JPH09317480A - Intercooler for turbocharged engine - Google Patents

Intercooler for turbocharged engine

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JPH09317480A
JPH09317480A JP8157640A JP15764096A JPH09317480A JP H09317480 A JPH09317480 A JP H09317480A JP 8157640 A JP8157640 A JP 8157640A JP 15764096 A JP15764096 A JP 15764096A JP H09317480 A JPH09317480 A JP H09317480A
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JP
Japan
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intercooler
engine
gas
cooling
turbocharger
Prior art date
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Application number
JP8157640A
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Japanese (ja)
Inventor
Marefumi Hirano
稀史 平野
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the cooling efficiency of an intercooler by fitting gas injection nozzle members through the inside of the cooling fins of the intercooler to for injecting therefrom cooling gas from a cooling gas accumulator part toward the cooling fins. SOLUTION: When a master switch 28 installed about the driver's seat is turned on, a control unit 25 reads therein the temperature of air flowing in an intercooler unit 14 detected by a temperature sensor 27 and indicates the temperature on a control panel 29. Through the observation of the flow air temperature in the intercooler unit 14, when a turbocharger 12 is in its full boosting with the aid of the control panel 29, a push switch 26 is turned on as occasion to open a control valve 23, which causes the cooling gas in a spray can unit 21 to be fed through a tube 24 to gas injection nozzles disposed in the intercooler unit 14 and to be injected toward cooling fins for their effective cooling.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】自動車等のターボチャージャ
付きエンジンのターボチャージャに装着して、エンジン
への吸入空気を冷却するインタークーラーの改良に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of an intercooler mounted on a turbocharger of a turbocharged engine of an automobile or the like to cool intake air to the engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等のガソリンエンジンには、ピス
トン行程とサイクルの関係から、4サイクル機関と2サ
イクル機関に大別されるが、ピストン1往復でクランク
シャフトが1回転する。即ち、圧縮・燃焼・膨張・排気
の1サイクルをクランクシャフトの2回転で行う4サイ
クルエンジンが自動車・小型船舶・小型航空機の主流と
なっている。このガソリンエンジンは、燃料の火炎伝播
速度が非常に速いので回転数には燃焼の上の制限はな
く、回転数の増加と共に点火時期を早めることで容易に
回転速度が得られるので、大きな排気量のエンジンにす
れば大馬力は得られるが、単純に排気量を大きくしただ
けでは燃費の悪化やエンジン重量の問題で、レーシング
カーやスポーツカーなどに搭載される「高性能エンジ
ン」には不向きである。そこで、考え出されたのが、排
気量を変えずに出力の向上を図るエンジン本体の高メカ
ニズム化である。
2. Description of the Related Art Gasoline engines for automobiles and the like are roughly classified into four-stroke engines and two-stroke engines according to the relationship between the piston stroke and the cycle, but the crankshaft makes one revolution with one reciprocation of the piston. That is, a 4-cycle engine that performs one cycle of compression / combustion / expansion / exhaust by two rotations of the crankshaft has become the mainstream of automobiles, small ships, and small aircraft. This gasoline engine has a very fast flame propagation speed of fuel, so there is no limit on combustion in the rotational speed, and the rotational speed can be easily obtained by advancing the ignition timing as the rotational speed increases. Although it is possible to obtain high horsepower with this engine, simply increasing the displacement will cause deterioration of fuel efficiency and engine weight, so it is not suitable for "high performance engine" mounted in racing cars and sports cars. is there. Then, what was conceived was to make the mechanism of the engine body higher so as to improve the output without changing the displacement.

【0003】エンジン本体の高メカニズム化による出力
を向上させる代表例としてはDOHC化とマルチバルブ
化がある。DOHCエンジンは、燃焼室上方に二本のカ
ムシャフトを配置し、吸気弁と排気弁をそれぞれのカム
シャフトで動かす機構をもったエンジンであり、吸排気
弁径を大きくできるとともに動弁系の慣性重量を小さく
でき、動弁系の許容回転数を高くできるなどの特徴があ
り、高回転まで使用が可能である。レーシングカーに搭
載されるエンジンは、このタイプのものが圧倒的に多
い。また、普通、1シリンダあたり二個の弁を四個に増
やして吸排気効率を向上させたマルチバルブエンジン化
もされてきている。
Representative examples of improving the output by increasing the mechanism of the engine body are DOHC and multi-valve. The DOHC engine is an engine that has two camshafts arranged above the combustion chamber and has a mechanism that moves the intake valve and the exhaust valve by the respective camshafts. It is possible to increase the intake and exhaust valve diameters and the inertia of the valve operating system. It has features such as reduced weight and increased allowable rotation speed of the valve train, and can be used up to high rotation speeds. This type of engine is the overwhelming majority of the engines installed in racing cars. In addition, a multi-valve engine has been commonly used in which two valves are increased to four per cylinder to improve intake and exhaust efficiency.

