JPS5847117A - 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、通常の吸気系路と空気圧送機を有した過給系
路とを独立に設けてなる空気圧１１４１１付エンジンに
関するものである。

従来よシ、−わゆる機綾的駆動による過給機付エンジン
としては、単一吸気系路中に過給機を配設する方式が一
般的である。この１場合は吸気全量を過給機が供給しな
ければならないため、例えば、４−？イタルエンジンを
ペースとした場合、エンジン１ｆイタル当シーエン５ｌ
ｙｌＩｌ＃ｌＩ気量ｖｘｙ２゜×過給比　答ｌｃ＝・自
然吸気時の充填効率−のような空気供給能力の・大きな
過給機が必要で、この仁とは同時に一ポンプ仕事量の点
から、過給機の駆動力も大きくなるととを意味している
。し九がうて、過給時以外Ｏ負荷領斌において、も、上
記のような過給機を常時駆動させ、その−郁（ｌｏ−ｔ
ｏ％）を排気浄化のえめに用うることは、はなはた効率
が悪く、過給時以外は過給機の駆動を解除（ＯＦＦ）す
る方法がとられている。とのむとは、排気浄化用の空気
供給装置を別途設けなければならないとか、過給機駆動
ＯＮ、ＯＦＦ用のクラッチを含む制御装置が必要で、パ
ワーユエヲトとしてのＶステ五が煩雑に１にるばか〕か
、生産コス）の面でも高くつくという問題がある。そこ
で、近時ζＯような不具合を教養す為ものとして例えに
、気化器を有した通常の吸気系路に加えて、空気圧縮機
を有し九過給系路を独立に設けてか自、高負荷時に前記
過給系路の空気圧縮機よ）４下流部分に介挿したスロッ
トβ弁を用いて該過給系路から加圧空気なＶりンダ内に
強制的に補充するととｋよって充填効率讐高め出力の向
上を図ることができるようｋしたものが開発されている
。この利点は空気圧縮機の空気圧送能力を従来０ｉ１１
給ｖｙｔｖムの過給機１　’ｊｊ　ｌ　／　３〜ｌ　／
　４程度に小さくすることが可能で駆動力も小さく＆）
過給時以外に常時駆動をしても、効率が大音（、低下す
ることはない、そして、本発明はこのようｔｋＦステ五
におけるよ）一層の効率の向上をはかフたものである。

すなわち、仁のような常時駆動方式のものでは、空気圧
縮機よ）も下流側に設けたスロットβ弁を閉じて過給を
停止しえ場合に％、前記空気圧縮＠がエンジン動力によ
動駆動され続ける丸め、該空気圧縮機ら吐出される加圧
空気はある一定の圧力を越えると９９−フ弁を介して吸
港側の空気通路へ戻すヒとができるよう和なっているが
かかるリリーフ弁の設定圧力は過給圧との関係であまシ
低−値に定めることができな−ので、前記空気圧縮機の
吐出圧力は比較的高い値Ｋｌｌ持されるわけである。し
かも、エアーポンプＩＩＩＰＯエンジンで駆動される空
気圧縮機は、−かなる回転域においても、第ｚＷＪｌｔ
ｃ示すようｋ、吐出圧力が高くなるとそれだけ大ｔ！ｉ
な駆動力が必要となり、有効ｔａ−事を全く行なわない
部分負荷械ＩＩｃおいてエンジン効率の低下を招くとい
う不都合が生じる。

しかして、本発明や発明者は、このような不都合を解消
すべくさらに研売を重ねた結果１部分負荷域において、
空気圧縮機から吐出される加圧空気の一部を排１！ｃ系
路内へ放出するようｋすれば、空気圧縮機の吐出圧力が
低下して前述した不都合が解消されζ０種エンジンの効
率をさらに向上させることが可能であると同時に。

放出された加圧空気の排気系での再燃焼促進作用及び、
触媒への活性化作用によって排気ガスを浄化することが
できるという一石二鳥の効果が得られる仁とを見い出し
た。

なお、空気圧縮機から吐出される空気を排気系路内へ放
出するようにしたエンＮｙＫ関する先行技術として特開
昭５ｓ−６０１１３号に示されるように１単一□１Ｕｃ
ｉＡ路の途中に吸入空気量を計測するエアッｐメーＩと
、排気ガスで駆動されるターボ過給機と、吸入空気量に
宵応した燃料を噴射供給する燃料噴射ツメｐとを順次に
介挿してお勤、エンジンｔｓ＊荷が低い場合に前記過給
機から吐出され為空気の一部を直接排気系路内ｌＣｆ１
出するようｋしえものがある。

