JPS5835224A - 過給機付エンジン - 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】 本発明は、過給機付エンジンに関し、特に混合気を自然
吸入させる゛主吸気系と、空気を過給する補助吸気系と
を備えた過給機付エンジンに関するものである。

従来より、エンジンの単一の吸気系にターボ過給機を備
えて、エンジンに吸気を過給することによりエンジンの
出力性能を向上させるようにしたものは知られている。

しかし、このターボ過給方式では、排気流により回転す
るター゛ビンによってブロアを駆動し、該プロアにより
吸気過給を行うものであるため、エンジンの低回転域で
は排気流の減少に伴う駆動抵抗の増大により過給不足が
生じ、出′力性能の向上を十分に図れ得ないとともに、
応答性が悪いとい−う問題があった。

そのため、従来、例えば特公昭４９−４０８１号公報に
開示されているように、エンジンの吸気系ヲ主吸気系と
補助吸気系とにより構成するとともに、上記補助吸気系
に過給機を設け、エンジンの設定負荷以下では上記主吸
気系から混合気を供給する一方、エンジンの設定負荷以
上では主吸気系からの混合気に加えて少なくとも圧縮行
程において上記補助吸気系から加圧空気を供給するよう
にして、エンジンによって駆動される過給機により、エ
ンジンの低回転域においても過給不足を生じることなく
、応答性良く吸気過給を行い得るようにしたいわゆる部
分′過給方式のものが提案されて、いる〇しかるに、こ
の部分過給方式では、過給時、主吸気系からの混合気と
補助吸気系からの加圧空気とが燃焼室内で偏在して十分
にミキシングせず、その結果、失火や不完全燃焼を生じ
、燃焼性が悪化し過給による出力向上が十分望めないと
いう問題がある。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、上記のような部分過
給方式の過給機付エンジンにおいて、燃焼室内ニスキッ
シュエリアを設けることにより、過給時、燃焼室内にお
いて、スキッシュ流により主吸気系からの混合気と補助
吸気系からの加圧空・　　気との混合を促進して両者を
良好にミキシングさせ、よって燃焼性の向上を図るよう
にした過給機付エンジンを提供せんとするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、１はエンジンで、２はシリンダ、６は
該シリンダ２内を往復動するピストン、。

４はシリシダ２とピストン６とによって画成された燃焼
室、５は上記ピストン６にコンロッド６を介して連結さ
れたクランクシャフトでアル。

また、７はエアクリーナ、８および９はそれぞれエンジ
ン１の吸気系を構成する主吸気系および補助吸気系で心
る。上記主吸気系８は、上流端かエアクリーナ７に接続
され下流端が燃焼室４に開口した主吸気通路１０によ′
つて構成され、該主吸気通路１０には、アクセルペダル
（図示せず）と連動され、主吸気通路１０からの吸気量
を制御する主絞り弁１１が配設されている。また、上記
主吸気通路１０の主絞り弁１１上流には燃料噴射弁１２
が、さらに上流には全吸入空気量を検出するメジャリン
グプレート型のエアフローセンサ１６がそれぞれ配設さ
れておシ、該エアフローセンサ１６にはそのメジャリン
グプレートの回動角度全検出するポテンションメータ１
４が接続され、該ポテンションメータ１４の出力信号は
エンジン回転数信号Ｓと共に、上記燃料噴射弁１２の燃
料噴射量を制御する制御回路１５に入力されており、よ
ってエンジン１の吸入空気量およびエンジン回転数に応
じた膏の燃料を燃料噴射弁１２がら噴射し、主吸気通路
１０を介してエンジン１に供給するようにした燃料噴射
式の燃料供給装置１６を構成している。

一方、上記補助吸気系９は、上流端が上記主吸気通路１
０のエアフローセンサ１６下流で燃料噴射弁１２および
主絞シ弁１１上流に連通し、下流端が燃焼室４に開口し
た補助吸気通路１７によって構成され、′該補助吸気通
路１７の途中には例えばベーンポンプ型の過給ポンプよ
りなる過給機１８が配設されている。該過給機１８は電
磁クラッチ１９′を介して、上記クランクシャフト５に
ベルト２０により伝動されたプーリ２１に駆動連結され
ている。また、上記補助吸気通路１７の過給機１８下流
には、上！己主絞り弁１１にリンケージ２２を介して連
結され、該主絞り弁１１が設定開度に開かれるまでは、
すなわちエンジンの設定負荷以下のときには閉作動した
ままで、主絞シ弁１１が設定開度以上開かれると、すな
わちエンジンが設定負荷以上になると開作動する補助絞
り弁２６が配設されており、・該補筋絞り弁２！１には
、補助絞り弁２Ｓの開度を検出して上記電磁クラッチ１
９を０Ｎ−ＯＦＦ作動せしめる開度セ／す２４が接続き
れており、よって補助絞り弁２５の開作動時（設定負荷
以上のとき）には電磁クラッチ１９をＯＮ作動せしめて
、プーリ２１　（すなわちエンジン１）により過給機１
８を作動せしめる一方、補助絞り弁２５の閉作動時（設
定負荷以下のとき）には電磁クラツーチ１９をＯＦＦ作
動せしめて、過給機１８の作動を停止させるように構成
されている。

