JP2006170060A - Supercharging device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accelerating performance at low speed or with low load, to reduce black smoke, to improve startability at low temperatures, and to reduce blue-white smoke at low temperatures. <P>SOLUTION: An air supply passage 10 is provided with a displacement compressor 21 driven by an electric motor 25 and a bypass passage 11 bypassing the displacement compressor 21. A check valve 22 is arranged in the bypass passage 11 for stopping a reverse flow of supplied air from the air supply inlet port side of an engine. The check valve 22 is structured to close the bypass passage 11 while the displacement compressor 21 is operating and boosting the supplied air, and when the supplied air is no longer boosted by the displacement compressor 21, to open the bypass passage 11 to make the supplied air flow from the supplied air upstream side to the supplied air inlet port side of the engine. When the supercharging device is equipped with an exhaust air turbo supercharger 13, the displacement compressor 21 and the check valve 22 are arranged in parallel on the supplied air downstream side of a compression part 15 of the exhaust air turbo charger 13. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は電動モータにより駆動する電動式の圧縮機を備えた内燃機関の過給装置に関する。   The present invention relates to a supercharging device for an internal combustion engine provided with an electric compressor driven by an electric motor.

内燃機関において、低速、低負荷時の加速性能の向上等、機関性能の向上を図るため、従来、可変容量式の排気ターボ過給機を備えたもの(特許文献1参照)や、排気ターボ過給機と共に電動モータで駆動する電動式の圧縮機を備えたもの(特許文献2参照)がある。   In an internal combustion engine, in order to improve engine performance such as improvement in acceleration performance at low speed and low load, a conventional engine having a variable displacement exhaust turbocharger (see Patent Document 1) or an exhaust turbocharger Some have an electric compressor driven by an electric motor together with a feeder (see Patent Document 2).

図15は前者の可変容量式排気ターボ過給機を備えた内燃機関を示しており、内燃機関101の排気通路102に排気ターボ過給機103のタービン部104を配置し、給気通路110に前記排気ターボ過給機103の圧縮部105を配置しており、タービン部104は可変ノズル108を備え、運転条件に応じてノズル開度を調節することにより、タービン容量を変更するようになっている。   FIG. 15 shows an internal combustion engine equipped with the former variable displacement exhaust turbocharger. A turbine section 104 of an exhaust turbocharger 103 is arranged in an exhaust passage 102 of the internal combustion engine 101, and The compression unit 105 of the exhaust turbocharger 103 is arranged, the turbine unit 104 includes a variable nozzle 108, and the turbine capacity is changed by adjusting the nozzle opening according to the operating conditions. Yes.

図16は、排気ターボ過給機の圧縮部の空気流量と圧力比の関係を示す図であり、A0点は、たとえばアイドリング回転等のように低速、低負荷時の機関作動点である。仮に固定容量式の排気ターボ過給機を備えている場合に、前記A0点の状態から加速すると、空気流量及び圧力比は、ラインA0→A1→D1と変化して負荷を担うことになり、このラインは排気温度制限又は黒煙の制限により決定される。これに対し、図15に示す可変容量式の排気ターボ過給機103を備えている場合には、加速時に可変ノズル108を絞ってタービン容量を小さくし、機関加速終了後に可変ノズル108を開いてタービン容量を大きくすることにより、圧縮部105の空気流量及び圧力比は、ラインA0→A1→A2→D2→D1と変化する。すなわち、立ち上がりに要する時間を短くでき、低速回転時における加速性能を向上させることができる。   FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the air flow rate and the pressure ratio of the compression part of the exhaust turbocharger, and the point A0 is an engine operating point at low speed and low load, such as idling rotation. If a fixed-capacity exhaust turbocharger is provided and if acceleration is performed from the state of the A0 point, the air flow rate and pressure ratio change from line A0 → A1 → D1, and bear the load. This line is determined by exhaust temperature limits or black smoke limits. On the other hand, when the variable displacement exhaust turbocharger 103 shown in FIG. 15 is provided, the variable nozzle 108 is reduced during acceleration to reduce the turbine capacity, and the variable nozzle 108 is opened after the engine acceleration is completed. By increasing the turbine capacity, the air flow rate and pressure ratio of the compression unit 105 change from line A0 → A1 → A2 → D2 → D1. That is, the time required for rising can be shortened, and acceleration performance during low-speed rotation can be improved.

図17は後者の電動式の圧縮機を付加した内燃機関を示しており、内燃機関201の排気通路202に排気ターボ過給機203のタービン部204を配置し、給気通路210に前記排気ターボ過給機203の圧縮部205を配置している。さらに、給気通路210には、電動モータ211により駆動する電動式の圧縮機(過給機)212を配置すると共に、該圧縮機212を迂回するバイパス通路215を設け、該バイパス通路215にバイパス弁216を設けている。該バイパス弁216はアクチュエータ217によって開閉駆動し、該アクチュエータ217は機関コントロールユニット218に電気的に接続し、該機関コントロールユニット218からの指令によって開閉制御されるようになっている。220はスロットル弁であり、222はエアフローメータである。   FIG. 17 shows an internal combustion engine to which the latter electric compressor is added. The turbine section 204 of the exhaust turbocharger 203 is disposed in the exhaust passage 202 of the internal combustion engine 201, and the exhaust turbo is disposed in the supply passage 210. A compression unit 205 of the supercharger 203 is arranged. Further, an electric compressor (supercharger) 212 driven by an electric motor 211 is disposed in the air supply passage 210, and a bypass passage 215 that bypasses the compressor 212 is provided, and the bypass passage 215 is bypassed. A valve 216 is provided. The bypass valve 216 is opened / closed by an actuator 217, and the actuator 217 is electrically connected to the engine control unit 218 and is controlled to be opened / closed by a command from the engine control unit 218. 220 is a throttle valve and 222 is an air flow meter.

図17の内燃機関の場合、機関回転数が低い領域、いわゆるターボラグが発生する領域のように、排気ターボ過給機203が充分に過給を行えない時に、電動式の圧縮機212を稼働させ、低速域での加速性能を向上させている。
特開平9−329032号公報 特開2004−76659号公報
In the case of the internal combustion engine of FIG. 17, the electric compressor 212 is operated when the exhaust turbocharger 203 cannot sufficiently supercharge like a region where the engine speed is low, that is, a region where a so-called turbo lag occurs. Accelerating performance at low speeds is improved.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-329032 JP 2004-76659 A

前者、図15の内燃機関のように、排気ターボ過給機103のタービン部104を可変容量式としただけの構成では、低速回転域でタービン容量を絞った場合、図16のラインA0→A1→A2のように短時間で立ち上がり、高圧力比を得ることはできるが、立ち上がり時(A2点)、排気ターボ過給機のサージ線に接近してしまう。したがって、最近の高圧噴射技術により、黒煙の限界をより高圧側に移動できるとしても、サージングにより燃料制限を受けるようになる。これに対し、サージ線を高圧、低流量側に移動して、機関作動範囲の拡大を図ろうとすれば、複雑なサージング対策手段を講じなければならず、構成が複雑になると共にコストも高くなる。   In the former configuration in which the turbine section 104 of the exhaust turbocharger 103 is of a variable displacement type as in the internal combustion engine of FIG. 15, when the turbine capacity is reduced in the low speed rotation range, the line A0 → A1 in FIG. → As in A2, it is possible to get up in a short time and obtain a high pressure ratio, but at the time of starting up (A2 point), it approaches the surge line of the exhaust turbocharger. Therefore, even though the latest high-pressure injection technology can move the limit of black smoke to a higher pressure side, it is subject to fuel limitation due to surging. On the other hand, if the surge line is moved to the high pressure, low flow rate side and the engine operating range is to be expanded, complicated measures for surging must be taken, the configuration becomes complicated and the cost increases. .

後者、図17の内燃機関のように、電動式の圧縮機212とバイパス弁216を備えた内燃機関では、バイパス弁216を開閉駆動するためのアクチュエータ217を備える必要が生じると共に、機関コントロールユニット218にはバイパス弁開閉制御用のプログラム等を組み込まなければならず、さらに、バイパス弁制御条件のパラメータとして空気流量を測定するエアフローメータ222を備える必要がある。すなわち、バイパス弁駆動用及び制御用の部品が必要になると共にコストが高くなり、構造も複雑化する。   The latter, like the internal combustion engine of FIG. 17, needs to include an actuator 217 for opening and closing the bypass valve 216 and an engine control unit 218 in an internal combustion engine including the electric compressor 212 and the bypass valve 216. Must include a program for controlling the opening and closing of the bypass valve, and further includes an air flow meter 222 for measuring the air flow rate as a parameter of the bypass valve control condition. That is, parts for driving and controlling the bypass valve are required, the cost is increased, and the structure is complicated.

[発明の目的]
本発明の目的は、特別なサージング対策手段を講じることなく、低速回転域における加速性能を向上させると共に加速時の黒煙発生及び青白煙発生を抑制し、また、給気制御用部材のコストの低減及び構造の簡素化を図ることである。さらに、低温始動性の向上及び始動時の青白煙の低減を図ることも目的としている。
[Object of invention]
The object of the present invention is to improve the acceleration performance in the low-speed rotation range without taking special measures against surging, suppress the generation of black smoke and blue / white smoke during acceleration, and reduce the cost of the air supply control member. It is to reduce and simplify the structure. Another object is to improve low temperature startability and reduce blue-white smoke at the start.

