JP6120143B2 - Intercooler condensate drainage device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のターボチャージャによって圧縮した吸気を冷却して、内燃機関に供給するインタークーラで生成される凝縮水の排出装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for discharging condensed water generated by an intercooler that cools intake air compressed by a turbocharger of an internal combustion engine and supplies the air to the internal combustion engine.
一般に、内燃機関の出力向上、燃費改善を図るため排ガスを利用したターボチャージャ等の過給機が多用されている。
ターボチャージャは、排気通路を流れる排ガスによって排気タービンを駆動し、排気タービンと同軸的に連結されたコンプレッサによって、空気を過給し、内燃機関の出力を上げている。
過給された空気は温度上昇により、空気密度が低くなっているため、コンプレッサの吸気通路下流側に、インタークーラを配置して、吸気を冷却して空気密度を高くすることにより、内燃機関の出力を向上させている。
In general, a turbocharger such as a turbocharger using exhaust gas is frequently used to improve the output and fuel consumption of an internal combustion engine.
The turbocharger drives an exhaust turbine with exhaust gas flowing through an exhaust passage, and supercharges air with a compressor coaxially connected to the exhaust turbine to increase the output of the internal combustion engine.
Since the supercharged air has a low air density due to a temperature rise, an intercooler is arranged downstream of the compressor intake passage to cool the intake air to increase the air density. The output is improved.
ターボチャージャにて圧縮された吸気は、高温高圧になっており、この高温高圧の状態から冷却されて、温度、圧力が共に下がるため、吸気中に含まれていた水分が凝縮して液状になる。特に、排気ガスをコンプレッサの上流側に還流する低圧ループEGRを採用した場合に、凝縮水は生成されやすい。
液状になった凝縮水はインタークーラの重力方向の低い部分に溜まる。
溜まった凝縮水は、吸気通路断面積を小さくして、内燃機関の出力低下又は、エンジンストップ、排ガス中に含まれている酸性物質による吸気管の腐食等を起こす。
更には、寒冷地において、凝縮水が溜まった状態で運転終了後、翌朝、凝縮水が凍結して、吸気管閉塞状態が生じる等の場合がある。
The intake air compressed by the turbocharger is at high temperature and high pressure, and is cooled from this high temperature and high pressure state, and both the temperature and pressure drop, so the water contained in the intake air condenses and becomes liquid. . In particular, when the low-pressure loop EGR that recirculates the exhaust gas to the upstream side of the compressor is employed, the condensed water is easily generated.
Liquid condensate collects in the low part of the intercooler in the direction of gravity.
The accumulated condensate reduces the intake passage cross-sectional area and causes a decrease in the output of the internal combustion engine, engine stop, corrosion of the intake pipe due to acidic substances contained in the exhaust gas, and the like.
Furthermore, in a cold region, after the operation is completed in a state where condensed water is accumulated, the condensed water is frozen the next morning, and the intake pipe may be blocked.
このような対応として、特許文献1が開示されている。
特許文献1によると、インタークーラの下方に設けられた凝縮水を溜める凝縮水タンクと、インタークーラと凝縮水タンクとを連通する連通管に設けられ、連通管の連通を開閉する開閉バルブと、凝縮水タンクの下部に接続されたドレン管に設けられ、凝縮水タンクに溜まった凝縮水の水位を検出する水位センサと、水位センサの検出出力に基づいて開閉する開閉バルブ及びドレンバルブを開閉制御するコントローラを備え、凝縮水タンクに溜まった凝縮水の量に応じて適切に且つ、自動的に凝縮水の排出操作を行うものである。
As such a correspondence, Patent Document 1 is disclosed.
According to Patent Literature 1, a condensate water tank that stores condensed water provided below the intercooler, a communication pipe that connects the intercooler and the condensate water tank, and an open / close valve that opens and closes communication of the communication pipe; A drain pipe connected to the lower part of the condensate tank, and a water level sensor that detects the level of the condensate accumulated in the condensate tank, and an open / close valve that opens and closes based on the detection output of the water level sensor and a drain valve. The controller which performs the discharge operation of the condensed water appropriately and automatically according to the amount of the condensed water accumulated in the condensed water tank is provided.
ところが、特許文献1によると、インタークーラの底部に溜まった凝縮水の排出に、凝縮水タンク、連通管、水位センサ、連通管に配設された開閉バルブ、凝縮水タンクの下部に接続されたドレン管、ドレン管に介装されたドレンバルブ、これら開閉バルブ及びドレンバルブを開閉操作するコントローラ等を備えており、装置全体が大きくなり、車両に搭載する場合のレイアウトが難しくなると共に、コストが高くなる要因を有している。 However, according to Patent Document 1, the condensed water accumulated in the bottom of the intercooler is connected to the condensed water tank, the communication pipe, the water level sensor, the open / close valve disposed in the communication pipe, and the lower part of the condensed water tank. It has a drain pipe, a drain valve installed in the drain pipe, a controller for opening and closing these drain valves, and a controller for opening and closing the drain valve. There is a factor to increase.
