JP2503132Y2 - 圧力波過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、排気の圧力波エネルギを利用して吸気の過
給を行うようにしてなる圧力波過給機付エンジンの吸気
装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸気を過給する過給機のなかには、実開昭
61-27926号公報に示すように、排気の圧力波エネルギを
利用するようにした圧力波過給機がある。このものにお
いては、ケーシング内にロータが回転自在に収容され、
このロータは、回転軸より放射方向に延びる多数の隔壁
を備えて、ケーシング内が、上記隔壁によりロータ回転
軸の周回り方向に多数の小室に画成されたものとなって
いる。

そして、ケーシングには、ロータの一端面側に臨む排
気導入口と排気吐出口が形成されると共に、ロータの他
端面側には吸気導入口と吸気吐出口とが形成されたもの
となっている。このような圧力波過給機にあっては、ロ
ータの回転に伴い、排気導入口より導入された排気ガス
が排気吐出口より流出する間に、吸気導入口より導入さ
れた吸気に対して、排気ガスの圧力波エネルギを直接伝
達して吸気を加圧するようになっている。

ところで、このような圧力波過給機は、一般的に、有
効過給領域が狭く、このため圧力波過給機を備えたエン
ジンにあっては、上記公報にも見られるように、圧力波
過給機の吸気導入口とエアークリーナとを結ぶ第１吸気
通路と、吸気吐出口とエンジン本体とを結ぶ第２吸気通
路とを、バイパス吸気通路により連通させると共に、エ
ンジン本体に供給される吸気の流れを、圧力波過給機を
経由する場合と、上記バイパス吸気通路を経由する場合
とに選択的に切換える通路切換弁を配設することが提案
されている。すなわち、圧力波過給機による過給機が得
られる運転領域では、上記バイパス吸気通路を閉じ、他
方十分なる過給が得られない運転領域、例えばエンジン
低回転数域ではバイパス吸気通路を開けて、このバイパ
ス吸気通路を通って吸気がなされるようになっている。

また、上記公報には、上記バイパス吸気通路の途中に
逆止弁を設け、第１吸気通路側から第２吸気通路側へ向
けてのみ吸気の流れを許容することが提案されている。
すなわち、バイパス吸気通路に逆止弁を設けることによ
り、圧力波過給機によって加圧された吸気が第２吸気通
路からバイパス通路側へリークするのを防止するように
してある。

しかしながら、このようなバイパス通路を設けた場合
に、例えばアイドル運転時にこのバイパス吸気通路を開
けて、過給機を経由することなくバイパス吸気通路を通
って吸気がなされるときに、吸気負圧によって、排気ガ
スが圧力波過給機を通って吸気通路側へ引き込まれると
いう問題が生じる。そして、この吸気通路内へ侵入した
排気ガスによって、エアークリーナのエレメントにカー
ボンが付着し、エレメントを早期に劣化させるという問
題、あるいは上述の逆止弁にカーボンが付着し、この逆
止弁を固着させる等の問題がある。特に上述のエレメン
トの汚れについては、吸気抵抗の増大に直結する問題で
あり、もともと過給気温度が高いという特質をもつ圧力
波過給機付エンジンにとって、より一層過給気温度が高
くなってしまうという問題を有していた。

そこで、本考案の目的は、エンジン低回転数域に排気
ガスが圧力波過給機を通って吸気通路側へ侵入すること
を防止するようにした圧力波過給機付エンジンの吸気装
置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用） かかる目的を達成すべく、本考案にあっては、 ロータの回転に伴い、排気ガスの圧力波エネルギを吸
気に直接伝達して吸気の過給を行う圧力波過給機と、 エアークリーナで浄化された吸気を上記圧力波過給機
を経由してエンジン本体へ供給する主吸気通路と、 吸気を上記圧力波過給機をバイパスしてエンジン本体
へ供給するバイパス吸気通路と、 エンジン本体の運転状態に応じて前記主吸気通路と前
記バイパス吸気通路とを選択的に切換える通路切換弁
と、 を備えた圧力波過給機付エンジンの吸気装置を前提とし
て、 前記バイパス吸気通路の上流端を前記主吸気通路から
切離して、該バイパス吸気通路の上流端に前記主吸気通
路のエアークリーナとは別のバイパス用エアークリーナ
を設けたことを第１の特徴とする。

