JPH031488B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はエンジンの過給装置に関するもので
ある。

一般にエンジンの過給装置は、空気あるいは混
合気を燃焼室に加圧供給してその充填効率を高
め、エンジン出力を増大させるためのものであ
る。そしてこのエンジンの過給装置としては、従
来、単一の吸気通路に過給機を設けて、吸入空気
を全て加圧供給するようにしたものと、吸気通路
として第１の吸気通路と、過給機を有する第２の
吸気通路とを設け、第２の吸気通路の吸気ポート
を少なくとも圧縮行程において開口するようにし
たいわゆる部分過給方式のものとがある（特開昭
55−137314号公報参照）。このうち前者では効率
よく過給を行なうためには過給機を大型化する必
要があるのに対し、後者、即ち部分過給方式のも
のでは小型の過給機でよいという利点がある。

しかし、この従来の部分過給方式のエンジンの
過給装置では、過給機の容量や点火時期等との関
係から、第２の吸気通路の閉弁時期はむやみに遅
らせることはできず、そのため第１、第２の両吸
気通路の開弁時間をオーバラツプさせる必要があ
つた。そうするとエンジンの高負荷低回転時に
は、第２の吸気通路からの過給圧が高くなるのに
対して、第１の吸気通路を流れる吸入空気の慣性
が小さいため、第２の吸気通路から第１の吸気通
路への空気の吹き返しが生じて、過給気の供給が
無駄になり、過給効率が悪くなるという問題があ
つた。

ところで第１の吸気通路を流れる吸気の慣性は
エンジン回転数の上昇に応じて増大し、又第２の
吸気通路から第１の吸気通路への空気の吹き返し
量は第１の吸気通路の吸気慣性が小さくなるほど
増大するものであり、したがつてエンジンの高回
転時には第１の吸気通路への吹き返しはそれほど
問題にならないものである。

この発明は以上のような状況に鑑みてなされた
もので、上記部分過給方式の過給機付エンジンに
おいて、エンジンの高負荷領域においてはエンジ
ンの低回転時には第１の吸気通路を閉じて第２の
吸気通路から過給気のみを供給し、エンジンの高
回転時には上記過給気に加えて第１の吸気通路か
らの新気を供給することにより、過給機の駆動損
失を低減できるとともに、過給効率を損なうこと
なく出力性能を向上できるようにしたエンジンの
過給装置を提供することを目的としている。

以下本発明の一実施例を図について説明する。

図面は本発明の一実施例によるエンジンの過給
装置を示す。図において、１はシリンダ２と該シ
リンダ２内を往復動するピストン３とによつて構
成されたエンジンであり、該エンジン１のシリン
ダ２内にはシリンダ２内面とピストン３上面とに
よつて燃焼室４が形成され、又ピストン３にはコ
ンロツド５を介してクランクシヤフト６が連結さ
れている。

また上記燃焼室４には排気ポート７ａ、第１の
吸気ポート８ａ及び第２の吸気ポート９ａがそれ
ぞれ開口して設けられている。上記排気ポート７
ａは排気通路７に連通しており、該排気ポート７
ａにはそれを開閉する排気弁１０が設けられてい
る。また第１の吸気ポート８ａは第１の吸気通路
８に連通しており、該第１の吸気ポート８ａには
これを開閉する第１の吸気弁１１が設けられてい
る。

さらに上記第２の吸気ポート９ａは第２の吸気
通路９に連通しており、該第２の吸気ポート９ａ
には第２の吸気弁１２が設けられ、該吸気弁１２
は吸気行程終期において該ポート９ａを開き圧縮
行程においてそれを閉じるようになつている。ま
た上記第２の吸気通路９の途中には燃料噴射弁１
３が設けられている。そして第２の吸気通路９の
さらに上流にはブロア１４が設けられ、一方排気
通路７の途中にはタービン１５が設けられてお
り、上記ブロア１４とタービン１５とは軸１６に
よつて相互に連結されてターボ過給機１７を構成
している。また上記第１、第２の両吸気通路８，
９の他端は１つの吸気通路１８に接続され、該吸
気通路１８の途中にはアクセペダル（図示せず）
と連動するスロツトル弁１９が設けられている。
この吸気通路１８のさらに上流には吸入空気量を
検出するためのメジヤリングプレート型のエアフ
ローセンサ２０が、さらにその上流にはエアクリ
ーナ２１が設けられている。また図中、２２はエ
アフローセンサ２０のメジヤリングプレートの回
動角度から吸入空気量を検出するポテンシヨメー
タ、２３はエンジンの回転数を検出する回転数セ
ンサ、２４はポテンシヨメータ２２及び回転数セ
ンサ２３の両出力を受け、吸入空気量及びエンジ
ン回転数によつて決定される量の燃料を噴射する
よう上記燃料噴射弁１３に制御信号を加える噴射
量制御装置である。

そして上記第１の吸気通路８の途中には開閉弁
２５が回転自在に配設され、該開閉弁２５の軸２
５ａに固定されたリンク２６にはロツド２７の一
端が連結され、該ロツド２７の他端はダイヤフラ
ム装置２８のダイヤフラム２９の第１室３０側表
面に固定されている。このダイヤフラム装置２８
の第２室３１にはダイヤフラム２９を図示左方に
引張るばね部材３２が配設され、又第２室３１と
上記第２の吸気通路９の過給機１７下流側との間
には該下流側圧力を第２室３１に導入するための
圧力導入通路３３が介設されている。