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、吸気の冷却によって生起した凝縮水を、低コストで且つ確実に排出する内燃機関のインタークーラ凝縮水排出構造の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an intercooler condensed water discharge structure for an internal combustion engine that reliably discharges condensed water generated by cooling of intake air at a low cost. And
上記目的を達成するため本発明によれば、内燃機関の吸気を過給する過給機より下流側の吸気通路に設けられるインタークーラの凝縮水排出構造であって、
前記インタークーラより下流側の吸気通路は、重力方向下側に傾斜してから上方へ反転した屈曲形状部を備え、
該屈曲形状部の屈曲外周側であって前記吸気通路の重力方向下側への傾斜の延長部分に、前記吸気に含まれる水分が前記インタークーラにより冷却されて発生する凝縮水が溜まる凝縮水溜り部を設け、
前記凝縮水溜り部と前記凝縮水溜り部より重力方向にて高い位置の前記吸気通路とを連通する連通管を備え、
前記連通管は、前記吸気通路に開口して前記凝縮水を噴出する噴出口の開口断面積を、前記凝縮水溜り部に開口して前記凝縮水を導入する導入口の開口断面積より小さくしたことを特徴とするインタークーラの凝縮水排出装置の提供ができる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a condensed water discharge structure for an intercooler provided in an intake passage downstream of a supercharger that supercharges intake air of an internal combustion engine,
The intake passage on the downstream side of the intercooler is provided with a bent portion that is inclined downward after being inclined downward in the direction of gravity,
A condensed water reservoir in which condensed water generated by cooling the moisture contained in the intake air by the intercooler is accumulated in the bent outer peripheral side of the bent shape portion and in an extended portion of the intake passage inclined downward in the gravitational direction. Set up a section,
A communication pipe communicating the condensed water reservoir and the intake passage at a position higher in the direction of gravity than the condensed water reservoir;
The communication pipe has an opening cross-sectional area of a jet outlet that opens to the intake passage and ejects the condensed water smaller than an opening cross-sectional area of an inlet that opens to the condensed water reservoir and introduces the condensed water. It is possible to provide a condensate drainage device for an intercooler characterized by this.
本発明によると、凝縮水溜り部の導入口には、過給機からの動圧が作用し、一方の噴出口には吸気通路の吸気流による減圧作用が生起される。
そのため、凝縮水溜り部の凝縮水は、噴出口から液滴状となって噴出して吸気通路内の吸気に混入し、内燃機関のシリンダ内に導かれる。
従って、凝縮水に含まれる酸性物質による吸気管の腐食、凝縮水凍結に伴いインタークーラ内の吸気の流通抵抗増大による内燃機関出力の低下、凝縮水の吸気中への大量混入によるウォータハンマによる内燃機関の破損等を防止することができる。
According to the present invention, the dynamic pressure from the supercharger acts on the inlet of the condensed water reservoir, and the pressure reducing action due to the intake air flow in the intake passage occurs at one of the outlets.
Therefore, the condensed water in the condensed water reservoir is ejected as droplets from the ejection port, mixed into the intake air in the intake passage, and guided into the cylinder of the internal combustion engine.
Therefore, corrosion of the intake pipe due to acidic substances contained in the condensed water, decrease in the output of the internal combustion engine due to increased flow resistance of the intake air in the intercooler due to freezing of the condensed water, internal combustion by water hammer due to large amount of condensed water in the intake air It is possible to prevent the engine from being damaged.
また、本発明において好ましくは、前記噴出口は、前記吸気通路に設けられたベンチュリ部に開口しているとよい。 In the present invention, it is preferable that the jet port is open to a venturi portion provided in the intake passage.
このような構成にすることにより、凝縮水噴出口をベンチュリ部に開口させたので、吸気の流速を速め、噴出口の減圧量を高めることにより液滴状の凝縮水を吸気に混入させやすくすることができる。 With this configuration, the condensate jet port is opened in the venturi, so that the flow rate of the intake air is increased and the amount of pressure reduction at the jet port is increased, thereby making it easier to mix liquid droplets into the intake air. be able to.
また、本発明の参考として、前記噴出口は、前記吸気通路に配設されたスロットルバルブの下流側に開口されているとよい。 Further, as a reference of the present invention, the jet outlet may be opened downstream of a throttle valve disposed in the intake passage.
