JPS6260924A - 内燃機関の慣性過給装置 - 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〕 本発明は内燃機関における体積効率を向上せしめるよう
慣性過給を行なう内燃機関の慣性過給装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来より内燃機関の体積効率を向上する１つの方法とし
て慣性過給なるものが知られている。慣性過給とは内燃
機関の吸入行程時に吸気管内の空気の慣性を利用して体
積効率を向上させるものであり、吸気管内の共鳴振動数
と機関の回転速度によって慣性過給効果が定まる。しか
しながら、最も効果的な慣性過給効果を得るための吸気
管長さは、その機関の運転時において常に一定ではなく
、回転数毎に異なるものであり、慣性過給効果が得られ
る回転数範囲は実際の機関使用回転数範囲に比べ非常に
狭い。また多気筒機関においては共通のマニホールドを
用いているため、気筒間の吸気干渉により、充分な慣性
過給効果を得ることが難しい。

また、ターボチャージャーや、スパーチャージャーによ
り吸気を強制的に押し込めで、広範囲に・体積効率を向
上するものであるが、構成が複雑なうえ、コストが非常
に高いという欠点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の点に鑑み、簡単な構造、及び低コストで
、広い運転領域に亙って常に高い体積効率を得ると共に
、燃費や動力性能の向上を図る内燃機関の慣性過給装置
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、 内燃機関の吸気管内にその長手方向に沿って配置されて
、一端が吸気管上流に向って開口し、また他端が吸気管
下流に向って開口する主パイプ部及びこの主パイプ部か
ら吸気管の下流方向に傾いて分岐した分岐パイプ部を有
するセパレータと、前記分岐パイプ部と内燃機関の排気
管とを連通ずる空気導入管と、この空気導入管の途中に
設けられ、排気脈動に応動して前記セパレータの分岐パ
イプ部から、前記排気管に向っての空気の流れを許容す
る逆止弁とを具備することを特徴とする内燃機関の慣性
過給装置。

〔作　用〕

上記構成によれば、排気管内に発生する燃焼ガスの脈動
を、空気導入管内の逆止弁によって、その負圧部分だけ
取り出し、この負圧を利用して吸気管内のセパレータの
主パイプ部から排気管に二次空気を導入する。この二次
空気の導入にともなって、セパレータの主パイプ部には
吸気管の上流側かつ下流側へ流れる空気の流れが発生す
る。このセパレータ内の空気流の慣性を利用し、内燃機
関は十分な空気を供給する、つまり慣性過給効果が得ら
れる。

〔実施例〕

第１図に基づいて本発明の第１実施例を説明する。図中
符号ｌは内燃機関、２は内燃機関１に装着された吸気マ
ニホールド、３は内燃機関１に吸入される空気量を制御
するスロットル弁、４は吸気マニホールドに接続された
吸気管で、さらにその先端にはエアクリーナ５が接続さ
れている。６は前記スロットル弁３の上流に装着され、
吸気管４内に燃料を噴射するインジェクタである。１０
は内燃機関の回転数を検出する回転数検出器で、例えば
、電磁ピックアップを用いている。１１は吸気管内の圧
力を検出する圧力センサ、１２は前記回転数検出器１０
、および圧力センサ１１からの信号に基づいて、前記内
燃機関１の１サイクル毎の吸入空気量を演算し、インジ
ェクタ６に信号を出力するマイクロコンピュータである
。９は内燃機関１に接続された排気マニホールドで、そ
の下流には図示されていない排気マフラーがさらに接続
されている。

１３は空気導入管であって、その一端１３ａは排気マニ
ホールド９に開口し、その他端１３ｂは吸気管４内にあ
る後述するセパレータ８の分岐パイプ部８ａに連通開口
している。

７は空気導入管１３の途中に設けられた逆上弁で、ケー
シング７Ｃ内の中央に開ロアａを設けた弁座７ｂを支持
し、弁座７ｂの排気マニホールド９側の弁座面に上記開
ロアａを開閉するリードバルブ７ｄを配設したもので、
上記リードバルブ７ｄはねじ７ｅで上記弁座面に固定さ
れている。