このような構成とすることにより、すなわちバイパス
吸気通路に独立したエアークリーナを設け、このバイパ
ス吸気通路の上流端を、圧力波過給機に連なる主吸気通
路から安全に切り離すようにしたものである。この構成
によれば、主吸気通路とバイパス吸気通路とを選択的に
切換える通路切換弁は、必然的にバイパス吸気通路の下
流端と主吸気通路との合流部に配設されることになる。
したがって、エンジン低回転数域においてバイパス吸気
通路が開けられているときには、主吸気通路はエンジン
本体との連通が完全に遮断されることとなり、吸気負圧
が主吸気通路へ作用することはない。したがって吸気負
圧によって排気ガスが圧力波過給機を通って吸気通路へ
侵入するという事態を生じることはない。

また、本考案の第２の特徴は、前記主吸気通路の上流
端に設けられた主エアークリーナには、常用エンジン回
転数域に適合する特性を備えたエレメントを配設し、 前記バイパス吸気通路の上流側に設けられたバイパス
用エアークリーナには、エンジン低回転数域に適合する
特性を備えたエレメントを配設したことにある。すなわ
ち、従来のように１つのエアークリーナによるときに
は、そのエレメントの特性の選定が困難であったが、本
考案によれば、２つのエアークリーナが、それぞれ、異
なる運転領域で使い分けられるため、各運転状態に応じ
たエレメントの選定が可能となる。つまり、従来エレメ
ントを選定するに当っては、エンジン使用回転数域の平
均回転数に適合するエレメントを選定していたが、実際
上の常用エンジン回転数は上記平均回転数と一致すると
は限らず、このため最適の浄化率を発揮していないのが
現状である。また圧力波過給機を備えたエンジンにとっ
ても、必ずしも望ましいエレメントであるとは言い難い
ものであった。

（実施例） 第１図において、１はディーゼルエンジンの本体で、
そのシリンダ２とピストン３とによって画成された燃焼
室４に対して、吸気ポート５、排気ポート６が開口さ
れ、この吸気ポート５は吸気弁７により、また排気ポー
ト６は排気弁８により、エンジン出力軸によってそれぞ
れ周知のタイミングで開閉作動されるようになってい
る。また、第１図中９は圧力波過給機で、この圧力波過
給機９は、既知のように、ケーシング10内に、エンジン
出力軸により機械的に回転駆動されるロータ11を備え、
このケーシング10には、それぞれロータ11に臨む排気導
入口12、排気吐出口13、吸気導入口14、吸気吐出口15が
形成されている。

前記圧力波過給機９の排気導入口12は、排気管16を介
して排気ポート６に接続され、排気吐出口13は、消音器
17が接続された排気管18を介して、大気に開放されてい
る。また、圧力波過給機９の吸気導入口14には、第１吸
気通路19の下流端が接続され、この第１吸気通路19の上
流端は、エアークリーナ20を介して大気に開放されてい
る。さらに、圧力波過給機９の吸気吐出口15は、第２吸
気通路21を介して吸気ポート５に接続され、この第２吸
気通路21の途中には、インタクーラ22が接続されてい
る。

上記第２吸気通路21には、そのインタクーラ22よりも
上流側にバイパス吸気通路23が接続され、バイパス吸気
通路23の上流端は、第２エアークリーナ24を介して大気
に開放されている。そして、バイパス通路23と第２吸気
通路21との合流部には、切換弁25とスターティングバル
ブ26とが配設されている。

上記切換弁25は、第２図に示すように、その基端部に
設けられた支軸25aを中心にして回動自在とされ、その
回動位置に応じて、第２吸気通路21とバイパス吸気通路
23とのいずれか一方を選択的に開けるものである。この
ような切換弁25は、図示を省略したアクチュエータによ
ってその回動動作が行われ、エンジン低回転数域では第
２吸気通路21を閉じてエンジン本体１への吸気は専らバ
イパス吸気通路23を介して行われる。他方、エンジン高
回転数域ではバイパス吸気通路23を閉じてエンジン本体
１への吸気は専ら第２吸気通路21を介して行われる。つ
まり高回転域では圧力波過給機９によって加圧された吸
気がエンジン本体１へ供給されるようになっている。

前記スターティングバルブ26は、第２図に示すよう
に、第２吸気通路21側が閉塞され、この閉塞端側側壁に
ポート26aを備えた有底筒体26bとこの有底筒体26bをバ
イパス吸気通路23側へ付勢する圧縮バネ26cとで構成さ
れている。そして、このスターティングバルブ26は、そ
の有底筒体26bが吸気負圧を受けて圧縮バネ26cのばね力
に抗して下方動したときに、ポート26aが第２吸気通路2
1に臨み、これによってバイパス吸気通路23が開かれる
ようになっている。逆に第２吸気通路21に加圧された吸
気が流れているときには、有底筒体26bが上方動し、バ
イパス吸気通路23が閉じられるようになっている。つま
りスターティングバルブ26は逆止弁であり、エンジン低
回転数域において、その吸気負圧を受けて開弁される。