【0004】これに対して、従来型のエンジンの吸気系
統に過給機を付加することでも出力を向上できることは
一般によく知られている。過給機はシリンダ内に大量の
混合気を送り込むことにより出力を高める方法で、代表
的な過給機としてターボチャージャとスーパーチャージ
ャとがある。ターボチャージャは排ガスのエネルギーを
利用してタービンを回転させ、過給するのに対し、スー
パーチャージャはエンジンの回転力を直接利用し、ロー
タを回転させて過給する。ターボチャージャ付エンジン
は排気エネルギーを加給圧に変換しているため、排気ガ
スの量が多い中速から高速にかけて大きなトルクが得ら
れるが、いわゆるターボラグといわれるピックアップの
遅れ、すなわちアクセル操作に対する反応や加速時のト
ルクの立ち上がりには時間遅れが発生することとなり、
高速域では加給効率が高いため高速回転エンジン向きで
ある。一方、スーパーチャージャ付きエンジンは、クラ
ンクシャフトの回転力をベルトで直接ロータに伝えて加
給圧を得ている。この直接駆動のために、低速から高速
まで一様なトルクの向上を得ており、アクセル操作に敏
感に反応させることができるが、スーパーチャージャの
インペラーの慣性質量が大きいため高速回転での加給に
は不向きである。
On the other hand, it is generally well known that the output can be improved by adding a supercharger to the intake system of a conventional engine. A supercharger is a method of increasing the output by sending a large amount of air-fuel mixture into a cylinder, and there are a turbocharger and a supercharger as typical superchargers. The turbocharger uses the energy of the exhaust gas to rotate the turbine for supercharging, whereas the supercharger directly uses the rotational force of the engine to rotate the rotor for supercharging. Since a turbocharged engine converts exhaust energy into boost pressure, a large torque can be obtained from medium speed to high speed with a large amount of exhaust gas, but a so-called turbo lag pickup delay, that is, reaction or acceleration to accelerator operation. There will be a time delay in the rise of the torque at the time,
It is suitable for high-speed engine because of high charging efficiency in high speed range. On the other hand, in the engine with a supercharger, the rotational force of the crankshaft is directly transmitted to the rotor by a belt to obtain the boost pressure. Due to this direct drive, a uniform torque improvement from low speed to high speed has been obtained, and it is possible to react sensitively to accelerator operation, but due to the large inertial mass of the supercharger impeller, it is suitable for high-speed rotation. Is not suitable for.

【0005】このように、レーシングカーやスポーツカ
ーのエンジンとしてすっかり定着したターボチャージャ
は第二世代に入っており、アクセルを踏んでから過給を
はじめるまでのターボラグの縮小やエンジン低回転域で
の効果向上を図るためにさまざまな改良が施されてい
る。例えば、セラミックを軸や翼に用いて軽量化を図っ
たり、低回転時はタービン内に設けたノズルの角度を変
化させ排ガスの流速を速めたり、一個ではなく二個のタ
ーボチャージャを装着したツインターボチャージャも実
用化されている。これにより、理論的には30パーセン
トから50パーセント以上の出力向上が可能になるとし
ている。何故ならば、ターボチャージャ付きエンジン
は、ターボチャージャによって大気圧を強制的にシリン
ダ内へ送り込んでシリンダ内を高圧縮比に保ちさえすれ
ば、大きな爆発力が得られるからである。しかしなが
ら、現実的にはそれほど簡単ではなく、高圧縮による異
常燃焼、エンジン材質の熱疲労、駆動系の温度による歪
み等、エンジンの耐久性や信頼性が大きな犠牲になるこ
とがあり、単純に加給圧を上げることには限界がある。
そこで考えだされたのがインタークーラである。
As described above, the turbocharger, which has been firmly established as an engine for racing cars and sports cars, has entered the second generation, and the turbo lag is reduced from when the accelerator is depressed until when supercharging is started, and the engine speed is low. Various improvements have been made to improve the effect. For example, using ceramics for the shaft and blades to reduce the weight, changing the angle of the nozzle installed in the turbine to speed up the flow rate of exhaust gas at low revolutions, twin twin chargers instead of one Turbochargers are also in practical use. According to this, it is theoretically possible to improve the output by 30% to 50% or more. This is because an engine with a turbocharger can obtain a large explosive force only by forcibly sending atmospheric pressure into the cylinder by the turbocharger and maintaining a high compression ratio in the cylinder. However, it is not so easy in reality, and the durability and reliability of the engine may be greatly sacrificed due to abnormal combustion due to high compression, thermal fatigue of the engine material, distortion due to the temperature of the drive system, etc. There is a limit to increasing pressure.
The intercooler was conceived there.

