JPH0534490B2 - - Google Patents
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- JPH0534490B2 JPH0534490B2 JP59020498A JP2049884A JPH0534490B2 JP H0534490 B2 JPH0534490 B2 JP H0534490B2 JP 59020498 A JP59020498 A JP 59020498A JP 2049884 A JP2049884 A JP 2049884A JP H0534490 B2 JPH0534490 B2 JP H0534490B2
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- JP
- Japan
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- passage
- condenser
- refrigerant
- cooling
- engine
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
- F02B29/0437—Liquid cooled heat exchangers
- F02B29/0443—Layout of the coolant or refrigerant circuit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
- F01P7/167—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
- F01P2060/02—Intercooler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、過給機付エンジンの沸騰冷却装置
に関し、詳しくは冷却後の沸騰気化潜熱を利用し
てエンジンの冷却と吸気の冷却を行なうものであ
る。
に関し、詳しくは冷却後の沸騰気化潜熱を利用し
てエンジンの冷却と吸気の冷却を行なうものであ
る。
（先行技術）
冷却液をウオータジヤケツト内にて沸騰蒸発さ
せ、その気化潜熱によりエンジンの冷却を効率良
く行なうようにした沸騰冷却装置が本出願人より
提案されている（特願昭58−145470号等）。
せ、その気化潜熱によりエンジンの冷却を効率良
く行なうようにした沸騰冷却装置が本出願人より
提案されている（特願昭58−145470号等）。
これを第１図に基づいて説明すると、１はエン
ジン本体、２はシリンダブロツク３およびシリン
ダヘツド４にかけて形成されたウオータジヤケツ
ト、５はウオータジヤケツト２の上部に所定の空
間部を残して充填された冷却液（冷媒）である。
ジン本体、２はシリンダブロツク３およびシリン
ダヘツド４にかけて形成されたウオータジヤケツ
ト、５はウオータジヤケツト２の上部に所定の空
間部を残して充填された冷却液（冷媒）である。
この冷却液５は、エンジンの熱を吸収して所定
の温度に達すると沸騰し始め、気化潜熱を奪いな
がら蒸発する。そして、この蒸発冷却液（蒸気）
はウオータジヤケツト２の上部に接続する蒸気通
路６を介して熱交換用のコンデンサ７に導びかれ
る。
の温度に達すると沸騰し始め、気化潜熱を奪いな
がら蒸発する。そして、この蒸発冷却液（蒸気）
はウオータジヤケツト２の上部に接続する蒸気通
路６を介して熱交換用のコンデンサ７に導びかれ
る。
コンデンサ７には冷却風を送る冷却フアン（電
動フアン）８が取付けられ、その風量に応じて蒸
発冷却液は外部に放熱し冷却され、もとの液体に
凝縮された後、ロワタンク９に貯留される。
動フアン）８が取付けられ、その風量に応じて蒸
発冷却液は外部に放熱し冷却され、もとの液体に
凝縮された後、ロワタンク９に貯留される。
ウオータジヤケツト２には液面センサ１０が設
置され、冷却液５の蒸発に伴ない液面がある程度
下がると、制御回路１１によりウオータジヤケツ
ト２のもどり通路（冷媒通路）１２に介装した供
給ポンプ１３が駆動される。このポンプ１３によ
り、ロワタンク９内の冷却液５を電磁弁２５を介
してウオータジヤケツト２へと循環するようにし
て閉回路の冷却系を構成する。
置され、冷却液５の蒸発に伴ない液面がある程度
下がると、制御回路１１によりウオータジヤケツ
ト２のもどり通路（冷媒通路）１２に介装した供
給ポンプ１３が駆動される。このポンプ１３によ
り、ロワタンク９内の冷却液５を電磁弁２５を介
してウオータジヤケツト２へと循環するようにし
て閉回路の冷却系を構成する。
また、制御回路１１は、冷却液温を検出する温
度センサ１４と、エンジン回転、アクセル開度、
燃料供給量等を検出する図示しない各センサから
の信号に基づいて、前記冷却フアン８を駆動制御
し、エンジンの冷却温度を運転条件に応じて最適
値に設定する。つまり、冷却系内は閉回路となつ
ているため、系内の圧力を変化させることによ
