JP5983453B2 - Intake air cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃焼室に供給される吸気を冷却する吸気冷却装置に関する。 The present invention relates to an intake air cooling device that cools intake air supplied to a combustion chamber of an internal combustion engine.
近年、燃費低減を図るべくエンジンの排気量を小さく(ダウンサイジング)する傾向にある。そして、ダウンサイジングによるエンジン出力の低下分を、過給機で補うことが主流になりつつある。過給機とは、エンジンの排気エネルギ(排気の流速エネルギおよび熱エネルギ)によりタービンを回転させ、このタービンの回転によりコンプレッサを駆動させて吸気を過給するものである。 In recent years, the engine displacement tends to be reduced (downsizing) in order to reduce fuel consumption. And it is becoming mainstream to compensate for the decrease in engine output due to downsizing with a supercharger. The supercharger is a device that rotates a turbine by exhaust energy (exhaust flow velocity energy and heat energy) of an engine and drives a compressor by the rotation of the turbine to supercharge intake air.
また燃費低減のため、LPL(Low Pressure Loop)と呼ばれるEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置も併用される。LPL−EGRは、過給機のタービンより下流の排気管から排ガスの一部を抜出し、コンプレッサより上流の吸気管へ再循環させる装置である。 In order to reduce fuel consumption, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device called LPL (Low Pressure Loop) is also used. The LPL-EGR is a device that extracts a part of exhaust gas from an exhaust pipe downstream of a turbocharger turbine and recirculates it to an intake pipe upstream of a compressor.
このように過給ダウンサイジング+LPL−EGRを組合わせた車両では、吸気およびEGRを冷却する必要があるので、それぞれインタークーラ(I/C)およびEGRクーラを用いて冷却している。特にI/Cには空冷式と水冷式があり、水冷式ではエンジン冷却回路とは独立した冷却回路を持つシステムがある。 As described above, in the vehicle in which the supercharged downsizing + LPL-EGR is combined, it is necessary to cool the intake air and the EGR, and therefore, cooling is performed using an intercooler (I / C) and an EGR cooler, respectively. In particular, I / C includes an air cooling type and a water cooling type. In the water cooling type, there is a system having a cooling circuit independent of the engine cooling circuit.
LPL−EGR+I/Cの課題は、I/C部で発生する凝縮水をどのように処理または抑制するかにある。凝縮水は定常的にエンジンに吸われれば問題ないが、吸気系のどこかで一旦溜まり、ある時に一気にエンジンに吸われるとエンジンが故障する恐れがある。そこで特許文献1に記載の従来技術では、吸気経路内に水溜め機構を設けている。水溜め機構によって、凝縮水を一箇所に留めて凝縮水がエンジンに吸われることを抑制している。
The problem of LPL-EGR + I / C is how to treat or suppress the condensed water generated in the I / C section. There is no problem if the condensed water is constantly sucked into the engine, but once it accumulates somewhere in the intake system and if it is sucked into the engine at a certain time, the engine may break down. Therefore, in the prior art described in
前述の特許文献1に記載の従来技術では、水溜め機構を設けるスペースが必要となる。したがって水溜め機構によって、吸気経路が拡大あるいはI/Cが大型化するという問題がある。
In the prior art described in
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、凝縮水が一度に多量に燃焼室に吸入することを抑制しつつ、小型化が可能な吸気冷却装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an intake air cooling device that can be downsized while suppressing a large amount of condensed water from being sucked into a combustion chamber at a time. And
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means in order to achieve the aforementioned object.