【0006】インタークーラはラジエターやオイルクー
ラと同様に一種の冷却装置であるが、エンジン本体を水
または空気で冷却するラジエターやエンジンオイルを冷
却するオイルクーラーとは異なり、ターボチャージャで
加圧されてエンジンに供給される気体を大気または水で
冷却するもので、ターボチャージャとインテークマニホ
ールドの中間に取り付けられる。これにより、ターボチ
ャージャで加圧されて温度が上昇し、空気密度が低下し
た吸気体をインタークーラで冷却すれば、エンジンのシ
リンダに供給される吸気体は空気密度が大きく成ってい
るので、充填効率が上昇して、馬力やトルクの大幅な向
上が期待できるとしている。
The intercooler is a kind of cooling device like the radiator and the oil cooler, but unlike the radiator that cools the engine body with water or air and the oil cooler that cools the engine oil, it is pressurized by a turbocharger. It cools the gas supplied to the engine with the atmosphere or water, and is installed between the turbocharger and the intake manifold. As a result, if the intercooler cools the intake body that has been pressurized by the turbocharger and has risen in temperature and the air density has dropped, the intake body supplied to the engine cylinder will have a high air density, It is said that the efficiency will increase and a significant improvement in horsepower and torque can be expected.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
インタークーラは、水冷式の場合だと、水そのもが質量
が大きいことと、効果的に冷却するために複雑な冷却系
統と大量の水が必要となるため、パワーウエイトレシオ
が極めて重要となるレーシングカーやスポーツカーでは
不必要な重量の増加を伴うといった致命的な点が問題と
なる。また、空冷式のインタークーラの場合でも、水冷
式のような重量的な問題は生じないとしても、インター
クーラを設置した場所によって冷却効果に大きな違い出
てしまう。そのため、フロントエンジン搭載車ではラジ
エターの近傍にインタークーラを取り付けて出来るだけ
冷気が導入しやすいようにしたり、図1に示した如く、
リアエンジン搭載車では、エンジン本体1の上面にイン
タークーラ2を設け、エンジンルーム3の上面のリアス
ポイラーと一体のエンジンリッド4に通気パネル5を設
けて、エンジンルーム3の内部に外気を導入することと
しているが、いずれの方法も、外気温に大きな影響を受
けるため、外気温の高い炎天下での走行やエンジンの熱
効率の高い状態での全開走行等のエンジンにとって過酷
な状態での運用では効果的な冷却空気を得ることができ
ないといった極めて重要な問題が解決されていなかっ
た。そこで、本発明はこれら従来のインタークーラを基
本ユニットとして使用し、エンジンルーム通気性の問題
や外気に全く影響を受けずに、必要な時に極めて効果的
に冷却空気を得ることのできるインタークーラの提供を
課題としている。
However, in the case of the water cooling type, the conventional intercooler described above has a large mass of water, and a complicated cooling system and a large amount of water for effective cooling. Therefore, in a racing car or a sports car in which the power weight ratio is extremely important, a fatal point such as an unnecessary increase in weight becomes a problem. Further, even in the case of the air-cooling type intercooler, even if the weight problem of the water-cooling type does not occur, the cooling effect greatly varies depending on the place where the intercooler is installed. Therefore, in vehicles equipped with a front engine, an intercooler can be installed near the radiator to make it easier to introduce cool air, or as shown in FIG.
In a vehicle equipped with a rear engine, the intercooler 2 is provided on the upper surface of the engine body 1, and the ventilation panel 5 is provided on the engine lid 4 integrated with the rear spoiler on the upper surface of the engine room 3 to introduce outside air into the engine room 3. However, since either method is greatly affected by the outside temperature, it is effective in operation under severe conditions for the engine, such as running in hot weather with high outside temperature or full open running with high thermal efficiency of the engine. A crucial problem such as the inability to obtain effective cooling air has not been solved. Therefore, the present invention uses these conventional intercoolers as a basic unit, and is able to obtain the cooling air extremely effectively when needed without being affected by the air permeability of the engine room or the outside air. Offering is an issue.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記諸課題に鑑み、請求
項1に係る発明は、ターボチャージャ付きエンジンの吸
気を空気或いは水を用いて冷却し、ターボチャージャで
充填される吸気の加給充填効率を向上させるターボチャ
ージャ付きエンジンのインタークーラであって、当該タ
ーボチャージャ付きエンジンのインタークーラの冷却フ
ィンの内部に貫通させて取り付けたガス噴射ノズル部材
と、当該ガス噴射ノズル部材に着脱自在に取り付けるガ
ス供給パイプ部材またはガス供給ホース部材と、当該ガ
ス供給パイプ部材またはガス供給ホース部材に着脱自在
に取り付けるガス供給制御部と、当該ガス供給制御部に
着脱自在に取り付けられ、冷却ガスを供給する冷却ガス
蓄圧部と、から構成されたことを特徴とするターボチャ
ージャ付きエンジンのインタークーラとしたものであ
る。請求項2に係る発明によれば、前記ガス噴射ノズル
部材は内部が空洞の所定の長さのパイプ部材の外径面か
ら内径部に貫通する複数のガス噴射穴を一定の間隔で開
口形成すると良い。請求項3に係る発明によれば、前記
ガス供給制御部は、運転室に備えたスイッチがONにさ
れた信号に応じて、ガス噴射ノズル部材に噴射信号を出
力するようにすると良い。請求項4に係る発明によれ
ば、前記ガス供給制御部は、インタークーラに備えた吸
気温度センサからの検出信号に応じて、ガス噴射ノズル
部材に所定のタイミングでガスを噴射させるようにする
と良い。請求項5に係る発明によれば、前記冷却ガス蓄
圧部は複数の冷却ガスボンベを並べ、全体を断熱ケース
に収容するようにすると良い。
In view of the above problems, the invention according to claim 1 cools the intake air of an engine with a turbocharger by using air or water and increases the charging and charging efficiency of the intake air charged by the turbocharger. An intercooler for an engine with a turbocharger that improves the gas injection nozzle member that is inserted through the cooling fins of the intercooler for the engine with a turbocharger, and a gas that is detachably attached to the gas injection nozzle member. Supply pipe member or gas supply hose member, gas supply control unit detachably attached to the gas supply pipe member or gas supply hose member, and cooling gas detachably attached to the gas supply control unit to supply cooling gas An engine with a turbocharger, characterized by comprising a pressure accumulator and It is obtained by the intercooler. According to the second aspect of the present invention, in the gas injection nozzle member, a plurality of gas injection holes penetrating from the outer diameter surface to the inner diameter portion of the pipe member having a hollow interior of a predetermined length are formed at regular intervals. good. According to the invention of claim 3, the gas supply control unit may output an injection signal to the gas injection nozzle member in response to a signal that a switch provided in the operator's cab is turned on. According to the invention of claim 4, the gas supply control unit may cause the gas injection nozzle member to inject gas at a predetermined timing according to a detection signal from an intake air temperature sensor provided in the intercooler. . According to the invention of claim 5, in the cooling gas pressure accumulating section, a plurality of cooling gas cylinders may be arranged and the whole may be housed in the heat insulating case.

