WO2015114777A1 - エンジン - Google Patents

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WO2015114777A1
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cooling water
cooling
air
supplied
intercooler
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PCT/JP2014/052113
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泰幸 高畑
俊次 濱岡
横山　哲也
文浩 西浦
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ヤンマー株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an engine. Specifically, it relates to an engine with a two-stage turbocharger.
  • an engine with a two-stage supercharger in which a cooling device is provided on the downstream side of each of a first supercharger and a second supercharger.
  • the air pressurized by the first supercharger is cooled by an intercooler that is a cooling device and supplied to the second supercharger, and the air further pressurized by the second supercharger is supplied by an aftercooler that is a cooling device. It is cooled and supplied to the engine.
  • An engine with a two-stage supercharger described in Patent Document 1 is provided with a dedicated intercooler for each supercharger and a cooling water pipe for supplying cooling water to each intercooler. For this reason, it is disadvantageous in that the space required for installing the engine increases with an increase in the number of superchargers. On the other hand, reducing the capacity of the intercooler to reduce the space required for installing the engine is disadvantageous in that the cooling performance of the intercooler decreases.
  • the present invention has been made in view of the situation as described above.
  • An engine with a two-stage turbocharger that can suppress an increase in space required for installing the engine without causing a decrease in cooling performance of the intercooler. For the purpose of provision.
  • the intake air pressurized by the first compressor unit is cooled by an intercooler and supplied to the second compressor unit.
  • the intake air pressurized by the second compressor unit is cooled by the intercooler.
  • the first air passage and the second air passage are configured to intersect a cooling core to which cooling water is supplied into the interior of the cooler case of the intercooler, and the first compressor portion is the first air passage. And the second compressor section is connected to the second air passage.
  • the first air passage and the second air passage are arranged so as to be adjacent to each other via a partition member configured to be hollow.
  • cooling water is supplied into the partition member.
  • the cooling water supplied to the cooling core is configured to be discharged via the inside of the partition member.
  • the cooling core includes a first cooling core and a second cooling core
  • the partition member is disposed between the first cooling core and the second cooling core, and is provided on one side of the cooler case.
  • a cooling water supply port and a cooling water discharge port are provided, a cooling water passage is formed on the other side surface, a supply side storage chamber and a discharge side storage chamber are formed inside the partition member, and the first cooling core and the second cooling core
  • a plurality of cooling pipes of the cooling core are connected to the supply-side storage chamber and the discharge-side storage chamber so that the cooling water can be stored, and the cooling water supplied from the cooling water supply port to the first cooling core is supplied.
  • the cooling water supplied to the second cooling core via the side storage chamber and supplied to the second cooling core is supplied to the first cooling core via the discharge side storage chamber and discharged from the cooling water discharge port.
  • a cooling core to which cooling water is supplied is disposed inside the cooler case of the intercooler, a plurality of air passages are configured to intersect with the cooling core, and pressurized by the first compressor unit
  • the intake air is supplied to one or more of the plurality of air passages, and the intake air pressurized by the second compressor unit is not supplied by the first compressor unit of the plurality of air passages. It is configured to be supplied to the air passage.
  • intake air supplied from a plurality of compressors is cooled by one intercooler.
  • the increase in the space required for engine installation can be suppressed without deteriorating the cooling performance of the intercooler.
  • the heat insulation between the air passages in one intercooler is improved, and the intake air supplied from different compressors in each air passage is stably cooled.
  • the increase in the space required for engine installation can be suppressed without deteriorating the cooling performance of the intercooler.
  • the heat insulation between the air passages in one intercooler is further improved, and the intake air supplied from different compressors in each air passage is cooled more stably.
  • the increase in the space required for engine installation can be suppressed without deteriorating the cooling performance of the intercooler.
  • the cooling water in the partition member circulates to further improve the heat insulation between the air passages in one intercooler, and the cooling of the intake air supplied from different compressors in each air passage is more stable. Done. Thereby, the increase in the space required for engine installation can be suppressed without deteriorating the cooling performance of the intercooler.
  • intake air at different temperatures can be simultaneously supplied to a single intercooler without being mixed. Further, the heat insulation of the plurality of air passages is improved, and heat exchange between the intake air passing through the plurality of air passages is suppressed. Thereby, the air from a different path
  • intake air supplied from a plurality of compressors is cooled by a single intercooler a plurality of times in accordance with the shape of the intercooler.
  • the engine 1 rotates and drives the output shaft by mixing the air supplied via the intake device 2 and the fuel supplied from the six fuel injection valves 4 in each cylinder 3 and burning them.
  • the engine 1 discharges exhaust generated by fuel combustion to the outside through an exhaust device 5.
  • a first supercharger 6, a second supercharger 10, and an intercooler 14 are connected to the engine 1.
  • the engine 1 is connected to the second turbine unit 11 of the second supercharger 10 via the exhaust pipe 5a.
  • the engine 1 is connected to the intercooler 14 via the intake pipe 2d of the intake device 2.
  • the first supercharger 6 which is a low pressure stage supercharger (first supercharger) pressurizes and compresses the intake air using the exhaust pressure of the exhaust as a drive source.
  • the first supercharger 6 is disposed at one end of the engine 1 in the output shaft direction.
  • the first supercharger 6 includes a first turbine unit 7 and a first compressor unit 8.
  • the 1st turbine part 7 is comprised rotatably by the exhaust pressure of the exhaust_gas
  • 1st compressor part 8 is connected with the 1st turbine part 7 with connecting shaft 9, and is constituted rotatably.
  • the first compressor unit 8 is configured to be able to compress and compress intake air by rotation.
  • the first compressor unit 8 is configured to be able to suck external air.
  • the first compressor unit 8 is connected to the first air passage 19 of the intercooler 14 via the intake pipe 2a.
  • the second supercharger 10 which is a high-pressure supercharger (second supercharger), is compressed by the first supercharger 6, which is a low-pressure supercharger, using the exhaust pressure of the exhaust as a drive source. Is pressure-compressed again.
  • the second supercharger 10 includes a second turbine unit 11 and a second compressor unit 12.
  • the second supercharger 10 is disposed on one side end of the engine 1 in the output shaft direction and adjacent to the first supercharger 6.
  • the second turbine unit 11 is configured to be rotatable by the exhaust pressure of the exhaust supplied from the engine 1 through the exhaust pipe 5a.
  • the second turbine unit 11 is connected to the first turbine unit 7 of the first supercharger 6 through the exhaust pipe 5b.
  • the first turbine unit 7 communicates with the outside through the exhaust pipe 5c. That is, the exhaust device 5 is configured by connecting the exhaust pipe 5a, the second turbine unit 11, the exhaust pipe 5b, the first turbine unit 7, and the exhaust pipe 5c in order from the upstream side.
  • the second compressor unit 12 is connected to the second turbine unit 11 by a connecting shaft 13 and is configured to be rotatable.
  • the second compressor unit 12 is configured to be able to compress and compress intake air by rotation.
  • the 2nd compressor part 12 is connected to the 2nd air passage 20 of the below-mentioned intercooler 14 via intake pipe 2c.
  • the intercooler 14 cools the intake air.
  • the intercooler 14 cools the intake air by exchanging heat between the cooling water supplied by the cooling water pump 23 and the intake air.
  • the intercooler 14 is disposed at one end portion in the output shaft direction of the engine 1 and below the second supercharger 10.
  • the intercooler 14 includes a first air passage 19 and a second air passage 20 that are independent of each other.
  • the first air passage 19 is connected to the second compressor unit 12 of the second supercharger 10 via the intake pipe 2b.
  • the second air passage 20 is connected to the engine 1 via the intake pipe 2d.
  • the intake device 2 includes the first compressor section 8, the intake pipe 2a, the first air passage 19 of the intercooler 14, the intake pipe 2b, the second compressor section 12, the intake pipe 2c, and the second of the intercooler 14 in order from the upstream side.
  • An air passage 20 is connected.
  • the exhaust from the engine 1 is supplied to the second turbine unit 11 of the second supercharger 10 through the exhaust pipe 5a.
  • the second turbine unit 11 is rotated by the exhaust pressure of the exhaust.
  • the rotational power of the second turbine unit 11 is transmitted to the second compressor unit 12 via the connecting shaft 13.
  • the second compressor unit 12 is rotated by the rotational power transmitted from the second turbine unit 11.
  • the exhaust gas supplied to the second turbine unit 11 is discharged from the second supercharger 10 through the exhaust pipe 5b.
  • Exhaust gas discharged from the second supercharger 10 is supplied to the first turbine section 7 of the first supercharger 6 through the exhaust pipe 5b.