このような構成にすることにより、スロットルバルブの開閉を調整することにより、凝縮水の噴出量及びタイミングを任意に設定でき、内燃機関出力を調整できる。 With such a configuration, by adjusting the opening and closing of the throttle valve, the amount and timing of the condensed water ejection can be set arbitrarily, and the output of the internal combustion engine can be adjusted.
また、本発明において好ましくは、前記噴出口は、前記吸気通路の壁面より突出して、前記吸気通路の中心から凝縮水を排出するとよい。 In the present invention, it is preferable that the jet port protrudes from the wall surface of the intake passage and discharges condensed water from the center of the intake passage.
このような構成にすることにより、吸気通路の吸気の流れが速い主流部(中心部)に噴出口を開口することにより、開口部の減圧量が大きくなり、凝縮水が更に吸い出されやすくなると共に吸気に混入されやすくすることができる。 By adopting such a configuration, by opening the jet outlet in the main flow portion (center portion) where the flow of the intake air in the intake passage is fast, the amount of pressure reduction in the opening portion is increased, and the condensed water is more easily sucked out. At the same time, it can be easily mixed into the intake air.
また、本発明の参考として、前記吸気通路の中心部に吸気の流れをガイドする筒状のガイド部材を設け、前記噴出口は前記ガイド部材の内部に開口しているとよい。 Further, as a reference of the present invention , a cylindrical guide member that guides the flow of intake air may be provided at the center of the intake passage, and the jet port may be open inside the guide member.
このような構成にすることにより、吸気通路の主流部(中心部)に噴出口を開口すると共に、筒状のガイド部材を吸気の流れに沿って配設したことにより、吸気が整流されて、噴出された凝縮水が吸気通路の壁面に付着するのを抑制できる。 By having such a configuration, the intake port is rectified by opening the jet outlet in the main flow portion (center portion) of the intake passage and arranging the cylindrical guide member along the flow of intake air, It is possible to suppress the ejected condensed water from adhering to the wall surface of the intake passage.
また、本発明は、前記凝縮水溜り部は、前記インタークーラより吸気通路下流側の吸気の流れに伴う吸気動圧が作用する屈曲部に配設されると共に、前記噴出口は前記凝縮水溜り部より吸気通路下流側に配設されていることを特徴とする。 Further, the present invention, the condensed water reservoir, said with intake hydrodynamic with the intercooler in the intake air flow in the intake passage downstream is disposed in the bent portion acting, the jets the condensed water reservoir characterized in that it is disposed in the intake passage downstream of the parts.
このような構成にすることにより、屈曲部に配設された凝縮水溜り部には吸気動圧が作用するので、導入口に吸気の流動圧力が作用し、開口断面積が導入口の開口断面積より小さい噴出口には、吸気流による減圧作用が生起される。
従って、吸気通路内の凝縮水は吸気中に液滴状になって噴出され、インタークーラ下流側の吸気通路に凝縮水が溜まるのを防止できる。
By adopting such a configuration, the intake dynamic pressure acts on the condensate pool portion disposed in the bent portion, so that the flow pressure of the intake air acts on the inlet, and the opening cross-sectional area is the opening cutoff of the inlet. A pressure reducing action due to the intake air flow is generated at the jet outlet smaller than the area.
Therefore, the condensed water in the intake passage is ejected in the form of droplets during intake, and the condensed water can be prevented from accumulating in the intake passage on the downstream side of the intercooler.
また、本発明の参考として、前記凝縮水溜り部は、前記インタークーラの内部に形成され、前記連通管の前記噴出口は、前記インタークーラの出口付近に設けられるとよい。 Further, as a reference of the present invention, the condensate pool may be formed inside the intercooler, and the jet outlet of the communication pipe may be provided near the outlet of the intercooler.
このような構成にすることにより、凝縮水溜り部は、インタークーラの内部に形成されるので、凝縮水溜り部を別途設ける必要がなくコスト上昇を抑制できると共に、装置がコンパクトになり、車両への搭載性が向上する。 With this configuration, the condensate reservoir is formed inside the intercooler, so there is no need to provide a separate condensate reservoir, and cost increases can be suppressed, and the device can be made compact and the vehicle can be made compact. The mountability of is improved.
本発明によれば、吸気の冷却によって生起した凝縮水を、低コストで、且つ確実に排出するインタークーラの凝縮水排出構造を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the condensed water discharge structure of the intercooler which discharges the condensed water produced by cooling of intake air reliably at low cost can be provided.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only.
