JPS6223530A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はエンジンの過給装置に関するものであり、更に
詳しくは、エンジンにより駆動されてエンジンの吸気系
に加圧空気を強制的に供給する過給装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

周知のように過給装置は、エンジンの高温の排気ガスに
よってタービンを駆動し、このタービンによりコンプレ
ッサを駆動する形式のものと、ギヤ列、チェ７あるいは
Ｖベルト等の機械的な駆動手段によりエンジンにより容
積型の送風機を駆動するものとがあり、本発明は後者に
属するものである。

前者の過給装置においては、タービンをエンジンの排気
ガスによって高速回転させて圧縮空気を得るものである
ので、圧縮空気に脈動が発生し難い。しかし、後者の過
給装置に使用される容積型の送風機、特にルーツブロア
を使用した場合にはローターの回転位置で脈動が発生し
ている。この脈動の大きさは吐出される圧縮空気の圧力
が高い場合は小さいが、圧力が低い場合には大きなもの
となる１頃向にある。

エンジンには複数の気筒が設けられ、これらの気筒は１
木の管状の吸気マニホールドで連結されており、各気筒
はそれぞれのタイミングで吸気弁が開弁するので、吸気
マニホールド内より供給される空気（混合気）を脈動状
態で吸気することになる。

しかし、従来のエンジン駆動の過給装置においては、エ
ンジンの各サイクルと非同期に駆動してエンジンの吸気
側に空気を成るべく均一な圧力となるように圧送してい
る。即ち、吸気弁が閉じている状態でも高圧の空気を圧
送しており、従って次の如き欠点があった。

■　常時、高圧の圧縮空気を送気するためにルーツブロ
アの吐出圧が高くなり、吐出温度が上昇するために吸入
効率が低下する。

■　吐出圧を上げるため、過給装置自体の負荷が大きく
なり、耐久性が低下すると共に、過給装置内の空気の摩
擦が大きくなり、消費動力が増加する。

■　吐出圧を上げるためには過給装置を高速で回転させ
る必要があり、騒音が発生し、摩擦が大きくなり、耐久
性が悪化する。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の過給装置の有する欠点を解消するた
めに得られたものであって、その目的とするところは、
過給装置より供給される圧縮空気の圧力を低下させ、そ
れに伴って過給装置の消費動力を減少させ、更に、圧縮
空気の吐出温度を低下させることによって吸入効率を増
加し、過給装置の耐久性を増加し、騒音の低減を図るこ
とにある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するための本発明の構成は、吐出される
空気に脈動を伴う送風機をエンジンにより駆動させ、前
記脈動の山とエンジンの吸気弁の開弁とを同期させるよ
うに構成して成る過給装置である。

本発明で使用する空気圧縮機は、容積型の送風機であっ
て、脈動を本質的に有するものであることが必要であり
、本発明においては特にルーツブロアを使用するのが有
利である。

空気圧縮機はエンジンの回転に同期させる必要があり、
そのために歯車列やタイミングベルトあるいはチェノ等
、エンジンの回転に正確に同期する機械的な駆動手段を
採用するのが有利である。

エンジンは成るべく各気筒の吸気行程において吸気マニ
ホールド内に明確な脈動が発生するものを選定するのが
良い。

〔実施例〕

次に図面を参照して本考案の本発明を説明する。

第１図は本発明に係る過給装置を示す概略図であって、
複数の気筒１を有するエンジン２の吸気ポート３は吸気
マニホールド４によって一体的に連結されており、この
吸気マニホールド４の上流側にはスロットルバルブ５が
設けられ、更に上流側には容積型の送風機６が設けられ
ている。この容積ポンプ６の吸入側と吐出側とはバイパ
ス通路７で接続され、このバイパス通路７内にはバイパ
ス弁８が設けられている。そして空気吸入口９より吸入
した空気をエアクリーナ１０で清浄化して容積型送風機
６側に供給され、この容積型送風機６の作用で空気を圧
縮して吸気マニホールド４．吸気ポート３を経由し、吸
気弁の開閉に伴ってエンジン２の吸気行程において圧縮
空気を供給するように構成されている。

本実施例では、容積型送風機６として２個のローターを
有するルーツブロアが使用され、これの駆動軸１１に設
けたホイール１２とエンジン２のクランク軸あるいはそ
の他の出力軸１３に設けたホーイル１４との間はタイミ
ングベルト１５によって動力が伝達される。