  • the first turbine unit 7 is rotated by the exhaust pressure of the exhaust.
  • the rotational power of the first turbine unit 7 is transmitted to the first compressor unit 8 via the connecting shaft 9.
  • the first compressor unit 8 is rotated by the rotational power transmitted from the first turbine unit 7.
  • Exhaust gas supplied to the first turbine section 7 is discharged to the outside through an exhaust pipe 5c, a purification device (not shown), and the like.
  • the intake air discharged from the first supercharger 6 is supplied to the first air passage 19 of the intercooler 14 through the intake pipe 2a.
  • the intake air is cooled in the first air passage 19.
  • the intake air supplied to the first air passage 19 is discharged from the intercooler 14 via the intake pipe 2b.
  • the intake air discharged from the intercooler 14 is supplied to the second compressor unit 12 of the second supercharger 10 through the intake pipe 2b.
  • the intake air is sucked and pressurized and compressed by the second compressor unit 12 rotated by the rotational power from the second turbine unit 11 of the second supercharger 10. At this time, the intake air is pressurized and compressed, so that compression heat is generated and the temperature rises.
  • the intake air compressed and compressed by the second compressor unit 12 is discharged from the second supercharger 10 through the intake pipe 2c.
  • the intake air discharged from the second supercharger 10 is supplied to the second air passage 20 of the intercooler 14 through the intake pipe 2c.
  • the intake air is cooled in the second air passage 20.
  • the intake air supplied to the second air passage 20 is discharged from the intercooler 14 through the intake pipe 2d.
  • the intake air discharged from the intercooler 14 is supplied to the engine 1 through the intake pipe 2d.
  • intercooler 14 according to the first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 8 to 10.
  • the intercooler 14 cools the intake air discharged from the first supercharger 6 and the second supercharger 10 with cooling water.
  • the intercooler 14 mainly includes a cooler case 15, a first cooling core 21, and a second cooling core 22.
  • the cooler case 15 is a main component constituting the intercooler 14.
  • the cooler case 15 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • a first wall surface 15 a is formed on the first side surface of the cooler case 15 so as to cover the entire first side surface.
  • a second wall surface 15b is formed on the second side surface of the cooler case 15 that faces the first side surface so as to cover the entire second side surface.
  • the first wall surface 15a is provided with a cooling water pipe connection cover 16 so as to cover the entire first wall surface 15a.
  • the cooling water pipe connection cover 16 is formed so that a space is formed between the cooling water pipe connection cover 16 and the first wall surface 15a.
  • the space formed by the cooling water pipe connection cover 16 and the first wall surface 15a is divided by a cover dividing plate 16a extending from the cooling water pipe connection cover 16 so as to contact the first wall surface 15a.
  • the cooling water pipe connection cover 16 is formed with a cooling water supply port 16b so as to communicate with one of the spaces divided by the cover dividing plate 16a.
  • the first side surface of the cooler case 15 includes the first wall surface 15a, the cooling water pipe connection cover 16 portion in which the cooling water supply port 16b is formed, and the cooling water supply chamber 16d from the cover dividing plate 16a.
  • the cooling water pipe connection cover 16 is formed with a cooling water discharge port 16c so as to communicate with the other of the divided spaces.
  • a cooling water discharge chamber 16e is configured on the first side surface of the cooler case 15 from the first wall surface 15a, the cooling water pipe connection cover 16 portion where the cooling water discharge port 16c is formed, and the cover dividing plate 16a.
  • a cooling water pipe 24a is connected to the cooling water supply port 16b.
  • a cooling water pipe 24b is connected to the cooling water discharge port 16c.
  • a cooling channel cover 17 is attached to the second wall surface 15b so as to cover the entire second wall surface 15b.
  • the cooling water channel cover 17 is formed so that a space is formed between the cooling water channel cover 17 and the second wall surface 15b.
  • a cooling water passage 17 a is configured from the second wall surface 15 b and the cooling water passage cover 17 on the second side surface of the cooler case 15.
  • a third wall surface 15c is formed on the third side surface of the cooler case 15 so as to cover the entire third side surface.
  • a fourth wall surface 15 d is formed so as to cover the entire fourth side surface.
  • the partition wall surface 18 which is a partition member is provided so that an edge part may be connected to the 3rd wall surface 15c and the 4th wall surface 15d, respectively. That is, the partition wall surface 18 divides the inside of the cooler case 15 into two.
  • the partition wall surface 18 is disposed so that the plate surface faces the first wall surface 15a.
  • a first air passage 19 is formed in the cooler case 15 from the first wall surface 15 a, the third wall surface 15 c, the fourth wall surface 15 d, and the partition wall surface 18.
  • a second air passage 20 is configured by the second wall surface 15 b, the third wall surface 15 c, the fourth wall surface 15 d, and the partition wall surface 18. That is, the cooler case 15 is configured such that the first air passage 19 and the second air passage 20 are adjacent to each other through the partition wall surface 18.
  • a first air supply port 19 a of the first air passage 19 and a second air discharge port 20 b of the second air passage 20 are configured on the fifth side surface of the cooler case 15.
  • a first air discharge port 19b of the first air passage 19 and a second air supply port 20a of the second air passage 20 are formed on the sixth side surface of the cooler case 15 that faces the fifth side surface.
  • the 1st compressor part 8 of the 1st supercharger 6 is connected to the 1st air supply port 19a via the intake pipe 2a (refer FIG. 1, FIG. 8).
  • the 2nd compressor part 12 of the 2nd supercharger 10 is connected to the 2nd air supply port 20a via the intake pipe 2c (refer FIG. 1, FIG. 8).
  • the partition wall 18 is configured to be hollow inside.
  • the partition division plate 18 a is disposed at a position overlapping the cover division plate 16 a of the cooling water pipe connection cover 16. That is, the internal space of the partition wall 18 faces the supply side storage chamber 18b facing the cooling water supply chamber 16d configured on the first side surface of the cooler case 15 and the cooling water discharge chamber 16e configured on the first side surface.
  • the discharge side storage chamber 18c is configured.
  • the first cooling core 21 and the second cooling core 22 exchange heat between the cooling water and the intake air.
  • the first cooling core 21 includes a plurality of cooling water thin tubes 21a, 21a (hereinafter simply referred to as “a plurality of cooling water thin tubes 21a”), and a plurality of plate-like fins 21b. 21b. (Hereinafter simply referred to as “plural plate fins 21b”).
  • the second cooling core 22 includes a plurality of cooling water tubes 22a, 22a,... (Hereinafter simply referred to as “a plurality of cooling water tubes 22a”) and a plurality of plate-like fins 22b, 22b,. It is simply composed of “a plurality of plate-like fins 22b”).
  • the first cooling core 21 and the second cooling core 22 have a plurality of plate-like fins 21b and 22b arranged at predetermined intervals in the cooling water tubes 21a and 22a that are juxtaposed at predetermined intervals so that the openings are on the same plane. It is configured to be attached in layers. That is, the first cooling core 21 and the second cooling core 22 are configured such that the plurality of cooling water thin tubes 21a and 22a pass through the plurality of plate-like fins 21b and 22b stacked with a predetermined gap therebetween. .
  • the 1st cooling core 21 and the 2nd cooling core 22 are between the intake water which passes the crevice between a plurality of tabular fins 21b and 22b, and the cooling water which passes the inside of a plurality of cooling water thin tubes 21a and 22a.
  • Heat exchange is configured through the plurality of cooling water thin tubes 21a and 22a and the plurality of plate-like fins 21b and 22b.
  • the first cooling core 21 is provided in the first air passage 19.
  • the first cooling core 21 is configured such that one end of the plurality of cooling water thin tubes 21 a communicates with a cooling water supply chamber 16 d and a cooling water discharge chamber 16 e configured on the first side surface of the cooler case 15.
  • the first cooling core 21 is configured such that the other end of the plurality of cooling water thin tubes 21 a communicates with the supply-side storage chamber 18 b and the discharge-side storage chamber 18 c that are configured on the partition wall surface 18.
  • the first cooling core 21 has the first air configured on the sixth side surface of the cooler case 15 from the first air supply port 19 a in which the gaps between the plurality of plate-like fins 21 b are configured on the fifth side surface of the cooler case 15. It arrange
  • the second cooling core 22 is provided in the second air passage 20.
  • the second cooling core 22 is configured such that one end of the plurality of cooling water thin tubes 22 a communicates with a cooling water passage 17 a configured on the second side surface of the cooler case 15.