さらに、上記補助吸気系９には、一端が補助吸気通路１
７の過給機１８下流で補助絞り弁２５上流に開口し、他
端が補助吸気通路１７の過給機１８Ｌ流に開口するバイ
パス通路２５が設けられ、該バイパス通路２５にはリリ
ーフ弁２６が介設されており、過給峰１８の作動時（過
給時）、過給機１８下流の補助吸気通路１７の圧力（過
給圧）が設定圧以上になると、上記ＩＪ　ＩＪ−フ弁２
６の開作動によシその圧力をバイパス通路２５を介して
過給機１８上流の補助吸気通路１７に逃がして、上記過
給圧を設定圧に保持するようにしている。

さらにまた、上記主吸気通路１０の燃焼室４への開口部
（吸気口１０ａ）には主吸気弁２７が、また上記補助吸
気通路１７の燃焼室４への開口部（吸気口１７ａ）には
補助吸気弁２８がそれぞれ配設されており、両吸気弁２
７．２８のパルプタイミングは、第５図に示すように、
主吸気弁２７の開弁終期すなわち吸気行程の後半から圧
縮行程にかけて補助吸気弁２８が一部オーバラツプして
開くように設定されている。尚、吸気の各通路１０．１
７への逆流を防止する点からは、オーバラップさせずに
主吸気弁２７の閉弁後、すなわち圧縮行程において補助
吸気弁２８を開くように設定、するのがよく、ロータリ
ピストンエンジン等においては可能である。

以上により、エンジンの設定負荷以下では、主吸気系８
（主吸気通路１０）から混合気を自然吸入によりエンジ
ン１に供給する一方、エンジンの設定負荷以上では、主
吸気系８からの混合気に加えて少なくとも圧縮行程にお
いて補助吸気系９（補助吸気通路１７）から過給機１８
の作動による加圧空気をエンジン１に供給するようにし
たいわゆる部分過給システムが構成されている。尚、２
９は補助吸気弁２８のバルブタイミングを制御□する“
動弁機構、６０は一端が燃焼室４に開口した排気ポート
、５１は該排気ポート６０の燃焼室４への開口部（排気
口５０ａ）に配設された排気弁である。また、上記補助
絞り弁２６は、上述の如く過給制御を行うとともに、補
助吸気弁２８の開弁時に燃焼室４内の吸気が補助吸気系
９、特に過給機１８へ逆流するのを阻止する逆止弁の役
目も果たすため、補助吸気通路１７のできるだけ下流に
、例えば補助吸気通路１７を形成する吸気マニホールド
とエンジン１との接続部等に配置することが好ましい。

上記構成に加えて、本発明の特徴として、第２図ないし
第４図に示すように、主吸気通路１０と補助吸気通路１
７との燃焼室４への開口部（吸気口１０＝ａ、　　１７
　ａ）は略平面内において燃焼室４の中心を通る直線に
対してオフセットして配置され、該両吸気口１０ａ、１
７ａの間の燃焼室４内には断面三角形状の突出壁６２が
突設されている。

該突出壁５２の下壁５２ａは水平面に形成されて、ピス
トン６の上死点時に該ピストン乙の上面と突出壁６２の
下壁５２ａとによってスキッシュエリア６６が形成され
、主吸気通路１０からの混合気と補助吸気通路１７から
の加圧空気との混合を上記スキッシュエリア５５からの
スキッシュ流ニよって促進するように構成されている。

また、上記突出壁５２の両側壁５２ｂ、５２Ｃは、主吸
気通路１０および補助吸気通路１７の吸気口１０ａ。

１７ａＫ沿う形状に形成され、主吸気通路１０から燃焼
室４内に流入した混合気を一方の側壁６２ｂによって燃
焼室４周壁に沿う第２図では反時計回りの旋回流になる
ように案内し、また補助吸気通路１７から燃焼室４内に
流入した加圧空気を他方の側壁５２Ｃによって燃焼室４
周壁に沿う第２図では時計回りの旋回流になるように案
内するよう構成され、よって両吸気通路１０．１７から
の吸気の燃焼室４内での旋回流動方向が互いに対向する
ようにしている。°尚、第２図および第３図中、！１４
は燃焼室４内において主吸気通路１０からの旋回流の上
流側に臨設された点火栓であり、該点火栓５４の下流側
に排気ポート５０の排気口５０ａが配置されている。

したがって、上記実施例では、エンジンが設定負荷以上
である過給時には、主吸気通路１０から、　　ｌ 燃焼室４内に供給された混合気と、補助吸気通路１７か
ら燃焼室４内に過給された加圧空気とは、燃焼室４内に
突出壁５２によって形成されたスキランユニリア６６か
らのスキッシュ流により両者′の混合が促進されるので
、良好にミキシングが行われ、均一な空燃比分布となる
。その結果、点火栓５４による着火が良好に行われ、エ
ンジンの低　　　、回転域においても失火や不完全燃焼
等を生じることはなく、エンジン１の燃焼性を著しく向
上させることかでき、過給による出力向上が十分発揮で
きる。

