JPH03117693A - Screw type engine-driven supercharger - Google Patents

Screw type engine-driven supercharger

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Publication number
JPH03117693A
JPH03117693A JP25676489A JP25676489A JPH03117693A JP H03117693 A JPH03117693 A JP H03117693A JP 25676489 A JP25676489 A JP 25676489A JP 25676489 A JP25676489 A JP 25676489A JP H03117693 A JPH03117693 A JP H03117693A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
suction port
intake
control valve
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP25676489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Goto
剛 後藤
Koichi Hatamura
耕一 畑村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP25676489A priority Critical patent/JPH03117693A/en
Publication of JPH03117693A publication Critical patent/JPH03117693A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C28/16Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using lift valves

Abstract

PURPOSE:To enhance an output as well as restrain energy loss by providing a control valve for opening an inlet at a high load but closing it at a low load in the inlet opened to a side surface. CONSTITUTION:A suction inlet is constituted of a main inlet (a first inlet) 18 exposed to the end surface of a rotor 25 in the axial direction and a second inlet 26 opened to the side surface thereof. In the second inlet 26, there is provided a control valve 28 for opening the second inlet 26 at a high load but closing it at a low load. Capacity can be changed according to the magnitude of a load. Therefore, not only an output can be enhanced at the high load but also energy loss can be restrained at the low load.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部圧縮により吸気を加圧してエンジンを過
給するねじ式機械過給機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a screw-type mechanical supercharger that supercharges an engine by pressurizing intake air through internal compression.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種の従来の過給機としては、例えば特開昭63−1
70524号公報に開示されているねじ式機械過給機が
知られている。この過給機は、ハウジングと、このハウ
ジング内に配設され、複数のロープを有するスクリュー
状の雄ロータと、ハウジング内に配設され、上記の雄ロ
ータのローブと噛み合う複数のフルート(溝)を有する
スクリュー状の雌ロータとを備え、これら2個のロータ
を回転させると、ロータの凹部とハウジング内壁との間
に形成される空間か徐々に小さくなりながらロータの軸
方向へ移動することを利用して、ハウジングのロータ軸
方向一端の吸気ボートから吸い込んだ吸気を上記の空間
に取り込んで圧縮し、ハウジングのロータ軸方向他端の
吐出ポートから吐出するようにしている。
As a conventional supercharger of this type, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1
A screw-type mechanical supercharger disclosed in Japanese Patent No. 70524 is known. This supercharger includes a housing, a screw-shaped male rotor disposed within the housing and having a plurality of ropes, and a plurality of flutes disposed within the housing and meshing with the lobes of the male rotor. When these two rotors are rotated, the space formed between the recess of the rotor and the inner wall of the housing gradually becomes smaller and moves in the axial direction of the rotor. In this way, the intake air drawn from the intake boat at one end of the housing in the rotor axial direction is taken into the space, compressed, and discharged from the discharge port at the other end of the housing in the rotor axial direction.

このようなスクリュー式のねじ式機械過給機では、高負
荷時には問題ないが、低負荷時には過給機からエンジン
に供給される空気が過剰になる。
With such a screw type mechanical supercharger, there is no problem when the load is high, but when the load is low, the air supplied from the supercharger to the engine becomes excessive.

このとき、上記の過給機は内部圧縮により一旦圧力を上
げた後、吐出口から圧力を開放するものであるから、不
要な圧縮行程を行うことによる駆動損失が生じると共に
、吐出口における圧力差により、騒音を生じる。
At this time, since the above-mentioned supercharger once increases pressure by internal compression and then releases the pressure from the discharge port, driving loss occurs due to unnecessary compression stroke, and pressure difference at the discharge port occurs. This causes noise.

そこで、上記の公報に開示されたねじ式機械過給機では
、吐出側の側面に制御弁を設け、低負荷時にこの制御弁
を開いて、余剰となった空気を吸気側へ押し戻してやる
ことにより、エンジンへ供給す名吸気量を制御するよう
になっている。
Therefore, in the screw type mechanical turbocharger disclosed in the above publication, a control valve is provided on the side of the discharge side, and this control valve is opened at low load to push excess air back to the intake side. This controls the amount of intake air supplied to the engine.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、上記従来の構成では、低負荷時にねじ式機械
過給機が余剰の空気を吸気側へ押し戻すという余分な仕
事を行うものであるため、ボンブロスによるエネルギー
損失を生じ、燃費の低下を招来するという問題点を有し
ている。
However, in the conventional configuration described above, the screw-type mechanical supercharger performs the extra work of pushing excess air back to the intake side at low loads, resulting in energy loss due to bomb loss, leading to a decrease in fuel efficiency. There is a problem with this.

