JPS5916511Y2

JPS5916511Y2 - 分離過給エンジン

Info

Publication number: JPS5916511Y2
Application number: JP4379280U
Authority: JP
Inventors: 隆治後藤; 俊一青山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-04-01
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1984-05-15
Also published as: JPS56145625U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は分離過給エンジンの改良に関する。

自動車の運行燃費を改善するには、エンジンの効率を高
めてその小型軽量化を図るのが得策である。

このため、最近はターボチャージャなどによる過給技術
が注目を浴びているが、従来の過給機はエンジンの全吸
気量を過給する方式のため、過給機が大容量で大きな駆
動損失を招き、あるいは低速域では過給率が小さくて必
ずしも充分ではなく、実用車輛とのマツチングの面でな
かなか難しいものがあった。

これに対して、分離過給エンジンとして、多気筒を持つ
エンジンの一つの気筒をコンプレッサとして作動させ、
その吐出混合気を吸気通路とは別の過給通路を介して動
力気筒へ過給するようにしたエンジンが提案されている
（例えば特開昭５１−１０５５１４号公報参照）。

これは、クランク軸を介して動力気筒とともに往復動す
るコンプレッサがクランク１回転につき１回の吐出作用
をなし、吸入行程が終了してから過給通路の第３弁を開
いて、その加圧混合気をシノンダ内へ追加導入するので
、小容量のコンプレッサで実質的な吸気充填効率を高め
ることができるだけでなく、低速域でも充分な過給率が
得られるという利点がある。

しかしながら、このような分離過給方式にあっては、エ
ンジン高速運転時の過給率に限界があり、中速域から限
界速度域にかけての出力性能が期待したほどには向上し
ないという問題があった。

これは、主にシリンダ内に追加導入されるときの過給気
の流速が高速になるほど音速に近づいて、それ以上にな
かなか上昇しないことに起因する。

また、そうかといって第３弁のリフトを大きくすると、
必然的に第３弁の開弁時間が長くなり、圧縮行程に大き
くわり込むことになるので、こんどは低速時に圧縮圧力
が不足して出力低下をきたすという問題も生じる。

本考案はこのような問題点に着目してなされたもので、
エンジン油圧力に応じて伸縮する可変リフタ装置を介し
て第３弁を駆動し、エンジンが高速になるほど第３弁の
リフトを増大させることにより上記従来の問題点を解決
し、あわせて高速高負荷時のエンジン耐久性を向上させ
るようにした分離過給エンジンを提供するものである。

以下、第１図、第２図に示した実施例に基づいて本考案
を説明する。

第１図は５気筒を持つエンジンの一つの気筒をコンプレ
ッサ（ポンプ気筒）１となし、４つの動力気筒＃１〜＃
４でこれを駆動するようにした分離過給エンジンの実施
例を表す。

ポンプ気筒１の吸込口１ａと各動力気筒＃１〜＃４に吸
気を導く吸気通路２とを接続し、ポンプ気筒１の吐出口
１ｂと各動力気筒＃１〜＃４とを吸気通路２とは独立し
て接続する過給通路３とを設け、吸気通路２からの一部
の吸気を過給通路３へと圧送し、動力気筒＃１〜＃４へ
追加導入するように図る。

このため、各動力気筒＃１〜＃４には、それぞれ過給通
路３を開閉するための第３弁４を設けるのであるが、こ
の第３弁４の開弁タイミングは、すでに述べたように、
基本的には吸気行程の終了付近から圧縮行程の途中まで
開弁するように設定する。

また、５は吸気通路２を開閉するための吸気弁、６は排
気通路７を開閉するための排気弁であるがポンプ気筒１
にも同様の吸込弁８と吐出弁９とを設け、クランク１回
転毎に吸込−吐出作用を行なわせる。

ところで、前記第３弁４は、第２図に示したバルブリフ
ト制御装置１０を介して駆動される。

バルブリフト制御装置１０とは、機関油圧力を利用して
吸排気弁のリフト及びタイミングを変化させる装置とし
て、すでに本出願人により提案されているものである（
例えば特願昭５４−７４９９４号）。

