JPS63255518A - 過給機付エンジン - 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、容積型エアポンプを過給機として備えた過給
機付エンジンに関する。

（従来技術） エンジンの充填効率を向上させるために吸気系に設けら
れる機械式過給機として、作動室の容積によって定まる
量の空気を強制的に送り出すいわゆる容積型のエアポン
プを利用したものが知られており、その代表的なものと
しては、例えば実開昭５９−１１１９２８号公報に記載
されているようなルーツブロワタイプの過給機があるが
、このような容積型過給機の場合、例えばルーツポンプ
の作動室内の圧力は、ポンプ内部での圧縮が行われない
ことから吐出口が開くまでは吸入口上流側の圧力つまり
大気圧のままであり、吐出口が開いた時に下流の加圧さ
れた空気が逆流することによって大気圧から過給圧に急
変するので、吐出口が開く瞬間の狭いクリアランスを空
気が逆流するときに気流音が発生し、また吐出脈動や吸
入脈動による脈動音が発生するなど、騒音の面で問題が
ある。

ところで、このような容積型のエアポンプのポンプ作用
のみで所要の充填量を確保しようとすると、どうしても
ポンプ容量を大きくせざるを得ないし、また、ポンプに
かかる負荷も大きくなる。

しかるに、容積型過給機を備えた従来のエンジンでは、
その特徴の一つである作動室内の圧力変動が、上記のよ
うに騒音の原因としてマイナスに作用することはあって
も、充填効率向上や負荷低減という面では何ら寄与する
ところがなかった。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、容
積型エアポンプを過給機とする過給機付エンジンにおい
て、過給機の作動室内の圧力変動を利用して充填効率を
さらに向上させることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、過給機の作動室内の圧力変動を利用して吸気
に所定の脈動を発生させることにより、エンジンの充填
効率を向上させることができるという知見に基づくもの
であって、その構成はつぎのとおりである。すなわち、
本発明に係る過給機付エンジンは、非圧縮式容積型エア
ポンプを過給機とする過給機付エンジンにおいて、過給
機の吐出口が開いたときの作動室とエンジンの吸気通路
とを、作動室の圧力変動によって振動する隔壁を備えた
圧力導管によって接続したことを特徴とするものである
。

（作用） エンジンか作動して過給機が駆動されると、吸入空気は
過給機によって強制的に下流側吸気通路に送り込まれエ
ンジンの燃焼室内に吸入される。

過給機の作動室内の圧力は吐出口開時を境にして急激に
変動し、この圧力変動によって圧力導管内に圧力波が発
生ずる。そして、この圧力波が隔壁によって増幅されて
吸気を加振し、吸気に脈動を発生させる。この脈動がエ
ンジンの吸気タイミングあるいは過給機の吸入・吐出の
タイミングに対し適切な位相関係になるように設定され
ることにより、エンジンへの吸入空気の流入量、過給機
の吐出量が増大する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は過給機の作動室の圧力変動によって振動する隔
壁を備えた圧力導管を過給機下流の吸気通路に接続する
ようにした本発明の第１の実施例を示している。

同図に示すように、エンジン１の燃焼室２に開ロする吸
気通路３および排気通路４は、吸気弁５および排気弁６
によりそれぞれエンジンのサイクルに同期して開閉され
る。エアクリーナ７から吸気通路３に流入する燃焼用空
気は、途中、ルーツブロワタイプのエアポンプ８によっ
て強制的に吸気通路３下流側に送り込まれる。エアポン
プ８下流の吸気通路３にはボリューム部９が設けられ、
該ボリューム部９には、過給圧が所定値以上になると開
いて加圧空気を上流側吸気通路３ヘリークさせるリーク
弁が設けられている。

ボリューム部９の壁部にはダイアフラム式の振動板１０
が装着されて隔壁を形成し、その背部の圧力室１１には
、エアポンプ８の作動室８ａの圧力変動を伝える圧力導
管１２が接続されている。

圧力導管１２は切換弁１３を介して２本１２ａ。

＋２ｂに別れ、エアポンプ８の吐出口８ｂの両側近傍位
置で作動室８ａにそれぞれ開口している。

振動板１０の背面には圧縮ばねが介設されている。

ロータ８ｃ、８ｄの回転により吸入口８ｅから作動室８
ａに入った空気は、吐出口８ｂが開くまで一４＝ は大気圧で、吐出口８ｂが開き始めると急激に過給圧に
まで」１昇する。そして、この圧力変動が圧力導管１２
．１２ａ、１２ｂ内に圧力波を発生させ、振動板１０を
振動させて吸気通路３内に吸気脈動を発生させる。この
振動板ＩＯによって発生する脈動の周期あるいは位相は
、圧力導管１２゜１２ａ、１２ｂの径や長さ、それに圧
縮ばねのばね定数や振動板１０の重量等の設定によって
変えることができるので、この脈動の周期を、エンジン
の所定の回転数領域においてエンジン吸入周期と同期さ
せ、しかも、吸気弁の開閉によって生ずる吸気通路内の
通常の脈動と共振して吸入行程の終りに高い正圧を吸気
ボートに伝え４ように設定することによって、所定の回
転数領域において充填効率を向上させ、出力を高めるこ
とができる。

