[go: up one dir, main page]

JPS63227916A - exhaust manifold cooling system - Google Patents

exhaust manifold cooling system

Info

Publication number
JPS63227916A
JPS63227916A JP62061100A JP6110087A JPS63227916A JP S63227916 A JPS63227916 A JP S63227916A JP 62061100 A JP62061100 A JP 62061100A JP 6110087 A JP6110087 A JP 6110087A JP S63227916 A JPS63227916 A JP S63227916A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust manifold
water
engine
exhaust
injection nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62061100A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Kohara
幸原 和彦
Kiyoshi Nakanishi
清 中西
Takehito Ueda
建仁 上田
Yuichi Kato
雄一 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP62061100A priority Critical patent/JPS63227916A/en
Publication of JPS63227916A publication Critical patent/JPS63227916A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野] 本発明は、水噴射により排気マニホルドを効率よく冷却
するようにした排気マニホルド冷却装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an exhaust manifold cooling device that efficiently cools an exhaust manifold by water injection.

[従来の技術] 排気マニホルド自身の耐久性や過給機の耐熱性を向上す
るため、あるいは排気温を低減させて燃料のOT (O
ver Temperature)増量の低減、WOT
 (Wide 0pen Throttle)燃費の低
減をはかるため、さらには機関の出力トルク等の性能向
上、ノッキング抑制をはかるために、排気マニホルドの
冷却が有効でおることが知られている。
[Conventional technology] In order to improve the durability of the exhaust manifold itself and the heat resistance of the supercharger, or to reduce the exhaust temperature and reduce the fuel OT (O
ver Temperature) reduction in volume increase, WOT
(Wide 0 Pen Throttle) It is known that cooling the exhaust manifold is effective in reducing fuel consumption, improving performance such as engine output torque, and suppressing knocking.

排気マニホルドの強制冷却法としては、実開昭61 5
7118@公報や実開昭61−78213号公報の排気
管冷却にみられると同様に空冷による方法も考えられる
が、空冷の場合には冷却能力が限られるため、大ぎな効
果を期待できない。
As a forced cooling method for the exhaust manifold,
A method using air cooling is also considered, similar to the exhaust pipe cooling described in Publication No. 7118@ and Japanese Utility Model Application Publication No. 61-78213, but since the cooling capacity is limited in the case of air cooling, great effects cannot be expected.

効率の高い冷却法として、従来から水冷にJこるものが
種々提案されている。
Various methods have been proposed as highly efficient cooling methods that are comparable to water cooling.

たとえば、実開昭61−21814@公報、実開昭6’
l−134513号公報には、排気マニホルドの外周に
つA−タジャケットを設け、該つA−タジャケットに冷
却水を流すようにした構造が開示されている。また、排
気マニホルドの冷却を対象としたものではないが、機関
のシリンダ外壁に水シヤワーをかけるようにした構造も
知られている(実開昭56−138113号公報)。ざ
ら番こ、冷却ヒレ付きの機関全体に、微細な水滴を含む
冷却用空気の流れを当てるようにした構造も知られてい
る(特開昭55−60618号公報)。
For example, Utility Model Application Publication No. 61-21814@publication, Utility Model Application No. 6'
Japanese Patent No. 1-134513 discloses a structure in which an A-ta jacket is provided around the outer periphery of an exhaust manifold, and cooling water is allowed to flow through the A-ta jacket. Although not intended for cooling the exhaust manifold, there is also known a structure in which water is showered on the outer wall of the cylinder of the engine (Japanese Utility Model Publication No. 56-138113). A structure is also known in which a flow of cooling air containing fine water droplets is applied to the entire engine with cooling fins (Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-60618).

しかしながら、実開昭61−21814号公報、実開昭
6”j−134513号公報に示された構造では、排気
マニホルド外周に形成されたつ4−タジャケッ1〜内に
冷却水を充満させる構造になっているので、水の介在に
より排気マニホルドの熱容量が増し、機関の暖機性が悪
化するという問題がある。また、上記のような水冷構造
の場合、排気マニホルドで吸収した熱量をエンジン冷却
水用ラジェータで大気へ放出づる必要があり、ラジェー
タの大型化が必要になるという問題もある。
However, in the structure shown in Japanese Utility Model Application No. 61-21814 and Japanese Utility Model Application No. 6"j-134513, cooling water is filled in the four-way jacket 1 formed on the outer periphery of the exhaust manifold. As a result, the heat capacity of the exhaust manifold increases due to the presence of water, which worsens engine warm-up.In addition, in the case of the water-cooled structure described above, the amount of heat absorbed by the exhaust manifold is transferred to the engine cooling water. There is also the problem that the radiator needs to be used to release the gas into the atmosphere, which means that the radiator needs to be larger.

また、実開昭56−138113@公報に示された構造
は、排気マニホルドを対象とするものではないが、この
ようなInを仮に排気マニホルド外周のウォータジャケ
ットに適用したとしても、単に水シヤワーをかCノるだ
けであるので、つ7t −タジャケット内に均一に水シ
ヤワーがゆきわたらず、したかって排気マニホルドが均
一に冷却されないという問題がある。
Furthermore, although the structure shown in Utility Model Application Publication No. 56-138113 is not intended for exhaust manifolds, even if such In were applied to the water jacket around the exhaust manifold, it would simply prevent water showers. There is a problem in that the water shower is not uniformly distributed within the jacket and therefore the exhaust manifold is not uniformly cooled.

