JPS5838325A - 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、特に新
気を自然吸入する主吸気系と、吸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′付ヘエンジンとして、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、排気流により回転す
るタービンによってブロアを駆動し、該ブロアにより吸
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新気を供給する一方、エン
ジンの設定負荷以上では主吸気系からの新気に加えて少
なくとも圧縮行程において上記補助吸気系から過給気を
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、エンジンの軽負荷領
域等の部分負荷時において、燃焼室内の混合気の一部が
補助吸気系に逆流して、圧縮圧力が上らずに落ち込み、
エンジン性能を損うとともに、燃料が過給機に流入し、
該過給機の劣化を招くという問題があった。　′ 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、補助吸気系に過給
機の下流において燃焼室からの逆流を阻止する逆止弁を
設けることにより、部分負荷時、圧縮圧力の落ち込みを
防止してエンジン性能の向上を図るとともに、燃料の過
給機への流入を防止して過給機の耐久性の向上を図り得
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、６
は該シリンダ２内を往復動するピストン、４１ｄシリン
ダ２とピストン５とによって画成された燃焼室、５は上
記ピストン５にコンロッド６を介して連結されたクラン
〉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
され下流端が燃焼室４に開口した主吸気通路１ｏ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１！１がそれぞれ配設さ
れておシ、該エアフローセンサ１５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１
４が接続され、該ポテンションメータ１４の出方信号は
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、上流端が上記主吸気通路１
０のエアフローセンサ１５下流で燃料噴射弁１２および
主絞り弁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
、上記主絞り弁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
、主絞り弁１゛１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
２！Ｉが配設されており、該補助絞り弁２５には、補助
絞り弁２５の開度を検出して上記電磁クラッチ１９をＯ
Ｎ−〇ＦＦ作動せしめる開度センサ２４が接続されてお
り、よって補助絞シ弁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１８を作
動せしめる一方、補助絞り弁２！１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、一端が補助吸気通路
１７の過給機１８下流で補助絞り弁２６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Ｉ
Ｊ　ＩＪ−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２６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１８上流の補助暉、気道路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と補助吸気通路１７と
の燃焼室４への開口部（吸気口１０ａ。

１７ａ）は第２図に示すように、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、燃焼室４
内で各吸気通路１０．１７からの吸気を旋回させて旋回
流を形成するように配置されている。該主吸気通路１０
の吸気口１０ａには主吸気弁２７が、また補助吸気通路
１７の吸気口１７ａには補助吸気弁２８がそれぞれ配設
されておす、両吸気弁２７．２８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Ｉｎｎｅｔ
−２８が一端オーバラツプして開くように設定されてい
る。尚、吸気の各吸気通路１０．１７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）から新気としての混合気を自然吸
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からの新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の作動により過給気としての加圧空気を
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、２９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、５０は一端が燃焼
室４に開口した排気ポート、！＋１は該排気ポート５０
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、第２図中、６２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配置され
た点火栓で、その下流側に排気ポート５０の排気口５０
ａが配置されている。

上記構成に加えて、本発明の特徴として、上記補助吸気
系９において補助吸気通路１７の過給機１８および補助
絞り弁２３下流には燃焼室４からの逆流を阻止する例え
ばリード弁よりなる逆止弁′５５が介設されている。該
逆止弁５５は補助吸気通路１７のできるだけ下流に配置
することが好ましく、例えば補助吸気通路１７を構成す
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
ることが好適である。

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
通路１０から供給され旋回流となった新気の混合気に対
し、補助吸気通路１７から過給気の加圧空気が応答性良
く過給されるため、エンジンの低回転域においても過給
不足を生ずることがなく、良好な出力性能が得られると
ともに、上記各吸気通路１０．１７からの旋回流による
ミキンング作用により良好な燃焼性が得られる。

一方、エンジンが設定負荷以下の部分負荷時である非過
給時には、補助吸気通路１７からの吸気（加圧空気）の
過給は行われず、燃焼室４には主吸気通路１０からの新
気（混合気）のみが供給される。その際、補助吸気系９
からの過給停止により、補助吸気弁２８が開作動する圧
縮行程において燃焼室４内の混合気が補助吸気通路１７
へ逆流しようとするが、この逆流は補助吸気通路１７の
過給機１８および補助絞り弁２５下流に設けた逆止弁に
よって確実に阻止される。その結果、圧縮行程での圧縮
圧力の落ち込みを防止することができ、通常のエンジン
と同様に良好なエンジン性能を確保することができると
ともに、燃料の過給機１８への流入を防止することがで
き、該過給機１８の劣化を防いでその耐久性の向上を図
ることができる。特に、上記逆止弁５５を補助吸気通路
１７のできるだけ下流に設ければ、デッドボリュームが
可及的に減少でき、圧縮圧力の落ち込み防止の点で有効
である。

しかも、上記逆上弁５５の配置により、補助絞り弁２３
は過給制御機能のみを担うものとなるので、該補助絞り
弁２３の配役位置は補助吸気通路１７において主絞り弁
１１とリンケージしやすい構造上およびスベー、ス上好
適な任意の位置に選定でき、その配置の自由度が増すと
いう利点がある。

さらに、上記実施例の如く補助絞り弁２３の開作動時に
過給機１８が作動するタイプのものにおいては、補助絞
り弁２８の開作動タイミングと過給機１８の作動タイミ
ングとを正確に合致させなくとも支障がないとともに、
補助絞り弁２３に対し厳密なるシール性が不要となるの
で、構造が簡略化でき、有利である。

゛　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、主吸気系８に設ける燃料供給装置１
６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１０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、燃料供給装置１６は主吸気系８
と共に補助吸気系９にも設けてもよいのは勿論のことで
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からの過給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
がらの過給気を補助吸気通路１７を介してエンジン１に
供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２Ｓの開度
を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２Ｓ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
−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、部分負荷時に燃焼室の混合
気が補助吸気系へ逆流するのを確実に阻止することがで
きるので、圧縮圧力の落ち込みを防止してエンジン性能
の向上を図ることができるとともに、過給機の耐久性の
向上並びに補助吸気系の構造の簡略化等を併せ図ること
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図は燃焼室の模式平面図、第３図は
主および補助吸気弁のバルブ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、１１・・主絞り弁
、１６・・燃料供給装置、１７・・補助吸気通路、１８
・・過給機、２′５・・補助絞り弁、２７・・主吸気弁
、２８・・補助吸気弁、５５・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ［１１主吸気系に加えて補助吸気系を設け、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
   吸気系から新気を供給する一方、エンジンの設定負荷以
   上では主吸気系からの新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過給気を供給するようにし
   た過給機付エンジンにおいて、上記補助吸気系に過給機
   の下流において燃焼室からの逆流を阻止する逆止弁を設
   けたことを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。