内燃机
阅读：1015发布：2021-02-02
专利汇可以提供内燃机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 内燃机 ，在所述内燃机中的进气通路安装有压送进气的 压缩机 。在进气通路中的比压缩机靠下游侧的部分安装有对进气进行冷却的中冷器。在内燃机中的排气通路连接有使在排气通路中流通的排气的一部分回流的EGR通路的一端。EGR通路的另一端连接于进气通路中的比压缩机靠上游侧的部分。在进气通路中，在从与EGR通路连接的连接部分到压缩机的部分安装有除去气体所包含的 水 分的除湿机。，下面是内燃机专利的具体信息内容。
1.一种内燃机，其特征在于，具备：
供进气流通的进气通路；
供排气流通的排气通路；
压缩机，设置于所述进气通路，构成为压送进气；
中冷器，设置于所述进气通路中的比所述压缩机靠下游侧的部分，构成为对进气进行冷却；
EGR通路，连接于所述排气通路，使在所述排气通路中流通的所述排气的一部分回流到所述进气通路中的比所述压缩机靠上游侧的部分；以及
除湿机，设置于所述进气通路中的从与所述EGR通路连接的连接部分到所述压缩机的部分，构成为除去气体所包含的水分。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，
所述除湿机具备供所述气体流通的管状的热交换部，
所述除湿机构成为，通过对在所述热交换部的内部流通的所述气体进行冷却来除去气体所包含的水分，
所述热交换部具备流路截面面积比该热交换部的上游端的流路截面面积大的扩管部。
3.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，
所述除湿机具备供所述气体流通的管状的热交换部，
所述除湿机构成为，通过对在所述热交换部的内部流通的所述气体进行冷却来除去气体所包含的水分，
所述热交换部具备从所述热交换部的外周面突出的板状的翅片。
4.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，
所述热交换部具备从所述热交换部的外周面突出的板状的翅片。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机，其特征在于，
在所述除湿机连接有供给通路，所述供给通路将所述气体所包含的水分冷凝而得到的冷凝水向所述进气通路中的比中冷器靠下游侧的部分供给，
在所述供给通路设置有构成为将所述供给通路的流路切换为开状态和闭状态的供给阀。
内燃机
技术领域
[0001] 本发明涉及内燃机。
背景技术
[0002] 在日本特开2017-002867的内燃机的进气通路安装有涡轮增压器的压缩机。压缩机向进气通路中的比该压缩机靠下游侧处压送进气。在进气通路中的比压缩机靠下游侧的部分安装有对进气进行冷却的中冷器。另一方面，在内燃机的排气通路连接有使在该排气通路中流通的排气的一部分回流的EGR通路的一端。EGR通路的另一端连接于进气通路中的比压缩机靠上游侧的部分。
[0003] 在日本特开2017-002867的EGR通路的中途安装有除去排气所包含的水分的除湿机。因此，除去了水分的排气向进气通路中的比压缩机靠上游侧的部分回流。
发明内容
[0004] 在日本特开2017-002867的内燃机中，除去了水分的排气与从外部取入的进气的混合气体在进气通路中的比与EGR通路连接的连接部分靠下游侧处流通。该混合气体中的从外部取入的进气没有被除去水分。因此，当由中冷器对混合气体进行冷却时，有时在中冷器的内部产生冷凝水。在中冷器的内部产生的冷凝水可能成为中冷器的腐蚀等的原因。
[0005] 本发明的内燃机包括供进气流通的进气通路、供排气流通的排气通路、压缩机、中冷器、EGR通路以及除湿机。所述压缩机设置于所述进气通路，构成为压送进气。所述中冷器设置于所述进气通路中的比所述压缩机靠下游侧的部分，构成为对进气进行冷却。所述EGR通路连接于所述排气通路，使在所述排气通路中流通的排气的一部分回流到所述进气通路中的比所述压缩机靠上游侧的部分。所述除湿机设置于所述进气通路中的从与所述EGR通路连接的连接部分到所述压缩机的部分，构成为除去气体所包含的水分。
[0006] 在上述构成中，能够除去从外部向进气通路导入的进气与从EGR通路向进气通路导入的排气的混合气体的水分。因此，除去了水分的混合气体在进气通路中的比除湿机靠下游侧处流通。由此，即使由中冷器对混合气体进行冷却，在中冷器的内部也难以产生冷凝水。
