JPS6146419A - 多気筒内燃機関の過給装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多気筒内燃機関の過給装置に関し、特に、過
給機付内燃機関のトルク特性改＋！；装置に関する。

周知のごと（，４サイクルデイ一ゼル機関に用いる過給
機は排気ターボ過給機が大半を占めており、咳排気ター
ボ過給機は、機関の低回転域では給気圧力が著しく低下
し、中高速での毎回燃料噴射量を低回転域でも維持する
と排煙が黒化するので、大巾に削減しなくてはならず、
その結果、トルクが不足する。したがって、車輌用の過
給機付ディーゼル機関では、かかるトルク不足に対し、
各種の提案がなされてる。

一方、汎用小形ディーゼル機関（２００ＰＳ以下）も過
給化が進んでいるが、中、低速高負荷条件で使用される
ことの多い、農用、建設用機械搭載の機関では、前記と
同様、過給化によるトルク不足、排気濃度悪化の改善が
要望されている。

〔従来の技術〕

排気ターボ過給機付ディーゼル機関の低速回転域におけ
るトルク不足の対策としては、各種提案されているが、
その一つに吸気慣性過給（慣ＩＴ！、す１果または脈動
効果による体積効率の向上手段）併用の提案がなされて
いる。かかる慣性過給併用の提案は排気ターボ過給機自
体を改造することなく、構造簡易な対策として注目され
ているが、吸気慣性過給はその最適条件（チューニング
点）が機関の回転数で決められることから、例えば、低
速回転数にマツチした吸気管長を一定とした場合、高速
回転域では体積効率が低下し、かえって排気ターボ過給
機の方の効率を阻害することになる、という不都合を包
含している。かかる不都合を解消するため、実開昭５７
−１５３７３０号公報では、吸気マニホールドと過給機
のコンプレッサ出口を連通したいわば固定式吸気慣性管
でもって、吸気干渉をさけるため２群の気柱振動通路を
構成し該２群通路の途中でたがいに連通し合い、低速回
転域では該ｉｆｊ通を閉じて慣性過給を）テい、高速回
転域では、該連通を開口し、慣性過給を削減しようとす
る提案を紹介している。

一方、かかる低速回転域にマツチングした固定式吸気１
ｎ性管では、高速回転域において吸気ブＩ）の開閉周期
が短縮されることにより、管内圧力の位相がずれて無意
味な過大圧力振幅を生しることになり、これも機関性能
上好ましくないので、２群の吸気慣性管がたがいに連通
ずる位置を複数個設け、これら連通位置を機関の回転域
に応じて選択しようとする試みがなされている（例えば
実開昭５９−２）２０９号公報など）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に云われているごとく、吸気慣性効果を低速時にマ
ツチさせるには、低速時の吸気管内の平均流速（４０〜
５０ｍ／Ｓ）および同流速を確保し、この低速に間開し
た吸気管内圧力振幅により決定されるため、前者の提案
は慣性効果を必要としない高速回転域では、吸気慣性管
の通路抵抗が大きくなり、体積効率が大幅に低下し、機
関性能を悪化させるし、また、前者の提案の場合、高速
回転域では吸気慣性管により発生する過大圧力振幅によ
り、サージング現象をも誘起し、好ましくない、という
不都合を包含している。

また、ｌ＆者の提案は、機関回転速度信号および機関負
荷信号によって、２群に分離された吸気慣性管の連通弁
を選択して開閉し、吸気慣性効果を機関回転数と一致さ
せようとするもので、高速回転域の吸気管内の抵抗増を
防止するものではない。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、かかる従来技術の不都合を全面的に解
決するためにｆｌ１１作されたもので、例えば、２群に
分離した気柱振動通路における同一等価長位置に、３方
連通弁を形成したリード弁を備えてこれら通路をたがい
に連通し、咳リード弁にブロアの出口より分岐した短絡
通路も導通することにより、低速回転域では慣性吸気の
機能を果たすのは勿論、高速回転域では吸気慣性過給に
よる影響を排除しようとした過給機付内燃機関のトルク
改善装置に係るものである。

