JPS6149128A - エンジンにおける給気温度制御式過給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給気冷却器付過給エンジンの給気中に、水や
チルコール等を注入し、その蒸発潜熱を利用して、給気
温度を下げることにより、給気冷却効果を向上させ、か
つエンジン内の燃焼温度の過度の上昇を防止するととも
に、排気におけるＮＯｘや黒煙の生成を抑制し、過給効
果を増大させた給気温度制御式過給装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の給気冷却装置を備えるターボ過給式エ
ンジンの一例を略伝するもので、（５１）はエンジン、
（５２）はエンジン（５１）の給気管、（５３）は同じ
く排気管、（５４，）は過給機、（５５）はエンジン（
５１）の排気により高速回転する過給機（５４）のター
ビン、（５６）はタービン（５５）により駆動される圧
縮機、（５７）は過給機（５４）の吸気口、（５８）に
より同じく排気口、（５９）は、給気管（５２）の途中
に設けられた放熱器、（６０）は同じく燃料噴射装置で
、上記排気管（５３）と排気口（５８）は、逃し弁（６
１）を備えるバイパス管（６２）により短絡されている
。

この装置は、エンジン（５１）の排気により高速回転す
る過給機（５４）をもって、多量の空気を圧縮して、放
熱器（５９）で冷却した後、エンジン（５１）に給気す
ることにより、エンジン（５１）の出力の増大を図って
いる。

また放熱器（５９）は、圧縮された空気の温度を下げて
、給気量を増やすとともに、燃焼温度を下げ、異ｔｙ燃
焼を起こしたり、熱負荷が過大となったりするのを抑制
している。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述の装置では、エンジンの高速、高負荷運転
時において、給気の温度を十分に低下させるには、低速
、低負荷運転時には不必要なほどの、容量の大きい放熱
器が必要となり、車両搭載上に不都合を与えるのみなら
ず、低速、低負荷運転時の性能を阻害する。

一方、放熱器の容量を小さく抑えた場合には、エンジン
（５１）が高速回転すると、排気圧が所定値以上に上昇
するので、排気系に逃し弁（６１）を設け、自動的に開
口して、排気をバイパスさせることにより、過給機（５
４）の回転数を一定値以下に押え、圧縮空気の過大な温
度上昇を防止して、上述の問題点の解決を図っている。

このため、エンジン（５１）の高速回転時における出力
の増大が制限されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、過給機において断熱圧縮されて高温となった
空気の冷却に、放熱器を使用するとともに、高速、高負
荷運転等で、給気温度が特に上昇する場合に、給気中に
、水あるいはアルコール等を噴射して、その蒸発潜熱に
より冷却する手段を併用し、両手段を適宜切替使用する
ことにり、エンジンへの給気温度を最適に保って、放熱
器を小型化するとともに、上述の諸問題を解決しようと
するものである。

〔作　用〕

水やアルコールは、蒸発潜熱が著しく大きく。

その少量を噴射して気化させることにより、圧縮された
空気の高温を著しく低下させることができるので、放熱
器を小型化することができ、かつ上記面冷却手段を適宜
切替え使用することにより、エンジンへの給気温度を、
最適に保つことができる。

なお、上記諸物質の０℃における蒸発潜熱は、次のとお
りである。

水　　　　　　　　　　　　　　５９５　ｃａｌ／ｇメ
チルアルコール　　　２９１　　　ＬＪエチルアルコー
ル　　　２２９〃 即ち、過給機の回転が低速で、圧縮された空気が低温の
場合には、給気温度センサーがこれを感知して、シャッ
タが放熱器を閉じるとともに、バイパス管を開き、かつ
本またはアルコールの噴射装置を停止させるので、圧縮
空気は、バイパス管を通過して、冷却されずにエンジン
に供給される。

過給機の回転が上って、圧縮された空気温度が上昇する
と、センサーがこれを感知して、シャッタが放熱器を開
くとともに、バイパス管を閉じるので、圧縮空気は、放
熱器において冷却されて、エンジンに供給される。

過給機の回転がさらに高速になって、圧縮された空気が
より高温になると、センサーがこれを感知して、水また
はアルコールの噴射装置を作動させるので、放熱器にお
いて冷却された圧縮空気が、水またはアルコールの蒸発
潜熱によりさらに冷却されてエンジンに供給される。

また、水またはアルコールは、エンジンの負荷制御装置
（絞り弁または燃料噴射調節弁装置）とも連動し、給気
温度に無関係に高負荷時に噴射され、排気中のＮＯｘや
すす（黒煙）を低減させることができる。