り、冷却液の沸点を上下させることができる。
度センサ１４と、エンジン回転、アクセル開度、
燃料供給量等を検出する図示しない各センサから
の信号に基づいて、前記冷却フアン８を駆動制御
し、エンジンの冷却温度を運転条件に応じて最適
値に設定する。つまり、冷却系内は閉回路となつ
ているため、系内の圧力を変化させることによ
り、冷却液の沸点を上下させることができる。
例えば、エンジンの発熱量が比較的少ない低負
荷時には、冷却フアン８の風量を減らしてコンデ
ンサ７での放熱、凝縮をある程度抑制し、冷却系
内の圧力を大気圧以上に高めることにより、冷却
液５の沸点を高める。これにより、エンジンの冷
却液温度を高めに維持して（例えば120℃）、冷却
損失の軽減を図る。
荷時には、冷却フアン８の風量を減らしてコンデ
ンサ７での放熱、凝縮をある程度抑制し、冷却系
内の圧力を大気圧以上に高めることにより、冷却
液５の沸点を高める。これにより、エンジンの冷
却液温度を高めに維持して（例えば120℃）、冷却
損失の軽減を図る。
これに対して、エンジンの発熱量が多い高負荷
時には、冷却フアン８の風量を増やしてコンデン
サ７での放熱、凝縮を促進し、すると系内の圧力
が大気圧以下となり冷却液５の沸点が下げられ、
エンジンの冷却液温度を低めに保ち（例えば90
℃）、良好な冷却状態を確保する。
時には、冷却フアン８の風量を増やしてコンデン
サ７での放熱、凝縮を促進し、すると系内の圧力
が大気圧以下となり冷却液５の沸点が下げられ、
エンジンの冷却液温度を低めに保ち（例えば90
℃）、良好な冷却状態を確保する。
冷却液５の沸騰気化潜熱は極めて大きく、また
蒸発冷却液によるコンデンサ７での放熱作用は十
分に高いことから、少量の冷却液５でエンジンを
効率良く冷却することができると共に、その冷却
温度を運転条件に応じて応答良く制御することが
可能であり、したがつて優れた冷却機能が得られ
るのである。
蒸発冷却液によるコンデンサ７での放熱作用は十
分に高いことから、少量の冷却液５でエンジンを
効率良く冷却することができると共に、その冷却
温度を運転条件に応じて応答良く制御することが
可能であり、したがつて優れた冷却機能が得られ
るのである。
他方、このような装置では、エンジンを停止し
て冷却液の温度が常温近くまで下がつた場合、そ
れまで蒸発していた冷却液が液化して系内の圧力
がかなり低下し、強い負圧を生じかねない。
て冷却液の温度が常温近くまで下がつた場合、そ
れまで蒸発していた冷却液が液化して系内の圧力
がかなり低下し、強い負圧を生じかねない。
そのため、補助通路１５，１６および電磁弁１
７，１８を介してウオータジヤケツト２に接続す
る補助タンク１９が設けられ、エンジン停止時に
補助通路１５を開き、低下した系内圧力と大気圧
との差圧を利用して補助タンク１９に貯えた補填
用の冷却液を、液面センサ２０の検出レベルまで
導入させる。
７，１８を介してウオータジヤケツト２に接続す
る補助タンク１９が設けられ、エンジン停止時に
補助通路１５を開き、低下した系内圧力と大気圧
との差圧を利用して補助タンク１９に貯えた補填
用の冷却液を、液面センサ２０の検出レベルまで
導入させる。
また、系内圧力の低下により外部からウオータ
ジヤケツト２に空気が入り込んだ場合、これを排
除するように、前記蒸気通路６の上部に空気通路
２１と電磁弁２２が設けられ、例えばエンジン始
動初期等に空気通路２１、補助通路１６を開くと
共に供給ポンプ１３を駆動し、補助タンク１９か
ら冷却液を強制的に送り込んで余分の空気を排出
しつつ冷却液面を所定のレベルに合わせる。この
空気は補助タンク１９の上部空気層に導びかれ、
フイルタ２３を介して外部に排出される。
ジヤケツト２に空気が入り込んだ場合、これを排
除するように、前記蒸気通路６の上部に空気通路
２１と電磁弁２２が設けられ、例えばエンジン始
動初期等に空気通路２１、補助通路１６を開くと
共に供給ポンプ１３を駆動し、補助タンク１９か
ら冷却液を強制的に送り込んで余分の空気を排出
しつつ冷却液面を所定のレベルに合わせる。この
空気は補助タンク１９の上部空気層に導びかれ、
フイルタ２３を介して外部に排出される。
そして、この状態において、エンジンの始動に
より冷却液の温度が上昇し所定の温度に達する
と、冷却液は沸騰、蒸発を開始するが、このとき
液面センサ１０，２４の検出レベルに応じて補助
通路１５を開き、冷却液を大気圧下で沸騰、蒸発
させ、その蒸発圧力によつて補填された分の冷却
液を補助タンク１９へと押し戻す。
より冷却液の温度が上昇し所定の温度に達する
と、冷却液は沸騰、蒸発を開始するが、このとき
液面センサ１０，２４の検出レベルに応じて補助
通路１５を開き、冷却液を大気圧下で沸騰、蒸発
させ、その蒸発圧力によつて補填された分の冷却
液を補助タンク１９へと押し戻す。
この場合、供給ポンプ１３は液面センサ１０に
応じて駆動され、ジヤケツト２内の液面を適正レ
ベルに保つようにロワタンク９から冷却液を送
り、ロワタンク９内の液面が所定レベルになると
停止される。