しかしながら、この亀のは、複雑な制御ｉ段を用いるこ
となしにアイドリング時等の空燃比を制−する仁とを目
的として過給空気の一部を排気系路へ放出す為ようにし
たものであ〕、エンジン動力によ）常時機被的に駆動畜
れゐ空気圧縮機の駆動力低減を目的として過給空気の一
部を排気系路へ放出させるようｋした技術とは全く異質
のものである。９／ｈわんや、かかる先行技術は、通常
の＠気系賂と、機被駆動式の空気圧縮機を有した過給系
路とを独立ＩＩｃ殴け、高負荷時に４Ｄみ曽記過給系路
から過給を行なうようｋし大工ｙｙ：／ＩＩＩＩｌｉｒ
の問題点を究１１ｊｉｌ、？、−ｔ−のｓ決簀を示峻す
るようなものでｔ％／％ことは明らかである。

本発明は、前述した究明結果に基いてまされたもので、
通常の吸気系路と、機械駆動式の空気圧縮機を有した過
給系路とを独立に設け、高負荷時にのみ過給系路のスー
ツトル弁を開いて過給を行なうようにしえものｋおいて
、過給を行なわない部分負荷時に前記空気圧縮機から吐
出される過給空気の一部を排気系路内へ放出するように
することによ１て、との種過給方式の欠点である部分負
葡域でめエンジン効率の低下を大４１ＩＫ改曽すゐこと
ができ、しかも、排気ガスの浄化をも同時に促進するこ
とができるようにした空気圧縮機付工ンジ、ンを提供す
るものである。

以下、本発明の一実施例を第２図、第３図を参照して説
明する。

ＶリンダｘＦｃ対して吸気系路２と過給系路３とを独立
に設けている。吸気系路２は、ピストン４０降下に伴っ
て生じるＦ９ンダ１内の負圧を利用して混合気を該Ｖリ
ンダｌ内に供給すｂもので、一端が各Ｆｌンダ１−−−
−内に通過する吸気／−）１−と、この吸気ポート６の
他端をエアクリーナ６に連通させ為吸気通路フとを有し
てなる。そして、前記吸気ポー）ｂ−の一端部には該吸
気ｄ−）ｓ−を開閉す為吸気パルプ６−李設けであると
２４に、前記吸気通路７の途中には気化器９が介挿され
ている。一方、過給系路３は、空気圧縮機１１によって
加圧しえ空零を前記Ｖリンダｌ内に強制的に供給すゐ−
ので、一端が前記Ｖψンダｌ−Ｑ内に開口する過給、ボ
ート１更−と％ヒＯ過給ボート１ｌ−６他端を前記エア
クリーナ６に連通させる過給通路１３とを有して表る。

そして、前記過給／　−）　１怠、−の一端部には、該
過給ｌ−ト１２−　　を開閉する過給パルプ１４．−が
設けであるとともに１前記過給通路１３の途中には、前
記空気圧縮機１１が介挿されてい石、空気圧縮機１１は
、クランクシャフトの回転力によって横波的に駆動され
ｂ＋形エアーＩンデてあり、エンジ運転転中は常時作動
状態と衾る。ｔた、曽記過翰遥賂１ｓの空気圧縮機１１
よ〉も下流でかつ該過給通路１３の集合部１５よシも上
流の部位にスーツトル弁１６を介挿するとともに、該過
給通路１３の空気圧縮ｍ１ｌｌ介挿郁ｋｖリーフ弁ｌフ
を有した帰還通路１８を並列に設けている。過給気制御
用スロットル弁１６社、前記気化器９のスロットル弁１
０＃ＩＣリンク機構等を介して連結され、例えば第３図
に示すような動作を行なうようにな１ている。すなわち
、アク−ｋＡ／を開放位置から踏み込むと、まず、気化
器９のスロットル弁１０がそれに対応して関成し始め、
該スロットル弁１０が全開になった位置からさらにアタ
七Ｎを踏み込むと過給系路３のスロッ）μ弁１６が開成
するように設定されている。換言すれば、前記過給鋼制
御用スロットル弁１６は高負荷埴でのみ前記過給系路３
を開路さゼる−ようになっている。ｔた、前記帰還通路
１Ｂは、前記空気圧縮機１１の吐出圧力が設定値より高
くなフた場合に、該空気圧縮機１１の吐出口１１ａから
吐出される加圧空気を該空気圧縮機１１の吸慨ロ１ｘｂ
ｌｌＯｖ！−遥路３Ｓへ戻すためのもので、前記リリー
フ弁１フは、矢印Ｘ方向の高圧空気の流れのみを通過さ
せるよう和なっている。ｔｋお、前記吸気系酪農の吸気
−μプ８の開成時期と、前記過給系路Ｓの過給パルプ１
番の開成時期とのオーパフツブは、前記吸気系路２への
混合気の逆流が−生じｅい程度の値に設定されてかに、
また、前記吸気パルプ８０閉弁は、下死点をこえて少し
遅れる時期に設定されている・そして、前記過給系路３
の各Ｖリン〆１−　　への分紋通路部分、例えば、前記
過給ｌ−シト１怠−と前記過給通路１３との接合部に逆
止弁１９・−卓それヤれ介挿されて−゛る。逆止弁１９
は、いわゆるリード弁と称される構成の％ので、Ｖリン
ダ１方向、つｔ〕、矢印τ方向への空気の流れのみを通
過させるようＫ　１ｋ　９ている。

