JPH03233130A

JPH03233130A - 機械式過給機付エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH03233130A
Application number: JP2030088A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Goto; 剛後藤; Koichi Hatamura; 耕一畑村; Yoshihiro Nakagawa; 善弘中川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-17
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: KR940001322B1; KR910015779A; DE4103870A1; DE4103870C2; JP2789250B2

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）本発明は機械式過給機、特に圧縮型の機械式過給機が備
えられたエンジンの吸気装置に関する。

（従来の技術）自動車用等のエンジンにおいては、燃焼室への吸気充填
量を増大させるための過給機が備えられることがあり、
この過給機として、排気ガスのエネルギによって駆動さ
れる排気ターボ過給機や、エンジン出力により駆動され
る機械式過給機等が存在する。また、機械式過給機には
、該過給機自体で吸気を圧縮する圧縮型（コンプレッサ
型）の過給機と、過給機自体では吸気を圧縮しない容積
型（送風機型）の過給機とがある。

これらのうち、圧縮型の過給機によれば、エンジンの全
負荷時もしくは高負荷時に高い過給圧が得られて、容積
型過給機に比較して吸気の充填効率ないしエンジン出力
が一層向上され、また吸気の温度を上昇させる作用があ
って、部分負荷時もしくは低負荷時に、この作用により
、エンジンの所謂ボンピングロスが低減し且つ燃料の気
化霧化性が向上して良好な燃焼状態が得られることによ
り燃費性能が向上すると共に、排気ガス中のＨＣ濃度が
低減される等の利点がある。

一方、この圧縮型の過給機は、吸気を圧縮する仕事分だ
け容積型過給′機より大きな駆動力を必要とし、そのた
め、特にエンジン出力が小さい低負荷時に、駆動損失が
相対的に大きくなるという欠点を有する。

なお、容積型過給機の駆動損失に対しては、例えば実開
昭６３−５１（２）号公報に記載されているように、吸
気通路に過給機をバイパスするバイパス通路を設けると
共に、該通路を開閉するバイパスバルブを備え、低負荷
時には該バルブを開いてバイパス通路を開通させること
によす、過給機の負荷を低減して駆動損失を抑制するこ
とが行われている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のように圧縮型の過給機は吸気温度を上
昇させる作用を有し、これを利用することによって低負
荷時におけるエンジンの燃費性能や排気性能の向上を図
ることができるのであるが、吸気の圧縮圧力が高くなる
高負荷時には、吸気温度が過度に上昇して異常燃焼が発
生し易くなる。そこで、吸気通路における過給機の下流
側に吸気を冷却するインタークーラが必要となるのであ
るが、その場合に、上記のような吸気温度の上昇作用を
利用しようとすると、該インタークーラによる吸気の冷
却をエンジンの負荷に応じて制御する必要性が生じる。

また、上記のように容積型過給機の場合には、低負荷時
にバイパス通路を開通させることにより、駆動損失を効
果的に低減することができるが、圧縮型の過給機の場合
、特に該過給機が常時駆動される場合には、過給を要し
ない低負荷時にも圧縮仕事を行う関係で、駆動損失がい
たづらに増大するという問題が発生する。

本発明は、圧縮型の機械式過給機を用いる場合における
上記のような問題を解消し、もって、高負荷時における
エンジンの一層の高出力化と、低負荷時における燃費性
能や排気性能の向上及び駆動損失の低減とを図ることを
課題とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、本発明に係る機械式過給機付
エンジンの吸気装置は次のように構成したことを特徴と
する。

まず、本願の請求項１に係る発明（以下、第１発明とい
う）は、スロットルバルブ下流の吸気通路に、エンジン
出力により駆動される圧縮型の機械式過給機が備えられ
、且つその下流側にインタークーラが配設されたエンジ
ンにおいて、上記過給機の直上流側と直下流側とを直結
する直結通路と、過給機の下流側がら上記インタークー
ラをバイパスして燃焼室に至るインタークーラバイパス
通路と、上記直結通路及びインタークーラバイパス通路
をそれぞれ開閉する第１、第２開閉手段とを設けると共
に、エンジンの低負荷時には上記第１、第２開閉手段と
も開き、中負荷時には、第１開閉手段を閉じて第２開閉
手段を開き、且つ高負荷時には第１、第２開閉手段とも
閉じる開閉駆動手段を備えたことを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明（以下、第２発明とい
う）は、第１発明と同様に、スロットルバルブ下−流の
吸気通路に、エンジン出方により駆動される圧縮型の機
械式過給機が備えられ、且つその下流側にインタークー
ラが配設されたエンジンにおいて、上記過給機の直上流
側と直下流側とを直結する直結通路と、過給機の下流側
から上記インタークーラをバイパスして燃焼室に至るイ
ンタークーラバイパス通路と、インタークーラの下流側
から過給機の上流側に通じるリターン通路と、上記直結
通路、インタークーラバイパス通路及びリターン通路を
それぞれ開閉する第１、第２、第３開閉手段とを設ける
と共に、エンジンの低負荷時には上記第１、第２開閉手
段を開いて第３開閉手段を閉じ、中負荷時には、第１、
第２開閉手段を閏じて第３開閉手段を開き、且つ高負荷
時には第１〜第３開閉手段を閉じる開閉駆動手段を備え
たことを特徴とする。