前記第１吸気通路19に設けられたエアークリーナ（主
にエアークリーナ）20と、上記バイパス吸気通路23に設
けられたバイパス用エアークリーナ24とは、そのエレメ
ント30、31が異なる特性を備えたものとされている。す
なわち、主エアークリーナ20に配設された第１のエレメ
ント30は常用エンジン回転数（3000〜4000rpm）に適合
する特性を備えたものとされ、他方バイパス用エアーク
リーナ24に配設された第２のエレメント31はエンジン低
回転数（800〜1500rpm）に適合する特性を備えたものと
されている。

以上の構成において、エンジン低回転数域では専らバ
イパス用エアークリーナ24によって浄化された吸気がエ
ンジン本体１へ供給されることとなる。一方、エンジン
高回転数域では専ら主エアークリーナ20によって浄化さ
れた吸気が圧力波過給機９によって加圧され、この加圧
された吸気がエンジン本体１へ供給されることとなる。
つまり、エンジンの運転状態に応じて、個々独立した吸
気通路及びエアークリーナの使い分けがなされることと
なる。したがって、エンジン低回転数域において、吸気
負圧の作用を受けて圧力波過給機９を介して排気ガスが
吸気通路へ侵入することもなく、この侵入した排気ガス
によってエアークリーナ20のエレメント30、あるいはス
ターティングバルブ26が汚れることもない。また、エレ
メント30、31は、それぞれ、適用される運転状態に適合
した特性を備えているためエレメント30、31の浄化能力
を最大限発揮することができると共にエンジン本体１の
能力を最大限発揮させることが可能となる。特に自動変
速機を備えた車両においては、その使用されるエンジン
回転数域が、アイドル回転数から1500rpmと、3000〜400
0rpmとの、２つの領域に分けられるのが実情であるた
め、エアークリーナを２つに分けたことによる効果は大
きい。また、圧力波過給機９は排気ガスと吸気との直接
的な接触によってそのエネルギの伝達を行うものである
ため、過給気温度が高くなる傾向にあるが、主エアーク
リーナ20のエレメント30が常用エンジン回転数に適合す
る特性を備えているため、このエレメント30の存在によ
って不必要な吸気抵抗を招くこともなく、したがって過
給気温度の不必要な上昇を招くこともない。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、吸
気負圧の作用を受け、圧力波過給機を介して排気ガスが
吸気通路へ侵入することを確実に防止することができ
る。このため、エアクリーナのエレメント等が排気ガス
によって汚れる恐れはない。また、個々独立したエアー
クリーナに対して、その使い分けがなされる運転状態に
応じたエレメントが配設されているため、最大限の浄化
能力あるいはエンジン特性を発揮させることが可能とな
ると共に、過給気温度の不必要な上昇を招くこともな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す系統図、 第２図はバイパス吸気通路と主吸気通路との合流部を示
す詳細断面図。 1:エンジン本体 5:吸気ポート 6:排気ポート 9:圧力波過給機 19、21:主吸気通路 20:主エアークリーナ 23:バイパス吸気通路 24:バイパス用エアークリーナ 30:主エアークリーナ用エレメント 31:バイパス用エアークリーナ用エレメント

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータの回転に伴い、排気ガスの圧力波エ
   ネルギを吸気に直接伝達して吸気の過給を行う圧力波過
   給機と、 エアークリーナで浄化された吸気を上記圧力波過給機を
   経由してエンジン本体へ供給する主吸気通路と、 吸気を上記圧力波過給機をバイパスしてエンジン本体へ
   供給するバイパス吸気通路と、 エンジン本体の運転状態に応じて前記主吸気通路と前記
   バイパス吸気通路とを選択的に切換える通路切換弁と、 を備えた圧力波過給機付エンジンの吸気装置において、 前記バイパス吸気通路の上流端を前記主吸気通路から切
   離して、該バイパス吸気通路の上流端に前記主吸気通路
   のエアークリーナとは別のバイパス用エアークリーナを
   設け、 前記主吸気通路の上流端に設けられた主エアークリーナ
   には、常用エンジン回転数域に適合する特性を備えたエ
   レメントを配設し、 前記バイパス吸気通路の上流側に設けられたバイパス用
   エアークリーナには、エンジン低回転数域に適合する特
   性を備えたエレメントを配設した、 ことを特徴とする圧力波過給機付エンジンの吸気装置。