上記のような問題を解消するために、まだ出願未公開の
段階にあるが先に本出願人により、排気マニホルド外周
周囲に形成されたウォータジャケット内に水噴射ノズル
からの噴霧状の水を導入し、該水噴霧の気化潜熱を利用
することにより、排気マニホルド部の熱容量をとくに増
大させることなく、排気マニホルド外周のウォータジャ
ケット内に水噴霧を均一にゆきわたらせ、排気マニホル
ドを均一にかつ効率よく冷却するようにした装置が提案
されている。とくに、過給空気の一部をつA−タジャケ
ットに導入し、その流れにのせて水噴霧を導入すること
により、噴霧をつΔ−タジqpクット内に均一に分散さ
せることができ、 l均一な冷却が可能となる。
In order to solve the above-mentioned problems, although the application has not yet been published, the applicant has proposed a method in which atomized water from a water injection nozzle is introduced into the water jacket formed around the outer periphery of the exhaust manifold. By utilizing the latent heat of vaporization of the water spray, the water spray can be uniformly distributed within the water jacket around the exhaust manifold without particularly increasing the heat capacity of the exhaust manifold, and the exhaust manifold can be uniformly and efficiently A cooling device has been proposed. In particular, by introducing a part of the supercharged air into the A-ta jacket and introducing water spray along with the flow, the spray can be uniformly dispersed within the A-taji qp cut. Uniform cooling is possible.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、上記先に本出願人が提案した排気マニホルド
冷却装置では、エンジン停止時(エンジンキーオフ時)
には排気マニホルド冷却用水噴射ノズルは作動されない
構造であったので、エンジン停止後にはr7 、l−タ
ジャケット内に供給された水噴霧は蒸発して無くなり、
排気マニホルドは、エンジン停止後は強制的には冷却さ
れないことになっていた。そのため、つA−タジャケッ
トを設は二重管構造としたために熱容量が大きくなった
排気マニホルドからの敢射熱により、エンジンルーム内
の温度が相当上昇するおそれがあるという問題が残され
ている。エンジンルームが高温であると、燃料供給系の
ベーパロック等を生じるa3それがあり、再始動性不良
等の問題を招くおそれがある。また、排気マニホルドが
高温のままエンジンか停止されると、排気マニホルド壁
、ざらにはエンジン側からの伝熱により、水噴射ノズル
が過熱傾向となるおそれがあり、その耐久、信頼性に関
する問題が残されている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the exhaust manifold cooling device previously proposed by the applicant, when the engine is stopped (when the engine key is turned off)
Since the water injection nozzle for cooling the exhaust manifold was not activated, after the engine stopped, the water spray supplied to the engine jacket evaporated and disappeared.
The exhaust manifold was not to be forced to cool down after the engine was stopped. Therefore, the problem remains that the temperature inside the engine room may rise considerably due to the heat radiated from the exhaust manifold, which has a large heat capacity due to the double pipe structure of the engine jacket. . A high temperature in the engine room may cause vapor lock in the fuel supply system, which may lead to problems such as poor restartability. Additionally, if the engine is stopped while the exhaust manifold is still hot, the water injection nozzle may tend to overheat due to heat transfer from the exhaust manifold wall or even from the engine side, causing problems with its durability and reliability. left behind.

本発明は、上記先に本出願人により提案された排気マニ
ホルド冷却装置の改良に係るものであり、排気マニホル
ドの温度をエンジン停止後にも最適化可能にすることを
目的とする。
The present invention relates to an improvement of the exhaust manifold cooling device previously proposed by the applicant, and an object of the present invention is to make it possible to optimize the temperature of the exhaust manifold even after the engine is stopped.

[問題点を解決するための手段] この目的に沿う本発明の排気マニホルド冷却装置は、排
気マニホルドの周囲に形成されたつ4−タジV7り゛ッ
トと、該つA−タジャケッ1−内に向りて噴霧状の水を
噴射可能な水噴射ノズルとを有する排気マニホルド冷却
装置において、u1気マニホルドに排気温セン−IJを
設け、水噴射ノズルを、排気温セン1ノからの信号に基
づいて、エンジン運転中とともにエンジン停止後も水噴
射ノズルにJ、ろ水噴射を制御可能な制御装置に接続し
たものから成っている。
[Means for Solving the Problems] The exhaust manifold cooling device of the present invention which meets this objective has two four-way V7 holes formed around the exhaust manifold and one inside the A-way jacket 1-. In an exhaust manifold cooling device having a water injection nozzle capable of injecting water in the form of atomized water toward the exhaust manifold, an exhaust temperature sensor IJ is provided in the U1 air manifold, and the water injection nozzle is activated based on a signal from the exhaust temperature sensor IJ. The water injection nozzle is connected to a control device that can control the water injection nozzle during engine operation and after the engine is stopped.

[作  用] このような排気マニホルド冷却装置においては、エンジ
ン運転中には、水噴射ノズルからの噴霧状の水が排気マ
ニホルド周囲のウォータジャケット内に導入され、つΔ
−タジャケット内に均一に分散されて、主として水噴霧
が排気マニホルドの熱により気化される際の気化潜熱に
より高温の排気マニホルドが効率よく冷却される。その
時の実際の排気ガス湿が排気温センサにより検出される
ことにより実際のエンジンの状態および触媒活性化状態
等が正確に検出され、それに基づいて水噴射ωが最適但
になるように制御される。
[Function] In such an exhaust manifold cooling device, during engine operation, atomized water from the water injection nozzle is introduced into the water jacket around the exhaust manifold, and Δ
- The high temperature exhaust manifold is efficiently cooled mainly by the latent heat of vaporization when the water spray is vaporized by the heat of the exhaust manifold. By detecting the actual exhaust gas humidity at that time by the exhaust temperature sensor, the actual engine condition and catalyst activation condition are accurately detected, and based on that, the water injection ω is controlled to be optimal. .