前記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、給気通路に、電動モータによって駆動する容積型圧縮機を設けると共に、該容積型圧縮機を迂回するバイパス通路を設け、該バイパス通路には、機関の給気口側からの給気の逆流を阻止する逆止弁を配置し、該逆止弁は、容積型圧縮機が作動して給気を昇圧している間はバイパス通路を閉じており、容積型圧縮機による給気の昇圧が無くなった時、逆止弁を開いて機関の給気口側へ給気を流すように構成している。   In order to solve the above-mentioned problem, according to the first aspect of the present invention, a positive displacement compressor driven by an electric motor is provided in the air supply passage, and a bypass passage that bypasses the positive displacement compressor is provided, and the bypass passage is provided in the bypass passage. Is provided with a check valve for preventing the backflow of the supply air from the air supply port side of the engine, and the check valve opens the bypass passage while the positive displacement compressor is operated to increase the supply air. It is closed, and when the boosting of the supply air by the positive displacement compressor disappears, the check valve is opened to supply the supply air to the intake port side of the engine.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関の過給装置において、給気通路に排気ターボ過給機の圧縮部を配置し、該圧縮部より給気下流側の給気通路部分に給気冷却装置を配置し、該給気冷却装置より給気下流側の給気通路部分に、前記容積型圧縮機を配置すると共に前記逆止弁を有するバイパス通路を設けている。   According to a second aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to the first aspect, the compression portion of the exhaust turbocharger is disposed in the air supply passage, and the air supply passage portion on the downstream side of the air supply from the compression portion And a bypass passage having the check valve and the positive displacement compressor is provided in a portion of the air supply passage downstream of the air supply cooling device.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の内燃機関の過給装置において、
機関回転の加速状態を検出する加速状態検出手段を設け、加速状態を検出した時に前記容積型圧縮機を作動させるようにしている。
According to a third aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to the first or second aspect,
Acceleration state detection means for detecting the acceleration state of the engine rotation is provided, and the positive displacement compressor is operated when the acceleration state is detected.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、前記逆止弁は、移動可能なボールを弁座に着座させたボール式逆止弁である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the check valve is a ball type check valve in which a movable ball is seated on a valve seat. is there.

請求項5記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、前記逆止弁は、回動可能な板状弁体を弁座に着座させた逆止弁である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the check valve is a check in which a rotatable plate-shaped valve body is seated on a valve seat. It is a valve.

請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、前記逆止弁の給気上流側と給気下流側の差圧を検出する差圧検出手段をバイパス通路に配置し、前記容積型圧縮機が作動中、検出差圧が所定値以下になった時に、容積型圧縮機を停止するようにしている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, a differential pressure detection that detects a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the supply air of the check valve. Means are disposed in the bypass passage, and the positive displacement compressor is stopped when the detected differential pressure becomes a predetermined value or less during operation of the positive displacement compressor.

請求項7記載の発明は、請求項5記載の内燃機関の過給装置において、前記板状弁体の回動量により開度を検出する開度検出手段を設け、前記容積型圧縮機が作動中、前記板状弁体の開度が所定値以上になった時に、電動式容積型圧縮機を停止するようにしている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to the fifth aspect of the present invention, opening degree detecting means is provided for detecting the opening degree by the amount of rotation of the plate-like valve body, and the positive displacement compressor is operating. The electric positive displacement compressor is stopped when the opening degree of the plate-like valve element becomes a predetermined value or more.

請求項8記載の発明は、請求項5記載の内燃機関の過給装置において、逆止弁の弁座と板状弁体とに、着座時に通電し、非着座時には非通電となる接点を設けると共に、前記通電、非通電を検出する通電検出手段を設け、前記容積型圧縮機が作動中、非通電状態を検出した時に、容積型圧縮機を停止するようにしている。   The invention according to claim 8 is the supercharging device for the internal combustion engine according to claim 5, wherein the valve seat and the plate-like valve body of the check valve are provided with contacts that are energized when seated and de-energized when not seated. In addition, energization detecting means for detecting energization and de-energization is provided, and when the non-energized state is detected while the positive displacement compressor is operating, the positive displacement compressor is stopped.

請求項9記載の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、容積型圧縮機の空気容量は、内燃機関の定格空気量よりも小さい。   According to a ninth aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to any one of the first to eighth aspects, the air capacity of the positive displacement compressor is smaller than the rated air amount of the internal combustion engine.

請求項10記載の発明は、請求項1記載の内燃機関の過給装置において、給気通路に排気ターボ過給機の圧縮部を配置し、該圧縮部より給気下流側の給気通路部分に前記容積型圧縮機を配置すると共に該容積型圧縮機を迂回するバイパス通路を設け、前記逆止弁より給気上流側のバイパス通路部分に給気冷却装置を配置している。   According to a tenth aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to the first aspect, a compression portion of the exhaust turbocharger is disposed in the supply passage, and a supply passage portion downstream of the supply portion from the compression portion. The positive displacement compressor is disposed at the same time, a bypass passage that bypasses the positive displacement compressor is provided, and a supply air cooling device is disposed in a bypass passage portion upstream of the check valve.

請求項11記載の発明は、請求項10記載の内燃機関の過給装置において、機関給気温度検出手段を設け、機関給気温度が所定値以下の時に前記容積型圧縮機を作動させるようにしている。   According to a eleventh aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to the tenth aspect, an engine air supply temperature detecting means is provided, and the positive displacement compressor is operated when the engine air supply temperature is a predetermined value or less. ing.

請求項12記載の発明は、請求項10記載の内燃機関の過給装置において、機関冷却水温度検出手段を設け、機関冷却水温度が所定値以下の時に容積型圧縮機を作動させるようにしている。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the supercharging device for the internal combustion engine according to the tenth aspect, the engine cooling water temperature detecting means is provided, and the positive displacement compressor is operated when the engine cooling water temperature is a predetermined value or less. Yes.

請求項13記載の発明は、請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、
排気弁リフト調節手段を設け、機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気弁リフトを小さくするようにしている。
A thirteenth aspect of the present invention is the internal combustion engine supercharging device according to the eleventh or twelfth aspect,
Exhaust valve lift adjustment means is provided to reduce the exhaust valve lift when the engine supply air temperature or the engine coolant temperature is below a predetermined value.

請求項14記載の発明は、請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、
排気弁開閉時期調節手段を設け、機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気弁開時期を遅らせるようにしている。
The invention as set forth in claim 14 is the supercharging device for an internal combustion engine according to claim 11 or 12,
An exhaust valve opening / closing timing adjusting means is provided to delay the exhaust valve opening timing when the engine supply air temperature or the engine coolant temperature is below a predetermined value.

請求項15記載の発明は、請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、前記排気ターボ過給機はタービン容量が可変式となっており、機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気ターボ過給機のタービン容量を小さくするようにしている。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the supercharging device for the internal combustion engine according to the eleventh or twelfth aspect, the exhaust turbocharger has a variable turbine capacity, and the engine supply air temperature or the engine coolant temperature is The turbine capacity of the exhaust turbocharger is reduced when the value is below a predetermined value.

請求項16記載の発明は、請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、前記排気ターボ過給機のタービン部に、排気出口断面積を可変とする絞り手段を設け、機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に前記絞り手段により排気出口断面積を絞るようにしている。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the supercharging device for an internal combustion engine according to the eleventh or twelfth aspect, a throttle means for making the exhaust outlet cross-sectional area variable is provided in the turbine portion of the exhaust turbocharger, and the engine air supply When the temperature or the engine cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined value, the exhaust outlet cross-sectional area is throttled by the throttle means.

(1)排気ガス圧を利用しない電動式の容積型圧縮機を給気通路に設けているので、低速回転時や低負荷時又は低温始動時に、一時的に容積型圧縮機を作動させることにより、低速回転域の加速性能や低温始動時の加速性能を向上させることができると共に、加速時の黒煙の発生を低減し、また、青白煙の発生を低減できる。 (1) Since an electric positive displacement compressor that does not use exhaust gas pressure is provided in the air supply passage, by temporarily operating the positive displacement compressor during low speed rotation, low load, or cold start It is possible to improve the acceleration performance in the low-speed rotation region and the acceleration performance at the low temperature start, reduce the generation of black smoke during acceleration, and reduce the generation of blue-white smoke.

(2)容積型圧縮機と並列に逆止弁を配置し、容積型圧縮機による昇圧がほぼなくなった時に、逆止弁の給気上流側の圧力によりバイパス通路を開くようにしていることにより、図17の従来例のように、バイパス弁駆動用のアクチュエータや制御機構等を特別に備える必要がなくなり、構造が簡素化されると共に、部品コストも低減できる。 (2) By arranging a check valve in parallel with the positive displacement compressor and opening the bypass passage by the pressure on the upstream side of the check valve when the pressure increase by the positive displacement compressor is almost eliminated As in the conventional example of FIG. 17, it is not necessary to provide an actuator for driving the bypass valve, a control mechanism, etc., and the structure is simplified and the part cost can be reduced.

(3)逆止弁を、電動式の容積型圧縮機による給気の昇圧が無くなった時に開くようにしていることにより、加速終了後においては、バイパス通路を流れる空気を利用して自動的に通常の給気状態を保つことができる。 (3) By opening the check valve when the boosting of the supply air by the electric positive displacement compressor disappears, the air flowing through the bypass passage is automatically used after the acceleration is completed. A normal air supply state can be maintained.