  • the second cooling core 22 is configured such that the other end of the plurality of cooling water thin tubes 22 a communicates with the supply-side storage chamber 18 b and the discharge-side storage chamber 18 c configured on the partition wall surface 18.
  • the second cooling core 22 includes the second air configured on the sixth side surface of the cooler case 15 through the second air supply port 20a configured such that the gaps between the plurality of plate-like fins 22b are configured on the fifth side surface of the cooler case 15. It arrange
  • the cooling water supply chamber 16d on the first side surface and the supply-side storage chamber 18b on the partition wall 18 are communicated with each other via a part of the cooling water thin tubes 21a among the plurality of cooling water thin tubes 21a of the first cooling core 21.
  • the supply-side storage chamber 18b and the cooling water passage 17a on the second side surface are communicated with each other via a part of the cooling water thin tubes 22a among the plurality of cooling water thin tubes 22a of the second cooling core 22.
  • the cooling water passage 17 a and the discharge side storage chamber 18 c of the partition wall 18 are communicated with each other through the remaining cooling water tubes 22 a among the plurality of cooling water tubes 22 a of the second cooling core 22.
  • the discharge side storage chamber 18c and the first side cooling water discharge chamber 16e communicate with each other through the remaining cooling water thin tubes 21a among the plurality of cooling water thin tubes 21a of the first cooling core 21. That is, the cooling water supply chamber 16d includes the first cooling core 21, the supply side storage chamber 18b, the second cooling core 22, the cooling water passage 17a, the second cooling core 22, the discharge side storage chamber 18c, and the first cooling core 21.
  • the cooling water discharge chamber 16e is communicated in order.
  • a cooling water thin tube is formed in a substantially U shape, and cooling of the cooling water thin tube 21a of the first cooling core 21 and the second cooling core 22 is performed.
  • the water thin tube 22a may be integrally formed. With this configuration, the cooling water can be circulated without forming the cooling water passage 17 a on the second side surface of the intercooler 14.
  • the cooling water is supplied from the cooling water supply port 16b to the cooling water supply chamber 16d on the first side surface by the cooling water pump 23 through the cooling water pipe 24a.
  • the supplied cooling water flows into the supply side storage chamber 18b of the partition wall 18 through the cooling water tube 21a communicated with the cooling water supply chamber 16d among the plurality of cooling water tubes 21a of the first cooling core 21.
  • the cooling water that has flowed into the supply-side storage chamber 18b fills the inside of the supply-side storage chamber 18b, and among the plurality of cooling water tubes 22a of the second cooling core 22, the cooling water capillary that communicates with the supply-side storage chamber 18b. It passes through 22a and flows into the cooling water passage 17a on the second side surface.
  • the cooling water that has flowed into the cooling water passage 17a fills the inside of the cooling water passage 17a, and passes through the cooling water thin tubes 22a communicated with the discharge side storage chamber 18c among the plurality of cooling water thin tubes 22a of the second cooling core 22. It passes through and flows into the discharge side storage chamber 18 c of the partition wall surface 18.
  • the cooling water that has flowed into the discharge-side storage chamber 18c fills the inside of the discharge-side storage chamber 18c, and among the plurality of cooling water tubes 21a of the first cooling core 21, the cooling water capillary that communicates with the discharge-side storage chamber 18c. It passes through 21a and flows into the cooling water discharge chamber 16e on the first side surface.
  • the cooling water flowing into the cooling water discharge chamber 16e is discharged from the cooling water discharge port 16c through the cooling water pipe 24b.
  • the intake air supplied from the first air supply port 19 a to the first air passage 19 by the first compressor unit 8 of the first supercharger 6 passes through the gaps between the plurality of plate-like fins 21 b of the first cooling core 21.
  • the air is discharged from the first air discharge port 19b (see arrow X).
  • the intake air is cooled by contact with the plurality of cooling water thin tubes 21a and the plurality of plate-like fins 21b, thereby being cooled by heat exchange with the cooling water.
  • the intake air discharged from the first air discharge port 19b is supplied to the second supercharger 10.
  • the intake air supplied from the second air supply port 20a to the second air passage 20 by the second compressor unit 12 of the second supercharger 10 passes through the gaps between the plurality of plate-like fins 22b of the second cooling core 22.
  • the air is discharged from the second air discharge port 20b (see arrow Y).
  • the intake air is cooled by contact with the plurality of cooling water thin tubes 22a and the plurality of plate-like fins 22b to exchange heat with the cooling water.
  • the intake air discharged from the second air discharge port 20b is supplied to the engine 1.
  • the intercooler 14 can supply cooling water to the first cooling core 21 and the second cooling core 22 through the cooling water pipe 24a that is a single cooling water path. Therefore, an increase in space necessary for installing the engine 1 can be suppressed. Further, it is not necessary to reduce the capacity of the intercooler 14 in order to secure a space necessary for installing the cooling water pipe. Furthermore, the intercooler 14 can suppress heat exchange generated between the intake air in the first air passage 19 and the intake air in the second air passage 20 by the partition wall 18 in which the cooling water is stored. . That is, the influence of the intake air in the first air passage 19 and the intake air in the second air passage 20 can be suppressed. Accordingly, the intake air supplied from the first compressor unit 8 and the second compressor unit 12 is cooled more stably.
  • the engine 1 includes the first compressor unit in the engine 1 in which the first compressor unit 8 and the second compressor unit 12 are provided in the intake device 2 constituting the intake path.
  • the intake air pressurized at 8 is cooled by the intercooler 14 and supplied to the second compressor unit 12, and the intake air pressurized by the second compressor unit 12 is cooled by the intercooler 14.
  • first air passage 19 and the second air passage 20 intersect with the first cooling core 21 and the second cooling core 22 which are cooling cores that supply cooling water to the inside of the cooler case 15 of the intercooler 14.
  • the first compressor section 8 is connected to the first air passage 19
  • the second compressor section 12 is connected to the second air passage 20.
  • the intake air supplied from the first compressor unit 8 and the second compressor unit 12, which are a plurality of compressors, is cooled by one intercooler 14.
  • the increase in the space required for installation of the engine 1 can be suppressed without causing a decrease in the cooling performance of the intercooler 14 by reducing the capacity.
  • first air passage 19 and the second air passage 20 are arranged so as to be adjacent to each other via a partition wall surface 18 which is a partition member configured to be hollow.
  • the heat insulation between the first air passage 19 and the second air passage 20 in one intercooler 14 is improved, and in the first air passage 19 and the second air passage 20. Cooling of the intake air supplied from the first compressor unit 8 and the second compressor unit 12 which are different compressors is performed stably. Thereby, the increase in the space required for installation of the engine 1 can be suppressed without causing a decrease in the cooling performance of the intercooler 14 by reducing the capacity.
  • cooling water is supplied into the partition wall 18.
  • cooling water supplied to the first cooling core 21 and the second cooling core 22 is configured to be discharged via the inside of the partition wall surface 18.
  • the cooling water in the partition wall surface 18 circulates, whereby the heat insulation between the first air passage 19 and the second air passage 20 in one intercooler 14 is further improved, and the first air Cooling of the intake air supplied from the first compressor unit 8 and the second compressor unit 12 which are different compressors in the passage 19 and the second air passage 20 is performed more stably.
  • the increase in the space required for installation of the engine 1 can be suppressed without causing a decrease in the cooling performance of the intercooler 14 by reducing the capacity.
  • the intercooler 14 can supply cooling water to the first cooling core 21 and the second cooling core 22 through the cooling water pipe 24a that is a single cooling water path. Therefore, in the installation of the intercooler 14, a space necessary for piping the cooling water pipe 24a is suppressed. Further, the intercooler 14 can suppress heat exchange between the intake air in the first air passage 19 and the intake air in the second air passage 20 by the partition wall 18 in which cooling water is stored. That is, the influence of the intake air in the first air passage 19 and the intake air in the second air passage 20 can be suppressed. Therefore, even if intake air having different temperatures is simultaneously supplied to the first air passage 19 and the second air passage 20, the influence of the temperature between the intake air can be ignored.
  • the intercooler 14 provided in the engine 1 according to the first embodiment of the present invention includes a first cooling core 21 and a second cooling core 22 that are cooling cores in which cooling water is supplied into the cooler case 15.
  • the first air passage 19 and the second air passage 20, which are a plurality of air passages are configured to intersect the first cooling core 21 and the second cooling core 22 in the cooler case 15.
  • the cooling core 21 and the second cooling core 22 are provided with a first air supply port 19a and a second air supply port 20a, and a first air discharge port 19b and a second air discharge port 20b.
