JPH01104921A

JPH01104921A - 過給機付エンジンの掃気装置

Info

Publication number: JPH01104921A
Application number: JP26017087A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hitomi; 光夫人見; Akira Takai; 高井　明; Junzo Sasaki; 潤三佐々木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1987-10-15
Publication date: 1989-04-21

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、スロットル弁上流の吸気通路に過給機が設け
られた過給機付エンジンの掃気装置に関するものである
。

（従来の技術）一般に、出力向上のために、吸気通路に過給機を設けた
ものは広く知られているが、そのような過給機付エンジ
ンでは、ノッキングを防止するために圧縮比が低く設定
されており、非過給域である中低負荷域では燃焼性が悪
くなるが、圧縮比を高くすることはできない。

ところで、ノッキングを防止する手法として、ノッキン
グの原因となる残留排気ガスを、吸気圧（過給圧）を利
用して、吸気弁が開弁じ始めてから排気弁が閉弁し終わ
るまでのいわゆるオーバラップ期間に掃気することが知
られている（例えば特開昭６１−１８５６２８号公報参
照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、そのようなものにおいては、過給圧が高い高
負荷域では十分な掃気効果が得られるが、過給圧が低い
中低負荷域では、吸気圧が排気圧よりも高くならず、十
分な掃気効果が得られない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、少なくとも
中負荷域において、過給機の過給圧による掃気効果が得
られ６ノツキングを抑制することができる過給機付エン
ジンの掃気装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、スロットル弁上流の吸気通路に過給機が配設
されているエンジンを前提とする。

本発明は、上記目的を達成するために、吸気弁および排
気弁の開弁時期のオーバラップ量が、吸排気弁のリフト
量が１１ｍ＋のときに、−１０°以上となるように設定
されており、上記過給機より下流の各気筒への独立吸気
通路に設けられた開閉弁と、該開閉弁下流の独立吸気通
路を上記スロットル弁と過給機との間の吸気通路に連通
ずる連通路と、該連通路に配設され少なくともエンジン
中負荷域で開く制御弁とを有することを特徴とするもの
である。

（作用）少なくとも中負荷域で制御弁が開き、連通路を通じて開
閉弁下流に吸気（過給気）が供給されるので、吸気期間
以外の期間に開閉弁下流の圧力（吸気側圧力）が排気圧
よりも高められ、いわゆるオーバラップ期間に燃焼室内
の残留排気ガスが掃気される。

（実施例）以下１本発明の実施例を図面に沿って説明する。

過給機付エンジンの掃気装置の全体構成を示す第１図に
おいて、１はエンジン本体で、４つの気筒２，２，２．
２を有し、各気筒の燃焼室に２つの吸気口３ａ、３ｂお
よび排気口４ａ、４ｂが開口しており、各吸気口３ａ、
３ｂおよび排気口４ａ、４ｂは吸気弁および排気弁で開
閉されるようになっている。

上記吸気弁および排気弁は、開弁時期のオーバラップ量
が、吸排気弁のバルブリフト量がｌｌｌｌ１１のときに
、クランク角で一１０６以上となるように設定されてい
る。なお、バルブリフト量が１　ｎｇｎを基準に考える
と、実際に吸気弁が開き始める時点より２０°程度遅れ
て開き、実際に排気弁が閉じる時点より２０°程度早く
閉じるようになるので。

実際に両弁の開弁時期がオーバラップしている期間は３
０°程度ある（第４図参照）。また、上記オーバラップ
量が一１０″未満になると、十分な、掃気効果が得られ
ないことが、実験により確認されている。

７は主吸気通路で、上流側より、エアクリーナ８、エア
フローメータ９、過ｍ４１ｏ、スロットル弁１１および
サージタンク１２が順に配設されており、該サージタン
ク１２より独立した４つの副吸気通路１３，１３，１３
，１３に分岐し、該各側吸気通路１３の下流端が、吸気
口３ａ、３ｂを通じて各気筒２の燃焼室に通じている。

上記各副吸気通路１３には、吸気口３ａ、３ｂ近傍位置
に開閉弁１５が開閉自在に配設されており、該開閉弁１
５の下流に燃料噴射ノズル１６が設けられている。

また、開閉弁１５下流でかつ燃料噴射ノズル１６上流の
各副吸気通路１３が、連通路１７を介して、過給機９と
スロットル弁１０との間の主吸気通路７に接続されてい
る。上記連通路１７の各副吸気通路１３に通ずる分岐部
１７ａ、１７ａ、１７ａ、１７ａに、少なくともエンジ
ン中負荷域に開く制御弁１８，１８，１８，１８が配設
されている。

一方、下流部分が合流して主排気通路２１となる各副排
気通路２２も、排気口４ａ、４ｂを通じて各気筒の燃焼
室に通じている。

また、主吸気通路７の過給機１０の上下流がバイパス通
路２３にて接続されており、該バイパス通路２３の途中
にバイパス弁２４が介設されている。

上記開閉弁１５、制御弁１８およびバイパス弁２４は、
それぞれ、エンジン回転数信号およびエンジン負荷信号
が入力されるコントローラ２５によって、予め設定され
た制御マツプに基づき運転状態に応じて開閉制御される
。

