JPH04237826A - 過給機付内燃機関 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は過給機付内燃機関に関し
、詳細には機関吸気系の過給機下流側に設けられるサー
ジタンク内部に過給空気冷却用インタクーラを配設した
過給機付内燃機関の過給機バイパス通路構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】過給機付内燃機関では過給空気を冷却し
、吸気充填効率を改善するために過給機下流側の吸気管
にインタクーラを設けることが行なわれているが、過給
機としてルーツブロワ等の容積型過給機を用いた場合上
記インタクーラが騒音発生源となる場合がある。すなわ
ち容積型過給機の吐出空気は比較的脈動が大きいため、
この脈動により生じたインタクーラの伝熱フィンの振動
が薄肉板金構造のインタクーラケーシングから外部に伝
播して騒音源となるのである。

【０００３】これを防止するため、例えば特開昭６２−
２４７１２２号公報にはインタクーラを過給機下流部の
サージタンク内に収納した構造が開示されている。通常
、サージタンクはアルミニウム鋳造品等により製作され
、比較的肉厚の外壁を有することから、サージタンク内
でインタクーラ伝熱フィンの振動が生じた場合でも、振
動や騒音がサージタンク外壁により遮断若しくは減衰さ
れて外部に伝播しないため、吸気騒音が低減されるので
ある。また、騒音の問題以外にも、インタクーラをサー
ジタンク内に収納することにより吸気系の容積低減によ
る応答性の向上や吸気配管の簡略化が可能となる利点が
ある。

【０００４】一方、容積型過給機においては通常、過給
機吐出空気の一部を過給機入口側に還流させるバイパス
通路を設け、このバイパス通路を通るバイパス空気量を
調節することにより過給制御を行なっている。特開昭６
１−１９９３５号公報には、上記バイパス通路入口をイ
ンタクーラより下流側の吸気管に接続し、インタクーラ
で冷却された後の空気を過給機入口側に還流させるよう
にした構成が開示されている。冷却後の空気を還流させ
ることにより、機関の軽負荷高回転運転時等でバイパス
還流量が増大する場合にも過給機圧縮仕事による熱の蓄
積により過給機吐出温度が過度に上昇することを防止で
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがサージタンク
内にインタクーラを配置した吸気系でインタクーラ下流
側にバイパス通路を接続した場合以下の問題が生じる。 サージタンクは吸気圧力の脈動や各気筒間の吸気干渉を
防止するために設置するものであるからエンジンに近接
した位置に置かれ、各気筒とは個別の吸気管で接続され
る構成となっている。

【０００６】従ってインタクーラ下流側の吸気系にバイ
パス通路を接続しようとした場合、バイパス通路は必然
的にサージタンクに接続されることになる。

【０００７】図３は上記構成の一例を示す図である。サ
ージタンク１は各気筒４と短い吸気接続管７で接続され
、内部にはインタクーラ２が配置されている。また、５
はバイパス通路であり、サージタンク１のインタクーラ
２下流側部分に開口するバイパスポート５ａと過給機３
上流側を接続している。６はバイパス通路５を通って過
給機３上流側に還流するバイパス空気量を制御するバイ
パス制御弁である。

【０００８】図に示すようにサージタンク１の形状や吸
気接続管５の配置はサージタンク１から各気筒４に供給
される空気ができるだけ均等に配分されるように、各気
筒に至る管路抵抗の差が生じないようにされている。と
ころが、上記のような構成とした場合、高負荷運転等で
バイパス通路５を還流する空気量が少い場合は問題ない
が、機関の低負荷高回転運転時等に各気筒の吸気量にば
らつきが生じる問題がある。

【０００９】低負荷高速回転運転では過給機の回転数が
高く、しかも各気筒の吸入空気量が低く押えられるため
、バイパス通路５を通って多量の空気が還流する。この
ためサージタンク１内ではバイパスポート５ａに向けて
圧力が低下する圧力分布が生じることになり、各接続管
７の入口圧力に差を生じるため各気筒へ新気を均等に配
分できなくなってしまう。