また、他の構成として、低負荷時には、スロットル弁に
て過給機の吸気量を規制するものも先に提案されている
。しかしながら、このような構成ではスロットル弁で流
量を規制していることにより、その部位で吸気の乱流が
起こりエネルギー損失を生じることになる。また、スロ
ットル弁を介してエンジンに吸気するものであるから、
エンジンが空気を吸い込む仕事をしていることになり、
これによってもエネルギー損失を生じ、同様に燃費の低
下を招来するという問題点を有している。
In addition, as another configuration, a configuration in which the intake air amount of the supercharger is regulated by a throttle valve during low load has been previously proposed. However, in such a configuration, since the flow rate is regulated by the throttle valve, turbulent flow of intake air occurs at that location, resulting in energy loss. Also, since air is taken into the engine via the throttle valve,
The engine's job is to suck in air,
This also causes a problem of energy loss and a similar reduction in fuel efficiency.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のねじ式機械過給機は、上記の課題を解決するた
めに、エンジンと連通ずる吸気通路に設けられ、平行に
軸支された雄ロータと雌ロータとを有し、これら両ロー
タが互いに噛み合いながら回転することにより、吸気通
路の上流側の気体を吸入口から吸入して吐出口から吸気
通路の下流側へ吐出するねじ式機械過給機において、上
記の吸入口は、ロータ軸方向の端面に開口された第1吸
入口と、側面に開口された第2吸入口とからなり、この
第2吸入口には、第2吸入口を高負荷時に開放する一方
、低負荷時に閉成する制御弁が設けられていることを特
徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the screw type mechanical supercharger of the present invention has a male rotor and a female rotor that are provided in an intake passage communicating with the engine and are supported in parallel. In a screw-type mechanical turbocharger that rotates while meshing with each other, gas from the upstream side of the intake passage is sucked in from the suction port and then discharged from the discharge port to the downstream side of the intake passage. It consists of a first suction port opened at the end face and a second suction port opened at the side. It is characterized by being equipped with a control valve that

〔作 用〕[For production]

上記の構成によれば、高負荷時には、第2吸入口を開閉
する制御弁が開放されるので、隨ロータと雌ロータとの
間には、第1吸入口と第2吸入口とから十分な吸気が得
られる。従って、ねじ式機械過給機では、雄ロータと雌
ロータとの回転により、吸気→圧縮→吐出の行程が行わ
れ、所定の圧力に加圧された吸気をエンジンに供給する
ことができる。
According to the above configuration, when the load is high, the control valve that opens and closes the second suction port is opened, so that there is sufficient space between the first and second suction ports between the outer rotor and the female rotor. You can get air intake. Therefore, in the screw type mechanical supercharger, the rotation of the male rotor and the female rotor performs a stroke of intake → compression → discharge, and intake air pressurized to a predetermined pressure can be supplied to the engine.

一方、低負荷時には上記の制御弁が閉成されるので、こ
の制御弁の閉成時以後、雄ロータと雌ロータとの間には
、第1吸入口のみから吸気が供給されることになる。上
記の制御弁の閉成動作は、例えば第2吸入口からの吸気
途中に行われる。また、本装置では、吸気量の制御を上
記のように制御弁の閉成動作によって制御しているので
、スロットル弁等にて規制する場合と異なり、吸気量を
制御する上でのエネルギー損失が生じない。
On the other hand, when the load is low, the above control valve is closed, so after this control valve is closed, intake air is supplied between the male rotor and the female rotor only from the first intake port. . The closing operation of the control valve described above is performed, for example, during intake from the second intake port. In addition, in this device, the intake air amount is controlled by the closing operation of the control valve as described above, so unlike when regulating with a throttle valve, there is no energy loss in controlling the intake air amount. Does not occur.

上記のように制御弁が閉成されると、雄および雌ロータ
間に形成される部屋の容積に対して吸気量が不足し、ね
じ式機械過給機では、吸気→膨張→圧縮→吐出の行程が
行われる。これにより、低負荷時のエンジンには、過剰
の吸気が供給されない。
When the control valve is closed as described above, the amount of intake air is insufficient for the volume of the room formed between the male and female rotors, and in a screw type mechanical turbocharger, the flow of intake → expansion → compression → discharge is insufficient. The process is carried out. This prevents excessive intake air from being supplied to the engine at low loads.

上記の低負荷時におけるねじ式機械過給機の動作におい
ては、制御弁の開成後の膨張行程で、吸気の膨張動作に
より、雄および雌ロータが回転されることになるので、
さらにエネルギー損失を抑制することができる。
In the operation of the screw type mechanical supercharger at low load as described above, the male and female rotors are rotated by the expansion operation of the intake air during the expansion stroke after the control valve is opened.
Furthermore, energy loss can be suppressed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図ないし第10図に基づいて以
下に説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10.