ぞして、エンジン停止後にも、排気温セン1ノにより排
気マニホルドの湿度が検出され、排気マニホルドが適切
な温度、つまり良好な再始動性がiFPられかつ水噴射
ノズルに熱的悪影響を及ぼさない温度になるまで、制御
装置を介して水噴射ノズルによる水噴射が行われる。し
たがって、エンジン停止後排気マニホルドは短時間のう
ちに上記適切な温度まで強制的に冷却され、再始動性、
水噴射ノズルの耐久、信頼性が確保される。
Therefore, even after the engine has stopped, the humidity of the exhaust manifold is detected by the exhaust temperature sensor 1, and the exhaust manifold is maintained at an appropriate temperature, that is, good restartability, and there is no adverse thermal effect on the water injection nozzle. Water is injected by the water injector nozzle via the control device until the temperature is reached. Therefore, after the engine is stopped, the exhaust manifold is forcibly cooled down to the above-mentioned appropriate temperature within a short time, improving restartability and
The durability and reliability of the water injection nozzle are ensured.

[実施例] 以下に、本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明
する。
[Embodiments] Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1実施例 第1図は、本発明の第1実施例に係る排気マニホルドの
冷却装置を示している。図において、1はエンジン、2
はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4は吸気ボ
ート5へと接続される吸気マニホルド、6は排気ボート
7から接続される排気マニホルドを、それぞれ示してい
る。排気マニホルド6には、過給機8が取付けられてお
り、そのタービン9に排気カスが導入され、エアフロー
メータ101吸入ダクト11を介して吸入された空気が
、コンプレッ4J12で圧縮される。圧縮された空気は
、過給空気として、吸気ダクト13を介してインタクー
ラ14に送られ、インタクーラ14から吸気ダク]・1
5を介して吸気系へと送られる。16はス【コツl−ル
バルブを示している。
First Embodiment FIG. 1 shows a cooling device for an exhaust manifold according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the engine, 2
3 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is an intake manifold connected to the intake boat 5, and 6 is an exhaust manifold connected from the exhaust boat 7, respectively. A supercharger 8 is attached to the exhaust manifold 6. Exhaust scum is introduced into the turbine 9 of the supercharger 8, and air taken in through the air flow meter 101 and the intake duct 11 is compressed by the compressor 4J12. The compressed air is sent as supercharged air to the intercooler 14 via the intake duct 13, and from the intercooler 14 to the intake duct]・1
5 to the intake system. 16 indicates a small valve.

排気マニホルド6の外周には、その略全域にわたる、つ
l−タジVケット17が設けられている。
A two-way Vket 17 is provided on the outer periphery of the exhaust manifold 6, covering almost the entire area thereof.

つA−タジャケット17は、排気マニホルド6を二重管
構造とすることにより形成されている。この1りt−タ
ジャケット17と吸気ダクト15との間には、両者を連
通可能に接続する過給空気導入通路18が設けられてお
り、過給空気導入通路18を通して過給空気の一部を導
入できるようになっている。過給空気導入通路18の吸
気ダクト15への接続部には、過給空気導入通路18側
から吸気ダクト15側への空気の逆流を防止する逆止弁
19が設(プられている。
The A-taper jacket 17 is formed by making the exhaust manifold 6 into a double pipe structure. A supercharged air introduction passage 18 is provided between the turbo jacket 17 and the intake duct 15 to allow communication between the two. can now be introduced. A check valve 19 is provided at the connection portion of the supercharged air introduction passage 18 to the intake duct 15 to prevent backflow of air from the supercharged air introduction passage 18 side to the intake duct 15 side.

過給空気導入通路18のウォータジャク゛ット17人ロ
近傍には、つA−タジャケット17内に向けて噴霧状の
水を噴銅する水噴射ノズル20が設けられている。この
水噴射ノズル20は、制御装置としてのECU21に接
続されてE(JJ21からの信号に基づいて作動される
。この水噴射ノズル20は、阜水的には口f;■制御に
おける燃料噴射ノズルと同様の構成、機能を有し、つを
−タジャケット17人ロ部に向c〕で水を、制御された
示だ(プ噴射する。
A water injection nozzle 20 is provided near the water jacket 17 of the supercharged air introduction passage 18 for spraying water in the form of a spray into the engine jacket 17. This water injection nozzle 20 is connected to an ECU 21 as a control device and is operated based on a signal from E (JJ 21). It has the same structure and function as the 17-person jacket, and sprays water in a controlled manner into the 17-person area of the jacket.

つΔ−タジトケット17の下部には、つi−タジャクッ
]・17から過給空気とともに水を排出覆る排出路とし
てのドレンパイプ22が接続されている。
A drain pipe 22 is connected to the lower part of the Δ-tajitokket 17 as a discharge passage for discharging water together with the supercharged air from the Δ-tajitokket 17.