【００１０】特に２サイクル機関の場合、サージタンク
１内圧力は常に排気管７側圧力より高く保持され、各気
筒への吸気量はサージタンク１側と排気管１１側との圧
力差によって決定される。従って低負荷運転時にはこの
差圧を低く保ち、各気筒の吸入空気量を減少させている
のであるが、サージタンク１と排気管１１の圧力差が少
い状態で上述の圧力分布によって各気筒の吸入ポート圧
力に差が生じると、各気筒の吸入空気量は大きくばらつ
くことになる。このためトルク変動や排ガス性状の悪化
が生じ、極端な場合には失火を生じる可能性がある。

【００１１】これを防ぐためにはバイパスポート５ａの
位置をサージタンク１より上流側に移してサージタンク
内の圧力を均一にする必要があるが、前述のようにイン
タクーラ下流部にバイパス通路を接続しようとした場合
にはバイパスポート５ａは図示位置近傍に配置せざるを
得ない。このため、サージタンク７内にインタクーラを
配置した構成においてはインタクーラ下流部にバイパス
通路を接続することは困難であった。本発明は上述の圧
力分布を発生させずにサージタンク内からバイパス還流
空気を取り出すことのできるバイパス通路構造を提供し
、上述の問題を解決することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、機関吸
気管に過給機と、前記過給機下流側の吸気管に配置した
サージタンクと、前記サージタンク内に配設したインタ
クーラと、前記サージタンクから各気筒に吸気を供給す
る複数の接続管と、前記サージタンク内部のインタクー
ラ下流側部分を過給機上流側に連通するバイパス通路と
を備えた過給機付内燃機関において、前記バイパス通路
は、前記複数の接続管のサージタンクとの各接続口が形
成する開口列と略平行な流路を備え、該流路に沿って配
置された複数のポートを介してサージタンク内に連通す
るとともに、前記複数のポートの各ポート開口面積がバ
イパス通路内流れ方向の下流側になるにつれて減少して
いることを特徴とする過給機付内燃機関が提供される。

【００１３】

【作用】バイパス通路を通り過給機入口側に還流する空
気流が存在する場合、バイパス通路内圧力は通路内流れ
方向下流側になる程低下する。従ってサージタンク内の
圧力とバイパス通路内圧力との差は、バイパス通路下流
側になる程大きくなる。本発明のバイパス通路は、その
流れ方向に沿って配置されてサージタンク内に開口する
複数の開口部を備え、この開口部のサージタンク内への
開口面積がバイパス通路下流側になる程減少しているた
め、開口部を通ってサージタンクからバイパス通路に流
入する気流に対する絞り抵抗も下流側程大きくなってい
る。

【００１４】従ってバイパス通路下流側に向って差圧が
増大すると共に開口部の絞り抵抗も増大するため、両者
が相殺され、各開口部を通ってサージタンクからバイパ
ス通路に流入する流量はバイパス通路内流れ方向に沿っ
て略一様になる。従ってバイパス通路を還流する空気量
が増大した場合でもサージタンク内にはバイパス通路内
流れ方向に圧力分布が生じない。

【００１５】

【実施例】図１に本発明の１実施例の構成を示す。図に
おいて１は吸気管８に設けられたサージタンク、２はサ
ージタンク内に配置されたインタクーラ、３は吸気管８
のサージタンク１上流側に設けられた過給機で、本実施
例においてはエンジン１０から図示しないベルト等によ
り駆動されるルーツタイプの容積型過給機とされる。ま
た９は吸気管８の過給機上流側に設けられたスロットル
弁、５はサージタンク１のインタクーラ２下流側と前記
スロットル弁９と過給機３との間の吸気管を接続するバ
イパス通路、６はバイパス通路５内を通って過給機上流
側に戻るバイパス空気量を制御するバイパス制御弁であ
る。