さらに、請求項３に係る発明（以下、第３発明という）
は、スロットルバルブ下流の吸気通路に圧縮型の機械式
過給機が備えられ、且つその下流側にインタークーラが
配設されたエンジンにおいて、上記第２発明と同様の直
結通路、インタークーラバイパス通路、リターン通路、
及び第１〜第３開閉手段を設けると共に、上記過給機の
非過給領域では上記第１、第２ＷＩＩｉ閉手段を開いて
第３開閉手段を閉じ、過給領域においてエンジ負荷が比
較的低いときは第１、第２開閉手段を閉じて第３開閉手
段を開き、且つ過給領域においてエンジン負荷が高いと
きは上記第１〜第３開閉手段を閉じる開閉駆動手段を備
えたことを特徴とする。

なお、後述する実施例のように、上記インタークーラバ
イパス通路とリターン通路とを兼用することができ、ま
た、これらの通路構成に応じて、第１〜第３開閉手段を
兼用もしくは一体化することが可能である。

（作　　用）次に、上記各発明の詳細な説明する。

まず、第１発明によれば、低負荷時には、第１、第２ｒ
Ｍ閉手段がともに開いて、直結通路及びインタークーラ
バイパス通路が開通することになるが、まず、直結通路
が開通することにより、過給機から吐出された吸気のう
ち、燃焼室に供給されない余分な吸気が過給機の上流側
に戻され、これに伴って該過給機の上、下流側の圧力差
が小さくなって、過給機の負荷が低減される。また、イ
ンタークーラバイパス通路が開通することにより、過給
機から吐出された吸気のうちの燃焼室に供給される吸気
は、インタークーラを通過することなく、上記インター
クーラバイパス通路を通って燃焼室に供給されることに
なる。従って、燃焼室には過給機内での圧縮により温度
が上昇した吸気がインタークーラで冷却されることなく
供給される。これにより、低負荷時に、過給機の駆動損
失が低減されると共に、高温の吸気が供給されることに
より燃費性能や排気性能が向上する。

また、中負荷時には、第１開閉手段が閉じ且つ第２開閉
手段が開いて、直結通路が遮断され、且つインタークー
ラバイパス通路が開通されることにより、過給機から吐
出された吸気はインタークーラをバイパスして燃焼室に
供給されることになる。従って、この場合には、必要な
吸気量が確保され、且つインタークーラによって冷却さ
れない吸気が燃焼室に供給されて、良好な燃費性能及び
排気性能が得られることになる。

そして、高負荷時には、第１、第２開閉手段が閉じて、
直結通路及びインタークーラバイパス通路がともに遮断
されることにより、過給機から吐出された吸気の全量が
インタークーラによって冷却された上で燃焼室に供給さ
れる。従って、この場合には、吸気温度が高過ぎること
による異常燃焼が防止されると共に、圧縮された吸気が
燃焼室に十分に供給されて、吸気充填効率が向上するこ
とにより高いエンジン出力が得られることになる。

一方、第２発明によれば、低負荷時には、第１、第２ｒ
Ｍ閉手段が開いて、直結通路及びインタークーラバイパ
ス通路が開通し、且つ第３開閉手段が閉じてリターン通
路が遮断されることにより、過給機から吐出された吸気
のうちの燃焼室に供給されない余分の吸気が過給機の上
流側に戻されて、上記第１発明と同様に、過給機の負荷
ないし駆動損失が低減される。また、インタークーラバ
イパス通路が開通することにより、過給機から吐出され
た吸気のうちの燃焼室に供給される吸気がインタークー
ラを通過することなく、高温状態で燃焼室に供給されて
、燃費性能や排気性能が向上する。

また、中負荷時には、第１、第２開閉手段が閉じ且つ第
３開閉手段が開いて、直結通路及びインタークーラバイ
パス通路が遮断され、且つリターン通路が開通されるこ
とにより、過給機から吐出された吸気はインタークーラ
を通過し、一部が燃焼室に供給されると共に、余分の吸
気が過給機の上流側に戻されることになる。従って、こ
の場合には、インタークーラによって冷却された吸気が
必要量だけ燃焼室に供給され、吸気温度が高過ぎること
にる異常燃焼が防止されると共に、要求に応じたエンジ
ン出力が得られる。

そして、高負荷時には、第１〜第３開閉手段が閉じて、
直結通路、インタークーラバイパス通路及びリターン通
路の全てが遮断されることにより、過給機から吐出され
た吸気の全量がインタークーラによって冷却された上で
燃焼室に供給され、これにより上記の異常燃焼が防止さ
れると共に、吸気充填効率が向上して高いエンジン出力
が得られることになる。

さらに、第３発明によれば、非過給領域、即ち過給機の
吐出圧が負圧の領域では、上記第２発明における低負荷
時と同様にして、過給機の負荷が低減されると共に、イ
ンタークーラによって冷却されていない高温の吸気が燃
焼室に供給されて、燃費性能及び排気性能が向上する。

また、過給領域、即ち過給機の吐出圧が正圧となる領域
においてエンジン負荷が比較的低いときは、上記第２発
明における中負荷時と同様にして、インタークーラによ
って冷却された吸気のうちの必要量が燃焼室に供給され
、また過給領域においてエンジン負荷が高いときは、上
記第２発明における高負荷時と同様にして、インターク
ーラによって冷却された吸気の全量が燃焼室に供給され
ることにより、異常燃焼を生じることなく、高いエンジ
ン出力が得られることになる。

そして、特にこの第３発明によれば、吸気がインターク
ーラによって冷却されるか否かが、過給領域か非過給領
域かによってよって決定されるので、吸気が十分に圧縮
されて温度が高くなっている場合には冷却され、そうで
なう場合には冷却されないことになる。つまり、インタ
ークーラによる吸気の冷却が該吸気の温度に応じて必要
時にのみ適切に行われることになる。これにより、例え
ば低負荷時に吸気を不必要に冷却することにより燃焼性
を悪化させて燃費性能や排気性能を低下させ、逆に、中
、高負荷時に吸気が冷却されないために異常燃焼を生じ
るといった不具合が確実に防止されることになる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例について説明する。

