JPH0264223A - 圧力波過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、排気ガスの圧力波エネルギを吸気に伝達し
、吸気を圧縮して過給を行なうような圧力波過給機付エ
ンジンの吸気装置に関する。

（従来技術） 従来、上述例の圧力波過給機は、出力性能が要求される
高負荷状態で吸排気の圧力バランスを保つように設定さ
れている関係上、過給圧が低い低負荷状態では上述の吸
排気の圧力バランスがくずれて、ロータのセル内を通る
内部ＥＧＲが増大する。

このような低負荷域における内部ＥＧＲの増大を抑制す
る目的で、従来たとえば特開昭６１−２８７１７号公報
に記載の如き圧力波過給機付エンジンの吸気装置が既に
発明されている。

すなわち、圧力波過給機の吸気上流側のエアクリーナの
エレメント下流側と、圧力波過給機の吸気下流側の吸気
通路とを連通する吸気バイパス通路を設け、第５図に領
域ａで示す低負荷時に上述の吸気バイパス通路を開通さ
せる開閉手段としてのスターティングバルブを設け、エ
ンジン始動時および低負荷域において圧力波過給機をバ
イパスさせて吸気を行ない、始動性の向上および内部Ｅ
ＧＲの増大を抑制すべく構成した圧力波過給機付エンジ
ンの吸気装置である。

一方、この種のエンジンにおいては、排気側と吸気側と
を結ぶ外部ＥＧＲ管路にＥＧＲパルプを設けて、排気側
から吸気側に外部ＥＧＲさせる外部ＥＧＲ装置を設け、
ＮＯｘの低減を図っている。

この外部ＥＧＲの領域は第５図に領域すで示す如く前述
の吸気バイパス通路の開通領域ａとラップし、この吸気
バイパス通路が開いている間においても外部ＥＧＲが行
なわれる。

ところで、上述の圧力波過給機はロータの高速回転によ
り吸気の吸込口に対して１０００Ｈｚ以上の高周波音が
もれるので、この高周波音を吸音するために、上述のエ
アクリーナの内部にはスポンジ状の吸音材が貼付けられ
ている。

しかし、従来のエアクリーナにおいては、この吸音材が
吸気バイパス通路との連通部を覆うようにケース内全面
に設けられている関係上、次のような問題点があった。

つまり、吸気バイパス通路が開通している低負賛状態に
おいては、排気ガスの一部がロータのセル内から吸気上
流側、吸音材、バイパス通路を介して吸気マニホルド乃
至吸気ボートに若干量内部ＥＧＲされるため、エンジン
の長期使用に際して上述の吸音材にカーボンが付着して
、この吸音材の上述の連通部に相当する部位に目詰りが
生じ、吸気バスパス通路の通路抵抗が大となる結果、エ
ンジンの吸気ボート側からみて吸気通路の圧力が変化し
、このため、上述の外′部ＥＧＲ率が不所望に増大され
る問題点を有していた。

（発明の目的） この発明は、吸音材により吸気ダクト側への高周波音伝
播を抑制しつつ、低負荷域においては吸気通路の通気抵
抗の安定化を図って、外部ＥＧＲ率の均一化と消音化と
を図ることができる圧力波過給機付エンジンの吸気装置
の提供を目的とする。

（発明の構成） この発明は、圧力波過給機の吸気上流側のエアクリーナ
のエレメント下流側と、圧力波過給機の吸気下流側の吸
気通路とを連通ずる吸気バイパス通路を付設し、低負荷
時に上記吸気バイパス通路を開通させる開閉手段を備え
た圧力波過給機付エンジンの吸気装置であって、上記エ
アクリーナのエレメント下流側にエレメントと対向する
スポンジ状の吸音材を配設するとともに、上記エアクリ
ーナの吸気バイパス通路の連通部に、該吸気バイパス通
路の横断面積より大きい横断面積の空間部を形成し、該
空ｒＷＪ部のエレメント側に上記吸音材の端部を位置さ
せて、上記空間部を独立した容積部となしたことを特徴
とする圧力波過給機付エンジンの吸気装置であることを
特徴とする。

（発明の効果） この発明によれば、エアクリーナの吸気バイパス通路の
連通部に、上述の空間状の容積部を形成したので、スポ
ンジ状の吸音材の一部に目詰りが生じても、他の目詰り
していない部分から良好な吸気を行なうことができ、こ
の結果、低負荷域における吸気通路の通気抵抗の安定化
を図ることができ、外部ＥＧＲ率の均一化を図ることが
できる効果がある。

また、上述の吸音材により吸気ダクト側への高周波音伝
播を充分に抑制ずことができるのは勿論のこと、横断面
積の大きい上述の容積部がレゾネータ（ｒｅｓｏｎａｔ
ｏｒ　Ｌおよび膨張室としての作用を奏するので、共鳴
減衰の原理および拡張（膨張）形消音効果により音波エ
ネルギの減衰を図って、消音化を達成することができる
効果がある。