すなわち、開閉弁１５、制御弁１８およびバイパス弁２
４は、エンジン負荷信号およびエンジン回転数信号を受
けるコントローラ２５によって、エンジン回転数を考慮
しつつ、エンジン負荷（例えばスロットル弁１１下流の
圧力ｐｚ）に基づいて、第２図に示すように開閉制御さ
れ、圧力が変化する。

すなわち、上記開閉弁１５は、低負荷域では、スロット
ル弁１１の開度が小さくスロットル弁１１下流に負圧が
発生し、その負圧によって、吸排気弁の開弁期間のオー
バラップ量が大きいため逆流が生じ、正常に作動しなく
なるのを防止するために、閉じており、中負荷域にかけ
て徐々に開度が大きくなり、全開となる。一方、上記制
御弁１８は、開閉弁１５下流の圧力を高め中負荷域で掃
気効果を得るために、中負荷域で開き始め、開閉弁１５
よりも低負荷側で全開となる。

また、バイパス弁２４は、中負荷域から負荷が高まるに
つれて徐々に開度が小さくなり、高負荷域で全開となる
。

また、負荷による圧力の変化をみれば、過給機１０下流
の圧力Ｐ１は、バイパス弁２４の開度により制御され、
ノッキングのおそれのある中負荷域ではそれほど高くな
らない。

スロットル弁１１下流の圧力Ｐ２は、スロットル弁１１
の開度が負荷に応じて大きくなるので、それに応じて大
きくなる。

開閉弁１５下流の圧力Ｐ３は、低負荷域ではスロットル
弁１１下流の圧力Ｐ２よりも小さいが、中負荷域から制
御弁１８の開度が大きくなるので、上記圧力Ｐ２よりも
大きくなる。

また、排気圧Ｐ４も、負荷に応じて大きくなる。

圧力の時間的変化をみれば、第３図に示すように、吸気
期間以外は、開閉弁１５下流の圧力Ｐ３が、連通路１７
を通じての空気の供給により、過給機９下流の圧力Ｐ工
と略等しく保たれ、排気圧Ｐ４よりも大きい。

その状態で、吸気弁５が開弁して、オーバーラツプ期間
となるため、オーバーラツプ期間中は、開閉弁１５下流
の圧力Ｐａが排気圧Ｐ４よりも大きく、燃焼室内におけ
る残留排気ガスを低減させる掃気が行われる。

上記実施例においては、機械式の過給機１０を用いてい
るが、ターボ過給機を用いる場合にも同様に適用するこ
とができる。この場合、バイパス弁２４による制御の代
わりに、ウェストゲート弁による制御が行われる。また
、インタークーラが設けられている場合には、インター
クーラよりも下流側の空気を開閉弁下流に導くのがよい
。

また、吸排気弁の開弁時期のオーバーラツプ量が大きい
と、低負荷時に逆流が生じ、燃焼が不安定となる不具合
があるので、そのような不具合を解消し燃焼安定性を高
めるために、第５図に示すように、２次空気を供給する
２次空気供給手段を設けるようにしてもよい。

すなわち、過給機１０下流の主吸気通路７と。

各副排気通路２２とが、途中に２次空気バルブ５１を有
する２次空気通路５２を介して接続されている。これに
よって、逆流する残留排気ガスに２次空気が混入され、
２次空気によって残留排気ガスが希釈されるので、開閉
弁１５による逆流防止と２次空気による残留排気ガスの
希釈により、低負荷時の燃焼安定性が改善される。

（発明の効果）本発明は、上記のように、少なくとも中負荷域で吸気側
圧力が排気圧よりも高くなるようにしたから、残留排気
ガスの掃気を効果的に行うことができ、ノッキングを抑
制することもできる。したがって、高圧縮化も可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は過給機付
エンジンの掃気装置全体の概略平面図、第２図は圧力、
スロットル弁、バイパス弁および制御弁の開度と負荷と
の関係を示す図、第３図は圧力の時間的変化を示す図、
第４図はオーバラップ量の説明図、第５図は変形例の第
１図と同様の図である。１・・・・・・エンジン本体、２・・・・・・気筒、５
・・・・・・吸気弁、７・・・・・・主吸気通路、１０
・・・・・・過給機、１１・・・・・・スロットル弁、
１２・・・・・・サージタンク、１３・・・・・・副吸
気通路、１５・・・・・・開閉弁、１７・・・・・・連
通路。１８・・・・・・制御弁、２１・・・・・・主排気通路
、２２・・・・・・副排気通路、２５・・・・・・コン
トローラ、５２・・・・・・２次空気通路。第２図搏旬→ 第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スロットル弁上流の吸気通路に過給機が配設され
ているエンジンにおいて、吸気弁および排気弁の開弁時
期のオーバラップ量が、吸排気弁のリフト量が１ｍｍの
ときに、−１０°以上となるように設定されており、上
記過給機より下流の各気筒への独立吸気通路に設けられ
た開閉弁と、該開閉弁下流の独立吸気通路を、上記スロ
ットル弁と過給機との間の吸気通路に連通する連通路と
、該連通路に配設され少なくともエンジン中負荷域で開
く制御弁とを有することを特徴とする過給機付エンジン
の掃気装置。