ドレンパイプ22には、冷Nノフィン23が設けられ、
空冷にて1クオータジヤケツト17かうの水噴霧を凝縮
させるようになっている。ドレンパイプ22の下端はド
レンタンク24に接続され、ドレンタンク24の上部空
間でドレンパイプ22からの気水が分離され、下部に水
が溜められるようになっている。ドレンタンク24はポ
ンプ25に接続され、ポンプ25によりドレンタンク2
4内の水を水リターンパイプ26を介して再び水噴射ノ
ズル20へと循環させるようになっている。また、27
はバラ・フルプレート、28は気水分離フィルタを示し
ており、水切りされた過給空気が、リターンパイプ29
を介して過給機8のコンプレツリ゛12の上流側へと戻
されるようになっている。
The drain pipe 22 is provided with a cold N nozzle 23,
One quarter jacket is designed to condense 17 gallons of water spray using air cooling. The lower end of the drain pipe 22 is connected to a drain tank 24, air and water from the drain pipe 22 are separated in the upper space of the drain tank 24, and water is stored in the lower part. Drain tank 24 is connected to pump 25, and drain tank 2 is connected to pump 25 by pump 25.
4 is circulated again to the water injection nozzle 20 via a water return pipe 26. Also, 27
28 indicates a separate full plate, and 28 indicates an air/water separation filter, and the drained supercharged air is passed through the return pipe 29.
The air is returned to the upstream side of the compressor tree 12 of the supercharger 8 via the air.

各uF気マニボルド6は、排気マニホルド集合部30で
集合され、排気管31へと接続されている。排気管31
の途中あるいは排気マニホルド集合部30の直後の位置
には、触媒コンバータ32が設Cプられており、該触媒
コンバータ32内に排気ガス浄化用の触Is(図示略)
が収容されている。
Each uF air manifold 6 is collected at an exhaust manifold collecting section 30 and connected to an exhaust pipe 31. exhaust pipe 31
A catalytic converter 32 is installed in the middle of the exhaust manifold or immediately after the exhaust manifold gathering part 30, and a catalyst Is (not shown) for exhaust gas purification is installed in the catalytic converter 32.
is accommodated.

排気マニホルド集合部30には、排気マニホルド集合部
30自体または内部を通過するυF気ガスの湿度を検出
する排気温センリ33(たとえばり−ミスタ)が設Gプ
られており、本実施例ではざらに触媒直後の位置にも排
気温センリ34(たとえば4J−ミスタ)が設(プられ
ている。これら排気温セン1)33.34からの検出信
号がECtJ21に送られる。[ECU21では、第2
図に示すように、上記排気温センサ33.34からの信
号がコンパレータ(比較器)35.36にそれぞれ入力
され、各コンパレータ35.36で予め設定されている
温度と比較される。コンパレータ35では、比較用の設
定温度はたとえば850 ’Cとされ、コンパレータ3
6ではたとえば800 ’Cとされる。コンパレータ3
5.36からの信号は、OR回路37に入力され、排気
温セン1ノ33.34のいずれか一方又は両方の信号が
上記設定値以上になったとき、OR回路37からCP 
U 38に排気温上昇信号が発Uられるようになってい
る。CP U 38から、適当な信号処理の回路を介し
て、水噴射ノズル20に作動制御信号が送られる。また
、本実施例では、ECU21には、フューエルカット信
号39も入力されており、その入力信号39に基づいて
も水噴射ノズル20の作動が制御できるようになってい
る。
The exhaust manifold collecting section 30 is equipped with an exhaust temperature sensor 33 (for example, a sensor) that detects the humidity of the υF gas passing through the exhaust manifold collecting section 30 itself or inside. An exhaust temperature sensor 34 (for example, 4J-Mister) is also provided at a position immediately after the catalyst. Detection signals from these exhaust temperature sensors 1) 33 and 34 are sent to the ECtJ21. [In ECU21, the second
As shown in the figure, the signals from the exhaust gas temperature sensors 33, 34 are input to comparators 35, 36, and are compared with preset temperatures in each comparator 35, 36. In the comparator 35, the set temperature for comparison is, for example, 850'C.
6 is set to 800'C, for example. Comparator 3
The signal from 5.36 is input to the OR circuit 37, and when the signal from either one or both of the exhaust temperature sensors 1 and 33.34 exceeds the above set value, the signal from the OR circuit 37
An exhaust temperature rise signal is issued to U38. An operation control signal is sent from the CPU 38 to the water injection nozzle 20 via a suitable signal processing circuit. Further, in this embodiment, a fuel cut signal 39 is also input to the ECU 21, and the operation of the water injection nozzle 20 can also be controlled based on the input signal 39.

排気41?ンリ33からコンパレータ35への回路には
、イグニッションスイッチ40と連動して作動されるリ
レー41が組込まれており、リレー41は、イグニッシ
ョンスイ・ツチ40がオンのとき(エンジン運転中)に
は排気温センサ33からの13号をコンパレータ35に
送る回路を構成し、イグニッションスイッチ40がオフ
のとき(エンジン停止後)には、ECU21内に組込ま
れたA/Dコンバータ42(アナログ−ディジタルコン
バータ)を介して排気温センサ33からの検出温度信号
をCP U 38/\と送るようになっている。イグニ
ッションスイッチ40がオフのとぎには、通常ECU2
1への電力供給もオフとなるが、本装置では、リレー旧
を利用し、タイマ43を介して一定時間バッテリ電源4
4と接続できるようになっている。タイマ43の設定時
間は、後述の排気マニホルド冷却に十分な時間とされて
いる。
Exhaust 41? The circuit from the engine 33 to the comparator 35 includes a relay 41 that is activated in conjunction with the ignition switch 40, and the relay 41 is activated when the ignition switch 40 is on (when the engine is running). It constitutes a circuit that sends No. 13 from the temperature sensor 33 to the comparator 35, and when the ignition switch 40 is off (after the engine has stopped), the A/D converter 42 (analog-digital converter) built into the ECU 21 is connected. The detected temperature signal from the exhaust temperature sensor 33 is sent to the CPU 38/\ via the exhaust temperature sensor 33. When the ignition switch 40 is turned off, the ECU 2
However, in this device, the power supply to the battery power supply 4 is turned off for a certain period of time via the timer 43 by using the old relay.
4 can be connected. The time set by the timer 43 is sufficient for cooling the exhaust manifold, which will be described later.

