JPS603941Y2 - 過給機付内燃機関における給気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は過給機付内燃機関において、過給機により送ら
れてきた空気を内燃機関に給気するようにした過給機付
内燃機関における給気装置に関するものである。

内燃機関において、機関の出力を増大させる方法として
、過給機により空気の圧力を高めて密度の濃い空気を機
関に供給し、燃焼効率を上昇させる方法が知られている
。

ところが、この過給方法では空気が高圧となると共に、
その温度が上昇し、熱膨張して体積を増すために空気の
密度がその熱膨張した分だけ濃くならない。

そこで過給機と給気マニホールド間に冷却器を設けて高
圧となった空気の温度上昇を防いで密度を濃くし、機関
の出力をさらに増大させようとする方法が実用化されて
いる。

この冷却器が中間冷却器と呼ばれるものである。

この中間冷却器を装備する過給方法の従来例を第１図を
用いて説明すると、まず、過給機１により圧縮された空
気は、中間冷却器２で冷却され、給気マニホールド３よ
り内燃機関４に供給される。

この供給される空気は過給機１により昇圧され、しかも
密度が濃いので、内燃機関４の燃焼効率がよく、出力も
大きくなるのである。

５は排気マニホールドで、燃焼後の排気ガスはここから
外に排出される。

次に第２図に従来より用いられているフィンアンドチュ
ーブ型の中間冷却器の断面図を示す。

６はアッパータンク、７はアッパータンクの吸気側６ａ
と排気側６ｂとを仕切る壁、８は冷却フィン、９は空気
の冷却通路であるチューブ、１０はロアタンクであり、
冷却フィン８とチューブ９で構成される空気冷却部は特
に冷却コア１９と呼ばれている。

過給機１により圧縮された空気はまずパイプ２ａよりア
ッパータンク６ａに供給され、冷却コア１９で冷却され
てロアタンク１０に移送され、再び冷却コア１９で冷却
されてアッパータンク６ｂに至り、パイプ２ｂを通って
給気マニホールド３へと導かれる。

この中間冷却器２には一般にアルミ材が使用されており
、過給機１より送られてくる空気の圧力が高い時は効率
よく働くが、圧力が低い時、即ち低負荷時には空気が過
冷却され、水の凝集をひきおこして腐食の原因となった
り、機関の燃焼を悪化させ燃費が悪くなるという欠点が
ある。

また、低負荷時には空気が中間冷却器２のコア部１９を
通過する時の抵抗により燃焼効率を悪化させ、燃費を落
とす原因となっている。

これらの欠点を補う方法として、従来よりチップタービ
ンファンシステムを採用して低負荷時には空気を冷却し
ないようにしたもの、電動ファンを採用して冷却風量の
調整を行なうものが実用化されている。

しかしながら、上述した従来のシステムは、構造全体が
非常に複雑となり、製造コストがアップするという欠点
があった。

本考案は上述した従来の実情に鑑み、その欠点を解消す
べく創案されたものであって、従来の中間冷却器に設け
られているアッパータンクを、バイパス系路に利用する
だけの簡単な構造によってできる過給機付内燃機関にお
ける給気装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を遠戚する本考案による過給機付内燃機関にお
ける給気装置は、内燃機関に装備した過給機と給気マニ
ホールドとの間を、冷却コアの上方がアッパータンクに
形成された中間冷却器により連結するようになし、前記
中間冷却器のアッパータンクをアッパータンク内に設け
た開閉弁によりバイパス系路に構成すると共に、前記開
閉弁を上記過給機によって圧縮された空気の圧力に応じ
て低圧時には開き高圧時には開閉じるように構成したこ
とを特徴とするものである。

以下、本考案を一実施例に示す第３図〜第４について説
明する。

中間冷却器の一部を示す第３図Ａおよび第３図Ｂのよう
に、２は中間冷却器、２ａは過給機と中間冷却器２を結
ぶパイプの一部、２ｂは中間冷却器２と給気マニホール
ドとを結ぶパイプの一部、１１はパイプ２ａの内部の気
体の圧力を検知する圧力検知器で筒状をなしており、内
部に圧力検知板１６とそれに接続している検出軸１７を
バネ１５で押圧して構成されている。

一方、中間冷却器２のアッパータンク６内には、従来吸
気側と排気側とを仕切る仕切板のあった位置に、開閉弁
１３が設けられており、回転軸１８を中心に回転できる
ようになっている。

この検出軸１７の動きを回転軸１８に伝え、開閉弁１３
を動作させる働きをするのが開閉弁駆動装置１２で、１
２は検出軸１７に枢着する連結板１２ａと、一端はこの
連結板１２ａと枢着し、他端は回転軸１８に接続するク
ランク型アーム１２ｂとから構成されている。

１４はバネでクランク型アーム１２ｂと回転軸１８とを
押圧するか、またはクランク型アームに回転力を与える
働きをする。

ここで本考案の実施例の動作について説明すると、まず
過給機より送られてくる空気の圧力が低い時、即ち第３
図Ａの状態の時はパイプ２ａ内の圧力が低いので、圧力
検知器１１の圧力検知板１６には圧力が加わらず、開閉
弁駆動装置１２は動かない。

この時に中間冷却器２のアッパータンク６内に設けられ
ている開閉弁１３が開放になるようにしておけば、過給
機より送られてくる圧力の低い空気は、 過給機→アッパータンク→給気マニホールドのように流
れ、アッパータンク６がバイパス系路を形成するので、
空気抵抗の多い中間冷却器の冷却コア部１９は通過しな
い。

