JP2816980B2 - 過給式レシプロエンジン - Google Patents
過給式レシプロエンジンInfo
- Publication number
- JP2816980B2 JP2816980B2 JP3638389A JP3638389A JP2816980B2 JP 2816980 B2 JP2816980 B2 JP 2816980B2 JP 3638389 A JP3638389 A JP 3638389A JP 3638389 A JP3638389 A JP 3638389A JP 2816980 B2 JP2816980 B2 JP 2816980B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- intake
- compression chamber
- valve means
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は過給式レシプロエンジンに関する。
（従来の技術） ４ストローク１サイクルエンジンの過給方法として
は、排気ガスを利用した所謂ターボチャージャやエンジ
ンによって駆動されるスーパチャージャ等の過給機を利
用する方法があるが、これらはエンジンとは別体に過給
機を備えており高価なものになる。このため、エンジン
のクランク室とシリンダ内とを連通し、クランク室を空
気圧縮室として利用して全ての混合気を一旦空気圧縮室
に吸入した後、この混合気を下降するピストンで圧縮し
てシリンダ内に過給する過給式エンジンが提案されてい
る。
は、排気ガスを利用した所謂ターボチャージャやエンジ
ンによって駆動されるスーパチャージャ等の過給機を利
用する方法があるが、これらはエンジンとは別体に過給
機を備えており高価なものになる。このため、エンジン
のクランク室とシリンダ内とを連通し、クランク室を空
気圧縮室として利用して全ての混合気を一旦空気圧縮室
に吸入した後、この混合気を下降するピストンで圧縮し
てシリンダ内に過給する過給式エンジンが提案されてい
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の過給式エンジンにおいては、
空気圧縮室内の容積変化量によりシリンダ内の混合気吸
入量が決定されると共に、吸気マニホールド及びサージ
タンク等による吸気慣性効果を直接シリンダ内への吸気
に利用することができない等の問題がある。
空気圧縮室内の容積変化量によりシリンダ内の混合気吸
入量が決定されると共に、吸気マニホールド及びサージ
タンク等による吸気慣性効果を直接シリンダ内への吸気
に利用することができない等の問題がある。
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、吸気慣性を直接利用でき、しかも、エンジン自身で
吸気を過給することができる過給式レシプロエンジンを
提供することを目的とする。
で、吸気慣性を直接利用でき、しかも、エンジン自身で
吸気を過給することができる過給式レシプロエンジンを
提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、複数の気
筒を備え、各気筒に吸気通路が接続される内燃エンジン
のクランク室を各気筒毎に間仕切って各ピストンの往復
動に伴って内部容積が変化する圧縮室を形成し、前記各
気筒に連通する吸気通路の夫々に、該吸気通路を開閉す
る第１の弁手段を設け、前記各気筒の圧縮室を、当該気
筒に対応する所定の気筒の、前記第１の弁手段の下流の
吸気通路に夫々過給路を介して接続し、前記圧縮室から
前記過給路を介して対応する吸気通路に向ってのみ空気
の流れを許容する第２の弁手段と、大気側から前記圧縮
室に向ってのみ空気の流れを許容する第３の弁手段とを
設け、各気筒の吸気行程の前半期において前記第１の弁
手段を開成して当該気筒に自然吸気を行わせる一方、吸
気行程の後半期において前記第１の弁手段を閉成し、当
該気筒に対応する圧縮室で圧縮した空気を当該気筒に過
給する構成としたものである。
筒を備え、各気筒に吸気通路が接続される内燃エンジン
のクランク室を各気筒毎に間仕切って各ピストンの往復
動に伴って内部容積が変化する圧縮室を形成し、前記各
気筒に連通する吸気通路の夫々に、該吸気通路を開閉す
る第１の弁手段を設け、前記各気筒の圧縮室を、当該気
筒に対応する所定の気筒の、前記第１の弁手段の下流の
吸気通路に夫々過給路を介して接続し、前記圧縮室から
前記過給路を介して対応する吸気通路に向ってのみ空気
の流れを許容する第２の弁手段と、大気側から前記圧縮
室に向ってのみ空気の流れを許容する第３の弁手段とを
設け、各気筒の吸気行程の前半期において前記第１の弁
手段を開成して当該気筒に自然吸気を行わせる一方、吸
気行程の後半期において前記第１の弁手段を閉成し、当