上記のように構成された実施例装置の作用について説明
する。
The operation of the embodiment device configured as described above will be explained.

まず、エンジン運転中にJ3いては、水噴射ノズル20
から噴射された水は、過給空気導入通路18h)ら導入
されてくる過給空気の流れにのり、噴霧状となって、つ
A−タジャケッ1−17内に均一に分散する。そして、
その気化潜熱により排気マニホルド6の熱を効率よく奪
い、ドレンパイプ22で冷却されて凝縮し、トレンタン
ク24に溜められる。溜められた水は再び水噴射噴射ノ
ズル20へと送られ、気水弁頭1された過給空気はコン
プレッサ12上流側に戻される。
First, if J3 is running while the engine is running, the water injection nozzle 20
The water injected from the supercharged air introduction passage 18h rides on the flow of supercharged air introduced from the supercharged air introduction passage 18h), becomes a spray, and is uniformly dispersed within the A-taper jacket 1-17. and,
The latent heat of vaporization efficiently removes heat from the exhaust manifold 6, is cooled and condensed in the drain pipe 22, and is stored in the drain tank 24. The accumulated water is again sent to the water injection nozzle 20, and the supercharged air that has been passed through the air/water valve head 1 is returned to the upstream side of the compressor 12.

このような系において、水噴射ノズル20からの水噴射
ωはエンジンの状態に応じて次のように制御される。
In such a system, the water injection ω from the water injection nozzle 20 is controlled as follows depending on the state of the engine.

第3図におCプる左側の系に、イグニッションスイッチ
40がオンの場合のECU21における制御を示すよう
に、まず、ステップ101において、ill[気温セン
サ33.34からの信号に基づき、排気温か設定値より
も上昇したか否かを判別する。排気温が、排気温セン°
す33.34のいずれにおいて−し設定値以下の場合、
暖機が十分に行われておらず、かつ触媒も十分な活性化
温度にまで達していないのであるから、Aに進み、水噴
射ノズル20の駆動は停止される。このとき、水噴射ノ
ズル20の噴射パルスは、第4図に示すJ、うに停止状
態になる。
As shown in the system on the left in FIG. It is determined whether or not the value has increased more than the set value. The exhaust temperature is
33. If the value is less than the set value in any of 33 and 34,
Since the warm-up has not been sufficiently performed and the catalyst has not reached a sufficient activation temperature, the process proceeds to A and the driving of the water injection nozzle 20 is stopped. At this time, the jet pulse of the water jet nozzle 20 is stopped at J shown in FIG. 4.

いずれかの排気温が設定値以上になったとき、あるいは
両方が設定値以上のとき、ステップ102へ進み、)1
−ニルカット中か否かを判別する。
When either exhaust temperature exceeds the set value, or when both exceed the set value, the process proceeds to step 102, and )1
- Determine whether or not a nil cut is in progress.

ステップ102ではフューエルカッ1〜中か否かを判別
し、フューエルカッ1−中でおれば、Bへ進み、第5図
に示すように数回の断続噴射後停止とし、排気マニホル
ド温低下tこよるフューエルカット復帰時のD)気温低
下を防止する。次にフューエルカット中でない場合、C
へ進み、第6図に示ずように、数回断続噴射された後連
続噴則される。これにより、急激に連続噴射する場合に
比べ、連続噴射による急冷に起因する排気マニホルドの
割れ、ひずみ(゛リーマルショック)が防止される。な
お、断続哨割におけるON、OFFの時間設定は適合に
より決定する。
In step 102, it is determined whether or not the fuel cup is in the 1st to 1st range. If the fuel cup is in the 1st to 1st state, the process proceeds to B, where the engine stops after several intermittent injections as shown in FIG. D) Preventing temperature drop when returning from fuel cut. Next, if the fuel is not being cut, C
Then, as shown in FIG. 6, the fuel is injected intermittently several times and then continuously. This prevents cracking and distortion of the exhaust manifold (normal shock) caused by rapid cooling due to continuous injection, compared to the case of rapid continuous injection. Note that the ON and OFF time settings for intermittent watch division are determined by suitability.

このように、本発明装置では、実際に検出したυ1気温
に基づいて、水噴6Jノズル20からの水噴射量が制御
されるので、そのときの実際のエンジン状態に対応して
、正確に所望通りの排気マニホルド6の冷却が行われる
In this way, in the device of the present invention, the amount of water jetted from the water jet 6J nozzle 20 is controlled based on the actually detected υ1 temperature, so that the amount of water jetted from the water jet 6J nozzle 20 is controlled accurately to the desired amount in accordance with the actual engine condition at that time. Cooling of the exhaust manifold 6 is carried out.

次に、エンジン停止後、つまりイグニッションスイッチ
40がオフになった場合について、第3図の右側の系に
治って説明する。
Next, the case after the engine is stopped, that is, when the ignition switch 40 is turned off, will be explained using the system on the right side of FIG.