  • the intercooler 14 has the first cooling core 21 and the second cooling core 22 disposed inside the cooler case 15, and a cooling water supply port 16 b and a cooling water discharge port 16 c are provided on one side of the cooler case 15.
  • a first air passage which is provided and has a cooling water passage 17a on the other side surface and is an independent air passage by a partition wall surface 18 which is a partition member disposed between the first cooling core 21 and the second cooling core 22. 19 and the second air passage 20 are configured, a supply-side storage chamber 18b and a discharge-side storage chamber 18c are configured inside the partition wall surface 18, and a plurality of first cooling cores 21 and second cooling cores 22 are included.
  • the cooling water thin tubes 21a and 22a are connected to the supply-side storage chamber 18b and the discharge-side storage chamber 18c so that the cooling water can be stored, and the cooling water supplied to the first cooling core 21 from the cooling water supply port 16b. Water is supplied to the second cooling core 22 via the supply-side storage chamber 18b, and the cooling water supplied to the second cooling core 22 is supplied to the first cooling core 21 via the discharge-side storage chamber 18c. It is discharged from the discharge port 16c.
  • the engine 1 including the first supercharger 6 and the second supercharger 10 as a second embodiment of the engine according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • the same points as those of the above-described embodiments will not be specifically described, and different portions will be mainly described.
  • the engine 1 is connected to a first supercharger 6, a second supercharger 10, and an intercooler 25. Specifically, the engine 1 is connected to the intercooler 25 via the intake pipe 2 d of the intake device 2.
  • the first compressor section 8 is connected to the first air passage 26 of the intercooler 25 through the intake pipe 2a.
  • the second compressor section 12 is connected to a second air passage 27a of an intercooler 25 described later via an intake pipe 2c.
  • the intercooler 25 includes a first air passage 26, a second air passage 27a, a third air passage 27b, and a fourth air passage 27c in the interior thereof.
  • the first cooling core 28 is provided in the first air passage 26.
  • the second cooling core 29a is provided in the second air passage 27a.
  • the third cooling core 29b is provided in the third air passage 27b.
  • the fourth cooling core 29c is provided in the fourth air passage 27c.
  • the first air passage 26, the second air passage 27a, the third air passage 27b, and the fourth air passage 27c do not have to be adjacent in the same direction, and according to the shape of the intercooler 25. Can be arranged. That is, the shape of the intercooler can be determined according to the installation space of the engine. Further, the number of air passages is not limited to this embodiment.
  • the first air passage 26 in the shape of the intercooler 25 is connected to the second compressor portion 12 of the second supercharger 10 via the intake pipe 2b.
  • the second air passage 27a is connected to the third air passage 27b through the intake pipe 2e.
  • the third air passage 27b is connected to the fourth air passage 27c via the intake pipe 2f.
  • the fourth air passage 27c is connected to the engine 1 via the intake pipe 2d.
  • the intake air discharged from the first supercharger 6 is supplied to the first air passage 26 of the intercooler 25 through the intake pipe 2a.
  • the intake air is cooled in the first air passage 26.
  • the intake air supplied to the first air passage 26 is discharged from the intercooler 25 through the intake pipe 2b.
  • the intake air discharged from the second supercharger 10 is supplied to the second air passage 27a of the intercooler 25 through the intake pipe 2c.
  • the intake air is cooled in the second air passage 27a.
  • the intake air supplied to the second air passage 27a is supplied to the third air passage 27b via the intake pipe 2e.
  • the intake air is further cooled in the third air passage 27b.
  • the intake air supplied to the third air passage 27b is supplied to the fourth air passage 27c via the intake pipe 2f.
  • the intake air is further cooled in the fourth air passage 27c.
  • the intake air supplied to the fourth air passage 27c is discharged from the intercooler 25 via the intake pipe 2d.
  • the intake air discharged from the intercooler 25 is supplied to the engine 1 through the intake pipe 2d.
  • the engine 1 includes the first cooling core 28, the second cooling core 29a, the third cooling core 29b, and the cooling water supplied to the inside of the cooler case 15 of the intercooler 25.