水またはアルコールを、過給機と放熟機の間に噴射する
ようになっている場合も、本Ｊ装置は上述と同様に作用
する。

〔実施例〕

第１図は、本発明を適用したエンジンを略伝するもので
、（１）　（２）　（３）　（４）　（５）　（６）　
（７）　（８）　（９）　（１０）は、それぞれ上言己
（５１）　（５２）　（５３）　（５４）　（５５）　
（５６）　（５７）　（５８）（５９）　（６０）と同
様のガソリンエンジン・吸気管・排気管・過給機・ター
ビン・ブロア・吸気口・排気口・放熱器・燃料噴射装置
である。

本発明装置は、上記逃し弁（６１）とバイパス管（６２
）を省略して、放熱器（９）の両端間に、バイパス管（
１１）を設けて、その入口分岐部に、放熱器（９）とバ
イパス管（１１）のいずれか一方を切替閉塞する電動シ
ャッタ（１２）を設け、かつ出口分岐部に噴射ノズル（
１３）を設け、このノズル（１３）を、ポンプ（１４）
を介して、水またはアルコール（１５）を満たしたタン
ク（１６）に接続しである。

タンク（１６）内の水またはアルコール（１５）は、ポ
ンプ（１４）により、ノズル（１３）を経て、過給機（
４）により圧縮された高温の給気中に噴射されて気化す
る。

なお１図示を省略したが、ノズル（１３）は、入口分岐
部または、その手前に設けてもよい。

過給機（４）とシャッタ（１２）間の給気管（２）の適
所には、温度センサ（１７）が設置され、温度センサ（
１７）は、後述する制御装置（１８）に接続されている
６制御装置（１８）は、温度センサ（１７）の感知した
圧縮空気の温度が低温の時は、シャッタ（１２）が放熱
器（９）を閉塞して、バイパス管（１１）を開口させ、
かつ圧縮空気の温度が上昇すると、シャッタ（１２）が
放熱器（９）を開口して、バイパス管（１１）を閉塞し
、また、圧縮空気が高温になると、ノズル（１３）より
水またはアルコール（１５）を噴射するように、シャッ
タ（１２）とノズル（１３）　ｔたはポンプ（１４）を
制御する。

さらに、アクセルの開度（絞り弁開度または燃料噴射調
節装置）により、制御装置（１８）を介して、ノズル（
１３）に信号を送り、噴射量の調節を行うようにしても
よい。

本発明装置は、放熱器における熱交換と、水またはアル
コールの蒸発潜熱により、エンジンへ供給する圧縮空気
を、過給機により圧縮されて上昇した空気の温度に対応
して適瓜に冷却するので、シリンダ内において燃料が異
状燃焼することがなく、またエンジンの各部に過大の熱
負荷をかけることもなく、エンジンの出力を増大させる
ことができる。

また、水またはアルコールの噴射装置は、小型に製作す
ることができ、放熱器も、従来のものより小型としうる
ので、装置全体を小型軽量化することができる。

さらに、過給機を高速回転させうるので、エンジンの負
荷が最大の時にも、支障なく過給効果を発揮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案装置の一実施例を適用したガソリンエ
ンジンの略伝図、 第２図は、従来装置を適用したガソリンエンジンの略伝
図である。 （１）エンジン　　　　　　　　（２）吸気管（３）排
気管　　　　　　　　（４）過給機（５）タービン　　
　　　　　　（６）ブロア（７）吸気口　　　　　　　
　　（８）排気口（９）放熱器　　　　　　　　（１０
）燃料噴射装置（１１）バイパス管　　　　　　（１２
）シャッタ（１３）ノズル　　　　　　　　（１４）ポ
ンプ（１５）水またはアルコール　　（１６）タンク（
１７）温度センサ　　　　　　（１８）制御装置（５１
）エンジン　　　　　　　（５２）吸気管（５３）排気
管　　　　　　　　（５４）過給機（５５）タービン　
　　　　　　（５６）ブロア（５７）吸気口　　　　　
　　　（５８）排品口（５９）放熱器　　　　　　　　
（６０）燃料噴射装置（６１）逃し弁　　　　　　　　
（６２）バイパス管第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンにより駆動される過給機と、過給機により圧縮
   された高温の給気を冷却する放熱器と、放熱器に並列に
   接続されたバイパス管と、放熱器とバイパス管の入口分
   岐部に設けられ、放熱器の入口とバイパス管の入口のい
   ずれか一方を切替閉塞するシャッタと、過給機よりエン
   ジンまでの間において、給気中に、水またはアルコール
   等を噴射する装置と、過給機により圧縮された給気の温
   度を感知して、その温度が低温の時は、上記噴射装置が
   停止し、かつシャッタが放熱器を閉塞してバイパス管を
   開口するように、圧縮空気の温度が上昇すると、シャッ
   タが放熱器を開口して、バイパス管を閉塞するように、
   圧縮空気が高温になると、ノズルより水またはアルコー
   ルを噴射するよように、シャッタと噴射装置を制御する
   制御装置とよりなる、エンジンにおける給気温度制御式
   過給装置。