【0009】請求項1ないし4に係る発明によれば、ま
ず、断熱ケースに収容された冷却ガス蓄圧部に冷却ガス
ボンベを並べると、冷却ガスボンベに充填されている冷
却ガスは冷却ガス蓄圧部から、ガス供給パイプ部材また
はガス供給ホース部材を介してガス供給制御部に加圧供
給される。そこで、運転室に備えたスイッチをONにす
ると、ガス供給制御部はスイッチからのON信号を読み
込み、ガス供給制御部に加圧供給されている冷却ガスを
噴射ノズル部材に供給する。これにより、インタークー
ラの冷却フィンの内部に貫通させて取り付けられている
ガス噴射ノズル部材から冷却フィンに噴射されることと
なり、冷却フィンの周辺には冷却ガスによる層が形成さ
れ、ターボチャージャで加圧されてインタークーラに供
給された空気は、冷却ガスの蒸発作用により一瞬に冷却
されてエンジンのインテークマニホールドに供給される
ことになる。また、ガス供給制御部は、インタークーラ
に備えた吸気温度センサからの検出信号に応じてガス噴
射ノズル部材に所定のタイミングでガスを噴射させるよ
うにしても同様の作用が得られる。
According to the first to fourth aspects of the invention, first, when the cooling gas cylinders are arranged in the cooling gas pressure storage section housed in the heat insulating case, the cooling gas filled in the cooling gas cylinders is discharged from the cooling gas pressure storage section. Pressure is supplied to the gas supply control unit via the gas supply pipe member or the gas supply hose member. Therefore, when the switch provided in the driver's cab is turned on, the gas supply control unit reads the ON signal from the switch and supplies the cooling gas pressurized and supplied to the gas supply control unit to the injection nozzle member. As a result, the gas is injected from the gas injection nozzle member that penetrates the cooling fins of the intercooler to the cooling fins, and a layer of cooling gas is formed around the cooling fins, which is added by the turbocharger. The compressed air supplied to the intercooler is instantaneously cooled by the evaporation action of the cooling gas and supplied to the intake manifold of the engine. Further, the same effect can be obtained even if the gas supply control unit causes the gas injection nozzle member to inject the gas at a predetermined timing according to the detection signal from the intake air temperature sensor provided in the intercooler.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のターボチャージャ付きエ
ンジンのインタークーラを適用した実施形態について、
図面に基づき説明する。図2は本発明を適用したインタ
ークーラの外見を表した斜視図,図3及び図4は同イン
タークーラの内部構造を表した説明図である。本実施形
態のインタークーラの外見は、図2に示した如く、イン
タークーラ本体フレーム6でサンドイッチ状に挟み込ま
れた4本の冷却セル7とから構成されている。更に、タ
ーボチャージャからの加給された空気を冷却セル7の内
部に導入する吸気パイプ8と、冷却セル7で冷却された
空気を外部に排出する排気パイプ9と、冷却フィン7a
に冷却ガスを供給する冷却ガス供給パイプ10とが備え
られている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Regarding an embodiment to which an intercooler of an engine with a turbocharger of the present invention is applied,
This will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of an intercooler to which the present invention is applied, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views showing the internal structure of the intercooler. The appearance of the intercooler of this embodiment is composed of four cooling cells 7 sandwiched between the intercooler body frames 6 as shown in FIG. Further, an intake pipe 8 for introducing the air supplied from the turbocharger into the cooling cell 7, an exhaust pipe 9 for discharging the air cooled by the cooling cell 7 to the outside, and a cooling fin 7a.
And a cooling gas supply pipe 10 for supplying a cooling gas to the.