  • a fourth cooling core 29c is arranged, and a first air passage 26, a second air passage 27a, a third air passage 27b, and a fourth air passage 27c, which are a plurality of air passages, are configured so as to intersect with each cooling core,
  • the intake air pressurized by the first compressor unit 8 is supplied to the first air passage 26 which is one or more of the plurality of air passages, and the intake air pressurized by the second compressor unit 12 is a plurality of air passages.
  • it is configured to be supplied to the second air passage 27a, the third air passage 27b and the fourth air passage 27c, which are air passages to which the intake air pressurized by the first compressor unit 8 is not supplied. Is shall.
  • the intake air supplied from the first compressor unit 8 and the second compressor unit 12, which are a plurality of compressors, is cooled by the single intercooler 25 a plurality of times according to the shape of the intercooler 25.
  • the single intercooler 25 without increasing the cooling performance of the intercooler 25, it is possible to suppress an increase in space necessary for installing the engine 1.
  • the present invention can be used for the technology of an engine with a two-stage supercharger.

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Abstract

インタークーラーの冷却性能の低下を招くことなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる二段過給機付きエンジンを提供する。吸気経路を構成する吸気装置（２）に第１コンプレッサ部（８）と第２コンプレッサ部（１２）とが設けられたエンジン（１）において、第１コンプレッサ部（８）で加圧された吸気をインタークーラー（１４）で冷却して第２コンプレッサ部（１２）に供給するとともに、第２コンプレッサ部（１２）で加圧された吸気をインタークーラー（１４）で冷却するように構成した。

Description

エンジン
　本発明はエンジンに関する。詳しくは二段過給機付きエンジンに関する。
　従来、二段過給機付きのエンジンにおいて、第１過給機と第２過給機との下流側にそれぞれ冷却装置を設けたものが知られている。第１過給機で加圧された空気を冷却装置であるインタークーラーで冷却して第２過給機に供給し、第２過給機で更に加圧された空気を冷却装置であるアフタークーラーで冷却してエンジンに供給するものである。例えば、特許文献１に記載の如くである。
　特許文献１に記載の二段過給機付きのエンジンは、過給機毎に専用のインタークーラーとインタークーラー毎に冷却水を供給するための冷却水管とがそれぞれ設けられる。このため、過給機の増加に伴ってエンジンの設置に必要なスペースが増大する点で不利であった。一方、インタークーラーの容量を小さくしてエンジンの設置に必要なスペースを縮小するとインタークーラーの冷却性能が低下する点で不利であった。
特開平６－６６１４６号公報
　本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、インタークーラーの冷却性能の低下を招くことなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる二段過給機付きエンジンの提供を目的とする。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　本発明においては、吸気経路に第１コンプレッサ部と第２コンプレッサ部とが設けられたエンジンにおいて、第１コンプレッサ部で加圧された吸気をインタークーラーで冷却して第２コンプレッサ部に供給するとともに、第２コンプレッサ部で加圧された吸気を前記インタークーラーで冷却するように構成される。
　本発明においては、前記インタークーラーのクーラーケースの内部に冷却水が供給される冷却コアと交差するように第１空気通路と第２空気通路とが構成され、前記第１コンプレッサ部が第１空気通路に接続され、前記第２コンプレッサ部が第２空気通路に接続される。
　本発明においては、前記第１空気通路と前記第２空気通路とが中空に構成される仕切り部材を介して隣接するように配置される。
　本発明においては、前記仕切り部材の内部に冷却水が供給されるものである。
　本発明においては、前記冷却コアに供給された冷却水が前記仕切り部材の内部を経由して排出されるように構成される。
　本発明においては、前記冷却コアが第１冷却コアと第２冷却コアとから構成され、前記仕切り部材が第１冷却コアと第２冷却コアとの間に配置され、前記クーラーケースの一側面に冷却水供給口と冷却水排出口とが設けられ、他側面に冷却水通路が構成され、仕切り部材の内部に供給側貯留室と排出側貯留室とが構成され、第１冷却コアと第２冷却コアとが有する複数の冷却管が供給側貯留室と排出側貯留室とに接続されて冷却水が貯留可能に構成され、冷却水供給口から第１冷却コアに供給された冷却水が供給側貯留室を介して第２冷却コアに供給され、第２冷却コアに供給された冷却水が排出側貯留室を介して第１冷却コアに供給され、冷却水排出口から排出される。
　本発明においては、前記インタークーラーのクーラーケースの内部に冷却水が供給される冷却コアが配置され、冷却コアと交差するように複数の空気通路が構成され、前記第１コンプレッサ部で加圧された吸気が複数の空気通路のうち一以上の空気通路に供給され、前記第２コンプレッサ部で加圧された吸気が複数の空気通路のうち第１コンプレッサ部で加圧された吸気が供給されていない空気通路に供給されるように構成される。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　本発明によれば、コンプレッサ毎にインタークーラー及び冷却水管を設ける必要がない。これにより、インタークーラーの容量を小さくすることによる冷却性能の低下を招くことなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　本発明によれば、１つのインタークーラーで複数のコンプレッサから供給される吸気が冷却される。これにより、インタークーラーの冷却性能を低下させることなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　本発明によれば、１つのインタークーラー内の空気通路間の断熱性が向上し、各空気通路内で異なるコンプレッサから供給される吸気の冷却が安定的に行われる。これにより、インタークーラーの冷却性能を低下させることなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　本発明によれば、１つのインタークーラー内の空気通路間の断熱性が更に向上し、各空気通路内で異なるコンプレッサから供給される吸気の冷却がより安定的に行われる。これにより、インタークーラーの冷却性能を低下させることなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　本発明によれば、仕切り部材内の冷却水が循環することで１つのインタークーラー内の空気通路間の断熱性が更に向上し、各空気通路内で異なるコンプレッサから供給される吸気の冷却がより安定的に行われる。これにより、インタークーラーの冷却性能を低下させることなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　本発明によれば、単一のインタークーラーに異なる温度の吸気を混ざることなく同時に供給することができる。また、複数の空気通路の断熱性が向上し、複数の空気通路を通過する吸気の間での熱交換が抑制される。これにより、冷却性能を低下させることなく、異なる経路からの空気を同時に冷却することができる。
　本発明によれば、１つのインタークーラーで複数のコンプレッサから供給される吸気がインタークーラーの形状に応じて複数回冷却される。これにより、インタークーラーの冷却性能を低下させることなく、エンジンの設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
本発明の第一実施形態に係るエンジンとそれに備えられるインタークーラーとの構成を示した概略図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す正面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す平面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す右側面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す背面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す左側面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す底面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンのインタークーラー示す斜視図。 図８におけるＡ矢視方向の断面図。 図９におけるＢ矢視方向の断面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンに備えられるインタークーラーの図９における動作態様を示す概略図。 本発明の第二実施形態に係るエンジンとそれに備えられるインタークーラーの構成を示した概略図。