応じて駆動され、ジヤケツト２内の液面を適正レ
ベルに保つようにロワタンク９から冷却液を送
り、ロワタンク９内の液面が所定レベルになると
停止される。
これにより、蒸発圧力を大気圧に保ちながら、
系内の冷却液を適正量に復帰ならびに設定するの
である。したがつて、系内に空気が入り込むよう
なことは防止され、コンデンサ７での熱交換効率
が良好に維持される。
系内の冷却液を適正量に復帰ならびに設定するの
である。したがつて、系内に空気が入り込むよう
なことは防止され、コンデンサ７での熱交換効率
が良好に維持される。
このようにして、常に沸騰冷却の的確な冷却作
用が得られ、その高い冷却性能が維持されると共
に、前記冷却フアン８の風量に応じて冷却液の沸
点圧力を大気圧以下に任意に下げることができ、
前述したたようにエンジンの高負荷時等に冷却温
度を100℃以下（水を用いた場合）に設定するこ
とが可能となつている。
用が得られ、その高い冷却性能が維持されると共
に、前記冷却フアン８の風量に応じて冷却液の沸
点圧力を大気圧以下に任意に下げることができ、
前述したたようにエンジンの高負荷時等に冷却温
度を100℃以下（水を用いた場合）に設定するこ
とが可能となつている。
なお、上記装置では、少量の冷却液でエンジン
の冷却を行なえるから、ウオータジヤケツト２は
もちろん、コンデンサ７、供給ポンプ１３等も小
さくてすみ、冷却系の小型化、軽量化を図れる。
また、エンジンの暖機時間を短縮することが可能
になると共に、コンデンサ７での放熱効率が良好
なことから、冷却フアン８の駆動動力を低減で
き、騒音ならびに燃費の改善が図れるという利点
がある。
の冷却を行なえるから、ウオータジヤケツト２は
もちろん、コンデンサ７、供給ポンプ１３等も小
さくてすみ、冷却系の小型化、軽量化を図れる。
また、エンジンの暖機時間を短縮することが可能
になると共に、コンデンサ７での放熱効率が良好
なことから、冷却フアン８の駆動動力を低減で
き、騒音ならびに燃費の改善が図れるという利点
がある。
ところで、内燃機関の高出力化を図るものとし
て、排気ガスのエネルギによりタービンを駆動
し、これと連動するコンプレツサにより機関に吸
入される空気を過給するターボ過給機等が知られ
ている。
て、排気ガスのエネルギによりタービンを駆動
し、これと連動するコンプレツサにより機関に吸
入される空気を過給するターボ過給機等が知られ
ている。
このような過給機では、自然吸気に比較して多
量の空気をシリンダ内に押し込むので、その分だ
け燃料の増量が可能となり、機関を大型化するこ
となく出力を増大することができるのである。
量の空気をシリンダ内に押し込むので、その分だ
け燃料の増量が可能となり、機関を大型化するこ
となく出力を増大することができるのである。
ところが、この過給機によつて吸入空気を圧縮
する際に吸気温度が上昇し、これをそのまま機関
に供給する場合には、空気密度の低下により実質
的な吸気充填効率はそれほど高まらず、またガソ
リン機関では吸気温度の上昇に伴いノツキングが
生じやすくなるという問題が派生し、このため圧
縮比を下げたり、点火時期を遅らせたりしてい
た。
する際に吸気温度が上昇し、これをそのまま機関
に供給する場合には、空気密度の低下により実質
的な吸気充填効率はそれほど高まらず、またガソ
リン機関では吸気温度の上昇に伴いノツキングが
生じやすくなるという問題が派生し、このため圧
縮比を下げたり、点火時期を遅らせたりしてい
た。
そこで、このような問題を解消し、過給機のも
つ優れた機能を保つために、従来温度の上昇した
吸入空気をシリンダに吸入される前に冷却するよ
うにしたインタクーラが実用化されている。
つ優れた機能を保つために、従来温度の上昇した
吸入空気をシリンダに吸入される前に冷却するよ
うにしたインタクーラが実用化されている。
第２図は空冷式のインタクーラを示すもので
（自動車工学−Vol.32，No.９・P86〜88 昭和58
年９月発行参照）、過給機２６で加圧された吸気
は長い吸気通路２７を通つて、車両２８の前端に
設置されたクーラ本体２９に流入し、ここから再
び吸気通路２７を通つて図示しない吸気マニホー
ルドに接続するスロツトルチヤンバ３０へと送ら
れる。
（自動車工学−Vol.32，No.９・P86〜88 昭和58
年９月発行参照）、過給機２６で加圧された吸気
は長い吸気通路２７を通つて、車両２８の前端に
設置されたクーラ本体２９に流入し、ここから再
び吸気通路２７を通つて図示しない吸気マニホー
ルドに接続するスロツトルチヤンバ３０へと送ら
れる。
このクーラ本体２９は、エンジンのラジエータ
（図示しない）と同じような構造で、車両２８の
走行時に車両２８の前方から流れ込む走行風によ
り内部を通る吸気を冷却する。
（図示しない）と同じような構造で、車両２８の
走行時に車両２８の前方から流れ込む走行風によ
り内部を通る吸気を冷却する。
しかし、このような空冷式のインタクーラで
は、クーラ本体２９の設置場所の関係から吸気通