本発明では、内燃機関(11)の燃焼室(11b)に供給される吸気が流れる吸気ダクト(15)と、吸気ダクトに設けられ、吸気ダクトを通過する吸気を冷却する第1冷却部(33)と、吸気ダクトの第1冷却部よりも下流側に設けられ、第1冷却部を通過した吸気を冷却する第2冷却部(34)と、第1冷却部および第2冷却部の冷却能力を制御する制御手段(18)と、を含み、第2冷却部は、第1冷却部よりも上方に位置するとともに、内燃機関の吸気口(11a)よりも上方に位置しており、制御手段は、第2冷却部で発生した凝縮水が吸気とともに定常的に燃焼室に至るように第1冷却部および第2冷却部の冷却能力を制御することを特徴とする吸気冷却装置である。 In the present invention, the intake duct (15) through which the intake air supplied to the combustion chamber (11b) of the internal combustion engine (11) flows, and the first cooling section (33) that is provided in the intake duct and cools the intake air that passes through the intake duct. ), A second cooling part (34) that is provided downstream of the first cooling part of the intake duct and cools the intake air that has passed through the first cooling part, and the cooling capacity of the first cooling part and the second cooling part and controlling the control means (18), wherein the second cooling unit is configured to positioned above the first cooling unit is located above the intake port of an internal combustion engine (11a), the control means Is an intake air cooling device that controls the cooling capacity of the first cooling portion and the second cooling portion so that the condensed water generated in the second cooling portion steadily reaches the combustion chamber together with the intake air.
このような本発明に従えば、第2冷却部は、第1冷却部よりも上方に位置するとともに、内燃機関の吸気口よりも上方に位置する。したがって第2冷却部で発生した凝縮水は、吸気ととも重力によって定常的に吸気口を経て燃焼室に至るので、一度に多量の凝縮水が燃焼室に送られることを抑制することができる。したがって第2冷却部にて発生した凝縮水によって内燃機関が損傷することを抑制することができる。また第1冷却部で発生した凝縮水は、第1冷却部よりも上方に位置する第2冷却部を通過後に燃焼室に至ることになる。したがって第1冷却部で発生した凝縮水は、重力が抵抗となり、徐々に第2冷却部に流れる。また第2冷却部そのものが第1冷却部からの凝縮水の流れの抵抗となるので、第1冷却部からの凝縮水が一度に多量に燃焼室に流れることを抑制することができる。また本発明の吸気冷却装置では、凝縮水を留める部位は不要であるので小型化可能である。したがって本発明の吸気冷却装置では、凝縮水が一度に多量に燃焼室に吸入されることを抑制しつつ、小型にすることができる。 According to the present invention, the second cooling unit is positioned above the first cooling unit and is positioned above the intake port of the internal combustion engine. Therefore, since the condensed water generated in the second cooling unit steadily reaches the combustion chamber through the intake port due to gravity with the intake air, it is possible to suppress a large amount of condensed water from being sent to the combustion chamber at one time. Therefore, it is possible to suppress the internal combustion engine from being damaged by the condensed water generated in the second cooling unit. Further, the condensed water generated in the first cooling unit reaches the combustion chamber after passing through the second cooling unit located above the first cooling unit. Therefore, the condensed water generated in the first cooling unit becomes a resistance due to gravity and gradually flows to the second cooling unit. In addition, since the second cooling unit itself becomes a resistance to the flow of condensed water from the first cooling unit, it is possible to suppress a large amount of condensed water from the first cooling unit from flowing into the combustion chamber at a time. Further, the intake air cooling device of the present invention does not require a portion for retaining condensed water, and thus can be miniaturized. Therefore, the intake air cooling device of the present invention can be reduced in size while suppressing a large amount of condensed water from being sucked into the combustion chamber at a time.