（実施例） この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は圧力波過給機付エンジンの吸気装置を示し、第１
図において、ディーゼルエンジン１のエンジン出力軸と
してのクランク軸２にはクランクプーリ３、ベルト４お
よびロータ１−りを介して圧力波過給機５いわゆるプレ
ッシャーウェーブ・スーパーチャージャ（ＰＷＳ）のロ
ータシャフトを連結している。

上述の圧力波過給機５は第１図にロータ６の回転を下方
移動に置換した状態で示す如く、ケース内に上述のロー
タ６を回転可能に支持している。

また上述のロータ６には多数の小室としてのセルフ・・
・を形成する多数の隔壁８・・・を放射状に配設すると
共に、上述のロータ６の一端側のエアゲージング９には
吸気導入口１０および吸気吐出口１１を形成し、他端側
のガスゲージング１２には排気導入口１３および排気吐
出口１４をそれぞれ形成している。

さらに、上述の吸気導入口１０の前位には第２図乃至第
４図に示すようにエアクリーナ１５を、また吸気吐出口
１１の後位には吸気マニホルド１６をそれぞれ接続する
と共に、上述の排気導入口１３の前位には排気マニホル
ド１７を、また排気吐出口１４の後位にはサイレンサを
それぞれ接続している。

なお、第１図における１８はコンブレッションボゲット
、１９はエキスバンションボゲット、２０はガスボゲッ
トである。

そして、上述の圧力波過給機５は、上述のロータ６のエ
ンジン回転数に応じた回転に伴い、吸気導入口ｌＯから
１７−タ６のセルフに吸入した吸気に対して、排気導入
口１３から該セルフに排気を流入させ、音速で伝播され
る排気の圧力波エネルギを吸気に伝達して、吸気を圧縮
、加速して吸気吐出口１１から過給吐出させる一方、上
述のセルフ内に残る排気を排気吐出口１４から排出させ
ると共に、吸気導入口１０から上述のセルフ内に吸気を
導入することにより、掃気を行なうことを繰返す。

なお、吸入エアと排気ガスとの境界線は少なくとも出力
性能が要求される高負荷状態において第１図の点線Ｃの
如くなる。

ところで、上述の圧力波過給機５の吸気上流側に設けた
エアクリーナ１５は第２図乃至第４図に示すように、合
成樹脂製のアッパケース２１とロアケース２２とを接合
し、これら両り−ス２１゜２２内にエレメント２３を介
設している。

このエレメント２３の上流側にはエアダクト（図示せず
）と′Ｊ！Ｐ！通ずる吸気人［］２４を形成する一方、
エレメント２３の下流側には、浄化空気を流出するメイ
ン出口２５およびバイパス出口２６をそれぞれ形成して
いる。

上述のメイン出口２５と圧力波過給機５の吸気導入口１
０とを一次吸気通路２７で連結する一方、この圧力波過
給機５の吸気吐出口１１に接続した二次吸気通路２８．
２９と、前述のエアクリーナ１５のバイパス出口２６と
の間には、吸気バイパス通路３０を形成している。

そして、この吸気バイパス通路３０と上述の二次吸気通
路２８．２９との間には、低負荷時に上述の吸気バイパ
ス通路３０を開通させる開閉手段としてのスターティン
グバルブ３１を介設している。

このスターティングバルブ３１は略１゛字状のバルブハ
ウジング３２内に、過給圧により作動するフラッパ３３
と、このフラッパ３３により開閉操作されるバイパスバ
ルブ３４とを内蔵した圧力弁で、前述の吸気吐出口１１
からの過給圧が約５３ｍｍ１　ｇに達するとフラッパ３
３が徐々に開き始め、約１３２ｗＨｇでフラッパ３３が
全開となって傾倒し、このフラッパ３３でバイパスパル
プ３４を自弁操作し、逆に前述の吸気吐出口１１からの
過給圧が所定過給圧に満たない低負荷時には第２図図示
の状！’！！（吸気バイパス通路３０を開通さぜた状態
）となり、圧力波過給８１５をバイパスさせて吸気を行
なうことにより、内部Ｆ、ＧＲの増大を抑制する。

なお、上述の吸気バイパス通路３０が開通する領域は、
第５図に示す領域ａの通りである。

ここで、上述のディーゼルエンジン１は排気側と吸気側
とを結ぶ外部ＥＧＲ管路にＥＧＲパルプを設けて、第５
図に示す領域すの範囲において排気側から吸気側に外部
ＥＧＲさせる外部ＥＧＲ装置（図示せず）を備えている
。

ところで、前述のエアクリーナ１５のエレメント２３下
流側において、上述の吸気バイパス通路３０の連通部２
６ａには、この吸気バイパス通路３０の横断面積よりも
大きい横断面積の空間部３５を形成している。

