JPS6185529A - 圧力波過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

圧力波過給機付エンジンの吸気装置

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JPS6185529A
JPS6185529A JP59206677A JP20667784A JPS6185529A JP S6185529 A JPS6185529 A JP S6185529A JP 59206677 A JP59206677 A JP 59206677A JP 20667784 A JP20667784 A JP 20667784A JP S6185529 A JPS6185529 A JP S6185529A
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Tsunao Yajima
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/42—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with driven apparatus for immediate conversion of combustion gas pressure into pressure of fresh charge, e.g. with cell-type pressure exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0268—Valves
    • F02B27/0278—Multi-way valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

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1 本発明は、エンジンの排気が有する圧力波エネルギを利
用して吸気過給を行なうようにした圧力波過給機材エン
ジンの吸気装置に関するものである。
[従来技術1 排気の圧力波エネルギを利用する圧力波過給機を備えた
エンジンは従来より知られている(例えば、実開昭51
3−108256号公報参照)。
ところで、この種の圧力波過給機材エンジンの吸気構造
としては、第5図に示すように、圧力波過給機1の上流
側吸気通路2と下流側吸気通路3との間に、圧力波過給
111をバイパスする吸気バイパ大通路・1を設けると
とらに、下流1i111吸気通路3の吸気バイパス通路
、tの開口13aに吸気バイパスナF5を設けたらのか
知られている。この吸気バイパス弁5は、過給圧が実質
的に発生さ11ないエンジンの低回転域では、ハネ6の
/\ネカで下;廐側吸気通路3の上記開口部3aの上流
側を閉して、吸気側に流入しようとする排気を遮断する
一方、その下itに負圧を発生させ、この負圧で吸気バ
イパス通路4に介設したチェック弁7全開いて吸気を吸
気バイパス通路4全通して直接に下流側吸気通路3にバ
イパスさせる。回転数がある程度上昇して、圧力波過給
機1によって過給圧が実際に発生されると、その過給圧
によってバネ6のバネ力に抗して吸気バイパス弁5が押
し開かれ吸気バイパス弁5がある開度まで押し開けられ
ると、吸着ツレ/イド8の吸着力がバネ6のバネ力に打
ち勝って吸気バイパス弁5を全開状!!(吸気バイパス
通路4の全閉状!!りに吸着保持し、以後圧力波過給(
幾1による吸気過給が行なわれるようになっている。
かかる吸気1lVi造1こおいては、′XJl気・・イ
パ又時に、吸気騒音が下流側吸気通路3→吸気バイパス
通路4→上流側吸気通路2の経路で伝播して人気に放出
されるといった問題がある。
かかる吸気ハイパ久通路を通した騒t1放出の問題は、
例えば、吸気ハイパ又通路4の通路径を絞り込んて゛騒
音の伝播を抑制するよっ;こすれは解消しうるように思
える。しがしなが呟その場合には、吸気抵抗力伏きくな
り、吸気バイパス弁5ト。
流の負圧が大きくなるため、吸気バイパス弁5のバネ6
の設定バネ力を大きくする必要があり、設定バネ力を大
きくすると、高い過給圧に達しない限り吸気バイパス弁
5が開かれなくなり、低速域での過給が行なえなくなる
。
因みに、上記従来の吸気バイパス通路4の通路径は約3
0論1φで、エンジン回転数1200rp鴫で吸気バイ
パス弁5下流の吸気負圧は殆んど零に等しくなるように
設定し、I 20 +)1鋤付近から吸気バイパス弁5
を開いて過給を開始するようにしているが、それ以前の
吸気バイパス時においては吸気騒音が殆んど素通りして
しまう。
[発明の目的] 本発明の目的は、圧力波過給機材エンジンの吸気構造に
おいて吸気バイパス時における吸気通路を通しての吸気
騒音の放出を確実に抑制するととらに、所定の過給圧に
達したときには吸気バイパス弁を確実に開作動させるこ