路２７がかなり長くなつてしまい、また熱交換率
が低いため大型のものが必要となつている。
は、クーラ本体２９の設置場所の関係から吸気通
路２７がかなり長くなつてしまい、また熱交換率
が低いため大型のものが必要となつている。
これに対して、第３図に示すものは水冷式のイ
ンタクーラで、クーラ本体３１は過給機２６とス
ロツトルチヤンバ３２との間の吸気通路３３に介
装され、ここでエンジン３４に過給される空気が
クーラ本体３１内の冷却水と熱交換し冷却され
る。
ンタクーラで、クーラ本体３１は過給機２６とス
ロツトルチヤンバ３２との間の吸気通路３３に介
装され、ここでエンジン３４に過給される空気が
クーラ本体３１内の冷却水と熱交換し冷却され
る。
このクーラ本体３１もエンジンのラジエータと
ほぼ同様の構造で、その冷却水は電動ポンプ３５
により放熱器３６に送られると共に、この放熱器
３６に冷却フアン等から送風され、放熱後の冷却
水がクーラ本体３１に循環される。
ほぼ同様の構造で、その冷却水は電動ポンプ３５
により放熱器３６に送られると共に、この放熱器
３６に冷却フアン等から送風され、放熱後の冷却
水がクーラ本体３１に循環される。
このような水冷式のインタクーラにあつては、
吸気通路３３がそれほど長くなることはなく、ま
た水と空気との熱交換であるので比較的良好な冷
却効率が得られる。なお、３７はサーモバルブで
ある。
吸気通路３３がそれほど長くなることはなく、ま
た水と空気との熱交換であるので比較的良好な冷
却効率が得られる。なお、３７はサーモバルブで
ある。
しかしながら、このような水冷式のインタクー
ラでは、冷却水をかなり多量に循環することが必
要で、そのためポンプ３５の駆動動力が大きくな
り、バツテリ等の負担が増加することは避けられ
ない。
ラでは、冷却水をかなり多量に循環することが必
要で、そのためポンプ３５の駆動動力が大きくな
り、バツテリ等の負担が増加することは避けられ
ない。
さらには、放熱器３６を備えるためコストの上
昇を招いてしまう。例えば、エンジンのラジエー
タで放熱器３６を兼ね冷却水を共用すれば放熱器
３６が不要となるが、このようにするとエンジン
側に合わせて冷却水温が高くなり、したがつて吸
気との温度差が小さくなるので、冷却効率が悪化
してしまい、期待した性能を得ることは難しい。
更にインタクーラを沸騰冷却としたものは、特開
昭56−146417があるが、構造が複雑であり、きめ
細かな温度制御がなく、又系路内に空気が入つた
場合、著しく冷却効率を損うものである。
昇を招いてしまう。例えば、エンジンのラジエー
タで放熱器３６を兼ね冷却水を共用すれば放熱器
３６が不要となるが、このようにするとエンジン
側に合わせて冷却水温が高くなり、したがつて吸
気との温度差が小さくなるので、冷却効率が悪化
してしまい、期待した性能を得ることは難しい。
更にインタクーラを沸騰冷却としたものは、特開
昭56−146417があるが、構造が複雑であり、きめ
細かな温度制御がなく、又系路内に空気が入つた
場合、著しく冷却効率を損うものである。
（発明の目的）
この発明は、過給機を備えたエンジンの冷却と
吸気の冷却を、冷媒の沸騰気化潜熱を利用して行
なわせ、優れた性能を有する沸騰冷却装置を提供
することを目的としている。
吸気の冷却を、冷媒の沸騰気化潜熱を利用して行
なわせ、優れた性能を有する沸騰冷却装置を提供
することを目的としている。
（発明の構成および作用）
そのためにこの発明は、吸気を過給する過給機
を備える一方、前述したような沸騰冷却装置を備
えたエンジンにおいて、過給機下流の吸気通路に
吸気を冷却するインタクーラ本体を介装し、この
クーラ本体にコンデンサからの液化冷媒を供給す
る圧送手段が設けられると共に、クーラ本体から
の冷媒蒸気をコンデンサの入口側に導く循環通路
が形成される。
を備える一方、前述したような沸騰冷却装置を備
えたエンジンにおいて、過給機下流の吸気通路に
吸気を冷却するインタクーラ本体を介装し、この
クーラ本体にコンデンサからの液化冷媒を供給す
る圧送手段が設けられると共に、クーラ本体から
の冷媒蒸気をコンデンサの入口側に導く循環通路
が形成される。
エンジンウオータジヤケツト内で沸騰した冷媒
蒸気はコンデンサへと導入されると共に、インタ
クーラ本体でも冷媒を沸騰させ、その蒸気が同じ
くコンデンサへと導入される。そして、これらの
冷媒蒸気はコンデンサで凝縮後、ウオータジヤケ
ツトおよびインタクーラ本体へと循環させる。
蒸気はコンデンサへと導入されると共に、インタ
クーラ本体でも冷媒を沸騰させ、その蒸気が同じ
くコンデンサへと導入される。そして、これらの
冷媒蒸気はコンデンサで凝縮後、ウオータジヤケ
ツトおよびインタクーラ本体へと循環させる。
したがつて、過給機からの加圧吸気をエンジン
と同様、冷媒の持つ大きな沸騰気化潜熱により効
率良く冷却することが可能となり、これにより装
置を複雑にすることなく優れた冷却機能、冷却性
能が得られるのである。
と同様、冷媒の持つ大きな沸騰気化潜熱により効
率良く冷却することが可能となり、これにより装
