JPH0480208B2 - - Google Patents

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JPH0480208B2
JPH0480208B2 JP59187187A JP18718784A JPH0480208B2 JP H0480208 B2 JPH0480208 B2 JP H0480208B2 JP 59187187 A JP59187187 A JP 59187187A JP 18718784 A JP18718784 A JP 18718784A JP H0480208 B2 JPH0480208 B2 JP H0480208B2
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evaporator
supercharging
air
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Yukio Yamamoto
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0412Multiple heat exchangers arranged in parallel or in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B29/0437Liquid cooled heat exchangers
    • F02B29/0443Layout of the coolant or refrigerant circuit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、過給機を備えるとともに、過給機下
流の吸気通路に冷凍装置のエバポレータを設けた
過給機付エンジンの吸気装置に関するものであ
る。
[従来技術] 吸気を圧縮して所謂吸気過給を行なうようにし
た過給機付エンジンは、充填効率を向上させるこ
とができ、出力性能をアツプさせることができる
ことから汎く用いられつつあるが、吸気は過給機
により断熱圧縮されて高温化されるため、過給圧
の上昇ほど実質的な充填効率は向上しない。
このため、過給機下流の吸気通路に冷凍装置の
エバポレータを設け、過給気を冷却し、実質的な
充填効率の向上を図つた過給機付エンジンの吸気
装置が提案されている(特開昭55−142932号公報
参照)。
ところで、この種の冷凍装置には冷媒としてフ
ロンガスが通常使用されているが、フロンガスは
120〜150℃の温度で熱分解を生じて劣化する。
一方、過給気は過給圧によつては上記冷媒の劣
化温度とほぼ同程度かそれ以上の温度にまで昇温
される。かかる高温の過給気のエバポレータに多
量に流入すると、エバポレータ内を流通する冷媒
が劣化温度にまで昇温されて劣化してしまう。か
かる意味で、過給圧は必要十分には高圧化するこ
とができず、冷媒の劣化温度によつて過給圧が制
限される。
上記の冷媒劣化の問題は、冷凍装置の容量を十
分大きくすれば解消しうるが、容量を必要以上に
大きくとることは、逆に過給気の過冷却を生ずる
おそれがあり、経済的にも得策でない。
また、例えば、エンジンの低速・高負荷運転時
においては、冷凍装置のコンデンサの放熱状態が
悪く、過給気温も高いことから、冷媒の温度が上
昇するといつた問題がある。
さらに、過給気温を冷媒の劣化温度を越えない
ように抑制しようとしても、外気温が高い夏期等
においては、過給気温が不可避的に劣化温度近く
にまで上昇し、これを回避するためには、過給圧
自体を低下させなければならず、それだけ充填効
率が低下して過給を実効あるものとすることがで
きない。
[発明の目的] 本発明の目的は、過給の実効性を損なうことな
く、冷凍装置の冷媒の劣化を防止して冷凍装置の
信頼性を確保することである。
[発明の構成] 本発明は、過給機下流の吸気通路に設置するエ
バポレータ内を流通する冷媒の温度状態を直接的
に、或いは間接的に検出する温度検出手段を設
け、この温度検出手段の出力を受けて、冷媒温度
が劣化温度近くまで上昇するときには、エバポレ
ータに流入する過給気の熱量を低下させる制御手
段を設けて構成したものである。
[発明の効果] 本発明によれば、冷媒の熱劣化を確実に防止す
ることができ、冷凍装置の信頼性が向上する。
[実施例] 以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施例を
詳細に説明する。
第1図に示すように、エンジン1は、吸気通路
2と排気通路3とに跨つて設置したターボ過給機
4を備えている。このターボ過給機4は、よく知
られているように、排気弁5によつて開閉される
排気ポート6から排気通路3に排出される排気ガ
スによつてタービン7が高速駆動されると、ター
ビン出力軸8に結合されたブロア9を高速駆動