まず、第１図に示す第１実施例について説明すると、こ
の実施例に係るエンジン１の吸気系統は、上流側からス
ロットルバルブ２、圧縮型の機械式過給機３及びインタ
ークーラ４が配設された主吸気通路５を有し、該通路５
がサージタンク６及び該タンク６から分岐された複数の
分岐通路６ａ・・・６ａを介してエンジン本体における
各気筒１ａ・・・１ａの吸気ボートにそれぞれ接続され
ている。そして、上記過給機３がエンジン１のクランク
シャフト１ｂによりベルト７を介して駆動されるように
なっている。

また、この吸気系統には、上記主吸気通路５の過給機直
下流部５ａから分岐されて、該通路５の過給機直上流部
５ｂ（スロットルバルブ２の下流側）に接続された直結
通路８と、同じく主吸気通路５におけるインタークーラ
４の上、下流部間を連通させるインタークーラバイパス
通路（以下、単にバイパス通路という）９と、上記サー
ジタンク６から分岐されて、上記直結通路８を介して主
吸気通路５の過給機直上流部５ｂに接続されたリターン
通路１０とが設けられている。

そして、上記直結通路８、バイパス通路９及びリターン
通路１０には、これらの通路８〜１０をそれぞれ開閉す
る第１、第２、第３バルブ１１゜１２．１３が設けられ
ていると共に、各バルブ１１〜１３を開閉駆動する第１
、第２、第３アクチュエータ１４．１５．１６が備えら
れている。

上記各バルブのうち、直結通路８に設けられた第１バル
ブ１１はシールタイプのバルブであって、ハウジングｌ
ｌａと、該ハウジングｌｌａに内装されて直結通路８の
過給機下流側部分８ａへの開口部を開閉する弁体１１ｂ
とで構成されている。また、該バルブ１１を駆動する第
１アクチユエータ１４は、ケース１４ａと、該クース１
４ａ内を大気解放室１４ｂと圧力室１４ｃに仕切り且つ
ロッド１４ｄを介して上記第１バルブ１１の弁体１１ｂ
に連結されたダイヤフラム１４ｅと、該ダイヤフラム１
４ｅ及び上記ロッド１４ｄを介して上記弁体１１ｂを閉
方向に付勢するスプリング１４ｆとで構成されている。

そして、上記弁体１１ｂに対してその開方向に作用する
過給機下流側８ａ　（５ａ＞内の圧力、即ち過給機３の
吐出圧Ｐ１が、連通路１７によってアクチュエータ１４
の圧力室１４ｃに導入され、ダイヤフラム１４ｅに対し
て上記弁体１１ｂの閉方向に作用するようになっている
と共に、該ダイヤフラム１４ｅの有効受圧面積と上記弁
体１１ｂの吐出圧ＰＲに対する受圧面積とが略等しくさ
れ、これにより該弁体１１ｂに直接作用する圧力Ｐ、に
よる開方向の押圧力と、上記ダイヤフラム１４ｅに作用
する圧力Ｐ１′による閉方向の押圧力とが釣り合うよう
になっている。そして、該第１バルブ１１の弁体１１ｂ
は、直結通路８の過給機上流側部分８ｂを介して、スロ
ットルバルブ２の下流側に発生する吸気負圧Ｐ２を開方
向に受け、該負圧Ｐ２が大きいエンジンの低負荷時には
、上記アクチュエータ１４におけるスプリング１４ｆの
付勢力に打ち勝って直結通路８を開通させ、また吸気負
圧Ｐ２が小さい中、高負荷時には上記スプリング１４ｆ
の付勢力によって直結通路８を遮断するようになってい
る。

また、上記バイパス通路９に備えられた第２バルブ１２
はバタフライタイプのバルブとされていると共に、該バ
ルブ１２を駆動する第２アクチユエータ１５は、ケース
１５ａ内をダイヤフラム１５ｂにより大気解放室１５ｃ
と圧力室１５ｄとに仕切ると共に、該ダイヤフラム１５
ｂをロッド１５ｅ及びレバー１５ｆを介して上記第２バ
ルブ１２に連結し、且つ該ダイヤフラム１５ｂ等を介し
て上記バルブ１２を閉方向に付勢するスプリング１５ｇ
を備えた構成とされている。そして、上記圧力室１５ｄ
が連通路１８によりサージタンク６内に連通され、エン
ジンの低負荷時における非過給領域、つまり過給機３に
よる吸気の圧縮作用が行われず成るいは該作用が弱くて
、該過給機３の下流側ないし上記サージタンク６内の圧
力Ｐ３が負圧のときには、この負圧により上記スプリン
グ１５ｇの付勢力に抗して第２バルブ１２が開いてバイ
パス通路９が開通し、また、中、高負荷時における過給
領域において、過給機３の下流側ないしサージタンク６
内の圧力Ｐ３が正圧のときには、該圧力Ｐ３及び上記ス
プリング１５ｇの付勢力により第２バルブ１２が閉じて
、バイパス通路９を遮断するようになっている。