(全体構成)
図1は本発明の実施形態における全体概略構成図を示す。
図1に示すように、本実施形態に係る内燃機関であるディーゼルエンジン(以後、エンジンと称す)システム100は、エンジン1と、エンジン1のエキゾーストマニホールド17を介して燃焼室13から排出される排ガスによって駆動されるターボチャージャ9と、ターボチャージャ9を駆動した排ガスを排気管71に介装され、該排ガスを浄化する排ガス浄化装置7と、ターボチャージャ9によって過給された空気を冷却するインタークーラ2と、インタークーラ2で冷却された空気をエンジン1の燃焼室13に導入する第1吸気管3と、外気を除塵するエアクリーナ81からの空気をターボチャージャ9に導入する第2吸気管8と、第1吸気管3とエキゾーストマニホールド17間に配置された高圧ループEGR6と、排気管71の排ガス浄化装置7の下流側と第2吸気管8間に配設された低圧ループEGR5と、図示されないこれらエンジンシステム100の稼働を制御する制御装置ECUとで構成されている。
燃焼室13はエンジン1内のシリンダ12と、シリンダ12内をシリンダ12の軸線方向に摺動するピストン11と、シリンダ12の上部を閉塞するシリンダヘッド10とによって囲繞されて形成される空間部である。
15は燃料噴射弁である。ピストン11が圧縮上死点近傍に達した時に、燃料は、燃料噴射弁15から噴射され、吸気された圧縮熱により着火して燃焼する。
( Overall structure )
FIG. 1 shows an overall schematic configuration diagram in an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a diesel engine (hereinafter referred to as an engine)
The
ターボチャージャ9は、該ターボチャージャ9の排気タービンをエンジン1の燃焼室13から排出された排ガスによって駆動され、排気タービンと同軸に配設されたコンプレッサによって、エアクリーナ81からの空気を圧縮する。圧縮された空気は昇温するため、インタークーラ2によって冷却して空気密度を高くして、燃焼室13に導入され、エンジン1の出力を向上させる。
ターボチャージャ9の排気タービン側には、排気管71が連結されている。排気管71には排ガス浄化装置7が介装されており、排ガス浄化装置7の内部には、排ガス流路上流側から酸化触媒7a、パティキュレートフィルタ7bの順に配置されている。浄化された排ガスは排気管71を流れ、大気に放出される。
The
An
第1吸気管3とエキゾーストマニホールド17間に配置された高圧ループEGR6は、高圧側EGRクーラ61と、高圧側EGRクーラ61で冷却された排ガスを第1吸気管3内への導入量の調整を行う高圧側EGRバルブ62と、第2スロットルバルブ31とを備えている。
高圧側EGRバルブ62、及び第2スロットルバルブ31の開閉制御は制御装置ECUによって行われる。
高圧ループEGR6は、エンジン1の低負荷時に燃焼室13に導入されるEGRガスの必要量を確保して、酸素量を減少させることにより燃焼室13内での燃焼温度を下げることにより、NOx発生を抑えるものである。
高圧側EGRクーラ61は排ガスを冷却することにより、燃焼室13に導入される排ガスの密度を高くするためである。
The high-pressure loop EGR6 disposed between the first intake pipe 3 and the
Open / close control of the high pressure
The high-pressure loop EGR6 secures a necessary amount of EGR gas introduced into the
This is because the high-pressure side EGR cooler 61 increases the density of the exhaust gas introduced into the
一方、排気管71の排ガス浄化装置7の下流側と第2吸気管8間に配設された低圧ループEGR5は、低圧側EGRクーラ51と、低圧側EGRクーラ51で冷却された排ガスを第2吸気管8内への導入量の調整を行う低圧側EGRバルブ52と、第1スロットルバルブ82とを備えている。
低圧側EGRバルブ52、及び第1スロットルバルブ82の開閉制御は制御装置ECUによって行われる。
エンジン1の高回転、高負荷時は、第1吸気管3内の空気圧力が高くなり、第1吸気管3内へEGRガスの導入が不十分になる。
低圧ループEGR5は、エンジン1の高負荷、高回転時にターボチャージャ9のコンプレッサ上流側にEGRガスを混入させることにより、燃焼室13に導入されるEGRガスの量を確保する。
低圧側EGRクーラ51は排ガスを冷却することにより、燃焼室13に導入される排ガスの密度を高くするためである。
On the other hand, the low-pressure loop EGR5 disposed between the
Open / close control of the low pressure
When the engine 1 is at a high speed and a high load, the air pressure in the first intake pipe 3 becomes high, and the introduction of EGR gas into the first intake pipe 3 becomes insufficient.