第2図に示すように、ねじ式機械過給機9はエンジン1
と連通ずる吸気通路5に設けられている。エンジン1の
シリンダ2にはピストン3が摺動自在に嵌挿され、これ
らシリンダ2とピストン3とにより燃焼室4が形成され
ている。
As shown in FIG. 2, the screw-type mechanical supercharger 9
It is provided in the intake passage 5 which communicates with the air intake passage 5. A piston 3 is slidably inserted into a cylinder 2 of an engine 1, and a combustion chamber 4 is formed by the cylinder 2 and the piston 3.

上記の燃焼室4には、他端が大気に開放された上記の吸
気通路5が接続されている。この吸気通路5には、燃焼
室4側から順に、吸気に燃料を供給するためのインジェ
クタ6、サージタンク7、ねじ式機械過給機9の吐出空
気を冷却するインククーラ8、上記のねじ式機械過給機
9、吸気通路5の吸気流量を微調整するためのスロット
ル弁10、吸気流量を検出するためのエアフローメータ
11およびエアクリーナ12が設けられている。
The combustion chamber 4 is connected to the intake passage 5 whose other end is open to the atmosphere. This intake passage 5 includes, in order from the combustion chamber 4 side, an injector 6 for supplying fuel to the intake air, a surge tank 7, an ink cooler 8 for cooling the discharge air of the screw-type mechanical supercharger 9, and the above-mentioned screw-type mechanical supercharger 9. A mechanical supercharger 9, a throttle valve 10 for finely adjusting the intake flow rate of the intake passage 5, an air flow meter 11 for detecting the intake flow rate, and an air cleaner 12 are provided.

ねじ式機械過給機9は、エンジン1のクランクシャフト
13の動力が伝達されて回転し、主吸込口18および補
助吸込口19から取り込んだ空気を内部圧縮して吐出口
34から吐出し、エンジンの吸気を加圧するようになっ
ている。また、ねじ式機械過給機9とサージタンク7と
の間には、バイパス管路14が設けられている。
The screw-type mechanical supercharger 9 rotates when the power of the crankshaft 13 of the engine 1 is transmitted, internally compresses air taken in from the main suction port 18 and the auxiliary suction port 19, and discharges it from the discharge port 34. It is designed to pressurize the intake air. Further, a bypass pipe line 14 is provided between the screw type mechanical supercharger 9 and the surge tank 7.

上記のねじ式機械過給機9は、第1図、第3図(a)(
b)および第4図(a)(b)に示すハウジング15に
よって吸気通路5の上流側と下流側とに接続されている
。ハウジング15は、内部の圧縮室20に後述する雄ロ
ータ24と雌ロータ25とが並設されたハウジング主部
16と、吸気通路5の上流側と接続される上流接続部1
7とを備えている。上記の圧縮室20は雄ロータ24を
収容する雄側シリンダ16aと、雌ロータ25を収容す
る雌側シリンダ16bとによって形成され、これら雄側
シリンダ16aと雌側シリンダ16bとは連通されてい
る。ハウジング主部16における上流側端面には、第1
吸入口としての主吸込口18と、補助吸込口19とが形
成されている。
The above screw type mechanical supercharger 9 is shown in FIGS. 1 and 3(a) (
It is connected to the upstream side and the downstream side of the intake passage 5 by a housing 15 shown in FIGS. 4(a) and 4(b). The housing 15 includes a housing main part 16 in which a male rotor 24 and a female rotor 25 (described later) are arranged in parallel in a compression chamber 20, and an upstream connecting part 1 connected to the upstream side of the intake passage 5.
7. The compression chamber 20 is formed by a male cylinder 16a that accommodates a male rotor 24 and a female cylinder 16b that accommodates a female rotor 25, and these male cylinders 16a and female cylinders 16b communicate with each other. On the upstream end surface of the housing main portion 16, a first
A main suction port 18 and an auxiliary suction port 19 are formed as suction ports.

主吸込口16は、ハウジング主部16の上流側端面を部
分的に覆う端面壁23、および上記の圧縮室20と後述
の補助通路21とを隔絶する雄側および雌側シリンダ1
6a・16bの隔壁部22により、雄および雌ロータ2
4・25の並設方向に形成されている。上記の補助吸込
口19と圧縮室20との間には、隔壁部22とハウジン
グ主部16の周壁とによって補助通路21が形成されて
いる。補助通路21は隔壁部22に形成された第2吸入
口としての開口部26を介して圧縮室2oと連通ずるよ
うになっている。
The main suction port 16 includes an end wall 23 that partially covers the upstream end surface of the housing main portion 16, and male and female cylinders 1 that separate the compression chamber 20 and the auxiliary passage 21, which will be described later.
The male and female rotors 2 are separated by the partition wall portions 22 of 6a and 16b.
They are formed in the parallel direction of 4 and 25. An auxiliary passage 21 is formed between the auxiliary suction port 19 and the compression chamber 20 by the partition wall portion 22 and the peripheral wall of the housing main portion 16 . The auxiliary passage 21 communicates with the compression chamber 2o via an opening 26 formed in the partition wall 22 and serving as a second suction port.