〔第１の実施例〕 第１図は本発明の第１の実施例の概略平面図、第２図は
要部断面図を示し、これらの図示において、１はノリン
ダヘッドで、該機関は４気筒立形デイ一ゼル機関であっ
て、例えば農用トラクタや、小形建設機械に搭載する汎
用内燃機関である。２はラジェータで、吸引ファン３に
より冷却する。

４は排気ターボ過給機におけるブロア、５はタービン、
６は排気マニホールドを示し、これらの構造は、排気タ
ーボ過給機付ディーゼル機関で普通に知られている。

ここにおいて、本実施例では、ブロア４の出口にダンピ
ング室７を設け、咳ダンピング室７−側面の上下に２群
の吸気慣性管８．９を臨設し、上方の吸気慣性管８は機
関の第２、第３気筒用とし、下方の吸気慣性管９は機関
の第１１第４気筒用として吸気干渉を回避している。該
ダンピング室７の他側面には短絡通路１１を臨設してい
る。これら吸気１ｎ性管８．９および短絡通路１１は、
３方連通弁、１２を介して合流可能としている。

３方連通弁１２は、第２図に示すごとく、リード弁で構
成されている。すなわち、上方および下方の吸気慣性管
８および９の連通孔に対面して箱状のバルブ本体１３が
挟持され、該バルブ本体１３の横方向−例には円錐状突
起１６を内設し、他側はフランジ１７を付設して開口し
、該開口部は前記短絡通路１１と接続している。なお、
１５はストッパーを示す。

本実施例は、以上のごとく構成されているので、低速回
転域で大きい牽引力を発揮さセる特性を有する要用トラ
クタに、本実施例の機関を搭載すれば、機関は低速回転
域において高負荷で作動する。

したがって、低速回転域では、ブロア４の吐出圧力は低
く、そのため、短絡通路１１よりパルプ本体１３に導入
される給気圧力は、弁板１４の着座圧より低く、弁板１
４は閉止されている。したがって、上方および下方の吸
気慣性管８．９はたがいに連通せず、ブロア４よりの給
気はこれら吸気慣性管８．９で吸気慣性過給効果を伴い
ながら給気され、体、積効率を上げそれぞれの機関気筒
へ供給される０次に、本実施例の機関が高速回転域に移
行すれば、排気ガス母増加により排気タービン回転数が
上昇し、その結果ブロア４の吐出圧力は上昇し、短絡通
路１１よりパルプ本体１３に導入される給気圧力は、弁
板１４の着座圧に抗して、弁ｊ＆　ｌ　４を開口させる
。したがって、上方および下方の吸気慣性管８．９はた
がいに連通して、吸気慣性効果はここで削減され、かつ
、ブロア４よりの高速過給が短絡通路１１を介して各気
筒へ供給され、各吸気慣性管８．９内で生ずる管内抵抗
により生じる負圧を防止している。

〔第２の実施例〕 第３図は本発明の第２の実施例の要部断面図で、これは
第２図示の個所に相当する。第１の実施例と共通の構成
要素には、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施例装置が、第２図示装置と異なる主な点は、パル
プ本体１３内の突起１６の代わりに、鉄芯１８と該鉄芯
１８を巻回したコイル１９からなるソレノイド２０を装
着したととであり、また、弁板１°４は鉄素材とし、か
つ、第１の実施例の着座圧より若干弱くしである点であ
る。そして、該ソレノイド２０の通電は、燃料噴射ポン
プのレギュレータハンドル（図示せず）の特定位置にき
たとき行うが、その通電の範囲は、第４図において、低
速で吸気慣性効果を利用する高トルク時に通電し、弁板
１４の作動を止める。また、低速、低トルク時には、通
電をやめ、吸気↑Ｆ１性’ＡＪ果を利用せず、吸気−ポ
ンプの損失を低減し、燃費等の性能改善を図るので、ト
ルク曲線グラフのへの部分としている。