(4)排気ターボ過給機を備えた内燃機関において、該排気ターボ過給機の圧縮部の給気下流側に、前記電動式の容積型圧縮機及び逆止弁を並列に設けていることにより、低速回転域において容積型圧縮機を駆動して加速する場合、排気ターボ過給機の圧縮部から出た空気は、容積型圧縮機によってさらに昇圧されることになり、過給システム全体としては、サージング対策を行うことなく、排気ターボ過給機のサージ線よりも高圧で機関に給気することが可能となり、図17の従来例に比べると多くの燃料を投入でき、大きな加速トルクを得ることができる。 (4) In an internal combustion engine provided with an exhaust turbocharger, the electric positive displacement compressor and a check valve are provided in parallel on the supply downstream side of the compression portion of the exhaust turbocharger. Thus, when the positive displacement compressor is driven and accelerated in the low speed rotation region, the air discharged from the compression unit of the exhaust turbocharger is further boosted by the positive displacement compressor, and the entire supercharging system This makes it possible to supply air to the engine at a pressure higher than the surge line of the exhaust turbocharger without taking countermeasures for surging. Compared to the conventional example of FIG. Obtainable.

図9により具体的に説明すると、図9の下段は排気ターボ過給機の圧縮部の空気流量と圧力比の関係(マップ)を示し、中段は容積型圧縮機の空気流量と圧力比の関係(マップ)を示し、上段は排気ターボ過給機の圧縮部と容積型圧縮機からなる過給システム全体の空気流量と圧力比の関係(マップ)を示しており、容積型圧縮機を作動させている時の作動点は、下段のマップではA点、中段のマップでばB点となり、排気ターボ過給機の圧縮部を出た空気は、容積型圧縮機によりさらに昇圧されるため、上段のマップではC点となる。そのため、排気ターボ過給機のサージ線S0よりも高圧で機関に給気することが可能となり、従来例よりもより多くの燃料を投入でき、大きな加速トルクが得られるのである。なお、曲線S1は、過給システム全体としてのサージ線である。   More specifically, FIG. 9 shows the relationship (map) between the air flow rate and the pressure ratio of the compressor of the exhaust turbocharger, and the middle row shows the relationship between the air flow rate and the pressure ratio of the positive displacement compressor. (Map) is shown, and the upper part shows the relationship (map) between the air flow rate and pressure ratio of the entire turbocharging system consisting of the compression part of the exhaust turbocharger and the positive displacement compressor, and the positive displacement compressor is operated. The operating point is A point in the lower map, and B point in the middle map, and the air exiting the compression part of the exhaust turbocharger is further boosted by the positive displacement compressor. In the map of FIG. As a result, the engine can be supplied with air at a pressure higher than the surge line S0 of the exhaust turbocharger, more fuel can be supplied than in the conventional example, and a large acceleration torque can be obtained. The curve S1 is a surge line as the entire supercharging system.

(5)加速状態検出手段によって加速状態を検出した時に、電動式の容積型圧縮機を作動させるようにすることにより、加速時に自動的に給気圧を上昇させることができる。 (5) When the acceleration state is detected by the acceleration state detection means, by operating the electric positive displacement compressor, it is possible to automatically increase the supply air pressure during acceleration.

(6)前記逆止弁として、ボール式の逆止弁や、板状弁体を回動自在に支持した逆止弁を用いることにより、部品コストを低減できる。 (6) By using a ball type check valve or a check valve that rotatably supports a plate-like valve body as the check valve, the cost of components can be reduced.

(7)容積型圧縮機の作動を停止させるために、逆止弁の上下流間の差圧を検出する差圧検出手段、回動可能な板状弁体の回動量を検出する逆止弁開度検出手段又は板状弁体と弁座との間の通電、非通電を検出する通電検出手段を備え、それらの検出手段により逆止弁が開いてバイパス通路内を給気が流れている状態を検出した時に、前記電動式の容積型圧縮機を停止するようにしていることにより、容積型圧縮機の作動後、該容積型圧縮機による圧縮作用が不要なった時点で、自動的に速やかに容積型圧縮機を停止でき、エネルギーの節約ができる。 (7) In order to stop the operation of the positive displacement compressor, a differential pressure detecting means for detecting a differential pressure between the upstream and downstream of the check valve, and a check valve for detecting the rotation amount of the rotatable plate-shaped valve body Energization detection means for detecting energization / non-energization between the opening degree detection means or the plate-shaped valve body and the valve seat is provided, and the check valve is opened by these detection means, and the supply air flows in the bypass passage When the state is detected, the electric displacement type compressor is stopped, so that after the displacement type compressor is operated, when the compression action by the displacement type compressor becomes unnecessary, it is automatically performed. The positive displacement compressor can be stopped quickly and energy can be saved.

(8)内燃機関の定格空気量よりも小さい容量の電動式の容積型圧縮機を備えることより、過給装置の小型、低コスト化を図れると共に、容積型圧縮機を使用した低速回転域での加速状態から、排気ターボ過給機のみによる高速回転域への移行がスムーズに行える。 (8) By providing an electric positive displacement compressor having a capacity smaller than the rated air amount of the internal combustion engine, the supercharger can be reduced in size and cost, and at a low speed rotation region using the positive displacement compressor. It is possible to smoothly shift from the acceleration state to the high-speed rotation range using only the exhaust turbocharger.

(9)排気ターボ過給機の給気下流側に配置された容積型圧縮機を迂回するバイパス通路に、逆止弁と給気冷却装置を配置し、容積型圧縮機を使用している間は、逆止弁を閉じて給気冷却装置を給気が通らないようにしていることにより、容積型圧縮機により昇圧している間は給気を冷却しないことになり、青白煙を低減させることができる。 (9) While a check valve and a charge air cooling device are arranged in a bypass passage that bypasses the positive displacement compressor arranged on the downstream side of the intake air of the exhaust turbocharger and the positive displacement compressor is used Since the check valve is closed so that the supply air does not pass through the supply air cooling device, the supply air is not cooled while the pressure is increased by the positive displacement compressor, and the blue and white smoke is reduced. be able to.

(10)給気冷却装置を逆止弁と共にバイパス通路に配置している構成において、機関給気温度が所定値以下の時又は機関冷却水温度が所定値以下の時に容積型圧縮機を作動させるようにしていることにより、低温始動時に、自動的に給気を冷却しないで始動でき、低温始動性能が向上する。 (10) In the configuration in which the supply air cooling device is arranged in the bypass passage together with the check valve, the positive displacement compressor is operated when the engine supply air temperature is lower than the predetermined value or when the engine cooling water temperature is lower than the predetermined value. By doing so, it is possible to start without automatically cooling the supply air at the time of cold start, and the cold start performance is improved.

(11)給気冷却装置を逆止弁と共にバイパス通路に配置している構成において、機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気弁リフトを小さくし、または、排気弁開時期を遅らせるようにしていることにより、排気ガスの排出量を抑制して、排気ガス残留量を増やし、残留排気ガスの熱によりシリンダ周辺を加熱することができ、暖機運転時間を短縮することができる。 (11) In the configuration in which the supply air cooling device is arranged in the bypass passage together with the check valve, the exhaust valve lift is reduced when the engine supply air temperature or the engine cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined value, or the exhaust valve opening timing By suppressing the exhaust gas emission amount, the exhaust gas emission amount can be suppressed, the exhaust gas residual amount can be increased, the cylinder periphery can be heated by the heat of the residual exhaust gas, and the warm-up operation time can be shortened. it can.

(12)給気冷却装置を逆止弁と共にバイパス通路に配置している構成において、タービン容量が可変式の排気ターボ過給機を備え、機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時にタービン容量を絞るようにしていることにより、排気ガスの排出量を抑制して、残留量を増やし、残留排気ガスの熱によりシリンダ周辺を速く加熱することができ、暖機運転時間が短縮される。 (12) In the configuration in which the supply air cooling device is arranged in the bypass passage together with the check valve, an exhaust turbocharger having a variable turbine capacity is provided, and the engine supply air temperature or the engine coolant temperature is a predetermined value or less. Since the turbine capacity is sometimes reduced, the amount of exhaust gas can be suppressed, the residual amount can be increased, and the surrounding exhaust gas can be heated quickly by the heat of the residual exhaust gas, thereby shortening the warm-up operation time. The

(13)給気冷却装置を逆止弁と共にバイパス通路に配置している構成において、機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気通路の断面積を絞るようにしていることにより、排気ガスの排出量を抑制して、残留量を増やすことができ、排気ガスの熱によりシリンダ周辺を速く加熱することができ、暖機運転時間が短縮される。 (13) In the configuration in which the supply air cooling device is arranged in the bypass passage together with the check valve, the cross-sectional area of the exhaust passage is reduced when the engine supply air temperature or the engine cooling water temperature is a predetermined value or less. The amount of exhaust gas discharged can be suppressed to increase the residual amount, the cylinder periphery can be heated quickly by the heat of the exhaust gas, and the warm-up operation time can be shortened.

[発明の第1の実施の形態]
(構成)
図1は本発明の第1の実施の形態であり、排気ターボ過給機13を備えた往復動式内燃機関に本発明を適用した例である。内燃機関1の燃焼室1aには、排気口2及び給気口3が開口すると共に燃料噴射ノズル部6が臨んでいる。排気口2には、排気通路12が接続すると共に開閉自在な排気弁4が配置され、給気口3には、給気通路10が接続すると共に開閉自在な給気弁5が配置され、燃料噴射ノズル部6には燃料供給通路8が接続している。
[First Embodiment of the Invention]
(Constitution)
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which is an example in which the present invention is applied to a reciprocating internal combustion engine equipped with an exhaust turbocharger 13. In the combustion chamber 1a of the internal combustion engine 1, an exhaust port 2 and an air supply port 3 are opened, and a fuel injection nozzle portion 6 faces. The exhaust port 2 is connected to an exhaust passage 12 and an exhaust valve 4 that can be opened and closed. The air supply port 3 is connected to an air supply passage 10 and an open and close air supply valve 5 is disposed. A fuel supply passage 8 is connected to the injection nozzle portion 6.