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each above-mentioned means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In some embodiments, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiments may be given the same reference numerals, or one letter may be added to the preceding reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted. In addition, when a part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration are the same as those of the embodiment described in advance. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination does not hinder the combination.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に関して、図1〜図3を用いて説明する。内燃機関システム10は、内燃機関11、吸気冷却装置12、ターボチャージャ13および排ガス再循環装置14を含んで構成される。内燃機関11は、たとえば道路走行車両のための走行用動力源である。内燃機関11は、自己着火型のディーゼルエンジン、または火花点火型のガソリンエンジンによって提供することができる。内燃機関システム10は、内燃機関11のための吸気系統および排気系統を備える。吸気系統は、内燃機関11が吸入する吸気が流れる吸気ダクト15を備える。排気系統は、内燃機関11から排出された排ガスが流れる排気ダクト16を備える。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The internal
ターボチャージャ13は、排気系統と吸気系統との間に設けられる。ターボチャージャ13は、排気ダクト16に流れる排気のエネルギを回収し、吸気を圧縮する過給機を提供する。ターボチャージャ13は、排気ダクト16に設けられたタービン21と、吸気ダクト15に設けられたコンプレッサ22とを備える。タービン21は、排気のエネルギを回転に変換する。タービン21の回転は、コンプレッサ22に伝達され、コンプレッサ22が機能する。コンプレッサ22は吸気を加圧する。
The
排ガス再循環装置(EGR装置)14は、排気ダクト16と吸気ダクト15との間に設けられる。EGR装置14は、EGR系統を備える。EGR系統は、排気の一部を吸気ダクト15に還流させるためのEGRダクト17を備える。またEGR系統は、EGRダクト17を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ23を備える。EGRクーラ23は、内燃機関11の冷却水によってEGRガスを冷却する水冷熱交換器によって提供される。EGRダクト17は、排気ダクト16の低圧部分に開口するEGR入口(図示せず)と、吸気ダクト15の過給前部分に開口するEGR出口24とを有する。EGR系統は、LPL−EGR装置を構成する。
An exhaust gas recirculation device (EGR device) 14 is provided between the
吸気系統は、吸気冷却装置12を備える。吸気冷却装置12は、内燃機関11の燃焼室に供給される吸気を冷却する。吸気冷却装置12は、インタークーラとも呼ばれる。吸気冷却装置12は、コンプレッサ22と内燃機関11との間に設けられている。吸気冷却装置12は、水冷型であり、低温ラジエータ31によって冷却された冷却水が供給される。内燃機関11の冷却水は、高温ラジエータ41によって冷却される。
The intake system includes an intake
高温ラジエータ41は、内燃機関冷却装置40を構成する。内燃機関冷却装置40は、高水温回路42、高温ラジエータ41およびメインウォーターポンプ43を含んで構成される。高温ラジエータ41は、高水温回路42に設けられる。高水温回路42は、内燃機関11に接続され、内燃機関11を冷却するための冷却水が循環する第1循環路である。高水温回路42には、高温ラジエータ41およびメインウォーターポンプ43が設けられる。メインウォーターポンプ43は、冷却水を循環させるためのポンプであって、内燃機関11の駆動力を受けて回転作動する内燃機関直結式のポンプである。高温ラジエータ41は、メインウォーターポンプ43によって高水温回路42を循環する冷却水を外気との熱交換により冷却する。
The