そして、この空間部３５のエレメント２３ｆｆｌｌに該
エレメント２３と対向するアッパケース２１ｆｌｌｌ全
面に設けたスポンジ状の側面部吸音材３６および底面部
吸音材３７のそれぞれの端部３６ａ、３７ａを位置させ
て、上述の空間部３５を独立した容Ｍ部となしている。

−まな、上述の底面部吸音材３７は側面部吸音材３６の
密度より高密度のものを用い、吸音効果、カーボントラ
ップ（ｃａｒｂｏｎ　ｔｒａｐ　）　、ＥＧＲ均一化を
バランスよく達成すべく構成している。

図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下作用
を説明する。

エンジン低負荷域において前述のスターティングバルブ
３１により開通制御される吸気バイパス通路３０を設け
たとはいえ、排気の一部はロータ６のセルフ内を通った
後に、−次吸気通路２７、メイン出口２５、エアクリー
ナ１５におけるエレメント２３下流側、吸音材３６．３
７、容積部としての空間部３５、連通部２６ａ、バイパ
ス出口２６、吸気バイパス通路３０、二次吸気通路２９
をこの順に介して吸気マニホルド１６乃至吸気ボートに
若干量内部ＥＧＲされる。

このため、エンジンの長期使用に際して、上述の吸音材
３６．３７にはカーボンが付着して、この吸音材の一部
に目詰りが生ずる。

しかし、上述のエアクリーナ１５の吸気バイパス通路３
０の連通部２６ａには、上述の如く横断面積の大なる空
間部３５を形成し、この空間部３５を容積部としたので
、スポンジ状の吸音材３６゜３７の一部に目詰りが生じ
ても、他の目詰りしていない部分から良好な吸気を行な
うことができる。

この結果、特に低負荷域における吸気通路の通気抵抗の
安定化を図ることができ、第５図において領域ａと領域
すとがラップする所定領域においても外部ＥＧＲ装置に
よる外部ＥＧＲ率の均一化を図ることができる効果があ
る。

加えて、上述の吸音材３６．３７による音波エネルギの
吸収作用によりエアクリーナ１５上流側の吸気ダクｌ−
（図示せず）側への高周波音伝播を充分に抑制すること
ができるのは勿論のこと、上述の容積部（空間部３５）
がレゾネータ（ｒｅｓｏ−ｎａｔｏｒ　）および膨張室
としての作用を奏するので、共鳴減衰の原理および拡張
（ＷＢ８１　）形消音効果により音波エネルギの減衰を
図って、消音化を達成することができる効果がある。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、 この発明の圧力波過給機付エンジンは、実施例のディー
ゼルエンジン１に対応し、 以下同様に、 圧力波過給機の吸気下流側の吸気通路は、二次吸気通路
２８．２９に対応し、 開閉手段は、スターティングバルブ３１に対応し、 エレメントと対向するケースは、ア・７パケース２１に
対応し、 スポンジ状の吸音材は、側面部吸音材３６および底面部
吸音材３７に対応するも、 この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

また、上述の実施例においてはエアクリーナ１５のケー
ス２１．２２として樹脂ケースを用い、同エアクリーナ
１５の軽量化を図っているが、アルミ合金のその他の金
属ケースを用いてもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図はロータの回転を下方移動に置換した状態で示す
圧力波過給機付エンジンの吸気装置の概略系統図、 第２図は圧力波過給機付エンジンの吸気装置を示す系統
図、 第３図はエアクリーナの斜視図、 第４図はエアクリーナの＃ｌＩ断面図、第５図は吸気バ
イパス通路開通領域と外部ＩＦ、ＯＲ領域とを示す特性
図である。 １・・・ディーゼルエンジン ５・・・圧力波過給ｒｓ　　　　１５・・・エアクリー
ナ２１・・・アッパケース　　２３・・・エレメント２
６ａ・・・連通部 ２８．２９・・・二次吸気通路 ３０・・・吸気バイパス通路 ３１・・・スターティングバルブ ３５・・・空間部（容積部） ３６・・・側面吸音材　　　３６ａ・・・吸音材端部３
７・・・底面部吸音材　　３７ａ・・・吸音材端部１・
・・ティーでルエシジシ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力波過給機の吸気上流側のエアクリーナのエレ
   メント下流側と、圧力波過給機の吸気下流側の吸気通路
   とを連通する吸気バイパス通路を付設し、 低負荷時に上記吸気バイパス通路を開通させる開閉手段
   を備えた圧力波過給機付エンジンの吸気装置であって、 上記エアクリーナのエレメント下流側にエレメントと対
   向するスポンジ状の吸音材を配設するとともに、 上記エアクリーナの吸気バイパス通路の連通部に、該吸
   気バイパス通路の横断面積より大きい横断面積の空間部
   を形成し、 該空間部のエレメント側に上記吸音材の端部を位置させ
   て、上記空間部を独立した容積部となしたことを特徴と
   する 圧力波過給機付エンジンの吸気装置。