JPH0120296B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、過給機のコンプレツサの上流側と
下流側とを連通するバイパス路を備えた過給機付
きエンジンに関するものである。

過給機を備えたエンジンでは、過給機のコンプ
レツサを介して吸気弁に連通する吸気通路を備
え、コンプレツサにより圧縮された空気を吸気弁
へ導く。しかしこの場合エンジンの加速時には、
コンプレツサの回転上昇に遅れが伴なうためにこ
のコンプレツサがかえつて吸気抵抗を増大させる
ことになり、良好な加速応答性を得ることが困難
であつた。

そこでコンプレツサの上流側と下流側とを連通
するバイパス路を設け、このバイパス路にはコン
プレツサの下流側への空気の流動のみを許容する
第１逆止弁を取付けることが提案されている（例
えば特願昭55−149936）。この場合には、コンプ
レツサの吐出空気圧が高い高速時には吸気通路か
ら十分な空気量が供給される一方、加速時の急激
なアクセル操作に対しては遅滞なく第１逆止弁が
開いてバイパス路から空気を導き、供給空気量の
不足を補うことができる。

一方、過給機付きエンジンでは、コンプレツサ
の過給圧が万一過大になるとノツキングが発生
し、更にはエンジンを破損するおそれがあるた
め、コンプレツサの下流側にはこのような過給圧
の異常を上昇時にのみ開いて過給圧を下げる安全
弁としての逆止弁を設けるのが、一般的である。
しかしこの逆止弁を通つた空気を大気中へ排出す
ると、燃料噴射方式の場合にはこの排出量がエ
ア・フロー・メータの測定誤差に等価となり空燃
比が適正値からずれることになり、また気化器を
用いる場合には混合気が大気へ排出されることに
なる。そこでこの安全弁としての逆止弁を通つた
圧縮空気を、コンプレツサの上流側へ帰還させる
ようにすることが考えられるが、従来はこの還流
用通路を前記バイパス路とは独立に設けていた。
このため部品点数が増え、配管が複雑になるとい
う不都合があつた。

この発明はこのような事情に鑑みなされたもの
であり、加速応答性が向上し、コンプレツサの過
給圧の異常上昇時に開く安全弁としての逆止弁か
ら空気をコンプレツサ上流側へ還流させる還流用
の独立の通路を設けることなく、前記安全弁とし
ての逆止弁を通つた空気をコンプレツサ上流側へ
帰還させることができ、従来装置に比べて部品点
数が少なく配管も簡単になる過給機付きエンジン
を提供することを目的とする。

この発明によればこの目的は、過給機のコンプ
レツサを介して空気を吸気弁へ導く吸気通路と、
前記コンプレツサの上流側と下流側とを連通する
バイパス路と、このバイパス路に設けられ前記コ
ンプレツサの下流側へ空気を導く第１逆止弁とを
備えたものにおいて、前記コンプレツサから吸気
弁に至る吸気通路の途中にサージタンクを設け、
前記バイパス路の下流端をこのサージタンクに開
口させる一方、前記サージタンクより下流側の吸
気通路に燃料供給装置を設け、前記バイパス路の
下流端には前記コンプレツサの下流側の空気圧が
一定以上になると下流側から上流側へ空気の流動
を許容する第２逆止弁を前記第１逆止弁と並列に
設けたことを特徴とする過給機付エンジンにより
達成される。以下図面に示す実施例に基づき、こ
の発明を詳細に説明する。

第１図は燃料噴射方式の４気筒エンジンにこの
発明を適用した一実施例の全体構成図、第２図は
その要部断面図、第３図と第４図は第２図におけ
る―線断面図と―線断面図である。第１
図において符号１０は各気筒のシリンダ、１２は
吸気弁、１４はサージタンクであり、このサージ
タンク１４と各吸気弁１２とはそれぞれ独立の吸
気管１６により連通されている。なお各吸気管１
６はバランスパイプ１８で連通されると共に、こ
のバランスパイプ１８は小断面の通路によつて各
気筒の吸気弁１２付近の吸気管１６内に連通して
いる。２２は各吸気管１６内に配設された絞り弁
であり、各絞り弁２２は制御軸２４に固定され、
この制御軸２４の回動により全ての絞り弁２２は
一体となつて開閉される。２６は各吸気管１６に
設けらた燃料供給装置としての電磁式燃料噴射
弁、２８は各噴射弁２６へ燃料を分配するデリバ
リパイプ、３０はこのデリバリパイプ２８へ燃料
を圧送する燃料ポンプ、また３１は燃料タンク、
３２はフイルタである。なお３４はデリバリパイ
プ２８の燃料圧力を制御するダイヤフラム式圧力
制御弁であり、サージタンク１４の内圧の増減に
対応してデリバリパイプ２８内の燃料圧力を自動
的に調整する。