内燃機関システム10は、さらに、制御装置18(ECU:Electronic Control Unit)を備える。制御装置18は、内燃機関システム10を制御するエンジン制御装置である。制御装置18は、複数のセンサから信号を入力する。例えば、制御装置18は、内燃機関11の回転数、内燃機関11の吸入空気量Gなどの内燃機関11の運転状態を示す複数の信号を入力する。吸入空気量は、吸気ダクト15に設けられる流量センサ19によって検出される。制御装置18は、予め設定された制御プログラムを実行することにより、制御処理を実行する。制御装置18は、複数のアクチュエータを制御する。すなわち、制御装置18は、複数のセンサからの信号に応答して、複数のアクチュエータを制御する。制御装置18は、たとえば内燃機関11のための燃料供給装置20、吸気冷却装置12および内燃機関冷却装置40を制御する。
The internal
制御装置18は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置18によって実行されることによって、制御装置18を機能させる。制御装置18が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
The
次に、吸気冷却装置12に関してさらに説明する。吸気冷却装置12は、低水温回路30、低温ラジエータ31、サブウォーターポンプ32、第1冷却部33、第2冷却部34および三方弁35を含む。低水温回路30は、エンジンに吸入される燃焼用の空気(吸気)を冷却するための冷却水が循環する第2循環路である。低水温回路30には、サブウォーターポンプ32、低温ラジエータ31、第1冷却部33、第2冷却部34および三方弁35が設けられる。サブウォーターポンプ32は、冷却水を循環させるためのポンプである。サブウォーターポンプ32は、起動状態および停止状態が制御装置18によって制御される。
Next, the intake
低温ラジエータ31は、サブウォーターポンプ32によって低水温回路30を循環する冷却水を外気との熱交換により冷却する。第1冷却部33および第2冷却部34は、燃焼用の空気(吸気)をサブウォーターポンプ32によって低水温回路30を循環する冷却水との熱交換により冷却する。
The low-
三方弁35は、第1冷却部33および第2冷却部34のそれぞれ流れる冷却水の流量を制御する流量調整手段である。三方弁35は、第1冷却部33に冷却水が流れる通路と第2冷却部34に冷却水が流れる通路とが分岐する分岐部36に設けられる。三方弁35の状態は、制御装置18によって制御される。サブウォーターポンプ32が動作しており三方弁35が二つの通路を開状態にしている場合には、第1冷却部33および第2冷却部34に冷却水が流れる。またサブウォーターポンプ32が動作しており三方弁35が第1冷却部33側のみ開状態の場合には、第1冷却部33にのみ冷却水が流れる。またサブウォーターポンプ32が動作しており三方弁35が第2冷却部34側のみ開状態の場合には、第2冷却部34にのみ冷却水が流れる。このように三方弁35によって、各冷却部33,34の冷却能力を制御することができる。
The three-
高水温回路42と低水温回路30とでは、冷却対象物が互いに異なるので、循環する冷却水の温度も互いに異なる。本実施の形態では、内燃機関11を冷却する冷却水は吸気を冷却する冷却水よりも高温であるので、高水温回路42を循環する冷却水は低水温回路30を循環する冷却水より高温である。
In the high
第1冷却部33および第2冷却部34は、図1および図2に示すように吸気ダクト15に設けられ、通過する吸気を冷却する。第1冷却部33は、コンプレッサ22の下流側に設けられる。第2冷却部34は、第1冷却部33よりも下流側に設けられる。したがって第2冷却部34は、第1冷却部33を通過した吸気を冷却する。また第2冷却部34は、第1冷却部33よりも上方に位置するとともに、内燃機関11の吸気口11aよりも上方に位置する。上方とは、鉛直方向(重力方向)における上方である。また第1冷却部33は、吸気口11aよりも下方に位置する。したがって図1に示すように、吸気ダクト15は吸気を上方に向かって導くための曲部15aを有している。曲部15aの上流側に第1冷却部33が設けられ、曲部15aの下流側に第2冷却部34が設けられる。また第1冷却部33および第2冷却部34は、たとえば本実施形態のようにともに吸気ダクト15が水平方向に延びる部分に設けられる。
The
第1冷却部33は、第2冷却部34よりも吸気を冷却する冷却性能(吸気温の低減しろ)が高い。第1冷却部33および第2冷却部34は水冷式であるので、冷却性能が高い第1冷却部33の方が大型である。第2冷却部34は、たとえば1〜2kwの冷却性能であり、第1冷却部33は、たとえば5kW〜30kWの冷却性能である。
The
次に吸気冷却装置12の制御に関して図3を用いて説明する。図3に示す処理は、制御装置18によって短時間に繰返し実行される。
Next, control of the intake
フローが開始され、ステップS1では、吸気冷却要求の有無が判断され、冷却要求がある場合は、ステップS2に移り、冷却要求がない場合には、ステップS8に移る。冷却要求は、吸気を冷却する必要の有無を内燃機関11の回転数や吸入空気量に基づいて、制御装置18が判断する。ステップS8では、冷却要求がないので、サブウォーターポンプ32(サブWP)の動作を停止し、本フローを終了する。