[0007] 在上述内燃机中，所述除湿机可以具备供所述气体流通的管状的热交换部。所述除湿机可以构成为，通过对在所述热交换部的内部流通的所述气体进行冷却来除去所述气体所包含的水分。所述热交换部可以具备流路截面面积比该热交换部的上游端的流路截面面积大的扩管部。
[0008] 在上述构成中，通过气体在热交换部中流通的期间中被冷却，从而使气体所包含的水分冷凝来除去气体所包含的水分。在此，在上述构成中，在热交换部的扩管部中流通的气体的流速比在比热交换部靠上游侧的进气通路中流通的气体的流速小。因此，在上述构成中，气体在热交换部的扩管部中流通的时间变长，相应地气体容易被冷却。
[0009] 在上述内燃机中，所述热交换部可以具备从所述热交换部的外周面突出的板状的翅片。
[0010] 根据上述构成，由于翅片部的存在，可促进热交换部的内部的气体与热交换部的外部的热交换。由此，热交换部的内部的气体容易被冷却。在上述内燃机中，可以在所述除湿机连接有供给通路，所述供给通路将所述气体所包含的水分冷凝而得到的冷凝水向所述进气通路中的比中冷器靠下游侧的部分供给。可以在所述供给通路设置有将所述供给通路的流路切换为开状态和闭状态的供给阀。
[0011] 在上述构成中，当通过供给阀使供给通路的流路成为开状态时，经由供给通路向进气通路供给冷凝水。然后，当冷凝水在进气通路内、汽缸内气化而进气的温度降低时，汽缸内的燃料的燃烧温度也降低。由此，能够抑制与燃料的燃烧相伴的氮氧化物等的生成。附图说明
[0012] 以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
[0013] 图1是内燃机的整体图。
具体实施方式
[0014] 以下，根据图1对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，在简称为上游、下游时，表示进气、排气以及冷凝水的流动中的上游、下游。
[0015] 如图1所示，内燃机100具备用于从该内燃机100的外部导入进气的进气通路11。在进气通路11安装有除去进气所包含的异物的空气滤清器21。在进气通路11中的比空气滤清器21靠下游侧处安装有涡轮增压器40中的压缩机41。压缩机41向进气通路11中的比压缩机41靠下游侧处压送进气。在进气通路11中的比压缩机41靠下游侧处安装有节气门22。节气门22通过对进气通路11的流路进行开闭来控制该进气通路11的流通的进气量。在进气通路
11中的比节气门22靠下游侧处安装有中冷器23。中冷器23对由压缩机41压送的进气进行冷却。
11中的比节气门22靠下游侧处安装有中冷器23。中冷器23对由压缩机41压送的进气进行冷却。
[0016] 在进气通路11的下游端连接有使燃料与进气混合并燃烧的汽缸12。通过未图示的燃料喷射阀向汽缸12内喷射燃料，燃料在该汽缸12内燃烧。在汽缸12连接有用于从该汽缸12排出排气的排气通路13的上游端。在排气通路13安装有涡轮增压器40中的涡轮42。涡轮
42经由旋转轴43连结于压缩机41。当通过排气的流动而涡轮42旋转时，压缩机41也旋转。在排气通路13中的比涡轮42靠下游侧处安装有用于对排气进行净化的催化剂31。
42经由旋转轴43连结于压缩机41。当通过排气的流动而涡轮42旋转时，压缩机41也旋转。在排气通路13中的比涡轮42靠下游侧处安装有用于对排气进行净化的催化剂31。
[0017] 在排气通路13中的比催化剂31靠下游侧的部分连接有EGR通路51的上游端。EGR通路51的下游端连接于进气通路11中的空气滤清器21与压缩机41之间的部分。EGR通路51使在排气通路13中流通的排气的一部分回流到进气通路11中的比空气滤清器21靠下游侧、且比进气通路11中的压缩机41靠上游侧的部分。
[0018] 在EGR通路51安装有用于对回流的排气进行冷却的EGR冷却器52。在EGR通路51中的比EGR冷却器52靠下游侧处安装有EGR阀53。EGR阀53通过对EGR通路51的流路进行开闭来控制在该EGR通路51中流通的排气量。