さらに、上記リターン通路１０に設けられた第３バルブ
１３は、上記第１バルブ１１と同様のシールタイプのバ
ルブであって、ハウジング１３ａと、該ハウジング１３
ａに内装されてリターン通路１０のサージタンク６側へ
の開口部を開閉する弁体１３ｂとで構成されている。ま
た、この第３バルブ１３を駆動する第３アクチユエータ
１６は、上記第１アクチユエータ１４と同様に、ケース
１６ａと、該ケース１６ａ内を大気解放室１６ｂと圧力
室１６ｃとに仕切り、且つロッド１６ｄを介して上記第
３バルブ１３の弁体１３ｂに連結されたダイヤフラム１
６ｅと、該ダイヤフラム１６ｅ及びロッド１６ｄを介し
て上記弁体１３ｂを閉方向に付勢するスプリング１６ｆ
とで構成されている。また、このアクチュエータ１６に
おいても、ダイヤフラム１６ｅの有効受圧面積と、上記
弁体１３ｂにおけるサージタンク６内の圧力Ｐ３に対す
る受圧面積とが略等しくされていると共に、上記圧力Ｐ
３をアクチュエータ１６の圧力室１６ｃに導入する連通
路１９が設けられ、且つ該連通路１９上にコントローラ
２０がらの信号で作動するソレノイドバルブ２１が設置
さている。

そして、上記コントローラ２０は図示しないセンサから
の信号を入力し、非過給領域（低負荷時）では連通路１
つを遮断し、過給領域（中、高負荷時）では該連通路１
９を開通させるように上記ソレノイドバルブ２１を駆動
する。従って、低負荷時には、上記弁体１３ｂにサージ
タンク６側及びスロットルバルブ２の下流側から互いに
反対方向に負圧Ｐ３．Ｐ２が作用すると共に、アクチュ
エータ１６側からスプリング１６ｆの付勢力が作用し、
その結果、該弁体１３ｂが閉じられてリターン通路１０
が遮断される。また、中、高負荷時には、サージタンク
６内の圧力Ｐ３　　（この場合は正圧）がアクチュエー
タ１６の圧力室１６ｃに導入されてこれらが互いに打ち
消し合うことにより、弁体１３ｂは上記スプリング１６
ｆの付勢力と吸気負圧Ｐ２との関係で開閉し、該負圧Ｐ
２が比較的大きい中負荷時には開いてリターン通路１０
を開通させ、該負圧Ｐ２が小さくなる高負荷時には閉じ
てリターン１０を遮断するようになっている。

ここで、各エンジン負荷における上記第１〜第３バルブ
１１〜１３の開閉の組合せをまとめると、第２図に示す
ようになる。

次に、この実施例の作用を説明する。

まず、スロットルバルブ２の開度が小さく、吸入空気量
が少ないため過給機３の吐出圧が正圧とならないエンジ
ンの低負荷時には、第１、第２バルブ１１．１２が開き
、且つ第３バルブ１３が閉じることにより、吸気系統に
設けられた直結通路８とバイパス通路９とが連通ずると
共に、リターン通路１０が遮断された状態となる。

従って、この低負荷時には、過給機３により主吸気通路
５の過給機直下流部５ａに吐出された吸気の一部は、上
記直結通路８により該過給機３の上流部５ｂに戻される
ことになり、そのため過給機３においては、吸入側と吐
出側との間の差圧が小さくなって負荷が減少する。また
、過給機３から吐出された吸気の残部は、上記バイパス
通路９により、インタークーラ４を通過することなく、
サージタンク６及び分岐通路６ａ・・・６ａを通って各
気筒１ａ・・・１ａの燃焼室に供給される。これにより
、低負荷時に過給機３の駆動損失が低減されると共に、
燃焼室には過給機３による圧縮作用により温度が上昇し
且つインタークーラ４によって冷却されていない高温の
吸気が供給されることになり、ボンピングロスの減少や
、燃料の気化霧化の促進による燃焼状態の向上等により
燃費性能が向上し、また排気ガス中のＨＣ濃度が低減さ
れることになる。

一方、スロットルバルブ２の開度が比較的大きくなり、
吸入空気量の増大に伴って過給機３の吐出圧が正圧とな
るエンジンの中負荷時には、第１、第２バルブ１１．１
２が閉じ、且つ第３バルブ１３が開くことにより、上記
直結通路８及びバイパス通路９が遮断されると共に、リ
ターン通路１０が開通される。

この状態では、過給機３から吐出された吸気の全量がイ
ンタークーラ４を通過してサージタンク６に導入される
と共に、該サージタンク６がら一部は分岐通路６ａ・・
・６ａを通って各気筒１ａ・・・１ａの燃焼室に供給さ
れ、残部はリターン通路１０により過給機３の上流側に
戻される。従って、中負荷時には、吸入空気量に応じて
負荷に対応したエンジン出力が得られると共に、過給機
３による圧縮作用により温度が高くなった吸気がインタ
ークーラ４によって冷却されることにより、該吸気の温
度が高過ぎることによる異常燃焼が防止される。

さらに、スロットルバルブ２が全開もしくは全開に近い
開度となり、これに伴う吸入空気量の増大により過給機
３の吐出圧−層が高くなるエンジンの高負荷時には、上
記の中負荷時に加えて、第３バルブ３も閉じ、リターン
通路１０が遮断される。

そのため、この高負荷時には、過給機３から吐出された
吸気の全量がインタークーラ４を通過した上で、サージ
タンク６から分岐通路６ａ・・・６ａを通って各気筒１
ａ・・・１ａの燃焼室に供給される。そして、この場合
は、過給機３により十分に圧縮された多量の吸気が供給
されるので、吸気充填効率が増大して高いエンジン出力
が得られることになり、また吸気の圧縮に伴う温度上昇
に対しては、該吸気がインタークーラ４を通過すること
により冷却されて、異常燃焼が防止されることになる。