The flow is started, and in step S1, it is determined whether there is an intake air cooling request. If there is a cooling request, the process proceeds to step S2, and if there is no cooling request, the process proceeds to step S8. For the cooling request, the
ステップS2では、冷却要求があるのでサブウォーターポンプ32が動作するように制御し、ステップS3に移る。これによって低水温回路30に冷却水が循環する。
In step S2, since there is a cooling request, control is performed so that the
ステップS3では、冷却負荷が第1所定値G1以下であるか否かを判断し、第1所定値G1以下の場合は、ステップS4に移り、第1所定値G1以下でない場合には、ステップS5に移る。冷却負荷は、たとえば吸入空気量である。吸入空気量が少ない場合(第1所定値G1以下の場合)には、冷却負荷が小さくなる。 In step S3, it is determined whether or not the cooling load is equal to or less than the first predetermined value G1, and if it is equal to or less than the first predetermined value G1, the process proceeds to step S4. Move on. The cooling load is, for example, an intake air amount. When the intake air amount is small (when it is equal to or smaller than the first predetermined value G1), the cooling load is small.
ステップS4では、冷却負荷が第1所定値G1以下であるので、第1冷却部33の冷却能力(第1冷却能力)を制限して、本フローを終了する。第1冷却部33の方が冷却性能が高いので、冷却負荷が小さい場合には、第2冷却部34だけで充分に冷却できるからである。したがってステップS4では、制御装置18は三方弁35の状態を制御して、第2冷却部34を優先して動作させて、第2冷却部34にだけ冷却水が流れるように制御する。
In step S4, since the cooling load is equal to or less than the first predetermined value G1, the cooling capacity (first cooling capacity) of the
ステップS5では、冷却負荷が第2所定値G2以下であるか否かを判断し、第2所定値G2以下の場合は、ステップS6に移り、第2所定値G2以下でない場合には、ステップS7に移る。第2所定値G2は、第1所定値G1よりも冷却負荷が大きい値である。 In step S5, it is determined whether or not the cooling load is equal to or smaller than a second predetermined value G2. If the cooling load is equal to or smaller than the second predetermined value G2, the process proceeds to step S6. Move on. The second predetermined value G2 is a value with a larger cooling load than the first predetermined value G1.
ステップS6では、冷却負荷が第2所定値G2以下であるので、第2冷却部34の冷却能力(第2冷却能力)を制限して、本フローを終了する。第2冷却部34の方が冷却性能が低いので、冷却負荷が中間の場合には、第1冷却部33だけで充分に冷却できるからである。したがってステップS5では、制御装置18は三方弁35の状態を制御して、第1冷却部33を優先して動作させて、第1冷却部33にだけ冷却水が流れるように制御する。
In step S6, since the cooling load is equal to or less than the second predetermined value G2, the cooling capacity (second cooling capacity) of the