し、ブロア9によつてエアクリーナ10を通して
吸入する吸気を昇圧して、吸気弁11によつて吸
気ポート12が開かれたときに、昇圧した吸気即
ち過給気を燃焼室13に供給する。
上記ブロア9下流の吸気通路2には、吸気脈動
を吸収緩和するためのサージタンク14が設けら
れ、サージタンク14内には後に詳述する冷凍装
置のエバポレータ15が設置され、サージタンク
14のさらに下流には、エンジン運転状態に対応
した燃料を噴射するように制御される燃料噴射ノ
ズル16およびエンジン負荷に応じて開度が設定
されるスロツトルバルブ17が設置されている。
上記冷凍装置は、自動車のクーラに使用するも
のと同様、電磁クラツチ18によつてエンジン出
力軸(図示せず。)に対し入切される冷媒圧縮用
コンプレツサ19と、圧縮された冷媒を液化する
コンデンサ20と、コンデンサ20によつて液化
された冷媒を貯溜するリキツドタンク21と、サ
ージタンク14内に設置されたエバポレータ15
とが冷媒循環路22によつて一連に連通された基
本構成を有し、エバポレータ15の冷媒の流入側
の冷媒循環路22には、エバポレータ15内の冷
媒流通量を制御する冷媒制御弁23が設置されて
いる。
また、サージタンク14の上流側と下流側の吸
気通路2は、エバポレータ15をバイパスするバ
イパス通路24によつて連通し、このバイパス通
路24の途中には、エバポレータ15をバイパス
する過給気量を制御する過給気バイパス量制御弁
25が設けられている。
上記2つの制御弁、即ち冷媒制御弁23と過給
気バイパス量制御弁25とは、以下に説明する制
御回路26によつて駆動が夫々制御される。
なお、第1図に示すように、エバポレータ15
の上流の吸気通路2には、空冷もしくは水冷のイ
ンタークーラ27を設置し、ブロア9によつて断
熱圧縮されて高温化した過給気をある程度まで冷
却することが好ましい。インタークーラ27の設
置は、特に、過給気量が増大する高回転高負荷時
におけるエバポレータ15の負担の軽減にとつて
有利であり、エバポレータ15の容量を比較的小
さくすることができ、その分だけ、エバポレータ
15の制御応答性を高めることができる。
また、第1図中、28はターボ過給機4のター
ビン7をバイパスさせて設けたウエストゲート通
路、29はウエストゲート通路28を開閉するウ
エストゲートバルブ、30はサージタンク14内
の過給気圧を作動源とするダイアフラム式のゲー
トバルブアクチユエータであつて、エンジン1に
供給される過給気圧が予め設定した最高過給圧を
越えて上昇しようとすると、ゲートバルブ・アク
チユエータ30がウエストゲートバルブ29を開
作動し、ウエストゲート通路28を通して排気ガ
スの一部をバイパスさせ、タービン7の出力を抑
制して、過給圧を最高過給圧に制御する。
次に、上記制御回路26について説明する。
第1図に示すように、制御回路26は、冷媒温
度が最も高温となるコンプレツサ19とコンデン
サ20との間の冷媒循環路22に設置した冷媒温
度センサ31と、サージタンク14(エバポレー
タ15)下流の吸気通路2に臨設した過給気温セ
ンサ32の出力を受けて、過給気バイパス量制御
弁25、冷媒制御弁23およびコンプレツサ19
の電磁クラツチ18を駆動制御する。
第2図に示すように、制御回路26は、冷媒温
度センサ31の出力を受けて、冷媒温度を検出す
る冷媒温度検出回路33と、設定電圧発生回路3
4によつて予め冷媒の劣化温度より適当に低く設
定された冷媒上限温度と実測された冷媒温度とを
比較する比較回路35と、実測温度が冷媒上限温
度に達したときに比較回路35の出力を受けて、
過給気バイパス量制御弁25を開作動するか、開
度を一段階大きくする過給気バイパス量制御弁駆
動回路36とを備えている。
また、過給気温に関する制御系は、過給気温セ
ンサ32の出力を受けてエバポレータ15によつ
て冷却された直後の過給気温を検出する過給気温
検出回路37と、第1設定電圧発生回路38によ
つて予め設定された第1設定温度Θ1と実測され
た過給気温θとを比較する第1比較回路39と、
第2設定電圧発生回路40によつて予め設定され
た第2設定温度Θ2と実測された過給気温θとを
比較する第2比較回路41と、過給気温θが第1
設定温度Θ1を越えて上昇しようとすると、電磁
クラツチ18をオンしてコンプレツサ19をエン
ジン出力軸により駆動する電磁クラツチ駆動回路
42と、過給気温θが第2設定温度Θ2を越えて
上昇しようとすると、冷媒制御弁23の開度を大
きく設定してエバポレータ15の冷却能力を一段
アツプする冷媒制御弁駆動回路43とによつて構
成される。
上記第1設定温度Θ1は、ターボ過給機4によ
る過給が実質的に開始され、過給気温が上昇し始
める温度に対して設定し、過給の開始にともなつ
てエバポレータ15による冷却を開始するように
する。また、第2設定温度Θ1は、エバポレータ
