JPH0343382Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ この考案はターボ過給機付エンジンの吸気装置
に係り、特にエンジン低速回転時にインレツトマ
ニホールド内の圧力を高めるためにインタークー
ラと並列に設けられたバイパス通路を改良したも
のに関する。

［考案の技術的背景］ 一般にターボ過給機付きエンジンの吸気装置
は、ターボ過給機とインレツトマニホールドとを
つなぐ通路に充填効率を高めるためのインターク
ーラを設け、ターボ過給機で加圧された空気をこ
のインタークーラで冷却してからインレツトマニ
ホールドに導いている。

ところで、エンジン回転が低いときブースト圧
が低く、インレツトマニホールド内の圧力が高く
ならない。したがつて、急加速のときブースト圧
を速やかに上げようとしても、インタークーラが
あると通気抵抗が増大し、かつその容積の増加分
のため、大量の空気が必要となり長時間を要す
る。そこで、エンジン低速回転時ブースト圧を上
げるため、過去に、インタークーラに並列にバイ
パス通路を設け、その分岐点に給気圧によつて開
閉する切換弁を設けたもの（実開昭50−66011号
公報、実開昭57−112028号公報）、インタークー
ラの上流側にバイパス通路を設け、バイパス通路
とインタークーラの下流側通路とに給気圧によつ
て相互に逆開閉する２つの弁を設けたもの（実開
昭57−134323号公報）が発表されている。

これらは、いずれも給気圧が小さいときターボ
過給機からバイパス通路を介して直接インレツト
マニホールドに過給圧を導き、低速回転域のアク
セルレスポンスを向上させている。

［背景技術の問題点］ ところが、上述した従来のものは次のような欠
点があつた。

(1) 徐々に上昇する給気圧によつて直接弁が作動
するため、その開閉すなわち通路の切換えが漸
次的になつて同時にバイパス通路とインターク
ーラ通路とが開くときがあり、インレツトマニ
ホールドの内圧を急速に高めることができな
い。

(2) ターボ過給機エンジンに空冷式インタークー
ラを設ける場合、インタークーラの設置場所は
通気性の優れた場所に限られるため長い配管が
必要となる。このためブースト圧の低い低速回
転域では長い配管内の圧力を上げなれければイ
ンレツトマニホールド内の圧力は上がらずアク
セルレスポンスは悪くなる。この点従来のもの
は、バイパス通路を開くときインタークーラ通
路の出入口のうち一方のみを閉じて他方はバイ
パス通路に連通したままである。このため、ブ
ースト圧を上げるためには、インタークーラ通
路の長い配管内の圧力を上げる必要のみなら
ず、インタークーラ内の圧力をも上げる必要が
生じ、応答性が悪い。

このように従来のものはインレツトマニホール
ド内の圧力を急速に高めることができなかつたの
で、インタークーラの容積を小さくしたり、イン
タークーラの設置場所を通気性のさほど良くない
場所に選んで通路の短縮化を図るという、性能を
ある程度犠牲にした措置をとらざるを得なかつ
た。

［考案の目的］ この考案は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的は、エンジンの低速回転域におけるイン
レツトマニホールド内の圧力を急速に高めること
ができると共に、これを簡単な構造で実現するこ
とができるターボ過給機付エンジンの吸気装置を
得ることである。

［考案の概要］ 上記目的を達成するためにこの考案は、ターボ
過給機からインタークーラを経由してインレツト
マニホールドに至るメイン通路と、このメイン通
路のインタークーラの上流側と下流側とを互いに
引き寄せてその一部を重ね合わせて接続しかつそ
の重ね合わせた部分を互いに連通させて形成され
ターボ過給機から直性インレツトマニホールドに
至るバイパス通路と、このバイパス通路とメイン
通路の連通点に設けられその連通点を閉じること
により上記ターボ過給機からインタークーラを経
由させてインレツトマニホールドへ過給気を供給
し、連通点を開くことによりインタークーラへの
過給気の供給を遮断してターボ過給機からインレ
ツトマニホールドへ直接過給気を供給する開閉弁
と、上記インレツトマニホールド内の圧力を検知
する圧力検知手段と、この圧力検知手段からの信
号が所定圧力を上回つたときに上記開閉弁を閉じ
且つ所定圧力以下のときに開閉弁を開く弁作動手
段とを備えてなることを特徴とする。これによ
り、開閉弁を漸次にではなく瞬時に開閉でき、か
つメイン通路を閉じるときはその一方の口のみの
ではなく出入口を共に塞ぐようにしてバイパス通
路との連通を完全に断ち通路容積を最小にできる
ようにし、エンジン低速回転域における過給気通
路の一時的増加によるアクセルレスポンスの悪化
が生じないようにしたものである。