ステップS7では、冷却負荷が第2所定値G2より大きいので、第1冷却部33および第2冷却部34の冷却能力を制限せずに、本フローを終了する。冷却負荷が高い場合には、第1冷却部33および第2冷却部34の両方を動作させる必要がある。したがってステップS7では、制御装置18は三方弁35の状態を制御して、第1冷却部33および第2冷却部34の両方に冷却水が流れるように制御する。
In step S7, since the cooling load is greater than the second predetermined value G2, the present flow is terminated without limiting the cooling capacity of the
このように図3に示す制御では、冷却負荷に応じて動作する冷却部33,34を選択している。選択する冷却部33,34について、表1を用いて説明する。表1は、各冷却部33,34の低負荷および高負荷の場合の動作状況を示す表である。
表1に示す低負荷の場合とは、冷却負荷が第1所定値G1以下の場合である。また高負荷の場合とは、冷却負荷が第2所定値G1よりも大きいである。表1に示すように、低負荷の場合には、ステップS4のように少なくとも第2冷却部34は動作(○の状態)するように制御し、第1冷却部33は動作を停止するか(×の状態)、能力を落として動作(△の状態)させてもよい。また高負荷の場合には、ステップS7のように少なくとも第1冷却部33は動作するように制御する。第2冷却部34は動作を停止するか、能力を落として動作させてもよい。能力を落として動作させる場合には、制御装置18はサブウォーターポンプ32の吐出量を制御する。
The case of the low load shown in Table 1 is a case where the cooling load is equal to or less than the first predetermined value G1. In the case of a high load, the cooling load is larger than the second predetermined value G1. As shown in Table 1, in the case of a low load, at least the
以上説明したように本実施形態では、第2冷却部34で発生した凝縮水37は、吸気とともに定常的に燃焼室11bに至るので、第2冷却部34にて発生した凝縮水37によって内燃機関11が損傷することを抑制することができる。また第1冷却部33で発生した凝縮水37は、上方に位置する第2冷却部34を通過後に燃焼室11bに至ることになる。したがって第1冷却部33で発生した凝縮水は、重力が抵抗となり、徐々に第2冷却部34に流れる。また第2冷却部34そのものが第1冷却部33からの凝縮水37の流れの抵抗となるので、第1冷却部33からの凝縮水が一度に多量に燃焼室11bに流れることを抑制することができる。また本実施形態の吸気冷却装置12では、凝縮水37を留める部位は不要であるので小型化可能である。したがって本発明の吸気冷却装置12では、凝縮水37が一度に多量に燃焼室11bに吸入されることを抑制しつつ、小型にすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また本実施形態では、第1冷却部33は、第2冷却部34よりも吸気を冷却する冷却性能が高い。これによって冷却負荷に応じて、使用する冷却部を選択することができる。また第2冷却部34は、吸気口11aの上方に位置するので、設置スペースが小さい場合が多い。このように小さい設置スペースでも、第2冷却部34を配置することができる。そして第2冷却部34だけでは冷却性能が不足する場合には、冷却性能が高い第1冷却部33を用いることによって、吸気を確実に冷却することができる。また冷却性能が高い第1冷却部33は、吸気ダクト15のどこかに配置すればいいので、設置スペースを確保しやすい。
In the present embodiment, the
さらに本実施形態では、冷却負荷を検出する負荷検出手段として吸入空気量を検出する流量センサ19と、第1冷却部33および第2冷却部34の冷却能力を制御する制御装置(制御手段)18を含んで構成される。そして制御装置18は、流量センサ19によって検出された冷却負荷が第1所定値G1よりも低い場合には、第2冷却部34を第1冷却部33よりも優先して動作させる。これによって吸入空気量(吸気量)が第1所定値G1以下で少ない時には第2冷却部34を使うことになる。したがって第2冷却部34だけに凝縮水37が発生し、第2冷却部34で発生した凝縮水37は、低吸気量でも吸気口11aへ定常的に吸われる。低吸気量でも第2冷却部34が吸気口11aよりも上方に位置するので、重力によって凝縮水37が吸気口11aに流れ込みやすいからである。したがって低吸気量であっても、吸気ダクト15に凝縮水37が溜まることがないので、大量の水が一気に内燃機関11に流入することはない。
Furthermore, in the present embodiment, a