しかも、上記実施例では、突出壁６２の両側壁５２ｂｌ
　　５？によるガイド機能により、両吸気通誇１０・　
１７の吸気の旋回流動方向が互いに対向するようにして
いることにより、燃焼室４内において上記スキッシュ流
に加えて、互いの旋回流が衝突して大きな乱流となるの
で、両吸気のミ□キシングはより良好に行われて、燃焼
性の一層の向上を図ることができる。

一方、エンジンの設定負荷以下の非過給時には、補助吸
気通路１７からの加圧空気の供給は行われず、燃焼室４
には主吸気通路１０からの混合気の・みが供給されるの
で、通常のエンジンと同様に良好な燃焼性を確保するこ
とができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものであり、例えば上記
実施例では、車吸気系８に設ける燃料供給装置１６とし
て燃料噴射方式のものについて述べたが、本発明は気化
器方式のものにも適用可能である。しかし、この気化器
方式の場合、吸入空気流によるベンチュリ負圧によシ燃
料を吸引する関係上、全吸入空気が流れる主吸気通路１
０の補助吸気通路１７上流端開ロ部よりも上流の位置に
気化器を設ける必要があり、そのため、燃料が補助吸気
通路１７の過給機１８に流入して該過給機１８を汚損す
るという問題があるので、上記実施例の如き燃料噴射方
式に好適である。

また、上記実施例で、は、突出壁６２を、燃焼室４内に
おける主吸気通路１０と補助吸気通路１７との吸気口１
Ｑａ、１７ａ間に設けて、スキッシュエリア！＋３を形
成するとともに、両吸気通路１０．１７からの吸気を互
いに逆方向の旋回流とするガイド機能を持たせるように
したが、単に突出壁′５２を燃焼室４内の任意の位置に
設けてスキッシュエリアを形成するだけでも、本来の目
的を十分に達成し得るものである。

さらに、上記実施例では、過給機１８を、エンジン１と
同期回転するプーリ２１に電磁クラッチ１９を介して連
結して、過給時のみ駆動するようにしたが、過給機１８
をプーリ２１と直結して常時駆動するとともに、ノくイ
ノくス通路に制御弁を設けることにより、非過給時には
制御弁の作動により過給機１８からの加圧空気をバイパ
ス通路を介してリリーフする一方、過給時には過給［１
！１８からの加圧空気を補助吸気通路１７を介してエン
ジン１に過給するようにしてもよい。

さらにまた、上記電磁クラッチ１９は補助絞り。

弁２６の開度纂検出する開゛度センサ２４の出力により
ＯＮ　−ＯＦＦ’作動するようにしたが、該補助絞り弁
２５と連動された主絞り弁１１の開度あるいは吸入空気
量等に応じてＯＮ−’ＯＦＦ制御するようにしてもよい
のは勿論のことである。

以上説明したように、本発明によれば、部分過給方式の
過給機付エンジンにおいて、過給時、主吸気系からの混
合気と補助吸気系からの加圧空気との混合をスキッシュ
流により促進するようにしたことにより、エンジンの良
好な出力性能を確保シナがら、エンジンの低回転域にお
いても両者のミキシングを良好に行って、燃焼性を向上
させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第１図は全
体概略構成図、第２図は要部の模式平面図、第３図は同
斜視図、第４図は同縦断面図、第・５図は主および補助
吸気弁のパルプタイミングを示す説明図である。 １・・エンジン、４・・燃焼室−１８・・主吸気系、９
・・補助吸気系、１０・・主吸気通路、１１・・主絞り
　　　弁、１６・・燃料供給装置、１７・・補助吸気通
路、１８・・過給機、２５・・補助絞り弁、２７・・主
吸気弁、２８・・補助吸気弁、５２・・突出壁、３２ａ
・・ド壁、５２ｂｌ　　５２（！・・側壁、５６・・ス
キッシュエリア。 特許出願人　　　東洋工業株式会社：ｉ＝：：　’・。 ；き−１１・°〜ｉ− 代　　理　　人　　　前　１）　　　弘’＋’ｊ５’、
’Ｗ□６ＬＥ＝、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１）　　エンジンの吸気系を主吸気系と補助吸気系と
   により構成するとともに、上記補助吸気系に過給機を設
   け、エンジンの設定負荷以下では上記主吸気系から混合
   気を供給する一方、エンジンの設定負荷以上では主吸気
   系からの混合気に加えて少なくとも圧縮行程において上
   記補助吸気系から加圧空気を供給するようにした過給機
   付エンジンにおいて、燃焼室内に、上記主吸気５　系か
   らの混合気と上記補助吸気系からの加圧空気との混合を
   促進するスキッシュエリアを設けたことを特徴とする過
   給機付エンジン。