前述の如く、停止「、1にもタイマ43による一定時間
ECU21は作動され、排気温センサ33からの信号は
A/Dコンバータ42を介してCP U 38に送られ
る。
As mentioned above, even when the engine is stopped, the ECU 21 is activated for a certain period of time by the timer 43, and the signal from the exhaust temperature sensor 33 is sent to the CPU 38 via the A/D converter 42.

ステップ103においてイグニッションスイッチ40が
オフと判別されると、ステップ104へ移り、冷却水循
環ポンプ25を駆動させる。そしてステップ105へ移
り、排気マニホルド集合部に具描したυ[気温ヒン1)
33により測定される排気温か、たとえば200℃以上
ならば、ステップ106にて冷却用水噴射ノズル20を
第7図に示すにうに連続噴射させ、ステップ103へも
どる。排気温が200℃未満の場合、ステップ107へ
移り、再始動不良や水噴射ノズルが過熱による破損を生
じない温度T℃(< 200℃)まで冷却が行なわれた
か否かを判別する。もし1℃よりも高ければステップ1
08にて第8図に示すようなパターンで断続噴射を行い
、ステップ103へもどる。T’Cに達したならば、ス
テップ109へ移り、水噴射ノズル2()、冷却水循環
ポンプ25の停止を行い、ループを終了づる。
If it is determined in step 103 that the ignition switch 40 is off, the process moves to step 104 and the cooling water circulation pump 25 is driven. Then, the process moves to step 105, where υ [temperature hint 1] is drawn on the exhaust manifold gathering part.
If the exhaust gas temperature measured by step 33 is, for example, 200° C. or higher, the cooling water injection nozzle 20 is caused to continuously inject water as shown in FIG. 7 in step 106, and the process returns to step 103. If the exhaust gas temperature is less than 200°C, the process moves to step 107, where it is determined whether cooling has been performed to a temperature T°C (<200°C) at which restart failure and water injection nozzle damage due to overheating will not occur. If it is higher than 1℃, step 1
At step 08, intermittent injection is performed in a pattern as shown in FIG. 8, and the process returns to step 103. When T'C is reached, the process moves to step 109, where the water injection nozzle 2 () and the cooling water circulation pump 25 are stopped, and the loop is ended.

このように、エンジン停止後にも排気マニホルド6の温
度に応じて水噴射ノズル20からの水噴射が行われ、つ
A−タジ(/ケラト1フに噴射される水噴霧によって排
気マニホルド6は強制的に冷IJJされる。
In this way, even after the engine has stopped, water is injected from the water injection nozzle 20 according to the temperature of the exhaust manifold 6, and the exhaust manifold 6 is forcibly is given a cold IJJ.

この冷却は、まず、エンジンルーム内や水噴射ノズル2
0が急激に高温になることを防止するために、たとえば
200℃以下になるまでは連続噴射にて急速に冷却され
る。そして、200℃以下になると、急速冷却によるV
−マルショック抑制の見地から、断続噴射にて所定の温
度T℃まで徐々に冷却される。1℃以下までの冷却は、
過冷却になって却って再始動時のエンジンの暖機性が損
われるおそれがあるので、必要でない。
This cooling is done first in the engine room and in the water injection nozzle 2.
In order to prevent the temperature from rising rapidly, the temperature is rapidly cooled by continuous injection until the temperature drops to 200° C. or lower, for example. When the temperature drops below 200°C, V due to rapid cooling
- From the viewpoint of suppressing malshock, the fuel is gradually cooled to a predetermined temperature T° C. by intermittent injection. Cooling to below 1℃
This is not necessary since it may lead to overcooling, which may actually impair the engine's ability to warm up when restarted.

なお、上記エンジン停止後の水噴射パターンにおいては
、リーマルショックをそれ程考慮しなくてもよい場合に
は、極力迅速に所定温度T ’C度まで冷却づる方が望
ましいので、1℃に至るまで連続噴射のみのパターンと
すればよい。
In addition, in the above-mentioned water injection pattern after stopping the engine, if there is no need to take legal shock into account, it is preferable to cool down to the predetermined temperature T'C degrees as quickly as possible. A pattern of only continuous injection may be used.

第2実施例 次に第9図に本発明の第2実施例を示す。本実施例にお
いては、エンジン運転中の水噴射ノズル20からのつA
−タジャケット17内への水噴霧の供給助長を、過給空
気を利用せずに自然吸気に頼っている。つまり、過給し
た空気のかわりに車外より走行風を、車外空気取り入れ
ダクト51より水噴射ノズル20先端部を通り排気マニ
ホルド6のつA−タジャケット17内に入れ、排気マニ
ホルド6を冷却させる。高温になった空気と水噴射ノズ
ル20より噴射された水はドレン管22を通りタンク2
4に蓄えられる。バッフルプレート27、フィルタ28
にて気水分離されない水蒸気は、リターンパイプ52を
通り、エアフローメータ53からのダクト54から燃焼
室へ導かれ、全負荷時のノッキング軽減に役立てる。自
然吸気、リターンパイプ52以外の溝成は第1実施例に
準じるので、第1図と対応する部位に第1図と同一の符
号を付して説明を省略する。
Second Embodiment Next, FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, one A from the water injection nozzle 20 during engine operation is
- Relying on natural intake air to assist in supplying water spray into the jacket 17 without using supercharged air. That is, instead of supercharged air, running wind from outside the vehicle is introduced from the outside air intake duct 51 through the tip of the water injection nozzle 20 into the A-taper jacket 17 of the exhaust manifold 6 to cool the exhaust manifold 6. The high temperature air and water jetted from the water jet nozzle 20 pass through the drain pipe 22 to the tank 2.
It is stored in 4. Baffle plate 27, filter 28
The water vapor that is not separated is led to the combustion chamber through a return pipe 52 and a duct 54 from an air flow meter 53, and is used to reduce knocking at full load. Since the groove configurations other than the natural intake and return pipe 52 are the same as in the first embodiment, the same reference numerals as in FIG. 1 are given to the parts corresponding to those in FIG. 1, and a description thereof will be omitted.

