JPS5838324A - 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】 本発明は、過給機付エンジンの吸気装置に関し、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の吸気装置に関する
ものである。

従来より、過給機付エンジンとして、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、排気流にょ多回転す
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、主吸気系に加えて補助吸気系を
設け、該主吸気系に燃料供給装置を設けるとともに、該
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。

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、燃焼性が悪いという問題がある。

そこで、本発明は所かる点に鑑み、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、主吸気系を構成す
る主吸気ポートを、燃焼室内に旋回流を形成するよう配
置する一方、補助吸気系を構成する補助吸気ポートの向
きを、該補助吸気ポートからの加圧空気の流れが上記主
吸気ポートからの旋回流を助長するように形成すること
により、過給時、燃焼室内において主吸気系からの混合
気の旋回流が弱まりつつある時点で補助吸気系からの加
圧空気流によって該旋回流を強化するようにして、常に
強い旋回流を良好に生ぜしめ、よって混合気と加圧空気
とのミキシングを良好に行って、燃焼性の向上を図り得
るようにした過給機付エンジンの吸気装置を提供せんと
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、３け
該シリンダ２内を往復動するピストン、４はシリンダ２
とピストン３とによって画成された燃焼室、５は上記ピ
ストン３にコンミラド６を介して連結されたクランクシ
ャフトである。

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あ
る。上記主吸気系８は、上流端がエアクリーナ７に接続
され下流端としての主吸気ポート１０ａが燃焼室４に開
口した主吸気通［１ｌｔ１０によって構成され、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１
１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７
０−センサ１３がそれぞれ配設されており、該エアフロ
ーセンサ１３にはそのメジャリングプレートの回動角度
を検出するポテンションメータ１４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量の燃料を燃料噴
射弁１２から噴射し、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ｉｊｌ［
１０のエア７０−センサ１３下流で燃料噴射弁１２ｉお
よび主絞り弁１１上流に連通し、下流端としての補助吸
気ポーＮ７ａ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、上記主絞り弁１１に
リンゲージ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！まで、主絞り弁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２３が配設されており、
該補助絞り弁２３には、補助絞シ弁２３の開度を検出し
て上記電磁クラッチ１９を０Ｎ−ＯＦＦ作動せしめる開
度センサ２４が接続されており、よって補助絞り弁２３
の開作動時（設定負荷以上のとき）には電磁クラッチ１
９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１８を作動せしめる一方、補助絞り弁
２３の閉作動時（設定負荷以下のとき）には電磁クラッ
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ＦＩ
！ｒ１７の過給機１８下流で補助絞り弁２３上流に開口
し、他端が補助吸気通路１７の過給機１８上流に開口す
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、過給機１８の作動
時（過給時）、過給機１日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、上記リリーフ弁２
６の開作動によりその圧力をバイパス通路２５を介して
過給機１日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、上記主吸気ポート１０ａには主吸気弁２７
が、また上記補助吸気ボート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２７，２．８のバ
ルブタイミングは、第３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
て補助吸気ポーが一部オーバラツプして開くように設定
されている。何、吸気の各ポー）１０１．１７ａへの逆
流気弁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ことが好ましい。

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が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
たいわニル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のパルプタイミングを制御する動弁
機構、３０は一端が燃焼室４に開口した排気ポート、３
１は該排気ポート３ｏに配設された排気弁である。また
、上記補助絞り弁２３け、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１日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Ｆ＠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図に示す
ように、主吸気通路１０と補助吸気通路１７とは、それ
ぞれ燃焼室４への開口部としての主吸気ポー）１０ａ、
補助吸気ポー）１７ａが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ている。