次に、第３図に示す第２実施例について説明する。なお
、以下の実施例の説明では、第１図の実施例と同じ構成
要素については同じ符号を用いて説明する。

この実施例に係るエンジン１の吸気系統には、上記第１
図の実施例と同様に、上流側がらスロットルバルブ２、
圧縮型の機械式過給機３及びインタークーラ４が配設さ
れ、且つサージタンク６から複数の分岐通路６ａ・・・
６ａを介して各気筒１ａ・・・１ａの燃焼室に通じる主
吸気通路５が設けられていると共に、該主吸気通路５に
おける過給機直下流部５ａと直上流部５ｂとを連通させ
る直結通路２８と、該直結通路２８の中間部から分岐さ
れて上記サージタンク６に通じることによりインターク
ーラ４をバイパスするバイパス通路２９とが設けられて
いる。

そして、上記直結通路２８におけるバイパス通路２９の
分岐部より過給機吐出側２８ａに、バタフライタイプの
第１バルブ３１が設けられていると共に、同じく直結通
路２８におけるバイパス通路２９の分岐部より過給機吸
入側２８ｂにはシールタイプの第２バルブ３２が設けら
れており、且つ両バルブ３１．３２をそれぞれ駆動する
第１、第２アクチュエータ３３．３４が備えられている
。

上記第１バルブ３１を駆動する第１アクチユエータ３３
の圧力室３３ａには、連通路３５により主吸気通路５に
おける過給機下流部５ａ内の圧力、即ち過給機３の吐出
圧Ｐ１が導入され、該圧力Ｐｌが正圧であるときに、ダ
イヤフラム３３ｂに作用する該圧力Ｐ１とスプリング３
３ｃの付勢力とにより上記第１パルプ３１を閉じ、また
上記圧力Ｐ１が負圧のときに、上記スプリング３３ｃの
付勢力に抗して第１バルブ３１を開くようになっている
。従って、第１バルブ３１は、第４図に示すように、過
給機３の吐出圧Ｐ１が負圧の低負荷時に直結通路２８を
開通させ、該過給機３の吐出圧Ｐ□が正圧となる中、高
負荷時に直結通路２８を遮断する。

また、上記第２バルブ３２は、ハウジング３２ａ内に直
結通路２８におけるバイパス通路２９の分岐部側の開口
部を開閉する弁体３２ｂを内装した構成とされている。

また、このバルブ３２を駆動する第２アクチユエータ３
４は、上記弁体３２ｂにロッド３４ａを介して連結され
たダイヤフラム３４ｂと、該ダイヤフラム３４ｂ及びロ
ッド３４ａを介して上記弁体３２ｂを閉方向に付勢する
スプリング３４ｃとを有する。そして、このアクチュエ
ータ３４の圧力室３４ｄには、連通路３６介して上記バ
イパス通路２９ないしサージタンク６内の圧力Ｐ３が導
入されて、上記ダイヤフラム３４ｂに作用するようにな
っていると共に、このダイヤフラム３４ｂの有効受圧面
積と、上記圧力Ｐ３に対する弁体３２ｂの受圧面積とが
略等しくされている。

従って、弁体３２ｂに直接作用する圧力Ｐ、による力と
、アクチュエータ３４内からダイヤフラム３４ｂを介し
て反対方向に作用する圧力Ｐ３による力とが互いに打ち
消し合い、その結果、弁体３２ｂが、主吸気通路５にお
けるスロットルバルブ２の直下流部５ｂに発生する吸気
負圧Ｐ２と、上記アクチュエータ３４におけるスプリン
グ３４ｃによる付勢力との関係で開閉し、第４図に示す
ように、吸気負圧Ｐ２が大きい低負荷時には開いて直結
通路２８を開通させ、該吸気負圧Ｐ２が比較的小さくな
る中負荷時には半開状態となって直結通路２８を部分的
に開通させ、吸気負圧Ｐ２がさらに小さくなる高負荷時
には完全に閉じて直結通路２８を遮断するようになって
いる。

上記の構成により、この実施例によれば、過給機の吐出
圧Ｐ、が負圧の低負荷時には、第１、第２バルブ３１．
３２が共に開いて直結通路２８及びバイパス通路２９が
開通するため、過給機３から吐出された吸気は、一部が
直結通路２８によって該過給機３の吸入側に戻されると
共に、その他の吸気はインタークーラ４を通過すること
なく、バイパス通路２９を通ってサージタンク６に導入
され、さらに該サージタンク６がら分岐通路６ａ・・・
６ａを通って各気筒１ａ・・・１ａの燃焼室に供給され
る。これにより、低負荷時における過給機３の上、下流
側間の圧力差が小さくなって、該過給機３の負荷ないし
駆動損失が低減されると共に、燃焼室には過給機３の吸
気圧縮作用により温度が上昇し且つインタークーラ４に
よって冷却されていない高温の吸気が供給されて、燃費
性能や排気性能が向上するこ゛とになる。

また、過給機３の吸気圧縮作用によりその吐出圧Ｐｌが
正圧となり、且つ吸気負圧Ｐ２が中間的な値となるエン
ジンの中負荷時には、第１バルブ３１が閉じて、直結通
路２８の過給機吐出側２８ａとバイパス通路２つとの間
が遮断されると共に、第２バルブ３２が半開状態となっ
て、バイパス通路２９と直結通路２８の過給機吸入側２
８ｂとが部分的に連通ずる。そのため、過給機３から吐
出された吸気は、その全量がインタークーラ４を通って
サージタンク６に導入されると共に、該サージタンク６
から、一部の吸気は分岐通路６ａ・・・６ａを通って各
気筒１ａ・・・１ａの燃焼室に、他の吸気はバイパス通
路２９から直結通路２８の過給機吸入側２８ｂを通って
該過給機３の吸入側に戻されることになる。従って、イ
ンタークーラ４によって冷却された吸気が負荷に応じた
量だけ燃焼室に供給され、要求に応じたエンジン出力が
得られると共に、吸気温度が高過ぎることによる異常燃
焼が防止されることになる。