The low
This is because the low-pressure side EGR cooler 51 increases the density of the exhaust gas introduced into the
(第1参考形態)
図2は本発明の第1参考形態をインタークーラに実施した模式的な概略説明図を示す。
2はインタークーラ全体を示す。インタークーラ2は、図2において吸気が左側(上流側)から右側(下流側)に流れる。
インタークーラ2の上流側流入口30はターボチャージャ9からの圧縮空気を導入する第2吸気管8が接続されている。
インタークーラ2の下流側流出口21は、インタークーラ2内で冷却された圧縮空気を燃焼室13に導入する第1吸気管3が接続されている。
(First reference form)
Figure 2 shows a schematic outline diagram of the first reference embodiment was performed intercooler of the present invention.
2 shows the whole intercooler. In the
A
The
インタークーラ2の内部は、細い筒状の中空間部を吸気が流通する熱伝導率が高い金属製のチューブ2aと、該チューブ2aの外周面に装着されチューブ2aを冷却するフィン2bとで構成されている。
ターボチャージャ9にて加圧された吸気は、チューブ2a内を通過しながらチューブ2aの壁面と熱交換して冷却される。チューブ2aは外周部に装着されているフィン2bに熱伝導し、フィン2bは、フィン2bに接触する外気によって冷却される。
22は連通管である。連通管22は、一端が、凝縮水が溜まる凝縮水溜り部であるインタークーラ2の最下部に連結し、他端が第1吸気管に連結する下流側流出口21に連結した筒状の中空管である。
The interior of the
The intake air pressurized by the
図3は、図2のA部拡大断面図を示す。
連通管22は、一端が吸気の冷却によって生ずる凝縮水が溜まる凝縮水溜り部であるインタークーラ2の出口タンク最下部である底部空間Tに開口した導入口である第1開口部22cを有した第1導管22aと、他端は下流側流出口21に開口した噴出口である第2開口部22dを有した第2導管22bとで構成されている。
第2開口部22dは、下流側流出口21の内壁面から、吸気通路方向断面が山形形状に突出したベンチュリ部21aの頂部に開口している。
そして、第2開口部22dの第2開口断面積S2は、第1開口部22cの第1開口断面積S1より小さくなっている。
第1開口断面積S1は噴出した凝縮水が液滴状になるように、小さい孔径になっており、本実施形態では0.8〜1.2mmにおいて最も良い液滴状態が得られたことを確認している。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part A in FIG.
The
The
The second opening cross-sectional area S2 of the
The first opening cross-sectional area S1 has a small hole diameter so that the condensed water ejected becomes droplets. In the present embodiment, the best droplet state is obtained at 0.8 to 1.2 mm. I have confirmed.
エンジン1が稼働して、ターボチャージャ9が作動すると、過圧された吸気が、ベンチュリ部21a部分にて流速を速めて通過し、第2開口部22d部分における吸気圧力を下げ、第2開口部22dから凝縮水の吸上げ作用を生起する。
一方、第1開口部22cにはインタークーラ2内を流れる吸気の流動圧力が作用する。
またインタークーラ2の出口タンク内の流路断面積に対し、下流側流出口21の断面積が細くなっているため、下流側流出口21を流れる吸気流速が上昇し、インタークーラ2の出口タンク内に比べ、圧力が低下する。(ベルヌーイの法則)
第1開口部22cの第1開口断面積S1は、第2開口部22dの第2開口断面積S2より大きくしたので、第2開口部22dから噴出する凝縮水が勢いよく噴出する。
噴出した凝縮水は液滴状になって吸気内に混入され、燃焼室13内に導入される。
When the engine 1 is operated and the
On the other hand, the flow pressure of the intake air flowing through the
Further, since the cross-sectional area of the
Since the first opening cross-sectional area S1 of the
The ejected condensed water is in the form of droplets, mixed into the intake air, and introduced into the
このような構造にすることにより、インタークーラ1の底部(凝縮水溜り部T)の第1開口部22cには、ターボチャージャ9からの流動圧が作用し、一方の第2開口部22dにはベンチュリ部21aによる減圧作用が生起される。
そのため、底部Tの凝縮水は、断面積の小さい第2開口部22dから吸気通路内の吸気内に液滴状になって混入し、エンジン1の燃焼室13内に導かれる。
従って、凝縮水に含まれる酸性物質によるインタークーラ2及び第1吸気管3の腐食、凝縮水凍結等による吸気系統における吸気の流通抵抗の増大によるエンジン出力の低下、凝縮水の吸気中への大量混入に伴うウォータハンマによるエンジンの破損等の発生を防止することができる。
また、凝縮水溜り部Tをインタークーラ2の最下部に設けたので、凝縮水排出装置としての装置全体がコンパクトになり、車両への搭載性が向上する。
With such a structure, the fluid pressure from the
Therefore, the condensed water at the bottom T is mixed in the form of droplets in the intake air in the intake passage from the
Therefore, corrosion of the