３６はターボ式過給機であつて、タービン３８
とコンプレツサ４０とを備える。前記各シリンダ
１０から排出される排気は排気管４２に導かれて
タービン３８を回転させ、さらに排気消音器４４
を経て大気へ排出される。なお４６はタービン４
０をバイパスして排気の一部を直接消音器４４へ
導くウエイストゲート・バルブであり、このバル
ブ４６はコンプレツサ４０の出力圧（過給圧）を
感知するアクチユエータ４８によつて開閉制御さ
れる。すなわちアクチユエータ４８はばね４８ａ
に押圧されたダイヤフラム４８ｂを備え、コンプ
レツサ４０の出力圧が過大になるとダイヤフラム
４８ｂがばね４８ａのばね力に打勝つて移動し、
このダイヤフラムの移動によつてウエストゲー
ト・バルブ４６を開くようになつている。

コンプレツサ３８はタービン４０と同軸に固定
され、両者は同一速度で回転する。このコンプレ
ツサ３８には空気清浄器５０、エアフロー・メー
タ５２、吸気管５４を介して空気が導かれ、この
空気はコンプレツサ３８で圧縮された後吸気管５
６によつて前記サージタンク１４へ導かれる。す
なわち吸気管５４，５６、サージタンク１４およ
び各気筒の吸気管１６によつて、吸気通路５８が
形成される。

６０はバイパス管であり、その一端はコンプレ
ツサ３８の上流側の吸気管５４に開口し、その他
端は互いに並列に設けられた第１逆止弁６２およ
び第２逆止弁６４を覆うカバー７０に接続されて
いる。すなわちサージタンク１４の底面には、第
２，３図に明らかなように長方形の窓が形成され
この窓には周囲にパツキング材６６が取付けられ
た基板６８がサージタンク１４の下方より嵌合さ
れ、これらパツキング材６６および基板６８はさ
らにサージタンク１４に下方より取付けられたカ
バー７０の周縁によつて押圧され、このカバー７
０がバイパス管６０に接続されている。これらバ
イパス管６０とカバー７０とで、前記コンプレツ
サ３８と上流側と下流側とを連通するバイパス路
７２が形成される。基板６８には４個の長方形の
弁孔７４と１個の円形の弁孔７６とが形成され、
この基板６８のサージタンク１４側の面には、長
方形の各弁孔７４上にそれぞれ延出する４枚のリ
ード７８およびこれらリード７８の湾曲量を規制
するストツパ８０が固定されている。これら弁孔
７４、リード７８、ストツパ８０によつて、前記
コンプレツサ３８の上流側の吸気管５４からサー
ジタンク１４への空気の流動を許容する前記第１
逆止弁６２が４個形成される。また前記基板６８
の円形の弁孔７６には、きのこ形弁体８２の傘部
周縁がカバー７０側より当接し、この弁体８２の
軸部はカバー７０の内面に形成された筒状の軸受
部８４に摺動可能に保持されている。この弁体８
２はその傘部とカバー７０内面との間に縮装され
たコイルばね８６により弁孔７６を閉じるように
付勢されている。これら弁孔７６、弁体８２、ば
ね８６等によつて、サージタンク１４からコンプ
レツサ３８の上流側吸気管５４への空気の流動を
許容する前記第２逆止弁６４が形成される。ここ
に第２逆止弁６４はサージタンク１４の内圧がば
ね８６のばね力を越えると開く。

なお第１図において８８は電子制御箱であり、
この制御箱８８は吸気流量を検出するエアフロ
ー・メータ５２の出力、その他運転状態を示す信
号等に基づいて最適な燃料供給量を算出し、前記
燃料噴射弁２６をこの燃料供給量に見合う時間だ
け開き、デリバリパイプ２８から供給される燃料
を各気筒の吸気管１６内へ間欠的に噴射させる。

次にこの実施例の動作を説明する。低負荷低速
運転時には絞り弁２２の開度は小さく、また排気
圧力も低いためタービン４０の回転速度は過大に
なることがない。このためコンプレツサ３８の出
力圧である過給圧も過大になることがないので、
アクチユエータ４８はウエイストゲート・バルブ
４６を閉じ、全排気はタービン４０の駆動に用い
られる。

この状態で絞り弁２２を急激に開き急加速を行
なうと、タービン４０の回転上昇に遅れが伴なう
ためコンプレツサ３８の下流側圧力が一時的に低
くなる。この時にはエアフロー・メータ５２によ
り計量された後の空気が、バイパス路７２および
第１逆止弁６２を通つてサージタンク１４内に流
入し、さらに各シリンダ１０に流れる。このため
急加速時には、各シリンダ１０内に供給される空
気量の不足が補われ、エンジン回転は円滑かつ急
速に上昇する。その後タービン４０の回転が十分
上昇すればサージタンク１４の内圧もそれに伴つ
て上昇し、第１逆止弁６２は自動的に閉じる。