また本実施形態では、制御装置18は、流量センサ19によって検出された冷却負荷が第2所定値G2よりも高い場合には、第1冷却部33を第2冷却部34よりも優先して動作させる。これによって吸入空気量が第2所定値G2よりも多いので、冷却性能に優れる第1冷却部33を使うことになる。したがって第1冷却部33に凝縮水37が発生し、第1冷却部33で発生した凝縮水37は、高吸気量であるので吸気口11aへ定常的に吸われることになる。高吸気量の場合には、吸気口11aよりも下方に位置する第1冷却部33であってもその気流によって、凝縮水37が吸気口11aまで運ばれるからである。したがって高吸気量の場合にも定常的に凝縮水37が吸気口11aまで運ばれるので、大量の水が一気に内燃機関11に流入することはない。
In the present embodiment, the
したがって低吸気量のときは、吸気口11aの上方に位置する第2冷却部34の凝縮水37は重力と弱い気流によって吸気口11aに運ばれ、高吸気量のときは吸気口11aの下方に位置する第1冷却部33の凝縮水37は、強い気流によって重力に逆らって第2冷却部34を経て吸気口11aに運ばれる。いずれにしても凝縮水37が吸気ダクト15内に留まることがないので、一度に多量の凝縮水37が吸気口11aに運ばれることを抑制することができる。
Therefore, when the intake air amount is low, the
さらに本実施形態では、第2冷却部34は、低水温回路30に設けられ、低水温回路30を循環する冷却水と吸気との間で熱交換して吸気を冷却する。低水温回路30(第2循環路)は、内燃機関11を冷却するための冷却水が循環する高水温回路42(第1循環路)とは独立した回路であって、高水温回路42の冷却水よりも低温の冷却水が循環する。このように低温の冷却水を用いるので吸気冷却装置12の冷却性能を高めることができる。
Further, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に関して、図4を用いて説明する。本実施形態では、低水温回路30の構成が異なり、三方弁35に換えて開閉弁50を用いる点に特徴を有する。開閉弁50は、第1冷却部33および第2冷却部34のそれぞれ流れる冷却水の流量を制御する流量調整手段である。開閉弁50は、第1冷却部33に冷却水が流れる通路に設けられる。開閉弁50の開閉状態は、制御装置18によって制御される。サブウォーターポンプ32が動作しており開閉弁50が開状態の場合には、第1冷却部33および第2冷却部34に冷却水が流れる。またサブウォーターポンプ32が動作しており開閉弁50が閉状態の場合には、第2冷却部34にのみ冷却水が流れる。このように開閉弁50によって、各冷却部33,34の冷却能力を制御することができる。このような開閉弁50を用いても、前述の第1実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that the configuration of the low
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
前述の第1実施形態では、第1冷却部33および第2冷却部34の両方が低水温回路30に設けられるが、両方が低水温回路30に設けられる構成に限るものではなく、第1冷却部33が低水温回路30に設けられ、第2冷却部34が高水温回路42に設けられてもよく、その逆であってもよい。
In the first embodiment described above, both the
前述の第1実施形態では、2つの所定値G1,G2を用いて制御しているが、1つの所定値でもよい。また前述の第1実施形態では、負荷検出手段は流量センサ19によって実現されるが、流量センサ19に限るものではなく、吸気の温度を測定するセンサであってもよく、その他の冷却負荷を検出可能な手段であればよい。前述の第2実施形態では、開閉弁50は第1冷却部33に冷却水が流れる通路に設けられたが、第2冷却部34に冷却水が流れる通路に設けてもよい。
In the first embodiment described above, control is performed using two predetermined values G1 and G2, but one predetermined value may be used. In the first embodiment described above, the load detecting means is realized by the
11…内燃機関 11a…吸気口 11b…燃焼室
12…吸気冷却装置 15…吸気ダクト
18…制御装置(制御手段) 19…流量センサ(負荷検出手段)
20…燃料供給装置 30…低水温回路(第2循環路)
31…低温ラジエータ 32…サブウォーターポンプ
33…第1冷却部 34…第2冷却部
35…三方弁(流量調整手段) 37…凝縮水
41…高温ラジエータ 42…高水温回路(第1循環路)
43…メインウォーターポンプ 50…開閉弁(流量調整手段)
DESCRIPTION OF
20 ...
DESCRIPTION OF
43 ...