［考案の実施例］ 以下、この考案に係るターボ過給機付エンジン
の吸気装置の好適一実施例を添付図面に従つて説
明する。

第１図はこの考案の一実施例を示す概略構成図
である。図中１はエンジンで、このエンジン１に
はそのアウトレツトマニホールド２に設けたター
ボ過給機３からインタークーラ４を経由してイン
レツトマニホールド５に至るメイン通路６が設け
られている。このメイン通路６は、インタークー
ラ４の上流側と下流側とをその少なくとも一方を
他方側に引き込むようなかたちで一点において接
触させるようにして、途中で連通している。この
連通により、ターボ過給機３から直接インレツト
マニホールド５に至るバイパス通路７が、メイン
通路６上に重ねて形成されている。

そして、バイパス通路７とメイン通路６との連
通点８に開閉弁９を設け、該開閉弁９を常時はバ
イパス通路７のみが開くように作動させ、吸気圧
が所定圧力を上回る時はこれを検知して信号を発
する圧力検知手段１０の該信号により応答する弁
作動手段１１によつて開閉弁６を閉作動させ、こ
の間ターボ過給機３からの過給気をバイパス通路
７へは流さずメイン通路６に流すようにしたもの
である。

第２図に示す如く、連通点８はメイン通路６の
上流側と下流側とをそれらの流れが逆方向となる
ように接触させて形成してある。そして、上記開
閉弁９はこの連通点８の中央に回動自在に枢支さ
れ、この枢支点にアーム１２が所定角度で一体的
に連結されている。つまり第２図に示す如くアー
ム１２を時計方向に回動させて連通点８を閉じる
ことにより、インタークーラ４を経由させて過給
気をインレツマニホールド５へ供給し、また第３
図に示す如く逆にアーム１２を反時計方向に回動
させて連通点８を開とすることにより、インター
クーラ４への過給気の供給を断つて直接インレツ
トマニホールド５へ過給気を供給するように構成
している。また、第２図及び第３図中からも明ら
かなように、開閉弁９の時計方向のストツパとし
て連通点８のエツジが利用され、反時計方向のス
トツパとしては両通路の内周壁に設けた突起が利
用されている。

第４図に示す如く、上記圧力検知手段１０は、
筒状シリンダ１３の軸方向の一端にインレツトマ
ニホールド５と連通するために開放した入口１４
を、他端に大気に開放した大気開放口１５を有
し、更に径方向の一側に出口１６を有している。
この出口１６は、シリンダ１３内に軸方向に摺動
自在に設けたピストン１７によつて区画形成され
る入口１４側の室と大気開放口１５側の室とにピ
ストン１７の移動により、択一的に連通するよう
になつている。すなわち、ピストン１７はスプリ
ング１８圧と大気圧との双方の圧力によつて常時
は入口１４側に付勢されており、そのとき出口１
６は大気開放口１５側の室と連通して出口１６か
らは大気圧が放出され、インレツトマニホールド
５内の圧力が上記双方の圧力を上廻つたときは、
これらの圧力に抗してピストン１７を大気開放口
１５側に押しやり、出口１６を入口側１４の室と
連通させて出口１６からインレツトマニホールド
５内の圧力を放出する制御弁１０Ａを構成してい
る。

この出口１６を過渡期時においても各室に択一
的に連通させるために、ピストン１７の厚みを出
口１６径よりも大きくしてある。したがつて、第
５Ａ図乃至第５Ｃ図に示す如く、上記制御弁１０
Ａの特性は、はじめOFFの状態の時はインレツ
トマニホールド５の内圧Ｐが所定圧力P₁を上ま
わつたときはじめてON、すなわち入口１４と出
口１６とが連通し、逆にはじめONの状態の時
は、インレツトマニホールド５の内圧Ｐが所定圧
力P₂以下になるとOFF、すなわち大気開放口１
５と出口１６とが連通するようになる。ただし、
ピストン１７の厚みを出口１６径と同じにすれば
P₁＝P₂すなわち、所定圧力P₁＝（P₂）において
ON−OFFの切換えが行なわれる。