とができる圧力波過給融材エンジンの吸気装置を提供す
ることである。
1発明の構成l このため、本発明は過給圧そのもの或いは過給圧に関連
するエンジン回転数を検出するセンサの出力に応じて咋
動するアクチュエータを吸気バイパス弁に対して設け、
所定の過給圧以下の領域では、吸気バイパス弁を閉状態
に保持するようにする一方、吸気バイパス通路の長さと
通路面積を、上記吸気バイパス運転域におけるエンジン
最大回転時、吸気流速が(35〜551/秒)、好まし
くは約45n/秒、吸気負圧が(−150〜−35()
關Hg)、好ましくは約(200wHg)となる寸法に
設定して構成したらのである。
つまり本発明は、吸気バイパス通路の1j法1諸丸と吸
気バイパス弁の開弁条件とを切り離して、夫々独自に設
定しうるようにし、吸貢バイパス通路の寸法諸元を吸気
騒音の低減にとって最も有利な条件に設定するようにし
たらのである。
[発明の効果1 本発明によれば、吸気バイパス運転域における吸気騒音
を確実に低減することができる。
[実施例1 以下図面を参照しつつ本発明の実施例を具体的に説明す
る。
第2図に示すように、ディーゼルエンジン10の吸気通
路は、粗いメツシュのフィルタを有する第1エアクリー
ナ11に上流端が接続され、下流端が圧力波過給8!1
2の吸気流入口12aに接続された80〜90+++m
φ程度の比較的大径の上流側吸気通路13と、圧力波過
給機12の吸気吐出口12bに上、を端が接続され、途
中、過給吸入を冷却するためのインタークーラ14およ
V微小なメツシュのフィルタを有する第2エアクリーナ
15を経由し’Cエン、゛ン1()の吸気マニホールド
16に接続される45〜5()閣φ程度の比較的小径の
下流側吸気通路17とによって基本的に(11成されて
いる。
そして、上!++UIllVyi気通路13、より具体
的には、第1エアクリーナ11の内部と、インタークー
ラ141の下流て・第2エフクリーナ15の上流の下流
側吸気通路17とは、小径のパイプよりなる吸気バイパ
ス通路18によって連結され、該吸気バイパス通路18
の下流側吸気通路17側の連結開口部に対しては吸気バ
イパス弁19が設置されている。
上記圧力波過給(蔑12は、第2図に示すように、。
オルタネータ40を介してエンジン出力紬(具体的に図
示せず)によりベルト駆動されるようになっている。
第3図に基本構造を示すように、圧力波過給機12°は
、略円筒状のケース20と、該ケース20内に回転可能
に支持され、多数のセル21,21゜・・をケース20
との間に形成する多数の隔壁22゜22、・・・が形t
ji、されたa−夕23と、人々」二部側。
下流側吸気通路13.17に接続される吸気導入口12
a、吸気吐出口12bと、上流側、下流側排気通路(第
1図24.25参照)に夫々後P−される排気導入口1
2c、排気吐出口12dを有している。
二の圧力波過給(妓12は、よく知られているように、
吸気導入口12aからセル21,2]、・・・に導いた
吸気に、排気導入口12cから導入する排気を圧力波と
して作用させ、吸気を加圧して吸気吐出口12bから吐
出し、また加圧に利用しtこ排気を排気吐出口12dか
ら下流側排気通路25に排出する。
第1図には、本発明に係る過給システムの全体構成を図
式的に示してあり、第2図、第3図と共通するものには
同じ参照番号が付しである。
第1図に示すように、吸気バイパス通路18の下流側吸
気通路17どの連結部に設けた吸気バイパス弁19に対
しては、これを開閉作動するための電磁作動の7クチユ
エータ26が設けられ、この7クチユエータ26に対し
ては圧力センサ(図示せず)によって検出される過給圧
もしくは過給圧に:i:よ比例するエンジン回転数を入
力する駆動回路z7か設けられている。
駆動回路27は、人力される過給圧らしくは回転数が予
め設定した値に達するまでは、吸気バイパス弁19を閉
状態に保持し、過給圧が設定値をIf&見て上昇すると
吸気バイパス弁19を全開する。
上り工七体的には、第4図に示すように、駆動回路27
はバッテリ28に接続され、設定値以下ではオフ、設定
値を越えるとオンとなる過給圧スイッチらしくは回転数
スイッチ29で構成することができ、7クチユエータ2
6としては電磁ソレノイド装置30を用いることができ
る。
上記吸気バイパス弁19は、第4図に具体的に示すよう
に、下流側吸気通路17と吸気バイパス通路】8との連
結部をLe威する弁/)ウノング31内において、吸気
バイパス通路18との連通開口3]a側の端部がヒンジ
32によって開閉自在に支持されており、ヒンジ32に
取付けた連結ロッド33は、弁ハウソング31の外部ま
で伸びてその自由端が開閉レバー34の一端に連結され
ている。開閉レバー34の池端は、電磁ソレフイド装置
30の作動ロッド30aの先端に連結され過給圧スイッ
チもしくは回転数スイッチ29がオンされると、電磁ソ
レノイド装置30は作動ロッド30aを引込み、開閉レ
バー34によって吸気バイパス弁19を開作動し、吸気