Further, since the condensed water reservoir T is provided at the lowermost part of the
(第2参考形態)
本参考形態は、第1参考形態に対し、インタークーラ2の下流側流出口の形状が異なる以外は同じなので、下流側流出口以外の説明は省略する。
また、同一部品は、同一符号を付して、説明は省略する。
図4(A)はインタークーラ2の下流側流出口23の部分断面図を示している。
下流側流出口23には、スロットルバルブ29が配設されている。スロットルバルブ29の吸気通路下流側近傍には、連通管24の第2導管24bの第2開口部24dが下流側流出口23の内周壁面に開口されている。
スロットルバルブ29はエンジン1の稼働条件に基づいて、制御装置ECUによって開閉制御される。
エンジン1が高負荷、高回転時には、スロットルバルブ29は吸気通路を開いて、吸気流通流量を多くし、低負荷運転時には、スロットルバルブ29を閉じる方向に操作して、第2開口部24d部分の減圧作用を生起させている。
(Second reference form)
Since this reference form is the same as the first reference form except that the shape of the downstream outlet of the
The same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 4A shows a partial cross-sectional view of the
A
The
When the engine 1 is under high load and high speed, the
このような構造にすることにより、インタークーラ1の最下部である底部(凝縮水溜り部T)の凝縮水は、断面積の小さい第2開口部24dから吸気通路の吸気内に液滴状になって混入し、エンジン1の燃焼室13内に導かれる。
By adopting such a structure, the condensed water at the bottom (condensate pool T), which is the lowermost part of the intercooler 1, becomes droplets from the
(第3参考形態)
本参考形態は、第1参考形態に対し、インタークーラ2の下流側流出口の形状が異なる以外は同じなので、下流側流出口以外の説明は省略する。
また、同一部品は、同一符号を付して、説明は省略する。
図4(B)はインタークーラ2の下流側流出口23の部分断面図を示している。
下流側流出口23には、凝縮水を吸気通路に導く連通管25の第2導管25bの開口部25dが、下流側流出口23の内周壁面から吸気通路中心部まで延在している。
吸気通路中心部は、下流側流出口23の内周壁面近傍より吸気の流速が速いので、開口部25dにおける吸気流の減圧量も多くなり、開口部25dからの凝縮水吸出し力が強く作用する。
更に、吸気に混入した凝縮水は、吸気の流れに乗るため、周方向への分散が発生し難くなり、第1吸気管の内壁面に付着する量を抑制する効果が得られる。
(3rd reference form)
Since this reference form is the same as the first reference form except that the shape of the downstream outlet of the
The same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 4B shows a partial cross-sectional view of the
In the
In the central portion of the intake passage, the flow velocity of the intake air is faster than the vicinity of the inner peripheral wall surface of the
Furthermore, since the condensed water mixed in the intake air rides on the flow of the intake air, dispersion in the circumferential direction is difficult to occur, and an effect of suppressing the amount attached to the inner wall surface of the first intake pipe is obtained.
(第4参考形態)
本参考形態は、第3参考形態に対し、凝縮水を吸気通路に導く第2導管の開口部の形状が異なる以外は同じなので、第2導管25の開口部25d以外の説明は省略する。
また、同一部品は、同一符号を付して、説明は省略する。
図4(C)はインタークーラ2の下流側流出口23の部分断面図を示している。
凝縮水を吸気通路に導く連通管26の第2導管26bの開口部26dは、第2導管26bによって吸気通路の中央部に支持されると共に、吸気通路に沿った中空の筒状のガイド部材26f内に開口している。
吸気はガイド部材26fによって整流され、整流された吸気流に凝縮水を液滴状に混入させるので、第1吸気管3の内壁面に付着する量を効果的に抑制する効果が得られる。
図4(C)においては、開口部26dは筒状のガイド部材26fの内周壁に開口させたが、開口部26dを筒状のガイド部材26fの軸芯部に開口させてもよい。
(4th reference form)
Since this reference form is the same as the third reference form except that the shape of the opening of the second conduit for guiding condensed water to the intake passage is different, the description other than the
The same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 4C shows a partial cross-sectional view of the