上記の開口部26の形成部位におけるノ1ウジング主部
16の周壁には、吸気量制御装置27が設けられている
。この吸気量制御装置27は進退可能に設けられて隔壁
部22の開口部26を開閉する制御弁28を有している
。この制御弁28は、開口部26を開閉可能な弁部28
aと、この弁部28aと連結され、ハウジング主部16
の周壁を貫通して外部へ突出するロッド部28bとを有
している。弁部28aは、外形がハウジング主部16の
雄側シリンダ16aと雌側シリンダ16bとの並設方向
へ延びる長円形をなし、ノ\ウジング主部16との対向
面が、雄側および雌側シリンダ16a・16bの内周面
と面一になり得る形状となっている。ロッド部28bは
ダイヤフラム29の座板29aと連結され、ダイヤフラ
ム29の外周部は装置ケース30と共にボルト31・・
・によってハウジング主部16に固定されている。ダイ
ヤフラム29および装置ケース30とハウジング主部1
6との接続部は気密状態となり、ダイヤフラム29と装
置ケース30との間には圧力室32が形成されている。
An intake air amount control device 27 is provided on the peripheral wall of the nozzle main portion 16 at the location where the opening 26 is formed. This intake air amount control device 27 has a control valve 28 which is provided to be movable forward and backward and opens and closes the opening 26 of the partition wall 22. This control valve 28 includes a valve portion 28 that can open and close the opening 26.
a, connected to this valve part 28a, and housing main part 16
It has a rod portion 28b that penetrates the peripheral wall of and projects to the outside. The valve part 28a has an oval outer shape extending in the direction in which the male cylinder 16a and the female cylinder 16b of the housing main part 16 are arranged side by side, and the face facing the housing main part 16 is located on the male side and the female side. It has a shape that can be flush with the inner peripheral surfaces of the cylinders 16a and 16b. The rod portion 28b is connected to the seat plate 29a of the diaphragm 29, and the outer peripheral portion of the diaphragm 29 is connected to the bolt 31 along with the device case 30.
・It is fixed to the housing main part 16 by. Diaphragm 29, device case 30 and housing main part 1
6 is in an airtight state, and a pressure chamber 32 is formed between the diaphragm 29 and the device case 30.

この圧力室32内における装置ケース30と座板29a
との間には、座板29aを制御弁28方向へ付勢するば
ね33が配されている。
The device case 30 and seat plate 29a in this pressure chamber 32
A spring 33 is arranged between the seat plate 29a and the control valve 28 to urge the seat plate 29a toward the control valve 28.

上記の圧力室32は、装置ケース30に接続されたバイ
パス管路14によってサージタンク7と接続されている
。従って、上記の制御弁28は、サージタンク7からバ
イパス管路14を通じて圧力室32に供給される圧力に
よって開閉動作が制御部されるようになって、いる。
The pressure chamber 32 described above is connected to the surge tank 7 by a bypass line 14 connected to the device case 30. Therefore, the opening and closing operations of the control valve 28 are controlled by the pressure supplied from the surge tank 7 to the pressure chamber 32 through the bypass line 14.

圧力室32の圧力とエンジン1のトルクTとエンジン回
転数との関係の概略は第5図のようになっており、また
、圧力室32の圧力と制御弁28の開度との関係は第6
図のようになっている。即ち、第6図に示すように、制
御弁28は、圧力室32の圧力が、−300mmHg以
下では負圧により全閉となり、−100mm11g以上
でばばね33の付勢力が負圧に押し勝って全開となり、
−300〜−100mm11gでは中間開度となる。ま
た、第5図に示すように、圧力室32の圧力はエンジン
1のトルクTが大きいほど大きくなる。
The relationship between the pressure in the pressure chamber 32, the torque T of the engine 1, and the engine speed is shown in FIG. 5, and the relationship between the pressure in the pressure chamber 32 and the opening degree of the control valve 28 is shown in FIG. 6
It looks like the picture. That is, as shown in FIG. 6, the control valve 28 is fully closed due to negative pressure when the pressure in the pressure chamber 32 is -300 mmHg or less, and when the pressure in the pressure chamber 32 is -100 mm 11 g or more, the biasing force of the spring 33 overcomes the negative pressure. It is fully opened,
-300 to -100mm11g is an intermediate opening. Further, as shown in FIG. 5, the pressure in the pressure chamber 32 increases as the torque T of the engine 1 increases.