[0019] 在进气通路11中，在从与EGR通路51的下游端连接的连接部分到压缩机41的部分安装有除去气体所包含的水分的除湿机60。除湿机60中的热交换部61整体上为圆管状。热交换部61的材质是导热率高的材质，例如是铝合金。除湿机60通过在热交换部61的内部与外部之间进行热交换，从而对在该热交换部61的内部流通的气体进行冷却。并且，除湿机60使气体所包含的水分冷凝来除去该气体所包含的水分。
[0020] 热交换部61可以大致分为位于上游侧的上游侧管部62、位于大致中央的扩管部63、以及位于下游侧的下游侧管部64。上游侧管部62的上游端连接于比除湿机60靠上游侧的进气通路11。上游侧管部62的上游端的内径与比除湿机60靠上游侧的进气通路11的下游端的内径大致相同。上游侧管部62的内径越靠下游侧则越大。
[0021] 在上游侧管部62的下游端连接有扩管部63的上游端。扩管部63的上游端的内径与上游侧管部62的下游端的内径大致相同。扩管部63的内径在扩管部63的轴线方向上大致恒定。即，在扩管部63的整个区域中，扩管部63的流路截面面积比热交换部61中的上游侧管部62的上游端的流路截面面积大。
[0022] 在扩管部63的下游端连接有下游侧管部64的上游端。下游侧管部64的上游端的内径与扩管部63的下游端的内径大致相同。下游侧管部64的内径越靠下游侧则越小。下游侧管部64的下游端连接于比除湿机60靠下游侧的进气通路11。下游侧管部64的下游端的内径与比除湿机60靠下游侧的进气通路11的上游端的内径大致相同。
[0023] 从热交换部61中的扩管部63的外周面朝向扩管部63的径向外侧突出有多个翅片部66。翅片部66为沿扩管部63的周向延伸的大致板状。在从扩管部63的轴线方向观察翅片部66时，翅片部66整体上为圆环形状。在本实施方式中，翅片部66的材质是与热交换部61相同的铝合金。即，翅片部66的导热率与热交换部61的导热率大致相同。另外，在本实施方式中，翅片部66通过焊接而相对于热交换部61中的扩管部63的外周面固定。此外，在图1中，简化地图示出翅片部66的数量、形状。
[0024] 在热交换部61连接有供给通路71的上游端。供给通路71的上游端连接于在热交换部61搭载于车辆的状态下该热交换部61的铅垂方向的最下方的位置。供给通路71的下游端连接于进气通路11中的比中冷器23靠下游侧的部分。供给通路71将在热交换部61中产生的冷凝水向进气通路11中的比中冷器23靠下游侧的部分供给。
[0025] 在供给通路71安装有用于储存在热交换部61中产生的冷凝水的冷凝水罐72。冷凝水罐72配置于在搭载于车辆的状态下比热交换部61靠铅垂方向下侧的位置。因此，在热交换部61中产生的冷凝水通过重力而经由供给通路71被引导至冷凝水罐72。在供给通路71中的比冷凝水罐72靠下游侧处安装有泵73。泵73将冷凝水从冷凝水罐72侧向比中冷器23靠下游侧的进气通路11侧压送。在供给通路71的下游侧端部安装有将供给通路71的流路切换为开状态和闭状态的供给阀74。供给阀74将由泵73压送的冷凝水向进气通路11内喷射。
[0026] 上述的节气门22、EGR阀53以及供给阀74由控制装置80进行开闭控制。控制装置80对节气门22输出用于对该节气门22进行开闭控制的控制信号。另外，控制装置80对EGR阀53输出用于对该EGR阀53进行开闭控制的控制信号。控制装置80对供给阀74输出用于对该供给阀74进行开闭控制的控制信号。此外，在本实施方式中，控制装置80构成为对燃料喷射阀的燃料喷射量和基于涡轮增压器40进行的增压运转控制等内燃机100整体进行控制的电子控制单元(ECU)。
[0027] 以下，对本实施方式的作用和效果进行说明。如图1所示，在内燃机100中，从进气通路11向汽缸12导入进气。在汽缸12的内部燃料与进气混合并燃烧，从汽缸12向排气通路13排出高温的排气。在此，当EGR阀53被控制为开状态时，在排气通路13中流通的排气的一部分经由EGR通路51回流到进气通路11中的比空气滤清器21靠下游侧、且比进气通路11中的压缩机41靠上游侧的部分。
[0028] 在本实施方式中，在进气通路11中，在从与EGR通路51的下游端连接的连接部分到压缩机41的部分安装有除湿机60。因此，从外部向进气通路11导入的进气与从EGR通路51向进气通路11导入的排气的混合气体通过在除湿机60中的热交换部61的内部流通而被冷却。这样一来，在除湿机60中的热交换部61的内部，混合气体所包含的水分冷凝，该混合气体所包含的水分的大部分被除去。由此，除去了水分的混合气体在进气通路11中的比除湿机60靠下游侧处流通。结果，即使混合气体在中冷器23被冷却，在中冷器23的内部也难以产生冷凝水。从而，能够像这样抑制由于在中冷器23的内部产生的冷凝水而产生中冷器23的腐蚀等的情况。