さらに、スロットルバルブ２の開度が増大して、過給機
３の吐出圧ＰＩが正圧で且つ吸気負圧Ｐ２が小さくなる
高負荷時には、第１、第２バルブ３１．３２とも閉じる
ため、過給機３から吐出された十分に圧縮された吸気は
、その全量がインタークーラ４を通った後、サージタン
ク６から各燃焼室に供給さる。従って、高負荷時には大
きなエンジン出力が得られると共に、吸気の温度が高過
ぎることによる異常燃焼が防止れる。

ここで、上記バイパス通路２９は、中負荷時にサージタ
ンク６から第２バルブ３２を介して一部の吸気を過給機
上流側５ｂに戻す作用を行うので、第１実施例における
リターン通路１ｏを兼ねることになり、また該バイパス
通路２９と過給機上流側５ｂとの間を開通、遮断する第
２バルブ３２は、第１実施例における第３バルブ１３を
兼ねることになる。

なお、第３図に示す第２実施例と同様の構成において、
バルブ３２を直結通路２８を開閉する第１バルブとし、
バルブ３１をバイパス通路２９を開閉する第２バルブと
すると共に、第５図に示すように、低負荷時には第１、
第２バルブ３２３１とも閉じ、中負荷時には第１バルブ
３２を閉じて第２バルブ３１を開き、且つ高負荷時には
第１、第２バルブ３２．３１とも閉じるようにアクチュ
エータを構成すれば、リターン通路および第３バルブを
有しない本願の第１発明に対応する第３実施例が構成さ
れることになる。

この実施例では、低負荷時には、過給機３から吐出され
た吸気の一部がそのまま該過給機３の吸入側に戻されて
、該過給機３の負荷ないし駆動損失が低減されると共に
、燃焼室にはバイパス通路２９によりインタークーラ４
によって冷却されていない高温の吸気が供給されて燃費
性能及び排気性能が向上し、また中負荷時には、過給機
３から吐出された吸気が、バイパス通路２９によりイン
タークーラ４を通過することなく、高温状態で燃焼室に
供給されて、低負荷時と同様に燃費性能及び排気性能が
向上する。さらに、高負荷時には、過給機３から吐出さ
れた吸気の全量がインタークーラ４によって冷却された
上で燃焼室に供給され、吸気温度が高過ぎることによる
異常燃焼が防止されると共に、高い吸気充填効率ないし
エンジン出力が得られることになる。

さらに、第６図に示す第４実施例について説明すると、
この実施例に係るエンジンの吸気系統には、前記の第３
図に示す第２実施例と同様に、上流側からスロットルバ
ルブ２、圧縮型の機械式過給機３及びインタークーラ４
が配設され、且つサージタンク６及び複数の分岐通路６
ａ・・、６ａを介して各気筒１ａ・・・１ａの燃焼室に
通じる主吸気通路５が設けられていると共に、該主吸気
通路５における過給機直下流部５ａと直上流部５ｂとを
連通させる直結通路４８と、該直結通路４８の中間部か
ら分岐されて上記サージタンク６に通じることによりイ
ンタークーラ４をバイパスするバイパス通路４９とが設
けられている。

そして、この実施例においては、上記直結通路４８にお
けるバイパス通路４９の分岐部にバルブ５１が配置され
ていると共に、該バルブ５１を駆動するアクチュエータ
５２が備えられている。

上記バルブ５１は、ハウジング５１ａと、該ハウジング
５１ａに内装されて、上記バイパス通路４９と直結通路
４８における過給機吐出側４８ａとの間を開閉する第１
弁体５１ｂと、同じくバイパス通路４９と直結通路４８
の過給機吸入側４８ｂとの閏を開閉する第２弁体５１ｃ
とを有し、これらがロッド５２ａを介してアクチュエー
タ５２におけるダイヤフラム５２ｂに連結されている。

その場合に、上記第１、第２弁体５１ｂ、５１Ｃは、閉
方向（図面の左側）への移動時に、まず第１弁体５１ｂ
が閉じ、その後第２弁体５１ｃが閉じるように位置関係
が設定されている。

また、上記アクチュエータ５２の圧力室５２ｃには、連
通路５３を介して上記直結通路４８の過給機吐出側４８
ａ内の圧力Ｐ１が導入されて上記ダイヤフラム５２ｂに
作用すると共に、このダイヤフラム５２ｂの有効受圧面
積と、上記圧力Ｐｌに対する第１弁体５１ｂの受圧面積
とが略等しくされており、また、第１、第２弁体５１ｂ
、５１Ｃの互いに対向する面の受圧面積も略等しくされ
ている。従って、第１弁体５１ｂに直接作用する圧力Ｐ
ｌによる力と、アクチュエータ５２内からダイヤフラム
５２ｂを介して反対方向に作用する圧力Ｐｌ′による力
とが互いに打ち消し合い、また、第１、第２弁体５１ｂ
、５．１ｃに反対方向に作用するバイパス通路４９内の
圧力Ｐ３による力が互いに打ち消し合うことにより、該
第１、第２弁体５１ｂ、５１Ｃが、主吸気通路５におけ
るスロットルバルブ２の直下流部に発生する吸気負圧Ｐ
２と、上記アクチュエータ５２におけるスプリング５２
ｄの付勢力との関係で開閉することになる。その結果、
第７図に示すように、吸気負圧Ｐ２が大きい低負荷時に
は両弁体５１ｂ、５１ｃとも開き、該吸気負圧Ｐ２が中
間的な値となる中負荷時には第１弁体５１ｂが閉じ且つ
第２弁体５１Ｃが半開状態となり、さらに吸気負圧Ｐ２
が小さくなる高負荷時には両弁体５１ｂ、５１ｃとも完
全に閉じるようになっている。