次に動作について説明する。

エンジンの低負荷領域では、スロツトル弁１９
の開度は比較的小さく、エアクリーナ２１からの
空気はこのスロツトル弁１９の開度に応じた量だ
け吸気通路１８に吸入される。このとき吸気通路
１８への空気の吸入量は少なく、したがつてエン
ジンの排気流量も少ないため、過給機１７におい
てそのタービン１５に加わる駆動力は極めて小さ
く、ブロア１４にはほとんど駆動力が生じない。
すると上記吸入空気はブロア１４によつて加圧さ
れることなく、エンジンの負圧のみによつて第２
の吸気通路９に吸入され、燃料噴射弁１３からの
噴射燃料と混合されて、第２の吸気弁１２が開い
たときに燃焼室４に自然吸入される。その際過給
機１７のブロア１４の下流側圧力は負圧になつて
いるので、ダイヤフラム装置２８において第２室
３１に導入される圧力は設定値以下である。する
とダイヤフラム２９はばね部材３２のばね力によ
つて図示左方に変形移動し、ロツド２７は左方に
引張られるため、開閉弁２５は閉じ、上記吸入空
気は第１の吸気通路８から燃焼室４に吸入される
ことはない。

このようにエンジンの低負荷領域では、燃焼室
４には吸気行程終期から圧縮行程にかけて第２の
吸気通路９からの混合気がエンジンの負圧によつ
て自然吸入され、通常のエンジンと同様に良好な
運転状態が得られる。

次にエンジンの高負荷領域になると、スロツト
ル弁１９の開度は大きくなり、吸気通路１８への
空気の吸入量は増加してエンジンの排気流量も増
加し、過給機１７の過給圧は増大する。そしてこ
のようにエンジンの高負荷領域であつてエンジン
回転数の低い場合に第１、第２の両吸気通路８，
９から吸気又は混合気を供給するとすれば、第１
の吸気通路８の吸気慣性が小さいため、上述のよ
うに第１の吸気通路８への吹き返しが発生して過
給機１７の駆動損失が生ずることとなる。しかる
に本装置では、この場合過給機１７の過給圧はま
だ設定値以下であり、ダイヤフラム装置２８にお
いてそのダイヤフラム２９はばね部材３２のばね
力によつて左方に吸引されているため、開閉弁２
５は閉じ、第１の吸気通路８からの吸気が供給さ
れることはない。また第２の吸気通路９において
は、過給機１７の過給圧が増大していることか
ら、燃焼室４には混合気が加圧供給されることと
なる。

このようにエンジンの高負荷領域であつてエン
ジン回転数が低い場合には、第１の吸気通路８は
閉じられて第２の吸気通路９からの混合気のみが
加圧供給され、その結果第１の吸気通路８への空
気の吹き返しが生ずることはなく、過給機１７の
駆動損失は低減されるとともに、充填効率が向上
してエンジン出力も向上する。

そしてエンジンの高負荷領域においてエンジン
回転数が増大すると、第１、第２の両吸気通路
８，９を開いても、第１の吸気通路８の吸気慣性
が増大して、第１の吸気通路８への空気の吹き返
しはそれほど問題ではなくなる。したがつて本装
置では、この場合過給機１７の過給圧は設定値以
上となり、ダイヤフラム装置２８においてダイヤ
フラム２９は第２室３１に導入された圧力により
図示右方に移動するため、開閉弁２５が開く。す
るとエアクリーナ２１からの空気は、エンジンの
負圧によつて第１の吸気通路８内に吸入され、第
１の吸気弁１１が開いたときに燃焼室４に自然吸
入されるとともに、第２の吸気通路９に入り燃料
噴射弁１３からの燃料と混合されて第２の吸気弁
１２が開いたときに燃焼室４に加圧供給される。

このようにエンジンの高負荷領域であつてエン
ジン回転数の高い場合には、第１の吸気通路８か
らの新気と、少なくとも圧縮行程において第２の
吸気通路９からの混合気とが供給されるため、充
填効率がより一層向上してエンジン出力も向上す
る。

なお上記実施例では過給機としてターボ過給機
を用いたが、これはメカニカル過給機を用いても
よい。ただしこの場合はエンジンの低負荷領域で
は過給機はほとんど作動せず、吸気が流れないた
め、過給機に対しバイパス通路を設け、低負荷領
域では該バイパス通路を開くようにする必要があ
る。

また上記実施例ではエンジンの低負荷領域にお
いては常時第１の吸気通路を閉じるようにした
が、この低負荷領域では過給機の過給圧は低く、
第１の吸気通路への吹き返しはほとんど生じない
ため、第１の吸気通路を開くようにしてもよい。

さらに上記実施例ではダイヤフラム装置によつ
て第１の吸気通路を開閉制御するようにしたが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えばエンジンの負荷と回転数とに応じて第１の
吸気通路を電気的に開閉制御するようにしてもよ
い。

以上のように、本発明に係るエンジンの過給装
置によれば、エンジンの高負荷領域においてエン
ジンの低回転時には第１の吸気通路を閉じて第２
の吸気通路からの過給気のみを加圧供給し、エン
ジンの高回転時には上記過給気と第１の吸気通路
からの新気とを供給するようにしたので、過給機
の駆動損失を低減できるとともに、充填効率を向
上してエンジン出力を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例によるエンジンの過給
装置の概略構成図である。 １……エンジン、８……第１の吸気通路、９…
…第２の吸気通路、９ａ……吸気ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の吸気通路と、過給機を有する第２の吸
   気通路とを備え、該第２の吸気通路を構成する吸
   気ポートを少なくとも圧縮行程において開口する
   よう構成してなるエンジンにおいて、エンジンの
   高負荷領域においてはエンジンの低回転時には上
   記第１の吸気通路を閉じて第２の吸気通路から過
   給機を供給しエンジンの高回転時には上記第２の
   吸気通路からの過給気に加えて上記第１の吸気通
   路から新気を供給するように構成したことを特徴
   とするエンジンの過給装置。