高速運転中に絞り弁２２を急激に閉じるとコン
プレツサ３８の下流側の圧力が急上昇する。この
ためアクチユエータ４８のダイヤフラム４８ｂが
ばね４８ａのばね力に打勝つて変位し、ウエイス
トゲート・バルブ４６を開く。その結果排気の一
部はタービン４０をバイパスして直接消音器４４
に導かれるため、タービンの回転上昇が制限され
る。従つてコンプレツサ３８の出力圧が過大にな
ることが防止される。今、アクチユエータ４８の
動作が遅れたり、アクチユエータ４８に故障が発
生したりして、ウエイストゲート・バルブ４６が
開かない場合には、コンプレツサ３８の下流側圧
力が上昇し続けることになる。しかしこの場合に
は第２逆止弁６４が押開かれサージタンク１４内
の空気の一部がこの第２逆止弁６４、バイパス路
７２を通つてコンプレツサ３８の上流側へ還流さ
れる。すなわち第２逆止弁６４が安全弁として作
用し、この安全弁を通つた空気はバイパス路７２
を還流用通路として還流することになる。なお、
この第２逆止弁６４が開く時には第１逆止弁６２
は必ず閉じているので、バイパス路７２内の空気
の流動方向がこれら各逆止弁６４，６２の開弁時
に互いに逆になるが、不都合はない。また第２逆
止弁６４を通つた空気はエアフロー・メータ５２
より下流側に還流されるので、エアフロー・メー
タ５２の計量誤差は発生せず、混合気が過濃にな
ることもない。

第５図はこの発明の他の実施例の要部断面図で
あり、前記第２図に対応するものである。この実
施例は第２逆止弁６４Ａをリード弁によつて構成
した点が前記第１〜４図の実施例と異なる。すな
わち弁孔７６Ａが形成された基板６８Ａには、カ
バー７０側からリード９０およびストツパ９２が
固定され、リード９０が湾曲することによつてこ
の第２逆止弁６４Ａは開弁するようになつてい
る。なおリード９０は定常状態において弁孔７６
Ａを閉じ、また第１逆止弁６２のリード７８より
もばね定数は大きい。またこの図において前記第
２図と同一部分には同一符号を付したので、その
説明は繰り返えさない。

この発明は以上のように、過給機のコンプレツ
サの上流側と下流側とを連通するバイパス路の下
流端をサージタンクに接続し、このバイパス路の
下流端に、急加速時に開く第１逆止弁と、過給圧
が過大になつた時に開く第２逆止弁とを並列に設
けたので、第２逆止弁を通つた空気を還流させる
ための独立の通路が不用になる。このため部品点
数が減ると共に、パイプ類の配管が簡素化され
る。また第２逆止弁を通つた空気はコンプレツサ
の上流側に還流され、いわば閉ループを形成して
いるため、燃料噴射方式のエンジンに適用した場
合には混合気が過濃にならず、また気化器を用い
た場合には混合気が大気へ放出されることがな
い。

またバイパス路下流端はサージタンクに接続さ
れ、燃料はこのサージタンクより下流側の吸気通
路に供給されるから、エンジンの吸気弁からの負
圧は速やかにサージタンクを介して第１逆止弁、
バイパス路に伝わり、バイパス路から吸気を応答
性良く吸入でき、また燃料はサージタンクより下
流側のエンジンに非常に近い位置から吸入できる
から加速性能が向上する。ここにエンジンから吸
気脈動は燃料供給装置の絞り弁によつて遮断さ
れ、またコンプレツサからの脈動はサージタンク
で吸収されるから、このサージタンクへのバイパ
ス路の接続部に位置する第１、第２逆止弁には脈
動による不要な振動が伝わらず、これらの逆止弁
の動作が脈動の影響を受けて疲労により損傷した
り動作が不正確になるなどの不都合が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した一実施例の全体構
成図、第２図はその要部断面図、第３図と第４図
は第２図における―線断面図と―線断面
図、第５図は他の実施例における要部断面図であ
る。 ３６…過給機、３８…コンプレツサ、５８…吸
気通路、６２…第１逆止弁、６４，６４Ａ…第２
逆止弁、７２…バイパス路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 過給機のコンプレツサを介して空気を吸気弁
   へ導く吸気通路と、前記コンプレツサの上流側と
   下流側とを連通するバイパス路と、このバイパス
   路に設けられ前記コンプレツサの下流側へ空気を
   導く第１逆止弁とを備えたものにおいて、 前記コンプレツサから吸気弁に至る吸気通路の
   途中にサージタンクを設け、前記バイパス路の下
   流端をこのサージタンクに開口させる一方、前記
   サージタンクより下流側の吸気通路に燃料供給装
   置を設け、前記バイパス路の下流端には前記コン
   プレツサの下流側の空気圧が一定以上になると下
   流側から上流側へ空気の流動を許容する第２逆止
   弁を前記第１逆止弁と並列に設けたことを特徴と
   する過給機付エンジン。