　以下に、図１から図７を用いて、本発明の第一実施形態に係る第１過給機６及び第２過給機１０を備えるエンジン１について説明する。
　エンジン１は、吸気装置２を介して供給される空気と、六つの燃料噴射弁４から供給される燃料とを各気筒３の内部において混合して燃焼させることで出力軸を回転駆動させる。エンジン１は、燃料の燃焼により発生する排気を、排気装置５を介して外部へ排出する。エンジン１には、第１過給機６、第２過給機１０、インタークーラー１４が接続される。具体的には、エンジン１は、排気管５ａを介して第２過給機１０の第２タービン部１１に接続される。また、エンジン１は、吸気装置２の吸気管２ｄを介してインタークーラー１４に接続される。
　低圧段過給機（第１過給機）である第１過給機６は、排気の排気圧を駆動源として吸気を加圧圧縮するものである。第１過給機６は、エンジン１の出力軸方向の一側端部に配置される。第１過給機６は、第１タービン部７と第１コンプレッサ部８とを備える。第１タービン部７は、排気管５ｂを介して後述の第２過給機１０の第２タービン部１１から供給される排気の排気圧によって回転可能に構成される。また、第１タービン部７は、排気を外部に排出可能に構成される。
　第１コンプレッサ部８は、連結軸９によって第１タービン部７と連結され回転可能に構成される。第１コンプレッサ部８は、回転によって吸気を加圧圧縮可能に構成される。第１コンプレッサ部８は、外部の空気を吸入可能に構成される。第１コンプレッサ部８は、吸気管２ａを介してインタークーラー１４の第１空気通路１９に接続される。
　高圧段過給機（第２過給機）である第２過給機１０は、排気の排気圧を駆動源として低圧段過給機である第１過給機６で加圧圧縮された吸気を再び加圧圧縮するものである。第２過給機１０は、第２タービン部１１と第２コンプレッサ部１２とを備える。第２過給機１０は、エンジン１の出力軸方向の一側端部であって第１過給機６に隣接するように配置される。第２タービン部１１は、排気管５ａを介してエンジン１から供給される排気の排気圧によって回転可能に構成される。また、第２タービン部１１は、排気管５ｂを介して第１過給機６の第１タービン部７に接続される。第１タービン部７は、排気管５ｃを介して外部に連通される。つまり、排気装置５は、上流側から順に排気管５ａ、第２タービン部１１、排気管５ｂ、及び第１タービン部７、排気管５ｃが接続されて構成される。
　第２コンプレッサ部１２は、連結軸１３によって第２タービン部１１と連結され回転可能に構成される。第２コンプレッサ部１２は、回転によって吸気を加圧圧縮可能に構成される。第２コンプレッサ部１２は、吸気管２ｃを介して後述のインタークーラー１４の第２空気通路２０に接続される。
　インタークーラー１４は、吸気を冷却するものである。インタークーラー１４は、冷却水ポンプ２３によって供給される冷却水と吸気との間で熱交換を行うことで吸気を冷却する。インタークーラー１４は、エンジン１の出力軸方向の一側端部であって第２過給機１０の下方に配置される。インタークーラー１４は、内部に第１空気通路１９と第２空気通路２０とが独立して構成される。第１空気通路１９は、吸気管２ｂを介して第２過給機１０の第２コンプレッサ部１２に接続される。第２空気通路２０は、吸気管２ｄを介してエンジン１に接続される。つまり、吸気装置２は、上流側から順に第１コンプレッサ部８、吸気管２ａ、インタークーラー１４の第１空気通路１９、吸気管２ｂ、第２コンプレッサ部１２、吸気管２ｃ、及びインタークーラー１４の第２空気通路２０が接続される。
　次に、図１を用いて、吸気と排気の流れについて説明する。
　図１に示すように、エンジン１からの排気は、排気管５ａを介して第２過給機１０の第２タービン部１１に供給される。第２タービン部１１は、排気の排気圧によって回転される。第２タービン部１１の回転動力は、連結軸１３を介して第２コンプレッサ部１２に伝達される。第２コンプレッサ部１２は、第２タービン部１１から伝達される回転動力によって回転される。第２タービン部１１に供給された排気は、排気管５ｂを介して第２過給機１０から排出される。
　第２過給機１０から排出された排気は、排気管５ｂを介して第１過給機６の第１タービン部７に供給される。第１タービン部７は、排気の排気圧によって回転される。第１タービン部７の回転動力は、連結軸９を介して第１コンプレッサ部８に伝達される。第１コンプレッサ部８は、第１タービン部７から伝達される回転動力によって回転される。第１タービン部７に供給された排気は、排気管５ｃ、図示しない浄化装置等を介して外部に排出される。
　外部の空気は、第１過給機６の第１タービン部７からの回転動力によって回転される第１コンプレッサ部８によって吸入されるとともに加圧圧縮される。この際、吸気は、加圧圧縮されることにより圧縮熱が発生し温度が上昇する。第１コンプレッサ部８で加圧圧縮された吸気は、吸気管２ａを介して第１過給機６から排出される。
　第１過給機６から排出された吸気は、吸気管２ａを介してインタークーラー１４の第１空気通路１９に供給される。吸気は、第１空気通路１９内で冷却される。第１空気通路１９に供給された吸気は、吸気管２ｂを介してインタークーラー１４から排出される。
　インタークーラー１４から排出された吸気は、吸気管２ｂを介して第２過給機１０の第２コンプレッサ部１２に供給される。吸気は、第２過給機１０の第２タービン部１１からの回転動力によって回転される第２コンプレッサ部１２によって吸入されるとともに加圧圧縮される。この際、吸気は、加圧圧縮されることにより圧縮熱が発生し温度が上昇する。第２コンプレッサ部１２で加圧圧縮された吸気は、吸気管２ｃを介して第２過給機１０から排出される。
　第２過給機１０から排出された吸気は、吸気管２ｃを介してインタークーラー１４の第２空気通路２０に供給される。吸気は、第２空気通路２０内で冷却される。第２空気通路２０に供給された吸気は、吸気管２ｄを介してインタークーラー１４から排出される。インタークーラー１４から排出された吸気は、吸気管２ｄを介してエンジン１に供給される。
　以下では、図８から図１０を用いて、本発明の第一実施形態に係るインタークーラー１４について具体的に説明する。
　インタークーラー１４は、第１過給機６と第２過給機１０とから排出される吸気を冷却水によって冷却する。インタークーラー１４は、主にクーラーケース１５、第１冷却コア２１、及び第２冷却コア２２を具備する。
　図８に示す通り、クーラーケース１５は、インタークーラー１４を構成する主な構成部材である。クーラーケース１５は略直方体状に形成される。クーラーケース１５の第１側面には、第１側面全体を覆うように第１壁面１５ａが形成される。クーラーケース１５の第１側面に対向する第２側面には、第２側面全体を覆うように第２壁面１５ｂが形成される。
　図８及び図９に示すように、第１壁面１５ａには、第１壁面１５ａ全体を覆うように冷却水管接続カバー１６が設けられる。冷却水管接続カバー１６は、第１壁面１５ａとの間に空間が構成されるように形成される。冷却水管接続カバー１６と第１壁面１５ａとから構成される空間とは、冷却水管接続カバー１６から第１壁面１５ａに当接するように延出されるカバー分割板１６ａによって分割される。
　冷却水管接続カバー１６には、カバー分割板１６ａによって分割された空間のうち一方の空間に連通するように冷却水供給口１６ｂが形成される。これにより、クーラーケース１５の第１側面には、第１壁面１５ａ、冷却水供給口１６ｂが形成される冷却水管接続カバー１６部分、及びカバー分割板１６ａから冷却水供給室１６ｄが構成される。また、冷却水管接続カバー１６には、分割された空間のうち他方の空間に連通するように冷却水排出口１６ｃが形成される。これにより、クーラーケース１５の第１側面には、第１壁面１５ａ、冷却水排出口１６ｃが形成される冷却水管接続カバー１６部分、及びカバー分割板１６ａから冷却水排出室１６ｅが構成される。冷却水供給口１６ｂには、冷却水管２４ａが接続される。冷却水排出口１６ｃには、冷却水管２４ｂが接続される。
　図９に示すように、第２壁面１５ｂには、第２壁面１５ｂ全体を覆うように冷却水路カバー１７が取り付けられる。冷却水路カバー１７は、第２壁面１５ｂとの間に空間が構成されるように形成される。これにより、クーラーケース１５の第２側面には、第２壁面１５ｂ及び冷却水路カバー１７から冷却水通路１７ａが構成される。
　図８及び図１０に示すように、クーラーケース１５の第３側面には、第３側面全体を覆うように第３壁面１５ｃが形成される。クーラーケース１５の第３側面に対向する第４側面には、第４側面全体を覆うように第４壁面１５ｄが形成される。そして、クーラーケース１５の内部には、仕切り部材である仕切壁面１８が端部を第３壁面１５ｃと第４壁面１５ｄとにそれぞれ接続するようにして設けられる。つまり、仕切壁面１８は、クーラーケース１５の内部を二分割する。
　図９に示すように、仕切壁面１８は、板面が第１壁面１５ａに対向するように配置される。これにより、図８に示すように、クーラーケース１５の内部には、第１壁面１５ａ、第３壁面１５ｃ、第４壁面１５ｄ、及び仕切壁面１８から第１空気通路１９が構成される。また、クーラーケース１５の内部には、第２壁面１５ｂ、第３壁面１５ｃ、第４壁面１５ｄ、及び仕切壁面１８から第２空気通路２０が構成される。つまり、クーラーケース１５には、第１空気通路１９と第２空気通路２０とが仕切壁面１８を介して隣接するように構成される。
　クーラーケース１５の第５側面には、第１空気通路１９の第１空気供給口１９ａと第２空気通路２０の第２空気排出口２０ｂが構成される。クーラーケース１５の第５側面に対向する第６側面には、第１空気通路１９の第１空気排出口１９ｂと第２空気通路２０の第２空気供給口２０ａが構成される。第１空気供給口１９ａには、吸気管２ａを介して第１過給機６の第１コンプレッサ部８が接続される（図１、図８参照）。第２空気供給口２０ａには、吸気管２ｃを介して第２過給機１０の第２コンプレッサ部１２が接続される（図１、図８参照）。
　仕切壁面１８は、その内部が中空になるように構成される。また、仕切壁面１８の内部空間は、冷却水管接続カバー１６のカバー分割板１６ａと重複する位置に仕切分割板１８ａが配置される。すなわち、仕切壁面１８の内部空間は、クーラーケース１５の第１側面に構成される冷却水供給室１６ｄに対向する供給側貯留室１８ｂと、第１側面に構成される冷却水排出室１６ｅに対向する排出側貯留室１８ｃとが構成される。