置を複雑にすることなく優れた冷却機能、冷却性
能が得られるのである。
（実施例）
第４図は本発明の実施例を示す構成断面図で、
１はエンジン本体、２はウオータジヤケツト、５
は冷却液（冷媒）、６は蒸気通路である。
１はエンジン本体、２はウオータジヤケツト、５
は冷却液（冷媒）、６は蒸気通路である。
また、７はコンデンサ、８は冷却フアン、９は
ロワタンク、１２は冷媒通路、１３は供給ポン
プ、１９は補助タンク、１７，２２，３８は電磁
弁、１４は温度センサ、１０，２４は液面センサ
を示す。
ロワタンク、１２は冷媒通路、１３は供給ポン
プ、１９は補助タンク、１７，２２，３８は電磁
弁、１４は温度センサ、１０，２４は液面センサ
を示す。
これらの構成ならびに機能、作用は、ほぼ前記
第１図で述べた通りであり、その他の構成と同
様、第１図と実質的に同一の部分には同符号を付
してある。ただし、３８は三方向電磁弁である。
第１図で述べた通りであり、その他の構成と同
様、第１図と実質的に同一の部分には同符号を付
してある。ただし、３８は三方向電磁弁である。
一方、３９，４０はエンジンの吸気通路と排気
通路で、吸気通路３９の途中に過給機２６の吸気
コンプレツサが介装され、排気通路４０に介装さ
れた排気タービンに連動して吸入空気を圧送す
る。
通路で、吸気通路３９の途中に過給機２６の吸気
コンプレツサが介装され、排気通路４０に介装さ
れた排気タービンに連動して吸入空気を圧送す
る。
そして、この吸気コンプレツサ下流の吸気通路
３９に、吸気コンプレツサからの加圧吸気を冷却
するためのインタクーラ本体４１が介装される。
３９に、吸気コンプレツサからの加圧吸気を冷却
するためのインタクーラ本体４１が介装される。
このインタクーラ本体４１は、内側に第５図に
示すように多数の空気管４２が配列され、この空
気管４２がクーラ本体４１前後の吸気通路３９と
接続される。
示すように多数の空気管４２が配列され、この空
気管４２がクーラ本体４１前後の吸気通路３９と
接続される。
この空気管４２を除くクーラ本体４１の内部４
３は、吸気通路３９やクーラ本体４１外と隔成さ
れており、上部に所定の空間部を残して冷却液５
が充填される（後述する）。
３は、吸気通路３９やクーラ本体４１外と隔成さ
れており、上部に所定の空間部を残して冷却液５
が充填される（後述する）。
そして、このクーラ本体４１の上部に比較的径
の大きい循環通路４４が開口し、この循環通路４
４の他端が前記コンデンサ７の入口側に接続され
る。
の大きい循環通路４４が開口し、この循環通路４
４の他端が前記コンデンサ７の入口側に接続され
る。
他方、クーラ本体４１の下部に小径の供給通路
４５が開口し、この供給通路４５の他端がコンデ
ンサ７の出口側に接続すると共に、その途中に電
動ポンプ４６が設置される。
４５が開口し、この供給通路４５の他端がコンデ
ンサ７の出口側に接続すると共に、その途中に電
動ポンプ４６が設置される。
供給通路４５は、この場合ロワタンク９のすぐ
下流の冷媒通路１２に接続される。
下流の冷媒通路１２に接続される。
電動ポンプ４６は、制御回路４７からの信号に
より駆動制御され、制御回路４７は吸気コンプレ
ツサとインタクーラ本体４１の間の吸気通路３９
に設置した圧力センサ４８からの過給圧検出値が
所定値を越えたときに、電動ポンプ４６を駆動す
る。
より駆動制御され、制御回路４７は吸気コンプレ
ツサとインタクーラ本体４１の間の吸気通路３９
に設置した圧力センサ４８からの過給圧検出値が
所定値を越えたときに、電動ポンプ４６を駆動す
る。
この場合、圧力センサ４８の代わりに温度セン
サを設置し、吸気温度が所定値を越えたときに、
電動ポンプ４６を駆動するようにしても良い。
サを設置し、吸気温度が所定値を越えたときに、
電動ポンプ４６を駆動するようにしても良い。
そして、この一方インタクーラ本体４１の側面
上部に本体４１内の冷却液面を一定レベルに保つ
オーバーフロー通路４９が形成され、この通路４
９の他端がロワタンク９に接続される。
上部に本体４１内の冷却液面を一定レベルに保つ
オーバーフロー通路４９が形成され、この通路４
９の他端がロワタンク９に接続される。
なお、制御回路４７は、第１図での制御回路１
１の機能も備えており、前述と同様、各アクチユ
エータ８，１３，１７，２２，３８等の制御も行
なう。
１の機能も備えており、前述と同様、各アクチユ
エータ８，１３，１７，２２，３８等の制御も行
なう。
このように構成され、次に作用を説明する。
エンジン始動時には、ウオータジヤケツト２、
蒸気通路６、コンデンサ７、インタクーラ本体４
１、循環通路４４等、補助タンク１９からの冷却
液５で満たされており、この状態から余剰分の冷
却液５はウオータジヤケツト２内で沸騰し始めた
冷却液５の蒸発力により、補助通路１５を介して
補助タンク１９へと戻される。
蒸気通路６、コンデンサ７、インタクーラ本体４
１、循環通路４４等、補助タンク１９からの冷却
液５で満たされており、この状態から余剰分の冷