15によつて冷却された過給気温が高温となり、
エバポレータ15の冷却能力が不足し始めたこと
が推定される温度に設定し、エバポレータ15の
冷却能力を一段アツプして、エンジン1に供給さ
れる過給気の温度(バイパス通路24が開かれて
いるときには、エバポレータ15によつて冷却さ
れた過給気と、エバポレータ15をバイパスした
冷却されていない過給気との合成温度)を好まし
い所定の温度範囲に制御しうるように考慮する。
上記エバポレータ15をバイパスさせる過給気
量は、コンプレツサ19の出口側における冷媒温
度が劣化温度に近づくほど多くし、エバポレータ
15に流入する過給気の熱量を減少させるように
制御され、これによつて冷媒が劣化温度にまで上
昇するのを確実に防止する。
なお、第2図の制御回路26では、冷媒温度セ
ンサ31によつて直接に冷媒温度を検出するよう
にしたが、第1図に点線で示すように、エバポレ
ータ15上流に過給気温センサ44を設け、この
過給気温センサ44の出力を受けて、第3図に示
すように、過給気温検出回路45によつて、エバ
ポレータ15に流入する過給気温を検出するよう
にしてもよい。
この場合には、過給気温検出回路45によつて
検出されるエバポレータ15上流の過給気温
θ′を、第1設定電圧発生回路46によつて予め設
定された第1設定温度T1と比較する第1比較回
路47と、第2設定電圧発生回路48によつて予
め設定された第2設定温度T2と上記過給気温θ′と
を比較する第2比較回路49とを設け、実測され
た過給気温θ′が第1設定温度T1を越えて上昇した
ときには、第1比較回路47の出力を受けて電磁
クラツチ駆動回路50によりコンプレツサ19の
電磁クラツチ18をオンし、コンプレツサ19を
起動してエバポレータ15による冷却を開始する
ようにする。また、実測されたエバポレータ15
上流の過給気温θ′が第2設定温度T2を越えて上昇
しようとする際には、バイパス通路24の過給気
バイパス量制御弁25を開作動する過給気バイパ
ス量制御弁駆動回路51を設けて、エバポレータ
15に流入する過給気の熱量を低下させるように
する。即ちこの場合には、エバポレータ15上流
の吸気通路2の上流に設置した過給気温センサ4
4によつて検出される過給気温とエバポレータ1
5の出口側(コンプレツサ19の出口側)の冷媒
温度との間の相関関係から、冷媒温度を間接的に
推定し、冷媒温度が劣化温度近くまで上昇するこ
とが予想されるときには、過給気の一部をエバポ
レータ15をバイパスさせ、エバポレータ15の
熱負荷を軽減する。
なお、以上の実施例では、ターボ過給機4を備
えたエンジンについて説明したが、ベーンタイプ
の容積型エアポンプを過給機として用いることが
できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例にかかるエンジンのシ
ステム構成図、第2図は第1図の制御回路の内容
を示すブロツク説明図、第3図の上記制御回路の
変形例を示すブロツク説明図である。 1……エンジン、2……吸気通路、3……排気
通路、4……ターボ過給機、15……エバポレー
タ、18……電磁クラツチ、19……コンプレツ
サ、24……バイパス通路、25……バイパス量
制御弁、26……制御回路、31……冷媒温度セ
ンサ、44……過給気温センサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 過給機下流の吸気通路に冷凍装置のエバポレ
    ータを設けたエンジンにおいて、 冷凍装置の冷媒の温度状態を直接もしくは間接
    に検出する温度検出手段と、温度検出手段の出力
    を受けて、冷媒温度が冷媒劣化温度近くまで上昇
    するときには、エバポレータに入る過給気の熱量
    を低下させる制御手段とを設けたことを特徴とす
    る過給機付エンジンの吸気装置。
JP59187187A 1984-09-05 1984-09-05 過給機付エンジンの吸気装置 Granted JPS6165015A (ja)

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JP59187187A JPS6165015A (ja) 1984-09-05 1984-09-05 過給機付エンジンの吸気装置

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JP59187187A JPS6165015A (ja) 1984-09-05 1984-09-05 過給機付エンジンの吸気装置

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JPS6165015A JPS6165015A (ja) 1986-04-03
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