そして、主吸気ボート１０ａは、該主吸気ポート１０ａ
からの混合気の燃焼室４内への流入方向が燃焼室４周壁
に沿う図では反時計回りの接線方向になるように、つま
り燃焼室４内でその周方向に旋回する旋回流を形成する
ように配置されている。一方、補助吸気ポート１７ａは
、該補助吸気ポート１７ａからの加圧空気の燃焼室４内
への流入方向が上記と同方向に、燃焼室４周壁に沿う図
では反時計回りの接線方向になるように、つまり補助吸
気ポート１７ａからの加圧空気の流れが上記主吸気ポー
ト１０ａからの旋回流を助長するように形成されており
、よって、過給時、燃焼室４内において主吸気ポート１
０ａからの混合気の旋回流が弱まりつつある吸気行程後
半から圧縮行程にかけて補助吸気ポート１７ａからの加
圧空気流によって該旋回流を強化するように構成されて
いる。伺、第２図中、３２は燃焼室４内において主吸気
ポート１０ａからの旋回流の上流側に臨設配置された点
火栓で、その下流側に排気ポート３０が配置されている
。

したがって、上記実施例においては、エンジンが設定負
荷以上である過給時には、燃焼室４内において、主吸気
ポート１０ａからの混合気の旋回流に対し、吸気行程の
後半から圧縮行程にかけて、補助吸気ポー）１７ａから
加圧空気が上記旋回流と同方向に、該旋回流を助長する
ように過給されるため、混合気の旋回流が弱まりつつあ
る時点で補助吸気ポート１７ａからの加圧空気流により
該旋回流が強化され、燃焼室４内に常に強い旋回流が良
好に得られる。その結果、主吸気ポー）１０ａからの混
合気と補助吸気ポート１７ａからの加圧空気とが良好に
ミキシングされ、燃焼室４内の空燃比分布が均一となっ
て、点火栓３２による着火が確実かつ良好に行われるこ
とになり、よってエンジンの低回転域においても失火や
不完全燃焼等を発生することがなく、エンジン１の燃焼
性を著しく向上させることができる。特に、主吸気弁ｌ
と補助吸気弁２８とのパルプタイミングのオーバラップ
時間が短かいエンジン１に対して有効である。

一方、エンジンが設定負荷以下の非過給時には、補助吸
気ポート１７ａからの加圧空気の供給は行われず、燃焼
室４には主吸気ポート１０ａからの混合気が供給され、
その燃焼室４内での旋回流によって良好な燃焼性を確保
することができる。

伺、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、主吸気系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り燃
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
る嫌いがあるので、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、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、バイパ
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ＩＪ　ＩＪ−フする一方、過給時には過給機
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、上記電磁クラッチ１９は補助絞り弁ｎの開度を
検出する開度センサ２４の出力により０Ｎ−ＯＦＦ作動
するようにしたが、該補助絞り弁２３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０Ｎ−Ｏ
ＦＦ制御するようにしてもよいのけ勿論のことである。

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、燃焼室内で主吸気
系からの混合気の旋回流を補助吸気系からの加圧空気流
によって助長するようにしたので、常に良好な旋回流が
得られ、エンジンの低回転域においても混合気と加圧空
気とのミキシングを良好に行うことができ、よって燃焼
性の著しい向上を図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、８・・・主吸気系
、９・・・補助吸気系、１０・・・主吸気通路、１０ａ
・・・主吸気ポート、１１・・・主絞り弁、１６・・・
燃料供給装置、１７・・・補助吸気通路、１７ａ・・・
補助吸気ポート、１８・・・過給機、２３・・・補助絞
り弁、２７・・・主吸気弁、２８・・・補助吸気弁。 第２図 第３図 Ｉ　ＤＰ　　　　　ＢＱ（。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室内に旋回流を形成するよう配置された主吸
   気ポートを備えた主吸気系に加えて補助吸気系を設け、
   該主吸気系に燃料供給装置を設けるとともに、該補助吸
   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、上記補助吸気系
   を構成する補助吸気ポートの向きを、該補助吸気ポート
   からの加圧空気の流れが上記主吸気ポートからの旋回流
   を助長するように形成したことを特徴とする過給機付エ
   ンジンの吸気装置。