このようなエンジ：／にシーて、前記過給系路３の前記
空気圧縮機１１と前記過給気制御用スーツ）ｐ弁１６と
ａｒｍに位置する部分を加圧空気流通路怠１を介して排
気系路怠！のエキシースＦマエホｋｆｌｆｌｌ　Ｓ内に
連通させ、ζＯ加圧空気流通路２１の途中に前記過給気
制御用スレラドル弁１６が閉成している部分負荷域にお
いて該加圧空気流通路２１を開路させる制御弁怠４を介
挿している。制御弁２４は、−面側に弁体２１１を保持
したダイ脅フラム！！６と、ζＯメイヤフフム’ｙ　６
の他面を押圧して前記弁体ｇＢを弁座怠７方向に付勢す
るスプリング２８と、前記ダイヤフラムｊ！６の他面側
を囲繞する密閉されたダイヤフラム室２９とを具備して
なるダイヤフラム式開閉弁であり、前記ダイヤフラム室
２９は、負圧導入路３１を介して前記過給系路３内にお
ける前記過給気制御用スレラドル弁１６と前記逆止弁１
９との間に位置する部位に連通させである。なお％３２
は、排気が前記加圧空気流通路２１を逆流して過給系路
３内に侵入するのを防止するための逆止弁である。

この−ような構成のものであれと１過給系賂１の過給気
制御用スリット〃弁１６が閉じる部分負ＩＲ琥にシいて
は、ピストン４のポンプ作用と逆止弁１９の逆流防止作
用とによりて前記過給系路３内＃！ｃｓｐけゐ前記過＃
気制御用Ｘｌｌットル弁１６と前記逆止弁１９との聞に
位置する部位が負圧状ａｕｃａｉ持されるため、この部
位の負圧が負圧導入路＄１を介して制御弁怠４のダイヤ
フラム室２９に伝達され、ダイヤフラム２６がスプリン
グ２ａの付勢力に抗して他面側へ変位して弁体２６が弁
座２？から離れる。っｔ〕、制御弁２４が開成状態とな
る。そのため、空気圧縮機１１から吐出される加圧空気
の一部が加圧空気流通路ａ１を通己て排気系格Ｚａのエ
キシースＦマエホｐド怠３内に放出されるととｋなる。

その結果、空気圧縮機１１からの吐出圧力が低下して該
空気圧縮機１１の駆動力が低減するととに゛なるので、
部分負荷域でのエンジン効率の向上を図るととができる
。を九、排気系路ａＸ内への２次空気として吐出空気を
放出させるととは該空気の燃焼促進並びに、触Ｖ＆夏応
パ。

促進作用（よりＨＣあるーは０００９度を低下させるこ
とができるので、排気ガスの浄化１％役立つとｂう効果
がある。

なお、前記実施例では、過給系路の途中に、過給パルプ
の開弁期間を長く設定してもＶリンダ内に字填した混合
気が過給系路３へ逆流することがないよう和するための
逆止弁を介挿したエンジンに本発明を適用した場合につ
いて説明したが、本発明はか々らずしもとのようなもの
に限られず、例えば、吸餓系路からの混合気の吸入が終
了する少し前、に過給パルプを麹いて過給を開始する場
合にｖリンダ内の混合気が前記吸兜系路内へ。吹き返す
のを防止するための逆止弁を、該啜究系路の途中に介挿
したよりなエンジンに本同様に適用が可能である。