第６図に示す如く、上記弁作動手段１１は、そ
の入口２０を上記制御弁１０Ａの出口１６に連通
したアクチユエータ１１Ａであつて、略上記制御
弁１０Ａと同様な構造をしており、異なる点は出
口１６に相当するものがない代りにピストンロツ
ド２１が大気開放口２２より突出していることで
ある。このピストンロツド２１は上記開閉弁９に
連結したアーム１２に接続されている。同図に示
す如く制御弁１０ＡがOFFのときはスプリング
２３の付勢力によつて上記ピストンロツド２１は
シリンダ２４内に引き込まれ、逆に第７図に示す
如く制御弁１０ＡがONのときは、入口２０に流
入するインレツトマニホールド５の内圧によつて
スプリング２３圧と大気圧との双方に抗してピス
トンロツド２１をフルストロークよりも大きい力
で押し出すように、ピスト、２５を付勢するスプ
リング２３定数を設定する。

以上の構成よりなるこの実施例の作用について
述べる。

先ず、エンジン低速回転域にあつてインレツト
マニホールド５内の圧力がＰ＜P₁であるとき、
制御弁１０ＡはOFFとなりこれに連結されたア
クチユエータ１１Ａの入口２０へは第６図に示す
如く大気圧が放出され、ピストンロツド２１はシ
リンダ２４内に引き込まれる。ピストンロツド２
１がシリンダ２４内に引き込まれると、第３図に
示す如くアーム１２が反時計方向に回動し開閉弁
９を起立させ、バイパス通路７を開くと共にメイ
ン通路６を閉じる。したがつて、ターボ過給機３
からの過給気はインタークーラ４を通らずに最短
距離で直接インレツトマニホールド５内に入る。
この場合において、メイン通路６のインタークー
ラ４側はバイパス通路７から完全に断たれるの
で、インタークーラ４及びこれより連通点８に至
る両通路の全容積を過給気圧で満す必要がなく、
単に最短距離となるバイパス通路７の容積を満た
すだけでよいので、インレツトマニホールド５内
の圧力を高めるのに大量の空気を必要とせず時間
もかからない。またインレツトマニホールド５内
の圧力が当初から低い場合ではなく、最初は所定
圧力P₂以上であつたものがアクセルの操作によ
つて徐々にP₂以下に降下した場合でも、制御弁
１０Ａが所定圧力P₂点においてONからOFFに切
り換りアクチユエータ１１Ａを一気に作動するの
で、開閉弁９を瞬時にON／OFF作動させること
ができる。これがため、開閉弁９の半開き状態を
なくすことができ、低速回転域のみならず低速回
転域への移行の際にもアクセルレスポンスを可及
的に向上することができる。

次に、エンジン高速回転域にあつてインレツト
マニホールド５内の圧力がＰ＞P₂であるとき、
制御弁１０ＡはONとなりこれに連結されたアク
チユエータ１１Ａの入口２０へは第７図に示す如
くインレツトマニホールド５内の高圧が放出さ
れ、ピストンロツド２１はシリンダ２４から押し
出される。ピストンロツド２１がシリンダ２４が
ら押し出されると、第２図に示す如くアーム１２
が時計方向に回動し開閉弁９を倒伏させ、バイパ
ス通路７を閉じるとともにメイン通路６を開く。
したがつてターボ過給機３からの過給気はインタ
ークーラ４を通つて冷却されてから、インレツト
マニホールド５に導かれる。この場合において
も、制御弁１０Ａが所定圧力P₂点でOFFからON
に切り換わるので開閉弁９を瞬時にON／OFF作
動させることができる。これがため高速回転域へ
の移行に際して充填効率を可及的に高めることが
できる。

このように上記実施例によればインレツトマニ
ホールド５と開閉弁９を作動するアクチユエータ
１１Ａとの間に制御弁１０Ａを設け、インレツト
マニホールド５内の圧力が上昇してアクチユエー
タ１１Ａを駆動するに充分なブースト圧が得られ
た段階でアクチユエータ１１Ａにインレツトマニ
ホールド５内の圧力を伝えるようにしたから、開
閉弁９を瞬時に開閉作動することができ、アクセ
ルレスポンス、特に低速回転域のアクセルレスポ
ンスを可及的に向上させることができる。また、
メイン通路６の上流側と下流側とを一点において
接触させることによりバイパス通路７を形成し、
バイパス通路７のすべてをメイン通路６で代用し
たので、バイパス通路の構造が極めて簡単とな
り、しかも連通点８に１つの開閉弁９を設けるだ
けでメイン通路６とバイパス通路７との完全な切
換えを行うことができるので、インタークーラ４
を小容量にする等その性能を犠牲にする必要がな
い。