燃料供給通路8にはスロットル弁9が回動自在に配置されると共に、該スロットル弁9の回動位置(スロットル開度)を検出することにより加速状態を検出する加速状態検出手段30が設けられ、該加速状態検出手段30は機関コントロールユニット33に電気的に接続し、スロットル開度が一定値以上になった時、すなわち加速状態を検出した時に、加速状態検出信号を機関コントロールユニット33に送信するようになっている。   A throttle valve 9 is rotatably disposed in the fuel supply passage 8, and acceleration state detection means 30 is provided for detecting an acceleration state by detecting a rotation position (throttle opening) of the throttle valve 9. The acceleration state detection means 30 is electrically connected to the engine control unit 33, and transmits an acceleration state detection signal to the engine control unit 33 when the throttle opening exceeds a certain value, that is, when the acceleration state is detected. It is supposed to be.

排気通路12には排気ターボ過給機13のタービン部14が配置されている。   A turbine portion 14 of an exhaust turbocharger 13 is disposed in the exhaust passage 12.

給気通路10には、前記排気ターボ過給機13の圧縮部15が配置されると共に該圧縮部15よりも給気下流側にインタークーラー等の給気冷却装置20が配置され、さらに該給気冷却装置20よりも給気下流側の給気通路部分10aには、電動式の容積型圧縮機21が配置されると共に、該容積型圧縮機21を迂回するバイパス通路11が設けられ、該バイパス通路11にはボール式の逆止弁22が配置されている。   In the air supply passage 10, a compression unit 15 of the exhaust turbo supercharger 13 is arranged, and an air supply cooling device 20 such as an intercooler is arranged downstream of the compression unit 15, and further, the air supply An electric positive displacement compressor 21 is disposed in the supply passage portion 10a on the downstream side of the cooling device 20, and a bypass passage 11 that bypasses the positive displacement compressor 21 is provided. A ball type check valve 22 is disposed in the passage 11.

該逆止弁22の給気上流側の入口には、給気の流れを検出する給気流検出手段31が設けられ、該給気流検出手段31は機関コントローラユニット33に電気的に接続し、バイパス通路11内を給気が流れた時に給気流検出信号を機関コントロールユニット33に送信するようになっている。   The inlet of the check valve 22 on the upstream side of the supply air is provided with a supply air flow detection means 31 for detecting the flow of the supply air. The supply air flow detection means 31 is electrically connected to the engine controller unit 33 and bypassed. A supply air flow detection signal is transmitted to the engine control unit 33 when the supply air flows through the passage 11.

前記容積型圧縮機21は直流式の電動モータ25に連結され、該電動モータ25により駆動するようになっており、電動モータ25は機関コントロールユニット33に電気的に接続し、機関コントロールユニット33からの駆動信号及び停止信号によりON、OFF制御されるようになっている。前記容積型圧縮機21は、内燃機関1の定格空気量よりも小さい容量のものが用いられており、これに見合って、駆動モータ25も小容量のものを使用している。   The positive displacement compressor 21 is connected to a DC electric motor 25 and is driven by the electric motor 25, and the electric motor 25 is electrically connected to the engine control unit 33. ON / OFF control is performed by the drive signal and stop signal. The positive displacement compressor 21 has a capacity smaller than the rated air amount of the internal combustion engine 1, and the drive motor 25 also has a small capacity corresponding to this.

前記逆止弁22は、移動可能なボール27を弁座26に着座してなるボール式の逆止弁であり、機関1の給気口3側からの給気の逆流を阻止すると共に、給気上流側から給気口3側へのみ、ボール27を押し開いて給気を流通させることができるようになっている。   The check valve 22 is a ball-type check valve in which a movable ball 27 is seated on a valve seat 26, and prevents the backflow of the supply air from the supply port 3 side of the engine 1 and the supply of air. The supply air can be circulated by pushing the ball 27 open only from the air upstream side to the air supply port 3 side.

(制御内容)
前記給気流検出手段31は、バイパス通路11内の給気の動圧を検出することにより給気流の有無を判断するものであり、動圧が所定値以上であれば逆止弁27が開いて給気が流れていると判断し、前述のように機関コントロールユニット33に給気流検出信号を送信する。
(Control content)
The air supply detection means 31 determines the presence or absence of the air supply by detecting the dynamic pressure of the supply air in the bypass passage 11. If the dynamic pressure is greater than a predetermined value, the check valve 27 is opened. It is determined that the supply air is flowing, and a supply air flow detection signal is transmitted to the engine control unit 33 as described above.

前記加速状態検出手段30は、前述のようにスロットル弁9の開度を検出し、所定値以上のスロットル開度であれば加速状態と判断して、機関コントロールユニット33に加速状態検出信号を送信する。   The acceleration state detection means 30 detects the opening degree of the throttle valve 9 as described above. If the throttle opening degree is not less than a predetermined value, the acceleration state detection means 30 determines that the acceleration state is present and transmits an acceleration state detection signal to the engine control unit 33. To do.

容積型圧縮機21の電動モータ25は、オペレータが任意に駆動することも可能であるが、原則として、前記加速状態検出手段30が加速状態を検出した時に、機関コントロールユニット33からの駆動信号により駆動するようになっており、さらに、電動モータ作動中、前記給気流検出手段31によりバイパス通路11内の給気流を検出した時に、機関コントロールユニット33からの停止信号により、停止するようになっている。   The electric motor 25 of the positive displacement compressor 21 can be arbitrarily driven by an operator. However, in principle, when the acceleration state detecting means 30 detects an acceleration state, the electric motor 25 is driven by a drive signal from the engine control unit 33. Further, when the air supply air flow in the bypass passage 11 is detected by the air supply air flow detecting means 31 during operation of the electric motor, the operation is stopped by a stop signal from the engine control unit 33. Yes.

(作動)
(1)図1において、アイドリング時等の低速運転時または低負荷運転時、容積型圧縮機21は停止し、給気通路部分10aは容積型圧縮機21により遮断された状態となっているので、排気ターボ過給機13の圧縮部15により若干加圧された空気は、逆止弁22のボール27を押し上げてバイパス通路11を開き、バイパス通路11を通って機関1の給気口3へ供給される。
(Operation)
(1) In FIG. 1, during low speed operation such as idling or during low load operation, the positive displacement compressor 21 is stopped and the air supply passage portion 10 a is blocked by the positive displacement compressor 21. The air slightly pressurized by the compression unit 15 of the exhaust turbocharger 13 pushes up the ball 27 of the check valve 22 to open the bypass passage 11 and passes through the bypass passage 11 to the air supply port 3 of the engine 1. Supplied.

(2)前記低速運転等の状態からスロットル弁9を所定値以上に開いて加速した時、加速状態検出手段30が加速状態を検出して機関コントロールユニット33に加速状態検出信号を送信し、機関コントロールユニット33からの駆動信号により電動モータ25を駆動する。これにより、容積型圧縮機21は回転し始める。容積型圧縮機21の作動開始当初、該容積型圧縮機21を通過しきれない給気は、依然としてバイパス通路11を通るため、給気通路部分10aとバイパス通路11の両通路を通って給気口3へ給気が供給される状態となる。 (2) When the throttle valve 9 is opened to a predetermined value or more and accelerated from the state of low speed operation or the like, the acceleration state detection means 30 detects the acceleration state and transmits an acceleration state detection signal to the engine control unit 33, The electric motor 25 is driven by a drive signal from the control unit 33. Thereby, the positive displacement compressor 21 starts to rotate. Since the supply air that cannot pass through the positive displacement compressor 21 at the beginning of the operation of the positive displacement compressor 21 still passes through the bypass passage 11, the supply air passes through both the supply passage portion 10 a and the bypass passage 11. The supply air is supplied to the mouth 3.

(3)容積型圧縮機21の回転速度が上昇して、容積型圧縮機21により給気が昇圧されるようになると、逆止弁22は、給気下流側(給気口3側)が昇圧することによりバイパス通路11を閉じてしまい、給気通路部分10aのみから給気が供給されるようになり、さらに昇圧できるようになる。この時、排気ターボ過給機13の圧縮部15の出口圧力は、給気下流側の容積型圧縮機21が存在しない場合よりも低くなっており、したがって、タービン軸13aの加速はより早くなる。 (3) When the rotational speed of the positive displacement compressor 21 increases and the supply air pressure is increased by the positive displacement compressor 21, the check valve 22 is connected to the supply air downstream side (supply air port 3 side). By increasing the pressure, the bypass passage 11 is closed, and the supply air is supplied only from the supply passage portion 10a, so that the pressure can be further increased. At this time, the outlet pressure of the compression unit 15 of the exhaust turbo supercharger 13 is lower than when the positive displacement compressor 21 on the downstream side of the supply air is not present, and therefore the acceleration of the turbine shaft 13a is faster. .

(4)加速が進んで排気ターボ過給機13の回転速度が上昇し、圧縮部15から吐出される空気量が容積型圧縮機21の容量を超えるようになると、容積型圧縮機21は、排気ターボ過給機13の圧縮部15からの給気に対して抵抗となり、容積型圧縮機21を通過できない余剰の空気は、バイパス通路11の逆止弁22を押し開き、バイパス通路11を流れる。 (4) When the acceleration progresses and the rotational speed of the exhaust turbocharger 13 increases and the amount of air discharged from the compression unit 15 exceeds the capacity of the positive displacement compressor 21, the positive displacement compressor 21 Excess air that cannot resist the positive displacement compressor 21 due to the resistance to the supply air from the compression unit 15 of the exhaust turbocharger 13 pushes the check valve 22 of the bypass passage 11 and flows through the bypass passage 11. .