これを説明すると、図示したようにバルブリフト制御装
置１０は、機関と同期して回転するカム１１、可変りフ
タ装置１２、ブツシュロッド１３、揺動カム１４、ロッ
カアーム１５などからなる。

揺動カム１４は、ブツシュロッド１３に押し上げられる
側に突出したカム面１６か゛、そのペースサークス１７
から立上り部１８に始まる緩曲線で形成され、図の位置
から時計方向に回動するとカム面１６を介してロッカア
ーム１５の従動端１９を徐々に押し上げ、反時計方向に
回動するとベースサークル１７にてロッカアーム１５と
接し続けてロッカアーム１５に揺動運動を与えないよう
に形成されている。

つまり、揺動カム１６は、その立上り部１８がロッカア
ーム１５の従動端１９に接するまでの時計方向の回動角
に余裕があるほど、ロッカアーム１５が揺動し始める時
期を遅らせる。

これに対して、可変りフタ装置１２は、カム１１に追従
するタペツｌ−２０と、タペット２０に摺動自由に収め
られ、ブツシュロッド１３と当接するピストン２１とを
備え、油圧通路２２からの作動油圧をそれぞれに設けた
連通孔２３．２４を介してピストン２１の油圧室２５へ
、さらにピストン２１の底部に設けたチェック弁２６を
介してタペツｌ−２０との間に国威した第２の油圧室２
７へと導入し得るように構成されている。

また、第１の油圧室２５には、チェック弁２６と対向す
るように油圧逃し棒２８を突出させた小ピストン２９が
収められ、この小ピストン２９はその背後に介装された
コイルバネ３０の弾発力に基づいて下方へ付勢されてい
る。

さらに、第２の油圧室２７にもコイルバネ３１か゛介装
され、ピストン２１を上方に押し上げる力を作用させて
おり、これに対して揺動カム１４を反時計方向に回動付
勢する戻しバネ３２０弾発力が対抗してブツシュロッド
１３をピストン２１に当接させている。

いま、ある程度の油圧力が油圧通路２２を介して可変リ
フタ装置１２に作用すると、作動油は第■の油圧室２５
へ、さらにチェック弁２６を押し開いて第２の油圧室２
７へと侵入してピストン２１を押し上げる。

このピストン２１のタペツ）２０に対する上昇量は、
油圧力並びにコイルバネ３１の弾発力と戻しバネ３２の
弾発力とのバランスに応じて決まり、従って油圧が高ま
るほどにピストン２１の上昇量が増え、その結果ブツシ
ュロッド１３を介して揺動カム１４を時計方向に回動さ
せる。

ただし、ピストン２１がある程度上昇すると、その連通
孔２４が閉じるので、両油圧室２５．２７がオイルロッ
ク状態となり、ピストン２１のそれ以上の上昇を制限す
る。

反面、油圧が低下すると、第１の油圧室２５の作動油圧
力に対してコイルバネ３０の弾発力が優勢になるので、
小ピストン２９が下降し、油圧逃し棒２８を介してチェ
ック弁２６を強制的に開く。

この結果、第２の油圧室２７の作動油が第１の油圧室２
５へさらに油圧通路２２へと逃げるのでピストン２１
はタペット２０の中で速やかに下降する。

このように、可変りフタ装置１２は油圧通路２２からの
油圧力が高まるほど有効長が長くなって揺動カム１４の
初期位相を時計方向へずらし、また油圧力が低下するほ
ど有効長が減って揺動カム１４の初期位相を反時計方向
へずらす。

そして、第３弁４はロッカアーム１５の揺動端３３に押
されて開弁するように設定され、また油圧通路２２に対
して機関油圧が供給される。

機関油圧はエンジン回転速度に略比例して高まるから、
結局エンジン回転が上昇するほど既に述べた揺動カム１
４の作用に基づき、第４弁４のリフトが拡大する。

このようにして第３弁４のリフトが拡大すると、過給通
路３からの過給気流の通路面積が増大したことに伴って
、その流速を増すことなく流量が増加するので、高速時
においても充分な過給効果が得られるのである。