第８図は、第２図及び第３図の実施例の変形例
を示すもので第２図及び第３図と異なる点は、メ
イン通路６の上流側と下流側とをそれらの流れが
同一方向となるように接触させて連通点８を形成
すると共に、この連通点８のその各エツジを枢支
点とし中央で合わさる２枚の開閉弁９ａ，９ｂを
設け、これら開閉弁９をアクチユエータ１１Ａの
ピストンロツド２１に連結したリンク機構３０に
より同時に開閉作動をするようにした点である。
この結果バイパス通路７の開放時であつても（図
中点線位置）、過給気を方向転換させることなく
案内でき、流路抵抗をメイン通路６の開放時と同
様に減少させることができる利点がある。

第９図も、同じく別な変形例を示すもので、既
述のものと異なる点は、制御弁１０Ａの代りに電
気信号を出力する圧力センサ１０Ｂと、該圧力セ
ンサ１０Ｂの出力信号によつて作動する電磁弁１
０Ｃとを用いた点で、この結果所定圧力の設定が
任意にできるという利点が得られる。

［考案の効果］ 以上要するにこの考案によれば次のような優れ
た効果を発揮する。

(1) 開閉弁をインレツトマニホールド内の圧力に
基づいて漸次的にではなく瞬時にON／OFF作
動することができるので、インレツトマニホー
ルド内の圧力を急速に高めることができ、低速
回転域のアクセルレスポンスを可及的に向上さ
せることができる。

(2) バイパス通路が開くとき、インタークーラを
含むメイン通路がバイパス通路から完全に断た
れるので、通路容積の一時的増加によるレスポ
ンスの悪化が生じない。

(3) メイン通路の上流側と下流側とを一点におい
て連通させるバイパス通路を形成したので、バ
イパス通路のすべてがメイン通路で共用でき経
済的であるとともに、バイパス通路を最短距離
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案に係るターボ過給機付エンジンの
吸気装置の好適一実施例を示すもので、第１図は
全体の概略構成図、第２図及び第３図は開閉弁の
作動説明図、第４図は圧力検知手段の例示である
制御弁の断面図、第５図Ａは同特性図、第５Ｂ図
及び第５Ｃ図は制御弁の作動説明図、第６図及び
第７図は制御弁による弁作動手段の例示であるア
クチユエータの作動説明図、第８図は開閉弁の変
形例を示す作動説明図、第９図は圧力検知手段の
変形例を示す概略構成図である。 尚、図中１はターボ過給機付エンジン、３はタ
ーボ過給機、４はインタークーラ、５はインレツ
トマニホールド、６はメイン通路、７はバイパス
通路、８は連通点、９は開閉弁、１０は圧力手
段、１０Ａは制御弁、１０Ｂは圧力センサ、１０
Ｃは電磁弁、１１は弁作動手段、１１Ａはアクチ
ユエータである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ターボ過給機からインタークーラを経由して
   インレツトマニホールドに至るメイン通路と、
   該メイン通路のインタークーラの上流側と下流
   側とを互いに引き寄せてその一部を重ね合わせ
   て接続しかつその重ね合わせた部分を互いに連
   通させて形成されターボ過給機から直接インレ
   ツトマニホールドに至るバイパス通路と、該バ
   イパス通路とメイン通路の連通点に設けられそ
   の連通点を閉じることにより上記ターボ過給機
   からインタークーラを経由させてインレツトマ
   ニホールドへ過給気を供給し、連通点を開くこ
   とによりインタークーラへの過給気の供給を遮
   断してターボ過給機からインレツトマニホール
   ドへ直接過給気を供給する開閉弁と、上記イン
   レツトマニホールド内の圧力を検知する圧力検
   知手段と、該圧力検知手段からの信号が所定圧
   力を上回つたときに上記開閉弁を閉じ且つ所定
   圧力以下のときに開閉弁を開く弁作動手段とを
   備えてなることを特徴とするターボ過給機付エ
   ンジンの吸気装置。 (2) 上記圧力検知手段がインレツトマニホールド
   内の圧力が所定圧力を上廻つたときその圧力を
   放出する制御弁であり、上記弁作動手段が上記
   制御弁から放出された圧力により開閉弁をフル
   ストローク作動させて上記開閉弁を閉作動する
   アクチユエータであることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のターボ過給機付
   エンジンの吸気装置。 (3) 上記圧力検知手段が電気信号を出力する圧力
   センサと、該圧力センサの出力信号によつて作
   動する電磁弁とから構成されていることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載のタ
   ーボ過給機付エンジンの吸気装置。