却液５はウオータジヤケツト２内で沸騰し始めた
冷却液５の蒸発力により、補助通路１５を介して
補助タンク１９へと戻される。
このとき、ウオータジヤケツト２内の冷却液５
は、液面センサ１０，２４の検出値に応じて駆動
される供給ポンプ１３により適正レベルに設置さ
れる一方、循環通路４４およびインタクーラ本体
４１内の冷却液５は、オーバーフロー通路４９か
らロワタンク９、ウオータジヤケツト２を介して
排出され、これによりインタクーラ本体４１内の
冷却液５はオーバーフロー通路４９に対応した液
面レベルに設定される。
は、液面センサ１０，２４の検出値に応じて駆動
される供給ポンプ１３により適正レベルに設置さ
れる一方、循環通路４４およびインタクーラ本体
４１内の冷却液５は、オーバーフロー通路４９か
らロワタンク９、ウオータジヤケツト２を介して
排出され、これによりインタクーラ本体４１内の
冷却液５はオーバーフロー通路４９に対応した液
面レベルに設定される。
そして、この後ウオータジヤケツト２内で沸騰
した冷却液５の蒸気は、エンジンから気化潜熱を
奪いつつ蒸気通路６からコンデンサ７へと流入
し、ここで冷却フアン８からの風量に応じて冷却
凝縮された後、ロワタンク９に貯留される。
した冷却液５の蒸気は、エンジンから気化潜熱を
奪いつつ蒸気通路６からコンデンサ７へと流入
し、ここで冷却フアン８からの風量に応じて冷却
凝縮された後、ロワタンク９に貯留される。
この冷却液５の蒸発に伴い、ウオータジヤケツ
ト２内の液面がセンサ１０のレベルより下がる
と、供給ポンプ１３が駆動され、ロワタンク９内
の冷却液５がウオータジヤケツト２へと循環され
る。
ト２内の液面がセンサ１０のレベルより下がる
と、供給ポンプ１３が駆動され、ロワタンク９内
の冷却液５がウオータジヤケツト２へと循環され
る。
他方、エンジンの運転条件に応じて過給機２６
が作動し、過給機２６で加圧された高温の吸気が
インタクーラ本体４１を通ると、その吸気からの
熱でクーラ本体４１内の冷却液５が加熱され、こ
のとき所定の温度（ウオータジヤケツト２内の冷
却液温と同一温度）に達すると、冷却液５は沸騰
し始め、吸気から気化潜熱を奪いながら蒸発を始
める。
が作動し、過給機２６で加圧された高温の吸気が
インタクーラ本体４１を通ると、その吸気からの
熱でクーラ本体４１内の冷却液５が加熱され、こ
のとき所定の温度（ウオータジヤケツト２内の冷
却液温と同一温度）に達すると、冷却液５は沸騰
し始め、吸気から気化潜熱を奪いながら蒸発を始
める。
そして、この蒸気はクーラ本体４１の上部から
循環通路４４を介して、ウオータジヤケツト２か
らの蒸気と同様コンデンサ７に流入し、ここで冷
却凝縮された後、ロワタンク９に貯留される。
循環通路４４を介して、ウオータジヤケツト２か
らの蒸気と同様コンデンサ７に流入し、ここで冷
却凝縮された後、ロワタンク９に貯留される。
過給機２６からの吸気温度が高温となる条件で
は、過給圧が高くなるため、圧力センサ４８の検
出値に応じて供給通路４５の電動ポンプ４６が駆
動され、したがつてロワタンク９内の冷却液５は
インタクーラ本体４１内にも循環される。この場
合、循環量が多いときには、オーバーフロー通路
４９からロワタンク９へ戻され、クーラ本体４１
内の液面が一定レベルに保たれる。
は、過給圧が高くなるため、圧力センサ４８の検
出値に応じて供給通路４５の電動ポンプ４６が駆
動され、したがつてロワタンク９内の冷却液５は
インタクーラ本体４１内にも循環される。この場
合、循環量が多いときには、オーバーフロー通路
４９からロワタンク９へ戻され、クーラ本体４１
内の液面が一定レベルに保たれる。
このようにして、エンジンならびに吸気が、冷
却液５の持つ大きな沸騰気化潜熱により効率良く
冷却されるのである。
却液５の持つ大きな沸騰気化潜熱により効率良く
冷却されるのである。
ここで、過給機２６からの吸気温度が150℃
（max）、ウオータジヤケツト２内の冷却液５の
沸点が100℃とすると、インタクーラ本体４１内
の冷却液５が100℃で沸騰するので、吸気温度と
の差は50℃であるが、沸騰による熱伝達は通常の
熱伝達と比べて2.7倍以上の熱流束が得られるこ
とから、従来の水冷却の場合のように水温を下げ
（例えば70℃）、吸気との温度差が大きくせずとも
極めて高い熱交換性能が得られる。
（max）、ウオータジヤケツト２内の冷却液５の
沸点が100℃とすると、インタクーラ本体４１内
の冷却液５が100℃で沸騰するので、吸気温度と
の差は50℃であるが、沸騰による熱伝達は通常の
熱伝達と比べて2.7倍以上の熱流束が得られるこ
とから、従来の水冷却の場合のように水温を下げ
（例えば70℃）、吸気との温度差が大きくせずとも
極めて高い熱交換性能が得られる。
この結果、冷却装置として優れた冷却性能が確
保されると共に、少量の冷却液５ででも十分に吸
気を冷却することが可能なため、電動ポンプ４６
等の駆動動力を大幅に軽減でき、さらにはコンデ
ンサ７を共用することができることから、装置が