[0029] 另外，即使在进气通路11中的比中冷器23靠上游侧的部分安装有除湿机60，在假设在进气通路11中的比压缩机41靠下游侧的部分安装了除湿机60的情况下，在压缩机41的内部也可能产生冷凝水。与此相对，在本实施方式中，在进气通路11中的比压缩机41靠上游侧的部分安装除湿机60，所以在压缩机41的内部也难以产生冷凝水。
[0030] 在本实施方式中，热交换部61中的扩管部63的流路截面面积比热交换部61中的上游侧管部62的上游端的流路截面面积大。因此，在热交换部61中的扩管部63中流通的混合气体的流速比在比热交换部61靠上游侧的进气通路11中流通的混合气体的流速小。由此，在本实施方式中，混合气体在热交换部61的扩管部63中流通的时间变长，相应地混合气体容易被冷却。
[0031] 进而，在本实施方式中，从热交换部61中的扩管部63的外周面朝向扩管部63的径向外侧突出有多个翅片部66。因此，在本实施方式中，由于翅片部66的存在，热交换部61的热容易向外部散出。由此，可促进热交换部61的内部的混合气体与热交换部61的外部的热交换。结果，在热交换部61的内部流通的混合气体容易被冷却。
[0032] 另外，在本实施方式中，翅片部66的材质和热交换部61的材质均为导热率较高的铝合金。因此，在热交换部61的内部流通的混合气体的热容易通过翅片部66、热交换部61向热交换部61的外部散出。
[0033] 在本实施方式中，在除湿机60中的热交换部61的内部产生的冷凝水经由供给通路71被引导至冷凝水罐72。并且，通过泵73将冷凝水罐72内的冷凝水从冷凝水罐72侧向比中冷器23靠下游侧的进气通路11侧压送。在此，当供给阀74被控制为开状态时，压送的冷凝水向进气通路11内供给。当该冷凝水在进气通路11内、汽缸12内气化而进气的温度降低时，在汽缸12内燃烧的燃料的燃烧温度也降低。由此，能够抑制与燃料的燃烧相伴的氮氧化物等的生成。
[0034] 本实施方式可以像以下那样进行变更而实施。本实施方式和以下的变更例可以在技术上不矛盾的范围内彼此进行组合而实施。在上述实施方式中，除湿机60中的热交换部61的构成可以适当地进行变更。例如，也可以使除湿机60中的热交换部61弯曲。如果像这样使热交换部61弯曲，则即使是较小的空间也容易确保热交换部61的流路长度。另外，如果使热交换部61弯曲，则容易使在该热交换部61中流通的混合气体的流速减小。
[0035] 在热交换部61中，也可以不设置流路截面面积比上游侧管部62的上游端大的扩管部63。例如，在像上述的变更例那样热交换部61的流路长度足够长的情况下，即使不设置扩管部63，也能够充分地除去水分。
[0036] 在上述实施方式中，除湿机60中的热交换部61只要是气体能够在内部流通的形状即可，既可以整体上是椭圆管形状、四方管形状，也可以是内部被分隔壁划分。
[0037] 在上述实施方式中，除湿机60中的热交换部61的材质也可以进行变更。例如，热交换部61的材质也可以变更为作为导热率高的材质的除铝合金以外的金属。另外，也可以通过在热交换部61的内周面进行涂层处理来抑制热交换部61的腐蚀。同样地，翅片部66的材质也可以变更为除铝合金以外的金属。在该情况下，优选，将翅片部66的材质变更为具有与热交换部61相同程度的导热率的材质、或者变更为导热率比热交换部61高的材质。
[0038] 在上述实施方式中，翅片部66相对于热交换部61的固定构成可以适当地进行变更。例如，也可以通过铸造使热交换部61与翅片部66一体地形成。在上述实施方式中，除湿机60中的翅片部66的构成可以适当地进行变更。例如，翅片部66也可以从热交换部61中的上游侧管部62、扩管部63、以及下游侧管部64的各部突出。另外，翅片部66也可以设置于热交换部61的周向的一部分。
[0039] 在上述实施方式中，也可以省略除湿机60中的翅片部66。例如，也可以是，在热交换部61的外周面固定使冷却水流通的配管，通过使冷却水在该配管中流通来使热交换部61的热向外部散出。如果能够像这样在热交换部61的内部充分地对气体进行冷却，则也可以省略翅片部66。
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