次に過給機から送られてくる空気の圧力が高くなると、
この圧力の程度に応じて圧力検知器１１の筒内にある圧
力検知板１６が筒内に押し込められて、検知軸１７を部
外に押し出す。

この動きを開閉弁駆動装置１２が回転軸１８に伝えてパ
イプ２ａ内の圧力が高くなるにつれて開閉弁１３を閉じ
、この圧力がある設定値を越えると第３図Ｂに示すよう
な開閉弁が閉じる状態となる。

この時過給機から送られてくる高温高圧の空気は、バイ
パス系路が遮断されたので 過給機→アッパータンク→中間冷神器コア→ロアタンク
→中間冷却器コア→アッパータンク→給気マニホールド のように流れ高温高圧の空気は中間冷却器２の冷却コア
１９で冷却されて、給気マニホールドに供給される。

本実施例では圧力検出器１１および開閉弁駆動装置１２
を機械式による具体例で示したが、これらは電気的な装
置を用いても実現できる。

即ち第４図に示すように中間冷却器２の本体に過給機に
よる空気の圧縮度を検出できる圧力検知器１１と、この
圧力検知器１１の出力に応じて開閉弁１３を開閉駆動す
る開閉駆動装置１２、およびアッパータンク６内に設置
した開閉弁１３によって形威されるバイパス系路とによ
り、本考案の目的は達せられるのであって、これらの機
構には機械式や電気式等各種のものが考えられる。

このように、本考案にあっては、過給機付の内燃機関に
おいて、中間冷却器２のアッパータンク６内に設けられ
ていた従来の吸気側と排気側とを仕切る仕切板７位置に
、開閉弁１３を設けることによって、冷却コア１９上方
のアッパータンク６内を、バイパス系路に構成するよう
になし、このバイパス系路のみを開閉する開閉弁１３を
、過給機１によって圧縮された空気の圧力に応じて低圧
時には開状態となし、過給機１の空気を、抵抗の多い冷
却コア１９内を通過させることなく、冷却コア１９上方
のアッパータンク６内のバイパス系路を通過させて冷却
されない空気となして給気マニホールド３に供給するよ
うになすと共に、高圧時にはアッパータンク６のバイパ
ス系路が開閉弁１３の開状態により閉塞されるのを利用
して、過給機１の空気を、冷却コア１９内を通過させる
ようになし、冷却された空気を給気マニホールド３に供
給するようになすことによって、従来の中間冷却器２の
アッパータンク６を、過給機付内燃機関における給気装
置に利用することができる。

これを要するに本考案による過給機付内燃機関における
給気装置は、内燃機関に装備した過給機と給気マニホー
ルドとの間を、冷却コアの上方がアッパータンクに形成
された中間冷却器により連結するようになし、前記中間
冷却器のアッパータンクをアッパータンク内に設けた開
閉弁によりバイパス系路に構成すると共に、前記開閉弁
を、上記過給機によって圧縮された空気の圧力に応じて
低圧時には開き高圧時には閉じるように構成したが故に
、従来の中間冷却器に設けられている冷却コア上方のア
ッパータンクを利用して、このアッパータンク内に開閉
弁を設けることにより、アッパータンク内を、極めて簡
単にバイパス系路に構成することができる。

しかも、アッパータンクは、このバイパス系路を開閉す
る開閉弁により、過給機によって圧縮された空気の圧力
に応じて低圧時には開閉弁の開状態により冷却コアを通
過しない空気を給気マニホールドに供給できると共に、
高負荷時には開閉弁の閉状態により冷却コアを通過した
空気を給気マニホールドに供給できる過給機付内燃機関
における給気装置に構成することができる。

したがって、本考案にあっては、過給機付内燃機関にお
ける給気装置を、従来の中間冷却器に設けられている冷
却コア上方のアッパータンクを利用して、アッパータン
クのみを開閉する開閉弁を設けるという極めて簡単な構
造で、別個なバイパス系路を中間冷却器に並列させて設
けることなく提供することができるため、この種の過給
機付内燃機関における給気装置を、全体構造は複雑とす
ることがなく、製造コストを低減して具現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の中間冷却器を装備する内燃機関の給気方
法を示す概略図、第２図は従来のフィンアンドチューブ
型の中間冷却器の断面図、第３図ＡおよびＢは本考案の
実施例を具体的に示した中間冷却器の一部断面図、第４
図は本考案の構成例を一般的に示した一部断面図である
。 １・・・・・・過給機、２・・・・・・中間冷却器、３
・・・・・・給気マニホールド、４・・・・・・内燃機
関、６・・・・・・アッパータンク、１１・・・・・・
圧力検知器、１２・・・・・・開閉弁駆動装置、１３・
・・・・・開閉弁、１９・・・・・・冷却コア。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関に装備した過給機と給気マニホールドとの間に
   、冷却コアの上方がアッパータンクに形成された中間冷
   却器を設け、前記中間冷却器のアッパータンクを、パイ
   プを介して過給機と給気マニホールドとに連結すると共
   に、アッパータンク内に設けた開閉弁によりバイパス系
   路に構成し、前記開閉弁を上記過給機によって圧縮され
   た空気の圧力に応じて低圧時には開き高圧時には閉じる
   ように構成したことを特徴とする過給機付内燃機関にお
   ける給気装置。