【0011】一方、本実施形態のインタークーラーの内
部構造は、図3(a)に示した如く、ターボチャージャ
が接続される吸気パイプ8側のインタークーラ本体フレ
ーム6の内部に、冷却ガス供給パイプ10に連通した接
続パイプ10aが設けられ、更に、この接続パイプ10
aからは、図3(b)に示した如く、枝分かれ状に下方
に突設するとともに、その先端が冷却セル7の冷却フィ
ン7aの内部に挿入するように長尺状のノズルユニット
10bが延び出している。尚、このノズルユニット10
bには、冷却フィン7aの内部に冷却ガスを放射するよ
うに噴射する噴射ノズル10cが複数開口形成されてい
る。図3(b)に示すように、冷却セル7は多数折り返
した長尺の冷却フィン7aを押さえ板7bで両側から挟
み込んだ構造となっており、前記のようにノズルユニッ
ト10bが冷却フィン7a内部を貫通しているものであ
る。このようにして、すべての冷却ユニット7の内部に
は、図4に示した如く、これら複数のノズルユニット1
0bが挿入されていて、これらは、接続パイプ10aを
介して冷却ガス供給パイプ10に連通されているもので
ある。
On the other hand, as shown in FIG. 3 (a), the internal structure of the intercooler of this embodiment is such that the cooling gas supply pipe 10 is provided inside the intercooler body frame 6 on the intake pipe 8 side to which the turbocharger is connected. Is provided with a connection pipe 10a communicating with the
As shown in FIG. 3B, a long nozzle unit 10b extends downward from the a so as to project downward in a branched shape and the tip of the nozzle unit 10b is inserted into the cooling fin 7a of the cooling cell 7. I have put it out. In addition, this nozzle unit 10
In b, a plurality of injection nozzles 10c for ejecting the cooling gas so as to be emitted to the inside of the cooling fin 7a are formed. As shown in FIG. 3B, the cooling cell 7 has a structure in which a large number of folded long cooling fins 7a are sandwiched by pressing plates 7b from both sides. As described above, the nozzle unit 10b is inside the cooling fins 7a. It penetrates through. In this way, as shown in FIG. 4, all of the plurality of nozzle units 1 are provided inside the cooling unit 7.
0b is inserted, and these are connected to the cooling gas supply pipe 10 through the connection pipe 10a.

【0012】次に本実施形態のインタークーラの具体的
な取付構造、取付方法およびその運用について図面に基
づき説明する。図5は本実施形態のインタークーラ2個
をツインターボ6気筒エンジンに適用したシステム図で
ある。本実施形態で用いたツインターボ6気筒エンジン
は、図に示した如く、左右の3気筒シリンダバンク11
毎にターボチャージャ12を備えたツインターボエンジ
ンで、基本レイアウトは次の様である。まず、外気をタ
ーボチャージャ12に導入するエアーインテーク13、
ターボチャージャ12からの加給が供給されるツインイ
ンタークーラユニット14、そこからの冷気をエンジン
に供給するインテークマニホールド15、スロットルバ
ルブ16、エンジンの排出ガスをターボチャージャ12
の駆動側に送るエキゾーストマニホールド17、そこに
設けられたウエイストゲートバルブ18、エキゾースト
マニホールド17を連通させる排気バイパスパイプ1
9、排気を受ける排気マフラ20、フロン系の冷媒を含
む、単数ないし複数の冷却ガススプレー缶を着脱自在に
装着してストックするスプレー缶ユニット21、これら
のスプレー缶ユニット21を衝撃や高温から保護する発
泡スチロール製の断熱ケース22、スプレー缶ユニット
21から供給される冷却ガスを、外部からの信号に応じ
て供給または遮断するコントロールバルブ23、コント
ロールバルブ23から供給された冷却ガスをツインイン
タクーラユニット14に供給するフレキシブルパイプま
たはフレキシブルチューブ24、外部からの信号あるい
は予め記憶されているプロブラムに従ってコントロール
バルブ23を開閉制御するコントロールユニット25、
コントロールユニット25に冷却ガス噴射信号を手動で
入力するプッシュスイッチ26、ツインインタクーラユ
ニット14の通気温度を検出してコントロールユニット
25に出力する温度センサ27、コントロールユニット
25のON/OFF及び手動/自動の切り替えを行うマ
スタースイッチ28及びコントロールユニット25で処
理される各種の命令を表示するコントロールパネル29
とから構成されている。コントロールユニット25はC
PU、ROM、RAM、I/Oポート及びこれらを接続
するバスラインからなるいわゆるマイクロコンピュータ
である。
Next, a specific mounting structure, mounting method and operation of the intercooler of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a system diagram in which two intercoolers of this embodiment are applied to a twin turbo 6-cylinder engine. The twin-turbo 6-cylinder engine used in the present embodiment is, as shown in the figure, a left-right 3-cylinder cylinder bank 11
It is a twin turbo engine equipped with a turbocharger 12 for each, and the basic layout is as follows. First, the air intake 13 that introduces outside air into the turbocharger 12,
The twin intercooler unit 14 supplied with the booster from the turbocharger 12, the intake manifold 15 supplying the cool air from the unit to the engine, the throttle valve 16, and the exhaust gas of the engine from the turbocharger 12
Exhaust manifold 17 to be sent to the drive side of the vehicle, a waste gate valve 18 provided there, and an exhaust bypass pipe 1 for communicating the exhaust manifold 17
9, an exhaust muffler 20 for receiving exhaust gas, a spray can unit 21 in which one or more cooling gas spray cans including a CFC-based refrigerant are detachably mounted and stocked, and these spray can units 21 are protected from shock and high temperature A heat insulating case 22 made of styrofoam, a control valve 23 for supplying or shutting off the cooling gas supplied from the spray can unit 21 according to a signal from the outside, and a cooling gas supplied from the control valve 23 for the twin intercooler unit 14 A flexible pipe or a flexible tube 24, a control unit 25 for controlling the opening and closing of the control valve 23 according to a signal from the outside or a previously stored program,
A push switch 26 for manually inputting a cooling gas injection signal to the control unit 25, a temperature sensor 27 for detecting the ventilation temperature of the twin intercooler unit 14 and outputting it to the control unit 25, ON / OFF of the control unit 25, and manual / automatic Control panel 29 for displaying various commands processed by master switch 28 and control unit 25 for switching
It is composed of Control unit 25 is C
It is a so-called microcomputer including a PU, a ROM, a RAM, an I / O port, and a bus line connecting these.

