JPH0329544Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ターボ過給機と共鳴過給装置とを備
えた内燃機関の吸気装置に関する。

内燃機関においては、吸気充填効率を高め、軸
出力を高めるために、排気ターボ過給機と共鳴過
給装置とを組合せたものは良く知られており、例
えば特公昭57−2892号公報に記載されている。

ところで、ターボ過給機のみを備えた内燃機関
においては、低負荷域では燃料消費量が無過給の
ものより悪化する。そのために排気管と吸気管に
は、それぞれ排気バイパス通路と吸気バイパス通
路をとを設け、機関の低負荷域ではターボ過給機
のタービンとコンプレツサとをバイパスするよう
にしている（例えば特開昭55−69724号公報参
照）。

従来、ターボ過給機と共鳴過給装置とを備えた
吸気装置の構成を第１図によつて説明すると、機
関１は、開弁時期がオーバラツプしない気筒どう
しが接続されて、気筒群が構成され、これら気筒
群にはそれぞれ共鳴容器２が設けられている。各
共鳴容器２には、ターボ過給機３０のコンプレツ
サ３１の下流側吸気管５ｂに連なつている共鳴管
６，６とが接続され、もつて共鳴過給装置７が構
成されている。機関１の排気管８には、ターボ過
給機３０のタービン３２が介装されている。なお
符号３３は吸気通路５のコンプレツサ３１の下流
側吸気管５ｂに介装されたアフタクーラを示して
いる。

このような従来の構成においては、高負荷時の
低中速回転域および高速回転域のどの領域におい
ても良好な出力性能が得られると共に、燃料消費
量の改善も図れるが、低負荷域においてはむしろ
ターボ過給機３０のコンプレツサ３１やアフター
クーラ３３が抵抗になつたり、また共鳴過給装置
７の共鳴管６の管径は通常の吸気通路より小さく
なつているため吸気の抵抗となり出力性能、燃料
消費量の不都合をもたらすという不具合があつ
た。

したがつて本考案の目的は、ターボ過給機と共
鳴過給装置とを組合せた内燃機関において、吸気
バイパス通路を設け、過給と無過給の切換えを行
うと共に吸気バイパス通路を閉じた場合に共鳴回
転数の影響を最小限にすることができる内燃機関
の吸気装置を提供するにある。

本考案によれば、吸気バイパス通路は前記コン
プレツサの上流から分岐していると共に、該吸気
バイパス通路に連なつている共鳴管には仕切弁を
設け、該弁の位置は、分岐管の前記仕切弁から前
記共鳴容器に到るデツドボリユームが機関の行程
容積の10％以下になるように選定されている。

以下第２図ないし第４図を参照して本考案の実
施例を説明する。

第２図に本考案の吸気装置の構成を示し、なお
第１図と同じ部品は同じ符号を示して重複説明と
省略する。

吸気バイパス通路３はターボ過給機３０のコン
プレツサ３１の上流側吸気通路５ａから分岐し、
コンプレツサ３１、アフタークーラ３３、共鳴管
６，６をバイパスし、共鳴容器２，２に合流して
いる。吸気バイパス通路３は共鳴容器２，２の上
流で分岐し、分岐管４，４を形成している。また
排気バイパス通路９はターボ過給機３０のタービ
ン３２の上流側排気通路８ｂで分岐し、タービン
３２をバイパスしてタービン３２の下流側排気通
路８ａに合流する。排気バイパス通路９には開閉
弁１０が設けられ、後述の吸気バイパス通路３の
分岐管４，４に設けられた仕切弁２０，２０と連
動する。

すなわちターボ過給機３０を作動させるとき
は、開閉弁１０を閉じてタービン３２を駆動して
コンプレツサ３１によつて吸気を加圧すると共
に、分岐管４，４に設けた仕切弁２０，２０を閉
じる。