このような自然吸気式の構造によっても、エンジン停止
後に前述と同様な制御で水噴射を行うことにより、排気
マニホルド6は短時間のうちに所定の温度にまで強制的
に冷却される。その他の作用は第1実施例に準じる。
Even with such a naturally aspirated structure, the exhaust manifold 6 is forcibly cooled to a predetermined temperature within a short period of time by injecting water under the same control as described above after the engine is stopped. Other operations are similar to those in the first embodiment.

[発明の効果1 以上説明したように、本発明の排気マニホルド冷却装置
によるときは、排気マニホルド外周に形成したつA−タ
ジ(/ケラト内に向けて水噴射を行う装置において、エ
ンジン停止後にも排気マニホルド塩を検出する排気温セ
ンサからの信号に早づき所定温度以下tごなるまで冷却
できるようにしたので、排気マニホルドをエンジン停止
後に短時間のうらに強制的に最適温度範囲まで冷却する
ことが可能になり、エンジンルームの高温化を防止して
、燃料供給系のベーパロック現象等を防止し、再始動性
を良好に保つことができるとと乙に、水噴射ノズルが過
熱されることを防止して、該ノズルの耐久性、信頼性の
向上をはかることができる。
[Effects of the Invention 1] As explained above, when the exhaust manifold cooling device of the present invention is used, in the device that injects water toward the inside of the A-taji (/kerato) formed on the outer periphery of the exhaust manifold, even after the engine is stopped, The exhaust manifold can be cooled down to a predetermined temperature or below in response to a signal from the exhaust temperature sensor that detects salt in the exhaust manifold, so that the exhaust manifold can be forcibly cooled down to the optimum temperature range for a short period of time after the engine has stopped. This will prevent the water injection nozzle from overheating, preventing the engine room from becoming too hot, preventing vapor lock phenomena in the fuel supply system, and maintaining good restartability. By preventing this, it is possible to improve the durability and reliability of the nozzle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1実施例に係るυF気マニホルト冷
却装置の全体構成図、 第2図は第1図の装置にお(プろ水噴射制御のブロック
図、 第3図は第1図の装置のEC(Jにおける制御フロー図
、 第4図ないし第6図は第1図の水噴射ノズルのエンジン
運転中における各制御パターンを示ず噴射パルスと時間
との関係図、 第7図および第8図は第1図の水噴射ノズルのエンジン
停止後における各制御パターンを承り噴射パルスと時間
との関係図、 第9図は本発明の第2実施例に係る排気マニホルド冷却
装置の全体構成図、 である。 1・・・・・・・・・・・・エンジン 2・・・・・・・・・・・・シリンダブロック3・・・
・・・・・・・・・シリンダヘッド4・・・・・・・・
・・・・吸気マニホルド6・・・・・・・・・・・・排
気マニホルド8・・・・・・・・・・・・過給機 9・・・・・・・・・・・・タービン 10・・・・・・・・・・・・エアフローメータ11・
・・・・・・・・・・・吸入ダク1−12・・・・・・
・・・・・・コンプレツリ14・・・・・・・・・・・
・インタクーラ15・・・・・・・・・・・・吸気ダク
ト17・・・・・・・・・・・・つ4−タジャケット1
8・・・・・・・・・・・・過給空気導入通路19・・
・・・・・・・・・・逆止弁 20・・・・・・・・・・・・水噴射ノズル21・・・
・・・・・・・・・ECU 22・・・・・・・・・・・・ドレンパイプ23・・・
・・・・・・・・・冷却フィン24・・・・・・・・・
・・・ドレンタンク25・・・・・・・・・・・・ポン
プ 26・・・・・・・・・・・・水リターンパイプ27・
・・・・・・・・・・・バッフルプレート28・・・・
・・・・・・・・フィルタ29・・・・・・・・・・・
・リターンパイプ30・・・・・・・・・・・・排気マ
ニホルド集合部31・・・・・・・・・・・・排気管 32・・・・・・・・・・・・触媒コンバータ33.3
4・・・・・・排気温ヒン′す35.36・・・・・・
コンパレータ 37・・・・・・・・・・・・OR回路38・・・・・
・・・・°・・・CPU39・・・・・・・・・・・・
フューエルカット信号40・・・・・・・・・・・・イ
グニッションスイッチ41・・・・・・・・・・・・リ
レー 42・・・・・・・・・・・・A/Dコンバータ43・
・・・・・・・・・・・タイマ 51・・・・・・・・・・・・空気取入れダクト52・
・・・・・・・・・・・リターンパイプ53・・・・・
・・・・・・・エアフローメータ54・・・・・・・・
・・・・ダウ1−特 許 出 願 人  トヨタ自動車
株式会社時間 第9図
Fig. 1 is an overall configuration diagram of the υF air manifold cooling system according to the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of the system shown in Fig. EC (J) control flow diagram of the device shown in Fig. 4 to 6 do not show each control pattern during engine operation of the water injection nozzle in Fig. 1; and Fig. 8 is a relationship between injection pulses and time according to each control pattern of the water injection nozzle in Fig. 1 after the engine is stopped, and Fig. 9 is an overall diagram of the exhaust manifold cooling system according to the second embodiment of the present invention. The configuration diagram is as follows: 1... Engine 2... Cylinder block 3...
・・・・・・・・・Cylinder head 4・・・・・・・・・
...Intake manifold 6...Exhaust manifold 8...Supercharger 9... Turbine 10... Air flow meter 11.
・・・・・・・・・Suction duct 1-12・・・・・・
・・・・・・Comprehension 14・・・・・・・・・・・・
・Intercooler 15...Intake duct 17...4-taper jacket 1
8......Supercharged air introduction passage 19...
・・・・・・・・・Check valve 20・・・・・・・・・Water injection nozzle 21...
・・・・・・・・・ECU 22・・・・・・・・・・・・Drain pipe 23...
......Cooling fin 24...
...Drain tank 25...Pump 26...Water return pipe 27.
......Baffle plate 28...
・・・・・・・・・Filter 29・・・・・・・・・・・・
・Return pipe 30・・・・・・・・・Exhaust manifold gathering part 31・・・・・・・・・Exhaust pipe 32・・・・・・・・・Catalytic converter 33.3
4... Exhaust temperature hint 35.36...
Comparator 37......OR circuit 38...
・・・・°・・・CPU39・・・・・・・・・・・・
Fuel cut signal 40...Ignition switch 41...Relay 42...A/D converter 43・
...... Timer 51 ...... Air intake duct 52
......Return pipe 53...
......Air flow meter 54...
...Dow 1 - Patent applicant Toyota Motor Corporation Time Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)排気マニホルドの周囲に形成されたウォータジャ
ケットと、該ウォータジャケット内に向けて噴霧状の水
を噴射可能な水噴射ノズルとを有する排気マニホルド冷
却装置において、排気マニホルドに排気温センサを設け
、前記水噴射ノズルを、前記排気温センサからの信号に
基づいて、エンジン運転中とともにエンジン停止後も前
記水噴射ノズルによる水噴射を制御可能な制御装置に接
続したことを特徴とする排気マニホルド冷却装置。
(1) In an exhaust manifold cooling device that has a water jacket formed around the exhaust manifold and a water injection nozzle capable of injecting atomized water into the water jacket, an exhaust temperature sensor is provided in the exhaust manifold. , wherein the water injection nozzle is connected to a control device capable of controlling water injection by the water injection nozzle both during engine operation and after the engine is stopped, based on a signal from the exhaust temperature sensor. Device.
JP62061100A 1987-03-18 1987-03-18 exhaust manifold cooling system Pending JPS63227916A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62061100A JPS63227916A (en) 1987-03-18 1987-03-18 exhaust manifold cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62061100A JPS63227916A (en) 1987-03-18 1987-03-18 exhaust manifold cooling system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63227916A true JPS63227916A (en) 1988-09-22