バイパス通路18との連通開口31aを全閉する。
なお、第4図中35は弁ハウソング31の吸気バイパス
通路18との連結部31bに取付けた弁座36に対して
設けた吸気の逆流を防止するチェック弁で吸気バイパス
弁19が閉じられた状態で発生する負圧によりスプリン
グ37のバネ力に抗して開かれる。
上記のように本発明では、吸気バイパス弁19を電磁ソ
レノイド装置30で開閉作動するようにし、圧力波過給
機12によって生成される過給圧が設定値に達するまで
は吸気バイパス弁19で下1)Lfall吸気通路17
を遮断し、吸気バイパス通路ISによって上流側吸気通
路】3と下流側吸気通路17とを連通させ、Yr、力1
皮過給機12をノ・イバスさせて、直接にエンジンl(
lに吸気を供給する。
そして、過給圧か設定値に達したときには、電磁ツレフ
ィト装置30によって吸気バイパス弁19を下流111
11吸入通路17に討して強制的に開作動させる。
したかって本発明では、吸気バイパス通路18の径や長
さは吸気バイパス弁19の開閉に何ら関係しない。
そこで、本発明では吸気バイパス通路18の径および長
さを吸気騒音の低減にとって最ら有利な設定とする。こ
の条件としては、バイバ入領域での最大回転時(例えば
1200r四)に、吸気流速か(35〜55論/秒)、
好ましくは約45+6/秒、吸気負圧が(−150〜−
350噛鋤Hg)、好ましくは(−200maHg)と
なるように、吸気バイパス通路18の通路径(通路面積
)と長さを設定すればよい。かかる寸法設定か吸気騒音
の低減1ことって最ら効果的であることは従来より知ら
れているが、従来の吸気バイパス構造では、吸気バイパ
ス領域での最大回転時において、吸入l・イバ又す「5
下流の吸気負圧がほぼ零となるよコに、吸気バイパス通
路18の通路径が設定されて、)たため801)1)I
lφと大きく、このため吸気騒音を低、成させることは
実質的に不可能であった。つまり、従来の吸気バイパス
構造では吸気バイパス弁5の開作動柔性を決定するため
に、吸気バイパス通路tの通路径か設定されていたので
ある。これ:二対し、本発明では吸気バイパス弁19の
開閉条件を吸気〜イバ入通路1δの通路径の設定とは切
1) l¥i L、吸気バイパス通路18の寸法諸元を
吸気騒音の低減に有利な設定としたものである。
因みi二、本発明者等が、従来より実用に供されている
圧力波過給機材エンジンについて行なった試算によれば
、エンジン回転数120or四で吸気流速を約45−7
秒、吸気負圧を(200m−)(81とするためには、
吸気バイパス通路1dの通路径は排気32000ccで
バイパス通路長が約300ml11の場合、を勺24w
φに設定すればよい。
上記のことから明らかなように、本発明によれは吸気バ
イパス運転域において、吸気バイパス通路により吸気騒
音を確実に抑制することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例にかかるエンジンのシステム構
成図、第2図はエンジンの要邪平面図、第3図は圧力波
過給機の基本構造を示す斜視説明図、第4図は吸気バイ
パス通路の下流側吸気通路の連結部の断面図、第5図は
従来の吸気バイパス構造を示す概略説明図である。 12・・・圧力波過給機、 13・・・上流側吸気通路、 17・・・下流側吸気通路、 1d・・・吸気バイパス通路、 19・・・吸気バイパス弁、 26・・・7クチユエータ、 27・・・駆動回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケース内に回転可能に支持され、多数のセルを形
    成する多数の隔壁が形成されたロータと、該ロータを収
    納するケースと、該ケースに形成された吸気導入口およ
    び吸気吐出口並びに排気導入口および排気吐出口を有し
    、上記ロータの回転に伴い排気の圧力波エネルギを吸気
    に伝達して吸気の過給を行なう圧力波過給機を備えると
    ともに、過給機上流と下流の吸気通路を連通する吸気バ
    イパス通路と、下流側吸気通路の吸気バイパス通路開口
    部より上流に設けた吸気バイパス弁とを備え、過給圧が
    所定値以下の運転状態において吸気バイパス弁を閉じて
    吸気バイパス通路から吸気を行なう圧力波過給機材エン
    ジンにおいて、 上記吸気バイパス弁を過給圧に関連する信号を検出する
    センサの出力に応じて作動するアクチュエータにより所
    定過給圧以下の領域で閉保持する構成とするとともに、
    上記吸気バイパス通路の長さと通路面積を、上記吸気バ
    イパス弁閉領域におけるエンジン最大回転時、吸気流速
    が(35〜55m/秒)、吸気負圧が(−150〜−3
    50mmHg)となる寸法に設定したことを特徴とする
    圧力波過給機材エンジンの吸気装置。
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