該気筒に対応する圧縮室で圧縮した空気を当該気筒に過
給する構成としたものである。
（作用） 第１の弁手段により、例えばクランク軸の回転に同期
して、吸気通路を開閉することにより、気筒の吸気経路
が所定のタイミングで吸気通路と過給路とで選択的に切
り換えられる。一方、圧縮室は、第２及び第３の弁手段
と協働してピストンの往復動により過給路に加圧空気を
圧送する。そして、各気筒は、吸入行程の前半期におい
て第１の弁手段を開成し、吸気通路を介して自然吸気
し、吸入行程の後半期においては第１の弁手段を閉成
し、過給路を介して加圧空気を吸気し、体積効率の向上
が図られる。
して、吸気通路を開閉することにより、気筒の吸気経路
が所定のタイミングで吸気通路と過給路とで選択的に切
り換えられる。一方、圧縮室は、第２及び第３の弁手段
と協働してピストンの往復動により過給路に加圧空気を
圧送する。そして、各気筒は、吸入行程の前半期におい
て第１の弁手段を開成し、吸気通路を介して自然吸気
し、吸入行程の後半期においては第１の弁手段を閉成
し、過給路を介して加圧空気を吸気し、体積効率の向上
が図られる。
（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。
る。
第１図及び第２図は本発明を適用した過給式レシプロ
エンジンの一実施例を示し、過給式レシプロエンジン20
は、例えば所謂Ｖ型６気筒エンジンで、各気筒は各クラ
ンク角180度の吸入、圧縮、爆発及び排気行程を、クラ
ンク角120度の位相差で順次繰り返すものである。本発
明のエンジン20には、各気筒に対応してロータリ弁（第
１の弁手段）21及び圧縮室11が夫々設けられている。
エンジンの一実施例を示し、過給式レシプロエンジン20
は、例えば所謂Ｖ型６気筒エンジンで、各気筒は各クラ
ンク角180度の吸入、圧縮、爆発及び排気行程を、クラ
ンク角120度の位相差で順次繰り返すものである。本発
明のエンジン20には、各気筒に対応してロータリ弁（第
１の弁手段）21及び圧縮室11が夫々設けられている。
ロータリ弁21は、各気筒に接続される第１の吸気マニ
ホールド22の途中に配設されており、例えば、カムシャ
フト（図示せず）により駆動されてクランク軸29に同期
して回転し、後述する所定クランク角度位置で吸気マニ
ホールド22を開閉する。
ホールド22の途中に配設されており、例えば、カムシャ
フト（図示せず）により駆動されてクランク軸29に同期
して回転し、後述する所定クランク角度位置で吸気マニ
ホールド22を開閉する。
圧縮室11は、エンジン20のクランク室内を、各気筒間
に形成される隔壁24で気密に間仕切られ、ピストン23の
往復動により内部容積が変化する。圧縮室11には、空気
吸入孔11a及び空気吐出孔11bが形成され、空気吸入孔11
aには第２の吸気マニホールド25が接続されると共に、
大気側から圧縮室11に向う方向の空気の流れのみを許容
する一方向弁（第３の弁手段）26が配設され、当該空気
吸入孔11aからの空気の漏出を防止している。空気吐出
孔11bには、後述の過給路27が接続されると共に、圧縮
室11から過給路27側に向ってのみ空気流れを許容する一
方向弁（第２の弁手段）28が配設されている。
に形成される隔壁24で気密に間仕切られ、ピストン23の
往復動により内部容積が変化する。圧縮室11には、空気
吸入孔11a及び空気吐出孔11bが形成され、空気吸入孔11
aには第２の吸気マニホールド25が接続されると共に、
大気側から圧縮室11に向う方向の空気の流れのみを許容
する一方向弁（第３の弁手段）26が配設され、当該空気
吸入孔11aからの空気の漏出を防止している。空気吐出
孔11bには、後述の過給路27が接続されると共に、圧縮
室11から過給路27側に向ってのみ空気流れを許容する一
方向弁（第２の弁手段）28が配設されている。
過給路27は、各気筒の圧縮室11を当該気筒に対応する
所定の気筒の、第１の吸気マニホールド22のロータリ弁
21の下流側に接続されている。第２図は過給路27の接続
関係を示すもので、各気筒は、この各気筒の吸入行程の
クランク角120度（吸入行程の上死点をクランク角０度
とする。以下同様）経過後に爆発行程に入る。即ち、ク
ランク角480度の位相差を有し、同じバンクの圧縮室11
に連通されている。第１表はこれらの接続関係を示すも
ので、第１気筒は第５気筒の圧縮室11に第２気筒は第６
気筒の圧縮室11に、という具合に夫々接続されている。
所定の気筒の、第１の吸気マニホールド22のロータリ弁
21の下流側に接続されている。第２図は過給路27の接続
関係を示すもので、各気筒は、この各気筒の吸入行程の
クランク角120度（吸入行程の上死点をクランク角０度
とする。以下同様）経過後に爆発行程に入る。即ち、ク
ランク角480度の位相差を有し、同じバンクの圧縮室11