また、ハウジング主部16の側壁における吸気量制御装
置27の配設部位とは反対側の部位には、加圧した空気
を吸気通路5の下流側へ吐出するための吐出口34が形
成されている。
Further, a discharge port 34 for discharging pressurized air to the downstream side of the intake passage 5 is formed in a side wall of the housing main portion 16 at a location opposite to the location where the intake air amount control device 27 is disposed. There is.

一方、圧縮室20の雄側シリンダ16aに収容された雄
ロータ24は、第3図(b)および第4図(b)に示す
ように、3個のロープ24a・・・を有するスクリュー
状をなしている。雌側シリンダ16bに収容された雌ロ
ータ25は、雄ロータ24のロープ24aに対応する形
状の5本のフルート(溝)25aを有している。これら
雄および雌ロータ24・25は、個々の駆動軸24b・
25bに伝達されたエンジン1の動力によっテ回転シ、
雄側シリンダ16aと雌側シリンダ16bとの連通部に
おいて噛み合うようになっている。
On the other hand, the male rotor 24 housed in the male cylinder 16a of the compression chamber 20 has a screw shape having three ropes 24a, as shown in FIGS. 3(b) and 4(b). I am doing it. The female rotor 25 housed in the female cylinder 16b has five flutes (grooves) 25a shaped to correspond to the ropes 24a of the male rotor 24. These male and female rotors 24 and 25 are connected to individual drive shafts 24b and 25.
The power of the engine 1 transmitted to 25b causes the rotation of the engine,
The male cylinder 16a and the female cylinder 16b engage with each other at a communicating portion.

従って、上記の雄および雌ロータ24・25が回転する
と、これら雄および雌ロータ24・25の凹部とハウジ
ング主部16の内壁との間に形成された空間が徐々に小
さくなりながらロータ24・25の軸方向(第1図中左
方向)に移動して行き、上記の空間に取り込まれた吸気
が、上記の内部圧縮により圧縮され、吐出口34から吐
出されるようになっている。
Therefore, when the male and female rotors 24 and 25 rotate, the space formed between the recesses of the male and female rotors 24 and 25 and the inner wall of the housing main portion 16 gradually becomes smaller and the rotors 24 and 25 rotate. The intake air moves in the axial direction (to the left in FIG. 1) and is taken into the space, compressed by the internal compression, and discharged from the discharge port 34.

上記の構成において、高負荷時には、サージタンク7か
らバイパス管路14を介して圧力室32へ供給される圧
力により、第3図(a)(b)に示すように、ねじ式機
械過給機9に設けられた吸気量制御装置27の制御弁2
8は全開となる。従って、ハウジング主部16の圧縮室
20には、主吸込口18と補助吸込口19とから吸気が
行われる。このとき、補助吸込口19からの吸気は補助
通路21から隔壁部22の開口部26を介して圧縮室2
0に達する。圧縮室20に取り込まれた吸気は回転する
雄ロータ24と雌ロータ25との間に取り込まれ、以下
、第7図に示す雄および雌ロータ24・25の回転角θ
の変化に伴うロータ間容積Vの変化と、第8図に示すロ
ータ間容積■の変化に伴うロータ間圧力Pの変化とに基
づいて吸気の加圧動作が行われ、加圧された空気が吐出
口34から吸気通路5へ吐出されることにより、エンジ
ン1の過給が行われる。
In the above configuration, when the load is high, the pressure supplied from the surge tank 7 to the pressure chamber 32 via the bypass pipe 14 causes the screw type mechanical supercharger to Control valve 2 of intake air amount control device 27 provided at 9
8 is full throttle. Therefore, air is taken into the compression chamber 20 of the housing main portion 16 through the main suction port 18 and the auxiliary suction port 19 . At this time, the intake air from the auxiliary suction port 19 is passed from the auxiliary passage 21 to the compression chamber 2 through the opening 26 of the partition wall 22.
reaches 0. The intake air taken into the compression chamber 20 is taken between the rotating male rotor 24 and female rotor 25, and the rotation angle θ of the male and female rotors 24 and 25 shown in FIG.
The intake air is pressurized based on the change in the inter-rotor volume V due to the change in the rotor volume and the change in the inter-rotor pressure P due to the change in the inter-rotor volume shown in Fig. 8, and the pressurized air is The engine 1 is supercharged by being discharged from the discharge port 34 into the intake passage 5.