複雑になることはなく、高い冷却機能を確保しつ
つコストの低減が図れるのである。
保されると共に、少量の冷却液５ででも十分に吸
気を冷却することが可能なため、電動ポンプ４６
等の駆動動力を大幅に軽減でき、さらにはコンデ
ンサ７を共用することができることから、装置が
複雑になることはなく、高い冷却機能を確保しつ
つコストの低減が図れるのである。
ところで、エンジンの運転条件に応じてウオー
タジヤケツト２およびクーラ本体４１内の冷却液
５の沸点を100℃以下に下げるようにすれば、具
体的には冷却フアン８の風量を増加するのである
が、このようにすればより高い冷却性能が得られ
る。
タジヤケツト２およびクーラ本体４１内の冷却液
５の沸点を100℃以下に下げるようにすれば、具
体的には冷却フアン８の風量を増加するのである
が、このようにすればより高い冷却性能が得られ
る。
また、圧力センサ４８の代わりに温度センサを
用い、吸気温度に応じて電動ポンプ４６を駆動す
れば、吸気温度が所定値を越えることがなく、し
たがつて特にガソリンエンジンの場合にノツキン
グを確実に回避することができる。
用い、吸気温度に応じて電動ポンプ４６を駆動す
れば、吸気温度が所定値を越えることがなく、し
たがつて特にガソリンエンジンの場合にノツキン
グを確実に回避することができる。
なお、エンジン停止後、各部の温度が低下する
と、ウオータジヤケツト２内やインタクーラ本体
４１内の圧力が低下するが、このとき補助通路１
５が開かれ、補助タンク１９から冷却液５が吸入
される。したがつて、エンジン停止時に外部から
空気等が侵入することは防止される。
と、ウオータジヤケツト２内やインタクーラ本体
４１内の圧力が低下するが、このとき補助通路１
５が開かれ、補助タンク１９から冷却液５が吸入
される。したがつて、エンジン停止時に外部から
空気等が侵入することは防止される。
（発明の効果）
過給機を備えたエンジンの冷却と吸気の冷却と
を冷媒の沸騰気化潜熱を利用して効率良く行なえ
ると共に、コンデンサを共用することが可能で、
装置が複雑化することなく優れた冷却性能、冷却
機能が得られるという効果がある。
を冷媒の沸騰気化潜熱を利用して効率良く行なえ
ると共に、コンデンサを共用することが可能で、
装置が複雑化することなく優れた冷却性能、冷却
機能が得られるという効果がある。
第１図は先願例の沸騰冷却装置の構成断面図、
第２図，第３図はそれぞれ従来のインタクーラの
概略図と構成断面図、第４図は本発明の実施例を
示す構成断面図、第５図はそのインタクーラ本体
の横断面図である。 １…エンジン本体、２…ウオータジヤケツト、
６…蒸気通路、７…コンデンサ、８…冷却フア
ン、９…ロワタンク、１０…液面センサ、１２…
冷媒通路、１３…供給ポンプ、１４…温度セン
サ、１７…電磁弁、１９…補助タンク、２４…液
面センサ、２６…過給機、３８…電磁弁、３９…
吸気通路、４１…インタクーラ本体、４４…循環
通路、４５…供給通路、４６…電動ポンプ、４７
…制御回路、４８…圧力センサ、４９…オーバー
フロー通路。
第２図，第３図はそれぞれ従来のインタクーラの
概略図と構成断面図、第４図は本発明の実施例を
示す構成断面図、第５図はそのインタクーラ本体
の横断面図である。 １…エンジン本体、２…ウオータジヤケツト、
６…蒸気通路、７…コンデンサ、８…冷却フア
ン、９…ロワタンク、１０…液面センサ、１２…
冷媒通路、１３…供給ポンプ、１４…温度セン
サ、１７…電磁弁、１９…補助タンク、２４…液
面センサ、２６…過給機、３８…電磁弁、３９…
吸気通路、４１…インタクーラ本体、４４…循環
通路、４５…供給通路、４６…電動ポンプ、４７
…制御回路、４８…圧力センサ、４９…オーバー
フロー通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 吸気を過給する過給機を備える一方、大部分
を液相冷媒で満たしたエンジンウオータジヤケツ
トと内部を気相状に保つたコンデンサとを、上部
の冷媒蒸気を流す蒸気通路とコンデンサからの液
化冷媒を供給ポンプを介して戻す冷媒通路とで連
通して冷媒が循環する閉回路を形成し、コンデン
サに強制冷却風を供給する冷却フアンを設け、液
相冷媒を貯留した補助タンクを弁手段を介して前
記閉回路に接続したエンジンにおいて、過給機下
流の吸気通路に吸気を冷却するインタクーラ本体
を介装し、このクーラ本体に前記コンデンサから
の液化冷媒を供給する圧送手段を設けると共に、
クーラ本体からの冷媒蒸気をコンデンサの入口側
に導く循環通路を形成したことを特徴とする過給
機付エンジンの沸騰冷却装置。 ２ 上記圧送手段は、コンデンサの出口側とイン
タクーラ本体とを接続する供給通路と、この通路
に設置された電動ポンプとからなる特許請求の範
囲第１項記載の過給機付エンジンの沸騰冷却装
置。 ３ 上記電動ポンプは、過給機の過給圧もしくは
吸気温度が所定値を越えたときに駆動されるよう
になつている特許請求の範囲第２項記載の過給機
付エンジンの沸騰冷却装置。 ４ 上記インタクーラ本体は、本体内の冷媒液面
