一実施形態における圧送流量調整弁71及び圧送ポンプ72(図1参照)が省略されている。さらに、内燃機関110の吸排気系では、第一実施形態のスロットルバルブ126及びEGRバルブ127(図1参照)に替えて、EGRバルブユニット227が設けられている。
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
Claims (15)
- 燃料タンク(190)から供給される液化ガス燃料を、吸気管(123,223)を通じて供給される吸入空気と共に燃焼室(111)内で燃焼させる内燃機関(110)に適用され、吸入空気を冷却する吸気冷却システムであって、
前記燃料タンクに貯留された液化ガス燃料を圧送する圧送部(72,210)と、
前記圧送部によって圧送される液化ガス燃料の少なくとも一部を気化させる気化器(73)と、
前記気化器を通過したガス燃料によって前記吸気管内を流通する吸入空気を冷却する冷却器(74,274)と、
前記冷却器を通過したガス燃料を液化させる液化部(75)と、を備える吸気冷却システム。 - 前記圧送部が前記気化器に圧送する液化ガス燃料の流量を、前記内燃機関の運転状態に基づいて制御する制御部(50,250)、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の吸気冷却システム。
- 前記制御部は、前記冷却器によって冷却された吸入空気の温度を計測する温度計測部(61)と接続され、前記温度計測部から取得した吸気温度(IAT)が目標温度(TT)となるよう、前記圧送部から圧送される液化ガス燃料の流量を制御することを特徴とする請求項2に記載の吸気冷却システム。
- 前記制御部は、前記内燃機関の回転速度(NE)を示す情報を取得し、取得した前記回転速度が高くなるほど、前記目標温度を低い値に設定することを特徴とする請求項3に記載の吸気冷却システム。
- 前記制御部は、前記内燃機関の発生トルク(Q)を示す情報を取得し、取得した前記発生トルクが高いほど、前記目標温度を低い値に設定することを特徴とする請求項3又は4に記載の吸気冷却システム。
- 前記温度計測部は、前記内燃機関から排出される排気ガスの一部である排気再循環ガスと混合された吸入空気の温度を計測することを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
- 前記制御部は、前記内燃機関に供給される吸入空気の量を計測する流量計測部(62)と接続され、前記流量計測部の出力に基づく吸入空気量(IAM)が多いほど、前記圧送部から前記気化器に圧送される液化ガス燃料を増加させることを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
- 前記制御部は、前記内燃機関から排出される排気ガス中の窒素酸化物の濃度を計測する排気計測部(63)と接続され、前記排気計測部の出力に基づく窒素酸化物の濃度(NOC)が高くなるほど、前記圧送部から前記気化器に圧送される液化ガス燃料を増加させることを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
- 前記燃料タンクから前記気化器に液化ガス燃料を供給する冷却ライン(90)、をさらに備え、
前記冷却ラインは、前記燃料タンクから前記内燃機関に液化ガス燃料を供給する供給ライン(81)とは別に設けられることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。 - 前記圧送部は、前記供給ラインにて前記内燃機関に液化ガス燃料を圧送するフィードポンプ(10)とは別に設けられることを特徴とする請求項9に記載の吸気冷却システム。
- 前記燃料タンクから前記内燃機関に液化ガス燃料を供給する供給ライン(81)から分岐し、当該供給ラインを流通する液化ガス燃料の一部を前記気化器に供給する冷却ライン(290)と、
前記供給ラインから前記冷却ラインに分流される液化ガス燃料の流量を調整する調整部(277)と、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。 - 前記冷却器(74)は、前記吸気管内に露出し、当該吸気管内で吸入空気を冷却することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
- 前記冷却器は、前記内燃機関から排出される排気ガスの一部である排気再循環ガスを吸入空気と合流させる合流部(128)よりも、前記燃焼室から遠い上流側に位置することを特徴とする請求項12に記載の吸気冷却システム。
- 前記冷却器(274)は、前記吸気管の壁部(223a)を冷却することにより、前記壁部を介して吸入空気を冷却することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
- 吸気管(123,223)を通じて供給される吸入空気と共に内燃機関(110)の燃焼室(111)内で燃焼する液化ガス燃料を貯留する燃料タンクから、液化ガス燃料を圧送する圧送部(72,210)と、
前記圧送部によって圧送される液化ガス燃料の少なくとも一部を気化させる気化器(73)と、
前記気化器を通過したガス燃料によって前記吸気管を流通する吸入空気を冷却する冷却器(74,274)と、
前記冷却器を通過したガス燃料を液化させる液化部(75)と、を備える吸気冷却システムに適用され、前記圧送部が前記気化器に圧送する液化ガス燃料の流量を制御する制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態を示す情報が入力される入力部(51)と、
前記入力部に入力された運転状態を示す情報に基づいて前記気化器に圧送される液化ガス燃料の流量が調整されるよう、前記圧送部に制御信号を出力する出力部(52)と、を有することを特徴とする制御装置。
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