８は吸気管４内に設けられたセパレータで基本構成は３
方に開口部を有する３方パイプにより構成されている。

さらに詳細にこの構成を説明すると、吸気管３の上流側
に伸びた上流パイプ部８ｂ及び下流側に伸びた下流パイ
プ部８ｃからなる円筒状の主パイプ部と、その途中から
吸気管４の下流方向に傾いて分岐した分岐パイプ部８ａ
とからなり、上流バイブ部８ｂ、下流パイプ部８ｃは吸
気管４内に同軸的に配置され、それぞれ上流側。

下流側に開口している。分岐パイプ部８ａは前記逆止弁
７が設けられた空気導入管１３の一端１３ｂに接続され
ている。

また本実施例においては、分岐パイプ部８ａを基準とし
て、上流側にある上流パイプ部８ｂ−の長さはその下流
パイプ部８ｃの長さ２゛〜“５倍に、また主パイプ部と
なる上流パイプ部８ｂと下流パイプ部８ｃと同径で、吸
気管４の内径の１／２〜１／３程度に設定されている。

また分岐パイプ部８ａの径は、上流パイプ部８ｂ、下流
バイブ部８Ｃと同径の円筒パイプである。更に、空気導
入管１３の途中に設けられる逆止弁７は、セパレータ８
の分岐パイプ部８ａと近づくように空気導入管１３の上
流側に取り付けられている。

上述の構成に基づいてその作動を説明する。

内燃機関の運転時、排気マニホールド９内には燃焼ガス
の排気脈動等によって正負圧が発生する。

排気マニホールド９内が負圧の場合、空気導入管１３の
逆止弁７のリードバルブ７ｄが開となり、セパレータ８
の分岐パイプ部８ａに負圧が作用し、吸気管４内の空気
はセパレータ８の分岐パイプ部８ａを介して排気マニホ
ールド９内に二次空気として導入される。ここで、セパ
レータ８を主パイプ部（上流パイプ部８ｂ、下流パイプ
部８ｃ）に対して、分岐パイプ部８ａが吸気管４の下流
方向に傾いて分岐しているため、上記二次空気の導入に
ともなってセパレータ８の主パイプ部（８ｂ。

８ｃ）内には吸気管４の上流側から下流側に向う空気の
流れが発生する。そしてこの空気の一部は二次空気とし
て分岐パイプ８ａを介して排気マニホールド９に導入さ
れ、残りの空気はセパレータ８の主パイプ部内を上流側
から下流側に向う慣性によって吸気マニホールド２に慣
性過給される。

また排気マニホールド９内の負圧が減少する、又は正圧
になる場合は、逆止弁７のリードバルブ７ｄが閉じるた
め、排気マニホールド９への二次空気の導入は停止する
が、セパレータ８の主パイプ部内には上流側から下流側
に向う空気の流れの慣性があるため、前述の場合に増し
て吸気マニホールド２に空気が慣性過給されることにな
る。

次に本発明の第２実施例を第２図に基づいて説明する。

この実施例では前記第１実施例のセパレータ８の他の実
施例を示すもので、下流パイプ部８Ｃにはその下流側に
なるにしたがって、直径が大きくなるテーパ部が設けら
れている。従って、この実施例ではデュフユーザ効果に
より下流パイプ部８Ｃの開口部の圧力波の反射状態が改
善され、上流パイプ部８ｂから下流パイプ部８Ｃに流入
する空気割合が増大し、慣性過給されるため体積効果が
さらに向上するという効果が得られる。

次に第３実施例を第３図に基づいて説明する。

第３図は逆止弁７とセパレータ８の間に、空気導入管１
３を開閉するために、吸気管４の負圧に基づいて作動す
る開閉装置１４を設けたものである。開閉装置１４は、
空気導入管１３の通路を開閉するカットバルブ１５、こ
のバルブ１５を駆動するダイヤフラムアクチュエータ１
６とから構成され、ダイヤフラムアクチュエータ１６の
ダイヤフラム室１６ａは、吸気マニホールド２に開口す
るセンシングポート１７を介して吸気負圧が導入されて
いる。