(5)前記のようにバイパス通路11に給気が流れ始めると、給気流検出手段31が給気流を検出することにより、機関コントロールユニット33から電動モータ25に停止信号が送られ、電動モータ25への給電が切断され、容積型圧縮機21は作動を停止する。これにより、排気ターボ過給機13の圧縮部15から吐出される空気は、すべてバイパス通路11を通って給気口3へ供給される。このように負荷の急増に対し、瞬時に空気量及び燃料量を増やし、大きなトルクを得ることができ、加速時における良好な応答性を得ることができる。 (5) When the supply air begins to flow into the bypass passage 11 as described above, the supply air flow detecting means 31 detects the supply air flow, whereby a stop signal is sent from the engine control unit 33 to the electric motor 25, and the electric motor 25. The power supply to is cut off, and the positive displacement compressor 21 stops operating. As a result, all the air discharged from the compression unit 15 of the exhaust turbocharger 13 is supplied to the intake port 3 through the bypass passage 11. Thus, in response to the sudden increase in load, the air amount and the fuel amount can be instantaneously increased to obtain a large torque, and good responsiveness during acceleration can be obtained.

(該実施の形態における効果)
(1)前記のように給気通路10に配置する圧縮機21を、機関の定格空気量よりも小さい小容量にすると共に、直流式の電動モータ25で駆動する容積型圧縮機としていることにより、低速回転から高速回転への移行時、容積型圧縮機21による加圧作用が加わった過給作用から排気ターボ過給機13のみによる過給作用へと、スムーズに移行することができる。詳しく説明すると、図10は、直流式の電動モータ25において、電流の変化に対する電圧、トルク及び回転速度の変化を示す図であり、供給電圧が一定の時には、回転速度の上昇と共にトルクが低下する関係となっている。したがって、直流式電動モータ25によって駆動される容積型圧縮機21の圧力比は、図11のラインX1(B1→B2→B3→B4)に示すように、回転速度の上昇にしたがって低下する関係となる。このラインX1(B1→B2→B3→B4)を排気ターボ過給機13のマップ上で示すと、図12のようなラインX1(C1→C2→C3→C4)となり、容積型圧縮機を備えていない場合の排気ターボ過給機の出力限界線X0と比べて、斜線で示す領域の圧力比増加が得られ、しかもその圧力増加量が回転速度の増加(空気流量の増加)に伴って次第に減少することにより、低速回転域から、排気ターボ過給機13のみによる定格回転速度(点A4、C4)の圧力比へとスムーズに移行することになる。つまり、圧縮機21の容量を内燃機関の定格回転時の空気容量よりも小さいものとしておき、しかも、圧縮機21として、停止時には遮断弁としての機能を果たす容積型のものを使用していることにより、低速回転域から高速回転域への移行時、圧縮機21が停止することにより自動的に逆止弁22が開き、低速時のみ働くようにしているので、小型で安価な電動式の過給システムを提供できるのである。
(Effect in the embodiment)
(1) As described above, the compressor 21 arranged in the air supply passage 10 has a small capacity smaller than the rated air amount of the engine and is a positive displacement compressor driven by a DC electric motor 25. In the transition from the low speed rotation to the high speed rotation, it is possible to smoothly shift from the supercharging action in which the pressurizing action by the positive displacement compressor 21 is added to the supercharging action by only the exhaust turbocharger 13. More specifically, FIG. 10 is a diagram showing changes in voltage, torque, and rotational speed with respect to current changes in the DC electric motor 25. When the supply voltage is constant, the torque decreases as the rotational speed increases. It has become a relationship. Therefore, the pressure ratio of the positive displacement compressor 21 driven by the DC electric motor 25 decreases as the rotational speed increases, as indicated by the line X1 (B1->B2->B3-> B4) in FIG. Become. When this line X1 (B1->B2->B3-> B4) is shown on the map of the exhaust turbocharger 13, it becomes a line X1 (C1->C2->C3-> C4) as shown in FIG. 12, and is equipped with a positive displacement compressor. Compared with the output limit line X0 of the exhaust turbocharger when not, an increase in the pressure ratio in the shaded area is obtained, and the amount of increase in pressure gradually increases with increasing rotational speed (increasing air flow rate). By decreasing, the pressure is smoothly shifted from the low speed rotation range to the pressure ratio of the rated rotation speed (points A4 and C4) by only the exhaust turbocharger 13. That is, the capacity of the compressor 21 is set to be smaller than the air capacity at the rated rotation of the internal combustion engine, and a positive displacement type that functions as a shut-off valve when stopped is used. Therefore, when the transition from the low speed rotation region to the high speed rotation region is performed, the check valve 22 is automatically opened by the compressor 21 being stopped, and the check valve 22 is operated only at the low speed. Supply system can be provided.

(2)バイパス通路11の開閉を、バイパス通路11内の圧力変化によって自動的に開閉する逆止弁22により行うようにしているので、過給制御は、容積型圧縮機21の電動モータ25の電圧のみでよく、従来のバイパス弁のように、バイパス弁駆動用のアクチュエータ及び制御用の制御手段は不要となり、構造が簡素化される。 (2) Since the bypass passage 11 is opened and closed by the check valve 22 that automatically opens and closes according to the pressure change in the bypass passage 11, the supercharging control is performed by the electric motor 25 of the positive displacement compressor 21. Only the voltage is required, and the actuator for driving the bypass valve and the control means for control are not required as in the conventional bypass valve, and the structure is simplified.

(3)図1のような内燃機関を、非常時発電用ディーゼル機関に適用する場合には、たとえば機関が設置された建物が停電になったのを検知する検知機構を機関コントロールユニットに電気的に接続し、停電を確認した時に、電動モータを駆動するように構成することができる。これにより、停電時における機関の起動時間を短縮することができる。 (3) When the internal combustion engine as shown in FIG. 1 is applied to an emergency power generation diesel engine, for example, a detection mechanism for detecting a power failure in a building where the engine is installed is electrically connected to the engine control unit. When an electric power failure is confirmed, the electric motor can be driven. Thereby, the starting time of the engine at the time of a power failure can be shortened.

[発明の第2の実施の形態]
(構成及び作動)
図2は本発明の第2の実施の形態であり、排気ターボ過給機を備えていない内燃機関に適用した例である。排気ターボ過給機及び給気冷却装置を備えていないことを除いては、図1の構造と同じであり、同じ部品及び部分には同じ符号を付しており、詳しい説明は省略する。
[Second Embodiment of the Invention]
(Configuration and operation)
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, which is an example applied to an internal combustion engine not equipped with an exhaust turbocharger. Except for not including an exhaust turbocharger and an air supply / cooling device, the structure is the same as that shown in FIG. 1, and the same components and parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図2において、給気通路10に、電動モータ25で駆動する容積型圧縮機21を配置すると共に、容積型圧縮機21を迂回するバイパス通路11を設け、該バイパス通路11に逆止弁22を設けている。   In FIG. 2, a positive displacement compressor 21 driven by an electric motor 25 is disposed in the air supply passage 10, and a bypass passage 11 that bypasses the positive displacement compressor 21 is provided, and a check valve 22 is provided in the bypass passage 11. Provided.

作動は、排気ターボ過給機による過給作用が加わらないこと以外は、図1と同様であり、加速性の向上並びに構造の簡素化を達成することができる。   The operation is the same as that in FIG. 1 except that the supercharging action by the exhaust turbocharger is not applied, and it is possible to improve the acceleration performance and simplify the structure.

[逆止弁及び逆止弁開閉検出手段の変形例]
(1)図3はボール式の逆止弁22に、図1のような給気流検出手段31の代わりに差圧検出手段38を設けた例である。該差圧検出手段38は、弁座26よりも給気上流側に設けた圧力センサー38aと給気下流側に設けた圧力センサー38bを有し、上下流間の圧力差がほぼ0になったのを検出した時に、逆止弁22が開いてバイパス通路11内を給気が流れている状態と判断し、機関コントロールユニット33に逆止弁開検出信号を送り、機関コントロールユニット33からの停止信号により、容積型圧縮機21の電動モータ25を停止するようになっている。
[Modification of check valve and check valve opening / closing detection means]
(1) FIG. 3 shows an example in which a pressure check means 38 is provided in the ball check valve 22 in place of the air supply detection means 31 as shown in FIG. The differential pressure detecting means 38 has a pressure sensor 38a provided on the upstream side of the supply air with respect to the valve seat 26 and a pressure sensor 38b provided on the downstream side of the supply air, and the pressure difference between the upstream and downstream becomes almost zero. When the check valve 22 is detected, it is determined that the check valve 22 is open and the air supply is flowing through the bypass passage 11, and a check valve open detection signal is sent to the engine control unit 33 to stop the engine control unit 33 from stopping. The electric motor 25 of the positive displacement compressor 21 is stopped by the signal.

(2)図4は逆止弁22の変形例を示しており、板状弁体41を回動自在に備えると共に該板状弁体41を弁座42に着座させており、機関の給気口側からの給気の逆流を阻止すると共に、給気上流側から給気口側へのみ板状弁体41を押し開いて給気を流通させることができるようになっている。 (2) FIG. 4 shows a modified example of the check valve 22, which is provided with a plate-like valve body 41 so as to be rotatable, and the plate-like valve body 41 is seated on a valve seat 42. While preventing the backflow of the air supply from the mouth side, the plate-like valve body 41 can be pushed open only from the air supply upstream side to the air supply port side to circulate the air supply.