に連通されている。第１表はこれらの接続関係を示すも
ので、第１気筒は第５気筒の圧縮室11に第２気筒は第６
気筒の圧縮室11に、という具合に夫々接続されている。
以下作用を、第１気筒の吸入行程を例に説明する。
先ず、第５気筒の圧縮室11は、ピストン23の往復動に
伴ない圧縮及び排気行程では空気吸入孔11aより第２の
吸気マニホールド25を介して大気を吸入し、吸入及び爆
発行程では空気吐出孔11b、即ち過給路27に加圧空気を
吐出している。そして、第３図（ｂ）及び（ｃ）から分
るように、第１気筒の吸入行程の前半期Ａにおいては第
５気筒の略圧縮行程にあたり、後半期Ｂにおいては、爆
発行程の前半期にあたっている。
伴ない圧縮及び排気行程では空気吸入孔11aより第２の
吸気マニホールド25を介して大気を吸入し、吸入及び爆
発行程では空気吐出孔11b、即ち過給路27に加圧空気を
吐出している。そして、第３図（ｂ）及び（ｃ）から分
るように、第１気筒の吸入行程の前半期Ａにおいては第
５気筒の略圧縮行程にあたり、後半期Ｂにおいては、爆
発行程の前半期にあたっている。
ところで、ピストンの往復動は当該ピストンが上死点
及び下死点に近づくにつれてその変位速度が減少し、
又、吸気の慣性力は、吸入行程が進むにつれて減少す
る。このため、自然吸気の場合、吸入行程の後半期では
吸入量が減少する傾向にある。
及び下死点に近づくにつれてその変位速度が減少し、
又、吸気の慣性力は、吸入行程が進むにつれて減少す
る。このため、自然吸気の場合、吸入行程の後半期では
吸入量が減少する傾向にある。
本発明に係るエンジン20においては、第１の気筒への
吸気経路を、吸入行程の前半期、即ち第３図中Ａ区間は
ロータリ弁21が開弁して第１の吸気マニホールド22に、
吸入行程の後半期、即ち、第３図中Ｂ区間はロータリ弁
21が閉弁して過給路27に夫々切り換える。即ち、第１気
筒の吸気は、自然吸気での体積効率が比較的良い図中Ａ
区間を自然吸気により行われ、自然吸気の体積効率が低
下する図中Ｂ区間では、爆発行程にある第５気筒の圧縮
室11からの過給により行なわれている。
吸気経路を、吸入行程の前半期、即ち第３図中Ａ区間は
ロータリ弁21が開弁して第１の吸気マニホールド22に、
吸入行程の後半期、即ち、第３図中Ｂ区間はロータリ弁
21が閉弁して過給路27に夫々切り換える。即ち、第１気
筒の吸気は、自然吸気での体積効率が比較的良い図中Ａ
区間を自然吸気により行われ、自然吸気の体積効率が低
下する図中Ｂ区間では、爆発行程にある第５気筒の圧縮
室11からの過給により行なわれている。
このように、吸入行程の後半期に、爆発行程にある第
５気筒の圧縮室11からの加圧空気が第１気筒に供給さ
れ、第２気筒乃至第６気筒の吸入行程についても上述と
同様にして行なわれるので、体積効率が向上し、比出力
が改善される。
５気筒の圧縮室11からの加圧空気が第１気筒に供給さ
れ、第２気筒乃至第６気筒の吸入行程についても上述と
同様にして行なわれるので、体積効率が向上し、比出力
が改善される。
なお、第３図中Ｃ及びＤ区間においては、第１気筒の
吸入行程でなくても過給路27に第５気筒の圧縮室15から
加圧室気が圧送されるが、この空気は開弁状態のロータ
リ弁21を介して第１の吸気マニホールド22の上流に逃が
される。
吸入行程でなくても過給路27に第５気筒の圧縮室15から
加圧室気が圧送されるが、この空気は開弁状態のロータ
リ弁21を介して第１の吸気マニホールド22の上流に逃が
される。
ところで、本実施例においては、第３図中Ｃ及びＤ区
間では第５気筒の圧縮室11から吐出した混合気を、第１
気筒の、開弁状態にあるロータリ弁21から第１の吸気マ
ニホールド22に逃がす構成としたがこれに限るものでは
なく、例えば、図中Ｄ区間においてもロータリ弁21を閉
弁させ、圧縮室15から吐出した加圧室気を過給路27内に
圧縮充填し、この空気を、図中Ａ区間でエンジン20の過
給に利用する構成としても良い。
間では第５気筒の圧縮室11から吐出した混合気を、第１
気筒の、開弁状態にあるロータリ弁21から第１の吸気マ
ニホールド22に逃がす構成としたがこれに限るものでは
なく、例えば、図中Ｄ区間においてもロータリ弁21を閉
弁させ、圧縮室15から吐出した加圧室気を過給路27内に
圧縮充填し、この空気を、図中Ａ区間でエンジン20の過
給に利用する構成としても良い。
また、エンジン20により直接駆動されるロータリ弁に
代えてソレノイドにより開閉する電磁弁とし、これを電
気的に制御して所定クランク角度位置で開閉するように
してもよい。電磁弁を使用すれば、過給タイミングや余
分な過給圧の調整が容易になる。
代えてソレノイドにより開閉する電磁弁とし、これを電
気的に制御して所定クランク角度位置で開閉するように
してもよい。電磁弁を使用すれば、過給タイミングや余
分な過給圧の調整が容易になる。