上記の構成により、この実施例によれば、過給機３の吐
出圧Ｐ！が負圧の低負荷時には、バルブ５１の第１、第
２弁体５１ｂ、５１ｃとも開くことにより、直結通路４
８の過給機吐出側４８ａと吸入側４８ｂとの閏、及び吐
出側４８ａとバイパス通路４９との間が開通し、そのた
め、過給機３から吐出された吸気は、一部が直結通路４
８によって該過給機３の吸入側に戻されると共に、その
他の吸気はバイパス通路４９を通ってサージタンク６に
導入され、該サージタンク６から分岐通路６ａ・・・６
ａを通って各気筒１ａ・・・１ａの燃焼室に供給される
。これにより、前記第２実施例と同様に、低負荷時にお
ける過給機３の負荷ないし駆動損失が低減されると共に
、燃焼室にはインタークーラ４によって冷却されていな
い高温の吸気が供給されて、燃費性能や排気性能が向上
することになる。

また、過給機３の吸気圧縮作用によりその吐出圧Ｐ１が
正圧となり、且つ吸気負圧Ｐ２が中間的な値となるエン
ジンの中負荷時には、第１弁体５１ｂが閉じることによ
り、直結通路４８の過給機吐出側４８ａと吸入側４８ｂ
との間、及び吐出側４８ａとバイパス通路４９との間が
遮断されると共に、第２弁体５１ｃが半開状態となるこ
とにより、バイパス通路４９と直結通路４８の過給機吸
入側４８ｂとが部分的に連通ずる。そのため、過給機３
から吐出された吸気は、その全量がインタークーラ４を
通ってサージタンク６に導入されると共に、該サージタ
ンク６から一部の吸気は燃焼室に、他の吸気はバイパス
通路４９がら直結通路４８の過給機吸入側４８ｂを通っ
て主吸気通路５における過給機３の吸入側５ｂに戻され
ることになる。従って、インタークーラ４によって冷却
された吸気が負荷に応じた量だけ燃焼室に供給され、要
求に応じたエンジン出方が得られると共に、吸気温度が
高過ぎることによる異常燃焼が防止される。

さらに、スロットルバルブ２の開度が増大して、過給機
３の吐出圧Ｐ１が正圧で且つ吸気負圧Ｐ２が小さくなる
高負荷時には、第１、第２弁体５１ｂ、５１ｃとも閉じ
るため、過給機３がら吐出された十分に圧縮された吸気
は、その全量がインタークーラ４を通った後、サージタ
ンク６がら各燃焼室に供給さる。従って、高負荷時には
大きなエンジン出力が得られると共に、吸気の温度が高
過ぎることによる異常燃焼が防止れる。

ここで、上記バイパス通路４９は、第２実施例と同様に
、第１実施例におけるリターン通路１０を兼ねることに
なり、またバルブ５１の第１弁体５１ｂが第１実施例に
おける第１、第２バルブ１１．１２に、第２弁体５１ｃ
が第１実施例における第３バルブ１３にそれぞれ相当す
ることになる。

また、第８図は第６図に示す第４実施例と基本的構成が
同様の第５実施例を示すもので、この実施例においては
、バルブ７１における第１、第２弁体７１ｂ、７１ｃが
バイス通路６９と直結通路６８の過給機吐出側６８ａ及
び吸入側６８ｂとの間を同時に開閉するようになってい
る。

従って、第９図に示すように、エンジンの中負荷時には
、両弁体７１ｂ、７１ｃとも半開状態となり、過給機３
から吐出された吸気は、一部が直結通路６８によって過
給機３の吸入側に直接戻されると共に、その他の吸気は
インタークーラ４からサージタンク６に導入され、さら
に該サージタンク６に導入された吸気の一部が燃焼室に
供給されると共に、他の吸気がバイパス通路６９により
、バルブ７１及び直結通路６８の過給機吸入側６８ｂを
通って過給機３の吸入側に戻されることになる。そして
、その他の構成は第６図の第４実施例と同様とされ、従
って第４実施例と略同様の作用が得られる。

さらに、第１０図は第８図に示す第５実施例の改良に係
る第６実施例を示すもので、この実施例においては、ア
クチュエータ９２内に備えられて、ダイヤフラム９２ａ
を介してバルブ９１の第１、第２弁体９１ｂ、９１ｃを
閉方向に付勢するスプリング９２ｂのバネ力が第５実施
例よりも強くされていると共に、該アクチュエータ９２
の圧力室９２ｃに直結通路８８における過給機吐出側８
８ａ内の圧力Ｐ１を導入する連通路９３上に三方ソレノ
イドバルブ９４が設置され、且つ該ソレノイドバルブ９
４にバイパス通路８９から導がれな補助連通路９５が接
続されている。そして、スロットルバルブ３の開度を検
出するセンサ９６からの信号を入力して上記三方ソレノ
イドバルブ９４を作動させるコントローラ９７が備えら
れ、該コントローラ９７が、スロットル開度が全開に近
い所定開度θ１以下ではバイパス通路８９内の圧力Ｐ３
をアクチュエータ９２の圧力室９２ｃに導入させ、スロ
ットル開度が上記所定開度６１以上の高負荷時には直結
通路８８における過給機吐出側８８ａ内の圧力Ｐ１を上
記圧力室９２ｃに導入させるようになっている。