即ち、第7図に示すように、雄および雌ロータ24・2
5の回転角θとロータ間容積■との関係は、a、−+b
、−+(、→d、−+eIで示すように直線的に変化す
る。先ず、a1→b、間では吸気が行われ、雄および雌
ロータ24・25の回転に伴ってロータ間容積■が増加
して行く。その後、blでロータ間容積が■1となった
ときに、両ロータ24・24間に形成されている空間が
閉じ状態となり、b1→c1→d、では圧縮が行われる
。尚、b、−+(−、間ではロータ間容積Vが変化せず
、実質的な圧縮はc、→d1間で行われる。その後、d
、でロータ間容積VがV2となったときに、吐出口34
から吸気通路5への吐出が開始され、d1→e0間で加
圧された吸気の吐出が行われる。
That is, as shown in FIG.
The relationship between the rotation angle θ and the inter-rotor volume ■ of No. 5 is a, -+b
, -+(,→d, -+eI. First, air is taken in between a1 and b, and as the male and female rotors 24 and 25 rotate, the inter-rotor volume ■ changes. Thereafter, when the inter-rotor volume becomes 1 at bl, the space formed between the two rotors 24 becomes closed, and compression is performed from b1 to c1 to d. Note that the inter-rotor volume V does not change between b, -+(-, and substantial compression occurs between c and → d1. After that, d
, when the inter-rotor volume V becomes V2, the discharge port 34
The discharge to the intake passage 5 is started from d1 to e0, and pressurized intake air is discharged from d1 to e0.

また、上記のロータ間容積■の変化に伴い、第8図に示
すように、ロータ間圧力Pは、上記のa。
Further, as the inter-rotor volume (2) changes as described above, as shown in FIG. 8, the inter-rotor pressure P changes to the above value a.

−+l)、−+(、−+d、−+6.の変化に対応して
、a。
Corresponding to the changes in -+l), -+(, -+d, -+6., a.

→b2→c2→d2→e2で示すように変化するc2→
d2では、圧縮によりロータ間容積がV。
→b2→c2→d2→c2 changes as shown in e2→
At d2, the inter-rotor volume becomes V due to compression.

から■2へ変化するに伴い圧力が増加する。d2→e2
では、圧カ一定の状態で吐出が行われ、これによってエ
ンジン1が過給される。
The pressure increases as the temperature changes from (1) to (2). d2→e2
In this case, discharge is performed under a constant pressure state, and the engine 1 is thereby supercharged.

一方、低負荷時には、吸気量制御装置270制御井28
は吸気行程の当初全開であり、バイパス管路14を介し
て圧力室32へ供給される圧力により、第4図(a)(
b)に示すように、吸気行程の途中で全閉となる。従っ
て、ハウジング主部16の圧縮室20には、吸気行程の
当初、主吸込口18と補助吸込口19とから吸気が行わ
れ、吸気行程の途中から、主吸込口18のみから吸気が
行われる。圧縮室20に取り込まれた吸気は、以下、第
9図および第10図に示す行程を経て、下流側の吸気通
路5に供給される。
On the other hand, at low load, the intake air amount control device 270 control well 28
is fully open at the beginning of the intake stroke, and due to the pressure supplied to the pressure chamber 32 via the bypass line 14, the pressure shown in FIG.
As shown in b), it becomes fully closed during the intake stroke. Therefore, air is taken into the compression chamber 20 of the housing main part 16 from the main suction port 18 and the auxiliary suction port 19 at the beginning of the intake stroke, and from the middle of the intake stroke, air is taken only from the main suction port 18. . The intake air taken into the compression chamber 20 is then supplied to the intake passage 5 on the downstream side through the steps shown in FIGS. 9 and 10.

即ち、第9図に示すように、雄および雌ロータ24・2
5の回転角θとロータ間容積Vとの関係は、h、 →i
 、−*j、−+に、−+1.−+mIで示すように直
線的に変化する。先ず、h、→j1間ではロータ間容積
■が増加して行き、11でロータ間容積がV3となった
ときに、制御弁28が全閉となる。従って、11→に1
間では、吸気量が不足することにより膨張行程が行われ
る。尚、両ロータ24・25間の空間はjlでロータ間
容積が■1となったときに閉じ状態となり、jI→に1
間ではロータ間容積■が変化しないので、実質的な膨張
はi、→j1間で行われる。その後、k。
That is, as shown in FIG. 9, the male and female rotors 24, 2
The relationship between the rotation angle θ and the inter-rotor volume V of No. 5 is h, →i
, −*j, −+, −+1. It changes linearly as shown by −+mI. First, between h and j1, the inter-rotor volume ■ increases, and when the inter-rotor volume reaches V3 at 11, the control valve 28 is fully closed. Therefore, 11 → 1
In between, an expansion stroke is performed due to insufficient intake air amount. Note that the space between the two rotors 24 and 25 becomes closed when the volume between the rotors becomes ■1 at jl, and 1 at jI→
Since the inter-rotor volume (2) does not change between 1 and 2, substantial expansion occurs between i and j1. After that, k.