第２の実施例は、以上のごとく構成されているので、機
関の低速回転域における高出力時には、弁板１４のリフ
トを零とすぺ（、ソレノイド２０に通電し、上下の吸気
慣性管８．９の各々の吸気慣性効果を最大に発揮させ、
機関の出力増大に支障のないようにする１次に、機関の
低速回転域における低速出力時には、ソレノイド２０に
は通電しない、したがって、弾力の若干弱い弁板１４は
短絡通路１１よりの吸気圧力と、上下の吸気慣性管８．
９の位相差をもった圧力波で、自動的に開口し、上下の
吸気慣性管８．９の存在による吸気慣性効果がたがいに
圧力波を縮小して削減し、吸気慣性９）Ｊ果を機関が起
こさせるための吸気ポンプ損失の低減を図り、燃費等の
性情の改善を図るものである。したがって、低速回転域
における低出力時の燃費が大幅に改善される。なお、茜
速回転域の作動は、第１の実施例と同様である。

なお、第１および第２の実施例はディーゼル機関につい
て説明したが、多気筒ガソリン機関の気化器に対する吸
気慣性にも適用できることは勿論であり、また、吸気慣
性管をたがいにオーバラップしない吸気弁に連通ずるも
のを１群としたが、多気筒機関におけるある気筒と、次
に爆発する気筒とを組合せて１群としてもよい。また、
以上の説明はり〜ド弁で説明したが、これと同効のフラ
ッパー弁であってもよいことは勿論である。

以上要するに本発明は叙上の構成を採択したので、以下
の列挙した効果を奏する。

〔発明の効果〕

■機関低速回転域では、吸気慣性管により、排気ターボ
過給機によるトルク不足の原因を）Ｗ消するのは勿論、
高速回転域では、該過給機の過給を短絡通路により主と
して行うので、吸気慣性管における流量抵抗等吸気慣性
管の存在による悪影響を回避でき、機関性能を良好にす
る。

■リード弁を設けたので、吸気慣性管の管内圧力振幅が
過大になると、また、過給さるべき給気圧力が上昇する
と、短絡通路を経て各吸気慣性管内、すなわち各気筒に
自動的に供給され、過大な圧力振幅時の共振状慇が抑制
される。殊に、この場合各吸気慣性管内には、吸気管内
圧の低い振動波中に、リード弁を介して短絡通路からの
吸入補充するため、リード弁より下流の吸気管内圧は低
下しない、このため、その反動としてのプラス波も小さ
くなり、吸気慣性波形を減少し、機関高速出力時の悪化
を防止する。

■リード弁を、特に、低速回転域における低出力時では
、強制的に開口したので、吸気慣性効果が削減され、吸
気ポンプ損失の低減となって、燃料消費率を良好ならし
め、特に、低速回転域・低出力にマツチングした汎用機
関に好適なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の概略平面図、第２図は
第１図の要部断面図、第３図は第２の実施例の要部断面
図、第４図はトルク曲線グラフを示す。 ４・・・ブロア、８．９・・・吸気慣性管、１１・・・
短絡通路、１２・・・３方連通弁、１３・・・バルブ本
体、２０・・・ソレノイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ターボ過給機の給気出口と各気筒とを連通す
   る少なくとも２群に分離した吸気慣性管と、該出口より
   分岐し、かつ、機関高速回転域で使用する短絡通路とを
   、備えた多気筒内燃機関において、前記２群に分離した
   吸気慣性管の同一等価長位置で、たがいに連通する連通
   孔へ、前記短絡通路を開口し、これら３通路の合流個所
   に３方連通弁を形成するリード弁を設け、該リード弁を
   機関高速回転域で開口し、該短絡通路より該各吸気慣性
   管に過給することを特徴とする多気筒内燃機関の過給装
   置。
2. （２）機関低速回転域の低出力時で、該リード弁を強制
   的に開口させるようにした特許請求の範囲第（１）項に
   記載の多気筒内燃機関の過給装置。