【0013】ここで、上記構成からなるツインターボ6
気筒エンジンでの本実施形態のインタークーラの作用及
び効果について図5に基づき説明する。まず、運転席に
設けたマスタースイッチ28をONにすると、コントロ
ールユニット25は、温度センサ27が検出したツイン
インタクーラユニット14の通気温度を常時読み込み、
コントロールパネル29に表示する。この状態でエンジ
ンを始動し走行状態に移ると、コントロールパネル29
にはターボチャージャ12の加給によって温度が上昇し
た吸気温度が表示される。そこで、ドライバーは、全開
加速時のようにターボチャージャ12がフルブーストと
なった時のツインインタークーラユニット14の通気温
度をモニターし、必要に応じてプッシュスイッチ26を
ONにする。すると、コントロールユニット25はプッ
シュスイッチ26からの信号を読み込むと即座にコント
ロールバルブ23に開信号を出力する。コントロールバ
ルブ23はそれまで遮断していた冷却ガスを、フレキシ
ブルパイプまたはフレキシブルチューブ24を介して、
図4(a)に示したインタークーラ本体フレーム6の冷
却ガス供給パイプ10に供給する。これにより、冷却ガ
スは接続パイプ10aからノズルユニット10bの内部
に流れ、噴射ノズル10cから冷却セル7の冷却フィン
7aの内部に噴射されることになる。この作用により冷
却フィン7a付近は外気温度と関係なく瞬時に約−20
度近く下げられることになる。これにより、インターク
ーラ本体フレーム6の冷却セル7を通気する加給吸気も
急激に冷却されて、高密度の吸気がエンジンのインテー
クマニホールド15に供給されることになる。
Here, the twin turbo 6 having the above structure
The action and effect of the intercooler of the present embodiment in the cylinder engine will be described based on FIG. First, when the master switch 28 provided in the driver's seat is turned on, the control unit 25 constantly reads the ventilation temperature of the twin intercooler unit 14 detected by the temperature sensor 27,
It is displayed on the control panel 29. When the engine is started in this state and the vehicle is in the running state, the control panel 29
Indicates the intake air temperature that has risen due to the addition of the turbocharger 12. Therefore, the driver monitors the ventilation temperature of the twin intercooler unit 14 when the turbocharger 12 is at full boost, such as during full-open acceleration, and turns on the push switch 26 as necessary. Then, the control unit 25 reads the signal from the push switch 26 and immediately outputs an open signal to the control valve 23. The control valve 23 cuts off the cooling gas, which has been blocked until then, through a flexible pipe or a flexible tube 24.
It is supplied to the cooling gas supply pipe 10 of the intercooler main body frame 6 shown in FIG. As a result, the cooling gas flows from the connection pipe 10a into the nozzle unit 10b, and is injected from the injection nozzle 10c into the cooling fins 7a of the cooling cell 7. Due to this action, the vicinity of the cooling fin 7a is instantaneously reduced by about -20 regardless of the outside air temperature.
It will be lowered almost once. As a result, the supplied intake air flowing through the cooling cell 7 of the intercooler body frame 6 is also rapidly cooled, and high-density intake air is supplied to the intake manifold 15 of the engine.