逆止弁22の開閉状態(バイパス通路11の開閉状態)を検出する開度検出手段としては、板状弁体41の回動量(リフト量)を検出する開度検出手段44を備え、板状弁体41の回動量(リフト量)が所定値以上であれば、逆止弁22が開いていると判断し、機関コントロールユニット33を介して容積型圧縮機21の電動モータ25を停止するようになっている。   As the opening degree detecting means for detecting the opening / closing state of the check valve 22 (opening / closing state of the bypass passage 11), an opening degree detecting means 44 for detecting the rotation amount (lift amount) of the plate-like valve body 41 is provided. If the rotation amount (lift amount) of the valve body 41 is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the check valve 22 is open, and the electric motor 25 of the positive displacement compressor 21 is stopped via the engine control unit 33. It has become.

(3)図5の逆止弁22は、図4と同様に弁座42に着座する回動式の板状弁体41を備えた構造となっているが、逆止弁22の開閉状態(バイパス通路11の開閉状態)を検出する開度検出手段として、通電検出手段47を備えている。該通電検出手段47には、板状弁体41と弁座42に設けた接点46a、46bが接続しており、着座時には接点46a、46b同士が接触して通電し、非着座時、すなわち板状弁体41が開いている時には接点46a、46b同士が互いに離反し、非通電状態となる。 (3) The check valve 22 in FIG. 5 has a structure including a rotating plate-like valve body 41 that is seated on the valve seat 42 as in FIG. As an opening degree detecting means for detecting the open / closed state of the bypass passage 11, an energization detecting means 47 is provided. Contact points 46a and 46b provided on the plate-like valve element 41 and the valve seat 42 are connected to the energization detecting means 47. The contact points 46a and 46b come into contact with each other when energized, and are energized. When the valve body 41 is open, the contacts 46a and 46b are separated from each other and are in a non-energized state.

通電検出手段47は機関コントロールユニット33に接続し、前記非通電状態を検出した時に、逆止弁22が開いていると判断し、機関コントロールユニット33を介して容積型圧縮機21の電動モータ25を停止するようになっている。   The energization detecting means 47 is connected to the engine control unit 33, and when the non-energized state is detected, it is determined that the check valve 22 is open, and the electric motor 25 of the positive displacement compressor 21 via the engine control unit 33. Is supposed to stop.

[発明の第3の実施の形態]
(構成)
図6は本発明の第3の実施の形態であり、図1と同様に排気ターボ過給機13を備えた内燃機関に適用した例であるが、図1の構造と比較して、給気冷却装置20の配置位置と、容積型圧縮機21の作動を開始する時の条件検出手段が異なると共に、排気系を絞る手段を備えている。その他の構造は図1と同様であり、図1と同じ部品及び部分には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
[Third Embodiment of the Invention]
(Constitution)
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, which is an example applied to an internal combustion engine provided with an exhaust turbocharger 13 as in FIG. 1, but in comparison with the structure of FIG. The arrangement position of the cooling device 20 and the condition detection means when starting the operation of the positive displacement compressor 21 are different, and means for restricting the exhaust system is provided. Other structures are the same as those in FIG. 1, and the same parts and portions as those in FIG.

給気冷却装置20は、逆止弁22より給気上流側のバイパス通路11内に配置されており、容積型圧縮機21が作動中は、給気冷却装置20で冷却された給気が流通しないようになっている。   The supply air cooling device 20 is disposed in the bypass passage 11 on the upstream side of the supply air from the check valve 22, and the supply air cooled by the supply air cooling device 20 flows while the positive displacement compressor 21 is operating. It is supposed not to.

容積型圧縮機21の作動を開始するための条件検出手段として、排気ターボ過給機13の圧縮部15の給気上流側の給気通路部分10bに機関給気温度検出手段50を設けると共に、機関1の冷却水ジャケットに機関冷却水温度検出手段51を設けている。両温度検出手段50、51は機関コントロールユニット33に電気的に接続している。また、機関コントロールユニット33には機関の起動指令スイッチ48が電気的に接続している。   As condition detection means for starting the operation of the positive displacement compressor 21, an engine supply air temperature detection means 50 is provided in the supply air passage portion 10b on the supply air upstream side of the compression section 15 of the exhaust turbocharger 13, and Engine cooling water temperature detecting means 51 is provided in the cooling water jacket of the engine 1. Both temperature detecting means 50 and 51 are electrically connected to the engine control unit 33. An engine start command switch 48 is electrically connected to the engine control unit 33.

前記機関給気温度検出手段50は、圧縮部15の給気入口部の給気温度を検出し、給気温度が所定値以下であれば、機関コントロールユニット33に「給気温度が低温である旨の検出信号」を送信するようになっている。   The engine supply air temperature detecting means 50 detects the supply air temperature at the intake air inlet of the compression section 15 and if the supply air temperature is equal to or lower than a predetermined value, the engine control unit 33 is notified that “the supply air temperature is low. The “detection signal” is transmitted.

前記機関冷却水温度検出手段51は、機関冷却水温度を検出し、機関冷却水温度が所定値以下であれば機関コントロールユニット33に「冷却水温度が低温である旨の検出信号」を送信するようになっている。   The engine coolant temperature detection means 51 detects the engine coolant temperature, and transmits a “detection signal indicating that the coolant temperature is low” to the engine control unit 33 if the engine coolant temperature is below a predetermined value. It is like that.

容積型圧縮機21の電動モータ25は、機関の起動指令スイッチ48による起動指令を確認後、前記機関給気温度検出手段50又は機関冷却水温度検出手段51により、給気温度又は冷却水温度が所定値以下であることを検出した時に、機関コントロールユニット33からの駆動信号により駆動するようになっている。また、給気温度及び冷却水温度のいずれもが所定値より大きくなった時、または、電動モータ作動中、前記給気流検出手段31によりバイパス通路11内の給気流通状態を検出した時に、機関コントロールユニット33からの停止信号により、停止するようになっている。   The electric motor 25 of the positive displacement compressor 21 confirms the start command by the engine start command switch 48, and then the supply air temperature or the cooling water temperature is detected by the engine supply air temperature detecting means 50 or the engine cooling water temperature detecting means 51. When it is detected that the value is equal to or less than a predetermined value, it is driven by a drive signal from the engine control unit 33. Further, when both the supply air temperature and the cooling water temperature become larger than a predetermined value, or when the supply air flow detecting means 31 detects the supply air flow state in the bypass passage 11 during operation of the electric motor, The operation is stopped by a stop signal from the control unit 33.

排気系を絞る手段として排気弁リフト調節手段52を設けており、該排気弁リフト調節手段52は機関コントロールユニット33に電気的に接続している。前記機関の起動指令スイッチ48による起動指令を確認後、前記機関給気温度検出手段50又は機関冷却水温度検出手段51により、給気温度又は冷却水温度が所定値以下であることを検出した時に、機関コントロールユニット33からのリフト調節信号により、排気弁リフトを減らすようになっている。   An exhaust valve lift adjusting means 52 is provided as means for restricting the exhaust system, and the exhaust valve lift adjusting means 52 is electrically connected to the engine control unit 33. After confirming the start command by the start command switch 48 of the engine, when it is detected by the engine supply air temperature detecting means 50 or the engine cooling water temperature detecting means 51 that the supply air temperature or the cooling water temperature is not more than a predetermined value. The exhaust valve lift is reduced by a lift adjustment signal from the engine control unit 33.

(作動及び効果)
(1)機関コントロールユニット33が、機関の起動指令を確認すると共に、給気温度が所定値以下、または冷却水温度が所定値以下である検出信号が、給気温度検出手段50又は冷却水温度件検出手段51から入力された時に、機関コントロールユニット33からの駆動信号により電動モータ25を駆動する。これにより、容積型圧縮機21は回転し始める。容積型圧縮機21による圧力上昇により加熱された空気は、給気通路部分10aを通って機関の給気口3へ供給される。この時、容積型圧縮機21より給気下流側の給気通路部分の給気圧は、バイパス通路11の内圧(逆止弁22より給気上流側部分の圧力)よりも高くなっており、逆止弁22は閉じている。したがって、給気が給気冷却装置20を通ることはなく、冷却されない給気が給気口3へ供給される。
(Operation and effect)
(1) The engine control unit 33 confirms the engine start command, and a detection signal indicating that the supply air temperature is equal to or lower than the predetermined value or the cooling water temperature is equal to or lower than the predetermined value is the supply air temperature detecting means 50 or the cooling water temperature. When input from the matter detection means 51, the electric motor 25 is driven by a drive signal from the engine control unit 33. Thereby, the positive displacement compressor 21 starts to rotate. The air heated by the pressure increase by the positive displacement compressor 21 is supplied to the air supply port 3 of the engine through the air supply passage portion 10a. At this time, the supply air pressure in the supply passage portion downstream of the positive displacement compressor 21 is higher than the internal pressure of the bypass passage 11 (pressure in the supply air upstream portion of the check valve 22). The stop valve 22 is closed. Therefore, the supply air does not pass through the supply air cooling device 20, and the supply air that is not cooled is supplied to the supply port 3.

図13は、容積型圧縮機21による給気温度上昇の一具体例を示しており、容積型圧縮機21として、圧力比が1.4、圧縮効率が55%のものを使用した場合、気温に対する機関給気口3における給気温度は、約50°Cの温度上昇となっており、氷点下でも温暖時のような給気を機関に供給でき、グロープラグ等による加熱が不要となる。   FIG. 13 shows a specific example of the increase in the supply air temperature by the positive displacement compressor 21. When the positive displacement compressor 21 having a pressure ratio of 1.4 and a compression efficiency of 55% is used, The temperature of the supply air at the engine supply port 3 is about 50 ° C., so that the supply air can be supplied to the engine even when the temperature is below freezing, and heating by a glow plug or the like becomes unnecessary.