The
The intake air is rectified by the
In FIG. 4C, the
(第1実施形態)
第1参考形態〜第4参考形態の場合は、インタークーラ2の上流側流入口30と下流側流出口21とが略水平の場合について説明した。本実施形態の場合は、車両搭載のレイアウトの都合上、インタークーラ2の上流側流入口30に対し下流側流出口21を重力方向下側に傾斜させ、凝縮水溜り部が第1吸気管3の重力方向最下部に形成されたものである。
従って、インタークーラ2の外形形状以外は、第1参考形態と同じなので、凝縮水溜り部が第1吸気管3に形成された部分以外についての説明は省略する。
(First Embodiment)
If the first reference embodiment to the fourth reference embodiment has been described for the case of the
Accordingly, since the configuration other than the outer shape of the
図5(A)はインタークーラ2の下流側流出口23を重力方向下方に傾斜し
た状態を示し、凝縮水溜り部Tは第1吸気管3に形成されている。
インタークーラ2が傾斜しているため、吸気を冷却することによって生成される凝縮水は、インタークーラ2の底部に貯溜しないで、下流側流出口23から第1吸気管3側に流出する。
第1吸気管3は、インタークーラ2の下流側流出口23に連結して、重力方向下側に傾斜してから上方へ反転した屈曲形状となっている。
凝縮水溜り部Tは反転した屈曲形状部の屈曲外周側(重力方向最下部)に形成されている。
インタークーラ2から流出した凝縮水は、第1吸気管3の上方へ屈曲した屈曲部3aの底部に貯溜される。
屈曲部3aの屈曲外周側の周壁部には、連通管27の第1導管27aの第1開口部27cが開口している。
屈曲部3aの下流側周壁部には、第1導管27aに連続した第2導管27bの第2開口部27dが開口されている。
第1導管27aは、大きく開口した第1開口部27cに連続して、下方に膨出した凝縮水溜り部Tを形成している。
凝縮水溜り部Tに連続して第2導管27bが形成されている。
FIG. 5A shows a state in which the
Since the
The first intake pipe 3 is connected to the
The condensed water reservoir portion T is formed on the bent outer peripheral side (lowermost portion in the direction of gravity) of the inverted bent shape portion.
The condensed water flowing out from the
A
A
The
A
従って、インタークーラ2の下流側流出口23から流出した吸気は、第1開口部27cの凝縮水に衝突する。
凝縮水に衝突した吸気は、乱流となって第1吸気管3内を上方へ流れていく。
凝縮水溜り部Tの凝縮水は、第1開口部27c側で吸気の流動圧を受け、第2開口部27d側では吸気の乱流による吸出し作用によって、第1吸気管3内に液滴状になって流出する。
Accordingly, the intake air flowing out from the
The intake air that collides with the condensed water becomes turbulent and flows upward in the first intake pipe 3.
The condensed water in the condensed water reservoir T receives the flow pressure of the intake air on the
(第2実施形態)
本実施形態は、第1実施形態に対し、凝縮水溜り部形状と連通管の形状が異なる以外は同じなので、凝縮水溜り部形状と連通管の形状以外の説明は省略する。
また、同一部品は、同一符号を付して、説明は省略する。
図5(B)はインタークーラ2の下流側流出口23の部分断面図を示している。
( Second Embodiment)
Since this embodiment is the same as the first embodiment except that the condensed water reservoir shape and the shape of the communication pipe are different from each other, the description other than the condensed water reservoir shape and the shape of the communication pipe is omitted.
The same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 5B shows a partial cross-sectional view of the
図5(B)はインタークーラ2の下流側流出口23を重力方向下方に傾斜した状態を示し、凝縮水溜り部Tは第1吸気管3の重力方向最下部に形成されている。
インタークーラ2が傾斜しているため、吸気を冷却することによって生じる凝縮水は、インタークーラ2の底部に貯溜しないで、下流側流出口23から第1吸気管3側に流出する。
第1吸気管3は、インタークーラ2の下流側流出口23に連結して、重力方向下側に傾斜してから上方へ反転した屈曲形状となっている。
凝縮水溜り部Tは反転した屈曲形状部の屈曲外周側(重力方向最下部)に形成されている。
屈曲部3aの重力方向下側の底部には、凝縮水が流入する第3開口部3cが配設されている。
FIG. 5B shows a state in which the
Since the
The first intake pipe 3 is connected to the
The condensed water reservoir portion T is formed on the bent outer peripheral side (lowermost portion in the direction of gravity) of the inverted bent shape portion.