【0014】この作用により、ターボチャージャ付きエ
ンジンの加速時のターボチャージャのブースト圧を通常
の数値より瞬間的に上げたり、ターボチャージャ付きエ
ンジンにとって外気温の高い状態や炎天下等の過酷な条
件下でもターボエンジンの性能を十分に発揮させること
が可能になった。また、コントロールユニット25のR
OMに、ノズルユニット10bが噴射する冷却ガスの噴
射条件や噴射タイミングのシーケンシャル制御あるいは
フィードバック制御のプログラムを予め記憶させ、温度
センサ27が検出したツインインタクーラユニット14
の通気温度に応じて、コントロールユニット25がノズ
ルユニット10bに噴射命令を出力するようにすれば、
軽自動車用の小排気量のエンジンから大型トラックの大
排気量のターボエンジンまで、性能を十分に発揮させる
ことが可能になる。尚、上記実施形態では、2つのター
ボチャージャユニットでエンジンの各バンク3気筒ずつ
を受け持つ1ステージのターボエンジンについて説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つの
ターボチャージャユニットでエンジンの両バンク6気筒
を受け持つシングルターボエンジンや、低速用又は高速
用とサイズの異なる2つのターボチャージャユニットを
備え、2つのターボを2ステージに使い分けて、低速か
ら滑らかに加給効果を立ち上がらせ、そのままピークパ
ワー領域まで引っ張って行く2ステージツインターボエ
ンジンに適用しても同様の効果が得られる。前記冷却ガ
ス蓄圧部は複数の冷却ガスボンベを並べて装着したカー
トリッジを複数並べ、全体を断熱ケースに収容しても良
い。4本の冷却ガス噴射ノズルユニット2cをそれぞれ
4本の冷却セル4cの上面、下面、側面等の近くに載置
することも可能である。
Due to this action, the boost pressure of the turbocharger at the time of acceleration of the turbocharged engine is instantaneously increased from a normal value, and even under a severe condition such as a high outside air temperature or hot weather for the turbocharged engine. It has become possible to fully demonstrate the performance of the turbo engine. Also, R of the control unit 25
The twin intercooler unit 14 detected by the temperature sensor 27 is stored in advance in the OM with a program for sequential control or feedback control of the injection conditions and injection timing of the cooling gas injected by the nozzle unit 10b.
If the control unit 25 outputs an injection command to the nozzle unit 10b according to the ventilation temperature of
From small displacement engines for light vehicles to large displacement turbo engines for large trucks, it will be possible to fully demonstrate its performance. It should be noted that in the above-described embodiment, the one-stage turbo engine in which two banks of the engine are respectively used by the two turbocharger units is explained, but the present invention is not limited to this, and one turbocharger unit is used. It is equipped with a single turbo engine that handles both banks of 6 cylinders and two turbocharger units of different sizes for low speed and high speed, and uses two turbos in two stages to smoothly raise the supply effect from low speed, The same effect can be obtained by applying it to a two-stage twin turbo engine that pulls to the peak power range as it is. The cooling gas accumulator may include a plurality of cartridges in which a plurality of cooling gas cylinders are mounted side by side, and the entire cartridge may be housed in a heat insulating case. It is also possible to mount the four cooling gas injection nozzle units 2c near the upper surface, the lower surface, the side surface, etc. of the four cooling cells 4c, respectively.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上、詳述したように、請求項1ないし
5に係る発明によれば、 ターボチャージャ付きエンジンの加速時のターボチャ
ージャのブースト圧を通常の数値より瞬間的に上げた
り、ターボチャージャ付きエンジンにとって外気温の高
い状態や炎天下等の過酷な条件下でもターボエンジンの
性能を十分に発揮させることが可能になった。 ガス供給制御部に、ガス噴射ノズル部材が噴射する冷
却ガスの噴射条件や噴射タイミングのシーケンシャル制
御あるいはフィードバック制御のプログラムを予め記憶
させ、吸気温度センサが検出した温度に応じて、ガス供
給制御部がガス噴射ノズル部材に噴射命令を出力するよ
うにすれば、軽自動車用の小排気量のエンジンから大型
トラックの大排気量のターボエンジンまで、性能を十分
に発揮させることが可能になるといったターボチャージ
ャ付きエンジンとしての弱点を完全に補完してその性能
を完璧に引き出すことに成功した画期的な発明であり、
その自動車業界に与える恩恵は絶大である。
As described above in detail, according to the inventions according to claims 1 to 5, the boost pressure of the turbocharger during acceleration of the engine with the turbocharger is instantaneously increased from a normal value, or the turbocharger is boosted. For the engine with a charger, it has become possible to fully demonstrate the performance of the turbo engine even under harsh conditions such as high outside temperatures and hot weather. The gas supply control unit stores in advance a program for sequential control or feedback control of the injection conditions and injection timings of the cooling gas injected by the gas injection nozzle member, and the gas supply control unit operates in accordance with the temperature detected by the intake air temperature sensor. By outputting an injection command to the gas injection nozzle member, it will be possible to fully demonstrate the performance from small displacement engines for light vehicles to large displacement turbo engines for large trucks. It is an epoch-making invention that has succeeded in perfectly complementing the weaknesses of the engine with the engine and bringing out its performance perfectly.
The benefits to the automobile industry are enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に関わる従来技術の一例であるリアエン
ジン搭載車の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a vehicle equipped with a rear engine, which is an example of a conventional technique related to the present invention.

【図2】本発明のターボチャージャ付きエンジンのイン
タークーラを適用した実施形態のインタークーラの外見
を表した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of an intercooler of an embodiment to which an intercooler for a turbocharged engine of the present invention is applied.

【図3】(a)は本発明のターボチャージャ付きエンジ
ンのインタークーラを適用した実施形態のインタークー
ラの内部構造を表した一部破断斜視図、(b)は同一部
破断正面図である。
FIG. 3A is a partially cutaway perspective view showing the internal structure of an intercooler of an embodiment to which an intercooler for a turbocharged engine according to the present invention is applied, and FIG. 3B is a cutaway front view of the same portion.

【図4】(a)は本発明のターボチャージャ付きエンジ
ンのインタークーラを適用した実施形態のインタークー
ラの内部構造を表した一部破断平面図、(b)は横断面
図である。
FIG. 4A is a partially cutaway plan view showing the internal structure of the intercooler of the embodiment to which the intercooler of the engine with a turbocharger of the present invention is applied, and FIG. 4B is a transverse sectional view.