→11間で圧縮が行われ、21でロータ間容積■が■2
となったときに、吐出口34から吸気通路5への吸気の
吐出が開始され、2.→m1間で吐出が行われる。
→ Compression takes place between 11 and at 21, the inter-rotor volume ■ becomes ■2
When 2. →Discharge is performed between m1.

また、上記のロータ間容積■の変化に伴い、第10図に
示すように、ロータ間圧力Pは、上記のh1→iI−+
jl→kl−+!1→m1の変化に対応して、112→
i2−>j2−+に、 →l、2−+m、で示すように
変化する。先ず、h2→12間では、ロータ間圧力Pが
一定の状態でロータ間容積が■。
In addition, as shown in FIG. 10, as the inter-rotor volume ■ changes, the inter-rotor pressure P changes from h1→iI−+
jl→kl−+! Corresponding to the change of 1→m1, 112→
i2->j2-+, and changes as shown by →l, 2-+m. First, between h2 and h12, the inter-rotor pressure P is constant and the inter-rotor volume is ■.

に増大し、12→j2→に2では、膨張によりロータ間
容積が■3から■1へ変化するに伴い圧力が低下する。
In 12→j2→2, the pressure decreases as the inter-rotor volume changes from ■3 to ■1 due to expansion.

k2→2□では、圧縮によりロータ間容積が■1から■
2へ変化するに伴い圧力が増加する。12→m2では、
圧カ一定の状態で吐出が行われる。このとき、吸気通路
5の下流側に供給される吸気は負圧の状態であり、エン
ジン1への吸気は過剰にならない。
At k2→2□, the inter-rotor volume increases from ■1 to ■ due to compression.
2, the pressure increases. At 12 → m2,
Discharge is performed under constant pressure. At this time, the intake air supplied to the downstream side of the intake passage 5 is in a negative pressure state, and the intake air to the engine 1 does not become excessive.

本装置では、上記のように、高負荷時には吸気量制御装
置27の制御弁28が全開となって、主吸込口18と補
助吸込口19と連通ずる開口部26とから吸気が行われ
る一方、低負荷時には、制御弁28が全閉となって、主
吸込口18のみから吸気が行われることにより、負荷の
高低に応じて容°量を変化させることができる。従って
、低負荷時にはエネルギー損失を抑制しつつ、吸気を適
当な圧でエンジン1に供給することができるものとなっ
ている。
In this device, as described above, when the load is high, the control valve 28 of the intake air amount control device 27 is fully opened, and air is taken in from the opening 26 that communicates with the main suction port 18 and the auxiliary suction port 19. When the load is low, the control valve 28 is fully closed and air is taken only from the main suction port 18, so that the capacity can be changed depending on the level of the load. Therefore, when the load is low, intake air can be supplied to the engine 1 at an appropriate pressure while suppressing energy loss.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のねじ式機械過給機は、以上のように、エンジン
と連通ずる吸気通路に設けられ、平行に軸支された雄ロ
ータと雌ロータとを有し、これら両ロータが互いに噛み
合いながら回転することにより、吸気通路の上流側の気
体を吸入口から吸入して吐出口から吸気通路の下流側へ
吐出するねじ式機械過給機において、上記の吸入口は、
ロータ軸方向の端面に開口された第1吸入口と、側面に
開口された第2吸入口とからなり、この第2吸入口には
、第2吸入口を高負荷時に開放する一方、低負荷時に閉
成する制御弁が設けられている構成である。
As described above, the screw-type mechanical supercharger of the present invention has a male rotor and a female rotor that are provided in an intake passage communicating with an engine and are pivotally supported in parallel, and these rotors rotate while meshing with each other. In a screw type mechanical supercharger that sucks gas from the upstream side of the intake passage through the suction port and discharges it from the discharge port to the downstream side of the intake passage, the above-mentioned suction port has the following characteristics:
The rotor consists of a first suction port that opens at the end face in the axial direction of the rotor, and a second suction port that opens on the side surface. This configuration includes a control valve that closes at times.