さらに、本実施例においては、Ｖ型６気筒のエンジン
に適用した場合について説明したがこれに限るものでは
なく、他の型式のエンジンにも適用可能であることは勿
論のことである。
に適用した場合について説明したがこれに限るものでは
なく、他の型式のエンジンにも適用可能であることは勿
論のことである。
（発明の効果） 以上説明したように本発明の構成によれば、自気筒に
よる自然吸気に加え、他気筒の爆発行程におけるピスト
ン降下エネルギの一部が過給に利用される。従って、吸
気慣性を利用した自然吸気と過給とにより吸入量が増加
して体積効率が向上し、比出力が改善される。又、特別
な過給機を必要としないために安価に製造できる等の優
れた効果がある。
よる自然吸気に加え、他気筒の爆発行程におけるピスト
ン降下エネルギの一部が過給に利用される。従って、吸
気慣性を利用した自然吸気と過給とにより吸入量が増加
して体積効率が向上し、比出力が改善される。又、特別
な過給機を必要としないために安価に製造できる等の優
れた効果がある。
第１図は本発明を適用した過給式レシプロエンジンの一
実施例を示す概略構成側面図、第２図は第１図の過給路
の接続関係を示すブロック図、第３図は第１図の第１気
筒と第５気筒の行程の関係を示すタイミング図である。 11……圧縮室、20……過給式レシプロエンジン、21……
ロータリ弁、22……第１の吸気マニホールド、26,28…
…一方向弁、27……過給路。
実施例を示す概略構成側面図、第２図は第１図の過給路
の接続関係を示すブロック図、第３図は第１図の第１気
筒と第５気筒の行程の関係を示すタイミング図である。 11……圧縮室、20……過給式レシプロエンジン、21……
ロータリ弁、22……第１の吸気マニホールド、26,28…
…一方向弁、27……過給路。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の気筒を備え、各気筒に吸気通路が接
続される内燃エンジンのクランク室を各気筒毎に間仕切
って各ピストンの往復動に伴って内部容積が変化する圧
縮室を形成し、前記各気筒に連通する吸気通路の夫々
に、該吸気通路を開閉する第１の弁手段を設け、前記各
気筒の圧縮室を、当該気筒に対応する所定の気筒の、前
記第１の弁手段の下流の吸気通路に夫々過給路を介して
接続し、前記圧縮室から前記過給路を介して対応する吸
気通路に向ってのみ空気の流れを許容する第２の弁手段
と、大気側から前記圧縮室に向ってのみ空気の流れを許
容する第３の弁手段とを設け、各気筒の吸気行程の前半
期において前記第１の弁手段を開成して当該気筒に自然
吸気を行わせる一方、吸気行程の後半期において前記第
１の弁手段を閉成し、当該気筒に対応する圧縮室で圧縮
した空気を当該気筒に過給することを特徴とする過給式
レシプロエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3638389A JP2816980B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 過給式レシプロエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3638389A JP2816980B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 過給式レシプロエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215929A JPH02215929A (ja) | 1990-08-28 |
| JP2816980B2 true JP2816980B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=12468324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3638389A Expired - Lifetime JP2816980B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 過給式レシプロエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816980B2 (ja) |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP3638389A patent/JP2816980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02215929A (ja) | 1990-08-28 |
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