その作動は、アイドリング時および低・中負荷時に、セ
ンシングポート１７は高い負圧となりダイヤフラムアク
チュエータ１６のダイヤフラム室１６ａに作用し、カッ
トバルブ１５によって空気導入管１３の通路を閉塞する
。また高負荷時等にスロットル弁３が開いて、センシン
グボート１７の負圧が所定圧以下の低い圧力になると、
ダイヤフラムアクチュエータ１６のリターンスプリング
によってカットバルブ１５が開き、既に説明した様に排
気マニホールド９に二次空気が導入されるとともに、慣
性過給が行なわれる。

このような構成にすることによって、内燃機関が高負荷
のときにのみ慣性過給を行なうことができ、内燃機関の
出力を増加することが可能となる。

またアイドリング、低・中負荷のときは、カットバルブ
１５が空気導入管１３を閉じるので吸気又は排気脈動に
よる騒音を防止することができる。

なお、上述実施例ではセパレータ８の分岐パイプ部８ａ
は主パイプ部と同径の円筒パイプを用いたが、好ましく
は断面楕円形状のパイプをその長径方向が吸気管４の空
気流に沿うように配置したものを用いるとよい。更にセ
パレータ８の主パイプ部は、円筒状以外の角状等のパイ
プであっても同様な効果が得られるであろう。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明は吸気管内に主パイプ部と分
岐パイプ部からなるセパレータを設けるとともに、セパ
レータの分岐パイプ部と排気管とを連通ずる空気導入管
の途中に逆止弁を設けるという簡単な構造により、排気
管内の燃焼ガスの排気脈動のエネルギーを利用して排気
管内に二次空気を導入することで、セパレータの主パイ
プ部に吸入管の上流側から下流側へ向う空気流を発生さ
せて慣性過給を行なうことができる。従って、簡単な構
機で、内燃機関の°広い回転領域に亙って常に高い体積
効率を得ることができ、機関の出力を増加することがで
きるといった優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の慣性過給装置の第１実施例
を示す構成図、第２図は本発明の第２実施例を示すセパ
レータ付近の構成図、第３図は本発明の第３実施例を示
す構成図である。 ■・・・内燃機関、２・・・吸気マニホールド、４・・
・吸気管、７・・・逆止弁、８・・・セパレータ、８ａ
・・・分岐パイプ部、３ｂ・・・上流パイプ部、８ｃ・
・・下流パイプ部、９・・・排気マニホールド、１３・
・・空気４人管。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第２図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の吸気管内にその長手方向に沿って配置
   されて、一端が吸気管上流に向って開口し、また他端が
   吸気管下流に向って開口する主パイプ部及びこの主パイ
   プ部から吸気管の下流方向に傾いて分岐した分岐パイプ
   部を有するセパレータと、前記分岐パイプ部と内燃機関
   の排気管とを連通する空気導入管と、この空気導入管の
   途中に設けられ、排気脈動に応動して前記セパレータの
   分岐パイプ部から、前記排気管に向っての空気の流れを
   許容する逆止弁とを具備することを特徴とする内燃機関
   の慣性過給装置。
2. （２）前記主パイプ部は、前記分岐パイプ部との分岐部
   を基準としてその上流側の上流パイプ部が、その下流側
   の下流パイプ部より長く設定されている特許請求の範囲
   第１項記載の内燃機関の慣性過給装置。
3. （３）前記主パイプ部は円筒状パイプであって、前記吸
   気管内の中心軸に沿って同軸的に設置されている特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関の慣性過給装置。
4. （４）前記分岐パイプ部より下流側にある前記主パイプ
   部には、前記吸入管の下流側に向って直径の拡がるテー
   パ部が設けられている特許請求の範囲第１項記載の内燃
   機関の慣性過給装置。
5. （５）前記空気導入管の途中には、前記吸気管内の負圧
   に応動して前記空気導入管の通路を開閉する開閉手段が
   設けられている特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の
   慣性過給装置。
6. （６）前記開閉手段は、前記吸気管内の負圧が低い時に
   は前記空気導入管の通路を開とし、前記吸気管内の負圧
   が高い時には前記空気導入管の通路を閉とする特許請求
   の範囲第５項記載の内燃機関の慣性過給装置。