　第１冷却コア２１及び第２冷却コア２２は、冷却水と吸気との間で熱交換を行う。図９及び図１０に示すように、第１冷却コア２１は、複数の冷却水細管２１ａ・２１ａ・・（以下、単に「複数の冷却水細管２１ａ」と示す）、及び複数の板状フィン２１ｂ・２１ｂ・・（以下、単に「複数の板状フィン２１ｂ」と示す）から構成される。同様に、第２冷却コア２２は、複数の冷却水細管２２ａ・２２ａ・・（以下、単に「複数の冷却水細管２２ａ」と示す）、及び複数の板状フィン２２ｂ・２２ｂ・・（以下、単に「複数の板状フィン２２ｂ」と示す）から構成される。
　第１冷却コア２１及び第２冷却コア２２は、開口部が同一平面上になるように所定の間隔で並置された冷却水細管２１ａ・２２ａに複数の板状フィン２１ｂ・２２ｂをそれぞれ所定の間隔で層状に重ねるように取り付けて構成される。つまり、第１冷却コア２１及び第２冷却コア２２は、所定の隙間をあけて重ねられた複数の板状フィン２１ｂ・２２ｂを複数の冷却水細管２１ａ・２２ａがそれぞれ貫通するように構成される。これにより、第１冷却コア２１及び第２冷却コア２２は、複数の板状フィン２１ｂ・２２ｂの隙間を通過する吸気と複数の冷却水細管２１ａ・２２ａの内部を通過する冷却水との間で複数の冷却水細管２１ａ・２２ａ及び複数の板状フィン２１ｂ・２２ｂを介して熱交換可能に構成される。
　第１冷却コア２１は、第１空気通路１９に設けられる。第１冷却コア２１は、複数の冷却水細管２１ａの一方の端部がクーラーケース１５の第１側面に構成される冷却水供給室１６ｄ及び冷却水排出室１６ｅに連通するように構成される。また、第１冷却コア２１は、複数の冷却水細管２１ａの他方の端部が仕切壁面１８に構成される供給側貯留室１８ｂ及び排出側貯留室１８ｃに連通するように構成される。従って、第１冷却コア２１は、複数の板状フィン２１ｂの隙間がクーラーケース１５の第５側面に構成される第１空気供給口１９ａからクーラーケース１５の第６側面に構成される第１空気排出口１９ｂに向かうように配置される。つまり、第１冷却コア２１は、第１空気供給口１９ａから第１空気排出口１９ｂにむかって吸気が通過可能に構成される。
　第２冷却コア２２は、第２空気通路２０に設けられる。第２冷却コア２２は、複数の冷却水細管２２ａの一方の端部がクーラーケース１５の第２側面に構成される冷却水通路１７ａに連通するように構成される。また、第２冷却コア２２は、複数の冷却水細管２２ａの他方の端部が仕切壁面１８に構成される供給側貯留室１８ｂ及び排出側貯留室１８ｃに連通するように構成される。従って、第２冷却コア２２は、複数の板状フィン２２ｂの隙間がクーラーケース１５の第５側面に構成される第２空気供給口２０ａからクーラーケース１５の第６側面に構成される第２空気排出口２０ｂに向かうように配置される。つまり、第２冷却コア２２は、第２空気供給口２０ａから第２空気排出口２０ｂにむかって吸気が通過可能に構成される。
　第１側面の冷却水供給室１６ｄと仕切壁面１８の供給側貯留室１８ｂとは、第１冷却コア２１の複数の冷却水細管２１ａのうち一部の冷却水細管２１ａを介して連通される。供給側貯留室１８ｂと第２側面の冷却水通路１７ａとは、第２冷却コア２２の複数の冷却水細管２２ａのうち一部の冷却水細管２２ａを介して連通される。冷却水通路１７ａと仕切壁面１８の排出側貯留室１８ｃとは、第２冷却コア２２の複数の冷却水細管２２ａのうち残りの冷却水細管２２ａを介して連通される。排出側貯留室１８ｃと第１側面の冷却水排出室１６ｅとは、第１冷却コア２１の複数の冷却水細管２１ａのうち残りの冷却水細管２１ａを介して連通される。つまり、冷却水供給室１６ｄは、第１冷却コア２１、供給側貯留室１８ｂ、第２冷却コア２２、冷却水通路１７ａ、第２冷却コア２２、排出側貯留室１８ｃ、第１冷却コア２１の順に冷却水排出室１６ｅまで連通される。
　また、本発明の別実施形態に係るエンジン１に備えられるインタークーラー１４として、冷却水細管を略Ｕ字状に形成して、第１冷却コア２１の冷却水細管２１ａと第２冷却コア２２の冷却水細管２２ａとを一体的に構成してもよい。このように構成することで、インタークーラー１４の第２側面に冷却水通路１７ａを構成することなく冷却水を循環させることができる。
　以下では、図１１を用いて、本発明の第一実施形態に係るエンジン１に備えられるインタークーラー１４の動作態様について具体的に説明する。
　図１１に示す通り、冷却水ポンプ２３によって冷却水管２４ａを介して冷却水供給口１６ｂから第１側面の冷却水供給室１６ｄに冷却水が供給される。供給された冷却水は、第１冷却コア２１の複数の冷却水細管２１ａのうち、冷却水供給室１６ｄに連通される冷却水細管２１ａを通過して仕切壁面１８の供給側貯留室１８ｂに流入する。供給側貯留室１８ｂに流入した冷却水は、供給側貯留室１８ｂの内部を満たしつつ、第２冷却コア２２の複数の冷却水細管２２ａのうち、供給側貯留室１８ｂに連通される冷却水細管２２ａを通過して第２側面の冷却水通路１７ａに流入する。
　冷却水通路１７ａに流入した冷却水は、冷却水通路１７ａの内部を満たしつつ、第２冷却コア２２の複数の冷却水細管２２ａのうち、排出側貯留室１８ｃに連通される冷却水細管２２ａを通過して仕切壁面１８の排出側貯留室１８ｃに流入する。排出側貯留室１８ｃに流入した冷却水は、排出側貯留室１８ｃの内部を満たしつつ、第１冷却コア２１の複数の冷却水細管２１ａのうち、排出側貯留室１８ｃに連通される冷却水細管２１ａを通過して第１側面の冷却水排出室１６ｅに流入する。冷却水排出室１６ｅに流入した冷却水は、冷却水排出口１６ｃから冷却水管２４ｂを介して排出される。
　第１過給機６の第１コンプレッサ部８によって第１空気供給口１９ａから第１空気通路１９に供給された吸気は、第１冷却コア２１の複数の板状フィン２１ｂの隙間を通過して第１空気排出口１９ｂから排出される（矢印Ｘ参照）。この際、吸気は、複数の冷却水細管２１ａ及び複数の板状フィン２１ｂと接触することで冷却水と熱交換が行われて冷却される。第１空気排出口１９ｂから排出された吸気は、第２過給機１０に供給される。
　第２過給機１０の第２コンプレッサ部１２によって第２空気供給口２０ａから第２空気通路２０に供給された吸気は、第２冷却コア２２の複数の板状フィン２２ｂの隙間を通過して第２空気排出口２０ｂから排出される（矢印Ｙ参照）。この際、吸気は、複数の冷却水細管２２ａ及び複数の板状フィン２２ｂと接触することで冷却水と熱交換が行われて冷却される。第２空気排出口２０ｂから排出された吸気は、エンジン１に供給される。
　上述の通り、インタークーラー１４は、第１冷却コア２１と第２冷却コア２２とに対して単一の冷却水経路である冷却水管２４ａで冷却水を供給することができる。従って、エンジン１の設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。また、冷却水管の設置に必要なスペースを確保するためにインタークーラー１４の容量を小さくする必要がない。さらに、インタークーラー１４は、内部に冷却水が貯留される仕切壁面１８によって、第１空気通路１９内の吸気と第２空気通路２０内の吸気との間で発生する熱交換を抑制することができる。つまり、第１空気通路１９内の吸気と第２空気通路２０内の吸気とが互いに受ける影響を抑制することができる。従って、第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２とから供給される吸気の冷却がより安定的に行われる。
　以上の如く、本発明の第一実施形態に係るエンジン１は、吸気経路を構成する吸気装置２に第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２とが設けられたエンジン１において、第１コンプレッサ部８で加圧された吸気をインタークーラー１４で冷却して第２コンプレッサ部１２に供給するとともに、第２コンプレッサ部１２で加圧された吸気をインタークーラー１４で冷却するように構成されるものである。
　このように構成することにより、第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２にインタークーラー及び冷却水管をそれぞれ設ける必要がない。これにより、容量を小さくすることによるインタークーラー１４の冷却性能の低下を招くことなく、エンジン１の設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　また、インタークーラー１４のクーラーケース１５の内部に冷却水が供給される冷却コアである第１冷却コア２１及び第２冷却コア２２と交差するように第１空気通路１９と第２空気通路２０とが構成され、第１コンプレッサ部８が第１空気通路１９に接続され、第２コンプレッサ部１２が第２空気通路２０に接続されるものである。
　このように構成することにより、１つのインタークーラー１４で複数のコンプレッサである第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２とから供給される吸気が冷却される。これにより、容量を小さくすることによるインタークーラー１４の冷却性能の低下を招くことなく、エンジン１の設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　また、第１空気通路１９と第２空気通路２０とが中空に構成される仕切り部材である仕切壁面１８を介して隣接するように配置されるものである。
　このように構成することにより、１つのインタークーラー１４内の第１空気通路１９と第２空気通路２０との間の断熱性が向上し、第１空気通路１９内と第２空気通路２０内とで異なるコンプレッサである第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２から供給される吸気の冷却が安定的に行われる。これにより、容量を小さくすることによるインタークーラー１４の冷却性能の低下を招くことなく、エンジン１の設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　また、仕切壁面１８の内部に冷却水が供給されるものである。
　このように構成することにより、１つのインタークーラー１４内の第１空気通路１９と第２空気通路２０との間の断熱性が更に向上し、第１空気通路１９内と第２空気通路２０内とで異なるコンプレッサである第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２から供給される吸気の冷却が安定的に行われる。これにより、容量を小さくすることによるインタークーラー１４の冷却性能の低下を招くことなく、エンジン１の設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　また、第１冷却コア２１及び第２冷却コア２２に供給された冷却水が仕切壁面１８の内部を経由して排出されるように構成されるものである。