仕切弁２０，２０で分岐管４，４を閉じると、
その仕切弁２０と共鳴容器２との間にデツドボリ
ユーム２１，２１が形成される。このデツドボリ
ユームをエンジン行程容積の10％以下に構成す
る。

なお、分岐管４，４の仕切弁２０，２０が開い
ているときにも、共鳴過給効果が得られるように
分岐管４，４の長さ、管径を設定し共鳴管になる
ようにしてもよい。

第３図は第２図の共鳴過給装置７の部分を模式
化したもので、６気筒の内燃機関において３気筒
分が１つの共鳴容器２に接続された例である。

第３図において全共鳴容器２の容積Vrgは、 Vrg＝Vr＋3Vsx＋Vc＋Vh／２ ただしVr＝共鳴容積（片側） Vsx＝吸気ポート容積 Vc＝圧縮容積（１サイクル分） Vh＝行程容積（１サイクル分） この容積Vrgは６気筒分で11.67である。他
方、仕切弁２０を共鳴容器２の入口から10cm程度
離れた所に設けたものとすると、そのデツドボリ
ユーム２１は２つの共鳴管２に形成するために
0.54程度となる。共鳴周波数は共鳴管の長さＬ
に逆比例し、音速に比例することが知られてお
り、また共鳴回転数は共鳴周波数に比例する。

そこで上記のデツドボリユーム２１を零とした
場合、その際の共鳴回転数は1020rpmであり、デ
ツドボリユーム２１を0.54とすると、共鳴回転
数は985rpmとなり、デツドボリユーム２１の増
加により共鳴回転数は約35rpm低下することにな
る。

しかしながら、この程度の低下はエンジン性能
上格別影響しないことが実験的に判明した。なお
図中４０は吸気ポート、４１はシリンダを示す。

第４図はデツドボリユーム２１がエンジンの行
程容積の０％のときの軸出力に対する各デツドボ
リユームごとの出力比をとつたグラフで、デツド
ボリユーム２１が10％まで軸出力はあまり変化せ
ず、実用上差支えない。しかしながら10％を越え
ると効率の低下が著しく不適である。

以上詳述したように、本考案によれば、ターボ
過給機と共鳴過給装置とを組合せた内燃機関に吸
気バイパス通路を設け、吸気バイパス通路に連な
つている分岐管には仕切弁を設け、この弁は分岐
管のデツドボリユームが機関の行程容積の10％以
下になる位置に配置されるので、低負荷域では無
過給運転を行い、高負荷域では共鳴過給、ターボ
過給運転を行うようにし、もつて全負荷域で出力
性能が向上し、かつ燃料消費量の改善が図れる。
また共鳴過給効果も充分に発揮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のターボ過給機と共鳴過給装置と
を組合せた内燃機関の模式図、第２図は本考案の
１実施例を示す模式図、第３図は第１図に示す共
鳴過給装置部分を拡大して示す模式図、第４図は
デツドボリユームと出力比との関係を示す図であ
る。 １……内燃機関、２……共鳴容器、３……吸気
バイパス通路、４……分岐管、６……共鳴管、７
……共鳴過給装置、２０……仕切弁、２１……デ
ツドボリユーム、３０……ターボ過給機。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 開弁時期がオーバラツプしない気筒どうしを接
   続して複数の気筒群を構成し、それぞれの気筒群
   に共鳴容器を設けると共に、該共鳴容器にはター
   ボチヤージヤのコンプレツサの下流側の吸気管に
   連なつている共鳴管とを接続するようにしたター
   ボ過給機と共鳴過給装置を組合せた内燃機関の吸
   気装置において、吸気バイパス通路を設け、前記
   吸気バイパス通路は前記コンプレツサの上流から
   分岐していると共に、該吸気バイパス通路に連な
   つている分岐管には仕切弁を設け、該弁の位置
   は、分岐管の前記仕切弁から前記共鳴容器に到る
   デツトボリユームが機関の行程容積の10％以下に
   なるように選定されていることを特徴とする内燃
   機関の吸気装置。