Claims (10)
前記吸気ダクトに設けられ、前記吸気ダクトを通過する前記吸気を冷却する第1冷却部(33)と、
前記吸気ダクトの前記第1冷却部よりも下流側に設けられ、前記第1冷却部を通過した前記吸気を冷却する第2冷却部(34)と、
前記第1冷却部および前記第2冷却部の冷却能力を制御する制御手段(18)と、を含み、
前記第2冷却部は、前記第1冷却部よりも上方に位置するとともに、前記内燃機関の吸気口(11a)よりも上方に位置しており、
前記制御手段は、前記第2冷却部で発生した凝縮水が吸気とともに定常的に前記燃焼室に至るように前記第1冷却部および前記第2冷却部の冷却能力を制御することを特徴とする吸気冷却装置。 An intake duct (15) through which intake air supplied to the combustion chamber (11b) of the internal combustion engine (11) flows;
A first cooling section (33) provided in the intake duct for cooling the intake air passing through the intake duct;
A second cooling part (34) provided on the downstream side of the first cooling part of the intake duct for cooling the intake air that has passed through the first cooling part;
Control means (18) for controlling the cooling capacity of the first cooling part and the second cooling part ,
The second cooling part is located above the first cooling part and is located above the intake port (11a) of the internal combustion engine ,
The control means controls the cooling capacity of the first cooling unit and the second cooling unit so that the condensed water generated in the second cooling unit reaches the combustion chamber steadily together with the intake air. Intake cooling system.
前記制御手段は、前記負荷検出手段によって検出された前記冷却負荷に応じて、前記第2冷却部で発生した凝縮水が吸気とともに定常的に前記燃焼室に至るように前記第1冷却部および前記第2冷却部の冷却能力を制御することを特徴とする請求項1に記載の吸気冷却装置。In accordance with the cooling load detected by the load detection means, the control means includes the first cooling section and the first cooling section so that the condensed water generated in the second cooling section steadily reaches the combustion chamber together with intake air. The intake air cooling device according to claim 1, wherein the cooling capacity of the second cooling unit is controlled.
前記制御手段は、前記負荷検出手段によって検出された前記冷却負荷が所定値よりも低い場合には、前記第2冷却部を前記第1冷却部よりも優先して動作させることを特徴とする請求項1に記載の吸気冷却装置。 Load detecting means (19 ) for detecting the cooling load of the intake air;
The control means operates the second cooling section with priority over the first cooling section when the cooling load detected by the load detection means is lower than a predetermined value. Item 2. The intake air cooling device according to Item 1 .
前記制御手段は、前記負荷検出手段によって検出された前記冷却負荷が所定値よりも高い場合には、前記第1冷却部を第2冷却部よりも優先して動作させることを特徴とする請求項1に記載の吸気冷却装置。 Load detecting means (19 ) for detecting the cooling load of the intake air;
The control means, when the cooling load detected by the load detection means is higher than a predetermined value, operates the first cooling part with priority over the second cooling part. intake air cooling apparatus according to 1.
前記第2冷却部は、前記第2循環路に設けられ、前記第2循環路を循環する前記冷却水と前記吸気との間で熱交換して前記吸気を冷却することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の吸気冷却装置。 The second circulation path is independent of the first circulation path (42) through which the cooling water for cooling the internal combustion engine circulates, and the cooling water having a temperature lower than that of the cooling water in the first circulation path circulates. Further comprising a second circuit (30),
The second cooling unit is provided in the second circulation path, and cools the intake air by exchanging heat between the cooling water circulating in the second circulation path and the intake air. The intake air cooling device according to any one of 1 to 5 .
前記第1冷却部および前記第2冷却部のそれぞれ流れる前記冷却水の流量を制御する流量調整手段(35,50)をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の吸気冷却装置。 The first cooling part and the second cooling part are provided in the second circulation path, cool the intake air by exchanging heat between the cooling water circulating in the second circulation path and the intake air,
The intake air cooling device according to claim 6 , further comprising flow rate adjusting means (35, 50) for controlling a flow rate of the cooling water flowing through each of the first cooling unit and the second cooling unit.
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