を一定レベルに保つオーバーフロー通路を備える
特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載
の過給機付エンジンの沸騰冷却装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020498A JPS60164614A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 過給機付エンジンの沸騰冷却装置 |
| US06/697,924 US4563983A (en) | 1984-02-07 | 1985-02-04 | Intercooler arrangement for supercharged internal combustion engine |
| DE19853504038 DE3504038A1 (de) | 1984-02-07 | 1985-02-06 | Zwischenkuehleranordnung fuer einen aufgeladenen verbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020498A JPS60164614A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 過給機付エンジンの沸騰冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164614A JPS60164614A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH0534490B2 true JPH0534490B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=12028822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020498A Granted JPS60164614A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 過給機付エンジンの沸騰冷却装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4563983A (ja) |
| JP (1) | JPS60164614A (ja) |
| DE (1) | DE3504038A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011202584A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Toyota Motor Corp | ランキンサイクルシステム |
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| DE102007010123A1 (de) | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Behr Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Ladeluftkühlung, System zur Turboaufladung und/oder Ladeluftkühlung, Verfahren zur Ladeluftkühlung |
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-
1984
- 1984-02-07 JP JP59020498A patent/JPS60164614A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-04 US US06/697,924 patent/US4563983A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-02-06 DE DE19853504038 patent/DE3504038A1/de active Granted
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Also Published As
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|---|---|
| JPS60164614A (ja) | 1985-08-27 |
| DE3504038C2 (ja) | 1988-06-23 |
| US4563983A (en) | 1986-01-14 |
| DE3504038A1 (de) | 1985-08-14 |
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