【図5】本実施形態のインタークーラをツインターボ6
気筒エンジンに適用したシステム図である。
FIG. 5 is a twin turbo 6 for the intercooler of the present embodiment.
It is a system diagram applied to a cylinder engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 2 インタークーラ 3 エンジンルーム 4 エンジンリッド 5 通気パネル 6 インタークーラ本体フレーム 7 冷却セル 7a 冷却フィン 7b 押さえ板 8 吸気パイプ 9 排気パイプ 10 冷却ガス供給パイプ 10a 接続パイプ 10b ノズルユニット 10c 噴射ノズル 11 3気筒シリンダバンク 12 ターボチャージャ 13 エアーインテーク 14 ツインインタークーラユニット 15 インテークマニホールド 16 スロットルバルブ 17 エキゾーストマニホールド 18 ウエイストゲートバルブ 19 排気バイパスパイプ 20 排気マフラー 21 スプレー缶ユニット 22 断熱ケース 23 コントロールバルブ 24 フレキシブルパイプまたはフレキシブルチューブ 25 コントロールユニット 26 プッシュスイッチ 27 温度センサ 28 マスタースイッチ 29 コントロールパネル 1 Engine Body 2 Intercooler 3 Engine Room 4 Engine Lid 5 Ventilation Panel 6 Intercooler Body Frame 7 Cooling Cell 7a Cooling Fin 7b Pressing Plate 8 Intake Pipe 9 Exhaust Pipe 10 Cooling Gas Supply Pipe 10a Connection Pipe 10b Nozzle Unit 10c Injection Nozzle 11 3 cylinder cylinder bank 12 turbocharger 13 air intake 14 twin intercooler unit 15 intake manifold 16 throttle valve 17 exhaust manifold 18 waste gate valve 19 exhaust bypass pipe 20 exhaust muffler 21 spray can unit 22 insulation case 23 control valve 24 flexible pipe or flexible Tube 25 Control unit 26 Push switch 27 Degree sensor 28 master switch 29 control panel

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターボチャージャ付きエンジンの吸気を
空気或いは水を用いて冷却し、ターボチャージャで充填
される吸気の加給充填効率を向上させるターボチャージ
ャ付きエンジンのインタークーラであって、 当該ターボチャージャ付きエンジンのインタークーラの
冷却フィンの内部に貫通させて取り付けたガス噴射ノズ
ル部材と、 当該ガス噴射ノズル部材に着脱自在に取り付けるガス供
給パイプ部材またはガス供給ホース部材と、 当該ガス供給パイプ部材またはガス供給ホース部材に着
脱自在に取り付けるガス供給制御部と、 当該ガス供給制御部に着脱自在に取り付けられて、冷却
ガスを供給する冷却ガス蓄圧部と、 から構成されたことを特徴とするターボチャージャ付き
エンジンのインタークーラ。
1. An intercooler for a turbocharged engine, which cools intake air of a turbocharged engine with air or water to improve charge-charging efficiency of intake air charged by the turbocharger. A gas injection nozzle member penetratingly attached to a cooling fin of an intercooler of an engine, a gas supply pipe member or a gas supply hose member detachably attached to the gas injection nozzle member, and the gas supply pipe member or gas supply An engine with a turbocharger, comprising a gas supply control unit detachably attached to the hose member, and a cooling gas pressure storage unit detachably attached to the gas supply control unit to supply cooling gas. Intercooler.
【請求項2】 前記ガス噴射ノズル部材は内部が空洞の
所定の長さのパイプ部材の外径面から内径部に貫通する
複数のガス噴射穴を一定の間隔で開口形成したことを特
徴とする請求項1記載のターボチャージャ付きエンジン
のインタークーラ。
2. The gas injection nozzle member is characterized in that a plurality of gas injection holes penetrating from an outer diameter surface to an inner diameter portion of a pipe member having a hollow inside of a predetermined length are formed at regular intervals. An intercooler for an engine with a turbocharger according to claim 1.
【請求項3】 前記ガス供給制御部は、運転室に備えた
スイッチがONにされた信号に応じて、前記ガス噴射ノ
ズル部材に噴射信号を出力するようにしたことを特徴と
する請求項1に記載のターボチャージャ付きエンジンの
インタークーラ。
3. The gas supply control unit is configured to output an injection signal to the gas injection nozzle member in response to a signal indicating that a switch provided in a driver's cab is turned on. Intercooler for turbocharged engine described in.
【請求項4】 ガス供給制御部は、インタークーラに備
えた吸気温度センサからの検出信号に応じて、前記ガス
噴射ノズル部材に所定のタイミングでガスを噴射させる
ようにしたことを特徴とする請求項1に記載のターボチ
ャージャ付きエンジンのインタークーラ。
4. The gas supply control unit causes the gas injection nozzle member to inject gas at a predetermined timing according to a detection signal from an intake air temperature sensor provided in the intercooler. An intercooler for a turbocharged engine according to Item 1.
【請求項5】前記冷却ガス蓄圧部は複数の冷却ガスボン
ベを並べ、全体を断熱ケースに収容したことを特徴とす
る請求項1に記載のターボチャージャ付きエンジンのイ
ンタークーラ。
5. The intercooler for an engine with a turbocharger according to claim 1, wherein the cooling gas pressure accumulating section has a plurality of cooling gas cylinders arranged side by side and accommodated entirely in a heat insulating case.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100461384B1 (en) * 2002-06-20 2004-12-13 현대자동차주식회사 an intercooler cooling device of vehicles
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