この実施例によれば、まず、アクチュエータ９２におけ
るスプリング９２ｂのバネ力が強くされていることによ
り、高負荷時に、第１１図に鎖線■で示すような第１弁
体９１ｂの圧力Ｐ１の脈動による不安定な挙動が防止さ
れて、該第１弁体９１ｂが確実に閉状態に保持されるこ
とになる。

ところで、上記のようにスプリング９２ｂのバネ力を強
くすると、特に中負荷時に、第１１図に鎖線■で示すよ
うに、該スプリング９２ｂのバネ力と吸気負圧Ｐ２との
関係で開閉する第１、第２弁体９１ｂ、９１ｃの開度が
全般的に小さくなり、また直結通路８８の開通領域が狭
くなって、いたづらに過給機３の負荷を増大させること
になる。しかし、上記の構成によれば、中負荷時には、
アクチュエータ９２の圧力室９２ｃに、第１弁体９１ｂ
に直接作用する過給機吐出側８８ａの圧力Ｐ１よりも低
いバイパス通路８９内の圧力Ｐ３が導入されるため、そ
の差圧分だけ両弁体９１ｂ、９１ｃに開方向の力が作用
し、これがスプリング９２ｂのバネ力の強化分を打ち消
すことになる。これにより、高負荷時に直結通路８８を
確実に閉状態に保持しながら、中負荷時には該直結通路
８８の開領域が十分に確保されることになり、中負荷時
での過給機３の負荷の増大が防止される。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、エンジン出力により駆動
される圧縮型の機械式過給機が備えられたエンジンにお
いて、上記過給機の吸気圧縮作用により、高負荷時にお
けるエンジン出力が増大されることになる。また、低負
荷時には、過給機の負荷ないし駆動損失が低減されると
共に、燃焼室に高温の吸気が供給さることにより、ボン
ピングロスが低減され且つ良好な燃焼状態が得られるよ
うになって燃費性能が向上し、さらにＨＣ濃度が低減さ
れて排気性能も向上することになる。

【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、第３図、
第６図、第８図及び第１０図は第１、第２、第４、第５
、第６実施例をそれぞれ示す構成図、第２図、第４図、
第５図、第７図及び第９図は第１、第２、第３、第４、
第５実施例におけるバルブの開閉特性をそれぞれ示す特
性説明図、第１１図は第６実施例におけるバルブの作動
を比較例と共に示す作動説明図である。１・・・エンジン、２・・・・・・スロットルバルブ、
３・・・過給機、４・・・インタークーラ、８，２８゜
４８．６８．８８・・・直結通路、９，２９．４９．６
９．８９・・・インタークーラバイパス通路、１１．１
２，１３，３１，３２，５１゜７１．９１・・・開閉手
段（バルブ）−１４，１５，１６，３３，３４，５２，
７２，９２・・・開閉駆動手段（アクチュエータ〉。Ｓ弓ツミ第６図箇図第図９図第１０ケ第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スロットルバルブ下流の吸気通路に、エンジン出
力により駆動される圧縮型の機械式過給機が設けられ、
且つその下流側にインタークーラが配設された機械式過
給機付エンジンの吸気装置であって、上記過給機の直上
流側と直下流側とを直結する直結通路と、過給機の下流
側から上記インタークーラをバイパスして燃焼室に至る
インタークーラバイパス通路と、上記直結通路及びイン
タークーラバイパス通路をそれぞれ開閉する第１、第２
開閉手段とが設けられていると共に、エンジンの低負荷
時には上記第１、第２開閉手段とも開き、中負荷時には
第１開閉手段を閉じて第２開閉手段を開き、且つ高負荷
時には第１、第２開閉手段とも閉じる開閉駆動手段が備
えられていることを特徴とする機械式過給機付エンジン
の吸気装置。
（２）スロットルバルブ下流の吸気通路に、エンジン出
力により駆動される圧縮型の機械式過給機が設けられ、
且つその下流側にインタークーラが配設された機械式過
給機付エンジンの吸気装置であって、上記過給機の直上
流側と直下流側とを直結する直結通路と、過給機の下流
側から上記インタークーラをバイパスして燃焼室に至る
インタークーラバイパス通路と、該インタークーラの下
流側から過給機の上流側に通じるリターン通路と、上記
直結通路、インタークーラバイパス通路及びリターン通
路をそれぞれ開閉する第１、第２、第３開閉手段とが設
けられていると共に、エンジンの低負荷時には上記第１
、第２開閉手段を開いて第３開閉手段を閉じ、中負荷時
には第１、第２開閉手段を閉じて第３開閉手段を開き、
且つ高負荷時には第１〜第３開閉手段を閉じる開閉駆動
手段が備えられていることを特徴とする機械式過給機付
エンジンの吸気装置。
（３）スロットルバルブ下流の吸気通路に、エンジン出
力により駆動される圧縮型の機械式過給機が設けられ、
且つその下流側にインタークーラが配設された機械式過
給機付エンジンの吸気装置であって、上記過給機の直上
流側と直下流側とを直結する直結通路と、過給機の下流
側から上記インタークーラをバイパスして燃焼室に至る
インタークーラバイパス通路と、該インタークーラの下
流側から過給機の上流側に通じるリターン通路と、上記
直結通路、インタークーラバイパス通路及びリターン通
路をそれぞれ開閉する第１、第２、第３開閉手段とが設
けられていると共に、上記過給機の非過給領域では上記
第１、第２開閉手段を開いて第３開閉手段を閉じ、過給
領域においてエッジ負荷が比較的低いときは第１、第２
開閉手段を閉じて第３開閉手段を開き、且つ過給領域に
おいてエンジン負荷が高いときは第１〜第３開閉手段を
閉じる開閉駆動手段が備えられていることを特徴とする
機械式過給機付エンジンの吸気装置。