A
屈曲部3aの底部には、第3開口部3cを通過した凝縮水を貯溜する凝縮水溜り部Tであるタンク3bが配設されている。
第3開口部3cの吸気通路下流側には、タンク3b内の凝縮水を吸気通路の吸気に混入させる連通管28が配設されている。
連通管28は、第1開口部28cをタンク3bの凝縮水内に開口し、吸気通路内に突出した第1導管28aと、第1導管28aに連続して凝縮水を吸気通路内に噴出する第2開口部28dを有した第2導管28bとを備えている。
第2導管28bは第1吸気管3の軸芯近傍に位置し、第1吸気管3を流れる吸気に沿って延在し、吸気の下流側に向けて凝縮水を噴出する第2開口部28dを開口している。
尚、本実施形態では、連通管28は、第3開口部3cの吸気通路下流側の離間した位置に配設したが、例えば、第3開口部3cの吸気通路下流側端縁に配置してもよい。
A
A
The
The
In the present embodiment, the
このような構造にすることにより、インタークーラ2の下流側流出口23から流出した吸気は、第3開口部3cを通過して、タンク3bに貯溜している凝縮水に衝突する。
凝縮水に衝突した吸気は、乱流となって第1吸気管3内を上方へ流れていく。
タンク3bの凝縮水は、第3開口部3c側で吸気の流動圧を受け、第2開口部28d側では吸気の乱流による吸出し作用によって、第1吸気管3内の吸気主流部分に流出する。
また、第2導管28bは、吸気主流部分に吸気の流れに沿って配設されると共に、吸気通路の下流側に向けて第2開口部28dを開口しているので、凝縮水の吸出し効果がさらに向上する。
With such a structure, the intake air flowing out from the
The intake air that collides with the condensed water becomes turbulent and flows upward in the first intake pipe 3.
In addition, the
内燃機関のターボチャージャによって圧縮した吸気をインタークーラによって冷却して内燃機関に供給する吸気冷却装置に利用できる。 The present invention can be used in an intake air cooling device that cools an intake air compressed by a turbocharger of an internal combustion engine by an intercooler and supplies the cooled air to the internal combustion engine.
1 エンジン(内燃機関)
2 インタークーラ
3 第1吸気管(吸気通路)
3a 屈曲部
3b タンク(凝縮水溜り部)
3c 第3開口部
5 低圧ループEGR
6 高圧ループEGR
7 排ガス浄化装置
8 第2吸気管
9 ターボチャージャ
13 燃焼室
21、23 下流側流出口
21a ベンチュリ部
22、24、25、26、27、28 連通管
22a、27a、28a 第1導管
22b、24b、25b、26b、27b、28b 第2導管
22c、27c、28c 第1開口部
22d、24d、25d、26b、27d、28d 第2開口部
25f ガイド部材
S1 第1開口断面積(導入口の開口断面積)
S2 第2開口断面積(噴出口の開口断面積)
T 凝縮水溜り部
1 engine (internal combustion engine)
2 Intercooler 3 First intake pipe (intake passage)
3c
6 High pressure loop EGR
7 Exhaust
S2 Second opening cross-sectional area (opening cross-sectional area of the spout)
T Condensate reservoir
Claims (3)
前記インタークーラより下流側の吸気通路は、重力方向下側に傾斜してから上方へ反転した屈曲形状部を備え、
該屈曲形状部の屈曲外周側であって前記吸気通路の重力方向下側への傾斜の延長部分に、前記吸気に含まれる水分が前記インタークーラにより冷却されて発生する凝縮水が溜まる凝縮水溜り部を設け、
前記凝縮水溜り部と前記凝縮水溜り部より重力方向にて高い位置の前記吸気通路とを連通する連通管を備え、
前記連通管は、前記吸気通路に開口して前記凝縮水を噴出する噴出口の開口断面積を、前記凝縮水溜り部に開口して前記凝縮水を導入する導入口の開口断面積より小さくしたことを特徴とするインタークーラの凝縮水排出装置。 A condensate drainage structure for an intercooler provided in an intake passage downstream of a supercharger that supercharges intake air of an internal combustion engine,
The intake passage on the downstream side of the intercooler is provided with a bent portion that is inclined downward after being inclined downward in the direction of gravity,
A condensed water reservoir in which condensed water generated by cooling the moisture contained in the intake air by the intercooler is accumulated in the bent outer peripheral side of the bent shape portion and in an extended portion of the intake passage inclined downward in the gravitational direction. Set up a section,
A communication pipe communicating the condensed water reservoir and the intake passage at a position higher in the direction of gravity than the condensed water reservoir;
The communication pipe has an opening cross-sectional area of a jet outlet that opens to the intake passage and ejects the condensed water smaller than an opening cross-sectional area of an inlet that opens to the condensed water reservoir and introduces the condensed water. An intercooler condensate drainage device characterized by that.
The condensed water discharge device for an intercooler according to claim 1 or 2 , wherein the jet port protrudes from a wall surface of the intake passage and discharges condensed water from a center of the intake passage.
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