　このように構成することにより、仕切壁面１８内の冷却水が循環することで１つのインタークーラー１４内の第１空気通路１９と第２空気通路２０と間の断熱性が更に向上し、第１空気通路１９内と第２空気通路２０内とで異なるコンプレッサである第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２から供給される吸気の冷却がより安定的に行われる。これにより、容量を小さくすることによるインタークーラー１４の冷却性能の低下を招くことなく、エンジン１の設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　このように、インタークーラー１４は、第１冷却コア２１と第２冷却コア２２とに対して単一の冷却水経路である冷却水管２４ａで冷却水を供給することができる。従って、インタークーラー１４の設置において、冷却水管２４ａを配管するために必要なスペースが抑制される。また、インタークーラー１４は、内部に冷却水が貯留される仕切壁面１８によって、第１空気通路１９内の吸気と第２空気通路２０内の吸気との間での熱交換を抑制することができる。つまり、第１空気通路１９内の吸気と第２空気通路２０内の吸気とが互いに受ける影響を抑制することができる。従って、第１空気通路１９と第２空気通路２０とに異なる温度の吸気が同時に供給されても吸気間における温度の影響を無視することができる。
　また、本発明の第一実施形態に係るエンジン１に備えられるインタークーラー１４は、クーラーケース１５の内部に冷却水が供給される冷却コアである第１冷却コア２１と第２冷却コア２２とが配置されたインタークーラー１４において、クーラーケース１５に複数の空気通路である第１空気通路１９と第２空気通路２０とが第１冷却コア２１と第２冷却コア２２と交差するように構成され、第１冷却コア２１と第２冷却コア２２とに第１空気供給口１９ａ及び第２空気供給口２０ａと、第１空気排出口１９ｂ及び第２空気排出口２０ｂとが設けられるものである。
　このように構成することにより、単一のインタークーラー１４に異なる温度の吸気を混ざることなく同時に供給することができる。これにより、冷却性能を低下させることなく、異なる経路からの空気を同時に冷却することができる。
　また、このように構成することにより、第１空気通路１９と第２空気通路２０との断熱性が向上し、第１空気通路１９と第２空気通路２０とを通過する吸気の間での熱交換が抑制される。これにより、冷却性能を低下させることなく、異なる経路からの空気を同時に冷却することができる。
　また、クーラーケース１５の内部に第１冷却コア２１と第２冷却コア２２とが配置されるインタークーラー１４であって、クーラーケース１５の一側面に冷却水供給口１６ｂと冷却水排出口１６ｃとが設けられ、他側面に冷却水通路１７ａが構成され、第１冷却コア２１と第２冷却コア２２との間に配置される仕切り部材である仕切壁面１８によって独立した空気通路である第１空気通路１９と第２空気通路２０とが構成され、仕切壁面１８の内部に供給側貯留室１８ｂと排出側貯留室１８ｃとが構成され、第１冷却コア２１と第２冷却コア２２とが有する複数の冷却水細管２１ａ・２２ａが供給側貯留室１８ｂと排出側貯留室１８ｃとに接続されて冷却水が貯留可能に構成され、冷却水供給口１６ｂから第１冷却コア２１に供給された冷却水が供給側貯留室１８ｂを介して第２冷却コア２２に供給され、第２冷却コア２２に供給された冷却水が排出側貯留室１８ｃを介して第１冷却コア２１に供給され、冷却水排出口１６ｃから排出されるものである。
　このように構成することにより、単一のインタークーラー１４に異なる温度の吸気を混ざることなく同時に供給することができる。また、空気通路である第１空気通路１９と第２空気通路２０との断熱性が向上し、第１空気通路１９と第２空気通路２０とを通過する吸気の間での熱交換が抑制される。これにより、冷却性能を低下させることなく、異なる経路からの空気を同時に冷却することができる。
　次に、図１２を用いて、本発明に係るエンジンの第二実施形態である第１過給機６及び第２過給機１０を備えるエンジン１について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
　エンジン１には、第１過給機６、第２過給機１０、インタークーラー２５が接続される。具体的には、エンジン１は、吸気装置２の吸気管２ｄを介してインタークーラー２５に接続される。
　第１コンプレッサ部８は、吸気管２ａを介してインタークーラー２５の第１空気通路２６に接続される。
　第２コンプレッサ部１２は、吸気管２ｃを介して後述のインタークーラー２５の第２空気通路２７ａに接続される。
　インタークーラー２５は、内部に第１空気通路２６と第２空気通路２７ａと第３空気通路２７ｂと第４空気通路２７ｃとが独立して構成される。第１冷却コア２８は、第１空気通路２６に設けられる。第２冷却コア２９ａは、第２空気通路２７ａに設けられる。第３冷却コア２９ｂは、第３空気通路２７ｂに設けられる。第４冷却コア２９ｃは、第４空気通路２７ｃに設けられる。本実施形態において、第１空気通路２６と第２空気通路２７ａと第３空気通路２７ｂと第４空気通路２７ｃとは、同一の方向に並んで隣接する必要はなく、インタークーラー２５の形状に応じて配置することができる。つまり、エンジンの設置スペースに応じてインタークーラーの形状を決定することができる。また、空気通路の数についても本実施形態に限定するものではない。
　インタークーラー２５の形状に第１空気通路２６は、吸気管２ｂを介して第２過給機１０の第２コンプレッサ部１２に接続される。第２空気通路２７ａは、吸気管２ｅを介して第３空気通路２７ｂに接続される。第３空気通路２７ｂは、吸気管２ｆを介して第４空気通路２７ｃに接続される。第４空気通路２７ｃは、吸気管２ｄを介してエンジン１に接続される。
　次に、図１２を用いて、吸気と排気の流れについて説明する。
　第１過給機６から排出された吸気は、吸気管２ａを介してインタークーラー２５の第１空気通路２６に供給される。吸気は、第１空気通路２６内で冷却される。第１空気通路２６に供給された吸気は、吸気管２ｂを介してインタークーラー２５から排出される。
　第２過給機１０から排出された吸気は、吸気管２ｃを介してインタークーラー２５の第２空気通路２７ａに供給される。吸気は、第２空気通路２７ａ内で冷却される。第２空気通路２７ａに供給された吸気は、吸気管２ｅを介して第３空気通路２７ｂに供給される。吸気は、第３空気通路２７ｂ内で更に冷却される。第３空気通路２７ｂに供給された吸気は、吸気管２ｆを介して第４空気通路２７ｃに供給される。吸気は、第４空気通路２７ｃ内で更に冷却される。第４空気通路２７ｃに供給された吸気は、吸気管２ｄを介してインタークーラー２５から排出される。インタークーラー２５から排出された吸気は、吸気管２ｄを介してエンジン１に供給される。
　以上の如く、本発明の第二実施形態に係るエンジン１は、インタークーラー２５のクーラーケース１５の内部に冷却水が供給される第１冷却コア２８、第２冷却コア２９ａ、第３冷却コア２９ｂ及び第４冷却コア２９ｃが配置され、各冷却コアと交差するように複数の空気通路である第１空気通路２６、第２空気通路２７ａ、第３空気通路２７ｂ及び第４空気通路２７ｃが構成され、第１コンプレッサ部８で加圧された吸気が複数の空気通路のうち一以上の空気通路である第１空気通路２６に供給され、第２コンプレッサ部１２で加圧された吸気が複数の空気通路のうち第１コンプレッサ部８で加圧された吸気が供給されていない空気通路である第２空気通路２７ａ、第３空気通路２７ｂ及び第４空気通路２７ｃに供給されるように構成されるものである。
　このように構成することにより、１つのインタークーラー２５で複数のコンプレッサである第１コンプレッサ部８と第２コンプレッサ部１２とから供給される吸気がインタークーラー２５の形状に応じて複数回冷却される。これにより、インタークーラー２５の冷却性能を低下させることなく、エンジン１の設置に必要なスペースの増大を抑制することができる。
　本発明は、二段過給機付きエンジンの技術に利用することが可能である。
　　１　　エンジン
　　２　　吸気装置
　　８　　第１コンプレッサ
　１２　　第２コンプレッサ
　１４　　インタークーラー
　１５　　クーラーケース
　１９　　第１空気通路
　１９ａ　第１空気供給口
　１９ｂ　第１空気排出口
　２０　　第２空気通路
　２０ａ　第２空気供給口
　２０ｂ　第２空気排出口
　２１　　第１冷却コア
　２２　　第２冷却コア

Claims (7)

  1. 　吸気経路に第１コンプレッサ部と第２コンプレッサ部とが設けられたエンジンにおいて、
    　第１コンプレッサ部で加圧された吸気をインタークーラーで冷却して第２コンプレッサ部に供給するとともに、第２コンプレッサ部で加圧された吸気を前記インタークーラーで冷却するように構成されるエンジン。
  2. 　前記インタークーラーのクーラーケースの内部に冷却水が供給される冷却コアと交差するように第１空気通路と第２空気通路とが構成され、
    　前記第１コンプレッサ部が第１空気通路に接続され、前記第２コンプレッサ部が第２空気通路に接続される請求項１に記載のエンジン。
  3. 　前記第１空気通路と前記第２空気通路とが中空に構成される仕切り部材を介して隣接するように配置される請求項２に記載のエンジン。
  4. 　前記仕切り部材の内部に冷却水が供給される請求項３に記載のエンジン。
  5. 　前記冷却コアに供給された冷却水が前記仕切り部材の内部を経由して排出されるように構成される請求項３又は請求項４に記載のエンジン。
  6. 　前記冷却コアが第１冷却コアと第２冷却コアとから構成され、
    　前記仕切り部材が第１冷却コアと第２冷却コアとの間に配置され、
    　前記クーラーケースの一側面に冷却水供給口と冷却水排出口とが設けられ、他側面に冷却水通路が構成され、
    　仕切り部材の内部に供給側貯留室と排出側貯留室とが構成され、第１冷却コアと第２冷却コアとが有する複数の冷却管が供給側貯留室と排出側貯留室とに接続されて冷却水が貯留可能に構成され、冷却水供給口から第１冷却コアに供給された冷却水が供給側貯留室を介して第２冷却コアに供給され、第２冷却コアに供給された冷却水が排出側貯留室を介して第１冷却コアに供給され、冷却水排出口から排出される請求項５に記載のエンジン。
  7. 　前記インタークーラーのクーラーケースの内部に冷却水が供給される冷却コアが配置され、冷却コアと交差するように複数の空気通路が構成され、
    　前記第１コンプレッサ部で加圧された吸気が複数の空気通路のうち一以上の空気通路に供給され、前記第２コンプレッサ部で加圧された吸気が複数の空気通路のうち第１コンプレッサ部で加圧された吸気が供給されていない空気通路に供給されるように構成される請求項１に記載のエンジン。
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