Family

ID=13161328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62061100A Pending JPS63227916A (en) 1987-03-18 1987-03-18 exhaust manifold cooling system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63227916A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1284345A3 (en) * 2001-08-16 2004-08-18 Visteon Global Technologies, Inc. Internal combustion engine cooling
US7228684B2 (en) * 2003-09-23 2007-06-12 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Internal combustion engine
JP2015510983A (en) * 2012-03-06 2015-04-13 ルノー エス.ア.エス. Rapid cooling system for automobiles with parts with diffuser
WO2016072943A1 (en) * 2014-11-04 2016-05-12 Ford Otomotiv Sanayi Anonim Şirketi An internal combustion engine providing waste heat recovery

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1284345A3 (en) * 2001-08-16 2004-08-18 Visteon Global Technologies, Inc. Internal combustion engine cooling
US7228684B2 (en) * 2003-09-23 2007-06-12 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Internal combustion engine
JP2015510983A (en) * 2012-03-06 2015-04-13 ルノー エス.ア.エス. Rapid cooling system for automobiles with parts with diffuser
WO2016072943A1 (en) * 2014-11-04 2016-05-12 Ford Otomotiv Sanayi Anonim Şirketi An internal combustion engine providing waste heat recovery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1691046B1 (en) Exhaust emission purification apparatus for an internal combustion engine
US20100242929A1 (en) Arrangement and method for the return of exhaust gases in a combustion engine
RU2709401C2 (en) Method and system for exhaust gas heat recirculation and recuperation
CN103987931B (en) Internal combustion engine and control method thereof
JP2011080397A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
US10487708B2 (en) Reductant tank as a heat storage device
JP5040963B2 (en) Blow-by gas processing device for internal combustion engine
JPH1182182A (en) Exhaust gas recirculation system
JP5846286B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
KR102413070B1 (en) Cooling device for reducing agent dosing module and engine cooling system having the same
JP2018003669A (en) Cooling device for exhaust emission control system
JP2003301744A (en) Piston cooling device and method
CN106014566A (en) Method for controlling an internal combustion engine
JPS63227916A (en) exhaust manifold cooling system
JP2011144747A (en) Exhaust emission control device of diesel engine
JP5699957B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
EP2682580B1 (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine, and control method for exhaust emission control system
US5735238A (en) Heat management system for internal combustion engines
JP2018003667A (en) Cooling device for exhaust emission control system
KR101766127B1 (en) Urea solution storing tank
JP2014214719A (en) Tractor
KR20160124580A (en) Pressurized type coolant circulation system for a vehicle
US20110197867A1 (en) Fuel Economizer Fuel Vapor System for Internal Combustion Engine
JPS63208607A (en) exhaust manifold cooling system
JP2015027836A (en) Exhaust gas processing apparatus of tractor