図14は、クランク角度に対するシリンダ内空気温度及びシリンダ内空気圧力の変化であり、容積型圧縮機21を使用している場合をそれぞれ実線T1、P1で示し、容積型圧縮機21を使用していない場合をそれぞれ破線T0、P0で示している。圧縮上死点(右端のクランク角0度)において、容積型圧縮機21を使用している場合のシリンダ内空気温度(T1)は、容積型圧縮機21を使用していない場合のシリンダ内空気温度(T0)と比較して、約100°Cの温度上昇となり、また、容積型圧縮機21を使用している場合のシリンダ内空気圧力(P1)は、容積型圧縮機21を使用していない場合のシリンダ内空気圧力(P0)と比較して、約1000kPa以上の圧力上昇となる。このシリンダ内温度及びシリンダ内圧力の上昇により、熱伝達率は約1.6倍に増加し、容積型圧縮機21の壁面への入熱が大きくなり、前記壁面を早く加熱することができる。   FIG. 14 shows changes in the in-cylinder air temperature and the in-cylinder air pressure with respect to the crank angle. The cases where the positive displacement compressor 21 is used are indicated by solid lines T1 and P1, respectively, and the positive displacement compressor 21 is used. The cases where there is no line are indicated by broken lines T0 and P0. At the compression top dead center (right-end crank angle 0 degree), the cylinder air temperature (T1) when the positive displacement compressor 21 is used is the cylinder internal air when the positive displacement compressor 21 is not used. The temperature rises by about 100 ° C compared to the temperature (T0), and the cylinder air pressure (P1) when the positive displacement compressor 21 is used is the same as that of the positive displacement compressor 21. Compared to the cylinder air pressure (P0) when there is no pressure, the pressure rises by about 1000 kPa or more. Due to the increase in the cylinder temperature and the cylinder pressure, the heat transfer coefficient increases by about 1.6 times, the heat input to the wall surface of the positive displacement compressor 21 increases, and the wall surface can be heated quickly.

(2)前述のように、図6の給気温度または冷却水温度が所定値以下になって、電動モータ25を駆動したとき、同時に、排気弁リフト調節手段52を作動させ、排気弁4のリフト量を減らす。これにより排気行程中のポンピングロスを増加させ、シリンダ圧力及び温度を高く保ち、シリンダの壁面温度を早く上昇させる。 (2) As described above, when the supply air temperature or the cooling water temperature in FIG. 6 becomes equal to or lower than the predetermined value and the electric motor 25 is driven, the exhaust valve lift adjusting means 52 is operated at the same time. Reduce lift. This increases the pumping loss during the exhaust stroke, keeps the cylinder pressure and temperature high, and quickly raises the cylinder wall temperature.

詳しく説明すると、図6の容積型圧縮機21が作動して空気が圧送されると、容積型圧縮機21の圧縮仕事(ブロア仕事)がシリンダ内のピストン仕事の一部になり、アイドリング時の燃料流量が、容積型圧縮機21が無い場合と比べて少なくなり、シリンダ壁面の加熱作用が低下することになる。これに対し、シリンダ壁面を早く加熱するためには、アイドリング時の燃料流量の減少を阻止することが有効であり、その一対策として、前述のように排気弁リフトを小さくすることにより、高温の排気の残留量を増やすと共に、排気行程におけるポンピングロスを増加させ、シリンダ内圧力及び温度を高く保ち、シリンダ壁面への入り熱を大きくし、壁面温度を、より早く上昇させることができる。   More specifically, when the positive displacement compressor 21 of FIG. 6 is operated and air is pumped, the compression work (blower work) of the positive displacement compressor 21 becomes a part of the piston work in the cylinder, and at the time of idling. The fuel flow rate is reduced as compared with the case where the positive displacement compressor 21 is not provided, and the heating action of the cylinder wall surface is reduced. On the other hand, in order to heat the cylinder wall surface quickly, it is effective to prevent a decrease in the fuel flow rate during idling. As one countermeasure, as described above, by reducing the exhaust valve lift, It is possible to increase the residual amount of exhaust gas, increase the pumping loss in the exhaust stroke, keep the cylinder pressure and temperature high, increase the heat input to the cylinder wall surface, and increase the wall surface temperature more quickly.

(3)機関始動後、一定時間経過して、給気温度又は冷却水温度が所定値を越えた時には、容積型圧縮機21を停止すると共に、排気弁リフト調節手段52により、排気弁4のリフト量を元の状態に戻し、低温始動を完了する。 (3) When a certain time has elapsed after the engine is started and the supply air temperature or the cooling water temperature exceeds a predetermined value, the positive displacement compressor 21 is stopped and the exhaust valve lift adjustment means 52 Return the lift to the original state and complete the cold start.

[発明の第4の実施の形態]
図7は、本発明の第4の実施の形態であり、図6の構造と比較して、排気系を絞る手段として、排気弁リフト調節手段の代わりに、排気ターボ過給機13のタービン部14の入口に排気絞り弁54を設けている。その他の構造は図6と同様であり、同じ部品及び部分には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
[Fourth Embodiment of the Invention]
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. Compared with the structure of FIG. 6, as a means for restricting the exhaust system, a turbine portion of the exhaust turbocharger 13 is used instead of the exhaust valve lift adjusting means. An exhaust throttle valve 54 is provided at the inlet 14. The other structures are the same as those in FIG. 6, and the same parts and portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

作動及び効果も図6の場合と基本的には同様であり、詳しい説明は省略するが、給気温度または冷却水温度が所定値以下になって、電動モータ25を駆動したとき、同時に、排気絞り弁54を絞り、これにより排気行程中のポンピングロスを増加させ、シリンダ圧力及び温度を高く保ち、シリンダの壁面温度を早く上昇させる。   The operation and effects are basically the same as those in FIG. 6 and will not be described in detail. However, when the electric motor 25 is driven when the supply air temperature or the cooling water temperature falls below a predetermined value, The throttle valve 54 is throttled, thereby increasing the pumping loss during the exhaust stroke, keeping the cylinder pressure and temperature high, and increasing the cylinder wall temperature quickly.

[発明の第5の実施の形態]
図8は、本発明の第5の実施の形態であり、図6の変形例であり、排気系を絞る手段として、排気ターボ過給機13のタービン部14の出口に排気絞り弁55を設けている。その他の構造は図6と同様であり、同じ部品及び部分には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
[Fifth Embodiment of the Invention]
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention, which is a modification of FIG. 6, and an exhaust throttle valve 55 is provided at the outlet of the turbine section 14 of the exhaust turbocharger 13 as means for restricting the exhaust system. ing. The other structures are the same as those in FIG. 6, and the same parts and portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

[その他の実施の形態]
(1)容積型圧縮機の作動開始条件を検出する手段として、図1のように加速状態検出手段30を備え、加速状態の時に作動開始させる構成と、図6のように機関給気温度又は機関冷却水温度を検出する手段50、51を備え、いずれかの温度が所定値以下の時に作動開始させる構成とを併用することも可能である。この場合は、排気系の絞りは作動させない。
[Other embodiments]
(1) As a means for detecting the operation start condition of the positive displacement compressor, an acceleration state detection means 30 as shown in FIG. 1 is provided, and the operation is started in the acceleration state, as shown in FIG. It is also possible to use a configuration in which means 50 and 51 for detecting the engine coolant temperature are provided and the operation is started when one of the temperatures is equal to or lower than a predetermined value. In this case, the throttle of the exhaust system is not operated.

(2)容積型圧縮機の作動開始条件を検出する手段として、図6のように機関給気温度と機関冷却水温度を検出する手段を共に備える代わりに、一方の温度の検出手段のみを備える構造とすることも可能である。 (2) As means for detecting the operation start condition of the positive displacement compressor, instead of providing both means for detecting the engine supply air temperature and the engine cooling water temperature as shown in FIG. 6, only one temperature detection means is provided. A structure is also possible.