それゆえ、負荷の高低に応じて容量を変化させることが
できる。これにより、高負荷時の出力向上を図りつつ、
低負荷時におけるエネルギー損失を抑制することができ
、燃費の向上を図ることができるという効果を奏する。
Therefore, the capacity can be changed depending on the level of load. As a result, while improving output at high loads,
This has the effect of suppressing energy loss during low loads and improving fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第10図は本発明の一実施例を示すもので
ある。 第1図はねじ式機械過給機を示す部分断面正面図である
。 第2図は吸気系を示す概略の全体構成図である。 第3図(a)は制御弁の開放時におけるねじ式機械過給
機を示す底面図である。 第3図(b)は同側面図である。 第4図(a)は制御弁の閉成時におけるねじ式機械過給
機を示す底面図である。 第4図(b)は同側面図である。 第5図はエンジン回転数とエンジントルクと吸気量制御
装置における圧力室の圧力との関係を示すグラフである
。 第6図は吸気負圧と制御弁の開度との関係を示すグラフ
である。 第7図は高負荷時におけるロータ回転角とロータ間容積
との関係を示す特性図である。 第8図は高負荷時におけるロータ間圧力とロータ間容積
との関係を示す圧力一体積線図である。 第9図は低負荷時におけるロータ回転角とロータ間容積
との関係を示す特性図である。 第10図は低負荷時におけるロータ間圧力とロータ間容
積との関係を示す圧力一体積線図である。 1はエンジン、9はねじ式機械過給機、13はクランク
シャフト、14はバイパス管路、18は主吸込口(第1
吸入口)、19は補助吸込口、20は圧縮室、24は雄
ロータ、25は雌ロータ、26は開口部(第2吸入口)
、27は吸気量制御装置、28は制御弁、29はダイヤ
フラム、3゜は装置ケース、32は圧力室、33はばね
、34は吐出口である。
1 to 10 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a partially sectional front view showing a screw-type mechanical supercharger. FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram showing the intake system. FIG. 3(a) is a bottom view showing the screw type mechanical supercharger when the control valve is open. FIG. 3(b) is a side view of the same. FIG. 4(a) is a bottom view showing the screw type mechanical supercharger when the control valve is closed. FIG. 4(b) is a side view of the same. FIG. 5 is a graph showing the relationship between engine speed, engine torque, and pressure in the pressure chamber of the intake air amount control device. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the intake negative pressure and the opening degree of the control valve. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotor rotation angle and the inter-rotor volume under high load. FIG. 8 is a pressure-volume diagram showing the relationship between the inter-rotor pressure and the inter-rotor volume under high load. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotor rotation angle and the inter-rotor volume at low load. FIG. 10 is a pressure-volume diagram showing the relationship between the inter-rotor pressure and the inter-rotor volume at low load. 1 is an engine, 9 is a screw type mechanical supercharger, 13 is a crankshaft, 14 is a bypass pipe, 18 is a main suction port (first
19 is an auxiliary suction port, 20 is a compression chamber, 24 is a male rotor, 25 is a female rotor, 26 is an opening (second suction port)
, 27 is an intake air amount control device, 28 is a control valve, 29 is a diaphragm, 3° is a device case, 32 is a pressure chamber, 33 is a spring, and 34 is a discharge port.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、エンジンと連通する吸気通路に設けられ、平行に軸
支された雄ロータと雌ロータとを有し、これら両ロータ
が互いに噛み合いながら回転することにより、吸気通路
の上流側の気体を吸入口から吸入して吐出口から吸気通
路の下流側へ吐出するねじ式機械過給機において、 上記の吸入口は、ロータ軸方向の端面に開口された第1
吸入口と、側面に開口された第2吸入口とからなり、こ
の第2吸入口には、第2吸入口を高負荷時に開放する一
方、低負荷時に閉成する制御弁が設けられていることを
特徴とするねじ式機械過給機。
[Claims] 1. It has a male rotor and a female rotor that are provided in an intake passage communicating with the engine and are pivotally supported in parallel, and by rotating while meshing with each other, the upstream of the intake passage is In a screw-type mechanical turbocharger that sucks gas from the side through the suction port and discharges it from the discharge port to the downstream side of the intake passage, the above-mentioned suction port has a first opening at the end surface in the axial direction of the rotor.
It consists of a suction port and a second suction port opened on the side, and the second suction port is provided with a control valve that opens the second suction port when the load is high and closes the second suction port when the load is low. A screw-type mechanical supercharger characterized by:
JP25676489A 1989-09-29 1989-09-29 Screw type engine-driven supercharger Pending JPH03117693A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03160181A (en) * 1989-11-15 1991-07-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd Power reducing method for mechanically-driven lysholm type supercharger
EP0878614A3 (en) * 1997-05-16 1999-08-18 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Screw supercharger for vehicle

Cited By (3)

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EP0878614A3 (en) * 1997-05-16 1999-08-18 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Screw supercharger for vehicle
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