【００１６】本実施例では、エンジン１０は６気筒の２
サイクルエンジンであり、各気筒４の吸気ポートはそれ
ぞれ独立した吸気接続管７でサージタンク１のインタク
ーラ２下流側に接続されている。また、バイパス通路５
はサージタンク１内に挿入された管部材２１を備えてい
る。 管部材２１はサージタンク１内で各接続管７の接続口の
配列と略平行になるように延設されている。

【００１７】図２は管状部材２１の軸線を含む断面を示
す拡大図である。管状部材２１の管壁にはそれぞれ軸線
に平行に配列された貫通孔から成る４つの孔列２２ａ〜
２２ｄが設けられており、孔列２２ａと２２ｃ、２２ｂ
と２２ｄ（図示せず）は、それぞれ管状部材２１の軸線
に対して対称位置に配置され、孔列２２ａ，２２ｃと２
２ｂ，２２ｃとは軸線まわりに９０度回転した位置に配
置されている。孔列２２ａ，２２ｃを構成する貫通孔と
孔列２２ｂ，２２ｃを構成する貫通孔とは軸線方向に沿
って互いに半ピッチずつ離れた位置に開口している各孔
列の貫通孔は、管状部材２１の先端部２１ａからサージ
タンク外壁貫通部２１ｂに向けて次第に孔径が減少する
ように配置されている。各貫通孔の径とピッチ、数、及
び管状部材２１の径は、各エンジン毎にバイパス通路５
を通って過給機３入口側に還流するバイパス空気量が最
大になる条件下で、各孔列の貫通孔を通って管状部材２
１に流入する空気量が略一様になるように予め実験によ
り決定される。

【００１８】エンジン１０の運転中、吸気はスロットル
弁９を通過後過給機３で昇圧されてサージタンク１に供
給される。この空気はインタクーラ２の伝熱フィンを通
過して冷却されると同時にフィン列を通過することによ
り整流された状態でサージタンク１の下流側に流入する
。 従ってこの状態ではサージタンク１内の吸気流に直角な
各断面では流れは一様になっており、圧力分布も均一で
ある。バイパス通路５を通って還流する流れがある場合
には、この状態から管状部材２１の貫通孔内に空気が流
入するが、前述のように各貫通孔から管状部材２１に流
入する空気流量は略一様であるため、管状部材２１通過
後の吸気流の管状部材２１に沿った方向の圧力分布も略
一様でなる。

【００１９】従って各気筒４の吸気量も略一様になるた
め、吸気量のばらつきが生じない。なお、本実施例では
、サージタンク１内に管状部材２１を挿入した形式のバ
イパス通路としたが、サージタンク１内に管状部材２１
を設けず、例えば各気筒の吸気接続管のサージタンク接
続部の配列に平行になるようにサージタンク１外壁に上
記と同様な貫通孔から成る孔列を配置してサージタンク
１の外側に設けたバイパス通路に連通させるような構造
とすることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したことによ
り、サージタンク内にインタクーラを配置した過給機付
内燃機関において各気筒の吸気量ばらつきを生じること
なくインタクーラ下流部に過給機バイパス通路を接続す
ることを可能とする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】同上実施例のバイパス通路入口部拡大断面図で
ある。

【図３】従来技術の例を示す図である。

【符号の説明】

１…サージタンク ２…インタクーラ ３…過給機 ５…バイパスポート １０…エンジン ２１…管部材 ２２…孔列

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関吸気管に過給機と、前記過給機下
   流側の吸気管に配置したサージタンクと、前記サージタ
   ンク内に配設したインタクーラと、前記サージタンクか
   ら各気筒に吸気を供給する複数の接続管と、前記サージ
   タンク内部のインタクーラ下流側部分を過給機上流側に
   連通するバイパス通路とを備えた過給機付内燃機関にお
   いて、前記バイパス通路は、前記複数の接続管のサージ
   タンクとの各接続口が形成する開口列と略平行な流路を
   備え、該流路に沿って配置された複数のポートを介して
   サージタンク内に連通するとともに、前記複数のポート
   の各ポート開口面積がバイパス通路内流れ方向の下流側
   になるにつれて減少していることを特徴とする過給機付
   内燃機関。