また、圧力導管１２は上記のように切換弁１３の」１流
で２系統に別れ、別々の作動室８ａ、８ｂの圧力変動を
切り換えて導くようにされているので、振動板ｌＯの位
相を選択的に切り換えることができ、したがって、広い
回転数範囲で充填効率を向」ニさせることができる。ま
た、このように、本来過給作用に寄与しない過給機内の
圧力変動を充填効率向上のために活用することができる
ので、その分たけ過給機の負荷が低減される。しかも、
このような圧力導管１２．１２ａ、＋２ｂを設けること
で過給機内の圧力変化がゆるやかになり、吐出音の低減
ができる。

つぎに、本発明の第２の実施例を第２図によって説明す
る。

この実施例は、前記第１の実施例と同様の圧力導管を過
給機」１流の吸気通路に接続したものである。第１図と
共通する部分については同一の符号を付すにとどめて詳
細な説明を一部省略し、以下、この実施例に特有な点を
中心に説明する。

この実施例では、第２図に示すように、エアポンプ８の
上流側に拡大部１４が形成され、その壁面に振動板１０
が装着されている。そして、振動板１０背部の圧力室１
１に２本の圧力導管１２ａ。

＋２ｂが別々に連通している。また、各圧力導管１２ａ
、＋２ｂの途中には、それぞれ切換弁１３λ、１３ｂが
介設されている。

振動板ＩＯは、前記第１の実施例の場合と同様に作動室
８ａ内の圧力変動によって振動し、過給機８上流の吸気
通路に脈動を発生させる。この脈動の周期をエアポンプ
８の吸入周期と同期させ、しかも、吸入時に正の圧力波
が来るよう設定することによってエアポンプ８自体の充
填量が増大し、それによってエンジンの充填効率が上が
り出力が高まる。またそれによってエアポンプ８の負荷
が低減する。さらに、吐出口８ｂが開いた瞬間の吹きも
どしが弱くなって気流音が低減する。

さらに、本発明の第３の実施例を第３図によって説明す
る。

この実施例は、自然吸気通路と過給通路とを備え、吸気
行程の後半に過給通路から過給エアを押し込むことによ
って所定の運転領域で充填効率を高めるようにしたロー
クリピストンエンジンに適用されたものである。この実
施例についても、前記両実施例との共通部分については
同一の符号を付すにとどめて詳細な説明を一部省略する
。

この種の部分過給式エンジンＩは、自然吸気通路３ａと
、過給機８を備えた過給通路３ｂが設けられ、過給通路
３ｂ側はロータリバルブ１５により吸気行程の後半に開
かれるが、自然吸気側と過給側がオーバラップする期間
があるので、このオーバラップ期間中に過給エアが自然
吸気側に一部吹き抜けて充填量が下がったり、また吹き
返し音が発生ずるといった問題があったが、この実施例
では、前記第１および第２の両実施例と同様にエアポン
プ８の作動室８ａの圧力変動によって振動する振動板１
０が自然吸気通路３ａのポリコーム部９壁面に設けられ
ているので、振動板１０によって強化された形の自然吸
気側の脈動がオーバラップ時期に丁度正圧となって作用
するよう設定することにより、自然吸気側からの吸気量
を増大させ、吹き返し量を低減して出力を高め、また、
吹き返し音を低減することができる。

なお、第３図には図示していないが、この第３の実施例
においても、２本の圧力導管＋２ａ、１２ｂには、前記
第２の実施例と同様に、それぞれ切換弁が設けられる。

第２および第３の実施例では、これら２つの切換弁の開
閉によって前記第１の実施例と同様の位相の切り換えを
行っている。

第１の実施例では圧力導管１２を切換弁１３のところで
２本に分岐させており、また、第２および第３の実施例
では、２本の圧力導管＋２ａ、１２ｂを別々に圧力室１
１に連通させているが、これら圧力導管の構成は適宜入
れ替えて用いることができる。

ところで、上記第１の実施例では、振動板の振動による
脈動の正の圧力波がエンジン吸入行程に同期するように
設定しているが、振動板の振動の周期あるいは位相をエ
アポンプの吐出周期あるいは吐出時期とずらした形に設
定すれば、エアポンプの吐出脈動が減衰して騒音が低減
する。一方、」−記第２の実施例では、振動板の振動に
よる脈動の正の圧力波がエアポンプの吸入時期と同期す
るよう設定されているか、振動板の振動の周期あるいは
位相をエアポンプの吸入周期あるいは吸入時期とずらし
た形に設定すれば、エアポンプの吸入脈動が減衰して騒
音が低減する。

本発明は、上記実施例に限定されず、その他いろいろな
態様で実施することができる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、過給機の作
動室内に生ずる圧力変動を活用してエンジンの充填効率
を向上させ出力を高めることができる。

４、発明の詳細な説明 第１図は本発明の第１の実施例を示す全体図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す全体図、第３図は本発明の
第３の実施例を示す全体図である。

１：エンジン、３・吸気通路、８　エアポンプ、ｌＯ：
振動板、１２．１２ａ、１２ｂ：圧力導管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非圧縮式容積型エアポンプを過給機とする過給機
   付エンジンにおいて、過給機の吐出口が開いたときの作
   動室とエンジンの吸気通路とを、作動室の圧力変動によ
   って振動する隔壁を備えた圧力導管によって接続したこ
   とを特徴とする過給機付エンジン。