本発明を適用した内燃機関の過給装置の第1の実施の形態の配管図である。1 is a piping diagram of a first embodiment of a supercharging device for an internal combustion engine to which the present invention is applied. 本発明を適用した内燃機関の過給装置の第2の実施の形態の配管図である。It is a piping diagram of 2nd Embodiment of the supercharging device of the internal combustion engine to which this invention is applied. 差圧検出手段を備えた逆止弁の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a check valve provided with differential pressure detection means. 逆止弁の変形例及びその開度検出手段の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the modification of a non-return valve and its opening degree detection means. 逆止弁の変形例及びその通電状態検出手段の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the modification of a non-return valve and its energization state detection means. 本発明を適用した内燃機関の過給装置の第3の実施の形態の配管図である。It is a piping diagram of a 3rd embodiment of a supercharging device of an internal-combustion engine to which the present invention is applied. 本発明を適用した内燃機関の過給装置の第4の実施の形態の配管図である。It is a piping diagram of a 4th embodiment of a supercharging device of an internal-combustion engine to which the present invention is applied. 本発明を適用した内燃機関の過給装置の第5の実施の形態の配管図である。It is a piping diagram of a 5th embodiment of a supercharging device of an internal-combustion engine to which the present invention is applied. 排気ターボ過給機の圧縮部と容積型圧縮機と過給システム全体のそれぞれにおける空気流量と圧力比の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the air flow rate in each of the compression part of a turbocharger, a positive displacement compressor, and the whole supercharging system, and a pressure ratio. 容積型圧縮機用電動モータの電流に対する回転速度、電圧及びトルクの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotational speed with respect to the electric current of the electric motor for positive displacement compressors, a voltage, and a torque. 容積型圧縮機の回転速度と圧力比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotational speed of a positive displacement compressor, and a pressure ratio. 過給システム全体の空気流量と圧力比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the air flow rate of the whole supercharging system, and a pressure ratio. 容積型圧縮機による給気温度上昇を示す図である。It is a figure which shows the supply air temperature rise by a positive displacement compressor. クランク角度に対するシリンダ内空気温度及びシリンダ内空気圧力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the air temperature in a cylinder and the air pressure in a cylinder with respect to a crank angle. 従来例の配管略図である。It is a piping schematic diagram of a conventional example. 図15の排気ターボ過給機の圧縮部の空気流量と圧力比の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the air flow rate and pressure ratio of the compression part of the exhaust turbo supercharger of FIG. 別の従来例の配管略図である。It is a piping schematic diagram of another conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 排気口
3 給気口
4 排気弁
5 給気弁
6 燃料噴射ノズル部
8 燃料供給通路
9 スロットル弁
10 給気通路
10a 給気通路部分
11 バイパス通路
12 排気通路
13 排気ターボ過給機
14 タービン部
15 圧縮部
22 逆止弁
26 弁座
27 ボール
30 加速状態検出手段(スロットル開度検出手段)
31 給気流検出手段
33 機関コントロールユニット
38 差圧検出手段
44 逆止弁の開度検出手段
47 逆止弁の通電検出手段
50 機関給気温度検出手段
51 機関冷却水温度検出手段
52 排気弁リフト調節手段
54 排気絞り弁(排気絞り手段の一例)
55 排気絞り弁(排気絞り手段の一例)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Exhaust port 3 Supply port 4 Exhaust valve 5 Supply valve 6 Fuel injection nozzle part 8 Fuel supply passage 9 Throttle valve 10 Supply passage 10a Supply passage portion 11 Bypass passage 12 Exhaust passage 13 Exhaust turbo supercharger 14 Turbine part 15 Compression part 22 Check valve 26 Valve seat 27 Ball 30 Acceleration state detection means (throttle opening degree detection means)
Reference Signs List 31 Supply air flow detection means 33 Engine control unit 38 Differential pressure detection means 44 Check valve opening detection means 47 Check valve energization detection means 50 Engine supply air temperature detection means 51 Engine cooling water temperature detection means 52 Exhaust valve lift adjustment Means 54 Exhaust throttle valve (an example of exhaust throttle means)
55 Exhaust throttle valve (an example of exhaust throttle means)

Claims (16)

給気通路に、電動モータによって駆動する容積型圧縮機を設けると共に、該容積型圧縮機を迂回するバイパス通路を設け、
該バイパス通路には、機関の給気口側からの給気の逆流を阻止する逆止弁を配置し、
該逆止弁は、容積型圧縮機が作動して給気を昇圧している間はバイパス通路を閉じており、容積型圧縮機による給気の昇圧が無くなった時、逆止弁を開いて機関の給気口側へ給気を流すことができるように構成したことを特徴とする内燃機関の過給装置。
In the air supply passage, a positive displacement compressor driven by an electric motor is provided, and a bypass passage that bypasses the positive displacement compressor is provided,
In the bypass passage, a check valve for preventing a back flow of the supply air from the intake port side of the engine is arranged,
The check valve closes the bypass passage while the positive displacement compressor is operating and boosts the supply air. When the increase of the supply air by the positive displacement compressor stops, the check valve is opened. A supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that the air can be supplied to an air supply port side of the engine.
請求項1記載の内燃機関の過給装置において、
給気通路に排気ターボ過給機の圧縮部を配置し、
該圧縮部より給気下流側の給気通路部分に給気冷却装置を配置し、
該給気冷却装置より給気下流側の給気通路部分に、前記容積型圧縮機を配置すると共に前記逆止弁を有するバイパス通路を設けたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 1,
Arrange the compression part of the exhaust turbocharger in the supply passage,
A supply air cooling device is disposed in the supply air passage portion on the downstream side of the supply air from the compression unit,
A supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that the positive displacement compressor is disposed and a bypass passage having the check valve is provided in a supply air passage portion downstream of the air supply cooling device.
請求項1又は2記載の内燃機関の過給装置において、
機関回転の加速状態を検出する加速状態検出手段を設け、
加速状態を検出した時に前記容積型圧縮機を作動させるようにしたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
Acceleration state detection means for detecting the acceleration state of the engine rotation is provided,
A supercharging device for an internal combustion engine, wherein the positive displacement compressor is operated when an acceleration state is detected.
請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、
前記逆止弁は、移動可能なボールを弁座に着座させたボール式逆止弁である内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The supercharging device for an internal combustion engine, wherein the check valve is a ball check valve in which a movable ball is seated on a valve seat.
請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、
前記逆止弁は、回動可能な板状弁体を弁座に着座させた逆止弁である内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The check valve is a supercharging device for an internal combustion engine, which is a check valve in which a rotatable plate-like valve body is seated on a valve seat.
請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、
前記逆止弁の給気上流側と給気下流側の差圧を検出する差圧検出手段をバイパス通路に配置し、
前記容積型圧縮機が作動中、検出差圧が所定値以下になった時に、容積型圧縮機を停止するようにした内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
A differential pressure detection means for detecting a differential pressure between the supply air upstream side and the supply air downstream side of the check valve is disposed in the bypass passage;
An internal combustion engine supercharging device configured to stop a positive displacement compressor when a detected differential pressure becomes a predetermined value or less while the positive displacement compressor is in operation.
請求項5記載の内燃機関の過給装置において、
前記板状弁体の回動量により逆止弁開度を検出する開度検出手段を設け、
前記容積型圧縮機が作動中、逆止弁開度が所定値以上になった時に、容積型圧縮機を停止するようにした内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 5,
An opening degree detecting means for detecting a check valve opening degree by the amount of rotation of the plate-like valve body is provided,
A supercharging device for an internal combustion engine configured to stop a positive displacement compressor when a check valve opening becomes a predetermined value or more during operation of the positive displacement compressor.
請求項5記載の内燃機関の過給装置において、
逆止弁の弁座と板状弁体とに、着座時に通電し、非着座時には非通電となる接点を設けると共に、前記通電、非通電を検出する通電検出手段を設け、
前記容積型圧縮機が作動中、非通電状態を検出した時に、容積型圧縮機を停止するようにした内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 5,
The valve seat and the plate-shaped valve body of the check valve are provided with a contact point that is energized when seated and de-energized when not seated, and is provided with a power-on detection means that detects the energization and de-energization,
A supercharging device for an internal combustion engine configured to stop a positive displacement compressor when a non-energized state is detected while the positive displacement compressor is operating.
請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の過給装置において、
容積型圧縮機の空気容量は、内燃機関の定格空気量よりも小さいことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8,
A supercharging device for an internal combustion engine, wherein an air capacity of the positive displacement compressor is smaller than a rated air amount of the internal combustion engine.
請求項1記載の内燃機関の過給装置において、
給気通路に排気ターボ過給機の圧縮部を配置し、
該圧縮部より給気下流側の給気通路部分に前記容積型圧縮機を配置すると共に該容積型圧縮機を迂回するバイパス通路を設け、
前記逆止弁より給気上流側のバイパス通路部分に給気冷却装置を配置したことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 1,
Arrange the compression part of the exhaust turbocharger in the supply passage,
The bypass compressor is provided in the supply passage portion on the downstream side of supply air from the compression section, and a bypass passage is provided to bypass the displacement compressor,
A supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that a charge air cooling device is arranged in a bypass passage portion upstream of the check valve.
請求項10記載の内燃機関の過給装置において、
機関給気温度検出手段を設け、
機関給気温度が所定値以下の時に前記容積型圧縮機を作動させるようにしたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 10,
An engine supply air temperature detection means is provided,
A supercharging device for an internal combustion engine, wherein the positive displacement compressor is operated when an engine supply air temperature is equal to or lower than a predetermined value.
請求項10記載の内燃機関の過給装置において、
機関冷却水温度検出手段を設け、
機関冷却水温度が所定値以下の時に容積型圧縮機を作動させるようにしたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 10,
Provide engine coolant temperature detection means,
A supercharging device for an internal combustion engine, wherein a positive displacement compressor is operated when an engine coolant temperature is below a predetermined value.
請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、
排気弁リフト調節手段を設け、
機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気弁リフトを小さくするようにしたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 11 or 12,
Exhaust valve lift adjustment means is provided,
A supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that the exhaust valve lift is made small when the engine supply air temperature or the engine coolant temperature is below a predetermined value.
請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、
排気弁開閉時期調節手段を設け、
機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気弁開時期を遅らせるようにしたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 11 or 12,
Exhaust valve opening / closing timing adjustment means is provided,
A supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that the exhaust valve opening timing is delayed when the engine supply air temperature or the engine coolant temperature is below a predetermined value.
請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、
前記排気ターボ過給機はタービン容量が可変式となっており、
機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に排気ターボ過給機のタービン容量を小さくするようにしたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 11 or 12,
The exhaust turbocharger has a variable turbine capacity,
A turbocharger for an internal combustion engine, characterized in that a turbine capacity of an exhaust turbocharger is reduced when an engine supply air temperature or an engine coolant temperature is equal to or lower than a predetermined value.
請求項11又は12記載の内燃機関の過給装置において、
前記排気ターボ過給機のタービン部に、排気出口断面積を可変とする絞り手段を設け、
機関給気温度又は機関冷却水温度が所定値以下の時に前記絞り手段により排気出口断面積を絞るようにしたことを特徴とする内燃機関の過給装置。
The supercharging device for an internal combustion engine according to claim 11 or 12,
In the turbine portion of the exhaust turbocharger, a throttle means for making the exhaust outlet cross-sectional area variable is provided,
A supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that an exhaust outlet sectional area is throttled by the throttle means when an engine supply air temperature or an engine cooling water temperature is a predetermined value or less.
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