また、前記実施例では、過給系路内の負圧によって制御
弁を開閉させるようにし九場合について°説明したが、
本発明はかならずしもこのようなものに限られず、例え
ば、吸気系路内の負圧や排気系路内の排餓ガス圧力、あ
るいは、過給系路の過給気制御用スロットル弁の開閉動
作に応じて制御弁を開閉させるようにしてもよい。

しかして、制御弁の構成屯前記のものに限られな％ＡＣ
）は勿論であシ、例えば、ダイヤフラムを為ら突設した
作動棒の゛先端で弁体を動作させるようにしたものや、
パキ島−ムスイッチ等力島らの電気信号に基いて切換わ
る電磁弁形式のものであつてもよい。

しかしながら、前記実施例のように制御弁２３が、過給
系路Ｓ内におけろ過給気制御用スリブ）ｙ弁１６と逆止
弁１９との閲に位置する部位の負圧を感知して開閉する
〆イヤフッふ式開閉弁である場合［ａ、応答性がよく確
実な開閉動作が得られ為という利点がある。す３わち、
このような構成のものであれば、前記スリットμ弁１６
が闘い丸場合には制御弁１１１４０メイヤフラム２６Ｏ
両側の圧力がバランスするととＫなるので、きわめてば
ね定数の小さいスプリングｗｓ、によって弁体２５を確
実に弁座ｇ？に押し付けておくことが可能である。そし
て、過給気制御用スリブ）ル弁１６が閉じた場合には、
前述しえように過給気制御用スリブ）ル弁１６と逆止弁
１９との間が高負圧状態と＆、て前記メイヤフフム２６
の両側の圧力差が非常に大きくなるので、スプリング２
８のばね定数がきわめて小さいことと相ま１て、前記〆
イヤフラム２６が確実かつ迅速に変位して弁体２６を弁
座２フから離閲さゼることになる。シ九が１で、このよ
うなものであれば、吸気系路内の負圧を利用して制御弁
を開閉さぜるような場合に比べて、はるかに応答性がよ
く、かつ確実な開閉動作を得ることができるものである
。

【図面の簡単な説明】 第ｚｍは一般的な過給機の特性を表わす図、第２図は本
発明の一実施促を示す概略断面図、第３図は同実施例に
おけ石スリット！弁の開度特性を表わす図である。 １−−−−−Ｖリンダ、２−−−−一吸気系路、３−−
−−一過給系路、４−−−−−・ピストン、ｌ　１−−
−−−−一空気圧縮機、１１−−−−−スロット〃弁、
１９〜−一−−・逆止弁、２１−一−−−加圧空気流通
路、！！２・−−一−−排気系路、怠４−−−−−制御
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）ピストンの降下に伴１て生じるｙ９ンダ内の負圧を
   利用して混合気をＶリンメ内に供給する吸気系路と、エ
   ンジン動力により横幀的＃Ｉｃ駆動される空気圧送１１
   によりで加圧しえ空気をｖ菅ンダ内に強制的に供給する
   過給系路とを具備し、この過給系路の前記空気圧送機よ
   シも下流部に高負萄斌で該過給系路を開路させるスロッ
   ）ル弁を配設したエンジン−において、前記空気圧送機
   を常時運転駆動し、かつ、前記過給系路の前−配交気圧
   縮機と前記スロットル弁との閲に位置する部分を加圧空
   気流通路を介して排気系路に連通させ、この加圧空気流
   通路に前記スロットル弁が閉成している部分負荷域にお
   いて該加圧空気流通路を開路させる制御弁を介挿したこ
   とを特徴とする過給機付エンジン。 （２）過給系路がスロッ）ル弁の下流Ｖｃｙリン゛ダ方
   崗への空気の流れのみを通過させる逆止弁を介挿してな
   するものであり、制御弁が前記過給系路内における前記
   スロットル弁と前記逆止弁との閲−位置、する部位Ｏ負
   圧を感知して開閉するダイヤフラム式開閉弁であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記戦の過給機付エン
   ジン。