勿論、低速回転域はど第３弁４のリフトは相対的に小さ
くなるので、低速時の圧縮圧力不足という問題は生しな
い。

本考案ではさらに、高速高負荷運転時に過給を休止させ
、エンジン耐久性の向上を図る。

このために、第１図に示したように、油圧通路２２の途
中に各バルブリフト制御装置１０の上流側に位置して油
圧逃し弁（電磁切換弁）３４を介装し、さらに過給気を
逃す（たとえば大気側へ）過給圧逃し弁（電磁切換弁）
３５を過給通路３に設ける。

両逃し弁３４．３５は、制御回路３６の信号電圧に応じ
て同期的に切り換わるように回路構成される。

制御回路３６は、エンジンの回転速度信号と負荷信号と
に基づいて回転速度並びに負荷状態を検出して両逃し弁
３４．３５に対する信号電圧を制御し、エンジンが所定
の高速高負荷運転状態に至ると、両逃し弁３４．３５を
切り換える。

制御回路３６に回転速度信号を付与する装置としては、
例えばクランク角センサなと、また負荷信号を付与する
装置としては、吸気圧センサ、エアフローメータなどが
適当で゛ある（図示せず）。

なお、バルブリフト制御装置１０は、それぞれ機関油圧
が作用しないときは第３弁４にリフトを与えないように
設定する。

このためには、既に説明したところから明らかなように
、可変りフタ装置１２が最大にリフトしても揺動カム１
４がロッカアーム１５を押し上げないように、揺動カム
１４の初期位相を決めればよい（第２図）。

次に作用についてさらに説明する。

前述したように、エンジン運転速度が上昇するほど第３
弁４のリフトが拡大して高速域まで充分な過給率が得ら
れるのであるが、エンジン運転条件として、所定値より
も速度が高くかつ負荷が大きい領域では、制御回路３６
を介して油圧逃し弁３４と過給圧逃し弁３５とが同時に
切り換わり、バルブリフト制御装置１０の作動油圧力を
逃がすとともに過給通路３をたとえば大気側へ開放する
。

この結果、第３弁４はリフトゼロ、つまり閉弁状態を保
持し、またこの間ポンプ気筒１から吐出された過給気は
逃し弁３５を介してたとえば外部へと逃げる。

このように、高速高負荷状態すなわちエンジンの限界回
転数付近における高負荷運転という条件下では過給が休
止するので、燃焼圧力が適度に抑えられてエンジン各部
の強度的負担が低減し、従ってエンジン耐久性が著しく
向上する。

さらに、運転者の過失によるエンジンの過回転なども未
然に回避する効果がある。

以上の通り本考案によれば、分離過給エンジンの中〜高
速域の過給作用を改善して出力性能の向上を図れるうえ
、エンジンの耐久性が向上するという効果が得られる。

なお、上記実施例では、第３弁を駆動するにあたって、
バルブリフト制御装置をＯＨＶ型式に設けたが、可変り
フタ装置や揺動カムを略水平に配設するなどすればＯＨ
Ｃ型式に構成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略平面図、第２図は
そのバルブリフト制御装置をエンジンの前方から見た断
面図である。１・・・コンプレッサ（ポンプ気筒）、２・・・吸気通
路、３・・・過給通路、４・・・第３弁、５・・・吸気
弁、６・・・排気弁、１０・・・バルブリフト制御装置
、１１・・・カム、１２・・・可変リフタ装置、１３・
・・ブツシュロッド、１４・・・揺動カム、１５・・・
ロッカアーム、２２・・・油圧通路、３４・・・油圧逃
し弁（三方電磁弁）、３５・・・過給圧逃し弁（三方電
磁弁、３６・・・制御回路、＃Ｌ＃２．＃３．＃
４・・・動力気筒。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１エンジン吸気通路とは独立し過給機に接続した過給
通路と、過給通路の過給気を気筒内に追加導入する第３
弁とを備えた分離過給エンジンにおいて、エンジンの油
圧に応動して第３弁のリフトを変化させるバルブリフト
制御装置を設け、エンジン回転速度が上昇するほど第３
弁のリフトを拡大するようにしたことを特徴とする分離
過給エンジン。２バルブリフト制御装置が所定以上の高速高負荷運転
状態であるときに第３弁の作動油圧を逃す油圧逃し弁を
設け、高速高負荷運転領域では過給を休止するようにし
たことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
の分離過給エンジン。