第２図はルーツブロア６と吐出圧力の変動状況を示すも
のであって、上側にルーツブロア６より吐出される圧縮
空気Ａの圧力変動を描き、下側にロータ１６．１６”の
位置をそれぞれ示している。図より明らかなようにロー
タ１６．１６’が１回転する間に圧縮空気Ａの圧力変動
は３つの山が存在することになる。

このようにルーツブロア６においてはロータ１６、１６
”の位置により吐出空気Ａに圧力変動があるが、この圧
力変動はルーツブロア６の下流側に設けである吸気マニ
ホールド４内に伝播されている。

従って、この吐出空気Ａの圧力の山の部分で各気筒１の
吸気弁が開弁されるならば吐出空気Ａの平均圧力をさほ
ど高くしなくても圧力のある空気Ａが供給することがで
きるのである。

第３図はエンジンのクランク角に対する吸気弁と排気弁
の開弁時期と、各気筒を結ぶ吸気マニホールド内の負圧
（過給機がない場合の）と容積型の送風機、即ち、ルー
ツブロアの吐出圧との関係を示すものである。

ルーツブロア６より吐出される空気Ａの第１の山ｒａＪ
の間（クランク角が００〜１８０　’　）においては、
例えば第２シリンダの吸気弁が開弁じ、第４シリンダの
排気弁が開弁じている。

次の第２の山ｒｂＪの間（クランク角が１８０゜〜３６
０°）においては、第１シリンダの吸気弁と第２シリン
ダの排気弁とが開弁している。

前記空気圧の山ａ　−ｂの間においては、過給機が吸気
経路に設けられていない場合には気筒内を下降するピス
トンの作用により負圧の山がｃ、ｄと発生するが、本考
案にかかる過給装置においては、この負圧の山のｃ、ｄ
に過給機、即ち、ルーツブロア吐出圧の山ａ、ｂを同期
させることに特徴があるのである。

第４図は容積型の過給機における効率を示すものであっ
て１．縦軸に圧縮空気の流量を、横軸に差圧（吐出圧−
気筒の入口圧）をとって描いている。

差圧、即ち、吐出圧が増加するに伴なって圧縮空気の流
量が減少している。この図から、差圧がゼロ付近におい
ては圧縮空気の流量が最も太き（、従って、この状態に
おいてエンジンに吸気するのが最もポンプ効率が良好で
あることが分かる。

〔発明の効果〕

本発明は、エンジンの吸気マニホールドに圧縮空気を供
給する手段として圧力変動のある容積型の送風機を使用
し、これを前記エンジンによって駆動し、前記送風機よ
り吐出される圧縮空気の変動する吐出圧の山の位置と、
エンジンの吸気弁の開弁の位置とを同期させたことを特
徴とするものである。

従って、本発明によれば、エンジンの気筒へ空気が最も
流入し易い状態、即ち負圧状態において過給機より送給
される圧縮空気の山を合致させるために、差圧（吐出圧
−気筒の入口圧）がゼロの付近で吸気することが可能と
なる。

第４図に示しているように、差圧がゼロの付近において
は、送風機より吐出される圧縮空気の流量が多いので、
この送風機のポンプ効率が良好である。

また、差圧がゼロの付近においては、送風機の吐出圧が
低いので、送風機の吐出温度が低く、吸入効率が増加す
る。

送風機の吐出圧を低下させることができるために、送風
機の負荷が低下し、機械的な摩擦も残少するので耐久性
が向上する。

更に、送風機はエンジンの回転に同期して送風機より吐
出される圧縮空気の山と、エンジンの吸入弁の開弁のタ
イミングとを合わせて駆動されるために、騒音が発生し
たり、耐久性が低下する等の欠点がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる過給装置の概略図、第
２図はルーツブロアの吐出圧力の変動を示す図、第３図
はエンジンのクランク角と吸気弁と排気弁の開弁時期と
、吸気マニホールド内の圧力変動と、送風機の吐出圧力
とのタイミングの関係を示す図、第４図は容積型過給機
のポンプ効率を示す図である。 １・・・気筒、２・・・エンジン、３・・・吸気ボート
、４・・・吸気マニホールド、５・・・スロットルバル
ブ、６・・・容積型送風機（ルーツブロア）、７・・・
パイブス通路、８・・・バイパス弁、１０・・・エアク
リーナ、１５・・・タイミングベルト、１６．１６”・
・・ロータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吐出される空気に脈動を伴う送風機をエンジンにより駆
   動させ、前記脈動の山とエンジンの吸気弁の開弁とを同
   期させるように構成して成る過給装置。